JPH1114282A - 伝熱管群の振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡略な構成で組立を容易に行うことができ、
しかも焼損等が生じにくい伝熱管群の振動防止装置を提
供する。 【解決手段】 伝熱管９が１つの平面で曲折されて上下
に複数の直線管部９ｂを有し、且つ伝熱管９の平面が互
に平行になるように左右に多数配設されている伝熱管群
の振動防止装置であって、伝熱管９の上下に隣接してい
る直線管部９ｂにおける上側の直線管部９ｂの下面と、
下側の直線管部９ｂの上面との一方に、直線管部９ｂの
長手方向に所要の長さＬを有し且つ上下方向に所定の幅
Ｗを有して突出する防振ラグ２１を一体に取付け、他方
に、防振ラグ２１に嵌合して該防振ラグ２１の長手方向
に相対的にスライド可能な凹溝を備えた嵌合ラグ２３を
一体に取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱管群の振動防
止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラの内部には、伝熱管で構成された
各種の加熱器が設けられている。

【０００３】このようなボイラの一例の概要を図４の縦
断側面図によって説明すると、ボイラは、伝熱管とフィ
ンとによって周囲を囲まれた火炉１と後部伝熱部２とを
備えていて、火炉１に設けられているバーナ３で重油を
燃焼させたり、或いは微粉炭を燃焼させて、燃焼ガスＧ
を発生させる。

【０００４】火炉１で発生した燃焼ガスＧは後部伝熱部
２に流れ、排ガス通路４に導かれるようになっている。

【０００５】後部伝熱部２の内部には、燃焼ガスＧの熱
で水や蒸気を加熱する再熱器５、過熱器６、節炭器７等
の各種の加熱器が設けられている。

【０００６】これらの再熱器５、過熱器６、節炭器７
は、総合して図５、図６に加熱器８として示すように、
伝熱管９を１つの平面１０（図６の紙面に垂直に上下方
向に延びる面）上において、図５に示すように間隔をあ
けて複数回に亘って屈曲させることにより屈曲部９ａと
直線管部９ｂを形成し、上記平面１０が左右（図５では
紙面に垂直方向）に多数平行になるように配設すること
によって規則的な伝熱管群を構成するようにしている。

【０００７】上記したように屈曲させた伝熱管９の重量
を支持するために、伝熱管９の所要箇所の屈曲部９ａに
は、端部ラグ１１が固着されている。この端部ラグ１１
の下部には、図７に示すように、伝熱管９の直線管部９
ｂの軸線に対して平行に延びる切欠き部１１ａが形成さ
れている。

【０００８】一方、後部伝熱部側壁１２を形成している
伝熱管１３には、前記端部ラグ１１と対応するようにサ
ポータ１４が固着されている。このサポータ１４の先端
部分は後部伝熱部側壁１２に対して平行するように屈折
されていて、その屈折部分の上部には、後部伝熱部側壁
１２に沿って水平に延びる切欠き部１４ａが形成されて
いる。

【０００９】前記サポータ１４のこの切欠き部１４ａに
は、前述した端部ラグ１１の切欠き部１１ａが上方から
嵌合し、伝熱管９の重量は、端部ラグ１１及びサポータ
１４によって後部伝熱部側壁１２に支持される。

【００１０】従って、伝熱管９の直線管部９ｂの軸線方
向への熱膨脹等に起因する伸縮は、切欠き部１１ａの延
長方向に対して端部ラグ１１とサポータ１４とが相対的
に摺動することにより許容され、後部伝熱部側壁１２の
水平方向への熱膨脹等に起因する伸縮は、切欠き部１４
ａの延長方向に対して端部ラグ１１とサポータ１４とが
相対的に摺動することにより許容される。

【００１１】後部伝熱部２には、上流から下流へ向けて
燃焼ガスＧが流れるため、伝熱管９が存在することによ
りカルマン渦が生じて伝熱管９が左右方向に共振した
り、あるいは伝熱管９の内部を蒸気等の流体が流通する
ことによって、伝熱管９に自励振動が生ずることがあ
る。

【００１２】このような共振や自励振動を防止し、且つ
複数の平行する平面１０で隣接している伝熱管９が相互
に接触するのを防止するするために、伝熱管９の直線管
部９ｂに図５、図６に示すように防振金具１５を設けて
いる。

【００１３】図５、図６に示す防振金具１５は長い板状
或いはパイプ状のものであって、後部伝熱部２内の図示
しない構造物の台上から延びており、屈曲されて平面１
０上に複数段に並んでいる直線管部９ｂのそれぞれの側
面に当接し、伝熱管９の直線管部９ｂが振動するのを防
止すると共に、隣り合う平面１０，１０の伝熱管９に接
触するのを防止している。

【００１４】又、前記した長い板状の防振金具１５を備
えることに代えて、図８、図９に示すように、１つの平
面上に間隔をあけて曲折されている複数の直線管部９ｂ
を束ねるようにして直線管部９ｂの両側面に当接する、
帯金で形成されたループ状のスナッバー１７を設けるこ
とが考えられている。

【００１５】伝熱管９の最上部と最下部の直線管部９ｂ
の一方の側面には、前記スナッバー１７を形成している
帯金の幅方向の両側に配置されるようにしたストッパ１
８が突設されており、このストッパ１８により、スナッ
バー１７が直線管部９ｂの軸線方向へ変位するのを防止
している。

【００１６】また、複数隣接して取り付けられているス
ナッバー１７のうちの数箇個おきのスナッバー１７（例
えば図９の左端と右端）には、隣接するスナッバー１７
同志の上部相互間並びに下部相互間を固定するスナッバ
ー結合金具２０が取り付けられている。

【００１７】更に、細長いループを形成しているスナッ
バー１７の対向している中間部相互間は連結金具１９で
結合されていて、スナッバー１７の中間部が互いに離れ
る方向に変形しないようにして、スナッバー１７が伝熱
管９の直線管部９ｂの両側面に当接した状態を保持する
ようにしている。

【００１８】また、隣接している伝熱管９の屈曲部９ａ
近傍は、固定具１６によって互いに結合されることによ
り拘束されており、伝熱管９の振動が抑制されて伝熱管
９の屈曲部９ａ近傍同志が互に接触しないように保持さ
れている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来の振動防止装置
は、図５、図６に示した板状の防振金具１５、或いは図
８、図９に示したスナッバー１７を設けることによっ
て、伝熱管９の直線管部９ｂが振動するのを防止した
り、複数の平行する平面１０を構成している伝熱管９が
相互に接触するのを防止するようにしているが、前記防
振金具１５及びスナッバー１７は、何れも伝熱管９によ
って構成される伝熱管群の組立時に現地で取付けるよう
にしており、しかも前記防振金具１５及びスナッバー１
７は構成が複雑で部品点数が多いために、現地での取付
作業に時間がかかり、組立工期が延長するという問題を
有していた。

【００２０】また、前記防振金具１５及びスナッバー１
７の取付が現地作業であるために、総ての直線管部９ｂ
に前記防振金具１５及びスナッバー１７が確実に接する
ように防振金具１５及びスナッバー１７を設置すること
が困難であるという問題を有していた。

【００２１】更に、加熱器８の伝熱管９には、上方から
高温の燃焼ガスＧが流動されて熱交換が行われるが、前
記防振金具１５及びスナッバー１７は、何れも伝熱管９
の直線管部９ｂの側面に単に接するのみであって燃焼ガ
スＧの流路上に設けられているために、伝熱管９によっ
て殆んど冷却されることなく、燃焼ガスＧの高温に晒さ
れることになり、そのために燃焼ガスＧが高温の場合に
は、防振金具１５及びスナッバー１７が短期間で焼損し
て、寿命が短縮されてしまうという問題を有していた。

【００２２】また、前記した防振金具１５及びスナッバ
ー１７が、加熱器の燃焼ガスＧの通路に存在しているた
めに、特に燃焼ガスＧに燃焼灰を含むようなボイラ（特
に石炭焚ボイラ）等においてはエロージョンによる損耗
が激しく寿命が更に短縮される問題があると共に、防振
金具１５及びスナッバー１７が伝熱管９を覆うように燃
焼ガスＧの通路上に存在していると、燃焼ガスＧが伝熱
管９の直線管部９ｂに接触する機会がそれだけ減少し
て、熱交換効率が低下してしまうという問題を有してい
た。

【００２３】本発明は、上記従来の問題を解決すべくな
したもので、簡略な構成で組立を容易に行うことがで
き、しかも焼損等を生じにくい伝熱管群の振動防止装置
を提供することを目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、伝熱管が１つ
の平面で曲折されて上下に複数の直線管部を有し、且つ
伝熱管の平面が互に平行になるように左右に多数配設さ
れている伝熱管群の振動防止装置であって、前記伝熱管
の上下に隣接している直線管部における上側の直線管部
の下面と下側の直線管部の上面との何れか一方に、直線
管部の長手方向に所要の長さを有し且つ上下方向に所定
の幅を有して突出する防振ラグを一体に取付け、他方
に、前記防振ラグに嵌合して該防振ラグの長手方向に相
対的にスライド可能な凹溝を備えた嵌合ラグを一体に取
付けたことを特徴とする伝熱管群の振動防止装置、に係
るものである。

【００２５】本発明では、上下に隣接している直線管部
の一方に防振ラグを一体に取付け、他方に嵌合ラグを一
体に取付けた構成としているので、工場で平面に形成さ
れる伝熱管の直線管部の相互間に、振動防止装置を予め
備えておくことができ、よって平面に形成された伝熱管
を設置するのみで、特別に現地での作業を要することな
しに振動防止装置を設置することができる。

【００２６】防振ラグと嵌合ラグとの嵌合によって伝熱
管を平面に保持することができ、これにより伝熱管が平
面を形成している他の伝熱管に接するようなことを防止
でき、更に、防振ラグと嵌合ラグとを小さな隙間で嵌合
させることにより、直線管部が互に拘束し合って、振動
の発生を確実に防止することができる。

【００２７】防振ラグ及び嵌合ラグが直線管部内を流れ
る流体によって冷却されることになり、よって燃焼ガス
が高温の場合においても、防振ラグ及び嵌合ラグが燃焼
ガスによって焼損する問題を防止でき、更に、前記防振
ラグ及び嵌合ラグが燃焼ガスに対して直線管部の裏側
（下面）の隠れた位置に配置されることになるため、燃
焼ガスが直接振動防止装置に当たることを防止して、振
動防止装置のエロージョンによる問題も低減できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しつつ説明する。

【００２９】図１は本発明の実施の形態の一例を示す側
面図であって、ボイラの後部伝熱部２の内部に設けられ
る再熱器、過熱器、節炭器等の各種の加熱器８は、従来
と同様に平面上において間隔をあけて複数回に亘って屈
曲されて屈曲部９ａと直線管部９ｂとが形成された伝熱
管９を、複数の平面が平行になるように左右に複数個配
置した構成となっている。

【００３０】そして伝熱管９の重量は、図７で説明した
従来のものと同様に伝熱管９の所要箇所の屈曲部９ａに
固着した端部ラグ１１と、後部伝熱部側壁１２を形成し
ている伝熱管１３に固着したサポータ１４とによって支
持している。

【００３１】図１〜図３においては、伝熱管９の上下に
隣接している直線管部９ｂ，９ｂにおける上側の直線管
部９ｂの下面に、直線管部９ｂの長手方向に所要の長さ
Ｌを有し、且つ上下方向に所定の幅Ｗを有して下方に突
出する防振ラグ２１を溶接により一体に取付ける。

【００３２】また、前記上下に隣接している直線管部９
ｂ，９ｂにおける下側の直線管部９ｂの上面に、前記防
振ラグ２１に嵌合して該防振ラグ２１の長手方向に相対
的にスライド可能な凹溝２２を備えた嵌合ラグ２３を溶
接により一体に取付け、上記防振ラグ２１と嵌合ラグ２
３により、振動防止装置２４を構成する。

【００３３】尚、前記防振ラグ２１と嵌合ラグ２３の凹
溝２２との間には、図３に示すように、横方向に１〜２
ｍｍ程度の隙間Ｓを備えて容易に嵌合することができる
ようになっており、また、前記防振ラグ２１と嵌合ラグ
２３の凹溝２２とを嵌合させた時に、上下の直線管部９
ｂ，９ｂの間の間隔Ｘが丁度設計された規定の間隔にな
るように予め高さ寸法が決定されている。

【００３４】前記振動防止装置２４は、前記伝熱管９を
工場で曲折加工して平面を形成する時に、前記防振ラグ
２１と嵌合ラグ２３の凹溝２２とが嵌合するように伝熱
管９に溶接によって取付けることにより構成される。

【００３５】以下に上記実施の形態の作用を説明する。

【００３６】前記したように、工場にて平面に形成され
た伝熱管９には、既に振動防止装置２４が備えられてい
るので、前記平面に形成された伝熱管９を図４に示した
後部伝熱部２に取付けるのみで、特別に現地での作業を
要することなしに振動防止装置２４を設置することがで
きる。

【００３７】前記したように後部伝熱部２に取付けられ
た伝熱管９は、図１〜図３に示すように、上下に隣接し
ている直線管部９ｂ，９ｂが、前記防振ラグ２１と嵌合
ラグ２３の凹溝２２との嵌合により平面を保持すること
になっているので、伝熱管９が平面を形成している他の
伝熱管９に接するようなことを防止できる。

【００３８】更に、前防振ラグ２１と嵌合ラグ２３の凹
溝２２とは、図３に示したように１〜２ｍｍ程度の小さ
な隙間Ｓで嵌合しているために、直線管部９ｂが互に拘
束し合うことによって振動の発生を確実に防止すること
ができる。

【００３９】また、上側の直線管部９ｂの下面に防振ラ
グ２１を一体に取付け、下側の直線管部９ｂの上面に嵌
合ラグ２３を一体に取付けた構成としているので、前記
防振ラグ２１及び嵌合ラグ２３は直線管部９ｂ内を流れ
る流体によって冷却されることになり、よって燃焼ガス
Ｇが高温の場合においても、前記防振ラグ２１及び嵌合
ラグ２３が燃焼ガスＧによって焼損するような問題を防
止することができる。

【００４０】更に振動防止装置２４を構成している防振
ラグ２１と嵌合ラグ２３は、図３に示すように上方から
下方に向かって流動する燃焼ガスＧに対して直線管部９
ｂの裏側（下面）の隠れた位置に配置されることになる
ため、前記燃焼ガスＧが直接振動防止装置２４に当たる
ことが防止され、よって振動防止装置２４のエロージョ
ンによる問題も低減することができる。

【００４１】なお、上記実施の形態においては、上側の
直線管部９ｂの下面に防振ラグ２１を一体に取付け、下
側の直線管部９ｂの上面に嵌合ラグ２３を一体に取付け
た構成とした場合について例示したが、上側の直線管部
９ｂの下面に嵌合ラグ２３を一体に取付け、下側の直線
管部９ｂの上面に防振ラグ２１を一体に取付けるように
してもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の伝熱管群の
振動防止装置によれば、下記のような種々の優れた効果
を奏し得る。

【００４３】工場で平面に形成される伝熱管の直線管部
の相互間に、振動防止装置を予め備えておくことができ
るので、平面に形成された伝熱管を設置するのみで、特
別に現地での作業を要することなしに振動防止装置を設
置することができる。

【００４４】上下に隣接している直線管部の相互間に備
えた防振ラグと嵌合ラグとの嵌合によって伝熱管を平面
に保持することができ、これにより伝熱管が平面を形成
している他の伝熱管に接するようなことを防止でき、更
に、防振ラグと嵌合ラグとを小さな隙間で嵌合させるこ
とにより、直線管部が互に拘束し合って、振動の発生を
確実に防止することができる。

【００４５】上下に隣接している直線管部の一方に防振
ラグを一体に取付け、他方に嵌合ラグを一体に取付けた
構成としているので、防振ラグ及び嵌合ラグが直線管部
内を流れる流体によって冷却されることになり、よって
燃焼ガスが高温の場合においても、防振ラグ及び嵌合ラ
グが燃焼ガスによって焼損する問題を防止できる。

【００４６】更に、前記防振ラグ及び嵌合ラグが燃焼ガ
スに対して直線管部の裏側（下面）の隠れた位置に配置
されることになるため、燃焼ガスが直接振動防止装置に
当たることを防止して、振動防止装置のエロージョンに
よる問題も低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伝熱管群の振動防止装置の実施の形態
の一例を示す側面図である。

【図２】図１の要部を拡大して示した斜視図である。

【図３】図２のＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】ボイラの一例の概要を示す縦断側面図である。

【図５】従来の伝熱管群の振動防止装置の一例を示す側
面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。

【図７】図５のＶＩＩ部の拡大斜視図である。

【図８】従来の伝熱管群の振動防止装置の他の例を示す
側面図である。ある。

【図９】図８の斜視図である。

【符号の説明】

９ 伝熱管 ９ｂ 直線管部 １０ 平面 ２１ 防振ラグ ２２ 凹溝 ２３ 嵌合ラグ ２４ 振動防止装置 Ｌ 長さ Ｗ 幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱管が１つの平面で曲折されて上下に
   複数の直線管部を有し、且つ伝熱管の平面が互に平行に
   なるように左右に多数配設されている伝熱管群の振動防
   止装置であって、前記伝熱管の上下に隣接している直線
   管部における上側の直線管部の下面と下側の直線管部の
   上面との何れかの一方に、直線管部の長手方向に所要の
   長さを有し且つ上下方向に所定の幅を有して突出する防
   振ラグを一体に取付け、他方に、前記防振ラグに嵌合し
   て該防振ラグの長手方向に相対的にスライド可能な凹溝
   を備えた嵌合ラグを一体に取付けたことを特徴とする伝
   熱管群の振動防止装置。