JPS6275194A - 流体混合管 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は流体混合管に係わり、特に、高温流体と低温流
体との混合時における熱衝撃を緩和する場合に好適な流
体混合管に関する。

「従来の技術」 原子カプラント、火力プラント、化学プラント等に用い
られる配管のうち、高温流体と低温流体とを混合させる
流体混合管は、両流体の温度差に起因する熱衝撃を緩和
することが必要とされている。

第３図は、流体混合管の従来構造例を示すもので、主管
ｌの管路内に挿入した交差管２の先端部が、主管Ｉの管
軸方向に向くように屈曲させられており、該交差管°２
を矢印で示すように経由する流体６を下流方向に導いて
、主管ｌを矢印で示すように経由する流体５と交差管２
の下流で合流させるようにしている。そして、例えば沸
騰水型原子炉におけるリコンビネーションティの場合で
あると、主管１の流体５が連続的に流れる１５０〜１８
０℃程度の原子炉冷却水、交差管２の流体６が不規則的
に流れる２８０℃程度の原子炉水等であり、両流体５・
６の温度差が１００℃以上になる。したがって、交差管
２の下流で合流させることにより、主管１と交差管２と
を連結している溶接部等の熱衝撃を緩和して、主管ｌの
耐圧性等の機能を損なわないように配慮している。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、このような流体混合管であると、交差管
２により両流体５・６を区画する如くしている部分では
熱衝撃の発生を有効に防止し得るが、−交差管２の下流
において次のような問題点が生じる。すなわち、前記リ
コンビネーションティの場合、主管ｌと交差管２との流
量比が不規則的に大きく変化するために、交差管２の先
端部近傍における主管ｌの管壁の一部に、温度変化が大
きい熱影響部ＩＯが生じることになり、熱疲労によるク
ラック発生のおそれが生じる。また、両流体５・６の混
合流量が比較的安定している状態であっても、この付近
の流れかカルマン渦等によって乱されて温度のむらが生
じ易く、さらに、交差管２先端部近傍における主管Ｉの
管路の上部側が高温の流体、下部側が低温の流体の２層
となる現象が生じて、管壁に大きな熱応力が発生し易く
なる等の問題点である。この場合、主管ｌの流体５の速
度を交差管２の流体６の速度に対して十分大きくするこ
とにより、交差管２の流体６が主管！の管壁に到達する
までの距離を大きくして、その間に両流体５・６を十分
に熱交換させることが考えられるが、運転条件等の制限
を受けるため速度の制御が困難である。

本発明は前記問題点を有効に解決するもので、交差管か
ら送り出された流体が主管の管壁に到達するまでの間に
両流体を効率よく混合して、主管の管壁への熱影響を少
なくすることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、交差管の先端部内壁に、螺旋状の凹凸を有す
る旋回流発生部を設けたことを特徴とし、交差管を経由
する流体を旋回流にして送り出して、該旋回流の中にそ
の周囲の主管の流体の一部を巻き込むとともに、旋回流
による攪拌を生じさせて、両流体を積極的に混合させる
ようにするものである。

「実施例」 以下、本発明の流体混合管の一実施例を第１図および第
２図に基づいて説明する。

該−実施例における流体混合管は、主管１の管路内に、
交差管２が直交状態に挿入するとともに、その先端部が
主管ｌの管路内で屈曲させられて主管ｌの管軸方向に沿
って配設されており、該交差管２先端部の内壁に、内方
に突出状態の複数枚のねじり羽根３が螺旋を描くように
配設されて、これらねしり羽根３により交差管２を経由
する流体を旋回流にして送り出す旋回流発生部４が構成
されたものである。

このように構成した流体混合管は、主管ｌを流１　　パ
″パ″″に５０１Ｅ゛Ｑ！Ｗ２Ｇ！ｌ＄ｔ６ｍ＃（、６
を旋回流発生部４で第１図の破線で示すような：　　　
　　７０流１°′ｔ−１−貸・該交差管２０下流１極的
な混合作用を発揮させるものである。すなわ１　　　　
　ち、前記流体６を旋回流にすることにより、その、″
′°１“ｃｔ＞＆ｌＩｇ　５　（７）−９＠ゝ′″（句
゛１惇うに巻き込みながら下流方向に流れ、その間に両
流体５・６を十分に混合させてこれらの温度を平均化す
るものである。この場合、旋回流にした分、管軸方向の
進行距離に対して旋回方向に沿う距離が大きくなり、旋
回流が主管ｌの管壁に到達するまでの間の実質の混合距
離を大きくすることかできる。また、旋回により攪拌作
用も生じるので、主管１の管路の上部側と下部側との間
の温度むらを少なくして、管路の横断面方向に沿う各部
において平均した温度分布の混合流体を得ることができ
る。さらに、旋回流の直進性により、交差管２の流体が
主管Ｉの管壁に到達するまでの距離りを前記従来構造例
の流体混合管に比べて長くすることができる。

したがって、このような混合作用により交差管２の流体
６が主管１の管壁に到達するまでの間に両流体５・６の
温度を平均化して、主管１の管壁への熱影響を少な（す
ることができるものでみる。

この場合、前記混合作用は、交差管２の流体６が高速流
の場合により効果的に発揮されるものであるが、該流体
６が低速流の場合であっても、旋回流の直進性により管
軸方向に沿って送り出されるので、主管１の管路の上部
に高温の流体が集まる現象を防止して、主管Ｉの管路の
中心部付近で両流体５・６を有効に混合させることがで
きる。

なお、前記旋回流発生部４は、前記一実施例の構造に限
定されるものではなく、交差管２先端部を螺旋管とする
など、主管の内壁に螺旋状の凹凸を形成するものであれ
ばよく、また、一実施例では主管１に低温流体、交差管
２に高温流体を送り込むようにしたが、高低を反対にす
ることもできる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の流体混合管によれば、交
差管先端部に旋回流発生部を設けたから、交差管を経由
する流体を旋回流にして送り出して、該旋回流周囲の主
管の流体の一部を巻き込むように混合させるとともに、
このときの旋回方向に沿う混合距離を大きくし、かつ、
旋回流による攪拌を生じさせて管路の横断面方向に沿う
温度分布を平均化し、さらに、旋回流の直進性により交
差管の流体の主管の管壁までの到達距離を大きくし得る
ので、その間に両流体を十分に混合して主管の管壁への
熱衝撃を緩和し、耐圧性等の機能を必要とする主管に熱
影響を及ぼすことを少なくすることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体混合管の一実施例を示す断面図、
第２図は第１図の■−■線に沿う矢視拡大図、第３図は
流体混合管の従来例を示す断面図である。 １・・・・・・主管、２・・・・・・交差管、３・・・
・・・ねじり羽根、４・・・・・・旋回流発生部、５・
６・・・・・・流体。 第２′図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主管の管路内に挿入状態の交差管の先端部を主管の管軸
   方向に沿って配設するとともに、該交差管先端部の内壁
   に、螺旋状の凹凸を有する旋回流発生部を設けたことを
   特徴とする流体混合管。