(57)【要約】【課題】配管を含む複数の部材間に作用する摩擦力を利用して配管を完全固定することができる配管支持構造を提供する。【解決手段】配管１と、配管１を支持する配管支持部材２と、配管１の上半部に巻回される固定金具３と、固定金具３の両端部を配管支持部材２に締結するボルト４及びナット５と、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間に開設された摩擦力体６とをもって配管支持構造を構成する。配管支持部材２とナット５との間及び固定金具３とボルト４との間に摩擦力体６を設けることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管と、配管を支持する配管支持部材と、配管を配管支持部材に固定する配管固定部材とからなる配管支持構造において、前記配管と前記配管支持部材との間及び前記配管と前記配管固定部材との間に、前記各部材どうしを直接接触させた場合よりも前記各部材間に作用する摩擦力を高める摩擦力体を挟み込むことを特徴とする配管支持構造。
【請求項２】
前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具と前記配管支持部材とを締結するボルト及びナットとからなり、前記固定金具と前記ボルト又は前記ナットとの間若しくは前記配管支持部材と前記ボルト又は前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の配管支持構造。
【請求項３】
前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具の両端部に一端が固定されたボルトと、前記ボルトと前記配管支持部材とを締結するナットとからなり、前記配管支持部材と前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の配管支持構造。
【請求項４】
前記摩擦力体が、シート状のゴム状弾性体からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の配管支持構造。
【請求項５】
前記ゴム状弾性体が、シリコンゴムであることを特徴とする請求項４に記載の配管支持構造。
【請求項６】
前記固定金具の両端部と前記配管支持部材とを片側毎に複数のボルト及びナットにて締結することを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の配管支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を配管支持部材に固定する配管支持構造に係り、特に、配管を完全固定し得る配管支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備などに備えられる配管は、配管支持部材への固定部が、自重、機械荷重、流体振動、熱膨張及び地震などの外力を受けたときに、いずれの方向へも変位しない完全固定端になっていることが求められる。
【０００３】
このような配管支持構造としては、従来より、図４に示すように配管１０１の全周囲に配管ラグ１０２を溶接し、当該配管ラグ１０２の外周をサポート部材１０３に溶接するもの（特許文献１参照。）、図５に示すように建屋の壁１１１を貫通する貫通孔１１２にスリーブ１１３を設置し、当該スリーブ１１３と配管１０１との間に無収縮性又は低収縮性にして付着強度の高いグラウト材１１４を充填して固化するもの（特許文献２参照。）、図６（ａ），（ｂ）に示すようにベース１２１と把持部１２２とからなる配管固定具１２３に配管１０１を挟み込み、把持部１２２の上端部１２２ａを係止材１２４の溝１２４ａに係合することにより配管１０１と配管固定具１２３の脚部との接触面に発生する摩擦力で配管１０１の変位を拘束するもの（特許文献３参照。）などが提案されている。
【０００４】
なお、比較的小型の一般的な配管の支持構造としては、図７（ａ），（ｂ）に示すように、配管支持部材１３１に配管１０１の固定部を当接し、配管１０１の上半部にベルト状の固定金具１３２を巻き付け、当該固定金具１３２の両端部をそれぞれ複数のボルト１３３及びナット１３４を用いて配管支持部材１３１に締結するものが従来から知られている。また、固定金具１３２の両端部に予めボルト１３３を溶接しておき、当該ボルト１３３とこれに螺合されるナット１３４とをもって固定金具１３２の両端部をそれぞれ配管支持部材１３１に締結するものも従来より知られている（特許文献４参照。）。
【特許文献１】持開平９−１７０６８０号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４５６１号公報
【特許文献３】特開平９−２９６８８２号公報
【特許文献４】特開平９−２９６８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示す配管支持構造は、配管１０１と配管ラグ１０２との溶接及び配管ラグ１０２とサポート部材１０３との溶接に際して、溶接機器の準備と溶接部の養生とを必要とし、溶接作業自体も多くの時間を費やすため、据付に長時間を要するという問題がある。また、この配管支持構造は、一度施工してしまうと取り外すことが困難であるため、メンテナンスを必要とする配管のフランジや機器ノズルの付近といった箇所には設置することができず、強度上必要な部分に任意に設置することができないので、原子炉の設計が困難になるケースが多く発生するという問題もある。また、作業スペースが狭い場所では、溶接作業が困難になるため、溶接の精度が低くなり、配管の変位を十分に拘束するだけの強度が得られない可能性がある。さらに、溶接箇所は溶接検査を受ける必要があるため、検査作業にも多くの時間が費やされる。
【０００６】
図５に示す配管支持構造は、貫通孔１１２内に貫通された配管１０１を支持するものであり、配管１０１が建屋の壁１１１や躯体などを貫通する部分にしか適用できないので、適用個所が限定されるという問題がある。
【０００７】
図６に示す配管支持構造は、配管１０１が挟み込まれた把持部１２２の上端部１２２ａに係止材１２４の溝１２４ａを係合した段階で、原形に復帰しようとして外側に拡がる方向の復元力が把持部１２２に働くため、配管１０１と把持部１２２の接触面に作用する摩擦力が小さくなり、外力を受けたときに配管１０１が軸方向及び捻り方向に変位しやすいという問題がある。
【０００８】
図７に示す配管支持構造は、配管１０１と配管支持部材１３１との間に作用する摩擦力及び配管１０１と固定金具１３２との間に作用する摩擦力のみをもって配管１０１を拘束するので、これら各部材の間で滑りを生じやすく、外力を受けたときに配管１０１が軸方向及び捻り方向に変位しやすいという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、配管を含む複数の部材間に作用する摩擦力を利用して配管を完全固定することができる配管支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記の課題を達成するため、第１に、配管と、配管を支持する配管支持部材と、配管を配管支持部材に固定する配管固定部材とからなる配管支持構造において、前記配管と前記配管支持部材との間及び前記配管と前記配管固定部材との間に、前記各部材どうしを直接接触させた場合よりも前記各部材間に作用する摩擦力を高める摩擦力体を挟み込むという構成にした。
【００１１】
かかる構成によると、配管と配管支持部材との間に作用する摩擦力及び配管と配管固定部材との間に作用する摩擦力が、摩擦力体を挟み込むことによって高められるので、配管と配管支持部材及び配管と配管固定部材とを直接接触させる場合とは異なり、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位を防止できる。また、配管の固定に際しては、ボルト及びナットを用いて配管支持部材と配管固定部材とを締結するだけでよいので、溶接による場合及びグラウト材の充填・固化による場合に比べて配管の据付を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。
【００１２】
本発明は第２に、前記第１の配管支持構造において、前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具と前記配管支持部材とを締結するボルト及びナットとからなり、前記固定金具と前記ボルト又は前記ナットとの間若しくは前記配管支持部材と前記ボルト又は前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込挟み込むという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、配管と配管支持部材との間及び配管と固定金具との間のみならず、固定金具とボルト又はナットとの間若しくは配管支持部材とボルト又はナットとの間に作用する摩擦力をも高めることができるので、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位をより確実に防止できる。
【００１４】
本発明は第３に、前記第１配管支持構造において、前記配管固定部材が、前記配管に巻き付けられる固定金具と、当該固定金具の両端部に一端が固定されたボルトと、前記ボルトと前記配管支持部材とを締結するナットとからなり、前記配管支持部材と前記ナットとの間に更に前記摩擦力体を挟み込むという構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、固定金具とボルトとの間の滑りを完全に防止できると共に、配管と配管支持部材との間及び配管と固定金具との間のみならず、配管支持部材とナットとの間に作用する摩擦力をも高めることができるので、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位をより確実に防止できる。また、固定金具の両端部にボルトを固定するので、部品点数を減少することができ、配管の据付作業をより容易化できる。
【００１６】
本発明は第４に、前記第１乃至第３のいずれかの配管支持構造において、前記摩擦力体が、シート状のゴム状弾性体からなるという構成にした。
【００１７】
シート状のゴム状弾性体は、これが介在された部材間の摩擦係数を高める効果が特に高いので、配管の完全固定を実現できる。
【００１８】
本発明は第５に、前記第４の配管支持構造において、前記ゴム状弾性体が、シリコンゴムであるという構成にした。
【００１９】
シリコンゴムは、これが介在された部材間の摩擦係数を高める効果が特に高いばかりでなく、耐熱性にも優れるので、発電設備に備えられる各種配管、例えば熱交換器を構成する伝熱管の支持構造に特に適する。
【００２０】
本発明は第６に、前記第２及び第３のいずれかの配管支持構造において、前記固定金具の両端部と前記配管支持部材とを片側毎に複数のボルト及びナットにて締結するという構成にした。
【００２１】
かかる構成によると、固定金具の両端部と配管支持部材とを片側毎に１のボルト及びナットにて締結する場合に比べて配管支持部材に対する配管の締結力が高められると共に、配管支持部材に対して固定金具を面で締結することができるので、配管の拘束力を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の配管支持構造は、配管と配管支持部材との間及び配管と配管固定部材との間に所要の摩擦力体を挟み込むので、これら各部材間の摩擦力を高めることができ、外力による配管の軸方向及び捻り方向への変位を防止できて、配管の完全固定を実現できる。また、配管の固定に際しては、ボルト及びナットを用いて配管支持部材と配管固定部材とを締結するだけでよいので、溶接による場合などに比べて配管の据付作業を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る配管支持構造の実施形態を説明する。
【００２４】
〈第１実施形態〉
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る配管支持構造は、配管１と、配管１を支持する配管支持部材２と、配管１の上半部に巻回される固定金具３と、固定金具３の両端部を配管支持部材２に締結する片側毎に複数のボルト４及びナット５と、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間に挟み込まれた摩擦力体６とからなる。前記固定金具３、ボルト４及びナット５は、配管１を配管支持部材２に固定する配管固定部材として機能する。
【００２５】
本発明の配管支持構造は、任意の配管１の固定に適用できるが、配管１を完全固定できることから、発電設備に備えられる各種配管、例えば熱交換器を構成する伝熱管の支持構造として特に有用である。
【００２６】
配管支持部材２は、板状に形成された配管１の当接部２ａと、その両端部を支持する支持部２ｂとからなる。配管１が発電設備に備えられる熱交換器の伝熱管である場合、支持部２ｂは熱交換器の本体部に設けられる。また、この場合、配管支持部材２は配管１のフランジや機器ノズルの付近を含む任意の位置に設定できる。当接部２ａには、配管１の直径よりもやや大きな間隔を隔てて、片側複数個（図１の例では３個）のボルト貫通孔が２列に開設されている。
【００２７】
固定金具３は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、配管支持部材２の当接部２ａの横幅よりもやや狭い横幅を有するベルト状に形成されており、配管１の外面の曲率半径とほぼ等しい曲率半径でＵ字状に形成された湾曲部３ａと、湾曲部３ａの両端部から外向きに折り曲げられた固定部３ｂ，３ｃとを有している。固定部３ｂ，３ｃには、それぞれ複数個（図１の例では３個）のボルト貫通孔が配管支持部材２に開設されたボルト貫通孔と等しい間隔で開設されている。固定金具３は、ステンレス板などを用いて形成される。
【００２８】
ボルト４及びナット５は、所要の強度を有するものが所要の個数だけ用いられる。ステンレス製の固定金具３を用いる場合には、防錆効果を高めるため、ボルト４及びナット５もステンレス製のものを用いることが望ましい。なお、ボルト４及びナット５の締結部には、締結部の損傷を防止するため及び締結部の緩み止めを図るため、所要のワッシャを介在させることが更に望ましい。
【００２９】
摩擦力体６としては、締結される部材管の摩擦力を高める効果が高いことから、シート状のゴム状弾性体が用いられる。特に、高温部には、耐熱性に優れたシート状のシリコンゴムが用いられる。
【００３０】
本例の配管支持構造は、配管支持部材２の当接部２ａに摩擦力体６を介して配管１を当接し、次いで配管１の上半部に摩擦力体６を介して固定金具３の湾曲部３ａをした後、配管支持部材２の当接部２ａに開設されたボルト貫通孔と固定金具３の固定部３ｂ，３ｃに開設されたボルト貫通孔とにボルト４を貫通し、当該ボルト４に螺合されたナット５を摩擦力体６がそれ以上圧縮できない圧縮限界まで締結することによって、配管１を配管支持部材２に固定する。
【００３１】
本例の配管支持構造によれば、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間に摩擦力体６を挟み込み、かつ摩擦力体６を圧縮限界まで圧縮して締結するので、配管１と配管支持部材２との間に作用する摩擦力及び配管１と固定金具３との間に作用する摩擦力が高められると共に、摩擦力体６の弾性変形を防止することができ、配管支持部材２に対する配管１の完全固定が可能になる。
【００３２】
即ち、摩擦力体６を介して配管支持部材２と固定金具３とで配管１を締め付けると、その締め付け条件によっては、配管１に作用する外力よりも大きな摩擦力を配管１と摩擦力体６との間、摩擦力体６と配管支持部材２との間及び摩擦力体６と固定金具３との間に発生させることができるので、配管１の軸方向及び捻り方向の変位を拘束することができる。また、配管１の締め付け条件によっては、摩擦力体６を圧縮限界まで圧縮できるので、配管１の軸と直交する方向への変位を拘束することができる。よって、配管１の完全固定が可能となる。
【００３３】
配管１に作用する外力よりも大きな摩擦力を発生可能な配管支持部材２と固定金具３との締め付け条件は、以下の通りである。図１の状態において、摩擦力体６の厚み方向に作用する締め付け反力をＮ、配管１と摩擦力体６との間の摩擦係数、摩擦力体６と配管支持部材２との間の摩擦係数及び摩擦力体６と固定金具３との間の摩擦係数をμとすると、配管１と摩擦力体６との間、摩擦力体６と配管支持部材２との間及び摩擦力体６と固定金具３との間に発生する摩擦力Ｆは次式で求められる。
【００３４】
Ｆ＝μＮ
したがって、配管１に作用する外力を解析により求めると共に、求められた外力よりも摩擦力Ｆが大きくなるようにボルト４に対するナット５の締め付け条件を設定することにより、配管１をその支持部において完全固定することができる。
【００３５】
摩擦力Ｆは、配管１と摩擦力体６の接触面、摩擦力体５と配管支持部材２の接触面及び摩擦力体６と固定金具３の接触面との面積や各接触面の表面粗さ、摩擦力体６の硬さ、ボルト４及びナット５による配管締め付け力の大きさといった条件により決定するため、摩擦力Ｆが配管１に作用する外力よりも大きくなるようにこれらの条件を決定することで、配管１の完全固定を図ることができる。ボルト４及びナット５による配管締め付け力の大きさは、ボルト４の直径や使用本数、締め付けトルク値といった条件を決定することで自由に設定することができる。
【００３６】
本例の配管支持構造は、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間に摩擦力体６を挟み込んだので、これら各部材間に作用する摩擦力を高めることができ、配管１と配管支持部材２及び配管１と固定金具３とを直接接触させる場合とは異なり、外力による配管１の軸方向及び捻り方向への変位を防止できて、配管の完全固定が可能になる。また、配管１の固定に際しては、ボルト４及びナット５を用いて配管支持部材２と固定金具３とを締結するだけでよいので、溶接による場合及びグラウト材の充填・固化による場合に比べて配管１の据付作業を容易化できると共に、設計の自由度とメンテナンスの容易性を高めることができる。よって、発電設備などに備えられる配管の固定に好適な配管支持構造とすることができる。
【００３７】
なお、図１の例においては、ナット５が配管支持部材２を構成する当接部２ａの下面側に配置されているが、ボルト４に対するナットの締結効率を高めるため、ナット５を固定金具３の上面側に配置することもできる。
【００３８】
〈第２実施形態〉
図２に示すように、第２実施形態に係る配管支持構造は、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間のみならず、配管支持部材２とナット５の間及び固定金具３とボルト４の間にも摩擦力体６を備えたことを特徴とする。その他の部分については、第２実施形態に係る配管支持構造と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
第２実施形態に係る配管支持構造は、配管支持部材２とナット５との間及び固定金具３とボルト４との間にも摩擦力体６を挟み込んだので、配管１と配管支持部材２との間及び配管１と固定金具３との間のみならず、固定金具３とボルト４との間及び配管支持部材２とナット５との間に作用する摩擦力をも高めることができ、第１実施形態に係る配管支持構造よりもさらに確実に配管１を完全固定することができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、配管支持部材２とナット５の間及び固定金具３とボルト４の間の双方に摩擦力体６を挟み込んだが、これらのうちの一方にのみ摩擦力体６を挟み込むこともできる。この場合にも、第１実施形態に係る配管支持構造より配管１の固定効果を高めることができる。
【００４１】
また、配管支持部材２とナット５との間及び固定金具３とボルト４との間にワッシャが備えられる場合には、ワッシャと配管支持部材２との間及びワッシャと固定金具３との間に摩擦力体６が挟み込まれる。この場合には、配管１の据付効率を高めるため、摩擦力体６はワッシャに固定しておくことが望ましい。
【００４２】
また、言うまでもなく、ナット５を固定金具３の上面側に配置する場合には、配管支持部材２とボルト４との間及び固定金具３とナット５との間に摩擦力体６が挟み込まれる。
【００４３】
〈第３実施形態〉
図３に示すように、第３実施形態に係る配管支持構造は、固定金具３の両端部にボルト４が溶接などにより固定されたものを用い、配管１と配管支持部材２との間、配管１と固定金具３との間及び配管支持部材２とナット５との間に摩擦力体６を挟み込んだことを特徴とする。その他の部分については、第２実施形態に係る配管支持構造と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
第３実施形態に係る配管支持構造は、固定金具３の両端部にボルト４を溶接などにより固定したので、固定金具３とボルト４との間の滑りを完全に防止することができて配管１の固定効果が高められると共に、部品点数を減少することができ、配管の据付作業をより容易化することができる。
【００４５】
なお、本実施形態においても、配管支持部材２とナット５との間にワッシャが備えられる場合には、ワッシャと配管支持部材２との間に摩擦力体６が備えられる。この場合にも、配管１の据付効率を高めるため、摩擦力体６はワッシャに固定しておくことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、発電設備において、地震、熱膨張、自重、機械荷重あるいは流体振動といった影響による配管の変位し得る方向の変位を拘束する必要がある箇所の配管拘束支持手段として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る配管支持構造の説明図である。
【図２】第２実施形態に係る配管支持構造の説明図である。
【図３】第３実施形態に係る配管支持構造の説明図である。
【図４】従来より知られている配管支持構造の第１例を示す図である。
【図５】従来より知られている配管支持構造の第２例を示す図である。
【図６】従来より知られている配管支持構造の第３例を示す図である。
【図７】従来より知られている配管支持構造の第４例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    配管
２    配管支持部材
３    固定金具
４    ボルト
５    ナット
６    摩擦力体
【図１】
2008196542.tif 000003
【図２】
2008196542.tif 000004
【図３】
2008196542.tif 000005
【図４】
2008196542.tif 000006
【図５】
2008196542.tif 000007
【図６】
2008196542.tif 000008
【図７】
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