(57)【要約】【課題】排気筒内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平筒部の損傷を簡単な構成で防止できる排気塔、及びプラント設備を提供すること。【解決手段】排気塔１は、排気ダクト１０と、排気ダクト１０の上端１０Ａに連結され、水平に軸心Ｓが延びて両端に排気口１２，１２を有する水平ダクト１１と、水平ダクト１１に取り付けられて排気ダクト１０の振動を抑える制振カバー装置２０と、を備える。制振カバー装置２０は、水平ダクト１１の外側に配置されて、水平ダクト１１の排気口１２の周縁部１２Ａを囲む筒状体からなるカバー本体２１と、カバー本体２１と水平ダクト１１とを連結し、水平ダクト１１に対してカバー本体２１を相対的に移動可能に支持するばね材２２と、水平ダクト１１の外周面１１Ａに固着されて、カバー本体２１の内周面２１Ｃ上を摺動する摺動材２３とを備える。【選択図】図２
2017025660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気筒と、前記排気筒の上端に連結され、水平に軸心が延びて両端に排気口を有する水平筒部と、前記水平筒部に取り付けられて前記排気筒の振動を抑える制振カバーと、を備え、
前記制振カバーは、前記水平筒部の少なくとも前記排気口の上方に配置され、前記水平筒部から前記排気口の排気方向に張り出すカバー本体と、
前記カバー本体と前記水平筒部もしくは前記排気筒とを連結し、前記水平筒部に対して前記カバー本体を相対的に移動可能に支持する剛性要素と、
前記カバー本体と前記水平筒部との間に配置されて前記振動を減衰する減衰要素と、
を備えたことを特徴とする排気塔。
【請求項２】
前記減衰要素は、前記カバー本体と前記水平筒部との一方の面に固着され、前記振動が生じた際に、前記カバー本体と前記水平筒部との他方の面上を摺動する摺動材であることを特徴とする請求項１に記載の排気塔。
【請求項３】
前記摺動材は、前記水平筒部の頂部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の排気塔。
【請求項４】
前記カバー本体は、前記水平筒部の外側に配置されて、前記排気口の周縁を囲む筒状体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気塔。
【請求項５】
前記筒状体は、前記排気口にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項４に記載の排気塔。
【請求項６】
前記筒状体は、前記水平筒部の軸心方向の長さよりも長く、かつ、該水平筒部の全体を覆って一体に形成されることを特徴とする請求項４に記載の排気塔。
【請求項７】
前記カバー本体は、前記水平筒部の上部に配置される傘状部材を備え、この傘状部材は、前記水平筒部の軸心方向の長さよりも該軸心方向の長さが長く形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気塔。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気塔を用いたことを特徴とするプラント設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気筒の上端の水平筒部に取り付けられて排気筒の振動を抑える制振カバーを備える排気塔、及びプラント設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボイラ、タービン、または、空調設備などの機器を備えるプラント設備では、排気塔を通じて排気ガスを外部に排出している。この種の排気塔は、鉛直方向に延出する排気筒の上端に、軸心が水平に延びて両端に排気口を有する水平筒部が取り付けられ、排気筒内へ雨水や異物が進入することを抑制している。このような水平筒部を設けてＴ字型とする構造は、一般家庭用の煙突等にも用いられている。
【０００３】
この種の排気塔は、ボイラやタービン等の機器の大容量化に伴い大型化する傾向にあり、排気塔が大型化した場合、排気筒の上端（水平筒部）における固有振動数が低下し、例えば、地震の振動特性の領域（０〜約３０Ｈｚ）と重なることがある。この場合、地震発生時に、排気筒の上端（水平筒部）が共振に起因して大きく揺れ、水平筒部の損傷などが生じる問題がある。この問題に対応するために、水平筒部及び排気筒の肉厚を厚くして剛性を高め、固有振動数を増大する方策が想定されるが、排気塔全体の重量が増大するため、重量増に伴って排気塔を支持する補強部材を追加する必要が生じ、物量及びコストともに増大して、合理的な排気塔の設計及び製作を実施することが困難となっている。
【０００４】
共振に伴う水平筒部の損傷などの問題を解消するために、従来、対象となる塔状部材（排気塔）の上端部に制振装置を取り付ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、制振装置は、取り付け個所を支点とする、力学的に単振り子に置換することが可能な部材で、取り付け個所において塔状部材の材軸中心が回転中心となるように、塔状部材に回転可能に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８５８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した従来の構成では、制振装置は、塔状部材としての排気塔（排気筒）の上端に取り付けたとしても、水平筒部を通じて、排気筒内に雨水が進入することを抑制することはできないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、排気筒内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平筒部の損傷を簡単な構成で防止できる排気塔、及びプラント設備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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る排気塔は、排気筒と、排気筒の上端に連結され、水平に軸心が延びて両端に排気口を有する水平筒部と、水平筒部に取り付けられて排気筒の振動を抑える制振カバーと、を備え、制振カバーは、水平筒部の少なくとも排気口の上方に配置され、水平筒部から排気口の排気方向に張り出すカバー本体と、カバー本体と水平筒部もしくは排気筒とを連結し、水平筒部に対してカバー本体を相対的に移動可能に支持する剛性要素と、カバー本体と水平筒部との間に配置されて振動を減衰する減衰要素と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、カバー本体が少なくとも排気口の上方に配置され、水平筒部から排気口の排気方向に張り出すことにより、排気口を通じて、排気筒内に雨水が進入することを防止できる。また、例えば、地震が発生した場合、地震の振動に伴い、カバー本体を水平筒部に対して相対移動させると共に、減衰要素が振動を減衰させることで、排気筒の振動の励起を抑えて応答を低減できる。従って、排気筒内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平筒部の損傷を簡単な構成で防止できる。
【００１０】
また、上記構成において、減衰要素は、カバー本体と水平筒部との一方の面に固着され、振動が生じた際に、カバー本体と水平筒部との他方の面上を摺動する摺動材であっても良い。この構成によれば、制振カバー装置を、高温（数百度程度）の排気ガスが排出される排気筒に適用することができる。
【００１１】
さらに、摺動材は、水平筒部の頂部に配置されていても良い。この構成によれば、摺動材は、カバー本体の自重によって、カバー本体と水平筒部との他方の面と密接させることができる。このため、特別な支持機構を設けることなく、簡素な構成で、摺動による振動の減衰を実現できる。
【００１２】
また、カバー本体は、水平筒部の外側に配置されて、排気口の周縁を囲む筒状体であっても良い。この構成によれば、排気口の周縁を囲むことにより、排気口を通じて、雨水が進入することをより効果的に抑制できる。
【００１３】
さらに、筒状体は、排気口にそれぞれ配置されても良い。この構成によれば、水平筒部の排気口ごとに、ばね材のばね定数や減衰要素の減衰を個別に調整することができるため、振動の励起に細かく対応することができ、共振に伴う水平筒部の損傷をより効果的に防止できる。
【００１４】
また、筒状体は、水平筒部の軸心方向の長さよりも長く、かつ、該水平筒部の全体を覆って一体に形成されても良い。この構成によれば、筒状体の質量の増大を実現できるため、排気筒の振動の励起をより効果的に抑えることができ、振動の励起に伴う水平筒部の損傷をより効果的に防止できる。
【００１５】
また、カバー本体は、水平筒部の上部に配置される傘状部材を備え、この傘状部材は、水平筒部の軸心方向の長さよりも該方向の長さが長く形成されても良い。この構成によれば、傘状部材は、排気口の庇として機能するため、排気口を通じて雨水が排気筒内に進入することが抑制される。
【００１６】
また、本発明に係るプラント設備は、上記した排気塔を用いたことを特徴とする。この構成によれば、排気筒内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平筒部の損傷を簡単な構成で防止できるプラント設備を実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カバー本体が少なくとも排気口の上方に配置され、水平筒部から排気口の排気方向に張り出すことにより、排気口を通じて、排気筒内に雨水が進入することを防止できる。また、振動が発生した場合に、振動に伴い、カバー本体を水平筒部に対して相対移動させると共に、減衰要素が振動を減衰させることで、排気筒の振動の励起を抑えて応答を低減できる。従って、排気筒内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平筒部の損傷を簡単な構成で防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る排気塔が用いられたプラント設備の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、制振カバー装置による応答低減の効果を示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。
【図７】図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は、図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図９は、第３実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。
【図１０】図１０は、図９を水平ダクトの排気口側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る排気塔が用いられたプラント設備の概略構成図であり、図２は、第１実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。排気塔１は、図１に示すように、プラント設備（例えば、ボイラや火力発電設備）２から排気管３を通じて排出された排気ガスを外部に排出するものである。プラント設備２は、ボイラや火力発電設備に限るものではなく、空調設備や換気設備などであっても良い。排気塔１は、排気ダクト１０（排気筒）と、水平ダクト１１（水平筒部）と、制振カバー装置２０（制振カバー）とを備える。
【００２１】
排気ダクト１０は、金属材料（例えば鉄やステンレススチール）を用いて筒状に形成され、地面に立設されて鉛直方向に延びている。排気ダクト１０の上端１０Ａには、図２に示すように、軸心Ｓが水平に延びる筒状の水平ダクト１１が連結されている。水平ダクト１１は、金属材料（例えば鉄やステンレススチール）を用いて円筒形状に形成され、両端にそれぞれ排気口１２，１２が設けられている。プラント設備２から排出された排気ガスは、排気ダクト１０を上昇して水平ダクト１１内に流入し、この水平ダクト１１で向きを水平方向に変え、排気口１２から外側に排気される。水平ダクト１１は、排気口１２，１２を水平方向に向けることにより、これら排気口１２，１２を通じて、排気ダクト１０内へ雨水が進入することを抑制している。
【００２２】
排気ダクト１０及び水平ダクト１１は、プラント設備２、例えばボイラや火力発電設備の大容量化、すなわち排気量の増加に伴い大型化する傾向にある。排気ダクト１０及び水平ダクト１１が大型化すると、水平ダクト１１の振動モードの固有振動数が低下し、例えば、地震の振動特性の領域（０〜約３０Ｈｚ）と重なることがある。この場合、地震時に振動が励起されて水平ダクト１１が共振するため、排気ダクト１０の耐震健全性が損なわれるおそれがあった。このため、排気塔１は、図２に示すように、水平ダクト１１に取り付けられる制振カバー装置２０を備える。この制振カバー装置２０は、地震時における振動の励起（共振）を抑えて応答を低減する。
【００２３】
制振カバー装置２０は、図２に示すように、カバー本体（筒状体）２１と、ばね材（剛性要素）２２と、摺動材（減衰要素）２３とを備え、水平ダクト１１の両方の排気口１２の周囲にそれぞれ設けられている。カバー本体２１は、金属材料（例えば鉄やステンレススチール）により形成され、図３及び図４に示すように、水平ダクト１１よりも直径の大きな円筒形状の筒状体である。カバー本体２１は、排気口１２の周縁部１２Ａを囲むように水平ダクト１１の外側に配置される。具体的には、図２に示すように、カバー本体２１の基端部２１Ａは、水平ダクト１１と軸心Ｓ方向にオーバーラップするように配置され、先端部２１Ｂは、水平ダクト１１の排気口１２よりも外側（排気方向）に張り出している。これにより、カバー本体２１が排気口１２の周囲を覆うことにより、排気口１２を通じて雨水が排気ダクト１０内に進入することが抑制される。
【００２４】
このように、カバー本体２１は、先端部２１Ｂが水平ダクト１１の排気口１２よりも外側に大きく張り出しているため、このカバー本体２１が排気ダクト１０内への雨水の進入を抑制する機能を発揮する。このため、水平ダクト１１は、制振カバー装置２０を設けない従来の構成に比べて、軸心Ｓの延びる方向（軸心方向）の長さを短縮することができ、水平ダクト１１自体の小型化及び軽量化を図っている。また、本実施形態では、カバー本体２１の先端部２１Ｂは、上縁の張出量が下縁の張出量よりも大きくなるように、上縁から下縁に向けて傾斜した形状となっている。通常、雨水の進入に及ぼす影響が大きいのは、先端部２１Ｂの上縁側なため、下縁側の張出量を小さくすることで雨水の進入を抑制しつつも材料の使用量を低減できる。
【００２５】
ばね材２２は、カバー本体２１と水平ダクト１１とを連結し、この水平ダクト１１に対してカバー本体２１を相対移動可能に支持する部材である。図２〜図４に示すように、ばね材２２の一端２２Ａは、水平ダクト１１の外周面１１Ａに固定され、他端２２Ｂは、カバー本体２１の内周面２１Ｃに固定される。このため、カバー本体２１は、ばね材２２の伸縮に伴い、水平ダクト１１に対して、主に軸心方向に移動するが、ばね材２２の値を調整することにより、軸心Ｓに対して直交する方向（軸心直交方向）に回転（首振り）させることも可能である。
【００２６】
摺動材２３は、振動に伴って水平ダクト１１に対してカバー本体２１が相対移動した際に、水平ダクト１１またはカバー本体２１との間で摩擦を生じさせて振動の減衰を図るものである。摺動材２３は、例えば、耐熱性の高い黒鉛パッドなどで形成されており、水平ダクト１１の外周面１１Ａ（一方の面）の頂部に固着されている。これにより、摺動材２３は、カバー本体２１の自重によって、カバー本体２１の内周面２１Ｃ（他方の面）に密接するため、この内周面２１Ｃが摺動面となって、摺動材２３とカバー本体２１の内周面２１Ｃとの間で摩擦が生じる。なお、本実施形態では、摺動材２３を水平ダクト１１の外周面１１Ａの頂部に固着しているが、カバー本体２１の内周面２１Ｃの頂部に固着して、水平ダクト１１の外周面１１Ａを摺動面としても良い。摺動材２３は、上記のように、耐熱性を備えた黒鉛パッドなどで形成されるため、ボイラや火力発電設備のように、高温（例えば４００℃程度）の排気ガスが排出された場合でも、熱による変性がなく、振動の減衰を図ることができる。
【００２７】
制振カバー装置２０は、カバー本体２１と、ばね材２２と、摺動材２３とを備えることにより、カバー本体２１が振動系の質量、摺動材２３が摩擦を生じる減衰要素、ばね材２２が剛性要素となって、制振カバー装置２０が振動系（質量、剛性、減衰から構成される１自由度系）を構成する。このため、制振カバー装置２０は、地震時の振動に伴い、カバー本体２１を水平ダクト１１に対して相対移動させると共に、カバー本体２１の内周面２１Ｃを摺動材２３が摺動することで、振動を摩擦熱に変換して減衰する。これにより、地震時に排気ダクト１０（水平ダクト１１）の振動の励起（共振）を抑えて応答を低減することができる。制振対象となる排気ダクト１０の固有振動数が分かっている場合には、この固有振動数に適合するように、ばね材２２のばね定数や、摺動材２３の減衰を調整することで、排気ダクト１０の振動応答を低減させることができる。
【００２８】
また、本実施形態では、制振カバー装置２０を設けたことで、水平ダクト１１は、制振カバー装置２０を設けない従来の構成に比べて、軸心方向の長さを短縮することができる。これにより、地震発生時に、水平ダクト１１自体が振動するモード（オーバル振動モード）が増幅することを抑えることができる。さらに、短縮した水平ダクト１１に制振カバー装置２０を設けることで、水平ダクト１１を短縮したとしても排気口１２を通じて雨水が進入することを抑制しつつ、地震時に水平ダクト１１の振動の励起（共振）を抑えて応答を低減することができる。また、水平ダクト１１を短縮することにより、水平ダクト１１自体の小型化及び軽量化を実現できるため、水平ダクト１１（対象ダクト）の振動質量を小さくすることができる。従って、水平ダクト１１（対象ダクト）の振動質量に対する制振カバー装置２０の質量比を大きくすることができるため、制振の効果をより一層高めることができる。
【００２９】
図５は、制振カバー装置による応答低減の効果を示す図である。この図５に示すように、制振カバー装置２０を設けない構成（１）では、特定の振動数で振動が励起され、排気ダクト１０（水平ダクト１１）が共振するため、応答倍率が高くなっているが、制振カバー装置２０を設けた構成（２）では、制振カバー装置２０の作用により、地震時における振動の励起（共振）を抑え応答倍率を低減させることができる。
【００３０】
第１実施形態の排気塔１は、排気ダクト１０と、排気ダクト１０の上端１０Ａに連結され、水平に軸心Ｓが延びて両端に排気口１２，１２を有する水平ダクト１１と、水平ダクト１１に取り付けられて排気ダクト１０の振動を抑える制振カバー装置２０と、を備える。さらに、制振カバー装置２０は、水平ダクト１１の外側に配置されて、水平ダクト１１の排気口１２の周縁部１２Ａを囲む筒状体からなるカバー本体２１と、カバー本体２１と水平ダクト１１とを連結し、水平ダクト１１に対してカバー本体２１を相対的に移動可能に支持するばね材２２と、水平ダクト１１の外周面１１Ａに固着されて、カバー本体２１の内周面２１Ｃ上を摺動する摺動材２３とを備えている。このため、カバー本体２１が排気口１２の周縁部１２Ａを囲むことにより、排気口１２を通じて、排気ダクト１０内に雨水が進入することを防止する。また、制振カバー装置２０は、地震が発生した場合、地震の振動に伴い、カバー本体２１を水平ダクト１１に対して相対移動させると共に、カバー本体２１の内周面２１Ｃを摺動材２３が摺動することで、振動を摩擦熱に変換して減衰させる。これにより、地震時に排気ダクト１０（水平ダクト１１）の振動の励起（共振）を抑えて応答を低減することができるため、振動の励起に伴う水平ダクト１１の損傷を防止できる。従って、排気塔１は、簡素な構成で、排気ダクト１０内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平ダクト１１の損傷を防止できる。
【００３１】
また、第１実施形態によれば、カバー本体２１は、水平ダクト１１の排気口１２の周縁部１２Ａを囲む筒状体からなり、雨水の進入を抑制する機能に加えて、振動応答を低減させる際の質量として機能する。このため、制振カバー装置２０の装置構成を簡素化しつつ、制振カバー装置２０を設けた排気塔１の美観の保持を実現できる。
【００３２】
また、第１実施形態によれば、減衰要素として、水平ダクト１１の外周面１１Ａに固着されて、カバー本体２１の内周面２１Ｃ上を摺動する摺動材２３を設けたため、制振カバー装置２０を、高温（数百度程度）の排気ガスが排出される排気ダクト１０に適用することができる。
【００３３】
また、第１実施形態によれば、摺動材２３は、水平ダクト１１の外周面１１Ａの頂部に固着されている。このため、摺動材２３は、カバー本体２１の自重によって、カバー本体２１の内周面２１Ｃに密接することにより、特別な支持機構を設けることなく、簡素な構成で、摺動（摩擦）による振動の減衰を実現できる。
【００３４】
また、第１実施形態によれば、水平ダクト１１の排気口１２の周縁部１２Ａを囲む筒状体からなるカバー本体２１は、各排気口１２にそれぞれ配置されているため、排気口１２ごとに、ばね材２２のばね定数や摺動材２３の減衰を個別に調整することができる。これによれば、振動の励起に細かく対応することができ、より効果的に振動の励起を抑えて応答の低減を実現できる。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ断面図である。第２実施形態に係る排気塔５０は、制振カバー装置の構成が第１実施形態と異なる。第１実施形態に係る制振カバー装置２０と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省絡する。
【００３６】
排気塔５０は、図６に示すように、水平ダクト１１に取り付けられる制振カバー装置３０を備える。制振カバー装置３０は、カバー本体（筒状体）３１と、ばね材（剛性要素）２２と、摺動材（減衰要素）２３とを備える。カバー本体３１は、金属材料（例えば鉄やステンレススチール）により形成され、図７及び図８に示すように、水平ダクト１１よりも直径の大きな円筒形状の筒状体である。カバー本体３１は、図６に示すように、水平ダクト１１全体を覆うように一体に形成される。カバー本体３１は、底部中央に開口（不図示）を備え、この開口を通じて、水平ダクト１１に被せることができる。
【００３７】
カバー本体３１は、図６に示すように、水平ダクト１１の軸心方向の長さＬ１よりも該方向の長さＬ２が大きく形成されており、カバー本体３１の先端部３１Ａは、水平ダクト１１の排気口１２よりも外側（排気方向）に大きく張り出している。これにより、カバー本体３１が排気口１２の周囲を覆うことにより、排気口１２を通じて雨水が排気ダクト１０内に進入することが抑制される。さらに、カバー本体３１は、図６に示すように、水平ダクト１１全体を覆うように一体に形成されるため、上記した第１実施形態のように、水平ダクト１１の排気口１２の周縁部１２Ａで、カバー本体２１の基端部２１Ａとオーバーラップさせる必要がないため、水平ダクト１１の軸心方向の長さをより一層短縮することができ、水平ダクト１１自体の小型化及び軽量化を実現できる。
【００３８】
また、本実施形態では、カバー本体３１の先端部３１Ａは、上縁の張出量が下縁の張出量よりも大きくなるように、上縁から下縁に向けて傾斜した形状となっている。通常、雨水の進入に及ぼす影響が大きいのは、先端部３１Ａの上縁側なため、下縁側の張出量を小さくすることで雨水の進入を抑制しつつも材料の使用量を低減できる。さらに、水平ダクト１１全体を覆うようにカバー本体３１を一体に形成することにより、このカバー本体３１を、制振カバー装置３０を設けない従来の水平ダクトと同様な形状とすることができる。このため、制振カバー装置３０を設けた場合であっても、排気塔５０の全体のフォルムは大きく変化しないため、排気塔５０の美観を保持することができる。
【００３９】
ばね材２２は、図６〜図８に示すように、ばね材２２の一端２２Ａが水平ダクト１１の外周面１１Ａに固定され、他端２２Ｂは、カバー本体３１の内周面３１Ｃに固定される。このため、カバー本体３１は、ばね材２２の伸縮に伴い、水平ダクト１１に対して、主に軸心方向に移動するが、ばね材２２の値を調整することにより、軸心直交方向に回転（首振り）させることも可能である。
【００４０】
摺動材２３は、水平ダクト１１の外周面１１Ａ（一方の面）のうち、軸心方向の略中央部、かつ、頂部に１つ固着されている。これにより、摺動材２３は、カバー本体３１の自重によって、カバー本体３１の内周面３１Ｃ（他方の面）に密接するため、この内周面３１Ｃが摺動面となって、摺動材２３とカバー本体３１の内周面３１Ｃとの間で摩擦が生じる。なお、本実施形態では、摺動材２３を水平ダクト１１の外周面１１Ａの頂部に固着しているが、カバー本体３１の内周面３１Ｃの頂部に固着して、水平ダクト１１の外周面１１Ａを摺動面としても良い。また、摺動材２３は、軸心方向の略中央部、かつ、頂部に１つだけでなく、軸心方向に沿って、複数（例えば２つ）設けても良い。
【００４１】
制振カバー装置３０では、カバー本体３１が振動系の質量に相当する。本実施形態では、カバー本体３１は、水平ダクト１１全体を覆うように一体に形成されるため、第１実施形態に比べて、カバー本体３１の質量が増大される。このため、制振カバー装置３０による振動の励起を抑えて応答を低減する効果をより高めることができ、振動の励起に伴う水平ダクト１１の損傷を防止できる。
【００４２】
第２実施形態によれば、制振カバー装置３０は、水平ダクト１１の外側に配置されて水平ダクト１１全体を覆うように一体に形成されるカバー本体３１を備え、このカバー本体３１の軸心方向の長さＬ２は、水平ダクト１１の軸心方向の長さＬ１よりも長いため、カバー本体３１が排気口１２の周囲を覆うことにより、排気口１２を通じて雨水が排気ダクト１０内に進入することが抑制される。
【００４３】
また、第２実施形態によれば、水平ダクト１１全体を覆うようにカバー本体３１を一体に形成することにより、このカバー本体３１を、制振カバー装置３０を設けない従来の水平ダクトと同様な形状とすることができる。このため、制振カバー装置３０を設けた場合であっても、排気ダクト１０の全体のフォルムは大きく変化しないため、排気ダクト１０の美観を保持することができる。
【００４４】
また、第２実施形態によれば、カバー本体３１は、水平ダクト１１全体を覆うように一体に形成されるため、カバー本体３１の質量を上記した第１実施形態のカバー本体２１よりも増大することができる。このため、制振カバー装置３０による振動の励起を抑えて応答を低減する効果をより高めることができ、振動の励起に伴う水平ダクト１１の損傷をより効果的に防止できる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態に係る排気塔が備える制振カバー装置の概略側面図である。また、図１０は、図９を水平ダクトの排気口側から見た図である。第３実施形態に係る排気塔１００は、制振カバー装置の構成が第１実施形態と異なる。第１実施形態に係る制振カバー装置２０と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省絡する。
【００４６】
排気塔１００は、図９に示すように、水平ダクト１１に取り付けられる制振カバー装置４０を備える。制振カバー装置４０は、カバー本体４１と、ばね材（剛性要素）２２と、摺動材（減衰要素）２３とを備える。カバー本体４１は、水平ダクト１１の上部に配置される傘状部材４２を備え、この傘状部材４２は、金属材料（例えば鉄やステンレススチール）により、中央部４２Ａが縁部４２Ｂよりも上方に湾曲して膨らんだ形状を呈している。本実施形態では、傘状部材４２は、水平ダクト１１の軸心方向の長さＬ１よりも該方向の長さＬ３が大きく形成されている。このため、傘状部材４２の縁部４２Ｂは、水平ダクト１１の排気口１２よりも外側（排気方向）に大きく張り出すと共に、排気口１２の上縁よりも下方に垂れ下がっている。これにより、傘状部材４２は、排気口１２の庇として機能するため、排気口１２を通じて雨水が排気ダクト１０内に進入することが抑制される。なお、本実施形態では、傘状部材４２は、中央部４２Ａを中心とした略真円状に形成されているが、軸心方向の長さＬ３が水平ダクト１１の軸心方向の長さＬ１よりも大きく形成されていれば、長さＬ３を長軸とする楕円状であっても良い。
【００４７】
また、本実施形態では、カバー本体４１は、排気ダクト１０の外周に配置された環状部材４３と、この環状部材４３と傘状部材４２の縁部４２Ｂとを連結する支持部材４４とを備える。これら環状部材４３及び支持部材４４は、いずれもある程度の剛性を有する金属材料（例えば鉄やステンレススチール）によって形成される。環状部材４３は、排気ダクト１０の外周面との間に隙間を設けて配置されているため、この環状部材４３は、傘状部材４２の移動に追従する。支持部材４４，４４は、水平ダクト１１の排気口１２，１２と９０°ずれた位置に配置され、排気口１２，１２を一部でも塞がないようになっている。
【００４８】
ばね材２２は、図９及び図１０に示すように、ばね材２２の一端２２Ａが水平ダクト１１の外周面１１Ａに固定され、他端２２Ｂは、カバー本体４１の支持部材４４に固定される。カバー本体４１は、ばね材２２の伸縮に伴い、水平ダクト１１に対して、軸心方向、あるいは軸心直交方向に移動する。
【００４９】
摺動材２３は、水平ダクト１１の外周面１１Ａ（一方の面）のうち、軸心方向の略中央部、かつ、頂部に１つ固着されている。これにより、摺動材２３は、カバー本体４１の自重によって、傘状部材４２の内表面４２Ｃ（他方の面）に密接するため、この内表面４２Ｃが摺動面となって、摺動材２３と傘状部材４２の内表面４２Ｃとの間で摩擦が生じる。なお、本実施形態では、摺動材２３を水平ダクト１１の外周面１１Ａの頂部に固着しているが、傘状部材４２の内表面４２Ｃの中央部に固着して、水平ダクト１１の外周面１１Ａを摺動面としても良い。
【００５０】
第３実施形態によれば、制振カバー装置４０のカバー本体４１は、水平ダクト１１の上部に配置される傘状部材４２を備え、この傘状部材４２は、水平ダクト１１の軸心方向の長さＬ１よりも該方向の長さＬ３が長く形成されるため、傘状部材４２は、排気口１２の庇として機能するため、排気口１２を通じて雨水が排気ダクト１０内に進入することが抑制される。
【００５１】
また、第３実施形態によれば、カバー本体４１が傘状部材４２を備えるため、上記した筒状体に比べて、カバー本体４１の軽量化を実現でき、制振カバー装置４０の構成の簡素化を図ることができる。
【００５２】
上記した第３実施形態では、カバー本体４１は、傘状部材４２と、傘状部材４２を支持する環状部材４３及び支持部材４４を備え、この支持部材４４と水平ダクト１１とをばね材２２で連結する構成としたがこれに限るものではない。図示は省略するが、傘状部材４２の縁部４２Ｂに板ばねの一端を連結し、他端を排気ダクト１０にピンで固定する。板ばねは、ピンを中心に回転するため、この板ばねが傘状部材４２の支持と、振動に伴い傘状部材４２を相対移動させる機能を発揮する。このため、制振カバー装置の装置構成をより簡素化することができる。
【００５３】
また、上記した第１実施形態〜第３実施形態に係る排気塔１，５０，１００をプラント設備２に設けたことにより、排気ダクト１０内への雨水の進入を抑制しつつ、共振に伴う水平ダクト１１の損傷を簡単な構成で防止できるプラント設備２を実現できる。
【００５４】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。上記した実施形態では、減衰要素として、摺動材２３を用いたが、例えば、空調設備のように排気温度が高温でない場合には、オイルダンパなどを用いることもできる。また、摺動材２３は、常時、摩擦力を生じることで有用であるが、例えば、カバー本体２１，３１，４１が終端まで移動した際に衝突し、この衝突力を用いて振動を減衰する機構（インパクトダンパ）を設けても良い。また、上記した実施形態では、剛性要素として、ばね材２２を用いた構成を説明したが、水平ダクト１１に対してカバー本体２１を相対移動可能に支持する部材であれば、ばね材２２以外の部材を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１、５０、１００  排気塔
２  プラント設備
３  排気配管
１０  排気ダクト（排気筒）
１０Ａ  上端
１１  水平ダクト（水平筒部）
１１Ａ  外周面
１２  排気口
１２Ａ  周縁部
２０、３０、４０  制振カバー装置
２１、３１、４１  カバー本体
２１Ａ  基端部
２１Ｂ  先端部
２１Ｃ、３１Ｃ  内周面
２２  ばね材（剛性要素）
２２Ａ  一端
２２Ｂ  他端
２３  摺動材
３１Ａ  先端部
４２  傘状部材
４２Ａ  中央部
４２Ｂ  縁部
４２Ｃ  内表面
４３  環状部材
４４  支持部材
Ｓ  軸心
【図１】
2017025660.tif 000003
【図２】
2017025660.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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