JP2002130374A - 大型設備機器の防振支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置箇所の面での制約少なく設けることがで
きるようにするとともに、大型設備機器から構造体への
振動の伝播を良好に抑える。 【解決手段】 構造体１のＳＲＣ梁２の真上の箇所上の
複数箇所それぞれに、防振ゴム１７を介して鋼製ブロッ
ク１８を支持する。エンジンと発電機を搭載する機器搭
載台６を、各鋼製ブロック１８に圧縮コイルスプリング
１９を介して支持し、鋼製ブロック１８にアクティブ制
振装置２９を介してアクティブ制御可能に中間マス２０
を設ける。これにより、エンジンと発電機の駆動に伴っ
て発生する振動を圧縮コイルスプリング１９で低減して
機器搭載台６に伝える。機器搭載台６に伝えられた振動
をアクティブ制振装置２９により低減し、更に、その振
動を防振ゴム１７で低減し、構造体１に振動が伝わるこ
とを良好に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コージェネレーション
システムを構成するエンジンと発電機とか、ガスタービ
ンなど、それ自体が振動を発生する振動発生源となる大
型設備機器または大型設備機器を搭載する機器搭載台
を、大型設備機器からの振動が伝播することを防止して
構造体に支持する大型設備機器の防振支持構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のものとしては、特開平１
０−２２０５２１号公報に示されているものがあった。

【０００３】この従来例によれば、架台上に複数の下側
防振ゴムを介してひとつの中間質量が支持され、その中
間質量に複数の上側防振ゴムを介してエンジンが支持さ
れている。中間質量には複数のアクチュエータが設けら
れるとともに、架台上に振動センサが設けられている。
これにより、振動センサでモニタされる振動信号をアク
ティブ制御コントローラに取り込み、アクティブ制御コ
ントローラにおいて、振動信号を解析して制御指令信号
を導出し、その制御指令信号をパワーアンプを介して出
力し、アクチュエータを駆動してエンジンから架台に伝
わる振動を低減するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の場合、大型設備機器やそれらを搭載する機器搭載台の
支持に適用した場合、中間質量の面積が大きくならざる
を得ず、それに伴って中間質量の重量が増大し、防振支
持のために構造体としても高強度のものが要求され、一
般に地下に設置するなど、設置箇所に制約を受ける不都
合があり、また、地上階に設置しようとすると、防振支
持のための高強度な構造体を構築しなければならないた
めに高価になる欠点があった。

【０００５】そのうえ、例えば、コージェネレーション
システムを構成するエンジンとそれに連動連結されてい
る発電機といった大型設備機器を支持するような場合、
異種の振動を発生する複数の機器を機器搭載台に一体的
に支持することになる。ところが、中間質量の面積が大
きくなるに伴って、中間質量自体に局部的な２次振動が
発生しやすくなる。更に、一方の機器の設置箇所の近辺
と、他方の機器の設置箇所の近辺とでは、機器搭載台か
ら中間質量に伝わる振動が異質のものになり、それらの
異質の振動が中間質量を振動媒体として相互に伝わり、
しかも、アクチュエータによって制御しても、その制御
力自体も中間質量を振動媒体として相互に伝わり、中間
質量自体に局部的な２次振動も加わって共振するなど、
互いに干渉し合うこととなって制御効率が低下する欠点
があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明は、設置箇所の面
での制約少なく設けることができるようにするととも
に、大型設備機器から構造体への振動の伝播を良好に抑
えることができるようにすることを目的とし、また、請
求項２に係る発明は、組付け容易にして防振支持できる
ようにすることを目的とし、更に、請求項３に係る発明
は、大型設備機器から構造体への振動の伝播をより良好
に抑えることができるようにすることを目的とし、ま
た、請求項４に係る発明は、省エネルギー性の向上に寄
与できるようにすることを目的とし、また、請求項５に
係る発明は、中間ブロックでの二次振動の発生を回避し
て大型設備機器から構造体への振動の伝播をより良好に
抑えることができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の大
型設備機器の防振支持構造は、上述のような目的を達成
するために、構造体の剛な箇所上の複数箇所それぞれ
に、第１の防振材を介して中間ブロックを支持し、振動
発生源となる大型設備機器または大型設備機器を搭載す
る機器搭載台を、各中間ブロック上に第２の防振材を介
して支持して構成する。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１に係る発明の大型設
備機器の防振支持構造において、第１の防振材と中間ブ
ロックと第２の防振材とをユニット化して構成する。

【０００９】また、請求項３に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１または請求項２に係
る発明の大型設備機器の防振支持構造において、中間ブ
ロックにアクティブ制振装置を介してアクティブ制御可
能に可動マスを設けて構成する。

【００１０】また、請求項４に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１、請求項２、請求項
３のいずれかに係る発明の大型設備機器の防振支持構造
において、振動発生源を有する機器が、コージェネレー
ションシステムを構成するエンジンと発電機である。

【００１１】また、請求項５に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４のいずれかに記載の大型設備機器の防振支
持構造において、中間ブロックを、二次振動を発生しな
いような剛性を有するもので構成する。

【００１２】

【作用】請求項１に係る発明の大型設備機器の防振支持
構造の構成によれば、構造体の柱際や梁上などの構造体
の振動を起こし難い剛な箇所上の複数箇所それぞれで、
第１の防振材と中間ブロックと第２の防振材とを介して
大型設備機器または大型設備機器を搭載する機器搭載台
を支持し、大型設備機器で発生した振動を第２の防振材
で低減してから中間ブロックに伝播させ、その中間ブロ
ックの振動を第１の防振材で更に低減し、大型設備機器
から構造体に伝わる振動を大幅に低減することができ
る。

【００１３】また、請求項２に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造の構成によれば、構造体の柱際や梁上な
どの構造体の振動を起こし難い剛な箇所上の複数箇所そ
れぞれで、ユニット化された第１の防振材と中間ブロッ
クと第２の防振材とを介して大型設備機器または大型設
備機器を搭載する機器搭載台を支持することができる。

【００１４】また、請求項３に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造の構成によれば、第２の防振材で低減さ
れて中間ブロックに伝わった振動をアクティブ制振装置
による可動マスに対するアクティブ制御で低減させ、そ
の低減した振動を第１の防振材で更に低減し、大型設備
機器から構造体に伝わる振動を一層大幅に低減すること
ができる。

【００１５】また、請求項４に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造の構成によれば、エンジンおよび発電機
という異種の振動を発生する大型設備機器またはそれら
を搭載した機器搭載台を、その複数箇所で第１の防振材
と中間ブロックと第２の防振材とを介して支持し、各支
持箇所それぞれで、大型設備機器から構造体に伝わる振
動を一層大幅に低減することができる。

【００１６】また、請求項５に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造の構成によれば、第２の防振材を介して
中間ブロックに伝わった振動に起因して中間ブロックで
二次振動が発生することを回避し、大型設備機器から構
造体に伝わる振動を良好に低減することができる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。

【００１８】図１は、本発明の実施例に係る大型設備機
器の防振支持構造の設置状態を示す概略正面図、図２は
図１の概略平面図であり、構造体１の屋上において、そ
の最上階の天井のＳＲＣ梁２の真上に位置するように２
台のコージェネレーションシステム３が設置支持されて
いる。

【００１９】図３の平面図、図４の一部省略正面図、お
よび、図５の側面図それぞれに示すように、コージェネ
レーションシステム３は、エンジン４に発電機５を連動
連結して構成され、そのエンジン４と発電機５とが機器
搭載台６に一体的に取り付けられている。

【００２０】機器搭載台６の長手方向の中央箇所が、第
１の防振ユニット７ａを介してＳＲＣ梁２に支持される
とともに、機器搭載台６の長手方向両端それぞれの一方
の隅部箇所が、第２の防振ユニット７ｂを介してＳＲＣ
梁２に支持されている。機器搭載台６とそれに搭載され
ているエンジン４および発電機５の全体が鋼製遮音箱８
で覆われるとともに、鋼製遮音箱８の下端側外周縁が遮
音箱用防振ゴム９を介してＳＲＣ梁２に支持されてい
る。

【００２１】エンジン４からの高温排ガスが、脱硫装置
１０および消音器１１を介装した排気ダクト１２を介し
て熱交換器１３に供給されるようになっている。熱交換
器１３と貯湯タンク１４（概略的に図示している）と
が、ポンプ１５を備えた循環配管１６を介して接続さ
れ、エンジン排ガスを利用して高温の湯を得るように構
成されている。ここで得られた高温の湯は、給湯や、暖
房等の空調機器の熱源などに用いられる。

【００２２】第１および第２の防振ユニット７ａ，７ｂ
それぞれは互いに同様に構成されており、次に、第２の
防振ユニット７ｂを例にして説明する。すなわち、第２
の防振ユニット７ｂは、図６の要部の拡大正面図、およ
び、図７の要部の拡大平面図に示すように、ＳＲＣ梁２
に取り付けられる第１の防振材としての防振ゴム１７
と、その防振ゴム１７に取り付けられた鋼製の中間ブロ
ック１８と、中間ブロック１８に取り付けられて機器搭
載台６に取り付けられる第２の防振材としての圧縮コイ
ルスプリング１９と、中間ブロック１８に備えられたア
クティブ制御可能な一対の可動マス２０とから構成され
ている。

【００２３】防振ゴム１７は、図６の要部の拡大正面
図、および、図７の要部の平面図それぞれに示すよう
に、５個を１組として、ＳＲＣ梁２に取り付けられる下
部プレート２１と中間ブロック１８に取り付けられる上
部プレート２２との間に並設され、その２組が中間ブロ
ック１８およびＳＲＣ梁２に取り付けられている。

【００２４】中間ブロック１８に一対の凹部２３が形成
され、両凹部２３内それぞれに、支持ブラケット２４が
立設されるとともに、その支持ブラケット２４に、可動
マス２０に一体的に取り付けられた一対のアーム２５が
水平方向の軸芯周りで揺動可能に取り付けられている。

【００２５】アーム２５の揺動軸芯に近い箇所におい
て、アーム２５を受け止め支持するように積層型のピエ
ゾ素子２６が設けられている。また、凹部２３内に、中
間ブロック１８の振動を感知する振動センサ２７が付設
されている。

【００２６】振動センサ２７にコントローラ２８が接続
されるとともにコントローラ２８にピエゾ素子２６が接
続され、振動センサ２７で中間ブロック１８の振動を感
知するに伴い、その振動を打ち消すに必要なピエゾ素子
２６の伸び量、すなわち、それらに印加すべき電圧信号
を求め、その電圧信号をピエゾ素子２６に出力し、ピエ
ゾ素子２６を伸縮して可動マス２０を上下揺動させ、中
間ブロック１８の振動を打ち消すように構成されてい
る。

【００２７】上述したアクティブ制御によって中間ブロ
ック１８の振動を打ち消すように制御するための、ピエ
ゾ素子２６と振動センサ２７とコントローラ２８とから
成る構成をしてアクティブ制振装置２９と称する。

【００２８】中間ブロック１８の上面の中央側の二箇所
に、圧縮コイルスプリング１９の４個を一組として収容
したスプリング支持部材３０が取り付けられ、圧縮コイ
ルスプリング１９の上端がスプリング支持部材３０より
も突出されて、取り付けプレート３１に一体的に取り付
けられ、取り付けプレート３１が機器搭載台６に取り付
けられている。

【００２９】中央の第１の防振ユニット７ａでは、中間
ブロック１８が、そのひとつの方向での長さにおいての
み、第２の防振ユニット７ｂの中間ブロック１８の２倍
の長さに構成されている。このため、第２の防振ユニッ
ト７ｂにおけるよりも、防振ゴム１７が倍の４組（個数
としては２０個）設けられ（図示せず）、同様に圧縮コ
イルスプリング１９も倍の４組（個数としては１６個）
設けられている（図４参照）。

【００３０】中央の第１の防振ユニット７ａの中間ブロ
ック１８の周囲に位置させて、所定の間隙を有する状態
で、ＳＲＣ梁２に１２個のストッパー３２が取り付けら
れている。また、第２の防振ユニット７ｂの中間ブロッ
ク１８の周囲に位置させて、所定の間隙を有する状態
で、ＳＲＣ梁２に６個のストッパー３２が取り付けられ
ている。これにより、地震等に起因して構造体１が水平
方向に震動したときに、コージェネレーションシステム
３が構造体１に対して大きく揺れることを中間ブロック
１８とストッパー３２との当接によって規制し、コージ
ェネレーションシステム３が損壊することを防止できる
ようになっている。

【００３１】以上の構成により、エンジン４および発電
機５の駆動に伴って発生して機器搭載台６に伝わった振
動を圧縮コイルスプリング１９で低減してから中間ブロ
ック１８に伝播させ、その中間ブロック１８の振動を、
アクティブ制振装置２９による可動マス２０に対するア
クティブ制御で低減させ、その低減した振動を防振ゴム
１７で更に低減し、エンジン４および発電機５から構造
体１に伝わる振動を大幅に低減することができる。

【００３２】上記実施例では、中間ブロック１８を防振
ゴム１７を介して構造体１に支持させているが、本発明
としては、第１の防振材として、例えば、防振ゴム１７
に代えて圧縮コイルスプリング１９や空気バネなどを用
いるものでも良い。

【００３３】また、上記実施例では、機器搭載台６を圧
縮コイルスプリング１９を介して中間ブロック１８に支
持させているが、本発明としては、第２の防振材とし
て、例えば、圧縮コイルスプリング１９に代えて空気バ
ネや防振ゴムなどを用いても良い。

【００３４】上述防振材の組み合わせとしては、防振効
果とコストの面を考慮して、全体として比較的安価にし
て良好に防振支持させるうえから、上述実施例のよう
に、中間ブロック１８を構造体１に防振支持させる第１
の防振材として、防振効果がやや低いが強度およびコス
ト面で有利な防振ゴムを用い、振動発生源に近い第２の
防振材として、防振ゴムに比べて高価ではあるが防振効
果の高い圧縮コイルスプリング１９（空気バネでも良
い）を用いるのが好ましい。

【００３５】また、上記実施例では、アクティブ制振装
置２９をピエゾ素子２６で構成しているが、例えば、ピ
エゾ素子２６に代えてリニアモータを用いるなど、要す
るにアクティブ制御が可能なものであれば、各種の手段
が適用できる。また、本発明としては、中間ブロック１
８にアクティブ制振装置２９を備えないものでも良い。

【００３６】また、上記実施例では、中間ブロックとし
て鋼製の中間ブロック１８を用いているが、例えば、Ｒ
Ｃ製のブロックなど、それ自体では二次振動を発生しな
いような共振しにくい剛性のブロックであれば、各種材
料のものが適用できる。

【００３７】また、上記実施例では、機器搭載台６を構
造体１のＳＲＣ梁２の真上に支持させるように構成して
いるが、本発明としては、ＳＲＣ梁２の真上に限らず、
柱際や梁上など、要するに構造体の振動を起こし難い剛
な箇所上で支持させるように構成するものであれば良
い。更に、構造的に必要最小限にして安定支持する上か
らは、上述実施例のように、機器搭載台６を３箇所で支
持するのが好ましいが、本発明としては、２箇所や４箇
所以上など、要するに複数箇所で支持させるように構成
するものであれば良い。

【００３８】また、上記実施例では、エンジン４と発電
機５とを機器搭載台６に搭載し、その機器搭載台６を構
造体１に防振支持するように構成しているが、機器搭載
台６を無くしてエンジン４と発電機５とを構造体１に防
振支持するように構成するものでも良い。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の大型設備機器の防振支持構造によれば、
中間ブロックを互いに分離した状態で、複数箇所におい
て大型設備機器または大型設備機器を搭載する機器搭載
台を分割支持し、大型設備機器または大型設備機器を搭
載する機器搭載台を各中間ブロックに防振支持し、か
つ、各中間ブロックを構造体に防振支持するから、重量
および面積の大きな中間ブロックを設けずに、支持箇所
それぞれで受ける振動に合った制御を行うことができ、
大型設備機器からの振動が構造体に伝わることを良好に
防止でき、しかも、構造体の柱際や梁上などの構造体の
振動を起こし難い剛な箇所を利用して設置するから、建
物の屋上や中間階などにも設置でき、設置箇所の面での
制約を受けることが少なく設けることができるととも
に、大型設備機器から構造体に振動が伝わることを良好
に抑えることができる。

【００４０】また、請求項２に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造によれば、第１の防振材と中間ブロック
と第２の防振材とをユニット化するから、そのユニット
化された部材を、構造体の柱際や梁上などの構造体の振
動を起こし難い剛な箇所上の複数箇所それぞれと機器搭
載台間に設けるだけで組付けることができ、組付け容易
にして良好に防振支持できる。

【００４１】また、請求項３に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造によれば、中間ブロックに、アクティブ
制振装置を介してアクティブ制御可能に可動マスを設け
るから、中間ブロックに伝わった振動をより一層低減で
き、その低減された振動を第１の防振材を介して更に低
減でき、しかも、機器に対する支持位置によって受ける
振動の違いにかかわらず、各支持箇所に設けられたアク
ティブ制振装置で可動マスに対してアクティブ制御を行
うことにより、他部に影響を及ぼすことなく、その支持
箇所での振動に対応した制御を行い、振動が構造体に伝
播することを良好に防止することができ、大型設備機器
から構造体に振動が伝わることを一層良好に抑えること
ができる。

【００４２】また、請求項４に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造によれば、機器搭載台に搭載する大型設
備機器がエンジンおよび発電機という異種の振動を発生
するものである場合に、エンジンに近い箇所と発電機に
近い箇所といったように、機器に対する支持位置によっ
て受ける振動の違いにかかわらず、各支持箇所での振動
に対応した防振を行い、振動が構造体に伝播することを
良好に防止することができ、コージェネレーションシス
テムを設置するうえで極めて有用である。このため、省
エネルギー性に優れたコージェネレーションシステムの
導入を促進でき、省エネルギー性の向上に寄与できる。

【００４３】また、請求項５に係る発明の大型設備機器
の防振支持構造によれば、第２の防振材を介して中間ブ
ロックに伝わった振動に起因する中間ブロックでの二次
振動の発生を回避できるから、大型設備機器から構造体
に振動が伝わることを一層良好に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る大型設備機器の防振支持
構造の設置状態を示す概略正面図である。

【図２】図１の概略平面図である。

【図３】平面図である。

【図４】一部省略正面図である。

【図５】側面図である。

【図６】要部の拡大正面図である。

【図７】要部の平面図である。

【符号の説明】

１…構造体 ２…ＳＲＣ梁 ４…エンジン ５…発電機 ６…機器搭載台 ７ａ…第１の防振ユニット ７ｂ…第２の防振ユニット １７…第１の防振材としての防振ゴム １８…中間ブロック １９…第２の防振材としての圧縮コイルスプリング ２０…可動マス ２９…アクティブ制振装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 轟木 悦朗 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 荒尾 良雄 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 堀内 龍彦 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 大堀 太志 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 赤松 千州 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 一本松 正道 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 藤本 洋 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 中西 秀行 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 木谷 威彦 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AB07 AD07 BA02 BC02 DA01 EA07 EA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造体の剛な箇所上の複数箇所それぞれ
   に、第１の防振材を介して中間ブロックを支持し、振動
   発生源となる大型設備機器または大型設備機器を搭載す
   る機器搭載台を、各中間ブロック上に第２の防振材を介
   して支持してあることを特徴とする大型設備機器の防振
   支持構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の大型設備機器の防振支
   持構造であって、第１の防振材と中間ブロックと第２の
   防振材とをユニット化してある大型設備機器の防振支持
   構造。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の大型設備
   機器の防振支持構造であって、中間ブロックにアクティ
   ブ制振装置を介してアクティブ制御可能に可動マスを設
   けてある大型設備機器の防振支持構造。
4. 【請求項４】請求項１、請求項２、請求項３のいずれか
   に記載の大型設備機器の防振支持構造であって、振動発
   生源を有する機器が、コージェネレーションシステムを
   構成するエンジンと発電機である大型設備機器の防振支
   持構造。
5. 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
   のいずれかに記載の大型設備機器の防振支持構造であっ
   て、中間ブロックが、二次振動を発生しないような剛性
   を有するものである大型設備機器の防振支持構造。