JPH0853955A - 外筒支持型鋼製煙突 - Google Patents

外筒支持型鋼製煙突

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JPH0853955A
JPH0853955A JP18916194A JP18916194A JPH0853955A JP H0853955 A JPH0853955 A JP H0853955A JP 18916194 A JP18916194 A JP 18916194A JP 18916194 A JP18916194 A JP 18916194A JP H0853955 A JPH0853955 A JP H0853955A
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浩 近藤
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元悦 石井
Katsuyuki Hirao
克之 平尾
Yoshihide Murase
良秀 村瀬
Hisatoku Abiru
久徳 阿比留
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地震時の大振動から、風などによる小振動ま
で、効果的に振動抑制する制振支持構造と、外装板とし
てのパネルを構造材として兼用する外装兼構造材用鋼板
壁によって経済的効果の高い外装鋼製煙突を提供する。 【構成】 内筒2の外側に立設された外筒1を有する鋼
製煙突において、振動時に相対変位の生じる前記内筒と
外筒の間に、静的な作用力を受持ち位置決めを行う伸縮
バネ9と、比較的小さい振動外力を受け持つオイルダン
パー5と、比較的大きい振動外力を受け持つ弾塑性ダン
パー6との3要素を組み合わせて平面上並びに高さ方向
の複数箇所に配設すると共に平行動作可能に介装し、振
動外力を低減して制振する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、煙突筒身(内筒)の外
側に立設された外筒を有する鋼製煙突の外装及び制振支
持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の鋼製煙突を示すもので、同
図(a)は外観図、同図(b)は平面図である。図示の
ように、鋼製煙突は、煙突筒身02と、同煙突筒身02
をその周囲から支えるための柱材02aと同柱材02a
間に水平に架け渡された水平材02bと柱材02a間に
斜めに架け渡された斜材02cとからなる普通のトラス
型支持鉄塔01とから構成され、トラス型支持鉄塔01
と煙突筒身02との間には複数高さ位置で柱材02a又
は水平材02bから内側へ伸びる筒身支持部材03が配
設され、煙突筒身02を上下動自在に支持している。
【0003】また、トラス型支持鉄塔01の外側溝面に
は縦、横に外装板(パネル)取付用の下地フレーム等の
2次部材、さらに、外装板取付用のユニットフレーム等
の3次部材が溶接乃至ボルト接合等で固定配列され、同
ユニットフレーム上に外装板が取付けられ鉄塔全面に配
設されている。この外装板は主として美観用の装飾材と
して鉄塔外面に取付けられるもので、構造材としての機
能は持たせていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の鋼製煙突の
制振支持構造では、支持鉄塔と筒身の支持部材に履歴型
ダンパーを取付けて地震時などの比較的大振動に対し作
動して振動エネルギーを吸収し振動を抑制するが、風に
よる振動など比較的小振動には制振効果が生じない。ま
た、このような小振動も連続すると、構造物の場合に
は、材料が疲労して強度が劣化するなどの問題があっ
た。そして、支持鉄塔の外側溝面と装飾用の外装板の間
には、フレーム等の2次部材、3次部材が必要であり、
鋼材や取付工数も多くかかりコスト高となっていた。
【0005】本発明は、このような従来の問題に対し、
地震時の大振動から、風などによる小振動まで、効果的
に振動抑制する制振支持構造と、外装板としてのパネル
を構造材として兼用する外装兼構造材用鋼板壁によって
経済的効果の高い外装鋼製煙突を提供することを目的と
したものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の外筒支持型鋼製煙突は、煙突筒身の外側に
立設された外筒を有する鋼製煙突において、振動時に相
対変位の生じる前記煙突筒身と外筒の間に、静的な作用
力を受持ち位置決めを行う伸縮バネと、比較的小さい振
動外力を受け持つ粘性型ダンパーと、比較的大きい振動
外力を受け持つ履歴型ダンパーとの3要素を組み合わせ
て平面上並びに高さ方向の複数箇所に配設すると共に平
行動作可能に介装し、振動外力を低減して制振する一
方、前記外筒の外面に外装板を外装兼構造材として全面
配設して構成したものである。
【0007】
【作用】本発明では、以上のように構成されているの
で、地震又は風等による振動時に相対変位の生じる外筒
と煙突筒身との間に、平行動作可能に設けた制振手段の
内、粘性型ダンパーは煙突筒身と外筒の間に生じる初期
の小振動を主として減衰させる作用を行ない、履歴型ダ
ンパーは設定したクリアランスを超えた時点で部材の弾
塑性変形による大きな抵抗力を利用して比較的大きい振
動エネルギーを吸収し、振動を抑制する作用を行ない、
そして、伸縮バネは前記両ダンパーと共働してバネの伸
縮力で振動を減衰し、静的な作用力に対して外筒と煙突
筒身の間の応力伝達を行う。 そして、上記3種の作用
が連動することにより、鋼製煙突に生じる小振動から大
振動までの振動を常時連続した振動減衰作用を維持し、
構造物の振動を低減できるようになる。
【0008】また、外筒には、外装板としてのパネルを
構造材として兼用する外装兼構造材用鋼板壁として設け
られ、従来の斜材に代わって外装兼構造材用鋼板壁が構
造材として働き、外力の水平剪断力、あるいは、曲げ変
形力に対向する。この外装兼構造材用鋼板壁によって柱
間を接続する多数の斜材が不要になり鋼製煙突(外筒)
を軽量な構造にすることが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図1〜図6に示す一実施例に
ついて詳細に説明する。図1は図3のI−I矢視方向か
ら見た外筒支持型鋼製煙突の平面図、図2は制振支持構
造部の要部拡大図、図3は外筒支持型鋼製煙突の立面
図、図4は外装板の取付を示す斜視図、図5は図4の外
装板取付の詳細図、図6は鋼製煙突の各種形状を表す図
である。
【0010】図中2は基礎上に直立して設ける煙突筒身
(内筒)、1は内筒の外側に立設された外筒で、振動時
に相対変位を生じる構造体である(図3参照)。図2に
示すように、3は一方の構造体(外筒1)側に設けた剛
性の凸部、4は同凸部3の側部と対向して他の構造体
(内筒2)に突設した剛性の支持体、5は同凸部3と一
方の支持体4間に介装したオイルダンパー即ち、粘性型
ダンパーである。
【0011】弾塑製ダンパー6は、上記凸部3の先端に
突設した設定された部材断面の鋼材または鉛材などの弾
塑性材7と、同弾塑性材7の両側に設定されたクリアラ
ンスをおいて対向する内筒2に突設した剛性のストッパ
ー8、8とから構成されている履歴型ダンパーである。
【0012】図中9は前記凸部3と他方の支持体4間に
介装した伸縮バネであり、初期位置ではバネ力が働かな
い状態に設定され、前記凸部3又は支持体4が振動した
時に伸縮バネ9が伸縮しバネ力が働くようになってい
る。
【0013】オイルダンパー5と、弾塑性ダンパー6
と、伸縮バネ9は夫々図示のように外筒1又は内筒2の
振動で一緒に平行的に作動するように水平面内で直角2
方向に設置する(図1参照)。
【0014】図2において、今、外筒1が図の矢印方向
で示すように右方向へ振動すると、その振動はオイルダ
ンパー5の粘性抵抗及び伸縮バネ9の伸縮力で内筒2を
支持体として減衰される。また、伸縮バネ9は初期位置
へ復帰する力として作用し、位置決めを行ない、静的な
力に有効に働くようになっている。
【0015】さらに、外筒1の右方向への振動が進むと
弾塑性材7がストッパー8に接して破線で示すように曲
げ変形し、その変形時の抵抗力が外筒1の振動を吸収
し、振動を抑制する強い減衰力を作用させる。即ち上記
オイルダンパー5と弾塑性ダンパー6と伸縮バネ9が同
時に一緒に作用することになり、この作用が左右に交互
に働き、外筒1に生じる相対変位振動の小振動から大振
動までの広範囲を減衰し、外筒1の振動を押させるよう
になっている。
【0016】なお、図示例においては、凸部3が外筒1
に設けられ、支持体4とストッパー8が内筒2に設けら
れているが、これらの取付位置を逆転し、凸部3を内筒
2に設け、支持体4とストッパー8を外筒1に設けても
同様の作用効果が得られるものである。
【0017】図3は、上述した制振支持構造を外筒支持
型鋼製煙突の煙突筒身(内筒2)と外筒1との間に適用
した場合を示す。ここでは図1型の支持構造(要部詳細
は図2に示す構造)を符号S1として示す。図1は1つ
の高さの支持平面を示し、制振支持構造S1は平面内で
直角2方向に2組ずつ対称配置され、このような支持構
造S1の配列が図3で示すように内筒2と外筒1の各節
点高さL1〜L5に設けられている。
【0018】次に、図4〜図5により内筒2の外側に立
設された外筒1の構造について説明すると、1aは内筒
2(煙突筒身)の周りに円形状に間隔をおいて立設する
複数のH型断面の柱、1bは複数高さ位置で水平方向に
配設され外周部を前記各柱1aの内側部と溶接乃至ボル
ト結合して取付けられたH型断面のリング、1cは前記
柱1aの外側部に溶接乃至ボルト結合して取付られた鋼
板製の外装板(パネル)で外筒全面に配設されている。
この外装板1cは構造材として兼用する外装兼構造材用
鋼板壁として設けられ、従来の斜材に代わって外装兼構
造材用鋼板壁として働き、外力の水平剪断力、あるいは
曲げ変形力に対向するものである。
【0019】この外装兼構造材用鋼板壁によって斜材が
不要となり外筒を軽量な構造にすることができ、構造材
料及び組立工数を低減できる経済的効果の高い鋼製煙突
ができる。また、この外装板1cはステンレス鋼板製等
の化粧板又は普通鋼板の外面に塗装仕上げ施工等によ
り、外観の美しい煙突(美観煙突を呼ばれる)に仕上げ
られる。
【0020】図6は、上記鋼製煙突の各種形状を示した
もので、同図(a)は外筒1、内筒2からなる鋼製煙突
の概念図。同図(b)〜同図(h)は外筒1の各種形状
と、内筒2の配置を組み合わせた例で、内筒本数も任意
数に設定でき、これら以外にも任意形状が考えられ、デ
ザイン性、景観性を考慮した設計が可能である。すなわ
ち、上記実施例だけでなく任意形状のものに、本発明の
制振支持構造および外装板を適用することができ、それ
による効果も同様に得られるものである。
【0021】本発明の粘性型ダンパーと、履歴型のダン
パーと、伸縮バネの3要素の組合せ構造のものは、振動
外力の低い領域では伸縮バネと粘性ダンパーによる減衰
力が働き、高い振動外力領域で履歴型ダンパーの強い減
衰力が加わり持続して作用するようになり、内筒、外筒
間の相対変位量を少なくし伸縮バネと粘性ダンパーの能
力限界以上の作動を防止し大きい振動外力領域での振動
作用が得られる。そして、バネ定数を適当な値に設定す
ることによって、制振効果を調節し煙突全体の減衰を最
適化することが可能である。
【0022】また、粘性型ダンパーと伸縮バネと、履歴
型ダンパーの3要素を任意に組み合わせて1段乃至複数
段の支持点に設置可能で、低次モードの振動のみが問題
となる風振動や高次モードまでをふくめた地震振動の両
者に対し、効率よく振動を減衰抑制することが可能にな
る。その結果鋼製煙突全体の振動を減少させて安全性を
高め、構造を簡素化、軽量化することが可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、煙突筒
身(内筒)の外側に立設された外筒を有する鋼製煙突に
おいて、請求項1の発明によれば、振動時に相対変位の
生じる前記内筒と外筒の間に、伸縮バネと、比較的小さ
い振動外力を受け持つ粘性ダンパーと、比較的大きい振
動外力を受け持つ履歴型ダンパとの3要素を組み合わせ
て平面上複数箇所に配設すると共に平行動作可能に介装
し、振動外力を低減して制振することによって、上記相
対変位の生じる外筒と内筒間の振動を、粘性形ダンパー
と履歴型ダンパーと伸縮バネの3要素の作用で振動外力
の小さい領域から大きい領域まで連続して減衰し、風や
地震等の振動入力を有効に減衰抑制して煙突全体の安全
性を高め、軽量化することが出来る。
【0024】請求項2の発明によれば、風や地震の振動
特性に合わせて任意に構成できる。
【0025】請求項3の発明によれば、外筒の外装板は
構造材としての機能を兼用しているので、外筒の構造が
簡素化して軽量化でき、経済性効果の高い外装型鋼製煙
突が提供できる効果を奏したものであり、産業上極めて
有益である。
【0026】請求項4の発明によれば、斜材を不要と
し、鋼製煙突の軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての外筒支持型鋼製煙突
の平面図である。
【図2】同じく制振支持構造部の要部拡大図である。
【図3】同じく外筒支持型鋼製煙突の立面図である。
【図4】同じく外装板の取付けを示す斜視図である。
【図5】図4の外装板の取付けの詳細図である。
【図6】同じく鋼製煙突の各種形状を表す図である。
【図7】従来の鋼製煙突の外観図と平面図である。
【符号の説明】
1 外筒 1a 柱 1b リング 1c 外装板(パネル) 2 内筒 3 凸部 4 支持体 5 オイルダンパー(粘性型ダンパー) 6 弾塑性ダンパー(履歴型ダンパー) 7 鋼材または鉛材からなる弾塑性材 8 ストッパー 9 伸縮バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 良秀 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 阿比留 久徳 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 煙突筒身の外側に立設された外筒を有す
    る鋼製煙突において、振動時に相対変位の生じる前記煙
    突筒身と外筒の間に、静的な作用力を受持ち位置決めを
    行う伸縮バネと、比較的小さい振動外力を受け持つ粘性
    型ダンパーと、比較的大きい振動外力を受け持つ履歴型
    ダンパーとの3要素を組み合わせて平面上並びに高さ方
    向の複数箇所に配設すると共に平行動作可能に介装し、
    振動外力を低減して制振することを特徴とする外筒支持
    型鋼製煙突。
  2. 【請求項2】 前記伸縮バネと、粘性型ダンパーと、履
    歴型ダンパーとの構成を、風及び地震の振動特性に合わ
    せて任意に選択し組み合わせたことを特徴とする請求項
    1記載の外筒支持型鋼製煙突。
  3. 【請求項3】 煙突筒身の外側に立設された外筒を有す
    る鋼製煙突において、振動時に相対変位の生じる前記煙
    突筒身と外筒の間に、静的な作用力を受持ち位置決めを
    行う伸縮バネと、比較的小さい振動外力を受け持つ粘性
    型ダンパーと、比較的大きい振動外力を受け持つ履歴型
    ダンパーとの3要素を組み合わせて平面上並びに高さ方
    向の複数箇所に配設すると共に平行動作可能に介装し、
    振動外力を低減して制振する一方、前記外筒の外面に外
    装板を外装兼構造材として全面配設したことを特徴とす
    る外筒支持型鋼製煙突。
  4. 【請求項4】 前記外筒が、高さ方向に配設された複数
    本の柱材と、水平方向に配設されたリング材とを格子状
    骨組みに構成し、同格子状骨組みの外面に前記外装板を
    配設したことを特徴とする請求項3記載の外筒支持型鋼
    製煙突。
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