配管のサイズ（口径）を流量から決めたい

ポンプを替えたのに、先の機器で流量が足りない。配管の中で水の音がする。蒸気の配管のエルボが、数年で薄くなっていた――。どれも、流量に対して配管のサイズ（口径）が合っていないときに起きやすい症状です。

配管のサイズは、流量と流速の目安から内径を計算し、圧力損失で確かめて決められます。この記事では、水 200 L/min を流す冷却水の配管を例に、SGP（配管用炭素鋼鋼管）の配管サイズ表を使って呼び径を選ぶ手順を、流速・圧力損失・ポンプの電力の数値で示します。蒸気・圧縮空気・作動油の流速の目安と、計算に使える資料を公開している企業も紹介します。すでにある配管の圧力損失を減らす工夫は「流体抵抗・圧力損失を減らしたい」で扱っています。

配管のサイズは「流量 ÷ 流速」で決まる

流量・流速・内径の関係

管の中を流れる流量 Q は、管の内側の断面積 A と平均流速 v のかけ算です（Q＝A×v）。断面積は内径 d から A＝πd²／4 なので、内径は d＝√(4Q／πv) で求められます。流量が同じなら、細い管ほど流速が上がります。

単位をそろえると計算が楽です。流量計メーカーの東フロコーポレーションは、流量を L/min、流速を m/s、内径を mm で入れる形として、D［mm］＝√（Q［L/min］÷（v［m/s］×0.04712））という式を示しています。0.04712 は π／4 に 60／1000 をかけて丸めた係数です。

決める手順

配管のサイズは、次の5つの手順で決めます。流速の目安で内径の見当をつけ、選んだ管で圧力損失を計算して、許せる範囲に収まるかを確かめます。

出典：流量・流速・口径の計算｜東フロコーポレーション、月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ

配管サイズ表：呼び径と内径

配管の太さは「呼び径」で呼びます。呼び径は外径でも内径でもない呼び名で、ミリ系の A 呼称（50A など）と、インチ系の B 呼称（2B など）があります。同じ呼び径でも、管の種類（規格）で外径と厚さが違い、内径も変わります。計算には、使う管の寸法表から求めた内径を使います。

SGP（配管用炭素鋼鋼管、JIS G 3452）

水・油・蒸気・空気などの配管に広く使われる SGP の外径と厚さは、日本製鉄の建設用資材ハンドブックの寸法表のとおりです。内径は外径から厚さの2倍を引いて計算しました。右の2列は、その内径いっぱいを平均流速 1m/s・2m/s で流したときの流量です。

たとえば 50A の SGP は外径 60.5mm・厚さ 3.8mm で、内径は約 52.9mm です。2m/s で流すと約 264 L/min なので、200 L/min を 2m/s 以下で流すなら 50A が候補になります。

ステンレス鋼管・塩ビ管は外径が違う

一般配管用ステンレス鋼鋼管（JIS G 3448）は薄肉で、呼び方も Su を使います。日本製鉄のハンドブックの表では 20Su が外径 22.22mm・厚さ 1.0mm、50Su が外径 48.6mm・厚さ 1.2mm です。50Su の外径は SGP の 40A と同じ 48.6mm なので、呼び名の数字だけで取り違えないように注意します。硬質ポリ塩化ビニル管（JIS K 6741 の VP）は、積水化学工業の資料で呼び径 50 が外径 60.0mm・最小の厚さ 4.1mm、近似内径 51mm です。

出典：建設用資材ハンドブック 配管用炭素鋼鋼管（SGP）｜日本製鉄、一般配管用ステンレス鋼鋼管｜日本製鉄、エスロン 承認図集｜積水化学工業

流速の目安：水・蒸気・圧縮空気・作動油

流速の目安は、流体と場所で違います。ポンプの吸込み側は、吐出し側より遅くします。吸込み側の圧力が下がると、キャビテーション（気泡の発生）が起きやすくなるからです（「ポンプのキャビテーションを防ぎたい」）。

水

オーバルは化学プラント建設便覧をもとに、水などの液体の流速の標準値を、ポンプの吸込み側 0.5〜2.0m/s、吐出し側 1.0〜3.0m/s としています。建物の給水では、八千代市の給水の要領のように、分岐の給水管の最大流速を 2.0m/s 以下とする決まりもあります。

蒸気

テイエルブイは、蒸気配管の流速の基準を、低圧（0.2〜0.5MPaG）で 15〜20m/s、高圧（0.5〜1.5MPaG）で 20〜30m/s としています。気体は圧力で体積が変わるので、蒸気の配管は流量を質量（kg/h）で考え、その圧力の比容積（1kg あたりの体積）をかけて体積の流量にしてから計算します。

圧縮空気・作動油

オーバルの表では、動力用の圧縮空気（5〜7kgf/cm²）は 7〜14m/s です。作動油について東京計器は、配管のサイズは管内の流速を基準に決めるとして、ポンプの吸込み配管 0.5〜1.5m/s、圧力配管 2.5〜6m/s、戻り配管 1.5〜4m/s を挙げています。圧力配管は、3MPa 以下の装置で 2m/s 程度、一般的な装置で 4m/s 程度です。

出典：管内流速の標準値｜オーバル、中層建物直結直圧式給水取扱要領｜八千代市、月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ、油圧技術資料（付録）｜東京計器

計算例：冷却水 200 L/min の配管サイズを決める

次の条件で、SGP の呼び径を決めます。流速の目安は、吐出し側の水の範囲（1.0〜3.0m/s）の中で、給水の要領と同じ 2.0m/s 以下にしました。

条件	値
流体	水（20℃。動粘度 1.004×10⁻⁶ m²/s として計算）
流量	200 L/min（＝0.00333 m³/s）
管	SGP（配管用炭素鋼鋼管）
流速の上限	2.0 m/s
配管	直管 50m、90°エルボ 10個、仕切り弁 2個、玉形弁 1個

手順1：内径を計算して呼び径を選ぶ

d＝√(4×0.00333／(π×2.0)) で、必要な内径は約 46.1mmです。配管サイズ表で、内径が 46.1mm 以上の最初の呼び径は 50A（内径 52.9mm）です。40A は内径 41.6mm で、流速が 2.45m/s になり、上限を超えます。

手順2：選んだ管の流速と圧力損失を出す

50A の実際の流速は 1.52m/s です。レイノルズ数（流れの乱れやすさ）は約 8万で、乱れた流れ（乱流）です。直管の圧力損失は、ダルシー・ワイスバッハの式 ΔP＝λ×(L／d)×(ρv²／2) で計算します（λ は管摩擦係数）。テイエルブイの資料にあるブラジウスの式 λ＝0.3164／Re^0.25 で λ＝0.0188 となり、直管 100m あたりの圧力損失は約 41kPa です。

同じ流量で 40A にすると、流速は 2.45m/s、圧力損失は約 127kPa／100m と、50A の約 3.1倍になります。管摩擦係数が大きく変わらなければ、圧力損失は流速の2乗に比例し、同じ流量では内径のほぼ5乗に反比例します。1サイズの違いが、損失では3倍の差になります。

手順3：継手・弁を足し、古くなった管も見込む

エルボや弁の損失は、同じ損失になる直管の長さ（相当長さ）に置き換えて足します。川本ポンプのハンドブックの表では、50A の 90°エルボが 1.06m、仕切り弁が 0.21m、玉形弁が 8.48m です。この例では合計の長さが 69.5m になり、圧力損失は 40.8kPa×0.695≒28kPa です。玉形弁1個で、直管 8.5m 分の損失になります。

ブラジウスの式は、内面の滑らかな管の見積もりです。給水の計算によく使われるヘーゼン・ウィリアムスの式では、管の内面の荒さを流速係数 C で表します。川本ポンプの資料では、新しい鋼管・硬質ポリ塩化ビニル管が C＝130、古い鋼管が C＝100 です。この例の 50A で計算すると、直管 100m あたり C＝130 で約 54kPa、C＝100 で約 88kPa です。管が古くなると、損失は新しい鋼管の約1.6倍、滑らかな管の見積もりの約2倍になります。

手順4：ポンプの電力で確かめる

損失の分だけ、ポンプは余分に電力を使います。損失の分の電力は、流量×圧力損失÷ポンプの効率です。効率 60％、年 8,000時間運転の仮の条件で、直管 100m あたりを比べると、40A は年に約 5,600kWh、50A は約 1,800kWh で、差は約 3,800kWh です。配管が長いほど、差は長さに比例して大きくなります。

太くすれば電力は減りますが、配管・継手・弁・保温の費用が増えます。配管の費用と運転の費用の合計が小さくなる太さが、経済的な口径です。迷ったら、流速の目安の中で、損失とポンプの揚程に余裕が残るほうを選びます。

出典：流量・流速・口径の計算｜東フロコーポレーション、月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ、ダルシー・ワイスバッハの式｜キャットテックラボ、汎用ポンプ ハンドブック 参考資料｜川本ポンプ、硬質塩化ビニル管の動水勾配と流量｜アロン化成

流速が速すぎる・遅すぎると何が起きるか

速すぎる：損失・エロージョン・水撃

テイエルブイは、蒸気の流速が大きいと、蒸気に含まれる水滴が配管やバルブを侵食するエロージョンや、管の内壁との摩擦による圧力損失が起きる、と説明しています。水でも、速い流れが管を傷めることがあります。名古屋市工業研究所は、給湯用の銅管のエルボの近くで潰食（かいしょく）が起き、厚さ 1.5mm の管が貫通の寸前になった事例を紹介し、銅管を使うなら流速を 1.0m/s 以内にすることなどを勧めています。

弁を急に閉めたときに圧力が跳ね上がるウォーターハンマー（水撃）も、流速が速いほど大きくなります。対策は「ウォーターハンマー（水撃）を防ぎたい」で扱っています。

遅すぎる：費用と放熱

テイエルブイは、口径を上げれば流速は抑えられるが、保温・材料費・工事費・放熱量が増える、としています。蒸気や温水の配管では、表面積が増える分だけ熱が逃げます。保温の考え方は「配管・装置の保温・保冷を効率よくしたい」で扱っています。

出典：月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ、電子版 平成28年3月号｜名古屋市工業研究所

気体の配管：蒸気と圧縮空気

蒸気：比容積をかけて流速を出す

テイエルブイの資料は、蒸気の流速を V＝3.53×W×V″／d²（W：流量 kg/h、V″：比容積 m³/kg、d：内径 cm）で出す式を示しています。1MPaG・1,000kg/h の蒸気を 100m 送る例では、圧力損失は 80A で約 7.3kPa、50A で約 55.4kPa です。テイエルブイは、口径選定の計算ツール（TLV ToolBox）も公開しています。

圧縮空気：許せる圧力降下から決める

圧縮空気の配管は、コンプレッサーから使う所までの圧力降下で決めます。アネスト岩田は、配管の圧力損失 ΔP を通常 0.01MPa 以下にすることを勧めています。明治機械製作所は、元圧 0.69MPa での配管サイズ・空気量・長さごとの圧力損失の早見表を公開しており、たとえば 20A（内径 21.6mm）に 1,000 L/min を 1,000m 流すと 0.229MPa です。圧縮空気の配管は、つなぎ目の漏れも電力のむだになります（「工場の電力を減らしたい」）。

出典：月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ、TLV ToolBox 蒸気配管の口径選定（流速から）｜テイエルブイ、配管径の選定方法と圧力損失｜アネスト岩田、配管（エアホース）の圧力損失｜明治機械製作所

配管のサイズ選びに使える資料を公開している企業

各企業が公開している技術資料・計算ツールを、流体ごとに紹介します。どれも、配管のサイズの計算で根拠にできる数値を公開しています。

株式会社テイエルブイ｜蒸気配管の口径と流速の資料・計算ツール

テイエルブイは、兵庫県加古川市に本社を置く、蒸気トラップなど蒸気の設備の機器の会社です。蒸気の使い方についての技術資料や計算ツールを公開しています。

技術	内容
蒸気配管の流速の基準	低圧 15〜20m/s、高圧 20〜30m/s の目安と、流速・圧力損失の計算式を解説
圧力損失の計算例	1MPaG・1,000kg/h・100m で 80A 約 7.3kPa、50A 約 55.4kPa の例
計算ツール	TLV ToolBox に、蒸気・水・空気の配管の口径を圧力損失や流速から選ぶ計算機がある

• 蒸気配管の口径を、流速と圧力損失から決めたい
• 蒸気配管のエロージョンや放熱を抑えたい

出典：会社概要｜テイエルブイ、月刊「省エネルギー」2019年12月号 蒸気配管の口径の選定｜テイエルブイ、TLV ToolBox｜テイエルブイ

東京計器株式会社｜油圧配管の選定表

東京計器は、東京都大田区に本社を置く、舶用機器・油圧機器・計測機器などの会社です。油圧機器の技術資料の付録に、配管の選び方をまとめています。

技術	内容
油圧配管の選定表	配管のサイズは管内の流速を基準に決めるとし、吸込み 0.5〜1.5m/s・圧力 2.5〜6m/s・戻り 1.5〜4m/s の目安を挙げる
圧力損失の計算	管内の流速を流量と断面積から出す式と、直管の圧力損失の計算のしかたを載せている

• 油圧ユニットの配管のサイズを、流量から決めたい
• 戻り配管のサージ圧力を考えて配管を選びたい

出典：会社概要｜東京計器、油圧技術資料（付録）｜東京計器

株式会社明治機械製作所｜圧縮空気の配管の圧力損失の早見表

明治機械製作所は、大阪市淀川区に本社を置く、コンプレッサーや塗装機器などの会社です。

技術	内容
圧力損失の簡易式	空気量・配管長・内径・圧力から圧力損失を出す簡易式（鋼管とゴムホースの係数つき）
早見表	元圧 0.69MPa で、配管サイズ・空気量・配管長（100〜2,000m）ごとの圧力損失の表

• 工場のエア配管のサイズを、空気量と長さから決めたい
• 末端でエアの圧力が下がる原因を確かめたい

出典：会社概要｜明治機械製作所、配管（エアホース）の圧力損失｜明治機械製作所

アネスト岩田株式会社｜圧縮空気の配管径の選び方

アネスト岩田は、横浜市港北区に本社を置く、圧縮機（コンプレッサー）・真空機器・塗装機器などの会社です。

技術	内容
配管径の選定と圧力損失	コンプレッサーの配管径の選び方と圧力損失を解説し、配管の圧力損失は通常 0.01MPa 以下を勧めている

• コンプレッサーからの配管の太さを決めたい
• 配管の圧力損失を、許せる値に収めたい

出典：会社概要・沿革｜アネスト岩田、配管径の選定方法と圧力損失｜アネスト岩田

株式会社オーバル｜管内の流速の標準値と流量計

オーバルは、東京都新宿区に本社を置く、流量計の会社です。

技術	内容
管内流速の標準値	化学プラント建設便覧をもとに、水・蒸気・圧縮空気などの流速の標準値を表で公開している（水はポンプの吸込み側 0.5〜2.0m/s、吐出し側 1.0〜3.0m/s など）

• 流体ごとの流速の目安を、表で確かめたい
• 配管の流量を測って、設計どおりかを確かめたい

出典：会社概要｜オーバル、管内流速の標準値｜オーバル

アロン化成株式会社｜塩ビ管の動水勾配と流量の資料

アロン化成は、東京都港区に本社を置く、合成樹脂製品などの会社です。技術資料に、硬質塩化ビニル管の流量の資料があります。

技術	内容
動水勾配と流量	硬質塩化ビニル管の流量と動水勾配（長さあたりの損失）の資料。管径 50mm 以下の給水管にはウエストンの公式を使うとし、ヘーゼン・ウィリアムスの公式（C＝140）も載せている

• 塩ビ管の給排水の配管のサイズを、流量から決めたい

出典：会社概要｜アロン化成、硬質塩化ビニル管の動水勾配と流量｜アロン化成

選ぶ前に確かめる条件

配管のサイズを決める前・相談する前に、次のことを整理しておくと計算が早く進みます。

• 流体：水・油・蒸気・空気など。温度（粘度・比容積が変わる）
• 流量：最大の流量（同時に使う機器の合計）。蒸気は kg/h、空気は L/min（大気圧の換算）など単位も
• 圧力：元の圧力と、使う所で要る圧力（許せる圧力降下）
• 配管の経路：直管の長さ、エルボ・弁・継手の数と種類、高低差
• 管の種類：SGP・ステンレス鋼管・塩ビ管など（同じ呼び径でも内径が違う）
• 社内基準・設計基準：流速の上限、ポンプの吸込み側の条件、将来の増設分

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※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品・設備ではありません。

情報の確認日：2026年10月29日