(57)【要約】【課題】  破断口に最も近いＵロッドと、破断管の破断口に最も近いＵロッドとの衝突個所に作用する荷重を軽減する。【解決手段】  破断想定配管２の外側に、湾曲部４と直線部５と接続部６とからなるＵロッド３を、湾曲部４が配管２破断時に振れる方向の外周を所定の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で、配管長手方向に３本配置して、それぞれの接続部６を、固定側に取り付けてパイプホイップレストレイント１Ａを形成する際、配管２に想定される破断口２ａに最も近い位置のＵロッド３ａを、他のＵロッド３よりも長い直線部５ａを有するようにする。破断想定配管２が破断した場合に、破断口２ａに最も近いＵロッド３ａによる配管２の拘束力を弱めることで、破断口２ａ側から２本目のＵロッド３による配管２の拘束のための荷重負担を増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
破断想定配管の所要個所の外側に、半円状の湾曲部と該湾曲部の両端にそれぞれ連なる直線部とを備えたＵロッドを、該Ｕロッドの湾曲部が上記破断想定配管の破断時における変位方向の外側を所要の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で配管長手方向に複数本配列して、該各Ｕロッドの直線部の先端部を所要の固定部に取り付けて、上記破断想定配管が破断した場合に、該破断した配管を各Ｕロッドの湾曲部の内側に受け止めることができるようにしてあるパイプホイップレストレイントにおいて、上記破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドを、他のＵロッドに比して直線部の長いＵロッドとしてなる構成を有することを特徴とするパイプホイップレストレイント。
【請求項２】
破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドから、上記想定される破断口より順次離れる方向に位置するＵロッドの長さ寸法を順次短くなるようにした請求項１記載のパイプホイップレストレイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種プラントにおける配管が破断した場合に該破断した配管の振れ回りを防止するために用いるパイプホイップレストレイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種プラントでは、圧力配管のような配管が、たとえば、溶接線の部分等で円周方向破断すると、該配管の破断口側の端部が、破断口からの圧力流体の流出に伴うジェット力によって鞭打つように振れ回る虞があり、この振れ回る破断管が周辺機器や付近に配してある別の重要配管等に衝突すると、被害が拡大する虞があることに鑑みて、破断が想定される配管には、図４（イ）（ロ）にその一例の概略を示す如きパイプホイップレストレイント１を付設することが行われてきている。
【０００３】
上記パイプホイップレストレイント１は、図４（イ）（ロ）に示す如く、破断した場合に振れ回ることが想定される配管（破断想定配管）２の半径寸法よりも所要寸法大きな半径寸法で半円状に湾曲する湾曲部４と、該湾曲部４の両端にそれぞれ連なる所要の長さ寸法の直線部５とからなるＵロッド３を、該Ｕロッド３の湾曲部４が上記破断想定配管２が破断した場合に振れる側（図４（イ）（ロ）における上側）の外周を所定の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で、配管の長手方向に複数本（図では５本）並べて配置すると共に、上記各Ｕロッド３の各直線部５の先端にそれぞれ設けてある図示しないピン孔を備えた接続部６を、所要の固定部に設置したクレビス７に、ピン８を介してそれぞれ連結した構成としてある。９は上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に個別に取り付けた板状部材であり、上記破断想定配管２が破断して振れるときには、破断した配管２が、上記板状部材９を介在させた状態で上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に衝突させることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
以上の構成としてあるパイプホイップレストレイント１によれば、上記破断想定配管２が破断して、該配管２の破断口側の端部が、破断口より流出する圧力流体のジェット力によって振れるときには、先ず、この振れる配管２を上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に衝突させて受け止めた後、上記各Ｕロッド３が上記破断した配管２の振れに応じて弾性変形することで、上記振れ始めた配管２の運動エネルギーの一部を吸収し、更に、上記湾曲部４の内側で上記破断した配管２と接している状態の各Ｕロッド３の直線部５が引き伸ばされるように塑性変形することで、上記配管２の運動エネルギーの残りを吸収するようにして、上記破断した配管２の振れ回りを阻止できるようにしてある。
【０００５】
なお、上記のような配管長手方向に配列された複数本のＵロッド３で構成されるパイプホイップレストレイント１についての設計時の解析としては、通常、配管長手方向に複数本のＵロッド３が配列されている領域の配管長手方向中央部で、且つ破断想定配管２の中心となる位置に解析対象となる点を設定し、該解析対象点と固定側との間を所要強度のばねで連結した構成の解析モデルに基いて、上記破断想定配管２が破断した場合における該配管２及びパイプホイップレストレイント１の変位や歪量についての解析を行うようにしてある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１９０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、破断想定配管２が円周方向破断するときには、該配管２は破断口側の端部が最も大きく振れるようになる。このため、上記のパイプホイップレストレイント１によって円周方向破断した配管２を受け止めた場合は、該パイプホイップレストレイント１の各Ｕロッド３が均等に荷重を受け止めるのではなく、配管長手方向に配列されている各Ｕロッド３のうち、配管２の破断口２ａに最も近い側に位置するＵロッド３に最も大きい荷重がかかるようになる。よって、図５（なお、図５では図示する便宜上、パイプホイップレストレイント１におけるＵロッド３の本数を３本として示してある。）に示すように、この配管２の破断口２ａに最も近い側のＵロッド３の歪量（延び量）が最も大きくなる。
【０００８】
一方、上記配管２側でも、各Ｕロッド３との衝突個所に均等に荷重が作用するのではなく、該配管２の破断口２ａに最も近い側のＵロッド３に衝突した個所（図５におけるＸ部）に最も大きな荷重が作用するようになるため、この破断口２ａに最も近い側のＵロッド３との衝突個所Ｘの歪量が一番大きくなる。
【０００９】
そのために、前述したように、配管長手方向に複数本のＵロッド３が配列されている領域の配管長手方向中央部で、且つ図５に二点鎖線で示す如き破断前の破断想定配管２の中心となる位置に設定されるパイプホイップレストレイント１の設計時の解析対象点の位置（図５におけるＹ部）と、上記配管２が破断した場合に最も大きい荷重が作用することとなる配管２の破断口２ａに最も近いＵロッド３、及び、上記破断した配管２における破断口２ａに最も近いＵロッド３との衝突個所Ｘには位置のずれが生じるため、上記配管２の破断口２ａに最も近いＵロッド３、及び、上記破断した配管２における破断口２ａに最も近いＵロッド３との衝突個所Ｘでは、設計時の解析値以上の力が加わる虞が生じてしまうというのが実状である。
【００１０】
しかも、上記破断した配管２における破断口２ａに最も近いＵロッド３との衝突個所Ｘに作用する荷重が大きくなると、該配管２の破断口２ａ側端部における破断口２ａに最も近いＵロッド３との衝突個所Ｘよりも突出する部分が、図５に矢印Ｚで示すように、該衝突個所Ｘを中心に更に振れるようになる虞も懸念される。
【００１１】
そこで、本発明は、上記破断想定配管が破断した場合に、破断口に最も近いＵロッド、及び、破断した配管における破断口に最も近いＵロッドとの衝突個所に作用する荷重を軽減できるようにしたパイプホイップレストレイントを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、破断想定配管の所要個所の外側に、半円状の湾曲部と該湾曲部の両端にそれぞれ連なる直線部とを備えたＵロッドを、該Ｕロッドの湾曲部が上記破断想定配管の破断時における変位方向の外側を所要の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で配管長手方向に複数本配列して、該各Ｕロッドの直線部の先端部を所要の固定部に取り付けて、上記破断想定配管が破断した場合に、該破断した配管を各Ｕロッドの湾曲部の内側に受け止めることができるようにしてあるパイプホイップレストレイントにおいて、上記破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドを、他のＵロッドに比して直線部の長いＵロッドとしてなる構成とする。
【００１３】
又、上記構成において、破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドから、上記想定される破断口より順次離れる方向に位置するＵロッドの長さ寸法を順次短くなるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のパイプホイップレストレイントによれば、以下のような優れた効果を発揮する。  
（１）破断想定配管の所要個所の外側に、半円状の湾曲部と該湾曲部の両端にそれぞれ連なる直線部とを備えたＵロッドを、該Ｕロッドの湾曲部が上記破断想定配管の破断時における変位方向の外側を所要の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で配管長手方向に複数本配列して、該各Ｕロッドの直線部の先端部を所要の固定部に取り付けて、上記破断想定配管が破断した場合に、該破断した配管を各Ｕロッドの湾曲部の内側に受け止めることができるようにしてあるパイプホイップレストレイントにおいて、上記破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドを、他のＵロッドに比して直線部の長いＵロッドとしてなる構成としてあるので、破断想定配管が円周方向破断して上記各Ｕロッドに衝突するときに、上記破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドによる破断した配管の変位に対する拘束力を低下させることができるため、上記配管の破断口側から２本目に位置するＵロッドについて、配管の変位を拘束するために負担する荷重を大きくさせることができる。よって、上記破断想定配管の破断口に最も近い位置にあるＵロッドに作用する荷重を軽減させることができる。又、破断した配管においても、破断口に最も近い位置にあるＵロッドとの衝突個所に作用する荷重を軽減できて、該衝突個所の歪量も低減できる。これにより、上記破断した配管の破断口側端部における上記破断口に最も近い位置にあるＵロッドとの衝突個所よりも突出する部分が、該衝突個所を中心に更に振れる虞を未然に防止することができる。  
（２）破断想定配管に想定される破断口に最も近い位置にあるＵロッドから、上記想定される破断口より順次離れる方向に位置するＵロッドの長さ寸法を順次短くなるようにした構成とすることにより、各Ｕロッドが負担する荷重を、より均等化させることが可能になると共に、破断想定配管が破断した場合に該配管における各Ｕロッドとの衝突個所にそれぞれ作用する荷重を、より均等化させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１（イ）（ロ）（ハ）及び図２は本発明のパイプホイップレストレイントの実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００１７】
すなわち、図４に示したと同様に、破断想定配管２の所要個所の外側に、湾曲部４と直線部５と接続部６とからなるＵロッド３を、該Ｕロッド３の湾曲部４が上記破断想定配管２の破断時に振れる方向（図１（イ）（ロ）（ハ）における上方向）の外周を所定の隙間を隔てて取り囲むようにした姿勢で、配管長手方向に複数本、たとえば、３本配置し、該各Ｕロッド３の接続部６を、固定部に設けたクレビス７にピン８を介して固定してなる構成において、上記各Ｕロッド３を、すべて同じ長さ寸法の直線部５を備えたＵロッド３とする構成に代えて、破断想定配管２に想定される破断口２ａに最も近い位置のＵロッド３ａを、他のＵロッド３よりも長い直線部５ａを有するＵロッド３ａとして、本発明のパイプホイップレストレイント１Ａを構成する。
【００１８】
詳述すると、上記破断想定配管２に想定される破断口２ａに最も近い位置のＵロッド３ａの接続部６を取り付けるためのクレビス７ａを、他のＵロッド３の接続部を取り付けるためのクレビス７に比して所要寸法、具体的には、上記直線部５ａの長いＵロッド３ａにおける直線部５ａの長さ寸法Ｌａと、他のＵロッド３の直線部５の長さ寸法Ｌの差の寸法分、上記破断想定配管２より離れた位置に配置して所要の固定部に固定するようにしてあり、該クレビス７ａに、上記直線部５ａの長いＵロッド３ａの接続部６をピン８を介して取り付けることで、該直線部５ａの長いＵロッド３ａの湾曲部４を、他のＵロッド３の湾曲部４と一緒に配管長手方向に並べて配置できるようにしてある。
【００１９】
なお、上記各Ｕロッド３及び３ａは、同じ材質で同じ径としてあるものとする。又、上記破断想定配管２に想定される破断口２ａに最も近い位置のＵロッド３ａの直線部５ａの長さ寸法Ｌａと、他のＵロッド３の直線部５の長さ寸法Ｌとの差は、上記破断想定配管２が破断した場合に上記各Ｕロッド３及び３ａ全体に作用する荷重や、上記破断想定配管２の強度や、パイプホイップレストレイント１に具備されたＵロッド３，３ａの総本数や、上記破断想定配管２に想定される破断口２ａに最も近い位置のＵロッド３ａで負担可能な荷重等に応じて適宜設定すればよい。
【００２０】
その他の構成は図４（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００２１】
以上の構成としてあるパイプホイップレストレイント１Ａを付設してある破断想定配管２が、想定される破断口２ａの位置で円周方向破断して、該破断した配管２における破断口２ａ側の端部が、破断口２ａより流出する圧力流体のジェット力によって図１（イ）（ロ）（ハ）における上側へ振れるようになると、図２に示すように、該破断した配管２が、上記各Ｕロッド３及び３ａの湾曲部４の内側に衝突して受け止められた後、上記各Ｕロッド３及び３ａが上記破断した配管２の振れに応じて弾性変形することで、該配管２の運動エネルギーの一部が吸収され、更に、上記湾曲部４の内側で上記破断した配管２と接している状態の各Ｕロッド３及び３ａの直線部５が引き伸ばされるように塑性変形することで、上記配管２の運動エネルギーの残りが吸収されて、上記破断した配管２の振れ回りが阻止されるようになる。
【００２２】
この際、上記配管２の破断口２ａに最も近いＵロッド３ａは、直線部５ａの長さ寸法Ｌａが他のＵロッド３の直線部５の長さ寸法Ｌに比して長く設定してあるため、他のＵロッド３に比して伸び方向へ塑性変形し易くなっており、このために、上記破断した配管２における該Ｕロッド３ａとの衝突個所では、上記Ｕロッド３ａによる該配管２の変位に対する拘束力が低下する。よって、上記破断した配管２における上記破断口２ａに最も近いＵロッド３ａとの衝突個所は、従来に比してより大きく変位しようとするため、上記配管２の破断口２側から２本目のＵロッド３にて、配管２の変位を拘束するために負担する荷重が従来に比して大きくなる。
【００２３】
よって、上記配管２の破断口２ａ側から２本目のＵロッド３に作用する荷重が増加することで、配管２の破断口２ａに最も近いＵロッド３ａに作用する荷重が計減されるようになる。
【００２４】
又、上記配管２では、上記破断口２側から２本目のＵロッド３との衝突個所に作用する荷重が従来に比して大きくなるため、上記破断口２ａに最も近いＵロッド３ａとの衝突個所に作用する荷重が軽減されるようになる。
【００２５】
このように、本発明のパイプホイップレストレイントによれば、破断想定配管２が想定される破断口２ａで円周方向破断した場合にも、破断した配管２の破断口２ａに最も近いＵロッド３ａに作用する荷重を軽減できる。又、破断した配管２における該破断口２ａに最も近いＵロッド３ａとの衝突個所に作用する荷重も軽減できると共に、該個所の歪量も低減できるため、上記破断した配管２の破断口２ａ側端部における上記破断口２ａに最も近いＵロッド３ａとの衝突個所よりも突出する部分が、該衝突個所を中心に更に振れる虞を未然に防止することができる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、図３に示す如く、破断想定配管２に想定される破断口２ａに最も近い側のＵロッド３ａから、上記破断口２ａより順次遠くなるにつれて、Ｕロッド３の長さ寸法が順次短くなるようにしてもよい。このようにすれば、各Ｕロッド３が負担する荷重を、より均等化させることが可能になると共に、破断想定配管２が破断した場合に該配管２における各Ｕロッド３との衝突個所にそれぞれ作用することとなる荷重をより均等化させることが可能になる。
【００２７】
２本又は４本以上のＵロッド３，３ａを備えたパイプホイップレストレイント１Ａに適用してもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のパイプホイップレストレイントの実施の一形態を示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図２】図１のパイプホイップレストレイントの配管破断時の状態を示す概略側面図である。
【図３】本発明の実施の他の形態を示す概略側面図である。
【図４】従来のパイプホイップレストレイントを示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【図５】従来のパイプホイップレストレイントの配管破断時の状態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１Ａ  パイプホイップレストレイント
２  配管（破断想定配管）
２ａ  破断口
３，３ａ  Ｕロッド
４  湾曲部
５，５ａ  直線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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