JP2008196542A - Piping support structure - Google Patents
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Description
本発明は、配管を配管支持部材に固定する配管支持構造に係り、特に、配管を完全固定し得る配管支持構造に関する。 The present invention relates to a pipe support structure that fixes a pipe to a pipe support member, and more particularly to a pipe support structure that can completely fix a pipe.
発電設備などに備えられる配管は、配管支持部材への固定部が、自重、機械荷重、流体振動、熱膨張及び地震などの外力を受けたときに、いずれの方向へも変位しない完全固定端になっていることが求められる。 Piping provided in power generation facilities, etc. has a completely fixed end that does not displace in either direction when the fixed part to the pipe support member receives external forces such as its own weight, mechanical load, fluid vibration, thermal expansion, and earthquake. It is required to be.
このような配管支持構造としては、従来より、図4に示すように配管101の全周囲に配管ラグ102を溶接し、当該配管ラグ102の外周をサポート部材103に溶接するもの(特許文献1参照。)、図5に示すように建屋の壁111を貫通する貫通孔112にスリーブ113を設置し、当該スリーブ113と配管101との間に無収縮性又は低収縮性にして付着強度の高いグラウト材114を充填して固化するもの(特許文献2参照。)、図6(a),(b)に示すようにベース121と把持部122とからなる配管固定具123に配管101を挟み込み、把持部122の上端部122aを係止材124の溝124aに係合することにより配管101と配管固定具123の脚部との接触面に発生する摩擦力で配管101の変位を拘束するもの(特許文献3参照。)などが提案されている。
As such a pipe support structure, conventionally, as shown in FIG. 4, a
なお、比較的小型の一般的な配管の支持構造としては、図7(a),(b)に示すように、配管支持部材131に配管101の固定部を当接し、配管101の上半部にベルト状の固定金具132を巻き付け、当該固定金具132の両端部をそれぞれ複数のボルト133及びナット134を用いて配管支持部材131に締結するものが従来から知られている。また、固定金具132の両端部に予めボルト133を溶接しておき、当該ボルト133とこれに螺合されるナット134とをもって固定金具132の両端部をそれぞれ配管支持部材131に締結するものも従来より知られている(特許文献4参照。)。
図4に示す配管支持構造は、配管101と配管ラグ102との溶接及び配管ラグ102とサポート部材103との溶接に際して、溶接機器の準備と溶接部の養生とを必要とし、溶接作業自体も多くの時間を費やすため、据付に長時間を要するという問題がある。また、この配管支持構造は、一度施工してしまうと取り外すことが困難であるため、メンテナンスを必要とする配管のフランジや機器ノズルの付近といった箇所には設置することができず、強度上必要な部分に任意に設置することができないので、原子炉の設計が困難になるケースが多く発生するという問題もある。また、作業スペースが狭い場所では、溶接作業が困難になるため、溶接の精度が低くなり、配管の変位を十分に拘束するだけの強度が得られない可能性がある。さらに、溶接箇所は溶接検査を受ける必要があるため、検査作業にも多くの時間が費やされる。
The pipe support structure shown in FIG. 4 requires preparation of welding equipment and curing of the welded part when welding the
図5に示す配管支持構造は、貫通孔112内に貫通された配管101を支持するものであり、配管101が建屋の壁111や躯体などを貫通する部分にしか適用できないので、適用個所が限定されるという問題がある。
The pipe support structure shown in FIG. 5 supports the
図6に示す配管支持構造は、配管101が挟み込まれた把持部122の上端部122aに係止材124の溝124aを係合した段階で、原形に復帰しようとして外側に拡がる方向の復元力が把持部122に働くため、配管101と把持部122の接触面に作用する摩擦力が小さくなり、外力を受けたときに配管101が軸方向及び捻り方向に変位しやすいという問題がある。
The pipe support structure shown in FIG. 6 has a restoring force in the direction of expanding outward in an attempt to return to the original shape at the stage where the
図7に示す配管支持構造は、配管101と配管支持部材131との間に作用する摩擦力及び配管101と固定金具132との間に作用する摩擦力のみをもって配管101を拘束するので、これら各部材の間で滑りを生じやすく、外力を受けたときに配管101が軸方向及び捻り方向に変位しやすいという問題がある。
The pipe support structure shown in FIG. 7 restrains the
本発明は、かかる従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、配管を含む複数の部材間に作用する摩擦力を利用して配管を完全固定することができる配管支持構造を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the present condition of this prior art, The place made into the subject is piping which can fix piping completely using the frictional force which acts between several members including piping. It is to provide a support structure.
本発明は、前記の課題を達成するため、第1に、配管と、配管を支持する配管支持部材と、配管を配管支持部材に固定する配管固定部材とからなる配管支持構造において、前記配管と前記配管支持部材との間及び前記配管と前記配管固定部材との間に、前記各部材どうしを直接接触させた場合よりも前記各部材間に作用する摩擦力を高める摩擦力体を挟み込むという構成にした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, firstly, in a pipe support structure comprising a pipe, a pipe support member that supports the pipe, and a pipe fixing member that fixes the pipe to the pipe support member, A configuration in which a frictional force body is interposed between the pipe support member and between the pipe and the pipe fixing member to increase the frictional force acting between the members as compared with the case where the members are brought into direct contact with each other. I made it.
かかる構成によると、配管と配管支持部材との間に作用する摩擦力及び配管と配管固定部材との間に作用する摩擦力が、摩擦力体を挟み込むことによって高められるので、配管と配管支持部材及び配管と配管固定部材とを直接接触させる場合とは異なり、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位を防止できる。また、配管の固定に際しては、ボルト及びナットを用いて配管支持部材と配管固定部材とを締結するだけでよいので、溶接による場合及びグラウト材の充填・固化による場合に比べて配管の据付を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。 According to such a configuration, since the frictional force acting between the pipe and the pipe support member and the frictional force acting between the pipe and the pipe fixing member are increased by sandwiching the frictional force body, the pipe and the pipe support member Unlike the case where the pipe and the pipe fixing member are in direct contact with each other, it is possible to prevent displacement of the pipe in the axial direction and the twist direction due to external force. In addition, when fixing the pipe, it is only necessary to fasten the pipe support member and the pipe fixing member using bolts and nuts. Therefore, it is easier to install the pipe than when welding or when filling and solidifying the grout material. The degree of freedom of design and the ease of maintenance can be increased.
本発明は第2に、前記第1の配管支持構造において、前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具と前記配管支持部材とを締結するボルト及びナットとからなり、前記固定金具と前記ボルト又は前記ナットとの間若しくは前記配管支持部材と前記ボルト又は前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込挟み込むという構成にした。 The present invention secondly, in the first pipe support structure, the pipe fixing member comprises a fixing bracket wound around the pipe, and a bolt and a nut for fastening the fixing bracket and the pipe supporting member. The frictional force body is further sandwiched between the fixing bracket and the bolt or nut or between the pipe support member and the bolt or nut.
かかる構成によると、配管と配管支持部材との間及び配管と固定金具との間のみならず、固定金具とボルト又はナットとの間若しくは配管支持部材とボルト又はナットとの間に作用する摩擦力をも高めることができるので、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位をより確実に防止できる。 According to such a configuration, not only between the pipe and the pipe support member and between the pipe and the fixture, but also between the fixture and the bolt or nut or between the pipe support member and the bolt or nut. Therefore, displacement in the axial direction and twist direction of the pipe due to external force can be more reliably prevented.
本発明は第3に、前記第1配管支持構造において、前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具の両端部に一端が固定されたボルトと、前記ボルトと前記配管支持部材とを締結するナットとからなり、前記配管支持部材と前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込むという構成にした。 Thirdly, according to the present invention, in the first pipe support structure, the pipe fixing member includes a fixing bracket wound around the pipe, a bolt having one end fixed to both ends of the fixing bracket, the bolt, and the piping. It consists of a nut that fastens the support member, and the frictional force body is further sandwiched between the pipe support member and the nut.
かかる構成によると、固定金具とボルトとの間の滑りを完全に防止できると共に、配管と配管支持部材との間及び配管と固定金具との間のみならず、配管支持部材とナットとの間に作用する摩擦力をも高めることができるので、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位をより確実に防止できる。また、固定金具の両端部にボルトを固定するので、部品点数を減少することができ、配管の据付作業をより容易化できる。 According to such a configuration, it is possible to completely prevent slipping between the fixing bracket and the bolt, and not only between the pipe and the pipe support member and between the pipe and the fixing bracket, but also between the pipe support member and the nut. Since the acting frictional force can also be increased, the displacement of the pipe in the axial direction and the twisting direction due to an external force can be more reliably prevented. Further, since the bolts are fixed to both ends of the fixing bracket, the number of parts can be reduced, and the installation work of the piping can be facilitated.
本発明は第4に、前記第1乃至第3のいずれかの配管支持構造において、前記摩擦力体が、シート状のゴム状弾性体からなるという構成にした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the pipe support structure according to any one of the first to third aspects, the frictional force body is made of a sheet-like rubber-like elastic body.
シート状のゴム状弾性体は、これが介在された部材間の摩擦係数を高める効果が特に高いので、配管の完全固定を実現できる。 Since the sheet-like rubber-like elastic body has a particularly high effect of increasing the coefficient of friction between the members in which the sheet-like elastic body is interposed, the pipe can be completely fixed.
本発明は第5に、前記第4の配管支持構造において、前記ゴム状弾性体が、シリコンゴムであるという構成にした。 The fifth aspect of the present invention is configured such that, in the fourth pipe support structure, the rubber-like elastic body is silicon rubber.
シリコンゴムは、これが介在された部材間の摩擦係数を高める効果が特に高いばかりでなく、耐熱性にも優れるので、発電設備に備えられる各種配管、例えば熱交換器を構成する伝熱管の支持構造に特に適する。 Silicon rubber not only has a particularly high effect of increasing the coefficient of friction between the members in which it is interposed, but also has excellent heat resistance, so various piping provided in power generation equipment, for example, a heat transfer tube support structure constituting a heat exchanger Especially suitable for.
本発明は第6に、前記第2及び第3のいずれかの配管支持構造において、前記固定金具の両端部と前記配管支持部材とを片側毎に複数のボルト及びナットにて締結するという構成にした。 Sixthly, in the pipe support structure according to any one of the second and third aspects, the both ends of the fixing bracket and the pipe support member are fastened with a plurality of bolts and nuts on one side. did.
かかる構成によると、固定金具の両端部と配管支持部材とを片側毎に1のボルト及びナットにて締結する場合に比べて配管支持部材に対する配管の締結力が高められると共に、配管支持部材に対して固定金具を面で締結することができるので、配管の拘束力を高めることができる。 According to such a configuration, the fastening force of the pipe to the pipe support member is increased compared to the case where the both ends of the fixing bracket and the pipe support member are fastened with one bolt and nut for each side, and the pipe support member Since the fixing bracket can be fastened by the surface, the restraining force of the pipe can be increased.
本発明の配管支持構造は、配管と配管支持部材との間及び配管と配管固定部材との間に所要の摩擦力体を挟み込むので、これら各部材間の摩擦力を高めることができ、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位を防止できて、配管の完全固定を実現できる。また、配管の固定に際しては、ボルト及びナットを用いて配管支持部材と配管固定部材とを締結するだけでよいので、溶接による場合などに比べて配管の据付作業を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。 Since the pipe support structure of the present invention sandwiches a required frictional force body between the pipe and the pipe support member and between the pipe and the pipe fixing member, the frictional force between these members can be increased, and external force The displacement of the pipe in the axial direction and twist direction can be prevented, and the pipe can be completely fixed. Also, when fixing the pipe, it is only necessary to fasten the pipe support member and the pipe fixing member using bolts and nuts, so that the installation work of the pipe can be facilitated and the design freedom compared to the case of welding or the like. The degree of maintenance and ease of maintenance can be increased.
以下、本発明に係る配管支持構造の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a pipe support structure according to the present invention will be described.
〈第1実施形態〉
図1(a),(b)に示すように、第1実施形態に係る配管支持構造は、配管1と、配管1を支持する配管支持部材2と、配管1の上半部に巻回される固定金具3と、固定金具3の両端部を配管支持部材2に締結する片側毎に複数のボルト4及びナット5と、配管1と配管支持部材2との間及び配管1と固定金具3との間に挟み込まれた摩擦力体6とからなる。前記固定金具3、ボルト4及びナット5は、配管1を配管支持部材2に固定する配管固定部材として機能する。
<First Embodiment>
As shown in FIGS. 1A and 1B, the pipe support structure according to the first embodiment is wound around the
本発明の配管支持構造は、任意の配管1の固定に適用できるが、配管1を完全固定できることから、発電設備に備えられる各種配管、例えば熱交換器を構成する伝熱管の支持構造として特に有用である。
The pipe support structure of the present invention can be applied to fixing an
配管支持部材2は、板状に形成された配管1の当接部2aと、その両端部を支持する支持部2bとからなる。配管1が発電設備に備えられる熱交換器の伝熱管である場合、支持部2bは熱交換器の本体部に設けられる。また、この場合、配管支持部材2は配管1のフランジや機器ノズルの付近を含む任意の位置に設定できる。当接部2aには、配管1の直径よりもやや大きな間隔を隔てて、片側複数個(図1の例では3個)のボルト貫通孔が2列に開設されている。
The
固定金具3は、図1(a),(b)に示すように、配管支持部材2の当接部2aの横幅よりもやや狭い横幅を有するベルト状に形成されており、配管1の外面の曲率半径とほぼ等しい曲率半径でU字状に形成された湾曲部3aと、湾曲部3aの両端部から外向きに折り曲げられた固定部3b,3cとを有している。固定部3b,3cには、それぞれ複数個(図1の例では3個)のボルト貫通孔が配管支持部材2に開設されたボルト貫通孔と等しい間隔で開設されている。固定金具3は、ステンレス板などを用いて形成される。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the fixing
ボルト4及びナット5は、所要の強度を有するものが所要の個数だけ用いられる。ステンレス製の固定金具3を用いる場合には、防錆効果を高めるため、ボルト4及びナット5もステンレス製のものを用いることが望ましい。なお、ボルト4及びナット5の締結部には、締結部の損傷を防止するため及び締結部の緩み止めを図るため、所要のワッシャを介在させることが更に望ましい。
As for the
摩擦力体6としては、締結される部材管の摩擦力を高める効果が高いことから、シート状のゴム状弾性体が用いられる。特に、高温部には、耐熱性に優れたシート状のシリコンゴムが用いられる。
As the
本例の配管支持構造は、配管支持部材2の当接部2aに摩擦力体6を介して配管1を当接し、次いで配管1の上半部に摩擦力体6を介して固定金具3の湾曲部3aをした後、配管支持部材2の当接部2aに開設されたボルト貫通孔と固定金具3の固定部3b,3cに開設されたボルト貫通孔とにボルト4を貫通し、当該ボルト4に螺合されたナット5を摩擦力体6がそれ以上圧縮できない圧縮限界まで締結することによって、配管1を配管支持部材2に固定する。
In the pipe support structure of this example, the
本例の配管支持構造によれば、配管1と配管支持部材2との間及び配管1と固定金具3との間に摩擦力体6を挟み込み、かつ摩擦力体6を圧縮限界まで圧縮して締結するので、配管1と配管支持部材2との間に作用する摩擦力及び配管1と固定金具3との間に作用する摩擦力が高められると共に、摩擦力体6の弾性変形を防止することができ、配管支持部材2に対する配管1の完全固定が可能になる。
According to the pipe support structure of this example, the
即ち、摩擦力体6を介して配管支持部材2と固定金具3とで配管1を締め付けると、その締め付け条件によっては、配管1に作用する外力よりも大きな摩擦力を配管1と摩擦力体6との間、摩擦力体6と配管支持部材2との間及び摩擦力体6と固定金具3との間に発生させることができるので、配管1の軸方向及び捻り方向の変位を拘束することができる。また、配管1の締め付け条件によっては、摩擦力体6を圧縮限界まで圧縮できるので、配管1の軸と直交する方向への変位を拘束することができる。よって、配管1の完全固定が可能となる。
That is, when the
配管1に作用する外力よりも大きな摩擦力を発生可能な配管支持部材2と固定金具3との締め付け条件は、以下の通りである。図1の状態において、摩擦力体6の厚み方向に作用する締め付け反力をN、配管1と摩擦力体6との間の摩擦係数、摩擦力体6と配管支持部材2との間の摩擦係数及び摩擦力体6と固定金具3との間の摩擦係数をμとすると、配管1と摩擦力体6との間、摩擦力体6と配管支持部材2との間及び摩擦力体6と固定金具3との間に発生する摩擦力Fは次式で求められる。
The tightening conditions of the
F=μN
したがって、配管1に作用する外力を解析により求めると共に、求められた外力よりも摩擦力Fが大きくなるようにボルト4に対するナット5の締め付け条件を設定することにより、配管1をその支持部において完全固定することができる。
F = μN
Accordingly, the external force acting on the
摩擦力Fは、配管1と摩擦力体6の接触面、摩擦力体5と配管支持部材2の接触面及び摩擦力体6と固定金具3の接触面との面積や各接触面の表面粗さ、摩擦力体6の硬さ、ボルト4及びナット5による配管締め付け力の大きさといった条件により決定するため、摩擦力Fが配管1に作用する外力よりも大きくなるようにこれらの条件を決定することで、配管1の完全固定を図ることができる。ボルト4及びナット5による配管締め付け力の大きさは、ボルト4の直径や使用本数、締め付けトルク値といった条件を決定することで自由に設定することができる。
The frictional force F includes the area of the contact surface between the
本例の配管支持構造は、配管1と配管支持部材2との間及び配管1と固定金具3との間に摩擦力体6を挟み込んだので、これら各部材間に作用する摩擦力を高めることができ、配管1と配管支持部材2及び配管1と固定金具3とを直接接触させる場合とは異なり、外力による配管1の軸方向及び捻り方向への変位を防止できて、配管の完全固定が可能になる。また、配管1の固定に際しては、ボルト4及びナット5を用いて配管支持部材2と固定金具3とを締結するだけでよいので、溶接による場合及びグラウト材の充填・固化による場合に比べて配管1の据付作業を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。よって、発電設備などに備えられる配管の固定に好適な配管支持構造とすることができる。
In the pipe support structure of this example, since the
なお、図1の例においては、ナット5が配管支持部材2を構成する当接部2aの下面側に配置されているが、ボルト4に対するナットの締結効率を高めるため、ナット5を固定金具3の上面側に配置することもできる。
In the example of FIG. 1, the
〈第2実施形態〉
図2に示すように、第2実施形態に係る配管支持構造は、配管1と配管支持部材2との間及び配管1と固定金具3との間のみならず、配管支持部材2とナット5の間及び固定金具3とボルト4の間にも摩擦力体6を備えたことを特徴とする。その他の部分については、第2実施形態に係る配管支持構造と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
As shown in FIG. 2, the pipe support structure according to the second embodiment is not only between the
第2実施形態に係る配管支持構造は、配管支持部材2とナット5との間及び固定金具3とボルト4との間にも摩擦力体6を挟み込んだので、配管1と配管支持部材2との間及び配管1と固定金具3との間のみならず、固定金具3とボルト4との間及び配管支持部材2とナット5との間に作用する摩擦力をも高めることができ、第1実施形態に係る配管支持構造よりもさらに確実に配管1を完全固定することができる。
In the pipe support structure according to the second embodiment, the
なお、本実施形態においては、配管支持部材2とナット5の間及び固定金具3とボルト4の間の双方に摩擦力体6を挟み込んだが、これらのうちの一方にのみ摩擦力体6を挟み込むこともできる。この場合にも、第1実施形態に係る配管支持構造より配管1の固定効果を高めることができる。
In the present embodiment, the
また、配管支持部材2とナット5との間及び固定金具3とボルト4との間にワッシャが備えられる場合には、ワッシャと配管支持部材2との間及びワッシャと固定金具3との間に摩擦力体6が挟み込まれる。この場合には、配管1の据付効率を高めるため、摩擦力体6はワッシャに固定しておくことが望ましい。
Further, when a washer is provided between the
また、言うまでもなく、ナット5を固定金具3の上面側に配置する場合には、配管支持部材2とボルト4との間及び固定金具3とナット5との間に摩擦力体6が挟み込まれる。
Needless to say, when the
〈第3実施形態〉
図3に示すように、第3実施形態に係る配管支持構造は、固定金具3の両端部にボルト4が溶接などにより固定されたものを用い、配管1と配管支持部材2との間、配管1と固定金具3との間及び配管支持部材2とナット5との間に摩擦力体6を挟み込んだことを特徴とする。その他の部分については、第2実施形態に係る配管支持構造と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 3, the pipe support structure according to the third embodiment uses a structure in which
第3実施形態に係る配管支持構造は、固定金具3の両端部にボルト4を溶接などにより固定したので、固定金具3とボルト4との間の滑りを完全に防止することができて配管1の固定効果が高められると共に、部品点数を減少することができ、配管の据付作業をより容易化することができる。
In the pipe support structure according to the third embodiment, since the
なお、本実施形態においても、配管支持部材2とナット5との間にワッシャが備えられる場合には、ワッシャと配管支持部材2との間に摩擦力体6が備えられる。この場合にも、配管1の据付効率を高めるため、摩擦力体6はワッシャに固定しておくことが望ましい。
Also in this embodiment, when a washer is provided between the
本発明は、発電設備において、地震、熱膨張、自重、機械荷重あるいは流体振動といった影響による配管の変位し得る方向の変位を拘束する必要がある箇所の配管拘束支持手段として適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied as a pipe restraint support means in a place where it is necessary to restrain displacement in a direction in which the pipe can be displaced due to an influence such as earthquake, thermal expansion, dead weight, mechanical load or fluid vibration in a power generation facility.
1 配管
2 配管支持部材
3 固定金具
4 ボルト
5 ナット
6 摩擦力体
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