制振装置
【課題】放水管等の構造体の振動を好適に抑制することが可能な制振装置を提供する。
【解決手段】放水管５の振動を抑制する制振装置１０において、接続部材１６を介して放水管５に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板１５を備え、多孔板１５は、用水路１に沿って流れる用水Ｗに没して設けられ、多孔板１５の板面は、放水管５の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、多孔板１５に形成された複数の貫通孔１５ａは、放水管５の振動方向に貫通形成されている。
【解決手段】放水管５の振動を抑制する制振装置１０において、接続部材１６を介して放水管５に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板１５を備え、多孔板１５は、用水路１に沿って流れる用水Ｗに没して設けられ、多孔板１５の板面は、放水管５の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、多孔板１５に形成された複数の貫通孔１５ａは、放水管５の振動方向に貫通形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の振動を抑制する制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような制振装置として、構造物から索体により構造物下方の水面に接して吊り下げられた抵抗板と、抵抗板から水中に吊り下げられた重錘と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この制振装置は、構造物の上下動に伴って、抵抗板が水中と水面上との間を移動する構造になっている。これにより、制振装置は、抵抗板が水面を上下動する際に水面から受ける抵抗力を制振力として得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の制振装置によれば、抵抗板は水面上に配設されているため、振動の大きさによっては、抵抗板は離水する虞があり、構造物の振動を抑制することが難しい場合がある。また、抵抗板は平板で構成されているため、平板周りにおいて発生する水の乱れが少ないため、構造物の振動を好適に抑制することが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、構造体の振動を好適に抑制することが可能な制振装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制振装置は、構造体の振動を抑制する制振装置において、接続部材を介して構造体に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板を備え、多孔板の板面は、構造体の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、多孔板に形成された複数の貫通孔は、構造体の振動方向に貫通形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、構造体が振動することで多孔板も振動するが、多孔板は水中に没していることから、多孔板に形成された各貫通孔内では、水が行き来する。各貫通孔内において水が行き来すると、各貫通孔周りの水流が乱れることにより、多孔板周りに渦流が発生する。そして、多孔板周りに発生した渦流は、多孔板の振動を減衰させ、これにより、多孔板は、接続部材を介して構造体の振動を減衰させる。これにより、本発明の制振装置は、構造体の振動を好適に抑制することができるため、構造体の振動による劣化や、構造体の振動により発せられる振動音を好適に抑制することができる。
【０００８】
この場合、構造体は、配水管であることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、例えば、プラント等に配設される配水管の振動を好適に抑制することができる。
【００１０】
この場合、多孔板は、複数設けられると共に、複数の多孔板に応じて、接続部材も、複数設けられ、複数の接続部材は、配水管に接続される複数の配水管側接続部分が、配水管の周方向において、等間隔となるように配設されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、配水管の周方向において、複数の配水管側接続部分が等間隔となっているため、配水管の振動をバランスよく抑制することができる。
【００１２】
この場合、多孔板は、用水路に沿って流れる用水に没して設けられていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、例えば、プラント内にある既設の用水路を利用することができるため、制振装置の構成を簡易なものとすることができ、製造コストの抑制を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の制振装置によれば、構造体が振動することで、振動する多孔板周りに渦流が発生し、発生した渦流により、振動を好適に減衰することができ、構造体の振動の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図２】図２は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図３】図３は、放水管が水平方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図４】図４は、放水管が水平方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図５】図５は、放水管が鉛直方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図６】図６は、放水管が鉛直方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図７】図７は、試験装置の概略構成図である。
【図８】図８は、多孔板の開孔率によって変化する固有振動数のグラフである。
【図９】図９は、多孔板の開孔率によって変化する減衰比のグラフである。
【図１０】図１０は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例２の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る制振装置について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係る制振装置は、構造体の振動を抑制するものであり、構造体としては、例えば、各種プラントに配設された放水管等の配水管や、海上や湖上に架け渡された橋梁等がある。以下では、構造体として、プラントに配設された放水管を例に、実施例１の制振装置を説明する。先ず、制振装置の説明に先立ち、放水管周りのプラント構造について説明する。
【００１８】
図１に示すように、プラントには、冷却水や排水等の用水が流れる用水路１が配設されており、用水路１は、例えば、底面と両側面（両側壁）とからなる三面水路で構成されている。この用水路１内には、用水Ｗが流れており、この用水路１の両側壁には、放水管５が架け渡されている。放水管５は、その一方の端部（図示左側端部）に放水口５ａが形成されており、放水口５ａは下方を向いて設けられている。そして、放水管５の内部にも、用水が流れており、放水管５内を流れる用水は、他方側（図示右側）から放水口５ａへ向けて流れ、放水口５ａから放出される。
【００１９】
ここで、用水が放水管５の内部を流れると、放水管５は、その内部における用水の流動により振動する。このため、放水管５には、制振装置１０が設けられており、制振装置１０は、放水管５の振動を抑制する。なお、放水管５の振動方向は、設置の仕方や、放水管５内を流れる流体の種類等によって変化することから、この制振装置１０は、放水管５の振動方向によって異なった構成となっている。このため、放水管５が軸方向に振動する場合と、放水管５が水平方向に振動する場合と、放水管５が鉛直方向に振動する場合とに分けて、制振装置１０をそれぞれ説明する。
【００２０】
先ず、図１および図２を参照して、放水管５が軸方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。制振装置１０は、用水路１の両側壁間の放水管５に、換言すれば、用水路１の上方に配設された放水管５に、取り付けられており、用水路１内に水没させて配設された多孔板１５と、多孔板１５と放水管５とを接続する接続部材１６と、を備えている。
【００２１】
多孔板１５は、方形板状に形成されており、多孔板１５の板面は、放水管５の軸方向に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の軸方向と同方向となっている。そして、この多孔板１５には、複数の貫通孔１５ａが形成されており、各貫通孔１５ａは、多孔板１５の板厚方向、すなわち、放水管５の軸方向（振動方向）に貫通形成されている。
【００２２】
接続部材１６は、放水管５と多孔板１５とを固定可能に接続しており、放水管５と多孔板１５とを一体に連結している。このため、放水管５が振動すると、接続部材１６は、放水管５の振動を多孔板１５に伝達する。一方、詳細は後述するが、水没した多孔板１５が振動すると、接続部材１６は、多孔板１５に加わる制振力を放水管５に伝達する。
【００２３】
従って、放水管５内において用水が流れることで、放水管５が軸方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が軸方向に振動する。このとき、多孔板１５の各貫通孔１５ａにおいて、用水路１内の用水Ｗが各貫通孔１５ａを行き来する。すると、各貫通孔１５ａ周りにおいて水流に乱れが生じ、これによって、多孔板１５周りには複数の渦流が発生する。そして、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、多孔板１５の振動は抑制され、これに伴い、放水管５の軸方向への振動も抑制される。
【００２４】
次に、図３および図４を参照して、放水管５が水平方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。なお、重複した記載を避けるため、異なる部分についてのみ説明する。この制振装置１０では、多孔板１５の板面は、放水管５の水平方向に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の水平方向と同方向となっている。このため、多孔板１５に形成された各貫通孔１５ａは、放水管５の水平方向（振動方向）に貫通形成されている。なお、接続部材１６は、多孔板１５の設置姿勢に応じて適宜配設される。
【００２５】
従って、放水管５が水平方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が水平方向に振動する。このとき、多孔板１５周りには複数の渦流が発生し、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、放水管５の水平方向への振動は抑制される。
【００２６】
続いて、図５および図６を参照して、放水管５が鉛直方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるため、異なる部分についてのみ説明する。この制振装置１０では、多孔板１５の板面は、放水管５の上下方向（鉛直方向）に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の上下方向と同方向となっている。このため、多孔板１５に形成された各貫通孔（図示省略）は、放水管５の上下方向（振動方向）に貫通形成されている。なお、この場合も、接続部材１６は、多孔板１５の設置姿勢に応じて適宜配設される。
【００２７】
従って、放水管５が鉛直方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が鉛直方向に振動する。このとき、多孔板１５周りには複数の渦流が発生し、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、放水管５の鉛直方向への振動は抑制される。
【００２８】
続いて、図７ないし図９を参照して、制振装置１０の性能を評価する試験装置２０および評価試験の結果について簡単に説明する。図７に示すように、試験装置２０としては、鉛直方向に振動する加振機２１と、加振機２１上に配設した水槽２２と、水槽２２内に水没させた上記の多孔板１５と、多孔板１５を保持する保持部２３と、保持部２３を支える支持部２４と、を備えている。このとき、多孔板１５は、その板面が鉛直方向（振動方向）に対し直交するように配設されている。
【００２９】
従って、試験装置２０において、加振機２１が水槽２２を鉛直方向に振動させると、保持部２３によって固定された多孔板１５の各貫通孔１５ａ内では、水槽２２内の水が行き来する。これにより、多孔板１５周りでは、水の乱れにより渦流が発生し、これが抵抗となることで、加振機２１の振動が抑制される。なお、評価試験に用いた多孔板１５は、貫通孔１５ａの開孔率に応じて２種類用意されており、評価試験では、開孔率の大きなものと、開孔率の小さなものとを用いて、性能の違いを評価すると共に、多孔板１５を保持部２３に取り付けなかった場合の性能も合わせて評価している。
【００３０】
図８を参照して、多孔板１５の開孔率によって変化する固有振動数のグラフについて説明する。このグラフは、上記の試験装置２０を用いた評価試験の結果を示すグラフであり、その横軸が、多孔板１５の開孔率となっており、その縦軸が、加振機２１の固有振動数となっている。多孔板１５の開孔率が１００％の場合、すなわち、多孔板１５を保持部２３に取り付けなかった場合、その固有振動数は、略１７．５Ｈｚとなっている。また、多孔板１５の開孔率が略３９％の場合、すなわち、多孔板１５の開孔率が大きい場合、その固有振動数は、略１３．８Ｈｚとなっている。さらに、多孔板１５の開孔率が略２３％の場合、すなわち、多孔板１５の開孔率が小さい場合、その固有振動数は、略１３．２Ｈｚとなっている。以上から検証するに、開孔率の小さい多孔板１５を用いた場合、多孔板１５を設けない場合に比して、固有振動数は略２４％低減する。以上から、多孔板１５の開孔率が小さくなるに連れて、加振機２１の固有振動数が低減することから、制振装置１０によって、放水管５の振動数を低減する場合には、制振装置１０の多孔板１５の開孔率を小さくすればよいことが分かる。
【００３１】
ここで、固有振動数ｙは、「ｙ＝（π／δ）×（Ｆ／ｋ）」で求められ、「ｋ＝ｍω２」を代入することで、「ｙ＝（π／δ）×（Ｆ／ｍω２）」となる。そして、上記の試験結果と上記の式とから検証するに、固有振動数は、質量ｍが増加すれば低減することから、多孔板１５の開孔率を小さくすることにより、水から受ける付加を増大させることで、固有振動数を低減できることが分かる。
【００３２】
続いて、図９を参照して、多孔板１５の開孔率によって変化する減衰比のグラフについて説明する。このグラフも、上記の試験装置２０を用いた評価試験の結果を示すグラフであり、その横軸が、多孔板１５の開孔率となっており、その縦軸が、加振機２１の減衰比となっている。多孔板１５の開孔率が１００％の場合、その減衰比は、略０．０５９となっている。また、多孔板１５の開孔率が略３９％の場合、その減衰比は、略０．０６９となっている。さらに、多孔板１５の開孔率が略２３％の場合、その減衰比は、略０．０８１となっている。以上から検証するに、開孔率の小さい多孔板１５を用いた場合、多孔板１５を設けない場合に比して、減衰比は略３７％増大する。以上から、多孔板１５の開孔率が小さくなるに連れて、加振機２１の減衰比が増大することから、制振装置１０によって、放水管５の振幅を低減する場合には、制振装置１０の多孔板１５の開孔率を小さくすればよいことが分かる。
【００３３】
以上の構成によれば、放水管５が振動することで多孔板１５も振動するが、多孔板１５は水中に没していることから、多孔板１５周りに渦流が発生する。そして、多孔板１５周りに発生した渦流は、多孔板１５の振動を減衰させることができ、これにより、多孔板１５は、接続部材１６を介して放水管５の振動を減衰させることができる。よって、制振装置１０は、放水管５の振動を好適に抑制することができるため、放水管５の振動による劣化や、放水管５の振動により発せられる振動音を好適に抑制することができる。
【００３４】
なお、実施例１の制振装置１０では、多孔板１５の板面が、放水管５の振動方向に対し直交するように、多孔板１５を配設したが、これに限らず、多孔板１５の板面が、放水管５の軸方向、水平方向および鉛直方向に対し直交するように、３つの多孔板１５を配設してもよい。この構成によれば、放水管５が３次元方向に振動したとしても、放水管５の振動を好適に減衰することができる。また、制振装置１０は、予め放水管５の振動方向を確認し、確認した振動方向に応じて、制振装置１０を設置すれば、最小限の構成とすることができる。さらに、実施例１の制振装置１０では、放水管５に多孔板１５を振動方向に１つ配設したが、多孔板１５を振動方向に複数配設してもよい。
【実施例２】
【００３５】
次に、図１０を参照して、実施例２に係る制振装置３０について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１に係る制振装置１０は、１つの放水管５に１つの多孔板１５を配設したが、実施例２に係る制振装置３０では、１つの放水管５に複数の多孔板３１を配設しており、各多孔板３１には複数の貫通孔３１ａが形成されている。
【００３６】
具体的に、放水管５の周りには、例えば、複数の用水路１（実施例２では、例えば３つ）が配設されており、１つの用水路１は放水管５の下方に配設され、２つの用水路１は放水管５を挟んで両側に配設されている。そして、制振装置３０には、３つの用水路１のそれぞれに多孔板３１が配設されている。このとき、制振装置３０は、３つの多孔板３１と放水管５とを２つの接続部材３２で接続している。つまり、制振装置３０は、放水管５の下方の用水路１に配設された多孔板３１と放水管５とを接続する下方側の接続部材３２と、放水管５の両側の用水路１に配設された多孔板３１と放水管５と接続する上方側の接続部材３２と、を備えている。
【００３７】
下方側の接続部材３２は、実施例１と同様の構成となっており、放水管５の下方側と下方の多孔板３１とを一体に連結している。上方側の接続部材３２は、放水管５の両側の用水路１に配設された２つの多孔板３１を連結すると共に、連結した２つの多孔板３１と放水管５の上方側とを連結している。つまり、２つの接続部材３２は、放水管５に接続される２つの放水管側接続部分３２ａが、放水管５の周方向において、等間隔となるように配設されている。換言すれば、２つの接続部材３２は、放水管５に接続される２つの放水管側接続部分３２ａが、放水管５の軸心を挟んで対向するように配設されている。
【００３８】
以上の構成によれば、放水管５に対し、複数の多孔板３１を配設することで、放水管５の振動を更に抑制することができ、また、放水管５の周方向において、２つの放水管側接続部分３２ａが等間隔となっているため、放水管５の振動をバランスよく抑制することができる。
【００３９】
なお、上記したように、実施例１および２では、構造体として、放水管５を例に説明したが、この制振装置１０，３０を、海上や湖上に架け渡された橋梁等に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明に係る制振装置は、プラントの構造物の振動を抑制する場合において有用であり、特に、放水管等の配水管の振動を抑制する場合に適している。
【符号の説明】
【００４１】
１ 用水路
５ 放水管
５ａ 放水口
１０ 制振装置
１５ 多孔板
１５ａ 貫通孔
１６ 接続部材
２０ 試験装置
２１ 加振機
２２ 水槽
２３ 保持部
２４ 支持部
３０ 制振装置（実施例２）
３１ 多孔板（実施例２）
３１ａ 貫通孔（実施例２）
３２ 接続部材（実施例２）
３２ａ 放水管側接続部分
Ｗ 用水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の振動を抑制する制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような制振装置として、構造物から索体により構造物下方の水面に接して吊り下げられた抵抗板と、抵抗板から水中に吊り下げられた重錘と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この制振装置は、構造物の上下動に伴って、抵抗板が水中と水面上との間を移動する構造になっている。これにより、制振装置は、抵抗板が水面を上下動する際に水面から受ける抵抗力を制振力として得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の制振装置によれば、抵抗板は水面上に配設されているため、振動の大きさによっては、抵抗板は離水する虞があり、構造物の振動を抑制することが難しい場合がある。また、抵抗板は平板で構成されているため、平板周りにおいて発生する水の乱れが少ないため、構造物の振動を好適に抑制することが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、構造体の振動を好適に抑制することが可能な制振装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制振装置は、構造体の振動を抑制する制振装置において、接続部材を介して構造体に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板を備え、多孔板の板面は、構造体の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、多孔板に形成された複数の貫通孔は、構造体の振動方向に貫通形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、構造体が振動することで多孔板も振動するが、多孔板は水中に没していることから、多孔板に形成された各貫通孔内では、水が行き来する。各貫通孔内において水が行き来すると、各貫通孔周りの水流が乱れることにより、多孔板周りに渦流が発生する。そして、多孔板周りに発生した渦流は、多孔板の振動を減衰させ、これにより、多孔板は、接続部材を介して構造体の振動を減衰させる。これにより、本発明の制振装置は、構造体の振動を好適に抑制することができるため、構造体の振動による劣化や、構造体の振動により発せられる振動音を好適に抑制することができる。
【０００８】
この場合、構造体は、配水管であることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、例えば、プラント等に配設される配水管の振動を好適に抑制することができる。
【００１０】
この場合、多孔板は、複数設けられると共に、複数の多孔板に応じて、接続部材も、複数設けられ、複数の接続部材は、配水管に接続される複数の配水管側接続部分が、配水管の周方向において、等間隔となるように配設されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、配水管の周方向において、複数の配水管側接続部分が等間隔となっているため、配水管の振動をバランスよく抑制することができる。
【００１２】
この場合、多孔板は、用水路に沿って流れる用水に没して設けられていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、例えば、プラント内にある既設の用水路を利用することができるため、制振装置の構成を簡易なものとすることができ、製造コストの抑制を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の制振装置によれば、構造体が振動することで、振動する多孔板周りに渦流が発生し、発生した渦流により、振動を好適に減衰することができ、構造体の振動の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図２】図２は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図３】図３は、放水管が水平方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図４】図４は、放水管が水平方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図５】図５は、放水管が鉛直方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を径方向から見たときの概略構成図である。
【図６】図６は、放水管が鉛直方向へ振動した場合における実施例１の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【図７】図７は、試験装置の概略構成図である。
【図８】図８は、多孔板の開孔率によって変化する固有振動数のグラフである。
【図９】図９は、多孔板の開孔率によって変化する減衰比のグラフである。
【図１０】図１０は、放水管が軸方向へ振動した場合における実施例２の制振装置を軸方向から見たときの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る制振装置について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係る制振装置は、構造体の振動を抑制するものであり、構造体としては、例えば、各種プラントに配設された放水管等の配水管や、海上や湖上に架け渡された橋梁等がある。以下では、構造体として、プラントに配設された放水管を例に、実施例１の制振装置を説明する。先ず、制振装置の説明に先立ち、放水管周りのプラント構造について説明する。
【００１８】
図１に示すように、プラントには、冷却水や排水等の用水が流れる用水路１が配設されており、用水路１は、例えば、底面と両側面（両側壁）とからなる三面水路で構成されている。この用水路１内には、用水Ｗが流れており、この用水路１の両側壁には、放水管５が架け渡されている。放水管５は、その一方の端部（図示左側端部）に放水口５ａが形成されており、放水口５ａは下方を向いて設けられている。そして、放水管５の内部にも、用水が流れており、放水管５内を流れる用水は、他方側（図示右側）から放水口５ａへ向けて流れ、放水口５ａから放出される。
【００１９】
ここで、用水が放水管５の内部を流れると、放水管５は、その内部における用水の流動により振動する。このため、放水管５には、制振装置１０が設けられており、制振装置１０は、放水管５の振動を抑制する。なお、放水管５の振動方向は、設置の仕方や、放水管５内を流れる流体の種類等によって変化することから、この制振装置１０は、放水管５の振動方向によって異なった構成となっている。このため、放水管５が軸方向に振動する場合と、放水管５が水平方向に振動する場合と、放水管５が鉛直方向に振動する場合とに分けて、制振装置１０をそれぞれ説明する。
【００２０】
先ず、図１および図２を参照して、放水管５が軸方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。制振装置１０は、用水路１の両側壁間の放水管５に、換言すれば、用水路１の上方に配設された放水管５に、取り付けられており、用水路１内に水没させて配設された多孔板１５と、多孔板１５と放水管５とを接続する接続部材１６と、を備えている。
【００２１】
多孔板１５は、方形板状に形成されており、多孔板１５の板面は、放水管５の軸方向に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の軸方向と同方向となっている。そして、この多孔板１５には、複数の貫通孔１５ａが形成されており、各貫通孔１５ａは、多孔板１５の板厚方向、すなわち、放水管５の軸方向（振動方向）に貫通形成されている。
【００２２】
接続部材１６は、放水管５と多孔板１５とを固定可能に接続しており、放水管５と多孔板１５とを一体に連結している。このため、放水管５が振動すると、接続部材１６は、放水管５の振動を多孔板１５に伝達する。一方、詳細は後述するが、水没した多孔板１５が振動すると、接続部材１６は、多孔板１５に加わる制振力を放水管５に伝達する。
【００２３】
従って、放水管５内において用水が流れることで、放水管５が軸方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が軸方向に振動する。このとき、多孔板１５の各貫通孔１５ａにおいて、用水路１内の用水Ｗが各貫通孔１５ａを行き来する。すると、各貫通孔１５ａ周りにおいて水流に乱れが生じ、これによって、多孔板１５周りには複数の渦流が発生する。そして、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、多孔板１５の振動は抑制され、これに伴い、放水管５の軸方向への振動も抑制される。
【００２４】
次に、図３および図４を参照して、放水管５が水平方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。なお、重複した記載を避けるため、異なる部分についてのみ説明する。この制振装置１０では、多孔板１５の板面は、放水管５の水平方向に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の水平方向と同方向となっている。このため、多孔板１５に形成された各貫通孔１５ａは、放水管５の水平方向（振動方向）に貫通形成されている。なお、接続部材１６は、多孔板１５の設置姿勢に応じて適宜配設される。
【００２５】
従って、放水管５が水平方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が水平方向に振動する。このとき、多孔板１５周りには複数の渦流が発生し、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、放水管５の水平方向への振動は抑制される。
【００２６】
続いて、図５および図６を参照して、放水管５が鉛直方向に振動する場合における実施例１に係る制振装置１０について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるため、異なる部分についてのみ説明する。この制振装置１０では、多孔板１５の板面は、放水管５の上下方向（鉛直方向）に直交するように配設され、多孔板１５の板厚方向は、放水管５の上下方向と同方向となっている。このため、多孔板１５に形成された各貫通孔（図示省略）は、放水管５の上下方向（振動方向）に貫通形成されている。なお、この場合も、接続部材１６は、多孔板１５の設置姿勢に応じて適宜配設される。
【００２７】
従って、放水管５が鉛直方向に振動すると、接続部材１６を介して多孔板１５が鉛直方向に振動する。このとき、多孔板１５周りには複数の渦流が発生し、この渦流が多孔板１５の抵抗となることにより、放水管５の鉛直方向への振動は抑制される。
【００２８】
続いて、図７ないし図９を参照して、制振装置１０の性能を評価する試験装置２０および評価試験の結果について簡単に説明する。図７に示すように、試験装置２０としては、鉛直方向に振動する加振機２１と、加振機２１上に配設した水槽２２と、水槽２２内に水没させた上記の多孔板１５と、多孔板１５を保持する保持部２３と、保持部２３を支える支持部２４と、を備えている。このとき、多孔板１５は、その板面が鉛直方向（振動方向）に対し直交するように配設されている。
【００２９】
従って、試験装置２０において、加振機２１が水槽２２を鉛直方向に振動させると、保持部２３によって固定された多孔板１５の各貫通孔１５ａ内では、水槽２２内の水が行き来する。これにより、多孔板１５周りでは、水の乱れにより渦流が発生し、これが抵抗となることで、加振機２１の振動が抑制される。なお、評価試験に用いた多孔板１５は、貫通孔１５ａの開孔率に応じて２種類用意されており、評価試験では、開孔率の大きなものと、開孔率の小さなものとを用いて、性能の違いを評価すると共に、多孔板１５を保持部２３に取り付けなかった場合の性能も合わせて評価している。
【００３０】
図８を参照して、多孔板１５の開孔率によって変化する固有振動数のグラフについて説明する。このグラフは、上記の試験装置２０を用いた評価試験の結果を示すグラフであり、その横軸が、多孔板１５の開孔率となっており、その縦軸が、加振機２１の固有振動数となっている。多孔板１５の開孔率が１００％の場合、すなわち、多孔板１５を保持部２３に取り付けなかった場合、その固有振動数は、略１７．５Ｈｚとなっている。また、多孔板１５の開孔率が略３９％の場合、すなわち、多孔板１５の開孔率が大きい場合、その固有振動数は、略１３．８Ｈｚとなっている。さらに、多孔板１５の開孔率が略２３％の場合、すなわち、多孔板１５の開孔率が小さい場合、その固有振動数は、略１３．２Ｈｚとなっている。以上から検証するに、開孔率の小さい多孔板１５を用いた場合、多孔板１５を設けない場合に比して、固有振動数は略２４％低減する。以上から、多孔板１５の開孔率が小さくなるに連れて、加振機２１の固有振動数が低減することから、制振装置１０によって、放水管５の振動数を低減する場合には、制振装置１０の多孔板１５の開孔率を小さくすればよいことが分かる。
【００３１】
ここで、固有振動数ｙは、「ｙ＝（π／δ）×（Ｆ／ｋ）」で求められ、「ｋ＝ｍω２」を代入することで、「ｙ＝（π／δ）×（Ｆ／ｍω２）」となる。そして、上記の試験結果と上記の式とから検証するに、固有振動数は、質量ｍが増加すれば低減することから、多孔板１５の開孔率を小さくすることにより、水から受ける付加を増大させることで、固有振動数を低減できることが分かる。
【００３２】
続いて、図９を参照して、多孔板１５の開孔率によって変化する減衰比のグラフについて説明する。このグラフも、上記の試験装置２０を用いた評価試験の結果を示すグラフであり、その横軸が、多孔板１５の開孔率となっており、その縦軸が、加振機２１の減衰比となっている。多孔板１５の開孔率が１００％の場合、その減衰比は、略０．０５９となっている。また、多孔板１５の開孔率が略３９％の場合、その減衰比は、略０．０６９となっている。さらに、多孔板１５の開孔率が略２３％の場合、その減衰比は、略０．０８１となっている。以上から検証するに、開孔率の小さい多孔板１５を用いた場合、多孔板１５を設けない場合に比して、減衰比は略３７％増大する。以上から、多孔板１５の開孔率が小さくなるに連れて、加振機２１の減衰比が増大することから、制振装置１０によって、放水管５の振幅を低減する場合には、制振装置１０の多孔板１５の開孔率を小さくすればよいことが分かる。
【００３３】
以上の構成によれば、放水管５が振動することで多孔板１５も振動するが、多孔板１５は水中に没していることから、多孔板１５周りに渦流が発生する。そして、多孔板１５周りに発生した渦流は、多孔板１５の振動を減衰させることができ、これにより、多孔板１５は、接続部材１６を介して放水管５の振動を減衰させることができる。よって、制振装置１０は、放水管５の振動を好適に抑制することができるため、放水管５の振動による劣化や、放水管５の振動により発せられる振動音を好適に抑制することができる。
【００３４】
なお、実施例１の制振装置１０では、多孔板１５の板面が、放水管５の振動方向に対し直交するように、多孔板１５を配設したが、これに限らず、多孔板１５の板面が、放水管５の軸方向、水平方向および鉛直方向に対し直交するように、３つの多孔板１５を配設してもよい。この構成によれば、放水管５が３次元方向に振動したとしても、放水管５の振動を好適に減衰することができる。また、制振装置１０は、予め放水管５の振動方向を確認し、確認した振動方向に応じて、制振装置１０を設置すれば、最小限の構成とすることができる。さらに、実施例１の制振装置１０では、放水管５に多孔板１５を振動方向に１つ配設したが、多孔板１５を振動方向に複数配設してもよい。
【実施例２】
【００３５】
次に、図１０を参照して、実施例２に係る制振装置３０について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１に係る制振装置１０は、１つの放水管５に１つの多孔板１５を配設したが、実施例２に係る制振装置３０では、１つの放水管５に複数の多孔板３１を配設しており、各多孔板３１には複数の貫通孔３１ａが形成されている。
【００３６】
具体的に、放水管５の周りには、例えば、複数の用水路１（実施例２では、例えば３つ）が配設されており、１つの用水路１は放水管５の下方に配設され、２つの用水路１は放水管５を挟んで両側に配設されている。そして、制振装置３０には、３つの用水路１のそれぞれに多孔板３１が配設されている。このとき、制振装置３０は、３つの多孔板３１と放水管５とを２つの接続部材３２で接続している。つまり、制振装置３０は、放水管５の下方の用水路１に配設された多孔板３１と放水管５とを接続する下方側の接続部材３２と、放水管５の両側の用水路１に配設された多孔板３１と放水管５と接続する上方側の接続部材３２と、を備えている。
【００３７】
下方側の接続部材３２は、実施例１と同様の構成となっており、放水管５の下方側と下方の多孔板３１とを一体に連結している。上方側の接続部材３２は、放水管５の両側の用水路１に配設された２つの多孔板３１を連結すると共に、連結した２つの多孔板３１と放水管５の上方側とを連結している。つまり、２つの接続部材３２は、放水管５に接続される２つの放水管側接続部分３２ａが、放水管５の周方向において、等間隔となるように配設されている。換言すれば、２つの接続部材３２は、放水管５に接続される２つの放水管側接続部分３２ａが、放水管５の軸心を挟んで対向するように配設されている。
【００３８】
以上の構成によれば、放水管５に対し、複数の多孔板３１を配設することで、放水管５の振動を更に抑制することができ、また、放水管５の周方向において、２つの放水管側接続部分３２ａが等間隔となっているため、放水管５の振動をバランスよく抑制することができる。
【００３９】
なお、上記したように、実施例１および２では、構造体として、放水管５を例に説明したが、この制振装置１０，３０を、海上や湖上に架け渡された橋梁等に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明に係る制振装置は、プラントの構造物の振動を抑制する場合において有用であり、特に、放水管等の配水管の振動を抑制する場合に適している。
【符号の説明】
【００４１】
１ 用水路
５ 放水管
５ａ 放水口
１０ 制振装置
１５ 多孔板
１５ａ 貫通孔
１６ 接続部材
２０ 試験装置
２１ 加振機
２２ 水槽
２３ 保持部
２４ 支持部
３０ 制振装置（実施例２）
３１ 多孔板（実施例２）
３１ａ 貫通孔（実施例２）
３２ 接続部材（実施例２）
３２ａ 放水管側接続部分
Ｗ 用水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の振動を抑制する制振装置において、
接続部材を介して前記構造体に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板を備え、
前記多孔板の板面は、前記構造体の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、前記多孔板に形成された複数の貫通孔は、前記構造体の振動方向に貫通形成されていることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記構造体は、配水管であることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記多孔板は、複数設けられると共に、前記複数の多孔板に応じて、前記接続部材も、複数設けられ、
前記複数の接続部材は、前記配水管に接続される複数の配水管側接続部分が、前記配水管の周方向において、等間隔となるように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記多孔板は、用水路に沿って流れる用水に没して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１項に記載の制振装置。
【請求項１】
構造体の振動を抑制する制振装置において、
接続部材を介して前記構造体に取り付けられると共に、水中に没して設けられた多孔板を備え、
前記多孔板の板面は、前記構造体の振動方向に対し、直交するように配設されると共に、前記多孔板に形成された複数の貫通孔は、前記構造体の振動方向に貫通形成されていることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記構造体は、配水管であることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記多孔板は、複数設けられると共に、前記複数の多孔板に応じて、前記接続部材も、複数設けられ、
前記複数の接続部材は、前記配水管に接続される複数の配水管側接続部分が、前記配水管の周方向において、等間隔となるように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記多孔板は、用水路に沿って流れる用水に没して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１項に記載の制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１７５５９（Ｐ２０１１−１１７５５９Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７６８９１（Ｐ２００９−２７６８９１）
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]