JP6275464B2 - ボイラ - Google Patents

Description

本発明は、ボイラに関する。

燃料を燃焼させることにより得た熱を用いて水を加熱するボイラが知られている。ボイラは、燃料が燃焼しているときに、火炉を形成する炉壁が振動し、騒音を発生する。ボイラは、炉壁と外板との間に保温材が充填されることにより、炉壁を保温するとともに、騒音が低減されている（特許文献１、２参照。）。

特開平１１−１５９３４７号公報 再公表２００５／０１５５３８号公報

このようなボイラは、騒音をより低減することが望まれている。

本発明の課題は、騒音を低減するボイラを提供することにある。
本発明の他の課題は、騒音を適切に低減するボイラを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、騒音を低減するボイラ遮音構造体が容易に設置されるボイラを提供することにある。

本発明によるボイラは、ボイラの炉壁に固定される複数のバックステーと、前記炉壁と直交する方向に延びる縁が前記複数のバックステーに支持されることにより前記炉壁を被覆するボイラ遮音構造体とを備えている。
また、前記ボイラ遮音構造体は、前記炉壁と接触しないように設置されていてもよい。
また、前記ボイラ遮音構造体と前記炉壁との間に配置されて、前記炉壁の外側表面に保持される炉壁保温材を備えていてもよい。
このようなボイラ遮音構造体は、縁がバックステーに支持されることにより、炉壁に接触しないように設置されることができる。このため、このようなボイラ遮音構造体は、炉壁に接触しないように設置されることにより、複数のスタッドボルトを介して炉壁に固定される他のボイラ遮音構造体に比較して、炉壁の振動が伝達され難い。このため、このようなボイラは、ボイラ遮音構造体の振動を低減することにより、騒音を低減することができる。

前記ボイラ遮音構造体は、外装板と前記炉壁と前記外装板との間に配置される部材と、前記保温材保持部材と前記外装板との間に配置される保温材と、前記保温材保持部材を前記外装板に固定する複数のスタッドボルトをさらに備えている。
このようなボイラ遮音構造体は、保温材を備えることにより、バックステーを介してボイラの炉壁から伝達される振動を減衰させることができる。このため、このようなボイラは、ボイラ遮音構造体が振動を減衰させることにより、騒音を適切に低減することができ、かつ、炉壁を適切に保温することができる。

前記外装板は、波状に形成されている。
このようなボイラ遮音構造体は、外装板が波状に形成されることにより、外装板が平坦である他のボイラ遮音構造体に比較して、剛性を容易に向上させることができる。このようなボイラは、ボイラ遮音構造体の剛性が十分に大きいときに、ボイラ遮音構造体が炉壁を適切に被覆することができ、騒音を適切に低減することができる。

本発明によるボイラは、前記バックステーにそれぞれ固定されるボイラ遮音構造留め具をさらに備えている。前記バックステーは、帯状に形成されるウェブ部分と、前記ウェブ部分のうちの縁に形成される内側フランジ部分と、前記ウェブ部分のうちの前記縁の反対側の縁に形成される外側フランジ部分とを備えている。前記ボイラ遮音構造体の縁は、前記ボイラ遮音構造留め具と前記外装板側フランジ部分との間に挟まれることにより支持されている。
このようなボイラは、ボイラ遮音構造体の厚さに対応する位置にボイラ遮音構造留め具が配置されることにより、様々な厚さのボイラ遮音構造体を適切に支持することができる。このようなボイラは、ボイラ遮音構造体を適切に支持することにより、騒音を適切に低減することができる。

前記ボイラ遮音構造体は、第１直線に沿う第１縁と、前記第１直線に平行である第２直線に沿う第２縁とが形成されている。前記複数のバックステーは、前記第１縁を支持する第１バックステーと、前記第２縁を支持する第２バックステーとを含んでいる。
このようなボイラ遮音構造体は、第１直線と第２直線とに平行に平行移動されることにより、複数のバックステーに支持されるように容易に設置されることができる。このようなボイラは、ボイラ遮音構造体が容易に設置されることにより、容易に作製されることができる。

本発明によるボイラは、炉壁を被覆するボイラ遮音構造体を、ボイラの炉壁を強化する複数のバックステーに支持することにより、騒音を低減することができる。

ボイラを示す断面図である。 比較例のボイラを示す断面図である。 遮音効果を示すグラフである。 他のボイラ遮音構造体を示す断面図である。

図面を参照して、ボイラの実施の形態が以下に記載される。そのボイラは、図１に示されているように、ボイラ火炉水冷壁１と保温材（炉壁保温材）４１と複数の保温ピン４２と複数のスピードワッシャ４３とを備えている。ボイラ火炉水冷壁１は、板状に形成され、燃料が燃焼される雰囲気を囲んでいる。ボイラ火炉水冷壁１は、鉛直方向に平行である鉛直面に沿うように配置されている。保温材４１は、ロックウールから形成されている。保温材４１は、ボイラ火炉水冷壁１の外側表面を被覆するように、ボイラ火炉水冷壁１の外側表面に配置されている。複数の保温ピン４２は、保温材４１を貫通し、一端がボイラ火炉水冷壁１に接合され、他端が複数のスピードワッシャ４３に接合されることにより、保温材４１をボイラ火炉水冷壁１の外側表面に保持している。

ボイラは、さらに、複数のバックステーと複数の支持部材とを備えている。複数のバックステーの任意の１つのバックステー２−ｉは、いわゆるＨ形鋼から形成され、すなわち、ウェブ部分５と外側フランジ部分６と内側フランジ部分７とから形成されているウェブ部分５は、帯状に形成されている。外側フランジ部分６は、帯状に形成されている。内側フランジ部分７は、外側フランジ部分６と同様にして、帯状に形成されている。外側フランジ部分６は、ウェブ部分５の一方の縁に接合され、内側フランジ部分７は、ウェブ部分５のその縁の反対側の縁に接合されている。このとき、バックステー２−ｉは、ウェブ部分５が外側フランジ部分６と内側フランジ部分７との間に配置され、外側フランジ部分６と内側フランジ部分７とが対向するように、形成されている。

複数の支持部材は、複数のバックステーに対応している。複数の支持部材のうちのバックステー２−ｉに対応する支持部材３−ｉは、バックステー２−ｉの長手方向が水平方向に平行になるように、かつ、バックステー２−ｉがボイラ火炉水冷壁１の外側の表面に沿って配置されるように、バックステー２−ｉの内側フランジ部分７をボイラ火炉水冷壁１に固定している。複数のバックステーは、このように複数の支持部材を介してボイラ火炉水冷壁１に固定されることにより、ボイラ火炉水冷壁１の剛性が向上するようにボイラ火炉水冷壁１を強化している。

ボイラは、さらに、ボイラ遮音構造体１０と上側ボイラ遮音構造留め具１１と下側ボイラ遮音構造留め具１２とを備えている。ボイラ遮音構造体１０は、外装板１４とラス１５と複数のスタッドボルト１６と保温材１７とを備えている。外装板１４は、長方形状の平坦な板から形成されている。ラス１５は、外装板１４と概ね合同な長方形状の平坦な板状に形成され、複数の貫通孔が形成されている。複数のスタッドボルト１６は、外装板１４が沿う平面に平行である別の平面にラス１５が沿って配置されるように、ラス１５を外装板１４に固定している。保温材１７は、ロックウールから形成されている。保温材１７は、外装板１４とラス１５との間に充填されている。

ボイラ遮音構造体１０は、このように形成されることにより長方形状のパネルに形成され、１組の対辺にそれぞれ沿う上側縁１８と下側縁１９とが形成されている。すなわち、下側縁１９は、上側縁１８が沿う直線に平行である別の直線に沿うように、形成されている。

上側ボイラ遮音構造留め具１１は、帯状に形成されている。上側ボイラ遮音構造留め具１１は、支持部材３−ｉの内側フランジ部分７に対向し、内側フランジ部分７と上側ボイラ遮音構造留め具１１との間の距離がボイラ遮音構造体１０の厚さに等しくなるように配置されている。上側ボイラ遮音構造留め具１１は、一方の縁がウェブ部分５の下向きの表面に接合されている。

下側ボイラ遮音構造留め具１２は、上側ボイラ遮音構造留め具１１と同様にして、帯状に形成されている。下側ボイラ遮音構造留め具１２は、複数の支持部材のうちの支持部材３−ｉ下側に配置される別の支持部材３−ｊの内側フランジ部分７に対向し、支持部材３−ｊの内側フランジ部分７と下側ボイラ遮音構造留め具１２との間の距離がボイラ遮音構造体１０の厚さに等しくなるように配置されている。下側ボイラ遮音構造留め具１２は、一方の縁が支持部材３−ｊのウェブ部分５の下向きの表面に接合されている。

ボイラは、既存のボイラを改造することにより作製されることができる。このとき、ボイラ遮音構造体１０は、上側縁１８と下側縁１９と間隔が、既存のボイラが備える２つのバックステー２−ｉ，２−ｊの上下方向の間隔に概ね等しくなるように作製される。既存のボイラは、バックステー２−ｉに上側ボイラ遮音構造留め具１１が接合され、バックステー２−ｊに下側ボイラ遮音構造留め具１２が接合される。ボイラ遮音構造体１０は、ボイラ遮音構造体１０の上側縁１８がバックステー２−ｉの内側フランジ部分７と上側ボイラ遮音構造留め具１１との間に挟まれるように、かつ、ボイラ遮音構造体１０の下側縁１９がバックステー２−ｊの外側フランジ部分６と下側ボイラ遮音構造留め具１２との間に挟まれるように、バックステー２−ｉ，２−ｊの間に挿入される。ボイラ遮音構造体１０は、バックステー２−ｉ，２−ｊの間に挿入されることにより、バックステー２−ｉ，２−ｊに支持され、ボイラに設置される。

ボイラ遮音構造体１０は、上側縁１８と下側縁１９とが平行線に沿うように形成されていることにより、隣接する２つのバックステー２−ｉ，２−ｊの間に挿入することができ、ボイラ火炉水冷壁１を被覆するように２つのバックステー２−ｉ，２−ｊの間に容易に設置されることができる。このため、既述の実施の形態におけるボイラは、既存のボイラが備える複数のバックステーの間にボイラ遮音構造体１０を挿入することにより作製されることができ、容易に作製されることができる。

ボイラは、ボイラ火炉水冷壁１に囲まれた雰囲気で燃料が燃焼されたときに、ボイラ火炉水冷壁１が振動する。このとき、ボイラは、ボイラ遮音構造体１０が複数のバックステーに支持されていることにより、ボイラ火炉水冷壁１から振動が伝達されにくく、騒音を低減することができる。

図２は、比較例のボイラを示している。比較例のボイラは、外装板１０１と複数の保温ピン１０２と保温材１０３とを備えている。外装板１０１は、バックステー２−ｉ、２−ｊに取り付けた枠１０４にはめ込む形で固定されており、保温材１０３やボイラ火炉水冷壁１へは直接固定はされない。保温材１０３は、外装板１０１とボイラ火炉水冷壁１との間に充填されているが、保温材１０３の固定は、ボイラ火炉水冷壁１に取り付けてある保温ピン１０２によって保持される。比較例のボイラは、このように形成されることにより、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温されることができる。

しかしながら、比較例のボイラは、ボイラ火炉水冷壁１に囲まれた雰囲気で燃料が燃焼されたときに、バックステー２−ｉ、２−ｊを介してボイラ火炉水冷壁１の振動が外装板１０１に伝達され、また、その振動が減衰しないために外装板１０１から騒音が放射され、外装板１０１での見かけの遮音効果が低減してしまうことがある。

既述の実施の形態におけるボイラは、ボイラ遮音構造体１０が複数のバックステーに支持されていることにより、ボイラ火炉水冷壁１からボイラ遮音構造体１０に振動が伝達されにくく、比較例のボイラに比較して、ボイラ遮音構造体１０から発する騒音を低減することができる。ボイラは、さらに、ボイラ遮音構造体１０が保温材１７を備えていることにより、バックステー２−ｉ、２−ｊを介してボイラ火炉水冷壁１から伝達される振動が減衰し、比較例のボイラに比較して、騒音を低減することができる。

図３は、既述の実施の形態におけるボイラに関する周波数と透過損失との関係２１を示している。ある周波数に対応する透過損失は、その周波数の音がボイラ火炉水冷壁１から発せられたときに、ボイラ火炉水冷壁１がその周波数の発した音がボイラ遮音構造体１０を通過することより減衰する減衰量を示し、既述の実施の形態におけるボイラが発する音の強さを示している。関係２１は、周波数が大きいほど透過損失が大きく、周波数が大きい音ほど高効率に既述の実施の形態におけるボイラが騒音を低減することができることを示している。

図３は、さらに、比較例のボイラに関する周波数と透過損失との関係２２を示している。関係２２は、関係２１に比較して、周波数が大きくなるにつれ透過損失が緩やかに増加することを示している。関係２２が示す透過損失は、さらに、ほとんどの周波数で関係２１が示す透過損失より大きいことを示している。すなわち、関係２１と関係２２とは、比較例のボイラに比較して、既述の実施の形態におけるボイラが騒音をより適切に低減することができることを示している。

ボイラの実施の他の形態は、既述の実施の形態におけるボイラ遮音構造体１０が他の構造体に置換されている。置換された構造体３０は、図４に示されるように、既述の実施の形態におけるボイラ遮音構造体１０の外装板１４が別の外装板３１に置換されている。外装板３１は、波板状に形成され、すなわち、波状に屈曲されることにより、複数の凹部と複数の凸部とが形成されている。複数の凹部は、複数の平行線にそれぞれ沿うように形成されている。複数の凸部は、各々が複数の凹部のうちの隣り合う２つの凹部の間に配置されるように、形成されている。外装板３１は、平坦である同じ厚さの板に比較して、曲げ剛性が大きい。

ラス１５は、外装板３１と概ね合同な長方形状の平坦な板状に形成され、複数の貫通孔が形成されている。複数のスタッドボルト１６は、ラス１５が外装板３１に重なるように、ラス１５を外装板３１に固定している。保温材１７は、外装板３１とラス１５との間に充填されている。

構造体３０は、既述の実施の形態におけるボイラ遮音構造体１０と同様にして、構造体３０の上側縁がバックステー２−ｉの内側フランジ部分７と上側ボイラ遮音構造留め具１１との間に挟まれるように、かつ、構造体３０の下側縁がバックステー２−ｊの外側フランジ部分６と下側ボイラ遮音構造留め具１２との間に挟まれるように、バックステー２−ｉ，２−ｊの間に挿入されることにより、バックステー２−ｉ，２−ｊに支持される。

このような構造体３０を備えるボイラも、既述のボイラ遮音構造体１０を備えるボイラと同様にして、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温することができ、騒音を適切に低減することができる。

構造体３０は、外装板３１が既述の外装板１４より曲げ剛性が大きいことにより、既述のボイラ遮音構造体１０に比較して、曲げ剛性がより大きい。構造体３０は、曲げ剛性が大きいことにより、２つのバックステー２−ｉ，２−ｊにより支持されるときに、より確実に自立することができ、２つのバックステー２−ｉ，２−ｊによりボイラ火炉水冷壁１に適切に支持されることができる。構造体３０は、ボイラ火炉水冷壁１に適切に支持されることにより、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温することができ、騒音を適切に低減することができる。

上側ボイラ遮音構造留め具１１と下側ボイラ遮音構造留め具１２は、ボイラ遮音構造体１０、３０がバックステー２−ｉ，２−ｊに適切に支持されることができるときに、たとえば、複数のスタッドボルト１６がボイラ火炉水冷壁１に接触しないようにボイラ遮音構造体１０、３０が支持されるときに、省略されることができる。このようなボイラも、ボイラ遮音構造体１０、３０がバックステー２−ｉ，２−ｊに適切に支持されることにより、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温することができ、騒音を適切に低減することができる。

ラス１５は、複数の貫通孔が形成される保温材保持部材から形成されることもできる。保温材保持部材としては、金網、パンチングメタルが例示される。このような保温材保持部材が利用されたボイラも、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温することができ、騒音を適切に低減することができる。

保温材１７は、ロックウールと異なる他の保温材料から形成されることもできる。保温材料としては、ガラスウール、発砲コンクリート、吸音パネルが例示される。このような保温材料が保温材１７に利用されたボイラも、ボイラ火炉水冷壁１を適切に保温することができ、騒音を適切に低減することができる。

１ ：ボイラ火炉水冷壁
２−ｉ、２−ｊ：バックステー
３−ｉ、３−ｊ：支持部材
５ ：ウェブ部分
６ ：外側フランジ部分
７ ：内側フランジ部分
１０：ボイラ遮音構造体
１１：上側ボイラ遮音構造留め具
１２：下側ボイラ遮音構造留め具
１４：外装板
１５：ラス
１６：複数のスタッドボルト
１７：保温材
１８：上側縁
１９：下側縁
３０：構造体
３１：外装板

Claims (8)

1. ボイラの炉壁に固定される複数のバックステーと、
   前記炉壁と直交する方向に延びる縁が前記複数のバックステーに支持されることにより前記炉壁を被覆するボイラ遮音構造体とを備えるボイラ。
2. 前記ボイラ遮音構造体は、前記炉壁と接触しないように設置される請求項１に記載のボイラ。
3. 前記ボイラ遮音構造体と前記炉壁との間に配置されて、前記炉壁の外側表面に保持される炉壁保温材を備える請求項１または請求項２に記載のボイラ。
4. 前記ボイラ遮音構造体は、
   外装板と、
   前記炉壁と前記外装板との間に配置される保温材保持部材と、
   前記保温材保持部材と前記外装板との間に配置される保温材と、
   前記保温材保持部材を前記外装板に固定する複数のスタッドボルトをさらに備える請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載されるボイラ。
5. 前記外装板は、波状に形成される請求項４に記載されるボイラ。
6. 前記バックステーにそれぞれ固定されるボイラ遮音構造留め具をさらに備え、
   前記バックステーは、
   帯状に形成されるウェブ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの縁に形成される内側フランジ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの前記縁の反対側の縁に形成される外側フランジ部分とを備え、
   前記ボイラ遮音構造体の縁は、前記ボイラ遮音構造留め具と前記外装板側フランジ部分との間に挟まれることにより支持される請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載されるボイラ。
7. 前記ボイラ遮音構造体は、
   第１直線に沿う第１縁と、
   前記第１直線に平行である第２直線に沿う第２縁とが形成され、
   前記複数のバックステーは、
   前記第１縁を支持する第１バックステーと、
   前記第２縁を支持する第２バックステーとを含む請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項に記載されるボイラ。
8. ボイラの炉壁に固定される複数のバックステーと、
   前記炉壁と直交する方向に延びる縁が前記複数のバックステーに支持されることにより前記炉壁を被覆するボイラ遮音構造体と、
   前記バックステーにそれぞれ固定されるボイラ遮音構造留め具とを備え、
   前記バックステーは、
   帯状に形成されるウェブ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの縁に形成される内側フランジ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの前記縁の反対側の縁に形成される外側フランジ部分とを備え、
   前記ボイラ遮音構造体の縁は、前記ボイラ遮音構造留め具と前記外装板側フランジ部分との間に挟まれることにより支持されるボイラ。

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