JPS6321070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、配管支持装置に関し、更に詳しく
は、配管を支持しつつ配管内の流体の流れ等によ
り生ずる振動の防振、及び地震等の急激な振動に
より配管系に生ずる振動応力の分散に使用される
減衰機能を有する配管支持装置に関する。

［従来の技術］ 従来の防振用配管支持装置（スエイブレイス）
として、ばね式防振器、油圧式防振器がある
が、のばね式防振器は比較的構造が簡単であ
り、容易に配管系全体の固有振動数を上げて外乱
による共振振動を避けることができる等の長所を
もつ反面、配管の熱膨張による伸縮を拘束する不
具合、あるいは大容量のものはばねの製作上の面
から制約を受ける等の欠点がある。また、の油
圧式防振器は共振振動を良好に減少することがで
き、配管の伸縮に対して殆ど拘束することなく自
由に追従することができるうえ、大容量のものが
比較的自由に製作することができる等の長所を有
する反面、微小な振動の振幅あるいは高い振動数
の振動に対しては応答が悪く効果が期待できない
うえ、シール材は絶えず内部応力を受けシール材
の破損が起こり易い等の欠点がある。

［本発明の技術的課題］ 本発明は上述した従来技術のもつ欠点に鑑みな
されたもので、熱変化による伸縮のような比較的
緩やかに起る管の水平変位に対しては何ら抵抗す
ることなく当該変位を許容し、地震動のような急
激に生ずる管の水平変位に対しては完全にこれを
拘束し、かつ微小にして高い振動数の振動に対し
ても十分に対応することのできる配管支持装置を
得ることを目的（技術的課題）とするものであ
る。また、構造においても簡単で、保守の容易な
この種の装置を得ることも本発明の目的とすると
ころである。

本発明はこのため、配管支持装置としては未だ
適用されていない粘性せん断抵抗に着目し、これ
を利用することによりなされたものである。

すなわち、粘性せん断抵抗は相平行する二面が
面方向に相対運動をするときこの二面間に存在す
る粘性流体の作用により生ずるものであつて、急
激な移動に対して大きな抵抗力を発生するととも
に微小振動に対する応答性が良好でかつ減衰性が
あり、しかも緩慢な移動に対しては抵抗力を発生
しないという特性を有するものである。

これは従来のばね減衰、油圧減衰（オリフイス
型）方式の特性とは異なるものであり、摩擦減衰
方式（相接して運転する物体間に働く摩擦力（ク
ーロン摩擦）の減衰作用を利用したもの）の示す
特性とも大いに異なる。すなわち摩擦減衰方式に
あつては、その大きさは滑り面の性質と相接す
る表面の間の垂直圧力によつて決まるので、滑り
面が潤滑油等によりぬれると摩擦力は一気に低下
する、その減衰特性は等差級数的な振幅の減少
を示し、等比級数的な振幅減少を示す粘性減衰に
比べて減衰性能が劣る。

このような欠点に鑑み、本発明においては粘性
せん断抵抗の減衰性能の適用に着目したものであ
る。

［問題点を解決するための手段・作用］ 本発明の配管支持装置は具体的には次の構成
（技術的手段）を採ることにより前記目的を達成
したものである。すなわち、固定平板の上面に囲
壁を設けた固定台の該固定平板の上面に、粘性せ
ん断抵抗を発揮させるに足る微小間隙を保持する
突出量をもつてその下面に固定された複数のスペ
ーサを備えた可動板が該スペーサを前記固定平板
の上面に摺接させて配置されるとともに、該可動
板の下面と前記固定平板の上面とは互いに平行に
対置され、該可動板上にはパイプを固定支持する
支持台が固定され、前記固定台の囲壁内には高粘
度の粘性流体が充填されてなる、ことを特徴とす
る。

上記構成において、粘性せん断抵抗を発揮させ
るに足る微小間隙は、粘性流体の粘度によつて左
右されるが、少なくとも0.5mmに保持される。ま
た、粘性流体の粘度は高温状態の粘度低下におい
ても1000ポアズを下回らない高粘度を保持するも
のとされる。

以下、上記構成の技術的意識を作用とともに説
明する。

すなわち、パイプを変位させる力を受けると、
パイプに固定された支持台及び可動板は、その下
面に突出固定されたスペーサを該固定台の固定平
板上に摺接させて固定台の囲壁内で変位する。こ
こで、可動板の下面と固定平板上面との間に形成
されるスペーサの突出量に相当する微小間隙部に
は粘性流体が充填されているので、ここに粘性せ
ん断抵抗が働くことになる。

この粘性せん断抵抗力Ｆは、一般に、粘性流体
の粘性係数Ｕ、粘性流体を介して相対運動を行う
二面の面積Ｓ、その相対速度Ｖにそれぞれ比例
し、二面の微小間隙ｈに反比例するものである。
これを式で表すと、 Ｆ＝Ｕ×Ｓ×（Ｖ／ｈ）^m （ｍは使用する粘性流体の種類によつて決まる指
数） となる。

微小間隙の大きさは使用する粘性流体の粘度の
大小にも関係するが、上式からわかるように、そ
の距離を可及的に小さくすることにより大きな抵
抗力が得られる。しかしながら、抵抗板間の全面
にわたつて均一な微小間隙を保持するには、製作
上の困難性を加味すると少なくとも0.5mmまたは
それ以上とされ、好ましくは0.5mm〜1.5mm程度の
範囲が好ましい。

粘性流体は当該装置が設置される環境条件によ
つて適宜選択される。

すなわち、寒暖の変化の大きい環境条件下にお
いては、粘性流体の粘度変化が大きく、粘性せん
断抵抗力に多大な影響を与えるからである。通常
数百ポアズから数万ポアズの粘度を有する粘性流
体が使用されるが、温度による粘度変化の度合を
考慮に入れると、使用できる粘性流体の粘度は下
限として1000ポアズが限度である。そして、粘性
流体としては、ポリイソブチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、ジメチルポリシロキサン等の高
分子粘性流体あるいはアスフアルト等が使用され
て好適である。これらの粘性流体は非ニユートン
特性、すなわち擬塑性流体特性（流体の速度が大
きくなるほど高粘度から低粘度に変化して流動し
やすくなり、抵抗力の増加の度合が小さくなる現
象）を示し、その抵抗力の発生は同一速度であれ
ば変位幅、振動数によらず一定であり、一定速度
が与えられると該抵抗力は矩形波的な立上がりを
示すので、振動に対してきわめて敏感であり、即
応性に優れた特徴を有する。

上述した間隙部に発生した粘性せん断抵抗力は
可動板ひいてはこれに連動するパイプの急激な運
動を直ちに拘束することになる。このように、パ
イプ、支持台及び可動板の全荷重は、可動板の下
面に突出固定された複数のスペーサによつて支持
され、かつ可動板の下面と固定平板の上面との距
離（微小間隙）は該スペーサによつて正確に保た
れるので、配管荷重が大きくなつても十分な支持
力と減衰機能とを得ることができるものである。

［効果］ 本発明の配管支持装置は上記構成よりなるの
で、以下の特有の効果を有する。

スペーサは配管の荷重を支持する機能を有す
るとともに、該スペーサにより、固定平板の上
面と可動板の下面との二面間の間隙を極めて微
小なものとすることができ、相平行に対面する
二面の面積を可及的大きく保つことができ、こ
の結果ここに生ずる二面間の粘性せん断抵抗を
極めて大きなものにすることができる。

配管に作用する振動変位は、本装置の微小間
隙を保つて相対向する二面間に介在する粘性体
による粘性せん断抵抗力の有する良好な速度−
抵抗力特性により円滑に吸収され、速やかに変
位が止まる。すなわち急激な変位に対しては大
きな抵抗力を発揮し、完全拘束と同等の効果を
発揮し良好な制振作用を奏する。また、微小な
振動に対しても敏感に反応して早期に吸収さ
れ、この振動が配管の固有振動と一致する振動
（共振振動）であつてもその応答値を減少させ
ることができる。

本装置は簡単な構成であるので経済的に製作
ができ、かつ、堅牢であり長期の使用に耐えう
る。

本装置は一方向にのみ規制されず、移動方向
を自在にとれ、配管支持設計が大幅に自由にな
る。

粘性流体に抵抗を発生させても粘性流体内部
の圧力が高まらないことから、従来のオイルダ
ンパーに必要とされるシール装置が不要であ
り、それらの損傷による性能の低下がよい。

本装置の配管配置位置への設置作業が容易に
行うことができ、かつ、水平位置調整が簡単で
ある。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の配管支持装置の一
実施例を示す。第１図は本実施例の配管支持装置
Ｓの分解斜視図であり、第２図はその要部の断面
図である。

ここに、１は固定台であつて、上面を平滑にし
た固定平板１１と該固定平板１１上の中央部に突
出状に取り付けられた円筒状の囲壁１２とからな
る。１３はアンカー孔であつて、該アンカー孔１
３に基台Ｂに取り付けられた締付けボルト８を挿
通しナツトの締結、あるいはアンカー孔１３を設
けず基台Ｂに直接溶接することによつて固定台１
の固定を図るものである。

２は可動板であつて、円板状をなし、大径の可
動板下部２１と小径の可動板上部２２とからな
る。２３は可動板上部２３に穿設されたボルト孔
である。可動板２の下面は平滑面にされている。

３は支持台であつて、平板３１の上面に垂直壁
板３２，３３及び中央連結板３４が組み立てられ
ている。平板３１は実質的に方形であり、その大
きさは前記可動板下部２１の大きさの中に含まれ
る。垂直壁板３２，３３の上面は円弧状に形成さ
れ、この上にパイプＰが溶接等の固着手段により
取り付けられる。３５は平板３１に穿設されたボ
ルト孔であつて、前記可動板のボルト孔２３に対
応して設けられる。

固定台１、可動板２及び支持台３はそれぞれ鋼
材より形成されるのを通常とするが、鋼材に準ず
る強度の素材であればその使用を妨げるものはな
い。また、固定台１及び可動板２は通常は溶着に
より成形加工されるが、鋳造により一体成形して
もよい。

本発明の特徴とする構成は、固定台１と可動板
２との組立て配置関係にあり、第２図にその細部
を示す。すなわち、可動板２の下面には、該可動
板２が自立し得るに足る個数（少くも３個、通常
は４個）のスペーサ４が該下面より突出状に埋め
込まれている。該スペーサ４はその下面をすべり
面として固定平板１１の上面と摺接し、容易に摩
擦しない材料（通常は金属、好ましくは高力黄
銅）よりなり、可動板２の下面からの突出量は粘
性せんだ抵抗を良好に発揮できる微小な距離、具
体的には0.5〜１mm程度に設定される。そして、
可動板下部２１の外径ｄは固定台の円筒状の囲壁
１２の内径Ｄより小さく、両者は径の差だけの空
隙部すなわち移動域を有することになる。ｄとＤ
とは適宜条件により設定される。

しかして、この可動板２を固定台１の囲壁１２
内に設置することにより、可動板２の下面と固定
平板１１の上面との間にはスペーサ４の突出量だ
けの間隙部５が生じ、また、可動板２の側面と固
定板１の囲壁１２の内側面との間には両者の径の
差だけ移動域が水平方向の全域にわたつて生じる
ことになる。

６は固定台１の囲壁１２内に注入され可動板下
部２１の肩部まで満たされた粘性流体であつて、
上記間隙部５内に充満している。

７は蛇腹状の防塵カバーであつて、囲壁１２と
可動板上部２２とにわたつて設置され、外部から
の粘性流体６への塵等の異物の侵入を防ぐととも
に粘性液体６の蒸発を防ぐ。

８は固定台１の固定手段であつて、８１は締付
けボルト、８２はナツトである。なお、第１図
中、９はボルトであつて、支持台３のボルト挿通
孔３５と可動板上部２３のボルト孔２３とに螺入
され、可動板２と支持台３とを固定する。

本実施例の配管支持装置Ｓの組立て、配置並び
にパイプＰの取付けは次のようにしてなされる。

固定台１の囲壁１２内に所定量の粘性流体６を
注入し、しかる後、該囲壁１２内にスペーサ４が
埋め込まれた可動板２を粘性流体６中に静かに沈
め、間隙部５に気泡等が混入しないように粘性流
体を十分に充満させて、可動板２を固定平板１１
上へ着座させる。

次いで防塵カバー７を可動板上部２２と囲壁１
２との間に張設したのち、可動板２上に支持台３
を両者のボルト孔２３，３５を一致させ、ボルト
９により両者を固定一体化する。

このようにして組み立てた本配管支持装置Ｓを
パイプライン設置位置に配した基台Ｂ（又は基礎）
上に配し、基台Ｂに取り付けた締付けボルト８１
に固定台１のアンカー孔１３を嵌装させナツト８
２を締め付けて固定する。次いで、パイプＰを配
管支持装置Ｓの支持台３上に配備し、垂直壁板３
２，３３とパイプＰとを固定設置する。

この設置作業は容易に行なわれるものであり、
かつ、次の利点がある。設置作業中、基台Ｂとパ
イプＰとの設置位置において水平方向に多少のず
れがあつても、固定台１の囲壁１２と可動板下部
２１との間の移動域で吸収され、位置調整が容易
に行われる。なお、配管支持装置Ｓの組立て・設
置において、基台Ｂ上に締付けボルト８１を介し
て固定台１を固定し、しかる後順次、可動板２、
支持台３を固定台１上に組立てる方法によること
もできる。

次に、上述のようにして設置された本配管支持
装置ＳのパイプＰの変位（振動並びに移動）に対
する応答について述べる。

今、パイプＰがＡ方向（第２図）に変位する力
を受けたとすると、パイプＰに固定された支持台
３及び可動板２も、固定台１上にスペーサ４を介
して滑動可能に支持されているので、Ａ方向に移
動することになる。すなわち、可動板２と固定台
１とは相対速度ｖで相対変位することになる。し
かるに、可動板２の下面と固定平板１１の上面と
の間隙部５には粘性流体６が充填されているの
で、ここに粘性せん断抵抗が働くことになる。こ
の粘性せん断抵抗は、可動板２の下面と固定平板
１１の上面との諸条件に応じて可動板２ひいては
これに連動するパイプＰの 運動を止める方向に低抗力が作用する。すなわ
ち、間隙部５はその距離を極めて小さく、かつ、
二面間の面積は可動板下部２１を可及的大きくし
てあるので抵抗力は大きなものとなり、更に速度
に比例して大きくなるので、可動板２ひいてはこ
れに連動するパイプＰの運動を直ちに停止するこ
とになる。

本発明は上記実施例の構成に限定されるもので
はなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々
設計変更が可能である。

すなわち、囲壁１２は本実施例では円筒状であ
るが、これを方形に替えることを妨げるものでは
ない。この場合、可動板２はこの方形壁の中で移
動域を存して自由に移動できることを要する。そ
して、この可動板も方形にすることも自由であ
る。また、本実施例では可動板２の移動を水平
（平面）方向において全方向に自由としているが、
一方向にのみ規制しても差し支えない。

また、可動板２は本実施例では大径の可動板下
部２１と小径の可動板上部２２とに構成したが、
これは支持装置上部を可及的軽量化するためと、
また、防塵カバー７の取付けの便宜のためであ
り、これらの条件が自由であれば可動板２を同一
径の円板で構成することは自由である。

更に、パイプＰが冷熱管である場合（例えば、
液化天然ガス配管、水蒸気配管など）、パイプＰ
より伝達する吸加熱により粘性流体６の特性に悪
影響を与える恐れを防止するため、可動板２の上
面と支持台３の下面との間に断熱板を介装させる
ことを妨げるものではない。また、該断熱板に弾
性のある材質を用いることにより、あるいは断熱
板に替えてゴム板を用いることにより、パイプＰ
の回転変位あるいは垂直振動を吸収することも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の配管支持装置を示し、第１図は
その一実施例の分解斜視図、第２図はパイプ管軸
方向の要部の縦断面図である。 Ｓ……配管支持装置、１……固定台、１１……
固定平板、１２……囲壁、２……可動板、３……
支持台、４……スペーサ、５……間隙部、６……
粘性流体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定平板１１の上面に囲壁１２を設けた固定
   台１の該固定平板１１の上面に、粘性せん断抵抗
   を発揮させるに足る微小間隙５を保持する突出量
   をもつてその下面に固定された複数のスペーサ４
   を備えた可動板２が該スペーサ４を前記固定平板
   １１の上面に摺接させて配置されるとともに、該
   可動板２の下面と前記固定平板１１の上面とは互
   いに平行に対置され、該可動板２上にはパイプＰ
   を固定支持する支持台３が固定され、前記固定台
   １の囲壁１２内には高粘度の粘性流体６が充填さ
   れてなることを特徴とする配管支持装置。 ２ 囲壁１２は円筒壁であり、可動板２は円板状
   である特許請求の範囲第１項に記載の配管支持装
   置。 ３ スペーサ４は高力黄銅である特許請求の範囲
   第１項に記載の配管支持装置。 ４ 固定台１の囲壁１２の上面と可動板２の上面
   との間に防塵カバー７を設置した特許請求の範囲
   第１項に記載の配管支持装置。 ５ 可動板２と支持台３との間に断熱材を介装さ
   せた特許請求の範囲第１項に記載の配管支持装
   置。