JP4302006B2 - Boiler equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラ缶を支持するボイラ支持架構の上部に煙突が配置されるボイラ設備に関する。 The present invention relates to a boiler facility in which a chimney is disposed on an upper portion of a boiler support frame that supports a boiler can.
ボイラ設備の大型化に伴い、風や地震により発生する前記ボイラ設備の振動を抑制する技術が種々開発されている。このような技術を施した従来のボイラ設備の一例として、下記特許文献1にはボイラ支持構造が開示されている。このボイラ支持構造では、ボイラ支持架構の上部から吊り下げられたボイラ本体の側部と前記ボイラ支持架構とが極細のトリガにより接続され、前記ボイラ本体の下部と地面との間に減衰器が設けられている。前記極細のトリガにより通常運転における前記ボイラ本体の振動や風による前記ボイラ本体の揺れ等を抑制し、前記減衰器により地震時の前記ボイラ本体の振動を抑制している。
With the increase in the size of boiler facilities, various technologies for suppressing vibrations in the boiler facilities caused by wind and earthquake have been developed. As an example of a conventional boiler facility that performs such a technique, a
従来のボイラ設備の他の例として、下記特許文献2には準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物が開示されている。前記準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物は、並列に組み合わされてそれぞれ構造物に取り付けられるばねと可変減衰ダンパと付加質量とを有している。前記構造物と前記付加質量の相対変位とこの相対変位にかかるダンパの比例定数の積で表される制振力を発生させるように、前記可変減衰ダンパの減衰係数を制御して、前記ボイラ構造物の振動を抑制している。
As another example of the conventional boiler equipment, the following
従来のボイラ設備では、ボイラ缶、および前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ缶で生成された排気ガスを排出する煙突、および前記煙突を支持する煙突支持架構とをそれぞれ地面に設置していたが、土地の省スペース化、ボイラ構造の合理化の観点から、前記ボイラ支持架構の上部に前記煙突および前記煙突支持架構を設置した構造のものがある。しかし、ボイラ設備を前述したような構造にすることに伴い、前記ボイラ支持架構の基部における地震時の応答、つまり水平方向のせん断力が従来のボイラ支持架構と比べて大きくなってしまう。よって、前記ボイラ支持架構を前記せん断力に耐える構造とするため、前記ボイラ支持架構の基礎構造を大規模化する必要が生じ、前記ボイラ設備の建設コストが増大してしまうという問題がある。 In the conventional boiler equipment, a boiler can, a boiler support frame that suspends and supports the boiler can, a chimney that discharges exhaust gas generated by the boiler can, and a chimney support frame that supports the chimney, respectively Although it was installed on the ground, there is a structure in which the chimney and the chimney support frame are installed above the boiler support frame from the viewpoint of space saving of the land and rationalization of the boiler structure. However, as the boiler equipment is structured as described above, the response at the time of earthquake at the base of the boiler support frame, that is, the shearing force in the horizontal direction becomes larger than that of the conventional boiler support frame. Therefore, in order to make the boiler support frame to withstand the shearing force, it is necessary to enlarge the basic structure of the boiler support frame, and there is a problem that the construction cost of the boiler equipment increases.
上記特許文献1に記載のボイラ支持構造、および上記特許文献2に記載の準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物は、ボイラ単体についての耐震・制振対策を対象としており、ボイラ支持架構の上部に煙突が配置される構造に対しては想定されていない。
The boiler support structure described in
さらに、上記特許文献2に記載のボイラ構造物で用いられる動吸振器は準能動型であり、屋外に設置されるため前記準能動型動吸振器の保守点検を行う必要が生じてしまう。地震などが発生したときには、前記準能動型動吸振器を制御する制御装置などの制御系に対して電力が供給されず、前記準能動型動吸振器が作動しないおそれがある。
Furthermore, the dynamic vibration absorber used in the boiler structure described in
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、保守点検を行う必要がなく、また耐震性を常に機能させ、さらに建設コストを増大させずに耐震性を向上させたボイラ設備を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and it is not necessary to perform maintenance and inspection. Further, the boiler equipment has always improved the earthquake resistance without causing an increase in construction cost without causing the earthquake resistance to function. The purpose is to provide.
上述した課題を解決する第1の発明に係るボイラ設備は、
ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突と、前記煙突を支持する煙突支持架構とを有し、
前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能に支持した
ことを特徴とする。
The boiler facility according to the first invention for solving the above-described problem is
A boiler can, a boiler support frame that suspends and supports the boiler can, a chimney disposed on an upper portion of the boiler support frame, and a chimney support frame that supports the chimney ,
A flange is provided on the outer periphery of the chimney, the shaft is passed through the flange from the chimney support frame side, a gap is provided between the flange and a stopper is provided on the shaft, and the chimney is attached to the chimney support frame. It is characterized by being supported so as to be swingable .
上述した課題を解決する第2の発明に係るボイラ設備は、
第1の発明に記載されたボイラ設備であって、
前記軸がボルトであり、前記ストッパがナットである
ことを特徴とする。
The boiler equipment according to the second invention for solving the above-described problem is
The boiler facility described in the first invention,
The shaft is a bolt, and the stopper is a nut.
上述した課題を解決する第3の発明に係るボイラ設備は、
第1の発明または第2の発明に記載されたボイラ設備であって、
前記煙突と前記煙突支持架構との間に、減衰機構を介在させた
ことを特徴とする。
The boiler equipment according to the third invention for solving the above-described problem is
The boiler equipment described in the first invention or the second invention ,
A damping mechanism is interposed between the chimney and the chimney support frame.
上述した課題を解決する第4の発明に係るボイラ設備は、
第3の発明に記載されたボイラ設備であって、
前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構との間に、第二の減衰機構を介在させた
ことを特徴とする。
The boiler facility according to the fourth invention for solving the above-described problem is
The boiler equipment described in the third invention,
A second damping mechanism is interposed between the boiler can and the boiler support frame.
上述した課題を解決する第5の発明に係るボイラ設備は、
第3の発明または第4の発明に記載されたボイラ設備であって、
前記減衰機構および前記第二の減衰機構が、それぞれ並列に配置された第二弾性部材と減衰ダンパとからなる
ことを特徴とする。
The boiler facility according to the fifth invention for solving the above-described problem is
The boiler facility described in the third invention or the fourth invention,
The damping mechanism and the second damping mechanism each include a second elastic member and a damping damper arranged in parallel.
上述した課題を解決する第6の発明に係るボイラ設備は、
第5の発明に記載されたボイラ設備であって、
前記減衰ダンパが粘性ダンパである
ことを特徴とする。
The boiler facility according to the sixth invention for solving the above-described problem is as follows.
The boiler facility described in the fifth invention,
The damping damper is a viscous damper.
上述した課題を解決する第7の発明に係るボイラ設備は、
第3の発明乃至第6の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、
前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置と異なる位置に前記減衰機構を配置した
ことを特徴とする。
The boiler facility according to the seventh invention for solving the above-described problem is
The boiler equipment according to any one of the third to sixth inventions,
The damping mechanism is arranged at a position different from a position at which the chimney is swingably supported by the chimney support frame.
上述した課題を解決する第8の発明に係るボイラ設備は、
第3の発明乃至第6の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、
前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に前記減衰機構を配置した
ことを特徴とする。
The boiler equipment according to the eighth invention for solving the above-described problem is
The boiler equipment according to any one of the third to sixth inventions,
The damping mechanism is arranged at a position farthest from a position at which the chimney is swingably supported by the chimney support frame.
第1の発明に係るボイラ設備によれば、ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突と、前記煙突を支持する煙突支持架構とを有し、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持したことにより、前記煙突に地震などの振動が伝搬したとき、前記煙突が前記煙突支持架構に対し揺動し、この揺動を利用することにより前記振動のエネルギーが消費されて小さくなるので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。また、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持するだけなので、保守点検をする必要がなく、また前記ボイラ設備の耐震性を常に機能させることができる。さらに、ボイラ設備の基礎構造を大規模化する必要がないので、建設コストが抑制される。
前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能としたことにより、前記煙突に地震などの振動が伝搬したとき、前記フランジは前記ストッパの位置まで揺動することができる。よって、前記フランジの揺動により前記振動のエネルギーが消費されて小さくなるので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
According to the boiler facility according to the first aspect of the invention, the boiler can, the boiler support frame that suspends and supports the boiler can, the chimney that is disposed above the boiler support frame, and the chimney support that supports the chimney The chimney swings with respect to the chimney support frame when vibration such as an earthquake propagates to the chimney. Since the vibration energy is consumed and reduced by using the motion, the earthquake resistance of the boiler equipment is improved. In addition, since the chimney is only supported swingably on the chimney support frame, there is no need to perform maintenance and inspection, and the earthquake resistance of the boiler equipment can always be functioned. Furthermore, since it is not necessary to enlarge the basic structure of boiler equipment, construction costs are reduced.
A flange is provided on the outer periphery of the chimney, the shaft is passed through the flange from the chimney support frame side, a gap is provided between the flange and a stopper is provided on the shaft, and the chimney is attached to the chimney support frame. By making it swingable, when a vibration such as an earthquake propagates to the chimney, the flange can swing to the position of the stopper. Therefore, the vibration energy is consumed and reduced by the swing of the flange, so that the earthquake resistance of the boiler equipment is improved.
第2の発明に係るボイラ設備によれば、第1の発明に記載されたボイラ設備であって、前記軸がボルトであり、前記ストッパがナットであるので、市販されており、ボイラ設備の建設コストが抑制される。 According to the boiler equipment according to the second invention, the boiler equipment described in the first invention, wherein the shaft is a bolt and the stopper is a nut, and is therefore commercially available. Cost is reduced.
第3の発明に係るボイラ設備によれば、第1の発明または第2の発明に記載されたボイラ設備であって、前記煙突と前記煙突支持架構との間に、減衰機構を介在させたことにより、前記煙突に振動が伝搬したとき、前記減衰機構が前記振動のエネルギーを吸収し、前記煙突および前記煙突支持架構と、前記ボイラ支持架構とが同調して振動するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。 According to the boiler facility according to the third invention, the boiler facility according to the first invention or the second invention , wherein a damping mechanism is interposed between the chimney and the chimney support frame. When the vibration propagates to the chimney, the damping mechanism absorbs the energy of the vibration, and the chimney, the chimney support frame, and the boiler support frame vibrate in synchronism. Improves.
第4の発明に係るボイラ設備によれば、第3の発明に記載されたボイラ設備であって、前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構との間に、第二の減衰機構を介在させたことにより、前記ボイラ缶に地震などの振動が伝搬したとき、前記第二の減衰機構が前記振動のエネルギーを吸収し、前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構とが同調して振動するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。 According to the boiler facility according to the fourth invention, the boiler facility according to the third invention, wherein a second damping mechanism is interposed between the boiler can and the boiler support frame. When a vibration such as an earthquake propagates to the boiler can, the second damping mechanism absorbs the energy of the vibration, and the boiler can and the boiler support frame vibrate in synchronization. Improves earthquake resistance.
第5の発明に係るボイラ設備によれば、第3の発明または第4の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰機構および前記第二の減衰機構が、それぞれ並列に配置された第二弾性部材と減衰ダンパとからなることにより、前記第二弾性部材が通常運転時または風による前記ボイラ缶の揺れおよび前記煙突の揺れを抑制し、前記減衰ダンパが前記ボイラ缶に伝搬した地震などの力および前記煙突に伝搬した地震などの力を吸収して、前記ボイラ缶および前記煙突の振動を抑制するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。 According to the boiler equipment pertaining to the fifth invention, the boiler equipment described in the third invention or the fourth invention, wherein the damping mechanism and the second damping mechanism are respectively arranged in parallel. Since the second elastic member is composed of two elastic members and a damping damper, the second elastic member suppresses shaking of the boiler can and chimney due to wind during normal operation or wind, and the damping damper propagates to the boiler can. Since the vibration of the boiler can and the chimney are suppressed by absorbing the force of this and the force such as the earthquake propagated to the chimney, the earthquake resistance of the boiler equipment is improved.
第6の発明に係るボイラ設備によれば、第5の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰ダンパが粘性ダンパであることにより、吸収する変位エネルギーの量を容易に調整することができる。 According to the boiler facility pertaining to the sixth invention, the boiler facility according to the fifth invention, wherein the damping damper is a viscous damper, so that it is possible to easily adjust the amount of displacement energy to be absorbed. it can.
第7の発明に係るボイラ設備によれば、第3の発明乃至第6の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置と異なる位置に前記減衰機構を配置したことにより、前前記減衰機構を容易に配置することができ、前記ボイラ設備の建設コストが抑制される。 According to the boiler facility pertaining to the seventh invention, the boiler facility according to any one of the third to sixth inventions, wherein the chimney is pivotally supported by the chimney support frame; By disposing the damping mechanism at different positions, the front damping mechanism can be easily disposed, and the construction cost of the boiler equipment is suppressed.
第8の発明に係るボイラ設備によれば、第3の発明乃至第6の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に前記減衰機構を配置したことにより、前記煙突に地震などの力が伝搬したとき、前記力が前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に作用するが、この位置に前記減衰機構が配置されるので、前記減衰機構により前記力が抑制され、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。 According to the boiler facility relating to the eighth invention, the boiler facility according to any one of the third to sixth inventions, wherein the chimney is pivotally supported by the chimney support frame. By disposing the damping mechanism at the farthest position, when a force such as an earthquake propagates to the chimney, the force is located farthest from the position at which the chimney is swingably supported by the chimney support frame. Although it acts, since the damping mechanism is arranged at this position, the force is suppressed by the damping mechanism, and the earthquake resistance of the boiler equipment is improved.
以下に、本発明に係るボイラ設備を実施するための最良の形態を説明する。 Below, the best form for implementing the boiler equipment which concerns on this invention is demonstrated.
図1は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備の概略図であり、図2は、それに用いられる煙突支持構造の側面図である。図3は、図1におけるIII−III矢視断面図である。図4は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の一実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図であり、図5は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の他実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図である。図6は、本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の他の実施形態を示す側面図である。図7は、本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の更に他の実施形態を示し、(a)はその平面、(b)はその側面図である。 FIG. 1 is a schematic view of boiler equipment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of a chimney support structure used therefor. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a state in which a damping mechanism is installed in one embodiment of a chimney support frame used in boiler equipment according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a boiler according to one embodiment of the present invention. It is a top view of the state which installed the damping mechanism in other embodiment of the chimney support frame used for an installation. FIG. 6 is a side view showing another embodiment of the chimney support structure used in the boiler equipment according to one embodiment of the present invention. FIG. 7 shows still another embodiment of the chimney support structure used in the boiler equipment which is an embodiment of the present invention, where (a) is a plan view thereof and (b) is a side view thereof.
図1に示すように、ボイラ設備23は、ボイラ缶(図示せず)と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構1と、ボイラ支持架構1の上部に配置され、前記ボイラ缶で生成される排気ガスを排出する煙突2と、煙突2を支持する煙突支持架構3とを有する。なお、ボイラ支持架構1および煙突支持架構3は、鋼鉄などで製造されている。煙突支持架構3の下部は、ボルト(図示せず)などによりボイラ支持架構1に固定されている。煙突支持架構3は、略垂直方向に延びる縦材4と、水平方向に延びる水平材5と、上下斜め方向に延びる斜め材6とが組み付けられてなる。ボイラ支持架構1は、垂直方向に延びる縦材1aと、水平方向に延びる水平材1bと、上下斜め方向に延びる斜め材1cが複数組み付けられて、前記ボイラ缶を吊り下げる強度、および煙突2および煙突支持架構3を支持する強度を有する。上述した煙突支持架構3には、水平材5が垂直方向に5段に配置される。
As shown in FIG. 1, a boiler facility 23 is disposed on a boiler can (not shown), a
図1および図2に示すように、煙突2を煙突支持架構3に揺動可能に支持する煙突支持構造12は、第二段の水平材5の上部に接して配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第二段の水平材5は、図3に示すように、煙突2の外側に、且つ隣接する縦材4同士を連結して配置される外側水平材5aと、外側水平材5aと煙突2との間に、且つ隣接する外側水平材5aの略中央部同士を連結して配置される内側水平材5bと、内側水平材5bに角部が接合する略四角形状の最内側水平材5cとを有する。第二段の水平材5以外の段には、図4に示すように、煙突2の外側に、且つ隣接する縦材4同士を連結して配置される外側水平材5aからなる構造の水平材5と、図5に示すように、煙突2の外側に、且つ隣接する縦材4同士を連結して配置される外側水平材5aと、外側水平材5aと煙突2との間に、且つ隣接する外側水平材5aの略中央部同士を連結して配置される内側水平材5bとからなる構造の水平材5とがある。
As shown in FIG. 3, the second-stage
煙突支持構造12は、図2および図3に示すように、煙突2の外周2aに固定して設けられ、煙突支持架構3における第二段の水平材5の近傍まで延びる上側リングフランジ(フランジ)13と、上側リングフランジ13の下方に、且つ煙突2の外周2aに固定して設けられ、煙突支持架構3における第二段の水平材5の近傍まで延びる下側リングフランジ(フランジ)14と、上側リングフランジ13と下側リングフランジ14とを所定の間隔で固定するリブ15とを有する。このリブ15は、所定の間隔で複数配置される。煙突支持構造12を上述したような形状とすることにより、煙突支持構造12が煙突支持架構3における第二段の水平材5の上部に配置でき、煙突2は煙突支持構造12を介して煙突支持架構3に支持される。
2 and 3, the
軸であるボルト16が上側および下側リングフランジ13,14における煙突2の同心円上となる位置に所定の間隔で複数配置される。これらボルト16が煙突支持架構3における第二段の水平材5側から、下側リングフランジ14、および上側リングフランジ13を貫通し、上側リングフランジ13との間に隙間をあけてストッパであるナット17が締結され、溶接で固定されている。前記軸がボルト16であり、前記ストッパがナット17であるので、市販されており、ボイラ設備23の建設コストが抑制される。前記軸は、ボルト16に限定されるものではなく、棒状の部材でも良い。前記棒状の部材を煙突支持架構3における第二段の水平材5側から下側リングフランジ14および上側リングフランジ13を貫通して設け、前記棒状の部材の一端側を前記第二段の水平材5に溶接で固定し、他端側に上側リングフランジ13との間に隙間をあけて前記ストッパを設けることで、煙突支持架構3に煙突2を揺動可能に支持することができる。前記ストッパは、ナットに限定されるものではなく、板状の部材でも良い。前記板状の部材を、煙突支持架構3における第二段の水平材5側から下側リングフランジ14および上側リングフランジ13を貫通した前記軸の他端側に上側リングフランジ13との間に隙間をあけて設けることで、上側リングフランジ13が前記軸から抜けないようになる。ボルト16は、煙突支持架構3における第二段の水平材5に溶接で固定される。このようにナット17をボルト16に締結することにより、煙突2が煙突支持架構3に揺動可能に支持される。
A plurality of
具体的には、煙突2に地震などの振動が伝搬して、煙突支持構造12の一側部12a側が煙突支持架構3における第二段の水平材5に支持されたとき、この煙突支持構造12の一側部12aに対向する他側部12b側では、上側リングフランジ13がナット17に接する位置まで浮き上がり、また逆に煙突支持構造12の他側部12bが煙突支持架構3における第二段の水平材5に支持されたとき、この煙突支持構造12の一側部12a側では上側リングフランジ13がナット17に接する位置まで浮き上がる。つまり、煙突2は、揺動する範囲が許容されつつ、揺動可能に煙突支持架構3に支持される。煙突支持構造12をこのような構造にすることにより、煙突2に地震などの力が伝搬したとき、煙突2が煙突支持架構3に対し揺動し、この揺動により前記力のエネルギーが消費されて小さくなるので、ボイラ設備23の耐震性が向上する。また、煙突支持構造12を上述したような構造にしただけなので、保守点検をする必要がなく、また耐震性を常に機能させることができる。
Specifically, when a vibration such as an earthquake propagates to the
なお、煙突支持架構3内には、煙突2を保守点検する作業者が昇降可能な階段18と、階段18から煙突2の近傍まで延び、煙突2を保守点検する時の前記作業者の足場となるステップ19とが備えられている。
The
煙突支持構造12は、上記構造に限定されるものではない。図6に示すように、煙突支持構造33は、煙突2の外周に固定して設けられ、煙突支持架構3の水平材5の近傍まで延びるフランジ30と、煙突支持架構3の水平材5の下部に一端31aが接続される第一弾性部材であるばね31とを有し、ばね31の他端31b側はピン32でフランジ30に固定されている。つまり、フランジ30は水平材5に接続されるばね31を介して吊り下げられて支持されている。ばね31は、フランジ30における煙突2の同心円上となる位置に所定の間隔で複数配置される。このようにばね31を煙突支持架構3の水平材5と煙突2に固定して設けられるフランジ30との間に介在させたことにより、煙突2に地震などの力が伝搬すると、前記力により煙突2およびフランジ30が揺れ、この揺れに応じてばね31が揺動し、この揺動により前記力のエネルギーが消費されて小さくなるので、ボイラ設備の耐震性が向上する。ただし、フランジ30は、ばね31の長さが許容する範囲で揺れる。つまり、煙突2は、揺動する範囲が許容されつつ、揺動可能に煙突支持架構3に支持される。また、図7に示すように煙突支持構造12の下側リングフランジ14と水平材5との間に積層ゴムなどの緩衝材24を所定の間隔で設置して、揺動時の騒音を低減する構造も考えられる。
The
煙突支持構造12が配置される位置と異なる位置、つまり、第二段の水平材5以外の段には、図4および図5に示すように、煙突2の変位エネルギーを吸収すると共に、ボイラ支持架構1と、煙突2および煙突支持架構3とを同調させる減衰機構22が配置される。減衰機構22は、並列に配置され、煙突2と煙突支持架構3の水平材5とを連結する第二弾性部材であるばね20、および減衰ダンパである粘性ダンパ21からなる。減衰機構22は、具体的には、図4に示すように、煙突2と外側水平材5aの略中央部とを連結して配置したり、図5に示すように、煙突2と内側水平材5bの略中央部とを連結して配置したりする。粘性ダンパ21としては、例えばオイルダンパなどが挙げられる。減衰ダンパを粘性ダンパ21とすることにより、吸収する変位エネルギーの量を容易に調整することができる。ばね20および粘性ダンパ21の代わりに、板ばねなどの鋼製ダンパや粘弾性ダンパを用いても良い。粘弾性ダンパとしては、例えば、粘弾性材料(高分子材料)であるシリコンゴム系材料、ウレタンアスファルトゴム系材料、ジエンゴム系材料などを使用したダンパ等が挙げられる。ばね20により煙突2が煙突支持架構3に支持されると共に、通常運転および風などによる煙突2の揺れが抑制される。粘性ダンパ21により煙突2に伝搬した地震などの力による煙突2の変位エネルギーを吸収して、煙突2および煙突支持架構3と、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構1とが同調して振動するようになる。また、ばね20により煙突2および煙突支持架構3と、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構1とが同調して振動するようにし、粘性ダンパ21により煙突2に伝搬した地震などの力による煙突2と水平材5の相対変位を利用してエネルギーを吸収する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the displacement energy of the
よって、上述したボイラ設備23によれば、減衰機構22を配置することにより、煙突2と煙突支持架構3とからなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構1の固有振動数とが同調して、または減衰機構22がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備23の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備23の耐震性は向上する。また、ボイラ設備23を上述したような構造にすることにより、ボイラ設備23全体の耐震性が向上するので、ボイラ設備23を大規模化する必要がなく、ボイラ設備23の建設コストが抑制される。
Therefore, according to the boiler equipment 23 described above, by arranging the damping mechanism 22, the natural frequency of the entire chimney composed of the
上記では、煙突支持構造12を煙突支持架構3における第二段の水平材5に支持させたが、煙突支持架構3における他の段に配置される水平材5に支持させても良い。また、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1との間に、前記ボイラ缶の変位エネルギーを吸収すると共に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とを繋ぐ第二の減衰機構を設けても良い。前記第二の減衰機構は、減衰機構22と同様に、並列に配置され、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とを連結するばね20および減衰ダンパである粘性ダンパ21からなる。このような位置に前記第二の減衰機構を配置することにより、通常運転時および風などによる前記ボイラ缶の揺れを抑制することができると共に、前記ボイラ缶に伝搬した地震などの力による前記ボイラ缶の変位エネルギーを吸収して、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とが振動し、前記ボイラ缶の振動を抑制することができるので、ボイラ設備の耐震性がさらに向上する。また、上記では、減衰機構22を煙突支持架構3における第二段の水平材5以外の段に配置したが、第二段の水平材5から最も離れた最上段の水平材5と煙突2との間に減衰機構22を配置するようにしても良い。このような位置に減衰機構22を配置することにより、煙突2に地震などの力が伝搬したとき、前記力が煙突2を煙突支持架構3に揺動可能に支持する最上段の水平材5に作用するが、この最上段の水平材5と煙突2との間に減衰機構22が配置されるので、この減衰機構22により前記力が抑制され、ボイラ設備23の耐震性が向上する。
In the above description, the
上述した減衰機構22および前記第二の減衰機構に用いられるばね20のばね定数、および粘性ダンパ21の減衰係数は、煙突2を煙突支持架構3に支持させる位置、煙突2、煙突支持架構3、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構1の重量および大きさに応じて最適となるように算出されている。
The spring constant of the
以下に、本発明に係るボイラ設備を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。シミュレーションにより算出された減衰機構に用いられるばねのばね定数および粘性ダンパの減衰係数を含めて、ボイラ設備について、以下に説明する。なお、シミュレーションにより算出され数値は、発明の理解を助けるために、あくまでも例として挙げるものである。 Below, the best form for implementing the boiler equipment which concerns on this invention is demonstrated concretely based on an Example. The boiler equipment including the spring constant of the spring used for the damping mechanism calculated by the simulation and the damping coefficient of the viscous damper will be described below. Note that the numerical values calculated by simulation are given as examples only to help understanding of the invention.
以下に、本発明の第1の実施例に係るボイラ設備を説明する。このボイラ設備は、上記発明を実施するための最良の形態に係るボイラ設備と同様な構造を有し、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。図8は、本発明の第1の実施例に係るボイラ設備の概略図であり、図9は、それに用いられるボイラ支持架構の斜視図である。 Below, the boiler equipment which concerns on the 1st Example of this invention is demonstrated. This boiler facility has the same structure as the boiler facility according to the best mode for carrying out the invention, and the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. FIG. 8 is a schematic view of the boiler equipment according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of a boiler support frame used for the boiler equipment.
本発明の第1の実施例に係るボイラ設備では、図8に示すように、煙突2が煙突支持架構3の第2段の水平材8に配置される煙突支持構造12に支持されている。この煙突2の高さH1は、48mであり、その重量は145tonである。煙突支持架構3の高さH2は、24mであり、その重量は127tonである。
In the boiler equipment according to the first embodiment of the present invention, the
ボイラ缶(図示せず)とボイラ支持架構1との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる第二の減衰機構が配置される。ボイラ缶の重量は、3557tonである。ボイラ支持架構1は、図9に示すように、その幅wが27.2mであり、その奥行きdが22.6mであり、その高さhが52.15mであり、その重量が1840tonである。
Between the boiler can (not shown) and the
最下段の水平材7と、最下段の水平材7の上方に隣接する第二段の水平材8との間の高さh1が6mであり、第二段の水平材8と、第二段の水平材8の上方に隣接する第三段の水平材9との間の高さh2が6mであり、第三段の水平材9と、第三段の水平材9の上方に隣接する第四段の水平材10との間の高さh3が6mであり、第四段の水平材10と、第四段の水平材10の上方に隣接する最上段の水平材11との間の高さh4が6mである。
The height h 1 between the lowermost
各段の水平材7,9,10,11と煙突2との間に、煙突2と煙突支持架構3とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる減衰機構22が配置される。ばね20のばね定数、および粘性ダンパ21の減衰係数は、下記表1に示すように、それぞれ調整されている。
A damping mechanism 22 including a
ボイラ設備41の基部におけるせん断力は、対策をする前では38416kNであり、対策をした後、具体的には、煙突支持架構の2段目の水平材8に煙突支持構造12を介して煙突2が支持され、煙突支持架構3の他段の水平材7,9,10,11と煙突2との間に減衰機構22を介在させると共に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1との間に前記第二の減衰機構を介在させたとき、22765kNであった。よって、煙突2を煙突支持架構3の第2段の水平材8に配置される煙突支持構造12で支持すると共に、煙突支持架構3の各段の水平材7,9,10,11と煙突2との間に、所定のばね定数を有するばね20、および所定の減衰係数を有する粘性ダンパ21をそれぞれ配置することにより、煙突2と煙突支持架構3からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構1の固有振動数とが同調して、または減衰機構22および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備41の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備41の耐震性は向上する。また、ボイラ設備41を上述したような構造にすることにより、ボイラ設備41全体の耐震性が向上するので、ボイラ設備41を大規模化する必要がなく、ボイラ設備41の建設コストが抑制される。
The shearing force at the base of the
以下に、本発明の第2の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第2の実施例に係るボイラ設備は、上述した第1の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置位置を変えたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第1の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。 Below, the boiler installation which concerns on the 2nd Example of this invention is demonstrated concretely using figures. The boiler equipment which concerns on a 2nd Example changes the arrangement position of the chimney support structure in the boiler equipment which concerns on a 1st Example mentioned above, and has the same structure as this boiler equipment. Since the boiler can, the boiler support frame, the chimney, and the structure of the chimney support frame have the same structure as the boiler equipment according to the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図10は、本発明の第2の実施例に係るボイラ設備の概略図である。 FIG. 10 is a schematic view of boiler equipment according to the second embodiment of the present invention.
本発明の第2の実施例に係るボイラ設備では、図10に示すように、煙突2が煙突支持架構3の最下段の水平材7に配置される煙突支持構造12に支持されている。ボイラ缶(図示せず)とボイラ支持架構1との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる第二の減衰機構が配置される。
In the boiler facility according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the
各段の水平材8,9,10,11と煙突2との間に、煙突2と煙突支持架構3とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる減衰機構22が配置される。ばね20のばね定数、および粘性ダンパ21の減衰係数は、下記表2に示すように、それぞれ調整されている。
A damping mechanism 22 including a
ボイラ設備43の基部におけるせん断力は、対策をする前では38416kNであり、対策をした後では25872kNであった。よって、煙突2を煙突支持架構3の最下段の水平材7に配置される煙突支持構造12で支持すると共に、上述したような位置にばね20および粘性ダンパ21をそれぞれ配置することにより、煙突2と煙突支持架構3からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構1の固有振動数とが同調して、または減衰機構22および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備43の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備43の耐震性は向上する。
The shearing force at the base of the
以下に、本発明の第3の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第3の実施例に係るボイラ設備は、上述した第1の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置位置を煙突の長さに応じて変えたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第1の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。 Below, the boiler equipment which concerns on the 3rd Example of this invention is demonstrated concretely using figures. The boiler equipment which concerns on 3rd Example changes the arrangement position of the chimney support structure in the boiler equipment which concerns on 1st Example mentioned above according to the length of the chimney, and has the same structure as this boiler equipment. Have. Since the boiler can, the boiler support frame, the chimney, and the structure of the chimney support frame have the same structure as the boiler equipment according to the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図11は、本発明の第3の実施例に係るボイラ設備の概略図である。 FIG. 11 is a schematic view of boiler equipment according to the third embodiment of the present invention.
本発明の第3の実施例に係るボイラ設備では、図11に示すように、煙突2が最上段の水平材11に配置される煙突支持構造12に支持されている。ボイラ缶(図示せず)とボイラ支持架構1との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構1とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる第二の減衰機構が配置される。
In the boiler facility according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, the
各段の水平材7,8,9,10と煙突2との間に、煙突2と煙突支持架構3とを連結するばね20および粘性ダンパ21からなる減衰機構22が配置される。ばね20のばね定数、および粘性ダンパ21の減衰係数は、下記表3に示すように、それぞれ調整されている。
A damping mechanism 22 including a
ボイラ設備45の基部におけるせん断力は、対策をする前では38416kNであり、対策をした後では26578kNであった。よって、煙突2を煙突支持架構3の最上段の水平材11に配置される煙突支持構造12で支持すると共に、上述したような位置にばね20および粘性ダンパ21をそれぞれ配置することにより、煙突2と煙突支持架構3からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構1の固有振動数とが同調して、または減衰機構22および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備45の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備45の耐震性は向上する。
The shearing force at the base of the
以下に、本発明の第4の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第4の実施例に係るボイラ設備は、上述した第1の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置高さaと煙突長さbとの比を同じにして、煙突の長さを長くしたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第1の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。 Below, the boiler equipment which concerns on the 4th Example of this invention is demonstrated concretely using figures. In the boiler facility according to the fourth embodiment, the ratio of the arrangement height a of the chimney support structure and the chimney length b in the boiler facility according to the first embodiment described above is the same, and the chimney length is increased. It has the same structure as this boiler equipment. Since the boiler can, the boiler support frame, the chimney, and the structure of the chimney support frame have the same structure as the boiler equipment according to the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図12は、本発明の第4の実施例に係るボイラ設備の概略図である。 FIG. 12 is a schematic view of boiler equipment according to the fourth embodiment of the present invention.
本発明の第4の実施例に係るボイラ設備では、図12に示すように、煙突支持架構3が垂直方向に3段の水平材5を有し、煙突2が煙突支持架構3における中央の段(下から第2段)の水平材5に配置される煙突支持構造12に支持されている。煙突の高さH2は、25mである。
In the boiler facility according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, the
ボイラ設備47の基部におけるせん断力は、対策をする前では36084kNであり、対策をした後では36005kNであった。よって、煙突2を煙突支持架構3における中央の段の水平材5に配置される煙突支持構造12で支持することにより、ボイラ設備47の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備47の耐震性は向上する。
The shearing force at the base of the
以下に、本発明の第5の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第5の実施例に係るボイラ設備は、上述した第1の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置高さaと煙突長さbとの比を同じにして、煙突の長さを長くしたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第4の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。 Below, the boiler equipment which concerns on the 5th Example of this invention is demonstrated concretely using figures. In the boiler facility according to the fifth embodiment, the chimney length is increased by making the ratio between the arrangement height a and the chimney length b of the chimney support structure in the boiler facility according to the first embodiment described above the same. It has the same structure as this boiler equipment. Since the boiler can, the boiler support frame, the chimney, and the structure of the chimney support frame have the same structure as the boiler equipment according to the fourth embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図13は、本発明の第5の実施例に係るボイラ設備の概略図である。 FIG. 13 is a schematic view of boiler equipment according to the fifth embodiment of the present invention.
本発明の第5の実施例に係るボイラ設備では、図13に示すように、煙突支持架構12が垂直方向に9段の水平材5を有し、煙突2が煙突支持架構3における中央の段(下から第5段)の水平材5に支持されている。この煙突2の高さH3は、100mである。
In the boiler facility according to the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, the
ボイラ設備49の基部におけるせん断力は、対策をする前では34555kNであり、対策をした後では32017kNであった。よって、煙突2を煙突支持架構3における中央の段の水平材5に配置される煙突支持構造12で支持することにより、ボイラ設備49の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備49の耐震性は向上する。
The shearing force at the base of the
1 ボイラ支持架構
2 煙突
3 煙突支持架構
4 縦材
5 水平材
6 斜め材
7 最下段の水平材
8 第二段の水平材
9 第三段の水平材
10 第四段の水平材
11 最上段の水平材
12 煙突支持構造
13 上側リングフランジ
14 下側リングフランジ
15 リブ
16 ボルト
17 ナット
20 ばね
21 粘性ダンパ
23 ボイラ設備
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能に支持した
ことを特徴とするボイラ設備。 A boiler can, a boiler support frame that suspends and supports the boiler can, a chimney disposed on an upper portion of the boiler support frame, and a chimney support frame that supports the chimney ,
A flange is provided on the outer periphery of the chimney, the shaft is passed through the flange from the chimney support frame side, a gap is provided between the flange and a stopper is provided on the shaft, and the chimney is attached to the chimney support frame. A boiler facility characterized by being supported so as to be swingable .
ことを特徴とする請求項1に記載されたボイラ設備。 The boiler equipment according to claim 1 , wherein the shaft is a bolt and the stopper is a nut.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたボイラ設備。 The boiler equipment according to claim 1 or 2 , wherein a damping mechanism is interposed between the chimney and the chimney support frame.
ことを特徴とする請求項3に記載されたボイラ設備。 The boiler equipment according to claim 3 , wherein a second damping mechanism is interposed between the boiler can and the boiler support frame.
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載されたボイラ設備。 The boiler equipment according to claim 3 or 4 , wherein each of the damping mechanism and the second damping mechanism includes a second elastic member and a damping damper arranged in parallel.
ことを特徴とする請求項5に記載されたボイラ設備。 The boiler equipment according to claim 5 , wherein the damping damper is a viscous damper.
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6の何れかに記載されたボイラ設備。 Boiler equipment according to any of claims 3 to 6, characterized in that a said damping mechanism the chimney position different from a position swingably supported by the chimney support Frames.
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6の何れかに記載されたボイラ設備。 Boiler equipment according to any of claims 3 to 6, characterized in that the chimney is arranged the damping mechanism in the position farthest from the position swingably supported by the chimney support Frames.
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