JP2010133455A - 配管支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤沈下による地表の変位に対して配管を確実に支持することが可能な配管支持装置を提供する。
【解決手段】 流体Ｆを供給するための配管１００と連結される第一の支持部材２と、第一の支持部材２に対して下方に移動可能に設けられ地表Ｇ側に位置する第二の支持部材３と、第二の支持部材３に対する第一の支持部材２の下方への移動を阻止するとともに第一の支持部材２に対する第二の支持部材３の下方への移動を許容するロック手段１０とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、流体を供給する配管を地表側から支持する配管支持装置に関し、とくに地盤沈下に対しても配管を確実に支持することが可能な配管支持装置に関する。

気体や液体などの流体の輸送には、配管が用いられている。配管の途中は、流体の輸送の際に生じる配管の振動を抑制するために、支持装置を介して地表に支持されている。図９は、従来の配管支持装置を示している。図９に示すように、配管１００は、地表Ｇに沿って延びている。配管１００の一方は構築物１０１に固定されており、配管１００の他方は別の構築物１０２に固定されている。構築物１０１と構築物１０２との間に位置する配管１００の途中は、流体Ｆの通過による配管１００の振動を抑制するために、土台１０４と支持部材１０３を介して地表Ｇに支持されている。従来から、吊り部材を介して配管を吊下げ、地盤沈下に対して配管を継続して支持することが可能な配管サポートは知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−５４７６４号公報

しかし、図９に示す配管支持装置においては、図１０に示すように、地盤沈下によって支持部材１０３が土台１０４とともに下方に変位し、支持部材１０３と配管１００との間に隙間Ｓが生じ、配管１００が流体Ｆの通過によって大きく振動するという問題があった。配管１００の振動は、管路を損傷させるおそれがあり、管路の損傷部から流体Ｆが漏洩する可能性があるので、流体Ｆの輸送時には振動の状況を常に監視する必要があった。また、図１０において、配管１００の振動を防止するためには、配管１００と支持部材１０３との間の隙間Ｓを埋めるための養生を行う必要がある。特許文献１の配管サポートは、地盤沈下時に所定値以上の下向きの荷重が作用すると、配管を吊下げている吊り部材が破断し、配管を支持できなくなるという問題がある。

そこでこの発明は、地盤沈下による地表の変位に対して配管を確実に支持することが可能な配管支持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、流体を供給するための配管と連結される第一の支持部材と、第一の支持部材に対して下方に移動可能に設けられ地表に着地する第二の支持部材と、第二の支持部材に対する前記第一の支持部材の下方への移動を阻止するとともに前記第一の支持部材に対する前記第二の支持部材の下方への移動を許容するロック手段と、を備えたことを特徴とする配管支持装置である。

この発明によれば、第一の支持部材に対する第二の支持部材の下方への移動がロック手段により許容されているので、地盤沈下が生じた場合は、第二の支持部材は、地表の変位に応じて下方に移動し地表に着地する。第一の支持部材は、配管と連結されロック手段により第二の支持部材に対する下方への移動が阻止されているので、地盤沈下後も配管は第一の支持部材および降下した第二の支持部材を介して地表に支持される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配管支持装置において、前記ロック手段は、前記第一の支持部材側に設けられた可動爪と、前記第二の支持部材側に形成され前記可動爪と噛み合い可能な歯部とを有するラチット機構から構成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の配管支持装置において、前記第二の支持部材は前記第一の支持部材の内側に配置されており、前記第二の支持部材は下方にいくにつれて拡径する台形錐状に形成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の配管支持装置において、前記第一の支持部材と前記第二の支持部材との間には、前記第二の支持部材を下方に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、配管と連結される第一の支持部材は、地盤沈下後もロック手段および降下した第二の支持部材を介して地表に支持されるので、流体の供給による配管の振動を抑制することができる。これにより、流体の供給時に配管の振動の状況を常に監視する必要がなくなり、配管と支持部材との隙間を埋めるための養生も不要となる。したがって、従来に比べて配管の保守コストを著しく低減することができる。さらに、配管を吊下げる構造を採用していないので、急激な地盤沈下に対しても吊り部材が破損することはなく、地表の変位に対して配管を確実に支持することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ロック手段を機械的に噛み合うラチット機構から構成しているので、摩擦などを利用したロック構造に比べてロック強度を高めることができ、配管の支持強度を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、第二の支持部材を下方にいくにつれて拡径する台形状に形成しているので、第二の支持部材と地表との接触面積を大に確保でき、燃料などを多量に供給する大型の配管も支持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、第一の支持部材と第二の支持部材との間に、第二の支持部材を下方に付勢する付勢手段を設けているので、地盤沈下の際に第二の支持部材は第一の支持部材に対して下方に移動し易くなり、第二の支持部材を容易に地表の変位に追従させることができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図１ないし図７は、この発明の実施の形態１を示している。図５に示すように、燃料などの流体Ｆを供給する配管１００は、地表Ｇに沿って延びている。配管１００の一方は構築物１０１に固定されており、配管１００の他方は別の構築物１０２に固定されている。構築物１０１と構築物１０２との間に位置する配管１００の途中は、地表Ｇ側に設けられた複数の配管支持装置１により支持されている。配管支持装置１は、配管１００の軸方向に例えば５ｍ毎に配設されている。配管支持装置１は、主として、第一の支持部材２と、第二の支持部材３と、ラチェット機構１０を有している。

図１は、配管支持装置１の詳細を示している。図１に示すように、配管１００の直下に第一の支持部材２が配置されている。第一の支持部材２は、下方に開口する箱形に形成されており、外観は四角形の台形錐状をしている。第一の支持部材２は、上壁２ａと側壁２ｂを有している。上壁２ａは、水平に延びる四角形の板状部材から構成されており、配管１００と連結されている。これにより、配管１００は、第一の支持部材２により受け止められている。側壁２ｂは、上壁２ａから斜め下方へ延びる板状部材から構成されている。側壁２ｂの下端面２ｃは、地表Ｇと接触可能となっている。

第一の支持部材２の内側には、第二の支持部材３が配置されている。第二の支持部材３は、下方にいくにつれて拡径する四角形の台形錐状に形成されている。第二の支持部材３は、上面３ａが第一の支持部材２の上壁２ａとほぼ平行に形成されている。第二の支持部材３の四つの側面３ｃは、第一の支持部材２の側壁２ｂの内面とほぼ平行となる傾斜面に形成されている。第二の支持部材３は、第一の支持部材２に対して下方に移動可能に設けられている。第二の支持部材３は、下面３ｂが地表Ｇに着地している。

第一の支持部材２と第二の支持部材３は、ロック手段としてのラチェット機構１０を介して垂直方向に係合可能となっている。ラチェット機構１０は、第二の支持部材３に対する第一の支持部材２の下方への移動を阻止するとともに、第一の支持部材２に対する第二の支持部材３の下方への移動を許容する機能を有している。ラチェット機構１０は、主として歯部１１と、可動爪１２と、バネ１３とを有している。歯部１１は、断面形状が鋸の歯に似た形状をしており、第二の支持部材３の側面３ｃの上部から下部近傍まで連続して形成されている。歯部１１は、図３に示すように、複数の段差面１１ａと複数の傾斜面１１ｂとから構成されており、段差面１１ａと傾斜面１１ｂは連続して交互に配置されている。段差面１１ａは、可動爪１２が噛み合い可能なように水平面に形成されている。傾斜面１１ｂは、隣接する段差面１１ａとの間に位置しており、垂直に近い傾斜面に形成されている。歯部１１の歯幅は、可動爪１２の幅よりも若干大に形成されている。

可動爪１２は、外形が角棒状に形成されており、第一の支持部材２の側壁２ｂに形成された保持穴２ｄに移動可能に保持されている。可動爪１２の先端部下面には、歯部１１の段差面１１ａと垂直方向に係合可能な係合面１２ａが形成されている。また、可動爪１２の先端面１２ｂは、歯部１１の傾斜面１１ｂと接触可能となっている。第一の支持部材２の側壁２ｂの外面側には、可動爪１２の後部を覆う保持ケース１４が取付けられている。保持ケース１４の内面と可動爪１２の後端面１２ｃとの間には、可動爪１２の歯部１１に向けて押圧するバネ１３が設けられている。バネ１３は、可動爪１２を歯部１１に常時押し付けることにより、可動爪１２を歯部１１に常時係合させるようになっている。

第一の支持部材２の上壁２ａと第二の支持部材３の上面３ａとの間には、付勢手段としての圧縮コイルスプリング４が設けられている。圧縮コイルスプリング４は、第二の支持部材３を常時下方に付勢し、地盤沈下による地表Ｇの下方への変位の際に、第二の支持部材３が第一の支持部材２に対して下方に移動し易くする機能を有している。

つぎに、実施の形態１における作用について説明する。

図４は、地盤沈下が生じる前の状態を示している。この状態では、図１に示すように、第一の支持部材２は、地表Ｇに着地した第二の支持部材３にロック機構１０を介して支持されているので、配管１００はこれらの部材を介して地表Ｇに支持された状態となっている。したがって、配管１００に流体Ｆが供給された場合でも、配管１００を確実に支持することができ、流体Ｆの通過による配管１００の振動を抑制することができる。

図５および図６は、地震などにより地盤沈下により地表Ｇが下方へ変位した後の状態を示している。地表Ｇが下方に変位した場合は、矢印Ｐに示すように、第二の支持部材３が地表Ｇの変位に伴って下方に移動する。第二の支持部材３が下方に移動する際には、可動爪１２は歯部１１と接触し続ける。ここで、可動爪１２は、歯部１１における特定の段差面１１ａと傾斜面１１ｂとの接触が終了すると、つぎに直上に位置する別の段差面１１ａと傾斜面１１ｂと接触し、可動爪１２は第二の支持部材３の移動が停止するまで、上方に位置する段差面１１ａと傾斜面１１ｂに接触をし続ける。

地盤沈下が終息し第二の支持部材３の下方への移動が停止すると、可動爪１２の係合面１２ａが第二の支持部材３の段差面１１ａと垂直方向に係合し、第一の支持部材２は可動爪１２を介して第二の支持部材２に支持されることになる。この状態では、第二の支持部材３の下面３ｂは地表Ｇに着地しており、配管１００は、第一の支持部材２とラチェット機構１０と第二の支持部材３とを介して地表Ｇに支持される。ここで、第二の支持部材３を下方にいくにつれて拡径する台形状に形成しているので、第二の支持部材３と地表Ｇとの接触面積を大に確保でき、燃料などを多量に供給する大型の配管１００も支持することができる。

このように、地盤沈下により地表Ｇが下方へ変位しても、第二の支持部材３が地表Ｇの変位に追従して下方に移動するので、配管１００は配管支持装置１を介して地表Ｇに確実に支持される。また、地盤沈下により配管１００と第一の支持部材２との間には隙間は生じない。これにより、流体Ｆの輸送時には配管１００の振動の状況を常に監視する必要がなくなるとともに、配管１００の振動を防止するための養生も不要となり、保守コストを低減することができる。さらに、ラチェット機構１０を周方向に４つ配置しているので、第一の支持部材２に作用する荷重を分散することができ、急激な地盤沈下に対しても特定のラチェット機構１０に過大な荷重が作用することを回避することができる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２を示している。実施の形態２が実施の形態１と異なるところはロック手段の構成のみであり、その他の部分は実施の形態１と同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。後述する他の実施の形態も同様とする。

実施の形態１においては、鋸状の歯部１１と角棒状の可動爪１２を用いたラチェット機構１０を採用したが、これに代えて、図７に示すラチェット機構２０を採用してもよい。

図７に示すように、第一の支持部材２と第二の支持部材３は、ロック手段としてのラチェット機構２０を介して垂直方向に係合可能となっている。ラチェット機構２０は、第二の支持部材３に対する第一の支持部材２の下方への移動を阻止するとともに、第一の支持部材２に対する第二の支持部材３の下方への移動を許容する機能を有している。ラチェット機構２０は、歯部２１、ボルト２２、可動爪２３、バネ２４を有している。歯部２１は、第二の支持部材３の側面に形成されている。第一の支持部材１の側壁２ｂには、第二の支持部材３に対して進退可能なボルト２２が螺合されている。ボルト２２の先端部には、ボルト軸芯に沿って延びる保持穴２２ｃが形成されている。保持穴２２ｃには、先端部が歯部２１と接触可能な可動爪２３が移動可能に保持されている。歯部２１は、可動爪２３の先端部が係合可能な凹部２１ａと、可動爪２３の先端部が接触可能な凸部２１ｂを有している。保持穴２２ｃの奥側には、可動爪２３を歯部２１に向けて押圧するバネ２４が収納されている。

このように構成された実施の形態２においては、地表が地盤沈下により下方に変位した場合は、矢印Ｐに示すように、第二の支持部材３が地表の変位に伴って下方に移動する。第二の支持部材３が下方に移動する際には、可動爪２３が歯部２１に接触し続ける。ここで、可動爪２３は歯部２１における特定の凸部２１ｂの接触が終了すると、つぎに直上に位置する凹部２１ａと接触する。このように、可動爪２３は第二の支持部材３の移動が停止するまで、上方に位置する凹部２１ａと凸部２１ｂに接触をし続ける。

地盤沈下が終息し第二の支持部材３の下方への移動が停止すると、可動爪２３の先端部が歯部２１の凹部２１ａと垂直方向に係合し、第一の支持部材２は可動爪２３を介して第二の支持部材２に支持されることになる。この状態では、第二の支持部材３の下面３ｂは地表Ｇに着地しており、これよって配管１００は、第一の支持部材２とラチェット機構２０と第二の支持部材３を介して地表Ｇに支持される。ここで、第二の支持部材３の下方に移動した際には、第一の支持部材２の内面と第二の支持部材３の外面との間の隙間が拡大することになるが、可動爪２３の位置はボルト２２の頭部２２ａを軸心周りに回転させることにより調整することができるので、最適な押圧力をもって可動爪２３を歯部２１に向けて付勢することができる。

（実施の形態３）
図８は、この発明の実施の形態３の配管支持装置３１を示している。図８に示すように、配管１００の直下には、第一の支持部材２が配置されている。第一の支持部材２は、下方に開口する四角形の箱形に形成されている。第一の支持部材３２は、上壁３２ａと側壁３２ｂを有している。上壁３２ａは、水平に延びる板状部材から構成されており、配管１００と連結されている。これにより、配管１００は、第一の支持部材３２により受け止められている。側壁３２ｂは、上壁３２ａから下方へ延びる板状部材から構成されている。側壁２ｂの下端面３２ｃは、地表Ｇから浮いた状態となっている。

第一の支持部材３２の内側には、第二の支持部材３３が配置されている。第二の支持部材３３は、上部が四角柱状に形成されており、下部は上部よりも外方に突出した台座３３ｃに形成されている。第二の支持部材３３は、上面３３ａが第一の支持部材２の上壁３２ａとほぼ平行に形成されている。第二の支持部材３３は、台座３３ｃの下面３３ｂが地表Ｇに着地している。この実施の形態３においては、自重を大にすることにより第二の支持部材３３が容易に下方へ移動できるようにしているため、第二の支持部材３３を下方へ付勢する付勢手段としての圧縮コイルスプリング４は設けられていない。

第一の支持部材３２と第二の支持部材３３は、ロック手段としてのラチェット機構４０を介して上下方向に係合可能となっている。ラチェット機構４０は、第二の支持部材３３に対する第一の支持部材３２の下方への移動を阻止するとともに、第一の支持部材３２に対する第二の支持部材３３の下方への移動を許容する機能を有している。ラチェット機構４０は、歯部４１、可動爪４２を有している。歯部４１は、第二の支持部材３の側面に上下方向に延びるように形成されている。可動爪４２は、支点部４２ａを中心として水平方向に揺動可能となっており、バネ（図示略）によって歯部４１に向けて付勢されている。

このように構成された実施の形態３においては、地表Ｇが地盤沈下により下方に変位した場合は、矢印Ｐに示すように、第二の支持部材３３が地表Ｇの変位に伴って下方に移動する。第二の支持部材３３が下方に移動する際には、可動爪４２は歯部４１と接触し続ける。地盤沈下が終息し第二の支持部材３３の下方への移動が停止すると、可動爪４２の歯部４１と垂直方向に係合し、第一の支持部材３２は可動爪４２を介して第二の支持部材３３に支持されることになる。この状態では、第二の支持部材３３の下面３３ｂは地表Ｇに着地しており、これよって配管１００は、第一の支持部材３２と可動爪４２と第二の支持部材３３を介して地表Ｇに支持されることになる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態では、ロック手段としてラチェット機構１０、２０、３０を採用しているが、一方向の動きのみ許容する歯車やカムなどを用いた構造を採用してもよい。また、可動爪１２、２３、４２をバネにより歯部１１、２１、４１に向けて付勢するようにしているが、自重を利用して可動爪１２、２３、４２を歯部１１、２１、４１に係合させる構成としてもよい。

本発明の実施の形態１に係わる配管支持装置の断面図である。 図１の装置の平面図である。 図１の装置におけるロック手段の拡大断面図である。 図３の正面図である。 図１の装置を用いた地盤沈下前の配管支持状態を示す正面図である。 図１の装置を用いた地盤沈下後の配管支持状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態２に係わる配管支持装置におけるロック手段の拡大断面図である。 本発明の実施の形態３に係わる配管支持装置の断面図である。 従来の配管支持装置を用いた地盤沈下前の配管支持状態を示す正面図である 従来の配管支持装置を用いた地盤沈下後の配管支持状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 配管支持装置
２ 第一の支持部材
３ 第二の支持部材
４ 圧縮コイルスプリング（付勢手段）
１０ ラチェット機構（ロック手段）
１１ 歯部
１２ 可動爪
２０ ラチェット機構（ロック手段）
２０ 第一の締結具
２１ 歯部
２３ 可動爪
３１ 配管支持装置
３２ 第一の支持部材
３３ 第二の支持部材
４０ ラチェット機構（ロック手段）
４１ 歯部
４２ 可動爪
１００ 配管
Ｇ 地表

Claims (4)

1. 流体を供給するための配管と連結される第一の支持部材と、
   前記第一の支持部材に対して下方に移動可能に設けられ地表に着地する第二の支持部材と、
   前記第二の支持部材に対する前記第一の支持部材の下方への移動を阻止するとともに前記第一の支持部材に対する前記第二の支持部材の下方への移動を許容するロック手段と、
   を備えたことを特徴とする配管支持装置。
2. 前記ロック手段は、前記第一の支持部材側に設けられた可動爪と、前記第二の支持部材側に形成され前記可動爪と噛み合い可能な歯部とを有するラチット機構から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管支持装置。
3. 前記第二の支持部材は前記第一の支持部材の内側に配置されており、前記第二の支持部材は下方にいくにつれて拡径する台形錐状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配管支持装置。
4. 前記第一の支持部材と前記第二の支持部材との間には、前記第二の支持部材を下方に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の配管支持装置。
   

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