| 【発明の名称】 |
管内の流体合流部構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮口 治衛
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| 【要約】 |
【課題】温度差のある流体が合流する場合でも、熱疲労のような温度差による悪影響を受けることのない管内の流体合流部構造を提供する。
【解決手段】主管４に設けられた分岐管５から主管４の内部に内管６が延設され、主管４の内部に、主管４内壁から離隔した位置に主管４に沿って耐熱性材料からなるサーマルスリーブ７が挿入され、上記内管６の開口端６ａがサーマルスリーブ７の側壁に貫通され、内管６とサーマルスリーブ７とが連通していることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 主管に設けられた分岐管から主管の内部に内管が延設され、主管の内部に、主管に沿って耐熱性材料からなるサーマルスリーブが主管内壁から離隔した位置に挿入され、上記内管の開口端がサーマルスリーブの側壁に貫通され、内管とサーマルスリーブとが連通していることを特徴とする管内の流体合流部構造。
【請求項２】 上記内管が貫通されるサーマルスリーブの開口部の周縁と、内管の外周壁との間に間隙が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の管内の流体合流部構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、管内の流体合流部構造に係り、特に、温度差のある流体の合流部に用いられる管内の流体合流部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、温度差のある流体を合流させる場合には、合流部分において高温の流体と低温の流体とが交互に管壁に接触することが原因で熱疲労が生じてしまう。とりわけ、この合流部分に用いられている配管が高圧配管であるような場合には、上記熱疲労による耐圧の低下が問題となる。したがって、このような熱疲労が生ずるのを少しでも抑えるために、様々な管内の流体合流部構造が採用されている。
【０００３】この一例を図２によって説明すると、１は主管であって、主管１には分岐管２が設けられている。分岐管２には主管１の内部に向かって延長した内管３が取り付けられ、内管３はその先端部を主管１に沿う方向に湾曲した状態で配置されている。このようにして構成された主管１と分岐管２に対して、温度差のある流体が矢印で示すように流入して合流すると、主管１内を流れる流体と分岐管２を流れる流体との混合が促進されて流体の温度がある程度均一化されるため、その分だけ主管１の内壁は直接高温あるいは低温の流体にさらされることがなく耐圧部に作用する熱疲労が緩和される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の管内の流体合流部構造にあっては、混合の促進によってある程度の熱疲労は軽減されるものの、耐圧部の熱疲労を満足のゆくまで軽減するには至らなかった。すなわち、混合されて温度が均一化され熱負荷の原因とならなくなった流体については問題ないが、一部混合されないでそのまま主管１の内壁に衝突する流体については、相変わらず熱負荷の原因となってしまい、耐圧部の熱疲労発生は避け難いものとなっている。
【０００５】また、主管１と分岐管２との流量比により混合の状況が変化するため、流量比の変化する合流部では形状を最適なものとすることが困難であるという問題がある。そこで、この発明は、温度差のある流体が合流する場合でも、熱疲労のような温度差による悪影響を受けることのない管内の流体合流部構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、主管に設けられた分岐管から主管の内部に内管が延設され、主管の内部に、主管に沿って耐熱性材料からなるサーマルスリーブが主管内壁から離隔した位置に挿入され、上記内管の開口端がサーマルスリーブの側壁に貫通され、内管とサーマルスリーブとが連通していることを特徴とする。
【０００７】このように構成することで、主管を流れる流体と分岐管を流れる流体とに温度差があっても、両流体は主管内の耐圧性を要求されないサーマルスリーブ内において混合され、主管の内壁が直接的に両流体にさらされるのを防止する。また、混合を促進することにより熱疲労の発生を防止しようとした場合のように、流量比の変化する合流部の形状を最適化する必要も無くなる。更に、請求項２に記載した発明のように、内管が貫通されるサーマルスリーブの開口部の周縁と、内管の外周壁との間に間隙が設けられている構造にすることで、熱負荷にさらされ伸縮するサーマルスリーブが内管と干渉するのを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を図１と共に説明する。図１に示すのは、この発明の一実施形態の管内の流体合流部構造である。４は主管を示し、この主管４は耐圧性のある材料（例えば、ステンレス製等の耐圧管）から成形され、主管４には分岐管５が接続されている。分岐管５には主管４の内部に向かって内管６が直線状に延設されている。
【０００９】一方、主管４の内部には、後述するサーマルスリーブの受容部４ａが形成されている。そして、この受容部４ａ内であって、主管４に沿う方向に耐熱性材料からなるサーマルスリーブ７が、主管４の内壁との間に一定の間隔を隔た位置に挿入されている。このサーマルスリーブ７は熱疲労に強い耐熱合金から成形され、基端側には折り返すような取付部７ａが設けられ、この取付部７ａが主管４の挿入端側の開口部４ｂに溶接接合されている。
【００１０】また、サーマルスリーブ７の先端側に対向する主管４内壁は小径となるようにに有段成形されてサーマルスリーブ７の内径と整合するようになっている。更に、サーマルスリーブ７先端には主管４の内壁との間に間隙Ｃ１を確保してあり、サーマルスリーブ７が熱により伸縮しても両者が干渉しないようになっている。したがって、サーマルスリーブ７は外周壁も先端も主管４内壁には接触しない状態で挿入されている。そして、このサーマルスリーブ７の外周壁には内管６の延長線上に開口部７ｂ形成され、この開口部７ｂに主管４の分岐管５から延びる内管６の開口端６ａが貫通している。ここで、サーマルスリーブ７の開口部７ｂの周縁と、内管６の外周壁との間には間隙Ｃ２が形成されており、サーマルスリーブ７が熱により伸縮した場合でも内管６とサーマルスリーブ７とが干渉しないようになっている。
【００１１】このように構成された主管４、分岐管５、及び、サーマルスリーブ７を備えた配管が、図示しない流体循環経路に組み込まれており、上記主管４と分岐管５に温度差のある流体が矢印で示すように流れ込み、サーマルスリーブ７内で合流するようになっている。尚、上記間隙Ｃ１、間隙Ｃ２は大きければ大きいほど上記干渉の問題はなくなるが、あまりに大きいと、サーマルスリーブ７内で混合する流体が直接的に主管４、内管６の内壁に衝突してしまうため、上記干渉が生じない最小限の大きさに設定することが望ましい。
【００１２】上記実施形態によれば、主管４及び分岐管５から温度差のある流体が流入した場合に、両流体はサーマルスリーブ７内で衝突しサーマルスリーブ７内で混合される。したがって、温度差のある各流体が直接接触するのはサーマルスリーブ７内壁であって、耐圧部を構成する主管４の内壁にはこれら温度差のある流体が直接的にさらされることはなくなる。したがって、主管４等に熱疲労が生ずることはなく、その結果、耐圧性を要求される主管４が温度差がある流体にさらされることにより熱疲労を起こし、耐圧性が低下するような事態が発生することはなくなる。
【００１３】ここで、サーマルスリーブ７には熱負荷がかかることとなるが、熱疲労に強い耐熱合金から成形されたサーマルスリーブ７は熱負荷に十分に対抗できる。すなわち、このサーマルスリーブ７は主管２１の内部に挿入されている関係上サーマルスリーブ７の内外壁の圧力差はなくなるため、サーマルスリーブ７には耐圧を考慮した材料を使用する必要がない。よって、サーマルスリーブ７の選定にあたっては、耐圧に関する各種基準の対象外となり材質も基準類の制限を受けず、最も熱疲労上有利なものを採用することができるのである。
【００１４】したがって、流体の温度差による熱疲労の発生を防止できるため主管４の耐圧部の信頼性を向上させることができる。また、混合を促進することにより熱疲労の発生を防止しようとした場合のように、流量比の変化する合流部の形状を最適化する必要も無くなるため、主管４の形状等様々な点で設計の自由度を高めることができるという効果がある。そして、サーマルスリーブ７が熱により伸縮しても、サーマルスリーブ７と内管６との間に形成された間隙Ｃ２によって許容できるため、両者が干渉することはない。尚、サーマルスリーブ７の先端と主管４との間に形成された間隙Ｃ１についても同様の理由でサーマルスリーブ７の熱による伸縮を許容しているため、両者が干渉しないことは、上記内管６とサーマルスリーブ７の場合と同様である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、主管を流れる流体と分岐管を流れる流体とに温度差があっても、両流体は主管内のサーマルスリーブ内において混合され、主管の内壁が直接的に両流体にさらされるのを防止することができるため、温度差を有する流体の合流部において、例えば、主管に耐圧が要求されていても、流体の温度差による熱疲労の発生を確実に防止でき耐圧部の信頼性を向上させることができる効果がある。
【００１６】また、混合を促進することにより熱疲労の発生を防止しようとした場合のように、流量比の変化する合流部の形状を最適化する必要も無くなるため、設計の自由度を高めることができるという効果がある。そして、請求項２に記載した発明のように、内管が貫通されるサーマルスリーブの開口部の周縁と、内管の外周壁との間に間隙が設けられていることにより、熱負荷にさらされ伸縮するサーマルスリーブが内管と干渉するのを防止することができ、サーマルスリーブ等の破損を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２８日（１９９８．１２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１５０（Ｐ２０００−１９３１５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７２０４１ |
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