(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の流体が流通する配管を構造物に対して支持する配管のサポート構造であって、
前記配管に固定されるとともに前記構造物の表面に対して該表面に沿った方向に相対移動可能に載置されており、該配管の延在方向一方側に向かうに従って互いに近接するように傾斜している一対の受圧面を有するサポート本体と、
該サポート本体を両側から挟み込むように前記一対の受圧面に対して当接可能な一対のストッパと、
該一対のストッパを互いに近接させるように前記配管の延在方向に直交する方向に向かって付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする配管のサポート構造。
【請求項２】
前記ストッパを前記付勢部材の付勢に抗して前記サポート本体から離間させた状態で保持可能な保持手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配管のサポート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の流体が流通する配管を構造物に接続するためのサポート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば石油化学プラント等の配管は、サポートを介して構造物に取り付けられる（例えば特許文献１参照）。
このような石油化学プラントの配管は、運転時に高温の流体が流通するため、この流体の熱の影響によって運転時にのみ熱膨張する。よって、配管を構造物に対して剛に接続した場合には、当該配管の熱伸びの影響により破損等を招くおそれがある。そのため、上記配管を支持するサポートを構造物に対して相対移動可能に載置する等して、配管を構造物に対して柔支持することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平７−４３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように配管系を構造物に対して柔支持した場合、配管系の固有振動数が低下するため、配管内を流通する流体の乱れによる加振力の影響を受け易くなってしまう。これによって配管が振動し易くなってしまうため、故障を招き易く、メンテナンスコストが多くかかってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、配管の熱伸びを許容しながらも、配管内を流通する流体の乱れの影響により生じる配管の振動を抑制することが可能な配管のサポート構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供している。
即ち、本発明に係る高温の流体が流通する配管を構造物に対して支持する配管のサポート構造であって、前記配管に固定されるとともに前記構造物の表面に対して該表面に沿った方向に相対移動可能に載置されており、該配管の延在方向一方側に向かうに従って互いに近接するように傾斜している一対の受圧面を有するサポート本体と、該サポート本体を両側から挟み込むように前記一対の受圧面に対して当接可能な一対のストッパと、該一対のストッパを互いに近接させるように前記配管の延在方向に直交する方向に向かって付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような特徴の配管のサポート構造によれば、付勢部材により付勢されたストッパがサポート本体を挟み込む構成のため、配管が熱伸びした際には付勢部材の付勢に抗してストッパが移動することで当該配管の熱伸びが許容される。また、配管が熱伸びした後は、ストッパを介しての付勢部材の付勢力によりサポート本体が被支持部に対して剛に保持されることになるため、配管系の固有振動数の低下を回避することができる。
【０００８】
これによって、配管の延在方向及び該延在方向に直交する方向の双方に向かっての配管の移動をストッパを介しての付勢部材の付勢力により規制することができる。したがって、配管に一体に設けられたサポート本体を構造物に対してより剛に接続させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る配管のサポート構造は、ストッパを前記付勢部材の付勢に抗して前記サポート本体から離間させた状態で保持可能な保持手段をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
これにより、配管に高温の流体が流通していない際に保持手段によりストッパをサポート本体から離間して配置することで、配管に高温の流体が流通した後の配管の熱伸びをより確実に許容することができる。また、配管が熱伸びした後は、保持手段によるストッパの保持を解除することにより、該ストッパを介して確実にサポート本体を支持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る配管のサポート構造によれば、付勢部材によって付勢された一対のストッパによって挟み込まれるようにサポート本体が保持されるため、配管の熱伸びを許容するとともに配管系の固有振動数の低下を回避することができ、配管内を流通する流体に基づく該配管の振動を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る配管及び当該配管に一体に設けられたサポート本体の斜視図である。
【図２】第一実施形態に係る配管サポート構造の概要を示す平面図である。
【図３】第二実施形態に係る配管サポート構造の概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、第一実施形態の配管１のサポート構造１０は、例えば石油化学プラント等に設置されて内部に高温の流体が流通する配管１を該プラントの構造物２に支持するための構造であって、サポート本体２０と、枠体３０と、ストッパ４０と、コイルバネ（付勢部材）５０と、保持ボルト（保持手段）６０とを備えている。
【００１４】
サポート本体２０は、構造物２の表面と平行に延在する配管１を当該構造物２の表面上に支持する役割を有しており、配管１と構造物２の表面との間に配置されており、ベース部２１と立設部２３とから構成されている。
【００１５】
ベース部２１は、平板状をなす部材であって、構造物２の表面に沿って延在するように当該表面上に載置されている。このベース部２１は、構造物２によって拘束されてはおらず、該構造物２の表面に沿った方向に相対移動可能とされている。これらベース部２１と構造物２との相対移動を容易とすべく、ベース部２１と構造物２との間に潤滑剤が介在されていてもよい。
【００１６】
このベース部２１における構造物２の表面に沿った方向を向く外周面、即ち、このベース部２１の外周側における構造物２に対して垂直をなす面は、配管１の延在方向に延びて互いに反対側を向く一対の側面２１ａと、配管１の延在方向一方側を向く先端面２１ｂと、上記一対の側面２１ａのそれぞれに接続されて配管１の延在方向他方側を向く後端面２１ｃとを備えている。
【００１７】
そして、ベース部２１の外周面のうち、一対の側面２１ａと先端面２１ｂとを接続する部分は、配管１の延在方向一方側に向かうに従って互いに近接するように傾斜する受圧面２２とされている。
【００１８】
立設部２３は、ベース部２１から構造物２の反対側に向かって該ベース部２１から垂直に立ち上がるようにベース部２１に設けられており、その先端が配管１に対して一体に固定されている。
このようなベース部２１と立設部２３とからなるサポート本体２０によって、配管１が構造物２と間隔をあけた状態で支持されている。
【００１９】
枠体３０は、構造物２の表面に沿って延在するように該構造物２の表面に一体に固定された部材であって、配管１の延在方向に直交する方向に延在する前枠部３１と、前枠部３１の両端からそれぞれ配管１の延在方向他方側に向かって延在する一対の側枠部３１と、これら側枠部３１における配管１の延在方向他方側の端部から互いに近接する方向に延びる一対の後枠部３３とを備えている。
【００２０】
そして、配管１の延在方向に直交する方向に対向する一対の後枠部３３の間は、配管１の延在方向他方側に向かって開口する枠体３０内への入口部とされており、上記サポート本体２０のベース部２１はこの枠体３０の表面における入口部に位置するように配置されている。
【００２１】
ストッパ４０は、上記枠体３０に対して一対が取り付けられており、ガイド部４１と、ストッパ本体４２とを備えている。
ガイド部４１は、上記枠体３０の一対の側枠部３１の内面、即ち、一対の側枠部３１における互いに対向する面に設けられている。これら一対のガイド部４１は、それぞれ側枠部３１の延在方向に延びるレール状をなしている。
【００２２】
ストッパ本体４２は、一対のガイド部４１のそれぞれに配管１の延在方向にスライド移動可能に取り付けられている。このストッパ本体４２は、ガイド部４１を介したスライド移動によって、サポートに対して当接、離間可能とされている。
また、これら一対のストッパ本体４２における互いに対向する面の一部は、延在方向一方側に向かうに従って互いに近接する支持面４３とされている。そして、ストッパ本体４２がサポート本体２０に当接する際には、各ストッパ４０の支持面４３がガイド部４１の受圧面２２に対して面接触するようになっている。
【００２３】
コイルバネ５０は、一対が設けられており、それぞれ枠体３０の内部において一端が前枠部３１に固定されるとともに他端がストッパ本体４２に固定されている。これによって、コイルバネ５０はストッパ本体４２を配管１の延在方向他方側に向かって付勢している。
【００２４】
保持ボルト６０は、枠体３０の一対の後枠部３３のそれぞれを配管１の延在方向他方側から一方側に向かって挿通するように設けられた一対のボルトであって、回転させることによって配管１の延在方向に進退するように構成されている。これによって、保持ボルト６０の先端はストッパ本体４２に対して配管１の延在方向他方側から当接、離間可能とされている。
【００２５】
次にこのような配管１のサポート構造１０を備えたプラントを運転する際におけるサポート構造１０の作用について説明する。
まず、プラントの運転前には、保持ボルト６０を回転させることで該保持ボルト６０の先端を配管１の延在方向一方側に進行させ、ストッパ本体４２を押圧させる。これによって、ストッパ４０をガイド部４１に沿って配管１の延在方向一方側に移動させ、ストッパ本体４２をサポート本体２０のベース部２１から離間させ、ストッパ本体４２とのベース部２１との間に隙間を形成する。この隙間の寸法は、プラントの運転時に想定される配管１の熱伸び量に応じて設定される。
【００２６】
続いて、プラントの運転が開始されると配管１内部を高温の流体が流通する。これにより、配管１は特にその延在方向に熱伸びし始め、これに伴って、配管１に固定されたサポート本体２０が例えばその延在方向一方側に向かって構造物２に対して相対移動する。
【００２７】
そして、プラントの運転が定格運転に到達した際には、保持ボルト６０を回転させることにより該保持ボルト６０を配管１の延在方向他方側に後退させ、保持ボルト６０の先端をストッパ本体４２から離間させる。これによって、ストッパ本体４２はコイルバネ５０の付勢力にしたがって配管１の延在方向他方側に移動し、ストッパ本体４２の支持面４３がベース部２１の受圧面２２に面接触する。
【００２８】
このようにして、サポート本体２０のベース部２１は一対のストッパ本体４２によって両側から挟みこまれた状態となり、即ち、サポート本体２０はストッパ４０を介して伝達されるコイルバネ５０の付勢力によって支持された状態となる。
【００２９】
これによって、プラントの定格運転時に配管１がその延在方向に振動した際には、一対のコイルバネ５０の付勢力によって配管１の動きが押さえ付けられる。
さらに、配管１が延在方向に直交する方向に加振された場合であっても、配管１を両側から挟み込むように保持するストッパ本体４２によって当該配管１の振動が押さえ付けられる。また、特に本実施形態ではストッパ本体４２はガイド部４１に取り付けられているため配管１の延在方向に直交する方向の振動は、当該ガイド部４１によって機械的に拘束される。
【００３０】
以上のように、本実施形態の配管１のサポート構造１０によれば、配管１に高温の流体が流通していない際に保持ボルト６０によりストッパ４０をサポート本体２０から離間して配置することで、配管１に高温の流体が流通した後の当該配管１の熱伸びを許容することができる。
また、配管１が熱伸びした後は、保持ボルト６０によるストッパ４０の保持を解除することにより、該ストッパ４０を介してコイルバネ５０の付勢力により確実にサポート本体２０を支持することができる。これにより、配管１の固有振動数の低下を回避することができるため、配管１内を流通する流体によって配管１が加振されることはなく、該配管１の振動を抑制することが可能となる。
【００３１】
また、特に本実施形態では、サポート本体２０のベース部２１における受圧面２２が配管１の延在方向に対して傾斜しているため、当該配管１の延在方向及び該延在方向に直交する方向の双方に向かっての配管１の移動をコイルバネ５０の付勢力により規制することができる。したがって、配管１に一体に設けられたサポート本体２０を構造物２に対して剛に接続させることができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、コイルバネ５０がストッパ本体４２を配管１の延在方向に付勢する構成のため、特に配管１の延在方向への振動をより確実に抑えることができる。
【００３３】
次に第二実施形態の配管１のサポート構造１０について説明する。第二実施形態については第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図３に示すように、第二実施形態のサポート構造１０は、ストッパ４０、コイルバネ５０及び保持ボルト６０の配置が第一実施形態と相違している。
【００３４】
即ち、第二実施形態のストッパ４０におけるガイド部４１は、枠体３０の前枠部３１に対して該前枠部３１の延在方向に沿って一対が設けられており、当該ガイド部４１に沿ってストッパ本体４２が配管１の延在方向に直交する方向にスライド移動可能とされている。
【００３５】
また、第二実施形態のコイルバネ５０は、それぞれ枠体３０の内部において一端が一対の側枠部３１のそれぞれに固定されるとともに他端がストッパ本体４２に固定されている。これによって、コイルバネ５０はストッパ本体４２を配管１の延在方向に直交する方向に互いに近接させるように付勢している。
【００３６】
さらに、第二実施形態の保持ボルト６０は、枠体３０の一対の側枠部３１のそれぞれを枠体３０の外側から内側に向かって配管１の延在方向に直交する方向に挿通するように一対が設けられている。このような保持ボルト６０は回転させることにより進退するようになっており、その先端はストッパ４０に対して一体に固定されている。
【００３７】
以上のような第二実施形態の配管１のサポート構造１０においても、配管１に高温の流体が流通していない際に保持ボルト６０を後退させることでストッパ４０をサポート本体２０から離間させた状態で保持する。これにより、配管１に高温の流体が流通した後の当該配管１の熱伸びを許容することができる。
【００３８】
また、配管１が熱伸びした後は、保持ボルト６０によるストッパ４０の保持を解除することにより、即ち、コイルバネ５０の付勢力に従って保持ボルト６０を回転させて前進させることで、ストッパ本体４２を介してのコイルバネ５０の付勢力により、サポート本体２０を挟み込むようにして支持することができる。これによって、第一実施形態同様、配管１の固有振動数の低下を回避することができるため、配管１内を流通する流体に基づく該配管１の振動を抑制することが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、コイルバネ５０がストッパ本体４２を配管１の延在方向に直交する方向に付勢する構成のため、特に配管１の延在方向に直交する方向への振動をより確実に抑えることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば実施形態においては保持ボルト６０を備えた配管１のサポート構造１０について説明したが、当該保持ボルト６０は必ずしも設けなくともよい。
【００４１】
この場合、プラントの運転、非運転時にかかわらず、コイルバネ５０の付勢力により付勢されたストッパ本体４２がサポート本体２０を挟み込むように当接する。よって、配管１が熱伸びした際にはコイルバネ５０を圧縮させながらストッパ４０が移動することで当該配管１の熱伸びが許容されることになる。また、配管１が熱伸びした後は、圧縮されて付勢力が上昇したコイルバネ５０によりサポート本体２０を剛に保持することができる。
したがって、実施形態同様、配管１の熱伸びを許容しながら配管１の振動を抑えることが可能となる。
【００４２】
また、例えばサポート本体２０のベース部２１の受圧面２２とストッパ本体４２の支持面４３とは互いに摩擦力が大きくなるように粗面加工が施されていてもよい。これによって、ストッパ本体４２によってより強固にベース部２１材を支持することができる。
【００４３】
さらに、実施形態においては、サポート本体２０のベース部２１を構造物２の表面に沿った方向の動きを支持する構成としたが、例えば構造物２の表面に垂直な方向への動きを規制する他のストッパ４０等を設けてもよい。
【００４４】
また、実施形態においては、保持手段として保持ボルト５１を用いた例について説明したが、これに代えてボールネジ機構を用いてストッパ本体４２の位置を保持可能としてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１    配管
２    被支持部
１０  サポート構造
２０  サポート本体
２１  ベース部
２２  受圧面
２３  立設部
３０  枠体
３１  前枠部
３２  側枠部
３３  後枠部
３４  入口部
４０  ストッパ
４１  ガイド部
４２  ストッパ本体
４３  支持面
５０  コイルバネ
５１  保持ボルト
【図１】
0005897166.tif 000002
【図２】
0005897166.tif 000003
【図３】
0005897166.tif 000004