JPS63202207A - 機器集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、燃料を収納するラックや、配電盤等の機器を
複数設置して構成される機器集合体に係り、とりわけ耐
震性にすぐれた機器集合体に関する。

（従来の技術） 従来、ラックや配電盤等の機器単体を複数設置して構成
される機器集合体が知られている。

ここで機器として、計算機システム配電盤のように機器
単体ではその機能を作動できず、他の補助設備と組み合
わせ機器集合体とすることにより機能するものがある。

この場合、配電盤は設計・施工・メンテナンス等の観点
から、−ｍ所に集中配置することが望ましい。また、機
器単体で機能するが、システム全体を監視しやすくする
ために多数制御室に集中配置される配電盤がある。さら
に機器として、原子力発電所の燃料等を収納するラック
のように一箇所に集中配置して監視、冷却等が行なわれ
るものがある。

これらの機器は例えば第８図に示すように複数設置され
る。

機器１は単体で第８図で示されるようにベース２１で支
持される。このベース２１は基礎ボルト２２により床面
２へ設置される。機器１同士は一般的には独立構造とな
っており、ｔ！数設置されて機器集合体を構成している
。

ここで、一般的には、機器１同士の間隔は、機器１の内
の一方が転倒しても他方を破損しないように、十分広く
とられている。

しかし、狭い場所に多数の機器１を設置することが要求
される場合には、転倒を防止するため基礎ボルト２２の
大きさを大きくとっている。

また、重要度の低い機器１と重要度の高い機器１を混在
して設置する場合にも、重要度の低い機器１の転倒によ
って、重要度の高い機器１が破損することを防止する必
要があるため、重要度にかかわらず最も重要度の高い機
器１と同じグレードで他の機器１の耐震設計を行なって
いる。

また、最近では、第９図に示すように、機器１を免震装
置５により支持する免震構造も提案されている。これは
床面２上に設置された免震装置５により機器１を単体で
支持するものであり、機器１１ｊ体１への地震荷重を低
減することにより機器１の耐震性を向上させるものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） このような機器集合体を高地震帯、硬質地盤に建設され
る原子力発電所等の建屋内に設置する場合、次のような
問題がある。

例えば第８図のように設置する場合、地震荷重が大きく
なるため、機器１の破損する恐れがあり、このため躯体
の強度を十分に大きくとらなければならないという問題
がある。また、地震荷重の増大に伴う機器１の転倒を考
慮し、機器単体間の距離を十分大きく取る必要があり、
このためスペースファクタが悪化してしまう。また、機
器１の転倒自体を防１卜するためには、基礎ボルト２２
で機器１を強固に固定する必要があり、このため基礎ボ
ルト２２の形状を十分に大きく取らねばならない。さら
に、重要度の低い機器１の破損・転倒等によって他の重
要度の高い機器１が破損することを防止するため、重要
度の高低にかかわらず最も重要度の高い機器１に要求さ
れるグレードの耐震設計を、他の機器すべてに対して行
うことを要求される場合もあり、この場合は安全上の余
裕度が大きくなりすぎてコスト高となってしまう。

一方、第９図のように設置する場合、機器１の地震時の
変位がスプリング製の免震装置５の採用により第８図の
場合より大きくなるため、機器１間の配管・配線等は、
過大な変位によって配管・配線が破損しないよう考慮す
る必要がある。例えば配線等は十分な余長が必、要とな
り、その設置のためコストの増大およびスペースファク
タの悪化等が生じる。また、第１０図に示すように、機
器１が単体で免震装置５により支持されるため、第１０
図（ａ）のように同相で、同一方向に振動する場合は特
に問題はないが、第１０図（ｂ）のように逆相に互いに
向い合う方向に振動する場合は機器１同士が衝突するこ
とが考えられる。これは特に原子力発電所の使用済燃料
貯蔵ラックのように、狭い設置スペースに多数の機器を
配置しなくてはならない場合、機器間のスペースを十分
にとれないため特に問題となる。

一般に機器１の重量は数を以下となり、免震を行う構造
物としては建屋等に比べて非常に軽量なものである。一
方、免震装置５の設計にあたっては、設定しようとする
系の固有振動数、及び免震内５の負担する重量から免震
装置５の剛性を算出している。ここで、系の固有振動数
は下式で求まる。

ｍ；免震装置の負担する重量（機器等の重量）ｋ；免震
装置の剛性 ここで免震装置５を採用した系の固有振動数は０．５Ｈ
ｚ〜ＩＨｚと比較的低い振動数とすることが望ましい。

このため、本発明が対象とする機器１のようにその重量
が小さい場合には免震装置５の剛性を小さくする必要が
あるが、装置の大きさからの制限、装置の製作性等から
剛性の低減には限界がある。

また、機器免震装置としては、スプリングによるものの
他に建屋の免震に一般に用いる積層ゴムによる免震装置
も考えられている。この積層ゴムによる免震装置は、コ
スト・信頼性の観点から機器の免震にも採用することが
望まれているが、その必要負荷重量が最低でも１０を程
度と、機器のｆｆ１ｆｆｉに比べて大きくなっている。

このため、積層ゴムによる免震装置を機器に適用する場
合、積層ゴムの剛性を極端に小さくする必要があり、そ
の結果ゴムの径を小さくし、高さを高くした細長い円筒
形の免震装置となってしまう。この場合、積層ゴムの変
形が大きくなるとすぐに座屈してしまうという問題があ
る。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
大地震時の耐震性を向上させ安全性・信頼性を向上させ
ることができる機器集合体を提供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、複数の機器を接続部材によって相互に連結す
るとともに、この連結された機器全体を免震装置を介し
て床面に設置し、前記機器全体で振動するよう構成した
ことを特徴とする機器集合体である。

（作　用） 地震時、連結された機器は全体として振動するので、機
器１は各々同一モードで振動することになる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。第１図乃至第４図は本発明による機器集合体の第１の
実施例を示す図である。第１図において、機器集合体は
複数の機器１を接続部材７によって互いに連結し、この
連結された機器１を両端および中央部に配置された免震
装置５を介して床面２に設置して構成される。

次に第２図で免震装置５を詳述する。

免震装置５は両端下方にベアリング９が取付けられた免
震本体６を備え、このベアリング９は床面２上に固着さ
れるプレート１０により支持される。機器１は免震本体
６に基礎ボルト４によって固定され支持される。また、
免震本体６は床面２上に固着される支持部材２ａとスプ
リング８によって連結され、水平方向の移動が制限され
る。スプリング８の剛性を変化させることによって、免
震装置５の系の固有周期を変更することができる。

次に第３図で接続部材７について詳述する。第３図（ａ
）に示すように、接続部材７は機器１の突出部１ａ相互
間に接続棒１３を挿着しこの接続棒１３の上下両端にナ
ツト１１を取付けて構成されている。

なお、この接続部材７は第３図（ｂ）に示すように機器
１の突出部１ａ相互間に挿着されたボルト１２にナツト
１１を組付けて構成してもよく、また第３図（ｅ）に示
すように機器１の突出部１ａ相互間に螺着されたボルト
１２によって構成してもよい。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

第４図に一般的な応答スペクトルの例を示す。

地震が発生した場合の床面２の加速度倍率を符号αで示
す。また符号βは第８図に示すベース２１１−に設置し
た従来の機器１の加速度倍率であり、符号γは第１図に
示す免震装置５上に設置した本発明による機器１の加速
度倍率である。

第４図に示すように、一般に機器１を免震装置５上に設
置した場合の加速度倍率βは、ベース２１上に設置した
場合の加速度倍率αに比較してかなり低減する（　１７
１０程度）。このため、機器１が破損するおそれが少な
くなり、地震時の機器１の信頼性および安全性が大巾に
向上する。

このように、地震荷重が低減することにより機器１の転
倒モーメントが低減し、さらに本実施例によって機Ｓ１
単体同士を接続部材７で直結することにより、連結され
た機器の転倒をほぼ完全に防１１−することができる。

このため、従来に比べて地震時の転倒に対する信頼性を
大巾に向上させることができる。

このように転倒を考慮しなくても良いため、機器１同士
の設置間隔を大きく取る必要がなく、このため狭いスペ
ースに多数の機器を設置できスペースファクタを向上さ
せることができる。

さらに、重要度の低い機ｒｉ１の転倒等によって重要度
の高い機器の破損を考慮しなくてもよいので、各々の機
器１に対して重要度に応じた耐震設計を行えば良く、設
計の合理化、機器１の信頼性の向上がはかれる。

また、第１図に示すように互いに連結された機器集合体
は全体をひとつの構造物とし設置されるため、機器１単
体は各々同一モードで振動する。

このため、従来のように機器１を別々に設置した場合に
比較して機器１同士が互いに衝突することを防止でき、
地震時の信頼性および安全性を向上させることができる
。従って、狭いスペースに多数の機器１を設置すること
が可能となり、原子力発電所の使用済燃料貯蔵ラックの
様に狭いスペースに多数の機器１を収納しなくてはなら
ない場合に特に大きな効果を奏する。

さらに、機器１間の相対変位も極めて小さくなる。この
ため機器１相互間の配管・配線に相対変位吸収のための
余長等を持たせる必要がなくなり、設置コストの低減を
図ることができると同時に、メンテナンスの工数を低減
することができる。

また、連結された機器を一体として腹数の免震装置を介
して設置するため、免震装置５の配置を変更することに
よって免震装置５の負荷重量を増減させることができ、
このため免震装置の設計が容易となる。

次に本発明による機器集合体の第２の実施例を第５図お
よび第６図に示す。

第５図に示すように、第２の実施例は第１の実施例で示
したスプリング形式の免震装置５の代わりに、積層ゴム
からなる免震装置１５を用いたものである。

第６図に免震装置１４を記述する。第６歯に示すように
、免震装置１４は機器１を基礎ボルト４で固定し支持す
るベースプレート１６と、このベースプレート１６下端
に固着された上フランジ１７と、床面２上に固着された
下フランジ１８と、上フランジ１７と下フランジ１８と
の間に配設された積層ゴム１５とから構成されている。

本実施例によれば、免震装置１４に方向性が無いため、
入力される地震動の方向によらず一定の免震特性を得る
ことができ、また免震装置１４の構造が単純であるため
、施工性が向上すると共にメンテナンス性も向上する。

また、連結された機器を一体として設置するため、免震
装置１４の数を減らすことによって１つの免震装置１４
の負荷重量を増大させることができ、従って積層ゴム１
５の径を座屈が生じない程度の大きさに設定することが
できる。

なお、上記各実施例において、接続部材７を機器１の上
部に取付けた例を示したが、これに限らず機器１の中央
部または下部に取付けてもよい。

また、連結された機器１を両端および中央部で免震装置
５．１４によって支持した例を示したが、免震装置の配
置位置は任意に定めることができる。

さらに接続部材７をボルト等によって構成した例を示し
たが（第３図）、これに限らずｍ７図に示すようにシャ
ラグ構造で構成してもよい。すなわち、機器１の一方に
取付けられた構部体１９と機器１の他方に取付けられた
突部体２０とから接続部材７が構成されている。

接続部材７がシャラグ構造となっているので、機器１同
士が縦方向に熱膨張等により変位しても、構部体１９お
よび突部体２０の摺動によって自由に変位可能となる。

また、接合部材７をシャラグ構造とすることによって、
ボルト締めする必要がなくなり、施工性が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、地震時機器は各々同一モードで振動す
ることになり、このため機器同士が衝突することなく、
地震時の信頼性および安全性を向上させることができる
。また、機器相互間に連結された配管および配線類に余
長を持たせる必要がなくなるため、設置コストの低減を
図ることができさらにメンテナンスを容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による機器集合体の第１の実施例を示す
正面図、第２図は第１図Ａ部拡大図、第３図（ａ）　（
ｂ）　（ｃ）は接続部材を示す図、第４図は加速度倍率
比較を示す図、第５図は本発明による機器集合体第２の
実施例を示す図であり、第６図は第５図Ｂ部拡大図、第
７図（ａ）（ｂ）は接合部材を示す図、第８図乃至第１
０図は従来の機器集合体を示す図である。 １・・・機器、２・・・床面、４・・・基礎ボルト、５
・・・免震装置、６・・・免震本体、７・・・接続部材
、８・・・スプリング、９・・・ベアリング、１０・・
・プレート、１４・・・免震装置、１５・・・積層ゴム
、１６・・・ベースプレーｌ−１１７・・・」下フラン
ジ、１８・・・下フランジ、　・１９・・・溝部体、２
０・・・突部体。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 粍　１　図 毘　２　図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂｌ　　　　　　　　　（
Ｃ）５３　図 同期（ｓｅａｌ 粍４　囚 も　５　図 粍　６　ｚ （Ｇ） （ｂ） 島　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の機器を接続部材によって相互に連結するとともに
   、この連結された機器全体を免震装置を介して床面に設
   置し、前記機器全体で振動するよう構成したことを特徴
   とする機器集合体。