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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165898
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】曲がり管
(51)【国際特許分類】
F15D 1/04 20060101AFI20241121BHJP
F16L 43/00 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
F15D1/04
F16L43/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023082482
(22)【出願日】2023-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(74)【代理人】
【識別番号】100161883
【弁理士】
【氏名又は名称】北出 英敏
(72)【発明者】
【氏名】池松 諒太郎
(72)【発明者】
【氏名】堀尾 英明
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 僚太
(72)【発明者】
【氏名】浅井田 康浩
【テーマコード（参考）】
3H019
【Ｆターム（参考）】
3H019EA20
(57)【要約】
【課題】圧力損失の低減を可能にする曲がり管を提供する。
【解決手段】曲がり管１は、上流側に向けられる第１開口２と、下流側に向けられる第２開口３と、第１開口２と第２開口３とをつなぐ屈曲流路４と、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の内周側の第１壁面１１から屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって突出する突出部５と、を備える。第１開口２の直径をｄ、頂部５ｃでの突出部５の高さをｈ、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の下流側の端部５ａから縮小部位４ａにおいて流路断面積が最小となる頂部５ｃまでの距離をＬ１、中心軸Ｃ２の方向における突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、を満たす。
【選択図】図２
【解決手段】曲がり管１は、上流側に向けられる第１開口２と、下流側に向けられる第２開口３と、第１開口２と第２開口３とをつなぐ屈曲流路４と、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の内周側の第１壁面１１から屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって突出する突出部５と、を備える。第１開口２の直径をｄ、頂部５ｃでの突出部５の高さをｈ、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の下流側の端部５ａから縮小部位４ａにおいて流路断面積が最小となる頂部５ｃまでの距離をＬ１、中心軸Ｃ２の方向における突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、を満たす。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流路の向きを変える曲がり管であって、
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出する突出部と、
を備え、
前記突出部は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突出部の高さをｈ、
前記突出部の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記突出部の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
曲がり管。
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出する突出部と、
を備え、
前記突出部は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突出部の高さをｈ、
前記突出部の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記突出部の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
曲がり管。
【請求項2】
０．１ｄ≦ｈ≦０．３ｄを満たす、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【請求項3】
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【請求項4】
１．２ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【請求項5】
０．４ｄ≦Ｌ１≦０．４Ｌ２を満たす、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【請求項6】
前記流路を流れる流体は、Ｒｅ≧１００００を満たす、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【請求項7】
前記突出部の高さは、前記上流側の端部から前記頂部まで増加し、
前記突出部の高さの増加量は、前記上流側の端部から前記頂部に近付くほど減少する、
請求項１の曲がり管。
前記突出部の高さの増加量は、前記上流側の端部から前記頂部に近付くほど減少する、
請求項１の曲がり管。
【請求項8】
前記突出部の高さは、前記頂部から前記下流側の端部まで減少し、
前記突出部の高さの減少量は、前記頂部から前記下流側の端部に近付くほど増加する、
請求項１の曲がり管。
前記突出部の高さの減少量は、前記頂部から前記下流側の端部に近付くほど増加する、
請求項１の曲がり管。
【請求項9】
前記第１開口から見て、前記突出部は、前記突出部の幅方向の両端を結ぶ直線から前記第２壁面側には突出しない、
請求項１の曲がり管。
請求項１の曲がり管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、曲がり管に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、エルボやベンド等の曲がり管において壁面に沿う流体の流れが壁面に沿って向きを変えることにより生じるはく離を防止する境界層制御装置において、流体の流れがはく離を生じるはく離点上の壁面に、同壁面近くの流体の流れを局部的に加速させる突起物を流れの中へ突出させて設けることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭５７－４０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１は、圧力損失や流れの乱れの原因となるはく離を防止するために、突起物を設ける。突起物は、はく離の防止に寄与するかもしれないが、流路を狭める。流路が狭まると圧力損失が生じ得る。特許文献１では、突起物の形状や大きさについて記載がなく、突起物を設けても圧力損失を低減できない可能性がある。
【0005】
本開示は、圧力損失の低減を可能にする曲がり管を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様にかかる曲がり管は、流路の向きを変える曲がり管であって、上流側に向けられる第１開口と、下流側に向けられる第２開口と、第１開口と第２開口とをつなぐ屈曲流路と、屈曲流路の流路断面積が第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が屈曲流路の内周側の角と第１開口との間に存在するように、屈曲流路の内周側の第１壁面から屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出する突出部と、を備える。突出部は、縮小部位において流路断面積が最小となる頂部を含む。第１開口の直径をｄ、頂部での突出部の高さをｈ、突出部の下流側の端部から頂部までの距離をＬ１、突出部の上流側の端部から頂部までの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、を満たす。
【発明の効果】
【0007】
本開示の態様は、流体の圧力損失の低減を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施の形態にかかる曲がり管の斜視図
【図2】一実施の形態にかかる曲がり管の断面図
【図3】一実施の形態にかかる曲がり管を第１開口側から見た図
【図5】第１条件でのレイノルズ数と圧力損失比との関係を示すグラフ
【図6】第２条件での第１開口の直径に対する突出部の長さの比と圧力損失比との関係を示すグラフ
【図7】第３条件での第１開口の直径に対する突出部の長さの比と圧力損失比との関係を示すグラフ
【図8】第４条件での第１開口の直径に対する突出部の長さの比と圧力損失比との関係を示すグラフ
【図9】第５条件での第１開口の直径に対する突出部の長さの比と圧力損失比との関係を示すグラフ
【図10】第６条件での突出部の高さと圧力損失比との関係を示すグラフ
【図11】第７条件でのレイノルズ数と圧力損失比との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【0009】
［１．実施の形態］
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0010】
上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。
【0011】
なお、以下の説明において、複数ある構成要素を互いに区別する必要がある場合には、「第１」、「第２」等の接頭辞を構成要素の名称に付すが、構成要素に付した符号により互いに区別可能である場合には、文章の読みやすさを考慮して、「第１」、「第２」等の接頭辞を省略する場合がある。
【0012】
［１．１ 構成］
図１は、本実施の形態にかかる曲がり管１の斜視図である。曲がり管１は、配管システムにおいて、流路の向きを変えるために用いられる。
図１は、本実施の形態にかかる曲がり管１の斜視図である。曲がり管１は、配管システムにおいて、流路の向きを変えるために用いられる。
【0013】
配管システムは、例えば、雨樋システムである。雨樋システムは、建物からの雨水を地面のます部に流すために用いられる。建物は、例えば、店舗、オフィス、工場、ビル、学校、福祉施設又は病院等の非住宅施設、及び戸建住宅、集合住宅、又は戸建住宅若しくは集合住宅の各住戸等の住宅施設の建物である。非住宅施設には、劇場、映画館、公会堂、遊技場、複合施設、百貨店、ホテル、旅館、幼稚園、図書館、博物館、美術館、地下街、駅及び空港等も含む。
【0014】
曲がり管１は、円筒状であるが、管軸（中心線）が曲線状の部位と直線状の部位とを含む。曲がり管１の材料は、例えば、硬質ポリ塩化ビニルである。
【0015】
曲がり管１は、両端に第１開口２と、第２開口３とを有する。曲がり管１の内周面１０は、屈曲流路４を規定する。
【0016】
第１開口２は、上流側に向けられる。上流側は、流体が曲がり管１に流入する側である。第２開口３は、下流側に向けられる。下流側は、流体が曲がり管１から流出する側である。屈曲流路４は、第１開口２と第２開口３とをつなぐ。本実施の形態では、屈曲流路４は、第１開口２の中心軸Ｃ２と第２開口３の中心軸Ｃ２とが交差するように第１開口２と第２開口３とをつなぐ。中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３との間の角度は、特に限定されない。本実施の形態では、例えば、中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３との間の角度は、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」で規定される９１．１７°である。
【0017】
【0018】
図２からよく理解されるように、屈曲流路４の流路断面積は一定ではなく、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが存在する。屈曲流路４の内周側の第１壁面１１は、縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって突出する。第１壁面１１は、曲がり管１の内周面１０における屈曲流路４の内周側の部位（一例として内周側の半分の部位）である。第２壁面１２は、曲がり管１の内周面１０における屈曲流路４の外周側の部位（一例として外周側の半部の部位）である。つまり、曲がり管１の内周面１０は、第１壁面１１と第２壁面１２とで構成される。
【0019】
曲がり管１では、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の内周側の第１壁面１１が、屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって（部分的に）突出する。つまり、第１壁面１１は、屈曲流路４の流路断面積を第２開口３の断面積よりも小さくするように、第１壁面１１から第２壁面１２に向かって突出する突出部５を含む。突出部５は、第１壁面１１において、縮小部位４ａを形成する部分である。
【0020】
突出部５は、下流側の端部５ａと、上流側の端部５ｂと、を有する。下流側の端部５ａは、突出部５における第２開口３側の端部である。上流側の端部５ｂは、突出部５における第１開口２側の端部である。突出部５の下流側の端部５ａは、角部４ｂに一致するか、角部４ｂに対して第１開口２側において角部４ｂの近傍に位置することが好ましい。
【0021】
突出部５の高さは、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向に沿って変化する。突出部５は、下流側の端部５ａと上流側の端部５ｂとの間に、突出部５において高さが最も高い部分である頂部５ｃを有する。図２及び図３に示すように、突出部５の高さは、第１開口２の直径に対応する面を基準とした高さである。
【0022】
突出部５の高さは、上流側の端部５ｂから頂部５ｃに向かって増加する。つまり、上流側の端部５ｂと頂部５ｃとの間の任意の点において、上流側の端部５ｂから任意の点までの距離が増加すれば、任意の点での突出部５の高さも増加する。本実施の形態では、突出部５の高さの増加量は、頂部５ｃに近付くほど減少する。つまり、突出部５の高さは、上流側の端部５ｂから頂部５ｃまで対数関数的に増加する。これにより、さらに圧力損失が低減される。
【0023】
突出部５の高さは、頂部５ｃから下流側の端部５ａに向かって減少する。つまり、頂部５ｃと下流側の端部５ａとの間の任意の点において、頂部５ｃから任意の点までの距離が増加すれば、任意の点での突出部５の高さは減少する。本実施の形態では、突出部５の高さの減少量は、下流側の端部５ａに近付くほど増加する。つまり、突出部５の高さは、頂部５ｃから下流側の端部５ａまで指数関数的に減少する。これにより、さらに圧力損失が低減される。
【0024】
突出部５は、頂部５ｃにおいて、縮小部位４ａの流路断面積を最も小さくする。つまり、頂部５ｃは、縮小部位４ａにおいて流路断面積が最小となる部位に対応する。
【0025】
突出部５の幅方向に直交する断面では、突出部５は、頂部５ｃにおいて第２壁面１２側に突出する曲面形状を含む。これによって、流量を向上できる。別の観点から、突出部５は、コアンダ効果を生じるように第２壁面１２に向かって突出した形状を有していればよい。突出部５の表面粗さは小さいほうが、流量の向上が期待できるため好ましい。
【0026】
図３及び図４から、第１開口２から見て、突出部５は、突出部５の幅方向の両端を結ぶ直線から第２壁面１２側には突出しない形状である。これにより、さらに圧力損失が低減される。本実施の形態では、第１開口２の中心軸Ｃ２に直交する断面において、突出部５の第２壁面１２側の面は、突出部５の幅方向の両端を結ぶ直線上に位置する。
【0027】
図１、図２及び図４を参照する。突出部５の下流側の端部５ａから頂部５ｃまでの距離Ｌ１、突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの距離Ｌ２、及び、頂部５ｃでの突出部５の高さｈは、曲がり管１の第１開口２の直径ｄに基づいて設定される。距離Ｌ１，Ｌ２は、突出部５の長さ方向に沿った距離である。本実施の形態では、突出部５の長さ方向は、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向に一致している。突出部５の長さをＬとすると、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２である。
【0028】
［１．２ 評価］
突出部５の効果を確認するために、突出部５のＬ１，Ｌ２，ｈの条件を変えて、圧力損失比を評価した。圧力損失比は、曲がり管１における突出部５の有無による圧力損失の変化を表す。具体的には、突出部５を有していない（つまり、縮小部位４ａがない）比較例の曲がり管１の圧力損失に対する突出部５を有する実施例の曲がり管１の圧力損失の比である。圧力損失比の評価には、数値計算ソフトのCOMSOL Multiphysics（登録商標）を用いた。曲がり管１は乱流領域での使用が想定されるから、レイノルズ数は１００００以上に設定した。
突出部５の効果を確認するために、突出部５のＬ１，Ｌ２，ｈの条件を変えて、圧力損失比を評価した。圧力損失比は、曲がり管１における突出部５の有無による圧力損失の変化を表す。具体的には、突出部５を有していない（つまり、縮小部位４ａがない）比較例の曲がり管１の圧力損失に対する突出部５を有する実施例の曲がり管１の圧力損失の比である。圧力損失比の評価には、数値計算ソフトのCOMSOL Multiphysics（登録商標）を用いた。曲がり管１は乱流領域での使用が想定されるから、レイノルズ数は１００００以上に設定した。
【0029】
図５は、第１条件でのレイノルズ数（Ｒｅ）と圧力損失比との関係を示すグラフである。第１条件では、ｈ＝０．４ｄ、Ｌ１＝Ｌ２＝ｄとし、レイノルズ数Ｒｅを変化させた。図５の横軸は、レイノルズ数Ｒｅの対数を示す。図５から、レイノルズ数Ｒｅの増加に伴って圧力損失比が低下していることが理解される。これは、レイノルズ数Ｒｅが増加するほど、突出部５による圧力損失の低減の効果が大きくなることを示す。そのため、Ｒｅ＝１００００である場合に、圧力損失比が１以下になるように突出部５のＬ１，Ｌ２，ｈを設定すれば、Ｒｅ＞１００００の場合には、圧力損失比を１未満にできることが確認された。
【0030】
図６は、第２条件での第１開口２の直径ｄに対する突出部５の長さＬの比（Ｌ／ｄ）と圧力損失比との関係を示すグラフである。第２条件では、Ｒｅ＝１００００、Ｌ１＝０．４ｄ、ｈ＝０．４ｄとして、Ｌ２を変化させることでＬを変化させた。
【0031】
図７は、第３条件での第１開口２の直径ｄに対する突出部５の長さＬの比（Ｌ／ｄ）と圧力損失比との関係を示すグラフである。第３条件では、Ｒｅ＝１００００、Ｌ１＝Ｌ２、ｈ＝０．４ｄとして、Ｌ２を変化させることでＬを変化させた。
【0032】
図８は、第４条件での第１開口２の直径ｄに対する突出部５の長さＬの比（Ｌ／ｄ）と圧力損失比との関係を示すグラフである。第４条件では、Ｒｅ＝１００００００、Ｌ１＝０．４ｄ、ｈ＝０．４ｄとして、Ｌ２を変化させることでＬを変化させた。
【0033】
図９は、第５条件での第１開口２の直径ｄに対する突出部５の長さＬの比（Ｌ／ｄ）と圧力損失比との関係を示すグラフである。第５条件では、Ｒｅ＝１００００００、Ｌ１＝Ｌ２、ｈ＝０．４ｄとして、Ｌ２を変化させることでＬを変化させた。
【0034】
図６～図９から、０．８≦Ｌ／ｄ≦７．０の範囲で、良好な圧力損失比が得られることが確認された。図８の第４条件は、図６の第２条件においてＲｅを１００００から１００００００にしたものであり、図９の第５条件は、図７の第３条件においてＲｅを１００００から１００００００にしたものである。図６と図８の比較、図７と図９の比較からも、Ｒｅ＝１００００である場合に、圧力損失比が１以下になるように突出部５のＬ１，Ｌ２，ｈを設定すれば、Ｒｅ＞１００００の場合には、圧力損失比を１未満にできることが確認された。
【0035】
図１０は、第６条件での突出部５の高さｈと圧力損失比との関係を示すグラフである。第６条件では、Ｒｅ＝１００００、Ｌ１＝Ｌ２＝ｄとして、ｈを変化させた。ｈ＝０は、突出部５が存在しない場合に等しい。図１０から、ｈ≦０．４ｄである場合には、良好な圧力損失比が得られることが確認された。
【0036】
以上の結果から、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２を満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失の低減を可能にする。
【0037】
さらに、０．１ｄ≦ｈ≦０．３ｄを満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0038】
さらに、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0039】
さらに、１．２ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0040】
さらに、０．４ｄ≦Ｌ１≦０．４Ｌ２を満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。特に、０．３Ｌ２≦Ｌ１≦０．４Ｌ２であるとよい。
【0041】
さらに、流路を流れる流体は、Ｒｅ≧１００００を満たすことが好ましい。これは、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0042】
図１１は、第７条件でのレイノルズ数と圧力損失比との関係を示すグラフである。第７条件では、ｈ＝０．３ｄ、Ｌ１＝０．５ｄ、Ｌ２＝１．５ｄとし、Ｒｅを変化させた。さらに、第７条件では、突出部５の下流側の端部５ａから頂部５ｃまでの曲線を、長半径がＬ１に等しい楕円弧に設定し、突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの曲線を、長半径がＬ２に等しい楕円弧に設定している。図５の第２条件と比較すれば、４０％～７０％の程度の圧力損失の低減が可能であることが確認された。したがって、Ｌ１＜Ｌ２であることが好ましい。
【0043】
［１．３ 効果等］
以上述べた曲がり管１は、流路の向きを変える曲がり管であって、上流側に向けられる第１開口２と、下流側に向けられる第２開口３と、第１開口２と第２開口３とをつなぐ屈曲流路４と、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の内周側の第１壁面１１から屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって突出する突出部５と、を備える。突出部５は、縮小部位４ａにおいて流路断面積が最小となる頂部５ｃを含む。第１開口２の直径をｄ、頂部５ｃでの突出部５の高さをｈ、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の下流側の端部５ａから頂部５ｃまでの距離をＬ１、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、を満たす。この構成は、流体の圧力損失の低減を可能にする。
以上述べた曲がり管１は、流路の向きを変える曲がり管であって、上流側に向けられる第１開口２と、下流側に向けられる第２開口３と、第１開口２と第２開口３とをつなぐ屈曲流路４と、屈曲流路４の流路断面積が第１開口２の断面積よりも小さくなる縮小部位４ａが屈曲流路４の内周側の角部４ｂと第１開口２との間に存在するように、屈曲流路４の内周側の第１壁面１１から屈曲流路４の外周側の第２壁面１２に向かって突出する突出部５と、を備える。突出部５は、縮小部位４ａにおいて流路断面積が最小となる頂部５ｃを含む。第１開口２の直径をｄ、頂部５ｃでの突出部５の高さをｈ、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の下流側の端部５ａから頂部５ｃまでの距離をＬ１、第１開口２の中心軸Ｃ２の方向における突出部５の上流側の端部５ｂから頂部５ｃまでの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、を満たす。この構成は、流体の圧力損失の低減を可能にする。
【0044】
曲がり管１において、０．１ｄ≦ｈ≦０．３ｄを満たす。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0045】
曲がり管１において、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0046】
曲がり管１において、１．２ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0047】
曲がり管１において、０．４ｄ≦Ｌ１≦０．４Ｌ２を満たす。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0048】
曲がり管１において、流路を流れる流体は、Ｒｅ≧１００００を満たす。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0049】
曲がり管１において、突出部５の高さは、上流側の端部５ｂから頂部５ｃまで増加する。突出部５の高さの増加量は、上流側の端部５ｂから頂部５ｃに近付くほど減少する。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0050】
曲がり管１において、突出部５の高さは、頂部５ｃから下流側の端部５ａまで減少する。突出部５の高さの減少量は、頂部５ｃから下流側の端部５ａに近付くほど増加する。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0051】
曲がり管１において、第１開口２から見て、突出部５は、突出部５の幅方向の両端を結ぶ直線から第２壁面１２側には突出しない。この構成は、流体の圧力損失のさらなる低減を可能にする。
【0052】
［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0053】
一変形例において、突出部５の高さは、上流側の端部５ｂから頂部５ｃに向かって増加するが、突出部５の高さの増加量は、必ずしも頂部５ｃに近付くほど減少しなくてもよい。つまり、突出部５の高さの増加量は、適宜設定されてよい。突出部５の高さは、頂部５ｃから下流側の端部５ａに向かって減少するが、突出部５の高さの減少量は、必ずしも下流側の端部５ａに近付くほど増加しなくてもよい。つまり、突出部５の高さの減少量は、適宜設定されてよい。
【0054】
一変形例において、突出部５は、曲がり管１に一体的に形成されている必要はない。突出部５は、従来周知の曲がり管に取り付けられて、曲がり管１を構成するための突起部材として提供されてよい。この突起部材は、上流側に向けられる第１開口と、下流側に向けられる第２開口と、第１開口と第２開口とをつなぐ屈曲流路とを有し、流路の向きを変える曲がり管に配置される。突起部材は、屈曲流路の流路断面積が第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が屈曲流路の内周側の角と第１開口との間に存在するように、屈曲流路の内周側の第１壁面から屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出するように配置される。突起部材は、縮小部位において流路断面積が最小となる頂部を含み、第１開口の直径をｄ、頂部での突起部材の高さをｈ、突起部材の下流側の端部から頂部までの距離をＬ１、突起部材の上流側の端部から頂部までの距離をＬ２とすると、ｈ≦０．４ｄ、０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２を満たす。
【0055】
一変形例において、曲がり管１の屈曲流路４の形状は、上記の実施の形態に限定されない。屈曲流路４は、第１開口２と第２開口３とをつなげばよく、第１開口２の中心軸Ｃ２と第２開口３の中心軸Ｃ２との間の角度は、特に限定されない。例えば、中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３との間の角度は、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」で規定される９１．１７°であってよいし、４５°であってもよい。また、屈曲流路４はＵ字状であってよく、この場合、中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３との間の角度は０°であってよい。屈曲流路４は、これらの他、Ｓ字状等の流路の向きが変わる部分を含んでいればよく、必ずしも中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３とが交差するとは限らない。
【0056】
一変形例において、曲がり管１の材料は、必ずしも硬質ポリ塩化ビニルでなくてもよい。曲がり管１の材料は、配管システムに求められる要件にしたがって決定されてよく、例えば、ポリエチレン等の合成樹脂であってもよい。また、曲がり管１の材料は、合成樹脂ではなく、金属であってもよい。
【0057】
一変形例において、曲がり管１の形状及び寸法は、９０°曲がりエルボ（所謂、ＤＬ）等のエルボと同様であってよいが、特に限定されない。また、曲がり管１が適用される配管システムは、雨樋システムに限定されない。配管システムの例としては、上水道又は下水道のための配管システム、工場等の施設内において目的の流体を搬送数ための配管システムが挙げられる。
【0058】
一変形例において、配管システムで搬送する流体は、雨水に限定されない。また、流体は、液体ではなく、気体等であってもよい。
【0059】
［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
【0060】
［態様１］
流路の向きを変える曲がり管であって、
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口の中心軸と前記第２開口の中心軸とは交差するように前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出する突出部と、
を備え、
前記突出部は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突出部の高さをｈ、
前記第１開口の中心軸の方向における前記突出部の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記第１開口の中心軸の方向における前記突出部の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
曲がり管。
流路の向きを変える曲がり管であって、
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口の中心軸と前記第２開口の中心軸とは交差するように前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出する突出部と、
を備え、
前記突出部は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突出部の高さをｈ、
前記第１開口の中心軸の方向における前記突出部の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記第１開口の中心軸の方向における前記突出部の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
曲がり管。
【0061】
［態様２］
０．１ｄ≦ｈ≦０．３ｄを満たす、
態様１の曲がり管。
０．１ｄ≦ｈ≦０．３ｄを満たす、
態様１の曲がり管。
【0062】
［態様３］
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
態様１又は２の曲がり管。
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
態様１又は２の曲がり管。
【0063】
［態様４］
１．２ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
態様１～３のいずれか一つの曲がり管。
１．２ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４．５ｄを満たす、
態様１～３のいずれか一つの曲がり管。
【0064】
［態様５］
０．４ｄ≦Ｌ１≦０．４Ｌ２を満たす、
態様１～４のいずれか一つの曲がり管。
０．４ｄ≦Ｌ１≦０．４Ｌ２を満たす、
態様１～４のいずれか一つの曲がり管。
【0065】
［態様６］
前記流路を流れる流体は、Ｒｅ≧１００００を満たす、
態様１～５のいずれか一つの曲がり管。
前記流路を流れる流体は、Ｒｅ≧１００００を満たす、
態様１～５のいずれか一つの曲がり管。
【0066】
［態様７］
前記突出部の高さは、前記上流側の端部から前記頂部まで増加し、
前記突出部の高さの増加量は、前記上流側の端部から前記頂部に近付くほど減少する、
態様１～６のいずれか一つの曲がり管。
前記突出部の高さは、前記上流側の端部から前記頂部まで増加し、
前記突出部の高さの増加量は、前記上流側の端部から前記頂部に近付くほど減少する、
態様１～６のいずれか一つの曲がり管。
【0067】
［態様８］
前記突出部の高さは、前記頂部から前記下流側の端部まで減少し、
前記突出部の高さの減少量は、前記頂部から前記下流側の端部に近付くほど増加する、
態様１～７のいずれか一つの曲がり管。
前記突出部の高さは、前記頂部から前記下流側の端部まで減少し、
前記突出部の高さの減少量は、前記頂部から前記下流側の端部に近付くほど増加する、
態様１～７のいずれか一つの曲がり管。
【0068】
［態様９］
前記第１開口から見て、前記突出部は、前記突出部の幅方向の両端を結ぶ直線から前記第２壁面側には突出しない、
態様１～８のいずれか一つの曲がり管。
前記第１開口から見て、前記突出部は、前記突出部の幅方向の両端を結ぶ直線から前記第２壁面側には突出しない、
態様１～８のいずれか一つの曲がり管。
【0069】
［態様１０］
流路の向きを変える曲がり管に配置される突起部材であって、
前記曲がり管は、
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
を有し、
前記突起部材は、前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出するように配置され、
前記突起部材は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突起部材の高さをｈ、
前記突起部材の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記突起部材の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
突起部材。
流路の向きを変える曲がり管に配置される突起部材であって、
前記曲がり管は、
上流側に向けられる第１開口と、
下流側に向けられる第２開口と、
前記第１開口と前記第２開口とをつなぐ屈曲流路と、
を有し、
前記突起部材は、前記屈曲流路の流路断面積が前記第１開口の断面積よりも小さくなる縮小部位が前記屈曲流路の内周側の角と前記第１開口との間に存在するように、前記屈曲流路の内周側の第１壁面から前記屈曲流路の外周側の第２壁面に向かって突出するように配置され、
前記突起部材は、前記縮小部位において前記流路断面積が最小となる頂部を含み、
前記第１開口の直径をｄ、
前記頂部での前記突起部材の高さをｈ、
前記突起部材の下流側の端部から前記頂部までの距離をＬ１、
前記突起部材の上流側の端部から前記頂部までの距離をＬ２とすると、
ｈ≦０．４ｄ、
０．８ｄ≦Ｌ１＋Ｌ２≦７ｄ、
０．４ｄ≦Ｌ１≦Ｌ２、
を満たす、
突起部材。
【0070】
態様２～９は、任意の要素であり、必須ではない。態様２～９は、態様１０に適宜組み合わせて適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本開示は、曲がり管に適用可能である。具体的には、配管システムにおいて流路の向きを変えるために用いられる曲がり管に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【0072】
１ 曲がり管
２ 第１開口
３ 第２開口
４ 屈曲流路
４ａ 縮小部位
４ｂ 角部
５ 突出部
５ａ 下流側の端部
５ｂ 上流側の端部
５ｃ 頂部
１１ 第１壁面
１２ 第２壁面
２ 第１開口
３ 第２開口
４ 屈曲流路
４ａ 縮小部位
４ｂ 角部
５ 突出部
５ａ 下流側の端部
５ｂ 上流側の端部
５ｃ 頂部
１１ 第１壁面
１２ 第２壁面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】