JPH0742902A - ボイラの横置伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 幅広の燃焼ガス通路に適用することができ、
スートブロアの列の増加を抑え、かつ振動抑制金物を用
いることなく、伝熱管の振動を防止することができ、更
に製造時の曲げ加工後に各々の伝熱管を使用状態に連結
することができる横置伝熱管を提供する。 【構成】 同一の鉛直平面内に配置された複数の伝熱管
１０と、伝熱管の両端部分を支持する端部支持装置２０
と、伝熱管の中間部分を支持する中間支持装置３０とか
らなり、伝熱管はそれぞれ複数の水平管部１２と水平管
部の隣接する端部を互い違いに連結する複数のＵ字管部
１４とを有し、端部支持装置は、水平管部の両端部を部
分的に連結する複数のタイラグ２２と、Ｕ字管部を燃焼
ガス通路の炉壁管から支持する支持金具２４、２６とを
有し、中間支持装置は、水平管部の中央部を上下方向に
挟持する複数の挟持部材３２と、複数の挟持部を鉛直方
向に貫通して延びかつ挟持部に固着された支持管３４と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボイラの伝熱管に係わ
り、更に詳しくは、ボイラの燃焼ガス通路内に水平に配
置される横置伝熱管に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型のボイラでは、例えば図４に示すよ
うに、燃焼室１を囲む鉛直な炉壁管２と、燃焼室の上部
に配置されるＵ字部をもった鉛直な過熱管３と、燃焼室
の後部に水平に配置される横置伝熱管４の３種の伝熱管
が主として用いられる。炉壁管２では火炎からの放射熱
伝達が主であるのに対して、過熱管３と横置伝熱管４で
は燃焼ガスからの対流熱伝達が主となる。従って、過熱
管３と横置伝熱管４は燃焼ガスの流れに対して垂直に配
置する必要があり、横置伝熱管では鉛直なボイラの燃焼
ガス通路５内に水平に配置される。

【０００３】従来の横置伝熱管４は、例えば図５に示す
ように、１本の伝熱管が水平管部４ａとＵ字管部４ｂと
からなり、同一の鉛直平面内に１本或いは２本以上の伝
熱管（図では２本）が配置された構成となっていた。か
かる横置伝熱管では、例えば図６に示すような支持金具
６が横置伝熱管４のＵ字管部４ｂに溶接され、一方、別
の支持金具７が燃焼ガス通路の炉壁管５ａに固定され、
炉壁の支持金具７により伝熱管の支持金具６を水平方向
に摺動自在に支持している。また、伝熱管の上下間は図
５に示すタイラグ４ｃで接続され、個々の管の荷重を支
持金具６へ伝達するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５及び図６
に示した従来の横置伝熱管では、支持金具６、７及びタ
イラグ４ｃを介して伝熱管の両端部のみを支持するた
め、ボイラが大型化し燃焼ガス通路が大きくなると、伝
熱管の水平管部が自重と内部を通る水の重さにより下方
に撓む問題点があった。このため、図５及び図６に示
した従来の横置伝熱管では、幅広の燃焼ガス通路（例え
ば６ｍ以上）に適用できない問題点があった。

【０００５】かかる問題点を解決するため、従来の大型
ボイラでは、支持金具６、７及びタイラグ４ｃを使用す
ることなく、例えば図７、図８に示すように鉛直の中間
支持管８を燃焼ガス通路の中間位置２か所に配置して横
置伝熱管の水平管部４ａを２点で支持していた。しか
し、かかる中間支持管８を用いると、灰を除去するスー
トブロア９（図８）からの噴出蒸気の死角が中間支持管
８の影にでき、横置伝熱管に堆積した灰を部分的に除去
できない問題点があった。このために、従来のボイラで
は、スートブロア９を３列に増やし、中間支持管８の
間、及び中間支持管８と燃焼ガス通路側面との間にスー
トブロア９をそれぞれ配置して、中間支持管８による蒸
気の死角部分をなくしていた。しかし、スートブロア
９は燃焼ガス通路の上下方向に間隔を隔てて複数設置す
るため、スートブロア９の列を増やすとスートブロアの
数量が相当多くなり、結果としてボイラのメンテナンス
が増え、また製作コストが高くなる問題点があった。ま
た、中間支持管８は伝熱管を載せているだけであり、
カルマン渦による伝熱管の振動を防止するために振動抑
制金物を伝熱管の間に挿入する必要があった。更に、
図７に示した横置伝熱管では、図５のようなタイラグが
ないため、製造時に各伝熱管を曲げ加工した直後、各々
の伝熱管を使用状態に連結することができない問題点が
あった。そのため、伝熱管の仮置場を広く必要とし、工
場内での伝熱管の流れが阻害され、かつ建設現場での作
業量が増大する問題点があった。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、幅広
（例えば６ｍ以上）の燃焼ガス通路に適用することがで
き、スートブロアの列の増加を抑え、かつ振動抑制金物
を用いることなく、伝熱管の振動を防止することがで
き、製造時の曲げ加工後に各々の伝熱管を使用状態に連
結することができる横置伝熱管を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、同一の
鉛直平面内に配置された複数の伝熱管と、該伝熱管の両
端部分を支持する端部支持装置と、前記伝熱管の中間部
分を支持する中間支持装置とからなり、前記伝熱管はそ
れぞれ、複数の水平管部と該水平管部の隣接する端部を
互い違いに連結する複数のＵ字管部とを有し、前記端部
支持装置は、前記水平管部の両端部を部分的に連結する
複数のタイラグと、前記Ｕ字管部を燃焼ガス通路の炉壁
管から支持する支持金具とを有し、前記中間支持装置
は、前記水平管部の中央部近傍を上下方向に挟持する複
数の挟持部材と、該複数の挟持部材を鉛直方向に貫通し
て延びかつ該挟持部材に固着された支持管とを有する、
ことを特徴とするボイラの横置伝熱管が提供される。

【０００８】本発明の好ましい実施例によれば、前記支
持管はその組立位置から支持位置まで軸線を中心にほぼ
９０°回転自在に配置され、前記複数の挟持部材は前記
組立位置において隣接する伝熱管の隙間より小さい幅を
有し、かつ前記支持位置において対応する水平管部を上
下方向に隙間なく挟持する凹部を有する。また、前記挟
持部材の凹部は円弧面、回転楕円面又は回転放物面であ
る、ことが好ましい。

【０００９】

【作用】上記本発明の構成によれば、同一の鉛直平面内
に配置された複数の伝熱管は、端部支持装置により両端
部分が支持され、かつ中間支持装置により中間部分が支
持されるので、両端と中央の３点で支持されており、図
７に示した２点支持の場合よりも一層幅広の燃焼ガス通
路に適用することができる。また、伝熱管はそれぞれ、
複数の水平管部と該水平管部の隣接する端部を互い違い
に連結する複数のＵ字管部とを有し、端部支持装置は、
前記水平管部の両端部を部分的に連結する複数のタイラ
グと、前記Ｕ字管部を燃焼ガス通路の炉壁管から支持す
る支持金具とを有するので、端部支持装置によってスー
トブロアからの噴出蒸気に死角ができない。従って、ス
ートブロアは中間支持装置の両側２列で足り、スートブ
ロアの列を２列に抑えることができる。更に、水平管部
の両端部が部分的に複数のタイラグにより連結されてい
るため、製造時に各伝熱管を曲げ加工した後、各々の伝
熱管を使用状態に連結することができる。また、前記中
間支持装置は、前記水平管部の中央部近傍を上下方向に
挟持する複数の挟持部材と、該複数の挟持部材を鉛直方
向に貫通して延びかつ該挟持部材に固着された支持管と
を有するので、振動抑制金物を用いることなく伝熱管の
振動を防止することができる。

【００１０】更に、本発明の好ましい実施例によれば、
前記支持管はその組立位置から支持位置まで軸線を中心
にほぼ９０°回転自在に配置され、前記複数の挟持部材
は前記組立位置において隣接する伝熱管の隙間より小さ
い幅を有し、かつ前記支持位置において対応する水平管
部を上下方向に隙間なく挟持する凹部を有するので、組
立位置で伝熱管の隙間に前記中間支持装置を鉛直に挿入
し、これを９０°回転させることにより、凹部により対
応する水平管部を上下方向に隙間なく挟持することがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明によるボイラの横置伝熱管
を示す全体構成図であり、図２は図１のＡ−Ａ線におけ
る平面図である。図１及び図２において本発明によるボ
イラの横置伝熱管は、同一の鉛直平面内に配置された複
数の伝熱管１０と、該伝熱管の両端部分を支持する端部
支持装置２０と、前記伝熱管の中間部分を支持する中間
支持装置３０とからなる。かかる構成により、同一の鉛
直平面内に配置された複数の伝熱管１０は、端部支持装
置２０により両端部分が支持され、かつ中間支持装置３
０により中間部分が支持されるので、両端と中央の３点
で支持されており、図７に示した２点支持の場合よりも
一層幅広の燃焼ガス通路に適用することができる。

【００１２】伝熱管１０は、複数の水平管部１２と、こ
の水平管部の隣接する端部を互い違いに連結する複数の
Ｕ字管部１４とからなり、全体として１つの鉛直面内に
連通した中空管を構成している。また端部支持装置２０
は、前記水平管部１２の両端部を部分的に連結する複数
のタイラグ２２と、前記Ｕ字管部１４を燃焼ガス通路の
炉壁管５ａから支持する支持金具２４、２６とを有す
る。すなわち、図６に示した支持金具６と同様な支持金
具２４が伝熱管１０のＵ字管部１４に溶接され、一方、
図６の支持金具７と同様な別の支持金具２６が燃焼ガス
通路の炉壁管５ａに固定され、炉壁の支持金具２６によ
り伝熱管の支持金具２４を水平方向に摺動自在に支持し
ている。これにより伝熱管１０の熱膨張を許容して伝熱
管１０の重量を支持することができ、かつ、端部支持装
置２０によってスートブロアからの噴出蒸気に死角がで
きない。従って、スートブロアは中間支持装置２０の両
側２列で足りる。更に、水平管部１２の両端部が部分的
に複数のタイラグ２２により連結されているため、製造
時に各伝熱管を曲げ加工した後、ただちに各々の伝熱管
を使用状態に連結することができる。

【００１３】図３は、図１のＢ−Ｂ線における部分断面
拡大図である。この図に示すように、中間支持装置３０
は、水平管部１２の中央部近傍を上下方向に挟持する複
数の挟持部材３２と、該複数の挟持部材３２を鉛直方向
に貫通して延びる支持管３４とを有する。複数の挟持部
材３２は、複数の水平管部１２に対応する位置で支持管
３４に溶接等で固着されている。更に、前記支持管３４
はその組立位置（図３の左側に示す位置）から支持位置
（図３の右側に示す位置）まで軸線を中心にほぼ９０°
回転できるように配置されている。支持管３４は、水管
又は蒸気管である。また、前記複数の挟持部材３２は前
記組立位置において隣接する伝熱管１０の隙間より小さ
い幅を有し、かつ前記支持位置において対応する水平管
部を上下方向に隙間なく挟持する凹部３２ａを有する。
かかる構成により、従来の振動抑制金物を用いることな
く伝熱管の振動を防止することができる。また、組立位
置で伝熱管１０の隙間に前記中間支持装置３０を鉛直に
挿入し、これを９０°回転させることにより、凹部３２
ａにより対応する水平管部１２を上下方向に隙間なく挟
持することができる。

【００１４】なお、図３に示すように、挟持部材３２の
凹部３２ａは円弧状、すなわち円弧面、回転楕円面又は
回転放物面であることが好ましい。これにより、水平管
部１２に傷等を付けることなく、水平管部１２を上下方
向に隙間なく挟持することができる。しかし、本発明は
かかる構成に限定されず、例えばＶ字状の凹部であって
もよい。これにより、水平管部を上下方向に正確に挟持
することができる。

【００１５】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、複
数の伝熱管は、両端と中央の３点で支持されており、図
７に示した２点支持の場合よりも一層幅広の燃焼ガス通
路に適用することができる。また、端部支持装置によ
ってスートブロアからの噴出蒸気に死角ができず、スー
トブロアは中間支持装置の両側２列で足り、スートブロ
アの列を抑制できる。更に、水平管部の両端部が部分
的に複数のタイラグにより連結されているため、製造時
に各伝熱管を曲げ加工した後、各々の伝熱管を使用状態
に連結することができる。また、中間支持装置は、水
平管部の中央部近傍を上下方向に挟持する複数の挟持部
材と、該複数の挟持部材を鉛直方向に貫通して延びかつ
該挟持部材に固着された支持管とを有するので、振動抑
制金物を用いることなく伝熱管の振動を防止することが
できる。

【００１６】従って、本発明のボイラの横置伝熱管は、
幅広の燃焼ガス通路に適用することができ、スートブロ
アの列を抑制し、かつ振動抑制金物をもちいることな
く、伝熱管の振動を防止することができ、更に製造時の
曲げ加工後に各々の伝熱管を使用状態に連結することが
できる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるボイラの横置伝熱管を示す全体構
成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における平面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線における部分断面拡大図であ
る。

【図４】従来の大型ボイラの全体構成図である。

【図５】従来の横置伝熱管の概略構成図である。

【図６】従来の横置伝熱管の支持手段を示す斜視図であ
る。

【図７】従来の横置伝熱管の別の全体構成図である。

【図８】従来の中間支持管の正面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ 炉壁管 ３ 過熱管 ４ 横置伝熱管 ５ 燃焼ガス通路 ６、７ 支持金具 ８ 中間支持管 ９ スートブロア １０ 伝熱管 １２ 水平管部 １４ Ｕ字管部 ２０ 端部支持装置 ２２ タイラグ ２４、２６ 支持金具 ３０ 中間支持装置 ３２ 挟持部材 ３２ａ 凹部 ３４ 支持管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の鉛直平面内に配置された複数の伝
   熱管と、該伝熱管の両端部分を支持する端部支持装置
   と、前記伝熱管の中間部分を支持する中間支持装置とか
   らなり、 前記伝熱管はそれぞれ、複数の水平管部と該水平管部の
   隣接する端部を互い違いに連結する複数のＵ字管部とを
   有し、 前記端部支持装置は、前記水平管部の両端部を部分的に
   連結する複数のタイラグと、前記Ｕ字管部を燃焼ガス通
   路の炉壁管から支持する支持金具とを有し、 前記中間支持装置は、前記水平管部の中央部近傍を上下
   方向に挟持する複数の挟持部材と、該複数の挟持部材を
   鉛直方向に貫通して延びかつ該挟持部材に固着された支
   持管とを有する、ことを特徴とするボイラの横置伝熱
   管。
2. 【請求項２】 前記支持管はその組立位置から支持位置
   まで軸線を中心にほぼ９０°回転自在に配置され、前記
   複数の挟持部材は前記組立位置において隣接する伝熱管
   の隙間より小さい幅を有し、かつ前記支持位置において
   対応する水平管部を上下方向に隙間なく挟持する凹部を
   有する、ことを特徴とする請求項１に記載のボイラの横
   置伝熱管
3. 【請求項３】 前記挟持部材の凹部は円弧面、回転楕円
   面又は回転放物面である、ことを特徴とする請求項２に
   記載のボイラの横置伝熱管。