JP2016166626A - 配管のサポート部材、および、配管の振動低減支持方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧配管などの配管の振動を低減すると共に、設備の運転中であっても施工可能なサポート部材を提供する。【解決手段】サポート部材1は、配管6の端部を被取付部9に固定するための固定用ナット7と前記配管との連結部8に取り付けられるサポート部材であって、配管と当接するよう構成される第1配管当接部21と、固定用ナットと当接するよう構成される第1ナット当接部31と、を有する第1サポート要素部材11と、第1配管当接部と配管を挟んだ対向する位置において配管と当接するよう構成される第2配管当接部22と、第1ナット当接部と固定用ナットを挟んだ対向する位置において固定用ナットと当接するよう構成される第2ナット当接部32とを有する第2サポート要素部材12と、第1配管当接部と第2配管当接部とを相互に固定する締結部材と、を備える。【選択図】図1
Description
本開示は、流体が流れる配管の振動を低減するためのサポート部材と、このサポート部材を用いた配管の振動低減支持方法に関する。
一般に、流体が内部を流れるのに伴って配管は振動するが、特に、高圧配管ではこの振動が顕著となる傾向にある。例えば、発電用ガス・ディーゼルエンジンの燃料噴射管などの高圧配管ではポンプによって加圧された燃料が配管内に供給されるため、高圧の流体によって生じる衝撃荷重は大きく、配管を振動させる力は大きくなる。そして、配管の振動が過大になると、クラックの発生など配管の損傷を引き起こすことがある。
このような配管の振動を低減させるため、特許文献1では、追設したサポート部材や押圧部材によって配管の支柱を支持することで、配管系の固有振動数を変化させて配管の共振を防止し、配管の振動を低減させている。また、特許文献2では、可撓性を有する配管の表面に配管よりも振動減衰率の高い弾性体層を配設し、この弾性体層の表面に、剛性が、配管よりも高く、かつ可撓性を有する剛性体層が配設することで、配管を含めた3層という構成により制振機能を付与している。
しかし、配管の振動が流体による衝撃荷重に起因する場合には、衝撃荷重による振動は広帯域の周波数に跨るため、特許文献1のような共振回避などの対策では十分な振動低減が得られない場合が想定される。同様に、特許文献2の方法では、周波数特性は加味されておらず振動低減効果が十分とはいえない。
また、特許文献1の方法では、サポート部材や押圧部材の設置が空間的に制限される場合が想定される。特許文献2の方法は弾性体層による減衰効果を期待するものであるが、配管が高温となる場合には経年的劣化を考慮するなど、他の課題が生じ得る。その他、配管を太くすることで配管の剛性を高め、振動低減を図るといった対策も考えられるが、コスト高になると共に、運用開始後の対策を実施する場合にはエンジンを停止して行う必要があり、対策が大掛かりとなってしまう。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、高圧配管などの配管の振動を低減すると共に、設備の運転中であっても施工可能なサポート部材を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るサポート部材は、
配管の端部を被取付部に固定するための固定用ナットと前記配管との連結部に取り付けられるサポート部材であって、
前記配管と当接するよう構成される第1配管当接部と、前記固定用ナットと当接するよう構成される第1ナット当接部と、を有する第1サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記配管を挟んだ対向する位置において前記配管と当接するよう構成される第2配管当接部と、前記第1ナット当接部と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットと当接するよう構成される第2ナット当接部とを有する第2サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを相互に固定する締結部材と、を備えることを特徴とするサポート部材。
配管の端部を被取付部に固定するための固定用ナットと前記配管との連結部に取り付けられるサポート部材であって、
前記配管と当接するよう構成される第1配管当接部と、前記固定用ナットと当接するよう構成される第1ナット当接部と、を有する第1サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記配管を挟んだ対向する位置において前記配管と当接するよう構成される第2配管当接部と、前記第1ナット当接部と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットと当接するよう構成される第2ナット当接部とを有する第2サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを相互に固定する締結部材と、を備えることを特徴とするサポート部材。
上記(1)の構成によれば、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材は連結部を挟むようにして組み合わされた後、締結部材によって固定されるよう構成される。より詳細には、サポート部材が連結部に設置された際には、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材は、それぞれの有する配管当接部(第1配管当接部、第2配管当接部)が配管に当接すると共に、それぞれの有するナット当接部(第1ナット当接部、第2ナット当接部)が固定用ナットに当接する状態で連結部に固定される。このように、配管および固定用ナットにサポート部材が固定されることによって配管の剛性を高めることができ、流体通過などに伴う配管の振動を抑制することができる。
また、サポート部材が、第1サポート要素部材と第2サポート要素部材に分割され、連結部を挟むようにして取り付けられるため、サポート部材の設置にあたって運転中の設備を停止・分解する必要はない。このように、設備の運転状態に影響を与えることなく配管に取り付けることができる。さらに、サポート部材は上記の連結部に設置されるため、サポート部材の設置を容易に行うことができる。例えば、振動低減のための他の部材によって配管と地面などの固定部を固定することで振動低減を図る場合にはサポート部材はより大きくなってしまうと共に、適切な設置のための固定部が周囲にない場合には設置自体が困難となるが、上記(1)のサポート部材は連結部へ設置されるため、そのような課題も解決されている。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記第1配管当接部と第1ナット当接部との間、および、前記第2配管当接部と第2ナット当接部との間には、それぞれ、段部が形成されている。
上記(2)の構成によれば、サポート部材は、径の異なる配管と固定用ナットのそれぞれに当接することができ、配管の振動の抑制効果を向上することができる。
前記第1配管当接部と第1ナット当接部との間、および、前記第2配管当接部と第2ナット当接部との間には、それぞれ、段部が形成されている。
上記(2)の構成によれば、サポート部材は、径の異なる配管と固定用ナットのそれぞれに当接することができ、配管の振動の抑制効果を向上することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(2)の構成において、
前記固定用ナットは多角柱の形状を有しており、
前記第1ナット当接部には、前記固定用ナットの前記多角柱を形成する少なくとも1つの側面が当接し、
前記第2ナット当接部には、前記第1ナット当接部が当接する前記側面と対向する前記固定用ナットの他の側面が当接する。
上記(3)の構成によれば、固定用ナットの多角柱を形成する側面のうちの対向する2つの側面が、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材にそれぞれ当接する。これによって、サポート部材を固定用ナットに安定して固定することができる。
前記固定用ナットは多角柱の形状を有しており、
前記第1ナット当接部には、前記固定用ナットの前記多角柱を形成する少なくとも1つの側面が当接し、
前記第2ナット当接部には、前記第1ナット当接部が当接する前記側面と対向する前記固定用ナットの他の側面が当接する。
上記(3)の構成によれば、固定用ナットの多角柱を形成する側面のうちの対向する2つの側面が、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材にそれぞれ当接する。これによって、サポート部材を固定用ナットに安定して固定することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(3)の構成において、
前記締結部材は、ボルトと、前記ボルトに締結されるナットであり、
前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部が対向する方向に前記ボルトが挿入されるためのボルト穴を、さらに備える。
上記(4)の構成によれば、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材は、両者を貫通するボルト穴を用いてボルトとナットの締結によって固定される。これによって、サポート部材のコンパクト化が図れるので、サポート部材の設置される空間が狭い場合であっても設置することができる。
前記締結部材は、ボルトと、前記ボルトに締結されるナットであり、
前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部が対向する方向に前記ボルトが挿入されるためのボルト穴を、さらに備える。
上記(4)の構成によれば、第1サポート要素部材および第2サポート要素部材は、両者を貫通するボルト穴を用いてボルトとナットの締結によって固定される。これによって、サポート部材のコンパクト化が図れるので、サポート部材の設置される空間が狭い場合であっても設置することができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(2)〜(4)の構成において、
前記第1サポート要素部材は、
前記第1配管当接部を有する第1配管用部材と、
前記第1ナット当接部を有する第1ナット用部材と、で形成されており、
前記第1配管用部材と前記第1ナット用部材とは第2締結部材によって相互に固定される。
上記(5)の構成によれば、第1サポート要素部材は、第1配管用部材と第1ナット用部材という別々の部材が第2締結部材によって一体化されて構成されている。これによって、第1配管用部材と第1ナット用部材とを別々に製造することができ、サポート部材の製造コストの低減を図ることができる。
前記第1サポート要素部材は、
前記第1配管当接部を有する第1配管用部材と、
前記第1ナット当接部を有する第1ナット用部材と、で形成されており、
前記第1配管用部材と前記第1ナット用部材とは第2締結部材によって相互に固定される。
上記(5)の構成によれば、第1サポート要素部材は、第1配管用部材と第1ナット用部材という別々の部材が第2締結部材によって一体化されて構成されている。これによって、第1配管用部材と第1ナット用部材とを別々に製造することができ、サポート部材の製造コストの低減を図ることができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
前記第2サポート要素部材は、
前記第2配管当接部を有する第2配管用部材と、
前記第2ナット当接部を有する第2ナット用部材と、で形成されており、
前記第2配管用部材と前記第2ナット用部材とは別の第2締結部材によって相互に固定される。
上記(6)の構成によれば、第2サポート要素部材は、第2配管用部材と第2ナット用部材という別々の部材が第2締結部材によって一体化されて構成されている。これによって、第2配管用部材と第2ナット用部材とを別々に製造することができ、サポート部材の製造コストの低減を図ることができる。
前記第2サポート要素部材は、
前記第2配管当接部を有する第2配管用部材と、
前記第2ナット当接部を有する第2ナット用部材と、で形成されており、
前記第2配管用部材と前記第2ナット用部材とは別の第2締結部材によって相互に固定される。
上記(6)の構成によれば、第2サポート要素部材は、第2配管用部材と第2ナット用部材という別々の部材が第2締結部材によって一体化されて構成されている。これによって、第2配管用部材と第2ナット用部材とを別々に製造することができ、サポート部材の製造コストの低減を図ることができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(6)の構成において、
前記第1ナット当接部は、前記固定用ナットに当接する第1ナット当接面を有し、
前記第2ナット当接部は、前記第1ナット当接面と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットに当接する第2ナット当接面を有し、
前記第1配管当接部は、前記配管の周囲の一部に当接する第1配管当接面を有し、
前記第2配管当接部は、前記1配管当接面が当接する前記配管の周囲の一部を除いた残り部分に当接する第2配管当接面を有する。
上記(7)の構成によれば、サポート部材1は、第1ナット当接面および第2ナット当接面が連結部における固定用ナットに少なくとも部分的に当接し、第1配管当接面と第2配管当接面が連結部における配管の全周に当接するよう構成される。これによって、比較的剛性の高い固定用ナットにサポート部材を強固に固定することができる。これと共に、比較的剛性の小さい配管の当接面積を広く確保しているので、振動によって配管へ作用する配管当接部(第1配管当接部、第2配管当接部)からの荷重が局所的に配管に集中することを防止しながら、配管の振動を低減することができる。さらに、上記(4)の構成と組み合わされた構成においては、第1ナット当接面および第2ナット当接面の法線方向に締結部材のボルトが挿入されるので、ボルトとナットとの締め付け力に応じて、サポート部材の固定用ナットへの固定を強固とすることもできる。
前記第1ナット当接部は、前記固定用ナットに当接する第1ナット当接面を有し、
前記第2ナット当接部は、前記第1ナット当接面と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットに当接する第2ナット当接面を有し、
前記第1配管当接部は、前記配管の周囲の一部に当接する第1配管当接面を有し、
前記第2配管当接部は、前記1配管当接面が当接する前記配管の周囲の一部を除いた残り部分に当接する第2配管当接面を有する。
上記(7)の構成によれば、サポート部材1は、第1ナット当接面および第2ナット当接面が連結部における固定用ナットに少なくとも部分的に当接し、第1配管当接面と第2配管当接面が連結部における配管の全周に当接するよう構成される。これによって、比較的剛性の高い固定用ナットにサポート部材を強固に固定することができる。これと共に、比較的剛性の小さい配管の当接面積を広く確保しているので、振動によって配管へ作用する配管当接部(第1配管当接部、第2配管当接部)からの荷重が局所的に配管に集中することを防止しながら、配管の振動を低減することができる。さらに、上記(4)の構成と組み合わされた構成においては、第1ナット当接面および第2ナット当接面の法線方向に締結部材のボルトが挿入されるので、ボルトとナットとの締め付け力に応じて、サポート部材の固定用ナットへの固定を強固とすることもできる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の構成において、
前記第1ナット当接部は、
前記第1ナット当接面の左側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第1ナット当接面の右側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第2ナット当接部は、
前記第2ナット当接面の左側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第2ナット当接面の右側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第1ナット当接部の前記左側壁面と前記第2ナット当接部の前記右側壁面の少なくとも一方、および、前記第1ナット当接部の前記右側壁面と前記第2ナット当接部の前記左側壁面の少なくとも一方は、前記固定用ナットに当接するよう構成される。
上記(8)の構成によれば、左右の側壁面(左側壁面と右側壁面)に向かう方向への振動抑制効果を向上することができる。
前記第1ナット当接部は、
前記第1ナット当接面の左側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第1ナット当接面の右側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第2ナット当接部は、
前記第2ナット当接面の左側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第2ナット当接面の右側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第1ナット当接部の前記左側壁面と前記第2ナット当接部の前記右側壁面の少なくとも一方、および、前記第1ナット当接部の前記右側壁面と前記第2ナット当接部の前記左側壁面の少なくとも一方は、前記固定用ナットに当接するよう構成される。
上記(8)の構成によれば、左右の側壁面(左側壁面と右側壁面)に向かう方向への振動抑制効果を向上することができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(8)の構成において、
前記第1配管当接部と前記第2配管当接部の当接面は耐フレッティング部材で形成される。
上記(9)の構成によれば、配管の振動によって生じる、第1配管当接部と第2配管当接部から配管が受ける荷重を低減することができ、フレッティング損傷から配管を保護することができる。
前記第1配管当接部と前記第2配管当接部の当接面は耐フレッティング部材で形成される。
上記(9)の構成によれば、配管の振動によって生じる、第1配管当接部と第2配管当接部から配管が受ける荷重を低減することができ、フレッティング損傷から配管を保護することができる。
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(9)の構成において、
前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記固定用ナットよりもヤング率が小さい材料からなる。
上記(10)の構成によれば、サポート部材の剛性が低減されるため、配管の振動により配管当接部の頂部において配管が受ける荷重を低減することができ、配管を保護することができる。
前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記固定用ナットよりもヤング率が小さい材料からなる。
上記(10)の構成によれば、サポート部材の剛性が低減されるため、配管の振動により配管当接部の頂部において配管が受ける荷重を低減することができ、配管を保護することができる。
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(10)の構成において、
前記配管は、小径高圧配管であり
前記被固定部は、前記配管に流体を吐出するポンプである。
上記(10)の構成によれば、固定用ナットによってポンプに固定された小径高圧配管の振動を抑制することができる。
前記配管は、小径高圧配管であり
前記被固定部は、前記配管に流体を吐出するポンプである。
上記(10)の構成によれば、固定用ナットによってポンプに固定された小径高圧配管の振動を抑制することができる。
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記配管はエルボ部を有し、
前記連結部は、前記エルボ部と前記被取付部の間に位置する。
上記(12)の構成によれば、配管内部を流れる流体がエルボ部に衝突することで生じる配管の振動を抑制することができる。
前記配管はエルボ部を有し、
前記連結部は、前記エルボ部と前記被取付部の間に位置する。
上記(12)の構成によれば、配管内部を流れる流体がエルボ部に衝突することで生じる配管の振動を抑制することができる。
(13)本発明の少なくとも一実施形態に係る振動低減支持方法は、
請求項(1)〜(12)のいずれか1項に記載のサポート部材を準備する準備ステップと、
前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材を、前記連結部を挟んで、前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを対向させ、かつ、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部とを対向させて前記連結部に設置する設置ステップと、
前記設置ステップによって前記連結部に設置された前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材とを、前記締結部材によって相互に固定する固定ステップと、
を備える。
上記(13)の構成によれば、上記(1)と同様に、運転中の設備を停止・分解することなく、運転中であってもサポート部材を配管に容易に取り付けることができると共に、サポート部材によって配管の振動を抑制することができる。
請求項(1)〜(12)のいずれか1項に記載のサポート部材を準備する準備ステップと、
前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材を、前記連結部を挟んで、前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを対向させ、かつ、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部とを対向させて前記連結部に設置する設置ステップと、
前記設置ステップによって前記連結部に設置された前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材とを、前記締結部材によって相互に固定する固定ステップと、
を備える。
上記(13)の構成によれば、上記(1)と同様に、運転中の設備を停止・分解することなく、運転中であってもサポート部材を配管に容易に取り付けることができると共に、サポート部材によって配管の振動を抑制することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、高圧配管などの配管の振動を低減すると共に、設備の運転中であっても施工可能なサポート部材が提供される。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1は、本発明の一実施形態に係るサポート部材1の設置状態における断面図である。サポート部材1は配管6の振動低減を図るための部材であり、図1に示されるように、配管6の端部を被取付部9に固定するための固定用ナット7と配管6との連結部8(以下、単に連結部8という)に取り付けられる。図1の例示では、被取付部9の上部に固定用ナット7が立設されており、この立設された固定用ナット7の頂面72から配管が上方に伸びている。なお、この固定用ナット7の頂面72は、平面視における配管6と固定用ナット7との境界の線(一点鎖線で示す境界線82)に一致している。また、上記の配管6は、発電用ガス・ディーゼルエンジンが備える燃料噴射管などの高圧配管であり、筒状の配管6の内部を燃料などの流体が通過する。一方、被取付部9は、この高圧配管(配管6)の内部に燃料を加圧して供給する燃料供給ポンプであり、加圧された燃料は、被取付部9から配管6の伸びる方向に沿って流れる。そして、サポート部材1は、正面視(図1)において、固定用ナット7の頂面72(境界線82)から上方側の配管6および下方側の固定用ナット7のそれぞれの一定の範囲の周囲に設けられている。
サポート部材1は金属(例えば鉄など)で形成されている。また、図1に示されるように、固定用ナット7の立設方向85(図1の2点鎖線で示される固定用ナット7の軸線84の方向)に沿って左右に2つに分割されており、第1サポート要素部材11(図1の例では軸線84の右側)と第2サポート要素部材12(図1の例では軸線84の左側)で構成されている。また、第1サポート要素部材11は、図1に示されるように、連結部8において、配管6と当接するよう構成される第1配管当接部21と、固定用ナット7と当接するよう構成される第1ナット当接部31とを有する。同様に、第2サポート要素部材12は、連結部8において、第1配管当接部21と配管6を挟んだ対向する位置において配管6と当接するよう構成される第2配管当接部22と、第1ナット当接部31と固定用ナット7を挟んだ対向する位置において固定用ナット7と当接するよう構成される第2ナット当接部32とを有する。すなわち、サポート部材1は、第1配管当接部21と第2配管当接部22とを配管6を挟んだ状態で対向させ、かつ、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32とを固定用ナット7を挟んだ状態で対向させた状態(以下、設置状態)で、連結部8に取り付けられる。
言い換えると、図1に示されるように、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12を配管6と固定用ナット7を挟むように組み合せると、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12の内側には、配管6と固定用ナット7とがそれぞれ当接する。この配管6が当接するサポート部材1の部分を有するのが配管当接部2(第1配管当接部21および第2配管当接部22)であり、固定用ナット7に当接するサポート部材1の部分を有するのがナット当接部3(第1ナット当接部31および第2ナット当接部32)となる。そして、図1の例示では、配管当接部2は配管当接面23によって配管6と当接し、ナット当接部3はナット当接面33によって固定用ナット7と当接している。
このようにサポート部材1を連結部8に取り付けるよう構成したのは、以下の理由による。すなわち、配管6の振動時において固定用ナット7の軸線84からの配管6の変位量を実際に測定したところ、図2の黒丸印で示されるように、境界線82より上方の配管6側における変位量86は、境界線82より下方の固定用ナット7側の変位量86よりも小さいことが確認された。また、配管6側では、配管6の境界線82より流体の流方向に進むほど、すなわち、図2の例示では、配管6のエルボ部62に近づくほど変位量86は大きくなる傾向にあり、逆に、固定用ナット7側では変位量86はほとんどない。このことから、固定用ナット7部分のモード比は低く(変形の仕方が小さい)、固定用ナット7の剛性は大きいと捉えることができるので、サポート部材1の固定のための土台として固定用ナット7を利用している。つまり、一般的に、振動時の振幅の小さいものを土台として振幅が大きいものを支持することで振動の低減を図ることが可能である。そこで、サポート部材1は、配管6の振動時の振幅(変位量86)の小さい固定用ナット7を土台とし、この土台(固定用ナット7)にナット当接部を固定する。その一方で、この固定用ナット7に強固に連結されている配管当接部2によって振幅(変位量86)の大きい配管6を支持することで、配管6の振動低減を図っている。
また、設置状態において、サポート部材1の内側には配管6および固定用ナット7が当接するように、配管当接部2およびナット当接部3によって配管6および固定用ナット7の大きさ(太さ)に応じた空間が形成される。そして、幾つかの実施形態では、第1配管当接部21および第2配管当接部22からなる配管当接部2によって形成される空間(配管側空間25)は、配管6との当接面積が大きくなるような形状を有している。すなわち、固定用ナット7に比べて配管6の剛性は小さく、配管6の振動時においてサポート部材1から配管6が受ける単位面積あたりの荷重は、サポート部材1と配管当接部2との当接面積が大きいほど小さくなる。このため、配管側空間25は配管6の外形と同じ形状を有しても良い。例えば、図1例示では配管6が円筒状の形状を有しているため、第1配管当接部21の第1配管当接面23aと第2配管当接部22の第2配管当接面23bとによって円筒状の配管側空間25が形成されている(図3A参照)。そして、設置状態においては、第1配管当接面23aと第2配管当接面23bからなる配管当接面23によって配管6の全周が囲まれて当接される(図3A参照)。ただし、この実施形態には限定されず、他の幾つかの実施形態では、配管側空間25は配管6の外形と同じ形状をしていなくても良く、配管側空間25の端部と配管6とが部分的に当接しても良い。
一方、ナット当接部3によって形成される空間(ナット側空間35)は、固定用ナット7の剛性が比較的高いことから、連結部8において固定用ナット7の一部に当接するような形状であっても良いし(図3B参照)、上記と同様に、固定用ナット7との当接面積が大きくなるような形状であっても良い。
一方、ナット当接部3によって形成される空間(ナット側空間35)は、固定用ナット7の剛性が比較的高いことから、連結部8において固定用ナット7の一部に当接するような形状であっても良いし(図3B参照)、上記と同様に、固定用ナット7との当接面積が大きくなるような形状であっても良い。
締結部材5は、図1、図3A〜図3Bに示されるように、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12とを相互に固定するよう構成される。すなわち、図3Aは、図1に対応したサポート部材1の平面図である。また、図3Bは、図3Aに対応したサポート部材1の、配管6と固定用ナット7の境界線82に沿って切断した切断面を図1のA方向に見た図である。そして、第1配管当接部21と第2配管当接部22とを対向させ、かつ、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32とを対向させた状態(設置状態)で、締結部材5は設置されている。より詳細には、図1、図3A〜図3Bに示されるように、第1配管当接部21および第2配管当接部22は、それぞれ、配管当接面23を有する配管当接基部24と、締結部材5が取り付けられる締結部材取付部4を有している。また、第1ナット当接部31および第2ナット当接部32は、それぞれ、ナット当接面33を有するナット当接基部24と、締結部材5が取り付けられる締結部材取付部4を有している。これらの配管当接部2およびナット当接部3の有する締結部材取付部4に締結部材5が取り付けられることによって、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12が相互に固定される。
図1、図3A〜図3Bの例示では、設置状態においては、第1配管当接部21と第2配管当接部22が対向することでそれぞれの締結部材取付部4の要素対向面41同士が当接し、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32が対向することで、それぞれの締結部材取付部4の要素対向面41同士が当接している。より具体的には、各当接部(21、22、31、32)のそれぞれから対向する相手側に方向(対向方向87)に向かって左側を左側締結部材取付部4l、右側を右側締結部材取付部4rとすると、第1配管当接部21の左側締結部材取付部4lと第2配管当接部22の右側締結部材取付部4rの要素対向面41同士が当接し、第1配管当接部21の右側締結部材取付部4rと第2配管当接部22の左側締結部材取付部4lの要素対向面41同士が当接している。同様に、第1ナット当接部31の左側締結部材取付部4lと第2ナット当接部32の右側締結部材取付部4rの要素対向面41同士が当接し、第1ナット当接部31の右側締結部材取付部4rと第2ナット当接部32の左側締結部材取付部4lの要素対向面41同士が当接している。
また、図1、図3A〜図3Bの例示では、締結部材5は、ボルト5bとナット5nである。また、図1、図3A〜図3Bの例示では、締結部材取付部4は、配管当接基部24およびナット当接基部34の両側にそれぞれ設けられると共に、対向方向87に延在する(伸びる)ボルト5bが挿入されるためのボルト穴42を有している。そして、設置状態において互いに対向する2組の締結部材取付部4のボルト穴42が直線状に配置される。具体的には、第1配管当接部21の左側締結部材取付部4lのボルト穴42と、第2配管当接部22の右側締結部材取付部4rのボルト穴42とが直線状に配置される。同様に、第1配管当接部21の右側締結部材取付部4rのボルト穴42と、第2配管当接部22の左側締結部材取付部4lのボルト穴42とが直線状に配置される。ナット当接部3でも同様に、第1ナット当接部31の左側締結部材取付部4lのボルト穴42と、第2ナット当接部32の右側締結部材取付部4rのボルト穴42とが直線状に配置され、第1ナット当接部31の右側締結部材取付部4rのボルト穴42と、第2ナット当接部32の左側締結部材取付部4lのボルト穴42とが直線状に配置される。
そして、ボルト5bは、設置状態において上記の通り直線状に配置される2つのボルト穴42にそれぞれ挿入される。図1、図3A〜図3Bの例示では、第1配管当接部21および第2配管当接部22の両側の締結部材取付部4をそれぞれ貫通するボルト5b(合計2本)と、第1ナット当接部31および第2ナット当接部32の両側の締結部材取付部4をそれぞれ貫通するボルト5b(合計2本)の合計4本のボルト5bが用いられており、し、各ボルト5bは貫通し先でそれぞれナット5nと締結されている。すなわち、ボルト5bとナット5nの4組によって締結部材5が構成されている。また、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12は、配管当接部2側の2か所とナット当接部3側の2か所の合計4か所において相互に固定されている。
なお、上記の実施形態では、ボルト5bとナット5nの組の数は4つであるが、他の幾つかの実施形態では、ボルト5bとナット5nの組の数は2つであっても良く、この場合には、配管当接部2とナット当接部3の立設方向85における中央付近に設けても良い。その他の幾つかの実施形態では、4組以上により締結部材5が構成されても良い。
また、締結部材5は、ボルト5bとナット5nで構成される上記の実施形態には限定されず、他の幾つかの実施形態では、締結部材5は、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を軸線84の方向から締結部材取付部4において挟むような部材であっても良いし、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を締結部材取付部4において溶接などによって固定しても良い。
また、締結部材5は、ボルト5bとナット5nで構成される上記の実施形態には限定されず、他の幾つかの実施形態では、締結部材5は、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を軸線84の方向から締結部材取付部4において挟むような部材であっても良いし、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を締結部材取付部4において溶接などによって固定しても良い。
このような構成を有するサポート部材1が配管6に取り付けられた際の配管の振動低減効果について図4を用いて説明する。
図4は、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(例えば、振幅や変位量86)を、振動の周波数に対してプロットした図である。図4に示されるように、グラフの形状は、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(縦軸)が最大となるピーク値を中心に、周波数(横軸)に対して山なりの形状をしている。つまり、配管6の振動は、多数の周波数(振動数)を有する振動が合成されたものとなっている。そして、サポート部材1を連結部8に取り付けた場合(実線)の方が、サポート部材1の取り付けがない場合に比べて上記のピーク値が低減されていると共に、上記の山なりの形状が全体的に小さくなっている。このように、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(縦軸)はサポート部材1の設置により低減されおり、サポート部材1によって配管6の振動の低減が実現されている。なお、図4の例示では、配管6の振動の大きさの単位はmm/Nであり、配管6の振動の周波数はHzとして示されている。
図4は、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(例えば、振幅や変位量86)を、振動の周波数に対してプロットした図である。図4に示されるように、グラフの形状は、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(縦軸)が最大となるピーク値を中心に、周波数(横軸)に対して山なりの形状をしている。つまり、配管6の振動は、多数の周波数(振動数)を有する振動が合成されたものとなっている。そして、サポート部材1を連結部8に取り付けた場合(実線)の方が、サポート部材1の取り付けがない場合に比べて上記のピーク値が低減されていると共に、上記の山なりの形状が全体的に小さくなっている。このように、単位荷重あたりの配管6の振動の大きさ(縦軸)はサポート部材1の設置により低減されおり、サポート部材1によって配管6の振動の低減が実現されている。なお、図4の例示では、配管6の振動の大きさの単位はmm/Nであり、配管6の振動の周波数はHzとして示されている。
上記の構成によれば、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12は連結部8を挟むようにして組み合わされた後、締結部材5によって固定されるよう構成される。より詳細には、サポート部材1が連結部8に設置された際には、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12は、それぞれの有する配管当接部2(第1配管当接部21、22)が配管6に当接すると共に、それぞれの有するナット当接部3(31、32)が固定用ナット7に当接する状態で連結部8に固定される。このように、配管6および固定用ナット7にサポート部材1が固定されることによって配管6の剛性を高めることができ、流体通過などに伴う配管6の振動を抑制することができる。
また、サポート部材1が、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12に分割され、連結部8を挟むようにして取り付けられるため、サポート部材1の設置にあたって運転中の設備を停止・分解する必要はない。このように、設備の運転状態に影響を与えることなく配管6に取り付けることができる。さらに、サポート部材1は上記の連結部8に設置されるため、サポート部材1の設置を容易に行うことができる。例えば、振動低減のための他の部材によって配管6と地面などの固定部を固定することで振動低減を図る場合にはサポート部材1はより大きくなってしまうと共に、適切な設置のための固定部が周囲にない場合には設置自体が困難となるが、上記のサポート部材1は連結部8へ設置されるため、そのような課題も解決されている。
また、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12は、両者を貫通するボルト穴42を用いてボルト5bとナット5nの締結によって固定される場合には、サポート部材1のコンパクト化が図れるので、サポート部材1の設置される空間が狭い場合であっても設置することができる。
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、固定用ナット7の径と配管6の径とは異なっている。このような場合には、これらの径の大きさに応じて、第1配管当接部21および第2配管当接部22からなる配管当接部2によって形成される空間(配管側空間25)の径と、第1ナット当接部31および第2ナット当接部32からなるナット当接部3によって形成される空間(ナット側空間35)の径とが異なっても良い。図1、図3A〜図3Bの例示では、配管6の径は固定用ナット7の径よりも小さいため、配管側空間25の径はナット側空間35の径よりも小さい。そして、配管当接部2とナット当接部3の間には、相対的に径の小さい配管当接部2と相対的に径の大きい配管当接部3を連結するための段差である段部15が形成されても良い。この段部15によって、サポート部材1は、径の異なる配管6と固定用ナット7のそれぞれに当接することができるよう構成されている。上記の構成によれば、サポート部材1は、径の異なる配管6と固定用ナット7のそれぞれに当接することができ、配管6の振動の抑制効果を向上することができる。
また、他の幾つかの実施形態では、図1、図3Bに示されるように、固定用ナット7は多角柱の形状を有している。そして、第1ナット当接部31には、固定用ナット7の多角柱を形成する少なくとも1つの側面(第1側面73)が当接し、第2ナット当接部32には、第1ナット当接部31に当接する側面と対向する固定用ナット7の他の側面(第2側面74)が当接する。図1や図3Bの例示では、固定用ナット7は6角柱の形状をしている。そして、この6角柱の対向する左右の2つの側面は互いに平行であり、この2つの対向面が少なくともナット当接部3に当接している。具体的には、右側の側面(第1側面73)が第1ナット当接部31に当接し、左側の側面(第2側面74)が第2ナット当接部32に当接している(図3B参照)。このように、固定用ナット7の多角柱を形成する側面のうちの対向する2つの側面が、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12にそれぞれ当接する。これによって、サポート部材1を固定用ナット7に安定して固定することができる。なお、この実施形態には限定されず、他の実施形態では、固定用ナット7は3以上の多角柱であっても良いし、円柱であっても良い。
図1、図3A〜図3Bに示される実施形態では、第1配管当接部21および第1ナット当接部31は、第1サポート要素部材11として一体として形成されている。
他の幾つかの実施形態では、図5A〜図6に示されるように、第1サポート要素部材11は、第1配管当接部21を有する第1配管用部材26aと、第1ナット当接部21を有する第1ナット用部材36aと、で形成されている。また、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとは第2締結部材52によって相互に固定されることで、第1サポート要素部材11が形成される。すなわち、図5Aは、幾つかの実施形態に係る配管用部材26の平面図であり、図5Bはナット用部材36の平面図である。また、図6は、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとが第2締結部材52で締結されて形成された第1サポート要素部材11を図5A〜図5BのBB´に沿って切断した断面図である。このように、第1サポート要素部材11は、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aと、これらの両者を相互に固定する第2締結部材52によって構成されている。
他の幾つかの実施形態では、図5A〜図6に示されるように、第1サポート要素部材11は、第1配管当接部21を有する第1配管用部材26aと、第1ナット当接部21を有する第1ナット用部材36aと、で形成されている。また、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとは第2締結部材52によって相互に固定されることで、第1サポート要素部材11が形成される。すなわち、図5Aは、幾つかの実施形態に係る配管用部材26の平面図であり、図5Bはナット用部材36の平面図である。また、図6は、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとが第2締結部材52で締結されて形成された第1サポート要素部材11を図5A〜図5BのBB´に沿って切断した断面図である。このように、第1サポート要素部材11は、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aと、これらの両者を相互に固定する第2締結部材52によって構成されている。
図5A〜図6の例示では、第2締結部材52は第2ボルト52bと、この第2ボルト52bに締結される第2ナット52nである。そして、第2ボルト52bは、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとを立設方向85で貫通している。より具体的には、第1配管用部材26aは、配管当接基部24と、その両側の締結部材取付部4(左側締結部材取付部4l、右側締結部材取付部4r)とで構成されている。一方、第1ナット用部材36aは、ナット当接基部34と、その両側の締結部材取付部4(左側締結部材取付部4l、右側締結部材取付部4r)とで構成されている。また、上記の配管当接基部24と上記のナット当接基部34には、第ボルト52bが挿入されるための第2ボルト穴27を有している。そして、配管用部材26の第2ボルト穴27は、図5Aの例示では、設置状態における平面視において、配管側空間25を挟んで対向するように、第1配管用部材26aおよび第2配管用部材26bにそれぞれ設けられている。また、ナット用部材36の第2ボルト穴27は、図5Bの例示では、設置状態における平面視において、ナット側空間35を挟んで対向するように、第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bにそれぞれ設けられている。
そして、設置状態においては、第1配管用部材26aの配管当接基部24と第1ナット用部材36aの配管当接基部24とが当接する。同様に、第1配管用部材26aの左側締結部材取付部4lと第1ナット用部材36aと左側締結部材取付部4lが当接し、第1配管用部材26aの右側締結部材取付部4rと第1ナット用部材36aの右側締結部材取付部4rとが当接するように配置される(図6参照)。この際、配管当接基部24の第2ボルト穴27とナット当接基部34の第2ボルト穴27は直線状に配置されている。この直線状に配置された2つの第2ボルト穴27に第2ボルト52bが挿入され、第2ナット52nと締結されることで両者が固定される。図6の例示では、第1配管用部材26a側から第2ボルト52bが挿入されることで第1配管用部材26aに第2ボルト52bの頭部が位置し、第1ナット用部材36a側に第2ナット52nが位置している。
なお、上記の実施形態では、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとは、それぞれ、配管当接基部24および締結部材取付部4で当接しているが、これには限定されない。他の幾つかの実施形態では、配管当接基部24および締結部材取付部4の少なくとも一部で当接しても良い。例えば、両者の配管当接基部24の少なくとも一部同士は当接し、両者の締結部材取付部4同士では当接していなくても良い。逆に、両者の締結部材取付部4の少なくとも一部同士は当接し、両者の配管当接基部24同士は当接していなくても良い。
また、第2締結部材52は、第2ボルト52bと第2ナット52nに限定されず、第1配管用部材26aおよび第1ナット用部材36aを、締結部材取付部4のところで挟んで固定するような部材であっても良いし、溶接によって締結部材取付部4のところで固定するものであっても良い。
また、第2締結部材52は、第2ボルト52bと第2ナット52nに限定されず、第1配管用部材26aおよび第1ナット用部材36aを、締結部材取付部4のところで挟んで固定するような部材であっても良いし、溶接によって締結部材取付部4のところで固定するものであっても良い。
上記の構成によれば、第1サポート要素部材11は、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aという別々の部材が第2締結部材52によって一体化されて構成されている。これによって、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとを別々に製造することができ、サポート部材1の製造コストの低減を図ることができる。
また、他の幾つかの実施形態では、第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとで第1サポート要素部材11を形成することに加えて、図5A〜図5Bに示されるように、第2配管用部材26bと第2ナット用部材36bとで第2サポート要素部材12を形成しても良い。すなわち、サポート部材1は、第1サポート要素部材11を構成する第1配管用部材26aおよび第1ナット用部材36aと、第2サポート要素部材12を構成する第2配管用部材26bと、第2ナット用部材36bとを含むように構成される。この場合の第2サポート要素部材12の構成は、上述の第1配管用部材26aと第1ナット用部材36aとからなる第1サポート要素部材11と同様となるので、説明を省略する。
上記の構成によれば、第2サポート要素部材12も、第2配管用部材26bと第2ナット用部材36bという別々の部材が第2締結部材52によって一体化されて構成されている。これによって、第2配管用部材26bと第2ナット用部材36bとを別々に製造することができ、サポート部材1の製造コストの低減を図ることができる。
上記の構成によれば、第2サポート要素部材12も、第2配管用部材26bと第2ナット用部材36bという別々の部材が第2締結部材52によって一体化されて構成されている。これによって、第2配管用部材26bと第2ナット用部材36bとを別々に製造することができ、サポート部材1の製造コストの低減を図ることができる。
また、他の幾つかの実施形態では、図5A〜図5Bに示されるように、第1ナット当接部31は、固定用ナット7に当接する第1ナット当接面33aを有する。また、第2ナット当接部32は、第1ナット当接面33と固定用ナット7を挟んだ対向する位置において固定用ナット7に当接する第2ナット当接面33bを有する。一方、第1配管当接部21は、配管6の周囲の一部に当接する第1配管当接面23aを有する。また、第2配管当接部22は、第1配管当接面23が当接する配管6の周囲の一部を除いた残り部分に当接する第2配管当接面23bを有する。
すなわち、例えば、図5Bに示されるように、第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bはコの字状(凹状)の形状をしており、コの字状の窪みの部分が固定用ナット7と当接するナット当接面33となっている。また、ナット当接面33の両端部からは側壁面38が、ナット当接面33の法線方向(対向方向87)方向に伸びている。より具体的には、第1ナット用部材36aの第1ナット当接面33aの両端部には、相手側(第2ナット用部材36b)を見たときの右側の端部に位置する右側壁面38rと、その左側の端部に位置する左側壁面38lとがそれぞれ設けられている。他方、第2ナット用部材36bの第2ナット当接面33bの両端部には、相手側(第1ナット用部材36a)を見たときの右側の端部に位置する右側壁面38rと、その左側の端部に位置する左側壁面38lとがそれぞれ設けられている。なお、上記は図5Bを用いて説明したが、図3Bの場合も同様となる。
そして、設置状態においては、図5Bに示されるように、第1ナット用部材36aの左側壁面38lと第2ナット用部材36bの右側壁面38rとが並び、第1ナット用部材36aの右側壁面38rと第2ナット用部材36bの左側壁面38lとが並ぶよう構成される。図5Bの例示においては、第1ナット用部材36aと第2ナット用部材36bとの対応する側壁面38は平面視において直線状に当接して並んでいる。また、第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bのそれぞれの側壁面38(右側壁面38r、左側壁面38l)は固定用ナット7に当接していない。なお、図5Bの例示では、それぞれの側壁面38はナット当接面33(第1ナット当接面33aや第2ナット当接面33b)からほぼ垂直に伸びると共に、直線状に並ぶ相手側の面と当接しているが、これには限定されない。他の幾つかの実施形態では、それぞれの側壁面38とナット当接面33のなす角度は、90度以上であっても良いし、90度以下であっても良い。また、他の幾つかの実施形態では、各側壁面とナット当接面33のなす角度には関係なしに、2つの側壁面38が並ぶ際には、両者は当接していなくても良い。
一方、配管6は、例えば、図5Aの例示では円筒状であり、第1配管当接部21と第2配管当接部22のそれぞれの配管当接面23は平面視において半円状の形状をしている。そして、設置状態においては、第1配管当接部21の半円状の配管当接面23と第2配管当接部22の半円状の配管当接面23によって、円筒状の配管側空間25が形成されている。また、配管6がこの円筒状の空間に設置された際には、配管当接面23によって形成される円筒状の空間の表面が配管6に当接するよう構成されている。
なお、上述した第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bはコの字状の形状をしているが、この形状には限定されない。例えば、図7Aに示されるように、コの字状の第1ナット用部材36aと直線状の第2ナット用部材36bとを組み合わせることによって、平面視で四角形のナット当接部3(ナット用部材36)が形成されても良い。また、図7Bに示されるように、第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bを直線状の部材とし、その直線状の両端同士をボルト5bとナット5nからなる締結部材5によって固定しても良い。この場合には、図7Bに例示されるナット側空間35は、相互に平行な第1ナット用部材36aおよび第2ナット用部材36bと、相互に平行なボルト5bとが井桁状に組み合わされることで、平面視で四角形の形状をしている。
また、図1、図3A〜図3B、図5A〜図5B、図6、図7A〜図7Bに示される実施形態では、第1配管当接部21と第2配管当接部22の間、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32の間で、それぞれの締結部材取付部4の要素対向面41同士は当接しているが、他の幾つかの実施形態では、要素対向面同士は図7Bのように当接していなくても良い。
また、図1、図3A〜図3B、図5A〜図5B、図6、図7A〜図7Bに示される実施形態では、第1配管当接部21と第2配管当接部22の間、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32の間で、それぞれの締結部材取付部4の要素対向面41同士は当接しているが、他の幾つかの実施形態では、要素対向面同士は図7Bのように当接していなくても良い。
上記の構成によれば、サポート部材1は、第1ナット当接面33aおよび第2ナット当接面33bが連結部における固定用ナットに少なくとも部分的に当接し、第1配管当接面23aと第2配管当接面23bが連結部8における配管6の全周に当接するよう構成される。これによって、比較的剛性の高い固定用ナット7にサポート部材1を強固に固定することができる。これと共に、比較的剛性の小さい配管6の当接面積を広く確保しているので、振動によって配管6へ作用する配管当接部2(第1配管当接部21、第2配管当接部22)からの荷重が局所的に配管6に集中することを防止しながら、配管6の振動を低減することができる。さらに、図3B、図5B、図7A〜図7Bのように、第1ナット当接面および第2ナット当接面の法線方向に締結部材5ボルト5bが挿入されるので、ボルト5bとナット5nとの締め付け力に応じて、サポート部材1の固定用ナット7への固定を強固とすることもできる。
また、図3B、図5B、図7A〜図7Bに示される実施形態では、上記に説明した通り、第1ナット当接部31は、第1ナット当接面33aの左側の端部から第1ナット当接面33aの法線方向に伸びる左側壁面38lと、第1ナット当接面33aの右側の端部から第1ナット当接面33aの法線方向に伸びる右側壁面38rと、を有する。また、第2ナット当接部32は、第2ナット当接面33bの左側の端部から第2ナット当接面33bの法線方向に伸びる左側壁面38lと、第2ナット当接面33bの右側の端部から第2ナット当接面33bの法線方向に伸びる右側壁面38rと、を有する。そして、この構成において、ナット当接部3(ナット用部材36)の側壁面38(左側壁面38lと右側壁面38r)には、固定用ナット7の側面は当接していない。
他の幾つかの実施形態では、図8A〜図8Bに示されるように第1ナット当接部31の左側壁面38lと第2ナット当接部32の右側壁面38rの少なくとも一方、および、第1ナット当接部31の右側壁面38rと第2ナット当接部32の左側壁面38lの少なくとも一方は、固定用ナット7に当接するよう構成される。
他の幾つかの実施形態では、図8A〜図8Bに示されるように第1ナット当接部31の左側壁面38lと第2ナット当接部32の右側壁面38rの少なくとも一方、および、第1ナット当接部31の右側壁面38rと第2ナット当接部32の左側壁面38lの少なくとも一方は、固定用ナット7に当接するよう構成される。
例えば、図8Aの例示では、固定用ナット7は6角柱の形状をしている。そして、平面視において固定用ナット7の6角形の左右の平行な辺は、設置状態において、第1ナット用部材36aの第1ナット当接面33aと第2ナット用部材36bの第2ナット当接面33bのそれぞれに当接している。さらに、この第1ナット当接面33a当接している固定用ナット7の1辺の両端部に連なる固定用ナット7の2辺と、この2辺にそれぞれ連なると共に、第2ナット当接面33b当接している固定用ナット7の1辺の両端部にそれぞれ連なる固定用ナット7の2辺とによって形成される2つの頂点は、左側壁面38lおよび右側壁面38rによって形成される側壁面38にそれぞれ当接している。
一方、図8Bの例示では、固定用ナット7は四角柱の形状をしており、設置状態において、この四角柱の4つの側面は、それぞれ、ナット当接面33、または、左側壁面38lおよび右側壁面38rによって形成される側壁面38に当接している。なお、図8Bでは、固定用ナット7は四角柱の形状をしているが、これには限定されず、ナット当接部3の側壁面38と固定用ナット7とが面状に当接すれば、8角柱などの他の形状でも良い。この構成によれば、左右の側壁面38(左側壁面38lと右側壁面38r)に向かう方向への振動抑制効果を向上することができる。
一方、図8Bの例示では、固定用ナット7は四角柱の形状をしており、設置状態において、この四角柱の4つの側面は、それぞれ、ナット当接面33、または、左側壁面38lおよび右側壁面38rによって形成される側壁面38に当接している。なお、図8Bでは、固定用ナット7は四角柱の形状をしているが、これには限定されず、ナット当接部3の側壁面38と固定用ナット7とが面状に当接すれば、8角柱などの他の形状でも良い。この構成によれば、左右の側壁面38(左側壁面38lと右側壁面38r)に向かう方向への振動抑制効果を向上することができる。
また、他の幾つかの実施形態では、図1、図3A、図5Aに示されるように、第1配管当接部21(第1配管用部材26a)と第2配管当接部22(第2配管用部材26b)の配管当接面23は耐フレッティング部材16で形成される。これは、配管6の振動によって、配管当接部22(配管用部材26)と配管6との間のフレッティングにより、配管6の損傷を防止するためである。例えば、耐フレッティング部材16は銅であっても良く、配管当接部22(配管用部材26)の表面が銅で形成されても良い。なお、配管6の周囲に銅を介在させる構成も、配管当接部22(配管用部材26)の表面を耐フレッティング部材16で形成されることに含まれる。また、熱による経年劣化の問題が想定されない場合などにおいては、耐フレッティング部材16はテフロン(登録商標)であっても良い。この構成によれば、配管6の振動によって生じる、第1配管当接部21と第2配管当接部22から配管6が受ける荷重を低減することができ、フレッティング損傷から配管6を保護することができる。
また、他の幾つかの実施形態では、第1サポート要素部材11および第2サポート要素部材12は、固定用ナット7よりもヤング率が小さい材料からなる。すなわち、サポート部材1の頂部(図1の正面視においてサポート部材1と配管6との境界付近)から配管6側には、配管6の周囲にサポート部材1が存在しない。このため、サポート部材1は剛性が配管6に比べて高すぎる場合には、この頂部における応力が高くなる可能性があり、配管6がこの過大な応力によって損傷する危険性がある。このため、配管6よりもヤング率が小さい材料でサポート部材1を形成することで、このような危険性を低減することができる。なお、この危険性の回避を他の方法により行っても良く、サポート部材1の剛性を低減するためにサポート部材1の断面積を小さくするようにしても良い。例えば、上述のサポート部材1は平面視において四角形をしているが(図3A、図5A参照)、その四角形の4つの角を切り欠くことで断面積を小さくしても良い。この際、ボルト穴42や第2ボルト穴27と上記の切り欠きとの干渉を避けるように、ボルト穴42や第2ボルト穴27を図示のものより内側に平行移動された位置に設けても良い。
上記の構成によれば、サポート部材1の剛性が低減されるため、配管6の振動により配管当接部2の頂部において配管6が受ける荷重を低減することができ、配管6を保護することができる。
また、他の幾つかの実施形態では、図1〜2に示されるように、配管6はエルボ部62を有しており、このエルボ部62と被取付部9の間に連結部8は位置する。図1〜2の例示では、配管6のエルボ部62は、固定用ナット7の軸線84に沿って連結部8を越えて上方に伸びた後に右方向に曲がっており、L字状の形状をしている。このような構成によれば、配管6内部を流れる流体がエルボ部62に衝突することで生じる配管6の振動を抑制することができる。
以下に、サポート部材1の連結部8への設置手順を、図9を用いて説明する。
まず最初に、上述した実施形態のいずれかのサポート部材1を準備する(準備ステップS1)。次に、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を、連結部8を挟んで、第1配管当接部21と第2配管当接部22とを対向させ、かつ、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32とを対向させて連結部8に設置する(設置ステップS2)。その後、設置ステップS2によって連結部8に設置された第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12とを、締結部材5によって相互に固定する(固定ステップS3)。
まず最初に、上述した実施形態のいずれかのサポート部材1を準備する(準備ステップS1)。次に、第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12を、連結部8を挟んで、第1配管当接部21と第2配管当接部22とを対向させ、かつ、第1ナット当接部31と第2ナット当接部32とを対向させて連結部8に設置する(設置ステップS2)。その後、設置ステップS2によって連結部8に設置された第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12とを、締結部材5によって相互に固定する(固定ステップS3)。
なお、第1サポート要素部材11または第2サポート要素部材12の少なくとも一方が配管用部材26とナット用部材36で形成される場合には、それぞれ別々に締結部材5によって連結部8に固定した後に(仮止め固定)、第2締結部材52によって配管用部材26とナット用部材36とを固定しても良い。あるいは、第2締結部材52によって配管用部材26とナット用部材36とを固定した後に、締結部材5によって第1サポート要素部材11と第2サポート要素部材12とを連結部8へ固定しても良い。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
1 サポート部材
11 第1サポート要素部材
12 第2サポート要素部材
15 段部
16 フレッティング部材
2 配管当接部
21 第1配管当接部
22 第2配管当接部
23 配管当接面
23a 第1配管当接面
23b 第2配管当接面
24 配管当接基部
25 配管側空間
26 配管用部材
26a 第1配管用部材
26b 第2配管用部材
27 第2ボルト穴
3 ナット当接部
31 第1ナット当接部
32 第2ナット当接部
33 ナット当接面
33a 第1ナット当接面
33b 第2ナット当接面
34 ナット当接基部
35 ナット側空間
36 ナット用部材
36a 第1ナット用部材
36b 第2ナット用部材
38 側壁面
38l 左側壁面
38r 右側壁面
4 締結部材取付部
4l 左側締結部材取付部
4r 右側締結部材取付部
41 要素対向面
42 ボルト穴
5 締結部材
5b ボルト
5n ナット
52 第2締結部材
52b 第2ボルト
52n 第2ナット
6 配管
62 エルボ部
7 固定用ナット
72 頂面
73 第1側面
74 第2側面
8 連結部
82 配管と固定用ナットの境界線
84 固定用ナットの軸線
85 立設方向
86 変位量
87 対向方向
9 被取付部
11 第1サポート要素部材
12 第2サポート要素部材
15 段部
16 フレッティング部材
2 配管当接部
21 第1配管当接部
22 第2配管当接部
23 配管当接面
23a 第1配管当接面
23b 第2配管当接面
24 配管当接基部
25 配管側空間
26 配管用部材
26a 第1配管用部材
26b 第2配管用部材
27 第2ボルト穴
3 ナット当接部
31 第1ナット当接部
32 第2ナット当接部
33 ナット当接面
33a 第1ナット当接面
33b 第2ナット当接面
34 ナット当接基部
35 ナット側空間
36 ナット用部材
36a 第1ナット用部材
36b 第2ナット用部材
38 側壁面
38l 左側壁面
38r 右側壁面
4 締結部材取付部
4l 左側締結部材取付部
4r 右側締結部材取付部
41 要素対向面
42 ボルト穴
5 締結部材
5b ボルト
5n ナット
52 第2締結部材
52b 第2ボルト
52n 第2ナット
6 配管
62 エルボ部
7 固定用ナット
72 頂面
73 第1側面
74 第2側面
8 連結部
82 配管と固定用ナットの境界線
84 固定用ナットの軸線
85 立設方向
86 変位量
87 対向方向
9 被取付部
Claims (13)
- 配管の端部を被取付部に固定するための固定用ナットと前記配管との連結部に取り付けられるサポート部材であって、
前記配管と当接するよう構成される第1配管当接部と、前記固定用ナットと当接するよう構成される第1ナット当接部と、を有する第1サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記配管を挟んだ対向する位置において前記配管と当接するよう構成される第2配管当接部と、前記第1ナット当接部と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットと当接するよう構成される第2ナット当接部とを有する第2サポート要素部材と、
前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを相互に固定する締結部材と、を備えることを特徴とするサポート部材。 - 前記第1配管当接部と第1ナット当接部との間、および、前記第2配管当接部と第2ナット当接部との間には、それぞれ、段部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサポート部材。
- 前記固定用ナットは多角柱の形状を有しており、
前記第1ナット当接部には、前記固定用ナットの前記多角柱を形成する少なくとも1つの側面が当接し、
前記第2ナット当接部には、前記第1ナット当接部が当接する前記側面と対向する前記固定用ナットの他の側面が当接することを特徴とする請求項1または2に記載のサポート部材。 - 前記締結部材は、ボルトと、前記ボルトに締結されるナットであり、
前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部が対向する方向に前記ボルトが挿入されるためのボルト穴を、さらに備えることを特徴とする請求項3に記載のサポート部材。 - 前記第1サポート要素部材は、
前記第1配管当接部を有する第1配管用部材と、
前記第1ナット当接部を有する第1ナット用部材と、で形成されており、
前記第1配管用部材と前記第1ナット用部材とは第2締結部材によって相互に固定されることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のサポート部材。 - 前記第2サポート要素部材は、
前記第2配管当接部を有する第2配管用部材と、
前記第2ナット当接部を有する第2ナット用部材と、で形成されており、
前記第2配管用部材と前記第2ナット用部材とは別の第2締結部材によって相互に固定されることを特徴とする請求項5に記載のサポート部材。 - 前記第1ナット当接部は、前記固定用ナットに当接する第1ナット当接面を有し、
前記第2ナット当接部は、前記第1ナット当接面と前記固定用ナットを挟んだ対向する位置において前記固定用ナットに当接する第2ナット当接面を有し、
前記第1配管当接部は、前記配管の周囲の一部に当接する第1配管当接面を有し、
前記第2配管当接部は、前記1配管当接面が当接する前記配管の周囲の一部を除いた残り部分に当接する第2配管当接面を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のサポート部材。 - 前記第1ナット当接部は、
前記第1ナット当接面の左側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第1ナット当接面の右側の端部から前記第1ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第2ナット当接部は、
前記第2ナット当接面の左側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる左側壁面と、
前記第2ナット当接面の右側の端部から前記第2ナット当接面の法線方向に伸びる右側壁面と、を有し、
前記第1ナット当接部の前記左側壁面と前記第2ナット当接部の前記右側壁面の少なくとも一方、および、前記第1ナット当接部の前記右側壁面と前記第2ナット当接部の前記左側壁面の少なくとも一方は、前記固定用ナットに当接するよう構成されることを特徴とする請求項7に記載のサポート部材。 - 前記第1配管当接部と前記第2配管当接部の表面は耐フレッティング部材で形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のサポート部材。
- 前記第1サポート要素部材および前記第2サポート要素部材は、前記固定用ナットよりもヤング率が小さい材料からなることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のサポート部材。
- 前記配管は、小径高圧配管であり
前記被固定部は、前記配管に流体を吐出するポンプであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のサポート部材。 - 前記配管はエルボ部を有し、
前記連結部は、前記エルボ部と前記被取付部の間に位置することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のサポート部材。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載のサポート部材を準備する準備ステップと、
前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材を、前記連結部を挟んで、前記第1配管当接部と前記第2配管当接部とを対向させ、かつ、前記第1ナット当接部と前記第2ナット当接部とを対向させて前記連結部に設置する設置ステップと、
前記設置ステップによって前記連結部に設置された前記第1サポート要素部材と前記第2サポート要素部材とを、前記締結部材によって相互に固定する固定ステップと、を備えることを特徴とする配管の振動低減支持方法。
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Cited By (1)
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WO2024059224A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | Scout Surface Solutions, Llc | Support bracket for fluid conduit assembly |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024059224A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | Scout Surface Solutions, Llc | Support bracket for fluid conduit assembly |
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