JP7593863B2 - Bent Pipe - Google Patents
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Description
本発明は、屈曲管に関する。 The present invention relates to a bent pipe.
従来から、例えば、配管が挿着される曲がりパイプにおいて、曲がり部の断面形状を、長円形状とした。配管が挿着される曲がりパイプにおいて、曲がり部の断面係数を、直管部の断面係数より大きくした。曲がり部の断面形状を、長円形状とした又は曲がり部の断面係数を、直管部の断面係数より大きくした曲がりパイプが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, for example, in a curved pipe into which a pipe is inserted, the cross-sectional shape of the curved portion has been made elliptical. In a curved pipe into which a pipe is inserted, the section modulus of the curved portion has been made larger than the section modulus of the straight pipe portion. Bent pipes in which the cross-sectional shape of the curved portion is elliptical or the section modulus of the curved portion is made larger than the section modulus of the straight pipe portion have been disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術では、配管の曲がり部における断面形状が長円形状に形成されているものであるが、このような構成では、屈曲部での流体の剥離による全圧の損失を招き、出口流れの流速の不均一を招く課題がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、屈曲部での流体の剥離を抑制して、全圧の損失や出口流れの流速不均一を抑制して、流体を効率良く流すことのできる屈曲管を提供することを目的とする。
However, in conventional technology, the cross-sectional shape of the bent portion of the pipe is formed into an elliptical shape. This configuration poses the problem of inviting loss of total pressure due to fluid separation at the bend, and of causing uneven flow velocity at the outlet.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned points, and aims to provide a bent pipe that can suppress fluid separation at the bent section, thereby suppressing loss of total pressure and uneven flow velocity at the outlet flow, thereby allowing fluid to flow efficiently.
上記目的を達成するために、本発明は、中空管で形成されて入口部と、前記入口部から直線状の延びる入口直線部と、前記入口直線部から屈曲される屈曲部と、前記屈曲部から出口側に延びる出口直線部と、出口部と、を備えた屈曲管において、前記入口部の入口端は、真円形状の最小断面形状に形成され、前記入口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記入口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状に形成され、前記屈曲部は、前記入口直線部よりも大きい断面形状を有する異形長円形状とするとともに、前記屈曲部の中央で最大の断面形状となるように形成され、前記出口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記出口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状とするとともに、前記出口部の直前で最大の断面積となるように形成し、前記出口部の出口端は、前記入口端と同じ真円形状に形成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a bent pipe comprising an inlet section formed of a hollow tube, an inlet straight section extending in a straight line from the inlet section, a bent section bent from the inlet straight section, an outlet straight section extending from the bent section toward an outlet side, and an outlet section, wherein the inlet end of the inlet section is formed in a minimum cross-sectional shape of a perfect circle, the inlet straight section is formed in a perfect circle, an ellipse whose major axis passes through a central axis of the inlet straight section, or a shape combining the perfect circle and the ellipse, so that the cross-sectional area gradually increases, the bent section is formed in a modified ellipse shape having a cross-sectional shape larger than that of the inlet straight section and is formed so that the cross-sectional area is maximum at a center of the bent section, and the outlet straight section is formed in a perfect circle, an ellipse whose major axis passes through the central axis of the outlet straight section, or a shape combining the perfect circle and the ellipse, so that the cross-sectional area gradually increases, and is maximum immediately before the outlet section, and the outlet end of the outlet section is formed in the same perfect circle shape as the inlet end.
本発明によれば、屈曲管で屈曲部での流体の剥離を抑制して、全圧の損失や出口流れの流速不均一を抑制して、流体を効率良く流すことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress separation of fluid at the bend in the bent pipe, thereby suppressing loss of total pressure and non-uniformity in the flow rate of the outlet flow, and to allow the fluid to flow efficiently.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
[実施の形態]
図1は、本発明に係る屈曲管が適用されるガスタービンの実施の形態を示す断面図である。
図1に示すように、ガスタービン10は、筒状のケーシング11を備えている。ケーシング11の内部には、図示しないタービン羽根により回転駆動される回転軸12が軸受13により回転自在に支持されている。
回転軸12の外周側には、ロータ14が取付けられている。ロータ14の外周側には、ステータ15が配置されており、ロータ14とステータ15とにより発電機16が構成されている。
そして、回転軸12の回転駆動により、ステータ15の内側で、ロータ14を回転させることで、発電を行うように構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a gas turbine to which a bent pipe according to the present invention is applied.
As shown in Fig. 1, a
A
The
ステータ15の外周側には、ウォータージャケット17が配置されている。ウォータージャケット17には、冷却水が供給される冷却水流路18が形成されている。
ウォータージャケット17には、冷却水を排水するための屈曲管20が接続されている。
A
A
次に、本発明に係る屈曲管20の実施の形態について説明する。
図2は、本発明に係る屈曲管20を示す斜視図である。
図2に示すように、屈曲管20は、略直角に屈曲する形状を有している。屈曲管20は、中空管で形成されて入口部21と、入口部21から直線状の延びる入口直線部22と、入口直線部22から屈曲される屈曲部23と、屈曲部23から出口側に延びる出口直線部24と、出口部25と、を備えている。
ここで、以下の説明では、屈曲管20の屈曲されている側(図2において下側)を内側、反対側(図2において上側)を外側と称する。
Next, an embodiment of the
FIG. 2 is a perspective view of a
2, the
In the following description, the bent side of the bent tube 20 (the lower side in FIG. 2) is referred to as the inside, and the opposite side (the upper side in FIG. 2) is referred to as the outside.
屈曲管20の入口部21の入口端は、真円形状の最小の断面形状に形成されている。
入口部21から延びる入口直線部22は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が入口直線部22の中心軸を通る楕円形状、または真円形状と楕円形状とを組み合わせた形状に形成されている。
屈曲部23は、入口直線部22よりも大きい断面積を有する異形長円形状とするとともに、屈曲部23の中央で最大流路断面積となるように形成されている。
出口直線部24は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が出口直線部24の中心軸を通る楕円形状、または真円形状と楕円形状とを組み合わせた形状とするとともに、出口部25の直前で最大の断面積となるように形成されている。
出口部25の出口端は、入口端と同じ真円形状に形成されている。
The inlet end of the
The inlet
The
The outlet
The outlet end of the
そして、屈曲管20の入口部21、入口直線部22、屈曲部23、出口直線部24および出口部25の断面形状における中心点を、入口から出口につないで形成される中心線は、屈曲部23の入口側と出口側では外側寄りに位置し、屈曲部23の中央では内側寄りに位置するように形成されている。
ここで、異形長円形状とは、楕円形状の片側の弧と2つの真円形状とを重なり合わせて楕円形状と真円形状との円弧を結ぶ形状とし、2つの真円形状は、屈曲部23の内側に位置する形状である。
The center line formed by connecting the center points of the cross-sectional shapes of the
Here, the irregular oval shape refers to a shape in which an arc on one side of an elliptical shape overlaps with two perfect circular shapes to connect the arcs of the elliptical shape and the perfect circular shape, and the two perfect circular shapes are located inside the
次に、入口部21、入口直線部22、屈曲部23、出口直線部24および出口部25の具体的な形状について説明する。
入口部21はA0位置、入口直線部22はA1位置、A2位置、A3位置、屈曲部23はA4位置、出口直線部24はA5位置、A6位置、A7位置、出口部25はA8位置での断面形状について説明する。
図3は、A0位置における断面形状を示す説明図である。図4は、A1位置における断面形状を示す説明図である。図5は、A2位置における断面形状を示す説明図である。図6は、A3位置における断面形状を示す説明図である。図7は、A4位置における断面形状を示す説明図である。図8は、A5位置における断面形状を示す説明図である。図9は、A6位置における断面形状を示す説明図である。図10は、A7位置における断面形状を示す説明図である。図11は、A8位置における断面形状を示す説明図である。図12は、A0位置からA8位置における断面形状、断面積、中心点、縦横寸法をそれぞれ示す表である。
Next, the specific shapes of the
The cross-sectional shapes of the
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A0 position. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A1 position. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A2 position. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A3 position. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A4 position. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A5 position. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A6 position. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A7 position. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the cross-sectional shape at the A8 position. FIG. 12 is a table showing the cross-sectional shape, cross-sectional area, center point, and vertical and horizontal dimensions at the A0 position to the A8 position.
A0位置からA1位置までの中心軸間距離は3mm、A1位置からA2位置までの中心軸間距離は22mm、A2位置からA3位置までの中心軸間距離は30mmである。A4位置は、屈曲部23の中心部である。A5位置からA6位置までの中心軸間距離は30mm、A6位置からA7位置までの中心軸間距離は22mm、A7位置からA8位置までの中心軸間距離は3mmである。
The central axis distance from A0 position to A1 position is 3 mm, the central axis distance from A1 position to A2 position is 22 mm, and the central axis distance from A2 position to A3 position is 30 mm. The A4 position is the center of the
A0位置における断面形状は、図3および図12に示すように、中心点が中心軸と一致しており、半径が7.5mmの真円形状とされている。
A1位置における断面形状は、図4に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の内側方向に0.1mmずれた位置に配置された楕円形状とされている。A1位置の断面形状は、中心点から縦方向(内側から外側方向)の半径が8.2mmとされ、中心点から横方向の半径が8.1mmとされている。すなわち、A1位置の断面形状は、縦方向に長径が位置する楕円形状とされている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 12, the cross-sectional shape at the position A0 is a perfect circle whose center point coincides with the central axis and whose radius is 7.5 mm.
4, the cross-sectional shape at the A1 position is an ellipse whose center point is located at a position shifted from the central axis toward the inside of the
A2位置における断面形状は、図5および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の外側方向に0.2mmずれた位置に配置された真円形状とされている。A2位置の断面形状は、半径が8.5mmの真円形状とされている。
The cross-sectional shape at position A2 is a perfect circle whose center point is shifted 0.2 mm from the central axis toward the outside of the
A3位置における断面形状は、図6および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の外側方向に0.05mmずれた位置に配置されている。A3位置の断面形状は、中心点から縦方向(内側から外側方向)の半径が8.4mmとされ、中心点から横方向の半径が8.7mmとされた楕円形状の一部を備えている。
また、A3位置における断面形状は、半径が8mmとされた2つの真円形状を中心点が0.8mmずれるように横方向に重ねて配置し、内側の円弧形状は、2つの真円形状の下側の円弧を結んだ形状とされている。A3位置の断面形状の外側の円弧形状は、前述の楕円形状の円弧形状と一致しており、これにより、屈曲管20の内側の形状と外側の形状とは、非対称となる形状とされている。
6 and 12, the cross-sectional shape at the A3 position is disposed at a position where the center point is shifted from the central axis toward the outside of the
The cross-sectional shape at the A3 position is formed by overlapping two perfect circles with a radius of 8 mm horizontally so that their centers are offset by 0.8 mm, and the inner arc shape is a shape connecting the lower arcs of the two perfect circles. The outer arc shape of the cross-sectional shape at the A3 position matches the arc shape of the ellipse described above, and this makes the inner and outer shapes of the
A4位置における断面形状は、図7および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の内側方向に0.6mmずれた位置に配置されている。A4位置の断面形状は、半径が8.5mmの真円形状の一部を備えている。
また、A4位置における断面形状は、半径が7.5mmとされた2つの真円形状を中心点が1.9mmずれるように横方向に重ねて配置し、内側の円弧形状は、2つの真円形状の下側の円弧を結んだ形状とされている。A4位置の断面形状の外側の円弧形状は、前述の真円形状の円弧形状と一致しており、これにより、屈曲管20の内側の形状と外側の形状とは、非対称となる形状とされている。
7 and 12, the cross-sectional shape at the A4 position is disposed at a position where the center point is shifted from the central axis toward the inside of the
The cross-sectional shape at the A4 position is formed by overlapping two perfect circles with a radius of 7.5 mm horizontally so that their center points are offset by 1.9 mm, and the inner arc shape is a shape connecting the lower arcs of the two perfect circles. The outer arc shape of the cross-sectional shape at the A4 position matches the arc shape of the perfect circle described above, and this makes the inner and outer shapes of the
A5位置における断面形状は、図8および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の外側方向に0.1mmずれた位置に配置されている。A5位置の断面形状は、中心点から縦方向(内側から外側方向)の半径が8.4mmとされ、中心点から横方向の半径が8.3mmとされた楕円形状の一部を備えている。
また、A5位置における断面形状は、半径が5.9mmとされた2つの真円形状を中心点が2.6mmずれるように横方向に重ねて配置し、内側の円弧形状は、2つの真円形状の下側の円弧を結んだ形状とされている。A5位置の断面形状の外側の円弧形状は、前述の楕円形状の円弧形状と一致しており、これにより、屈曲管20の内側の形状と外側の形状とは、非対称となる形状とされている。
8 and 12, the cross-sectional shape at the A5 position is disposed at a position where the center point is shifted from the central axis toward the outside of the
The cross-sectional shape at the A5 position is formed by overlapping two perfect circles with a radius of 5.9 mm horizontally so that the center points are offset by 2.6 mm, and the inner arc shape is a shape connecting the lower arcs of the two perfect circles. The outer arc shape of the cross-sectional shape at the A5 position matches the arc shape of the ellipse described above, and this makes the inner and outer shapes of the
A6位置における断面形状は、図9および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の外側方向に0.3mmずれた位置に配置された楕円形状とされている。A6位置の断面形状は、中心点から縦方向(内側から外側方向)の半径が8.8mmとされ、中心点から横方向の半径が8.5mmとされている。すなわち、A6位置の断面形状は、縦方向に長径が位置する楕円形状とされている。
The cross-sectional shape at position A6 is an ellipse whose center point is located at a position shifted 0.3 mm from the central axis toward the outside of the
A7位置における断面形状は、図10および図12に示すように、中心点が中心軸から屈曲管20の外側方向に0.2mmずれた位置に配置された真円形状とされている。真円形状の半径は、9.0mmとされている。
A8位置における断面形状は、図11および図12に示すように、中心点が中心軸と一致しており、半径が7.5mmの真円形状とされている。すなわち、A8位置の断面形状は、入口部21のA0の断面形状と同一とされている。
10 and 12, the cross-sectional shape at the A7 position is a perfect circle whose center point is shifted from the central axis by 0.2 mm toward the outside of the
11 and 12, the cross-sectional shape at the position A8 is a perfect circle with a radius of 7.5 mm, with the center point coinciding with the central axis. That is, the cross-sectional shape at the position A8 is the same as the cross-sectional shape at A0 of the
A1からA4までの断面積は、図12に示すように、入口直線部22のA1位置では、208.6mm2、入口直線部22のA2位置では、227.0mm2、入口直線部22のA3位置では、231.4mm2となっており、入口部21から出口方向に向けて入口直線部22の断面積が漸次増加するように形成されている。
また、A5からA7までの断面積は、出口直線部24のA5位置では、221.6mm2、出口直線部24のA6位置では、235.6mm2、出口直線部24のA7の位置では、254.5mm2となっており、出口方向に向けて出口直線部24の断面積が漸次増加するように形成されている。
As shown in FIG. 12 , the cross-sectional area from A1 to A4 is 208.6 mm2 at position A1 of the inlet
In addition, the cross-sectional area from A5 to A7 is 221.6 mm2 at position A5 of the outlet
また、屈曲部23のA4位置では、232.4mm2となっており、入口直線部22のA3位置の231.4mm2および出口直線部24のA5位置の221.6mm2より大きい断面積となるように形成されている。
In addition, the cross-sectional area at the A4 position of the
A0位置とA1位置の断面積は、入口部21のA0位置では、176.7mm2、入口直線部22のA1位置では、208.6mm2とされており、入口部21が小径とされる絞り形状に形成されている。
同様に、A7位置とA8位置の断面積は、出口直線部24のA7位置では、254.5mm2、出口部25のA8位置では、176.7mmとされており、出口部25が小径とされる絞り形状に形成されている。
The cross-sectional area at the A0 position and the A1 position is 176.7 mm2 at the A0 position of the
Similarly, the cross-sectional area at positions A7 and A8 is 254.5 mm2 at position A7 of the outlet
また、入口部21、入口直線部22と、屈曲部23、出口直線部24および出口部25の流路断面における中心点を、入口から出口につないで形成される中心線は、屈曲部23の入口側と出口側では外側寄りに位置し、屈曲部23の中央では内側寄りに位置するように形成されている。具体的には、A3位置における中心点は、中心軸から屈曲管20の外側方向に0.05mmずれた位置に配置されており、A5位置における中心点は、中心軸から屈曲管20の外側方向に0.1mmずれた位置に配置されている。
A4位置における中心点は、中心軸から屈曲管20の内側方向に0.6mmずれた位置に配置されている。
Furthermore, a center line formed by connecting the center points of the flow path cross sections of the
The center point at position A4 is located at a position shifted 0.6 mm inward from the central axis of the
次に、本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態においては、屈曲管20の断面形状を、真円形状、楕円形状または真円形状と楕円形状とを組み合わせた形状に形成するとともに、入口直線部22および出口直線部24を、断面積が漸次増加するように形成し、入口部21から出口部25の流路断面における中心点をつないで形成される中心線を、屈曲部23の入口側と出口側では外側寄りに位置し、屈曲部23の中央では内側寄りに位置するように形成することで、屈曲管20の屈曲部23での流体の剥離を抑制して、全圧の損失や出口流れの流速不均一を抑制しすることができる。
これにより、効率の良い配管形状を得ることができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In this embodiment, the cross-sectional shape of the
This makes it possible to obtain an efficient piping shape.
前述の図3から図11に示す本実施の形態の断面形状を備えた屈曲管20と、直径が18mmの断面形状真円形状の屈曲管(比較例)とにそれぞれ流量5(l/min)で冷却水を流し、屈曲管20の全圧力損失係数を測定した。
その結果、比較例では、全圧力損失係数が0.551であった。
これに対して、本実施の形態の屈曲管20では、全圧力損失係数が0.086であり、損失を1/6に低減することがわかった。
Cooling water was made to flow at a flow rate of 5 (l/min) through a
As a result, in the comparative example, the total pressure loss coefficient was 0.551.
In contrast, in the
本実施の形態の屈曲管20を製造する場合は、例えば、樹脂材料などを型物成型または3Dプリンタなどの積層成型により一体成型することで、製造することができる。
The
以上述べたように、本実施の形態においては、入口部21の入口端は、真円形状の最小の断面形状に形成され、入口直線部22は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が入口直線部22の中心軸を通る楕円形状、または真円形状と楕円形状とを組み合わせた形状に形成され、屈曲部23は、入口直線部22よりも大きい断面積を有する異形長円形状とするとともに、屈曲部23の中央で最大の断面積となるように形成され、出口直線部24は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が入口直線部22の中心軸を通る楕円形状、または真円形状と楕円形状とを組み合わせた形状とするとともに、出口部25の直前で最大の断面積となるように形成し、出口部25の出口端は、入口端と同じ真円形状に形成した。
これにより、屈曲管20で屈曲部23での流体の剥離を抑制して、全圧の損失や出口流れの流速不均一を抑制して、流体を効率良く流すことが可能となる。
As described above, in this embodiment, the inlet end of the
This makes it possible to suppress separation of the fluid at the
また、本実施の形態においては、異形長円形状は、楕円形状の片側の弧と2つの真円とを重なり合わせて楕円形状と真円との接線を接続した形状とし、2つの真円形状は、屈曲部23の内側に位置する形状で形成されている。
これにより、屈曲部23中央を含む屈曲幅域において、楕円形状の片側の弧と2つの真円とを重なり合わせて楕円形状と真円との接線を接続した形状とすることで、屈曲部23の内側での流体の流れ抵抗を抑制して損失低減を図ることができる。
In addition, in this embodiment, the irregular oval shape is formed by overlapping an arc on one side of an elliptical shape with two perfect circles and connecting the tangents to the elliptical shape and the perfect circles, and the two perfect circular shapes are formed in a shape that is located inside the
As a result, in the bending width region including the center of bending
また、本実施の形態においては、屈曲部23は、入口直線部22と出口直線部24とがそれぞれ直角に延びる曲げ形状とされ、入口部21、入口直線部22と、屈曲部23、出口直線部24および出口部25の流路断面における中心点を、入口から出口につないで形成される中心線は、屈曲部23の入口側と出口側では外側寄りに位置し、屈曲部23の中央では内側寄りに位置するように形成されている。
これにより、中心点を入口から出口につないで形成される中心線は、屈曲部23の入口側と出口側では外側寄りに位置させ、屈曲部23の中央では内周寄りに位置させることで、屈曲部23を流れる流体の配管の曲率を緩やかに、かつ、滑らかに連続させることができ、流体の流れ抵抗を抑制することができる。
In addition, in this embodiment, the
As a result, the center line formed by connecting the center point from the inlet to the outlet is positioned closer to the outside at the inlet and outlet sides of the
また、本実施の形態においては、入口部21から入口直線部22までの形状および出口部25から出口直線部24までの形状は、それぞれ入口側および出口側が小径とされる絞り形状に形成されている。
これにより、屈曲管20の入口部21および出口部25での剛性を確保しながら、流路の拡張を短い距離で行うことかでき、流路面積を確保することができる。
In this embodiment, the shape from the
This allows the flow path to be expanded over a short distance while ensuring the rigidity of the
また、本実施の形態においては、型物成型または積層成型により一体成型されている。
これにより、屈曲管20を型物成型または積層成型により一体成型したので、従来のパイプ曲げ成型では難しい複雑な配管形状を成型することができる。
In this embodiment, the components are integrally molded by molding or lamination.
As a result, the
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
[上記実施形態によりサポートされる構成]
上記実施形態は、以下の構成をサポートする。
[Configuration supported by the above embodiment]
The above embodiment supports the following configurations.
(構成1)中空管で形成されて入口部と、前記入口部から直線状の延びる入口直線部と、前記入口直線部から屈曲される屈曲部と、前記屈曲部から出口側に延びる出口直線部と、出口部と、を備えた屈曲管において、前記入口部の入口端は、真円形状の最小断面形状に形成され、前記入口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記入口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状に形成され、前記屈曲部は、前記入口直線部よりも大きい断面形状を有する異形長円形状とするとともに、前記屈曲部の中央で最大の断面形状となるように形成され、前記出口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記入口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状とするとともに、前記出口部の直前で最大の断面積となるように形成し、前記出口部の出口端は、前記入口端と同じ真円形状に形成したことを特徴とする屈曲管。
この構成によれば、屈曲管で屈曲部での流体の剥離を抑制して、全圧の損失や出口流れの流速不均一を抑制して、流体を効率良く流すことが可能となる。
(Configuration 1) A bent pipe having an inlet portion formed of a hollow tube, an inlet straight portion extending in a straight line from the inlet portion, a bent portion bent from the inlet straight portion, an outlet straight portion extending from the bent portion toward an outlet side, and an outlet portion, wherein an inlet end of the inlet portion is formed in a minimum cross-sectional shape of a perfect circle, the inlet straight portion is formed in a perfect circle shape, an ellipse shape whose major axis passes through a central axis of the inlet straight portion, or a shape combining the perfect circle and the ellipse, so that a cross-sectional area gradually increases, the bent portion is formed in a deformed ellipse shape having a cross-sectional shape larger than that of the inlet straight portion and is formed so that the cross-sectional area is maximum at a center of the bent portion, and the outlet straight portion is formed in a perfect circle shape, an ellipse shape whose major axis passes through the central axis of the inlet straight portion, or a shape combining the perfect circle and the ellipse, so that a cross-sectional area gradually increases, and is maximum immediately before the outlet portion, and the outlet end of the outlet portion is formed in the same perfect circle shape as the inlet end.
According to this configuration, separation of the fluid at the bent portion of the bent pipe is suppressed, and loss of total pressure and non-uniformity in the flow velocity of the outlet flow are suppressed, making it possible to flow the fluid efficiently.
(構成2)前記異形長円形状は、楕円形状の片側の弧と2つの真円とを重なり合わせて楕円形状と真円との接線を接続した形状とし、2つの真円形状は、屈曲部の内側に位置する形状で形成されていることを特徴とする構成1に記載の屈曲管。
この構成によれば、屈曲部中央を含む屈曲幅域において、楕円形状の片側の弧と2つの真円とを重なり合わせて楕円形状と真円形状との円弧を結んだ形状とすることで、屈曲部の内側での流体の流れ抵抗を抑制して損失低減を図ることができる。
(Configuration 2) The bent pipe described in Configuration 1, wherein the deformed oval shape is formed by overlapping an arc on one side of an ellipse shape with two perfect circles and connecting the tangents to the ellipse shape and the perfect circles, and the two perfect circles are formed in a shape that is located inside the bent portion.
According to this configuration, in the bend width region including the center of the bend, an arc on one side of the elliptical shape and two perfect circles are overlapped to form a shape connecting the arcs of the elliptical shape and the perfect circle shape, thereby suppressing the flow resistance of the fluid inside the bend and reducing losses.
(構成3)前記屈曲部は、前記入口直線部と前記出口直線部とがそれぞれ直角に延びる曲げ形状とされ、前記入口部、前記入口直線部と、前記屈曲部、前記出口直線部および前記出口部の流路断面における中心点を、入口から出口につないで形成される中心線は、前記屈曲部の入口側と出口側では外側寄りに位置し、前記屈曲部の中央では内側寄りに位置するように形成されていることを特徴とする構成1または構成2に記載の屈曲管。
この構成によれば、中心点を入口から出口につないで形成される中心線は、屈曲部の入口側と出口側では外側寄りに位置させ、屈曲部の中央では内周寄りに位置させることで、屈曲部を流れる流体の配管の曲率を緩やかに、かつ、滑らかに連続させることができ、流体の流れ抵抗を抑制することができる。
(Configuration 3) The bent pipe described in Configuration 1 or Configuration 2, characterized in that the bent portion has a bent shape in which the inlet straight portion and the outlet straight portion each extend at a right angle, and a center line formed by connecting the center points of the flow path cross section of the inlet portion, the inlet straight portion, the bent portion, the outlet straight portion, and the outlet portion from the inlet to the outlet is located outside on the inlet and outlet sides of the bent portion and is located inside at the center of the bent portion.
With this configuration, the center line formed by connecting the center point from the inlet to the outlet is positioned closer to the outside at the inlet and outlet sides of the bent section, and closer to the inner circumference at the center of the bent section, so that the curvature of the piping for the fluid flowing through the bent section can be made gentle and smooth and continuous, thereby suppressing the flow resistance of the fluid.
(構成4)前記入口部から前記入口直線部までの形状および前記出口部から前記出口直線部までの形状は、それぞれ前記入口側および出口側が小径とされる絞り形状に形成されていることを特徴とする構成1から構成3のいずれか一項に記載の屈曲管。
この構成によれば、屈曲管の入口部および出口部での剛性を確保しながら、流路の拡張を短い距離で行うことかでき、流路面積を確保することができる。
(Configuration 4) A bent pipe as described in any one of Configurations 1 to 3, characterized in that a shape from the inlet portion to the inlet straight portion and a shape from the outlet portion to the outlet straight portion are formed into a tapered shape in which the inlet side and the outlet side are smaller in diameter, respectively.
According to this configuration, the flow path can be expanded over a short distance while ensuring the rigidity at the inlet and outlet of the bent pipe, and the flow path area can be ensured.
(構成5)型物成型または積層成型により一体成型されていることを特徴とする構成1から構成4のいずれか一項に記載の屈曲管。
この構成によれば、屈曲管を型物成型または積層成型により一体成型したので、従来のパイプ曲げ成型では難しい複雑な配管形状を成型することができる。
(Configuration 5) The bent pipe according to any one of Configurations 1 to 4, characterized in that it is integrally molded by molding or lamination molding.
According to this configuration, since the bent pipe is integrally molded by molding or lamination molding, it is possible to mold complex piping shapes that are difficult to achieve by conventional pipe bending molding.
10 ガスタービン
11 ケーシング
12 回転軸
13 軸受
14 ロータ
15 ステータ
16 発電機
17 ウォータージャケット
18 冷却水流路
20 屈曲管
21 入口部
22 入口直線部
23 屈曲部
24 出口直線部
25 出口部
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
前記入口部の入口端は、真円形状の最小断面形状に形成され、
前記入口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記入口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状に形成され、
前記屈曲部は、前記入口直線部よりも大きい断面形状を有する異形長円形状とするとともに、前記屈曲部の中央で最大の断面形状となるように形成され、
前記出口直線部は、断面積が漸次増加するように、真円形状、長径が前記出口直線部の中心軸を通る楕円形状、または前記真円と前記楕円とを組み合わせた形状とするとともに、前記出口部の直前で最大の断面積となるように形成し、
前記出口部の出口端は、前記入口端と同じ真円形状に形成したことを特徴とする屈曲管。 A bent pipe having an inlet portion formed of a hollow pipe, an inlet straight portion extending straight from the inlet portion, a bent portion bent from the inlet straight portion, an outlet straight portion extending from the bent portion to an outlet side, and an outlet portion,
The inlet end of the inlet portion is formed into a minimum cross-sectional shape of a perfect circle,
The inlet straight section is formed in a perfect circle shape, an ellipse shape whose major axis passes through a central axis of the inlet straight section, or a shape combining the perfect circle and the ellipse so that the cross-sectional area gradually increases,
The bent portion has a deformed elliptical shape having a cross-sectional shape larger than that of the inlet straight portion, and is formed so that the cross-sectional shape is maximized at a center of the bent portion,
the outlet straight section is formed to have a perfect circle shape, an ellipse shape whose major axis passes through a central axis of the outlet straight section, or a shape that is a combination of the perfect circle and the ellipse, so that the cross-sectional area gradually increases, and is formed so that the cross-sectional area is maximum immediately before the outlet section,
A bent pipe, wherein the outlet end of the outlet portion is formed in the same perfect circular shape as the inlet end.
前記入口部、前記入口直線部と、前記屈曲部、前記出口直線部および前記出口部の流路断面における中心点を、入口から出口につないで形成される中心線は、前記屈曲部の入口側と出口側では外側寄りに位置し、前記屈曲部の中央では内側寄りに位置するように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の屈曲管。 The bent portion has a bent shape in which the inlet straight portion and the outlet straight portion each extend at a right angle,
3. The bent pipe according to claim 1, wherein a center line formed by connecting center points of the flow path cross section of the inlet section, the inlet straight section, the bent section, the outlet straight section, and the outlet section from the inlet to the outlet is located outside on the inlet and outlet sides of the bent section, and is located inside at the center of the bent section.
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