JP2012184782A - Piping support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温の流体が流通する配管を構造物に接続するためのサポート構造に関する。 The present invention relates to a support structure for connecting a pipe through which a high-temperature fluid flows to a structure.
例えば石油化学プラント等の配管は、サポートを介して構造物に取り付けられる(例えば特許文献1参照)。
このような石油化学プラントの配管は、運転時に高温の流体が流通するため、この流体の熱の影響によって運転時にのみ熱膨張する。よって、配管を構造物に対して剛に接続した場合には、当該配管の熱伸びの影響により破損等を招くおそれがある。そのため、上記配管を支持するサポートを構造物に対して相対移動可能に載置する等して、配管を構造物に対して柔支持することが行われている。
For example, piping such as a petrochemical plant is attached to a structure via a support (see, for example, Patent Document 1).
Since piping of such a petrochemical plant circulates a high-temperature fluid during operation, it is thermally expanded only during operation due to the influence of the heat of this fluid. Therefore, when the pipe is rigidly connected to the structure, there is a possibility of causing damage or the like due to the influence of the thermal elongation of the pipe. For this reason, the pipe is supported softly with respect to the structure by, for example, placing a support that supports the pipe so as to be relatively movable with respect to the structure.
しかしながら、上記のように配管系を構造物に対して柔支持した場合、配管系の固有振動数が低下するため、配管内を流通する流体の乱れによる加振力の影響を受け易くなってしまう。これによって配管が振動し易くなってしまうため、故障を招き易く、メンテナンスコストが多くかかってしまうという問題があった。 However, when the piping system is softly supported with respect to the structure as described above, the natural frequency of the piping system is reduced, so that it is easily affected by the excitation force due to the disturbance of the fluid flowing in the piping. . As a result, the piping easily vibrates, so that there is a problem that a failure is easily caused and a maintenance cost is increased.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、配管の熱伸びを許容しながらも、配管内を流通する流体の乱れの影響により生じる配管の振動を抑制することが可能な配管のサポート構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and a pipe capable of suppressing vibration of a pipe caused by the influence of a disturbance of a fluid flowing in the pipe while allowing thermal expansion of the pipe. The purpose is to provide a support structure.
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供している。
即ち、本発明に係る高温の流体が流通する配管を構造物に対して支持する配管のサポート構造であって、前記配管に一体に設けられたサポート本体と、該サポート本体を両側から挟み込むように該サポート本体に対して当接可能なストッパと、該ストッパを前記サポート本体に向かって付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
That is, according to the present invention, there is provided a pipe support structure for supporting a pipe through which a high-temperature fluid circulates with respect to a structure, and a support main body provided integrally with the pipe and the support main body sandwiched from both sides. A stopper capable of coming into contact with the support body, and a biasing member that biases the stopper toward the support body.
このような特徴の配管のサポート構造によれば、付勢部材により付勢されたストッパがサポート本体を挟み込む構成のため、配管が熱伸びした際には付勢部材の付勢に抗してストッパが移動することで当該配管の熱伸びが許容される。また、配管が熱伸びした後は、ストッパを介しての付勢部材の付勢力によりサポート本体が被支持部に対して剛に保持されることになるため、配管系の固有振動数の低下を回避することができる。 According to the pipe support structure having such a feature, since the stopper urged by the urging member sandwiches the support body, the stopper resists the urging of the urging member when the pipe is thermally expanded. The movement of the pipe allows thermal expansion of the pipe. In addition, after the pipe is thermally expanded, the support body is held rigidly against the supported part by the urging force of the urging member through the stopper, so that the natural frequency of the piping system is reduced. It can be avoided.
また、本発明に係る配管のサポート構造によれば、前記一対のストッパが当接する前記サポート本体の一対の受圧面が、前記配管の延在方向一方側に向かうに従って互いに近接するように傾斜していることが好ましい。 Further, according to the pipe support structure of the present invention, the pair of pressure receiving surfaces of the support main body with which the pair of stoppers abut is inclined so as to approach each other toward the one side in the extending direction of the pipe. Preferably it is.
これによって、配管の延在方向及び該延在方向に直交する方向の双方に向かっての配管の移動をストッパを介しての付勢部材の付勢力により規制することができる。したがって、配管に一体に設けられたサポート本体を構造物に対してより剛に接続させることができる。 Thereby, the movement of the pipe in both the extending direction of the pipe and the direction orthogonal to the extending direction can be restricted by the biasing force of the biasing member via the stopper. Therefore, the support body provided integrally with the pipe can be more rigidly connected to the structure.
また、本発明に係る配管のサポート構造は、ストッパを前記付勢部材の付勢に抗して前記保持部材から離間させた状態で保持可能な保持手段をさらに備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the pipe support structure according to the present invention further includes holding means capable of holding the stopper in a state where the stopper is separated from the holding member against the biasing of the biasing member.
これにより、配管に高温の流体が流通していない際に保持手段によりストッパをサポート本体から離間して配置することで、配管に高温の流体が流通した後の配管の熱伸びをより確実に許容することができる。また、配管が熱伸びした後は、保持手段によるストッパの保持を解除することにより、該ストッパを介して確実にサポート本体を支持することができる。 As a result, when the high temperature fluid is not flowing through the pipe, the stopper is placed away from the support body by the holding means, thereby allowing more reliable thermal expansion of the pipe after the high temperature fluid flows through the pipe. can do. In addition, after the piping is thermally expanded, the support body can be reliably supported through the stopper by releasing the holding of the stopper by the holding means.
さらに、本発明に係る配管のサポート構造においては、前記付勢部材が、前記配管の延在方向他方側に向かって前記ストッパを付勢することが好ましい。
これによって、特に配管の延在方向への該配管の振動をより確実に抑えることが可能となる。
Furthermore, in the piping support structure according to the present invention, it is preferable that the urging member urges the stopper toward the other side in the extending direction of the piping.
This makes it possible to more reliably suppress vibration of the pipe, particularly in the direction in which the pipe extends.
また、本発明に係る配管のサポート構造においては、前記付勢部材が、前記配管の延在方向に直交する方向に向かって前記ストッパを付勢するものであってもよい。
これによって、特に配管の延在方向に直交する方向への該配管の振動をより確実に抑えることが可能となる。
In the pipe support structure according to the present invention, the biasing member may bias the stopper toward a direction orthogonal to the extending direction of the pipe.
This makes it possible to more reliably suppress the vibration of the pipe, particularly in the direction perpendicular to the extending direction of the pipe.
本発明に係る配管のサポート構造によれば、付勢部材によって付勢された一対のストッパによって挟み込まれるようにサポート本体が保持されるため、配管の熱伸びを許容するとともに配管系の固有振動数の低下を回避することができ、配管内を流通する流体に基づく該配管の振動を防止することが可能となる。 According to the pipe support structure of the present invention, the support body is held so as to be sandwiched between the pair of stoppers urged by the urging member, so that thermal expansion of the pipe is allowed and the natural frequency of the piping system Can be avoided, and vibration of the pipe based on the fluid flowing through the pipe can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、第一実施形態の配管1のサポート構造10は、例えば石油化学プラント等に設置されて内部に高温の流体が流通する配管1を該プラントの構造物2に支持するための構造であって、サポート本体20と、枠体30と、ストッパ40と、コイルバネ(付勢部材)50と、保持ボルト(保持手段)60とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
サポート本体20は、構造物2の表面と平行に延在する配管1を当該構造物2の表面上に支持する役割を有しており、配管1と構造物2の表面との間に配置されており、ベース部21と立設部23とから構成されている。
The
ベース部21は、平板状をなす部材であって、構造物2の表面に沿って延在するように当該表面上に載置されている。このベース部21は、構造物2によって拘束されてはおらず、該構造物2の表面に沿った方向に相対移動可能とされている。これらベース部21と構造物2との相対移動を容易とすべく、ベース部21と構造物2との間に潤滑剤が介在されていてもよい。
The
このベース部21における構造物2の表面に沿った方向を向く外周面、即ち、このベース部21の外周側における構造物2に対して垂直をなす面は、配管1の延在方向に延びて互いに反対側を向く一対の側面21aと、配管1の延在方向一方側を向く先端面21bと、上記一対の側面21aのそれぞれに接続されて配管1の延在方向他方側を向く後端面21cとを備えている。
An outer peripheral surface of the
そして、ベース部21の外周面のうち、一対の側面21aと先端面21bとを接続する部分は、配管1の延在方向一方側に向かうに従って互いに近接するように傾斜する受圧面22とされている。
And the part which connects a pair of
立設部23は、ベース部21から構造物2の反対側に向かって該ベース部21から垂直に立ち上がるようにベース部21に設けられており、その先端が配管1に対して一体に固定されている。
このようなベース部21と立設部23とからなるサポート本体20によって、配管1が構造物2と間隔をあけた状態で支持されている。
The standing portion 23 is provided on the
The pipe 1 is supported by the
枠体30は、構造物2の表面に沿って延在するように該構造物2の表面に一体に固定された部材であって、配管1の延在方向に直交する方向に延在する前枠部31と、前枠部31の両端からそれぞれ配管1の延在方向他方側に向かって延在する一対の側枠部31と、これら側枠部31における配管1の延在方向他方側の端部から互いに近接する方向に延びる一対の後枠部33とを備えている。
The
そして、配管1の延在方向に直交する方向に対向する一対の後枠部33の間は、配管1の延在方向他方側に向かって開口する枠体30内への入口部とされており、上記サポート本体20のベース部21はこの枠体30の表面における入口部に位置するように配置されている。
The space between the pair of
ストッパ40は、上記枠体30に対して一対が取り付けられており、ガイド部41と、ストッパ本体42とを備えている。
ガイド部41は、上記枠体30の一対の側枠部31の内面、即ち、一対の側枠部31における互いに対向する面に設けられている。これら一対のガイド部41は、それぞれ側枠部31の延在方向に延びるレール状をなしている。
A pair of
The
ストッパ本体42は、一対のガイド部41のそれぞれに配管1の延在方向にスライド移動可能に取り付けられている。このストッパ本体42は、ガイド部41を介したスライド移動によって、サポートに対して当接、離間可能とされている。
また、これら一対のストッパ本体42における互いに対向する面の一部は、延在方向一方側に向かうに従って互いに近接する支持面43とされている。そして、ストッパ本体42がサポート本体20に当接する際には、各ストッパ40の支持面43がガイド部41の受圧面22に対して面接触するようになっている。
The stopper
Moreover, a part of the mutually opposing surface in these pair of stopper
コイルバネ50は、一対が設けられており、それぞれ枠体30の内部において一端が前枠部31に固定されるとともに他端がストッパ本体42に固定されている。これによって、コイルバネ50はストッパ本体42を配管1の延在方向他方側に向かって付勢している。
A pair of
保持ボルト60は、枠体30の一対の後枠部33のそれぞれを配管1の延在方向他方側から一方側に向かって挿通するように設けられた一対のボルトであって、回転させることによって配管1の延在方向に進退するように構成されている。これによって、保持ボルト60の先端はストッパ本体42に対して配管1の延在方向他方側から当接、離間可能とされている。
The
次にこのような配管1のサポート構造10を備えたプラントを運転する際におけるサポート構造10の作用について説明する。
まず、プラントの運転前には、保持ボルト60を回転させることで該保持ボルト60の先端を配管1の延在方向一方側に進行させ、ストッパ本体42を押圧させる。これによって、ストッパ40をガイド部41に沿って配管1の延在方向一方側に移動させ、ストッパ本体42をサポート本体20のベース部21から離間させ、ストッパ本体42とのベース部21との間に隙間を形成する。この隙間の寸法は、プラントの運転時に想定される配管1の熱伸び量に応じて設定される。
Next, the operation of the
First, before the operation of the plant, the holding
続いて、プラントの運転が開始されると配管1内部を高温の流体が流通する。これにより、配管1は特にその延在方向に熱伸びし始め、これに伴って、配管1に固定されたサポート本体20が例えばその延在方向一方側に向かって構造物2に対して相対移動する。
Subsequently, when the operation of the plant is started, a high-temperature fluid flows through the inside of the pipe 1. Thereby, especially the piping 1 begins to heat-extend in the extension direction, and in connection with this, the support
そして、プラントの運転が定格運転に到達した際には、保持ボルト60を回転させることにより該保持ボルト60を配管1の延在方向他方側に後退させ、保持ボルト60の先端をストッパ本体42から離間させる。これによって、ストッパ本体42はコイルバネ50の付勢力にしたがって配管1の延在方向他方側に移動し、ストッパ本体42の支持面43がベース部21の受圧面22に面接触する。
When the operation of the plant reaches the rated operation, the holding
このようにして、サポート本体20のベース部21は一対のストッパ本体42によって両側から挟みこまれた状態となり、即ち、サポート本体20はストッパ40を介して伝達されるコイルバネ50の付勢力によって支持された状態となる。
In this manner, the
これによって、プラントの定格運転時に配管1がその延在方向に振動した際には、一対のコイルバネ50の付勢力によって配管1の動きが押さえ付けられる。
さらに、配管1が延在方向に直交する方向に加振された場合であっても、配管1を両側から挟み込むように保持するストッパ本体42によって当該配管1の振動が押さえ付けられる。また、特に本実施形態ではストッパ本体42はガイド部41に取り付けられているため配管1の延在方向に直交する方向の振動は、当該ガイド部41によって機械的に拘束される。
Thus, when the pipe 1 vibrates in the extending direction during rated operation of the plant, the movement of the pipe 1 is suppressed by the biasing force of the pair of coil springs 50.
Further, even when the pipe 1 is vibrated in a direction orthogonal to the extending direction, the vibration of the pipe 1 is suppressed by the
以上のように、本実施形態の配管1のサポート構造10によれば、配管1に高温の流体が流通していない際に保持ボルト60によりストッパ40をサポート本体20から離間して配置することで、配管1に高温の流体が流通した後の当該配管1の熱伸びを許容することができる。
また、配管1が熱伸びした後は、保持ボルト60によるストッパ40の保持を解除することにより、該ストッパ40を介してコイルバネ50の付勢力により確実にサポート本体20を支持することができる。これにより、配管1の固有振動数の低下を回避することができるため、配管1内を流通する流体によって配管1が加振されることはなく、該配管1の振動を抑制することが可能となる。
As described above, according to the
In addition, after the pipe 1 is thermally expanded, the
また、特に本実施形態では、サポート本体20のベース部21における受圧面22が配管1の延在方向に対して傾斜しているため、当該配管1の延在方向及び該延在方向に直交する方向の双方に向かっての配管1の移動をコイルバネ50の付勢力により規制することができる。したがって、配管1に一体に設けられたサポート本体20を構造物2に対して剛に接続させることができる。
In particular, in this embodiment, since the
さらに、本実施形態では、コイルバネ50がストッパ本体42を配管1の延在方向に付勢する構成のため、特に配管1の延在方向への振動をより確実に抑えることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
次に第二実施形態の配管1のサポート構造10について説明する。第二実施形態については第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図3に示すように、第二実施形態のサポート構造10は、ストッパ40、コイルバネ50及び保持ボルト60の配置が第一実施形態と相違している。
Next, the
即ち、第二実施形態のストッパ40におけるガイド部41は、枠体30の前枠部31に対して該前枠部31の延在方向に沿って一対が設けられており、当該ガイド部41に沿ってストッパ本体42が配管1の延在方向に直交する方向にスライド移動可能とされている。
That is, a pair of
また、第二実施形態のコイルバネ50は、それぞれ枠体30の内部において一端が一対の側枠部31のそれぞれに固定されるとともに他端がストッパ本体42に固定されている。これによって、コイルバネ50はストッパ本体42を配管1の延在方向に直交する方向に互いに近接させるように付勢している。
The
さらに、第二実施形態の保持ボルト60は、枠体30の一対の側枠部31のそれぞれを枠体30の外側から内側に向かって配管1の延在方向に直交する方向に挿通するように一対が設けられている。このような保持ボルト60は回転させることにより進退するようになっており、その先端はストッパ40に対して一体に固定されている。
Further, the holding
以上のような第二実施形態の配管1のサポート構造10においても、配管1に高温の流体が流通していない際に保持ボルト60を後退させることでストッパ40をサポート本体20から離間させた状態で保持する。これにより、配管1に高温の流体が流通した後の当該配管1の熱伸びを許容することができる。
Also in the
また、配管1が熱伸びした後は、保持ボルト60によるストッパ40の保持を解除することにより、即ち、コイルバネ50の付勢力に従って保持ボルト60を回転させて前進させることで、ストッパ本体42を介してのコイルバネ50の付勢力により、サポート本体20を挟み込むようにして支持することができる。これによって、第一実施形態同様、配管1の固有振動数の低下を回避することができるため、配管1内を流通する流体に基づく該配管1の振動を抑制することが可能となる。
In addition, after the pipe 1 is thermally expanded, the holding of the
さらに、本実施形態では、コイルバネ50がストッパ本体42を配管1の延在方向に直交する方向に付勢する構成のため、特に配管1の延在方向に直交する方向への振動をより確実に抑えることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば実施形態においては保持ボルト60を備えた配管1のサポート構造10について説明したが、当該保持ボルト60は必ずしも設けなくともよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, unless it deviates from the technical idea of this invention, it is not limited to these, A some design change etc. are possible.
For example, in the embodiment, the
この場合、プラントの運転、非運転時にかかわらず、コイルバネ50の付勢力により付勢されたストッパ本体42がサポート本体20を挟み込むように当接する。よって、配管1が熱伸びした際にはコイルバネ50を圧縮させながらストッパ40が移動することで当該配管1の熱伸びが許容されることになる。また、配管1が熱伸びした後は、圧縮されて付勢力が上昇したコイルバネ50によりサポート本体20を剛に保持することができる。したがって、実施形態同様、配管1の熱伸びを許容しながら配管1の振動を抑えることが可能となる。
In this case, the stopper
また、例えばサポート本体20のベース部21の受圧面22とストッパ本体42の支持面43とは互いに摩擦力が大きくなるように粗面加工が施されていてもよい。これによって、ストッパ本体42によってより強固にベース部21材を支持することができる。
Further, for example, the
さらに、実施形態においては、サポート本体20のベース部21を構造物2の表面に沿った方向の動きを支持する構成としたが、例えば構造物2の表面に垂直な方向への動きを規制する他のストッパ40等を設けてもよい。
Furthermore, in the embodiment, the
また、実施形態においては、保持手段として保持ボルト51を用いた例について説明したが、これに代えてボールネジ機構を用いてストッパ本体42の位置を保持可能としてもよい。
In the embodiment, the example in which the holding bolt 51 is used as the holding means has been described. However, instead of this, the position of the stopper
1 配管
2 被支持部
10 サポート構造
20 サポート本体
21 ベース部
22 受圧面
23 立設部
30 枠体
31 前枠部
32 側枠部
33 後枠部
34 入口部
40 ストッパ
41 ガイド部
42 ストッパ本体
43 支持面
50 コイルバネ
51 保持ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記配管に固定されたサポート本体と、
該サポート本体を両側から挟み込むように該サポート本体に対して当接可能なストッパと、
該ストッパを前記サポート本体に向かって付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする配管のサポート構造。 A pipe support structure for supporting a pipe through which a high-temperature fluid flows with respect to the structure,
A support body fixed to the pipe;
A stopper capable of contacting the support body so as to sandwich the support body from both sides;
A piping support structure, comprising: a biasing member that biases the stopper toward the support body.
前記配管の延在方向他方側に向かって前記ストッパを付勢することを特徴とする請求項2又は3に記載の配管のサポート構造。 The biasing member is
The pipe support structure according to claim 2, wherein the stopper is biased toward the other side in the extending direction of the pipe.
前記配管の延在方向に直交する方向に向かって前記ストッパを付勢することを特徴とする請求項2又は3に記載の配管のサポート構造。 The biasing member is
The pipe support structure according to claim 2 or 3, wherein the stopper is urged toward a direction orthogonal to an extending direction of the pipe.
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