JP2018112203A - Branch pipe - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示された技術は、分岐管に関する。 The technique disclosed here relates to a branch pipe.
従来より、流体を流通させる様々な装置において分岐管が用いられている。特許文献1に蒸気加熱装置が開示されている。例えば、この蒸気加熱装置においても、循環ポンプとエゼクタとの間に分岐管が用いられている。詳しくは、分岐管においては、循環ポンプからエゼクタのノズルへ向かう第1流路から、凝縮器へ向かう第2流路が分岐している。
Conventionally, branch pipes have been used in various devices for circulating fluid.
ところで、このような分岐管では、第1流路から第2流路に分岐する分岐部において渦が発生し得る。これにより、第1流路のうち、分岐部よりも下流側の部分において流れの乱れが発生し得る。発生する渦が大きい場合には、流れの乱れも大きく、第1流路の下流側の機器に悪影響を及ぼす虞がある。 By the way, in such a branch pipe, a vortex may be generated at a branch portion that branches from the first flow path to the second flow path. Thereby, the disturbance of a flow may generate | occur | produce in the downstream part rather than a branch part among 1st flow paths. When the generated vortex is large, the turbulence of the flow is also large, and there is a possibility of adversely affecting the equipment on the downstream side of the first flow path.
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分岐管の分岐部における、下流側に悪影響を及ぼす程の大きな渦の発生を低減することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and the object is to reduce the generation of large vortices that adversely affect the downstream side of the branching portion of the branch pipe. is there.
ここに開示された技術は、所定の軸心に沿って延びる第1流路と、前記第1流路から分岐する第2流路と、前記第1流路から前記第2流路に分岐する分岐部とを備えた分岐管が対象である。この分岐管は、流体が前記第1流路から前記第2流路へ流入する複数の流入開口を有している。 The technology disclosed herein includes a first flow path extending along a predetermined axis, a second flow path that branches from the first flow path, and a branch from the first flow path to the second flow path. A branch pipe provided with a branch part is an object. The branch pipe has a plurality of inflow openings through which fluid flows from the first flow path to the second flow path.
前記分岐管によれば、分岐部における、下流側に悪影響を及ぼす程の大きな渦の発生を低減することができる。 According to the said branch pipe, generation | occurrence | production of the big eddy which has a bad influence on the downstream in a branch part can be reduced.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、蒸気加熱システム100の概略構成を示す配管系統図である。
Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping system diagram showing a schematic configuration of the
蒸気加熱システム100は、蒸気が供給される反応槽1と、反応槽1からドレンを吸引する真空発生装置2とを備えている。蒸気加熱システム100は、反応槽1の内部の対象物を蒸気によって加熱する。
The
反応槽1は、対象物が収容される槽本体11と、槽本体11の略全周に亘って形成されたジャケット部12とを有している。ジャケット部12には、蒸気供給菅13が接続されている。蒸気供給菅13には、開閉弁である供給弁14が設けられている。蒸気生成部(図示省略)で生成された蒸気が、蒸気供給管13を介してジャケット部12に供給される。反応槽1では、ジャケット部12に供給された蒸気が槽本体11の内部の対象物と間接的に熱交換して凝縮(液化)し、対象物が加熱される。つまり、対象物は、蒸気の凝縮潜熱が与えられることで加熱される。
The
真空発生装置2は、ドレンを貯留するドレンタンク21と、ドレンタンク21内のドレンを圧送するポンプ22と、ドレンを吸引するエゼクタ3と、ドレンタンク21、ポンプ22及びエゼクタ3を接続する配管4とを有している。反応槽1のジャケット部12とエゼクタ3とは、排出管15によって接続されている。真空発生装置2は、ドレンタンク21に貯留されたドレンをポンプ22及びエゼクタ3を介して循環させることによって、エゼクタ3に吸引力を発生させ、反応槽1からドレンを吸引する。ドレンタンク21には、ドレンタンク21にドレンを供給するドレン供給菅23が接続されている。ドレン供給菅23には、開閉弁である供給弁24が設けられている。
The
エゼクタ3は、第1流体を噴出するノズル31と、ノズル31からの第1流体の噴出により生じる負圧によって第2流体を吸引する吸引室32と、ノズル31から噴出された第1流体と吸引室32に吸引された第2流体とを昇圧させながら排出するディフューザ33とを有している。
The
ノズル31の少なくとも噴出口は、吸引室32に収容されている。吸引室32は、ディフューザ33の少なくとも上流端部も収容している。ディフューザ33の流路断面積は、上流から下流に向かって拡大している。そのため、ディフューザ33を通過する流体は、ディフューザ33を上流から下流へ流れるに従って減速すると共に昇圧する。また、吸引室32には、排出管15の下流端が接続されている。
At least the ejection port of the
吸引室32では、ノズル31から第1流体が噴出することによって生じる負圧(圧力降下)により第2流体が排出管15から吸引される。つまり、吸引室32では、第1流体のジェットポンプ効果によって生じる負圧により、第2流体を吸引するための吸引力が発生する。反応槽1のジャケット部12で発生したドレンは、こうしてエゼクタ3に吸引され、ドレンタンク21に回収される。
In the
配管4は、ポンプ22からエゼクタ3に供給されるドレンの一部を分岐させる分岐管5を含んでいる。分岐管5は、第1配管41を介してポンプ22に接続され、第2配管42を介してエゼクタ3のノズル31に接続されている。また、分岐管5には、ドレン分岐管16が接続されている。ドレン分岐管16は、蒸気供給管13(詳しくは、供給弁14の下流側の部分)に接続されている。ドレン分岐管16には、蒸気供給管13に供給されるドレンの流量を調節する調節弁17が設けられている。ドレン分岐管16から蒸気供給管13に供給されるドレンは、減温水として機能する。つまり、ドレン分岐管16から供給されるドレンによって、蒸気供給管13を流通する過熱蒸気が減温され、飽和蒸気となる。このとき、過熱蒸気が飽和蒸気、好ましくは、飽和乾き蒸気となるように、ドレン分岐管16から蒸気供給管13に供給されるドレン流量が調節弁17によって調節される。
The pipe 4 includes a
また、ドレン分岐管16には、余剰なドレンを排出する排出管18が接続されている。排出管18には、排出管18から排出されるドレンの流量を調節する調節弁19が設けられている。ドレンタンク21に貯留されるドレンが多いときには、余剰なドレンが排出管18から排出される。
The
このように、分岐管5は、ポンプ22から供給されるドレンの一部をドレン分岐管16へ分岐させる一方、残りのドレンをエゼクタ3へ流通させる。
As described above, the
以下、分岐管5について、さらに詳しく説明する。図2は、図3のII−II線における分岐管5の断面図である。図3は、図2のIII−III線における分岐管5の断面図である。図4は、分岐管5を部分的に切断した斜視図である。
Hereinafter, the
分岐管5は、直線状の軸心Xに沿って延びる第1流路51aと、第1流路51aから分岐する第2流路52aとを備えている。つまり、分岐管5は、直線状に延びる第1管51と第1管51から分岐する第2管52とを有するT字管である。第1管51は、略円筒状に形成されている。第1管51の上流端及び下流端にはそれぞれフランジ51b,51cが設けられている。上流側のフランジ51bには、第1配管41が接続される。下流側のフランジ51cには、第2配管42が接続される。第1管51の内部に第1流路51aが形成されている。第2管52の内部に第2流路52aが形成されている。第2流路52aは、直線状の軸心Yに沿って、第1流路51aから垂直に延びている。第1流路51aから第2流路52aへ分岐する分岐部(即ち、第2流路52aのうち、第1流路51aに臨む部分)53は、3つの流入開口53aで形成されている。
The
詳しくは、第2管52は、第1管51に連結された固定管54と、固定管54に挿入されるアタッチメント55と、ナット57によって固定管54に連結される接続部56とを有している。
Specifically, the
固定管54は、溶接等によって第1管51に固定されている。固定管54は、第1流路51aに開口している。つまり、固定管54の内部空間は、第1流路51aと連通している。固定管54の下流端部の内径は、拡径されており、固定管54の下流端部に段差54aが形成されている。固定管54の外周面には、雄ネジ54bが形成されている。雄ネジ54bには、ナット57が締結される。
The fixed
アタッチメント55は、円柱状に形成され、固定管54に緩嵌される。アタッチメント55の下流端には、フランジ55aが設けられている。固定管54に緩嵌されたアタッチメント55は、フランジ55aが段差54aに係止される。アタッチメント55の上流端面は、第1管51の内周面と面一となるように湾曲している。アタッチメント55には、軸心Yに沿って延びる3本の流入開口53aが貫通形成されている。
The
接続部56は、円筒状に形成されている。接続部56の上流端部には、フランジ56aが設けられている。接続部56の外周面には、雄ネジ56bが形成されている。接続部56は、ナット57によって固定管54に取り付けられる。このとき、フランジ56aは、ナット57によって固定管54の方へ押圧される。接続部56の上流端がアタッチメント55のフランジ55aに接触しているので、ナット57の押圧力によってフランジ55aが固定管54の段差54aに押し付けられる。接続部56には、雄ネジ56bを介して排出管15が接続される。
The
このように構成された分岐管5においては、アタッチメント55の上流端面は、第1流路51aの流路壁と面一に形成されているので、実質的に、第1流路51aの流路壁には、3つの流入開口53aが開口している。第1流路51aの流路壁に開口が形成されていると、開口において渦が発生する。開口が大きければ大きいほど、大きな渦が発生する。第2流路52aへの分岐部53で渦が発生すると、第1流路51aにおける分岐部53よりも下流側において流れが乱れる。その結果、第1流路51aの下流側の機器の性能に悪影響を与える場合がある。例えば、蒸気加熱システム100においては、第1流路51aの下流端には、第2配管42を介して、エゼクタ3のノズル31が接続されている。第1流路51aで大きな渦が発生すると、ノズル31に流入するドレンの流れが乱れ、ノズル31が所望の性能を発揮できない。そのため、第2配管42を長くする等の対策が必要となり、システム設計上の制約が大きくなる。
In the
それに対し、分岐管5においては、第1流路51aの流路壁における第2流路52aの開口は、複数の流入開口53aで形成されている。第2流路52aの開口の断面積は、ドレン分岐管16に流入させるドレンの必要流量によって決まる。第2流路52aの開口を複数の流入開口53aで形成することによって、ドレンの必要流量を実現するために1つ1つの流入開口53aに求められる断面積を小さくすることができる。第1流路51aの流路壁に1つの大きな開口を形成するよりも、複数の小さな開口を形成する方が、第1流路51aの下流側の流れへの悪影響は小さくなる。つまり、開口の個数が増加することによって渦が発生する場所が増加するが、開口の断面積が小さいので渦は小さい。発生する渦が小さい方が第1流路51aの下流側の流れへの悪影響は小さくなる。こうして、分岐部53における大きな渦の発生を低減することによって、第1流路51aの下流側の機器への悪影響を低減することができる。また、第2配管42を長くする等の対策が不要となるので、システム設計上の制約を小さくすることができる。
On the other hand, in the
さらに、複数の流入開口53aは、図3,4に示すように、第1流路51aの軸心Xの方向において互いにずれて配置されている。つまり、複数の流入開口53aは、軸心Xの方向において一直線上に配置されていない。これにより、渦が発生する場所を分散させることができるので、分岐部53における大きな渦の発生をさらに低減することができる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of
また、複数の流入開口53aは、軸心Xと平行に延びる直線に対して線対称となるように配置されている。これにより、渦が発生する場所を軸心Xの周方向にバランス良く分散させることができる。
Further, the plurality of
以上のように、分岐管5は、所定の軸心Xに沿って延びる第1流路51aと、第1流路51aから分岐する第2流路52aとを備え、第1流路51aから第2流路52aに分岐する分岐部53は、流体が第1流路51aから第2流路52aへ流入する複数の流入開口53aで形成されている。
As described above, the
この構成によれば、第1流路51aから第2流路52aへの分岐部53を複数の流入開口53aで形成することによって、第2流路52aの流量を確保しつつ、分岐部53での大きな渦の発生を低減することができる。その結果、第1流路51aの下流側の機器への悪影響を低減することができる。
According to this configuration, the
また、複数の流入開口53aは、軸心Xの方向において互いにずれて配置されている。
In addition, the plurality of
この構成によれば、渦が発生する場所を分散させることによって、分岐部53における大きな渦の発生をさらに低減することができる。
According to this configuration, it is possible to further reduce the generation of large vortices at the
また、複数の流入開口53aは、軸心Xと平行に延びる直線に対して線対称となるように配置されている。
Further, the plurality of
この構成によれば、渦が発生する場所を対称に分散させることができ、分岐部53における大きな渦の発生を安定して低減することができる。
According to this configuration, the places where vortices are generated can be distributed symmetrically, and the generation of large vortices at the
さらに、第1流路51aは、エゼクタ3のノズル31に接続されている。
Further, the
この構成によれば、分岐部53での渦の発生に起因するノズル31の性能の悪化を低減することができる。
According to this configuration, it is possible to reduce the deterioration of the performance of the
《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
<< Other Embodiments >>
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as a new embodiment. In addition, among the components described in the attached drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the technology. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 About the said embodiment, it is good also as following structures.
例えば、分岐管5は、蒸気加熱システム1だけでなく、それ以外のシステム及び装置にも適用し得る。
For example, the
また、分岐管5が接続されるエゼクタ3は、水を流通させているが、液体エゼクタに限られるものではない。つまり、エゼクタ3は、蒸気等の気体を流通させるものであってもよい。
Moreover, although the
さらに、分岐管5は、エゼクタ3以外の機器の上流側に接続されてもよい。例えば、流量計の上流側に分岐管5を接続してもよい。流量計の上流側で流路を分岐させる必要がある場合には、分岐管5を適用することによって分岐側への流量を確保しつつ、流量計への悪影響を低減することができる。特に、渦式流量計の上流側で流路を分岐させる場合、分岐部で発生する渦の悪影響を低減するために分岐部から渦式流量計までの距離を十分に確保することが求められる。それに対し、分岐管5を採用することによって分岐部53での大きな渦の発生が低減されるので、分岐部53から渦式流量計までの距離の制約を緩和又は排除することができる。
Further, the
分岐管5の構成は、前述の構成に限られるものではない。流入開口53aの個数は、3に限られるものではない。流入開口53aは、2つであってもよく、4つ以上であってもよい。また、流入開口53aの配置も前述の配置に限られるものではない。複数の流入開口53aが軸心Xの方向に並んでいてもよい。
The configuration of the
また、流入開口53aは、円形でなくてもよい。流入開口53aは、軸心Xの方向への寸法が軸心に対して直交する方向への寸法よりも短い扁平な形状をしていてもよい。つまり、流入開口53aの断面形状は、軸Xの方向を縦方向としたときに、横長な扁平形状をしていてもよい。例えば、図5は、変形例に係る分岐管205の、図3に相当する断面図である。流入開口253aの断面形状(即ち、第2流路52aの軸心Yの方向を向いて見た場合の流入開口253aの形状)は、短軸が軸心Xの方向に延びる略楕円形をしている。つまり、流入開口53aの、第1流路51aの流体の流れ方向における寸法が短くなる。流れ方向における寸法が短くなるほど、発生する渦の大きさを低減することができる。
The
また、分岐管5の第2配管42は、作りやすさの観点から、固定管54、アタッチメント55、接続部56及びナット57で形成されているが、これに限られるものではない。第2配管42の上流端部に複数の流入開口53aを形成することができる限りは、第2配管42を任意の構成にすることができる。また、第1流路51aは、直線状に延びていなくてもよい。つまり、軸心Xは、直線状ではなく、湾曲しながら延びていてもよい。
Moreover, although the 2nd piping 42 of the
以上説明したように、ここに開示された技術は、分岐管について有用である。 As described above, the technique disclosed herein is useful for a branch pipe.
100 蒸気加熱システム
3 エゼクタ
31 ノズル
5 分岐管
51a 第1流路
52a 第2流路
53 分岐部
53a 流入開口
X 軸心
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1流路から分岐する第2流路と、
前記第1流路から前記第2流路に分岐する分岐部とを備えた分岐管であって、
前記分岐部は、流体が前記第1流路から前記第2流路へ流入する複数の流入開口を有していることを特徴とする分岐管。 A first flow path extending along a predetermined axis;
A second flow path branched from the first flow path;
A branch pipe having a branching portion that branches from the first flow path to the second flow path,
The branch pipe has a plurality of inflow openings through which fluid flows from the first flow path to the second flow path.
前記流入開口は、前記軸心の方向への寸法が前記軸心に対して直交する方向への寸法よりも短い扁平な形状をしていることを特徴とする分岐管。 The branch pipe according to claim 1,
The branch pipe, wherein the inflow opening has a flat shape whose dimension in the direction of the axis is shorter than the dimension in a direction perpendicular to the axis.
前記第1流路は、エゼクタのノズルに接続されていることを特徴とする分岐管。
The branch pipe according to claim 1 or 2,
The branch pipe, wherein the first flow path is connected to a nozzle of an ejector.
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