JPH09100984A - 流体分岐管とその製造方法 - Google Patents

流体分岐管とその製造方法

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JPH09100984A
JPH09100984A JP25656895A JP25656895A JPH09100984A JP H09100984 A JPH09100984 A JP H09100984A JP 25656895 A JP25656895 A JP 25656895A JP 25656895 A JP25656895 A JP 25656895A JP H09100984 A JPH09100984 A JP H09100984A
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pipe
branch pipe
fluid
branch
short
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JP25656895A
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Satoshi Endo
諭 遠藤
Yutaka Saito
豊 斉藤
Nobuo Toya
允夫 戸屋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】分流を滑らかに行なって圧力損失が小さく、か
つ分流を所望の流量比で行なってムラがなく、分岐管の
重量が小さくて安価で、現場施工性に優れて位置合わせ
や中心合わせが容易である流体分岐管を提供する。 【構成】流体分岐管の内壁は流体の抵抗を小さくするよ
うに流線型をなした一続きの管壁で構成され、この分岐
管の枝管部側管端部の一続きの管壁が複数箇所でくびれ
て、連続瓢箪状断面を形成し、このくびれ部において管
壁が近接し合い、このくびれ部の内壁同志が枝管部側の
管端部で接着されている。枝管部側の管端部には必要に
応じ、直管や曲管の短管が嵌め込まれて接着されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の分岐管、特に冷
暖房用流体の分岐管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、流体の分岐管としては、図9のよ
うなヘッダー12、または図10のようなT字管13が
多用されてきた。例えば、暖房用温水を、いくつかの部
屋に分流させる場合も、図11および図12に示す様
に、ボイラーからの温水管(図示せず)にヘッダー12
を接続し、ヘッダー12の横にあるヘッダー枝管部14
に、部屋数などに応じた必要数の枝配管15を接続し、
温水を分流させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、分岐管として使
用されていたヘッダー12は、その本体部の内部が円筒
状を示し、この円筒部に直角にヘッダー枝管部14が設
けられた構造のものが多かった。このため、ヘッダー1
2を用いる場合、図9に示す様に、幹管部2を流れてい
た流体はヘッダー12により直角方向へ曲げられて枝管
部14へと分流していくので、圧力損失が大きく、しか
もヘッダー12の枝管部14が幹管部2から遠くなる程
圧力損失が大きくなり、枝管部14の位置によって圧力
損失が異なるという問題があった。そのため、例えば暖
房用温水を分流させる場合、複数の部屋へ均等に分流し
たいと所望しても、部屋によって温水の流れ具合が異な
り、暖房にムラを生ずるという問題があった。また均等
な分流ではなく、所望の流量比に分流しようとしても、
所望の流量比の得られない場合があった。
【0004】しかもこのヘッダー12は、ブロック状な
ので、重量が重く、かさばり、材料も銅合金など高級な
材料の使用される場合が少なくなく、例えば暖房用温水
配管を施工する場合などに、時間と費用が大きくなると
いう問題があった。また、実際の建築現場での配管は、
図11のような所定の配列の分岐管への接続が必要にな
るので、そのために、多数の継手や特殊継手が必要にな
ったり、短管の曲げ加工が必要になったりして、材料や
工数が嵩むなどの問題があった。
【0005】更に、ヘッダー12を使用する場合、ヘッ
ダー12およびその枝管部14は剛体で作られていて、
図12のような枝配管15と接続する時、その枝配管1
5の配列位置・間隔とヘッダー枝管部14の位置・間隔
とがづれている場合が多く、枝配管15とヘッダー枝管
部14との位置決め・調整をしようとしても困難であ
り、従って、このような場合には、両者の位置・間隔を
予め精度よく一致させて施工するかまたはフレキシブル
継手などの特殊継手を使用するなどの努力・工夫をしな
いと継手接続時の連結作業が著しく困難になるなど、施
工容易性に問題があった。
【0006】分岐管として、図10に示すようなT字管
13を用いる場合も、流体の流れが直角に曲げられる回
数が多くなり、圧力損失が大きいばかりでなく、2本以
上への均等な分流と整然とした配管を所望する場合、上
記同様、接続用の継手や短管が複雑になるという問題が
あった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の流体分岐管は、
上記のような課題を解決するためになされたものであ
る。本出願における第1の発明では、1本の幹管部2か
らn本の枝管部3へ流体を分流させる分岐管1におい
て、分岐管1の枝管部3側の管端部断面(幹管部2の軸
に垂直な断面)は、一続きの管壁で構成され、該管壁は
n個の連続瓢箪状断面を形成するようにn−1個のくび
れ部4で近接し合い、該くびれ部4の内壁同志が枝管部
3側の管端部付近で接着されていることを特徴とする。
ここで、nは2以上の整数で、n=2が好ましく多用さ
れる。また、一続きの管壁とは、図1および図2の
(E)の状態を示すもので、両図の(F)は管壁が一続
きとならず、枝管ごとに分離し、独立している。この分
岐管1は、流れを直角方向へ押し曲げたり乱流やキャビ
テーションを発生するなどの、抵抗を生じることがない
ように、幹管部2から枝管部3へ内壁が流線型をなして
分岐している。尚、分岐管1は、言うまでもなく、流体
を逆に流す場合、n本の枝管部3から、1本の幹管部2
へ、流体を合流させることもできる。
【0008】第2の発明は、第1の発明において、分岐
管1の枝管部3側のn個のそれぞれの管端に、その管端
とほぼ同径の短管を接着により接続し、それらの短管が
それぞれ独立したn本の枝管部3となるようにしたこと
を特徴とする。図1A、図1B、図2Aおよび図2Bに
はこのような流体分岐管1が図示されている。
【0009】分岐管1の枝管部3側の管端部の径と、そ
こへ接続する短管の径とは、接着により管としての接続
が可能な程度に同一であれば良い。図1Bまたは図2B
のように、接続部で短管を瓢箪状の円状部の内側へ挿入
する場合は、短管側の径はやや小さくなり、短管の外径
が瓢箪状の円状部の内径に嵌め合う寸法となる。第3の
発明は、第2の発明において、短管の長さが、接続する
継手の向き、配列および位置に応じて、異なる長さに調
節されていることを特徴とする。例えば、図1および図
2のような本発明の実施例は、図3のような施工例に使
用される。
【0010】第4の発明は、第2の発明および第3の発
明において、短管が、接続する継手の向き、配列および
位置に応じて、曲げられていることを特徴とする。例え
ば、図4のような本発明の実施例は、図5のような施工
例に使用される。第5の発明は、第1の発明、第2の発
明、第3の発明および第4の発明において、分岐管1
(短管部を含む)を構成する材料が金属であり、接着が
溶接またはろう付けによって行なわれたことを特徴とす
る。この場合、金属としては、銅または銅合金、アルミ
またはアルミ合金、鋼管または鉄管、鉛管または鉛合金
管、などが多用される。
【0011】第6の発明は、第5の発明の流体分岐管1
で、冷暖房用配管の分岐管1として使用する場合であっ
て、この場合は、冷暖房装置の配管全体が、伝熱性、耐
蝕性に優れた銅または銅合金で施工されている場合が多
い。分岐管1用の金属としては、冷暖房システムの配管
と同系材で、加工性にもに優れた銅または銅合金がもっ
とも好ましいので、金属が銅または銅合金であることを
特徴とする。
【0012】第7の発明は、第1の発明、第2の発明、
第3の発明、第4の発明、第5の発明または第6の発明
の製造方法に関し、1本の幹管部2からn本の枝管部3
へ流体を分流させる分岐管1の製造方法において、幹管
部2と同径の素材管11の分岐させようとする側の管端
部に、円錐状押し当て拡孔面を有する工具8を素材管1
1の中心軸に沿って押しつけることにより、素材管11
の分岐させようとする側の管端部を中心軸方向に圧縮し
ながら半径方向に拡管し、所望の肉厚を保ちながら所望
の円周長を得るラッパ状拡管部9を形成させる拡管工程
と、当該ラッパ状拡管部9を、内面にかまぼこ上面状の
凹型湾曲面を有する金型で、中心軸と直角の方向に偏平
状に押圧し、さらに、内面が分岐管1となるような割型
10を用いて、中心軸と直角の断面が枝管部3側の管端
部で瓢箪状となるように押圧し、当該瓢箪状くびれ部4
の内壁同志を当該管端部において圧着させる押圧工程と
を経ることを特徴とする。
【0013】例えば、第7の発明の1実施例を示した図
6によって説明すれば、図6Aの素材管11を、図7の
ように、円錐状の押し当て拡孔面を有する工具8を用い
て矢印の方向に押圧して、図6Bのラッパ状拡管部9を
形成するのが拡管工程であり、次に、内面にかまぼこ上
面状の凹型湾曲面を有する金型(図示せず)で、ラッパ
状拡管部9を図6Dの如く偏平状に押圧し、さらに、図
8のように、内面が分岐管1となるような割型10を用
いて、図6Eのように断面が瓢箪状となるように、その
くびれ部4の内壁同士を圧着させる押圧工程を経由させ
る。図6Dとする前に、僅かな丸みを持った金型でやや
偏平にし図6Cとしてから図6D以降の押圧工程に移っ
ても良い。図6Eの形状にした後の加工は、製作しよう
とする分岐管1に応じて様々な加工が行われる。例え
ば、溶接材、ろう材を用いて、溶接、ろう付けを行い、
長短の直管や曲管の接着を行う。
【0014】
【作用】上記発明の流体分岐管1は、流れを直角方向へ
押し曲げたり、乱流やキャビテーションを発生するなど
の、抵抗を生じることがないように、内壁が流線形をな
している。このため、流体は極めて滑らかに流れかつ分
流され、分流による圧力損失が非常に小さい。そこで、
流れを均一にn等分したい場合、流れは均等に分流さ
れ、所定の流量比に分流したい場合も、計算値に近い流
量比が得られる。
【0015】従って、特に冷暖房用配管の分岐に応用し
た場合、温水などの流れが著しく改善され、暖房のムラ
がなくなり、熱効率も向上する。しかも、従来のヘッダ
ー12と比較して、ブロック部がなくなり、薄い管とな
るので、著しく軽量となり、材料が節約される。その
上、しなやかで、曲げやすい短管部が存在し、その短管
部が配管・接続の状況に応じて、長短に調節されたり、
先端が曲げられたりしているので、微調整が可能とな
り、並列状や直角方向状など、様々な配管への継手7に
よる接続・連結作業が著しく容易となる。例えば、図1
1や図12のように、床のコンクリート基礎にn個の配
管孔が並列して並び、ここに配管されたn本の枝配管1
5へ、分岐管から分岐された短管を接続する際に、枝配
管15の位置・間隔がずれていると、ヘッダー12の場
合は、位置合わせのための調整が非常に難しいが、本発
明の分岐管1を用いる場合は、短管部5(および/また
は6)を若干しならせたり、曲げたりすることにより、
手作業で簡単に位置合わせのための調整が可能となる。
【0016】
【実施例】表1に示すJIS H 3300 C122
0Tの純銅製の3種類の寸法の素材管11を用いて、3
タイプの分岐管1を製作した。その工程は図6A〜図6
Eに示す手順で行った。その手順について述べると、先
ず、素材管11の一端を工具(図示せず)に突き当てて
固定し、他端に図7に示すような円錐角が約30°の拡
孔面を有する工具8を、1トンプレス(図示せず)を用
いて押し当て、この管端部を中心軸方向に常温で圧縮し
ながら半径方向に拡管し、管端部で表2に示す寸法のラ
ッパ状拡管部9を作った。
【0017】次に、このラッパ状拡管部9を有する素材
管11を、その中心軸がプレス方向に対し直角になるよ
うに固定した後、同一のプレスで、ラッパ状拡管部9
を、内面にかまぼこ上面状の凹型湾曲面を有する割型
(図示せず)を用いて偏平状に押圧し、さらに図8に示
すような内面が2股の分岐管形状をなす割型10を用い
て押圧し、ラッパ状拡管部9の管端部近傍で瓢箪状のく
びれ部4の内壁同志が圧着するまで押圧した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】更に、瓢箪状となった管端部には、表3に
示すように、一方には短かめの短管5を、他方には長め
の短管6を、りん銅ろう JIS Z 3264 B
CuP−2をろう材として用いてろう付けした。その
際、ラッパ状管端部近傍のくびれ部4の内壁同志もろう
付けされた。この結果、表3に示すような全長を有する
3タイプの分岐管1が製作された。
【0021】
【表3】
【0022】これにより、3タイプの外径を有し、図1
に示すような本体部と2本の短管からなる、本発明の分
岐管1が得られた。更に、これらの分岐管1の圧力損失
と、表4に示すような本体部と2本の枝管部とを有し、
汎用される従来のヘッダーの圧力損失とを、流量1〜2
l/分で測定したところ、表5のごとくであった。表中
の圧力損失は、同径管の同等抵抗長さ相当で表した。こ
こで、「同等抵抗長さ相当」を用いて圧力損失を評価す
るのは、一般に簡便に行われる方法で、その部材(例え
ば分岐管)を用いた場合の、部材の入口−出口間の圧力
損失と同等の圧力損失を生じる、部材の入口側管部(幹
管部または本体部)と同径の直管長さで表したものであ
る。
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】以上により、本発明の分岐管1は、分流の
際の圧力損失を従来のヘッダーの約1/5程度に抑え得
ることが分かった。従来のヘッダー12や本発明の分岐
管1の重量は表6に示す様なものであった。これから分
かるように、従来のヘッダー12はブロック状で重く、
それに比べ本発明の分岐管1は軽く、重量がほぼ1/7
〜1/3に軽減された。
【0026】この様にして製作された分岐管1を、実地
の暖房用配管に使用してみたところ、施工上の便利さに
格段の改善が実証され、しかも暖房用温水の流れは滑ら
かで、枝配管別の昇温遅れは全く見られなかった。
【0027】
【表6】
【0028】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明は次の効果
を奏する。第一に、分流が滑らかに行われ、圧力損失が
小さい。第二に、分流が均等または所望の流量比で行わ
れ、分流に不本意なムラを生じない。
【0029】第三に、分岐管部の重量が減り、配管の施
工が容易となる。第四に、分岐管の様々な並びや方向へ
の接続に際し、位置合わせ、中心合わせの調整が容易と
なり、通常の配管継手を用いての接続が簡便に行える。
従って、本発明の分岐管を、暖冷房用の配管に用いる
と、ボイラーやクーラーからの温水や冷水、冷媒などの
分流が容易かつ適正となり、複数の部屋の暖冷房がムラ
なく行われ、遠方の部屋でも充分な暖冷房が行われ、熱
効率も改善され、消費電力も軽減されるなど、施工性、
経済性の点で大きなメリットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、n=2の場合の1実施例である。
(図1A)は斜視図を示す。(図1B)は部分破砕断面
図を示す。(図1C)、(図1D)、(図1E)、(図
1F)は(図1B)のK−K、L−L、M−M、N−N
のそれぞれの線に対応する断面矢視図を示す。
【図2】本発明の、n=3の場合の1実施例である。
(図2A)は斜視図を示す。(図2B)は部分破砕断面
図を示す。(図2C)、(図2D)、(図2E)、(図
2F)は(図2B)のP−P,Q−Q,R−R,S−S
のそれぞれの線に対応する断面矢視図を示す。
【図3】本発明の1実施例の使用状態図である。(図3
A)は斜視図を示す。(図3B)は平面図を示す。
【図4】本発明の1実施例である。(図4A)はn=2
の場合の実施例を示す。(図4B)はn=3の場合の実
施例を示す。
【図5】本発明の1実施例の使用状態図である。(図5
A)は、(図4A)に示した実施例の使用状態図であ
る。(図5B)は、(図4B)に示した実施例の使用状
態図である。
【図6】本発明の製作工程の要部を示す1実施例であ
る。(図6A)は素材管11を示し、(図6E)は短管
取り付け前の分岐管1を示し、(図6B)、(図6
C)、(図6D)はそれぞれ、それらの中間段階を示
す。
【図7】(図6)にて示された本発明の1実施例で利用
される、円錐状押し当て拡孔面を有する工具8を用いて
の拡管手段を示す1実施例である。
【図8】(図6)にて示された本発明の1実施例で利用
される、内面が分岐管形状をなす割型10を用いての分
岐の製作手段を示す1実施例である。
【図9】従来のヘッダー12を示す図である。
【図10】従来の丁字管を示す図である。
【図11】コンクリート基礎レベルの暖冷房配管の配列
の例を示す図である。
【図12】従来のヘッダー12による分流と配管の例を
示す図である。
【符号の説明】
1 分岐管 2 幹管部 3 本発明の分岐管の枝管部 4 くびれ部 5 短かめの短管 6 長めの短管 7 継手 8 拡孔面を有する工具 9 ラッパ状拡管部 10 分岐管を形成する内面を有する割型 11 素材管 12 ヘッダー 13 T字管 14 ヘッダー枝管部 15 枝配管

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1本の幹管部からn本の枝管部へ流体を分
    流させる分岐管において、分岐管の枝管部側の管端部断
    面(幹管部軸に垂直な断面)は、一続きの管壁で構成さ
    れ、該管壁はn個の連続瓢箪状断面を形成するようにn
    −1個のくびれ部で近接し合い、該くびれ部の内壁同志
    が枝管部側の管端部付近で接着されていることを特徴と
    する流体分岐管。
  2. 【請求項2】分岐管の枝管部側のn個のそれぞれの管端
    に、その管端とほぼ同径の短管を接着により接続し、そ
    れらの短管がそれぞれ独立したn本の枝管部となるよう
    にしたことを特徴とする請求項1記載の流体分岐管。
  3. 【請求項3】短管の長さが、接続する継手の向き、配列
    および位置に応じて、異なる長さに調節されていること
    を特徴とする請求項2記載の流体分岐管。
  4. 【請求項4】短管が、接続する継手の向き、配列および
    位置に応じて、曲げられていることを特徴とする請求項
    2または3記載の流体分岐管。
  5. 【請求項5】分岐管(短管部を含む)の材料が金属であ
    り、接着が溶接またはろう付けによって行なわれたこと
    を特徴とする請求項1、2、3または4記載の流体分岐
    管。
  6. 【請求項6】金属が銅または銅合金であることを特徴と
    する請求項5記載の流体分岐管。
  7. 【請求項7】幹管部と同径の素材管の分岐させようとす
    る側の管端部に、円錐状押し当て拡孔面を有する工具
    を、素材管の中心軸に沿って押しつけることにより、素
    材管の分岐させようとする側の管端部を中心軸方向に圧
    縮しながら半径方向に拡管し、所望の肉厚を保ちながら
    所望の円周長を得るラッパ状拡管部を形成させる拡管工
    程と、当該ラッパ状拡管部を、内面にかまぼこ上面状の
    凹型湾曲面を有する金型で、中心軸と直角の方向に偏平
    状に押圧し、さらに、内面に分岐管を形成する曲面を有
    する割型を用いて、中心軸と直角の断面が枝管部側管端
    部で瓢箪状となるように押圧し、当該瓢箪状くびれ部の
    内壁同志を当該管端部において圧着させる押圧工程とを
    経ることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または
    6記載の流体分岐管の製造方法。
JP25656895A 1995-10-03 1995-10-03 流体分岐管とその製造方法 Withdrawn JPH09100984A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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