(57)【要約】  【課題】  特別な変位吸収継手や特殊な加工を必要とせずに、比較的簡単な構造で、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能な配管構造を提供する。  【解決手段】  建屋間に敷設される配管の配管構造であって、第１の建屋に接続される第１の直管部と、第２の建屋に接続される第２の直管部と、を備え、前記第１の直管部と前記第２の直管部は、複数の直管と複数の曲管からなる曲り管部を介して接続されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋間に敷設される配管の配管構造であって、
第１の建屋に接続される第１の直管部と、
第２の建屋に接続される第２の直管部と、を備え、
前記第１の直管部と前記第２の直管部は、複数の直管と複数の曲管からなる曲り管部を介して接続されることを特徴とする配管構造。
【請求項２】
請求項１に記載の配管構造であって、
前記曲り管部は、略矩形形状であることを特徴とする配管構造。
【請求項３】
請求項２に記載の配管構造であって、
前記曲り管部の長手方向は、前記第１の直管部および前記第２の直管部と略平行であることを特徴とする配管構造。
【請求項４】
請求項３に記載の配管構造であって、
前記曲り管部の長手方向の長さは、前記第１の直管部と前記第２の直管部の間隔よりも長いことを特徴とする配管構造。
【請求項５】
請求項１に記載の配管構造であって、
前記曲り管部は、略正方形状であることを特徴とする配管構造。
【請求項６】
請求項１に記載の配管構造であって、
前記曲り管部は、略五角形状であることを特徴とする配管構造。
【請求項７】
請求項１に記載の配管構造であって、
前記曲り管部は、略三角形状であることを特徴とする配管構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の配管構造であって、
前記第１の直管部は前記第１の建屋に設けられた第１の固定端に固定され、
前記第２の直管部は前記第２の建屋に設けられた第２の固定端に固定されることを特徴とする配管構造。
【請求項９】
建屋間に配管を敷設する配管敷設方法であって、
一方の建屋に第１の直管部を接続し、
他方の建屋に前記第１の直管部と異なる第２の直管部を接続し、
前記第１の直管部と前記第２の直管部を複数の直管と複数の曲管からなる曲り管部で接続することを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部は、略矩形形状であることを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部の長手方向は、前記第１の直管部および前記第２の直管部と略平行であることを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部の長手方向の長さは、前記第１の直管部と前記第２の直管部の間隔よりも長いことを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部は、略正方形状であることを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部は、略五角形状であることを特徴とする配管敷設方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の配管敷設方法であって、
前記曲り管部は、略三角形状であることを特徴とする配管敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管構造に係り、特に、地震時の振動等の相対変位を吸収するのに有効な配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建屋間を結ぶ給排水配管や配線配管は、建物内のライフラインであり、大地震などの災害が発生して設備配管が破損すれば建物の機能を失うことになる。従って、地震動などの大きな相対変位を吸収し設備配管を守る免震配管技術は、建物自体の耐震構造や免震構造と同様に、建物の健全性を維持するうえで重要なものとなる。
【０００３】
設備配管の耐震性を向上するには、配管自体の耐震性を強化すると共に、配管の支持構造を強化する必要がある。一方、配管の支持構造を検討するにあたっては、配管自体の持つ特性、特に熱による伸縮性を考慮しなければならない。例えば、冷温水配管や給湯配管などのように温度変化を伴うものでは、熱膨張吸収措置が不可欠となる。
【０００４】
配管の支持材や固定部には、熱膨張により管軸方への圧縮応力もしくは引張応力が作用する。配管の両端が固定され、配管の伸縮吸収が不十分であると、管軸方向に多大な応力が生じ、配管自体の変形や破損をもたらすことになる。
【０００５】
本技術分野の背景技術として、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「配管部材を、免振構造の施設における固定個所とこの施設の外部における固定箇所との間において、円形に曲げた構成とすることにより、固定個所間の変位差を吸収して、配管部材の破断等を防止する配管構造」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５７７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、建屋間に配管を敷設するうえで、配管の耐震性・免震性を考慮し、さらに熱膨張吸収措置を講じることは、建屋の安全性・信頼性を維持するうえで重要な課題である。
【０００８】
上記特許文献１に記載された配管構造では、地震により建屋間に生じる地震時相対変位を吸収するために円形部の曲率をある程度大きく取る必要があり、配管構造が大きくなるため、スペース効率の点で不利である。また、口径の大きい配管に適用する場合、配管の製作・施工が困難である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、特別な変位吸収継手や特殊な加工を必要とせずに、比較的簡単な構造で、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能な配管構造を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、特別な変位吸収継手や特殊な加工を必要とせずに、比較的簡便な方法で、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能な建屋間の配管敷設方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、配管部材が直管および曲管から構成され、上流側の直管部および下流側の直管部の間に、前記二つの直管部の間隔より大きな長辺の長方形部を有することにより、熱膨張による応力や地震時の建屋間の相対変位を吸収する構造を設け、また発生が想定される熱膨張による応力や地震時の建屋間の相対変位の大きさに合わせ、前記長方形部の配管部材の長さを調整することが容易な配管構造を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特別な変位吸収継手や特殊な加工を必要とせずに、比較的簡単な構造で、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能な配管構造を実現できる。
【００１３】
また、本発明によれば、特別な変位吸収継手や特殊な加工を必要とせずに、比較的簡便な方法で、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能な建屋間の配管敷設方法を実現できる。
【００１４】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る配管構造を示す図である。
【図２】図１の曲り管部３の詳細な構成を示す図である。
【図３Ａ】曲り管部３の変形例を示す図である。
【図３Ｂ】曲り管部３の変形例を示す図である。
【図３Ｃ】曲り管部３の変形例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る建屋間の配管構造を示す図である。
【図５】従来の建屋間の配管構造の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。
【実施例１】
【００１７】
先ず比較のために、図５を用いて従来の建屋間の配管構造について説明する。図５は従来の代表的な建屋間の配管構造であり、例えば、原子力プラントの原子炉建屋とタービン建屋間に設けられる原子炉補機冷却水系配管などを想定している。
【００１８】
従来の建屋間の配管構造では、建屋７Ａと建屋７Ｂとの間の配管系１はそれぞれの建屋の導入部分に設けたベローズなどの可撓継手１０を介して各建屋と接続されている。建物の導入部分の配管は、地震や地盤沈下による変位が生じた場合、最も破断しやすい箇所であるため、ベローズのような可撓性のある継手やフレキシブル継手を設けるのが一般的である。可撓継手を設ける代わりに、配管をＵ字型に加工し、配管の撓みを利用して相対変位や応力を吸収するＵ字ベンドなども用いられる。
【００１９】
建屋７Ａと建屋７Ｂとの間の配管系１は、外部からの飛来物の衝突や配管破断時の影響を最小限に抑えるため、建屋７Ａ，７Ｂ間の地中に設けられた空洞（トンネル）９内に配置されている。このように、従来の建屋間の配管構造では、ベローズなどの特別な継手もしくはＵ字ベンドなどの特殊な加工が必要となり、配管を敷設するためのコストの上昇や工数の増加に繋がる。
【００２０】
また、図５のように、地中の空洞（トンネル）９内に配管を設置する場合、限られたスペース内で、例えば特許文献１のように曲率を持った円形部を設けるのは困難である。
【００２１】
次に、図４を用いて本実施例の建屋間の配管構造を説明する。本実施例の配管構造は、建屋７Ａと建屋７Ｂとの間の配管系１に曲り管部３が設けられている。曲り管部３は後述するように、複数の直管と複数の曲管の組み合せで構成されており、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力を効果的に吸収することができる。なお、配管系１および曲り管部３は、図５の従来の配管構造と同様に、建屋７Ａ，７Ｂ間の地中に設けられた空洞（トンネル）９内に配置されている。
【００２２】
図１および図２に、曲り管部３のより具体的な構成を示す。図１は配管系１および曲り管部３の全体概要を示す斜視図であり、図２は曲り管部３の詳細な構成を示す上面図である。図１の配管系１は、直管および曲管のみから構成されており、それぞれ異なる建屋に設けられる固定端２Ａ（図４の建屋７Ａとの固定部）と固定端２Ｂ（図４の建屋７Ｂとの固定部）の間を通り、２Ａおよび２Ｂ（７Ａおよび７Ｂ）の建屋間に生じる地震時の相対変位を吸収する曲り管部３が設けられている。
【００２３】
曲り管部３は、図２に示すように上流側に位置する直管４Ａおよび下流側に位置する直管４Ｂに挟まれるように直管４Ａと直管４Ｂの間の領域に設けられ、直管５Ａ〜５Ｇ、曲管６Ａ〜６Ｈで構成される。図１中の熱膨張による応力や地震時の建屋間の相対変位等の強制変位のｘ方向成分に対する配管系の剛性は、曲り管部３のｚ方向長さＬが支配的であり、配管系がｘ方向に伸縮し曲がることで強制変位を吸収する。
【００２４】
また、強制変位ｙ方向成分およびｚ方向成分は、配管系ｘ方向の配管長が曲がること、および曲り管部３の回転により吸収される。従って、本実施例のように強制変位のｘ方向成分に合わせて、配管構造のｚ方向長さＬを決定することにより適切なスペースで配管構造を施工することができる。また、図２のように、曲り管部３として矩形部（長方形部）を設けてｘ方向の配管長と曲り部の数を増やすことにより、強制変位ｙ、ｚ方向成分を効果的に吸収することができる。
【００２５】
なお、曲り管部３は、図２に示すように、曲り管部３の長手方向が直管４Ａおよび直管４Ｂと略平行になるように設けるのが望ましい。直管４Ａと直管４Ｂの間に生じる地震時の相対変位や熱膨張による応力のｘ方向成分（直管４Ａおよび直管４Ｂの軸方向成分）を、曲り管部３の長手方向の成分で効果的に吸収するためである。
【００２６】
また、曲り管部３の長手方向の長さは、直管４Ａと直管４Ｂの間隔よりも長く設けるのが望ましい。直管４Ａと直管４Ｂの間に生じる地震時の相対変位や熱膨張による応力のｘ方向成分の吸収効率が高まる。
【００２７】
以上説明したように、本実施例の建屋間の配管構造によれば、特別な変位吸収継手を用いることなく、地震時の建屋間相対変位を吸収することができる。また、大規模な地震時の相対変位を想定する場合でも、配管構造の各部の大きさを調整することにより省スペースな配管構造とすることができ、かつ配管部材が直管と曲管のみで構成することができるため、口径の大きい配管であっても配管部材の製作・施工を容易に行うことができる。
【実施例２】
【００２８】
図３Ａから図３Ｃを用いて、実施例１の配管構造の変形例を説明する。図２に示す実施例１の曲り管部３は矩形（長方形）であるのに対し、図３Ａでは曲り管部３が略正方形となっている。図２の曲り管部３に比べてｘ方向成分に対する相対変位や応力の吸収能力の低下が考えられるが、図２の曲り管部３と同数の直管５Ａ〜５Ｇ、曲管６Ａ〜６Ｈで構成されており、図２の配管構造と同様に、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収が可能である。
【００２９】
図３Ｂは曲り管部３が略五角形の例である。図３Ｂの曲り管部３を構成する直管の数は８本（５Ａ〜５Ｈ）となり、図２や図３Ａの直管（５Ａ〜５Ｇ）よりも１本多くなる。また、曲管の数は９本（６Ａ〜６Ｉ）となり、図２や図３Ａの曲管（６Ａ〜６Ｈ）よりも１本多くなる。従って、スペース効率は低下するが、地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収効率がより高まると考えられる。なお、五角形以上の角数の多角形、例えば、六角形や七角形でも同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００３０】
図３Ｃは曲り管部３が略三角形の例である。図３Ｃの曲り管部３を構成する直管の数は６本（５Ａ〜５Ｆ）となり、図２や図３Ａの直管（５Ａ〜５Ｇ）よりも１本少なくなる。また、曲管の数は７本（６Ａ〜６Ｇ）となり、図２や図３Ａの曲管（６Ａ〜６Ｈ）よりも１本少なくなる。従って、図２から図３Ｂに示す曲り管部３に比べて地震時の建屋間の相対変位や熱膨張による応力の吸収能力は低下するが、スペース効率は高くなる。
【００３１】
以上説明したように、図３Ａから図３Ｃに示す配管構造によれば、実施例１と同様に、特別な変位吸収継手を用いることなく、地震時の建屋間相対変位を吸収することができる。また、大規模な地震時の相対変位を想定する場合でも、配管構造の各部の大きさを調整することにより省スペースな配管構造とすることができ、かつ配管部材が直管と曲管のみで構成することができるため、口径の大きい配管であっても配管部材の製作・施工を容易に行うことができる。
【００３２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…配管系、２，２Ａ，２Ｂ…固定端、３…曲り管部、４，４Ａ，４Ｂ…直管、５，５Ａ〜５Ｈ…直管、６，６Ａ〜６Ｉ…曲管、７，７Ａ，７Ｂ…建屋、８…地面、９…空洞（トンネル）、１０…可撓継手。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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