(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型構造物の形状変化をブレースにより拘束するようにしている大型構造物の補強構造であって、大型構造物の拘束しようとする一点に長円孔を備えて固定した支持ブラケットと、該支持ブラケットの前記長円孔に嵌合して回転、及び長円孔の長手方向へのスライドが可能な円形の回転駒と、該回転駒の中心を通る直線上において前記回転駒の中心から同一の距離を隔てた位置に形成した２個の連結孔と、前記支持ブラケットから所要の距離を有し且つ前記長円孔の軸心線を挟む所要の間隔位置に固定された二点の固定点と、前記回転駒の一方の連結孔と一方の固定点とを連結する一方のブレースと、前記回転駒の他方の連結孔と他方の固定点とを連結する他方のブレースとからなることを特徴とする大型構造物の補強構造。
【請求項２】
長円孔の内面における支持ブラケットの厚さ方向中間位置に長円溝が形成され、且つ回転駒の外周面に前記長円溝に嵌合する円形凸部が形成されており、前記回転駒の外周部における２個の連結孔を結ぶ直線と略平行な位置に嵌合用切欠部を形成してあることを特徴とする請求項１に記載の大型構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は大型構造物の補強構造、特に温度変化によって変形を生じるような大型構造物の補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６は従来の大型構造物の一例として排ガスボイラを例示したもので、天然ガスや重油等を燃料として駆動される図示しない排ガスタービンからの排ガス１を導く大型の排ガスダクト２が台１８上に設置され、前記排ガスダクト２の経路内に、節炭器３、蒸発器４、過熱器５等からなる熱交換器６を備えて蒸気を発生させるようにしており、該熱交換器６にて発生した蒸気を空調設備等の熱源として供給することが行われている。
【０００３】
前記熱交換器６の上下部には、前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５等が配置された排ガスダクト２内側と外部とを区画する区画壁７が備えてあり、該区画壁７の外側には、前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５等に対する水及び蒸気の供給と取出しを行うための各種のヘッダ８が備えられたヘッダ囲い９（メンテナンススペース）を形成するように外部ケーシング１０が設けられている。
【０００４】
また、前記外部ケーシング１０の上部には蒸気ドラム１１が設けてあり、該蒸気ドラム１１には、節炭器３の最後段の給水加熱管３ａに区画壁７を貫通して接続されているヘッダ８が、加熱水管１２を介して接続されている。更に、蒸気ドラム１１の底部には下方に延びる降水管１３の上端が接続されており、該降水管１３の下端は下側のヘッダ囲い９内で水平に曲げられて該水平部１３ａが前記蒸発器４の蒸発管４ａにヘッダ８を介して接続され、また、前記蒸発管４ａの上端に設けたヘッダ８が蒸気戻り管１４を介して前記蒸気ドラム１１に接続されている。さらに、前記蒸気ドラム１１の上端部が蒸気供給管１５を介して前記過熱器５の過熱器管５ａに取り付けられたヘッダ８に接続されている。図中１６は節炭器３に接続した給水管、１７は過熱器５に接続した蒸気管、１９は断熱材を示す。
【０００５】
給水管１６から供給された水は、節炭器３で加熱されて加熱水となり、加熱水管１２により蒸気ドラム１１に供給され、水と蒸気に分離される。
【０００６】
蒸気ドラム１１内の下部に分離された加熱水は、降水管１３を通って下降し、下部の水平部１３ａ及びヘッダ８から蒸発器４の蒸発管４ａ内を上昇して加熱され、蒸気となって蒸気戻り管１４から蒸気ドラム１１に戻される。蒸気ドラム１１内の上部に分離された蒸気は、蒸気供給管１５により過熱器５の過熱器管５ａに供給されて過熱され、過熱蒸気となって蒸気管１７により目的場所へ供給されるようになっている。
【０００７】
前記排ガスボイラの排ガスダクト２は、上下、及び横方向に作用する力に対して強度が比較的小さく、また節炭器３、蒸発器４、過熱器５も単に細い径の伝熱管３ａ，４ａ，５ａを備えているのみであって強度が小さく、そのために図５及び図６に示すような補強構造２０を備えるようにしている。
【０００８】
該補強構造２０は、図６に示すように、矩形形状を有した排ガスダクト２内の四隅部に下部の固定点２１，２２及び上部の固定点２３，２４を設け、左側上下の固定点２１，２３と、右側上下の固定点２２，２４の夫々の間を左右の支持支柱２５，２６で連結し、前記上部の固定点２３，２４間を天井ビーム２７により連結し、該天井ビーム２７に吊り下げ材２８を介して、前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５の重量の殆どを吊り下げ支持するようにし、また前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５の重量の一部を下部に設けた支持受け材２９によって支持するようにしている。
【０００９】
上記した排ガスボイラにおいては、ガスタービンの起動停止、或いは季節による外気温度の変化等により空調設備等から熱交換器６に要求される蒸気量が変動することなどによって、排ガス１の温度が大きく変動し、このために、前記排ガスダクト２、及び熱交換器６の各伝熱管３ａ，４ａ，５ａが伸縮すると共に、不均一に伸縮することによって、排ガスダクト２が歪んだり傾斜する等の変形を生じることになる。
【００１０】
この問題に対処するため、従来では、前記対角線の位置にある固定点２１と２４との間、及び固定点２２と２３との間をブレース３０，３１（突っ張り補強材）により連結して、前記排ガスダクト２の歪みや傾斜を防止するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の大型構造物の補強構造においては、固定点２１と２４との間、及び固定点２２と２３との間を連結して対角線に配設したブレース３０，３１によって排ガスダクト２の歪みや傾斜を防止するようにしているために、前記排ガスダクト２の不規則な変形により、前記ブレース３０，３１に、引張りと圧縮の力が相反する形で作用することになって、ブレース３０，３１の一方のみに大きな力が作用することにより、ブレース３０，３１が曲ったり、また引張力に耐えられずに破断するといった問題を生じていた。
【００１２】
このため、従来ではブレースを強大な構造とすることが考えられているが、このように強度を増加する方式では、装置の大型、重量化をまねく問題がある。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、一部のブレースのみに強大な力が作用することを防止して、軽量な構造で確実に大型構造物の変形を拘束することができるようにした大型構造物の補強構造を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、大型構造物の形状変化をブレースにより拘束するようにしている大型構造物の補強構造であって、大型構造物の拘束しようとする一点に長円孔を備えて固定した支持ブラケットと、該支持ブラケットの前記長円孔に嵌合して回転、及び長円孔の長手方向へのスライドが可能な円形の回転駒と、該回転駒の中心を通る直線上において前記回転駒の中心から同一の距離を隔てた位置に形成した２個の連結孔と、前記支持ブラケットから所要の距離を有し且つ前記長円孔の軸心線を挟む所要の間隔位置に固定された二点の固定点と、前記回転駒の一方の連結孔と一方の固定点とを連結する一方のブレースと、前記回転駒の他方の連結孔と他方の固定点とを連結する他方のブレースとからなることを特徴としている。
【００１５】
また、長円孔の内面における支持ブラケットの厚さ方向中間位置に長円溝が形成され、且つ回転駒の外周面に前記長円溝に嵌合する円形凸部が形成されており、前記回転駒の外周部における２個の連結孔を結ぶ直線と略平行な位置に嵌合用切欠部を形成してあることを特徴としている。
【００１６】
【作用】
本発明では、大型構造物が温度の上昇により伸張する変形を生じて、一方のブレースに大きな引張力が作用しようとした場合、前記回転駒の回転中心に対して偏心している連結孔と、前記回転中心と、大きな引張力が作用しているブレースとが一直線になろうとする方向に前記回転駒を回転させる。このとき、一方のブレースと他方のブレースの引張力が均衡する位置になるまで回転駒が回転し、両ブレースの引張力がバランスした位置で回転駒は停止する。
【００１７】
前記により、２個のブレースには常に同一の引張力が作用することになるため、ブレースを軽量小型のものとしても前記引張力に耐えることができるようになる。
【００１８】
また、前記大型構造物が縮小しようとする際には、回転駒が長円溝に沿って長円孔の長手方向に移動することができるため、前記ブレースに大きな圧縮力が作用してブレースが曲がるといった問題を防止することができる。
【００１９】
また、長円孔の内面における支持ブラケットの厚さ方向中間位置に長円溝が形成され、且つ回転駒の外周面に前記長円溝に嵌合する円形凸部が形成されおり、前記回転駒の外周部における２個の連結孔を結ぶ線と略平行な位置に嵌合用切欠部を形成した構成を有しているので、前記長円溝と円形凸部の嵌合により回転駒が支持ブラケットに確実に支持されて回転及び長円孔に沿ったスライドを確実に行うことができ、且つ前記嵌合用切欠部により前記回転駒の円形凸部を長円孔の長円溝に対して容易に着脱することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、前記図６の従来の大型構造物の補強構造２０に適用した本発明の一実施例を示したものであり、又図２〜図４は本発明を更に具体的に示したもので、図中図６と同一の符号を付したものは同一物を表わしている。
【００２２】
図１に示すように、矩形形状を有した排ガスダクト２内の四隅部に下部の固定点２１（一方の固定点Ａ），２２（他方の固定点Ｂ）及び上部の固定点２３，２４を設け、左側上下の固定点Ａ，２３と、右側上下の固定点Ｂ，２４の夫々の間を左右の支持支柱２５，２６で連結し、前記上部の固定点２３，２４間を天井ビーム２７により連結し、該天井ビーム２７の長手方向中間部に、支持ブラケット３２を取付ける。また、図示の場合は、前記上部の固定点２３，２４と前記支持ブラケット３２との間に吊り下げビーム３３を設けて該吊り下げビーム３３に、吊り下げ材２８を介して、前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５の重量の殆どを吊り下げ支持するようにしている。
【００２３】
前記支持ブラケット３２には図２〜図４に示すように、上下に長い長円孔３４が形成されていると共に、該長円孔３４の内面における支持ブラケット３２の厚さ方向中間位置には、長円溝３５が長円孔３４に沿って形成されており、該長円孔３４内には、前記長円溝３５に嵌合する円形凸部３６を外周に備えた略円形の回転駒３７が配置されており、前記回転駒３７は長円孔３４に沿って回転、及び長円孔３４の長手方向にスライド可能に支持されている。
【００２４】
前記回転駒３７には、該回転駒３７の中心（回転中心）３８を通る直線３９上において前記回転駒３７の回転中心３８から同一の距離を隔てた位置に２個の連結孔４０，４１が形成されており、且つ該２個の連結孔４０，４１の中心を結ぶ直線３９と略平行な位置において前記回転駒３７の外周部の一箇所を切断することにより嵌合用切欠部４２が形成されている。
【００２５】
更に、図１及び図２に示すように、前記回転駒３７の一方（左側）の連結孔４０と一方（左側）の固定点Ａとを一方（左側）のブレース４３によりピン４４を介して連結し、また、回転駒３７の他方（右側）の固定点Ｂと他方（右側）の連結孔４１とを他方（右側）のブレース４５によりピン４６を介して連結する。図２中、４７は支持ブラケット３２の長円孔３４の下端に形成して長円溝３５に溜まったごみを排出するためのごみ排出切欠部、５０は長円孔３４の軸心線、図２及び図３中、４８は、ピン４４，４６の抜止め材、４９は、ブレース４３，４５と前記回転駒３７及び抜止め材４８との間の滑りを確保するための滑り促進部材を示す。
【００２６】
次に上記実施例の作用を説明する。
【００２７】
大型構造物である排ガスダクト２或いは熱交換器６が、温度の上昇により伸張する変形を生じて、図４に示す右側のブレース４５に大きな引張力Ｆ1が作用しようとした場合、連結孔４０，４１が回転駒３７の回転中心３８に対して偏心していることにより、大きな引張力Ｆ1が作用しているブレース４５と、該ブレース４５が連結されている連結孔４１と、回転駒３７の回転中心３８とが一直線になろうとする方向に前記回転駒３７を回転させる。このとき、回転駒３７の回転によって、左側のブレース４３に対する引張力Ｆ2が増加されることになり、よって前記両ブレース４３，４５の引張力Ｆ1，Ｆ2が均衡する位置まで回転駒３７は回転し、両ブレース４３，４５の引張力Ｆ1，Ｆ2がバランスした位置で停止する。
【００２８】
前記により、２個のブレース４３，４５には常に同一の引張力Ｆ1，Ｆ2が作用することになるため、ブレース４３，４５を軽量小型のものとしても前記大型構造物の変形による引張力に耐えることができるようになる。
【００２９】
また、前記大型構造物である排ガスダクト２或いは熱交換器６が、温度の低下により縮小しようとする際には、回転駒３７が長円溝３５に沿って長円孔３４の長手方向に移動することができるため、前記ブレース４３，４５に大きな圧縮力が作用してブレース４３，４５が曲がるといった問題の発生を防止することができる。
【００３０】
また、図３に示すように、長円孔３４の内面における支持ブラケット３２の厚さ方向中間位置に長円溝３５が形成されており、且つ回転駒３７の外周面に前記長円溝３５に嵌合する円形凸部３６が形成され、更に前記回転駒３７の外周部における２個の連結孔４０，４１を結ぶ直線３９と略平行な位置に嵌合用切欠部４２を形成した構成としているので、前記長円溝３５と円形凸部３６の嵌合により回転駒３７が支持ブラケット３２に確実に支持されて脱落することがなく、回転駒３７の回転及び長円孔に沿ったスライドが確実に行われ、且つ前記嵌合用切欠部４２により、回転駒３７を図２の状態から９０゜回転させて嵌合用切欠部４２を長円孔３４の長手方向と平行な位置とすることにより、回転駒３７の円形凸部３６を長円孔３４の長円溝３５に対して容易に着脱することができる。
【００３１】
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、排ガスボイラ以外の種々の大型構造物の補強構造に適用することができること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の大型構造物の補強構造によれば、請求項１では、一方と他方のブレースに対して異なった引張力が作用した場合、回転駒が回転して両ブレースに作用する引張力がバランスするように自動的に調節されるようになるため、ブレースを軽量小型のものとしても前記大型構造物の変形による引張力に耐えることができるようになる。
【００３３】
また、前記大型構造物が温度の低下により縮小しようとする際には、回転駒が長円溝に沿って長円孔の長手方向に移動することができるため、ブレースに大きな圧縮力が作用してブレースを曲げるといった問題の発生を防止することができる。
【００３４】
請求項２では、長円孔の内面における支持ブラケットの厚さ方向中間位置に長円溝を形成し、且つ回転駒の外周面に前記長円溝に嵌合する円形凸部を形成し、更に回転駒の外周部における２個の連結孔を結ぶ直線と略平行な位置に嵌合用切欠部を形成しているので、前記長円溝と円形凸部の嵌合により回転駒が支持ブラケットから脱落することなく確実に支持することができ、且つ前記嵌合用切欠部によって、回転駒を嵌合用切欠部が長円孔の長手方向と平行になる位置とすることにより、回転駒の円形凸部を長円孔の長円溝に対して容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す切断正面図である。
【図２】図１の支持ブラケットの周辺の構成を示した詳細図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２の作動状態を示す詳細図である。
【図５】大型構造物としての排ガスボイラの一例を示す切断側面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向から見た切断正面図である。
【符号の説明】
３２        支持ブラケット
３４        長円孔
３５        長円溝
３６        円形凸部
３７        回転駒
３８        中心（回転中心）
３９        直線
４０        連結孔
４１        連結孔
４２        嵌合用切欠部
４３        ブレース
４５        ブレース
５０        軸心線
Ａ        一方の固定点
Ｂ        他方の固定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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