JPS6064191A - 炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 るために使用するバックステーの改良に関する。

蒸気ボイラプラントは一般的に大きな炉を有しており、
この炉は普通横並びの配列で溶接された多数の水冷管で
構成されており、これら水冷管によって炉の壁を形成す
る気密管群を形成している。

これらの管壁は、一般的に、蒸気発生プラントの構造骨
組みの上部で支持されている。炉が運転温度に近づくと
、炉の壁は、水平方向へわん状に変形する傾向があるの
と同時に、垂直方向下向きにも膨張する。さらに、炉内
部の圧力が増大したり又は減少したりすると、これによ
り管壁の付加的なたわみが水平方向内向き又は外向きの
いずれがの方向に発生する。それゆえ、フランジ付のガ
ーダビームを配置することが必要であり、これは従来か
ら慣例的に行われている。これらガーダビームは、通常
バックステーと呼ばれ、炉の寸わりに延びて炉の壁を付
加的に支持する支持体を形成し、炉の壁が圧力差による
影響を受けても水平方向へわん状に変形することを防止
している。

典型的に、これらのバックステーは、炉の管壁の高さ全
体にわたって、垂直方向に間隔を置いｌて、炉の管壁の
まわりにバンドの形で配設されてて相互に連結されてお
り、こ扛により一方のバックステーの反作用は反対側の
壁のバックステーの反作用によって阻止され、これによ
り炉の壁に作用する圧力をうち消している。垂直方向に
おいては、各バックステーをその上下の隣接するバック
ステーにスライド運動を許容するような接続でもって相
互に連結する垂直支持部材を設けているのカ通例テする
。このスライド運動は、各バックステーが接続されてい
る炉の管壁とバックステー自体との間で相対的な動きを
させるために必要である。炉が垂直方向において異なっ
て膨張すると、異なる高さ位置の各バックステーは炉の
管壁の垂直な伸びによって量を異にして動こうとする。

炉の管壁構体とバックステーとの間のこのような相対的
な垂直膨張は、バックステーに非常に高い局部的な曲げ
モーメントを生じさせる。この曲げモーメントは隣接す
る上下のバックステー間に延びる上記の垂直支持部材に
よって緩和されるのが通例である。この種の曲げモーメ
ントを緩和又は除去する装置は、米国特許第３，４６１
，８４７号及び第３．８６１，３６０号明細書に開示さ
れている。

垂直に延びる支持部材を利用して上下の隣接するバック
ステーを相互に連結して曲げモーメントを吸収するよう
にした上記のバックステーにおいては、その構体全体は
必然的に大きく重くそして捷だ幾分堅固である。そ７ｔ
ゆえ、この支持構体ばある程度の慣性を持っている。こ
の慣性は、支持構体が炉内部の圧力変化に対応して適当
にたわんで炉の壁に作用する圧力を吸収する前に、除去
しなけ肚ばならない。炉の圧力に急激な変化があった場
合には、外破性又は内破性の荷重が非常に短時間に及は
さＪする。しかして、上述したようなバックステーが垂
直方向において相互に連結されていルモノにおいては、
バックステーがこのような炉の圧力の急激な変化に対応
することができなく、このためバックステー及び／又は
炉の壁に永久的な損傷が生じることが観察されている。

それゆえ、本発明の目的は、上下の隣接する炉支持用バ
ックステーのバンド間を垂直に相互連結する必要のない
バックステーを提供することにある。

本発明の他の目的は、バックステーにかがる曲げモーメ
ントに耐えるために高い慣性極モーメントを持つ形状の
断面を有するバックステーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、座屈に対する横方向の安定性
を有するように高い慣性極モーメントを持つ形状の断面
を有するバックステーを提供することにある。

本発明によるバックステーは、高い慣性極モーメントを
持つ箱状断面部を包含する断面形状を有することを特徴
とする。

本発明の一実施例によれば、バックステーは細長い溝形
ビームを包含する。この溝形ビームは、水平に配設さ扛
た中央部材と垂直に配設さＩｔこの中央部材の両側縁に
沼って延びる第１及び２の端部材とを有して、■形の断
面を形成している。この■形断面を有する溝形ビームは
、中央部材の対向する両側に上向き溝及び下向き溝を有
するように配設されている。第１の細長い部側が、細長
い溝形ビームに取付けらね、その上向き溝及び下向き溝
のうちのどちらか一方の溝を横切って延びて、この■形
断面の一方の溝の内部に箱状断面部を形成している。好
適には、第２の細長い板材が、細長い溝形ビームに取付
けられ、その上向き溝及び下向き溝のうちの他方の溝を
横切って延びて、このＩ形断面の他方の溝の内部に第２
の箱状断面部を形成している。こ才りら細長い板材は、
溝形ビームの一方の端部材の外側先端から他方の端部材
の外側先端へ中央部材と平行して横方向に延びるように
配設し、こねにより溝形ビームの断面の一部に矩形の箱
状断面部を構成することができる。あるいはまた、こわ
ら細長い板材は、溝形ビームの一方の端部材の先端から
鋭角で内向きに延びて溝形ビームの中央部側と交わると
ともにこの中央部材に固定さγし、こ扛により溝形ビー
ムの断面の一部に三角形の箱状断面部を形成することが
できる。

本発明の他の実施例によれば、バックステーは、炉の管
壁に沿って配設された細長い垂直端板と、この垂直端板
に取付けられて、この垂直端板から外側方向に延びる閉
じた矩形の箱状断面部を形成するＵ字形の細長い溝形ビ
ームとを包含する。

要約すれば、本発明は、高い慣性極モーメントを持つ断
面形状を有して、バックステー自体が炉の膨張により発
生する曲げモーメントを吸収するとともに、へ座屈に対
する横方向の安定性を備えたバックステーな提供するも
のである。それゆえ、本発明によれば、従来技術におい
て使用されているような垂直部材すなわち炉の壁を囲繞
する上下に間隔を置いたバックステーのバンドを相互に
連結するような垂直部材を設ける必要はない。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について
詳述する。

第１図及び第２図は横並びの関係にて配設されていると
ともに互いに溶接されている一連の直立管により形成さ
れる炉の管壁１２の一部分を示しており、この管壁１２
は炉の燃焼室を囲繞する矩わりに水平に延びる複数の７
（ツクステー１０により、燃焼室内の正圧又は負圧によ
り生ずる圧力に耐えるように支持されている。前述した
垂直方向の一連の各間隔毎に１つの壁当たり１つの７（
ツクステー１０で構成される〕（ンドが、炉の管壁１２
で構成される囲ｉを囲繞している。水平方向において対
向するふたつの壁に清って配設されて〜）るふたつのバ
ックステー１０はノ（ツクステータイ（図示せず）によ
ってそれぞれの端を一緒に連結されており、これにより
対向するふたつの壁に泪うふたつのバックステー１０は
協働して炉の管壁１２に作用する圧力を阻止している。

炉の管壁１２は、ブラケット１４を介して各ノくツクス
テー１０に連結されて、これらノ（ツクステーにより支
持されている。このように、各／くツクステー１０とこ
れに隣接する炉の管壁１２の１区域との間に１又は２以
上のブラケット１４を自己設することによって、これら
ブラケットカー）くツクステー１０側からの管壁支持体
を形成することになるので、炉内部の過度の正圧又は負
圧によって発生する炉の管壁１２のたわみ又はわん状変
形を防止することができ、一方これと同時にブラケット
１４内部でバックステー１０をスライド運動させること
ができる。各ブ、ラケット１４は、帯板１６とＵ字形支
持ブラケット１８とを包含している。この帯板１６は、
炉の管壁１２の表面に水平方向に溶接されている。また
、Ｕ字形支持ブラケット１８は、帯板１６に溶接されて
いるとともに、この帯板１６から外側方向へ水平に延び
ている。これに＋４ −１０及びブラケット−寸間でのバックステー１０のス
ライド運動を許容するような方法で、バックステー１０
を受けるとともに、このバックステー１０と係合してい
る。

サラに、各バックステー１０は、１本又は２本以上の支
持棒２０を介して１箇所又は２箇所以上の位置で支持さ
れている。この支持棒２０は、バックステー１０の外側
縁から炉の管壁１２に向けて鋭角で上向きに延びて、炉
の管壁１２の外面に溶接されている台板２２と結合して
いる。支持棒２０は、台板２２とバックステーｌＯの上
部外側縁との間で溶接されており、これによりブラケッ
ト１４に過度の曲げモーメントをかけることなく、バッ
クステー１０の静荷重を炉の管壁１２側から支持する手
段を形成している。

本発明によれば、各バックステーｌＯは、少な（ともそ
の断面の一部に、高い慣性後モーメントを有する箱状断
面部３０又は３０′を包含する。この箱状断面部３０又
は３０′は、第２図の実施例に示すような三角形又は第
３図及び第４図に示すような矩形の形にすることができ
る。

第１図及び第２図に示した本発明の一実施例によれば、
バックステー１０は細長い溝形ビーム４０を包含する。

この細長い溝形ビーム４０は、水平に配設された中央部
材４２と、それぞれ垂直に配設され中央部材４２の両側
縁に沿って延びる第１及び２の端部材４４及び４６とを
有しており、これにより工形の断面を形成して（する。

炉の管壁１２に隣接する溝形ビーム４０の垂直に配設さ
れた端部材４４は、帯板１６を介して管壁１２に取付け
られている支持プシクツ）１８によって囲繞されており
、これにより管壁１２をバックステー１０に連結してい
る。水平の中央部材４２０両側線に垂直端部材４４及び
４６を結合してエビーム４０を形成することによって、
上向き溝３２が１ビーム４０の中央部材４２の上側でか
つ端部材４４と４６との間に形成されるとともに、下向
き溝３４がＩビーム４０の中央部材４２の下側でかつ端
部材４４と４６との間に形成される。さらに、１本又は
２本以上の支持棒２０は、溝形ビーム４０に涜う１箇所
又は２箇所以上の位置で、台板２２と溝形ビーム４０の
外側の端部０４６の上方縁との間を連結しており、これ
によりバックステーｌＯの静荷重を支持している。

本発明によれば、少なくとも１本の座屈防止部材５０又
は６０が、細長い溝形ビーム４０に取イ」けられて、こ
の細長い溝形ビーム４０の上向き溝３２及び下向き溝３
４のうちの一方の溝を横切つて延びており、こわにより
細長い溝形ビーム４０の１形の断面の一部に箱状断面部
３０又は３０’を形成している。第２図に示すように、
好適には、バックステー１０は２本の座屈防止部材５０
及び６０を包含する。第１０座屈防止部桐５０は、溝形
ビーム４０の外側の垂直な端部材４Ｇの上方縁から鋭角
で内向きに横に延びて、ビーム４０の中央部材４２と交
わるように配設された第１の細長い部材である。この細
長い板材５０は、垂直な端部材４６の上方縁との接合線
に活ってビーム４０の外側の端部材４６に溶接さｔてい
るとともに、ビーム４０の中央部材４２にも溶接さオ′
シており、こ３によって三角形の箱状断面部３０を形成
している。第２０座屈防止部材６０は、溝形ビーム４０
の外側の垂直な端部材４６の下方縁から鋭角で内向きに
延びて、ビーム４０の中央部月４２と交わるように配設
さオｔた第２の細長い板材である。この第２の板材６０
は、その両側の各接合線に沿ってビーム４０の外側の端
部イＡ４６及び中央部材４２状断面部３０′を形成して
、バックステー１０の慣性後モーメントをさらに高めて
いる。

変形例として、第３図に示すように、溝形ビ〜・ムに取
付けらオｔて所望する箱状断面部を形成する座屈防止部
材は、溝形ビームの」−向き溝を横切１）て、垂直な端
部材４４及び４６の上方縁間を中央部材４２に平行にし
て延び、こオｔにより矩形の箱状断面部３０を形成する
ように配設された細長い板材５２であっても良い。また
、第２の座屈防止部材として、細長い板材６２を、溝形
ビームの下向き溝を横切って、垂直な端部材・１４及び
４０の下方縁間を中央部材４２に平行にして延び、こＪ
］−により矩形の箱状断面部３０’を形成するようトシ
配設することができる。いずれの場合にも、板材５２及
び６２は、その両側の各接合線に沿って溝形ビーム４０
の端部材４４及び４６に溶接される。好適には、板材５
２及び６ｚの適当な位置に適当なスロットをあけてＵ字
形支持ブラケット１８の縁を受け、この支持ブラケット
１８に内側の端部材４４を挿入してバックステー１０を
管壁１２に連結すると良い。

本発明の更に他の実施例によれば、第４図に示すように
、バックステーは、細長い垂直端板７４とＵ字形の細長
い溝ビーム７２とによって形成される箱形ビーム７０を
包含している。この細長い垂直端板７４は、炉の管壁１
２（第１及び２図参照）に沿って配設されるとともに、
支持ブラケット１８（同様に第１及び２図参照）に挿入
されるようになっており、これにより箱形ビーム７ｏを
炉の管壁１２に連結するようにしている。１だ、Ｕ字形
の細長い溝形ビーム７２は、垂直端板７４に取付られて
いるとともに、この垂直端板７４がら外側方向へ延びて
おり、これにより炉の管壁１２に関して垂直端板７４よ
り外側に配設される閉じた箱状断面部３０を形成してい
る。この実施例においても、第１及び２図に示したよう
な１本又は２本以上の支持棒２０を炉の管壁１２の外面
の台板２２とＵ字形の溝形ビーム７２の上方縁との間に
溶接し、これにより箱形ビーム７０の静荷重を支持する
ことができる。

前述した座屈防止部材５０１６０，５２及び６２は、細
長い板材よりなるものとして説明してきた。しかし、こ
れら部材５０，６０，５２及び６２は、１枚の細長い板
で形成する必要はなく、溝形ビーム４゜の溝内に互いに
間隔を置いてその間にすき間をあけて配設される複数の
短い板材で形成し、これによりバックステー１０の慣性
極モーメントをモ分に高めて、炉の管壁１２で囲繞され
た燃焼室内部の正圧又は負圧によってバックステー１０
に加えられるいかなる曲げモーメントにも耐えることが
できるようにすることもできることが理解されよう。同
様に、本発明の実施例における箱形ビーム７０の細長い
溝形ビーム７２も、また、互いにその長さ方向に沿って
適当な間隔を置いてその間にすき間をあけて端板７４に
溶接される複数のＵ字形の短い溝形ビームにより形成し
、これによりモ分な慣性極モーメントを得ることによっ
てバックステー１０に加えられる曲げモーメントに耐え
ることができるようにすることもできる。

以上添付図面を参照して本発明の好適な実施例について
説明してきたが、本発明はこれら特定の実施例に決して
限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱すること
なしに種々の変形がなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉の管壁の一部分を支持している本発明による
バックステーの一実施例を示す斜視図、第２図は第１図
に示したバックステーの配置の一部断面側面図、第３図
は本発明によるバックステーの他の実施例を示す断面図
、及び第４図は本発明によるバックステーのさらに他の
実施例を示す断面図である。 １０・・バックステー、１２・・管壁、１４・・ブラケ
ット、１６・・帯板、１８・・支持ブラケット、２０・
・支持棒、２２・・台板、３０．３０’・・箱状断面部
、３２・・上向き溝、３４・・下向き溝、４０・・溝形
ビーム、４２・・中央部材、４４．４６・・端部材、５
２．６２・・板材、７０・・箱形ビーム、７２・・Ｕ字
形の溝形ビーム、７４・・垂直端板。 Ｆｉｇ、Ｉ Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ、　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　横方向に隣接し合う一連の直立水冷管により形成し
   た垂直炉壁と複数のバックステーにより形成した炉壁支
   持手段とを包含し、これらバックステーは垂直方向に間
   隔を置いて配列されているとともに、水平に配設されて
   前記垂直炉壁のまわりに横向きに延び、この垂直炉壁を
   支持している矩形の炉において、各バックステーは高い
   慣性極モーメントを持つ箱状断面部を包含する断面形状
   を有するビームよりなる炉。 ２　各バックステーは、水平に配設された中央部利と垂
   直に配設されこの中央部拐の両側端に沿って延びる第１
   及び２の端部材とを有して、前記中央部材の対向する両
   側に上向き溝及び下向き溝を有するＩ形の断面を形成す
   る細長い溝形ビームと、この細長い溝形ビームに取付け
   られ、前記上向き溝及び下向き溝のうちの一方の溝を横
   切って延びて前記細長い溝形ビームのＩ形断面の一部に
   第１の箱状断面部を形成する第１の細長い板材とを包含
   する特許請求の範囲第１項記載の炉。 ３　各バックステーは、細長い溝形ビームに取付けられ
   、その上向き溝及び下向き溝のうちの他方の溝を横切っ
   て延びて、前記細長い溝形ビームのＩ形断面において第
   １の箱状断面部の側とは対向する中央部材の側に第２の
   箱状断面部を形成する第２の細長い謳拐を包含する特許
   請求の範囲第２項記載の炉。 ４　各バックステーは、垂直炉壁に沿って配設された細
   長い垂直端板と、この垂直端板に取付けられ、この垂直
   端板から外側方向へ延びて矩形状の閉じた箱状断面部を
   形成するＵ字形の細長い溝形ビームとを包含する特許請
   求の範囲第１項記載の炉。