JP2003240171A - 配管連結構造 - Google Patents
配管連結構造Info
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- JP2003240171A JP2003240171A JP2002039888A JP2002039888A JP2003240171A JP 2003240171 A JP2003240171 A JP 2003240171A JP 2002039888 A JP2002039888 A JP 2002039888A JP 2002039888 A JP2002039888 A JP 2002039888A JP 2003240171 A JP2003240171 A JP 2003240171A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 12
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 8
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Joints With Pressure Members (AREA)
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流れる流体の温度と流量が大きく変動しても
破損することのない熱衝撃に強い配管連結構造の提供を
目的とする。 【解決手段】 連結する２本の配管１ａ，１ｂの端部
に、当該配管との間に隙間ｓを形成する別の管体２ａ，
２ｂを各々外嵌し、各管体２ａ，２ｂの反対向側を配管
１ａ，１ｂに各々溶接するとともに、管体同士を継手部
材３により連結したことを特徴とする。
破損することのない熱衝撃に強い配管連結構造の提供を
目的とする。 【解決手段】 連結する２本の配管１ａ，１ｂの端部
に、当該配管との間に隙間ｓを形成する別の管体２ａ，
２ｂを各々外嵌し、各管体２ａ，２ｂの反対向側を配管
１ａ，１ｂに各々溶接するとともに、管体同士を継手部
材３により連結したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度と流量が大き
く変動する流体が流れる熱衝撃の掛かる配管に適した配
管連結構造に関するものである。
く変動する流体が流れる熱衝撃の掛かる配管に適した配
管連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、電力の有効利用を図るべ
く、高温蓄熱槽と、これを利用した給湯設備や廃棄物処
理設備等の研究開発を行っている。研究開発の成果によ
り高温蓄熱槽の性能は向上し、５００℃以上の高温の蒸
気を瞬時に取り出すことも可能となったが、その一方
で、高温蓄熱槽から蒸気の熱を利用する設備までの配管
の継手部分が、配管内を流れる流体の熱衝撃に耐えきれ
ずに破損してしまうという問題が生じた。破損するの
は、配管に高温蒸気が一気に流れ込んだ時に配管の内側
と外側の温度差が過大となって、尚且つ配管の周囲をフ
ランジやユニオン等の管継手によって拘束しているため
に、継手部分に大きな熱応力が掛かることが原因であっ
た。
く、高温蓄熱槽と、これを利用した給湯設備や廃棄物処
理設備等の研究開発を行っている。研究開発の成果によ
り高温蓄熱槽の性能は向上し、５００℃以上の高温の蒸
気を瞬時に取り出すことも可能となったが、その一方
で、高温蓄熱槽から蒸気の熱を利用する設備までの配管
の継手部分が、配管内を流れる流体の熱衝撃に耐えきれ
ずに破損してしまうという問題が生じた。破損するの
は、配管に高温蒸気が一気に流れ込んだ時に配管の内側
と外側の温度差が過大となって、尚且つ配管の周囲をフ
ランジやユニオン等の管継手によって拘束しているため
に、継手部分に大きな熱応力が掛かることが原因であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上に述べた
ような実情に鑑み、流れる流体の温度と流量が大きく変
動しても破損することのない熱衝撃に強い配管連結構造
の提供を目的とする。
ような実情に鑑み、流れる流体の温度と流量が大きく変
動しても破損することのない熱衝撃に強い配管連結構造
の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、請求項１記載の発明による配管連結構造は、連結
する２本の配管の端部に、当該配管との間に隙間を形成
する別の管体を各々外嵌し、各管体の反対向側を配管に
各々溶接するとともに、管体同士を継手部材により連結
したことを特徴とする。配管と管体との隙間の大きさに
ついては限定しないが、あまり大きな隙間である必要は
なく、１ｍｍ未満の小さな隙間でも良い。また、管体同
士を連結する継手部材は、フランジ継手やユニオン継手
といった従前の管継手の構造とすることができる。
めに、請求項１記載の発明による配管連結構造は、連結
する２本の配管の端部に、当該配管との間に隙間を形成
する別の管体を各々外嵌し、各管体の反対向側を配管に
各々溶接するとともに、管体同士を継手部材により連結
したことを特徴とする。配管と管体との隙間の大きさに
ついては限定しないが、あまり大きな隙間である必要は
なく、１ｍｍ未満の小さな隙間でも良い。また、管体同
士を連結する継手部材は、フランジ継手やユニオン継手
といった従前の管継手の構造とすることができる。
【０００５】このような構造とすると、配管に高温の流
体が一気に流れ込んだ時でも、継手部材で実際に連結さ
れている管体が流体と接触しないために、流体による管
体及び継手部材への熱衝撃が緩和されるからこの部分で
の破損を防止でき、また配管は管体との溶接部を除いて
拘束されていないので、配管の損傷も防止できる。
体が一気に流れ込んだ時でも、継手部材で実際に連結さ
れている管体が流体と接触しないために、流体による管
体及び継手部材への熱衝撃が緩和されるからこの部分で
の破損を防止でき、また配管は管体との溶接部を除いて
拘束されていないので、配管の損傷も防止できる。
【０００６】さらに請求項２に記載したように、配管と
管体との溶接部の肉厚を配管の肉圧よりも厚くし、配管
から管体への熱移動を促進することで、配管と管体の溶
接部における温度差による熱応力が小さくなることか
ら、当該溶接部における破損を防止できる。
管体との溶接部の肉厚を配管の肉圧よりも厚くし、配管
から管体への熱移動を促進することで、配管と管体の溶
接部における温度差による熱応力が小さくなることか
ら、当該溶接部における破損を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の配管連結構造の一
実施形態を示す断面図である。この配管連結構造は、連
結する２本の配管１ａ，１ｂの端部に、当該配管の外径
よりも内径の大きな別の管体２ａ，２ｂを各々外嵌し、
管体２ａ，２ｂの反対向側を配管１ａ，１ｂの外周に各
々溶接するとともに、各管体２ａ，２ｂの対向側に設け
たフランジ４ａ，４ｂを、パッキン５をはさんでボルト
・ナット６により締結した構造となっている。配管１
ａ，１ｂの外周面と管体２ａ，２ｂの内周面の間には、
均一な隙間ｓが形成されている。
基づいて説明する。図１は、本発明の配管連結構造の一
実施形態を示す断面図である。この配管連結構造は、連
結する２本の配管１ａ，１ｂの端部に、当該配管の外径
よりも内径の大きな別の管体２ａ，２ｂを各々外嵌し、
管体２ａ，２ｂの反対向側を配管１ａ，１ｂの外周に各
々溶接するとともに、各管体２ａ，２ｂの対向側に設け
たフランジ４ａ，４ｂを、パッキン５をはさんでボルト
・ナット６により締結した構造となっている。配管１
ａ，１ｂの外周面と管体２ａ，２ｂの内周面の間には、
均一な隙間ｓが形成されている。
【０００８】この構造によれば、配管１ａ，１ｂを流れ
る流体が管体２ａ，２ｂに直接触れることがないことか
ら、配管１ａ，１ｂに高温流体が急に流れ込んだ場合で
あっても、管体２ａ，２ｂの内側と外側の温度差が過大
となるのを抑制でき、管体２ａ，２ｂとフランジ４ａ，
４ｂの溶接部１１における破損を防止できる。また配管
１ａ，１ｂは、管体２ａ，２ｂとの溶接部１０以外は拘
束されていないので、配管１ａ，１ｂに掛かる熱応力を
許容範囲内に抑えることができる。
る流体が管体２ａ，２ｂに直接触れることがないことか
ら、配管１ａ，１ｂに高温流体が急に流れ込んだ場合で
あっても、管体２ａ，２ｂの内側と外側の温度差が過大
となるのを抑制でき、管体２ａ，２ｂとフランジ４ａ，
４ｂの溶接部１１における破損を防止できる。また配管
１ａ，１ｂは、管体２ａ，２ｂとの溶接部１０以外は拘
束されていないので、配管１ａ，１ｂに掛かる熱応力を
許容範囲内に抑えることができる。
【０００９】さらに、配管１ａ，１ｂと管体２ａ，２ｂ
との溶接部１０における破損を防止するには、その部分
の温度差により生ずる熱応力を抑えることが有効であ
り、そのため配管と管体との溶接部１０の肉厚ｔを配管
１ａ，１ｂの肉厚以上として、配管１ａ，１ｂから管体
２ａ，２ｂへの熱移動を促進させている。
との溶接部１０における破損を防止するには、その部分
の温度差により生ずる熱応力を抑えることが有効であ
り、そのため配管と管体との溶接部１０の肉厚ｔを配管
１ａ，１ｂの肉厚以上として、配管１ａ，１ｂから管体
２ａ，２ｂへの熱移動を促進させている。
【００１０】以上に述べた本発明の配管連結構造の利点
を証明する実験データを図３に示す。図３（イ）は、図
１の構造で連結した配管に、大気圧で５００℃の過熱蒸
気を秒速３０ｍで流した時の、配管の内側（Ａ点）と管
体の内側（Ｂ点）、及び管体とフランジの溶接部（Ｃ
点）の温度の変化を時間の経過とともに表したグラフで
ある。ちなみに配管は外径が２７．２ｍｍで肉厚２．１
ｍｍのものを使用し、管体は外径が３４．０ｍｍで肉厚
２．８ｍｍのものを使用した。配管と管体とフランジの
材質はＳＵＳ３０４である。図３（ロ）は、本発明の構
造との比較のために、従来通り配管をフランジで直接連
結した場合の配管の内側（Ａ点）と、配管とフランジの
溶接部（Ｃ点）の温度変化を示すグラフである。
を証明する実験データを図３に示す。図３（イ）は、図
１の構造で連結した配管に、大気圧で５００℃の過熱蒸
気を秒速３０ｍで流した時の、配管の内側（Ａ点）と管
体の内側（Ｂ点）、及び管体とフランジの溶接部（Ｃ
点）の温度の変化を時間の経過とともに表したグラフで
ある。ちなみに配管は外径が２７．２ｍｍで肉厚２．１
ｍｍのものを使用し、管体は外径が３４．０ｍｍで肉厚
２．８ｍｍのものを使用した。配管と管体とフランジの
材質はＳＵＳ３０４である。図３（ロ）は、本発明の構
造との比較のために、従来通り配管をフランジで直接連
結した場合の配管の内側（Ａ点）と、配管とフランジの
溶接部（Ｃ点）の温度変化を示すグラフである。
【００１１】図３（イ）（ロ）を比較して分るように、
両者のＡ点とＣ点の温度の推移はほぼ同じであり、Ｂ点
の温度はＡ点とＣ点の温度の中間にある。すなわち本発
明の構造によれば、配管の内側と外側の温度差、管体の
内側と外側の温度差を、従来の構造における配管の内側
と外側の温度差のほぼ半分にできる。温度差が小さくな
れば発生する熱応力が小さくなるから、破損を防止でき
ることとなる。
両者のＡ点とＣ点の温度の推移はほぼ同じであり、Ｂ点
の温度はＡ点とＣ点の温度の中間にある。すなわち本発
明の構造によれば、配管の内側と外側の温度差、管体の
内側と外側の温度差を、従来の構造における配管の内側
と外側の温度差のほぼ半分にできる。温度差が小さくな
れば発生する熱応力が小さくなるから、破損を防止でき
ることとなる。
【００１２】図２は、本発明の配管連結構造の別の実施
形態を示している。連結する配管１ａ，１ｂの端部に各
々管体２ａ，２ｂを外嵌して溶接するのは図１の場合と
同じで、管体同士を繋いでいる継手部材３の構造が図１
のものと異なる。この実施形態では、継手部材３として
ハウジング７とフェルール８ａ，８ｂと締め付けナット
９ａ，９ｂを使用しており、管体２ａ，２ｂの周囲にリ
ング状のフェルール８ａ，８ｂを嵌めてハウジング７に
挿入し、締め付けナット９ａ，９ｂを回してフェルール
８ａ，８ｂを変形させて、配管を繋いでいる。この構造
によっても、配管を流れる流体が管体２ａ，２ｂに直接
接触することがなく、且つ配管１ａ，１ｂが管体２ａ，
２ｂとの溶接部１０を除いて拘束されないことから、高
温の流体が急激に流れ込んだ時でも、熱応力を許容範囲
内に抑えて破損を防止することができる。
形態を示している。連結する配管１ａ，１ｂの端部に各
々管体２ａ，２ｂを外嵌して溶接するのは図１の場合と
同じで、管体同士を繋いでいる継手部材３の構造が図１
のものと異なる。この実施形態では、継手部材３として
ハウジング７とフェルール８ａ，８ｂと締め付けナット
９ａ，９ｂを使用しており、管体２ａ，２ｂの周囲にリ
ング状のフェルール８ａ，８ｂを嵌めてハウジング７に
挿入し、締め付けナット９ａ，９ｂを回してフェルール
８ａ，８ｂを変形させて、配管を繋いでいる。この構造
によっても、配管を流れる流体が管体２ａ，２ｂに直接
接触することがなく、且つ配管１ａ，１ｂが管体２ａ，
２ｂとの溶接部１０を除いて拘束されないことから、高
温の流体が急激に流れ込んだ時でも、熱応力を許容範囲
内に抑えて破損を防止することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の請求項１記
載の発明による配管連結構造は、継手部材で実際に連結
されている管体が流体と接触しないことと、配管が管体
との溶接部を除いて拘束されていないことにより、配管
に高温流体が急激に流れ込んだ場合に発生する熱応力を
抑制して破損を防止できる。
載の発明による配管連結構造は、継手部材で実際に連結
されている管体が流体と接触しないことと、配管が管体
との溶接部を除いて拘束されていないことにより、配管
に高温流体が急激に流れ込んだ場合に発生する熱応力を
抑制して破損を防止できる。
【００１４】さらに請求項２記載の発明によれば、配管
と管体の溶接部に生ずる温度差を小さくして熱応力を抑
制できることから、当該溶接部における破損を防止でき
る。
と管体の溶接部に生ずる温度差を小さくして熱応力を抑
制できることから、当該溶接部における破損を防止でき
る。
【図１】本発明による配管連結構造の一実施形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による配管連結構造の別の実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】（イ）（ロ）
（イ）図は本発明の配管連結構造に熱衝撃を与えた時の
温度変化を示す図であり、（ロ）図は従来の配管連結構
造に同じ熱衝撃を与えた時の温度変化を示す図である。
温度変化を示す図であり、（ロ）図は従来の配管連結構
造に同じ熱衝撃を与えた時の温度変化を示す図である。
１ａ，１ｂ 配管
２ａ，２ｂ 管体
３ 継手部材
１０ 溶接部
ｓ 隙間
ｔ 肉厚
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 羽生田 勝也
富山県富山市牛島町15番１号 北陸電力株
式会社内
Ｆターム(参考） 3H014 GA16
3H016 AA02
Claims (2)
- 【請求項１】 連結する２本の配管（１ａ，１ｂ）の端
部に、当該配管との間に隙間（ｓ）を形成する別の管体
（２ａ，２ｂ）を各々外嵌し、各管体（２ａ，２ｂ）の
反対向側を配管（１ａ，１ｂ）に各々溶接するととも
に、管体同士を継手部材（３）により連結したことを特
徴とする配管連結構造。 - 【請求項２】 配管（１ａ，１ｂ）と管体（２ａ，２
ｂ）との溶接部（１０）の肉厚（ｔ）を配管の肉厚より
も厚くし、配管（１ａ，１ｂ）から管体（２ａ，２ｂ）
への熱移動を促進したことを特徴とする請求項１記載の
配管連結構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039888A JP4121752B2 (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 配管連結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039888A JP4121752B2 (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 配管連結構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240171A true JP2003240171A (ja) | 2003-08-27 |
| JP4121752B2 JP4121752B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=27780781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002039888A Expired - Fee Related JP4121752B2 (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 配管連結構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4121752B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103398246A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 孙蕾 | 一种带有焊接凹槽的法兰 |
-
2002
- 2002-02-18 JP JP2002039888A patent/JP4121752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103398246A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 孙蕾 | 一种带有焊接凹槽的法兰 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4121752B2 (ja) | 2008-07-23 |
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