(57)【要約】【課題】機器、配管などの構造物の制振サポート構造に係わり、温度変化による構造物の熱膨張を許し、流動や機械等の振動源や地震などに対しては、構造物を剛に支持する制振サポートを提供する。【解決手段】内円筒１０と外円筒１２からなる二重円筒と、前記内円筒の内部に配置された構造物８を内円筒に支持する支持部材９，１１と、前記外円筒を支持構造物１７に連結固定する連結部材７と、前記二重円筒の間の環状の間隙部に封入される非圧縮性の連成流体１４と、前記二重円筒の両端部を封止するとともに該二重円筒の相対変位を許容する封止部材１３と、を備えることを特徴とする制振サポート。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内円筒と外円筒からなる二重円筒と、前記内円筒の内部に配置された構造物を内円筒に支持する支持部材と、前記外円筒を支持構造物に連結固定する連結部材と、前記二重円筒の間の環状の間隙部に封入される非圧縮性の連成流体と、前記二重円筒の両端部を封止するとともに該二重円筒の相対変位を許容する封止部材と、を備えたことを特徴とする制振サポート。
【請求項２】
前記内円筒と外円筒の少なくとも一方を多重円筒構造とし、各円筒間を環状の間隙部としたことを特徴とする請求項１記載の制振サポート。
【請求項３】
前記各円筒は内円筒と外円筒とが互い違いに配置され、かつ前記間隙部は各円筒に設けられた連通口により連通していることを特徴とする請求項２に記載の制振サポート。
【請求項４】
前記連成流体は水、またはポリタングステン酸ナトリウム、または液体金属であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の制振サポート。
【請求項５】
前記封止部材は積層ゴム、または金属ばねからなる弾性部材であることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の制振サポート。
【請求項６】
前記支持部材はリニアガイドであることを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の制振サポ−ト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電用プラントなどの大型プラントの配管、タンクなどの構造物に適用される制振サポートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に発電用プラントなどに使用されている配管などの構造物は、温度変化による構造物の熱膨張を緩和するように柔に支持されている。一方、地震時にはこれらの構造物を剛に支持することで構造物に発生する応力を抑制する制振装置が提案されている。
【０００３】
例えば、配管などの支持に用いられているメカニカルスナバ（機械式防振器）は機械要素により支持方向の変位を回転運動に変換するなど複雑な機構となっている。このため、機械要素が固着して伸縮しなくなることが懸念されており、このメカニカルスナバをインターナルポンプの耐震支持装置に適用する際、固着による過大な荷重がメカニカルスナバに加わった場合の対応策として連結を開放する安全装置を設けたものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、温度変化による構造物の熱膨張を緩和するように柔に支持する大型の構造物では、例えば、高速増殖炉のタンク型FBRの炉心を支持するものがある。これは、原子炉容器内に配置された炉心を取囲んで前記炉心との間に冷却材である液体金属が存在する環状間隙を形成する筒状体を前記炉心と機械的に分離して設け、前記筒状体を前記原子炉容器に剛な支持部材で取付けている。この支持構造は、炉心のロツキング振動が生じようとしても、環状間隙内の液体金属の慣性抵抗に基づく制振効果により、炉心のロツキング振動が抑制され、且つ環状間隙があることから熱伸縮を許容することができるものとなっている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、このような液体の慣性抵抗を利用したものとして、図４に示すように、原子力発電所や火力発電所などの高温・高圧熱流体を流す高温配管と低温の流体を流す低温配管とを一体化した二重配管の振動を抑制する配管制振装置がある。これは、大口径の外側配管１の内部に小口径の内側配管２を設置した二重配管内に、流体による制振作用を生じさせるための円筒３を設け、その円筒３を複数個の固定部材４で外側配管１または内側配管２に固定したものである。地震の振動や内側配管２内外を流れる流体により、内側配管２が大きく振動する場合、内側配管２と円筒３との間の隙間流体５の圧力が大きくなり、内側配管２全体には振動の方向（加速度方向）と逆方向の大きな力として作用するような流体制振力（前記慣性抵抗）が得られる。このため、内側配管２は振動方向に対して動きが抑制され、配管自体の振動振幅を小さくすることができる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２９８１号公報
【特許文献２】特公平４−２６０７８号公報
【特許文献３】特開２００４−２５１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来、機器、配管などの構造物に対して、温度変化による構造物の熱膨張を許し、流体や機械等の振動源や地震などに対しては剛に支持する制振手段が提案されている。
【０００８】
しかしながら、原子力プラントの配管などに適用されるメカニカルスナバにおいて、高い信頼性を求める場合には万一の固着に対する安全対策を必要とし、かつ十分なメンテナンスも必要となる。さらに、流体中の構造物に対しては、構造物と支持部材の間に狭い流体ギャップを設けて、これによって発生する流体制振力（前記慣性抵抗）によって支持反力を得て振動を抑える提案がなされているが、気中の構造物には適応できないなど特定の構造にしか適用できない問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、特別な安全対策又はメンテナンスを必要とせず、温度変化による構造物の熱膨張を許し、流動や機械等の振動や地震などに対しては構造物を剛に支持する、汎用性が高く高信頼性の制振サポート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】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係る制振サポートは、内円筒と外円筒からなる二重円筒と、前記内円筒の内部に配置された構造物を内円筒に支持する支持部材と、前記外円筒を支持構造物に連結固定する連結部材と、前記二重円筒の間の環状の間隙部に封入される非圧縮性の連成流体と、前記二重円筒の両端部を封止するとともに該二重円筒の相対変位を許容する封止部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特別な安全対策又はメンテナンスを必要とせず、流体中だけでなく気体中の構造物にも汎用的に適用できる高信頼性の制振サポートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制振サポートの全体構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る制振サポートの全体構成図。
【図４】従来の制振サポートの全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本第１の実施形態に係る制振サポートを図１、図２を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態の制振サポートは、図１に示すように、配管８に制振サポートを取付けるための配管固定具９、内円筒１０を配管固定具９に連結固定する支持梁１１、内円筒１０と対向する外円筒１２、これら内円筒１０および外円筒１２の両端部に取付けられる封止部材１３、内円筒１０と外円筒１２の間の環状の間隙部に封入される非圧縮性の連成流体１４、外円筒１２をピンジョイント１５に連結する連結部材１６、一端をピンジョイント１５を介して連結部材１６に連結固定され、他端をピンジョイント１８を介して支持構造物１７に連結固定される支持アーム７とからなっている。ここで、支持構造物１７としては、構造物の壁、タンク、配管の内壁、あるいは外壁などが適用できる。また、配管固定具９と支持梁１１で支持部材を構成し、支持アーム７が連結部材を構成している。
【００１５】
配管固定具９は、円筒状の固定具であって、配管と一体となって変位を吸収する必要があるため、その内面は摩擦抵抗が大きくなるように高硬度のゴム等による表面処理がなされていることが望ましい。
【００１６】
内円筒１０と外円筒１２の両円筒間の環状の間隙部に封入される連成流体１４としては水等の非圧縮性流体が用いられる。封止部材１３にはゴムなどの柔軟な弾性材料を用いて、内円筒１０と外円筒１２の相対変位に追従するように内円筒１０と外円筒１２とを接続する。具体的な接続方法としては、高周波誘導加熱による接着方法、接着剤を用いた架橋ゴムと金属との接着方法、ゴム成形と同時に金属と接着する直接加硫接着方法など公知の方法が用いられる。なお、封止部材１３は、両円筒１０，１２間の連成流体１４が振動時の圧力で過大な変形とならないように材質、寸法を設定する。
【００１７】
このように構成された本第１の実施形態において、たとえば配管８に熱膨張による変形が発生しサポート方向（図１における上下方向）に変形した場合には、配管８は内円筒１０と一体に動くことになる。封止部材１３にはゴムなどの柔軟な弾性材料を用いているため、内円筒１０と外円筒１２の距離が自由に変化し、両円筒１０，１２間の間隙部に封入された連成流体１４も環状に移動できる。これにより、制振サポートは熱膨張による変形に伴う相対変位を吸収し柔構造のサポートとして作用することができる。
【００１８】
また、地震が発生した場合には、両円筒１０，１２間の間隙部に封入された連成流体１４によって、内円筒１０と外円筒１２において発生する相対加速度に対し、流体−構造連成力が発生するため、内円筒１０と外円筒１２の相対運動を抑制し剛構造のサポートとして作用する。
【００１９】
なお、連成流体１４として、水の代わりに、たとえば重液SPT（ポリタングステン酸ナトリウム）を使用した場合には、比重が水の３倍となるため、より大きな支持反力を得ることができるため、装置をさらに小型化することができる。
【００２０】
さらに、連成流体１４として、液体金属を採用した場合には、封止部材１３として金属ばねからなる弾性部材で構成することにより、高温環境での使用も可能となる。なお、連成流体１４として、重液SPT（ポリタングステン酸ナトリウム）、液体金属の使用は後述する第２の実施形態においても採用可能である。
【００２１】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、特別な安全対策又はメンテナンスを必要とせず、流体中だけでなく気体中の構造物にも汎用的に適用できる小型で高信頼性の制振サポートを提供することができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る制振サポートを図３を用いて説明する。
なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は最小限とする。
【００２３】
本第２の実施形態の制振サポートは、図３に示すように、内円筒と外円筒を共に多重円筒構造とし、各円筒間の連成流体１４が封入される環状の間隙部を１層から３層に多層化したものである。第１の実施形態では配管８に制振サポートを取付けるための配管固定具９を使用していたが、本第２の実施形態においては、配管固定具に代えて配管８の軸方向に摺動可能なリニアガイド（すべり支承）１９が設置されている。なお、実施形態１，２のいずれにおいても、制振サポートの設置形態等に応じて配管固定具またはリニアガイドが適用可能である。
【００２４】
内円筒１０はリニアガイド１９と支持梁１１により連結固定される。内円筒１０と外円筒１２はそれぞれを例えば金属製の２重の円筒構造により構成され、追設外円筒２０と、内円筒１０に設けられた追設内円筒２１とは連成流体１４が連通できるように、各円筒に設けられた連通口２３を介して互い違いに配置されている。連成流体１４は内円筒１０と外円筒１２と、外円筒１２の側面に取付けられる外円筒側板２２と、外円筒側板２２と内円筒１０との相対変位を吸収するシール部材として機能する封止部材１３によって密封されている。外円筒１２はピンジョイント１５に連結する連結部材１６と、支持構造１７に固定されるピンジョイント１８とを支持アーム７で連結されている。なお、内円筒１０と外円筒１２はいずれか一方を２重の円筒構造、他方を１重の円筒構造により構成することで、連成流体１４が封入される環状の間隙部を２層構造とすることができる。また、内円筒１０と外円筒１２を３重以上の構造とすることも当然可能である。
【００２５】
連成流体１４として、第１の実施形態と同様に、水等の非圧縮性流体が用いられる。また、封止部材１３には積層ゴムなどを用いて配管の径方向のみに柔な構造とし、内円筒１０と外円筒１２の相対変位に追従するようにする。但し、封止部材１３は、内円筒１０と外円筒１２の連成流体１４の振動時の圧力で過大な変形とならないように材質、寸法を設定する。
【００２６】
このように構成された本第２の実施形態において、たとえば配管８に熱膨張らよる変形が発生しサポート方向（図３における上下方向）に変形した場合には、配管８は内円管と一体に動くことになる。封止部材１３には積層ゴムなど柔軟な材料を用いているため、内円筒１０と外円筒１２の距離が自由に変化し、内円筒１０と外円筒１２の３層の間隙部に封入された連成流体１４も環状に移動できることから、このような熱変形による相対変位を吸収することができる。
【００２７】
また、地震が発生した場合には、内円筒１０と外円筒１２の間隙部に封入された連成流体１４によって、内円筒１０と外円筒１２において発生する相対加速度に対し、流体−構造連成力が発生するため、内円筒１０と外円筒１２の相対運動を抑制し剛構造のサポートとして作用する。
【００２８】
したがって、本第２の実施形態に係る制振サポートは、第１の実施形態と同様に、配管の熱変形など長周期の変位による変動に対しては柔にサポートして変位を吸収するとともに、流動や機械等の振動源や地震などに対しては、流体−構造連成力によって、構造物を剛に支持することができるほか、連成流体１４が封入される環状の間隙部を多層としていることでより強力な支持力を得ることができる。また、配管８の軸方向に滑るリニアガイド１９が設置されているため、制振サポートのサポート方向と直交する変形には反力を与えず変形を許すことができ、配管自身あるいは、制振サポート自身に過大な力が掛かることを防止できる。
【００２９】
以上説明したように、本第２の実施形態によれば、特別な安全対策又はメンテナンスを必要とせず、流体中だけでなく気体中の構造物にも汎用的に適用できる小型でさらに信頼性の高い制振サポートを提供することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１…外側配管、２…内側配管、３…円筒、４…固定部材、５…隙間流体、６…固定基礎、７…支持アーム（連結部材）、８…配管（構造物）、９…配管固定具（支持部材）、１０…内円筒、１１…支持梁（支持部材）、１２…外円筒、１３…封止部材、１４…連成流体、１５，１８…ピンジョイント、１６…連結部材、１７…支持構造物、１９…リニアガイド（すべり支承）（支持部材）、２０…追設外円筒、２１…追設内円筒、２２…外円筒側板、２３…連通口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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