JPS5926839B2 - 高温高圧流体用配管の継手構造 - Google Patents
高温高圧流体用配管の継手構造Info
- Publication number
- JPS5926839B2 JPS5926839B2 JP5356675A JP5356675A JPS5926839B2 JP S5926839 B2 JPS5926839 B2 JP S5926839B2 JP 5356675 A JP5356675 A JP 5356675A JP 5356675 A JP5356675 A JP 5356675A JP S5926839 B2 JPS5926839 B2 JP S5926839B2
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- JP
- Japan
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- pipe
- joint
- insulating material
- pressure
- temperature
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高温高圧流体を導通させる配管の接続部にお
ける継手構造の改良に関する。
ける継手構造の改良に関する。
本発明の主たる目的は、上記した配管の強度上危惧すべ
き管接続部の局部的に著るしい温度上昇を担廂ｌするこ
とである。
き管接続部の局部的に著るしい温度上昇を担廂ｌするこ
とである。
本発明の別な目的は、断熱材接続部における流体導通す
きまを可及的に無くすること、および断熱材接続部の実
質的厚さを増大することである。
きまを可及的に無くすること、および断熱材接続部の実
質的厚さを増大することである。
本発明のさらに異なる目的は、圧力管の溶接接合に不可
欠なバックリングの設置に要するバックリングすきま（
空間）に充満した流体の自然対流の発生を極力Ｗ５１ｌ
し、ひいては対流伝熱を低減することである。本発明の
理解を容易にするため、第１図に示した従来の高温高圧
流体用配管の継手構造について述べ、その問題点等を指
摘することとしよう。
欠なバックリングの設置に要するバックリングすきま（
空間）に充満した流体の自然対流の発生を極力Ｗ５１ｌ
し、ひいては対流伝熱を低減することである。本発明の
理解を容易にするため、第１図に示した従来の高温高圧
流体用配管の継手構造について述べ、その問題点等を指
摘することとしよう。
高温高圧流体を導通させる配管は、高温高圧流体の熱負
荷と圧力負荷に耐える構造として、流体が流れる中心部
の仕切管１に断熱材２を被覆し、最外周に圧力管３を配
置した多重管構造とされる。仕切管１内を流れる流体の
一部は、管接続部から漏洩して圧力管３内に充満される
。ただし、漏洩流体が圧力管３の軸方向へ流れを生じな
いように、１つの管接続部に対し少なくとも１個の害拾
で、圧力管３を軸と直角にしや断するシール板６が設置
される。かくて、流体の圧力負荷は圧力管３が負担し、
熱負荷は仕切管１が負担して、強度上の危惧がなく、な
らびに経済的評価の高い管となつている。上記した構造
の管において、仕切管１内に約１０００℃の流体が導通
された場合の圧力管表面の平均温度は、大体理論的に予
想された２００℃以下に保たれる。
荷と圧力負荷に耐える構造として、流体が流れる中心部
の仕切管１に断熱材２を被覆し、最外周に圧力管３を配
置した多重管構造とされる。仕切管１内を流れる流体の
一部は、管接続部から漏洩して圧力管３内に充満される
。ただし、漏洩流体が圧力管３の軸方向へ流れを生じな
いように、１つの管接続部に対し少なくとも１個の害拾
で、圧力管３を軸と直角にしや断するシール板６が設置
される。かくて、流体の圧力負荷は圧力管３が負担し、
熱負荷は仕切管１が負担して、強度上の危惧がなく、な
らびに経済的評価の高い管となつている。上記した構造
の管において、仕切管１内に約１０００℃の流体が導通
された場合の圧力管表面の平均温度は、大体理論的に予
想された２００℃以下に保たれる。
しかし、管接続部における圧力管表面温度だけは、局部
的に２５０〜２６０℃程度と測定され著るしく高い。そ
の温度差は５０〜６０℃程度にしか過ぎないが、圧力管
の材質、たとえば通常多用されるステンレス合金鋼の機
械的強度に与える温度条件としては非常に厳しく、また
熱応力的分野での問題も大きい。適切な対応策を執るた
めにも、その根本原因についてはいろいろな角度から検
討し究明されねばならないであろう。
的に２５０〜２６０℃程度と測定され著るしく高い。そ
の温度差は５０〜６０℃程度にしか過ぎないが、圧力管
の材質、たとえば通常多用されるステンレス合金鋼の機
械的強度に与える温度条件としては非常に厳しく、また
熱応力的分野での問題も大きい。適切な対応策を執るた
めにも、その根本原因についてはいろいろな角度から検
討し究明されねばならないであろう。
現時点で推定される多数説は、管継手構造の欠陥に原因
があるとする説である。すなわち、第１図の例で明確な
ように、従前は断熱材２の接続を互いにはまり合う凹凸
のいわゆるメス・オス接続で行なつた。しかし、そのは
まり合いは浅く、仕切管１の接続部外周部と、圧力管３
の溶接接合に不可欠なバツクリング７の設置に必要なす
きま８に続く圧力管内周部とに、２個のかなり大きな空
間９，１０を生じた。２つの空間９，１０は、断熱材同
志の微小なはめ合いすきまを通じて連通されるか、若し
くははめ合いすきまが完全にしや断されたとしても、実
質的に薄い断熱層で隣接し、両者間に断熱効果を多く期
待し得ない。
があるとする説である。すなわち、第１図の例で明確な
ように、従前は断熱材２の接続を互いにはまり合う凹凸
のいわゆるメス・オス接続で行なつた。しかし、そのは
まり合いは浅く、仕切管１の接続部外周部と、圧力管３
の溶接接合に不可欠なバツクリング７の設置に必要なす
きま８に続く圧力管内周部とに、２個のかなり大きな空
間９，１０を生じた。２つの空間９，１０は、断熱材同
志の微小なはめ合いすきまを通じて連通されるか、若し
くははめ合いすきまが完全にしや断されたとしても、実
質的に薄い断熱層で隣接し、両者間に断熱効果を多く期
待し得ない。
同様に、内方の空間９とバツクリングすきま８との間に
位置する半径方向の断熱材厚さも他の部分に比較すれば
格段に小さく、やはり断熱効果に多くを期待できないこ
と明白である。内方の空間９に漏洩した流体ないしそこ
に滞留する流体の温度は、仕切管１内を流れる本流の温
度と同等かそれよりやや低い程度である。
位置する半径方向の断熱材厚さも他の部分に比較すれば
格段に小さく、やはり断熱効果に多くを期待できないこ
と明白である。内方の空間９に漏洩した流体ないしそこ
に滞留する流体の温度は、仕切管１内を流れる本流の温
度と同等かそれよりやや低い程度である。
したがつて、仮に２個の空間９，１０の間において流体
の流通が生じたり、たとえ流通がないにしても空間８と
１０の中の流体に激しＸ，泪然対流が生起されるとすれ
ば、他の部分に比し熱の移動はごく容易な構成であるか
ら、空間８および１０内の充満流体と接触する領域に限
り、圧力管３の温度が局部的に高くなること理の当然で
あろう。上記のように推定される欠陥原因に対処する手
段として、本発明では、断熱材の接続構造を等しいテー
パの円錐形凹凸の深いはめ合い構造とし、はめ合いすき
まを可及的に無くすると同時に、接続部分における断熱
層の実質的厚さを増大することが第１の特色である。
の流通が生じたり、たとえ流通がないにしても空間８と
１０の中の流体に激しＸ，泪然対流が生起されるとすれ
ば、他の部分に比し熱の移動はごく容易な構成であるか
ら、空間８および１０内の充満流体と接触する領域に限
り、圧力管３の温度が局部的に高くなること理の当然で
あろう。上記のように推定される欠陥原因に対処する手
段として、本発明では、断熱材の接続構造を等しいテー
パの円錐形凹凸の深いはめ合い構造とし、はめ合いすき
まを可及的に無くすると同時に、接続部分における断熱
層の実質的厚さを増大することが第１の特色である。
本発明の次なる特色は、流体ポケツトともいうべき空間
やバツクリングすきまは、上記の接続構造に基きできる
だけ縮小化するか好ましくは解消すること。
やバツクリングすきまは、上記の接続構造に基きできる
だけ縮小化するか好ましくは解消すること。
そして、やむを得ず生ずるすきまないし空間には、流体
の自然対流の発生を阻止ないし抑止する充填物ないし障
害壁を設置し、熱の移動ないし移動経路を可及的にしや
断することである。本発明を図示した具体例により説明
すれば次の通りである。第２図は、本発明による継手構
造を有する高温高圧流体用配管の一例を表わしている。
の自然対流の発生を阻止ないし抑止する充填物ないし障
害壁を設置し、熱の移動ないし移動経路を可及的にしや
断することである。本発明を図示した具体例により説明
すれば次の通りである。第２図は、本発明による継手構
造を有する高温高圧流体用配管の一例を表わしている。
管構造としては、既述した第１図の従来例の原理と同様
であつて、仕切管１とそれに被覆された断熱材２ならび
に最外周の圧力管３とで構成されている。勿論、シール
板６もある。既に説明してきたように、この配管は、工
場等にて予めユニツト化された左右の単位配管Ａ，Ｂを
Ｃ点で接続して配設される。
であつて、仕切管１とそれに被覆された断熱材２ならび
に最外周の圧力管３とで構成されている。勿論、シール
板６もある。既に説明してきたように、この配管は、工
場等にて予めユニツト化された左右の単位配管Ａ，Ｂを
Ｃ点で接続して配設される。
その継手構造として、一方（図中左側）の単位管Ａにお
ける断熱材２の端部には、適度なテーパで内方に向つて
径が縮小するかなり深い円錐形のへこみ１１に仕切管の
端部１Ａが突出されている。他方（図中右側）の単位管
Ｂにおける断熱材２の端部は、前記したへこみ１１と対
応する径でかつ等しいテーパの円錐形突起１２として構
成されている。突起１２はへこみ１１と同寸法かやや短
かい。したがつて、この継手構造の場合、へこみ１１か
ら突出する仕切管端部１Ａを、その相手側となる突起１
２の部分における仕切管径大部１Ｂに合せてはめていわ
ゆるスライドジョイントを形成する操作で、同時に円錐
形突起１２とへこみ１１も相互にはまり合つて断熱材２
，２が接続される。
ける断熱材２の端部には、適度なテーパで内方に向つて
径が縮小するかなり深い円錐形のへこみ１１に仕切管の
端部１Ａが突出されている。他方（図中右側）の単位管
Ｂにおける断熱材２の端部は、前記したへこみ１１と対
応する径でかつ等しいテーパの円錐形突起１２として構
成されている。突起１２はへこみ１１と同寸法かやや短
かい。したがつて、この継手構造の場合、へこみ１１か
ら突出する仕切管端部１Ａを、その相手側となる突起１
２の部分における仕切管径大部１Ｂに合せてはめていわ
ゆるスライドジョイントを形成する操作で、同時に円錐
形突起１２とへこみ１１も相互にはまり合つて断熱材２
，２が接続される。
このあと、２つの圧力管３，３が突合せられ、バツクリ
ング７を利用してＣ点で溶接接合されるわけである。以
上の説明で明らかなように、本発明の継手構造の場合、
円錐形へこみ１１と突起１２の寸法精度が高くかつ両者
が幾何学的同一に近ずくほど、いわゆるくさび効果でそ
のはめ合いすきま１３（ただし第２図のすきまは多分に
誇張された表現であることを了解されたい）は可及的に
解消される。
ング７を利用してＣ点で溶接接合されるわけである。以
上の説明で明らかなように、本発明の継手構造の場合、
円錐形へこみ１１と突起１２の寸法精度が高くかつ両者
が幾何学的同一に近ずくほど、いわゆるくさび効果でそ
のはめ合いすきま１３（ただし第２図のすきまは多分に
誇張された表現であることを了解されたい）は可及的に
解消される。
同様に、円錐形の高さ（軸方向長さ）を十分に大きくし
、はまり合う距離を長くするほどに、すきま１３の軸方
向距離が大となつて流体の流れ抵抗、伝熱抵抗が大とな
つて熱移動が大幅に低減される。また、接続部のどの位
置をとつてみても、断熱材２の半径方向厚さは実質的に
変らず、断熱効果の低落部を生じない。なお、図示の例
の場合、仕切管１の外周部に割合に大きい空間１４の存
在を認められるが、これは図示した断熱材のはめ合い凹
凸が、厳密な幾何学図形としていわゆる円錐台形となつ
ていることに原因する。
、はまり合う距離を長くするほどに、すきま１３の軸方
向距離が大となつて流体の流れ抵抗、伝熱抵抗が大とな
つて熱移動が大幅に低減される。また、接続部のどの位
置をとつてみても、断熱材２の半径方向厚さは実質的に
変らず、断熱効果の低落部を生じない。なお、図示の例
の場合、仕切管１の外周部に割合に大きい空間１４の存
在を認められるが、これは図示した断熱材のはめ合い凹
凸が、厳密な幾何学図形としていわゆる円錐台形となつ
ていることに原因する。
勿論、突起１２の先端がもつとへこみ１１の底面へ接近
する寸法設計とすることでも十分に改善される。それと
は別にへこみ１１と突起１２の形を、仕切管１を頂面と
する形（第２図中に鎖線で表わした形）とすることでも
改善できる。このような円錐形凹凸のはめ合い構造の場
合、断熱材の熱膨脹によつてもすきまあるいはポケツト
の解消ないし縮小が達成される利点を有する。以上の説
明で、従来のようなはめ合いすきまや流体ポケツト、さ
らにに断熱層厚さの不足による各種の欠陥原因の多くが
解決されたことを理解されたであろう。しかし、バツク
リング７の設置に要する必要最小限度のすきま８を皆無
とすることは技術的になお至難である。にもかかわらず
、バツクリングすきま８が流体ポケツトとなつてそこに
滞留する流体に自然対流を生起させ、熱移動を急にして
ポケツト流体と接する領域の圧力管温度を高める原因と
なる。この問題の１つの解決策を第３図に示した。
する寸法設計とすることでも十分に改善される。それと
は別にへこみ１１と突起１２の形を、仕切管１を頂面と
する形（第２図中に鎖線で表わした形）とすることでも
改善できる。このような円錐形凹凸のはめ合い構造の場
合、断熱材の熱膨脹によつてもすきまあるいはポケツト
の解消ないし縮小が達成される利点を有する。以上の説
明で、従来のようなはめ合いすきまや流体ポケツト、さ
らにに断熱層厚さの不足による各種の欠陥原因の多くが
解決されたことを理解されたであろう。しかし、バツク
リング７の設置に要する必要最小限度のすきま８を皆無
とすることは技術的になお至難である。にもかかわらず
、バツクリングすきま８が流体ポケツトとなつてそこに
滞留する流体に自然対流を生起させ、熱移動を急にして
ポケツト流体と接する領域の圧力管温度を高める原因と
なる。この問題の１つの解決策を第３図に示した。
すなわち、第２図におけるバツクリングすきま８ないし
はこれに連らなる第１図の空間１０に相当する流体ポケ
ツトに、そこの流体に生起される自然対流を阻止ないし
抑制する充填物、たとえばステンレス繊維１５を密実に
充填した構成できる。第４図には、同じ問題の解決にあ
たり、通常のポケツト流体が同図中の点線で表わしたよ
うな渦対流を生ずる現象に着眼して、その対流を阻止す
る隔壁板（又は障害壁）１６・・・・・・を管の半径方
向に複数設置した構成を示している。以上に説明した通
りであつて、本発明によれば、配管接続部における局部
的温度上昇をもたらす原因はことごとく解決され、強度
上の安全性と信頼性の高い高温高圧流体用配管が提供さ
れるのである。
はこれに連らなる第１図の空間１０に相当する流体ポケ
ツトに、そこの流体に生起される自然対流を阻止ないし
抑制する充填物、たとえばステンレス繊維１５を密実に
充填した構成できる。第４図には、同じ問題の解決にあ
たり、通常のポケツト流体が同図中の点線で表わしたよ
うな渦対流を生ずる現象に着眼して、その対流を阻止す
る隔壁板（又は障害壁）１６・・・・・・を管の半径方
向に複数設置した構成を示している。以上に説明した通
りであつて、本発明によれば、配管接続部における局部
的温度上昇をもたらす原因はことごとく解決され、強度
上の安全性と信頼性の高い高温高圧流体用配管が提供さ
れるのである。
また、本発明による継手構造は、その加工ならびに接続
の組立が決して面倒にならず、従前と同程度の加工工程
で実施され、経済的ならびに工業的な面での利益が大き
い。
の組立が決して面倒にならず、従前と同程度の加工工程
で実施され、経済的ならびに工業的な面での利益が大き
い。
第１図は従前の管継手構造を表わした断面図、第２図は
本発明による管継手構造を表わした断面図、第３図と第
４図は異なる継手構造の例を表わした要部拡大断面図で
ある。
本発明による管継手構造を表わした断面図、第３図と第
４図は異なる継手構造の例を表わした要部拡大断面図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 仕切管の外周に断熱材を被覆し、この断熱材の外周
に圧力管を嵌め込んで成る高温流体用配管の接続部にお
いて、メスとオスの嵌合によりスライドジョイントを形
成して成る仕切管の継手と、互いに密接に嵌り合うテー
パ状の円錐形に成形した断熱材の継手と、圧力管の接合
部においてバックリング部の断熱材欠落部のガスの対流
を防止するため、その断熱欠落部に充填された充填物と
から成る高温高圧流体用配管の継手構造。 ２ 仕切管の外周に断熱材を被覆し、この断熱材の外周
に圧力管を嵌め込んで成る高温流体用配管の接続部にお
いて、メスとオスの嵌合によりスライドジョイントを形
成して成る仕切管の継手と、互いに密接に嵌り合うテー
パ状の円錐形に成形した断熱材の継手と、圧力管の接合
部においてバックリング部の断熱材欠落部のガスの対流
を防止するために、その断熱材欠落部の環状空間を円周
方向に区画する隔壁板とから成る高温高圧流体用配管の
継手構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5356675A JPS5926839B2 (ja) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | 高温高圧流体用配管の継手構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5356675A JPS5926839B2 (ja) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | 高温高圧流体用配管の継手構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51128718A JPS51128718A (en) | 1976-11-09 |
| JPS5926839B2 true JPS5926839B2 (ja) | 1984-06-30 |
Family
ID=12946363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5356675A Expired JPS5926839B2 (ja) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | 高温高圧流体用配管の継手構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926839B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215177A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | Nok Corp | 三方弁 |
| JPH0242097Y2 (ja) * | 1984-07-30 | 1990-11-09 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5584388U (ja) * | 1978-12-07 | 1980-06-10 | ||
| JPS5777790U (ja) * | 1980-10-29 | 1982-05-13 | ||
| GB8428815D0 (en) * | 1984-11-14 | 1984-12-27 | Raychem Sa Nv | Joining insulated elongate conduit members |
-
1975
- 1975-05-02 JP JP5356675A patent/JPS5926839B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0242097Y2 (ja) * | 1984-07-30 | 1990-11-09 | ||
| JPS62215177A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | Nok Corp | 三方弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51128718A (en) | 1976-11-09 |
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