JPH06137466A - 配管の振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サポートを必要とすることなく、経年変化を受
け難くしかも低コストな配管の振動防止装置を提供す
る。 【構成】付加質量体をばね及び空気ダンパを介して配管
に結合し、前記空気ダンパが、前記付加質量体と前記配
管との間に挟設された金属製、或いはゴム系の材料から
なる変形容易なベローズ状の部材等により、前記付加質
量体と前記配管との間の相対変位に応じて変化する容積
を有する空室を画定しかつ前記空室からの空気の出入り
を制限するためのオリフィスを有するものとし、空気ダ
ンパを用いたダイナミックダンパを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配管の振動を制御或いは
防止するための装置に関し、特にサポートを設置するこ
となく配管の振動を防止するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から配管の振動を制御するために油
圧ダンパなどの吸振装置が広く用いられてきた。しかし
ながら、このような吸振装置は、配管と、固定されたサ
ポートとの間に設置される必要があり、化学プラントな
どに於いてサポートを設けることが困難な場合が多く、
用途が限定される問題があった。

【０００３】サポートを必要としないダンパとしてはダ
イナミックダンパが知られているが、付加質量系の振動
特性を正確にチューニングすることによりその効果が発
揮されるものであることから、ダイナミックダンパを効
果的に利用するためにはダンピング係数の調整が可能で
あったり、経年変化の影響を受けないダンパを使用する
必要がある。しかしながら、通常用いられているダンパ
は油圧ダンパであることから、ダンピング係数の調整の
ためには複雑な機構を必要とし、叉シールや油の経年劣
化、或いは温度変化による油の粘性の変化などによりダ
ンピング係数が大きく経年変化してしまう問題がある。

【０００４】また、油圧ダンパは比較的高価であるとい
う問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、サポートを必要と
することなく、経年変化を受け難くしかも低コストな配
管の振動防止装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、配管の振動防止装置であって、付加質量体
をばね及び空気ダンパを介して配管に結合し、前記空気
ダンパが、前記付加質量体と前記配管との間に挟設され
た変形容易なベローズ状の部材等により、前記付加質量
体と前記配管との間の相対変位に応じて変化する容積を
有する空室を画定しかつ前記空室からの空気の出入りを
制限するためのオリフィスを有することを特徴とする装
置を提供することにより達成される。

【０００７】

【作用】ダンピング用の流体として空気を用いるため温
度による粘性の変化の影響を受け難い。また、オリフィ
スを交換したり、空室の容積を変更したり、付加質量を
変更することにより、ダンピング係数や制振力を容易に
調節することができることから、常に最適な振動防止効
果を達成可能なダイナミックダンパを構成することがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【０００９】図１は水平な配管の上下振動を制御するた
めに本発明に基づく装置が適用された状態を示す。配管
１に対してクランプ２を介してフレーム３が固着されて
おり、フレーム３からは引張りコイルばね４を介して付
加質量体６が垂下している。さらに、引張りコイルばね
４の内部にはそれと同軸をなす空気ダンパ５が設けられ
ている。

【００１０】図２は空気ダンパ５の構造を詳細に示すも
ので、フレーム３及び付加質量体６に設けられた支持体
７、８の間に、従来から大型車両のエアスプリングとし
て用いられているゴムベローズ９が挟設されている。ゴ
ムベローズ９の要所には、補強用の中間リング１０が嵌
装されている。下側の支持体８の中心には開口１１が設
けられており、該開口１１は、付加質量体６に設けられ
たオリフィス１２をゴムベローズ９の内室に連通させて
いる。即ち、ゴムベローズ９の内室は、オリフィス１２
を介して大気に連通しているが、それ以外は完全に密閉
されている。

【００１１】本実施例によれば、付加質量体６が、ばね
４と空気ダンパ５とを介して配管１から垂下することと
なり、公知のダイナミックダンパの原理により、配管１
の上下振動を効果的に抑制することができる。この時、
空気ダンパは、純粋な粘性減衰として機能するのではな
く、弾性要素も兼ね備え、しかもある程度の非線形性を
有しているが、発明者等の実験によれば、このような要
素は、本発明に基づく、装置のダイナミックダンパとし
ての機能を果たす上でそれほど障害とならないことが見
出された。

【００１２】図３は水平な配管の横方向の振動を制御す
るために適用された本発明に基づく装置の第２の実施例
を示すもので、前記実施例と対応する部分には同様の符
号を付しその詳しい説明を省略する。本実施例の場合、
ばね４が、付加質量体６に対する重力の作用に対抗する
働きをしないことから、フレーム３と付加質量体６との
間にワイヤ１３が連結され、付加質量体６の上下位置を
フレーム３に対して保持するが、その横方向の振動が可
能であるようにしてある。

【００１３】図４は、上下配管に於ける上下振動を制御
するために適用された本発明の第３の実施例を示すもの
で、フレーム３が、配管１に沿って上下に延在する部分
３ａと、同部分から横方向に延出する２枚の板状部分３
ｂとを有し、これら両板状部分間にばね４及び空気ダン
パ５により上下から付加質量体６が支持されている。本
実施例も、前記した実施例と同様に機能する。

【００１４】図５は、本発明の第４の実施例を示すもの
で、配管１に対して図示外のクランプを介してフレーム
３が固着されており、フレーム３の軸線方向両端に立設
されたサポート３ｃ間には板ばね４が架設されており、
該板ばねの中央に、付加質量体６が、交換可能であるよ
うにねじなどの締結手段により固定されている。付加質
量体６とフレーム１との間には、ステンレス鋼等、耐
熱、耐候性を有する金属その他の材料からなるベローズ
５が挟設されている。このベローズ５の内室は、その上
端に於いて、付加質量の中心開口内にて、オリフィス１
２を介して大気に連通しているが、それ以外は完全に密
閉されている。

【００１５】ベローズ５は、例えば、リング状に打ち抜
かれたステンレス鋼板を積層し、その内外縁を溶接して
なるものであって良い。

【００１６】本実施例の場合には、板ばねの長さ、厚
さ、幅を変更したり、付加質量体を交換したり、オリフ
ィスの径を変更するなどして、ダイナミックダンパの諸
元を調整することができ、適用される系に適した設定を
容易に実現することができる。

【００１７】図示された実施例は、水平配管の上下方向
の振動を制御せんとするものであるが、本実施例によれ
ば、板ばね４が、曲げ変形の方向以外には所要の剛性を
有することから、該配管の任意の位置に装着することが
出来る。更に、配管の向きも、水平に限らず、垂直その
他任意であって良い。

【００１８】図６は、第１の実施例と同様に、水平配管
の上下方向の振動を制御するためのもので、前記した実
施例に於いては空気ダンパとしてゴムベローズが用いら
れているが、本実施例の場合、フレーム３の上下に延在
する板状部分３ａにＵボルト１４により固定されたシリ
ンダ１５の内部に付加質量体として構成されたピストン
１８が受容されており、かつこの質量体１８が上下から
ばね４ａ、４ｂによりフレーム３に対して支持されてい
る。質量体１８の上端とばね４ａの下端との間に設けら
れた別体のばね座１８ａは、中空のピストン１８の内部
に突入し、かつ螺合する延長部を有する。本実施例の場
合、異なる質量の延長部を選択することにより、付加質
量としてのピストンの全体的な質量を調節することが出
来る。

【００１９】また、このシリンダ１５の底部には、蓋板
１６を介してオリフィス板１７が固定されており、ピス
トンとしての質量体１８の下面とオリフィス板１７を含
むシリンダ１５の底面との間に画定された空室の容積
が、付加質量体１８とフレーム３との相対変位に応じて
変化し、しかもその内部の空気がオリフィス１２から所
定の抵抗力を伴って出入りするようにされている。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ダンピングを得るため
の流体として空気が用いられていることから、温度変化
によるダンピング係数の変化が殆どなく、しかも流体の
経年変化による影響を受けることが無く、好適な吸振性
能を発揮することが出来る。特に、オリフィスを容易に
交換し得る構造とし得ることから、本発明に基づく装置
のダイナミックダンパとしての性能を極めて容易に最適
化することができる。しかも、取り扱う流体が空気であ
ることから、ダンパのためのシールとして極めて単純な
しかも経年変化を受けない構造を用いることができ、し
かもその構造を単純化することができることから、装置
の製造コストを低廉化しかつその保守に要する費用を最
少化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た本発明の第１の実施例を示す単純化された縦断面図で
ある。

【図２】図１に於ける空気ダンパの構造を詳しく示す部
分縦断面図である。

【図３】水平配管の横方向の振動を制御するために適用
された本発明の第２の実施例を示す図１と同様の図であ
る。

【図４】上下配管の上下方向の振動を制御するために適
用された本発明の第３の実施例を示す図１と同様の図で
ある。

【図５】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た金属ベローズを用いた本発明の第４の実施例を示す縦
断面図である。

【図６】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た本発明の第５の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 配管 ２ クランプ ３ フレーム ４ ばね ５ 空気ダンパ ６ 付加質量体 ７、８ 支持体 ９ ゴムベローズ １０ 補強リング １１ 開口 １２ オリフィス １３ ワイヤ １４ Ｕボルト １５ シリンダ １６ 蓋板 １７ オリフィス板 １８ 付加質量体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の振動防止装置であって、 付加質量体をばね及び空気ダンパを介して配管に結合
   し、前記空気ダンパが、前記付加質量体と前記配管との
   間の相対変位に応じて変化する容積を有する空室を画定
   しかつ前記空室からの空気の出入りを制限するためのオ
   リフィスを有することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記空室が、前記付加質量体と前記配
   管との間に挟設された変形容易なベローズ状の部材によ
   り画定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。