JP3679951B2

JP3679951B2 - 制振装置

Info

Publication number: JP3679951B2
Application number: JP24927399A
Authority: JP
Inventors: 善続猫本; 一博松木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP2001074087A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制振装置に係り、特に柱状構造物の定常振動を抑制することの可能な制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプ等の機械的振動、あるいは流体的脈動によって生じる配管の定常的な振動は、配管に繰り返し応力を与えることとなるため種々の方法で抑制される。
図１は従来の制振対策（その１）の説明図であって、主配管１０から分岐する枝管１１の振動を抑制するためにサポート１２が使用される。
【０００３】
図２は従来の制振対策（その２）の説明図であって、主配管１０はダンパ２０を介して固定台２１に固定される。
図３は従来の制振対策（その３）の説明図であって、主配管１０には重り３０と板バネ３１で構成される動吸振器が設置されている。即ち動吸振器は主配管１０の定常振動数と等しい共振振動数を有する１自由度振動系であって、動吸振器が振動することによって主配管１０の振動を抑制する。
【０００４】
図４は従来の制振対策（その４）の説明図であって、柱状構造物４０に取付けられた支持治具４１からバネ４２を介して重り４３が吊り下げられている。重り４３の内側には溝４４が形成されており、溝４４には球４５が挿入されている。そして、柱状構造物４０が振動すると球４５が溝４４の側壁と衝突して振動エネルギを衝突エネルギに変換することにより、柱状構造物４０の振動が抑制される。
【０００５】
さらに、振動エネルギを衝突体の運動エネルギに変換するインパクトダンパについても検討されている(日本機械学会Ｄ＆Ｄ’９７２１世紀のダンピング技術シンポジウム講演論文集)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制振対策（その１）にあっては、サポートを設置するためには主配管１０に取付けバンド１３を設置する必要があるが、配管が入り組んでいる場合には取付けバンド１３の設置が困難であるだけでなく、保守の際には取付けバンド１３を取り外すことが必要である等取扱い上の困難もあった。
【０００７】
また、従来の制振対策（その２）にあっては、ダンパ自体高価格であって経済的に不利であるだけでなく、高温雰囲気においてはダンパ特性が劣化することもあった。
従来の制振対策（その３）にあっては、１つの動吸振器で吸収可能な振動は１方向の振動だけであり水平方向および垂直方向の振動を抑制するためには複数の動吸振器を設置する必要があるだけでなく、主配管の振動数に応じて動吸振器を設計・調整する必要があった。
【０００８】
従来の制振対策（その４）にあっては、球４５の数はさほど多くできないため、十分な制振特性が得られない。
さらに現在検討されているインパクトダンパは、複数個のインパクタ（衝突体）を垂直に積み重ねた形式であり、ある程度振動の振幅が大きくないとインパクタ同士の衝突は発生せず、制振効果が得られない。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、定常振動を効果的に抑制することの可能な制振装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制振装置は、振動体に取り付けられる中空の筐体と、中空の筐体の内部を複数の区画に区切る区切り手段と、区切り手段により区切られた複数の区画のそれぞれの中に移動可能に配置された複数の球と、を具備する。
本発明にあっては、筐体中の複数の区画のそれぞれに移動可能に球が収納されるため、筐体が振動すると、振動エネルギは衝突エネルギに変換される。
【００１１】
第２の発明に係る制振装置は、区切り手段が、隣接する区画内の球同士の衝突を許容するとともに隣接する区画内への前記球の移動を防止する大きさの開口が穿孔された仕切り板である。
第３の発明に係る制振装置は、区切り手段が、隣接する区画内の球同士の衝突を許容するとともに隣接する区画内への球の移動を防止する隙間を有する突部である。
【００１２】
本発明にあっては、各区画の仕切りに開口が穿孔されているため、筐体が振動すると、振動エネルギは球同士の衝突エネルギに変換される。
第４の発明に係る制振装置は、中空の筐体が、中空の筐体の中心に配管を貫通させる貫通孔と、中空の筐体の中心を通る対称軸によって分割される第１および第２の筐体片と、第１および第２の筐体片を開閉自在に対称軸の一端において接続する接続手段と、第１および第２の筐体片を閉状態に固定する固定手段と、で構成される。
【００１３】
本発明にあっては、制振装置は、筐体を開とした状態で貫通孔内に配管を抱き込み、その後筐体を閉状態に固定することによって配管に取付けられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図５は本発明に係る制振装置を具備した配管系の斜視図であって、水平に延伸する主配管５１から垂直上方向に枝管５２が分岐している。枝管５２には弁５３が、そして弁５３の上方に本発明に係る略円盤形状の制振装置５４が設置されている。
【００１５】
図６および７は本発明に係る制振装置の第１の実施形態の水平断面図および縦断面図（Ａ−Ａ断面）であって、円盤状の制振装置５４の筐体５４１の中心に枝管５２が貫通する貫通孔５４０が形成される。制振装置５４の筐体５４１の内部は仕切り板５４２によってほぼ正方形の複数の区画に仕切られており、各部屋に中には各区画の中を自在に移動可能な球５４３が配置される。仕切り板５４２の中央部に球５４３は各区画から隣接する区画には移動しないが、隣接する区画に配置された球との衝突は可能である大きさの開口５４４を穿孔してもよい。
【００１６】
図８および９は本発明に係る制振装置の第２の実施形態の軸直角方向断面図および軸方向縦断面図（Ｂ−Ｂ断面）であって、第１の実施形態における仕切り板に代えて筐体５４１の内側上面および下面に凹凸が形成される。
即ち、上面および下面の凹部５４５に球５４３が配置され、上面および下面の凸部５４６の隙間は球５４３は各部屋から隣接する区画には移動しないが、隣接する区画に配置された球との衝突は可能なように調整される。
【００１７】
従って、枝管５２が振動すると、ある区画に配置された球５４３は各区画内を移動し、隣接する区画に配置された球、仕切り板または凸部、および筐体と衝突を繰り返し、振動エネルギを衝突エネルギに変換して枝管５２の振動を抑制する。
図１０は本発明に係る制振装置の効果の説明図であって、（イ）は制振装置を具備しない場合の弁の振動を、（ロ）は制振装置を具備した場合の弁の振動（ａ）および球の動き（ｂ）を示す。
【００１８】
即ち、制振装置を具備しない場合は弁は大きい振幅で振動する。これに対し、制振装置を具備する場合は球が区画内で移動し球同士が衝突することにより振動エネルギが球の衝突エネルギに変換されるため弁自体の振幅は低減する。
さらに、本発明に係る制振装置によれば、球は各区画に１個づつ配置されて複数の球が一塊とならず、振幅が小さい場合にも球同士の衝突が発生するため、振幅が小さい場合であっても振動を抑制することが可能となる。
【００１９】
図１１は本発明に係る制振装置の第３の実施形態の斜視図であって、筐体５４１は筐体の中心を通る対称軸に沿って２分割され、対称軸の一端に設けられたヒンジ５４５によって開閉自在に接続される。即ち、枝管５２に取付ける際には、筐体５４１を開状態として枝管５２を抱き込み、その後対称軸に関しヒンジ５４７の反対側に設置されたバックル５４８によって、筐体５４１を閉状態に固定して取付けを完了する。
【００２０】
従って、本実施形態によれば制振装置５４の取付けは容易であり、既設の配管に対しても適用することが可能である。
以上、配管の振動を抑制する場合について説明したが、本発明に係る制振装置は橋梁、タワー、クレーン等の柱状構造物の振動の抑制に対しても適用することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
第１の発明に係る制振装置によれば、中空の筐体内の複数の区画のそれぞれに球が配置されて、振動の振幅が小さい場合にも球が区画内で移動し、振動エネルギを衝突エネルギに変換して振動を抑制するので、保守はほとんど必要無くなる。
【００２２】
また、第１の発明に係る制振装置は、構造物の振動数に応じて調整する必要がないため、既設の構造物に対しても容易に適用することができる。
さらに、第１の発明に係る制振装置は、すべて金属で製造することができるので高温の構造物に対しても適用することができる。
第２および第３の発明に係る制振装置によれば、隣接する区画の球が直接衝突するのでより効率的に振動を抑制することが可能となる。
【００２３】
第４の発明に係る制振装置によれば、柱状構造物に簡単に取り付けることができるので、既設の構造物の振動を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の制振対策（その１）の説明図である。
【図２】従来の制振対策（その２）の説明図である。
【図３】従来の制振対策（その３）の説明図である。
【図４】従来の制振対策（その４）の説明図である。
【図５】本発明に係る制振装置を具備した配管系の斜視図である。
【図６】本発明に係る制振装置の第１の実施形態の水平断面図である。
【図７】本発明に係る制振装置の第１の実施形態の縦断面図である。
【図８】本発明に係る制振装置の第２の実施形態の水平断面図である。
【図９】本発明に係る制振装置の第２の実施形態の縦断面図である。
【図１０】本発明に係る制振装置の効果の説明図である。
【図１１】本発明に係る制振装置の第３の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
５４…制振装置
５４０…貫通孔
５４１…筐体
５４２…仕切り板
５４３…球
５４４…開口
５４５…凹部
５４６…凸部
５４７…ヒンジ
５４８…バックル

Claims

振動体に取り付けられる中空の筐体と、
前記中空の筐体の内部を複数の区画に区切る区切り手段と、
前記区切り手段により区切られた複数の区画のそれぞれの中に移動可能に配置される一つの球と、を具備し、
前記区切り手段が、隣接する前記区画内の前記球同士の衝突を許容するとともに隣接する前記区画内への前記球の移動を防止する大きさの開口が穿孔された仕切り板である制振装置。
振動体に取り付けられる中空の筐体と、
前記中空の筐体の内部を複数の区画に区切る区切り手段と、
前記区切り手段により区切られた複数の区画のそれぞれの中に移動可能に配置される一つの球と、を具備し、
前記区切り手段が、隣接する前記区画内の前記球同士の衝突を許容するとともに隣接する前記区画内への前記球の移動を防止する隙間を有する突部である制振装置。
前記中空の筐体が、
前記中空の筐体の中心に配管を貫通させる貫通孔と、
前記中空の筐体の中心を通る対称軸によって分割される第１および第２の筐体片と、
前記第１および第２の筐体片を開閉自在に対称軸の一方端において接続する接続手段と、
前記第１および第２の筐体片を閉状態に固定する固定手段と、で構成される請求項１または２に記載の制振装置。