JP2007255679A - Dynamic damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイナミックダンパ、更に詳しくは、ダイナミックダンパ及び前記ダイナミックダンパをディーゼル機関の排気集合管の防振用に適用したディーゼル機関に関するものである。 The present invention relates to a dynamic damper, and more particularly to a dynamic damper and a diesel engine in which the dynamic damper is applied for vibration isolation of an exhaust collecting pipe of the diesel engine.
近年、燃費が低く、かつ、保守が容易なことから大型低速ディーゼル機関を用いた発電プラントが注目されている。これらの大型低速ディーゼル発電機関は、一般に、定格回転数が100〜200rpm、出力数が数千kW〜5万kW前後である。 In recent years, a power plant using a large-sized low-speed diesel engine has attracted attention because of its low fuel consumption and easy maintenance. These large low-speed diesel power generation engines generally have a rated rotational speed of 100 to 200 rpm and an output number of around several thousand kW to 50,000 kW.
ところが、この種の大型低速ディーゼル発電プラントの排気集合管は、主機(ディーゼル機関)の排気側の上部に設置されているため、主機の振動に伴って大きく振動し、排気集合管を支持している支持サポートにクラックが発生するなどの問題があった。 However, since the exhaust collecting pipe of this type of large-scale low-speed diesel power plant is installed at the upper part of the exhaust side of the main engine (diesel engine), it vibrates greatly with the vibration of the main engine and supports the exhaust collecting pipe. There were problems such as cracks in the supporting support.
ディーゼル機関の排気集合管の振動を防止するため、排気集合管を支持している支持サポートに防振装置を取り付けることが考えられるが、潤滑油を循環させる湿式方式の防振装置、即ち、図11に示すように、ケーシング101内に吊り具102を介してウエイト103を揺動自在に吊り下げると共に、ウエイト103の左右両側面とケーシング101の左右両内側面との間に多数のコイルスプリング104を横向きに、かつ、多段に設け、更に、配管107より前記ケーシング101内に潤滑油105を給油するようにした防振装置107(例えば、特許文献1参照。)を適用した場合には、ケーシング101と配管107の結合部、或いは 配管107の破損個所などより潤滑油105が漏洩して周囲を汚染したり、或いは排気集合管が高温(例えば、80〜200℃程度)なことから漏洩した潤滑油105が火災の原因になるなどの虞がある。
In order to prevent vibration of the exhaust collecting pipe of a diesel engine, it is conceivable to attach a vibration isolating device to the support support that supports the exhaust collecting pipe, but a wet type vibration isolating device that circulates lubricating oil, that is, FIG. 11, the
また、上記のように、従来の主機用の防振装置は、ケーシング101内に大重量のウエイト103を吊り下げているため、防振装置全体の重量が過大となり、その取り扱いが困難になる一方、ディーゼル機関の排気集合管を支持している支持サポートを補強する必要があった。
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、第1の目的は、比較的軽量で支持サポートを補強する必要がないばかりか、固有振動数の調整が容易なダイナミックダンパを提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and a first object thereof is a dynamic damper that is relatively lightweight and does not need to reinforce a support support, and can easily adjust a natural frequency. Is to provide.
また、本発明の第2の目的は、ディーゼル機関の排気集合管の振動を抑制した排気集合管防振型のディーゼル機関を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an exhaust manifold anti-vibration type diesel engine that suppresses vibration of the exhaust manifold of the diesel engine.
上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、筒状のケースと、該ケースの両端に着脱自在に設けたカバーと、該カバー及び前記ケースを貫通するガイドバーと、該ガイドバーの両端に着脱自在に設けた締付具と、前記ガイドバーに摺動自在に設けた複数のウエイトと、前記ケース内にあって前記ウエイトを対向する方向に付勢する一対のばねとより成るダイナミックダンパである。 According to the first aspect of the present invention, a cylindrical case, a cover detachably provided at both ends of the case, a guide bar penetrating the cover and the case, and detachably provided at both ends of the guide bar A dynamic damper comprising: a tightening tool; a plurality of weights slidably provided on the guide bar; and a pair of springs in the case for biasing the weights in an opposing direction.
請求項2に記載の発明は、前記ウエイト及び前記ばねにより振動系を構成して成る請求項1記載のダイナミックダンパである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、前記ウエイトにガイドバー貫通用の孔を設けると共に、前記孔内に摺動子を設けた請求項1記載のダイナミックダンパである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、前記ウエイトに隣接するスプリングガイドに横手方向のメジャリングピンを設けると共に、前記ケースにメジャリングピン突出用の長手方向に細長い開口部を設けた請求1記載のダイナミックダンパである。 According to a fourth aspect of the present invention, the spring guide adjacent to the weight is provided with a lateral measuring pin, and the case is provided with a longitudinally elongated opening for protruding the measuring pin in the case. It is a damper.
請求項5に記載の発明は、ディーゼル機関の排気集合管を前記ディーゼル機関のクランク軸と平行に設けた架台上に設置し、かつ、該架台の前後両端に請求項1に記載のダイナミックダンパを前記ディーゼル機関のクランク軸と交差する方向に設けたことを特徴とするディーゼル機関である。 According to a fifth aspect of the present invention, the exhaust collecting pipe of the diesel engine is installed on a gantry provided in parallel with the crankshaft of the diesel engine, and the dynamic damper according to the first aspect is provided at both front and rear ends of the gantry. The diesel engine is provided in a direction intersecting with a crankshaft of the diesel engine.
請求項6に記載の発明は、前記架台を、前記ディーゼル機関のクランク軸と平行な長方形の天板と、該天板を支持する多数の支柱により形成し、かつ、前記天板の前後両端に請求項1に記載のダイナミックダンパを前記ディーゼル機関のクランク軸と交差する方向に設けたことを特徴とする請求項5記載のディーゼル機関である。
According to a sixth aspect of the present invention, the gantry is formed by a rectangular top plate parallel to the crankshaft of the diesel engine and a number of support columns that support the top plate, and at both front and rear ends of the top plate. The diesel engine according to
請求項1に記載の発明に係るダイナミックダンパは、上記のように、筒状のケースと、該ケースの両端に着脱自在に設けたカバーと、該カバー及び前記ケースを貫通するガイドバーと、該ガイドバーの両端に着脱自在に設けた締付具と、前記ガイドバーに摺動自在に設けた複数のウエイトと、前記ケース内にあって前記ウエイトを対向する方向に付勢する一対のばねにより構成されているので、次のような効果を有する。 As described above, the dynamic damper according to the first aspect of the present invention includes a cylindrical case, covers that are detachably provided at both ends of the case, a guide bar that penetrates the cover and the case, A fastener provided detachably on both ends of the guide bar, a plurality of weights slidably provided on the guide bar, and a pair of springs in the case for urging the weights in an opposing direction Since it is configured, it has the following effects.
(1)小型、かつ、軽量なダイナミックダンパでありながら、ディーゼル機関の集合排気管などの大型対象物の振動を低減することが可能である。 (1) While being a small and lightweight dynamic damper, it is possible to reduce vibration of a large object such as a collective exhaust pipe of a diesel engine.
(2)小型軽量のため、取り扱いが容易である。 (2) Since it is small and light, it is easy to handle.
(3)ウエイトを作動させるための動力源が不要である。 (3) A power source for operating the weight is not required.
(4)ダイナミックダンパのケースとして、一般的な配管用の鋼管を使用しているため、容易に、かつ、安価に製造可能である。 (4) Since a general steel pipe for piping is used as a dynamic damper case, it can be manufactured easily and inexpensively.
(5)ウエイトの配置を変更することにより、ダイナミックダンパの固有振動数を容易に調整することができる。 (5) The natural frequency of the dynamic damper can be easily adjusted by changing the weight arrangement.
(6)ウエイトの配置を変更してもダイナミックダンパの寸法が変わらない。 (6) The dimensions of the dynamic damper do not change even if the weight arrangement is changed.
(7)主機本体(ディーゼル機関)の稼働開始後にディーゼル機関の排気集合管が振動してもウエイトの配置を変更することによってディーゼル機関の排気集合管の振動を抑制することが可能である。 (7) Even if the exhaust collecting pipe of the diesel engine vibrates after the operation of the main engine body (diesel engine) starts, it is possible to suppress the vibration of the exhaust collecting pipe of the diesel engine by changing the weight arrangement.
請求項2に記載の発明は、前記ウエイト及び前記ばねにより振動系を構成したので、ダイナミックダンパの固有振動数の設定が容易である。
In the invention according to
請求項3に記載の発明は、前記ウエイトにガイドバー貫通用の孔を設けると共に、前記孔内に摺動子を設けたので、給油装置が不要となるばかりでなく、給油装置の保守点検も不要となった。
In the invention according to
請求項4に記載の発明は、前記ウエイトに隣接するスプリングガイドに横手方向のメジャリングピンを設けると共に、前記ケースにメジャリングピン突出用の長手方向に細長い開口部を設けたので、ウエイトの稼働状態を外部から容易に確認又は監視することが可能となった。 According to a fourth aspect of the present invention, since a measuring pin in the transverse direction is provided in the spring guide adjacent to the weight, and an elongated opening in the longitudinal direction for protruding the measuring pin is provided in the case, the weight is operated. The state can be easily confirmed or monitored from the outside.
請求項5に記載の発明は、ディーゼル機関の排気集合管を前記ディーゼル機関のクランク軸と平行に設けた架台上に設置し、かつ、該架台の前後両端に請求項1に記載のダイナミックダンパを前記ディーゼル機関のクランク軸と交差する方向に設けたので、前記架台を強固なものにすることなく、ディーゼル機関の排気集合管の振動を容易に抑制することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the exhaust collecting pipe of the diesel engine is installed on a gantry provided in parallel with the crankshaft of the diesel engine, and the dynamic damper according to the first aspect is provided at both front and rear ends of the gantry. Since it is provided in a direction intersecting with the crankshaft of the diesel engine, it is possible to easily suppress the vibration of the exhaust collecting pipe of the diesel engine without making the mount solid.
請求項6に記載の発明は、前記架台を、前記ディーゼル機関のクランク軸と平行な長方形の天板と、該天板を支持する多数の支柱により形成し、かつ、前記天板の前後両端に請求項1に記載のダイナミックダンパを前記ディーゼル機関のクランク軸と交差する方向に設けたので、前記架台を特別強固なものにすることなく、ディーゼル機関の排気集合管の振動を容易に抑制することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the gantry is formed by a rectangular top plate parallel to the crankshaft of the diesel engine and a number of support columns that support the top plate, and at both front and rear ends of the top plate. Since the dynamic damper according to
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示す如く、ダイナミックダンパ1は、ダンパ本体となる円筒状の細長いケース2に一般的な配管用の鋼管を使用している。
As shown in FIG. 1, the
上記ケース2は、その一端にキャップ状のカバー3aを着脱自在に嵌合し、他端にキャップ状のカバー3bを着脱自在に嵌合している。これらのカバー3a,3bは、その中心にガイドバー5を貫通させるための貫通孔4を有している。
The
このガイドバー5は、断面円形の細長い棒体からなり、カバー3aと、ケース2と、カバー3bとを串刺しにしている。また、ガイドバー5は、その両端にそれぞれねじ部6を有すると共に、各ねじ部6に締付具としてのナット7を螺着させている。図中、符号8は、ロッキングワッシャを示している。
The
更に、上記ガイドバー5は、ケース2内に内蔵されているウエイト9a,9b、コイルばね10及びスプリングガイド11a,11bを串刺しにしている。ウエイト9a,9bは、ケース2の内径よりも直径の小さい鋼鉄製の円板を使用し、その中心にガイドバー5を貫通させるための貫通孔12を有している。
Further, the
上記ウエイト9aは、厚肉の大重量のウエイト(以下、大重量のウエイトという。)であり、ウエイト9bは、大重量のウエイト9aよりも薄肉の小重量のウエイト(以下、小重量のウエイトという。)である。そして、ガイドバー5の中央部分に、複数(例えば、5個)の大重量のウエイト9aと、複数(例えば、4個)の小重量のウエイト9bとを設けている。
The
更に、上記ウエイト群の外側に一対のコイルばね10,10を設けている。コイルばね10の両端は、それぞれ、中心にガイドバー5を貫通させるための貫通孔13を有すると共に、外周部に鍔状のばね受け部14を有する鉄道車輪型の一対のスプリングガイド11a及び11bによって支持されている。
Further, a pair of coil springs 10, 10 are provided outside the weight group. Both ends of the
更に、大重量のウエイト9a側(図の左側)には、カバー3aと第1のスプリングガイド11aとの間に複数(例えば、3個)の小重量のウエイト9bを待機させている。また、小重量のウエイト9b側(図の右側)には、第2のスプリングガイド11bとカバー3bとの間に単数(例えば、1個)の小重量のウエイト9bを待機させている。
Further, on the
上記大重量のウエイト9aに設けた貫通孔12には、リニアブッシュ(摺動子)15を設けて潤滑油の補給を不要にしている。また、大重量のウエイト9a及び小重量のウエイト9bに設けた貫通孔12には、円筒状のスペーサ16を設けている。
The through
既に説明した左右一対のコイルばね10,10は、ガイドバー5の中央部分に設けた複数の大重量のウエイト9aと、複数の小重量のウエイト9bとを対向する方向に付勢するようになっており、左右一対のコイルばね10,10と、その間に介在させた複数の大重量のウェイト9a及び複数の小重量のウエイト9bにより、振動系20を構成するようになっている。
The pair of left and right coil springs 10, 10 already described biases a plurality of
更に、左右両端に位置している大重量のウエイト9aの片面(外端面)と、小重量のウエイト9bの内外両面と、スプリングガイド11a,11bの片面(背面)には、複数のピン孔17を同芯状に設けている。その上、これらのピン孔17には、連結ピン18を装着して隣接する部材(ウエイト9a、ウエイト9b、スプリングガイド11a、スプリングガイド11b)を結合するようになっている。
Further, a plurality of pin holes 17 are formed on one side (outer end surface) of the
更に、振動系20を構成している小重量のウエイト9bに隣接している第1のスプリングガイド11aに横手方向のメジャリングピン19を螺着すると共に、前記ケース2にメジャリングピン突出用の長手方向に細長い開口部21を設けている。
Further, a measuring
図2に示すように、上記ケース2は、複数の支持板22によって基盤23に取り付けられている。また、この基盤23は、ブラケット24を介してプレート25に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
尚、ケース2の形状は、円筒状に限らず、角筒状でも支障がない。但し、ケース2の形状を角筒状にした場合には、ウエイト9a,9bもケース2の形状に合わせて角型にするとよい。また、ディーゼル機関の排気集合管などの高温の機器に装着する場合には、高温になるのを防止するため、遮熱板を取り付けたり、ケース2に放熱孔(図示せず)を設ける必要がある。
The shape of the
ここで、図3に示すような振動モデルを考えた場合、ダイナミックダンパの固有振動数fは、次式で表すことができる。 Here, when a vibration model as shown in FIG. 3 is considered, the natural frequency f of the dynamic damper can be expressed by the following equation.
すなわち、
f ∝ √(K/M)=√(k/m)
なお、
M:ディーゼル機関の排気集合管に相当する質量
K:排気集合管の架台のばね定数
m:ダイナミックダンパの振動系に相当する質量
k:ダイナミックダンパの振動系に相当するばね定数
である。
That is,
f ∝ √ (K / M) = √ (k / m)
In addition,
M: Mass corresponding to exhaust collecting pipe of diesel engine K: Spring constant of gantry of exhaust collecting pipe m: Mass corresponding to vibration system of dynamic damper k: Spring constant corresponding to vibration system of dynamic damper.
従って、本発明によれば、ダイナミックダンパ1の振動系20を構成している小重量のウエイト9bの数量を増減することによってダイナミックダンパ1の固有振動数fを容易に変更することが可能である。
Therefore, according to the present invention, it is possible to easily change the natural frequency f of the
つまり、ダイナミックダンパ1の振動系20を構成している小重量のウエイト9bを、矢印aで示すように、ケース2の右側にある待機個所に移行してダイナミックダンパ1の振動系20の質量mを軽減すると、ダイナミックダンパ1の固有振動数fを高くすることが可能である(図4参照。)。
That is, the weight mb of the small weight constituting the
他方、ケース2の左右両側の待機個所に待機している小重量のウエイト9bを、矢印b及びcで示すように、ダイナミックダンパ1の中央部に位置している振動系20に移行してダイナミックダンパ1の振動系20の質量mを増大すると、ダイナミックダンパ1の固有振動数fを低くすることが可能である(図5参照。)
なお、この発明によれば、ケース2内で小重量のウエイト9bを移行するだけであるから、ダイナミックダンパ1の寸法は不変である。
On the other hand, as shown by arrows b and c, the
According to the present invention, since only the
次に、本発明のダイナミックダンパによって大型低速ディーゼル機関の排気集合管を防振する場合について説明する。 Next, the case where the exhaust collecting pipe of the large-sized low speed diesel engine is vibrated by the dynamic damper of the present invention will be described.
図6は、定格回転数が100〜200rpm、出力数が数千kW〜5万kW程度の大型低速ディーゼル発電プラントにおける大型低速ディーゼル機関の上方部分を示し、大型低速ディーゼル機関30の排気集合管31は、大型低速ディーゼル機関30の排気側において、前記大型低速ディーゼル機関30上に設けた架台50上に設置されている。この架台50は、図8に示すように、上記大型低速ディーゼル機関30のクランク軸(図示せず)と平行に設けられている。
FIG. 6 shows an upper portion of a large-sized low-speed diesel engine in a large-sized low-speed diesel power plant having a rated rotational speed of 100 to 200 rpm and an output number of several thousand kW to 50,000 kW. Is installed on a
架台50内に設けた排気レシーバ32は、多数(例えば、8〜12基)のシリンダー33a〜33lに対して共通のものであり、多数のシリンダー33a〜33lから排出された排気パルス間の圧力差を均等化するようになっている。排気レシーバ32で均等化された排気ガスは、過給機34へ送られ、過給機34は、新鮮な空気を図示しない掃気レシーバへ供給するようになっている。
The
過給機34は、図7に示すように、ガス入口ケーシング35と、渦巻きケーシング36と、サイレンサ37などにより構成されている。過給機34より排出された排気ガスは、ダクト38を経て既に説明した排気集合管31へ送られる。
As shown in FIG. 7, the
この架台50は、図7及び図8に示すように、大型低速ディーゼル機関30の排気集合管31を載せる長方形の天板51と、天板51を支持する多数の支柱52と、天板51と支柱52との間に斜めに設けた第1の筋交53と、大型低速ディーゼル機関30と支柱52との間に斜めに設けた第2の筋交54により形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
上記天板50は、図8に示すように、矩形状に形成され、大型低速ディーゼル機関30のクランク軸と平行な複数(例えば、2本)の梁55と、大型低速ディーゼル機関30のクランク軸と直交する方向の複数(例えば、6本)の桁56と、梁55と桁56との間に斜めに設けた第3の筋交57により形成されている。
As shown in FIG. 8, the
そして、図6〜図8に示すように、上記ダイナミックダンパ1を架台50の天板51の前後両端にそれぞれ横向き、つまり、大型低速ディーゼル機関30のクランク軸と直交する方向に向けて水平に設けている。更に詳しく説明すると、上記ダイナミックダンパ1を、図6〜図8に示すように、架台50の天板51の前後両端にある桁56の外端面に、前記桁56と平行で、かつ、大型低速ディーゼル機関30のクランク軸と直交する方向に設けている。このダイナミックダンパ1は、図10に示すように、架台50の天板51の桁56にプレート25が溶接により固定されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
しかし、大型低速ディーゼル機関30の集合排気管31及び架台50がH型(架台が振動方向に同位相で振動する)又はX型(架台が振動方向に逆位相で振動する)の振動を起すと、架台50と一緒にダイナミックダンパ1のケース2及びガイドバー5が大型低速ディーゼル機関30のクランク軸と直交する方向に振動するが、その振動は、ダイナミックダンパ1の振動系20によって吸収されるので、大型低速ディーゼル機関30の排気集合管31及び架台50のH型又はX型の振動を低減することができる。
However, if the
1 ダイナミックダンパ
2 ケース
3a,3b カバー
5 ガイドバー
7 締付具
9a,9b ウエイト
10 ばね
DESCRIPTION OF
Claims (6)
The said base is formed by the rectangular top plate parallel to the crankshaft of the said diesel engine, and many support | pillars which support this top plate, And the dynamic damper of Claim 1 is provided in the front-and-rear both ends of the said top plate. The diesel engine according to claim 5, wherein the diesel engine is provided in a direction intersecting with a crankshaft of the diesel engine.
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