JP3781863B2 - Duct reinforcement structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラダクトに係り、特に内部保温構造方式のフランジのコーナ接合部の剛性を強化するために好適な接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7〜図11に内部保温構造方式の従来構造の例を示す。図7は従来構造のボイラダクトの外観形状を示すものであり、図8はダクトのガス流れに対する直角方向の断面図である。図9は図8と同様の断面図であってダクト面の傾斜が急である場合の図である。図10は図8のEーE断面図であってフランジのコーナ接合部の構造を示し、図11は図10をそのCーC方向から見た図である。
【0003】
発電用ボイラのダクトは内部を温度300〜600°C、圧力200〜1500mmAqの排ガスを煙突まで導く通路として形成されるもので、全周を6〜9mmの金属製のケーシング1で矩形に構成している。
【0004】
ダクト内部の圧力に耐えられる強度を保つように、ガスの流れ方向にケーシング1の強度が耐えられるスパンのピッチでスティフナ4を設け(スティフナ4はケーシング1面の全長に沿って連続していてもよいし、不連続のものでもよい。図8では不連続のスティフナを示している。)、更に、ガス流れ直角方向にケーシング全周にフランジ2を設け、前記スティフナ4とフランジ2が前記ケーシング1に沿って連続してまたは断続的に溶接固定された構造となっている。
【0005】
この場合、外部保温形式のときはケーシングの温度がガス温度と同じとなるため、内部にパイプ等のステーを各フランジ間に接続して内圧の釣り合いを保つように設計するため、フランジの大きさはそれ程大きな形状とはならないが、内部保温構造の場合には、内部ステーは温度差の問題で設置することが不可能であり、最終的に内部の圧力は外部のフランジ2で全て受け持つことになり相当の大きさの部材で構成する必要がある。
【0006】
ここで、フランジ2同士のコーナ部材の接合は、フランジの全体たわみの低減及び曲げモーメントの低減のため剛接合(端部モーメントを伝えることが出来る接合構造)とすることでフランジに作用する最大モーメントあるいはたわみを低減でき非常に経済的な構造が提供できる。
【0007】
しかしながら、ダクトの形状が直方体形状をしている場合、フランジのコーナ部の接続は容易に剛接合とすることができるが、ダクトの各面が傾斜している場合、ダクトケーシング面に直角に作用している内圧に強度的に有効にフランジを配置しようとすると、ケーシング面に直角にフランジの強軸の芯を合わせることが必要となる。しかし、各ケーシング面にフランジ2を直角に配置すると、各コーナ部のフランジ端部の取り合い部分は傾斜角度分ずれた形状で取り合うこととなって端部の接合は剛接合とすることができないことになる。
【0008】
フランジのコーナ部における端部を剛接合構造としようとすると、各フランジの芯を合わせる必要が有り、そのためフランジの取り付け角度は、図8に示すようにケーシングと直角方向に対して角度θだけ傾けて取り付ける必要があり、そのため角度の急なダクトの場合に(図9参照)、圧力の作用する方向に対してフランジの強度が非常に低下し(前記圧力作用方向に対してフランジの芯が傾いていることにより)、且つケーシングへの取り付けが難しい(ケーシング面に対して複数のフランジを適宜に角度を持たせて取り付けるという作業の煩雑さ、また角度の付されたフランジのケーシングへの溶接作業の困難さ等)という問題があった。
【0009】
なお、図10および図11は、フランジ2の取り付け角度が、ケーシング1の直角方向に対して角度θだけ傾いて配置されていることにより、前記フランジのコーナ部における端部が剛接合構造となっていることを示した図である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術構造では、ダクト口径が変化する構造で各面の傾斜が大きくなる場合に、有効的にフランジの強度を生かし、コーナ部の接続を簡単に剛接合とすることができる構造を提供することが課題であった。
【0011】
本発明の目的は、図1〜図6に示すようにダクトコーナ部に当て板構造並びにコーナ部近傍に補強板を採用することで、前記課題を解消することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、フランジをダクトケーシングに対して垂直に設置し、各フランジ断面のズレの生じるダクトコーナ部には、当て板を設置し、各フランジにかかる荷重を相互に受け渡しできる構造(剛接合)にすること、により達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である補強構造を図1〜図6に示す。ここにおいて、図1は本発明のボイラダクトの外観形状を示すものであり、図2はダクトのガス流れに対する直角方向の断面図である。図3は図2のAーA断面図であってフランジのコーナ接合部に当て板を有する構造を示し、図4は図3をフランジ2a側から見た図である。図5はフランジのコーナ接合部近傍に設けた補強板とフランジおよびケーシングとの配置関係を示す図である。図6はフランジのコーナ接合部における当て板とフランジとの配置関係を示す図である。
【0014】
そして、1はダクトケーシング、2はフランジ、3は当て板、4はスティフナ、5は補強板、をそれぞれ示す。
【0015】
内部保温ダクトの構造は、フランジ以外の構造は従来構造同様で、ダクトケーシング1と、フランジ(補強材)2と、フランジ(補強材)同士をその端部で接合する当て板3と、ダクトケーシングを補強するスティフナ4と、ダクトコーナ部の近傍に設けられたフランジの補強板5と、から構成されている。
【0016】
フランジ(補強材)2は、図2に示すように、ダクトケーシング1に対して垂直に設置されており、傾斜の異なるケーシング各面のコーナ部におけるフランジ(補強材)間の断面のズレは、コーナ部に設けられた当て板3を設置して繋げている(図3、図6を参照)。また、前記コーナ部近傍において、フランジとケーシングとを固定構造とする補強板5を設けている。
【0017】
スティフナ4は、ケーシング1面の全長に沿って連続していてもよいし、不連続のものでもよい。図2では不連続のスティフナを示している。そして、スティフナ4はケーシング1に沿って連続してまたは断続的に溶接固定された構造となっている。
【0018】
また、ガス流れに対する直角方向にケーシング全周にフランジ2を設け、フランジ2がケーシング1に沿って連続してまたは断続的に溶接固定された構造となっている。図2ではフランジはT型鋼として図示しているが、本発明ではこの形状に限らない。
【0019】
図6に示すように、フランジ2のコーナ部における端部は、その全縁部が当て板3に当接していて溶接等で固定されている。また、図5に示すように、補強板5は、ダクトコーナ部の近傍でT型鋼の両側に設けられケーシング1とフランジ2に適宜に溶接固定されていて、前記コーナ部におけるフランジ端部の強度向上を図っている。
【0020】
以上説明したような構造を有する当て板と補強板を設けることにより、各フランジにかかる荷重を当て板3及び補強板5を介して他の部材に伝達出来るようになり、圧力などの荷重による曲げモーメントをコーナ部で負担可能としている。また、この際、各フランジ間の荷重伝達は、コーナ部に設置した当て板3の曲げ剛性で伝達していることから、当て板の弾性変形による曲げエネルギーの吸収がはかられることから、コーナ部のフランジ周辺の発生応力を従来構造と比較して、モデル試験で71%低下させることができた。
【0021】
ここにおいて、当て板が、互いにズレのあるフランジ端部を接合する機能を有するとともにフランジ端部の強度を強度を向上させる機能を有するものであり、補強板5は図5に示すような溶接固定構造と配置により、フランジ端部の強度をより一層向上させるものである。
【0022】
本発明は、以上のように、フランジをケーシング面に垂直に設置すること(ダクト内圧に強度的に有効に働く)に伴う、互いに接合すべきフランジ端部のズレを当て板を介在させて繋ぐとともにフランジ端部の強度を向上させているのである。即ち、本発明のフランジは、ダクトケーシングに対して垂直にかかる荷重に対しても十分に能力を発揮でき、ケーシングに対して垂直であるから取り付けも容易となる。
【0023】
換言すると、本発明は、フランジ接続部に設けた十分剛性のある(フランジ板厚以上)当て板とフランジを一体に溶接固定することで、当て板を介して各フランジ間の荷重伝達が行えるようになり、圧力などのダクトに作用する荷重によりフランジに発生する曲げモーメントをコーナ部で負担することが可能になる。
【0024】
また、この結果、フランジをダクトケーシングに垂直に設置できるようになり、フランジ本来の剛性が発揮でき、フランジの設置も容易になる。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、内部保温ダクトで口径が変化する場合の構造において、接合部のフランジ断面のずれるダクトコーナ部の各部材間の荷重伝達が容易に行え、当て板の曲げ剛性により強度も強化される。
【0026】
またコーナ部に本発明を採用することで補強材をダクトケーシングに垂直に設置することができ、取り付けも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボイラダクトの外観形状を示す図である。
【図2】ダクトのガス流れに対する直角方向の断面図である。
【図3】図2のAーA断面図であってフランジのコーナ接合部に当て板を有する構造を示す図である。
【図4】図3をフランジ2a側から見た図である。
【図5】フランジのコーナ接合部近傍に設けた補強板とフランジおよびケーシングとの配置関係を示す図である。
【図6】フランジのコーナ接合部における当て板とフランジとの配置関係を示す図である。
【図7】従来構造のボイラダクトの外観形状を示す図である。
【図8】ダクトのガス流れに対する直角方向の断面図である。
【図9】図8と同様の断面図であってダクト面の傾斜が急である場合の図である。
【図10】は図8のEーE断面図であってフランジのコーナ接合部の構造を示す図である。
【図11】図10をそのCーC方向から見た図である。
【符号の説明】
1 ダクトケーシング
2 フランジ
3 当て板
4 スティフナ
5 補強板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a boiler duct, and more particularly to a joint structure suitable for enhancing the rigidity of a corner joint portion of a flange of an internal heat retaining structure type.
[0002]
[Prior art]
7 to 11 show examples of the conventional structure of the internal heat retaining structure method. FIG. 7 shows the external shape of a boiler duct having a conventional structure, and FIG. 8 is a cross-sectional view perpendicular to the gas flow of the duct. FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 8 and shows a case where the inclination of the duct surface is steep. 10 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 8 and shows the structure of the corner joint portion of the flange, and FIG. 11 is a view of FIG. 10 viewed from the CC direction.
[0003]
The duct of the power generation boiler is formed as a passage for guiding the exhaust gas having a temperature of 300 to 600 ° C. and a pressure of 200 to 1500 mmAq to the chimney, and the entire circumference is rectangular with a
[0004]
[0005]
In this case, since the casing temperature is the same as the gas temperature in the case of the external heat retention type, it is designed so that the internal pressure is balanced by connecting a stay such as a pipe between the flanges. However, in the case of the internal heat insulation structure, the internal stay cannot be installed due to the temperature difference problem, and ultimately the internal pressure is all handled by the
[0006]
Here, the joining of the corner members of the
[0007]
However, when the duct has a rectangular parallelepiped shape, the connection of the corners of the flange can be easily rigidly connected. However, when each face of the duct is inclined, it acts at right angles to the duct casing surface. In order to effectively arrange the flange to the internal pressure being applied, it is necessary to align the core of the strong axis of the flange at a right angle to the casing surface. However, if the
[0008]
If the end of the flange corner is to have a rigid joint structure, the cores of the flanges must be aligned. Therefore, the flange mounting angle is inclined by an angle θ with respect to the direction perpendicular to the casing as shown in FIG. Therefore, in the case of a duct having a steep angle (see FIG. 9), the strength of the flange is greatly reduced with respect to the direction in which the pressure acts (the flange core is inclined with respect to the pressure acting direction). And difficult to attach to the casing (complexity of attaching a plurality of flanges with appropriate angles to the casing surface), and welding of flanges with angles to the casing There was a problem such as difficulty.
[0009]
10 and 11, the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art structure, when the duct diameter is changed and the inclination of each surface becomes large, the structure of the corner portion can be easily rigidly connected by effectively utilizing the strength of the flange. That was a challenge.
[0011]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problem by employing a contact plate structure in the duct corner portion and a reinforcing plate in the vicinity of the corner portion as shown in FIGS.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The problem is that the flange is installed perpendicularly to the duct casing, and a contact plate is installed at the duct corner where the flange cross-section is displaced, so that the load applied to each flange can be passed between each other (rigid connection). To achieve.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The reinforcing structure which is embodiment of this invention is shown in FIGS. Here, FIG. 1 shows the external shape of the boiler duct of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the gas flow of the duct. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 and shows a structure having a contact plate at a corner joint portion of the flange, and FIG. 4 is a view of FIG. 3 viewed from the flange 2a side. FIG. 5 is a view showing the arrangement relationship between the reinforcing plate provided in the vicinity of the corner joint portion of the flange, the flange, and the casing. FIG. 6 is a diagram showing an arrangement relationship between the contact plate and the flange at the corner joint portion of the flange.
[0014]
[0015]
The structure of the internal heat insulation duct is the same as that of the conventional structure except for the flange, the
[0016]
As shown in FIG. 2, the flange (reinforcing material) 2 is installed perpendicular to the
[0017]
The
[0018]
Further, a
[0019]
As shown in FIG. 6, the end portion of the corner portion of the
[0020]
By providing the backing plate and the reinforcing plate having the structure as described above, a load applied to each flange can be transmitted to other members via the
[0021]
Here, the backing plate has a function of joining flange ends that are misaligned with each other and a function of improving the strength of the flange ends, and the reinforcing
[0022]
As described above, according to the present invention, the flanges to be joined to each other are connected through the contact plate, as the flange is installed perpendicularly to the casing surface (acting effectively in the duct internal pressure). At the same time, the strength of the flange end is improved. That is, the flange according to the present invention can sufficiently exhibit the capability even with respect to a load applied perpendicularly to the duct casing, and is easy to mount because it is perpendicular to the casing.
[0023]
In other words, the present invention can perform load transmission between the flanges via the contact plate by integrally welding and fixing the flange plate and the flange provided at the flange connection portion with sufficient rigidity (more than the flange plate thickness). Therefore, it becomes possible to bear the bending moment generated in the flange by the load acting on the duct such as pressure at the corner portion.
[0024]
As a result, the flange can be installed perpendicularly to the duct casing, the original rigidity of the flange can be exhibited, and the flange can be installed easily.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the structure in which the diameter of the internal heat insulation duct changes, the load transmission between each member of the duct corner portion where the flange cross section of the joint portion is shifted can be easily performed, and the strength is enhanced by the bending rigidity of the backing plate. The
[0026]
Further, by adopting the present invention in the corner portion, the reinforcing material can be installed perpendicularly to the duct casing, and attachment is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an external shape of a boiler duct according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the gas flow in the duct.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 and shows a structure having a contact plate at a corner joint portion of a flange.
4 is a view of FIG. 3 as viewed from the flange 2a side.
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a reinforcing plate provided in the vicinity of a corner joint portion of a flange, a flange, and a casing.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement relationship between a contact plate and a flange at a corner joint portion of the flange.
FIG. 7 is a view showing an external shape of a boiler duct having a conventional structure.
FIG. 8 is a cross-sectional view perpendicular to the gas flow in the duct.
FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 8, but showing a case where the inclination of the duct surface is steep.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 8, showing the structure of the corner joint portion of the flange.
FIG. 11 is a diagram when FIG. 10 is viewed from the CC direction.
[Explanation of symbols]
1
Claims (2)
前記ケーシングの面に垂直方向に前記型鋼のフランジを設置し、
前記ダクトのコーナ部の互いに接続すべき前記フランジ間に当て板を介在させて、前記当て板と前記フランジとを固定接合する
ことを特徴とするダクトの補強構造。A reinforcing structure for a duct in which a flange of a steel mold is installed over the outer periphery of a rectangular duct having a different diameter,
Installing the flange of the steel shape in a direction perpendicular to the surface of the casing;
A reinforcing structure for a duct, characterized in that a backing plate is interposed between the flanges to be connected to each other at a corner portion of the duct, and the backing plate and the flange are fixedly joined.
前記コーナ部の近傍に、前記フランジと前記ケーシングとに固定接合される補強板を設けることを特徴とするダクトの補強構造。The duct reinforcing structure according to claim 1,
A duct reinforcing structure comprising a reinforcing plate fixedly joined to the flange and the casing in the vicinity of the corner portion.
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JP13823597A JP3781863B2 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Duct reinforcement structure |
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JP13823597A JP3781863B2 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Duct reinforcement structure |
Publications (2)
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JPH10325533A JPH10325533A (en) | 1998-12-08 |
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JP6071664B2 (en) | 2012-03-14 | 2017-02-01 | 三菱重工業株式会社 | Exhaust flue |
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1997
- 1997-05-28 JP JP13823597A patent/JP3781863B2/en not_active Expired - Fee Related
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