(57)【要約】【課題】  破断した配管の長手方向の一部に局所的に大きな荷重が作用しないようにする。【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が破断想定配管２の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、各Ｕロッド３の接続部６を固定側に固定する。破断想定配管２における各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に臨む部分の外周に、破断想定配管２の径よりも一回り大きな径寸法の半円筒体１０を支持させて、パイプホイップレストレイント１を形成する。破断想定配管２が破断した場合、半円筒体１０を介在した状態で各Ｕロッド３に受け止められるようにすることで、半円筒体１０における各Ｕロッド３との衝突個所に生じる荷重を、半円筒体１０にて配管長手方向に分散させてから破断した配管２へ伝えさせる。【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、上記破断想定配管と、上記各Ｕロッドの湾曲部との間に、配管長手方向に延びる半円筒体を配設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】
破断想定配管と各Ｕロッドの湾曲部との間に配置する配管長手方向に延びる半円筒体を、上記破断想定配管における上記各Ｕロッドの湾曲部の内側に臨む個所の外周に支持させ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。
【請求項３】
破断想定配管と各Ｕロッドの湾曲部との間に配置する配管長手方向に延びる半円筒体を、上記各Ｕロッドの湾曲部の内側に取り付け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（変位する側）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一対のクレビス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に示すように（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。）、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に対しては、設計時の解析値以上の力が局所的に加わる虞が生じてしまうというのが実状である。
【００１０】
更に、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に局所的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ことで、被害が広がる虞も懸念される。
【００１１】
しかも、破断想定配管２が破断して破断口２ａ側の端部が振れた場合には、パイプホイップレストレイント１のクレビス７に対して破断した配管２が傾斜した配置となるため、図５に一点鎖線で示すように、大きな荷重が作用するＵロッド３が配管２の外面に沿って滑ることで傾いてしまい、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が、破断口２ａ側の端部より離隔するようになることで、該衝突個所Ｘに対して作用する荷重が更に大きくなる虞も懸念される。
【００１２】
そこで、本発明は、破断想定配管が破断した場合に、該破断した配管の長手方向の所要個所に局所的に大きな荷重が作用する虞を未然に防止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】
【００１３】
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、上記破断想定配管と、上記各Ｕロッドの湾曲部との間に、配管長手方向に延びる半円筒体を配設してなる構成とする。
【００１４】
又、上記構成において、破断想定配管と各Ｕロッドの湾曲部との間に配置する配管長手方向に延びる半円筒体を、上記破断想定配管における上記各Ｕロッドの湾曲部の内側に臨む個所の外周に支持させるようにした構成とする。
【００１５】
同様に、上記構成において、破断想定配管と各Ｕロッドの湾曲部との間に配置する配管長手方向に延びる半円筒体を、上記各Ｕロッドの湾曲部の内側に取り付けるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
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、上記破断想定配管と、上記各Ｕロッドの湾曲部との間に、配管長手方向に延びる半円筒体を配設してなる構成としてあるので、破断想定配管が破断した場合には、該破断した配管を、上記半円筒体を介して上記各Ｕロッドにより受け止めさせることができる。これにより、上記半円筒体における各Ｕロッドとの接触部分に生じる荷重は、該半円筒体により配管長手方向へ分散してから上記破断した配管へ伝えることができるため、上記破断した配管の長手方向に局所的に大きな荷重が作用する虞を未然に防止できる。  
（２）破断想定配管と各Ｕロッドの湾曲部との間に配置する配管長手方向に延びる半円筒体を、上記破断想定配管における上記各Ｕロッドの湾曲部の内側に臨む個所の外周に支持させるようにした構成、又は、上記半円筒体を、各Ｕロッドの湾曲部の内側に取り付けるようにした構成とすることにより、上記（１）の効果を得るための装置構成を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１（イ）（ロ）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、図４に示したパイプホイップレストレイント１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）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、上記破断想定配管２における各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に臨む部分（図１（イ）（ロ）では破断想定配管２の上半部）の外周位置に、該破断想定配管２の径よりも一回り大きな径寸法を有し且つ配管長手方向に上記各Ｕロッド３の設置範囲の全長に亘る半割り配管の如き半円筒体１０を配置して、該半円筒体１０を、上記破断想定配管２の外周面の所要個所に支持させてなる構成とする。
【００１９】
詳述すると、上記半円筒体１０は、たとえば、長手方向両端部における周方向の両端面にラグ１１をそれぞれ設けて、該各ラグ１１と、上記破断想定配管２の外周面における上記ラグ１１と周方向に対応する所要個所に設けたラグ１２とを、連結ロッド１３とピン１４を介して連結してある。
【００２０】
なお、上記各Ｕロッド３は、湾曲部４の内周側と上記半円筒体１０の外周面との間に、図４（イ）（ロ）に示した各Ｕロッド３における湾曲部４の内周側と破断想定配管２の外周面との間の隙間と同等の隙間を確保できるように、上記湾曲部４の半径を、上記半円筒体１０の周壁の厚み寸法に対応する分、大きく設定するようにしてあるものとする。
【００２１】
その他の構成は図４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。
【００２２】
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）における上側へ振れるようになると、該破断した配管２が、上記半円筒体１０ごと上記各Ｕロッド３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と半円筒体１０を介して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。
【００２３】
この際、上記破断した配管２における各Ｕロッド３によって受け止められる部分には、該配管２の長手方向に延びる上記半円筒体１０が取り付けてあるため、この半円筒体１０が取り付けられている部分では、上記配管２の撓みに対する剛性が高められていると共に、上記破断した配管２が上記半円筒体１０を介して各ロッド３と衝突するときに該半円筒体１０における各Ｕロッド３との衝突部分に生じる荷重は、該半円筒体１０によって一旦配管長手方向へ分散されてから上記配管２へ伝えられるようになることから、上記配管２の長手方向に局所的に大きな荷重が作用することはない。
【００２４】
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が破断して、各Ｕロッド３に受け止められるときに、破断した配管２の長手方向の所要個所に局所的に大きな荷重が作用する虞を未然に防止できる。
【００２５】
よって、図４に示した従来のパイプホイップレストレイント１で懸念されていたような、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３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という現象の発生を未然に防止することが可能になる。
【００２６】
次に、図３（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）及び図２に示したと同様の構成において、破断想定配管２における各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に臨む部分の外周位置に、該破断想定配管２の径よりも一回り大きな径寸法を有し且つ配管長手方向に上記各Ｕロッド３の設置範囲の全長に亘る半円筒体１０を配設する構成に代えて、上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に、配管長手方向に延びる半円筒体１５を取り付けるようにしたものである。
【００２７】
具体的には、上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に上記半円筒体１５を配置すると共に、該半円筒体１５の外周面における上記破断想定配管２の想定される破断口２ａに最も近いＵロッド３と対応する位置と、残りのＵロッド３のうちの少なくとも１本のＵロッド３と対応する位置に設けた取付部１６を、それぞれ対応するＵロッド３にとり受けて保持させるようにしてある。なお、この半円筒体１５の取り付けによっても、上記各Ｕロッド３伸び方向の塑性変形は阻害されないようにしてあるものとする。
【００２８】
なお、上記半円筒体１５の内周面と、上記破断想定配管２の外周面との間に、図４（イ）（ロ）に示した各Ｕロッド３における湾曲部４の内周側と破断想定配管２の外周面との間の隙間と同等の隙間を確保できるように、上記湾曲部４の半径を、上記半円筒体１５の周壁の厚み寸法に対応する分、大きく設定するようにしてある。
【００２９】
又、本実施の形態では、図１（イ）（ロ）及び図２の実施の形態で示した各Ｕロッド３の湾曲部４の内側の板状部材９は省略してある。その他の構成は図１（イ）（ロ）及び図２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。
【００３０】
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３（イ）（ロ）における上側へ振れるようになると、該破断した配管２が、上記各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に取り付けてある半円筒体１５の内周側に衝突して受け止められた後、上記破断した配管２と半円筒体１５を介して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。
【００３１】
この際、上記破断した配管２は、各Ｕロッド３の湾曲部４の内側に取り付けてある配管長手方向に延びる上記半円筒体１５の内側に受けられるようになるため、この半円筒体１５の内側に接した部分では、上記配管２の撓みに対する剛性が高められると共に、上記破断した配管２が上記半円筒体１５を介して各ロッド３と衝突するときに該半円筒体１５の外周面における各Ｕロッド３との接触部分に生じる荷重は、該半円筒体１５によって一旦配管長手方向へ分散されてから上記配管２へ伝えられるようになることから、上記配管２の長手方向に局所的に大きな荷重が作用することはない。
【００３２】
したがって、本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
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、２本又は４本以上のＵロッド３を備えたパイプホイップレストレイント１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】
【００３４】
【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もので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【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】
【００３５】
１  パイプホイップレストレイント
２  配管（破断想定配管）
３  Ｕロッド
４  湾曲部
５  直線部
１０  半円筒体
１５  半円筒体
【図１】
2009197876.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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