JPS60220287A - 分岐管 - Google Patents

分岐管

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JPS60220287A
JPS60220287A JP7649384A JP7649384A JPS60220287A JP S60220287 A JPS60220287 A JP S60220287A JP 7649384 A JP7649384 A JP 7649384A JP 7649384 A JP7649384 A JP 7649384A JP S60220287 A JPS60220287 A JP S60220287A
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JP
Japan
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pipe
flow
fluid
inflow
ejection
Prior art date
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Pending
Application number
JP7649384A
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English (en)
Inventor
卓哉 小林
水野 貞男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7649384A priority Critical patent/JPS60220287A/ja
Publication of JPS60220287A publication Critical patent/JPS60220287A/ja
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  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、分岐管に係り、特例温1u゛の異なる部体が
異なる流入管から流入し混合した後に流出する分岐管に
好適な構造に関する。
〔発明の背景〕
従来、分岐管の構造の一例として3つの開口部f′)P
j′するティ継手が一般に使用されている。ティ継手の
2つの開口部から、それぞれ温度の異なる流体が流入し
た場合、あらゆる流入条件に対して流体が一様かつ十分
に混合することを期待することは困姉であり、時間的に
不規則な温度変動またit空間的に不均一な温jf分布
を形成L2、この結果、局所的に高い熱応力を発生する
可能性があった。
捷だ、このような流体の混合領域は、管の分岐部近傍の
構造的に不達←な部位に近接して形成されると考えら1
1るため、発生熱応力の正確な解析評価が困1111で
あるばかりでなく、構造不連続部に特有な応力集中を招
く可能性があった。
[発明の目的〕 本発明の目的は、温度が異なる流体の流入と混合に伴な
って発生する熱応力を@減するとともに発生する熱応力
の解析的評価を容易たらしめる分岐管′!i7提供する
ことにある。
〔発明の概要〕
温iの異なる流体の混合によって発生する熱応力を軽減
し、構造健全性を高めるためVCf″i、空間的及び時
間的により均一に混合した陀ノアを形成する必要がある
。すなわち、空11目的な混合の均一化は、構造′動向
のτ^Arm′勾配、を低減さ釦ト、熱応力を軒滅する
。また、時間的な混合の均一化は、流体の温度変動の大
ききを低減さlr、PIjt造C吻に加わる熱疲労を軽
減する。
このような、混合の吻−化を図るkめVCi+、汁。
れを構成する流体塊(渦)を微細化し、そJ]ぞれの流
体塊が持つ幅用、汁、速等の特性の平田化を図t1ばよ
い。そこで、本分、四で?、11分岐管内部rc流ノ1
のかく乱及びm糾1化をもたらす構造を組み込むものと
した。
捷た、分岐管に発生する熱応力の解析的評価を容易にす
るためには、先に述べたような混合の均一化によって、
熱L1、力発生部位の1口1所化をμツノ市するだけで
なく、冑の分岐部のような初雑な形状を南する構造不連
続部に評価の対象となるような旨い11、力を発生させ
ない二に夫が兵曹である。同時に、このような配慮は応
力集中の防止を図るためにも車装であ1〕、本発明でに
1、流れの一部を誘導する構造を分岐管内部に設け、混
合領域が、主により簡易な形状を有する円管部に形成さ
れるようにした。
「発明の実施例〕 」ソ下、本発明の特許請求の範囲(1)の一実施例を第
1図により神1明する。分岐i6に12つの流入管】及
び2と、流出管3iでより外側を形成する。τ牝入管1
の中1111部にはベローズ4を設け、流入’Ifl乃
び2から踵なる温度の流体が流入し7たときに生する配
管の熱膨張差を吸収する。流入Wlの内側には噴出管5
を設は流入管】から流入する流体の大半を噴出ロアから
直接、流出管3の内側に噴出させる。その結果、流入管
1と流入管2から流入しまた流体は、主に噴出ロアの後
流で混合することになり、構造不連続部である分岐部8
に大きな熱応力を発生させることがない。また、噴出管
5の倶1而に多数設けられた小孔6からは、流入管1か
ら流入しfC流体の一部が流出し、この結果、流入管2
から流入した流体の流れをかく乱することによって流体
塊の微細化に4Mすだけでなく、噴出r−] 7の上流
側で流体の混合が開始されることによって、混合の空間
的な均一化を促進する効果がある。(のとき、小孔6の
径を変化させることによって、発生する流れの状況を任
意に制御l++することが可能である。例えば、第1図
に示[また実施例1でれ1六11^出管5の下側にいく
に6yつで小■1.6の径が大きくなるような配列を探
月H,でいる。こ′J]、は、第2図に示すような流入
管1からは品枯71の流体の流入、流入管2からは低温
の流体の流入があるような場合を想定したものである。
すなわち、高温と低温の流体が混合するような場合VC
は、流体の密JM差に起因して、高温の流体は上方へ、
低温の流体は下方へ流れが偏るような流動状γQ、 I
温度成層化)(r−呈する。従って小孔6の径を場所に
よらず一定にE〜でし1つとある程度流体の#、台は促
進されるものの、温度成層化を完全に防止することが困
難と考えられる。そこで、第1図に示(7たように小(
16の径を噴出管5の下側になる程、大きくしてやれば
、流入管1から流入した高温の流体は、T継手部の下部
jU1jKより多く導かれることとなり温朋成l@化を
防IFする効果がある。
流入する流体の温度の設定が第2図の例と逆の場合、す
なわち、流入管1からは低温の流体、流入管2からに品
温の流体が流入する場合には、第1図の例とは逆に、小
孔6の径を噴出E#5の上方にゆくに従って大きくなる
ようにすれば、第1図の実施例と同様VC潟変成層化を
防止できる効果がある。
次に、特許精求帥囲(1)の他の実施例を第3図により
説明する。第3図は、第1図に比較し7て、噴出管7の
周囲の流、れに対する乱れの付加を更に高めfc実施例
である。すなわち、第3図では、小孔6をlll1l出
′#7の1わりにらせん状に股INシ、流入管1から流
入した流体がらせん状に配置された小孔6から流出する
ことにより、流入管2がら流入して噴出管7の周囲にそ
って流れる流体に、噴出管7の円周方向の速用成分を与
える。このような円周方向の速#成分を壱する流れは、
旋回流と呼ばれ、強い乱流混合効果を有するのが%徴で
ある。
乱流混合効果の程度は、小孔6の穴寸法がら定する流体
の噴出速度、小孔6のらせん形状が噴出管7の軸に対し
て廟する1lrtき角Jg、 持び、噴出管7の外径、
流出管3の内イYなどから宇せるスワールNKよって定
皺的評価が可能である。
次に、特許請求範囲(1)の他の実施例を第3図によね
d9明−rる。第3図に小す例で):l、IIK人管1
及び2が、それぞt]対向1.て位i−よる。Mr、 
A、管1から流入[7た流体に1、噴出管5に、Lね、
71回する流入管2の内側に導か)]、る。流入γC1
から流入した流体の一部は噴出管5の先端の小往(jか
ら流出j7、流入管2から流入した汁)1をかく乱−す
る。かく乱された流れは、I#!に11薩串[]7から
噴出し2だ流れと混合し一様な流ノ1となって流出管3
、[り流出する。
次に、%廚−請求帥囲(2)の一実施例を、第4図によ
って貯明する。実施例の基本的な構造は、第1図に示し
たものと同様である。第4図では、第1図に加えて、噴
出管5の先端に1乱流格子9及び環状突起10を設けて
いる。乱流格子9け、九俸材を交差させて絹合わせたも
ので噴出ロアの横断面に取付ける。i!iL流烙子9は
、流入管1からmr、人し7た流れに、乱!1を付加す
る効果を南する。このような乱流格子9をAAした流れ
は、乱流格子9の格子が親、 III −iF、 Lい
配例f1]するため、四方的な乱7′lを発生゛「るこ
とが特徴である。本発明では、流れの状γ卯f2と量的
111m町−にし2、温川分布の平用什、及びそれeこ
よってもたらさノする熱IF、力の軽減を11標吉して
いるため、このような等方で均質な乱ノ1の発生は好ま
しい吃のとなる。このような格子を通iM−する流れ(
て関して仁tX@米多数の実験例に畏伺けられた実験公
式が公表されており、格子を構成する丸棒の内径、格子
内1列のピッチ、格子を辿渦する流れの流速により、定
皐的な評価が可能である。従って、流入管]から紺4人
する流れのφ件に従って乱流格子の形状分任調Vcv定
することによって、噴出ロアの後流に形成さねる混合仝
f1域の流動状況を】開切に制酬1することが可能であ
る。
讐た、申状突起10は、流入管2から流入c、 l’!
J出管5出用5に沿ってI&れる流体が、噴出ロアの周
囲をポ1過するときに、茄れに乱れを付加する効果を不
する。流入管1及び、流入管2から流入した2つの流れ
は、主に噴出ロアの後流で混合する。
本発明では、流体部用変化の平坦化に伴う熱応力の低減
を目標としているため、以上のような流体の混合がすみ
やかに’を丁われる稈、その効果は高い。
第5図に示すように、2つの流れが、四個1状に混合す
るような場合に幻、2つの流t]が接する領域すなわち
、せん新領域での乱れが大きい抑、混合の効果は高い。
第5図に示したルメ状突起10は、このせん新領域に対
する乱れの付加VC高い効果を有するものである。
このような突起物による乱ノ1の付加は、例えば壁面上
の流れ、すなわち境界層の乱流、遷移に関連し7て従来
多数の実験例に梧づく実験公式が提案されており、第5
図に示し7たよう4例では、環状突起10の突起高さを
代表寸法とするレイノルズ数により、付加される乱ノ1
の評価が、ある程度可能と考えられる。従って、流入管
1及び流入管2から流入する流れの粂件VC従って、環
状突起10の形状寸法を任意に設定することによって、
形成される流itのせん新領域の流動状況を適切に制御
iil+することが可能と考えられる。
(5)) 次に、特許請求範囲(2)の他の実施例を第6図によっ
て四明する。第6図は、第5図に示(7だ例と同様に、
流れに乱れを与える流体制御?″J、を設けたことを特
徴とする構造である。
すなわち、第6図の例では、噴出管5の周囲にらせん状
のフィン11をとりつけた構造?r−廟する。
このようなフィン構4は、第5図に示(7た乱流格子9
徒たdS環状突起10VC比較[2て、よゆ強く流t1
を拘束し、発生する流動状況のより僧切な制御1111
を意図したものである。
すなわち、流入管2から流入[7た#Li]、打1、噴
出管5の周囲を流れる際?ζ、フィン1 ] VCよつ
−C流動の方向を夜1束さt]、旋回成分を有すること
になる。このときの旋回流の発生状況は、先に第3図に
示した実施例に比較して、フィンIIVcよる拘束があ
る分たけより強いものとなる。旋回成分を得た流れは、
噴出ロアの周囲を通過した後も旋回し7ながら、噴出ロ
アから流出した#Lil、と混合する。
このような、同軸の旋回流では、旋回に伴う乱れの発生
により、2つの流体のせん新領域におけるC10) 混合が強く促進されることが知らJlている。
このような旋回流の流動状況は、フィンの形状及び流速
等から定筐るスワール数VCよって定和的な評価が可能
である。従って、流入する流体の牽伸に従って、任意の
スワール数ヶ有するフィンを設定し、流動状況を適切V
C制画することが可能と考えられる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、温度がWなる流体が流入し、混合する
分岐管に発生する熱応力を軽減[7、かつ発生する熱応
力の解桁的計価を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は第1図
の実施例における流動状況を示す縦断面図、第3図は他
の実施例を示す縦断面図、第4図、第5図、第6図は更
らに他の実施例を示す縦断面図である。 1・・・流入管、2・・・流入管、3・・・流出管、4
・・・ベローズ、5・・・噴出管、6・・・小(11,
7・・・噴出口、8・・・fll) 分岐部、9・・・乱流格子、10・・・世状突起、】1
・・・フィン。 代理人 弁理士 高橋明夫 f12)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.2つの流入管と1つの流出管からなる分岐管におい
    て、分岐管内部に一方の流入管の延長である噴出管を有
    [7、該噴出管の出口が分岐管の分岐部を避けて開口し
    、噴出管の側面に流れを割出1する形状寸法を小さくす
    る小孔を設けたことを特徴とする分岐管。 2、特許請求の範囲第1珀において、1噴出管に流れに
    乱i1を与ズる流体制御a11弗素を設けたことを特徴
    とする分岐管。
JP7649384A 1984-04-18 1984-04-18 分岐管 Pending JPS60220287A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7649384A JPS60220287A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 分岐管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7649384A JPS60220287A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 分岐管

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JPS60220287A true JPS60220287A (ja) 1985-11-02

Family

ID=13606743

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7649384A Pending JPS60220287A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 分岐管

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119938A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Fuji Xerox Co Ltd 混合装置、混合方法、転相乳化方法、及び、樹脂粒子分散物の製造方法
CN109643588A (zh) * 2017-06-30 2019-04-16 原子能技术科学研究设计院股份公司 核反应堆上充-下泄系统流的三通混合组件

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