JP2015143571A - 配管制振システム - Google Patents

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Abstract

【課題】天井から吊持ち支持された配管の振動を防止する配管制振について、大地震の際に配管を損傷することなく配管の振動を有効に防止できるようにする。【解決手段】本発明配管制振システムは、天井に取付けられて配管Ｄの両側部へ配置される縦部材１と、縦部材１に取付けられて配管Ｄの上下部に配置される横部材２とから成り、縦部材１と横部２とが配管Ｄを上下左右方向に間隙を介して非接触状態で囲む枠体を構成した配管制振装置Ａを備え、該配管制振装置Ａを天井から吊持ち支持された配管Ｄの配管ライン（Ｘ軸方向）とこれに直交する方向の配管ライン（Ｙ軸方向）との２つ以上の箇所に設置したことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、天井から吊持ち支持された配管の振動を防止する配管制振システムに係る技術分野に属する。
最近、天井から吊ボルト等で吊持ち支持されているスプリンクラー設備のように、水，消火液等が充填されて重量のある配管が大地震の際に大きな振幅で振動し天井から脱落することも確認された。このため、大地震の際に配管の振動を有効に防止する新たな技術の開発が要望されている。
従来、配管の振動を防止する技術としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１には、配管を天井から吊持ち支持する吊ボルトに構成されたもので、いわゆる３点吊下げ構造からなる技術が記載されている。
特許文献１に係る技術は、配管の振動を３方向から抑制することで、配管の振動を確実に防止しようとするものである。
実用新案登録第３１５２６５６号公報
特許文献１に係る技術では、大地震の際に配管が強く振動すると吊ボルトの吊持点に応力が集中してしまい、配管の一部が損壊してしまうという問題点がある。
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、大地震の際に配管を損傷することなく配管の振動を有効に防止することのできる配管制振システムを提供することを課題とする。
前述の課題を解決するため、本発明に係る配管制振システムは、特許請求の範囲の請求項１〜４に記載の手段を採用する。
即ち、請求項１では、天井に取付けられて配管の両側部へ配置される縦部材と、縦部材に取付けられて配管の上下部に配置される横部材とから成り、縦部材と横部材とが配管を上下左右方向に間隙を介して非接触状態で囲む枠体を構成した配管制振装置を備え、該配管制振装置を天井から吊持ち支持された配管の配管ラインとこれに直交する方向の配管ラインとの２つ以上の箇所に設置したことを特徴とする。
また、請求項２では、天井に取付けられて配管の両側部へ配置される縦部材と、縦部材に取付けられて配管の上下部に配置される横部材とから成り、縦部材と横部材とが配管を上下左右方向に間隙を介して非接触状態で囲む枠体を構成した配管制振装置を備え、該配管制振装置を天井から吊持ち支持された配管と配管の配管ラインとこれに直交する方向に向けて固定された補助管との２つ以上の箇所に設置したことを特徴とする。
また、請求項３では、請求項１または２の配管制振システムにおいて、配管制振装置の縦部材及び横部材長さ方向に多数個の長孔が規則的に形成されていることを特徴とする。
また、請求項４では、請求項１〜３の配管制振システムにおいて、配管制振装置の縦部材と横部材とは配管または補助管に対面する面にクッション材が取付けられていることを特徴とする。
本発明の請求項１に係る配管制振システムは、配管制振装置の縦部材と横部材とが配管を非接触状態で囲むことで、配管の振動の振幅が一定以下の場合には自然の振動を許容し、一定以上に大きくなった場合にのみ振動を抑制する。この結果、配管の振動の振幅が一定以下の場合には、自然の振動による全体的揺れが促され、やがて振動減衰による振動エネルギーの自己吸収作用によって収束され、固定から生じる一部への振動の応力の集中が避けられる。一方、振動が一定以上に大きくなった場合には、振動幅が制限され、大地震等の大きな揺れによる損傷を免れる。
そして、この配管制振装置を配管の配管ラインとこれに直交する方向の配管ラインとの２つ以上の箇所に設置することで、一方の配管ラインに平行する方向から振動が加えられた場合、配管制振装置の枠体が貫通する方向に設けられているため、振動が貫通方向に抜けてしまい、その配管ラインに設けられた制振装置は防止機能を果たさないが、他方の直交する配管ラインに設けられた配管制振装置が上記制振機能を発揮する。逆に、一方の配管ラインに直交する方向から振動が加えられた場合には、この直交する配管ラインに設けられた制振装置は防止機能を果たさないが、平行する配管ラインに設けられた制振装置が機能を発揮する。総じて、互いの弱点がカバーされ、平行方向及び直交方向のいずれの方向から振動が加えられた場合にも、上記非接触枠体による有効な振動防止機能が、常に得られるものとなる。
本発明の請求項２に係る配管制振システムは、上記請求項１で記載された配管制振システムと同様の作用・効果が、天井から吊持ち支持された配管と配管の配管ラインとこれに直交する方向に向けて固定された補助管との２つ以上の箇所に設置されたシステムにおいて実現される。
請求項３として、配管制振装置の縦部材及び横部材長さ方向に形成されている長孔に固定するボルトナットの位置を変化させることで、配管に対する間隙の相互の距離を変化させ、間隙の大きさを微調整することができる。
さらに、請求項４として、配管制振装置の縦部材と横部材とにクッション材が取付けられることで、配管または補助管が縦部材，横部材に接触した際の衝撃が緩衝されるため、縦部材，横部材に接触した配管または補助管の損傷が防止される効果がある。
本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第１例の斜視図である。 図１の要部の正面図である。 図２の中央縦断面図である。 本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第２例の斜視図である。 本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第３例の斜視図である。
以下、本発明に係る配管制振システムを実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第１例を示すものである。
第１例では、図１に示すように、制振対象となる配管Ｄとして、天井等に吊ボルトＥで吊持ち支持されたスプリンクラー設備用配管が示されている。ただし、枝管や散水端末等の詳細は省略されている。
第１例は、配管制振装置Ａ（Ａ１，Ａ２）を配管Ｄの配管ライン（Ｘ軸方向）とこれに直交する方向の配管ライン（Ｙ軸方向）との２つ以上の箇所に設置している。
配管制振装置Ａは、図２，図３に詳細に示されるように、共通のアングル材で形成された縦部材１と横部材２とによって構成されている。
配管制振装置Ａの縦部材１は、断面形状がＬ字形の直交する２つの面１１，１２をもったアングル材からなるもので、面１１，１２の長さ方向には多数個の長孔１３，１４が規則的に形成されている。
この縦部材１は、２本が１組とされ、天井であるＨ型鋼の梁Ｂに長孔１３に係止させたクランプＣで取付けられて、天井から吊ボルト等で吊持ち支持されている配管Ｄの両側部へ配置される。配管Ｄに対面する面１２の配管Ｄに接触する可能性ある部分には、ラバー等からなるクッション材１５が取付けられている。
配管制振装置Ａの横部材２は、断面形状がＬ字形の直交する２つの面２１，２２をもったアングル材からなるもので、面２１，２２の長さ方向には多数個の長孔２３，２４が規則的に形成されている。
この横部材２は、２本が１組とされ、長孔２３，２４（縦部材１の長孔１３，１４を含む）を利用してボルトナット３で縦部材１に取付けられて、配管Ｄの上下部に配置される。配管Ｄに対面する面２２の配管Ｄに接触する可能性ある部分には、ラバー等からなるクッション材２５が取付けられている。
このような配管制振装置Ａの縦部材１，横部材２の取付けは、配管Ｄの新規配設の場合に限られず、既設の配管Ｄに対しても簡単に実施することができる。
取付けられた配管制振装置Ａの縦部材１，横部材２は、配管Ｄを上下左右方向に間隙Ｓを介して非接触状態で囲む枠体を構成することになる。
この間隙Ｓの縦横の大きさは、大略、縦部材、横部材の長さで決定されるが、縦部材及び横部材の長孔を利用したボルトナットの固定位置を変化させることにより、間隙Ｓの大きさを変化させることができ、配管に対する距離を微調整することができる。
第１例によると、配管制振装置Ａの縦部材１と横部材２とが配管Ｄを非接触状態で囲むことで、配管Ｄの振動の振幅が一定以下の場合には自然の振動を許容し、一定値以上の大きな振動となった場合にこれを制御する。この結果、一定幅以下の小さな振動の場合には、自然の振動による全体的揺れが促され、固定から生じる一部への振動の応力の集中が避けられる。即ち、一定幅以下の小さな振動はこれを許容しても、小さな揺れが配管全体に及び、やがて振動減衰による振動エネルギーの自己吸収作用によって収束させることができる。逆に、これを許容することなく固定すると、振動が配管施設中の局所に応力が集中し、一二回の振動には耐えてもそれが繰り返されるとやがて破損に至るおそれがある。
一方、一定値以上の大きな振動の場合にこれを放置すると、振動による揺れ幅が大きくなり、他の施設との強い衝突及び損傷や、吊り下げ具からの脱落が起こり、配管に重大な危険を招く。
そこで、一定間隙を有して縦部材１と横部材２とが配管Ｄを非接触状態で囲む配管制振装置を設けると、振動が一定以上に大きくなった場合、縦部材１及び横部材２で形成された枠体がそれ以上の振動を抑えるように働き、振動幅が一定以下に制限されることで、大地震等の大きな揺れによる損傷を免れる。
なお、縦部材１のクッション材１５と横部材２のクッション材２５とは、縦部材１，横部材２に接触する配管Ｄが損傷するのを防止するのに役立つ。
さらに、配管制振装置Ａの縦部材１，横部材２が配管Ｄを囲む枠体を構成していることから、仮に配管Ｄを吊持ちしている吊ボルト等が破断しても、配管Ｄを下側の横部材２で支えて脱落を防止することができる。
さらに、配管制振装置Ａを配管Ｄの配管ラインの互いに直交する方向の複数箇所に設置してあるため、配管ＤのＸ軸方向，Ｙ軸方向（配管ライン方向）の振動の防止機能のない弱点が互いにカバーされる。この結果、配管Ｄの配管ラインの全体（全方向）について大地震の際に配管Ｄの振動を有効に防止することができる。
例えば、一方の配管ライン（Ｘ軸方向の配管ライン）に平行する方向から振動が加えられた場合に、このＸ軸方向に設けられた配管Ｄに対しては、配管制振装置Ａ１の枠体が貫通する方向に設けられているため、振動が貫通方向に抜けてしまい、これを制振するようには働かない。しかしこの場合、これに直交する方向（Ｙ軸方向）の配管ラインに設けられた配管制振装置Ａ２の枠体が作用し、この振動に対し制振するように働く。
一方、Ｙ軸方向に振動があった場合には、これとは逆の現象が起こり、制振作用の働かない配管制振装置Ａ２に換わって、Ｙ軸と直交方向の配管ラインに配された配管制振装置Ａ１の枠体が該振動を制振するように働く。従って、互いの弱点がカバーされ、Ｘ軸方向又はＹ軸方向のいずれの方向からの振動があっても、上記配管制振装置が有効に機能し、常にこの振動は制振されるものとなる。
補助管が設けられている場合にも同様で、例えば、一方の配管ライン（Ｘ軸方向の配管ライン）に振動があった場合に、その振動に対しては配管制振装置Ａ１はこれを制振するようには働かないが、これに直交する方向（Ｙ軸方向）に向けて固定された補助管に設けられた配管制振装置Ａ２が、この振動に対し制振するように働く。一方、Ｙ軸方向に振動があった場合には、これとは逆の現象が起こり、配管制振装置Ａ２に代わって、Ｙ軸と直交方向の配管ラインに配された配管制振装置Ａ１が該振動を制振するように働く。従って、互いの弱点がカバーされ、いずれの方向からの振動があっても、上記配管制振装置が有効に機能し、常にこの振動は制振されるものとなる。
尚、上下方向への振動があった場合には、本配管制振装置に上記のような弱点はなく、非接触状態で囲んで、縦方向に一定幅以下の小さな振動はこれを許容し、一定値以上の大きな振動となったときこれを制御する作用が有効に機能する。そして、この機能は、本配管制振装置が数多く、全体に分散されて設置されるなら、それだけ均一的な制振機能が発揮される。
図４は、本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第２例を示すものである。
第２例では、配管Ｄと配管Ｄの配管ラインの端末に互いに直交する方向に向けて固定された補助管ｄとに配管制振装置Ａが設置されている。補助管ｄは、管長は短いものの配管Ｄと同様のもので良く、管相互の接続も同様に扱うことができる。補助管は、配管Ｄと同様の管体を短めにして利用できる。
第２例によると、配管制振装置Ａに対しては補助管ｄも実質的に配管Ｄとなることから、配管Ｄが直線状に長く配設されている場合に配管Ｄを無理に延長しなくても本発明を実施することができる。なお、補助管ｄは、配管Ｄと同一径であることが好ましい。
図５は、本発明に係る配管制振システムを実施するための形態の第３例を示すものである。
第３例では、第２例の補助管ｄを配管Ｄの配管ラインの中途部に固定している。
第３例によると、第２例と同様の作用，効果が奏されることに加えて、配管Ｄの配管ラインの端末の壁面等避けて実施することができる利点がある。
以上、図示した各例の外に、配管制振装置Ａの縦部材１を梁Ｂ以外の天井に取付けることが可能である。また、配管制振装置Ａの縦部材１の取付けに際して、クランプＣ以外を使用することも可能である。
さらに、配管制振装置Ａの縦部材１，横部材２を３本以上用意して、上下左右に複数本の配管Ｄが配列されている場合にも対応することが可能である。
本発明に係る配管制振システムは、常時加圧型のスプリンクラーと常時吸引型のスプリンクラーのいずれにも適用できるほか、天井から吊り下げられるタイプの他の配管にも適用が可能である。
１ 縦部材
２ 横部材
Ａ 配管制振装置
Ｂ 梁（天井）
Ｄ 配管
ｄ 補助管
Ｓ 間隙

Claims (4)

  1. 天井に取付けられて配管の両側部へ配置される縦部材と、縦部材に取付けられて配管の上下部に配置される横部材とから成り、縦部材と横部材とが配管を上下左右方向に間隙を介して非接触状態で囲む枠体を構成した配管制振装置を備え、該配管制振装置を天井から吊持ち支持された配管の配管ラインとこれに直交する方向の配管ラインとの２つ以上の箇所に設置したことを特徴とする配管制振システム。
  2. 天井に取付けられて配管の両側部へ配置される縦部材と、縦部材に取付けられて配管の上下部に配置される横部材とから成り、縦部材と横部材とが配管を上下左右方向に間隙を介して非接触状態で囲む枠体を構成した配管制振装置を備え、該配管制振装置を天井から吊持ち支持された配管の配管ラインとこれに直交する方向に向けて固定された補助管との２つ以上の箇所に設置したことを特徴とする配管制振システム。
  3. 請求項１または２の配管制振システムにおいて、配管制振装置の縦部材及び横部材長さ方向に多数個の長孔が規則的に形成されていることを特徴とする配管制振システム。
  4. 請求項１〜３の配管制振システムにおいて、配管制振装置の縦部材と横部材とは配管または補助管に対面する面にクッション材が取付けられていることを特徴とする配管制振システム。
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