(57)【要約】【課題】支管の構造が簡単で流体をスムーズに流すことができ、流体に細かい粒状物が含まれている場合でも各支管に粒状物が滞留して内部閉塞を起こさない分岐体構造を提供する。【構成】内部空間２を有する分岐室１に、主管４の端部と複数の支管６の端部をそれぞれ開口し、主管４と各支管６の間に流体を流通させるように構成し、各支管６を流通する流体の流量を所定割合に調整する邪魔板８を分岐室１内で主管４の開口と支管６の開口の間に設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間２を有する分岐室１に主管４の端部と複数の支管６の端部をそれぞれ開口し、
主管４と各支管６の間に、流体を流通させるように構成した分岐体構造において、
各支管６を流通する流体の流量を所定割合に調整する邪魔板８を、分岐室１内で前記主管４の開口と支管６の開口との間に介装し、その流体が邪魔板８を迂回して一方の開口から他方の開口に流通するように構成したことを特徴とする管の分岐体構造。
【請求項２】
請求項１において、
各支管６を流れる流体の流量を同じ割合に調整する邪魔板８を分岐室１内に設けたことを特徴とする管の分岐体構造。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記邪魔板８は単一の板材により作られることを特徴とする管の分岐体構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
細長い立方形状とされた分岐室１の長手方向の一端部または中央部に主管４の端部を開口し、該長手方向に沿って所定間隔で複数の支管６の端部を開口し、主管４から遠ざかる支管６ほど邪魔板８による流量調整の割合を低くしたことを特徴とする管の分岐体構造。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
分岐室１を流通する流体が粒状物を含むことを特徴とする管の分岐体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部空間を有する分岐室に主管の端部と複数の支管の端部をそれぞれ開口した分岐体構造に関し、特に各支管の断面積を減少させることなく、各支管を流通する流体の流量を所定割合に調整できる分岐体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主管から複数の支管を分岐した管系統が種々の設備やプラントにおいて用いられている。主管から複数の支管を分岐する部分には内部空間を有する分岐室が配置され、その分岐室に主管の端部と各支管の端部が開口する。
図５は従来から使用されている分岐体構造の例であり、（ａ）は分岐体構造の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。分岐室１は内部空間２を有し、その一部に設けた開口部３に主管４の端部が接続されて開口し、複数（図示の例では４つ）の開口部５にそれぞれ支管６の端部が接続されて開口する。
【０００３】
主管４から液体や気体などの流体（以下、単に流体という）を各支管６に供給する場合は、図示しない加圧流体供給装置からの加圧流体を主管４で分岐室１の内部空間２に供給し、そこから各支管６に流体を流出する。また各支管６からの流体を主管４に回収する場合は、図示しない真空ポンプなどの吸引装置で主管４を減圧することにより、各支管６から流体を分岐室１の内部空間２に吸引し、そこから主管４に流体を回収する。
【０００４】
図５のように分岐室１の中央部に主管４の端部が開口し、その反対側に主管４と対称位置に各支管６の端部が開口する場合は、各支管６の圧力損失が同じであれば主管４と各支管６の間に流通する流体の流量は均一になる。しかしこのように構成できることは稀であり、一般的な分岐体構造では管系統に接続されるプラントや設備等の制約から各支管６が主管４に対し非対称に配置されることが多い。  非対称に配置した場合、分岐室１の内部空間２が十分に大きな内容積を有し主管４の流量が十分に多いときは、主管４と各支管６の間に流通する流体の流量は均一になるが、それ以外の多くの場合は流体の流量が不均一になる。
【０００５】
図６は従来から使用されている分岐体構造の他の例であり、（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。これらの図において、細長い立方形状の分岐室１は内部空間２を有し、その長手方向の一端部に主管４を接続する開口部３を設け、該長手方向に沿って所定間隔で支管６を接続する複数の開口部５を設けている。
【０００６】
例えば図６（ａ）に矢印で示すように、主管４に接続した吸引装置で吸引すると分岐室１の内部空間２が減圧状態になり、各支管６から矢印のように流体が吸引される。その際、主管４を接続した開口部３と支管６を接続する開口部５の距離が長いほど流体の圧力損失は大きくなり、当該支管６から主管４に流通する流体の流量が少なくなる。
【０００７】
この流量の不均一性を調整するため、この例では各支管６の内部に圧力損失を調整する絞りリング７が設けられる。すなわち図６（ａ）における右側に位置する支管６（主管４の開口部３に近い支管６）に最も圧力損失の大きい絞りリング７を設け、そこから左側に位置する支管６ほど圧力損失の小さい絞りリング７を設けている。図示の例では絞りリング７を省略している一番左側の支管６の圧力損失を基準として各絞りリング７の絞り程度を調整している。なお、各支管６には絞りリング７の代りに調整弁を設けることもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各支管６の内部に絞りリング７などの部材を設けるとシステム構成が複雑になりコスト的にも不利になるという問題がある。また流体に細かい綿状のゴミ、塵埃、金属の切り屑などの粒状物が含まれている場合には、絞りリング７などの部材により断面積が減少した部分にそれら粒状物が滞留し、場合によっては支管６を閉塞することもある。その問題を回避するために例えば各支管６の口径を変えることも考えられるが、支管６の製造コストが大幅にアップするという別の問題を生じる。
そこで本発明は、これら従来の分岐体構造における問題を解決することを課題とし、そのための新しい分岐体構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、内部空間２を有する分岐室１に主管４の端部と複数の支管６の端部をそれぞれ開口し、
主管４と各支管６の間に、流体を流通させるように構成した分岐体構造において、
各支管６を流通する流体の流量を所定割合に調整する邪魔板８を、分岐室１内で前記主管４の開口と支管６の開口との間に介装し、その流体が邪魔板８を迂回して一方の開口から他方の開口に流通するように構成したことを特徴とする管の分岐体構造である（請求項１）。
【００１０】
上記のように構成した分岐体構造は、各支管の内部に絞りリングなどの断面積を減少するものを設けずに、各支管を流れる流体の流量を所定割合に調整することができる。そのため各支管の構造が簡単になり、流体をスムーズに流すことができる。
【００１１】
上記分岐体構造において、各支管を流れる流体の流量を同じ割合に調整する邪魔板を分岐室内に設けることができる（請求項２）。
【００１２】
上記いずれかの分岐体構造において、前記邪魔板は単一の板材により作ることができる（請求項３）。
【００１３】
さらに上記いずれかの分岐体構造において、細長い立方形状とされた分岐室の長手方向の一端部または中央部に主管の端部を開口し、該長手方向に沿って所定間隔で複数の支管の端部を開口し、主管から遠ざかる支管ほど邪魔板による流量調整の割合を低くすることができる（請求項４）。
【００１４】
さらに上記いずれかの分岐体構造において、分岐室を流通する流体は粒状物を含むことができる（請求項５）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係る分岐体構造の実施形態であり、（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図，（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｄ）は（ａ）の底面図である。なお前記図６と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
これらの図において、細長い立方形状の分岐室１は内部空間２を有し、その長手方向の一端部に開口部３が設けられ、該長手方向に沿って所定間隔で複数（この例では６つ）の開口部５を設けられる。各開口部５に接続する支管６は同じ口径を有し、その他端部にはそれぞれ図示しない吸引部が設けられる。また開口部３は開口部５より大きな口径を有し、それに接続する主管４の他端部には図示しない真空ポンプ等の吸引装置が接続される。
【００１７】
内部空間２には平面が階段状に形成された細長い邪魔板８が、幅の広い側が主管４側に位置して配置され、その長手方向に沿う一側が分岐室１側の側壁に固定されている。そして各邪魔板８は主管４の開口部３側に最も近い１段目から５段目の開口部５にそれぞれ対向配置され、主管４の開口部３から最も離れた開口部５には配置されていない。
分岐室１の構造の一例としては、主管４の口径が４０ｍｍ、支管６の口径が２０ｍｍ程度である場合、その内部空間２を断面形状が７５×７５ｍｍ程度、長さが６００ｍｍ程度の内容積とし、支管６と邪魔板８の垂直の間隔を２０ｍｍ程度とすることが望ましいことが実験により確かめられている。
【００１８】
各支管６から主管４に流入する流体の流量割合はその間の圧力損失に応じて変化する。邪魔板８が存在しないときの圧力損失は、支管６が接続する開口部５から主管４が接続される開口部３までの直線距離にほぼ比例する。そのため邪魔板８がないときには、開口部４に近い開口部５に接続した支管６を流れる流体の流量は、開口部４から離れた開口部５に接続した支管６を流れる流体の流量より多くなる。
【００１９】
邪魔板８は支管６から吸引した流体が内部空間２を経て開口部３より主管４に流出する際の圧力損失を調整し、それによって各支管６を流通する流体の流量を所定割合に調整するものである。すなわち支管６から吸引した流体は分岐室１の内部空間２に流入する際に、開口部５に対向配置した邪魔板８に衝突して運動エネルギーの一部を奪われ、邪魔板８を迂回して主管４に流入する。その結果として該部分で新たな圧力損失を生じる。この圧力損失は当該支管６の開口部５に対向する邪魔板８までの距離を一定とするとその面積に比例する。そのため邪魔板８の面積を変えることにより、圧力損失を所望の値もしくは範囲に調整することができる。
【００２０】
本実施形態では各支管６を流れる流体の流量が均等になるように各邪魔板８の面積を変えている。すなわち各邪魔板８の面積を開口部３側に最も近い１番目から５番目の開口部５に向かって順に小さくし、最後の６番目の開口部５には邪魔板８を設けない。そして最後の６番目の開口部５から主管４の開口部３までの圧力損失を実験により求めてそれを基準として、１番目〜５番目の開口部５から開口部３までの各圧力損失がその基準の圧力損失に等しくなるように各邪魔板８の面積を設定する。なお各邪魔板８の面積の設定も実験に基づいて行う。
【００２１】
図２は図１の変形例であり、（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図，（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ｄ）は（ａ）の底面図である。この実施形態が図１の例と異なる部分は邪魔板８の形状のみで、そのほかは同様に構成される。したがって図１と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
本実施形態の分岐体構造においては、単一の板材により作られた邪魔板８が複数の支管６の開口部５に対向して配置される。邪魔板８は１辺が傾斜した台形状とされ、１番目〜３番目の開口部５を完全に覆い、４番目と５番目の開口部５を部分的に覆い、６番目の開口部５を覆わないように対向配置され、６番目の開口部５から主管４の開口部３までの圧力損失を基準として前記各覆う部分の面積を変化させている。このように邪魔板８を単一の板材により作ることにより、邪魔板８の構造が簡単化し、分岐体構造の製造が容易になる。
実験によれば、例えば主管４で吸引する流体の流量を５ｍ３  （ノルマル流量）／分程度としたとき、邪魔板８がないときの各支管６を流れる流体の流量バラツキは、平均値から±８％程度になるが、図１のような邪魔板８を設けることにより、流量バラツキを±２％程度まで抑制できる。
【００２３】
図３は図１の別の変形例であり、（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図，（ｃ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｄ）は（ａ）の底面図である。本実施形態の分岐体構造が図１の例と異なる部分は、細長い立方形状の分岐室１の中央部に主管４の開口部３が設けられ、単一の板材により作られた三角形状の邪魔板８が分岐室１の中央部に配置されている点であり、そのほかは図１の例と同様に形成される。
【００２４】
このように主管４の開口部３を分岐室１の長手方向中央部に設け、複数の支管６の開口部５を長手方向に所定間隔で設ける場合は、主管４の開口部３から中央部に位置する開口部５までの圧力損失より、主管４の開口部３から長手方向両端に位置する開口部５までの圧力損失のほうが大きくなる。そこで図示のように、邪魔板８で中央部に近い２つの開口部５を完全に覆い、その外側の２つの開口部５を部分的に覆い、両端の２つの開口部５を覆わないことにより、各支管６を流れる流体の流量を均等化できることが実験により確かめられている。
【００２５】
図４は本発明に係る分岐体構造の別の実施形態であり、（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図，（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図、（ｄ）は（ａ）の底面図である。細長い立方形状の分岐室１は内部空間２を有し、その一方の側壁中央部に主管４の開口部３を設け、その開口部３と反対側の側壁に所定間隔で２つの支管６用の開口部５を設けている。
【００２６】
分岐室１の内部には単一の板材で作られた邪魔板８が配置される。この邪魔板８はその１辺が傾斜した台形状に形成され、図４（ｂ）の右側の開口部５より左側の開口部５がより多く覆われるように対向配置している。したがって図４（ｂ）の右側の開口部５に接続した支管６を流れる流体の流量は、左側の開口部５に接続した支管６を流れる流体の流量より多くなる。
【００２７】
図４の分岐体構造において、主管４の口径が４０ｍｍ、支管６の口径が３０ｍｍ程度である場合、分岐室１の内部空間２を断面形状が７５×７５ｍｍ程度、長さが２００ｍｍ程度の内容積とし、開口部５と邪魔板８の垂直の間隔を３０ｍｍ程度とすることが望ましいことが実験により確かめられている。
【００２８】
図４の実施形態は複数の支管６を流れる流体の流量を任意の割合で設定でき、例えば複数の金属加工装置から発生する螺旋状の金属屑等の切り粉を同時に吸引して回収する場合に適用できる。すなわち右側の開口部５に接続した支管６で吸引する切り粉の量が左側の開口部５に接続した支管６で吸引する切り粉の量より少ない場合に、邪魔板８の傾斜方向を図示のようにし、それら支管６の流量割合を調整する。
【００２９】
これまでの実施形態では支管６から流体を吸引する場合について説明したが、本発明に係る分岐体構造は主管４から加圧流体を供給し、各支管６から排出する場合にも同様に適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る分岐体構造は、各支管を流通する流体の流量を所定割合に調整する邪魔板を分岐室内で主管と支管との間に設けたことを特徴とする。このように構成した分岐体構造は、各支管の内部に絞りリングなどの断面積を減少する部材を設けずに、各支管を流れる流体の流量を所定割合に調整することができる。また各支管の構造が簡単になり、流体をスムーズに流すことができる。さらに、流体に細かい粒状物が含まれている場合でも、各支管に粒状物が滞留して内部閉塞を起こすおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分岐体構造の実施形態を示す図。
【図２】図１の変形例を示す図。
【図３】図１の別の変形例を示す図。
【図４】本発明に係る分岐体構造の別の実施形態を示す図。
【図５】従来の分岐体構造の例を示す図。
【図６】従来の分岐体構造の他の例を示す図。
【符号の説明】
１  分岐室
２  内部空間
３  開口部
４  主管
５  開口部
６  支管
７  絞りリング
８  邪魔板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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