JP2010537129A - 耐震補強部品を有する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、工業的設備のマスト状又はタワー状に突出する耐震補強部品（１）を有する装置に関する。本発明は、好ましくは、発電、配電又は変電用設備の対応する部品（１）を保護する装置に関する。本発明は、本発明による当該耐震補強部品（１）が、基礎を介して床（４）に固定されているか、或いは固定要素（３）を介して床（４）又は設備の他の部品に固定されている装置に基づく。本発明によれば、耐震補強のために、基礎又は固定要素と耐震補強部品（１）との間に垂直に向けられた螺旋ばね（２）のみが配置されている。この螺旋ばねは、基礎又は固定要素（３）と耐震補強部品（１）の軸方向下端とに積極的及び／又は非積極的に接続されており、螺旋圧縮ばね（２）には地震の場合に、即ち動的に、専ら垂直方向に、そして曲げに対して負荷が掛かる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスト状又はタワー状に突出する耐震補強部品を有する装置に関する。本発明は、工業的設備の部分として垂直方向に突出する同様の部品の耐震補強に関する。本発明は、好ましくは発電、配電又は変電用の設備の部品を保護するための装置に関するものであるがこれに制限されるものではない。

地球上で地震の危険のある地域においては、建物、構造物及び工業的設備を地震の作用から保護するための高度な技術的解決手段が重要性である。従って、特に建物と、その中に住み及び／又は働く人々を保護するために多数の技術的解決手段が開発されてきた。このような解決手段は非常に複雑であることが多く、その点において高価である。人命保護を目的とするそれ相当の高いコストはいかなる場合も正当化されることは言うまでもない。

更に、地震の作用による破壊からインフラストラクチャーを保護するための解決手段を見いだすことも重要である。大地震の直後にインフラストラクチャー及び供給施設がほぼ無傷な状態で利用できることが極めて重要である。これは特に給電についても該当する。その点において、人命保護のための高価な方策よりもかなり安価で効果的な保護手段を見いだすことが重要である。この場合、特に発電、配電又は変電用の設備は多数の部品、例えば高電圧線の電柱のようにマスト状又はタワー状に突出する部品を含んでいることを考慮する必要がある。

このようなマスト状又はタワー状に突出する部品の耐震補強のために、例えば特開平５−１０１７３０公報は高電圧設備用の解決手段を開示している。この公報によれば、当該マスト状部品の構造に制振体が組み込まれており、この制振体においては管状若しくは中空円筒状の区画にベローズが配置され、その周囲に水平に交互に配置されたばねとダンパーとからなる輪状要素が設けられている。この場合、ばねは水平方向に配置されているために、その上に突出している耐震補強部品により垂直方向に静的に負荷が掛かり、地震の際は先行技術の他の解決策により知られているように、水平方向及び垂直方向に負荷が掛かる。

特開平６−２４５３３６公報は、高電圧設備のマスト状に突出するガラス、セラミック又は磁器からなる絶縁体が、一種の振り子を介して粘性減衰手段内で動く質量と接続された解決策を開示している。装置全体が台架に載せられており、耐震補強部品は水平方向に配置された環状ばね要素を介して台架の垂直要素と接続されている。前述の解決はいずれも受動的な性格のものであるため、構造は比較的単純である。

特開平５−１０１７３０公報 特開平６−２４５３３６公報

本発明の課題は、マスト状又はタワー状に垂直方向に突出する部品の耐震補強のための、好ましくは更に単純な構造の代替案を提供することである。

前述の課題は、本発明において主請求項に記載された特徴によって解決される。本発明の有利な構成若しくは拡張が従属請求項に記載されている。

工業的設備のマスト状又はタワー状に垂直方向に突出する部品の耐震補強に対する本発明による解決策は、耐震補強部品が、基礎を介して床に固定されているか、或いは固定要素を介して床又は設備の他の部品に固定されている装置に基づく。

本発明に従えば、前述の基礎又は固定要素と耐震補強部品との間には、垂直に向けられた１個の螺旋ばねのみが配置されている。この螺旋ばねは、基礎又は固定要素と耐震補強部品の軸方向下端とに積極的及び／又は非積極的に（kraft- und/oder formschluessig）接続されている。垂直方向に配置された螺旋圧縮ばねを１個のみ有するという、耐震補強にとって新しいこの解決策においては、知られている先行技術の解決とは異なり、ばねには専ら垂直方向に、そして曲げに対して動的に負荷が掛かる。ばねは、一方では、耐震補強部品から受ける重力によって垂直方向に静的に負荷が掛かり、他方では、即ち地震の場合に専ら垂直方向に、また曲げに対して動的に負荷が掛かる。実験室における実験では、驚くべきことにこの非常に単純な装置により、対応する設備の部分である、マスト状又はタワー状に突出する部品の耐震補強のための効果的な解決策が与えられることが明らかになった。

本発明による装置は基本的に、或いは多数の応用例において、専ら垂直方向に配置されている、一定の寸法設定された１個の螺旋圧縮ばねで間に合う。本発明の可能な実施形態においては、耐震補強部品は、発電、配電又は変電用の設備の部品である。特に実用的な使用例において与えられる装置は、耐震補強部品が垂直方向に突出する絶縁体、即ちガラス体、セラミック体又は磁器体を有する変電器であり、螺旋圧縮ばねは当該絶縁体の下方で変電器に配置され、変電器の設置位置の床に固定されている。しかしながら、電線の支柱の耐震補強にも、対応する構成とされた装置を使用できる。

上述したように、本発明の基本思想に従えば、有効な耐震補強は既に耐震補強部品の下方で垂直方向に配置された螺旋圧縮ばねによって与えられている。しかしこのことは、各々の使用例に応じて、１個のみの螺旋圧縮ばねを有する単純な構造を基本的に維持しながら、螺旋圧縮ばねによって与えられた耐震補強の有効性を追加的な措置によって高めることを排除するものではない。そのために本発明の可能な拡張においては、耐震補強部品の下方で、螺旋圧縮ばねと平行に１以上の減衰器が配置されている。この減衰器は、粘弾性減衰器、弾塑性減衰器又は油圧減衰器とすることができる。

本発明の他の実施形態においては、螺旋圧縮ばねを減衰するために、螺旋圧縮ばねの周囲に弾性材料からなる一種の収縮チューブが配置されている。更に他の可能な実施形態においては、螺旋圧縮ばねが粘性減衰材で満たされた容器内に置かれている。螺旋圧縮ばねを取り囲む容器を満たすための粘性材（好ましくは高粘性材）、即ち流動可能な材として、例えばシリコーンオイル又はビチューメンが考慮される。

更に、構造が比較的単純であるにもかかわらず有効な保護は、螺旋圧縮ばね若しくはその少なくとも１個の軸方向端部、好ましくは軸方向下端を、弾塑性材中に埋設することによって達成される。このために、発泡エラストマー又は注型エラストマーを好ましく使用できる。

本発明による耐震補強を備えた部品の一例を示す図。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。このために図１に本発明による耐震補強を備えた部品１を例示する。部品１は変電器５、６、７である。変電器５、６、７は本来の変電器を収容する上方の容器５と、例えばセラミック体６として形成された絶縁体と、下方の二次端子箱７とからなり、二次端子箱７を介して螺旋圧縮ばね２が変電器５、６、７に固定されている。図に示すように、変電器５、６、７の垂直方向に突出した脆いセラミック体６が、地震の結果発生する振動により動的負荷を受けると破壊される危険がある。それゆえ、本発明の基本思想に従い、垂直方向に突出するセラミック体６の下方で螺旋圧縮ばね２がセラミック体６と軸方向に面一（Flucht）で耐震補強部品１に配置されている。螺旋圧縮ばね２は、変電器５、６、７の二次端子箱７において耐震補強部品１に接続されており、他方の端部はプレート３を介して付属のねじ止めにより床４、好ましくは床面に固定されている。図示された装置は、有効な耐震保護のために専ら１個の螺旋圧縮ばね２で間に合うが、その外径は図からわかるように、大きさがマスト状の耐震補強部品１の外径に等しい。

図１に示された例とは異なり、プレート３は螺旋圧縮ばね２の左右で垂直方向に延びる線で略示されているねじ止めすることができる。これにより、ポット状固定要素のベースが形成されることができ、対応するベースプレートは当該固定要素のポット状部分から側方に突き出している。この場合、螺旋圧縮ばね２の下方巻き条は、固定要素のポット状部分に収容された、螺旋圧縮ばね２を減衰する弾塑性材内に埋設され、ポット状要素の底面上で付属のねじ止めによって床４に固定することもできる。

１ （耐震補強）部品
２ 螺旋圧縮ばね
３ 固定要素、例えばねじ止めプレート
４ 床
５ 変電器（変電箱）
６ 変電器（絶縁体、例えばセラミック体）
７ 変電器（箱又は二次端子箱）

Claims (11)

1. 工業的設備のマスト状又はタワー状に突出する耐震補強部品（１）を有する装置であって、該耐震補強部品（１）が基礎を介して床（４）に固定されているか、或いは固定要素（３）を介して床（４）又は設備の他の部品に固定されている装置において、基礎又は固定要素（３）と耐震補強部品（１）との間に垂直に向けられた螺旋圧縮ばね（２）が配置されており、この螺旋ばねは基礎又は固定要素（３）と耐震補強部品（１）の軸方向下端とに積極的及び／又は非積極的に接続されており、螺旋圧縮ばね（２）には地震の場合に、専ら垂直方向に、そして曲げに対して負荷が掛かることを特徴とする、装置。
2. 螺旋圧縮ばね（２）の断面は、マスト状又はタワー状の耐震補強部品の断面にほぼ等しいことを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 耐震補強部品（１）は、エネルギー発生、特に発電用の設備の部品であるか、或いは配電又は変電用の設備の部品であることを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
4. 部品（１）は、垂直方向に突出するガラス体、セラミック体又は磁器体（６）を有する変電器（５、６、７）であり、螺旋圧縮ばね（２）はガラス体、セラミック体又は磁器体（６）の下方で変電器（５、６、７）に配置され、好ましくはねじ止めされたプレート（３）によって床（４）に固定されていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 部品（１）は電線の支柱であることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
6. 耐震補強部品（１）の下方で、螺旋圧縮ばね（２）と平行に更に１以上の減衰器が配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 螺旋圧縮ばね（２）を減衰するために、該螺旋圧縮ばねの周囲に収縮チューブが配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 螺旋圧縮ばね（２）は、粘性材で満たされ固定要素（３）の部分として形成された容器内に置かれることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
9. 粘性材がビチューメン又はシリコーンオイルであることを特徴とする、請求項８記載の装置。
10. 螺旋圧縮ばね（２）の全体又は少なくとも軸方向下端が弾塑性材中に埋設されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
11. 弾塑性材が発泡エラストマー又は注型エラストマーであることを特徴とする、請求項１０記載の装置。

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