JP6791890B2

JP6791890B2 - ボイラ構造

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Publication number: JP6791890B2
Application number: JP2018001273A
Authority: JP
Inventors: 将樹下野; 基規加藤; 邦宏森下; 達也天野; 邦旬本江
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2038-01-09
Also published as: JP2019120067A; CN111684206A; WO2019138667A1

Description

本発明は、ボイラ構造に関する。

従来、発電用石炭焚きボイラ、重油焚きボイラといった大型ボイラは、通常、脱硝装置、エアヒータをはじめとする附帯機器とともに支持鉄骨に支持されている。このような支持鉄骨にボイラ缶が支持されたボイラ構造としては、例えば特許文献１、２に示すような構造が知られている。

特許文献１には、ボイラ缶を吊り下げて支持する支持鉄骨と、複数の柱の各々を支持する免震装置と、を備え、各々の免震装置が複数の柱脚に生じる水平反力に応じて、免震特性が設定されるボイラ支持鉄骨の免震構造について記載されている。この場合には、免震化した効果により、支持鉄骨に作用する地震力を大幅に低減することが可能となっている。

特許文献２には、ボイラ缶、ボイラ支持架構、ボイラ支持鉄骨の上部に支持される煙突、及び煙突支持架構で構成された構造において、煙突を煙突支持架構に揺動可能に支持する構成について記載されている。特許文献２では、煙突と煙突支持架構との間に、粘性ダンパとばねで構成された減衰機構が設置され、そのばねのバネ定数を調整することにより煙突とボイラ支持架構を同調して振動させ、地震エネルギーを低減する構造となっている。

特開２０１５−１２１０４５号公報特開２００６−２３８７号公報

しかしながら、従来のボイラ構造では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１の場合には、支持鉄骨に作用する地震力をより大きく低減させるためには、免震化したときの支持鉄骨の固有周期を顕著に長周期化する必要があるが、長周期化した分、地震時における支持鉄骨の応答変位が大きくなる傾向になる。このように地震時の支持鉄骨の応答変位が大きくなると、支持鉄骨（もしくはボイラ缶）に設置されている周辺機器、配管と支持鉄骨（もしくはボイラ缶）との間に大きな相対変位が生じるため、周辺機器、配管が損傷するおそれがあった。

特許文献２に記載の構造では、煙突とボイラ支持架構を同調して振動させ地震応答を低減することを狙った構成となっている。ところが、煙突支持架構側は、構造が複雑であり、高次モードの影響が大きい振動特性となるため、地震時において煙突と煙突支持架構がうまく同調しない可能性がある。また、煙突支持架構の振動特性は鉄骨断面形状により決められており、変更することが困難であるため、減衰機構のバネ定数の調整だけでは同調させることができない場合があり、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、支持鉄骨の応答変位を効果的に低減することで、周辺機器や配管の損傷を防止することができるボイラ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るボイラ構造は、基礎上に配置された免震装置と、該免震装置に下端が支持された支持鉄骨と、前記支持鉄骨に設けられた吊下げバーと、該支持鉄骨に対して水平方向に揺動可能に、上端が前記吊下げバーに支持されたボイラ本体と、前記支持鉄骨と前記ボイラ本体とに接続されて、水平方向に作動するダンパと、を備え、前記ボイラ本体と前記吊下げバーとで構成される構造の第１の固有周期と、前記免震装置と前記支持鉄骨とで構成される第２の固有周期とは等しくなるように構成され、前記第１の固有周期及び前記第２の固有周期は、前記ボイラ本体の内部要素の固有周期と合致しない構成とされ、前記第１の固有周期は、前記吊下げバーの長さを変更することで調整可能であり、前記第２の固有周期は、前記免震装置の剛性を変更することで調整可能であることを特徴としている。

本発明によれば、地震時には、ボイラ本体と支持鉄骨とが同調して振動することで、支持鉄骨とボイラ本体とに接続されるダンパによって支持鉄骨の振動エネルギーが吸収されて減衰が付加される。このとき、支持鉄骨の固有周期は、免震層が揺動するモードが支配的となり、高次モードの影響をほとんど受けることがないため、支持鉄骨の振動は特性のばらつきが少なくなり、効率的に付加減衰効果が得られる。これにより、従来のボイラ免震構造よりも、支持鉄骨の応答変位を低減することが可能となるため、支持鉄骨（もしくはボイラ本体）に設置されている周辺機器や配管と、支持鉄骨（もしくはボイラ本体）の間の相対変位が小さくなるため、上述した機器や配管の損傷を防止することができる。
そして、免震装置で支持されている支持鉄骨の固有周期を免震装置の剛性を変更することにより調整することが可能となるから、支持鉄骨の固有周期を変更することが困難となる免震化されていない場合に比べて、ボイラ本体の固有周期と支持鉄骨の固有周期を容易に同調させることができる。

また、本発明に係るボイラ構造は、前記ボイラ本体は、第１ばねを介して前記支持鉄骨に吊り下げられた状態で支持させることもできる。

このような構成によれば、地震時にボイラ本体が振り子として振動するのではなく、ボイラ本体と支持鉄骨との間に接続される第１ばねの変形により振動するため、この第１ばねの剛性（ばね定数）を調整することにより、ボイラ本体の固有周期を容易に調整することができる。これにより、ボイラ本体の固有周期と免震化した支持鉄骨の固有周期を同調させることを容易に行うことができる。したがって、ボイラ本体が支持鉄骨から吊り下げられて振り子として振動する場合のように、ボイラ本体の固有周期を調整する際にボイラ本体の吊り部の長さを変更する必要がなくなる利点がある。

また、本発明に係るボイラ構造は、前記第１ばねは、多段式振り子であることを特徴としてもよい。

このような構成によれば、ボイラ本体が多段式振り子によって吊り下げられているので、ボイラ本体の吊り部の長さを変更することなく、設置スペースの制約を受けることなく、ボイラ本体の固有周期を容易に調整することができる。

また、本発明に係るボイラ構造は、前記支持鉄骨と前記ボイラ本体とに接続されて、水平方向に作動するとともに、前記ダンパと並列に配置される第２ばねが設けられている構成であってもよい。

このような構成によれば、ダンパと並列に配置される第２ばねのばね定数を調整することにより、ボイラ本体の固有周期を容易に調整することが可能となる。これにより、ダンパのみが設けられるボイラ構造に比べて、ボイラ本体と支持鉄骨を同調させて振動させることが容易になる。

また、本発明に係るボイラ構造は、前記ボイラ本体には、付加質量が設けられていることを特徴としてもよい。

本発明によれば、ボイラ本体の重量が大きくなるので、同調質量ダンパとしての効果が大きくなり、付加減衰効果を向上させることができる。
また、ボイラ本体が吊り構造で、固有周期が吊り長さのみで決まる場合、ボイラ本体に付加質量を追加しても、固有周期は変化せず、付加減衰効果を高めることができる。

また、本発明に係るボイラ構造は、前記支持鉄骨と前記ボイラ本体との間には、前記ボイラ本体の水平方向の揺動を規制するストッパーが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、ボイラ本体が想定以上に水平方向に振れ過ぎた際に、ボイラ本体の側面もしくはボイラ本体に設置される振れ止め部がストッパーに当接し、その水平方向の移動が規制されるので、ボイラ本体と支持鉄骨との接触を防ぐことができる。そのため、支持鉄骨に設置されている周辺機器や配管の損傷を防止することも可能となる。

本発明のボイラ構造によれば、支持鉄骨の応答変位を効果的に低減することで、周辺機器や配管の損傷を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。地震波の加速度応答スペクトルを示す模式図である。地震波の変位応答スペクトルを示す模式図である。第２の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。第３の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。第４の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。第５の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。（ａ）は図７に示すストッパーの詳細を示す側面図、（ｂ）は（ａ）に示す当接板に緩衝部材を設けた側面図である。第６の実施の形態によるボイラ構造を模式的に示した側面図である。図９に示す多段式振り子の詳細構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態によるボイラ構造について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本第１の実施の形態によるボイラ構造１は、基礎１０の上に設けられるものであり、基礎１０上に配置された免震装置２と、免震装置２に下端が支持された支持鉄骨３と、支持鉄骨３に対して水平方向に揺動可能に、上端が支持されたボイラ缶４（ボイラ本体）と、支持鉄骨３とボイラ缶４とに接続されて、水平方向に作動するダンパ１１と、を備えている。

支持鉄骨３は、鉛直方向に延びる複数本の柱３１、３１、…と、水平方向に延びる複数本の梁３２、３２、…と、複数本の鉛直ブレース３３、３３、…と、を組み合わせて構成されている。ボイラ構造１は、支持鉄骨３を構成する柱３１の下端部分である柱脚３１ａとの間に免震装置２を介在させて基礎１０に立設されている。

ボイラ缶４は、運転中の熱膨張を拘束しないようにするために、最上層の梁３２に固定される複数本の吊下げバー３４を介して支持鉄骨３の頂部から吊り下げられている。吊下げバー３４は、例えば吊り棒等の線状部材であり、最上層の梁３２から吊られた状態で支持され、下端がボイラ缶４の上端に固定されている。

ダンパ１１は、変位エネルギーを吸収する減衰要素であって、ボイラ缶４の水平方向の揺動を減衰させるため、ボイラ缶４と支持鉄骨３の最外周に位置する柱３１との間に水平方向に架け渡されるように介在されている。ダンパ１１としては、例えばオイルダンパ等の剛性を有さないものが挙げられる。

免震装置２は、上述したように各柱３１の柱脚３１ａと基礎１０との間に設置されている。免震装置２の免震特性は、支持鉄骨３に地震力が作用して柱脚３１ａに発生する水平反力（以下、単に柱脚反力）の大きさに応じて設定されており、全ての免震装置２が同調して挙動するよう設定されている。
免震装置２としては、例えば、すべり併用複合免震方式、鉛プラグ入り積層ゴム支承方式、高減衰積層ゴム支承方式などの種々の免震装置を採用することができる。

本実施の形態のボイラ構造１では、ボイラ缶４と吊下げバー３４で構成される構造の固有周期Ｔｂと、免震装置２と支持鉄骨３で構成される構造の固有周期Ｔｓが等しくなるように、吊下げバー３４と免震装置２の特性（剛性等）が調整されている。これら固有周期Ｔｂと固有周期Ｔｓは、ボイラ缶４の内部要素の固有周期と合致しないようにすることが好ましい。
ボイラ缶４と吊下げバー３４で構成される構造の固有周期Ｔｂは、ボイラ缶４を吊り下げる吊下げバー３４の長さを変更することで調整することができる。

地震時には、ボイラ缶４と支持鉄骨３が同調して振動することで、支持鉄骨３とボイラ缶４とに接続されるダンパ１１によって支持鉄骨３の振動エネルギーが吸収されて減衰が付加される。このとき、支持鉄骨３の固有周期は、免震層が揺動するモードが支配的となり、高次モードの影響をほとんど受けることがないため、支持鉄骨３の振動は特性のばらつきが少なくなり、効率的に付加減衰効果が得られる。
一方で、支持鉄骨を免震化しない場合、支持鉄骨の振動特性は複雑なものとなるため、ボイラ缶と支持鉄骨が同調して振動することを狙った設計を実施しても、実際の地震時には、支持鉄骨側が高次モードの影響を受けて振動特性にばらつきが生じ、うまく同調させることができない可能性がある。

そして、上述した本実施の形態のボイラ構造１では、図１に示すように、免震装置２で支持されている支持鉄骨３の固有周期Ｔｓを免震装置２の剛性を変更することにより調整することが可能となるから、免震化されていない構造のように支持鉄骨３の固有周期Ｔｓを変更することが困難な場合に比べて、ボイラ缶４と吊下げバー３４で構成される構造の固有周期Ｔｂと、免震装置２と支持鉄骨３で構成される構造の固有周期Ｔｓを容易に同調させることができる。

これにより、本実施の形態では、従来のボイラ免震構造よりも、支持鉄骨３の応答変位を低減することが可能となるため、支持鉄骨３（もしくはボイラ缶４）に設置されている周辺機器や配管と、支持鉄骨３（もしくはボイラ缶４）との間の相対変位が低減されるため、従来のボイラ免震構造よりも、周辺機器や配管の損傷を防止することができる。

さらに具体的には、地震時において、ボイラ缶４と支持鉄骨３とが同調して振動すると、ボイラ缶４が地震時に同調質量ダンパ（ＴＭＤ：ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ）として挙動するため、支持鉄骨３に減衰が付加されるＴＭＤとして、ボイラ缶４がＭ（重量）、ボイラ缶４の吊り棒がＫ（ばね係数）、ボイラ缶４と支持鉄骨３との間の減衰がＣ（減衰係数）の役割を果たすことになる。そのため、本実施の形態のボイラ構造１は、免震化とＴＭＤの効果の両者で支持鉄骨の応答加速度、応答変位を低減する構造となっている。
なお、通常のＴＭＤには構造体とは別に重量Ｍ、ばね係数Ｋ、減衰係数Ｃの系を搭載する必要があるが、本実施の形態のボイラ構造１では、ボイラ缶４とボイラ吊りばねをなす吊下げバー３４を利用することができる。

このような本実施の形態の効果について、図２及び図３を用いて具体的に説明する。図２は、地震波の加速度応答スペクトルの模式図を示している。図３は、地震波の変位応答スペクトルの模式図を示している。なお、地震波の特性により、地震波ごとに差はあるものの、一般的には、図に示すように、周期が長くなるほど地震動による応答加速度は小さくなり、逆に応答変位は大きくなる。
図２及び図３において、免震化する前の支持鉄骨の応答（比較例１）を点Ａで示し、従来技術（特開２０１５−１２１０４５号公報）のように免震化したときの支持鉄骨の応答（比較例２）を点Ｂで示し、本実施の形態による支持鉄骨３の応答（実施例１）を点Ｃで示している。

免震装置２と支持鉄骨３で構成される構造の固有周期Ｔｓ（比較例１の点ＡでＴｓ_Ａ、比較例２の点ＢでＴｓ_Ｂ、実施例１の点ＣでＴｓ_Ｃ）が長周期化すると、応答加速度は低減し、応答変位は増加する傾向にあるため、比較例２（点Ｂ）の免震構造の場合は、免震化していない比較例１（点Ａ）と比較して、図２に示すように応答加速度はＳａ_ＡからＳａ_Ｂに減少するが、図３に示すように応答変位はＳｄ_ＡからＳｄ_Ｂに増加する。

一方で、実施例１の応答（点Ｃ）では、ボイラ缶４と支持鉄骨３が同調することにより減衰が付与されるため、加速度応答スペクトルおよび変位応答スペクトルが共に低減し、比較例２（点Ｂ）の免震構造よりも、応答加速度は図２に示すようにＳａ_ＢからＳａ_Ｃに低減し、図３に示すように応答変位はＳｄ_ＢからＳｄ_Ｃに低減する。
したがって、実施例１（点Ｃ）とした場合は、比較例２（点Ｂ）の免震構造と比較して、支持鉄骨３（もしくはボイラ缶４）に設置されている周辺機器や配管と、支持鉄骨３（もしくはボイラ缶４）の間の相対変位が低減されるため、周辺機器、配管の損傷を防止することが可能となる。

上述した本実施の形態によるボイラ構造では、支持鉄骨３の応答変位を効果的に低減することで、周辺機器や配管の損傷を防止することができる。

次に、本発明のボイラ構造による他の実施の形態及び変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。

（第２の実施の形態）
次に、図４に示すように、第２の実施の形態によるボイラ構造１Ａは、上述した第１の実施の形態の吊下げバー３４（図１参照）に代えて、ボイラ缶４（ボイラ本体）を吊り下げている部材を、水平方向に弾性変形するせん断ばね１２（第１ばね）と水平方向に移動可能なスライダー１３とを組み合わせた構成を採用したものである。図４では、水平方向で両側にせん断ばね１２、１２が配置され、それらせん断ばね１２、１２間に２つのスライダー１３、１３が配置されている。

せん断ばね１２及びスライダー１３は、支持鉄骨３の最上層の梁３２とボイラ缶４の上端との間に上下方向に接続されるとともに、水平方向に振動を減衰するように配置されている。スライダー１３は、水平方向に可動可能であり、ボイラ缶４の鉛直荷重を支持可能な機構となっている。
このような構成のせん断ばね１２及びスライダー１３を梁３２とボイラ缶４との間に介在させたことにより、地震時にボイラ缶４に地震力が作用して揺動が発生すると、その揺動により地震力のエネルギーが消費されて小さくなる。

第２の実施の形態では、地震時にボイラ缶４が振り子として振動するのではなく、ボイラ缶４と支持鉄骨３との間に接続されるせん断ばね１２及びスライダー１３の変形により振動するため、これらせん断ばね１２及びスライダー１３の剛性（ばね定数）を調整することにより、ボイラ缶４の固有周期Ｔｂを容易に調整することができる。
これにより、ボイラ缶４の固有周期Ｔｂと、免震装置２と支持鉄骨３で構成される構造（免震化した支持鉄骨３）の固有周期Ｔｓを同調させることを容易に行うことができる。したがって、ボイラ缶４が支持鉄骨３から吊り下げられて振り子として振動する場合のように、ボイラ缶４の固有周期Ｔｂを調整する際にボイラ缶４の吊り部の長さを変更する必要がなくなる利点がある。

また、本実施の形態では、せん断ばね１２の数量を減らして、水平方向に可動可能で、かつボイラ缶４の鉛直荷重を支持可能なスライダー１３が設けられているので、吊り部の剛性を低減することができる。

（第３の実施の形態）
図５に示す第３の実施の形態によるボイラ構造１Ｂは、上述した第１の実施の形態のボイラ構造１（図１参照）の減衰要素をなすダンパ１１と並列にばね部材１４（第２ばね）を設けた構成となっている。
ばね部材１４は、各ダンパ１１のそれぞれとで設けられ、ボイラ缶４の水平方向への振動を減衰し、変位エネルギーを吸収するために、ボイラ缶４と支持鉄骨３の最外周に位置する柱３１との間に水平方向に架け渡されるように介在されている。

第３の実施の形態によるボイラ構造１Ｂでは、ダンパ１１と並列に配置されるばね部材１４のばね定数を調整することにより、ボイラ缶４の固有周期Ｔｂを容易に調整することが可能となる。これにより、上述した第１の実施の形態においてダンパ１１のみが設けられるボイラ構造１に比べて、ボイラ缶４と支持鉄骨３を同調させて振動させることが容易になる。

（第４の実施の形態）
図６に示す第４の実施の形態によるボイラ構造１Ｃは、上述した第１の実施の形態のボイラ構造１（図１参照）において、ボイラ缶４に二点鎖線で示す重り４１（付加質量ΔＭ）を追加することにより設けた構成となっている。すなわち、ボイラ缶４の重量は、付加前の重量Ｍｂと、付加質量ΔＭの重量（Ｍｂ＋ΔＭ）となる。ボイラ缶４の重り４１の重量（付加質量ΔＭ）、形状、数量、取付け位置等の構成は、所望の付加減衰効果に応じて適宜設定することができる。

第４の実施の形態では、ＴＭＤは振動マスが大きい方が効果が大きくなることから、付加減衰効果を向上することができる。
また、ボイラ缶４は吊り構造であることから、固有周期Ｔｂは吊り長さ（すなわち、吊下げバー３４の長さに相当）で決まるため、ボイラ缶４に重り４１（付加質量）を追加しても、固有周期Ｔｂは変化せず、付加減衰効果を高めることができる。なお、この効果は、本実施の形態のようにボイラ缶４が吊下げバー３４によって吊り支持された構造の場合に限定される。

なお、図６は、第１の実施の形態のボイラ構造１においてボイラ缶４に重り４１を付加した一例を示しているが、上述した第２の実施の形態のボイラ構造１Ａ（図４参照）、及び第３の実施の形態のボイラ構造１Ｂ（図５参照）のボイラ缶４にも本第６の実施の形態のように重り４１を設けることが可能である。

（第５の実施の形態）
図７に示す第５の実施の形態によるボイラ構造１Ｄは、上述した第１の実施の形態のボイラ構造１（図１参照）において、ボイラ缶４と支持鉄骨３の最外周に位置する柱３１との間に、ボイラ缶４の水平方向の移動を規制するストッパー１５が設置された構成となっている。

ストッパー１５は、図８（ａ）に示すように、基端１５１ａが柱３１の内周面に固定され水平方向に延びる支持部１５１と、支持部１５１の突出端に設けられた当接板１５２と、を有している。当接板１５２は、当接面１５２ａがボイラ缶４の側面４ａに所定間隔をあけて対向するように配置されている。ストッパー１５の当接面１５２ａとボイラ缶４の側面４ａとの間隔は、任意に設定することができる。
また、図８（ｂ）に示すように、当接板１５２の当接面１５２ａに、エネルギー吸収要素として例えばゴム製の薄板状の緩衝部材１５３を設けるようにしてもよい。さらに、緩衝部材１５３の表面１５３ａに弾塑性ダンパ等の鉛や形状記憶合金を使用した履歴型ダンパを設置してもよい。

第５の実施の形態では、ボイラ缶４が水平方向に振れ過ぎた際に、ボイラ缶４の側面４ａがストッパー１５の当接板１５２に当接し、その水平方向の移動が規制されるので、ボイラ缶４と支持鉄骨３の柱３１との接触を防ぐことができる。
また、図８（ｂ）に示すように、ストッパー１５の当接板１５２に緩衝部材１５３を設けた場合には、ボイラ缶４に対するストッパー１５の衝突エネルギーを吸収できるため、過度の衝突反力の上昇を抑えることができる。また、緩衝部材１５３の表面１５３ａに履歴型ダンパを設ける場合には、接触後のエネルギー吸収も期待することができる。

なお、図７は、第１の実施の形態のボイラ構造１（図１参照）において、ストッパー１５を設けた一例を示しているが、上述した第２の実施の形態のボイラ構造１Ａ（図４参照）、第３の実施の形態のボイラ構造１Ｂ（図５参照）、第４の実施の形態のボイラ構造１Ｃ（図６参照）にも本実施の形態のようにストッパー１５を適用することが可能である。

（第６の実施の形態）
図９に示す第６の実施の形態によるボイラ構造１Ｅは、上述した第１の実施の形態の吊下げバー３４（図１参照）に代えて、ボイラ缶４（ボイラ本体）を吊り下げている部材を、多段式振り子１６を採用したものである。
多段式振り子１６は、図１０に示すように、剛性を有する支持鉄骨３の最上段の梁３２と、ボイラ缶４とに鉛直方向に接続されている。多段式振り子１６は、剛性を有する第１段状支持体１６１と、第１段状支持体１６１の下方に配置される剛性を有する第２段状支持体１６２と、第１段状支持体１６１を梁３２から吊り下げる第１ケーブル１６３と、第２段状支持体１６２を第１段状支持体１６１から吊り下げる第２ケーブル１６４と、ボイラ缶４を第２段状支持体１６２から吊り下げる第３ケーブル１６５と、を備えている。
第１段状支持体１６１は、下向きに開口する凹形状をなし、両端の張出し部１６１ｂに梁３２から垂下される第１ケーブル１６３の下端が支持されている。第２段状支持体１６２は、下向きに開口する凹形状をなし、両端の張出し部１６２ｂに第１段状支持体１６１の天面部１６１ａから垂下される第２ケーブル１６４の下端が支持されている。ボイラ缶４は、第２段状支持体１６２の天面部１６２ａから垂下される第３ケーブル１６５の下端が支持されている。

第６の実施の形態では、ボイラ缶４が多段式振り子１６によって吊り下げられているので、ボイラ缶４の吊り部の長さを変更することなく、設置スペースの制約を受けることなく、ボイラ缶４の固有周期を容易に調整することができる。

以上、本発明によるボイラ構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、免震装置２が基礎１０上に直接設けられているが、これに限定されることはなく、支持鉄骨の中間層に免震装置２を設置した構成であってもよい。

また、第２の実施の形態におけるばね部材としてスライダー１３を採用しているが、水平方向に可動可能な機構であって、ボイラ缶４の鉛直荷重を支持することが可能な機構であれば、どのような機構としても良い。

また、第５の実施の形態において、ストッパー１５は支持鉄骨３に設けられているが、ボイラ缶４側にストッパーが取り付けられていてもよい。また、ストッパー１５の形状、大きさ、数量等の構成は、任意に設定することができる。

さらに、ボイラ缶４の形状、大きさ、支持鉄骨３の構成、ボイラ缶４と支持鉄骨３との間隔等の構成は、とくに制限されることはなく、任意に設定されるものである。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅボイラ構造
２免震装置
３支持鉄骨
４ボイラ缶（ボイラ本体）
４ａ側面
１０基礎
１１ダンパ
１２せん断ばね（第１ばね）
１３スライダー
１４ばね部材（第２ばね）
１５ストッパー
１６多段式振り子
３１柱
３１ａ柱脚
３２梁
３４吊下げバー
４１重り
１５２当接板
１５３緩衝部材

Claims

基礎上に配置された免震装置と、
該免震装置に下端が支持された支持鉄骨と、
前記支持鉄骨に設けられた吊下げバーと、
該支持鉄骨に対して水平方向に揺動可能に、上端が前記吊下げバーに支持されたボイラ本体と、
前記支持鉄骨と前記ボイラ本体とに接続されて、水平方向に作動するダンパと、
を備え、
前記ボイラ本体と前記吊下げバーとで構成される構造の第１の固有周期と、前記免震装置と前記支持鉄骨とで構成される第２の固有周期とは等しくなるように構成され、
前記第１の固有周期及び前記第２の固有周期は、前記ボイラ本体の内部要素の固有周期と合致しない構成とされ、
前記第１の固有周期は、前記吊下げバーの長さを変更することで調整可能であり、
前記第２の固有周期は、前記免震装置の剛性を変更することで調整可能であるボイラ構造。
前記ボイラ本体は、第１ばねを介して前記支持鉄骨に吊り下げられた状態で支持されている請求項１に記載のボイラ構造。
前記第１ばねは、多段式振り子である請求項２に記載のボイラ構造。
前記支持鉄骨と前記ボイラ本体とに接続されて、水平方向に作動するとともに、前記ダンパと並列に配置される第２ばねが設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボイラ構造。
前記ボイラ本体には、付加質量が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボイラ構造。
前記支持鉄骨と前記ボイラ本体との間には、前記ボイラ本体の水平方向の揺動を規制するストッパーが設けられた請求項１乃至５のいずれか１項に記載のボイラ構造。