(57)【要約】      （修正有）【課題】配管同士の接続部に固定翼を設け、固定翼の各翼部をスラリーの流れ内に位置させることにより、各翼部の下流側にカルマン渦を発生させて、スラリーを撹拌させて沈降等を防止することで、スラリーによる配管内面の磨耗を抑制する。【解決手段】スラリーを輸送する配管の構造であって、隣接する配管同士の接続部に複数の翼部１３を有する固定翼１０を設け、該固定翼１０の各翼部１３をスラリーの流れ内に位置させる。固定翼１０は、筒状の外筒部１１と、外筒部１１の内側に設けられる筒状の内筒部１２と、外筒部１１と内筒部１２との間に放射状に設けられる複数の翼部１３とから構成される。翼部１３の下流側にカルマン渦を発生させて、スラリーを撹拌させて沈降等を防止することにより、スラリーによる配管内面の磨耗を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを輸送する配管の構造であって、
隣接する配管同士の接続部に複数の翼部を有する固定翼を設け、該固定翼の各翼部を前記スラリーの流れ内に位置させたことを特徴とする配管の構造。
【請求項２】
前記固定翼は、筒状の外筒部と、該外筒部の内側に設けられる筒状の内筒部と、前記外筒部と前記内筒部との間に放射状に設けられる複数の翼部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管の構造。
【請求項３】
前記各翼部は、板状をなすとともに、板面が前記スラリーの流れ方向を向くように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の配管の構造。
【請求項４】
前記各翼部は、板状をなすとともに、板面が前記スラリーの流れ方向に対して所定の角度をなすように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の配管の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の構造に関し、特に、配管同士の接続部に固定翼を設け、固定翼の各翼部をスラリーの流れ内に位置させることにより、各翼部の下流側にカルマン渦を発生させて、スラリーを撹拌させて沈降等を防止することで、スラリーによる配管内面の磨耗を抑制できるようにした配管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭火力発電所においては、ボイラで石炭を燃焼させることにより発生した石炭灰（フライアッシュ、クリンカアッシュ）を回収して水と混合してスラリー化し、これをジェットパルジョンポンプやスラリーポンプ等を用いて配管を通じて灰処分場等に輸送している。
【０００３】
このようなスラリーを輸送する配管系においては、配管の内面がスラリー内に含まれる固形物によって磨耗して穴開き等が生じ、穴等を通じてスラリーが配管外に漏れ出るのを防止するため、各種の対策が採られている。
【０００４】
例えば、配管に規定よりも肉厚の厚いものを使用し、一定の期間、配管の内面に磨耗が生じても内穴開き等が生じないようにしている。
【０００５】
また、特許文献１には、管路混練装置に関する発明が記載されている。この管路混練装置は、配管の内面側にウレタンゴム等の耐摩耗性弾性材からなる複数のユニットチューブを連結して構成したチューブを設け、チューブの内面側にスラリーを流通させて、チューブの内面側に形成した狭搾部と拡張部とによりスラリーを撹拌混合することにより、配管の内面に磨耗が生じるのを防止している。
【０００６】
また、特許文献２には、耐摩耗性管継手に関する発明が記載されている。この耐摩耗性管継手は、配管の管継手の直線部又はコーナー部に、筒状又は棒状の攪拌装置を設けて、攪拌装置で配管内を流通するスラリーの流れを乱して撹拌することにより、配管の内面に磨耗が生じるのを防止している。
【０００７】
さらに、特許文献３には、スラリー移送装置に関する発明が記載されている。このスラリー移送装置は、配管の途中に、ケーシングと、ケーシング内に回転自在に設けられる回転筒と、回転筒の外面に設けられる回転翼と、回転筒の内面に設けられるインペラとを備えた移送装置を設け、移送装置の回転翼に加圧流体を噴射して回転筒を回転駆動させて、回転筒の内面側のインペラでスラリーを先方に圧送することにより、配管の内面に磨耗が生じるのを防止している。
【０００８】
ところで、配管に規定よりも肉厚のものを使用する方法では、配管の寿命を長くすることはできるが、配管の内面に磨耗が生じるのを完全に防止することはできない。
【０００９】
また、特許文献１に記載の方法は、配管の内面にスラリーが直接接触することがないので、配管の内面に磨耗が生じるのを完全に防止できるが、配管の内面にウレタンゴム等の耐摩耗性弾性材からなる複数のユニットチューブを連結して構成したチューブを設ける必要があるため、設備費が高くつく。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法は、配管の管継手の直線部又はコーナー部に攪拌装置を設けることにより、配管内を流通するスラリーの流れを乱して攪拌することができるので、配管の内面に磨耗が生じるのをある程度は防止することができる。しかし、配管の全体を乱流域に維持することができないため、配管が長距離に亘る場合には、配管の終端付近でスラリーの流れが乱流から層流に変化し、スラリーから固形物が沈降、分離、濃縮して配管の底部に溜まり、溜まった固形物によって配管の内面に磨耗が生じることになる。また、配管のコーナー部付近では、スラリーから沈降、分離、濃縮した固形物が配管の内面の一部に連続的に接触するため、局部的な磨耗が生じることになる。
【００１１】
また、特許文献３に記載の方法は、移送装置の回転筒の回転翼に加圧流体を噴射させる加圧流体の供給源が必要になるため、全体の構造が複雑化するとともに、設備費が高くつく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−４３５６４号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１６４１３号公報
【特許文献３】特開２００５−９０２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、配管の内面に磨耗が生じるのを抑制できるとともに、設備費を安く抑えることができる配管の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、スラリーを輸送する配管の構造であって、隣接する配管同士の接続部に複数の翼部を有する固定翼を設け、該固定翼の各翼部を前記スラリーの流れ内に位置させたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の配管の構造によれば、固定翼の各翼部をスラリーの流れ内に位置させたことにより、各翼部の下流側にカルマン渦を発生させて、スラリーを撹拌させて沈降等を防止することで、スラリーによる配管の内面の磨耗を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記固定翼は、筒状の外筒部と、該外筒部の内側に設けられる筒状の内筒部と、前記外筒部と前記内筒部との間に放射状に設けられる複数の翼部とから構成されていることとしてもよい。
【００１７】
本発明の配管の構造によれば、固定翼の外筒と内筒との間をスラリーが通過する際に、複数の翼部がスラリーの流れ内に障害物として晒されることにより、各翼部の下流側にカルマン渦が発生し、このカルマン渦によって各翼部の下流側でスラリーが撹拌され、スラリー内に含まれる固形物が沈降、分離、濃縮するのが防止されることになる。
【００１８】
また、本発明において、前記各翼部は、板状をなすとともに、板面が前記スラリーの流れ方向を向くように設けられていることとしてもよい。
【００１９】
本発明の配管の構造によれば、各翼部は、板面がスラリーの流れ方向を向くようにスラリーの流れ内に晒されることにより、各翼部の下流側にカルマン渦が発生し、このカルマン渦によって各翼部の下流側でスラリーが撹拌されることになる。
【００２０】
また、本発明において、前記各翼部は、板状をなすとともに、板面が前記スラリーの流れ方向に対して所定の角度をなすように設けられていることとしてもよい。
【００２１】
本発明の配管の構造によれば、各翼部は、板面がスラリーの流れ方向に対して所定の角度をなすようにスラリーの流れ内に晒されることにより、各翼部の下流側に旋回流を生じさせることができ、この旋回流によって各翼部の下流側でスラリーを効率良く攪拌させることができ、スラリーに含まれる固形物の沈降、分離、濃縮を効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上、説明したように、本発明の配管の構造によれば、固定翼をスラリーが通過する際に、複数の翼部がスラリーの流れ内に障害物として晒されることにより、各翼部の下流側にカルマン渦が発生し、このカルマン渦によって各翼部の下流側でスラリーが撹拌され、スラリー内に含まれる固形物が沈降、分離、濃縮するのが防止され、スラリー内に含まれる固形物によって配管の内面が磨耗するのを抑制することができる。また、複数の翼部を有する固定翼を成形により形成することができるので、固定翼の製作に要する費用を削減することができ、設備全体としての費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による配管の構造の一実施の形態を示した正面図であって、配管の直管と直管との接続部を示した正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図３】配管の直管とベント管との接続部の状態を示した概略図である。
【図４】配管の構造が適用される石炭火力発電所の石炭灰スラリーを輸送する配管系を示した説明図である。
【図５】翼部の下流側でカルマン渦によりスラリーが撹拌されている状態を示した説明図である。
【図６】固定翼の変形例を示した説明図である。
【図７】固定翼の変形例を示した正面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本発明の配管の構造は、各種のスラリーを輸送する配管系に適用可能であって、スラリーに含まれる固形物によって配管系の配管の内面に磨耗が生じるのを防止するのに有効なものである。
【００２５】
図１〜図５には、本発明による配管の構造の一実施の形態が示されている。
本実施の形態の配管の構造１は、図４に示すように、例えば、石炭火力発電所のボイラ１６で石炭を燃焼させることにより発生した石炭灰（フライアッシュ、クリンカアッシュ）をクリンカホッパ１７に回収して水と混合してスラリー化し、この石炭灰スラリー（以下、「スラリー２０」という。）をジェットパルジョンポンプやスラリーポンプ等の輸送ポンプ１８を用いて配管２を通じて灰処分場等（本実施の形態では灰処分場１９とする。）に輸送する配管系に適用される。
【００２６】
配管の構造１は、図１〜図４に示すように、輸送ポンプ１８と灰処分場１９との間を接続する配管２の直線部を構成する直管３と、配管２のコーナー部を構成するベンド管５と、隣接する直管３と直管３との接続部、及び隣接する直管３とベンド管５との接続部にそれぞれ設けられる固定翼１０とを備えている。
【００２７】
直管３は、配管用炭素鋼鋼管等の鋼管から形成されるものであって、図１に示すように、両端に接続用のフランジ４、４が溶接等によってそれぞれ一体に設けられている。各フランジ４には、図２に示すように、ボルト挿通用の孔４ａが複数箇所に設けられている。直管３には、定尺（４ｍ、５．５ｍ等）のものが用いられる。
【００２８】
ベンド管５は、直管３と同様に、配管用炭素鋼鋼管等の鋼管から形成されるものであって、図３に示すように、両端に接続用のフランジ６、６が溶接等によってそれぞれ一体に設けられている。各フランジ６には、ボルト挿通用孔６ａが複数箇所に設けられている。
直管３とベンド管５には、同一内外径、同一肉厚のものが用いられる。
【００２９】
固定翼１０は、図１〜図３に示すように、直管３及びベンド管５と同一内外径、同一肉厚の筒状の外筒部１１と、外筒部１１の中心部に設けられる、外筒部１１よりも小径で外筒部１１と同一肉厚の筒状の内筒部１２と、外筒部１１と内筒部１２との間に放射状に一体に設けられる複数枚（本実施の形態では８枚）の板状の翼部１３とから構成されている。
【００３０】
各翼部１３は、板面１３ａが配管２内を流通するスラリー２０の流れ方向を向くように、外筒部１１と内筒部１２との間に設けられている。各翼部１３の板厚は、配管２内を流通するスラリーの性状等により適宜の寸法に設定される。
【００３１】
固定翼１０の外筒部１１と内筒部１２と翼部１３とは、耐摩耗性に優れた合成樹脂材によって一体に成形されている。
【００３２】
固定翼１０は、図１及び図２に示すように、隣接する直管３、３のフランジ４、４間に介装させて、外筒部１１の両端面を隣接する直管３、３の各端面にシール部材（図示せず）を介して密着させ、この状態で隣接する直管３のフランジ４、４のボルト挿通用孔４ａ、４ａ間にボルト７を挿通させてナット８で締め付けることにより、隣接する直管３と直管３との接続部に設けられる。
【００３３】
また、固定翼１０は、図３に示すように、隣接する直管３のフランジ４とベンド管５のフランジと６の間に介装させて、外筒部１１の両端面を直管３の端面とベンド管５の端面にシール部材（図示せず）を介して密着させ、この状態で直管３のフランジ４のボルト挿通用孔４ａとベンド管５のフランジ６のボルト挿通用孔６ａとの間にボルト７を挿通させてナット８で締め付けることにより、隣接する直管３とベンド管５との接続部に設けられる。
【００３４】
上記のような構成の本実施の形態の配管の構造１にあっては、輸送ポンプ１８を作動させることにより、クリンカホッパ１７内からスラリー２０が配管２内に供給され、配管２内を輸送されて灰処分場１９に供給される。
【００３５】
この場合、図５に示すように、配管２内を流通するスラリー２０が隣接する直管３と直管３との接続部、及び隣接する直管３とベンド管５との接続部にそれぞれ設けられている固定翼１０を通過する際に、各翼部１３がスラリー２０の流れ内に障害物として晒されていることにより、各翼部１３の下流側にカルマン渦が発生し、このカルマン渦によって各翼部１３の下流側でスラリー２０が撹拌され、スラリー２０内に含まれる固形物が沈降、分離、濃縮するのが防止される。
【００３６】
従って、スラリー２０に含まれる固形物がスラリー２０から沈降、分離、濃縮して配管２内の底部に溜まることがないので、配管２内の底部に溜まった固形物によって配管２の内面が磨耗するのを抑制することができる。
【００３７】
また、配管２が長距離に亘る場合であっても、配管２の隣接する直管３と直管３との間、隣接する直管３とベンド管５との間にはそれぞれ固定翼１０が設けられているので、配管２の全領域においてスラリー２０を効率良く攪拌することができる。このため、配管２の全領域においてスラリー２０に含まれる固形物が沈降、分離、濃縮するのを防止して、配管２の内面が磨耗するのを抑制できる。
【００３８】
また、配管２の直線部を構成する直管３に定尺のものを用いているので、特注の長さのものを用いる場合に比べて、設備費を削減することができる。
【００３９】
また、固定翼１０の外筒部１１と内筒部１２と各翼部１３とを一体に成形しているので、固定翼１０の製作に要する費用を削減することができ、設備全体としての費用を削減することができる。
【００４０】
なお、上記の説明においては、固定翼１０の各翼部１３を板面１３ａがスラリー２０の流れ方向を向くように設けたが、図６に示すように、各翼部１３を板面１３ａがスラリー２０の流れ方向に対して所定の角度α（例えば、α＝３０°）をなすように設けてもよい。このような角度αに各翼部１３を設けることにより、各翼部１３の下流側に旋回流を生じさせることができるので、各翼部１３の下流側でスラリー２０を更に効率良く攪拌することができ、スラリー２０に含まれる固形物の沈降、分離、濃縮を更に効果的に防止することができる。
【００４１】
なお、上記の説明においては、固定翼１０の外筒部１１と内筒部１２と翼部１３とを一体に成形したが、外筒部１１と内筒部１２と翼部１３とを別体に形成して、それらを接着剤等によって一体に接合するように構成してもよい。
【００４２】
また、図７及び図８に示すように、固定翼１０の外筒部１１の両端に直管３のフランジ４と同一大きさのフランジ部１４、１４をそれぞれ一体に設けるように構成してもよい。
【００４３】
このように固定翼１０を構成した場合には、固定翼１０のフランジ部１４を直管３のフランジ４又はベンド管５のフランジ６に密着させ、この状態で、直管３のフランジ４のボルト挿通用孔４ａ又はベンド管５のフランジ６のボルト挿通用孔６ａと固定翼１０のフランジ部１４のボルト挿通用孔１４ａとの間にボルト７を挿通させてナット８で締め付けることにより、隣接する直管３と直管３との接続部、及び隣接する直管３とベンド管５との接続部に設けることができる。
【００４４】
なお、上記の説明においては、本発明を石炭火力発電所のボイラ１６で石炭を燃焼させることにより発生した石炭灰（フライアッシュ、クリンカアッシュ）のスラリー２０をジェットパルジョンポンプやスラリーポンプ等の輸送ポンプ１８を用いて配管２を通じて灰処分場１９に輸送する配管系に適用したが、その他の各種のスラリーを配管により輸送する配管系に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  配管の構造
２  配管
３  直管
４  フランジ
４ａ  ボルト挿通用孔
５  ベンド管
６  フランジ
６ａ  ボルト挿通用孔
７  ボルト
８  ナット
１０  固定翼
１１  外筒部
１２  内筒部
１３  翼部
１３ａ  板面
１４  フランジ部
１４ａ  ボルト挿通用孔
１５  輸送ポンプ
１６  ボイラ
１７  クリンカホッパ
１８  輸送ポンプ
１９  灰処分場
２０  スラリー
【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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【図７】
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【図８】
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