凝縮水還水管の管径計算（再蒸発蒸気）
トラップ前の蒸気圧力、凝縮水量、還水管圧力を入れると再蒸発率と再蒸発蒸気量を求め、再蒸発蒸気の流速からトラップ後の還水管の呼び径を推奨します。前提・出典・公開例題の検算は下にまとめています。
検証: 公開資料との比較
Spirax Sarco・Armstrong の公開例題と同じ入力をこの計算機に入れた値を並べています。公開値は小数 1 桁に丸められています。ビルドのたびに再計算し、許容差を外れると公開しません。
| 項目 | 公開資料の値 | 計算機の値 | 根拠 |
|---|---|---|---|
| F1 | |||
| 再蒸発率 | 13.4 % | 13.40 % | Spirax Sarco「Flash Steam」例題: 7 bar g → 0 bar g、凝縮水 250 kg/h |
| 再蒸発蒸気量 | 33.5 kg/h | 33.49 kg/h | Spirax Sarco「Flash Steam」例題: 7 bar g → 0 bar g、凝縮水 250 kg/h |
| F2 | |||
| 再蒸発蒸気量 | 24.5 kg/h | 24.51 kg/h | Spirax Sarco「Flash Steam」例題: 7 bar g → 1 bar g、凝縮水 250 kg/h |
| F3 | |||
| 再蒸発率 | 10.6 % | 10.63 % | Armstrong Flash Recovery Vessel カタログ適用例: 100 psig → 10 psig |
計算の根拠
トラップ前の飽和水が還水管圧力まで断熱膨張するとみなし、エネルギー保存から再蒸発率を求めます。飽和物性はスチーム配管計算と同じ IAPWS-IF97 蒸気表を補間します。
| 項目 | 式 | 備考 |
|---|---|---|
| 絶対圧 | p_abs = p_g + 101.325 kPa | 標準大気圧 101.325 kPa を加える |
| 飽和物性 | h_f, h_fg, v_g, v_f = f(p_abs) | IAPWS-IF97 表を ln(p) で 4 点補間（スチーム配管計算と同じ表） |
| 再蒸発率 | x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2 | 顕熱の差が還水管圧力の蒸発潜熱で蒸気を生む（エネルギー保存） |
| 再蒸発蒸気量・残る液体 | ṁ_f = x · ṁ, ṁ_l = (1 − x) · ṁ | 凝縮水量を蒸気と液体に分ける |
| 再蒸発蒸気の体積流量 | Q_f = ṁ_f · v_g2 | 還水管圧力の飽和蒸気比体積 v_g2 |
| 必要内径 | D = √(4 Q_f / (π V)) | 再蒸発蒸気の設計流速から求め、これ以上の最小の呼び径を推奨 |
設計流速: 再蒸発蒸気基準
トラップ後の還水管には凝縮水と一緒に再蒸発蒸気が流れます。体積では再蒸発蒸気が大半を占める（7 bar g から大気圧に放出すると蒸気の体積は液体の 200 倍を超える）ため、管径は再蒸発蒸気の流速で決めます。
Spirax Sarco「Sizing Condensate Return Lines」はトラップ排出管を非常に湿った蒸気を運ぶ蒸気管とみなし、同様に低い流速で決めるよう述べ、湿り蒸気管の流速として 15〜20 m/s を挙げています。この計算機の既定値 15 m/s はその下側を採った実務基準値で、20 m/s を超えて入れると警告します。
管が細すぎると再蒸発蒸気の流速と背圧が上がり、ウォーターハンマー、トラップ容量の低下、装置側の凝縮水滞留が起こり得ます。ポンプ圧送の凝縮水（液体のみ）、トラップ選定、ウォーターハンマー検討はこの計算機の範囲外です。
管の規格表
管種を選ぶと呼び径ごとの外径・肉厚・内径を表示します。
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
KS D 3562 / JIS G 3454 圧力配管用炭素鋼管 Sch40。本計算機の既定値です。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.9 | 21.4 |
| 25A | 34.0 | 3.4 | 27.2 |
| 32A | 42.7 | 3.6 | 35.5 |
| 40A | 48.6 | 3.7 | 41.2 |
| 50A | 60.5 | 3.9 | 52.7 |
| 65A | 76.3 | 5.2 | 65.9 |
| 80A | 89.1 | 5.5 | 78.1 |
| 100A | 114.3 | 6.0 | 102.3 |
| 125A | 139.8 | 6.6 | 126.6 |
| 150A | 165.2 | 7.1 | 151.0 |
| 200A | 216.3 | 8.2 | 199.9 |
| 250A | 267.4 | 9.3 | 248.8 |
| 300A | 318.5 | 10.3 | 297.9 |
SGP (KS D 3507 / JIS G3452)
KS D 3507 / JIS G 3452 配管用炭素鋼管 (SPP/SGP)。使用圧力 1 MPa 未満のみ (KDS 31 25 25:2021)。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
ASME B36.10M Sch40
ASME B36.10M Sch40（インチ規格）。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 21.34 | 2.77 | 15.8 |
| 20A (3/4) | 26.67 | 2.87 | 20.93 |
| 25A (1) | 33.4 | 3.38 | 26.65 |
| 32A (1-1/4) | 42.16 | 3.56 | 35.05 |
| 40A (1-1/2) | 48.26 | 3.68 | 40.89 |
| 50A (2) | 60.33 | 3.91 | 52.5 |
| 65A (2-1/2) | 73.03 | 5.16 | 62.71 |
| 80A (3) | 88.9 | 5.49 | 77.93 |
| 100A (4) | 114.3 | 6.02 | 102.26 |
| 125A (5) | 141.3 | 6.55 | 128.19 |
| 150A (6) | 168.28 | 7.11 | 154.05 |
| 200A (8) | 219.08 | 8.18 | 202.72 |
| 250A (10) | 273.05 | 9.27 | 254.51 |
| 300A (12) | 323.85 | 10.31 | 303.23 |
出典
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Flash Steam"
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Sizing Condensate Return Lines"
- Armstrong International, Flash Recovery Vessel (catalog)
- IAPWS-IF97（国際水・蒸気性質協会）、スチーム配管計算と同じ飽和蒸気表
よくある質問
再蒸発率はどう求めますか？
トラップ前の飽和水エンタルピー h_f1 と還水管圧力の飽和水エンタルピー h_f2 の差が、還水管圧力の蒸発潜熱 h_fg2 で蒸気を生むとみなし、x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2 で求めます。7 bar g から大気圧に放出すると約 13.4 % で、Spirax Sarco の例題と同じです。
還水管圧力はいくつを入れますか？
大気開放の回収タンクへ行く場合は 0 を入れます。凝縮水タンク・フラッシュタンクの圧力や立ち上がり配管で背圧を受ける場合はそのゲージ圧を入れてください。還水管圧力が高いほど再蒸発は減ります。
ポンプで送る凝縮水管もこの計算機で決めますか？
いいえ。ポンプ後の管には再蒸発蒸気がなく液体だけが流れるため、水配管と同様に配管サイズ計算（流速・摩擦損失基準）で決めます。トラップ選定とウォーターハンマー検討もこの計算機の範囲外です。
最終更新 2026-11-01。