JPS5925913B2 - 配管の振動保護装置 - Google Patents

配管の振動保護装置

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JPS5925913B2
JPS5925913B2 JP50049560A JP4956075A JPS5925913B2 JP S5925913 B2 JPS5925913 B2 JP S5925913B2 JP 50049560 A JP50049560 A JP 50049560A JP 4956075 A JP4956075 A JP 4956075A JP S5925913 B2 JPS5925913 B2 JP S5925913B2
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JP
Japan
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piping
balance weight
balance
transmission device
balance beam
Prior art date
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JP50049560A
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English (en)
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JPS50148929A (ja
Inventor
アルブス ペ−タ−
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INTERUATOMU INTAANACHIONAARE ATOOMUREAKUTORUBAU GmbH
Original Assignee
INTERUATOMU INTAANACHIONAARE ATOOMUREAKUTORUBAU GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/16Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets with special provision allowing movement of the pipe
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、外部から加えられる運動により配管に励起さ
れる振動に対してバランスウェイトを設けることにより
配管を保護するとともに配管の自由な膨張を可能にする
装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
大きな温度変化に曝される配管設備部分においては、熱
膨張を妨げないようにできるだけ固定点が少くて済むよ
うに努められている。
この結果、かかる構造は非常に小さい固有振動数を示し
、外部から作用する加速度によって著しい振動とそれに
よる配管の過負荷とを生じるおそれがある。
この加速度は、地面に固定された設備においては例えば
地震によって、船上設備では波によって生ずる。
設備部分を振動から保護するため、補助的にバランスウ
ェイトを設け、このバランスウェイトを約0.5 Hz
以上の振動によってはもはや励振されないように、従っ
て実質上補助的な固定点を形成するように設置すること
は既に知られている。
しかしながら保護すべき配管の寸法が大きい場合には、
このバランスウェイトも非常に大きくなり、設置場所と
重量の所定の条件によってはかかる構想は必ずしも実現
されうるものではない。
更に、例えば配管とバランスウェイトとがそれぞれラッ
クを備え、このラックはバランスビームに回動自在に取
付けられたピニオンとそれぞれ噛合い、その際両ピニオ
ンは互いに固く接続され、伝動装置の変換比がピニオン
の直径差によって規定されるものもあるが、構造が複雑
で保守点検にも難点がある。
更にまた、バランスウェイトを設備の基台上の固定点に
取付けたレバーアームの一端に設け、その他端上にころ
を介して配管の重量が加わるようにした装置も知られて
いる(特公昭37−18676号公報第2図参照)が、
この装置は単に温度上昇の際に配管が膨張できるように
するとともに、これによって生じる回転トルクに対向す
る力が生じるようにしたものである。
従って振動の発止時にこれを減衰する作用効果は得られ
ない。
このためには液圧式の緩衝部材(前掲特許公報第6図参
照)が必要であるが、このため保守点検や修理が困難に
なるおそれがある。
またこの種の装置にはばねを使用しているものもある(
前掲特許公報第3図および第4図参照)が、ばねはその
経年変化により耐熱性、耐放射性が劣化するおそれがあ
り、原子力設備に使用するには不適当である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、外部から作用する衝撃的加速度、特に
地震から配管、とりわけ原子力設備における配管を保護
する装置を提供することにある。
更にこの装置は上述の従来装置の欠点を改良するもので
、バランスウェイトの質量は小さくて済み、狭い場所に
も設置できるとともに構造を簡単化して保守点検が容易
なものでなければならない。
〔発明の構成〕
この目的は本発明によれば、外部から加えられる運動に
より配管に励起される振動に対してバランスウェイトを
設けることにより配管を保護するとともに配管の自由な
熱膨張を可能にするようにした配管の振動保護装置にお
いて、バランスビームの一方のアーム端に配管を、他方
のアーム端にバランスウェイトを摺動自在に取付け、バ
ランスビームを一つの固定点にリンク結合状に支承して
平衡状態におき、バランスビームに一本のレバーと2本
の水平ロンドおよび軸受から成る伝動装置を回動自在に
取付け、配管とバランスウェイトとを伝動装置の水平ロ
ンドにそれぞれリンク結合して伝動装置を介して強制的
に互いに逆方向に動かされるようにするとともに伝動装
置のてこ比を配管とバランスウェイトの質量比に比例さ
せるようにすることにより達成される。
本発明の一実施態様によれば、バランスウェイトはころ
を介してバランスビーム上を摺動できるように案内され
ている。
更に別の実施態様によれば、配管はスラスト軸受を介し
て支持体に支承され、この支持体はバランスビームのフ
ォーク状自由端に摺動可能に支承され、更に支持体には
伝動装置が水平ロンドを介してリンク結合されている。
〔発明の詳細な説明〕
両端が固定された比較的長い配管はその弾性特性からみ
て物理学的には弾性支持された質量Mとみなされる。
本発明によるバランスウェイトの質量を所で示し、これ
らの質量(Mとm)が支持されるバランスビームのアー
ム長をa、bで示し、バランスビームの懸吊点と配管の
両端の固定点(すなわち質量Mのばね支点)とが同一の
方向に且つ同一の距離fだけ変位すると仮定すれば、質
量Mは距離X1、質量mは距離x2だけ変位し、その際
バランスビームはその懸吊点を中心に回動する。
この場合の関係式は ba−)−b x=−X ・−+□・f ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(1’)2 1 a a で与えられる。
更にアームaを介して質量Mに作用する力をPa、アー
ムbを介して質量mに作用する力をPb−Mからの慣性
力をPM−mからの慣性力をPm・同様に弾性力PFで
示すと、力学的平衡条件は次のとおりになる。
Pa+PM+PF・−0・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(2)Pb+Pm=0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(3)P −a=pb−i) ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・(4)P M = −M x ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(5)Pm−mx ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(6)2 Pp−k(xl f) ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(7)但しkはばね定数を示す
それ故絶対運動は 一−CM+(−)2m、l′X′1−kx1=a十b
b 、。
−kf−□・−mf ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(8’)a a 又はr 1=x 1−fの相対運動を考えれば(M+(
−)2m) r1+k r2=(−’ m−M)’f
−(9)a aと
なる。
ここでバランスビームが平衡状態、すなわちbm−aM
であれば、運動fにも拘らず系の何個の部分の相対的変
位は全く生じない。
〔本発明の作用効果〕
上式から明らかなようにバランスウェイトの質す 量mはアーム比−の自乗倍を掛けられて関係式に算入さ
れ、所望の減衰作用をする。
従って両アームの長さの比をできるだけ大きく選定する
場合には比較的小さなバランスウェイトの質量しか必要
でなくなる。
更に外部から与えられた擾乱はアーム比及び質tヒに対
して直線的に減衰される。
この場合配管はビーム系に対する位置を自由に変えるこ
とができ、必要な平衡はこれに対応してバランスウェイ
トを摺動することによって再び作ることができる。
このことは、設備に付加的な器具を取付けるなどの改造
の結果配管の重量ないし固有振動数が変り、そのために
場合によってはバランスウェイトの取付位置を変えて系
の新たな同調を形成する必要がある場合に有利である。
すなわちこれはレバーアームの長さ比を適当に変えるこ
とにより容易に行うことができる。
本発明によれば、配管とバランスウェイトが伝動装置を
介して強制的に互いに逆方向にバランスビーム上を移動
できるように配置されているので、熱膨張の結果ビーム
系内で配管が移動する場合、バランスウェイトの必要な
相当する移動が自動的に行われる。
両アームの長さの比(b−)が大きければ上述の如く小
さなバランスウェイトの質量しか必要でなくなり有利で
あるので、本発明によれば伝動装置のてこ比は配管とバ
ランスウェイトの質量比に比例するようにされる。
これにより伝動装置を介して各質量に変位が生じても系
全体は依然として平衡状態に保たれる。
その際必要なてこ比は水平ロンドのアームの長さを異な
らせることによって容易に規定される。
配管が一方向に変位すると、レバーも同様に変位し、バ
ランスウェイトは強制的に逆方向に運動せしめられ、そ
の結果ビーム系の平衡状態が各時点で保たれる。
従って本発明による装置は前述の周知の構造に比べて構
造が簡単で大きな信頼性が得られる点で有利である。
非常に長い配管においては本発明装置を幾つか使用し、
これを励起振動の周波数をはるかに上廻る固有周波数を
持つ個々の部分に分割して配管上に分配するとよい。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面について詳細に説明する
詳細には図示しないが、基板1上に固定された任意の種
類の設備部分3,4が配管2によって接続され、この配
管はその形状によって自由な熱膨張を許容する。
基板1が振動、例えば地震により振動すると、配管2に
は同様に振動が励起され、この際この振動は配管2の長
さのために高い確率で配管の破損につながる振巾を有す
ると考えられる。
危険媒体、例えば放射性もしくは化学的作用のある物質
が配管2内に存在する場合には、特に危険な結果を招来
することを鑑みて、配管の好ましくない破損を絶対的に
回避しなければならない。
配管2が別の個所でも固定されている場合には、熱膨張
が阻止される結果配管が許容されない大きな応力に曝さ
れる危険が生ずる。
配管が振動技術的に高い固有振動数、即ち予期される励
起振動の周波数をはるかに上廻る固有振動数を持つ個々
の部分に分割するために必要な付加的固定点は、第2図
に示す装置を少くとも一つ使用することによって熱膨張
を阻止することなく得られる。
基板1上には固定点を形成する固定体5が設けられ、そ
の固定体に例えば玉継手10によってバランスビーム1
が全方向に回動自在にリンク結合状に取付けられる。
このバランスビーム7は、基板1が著しい振動を生じた
際にもこのような振動を全く生じないように十分な剛性
を有する寸法形状に選択される。
バランスビーム7の一端には配管2が支持体6のスラス
ト軸受、たとえばピボット軸受11を介して回動自在に
取付けられており、この支持体6は図示の如くバランス
ビーム7のフォーク体内に又は他の適当な態様でバラン
スビームに対して摺動可能に取付けられる。
バランスビーム1の他端にはバランスウェイト8がころ
12を介して摺動可能に取付けられる。
玉継手10と支持体6およびバランスウェイト8の距離
は、バランスビーム7が平衡するように選定される。
配管2は容易に熱膨張に従うことができ、すなわち第1
図のX方向、2方向にはピボット軸受11ないし玉継手
10を中心に回動することにより、X方向には支持体6
がバランスビームのフォーク体内で摺動することによっ
て熱膨張に従うことができる。
X方向の場合にはバランスウェイト8が支持体6の運動
方向とは逆方向に対応する距離だけ同時に移動しないと
ビーム系は平衡しなくなる。
この平衡状態は、支持体6およびバランスウェイト8に
それぞれリンク状に取付けられ且つ同様にレバー13の
一端にそれぞれ取付けられている2つの水平田ノド9を
設けることによって自動的に得られる。
レバー13は軸受14内において回動自在にバランスビ
ーム1に取付けられる。
レバーのアーム長は、支持体6の移動に伴ない従属する
水平ロッド9を介してレバー13が一定量だけ回動し、
他方の水平ロッド9を介してバランスウェイト8をその
分だけ動かすことによってバランスビーム系が平衡状態
を維持するように規定される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置を備えた設備部分の斜視図、
第2図は要部拡大図を示す。 図において、2は配管、7はバランスビーム、8はバラ
ンスウェイト、9は伝動装置の水平田ノド、10は玉継
手(固定点)、13は伝動装置のレバー、14は伝動装
置の軸受を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外部から加えられる運動により配管に励起される振
    動に対してバランスウェイトを設けることにより配管を
    保護するとともに配管の自由な熱膨張を可能にするよう
    にした配管の振動保護装置において、バランスビーム7
    の一方のアーム端に配管2を、他方のアーム端にバラン
    スウェイト8を摺動自在に取付け、バランスビームを一
    つの固定点10にリンク結合状に支承して平衡状態にお
    き、バランスビームに1本のレバー13と2本の水平鋸
    ノド9および軸受14から成る伝動装置を回動自在に取
    付け、配管とバランスウェイトを伝動装置の水平ロンド
    にそれぞれリンク結合して伝動装置を介して強制的に互
    いに逆方向に動かされるようにするとともに伝動装置の
    てこ比を配管とバランスウェイトの質量比に比例させる
    ようにしたことを特徴とする配管の振動保護装置。
JP50049560A 1974-04-27 1975-04-23 配管の振動保護装置 Expired JPS5925913B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2420571 1974-04-27
DE2420571A DE2420571C2 (de) 1974-04-27 1974-04-27 Vorrichtung zur Sicherung von Rohrleitungen gegen Schwingungen, insbesondere gegen Erdbeben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS50148929A JPS50148929A (ja) 1975-11-28
JPS5925913B2 true JPS5925913B2 (ja) 1984-06-22

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ID=5914187

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50049560A Expired JPS5925913B2 (ja) 1974-04-27 1975-04-23 配管の振動保護装置

Country Status (5)

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JP (1) JPS5925913B2 (ja)
DE (1) DE2420571C2 (ja)
FR (1) FR2269016B1 (ja)
GB (1) GB1489508A (ja)

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