(57)【要約】【課題】      耐震性を向上させたボイラ設備を提供することを目的とする。【解決手段】  ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突２と、煙突２を支持する煙突支持架構とを有し、煙突２を前記煙突支持架構に揺動可能に支持すると共に、煙突２と前記煙突支持架構の水平材５との間に、並列に配置されたばね２０により前記ボイラ缶および前記ボイラ支持架構と、煙突２および前記煙突支持架構とを同調して振動させるようにし、粘性ダンパ２１により煙突２と水平材５の間の相対変位をエネルギーとして吸収しボイラ設備としての耐震性を向上させるようにした。【選択図】        図４
2006002387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突と、前記煙突を支持する煙突支持架構とを有し、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持した
ことを特徴とするボイラ設備。
【請求項２】
前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載されたボイラ設備。
【請求項３】
前記軸がボルトであり、前記ストッパがナットである
ことを特徴とする請求項２に記載されたボイラ設備。
【請求項４】
前記煙突を前記煙突支持架構に対し第一弾性部材を介して揺動可能に支持した
ことを特徴とする請求項１に記載されたボイラ設備。
【請求項５】
前記煙突と前記煙突支持架構との間に、減衰機構を介在させた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたボイラ設備。
【請求項６】
前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構との間に、第二の減衰機構を介在させた
ことを特徴とする請求項５に記載されたボイラ設備。
【請求項７】
前記減衰機構および前記第二の減衰機構が、それぞれ並列に配置された第二弾性部材と減衰ダンパとからなる
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載されたボイラ設備。
【請求項８】
前記減衰ダンパが粘性ダンパである
ことを特徴とする請求項７に記載されたボイラ設備。
【請求項９】
前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置と異なる位置に前記減衰機構を配置した
ことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れかに記載されたボイラ設備。
【請求項１０】
前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に前記減衰機構を配置した
ことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れかに記載されたボイラ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ缶を支持するボイラ支持架構の上部に煙突が配置されるボイラ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ設備の大型化に伴い、風や地震により発生する前記ボイラ設備の振動を抑制する技術が種々開発されている。このような技術を施した従来のボイラ設備の一例として、下記特許文献１にはボイラ支持構造が開示されている。このボイラ支持構造では、ボイラ支持架構の上部から吊り下げられたボイラ本体の側部と前記ボイラ支持架構とが極細のトリガにより接続され、前記ボイラ本体の下部と地面との間に減衰器が設けられている。前記極細のトリガにより通常運転における前記ボイラ本体の振動や風による前記ボイラ本体の揺れ等を抑制し、前記減衰器により地震時の前記ボイラ本体の振動を抑制している。
【０００３】
従来のボイラ設備の他の例として、下記特許文献２には準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物が開示されている。前記準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物は、並列に組み合わされてそれぞれ構造物に取り付けられるばねと可変減衰ダンパと付加質量とを有している。前記構造物と前記付加質量の相対変位とこの相対変位にかかるダンパの比例定数の積で表される制振力を発生させるように、前記可変減衰ダンパの減衰係数を制御して、前記ボイラ構造物の振動を抑制している。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−４５４０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のボイラ設備では、ボイラ缶、および前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ缶で生成された排気ガスを排出する煙突、および前記煙突を支持する煙突支持架構とをそれぞれ地面に設置していたが、土地の省スペース化、ボイラ構造の合理化の観点から、前記ボイラ支持架構の上部に前記煙突および前記煙突支持架構を設置した構造のものがある。しかし、ボイラ設備を前述したような構造にすることに伴い、前記ボイラ支持架構の基部における地震時の応答、つまり水平方向のせん断力が従来のボイラ支持架構と比べて大きくなってしまう。よって、前記ボイラ支持架構を前記せん断力に耐える構造とするため、前記ボイラ支持架構の基礎構造を大規模化する必要が生じ、前記ボイラ設備の建設コストが増大してしまうという問題がある。
【０００６】
上記特許文献１に記載のボイラ支持構造、および上記特許文献２に記載の準能動型動吸振器を備えたボイラ構造物は、ボイラ単体についての耐震・制振対策を対象としており、ボイラ支持架構の上部に煙突が配置される構造に対しては想定されていない。
【０００７】
さらに、上記特許文献２に記載のボイラ構造物で用いられる動吸振器は準能動型であり、屋外に設置されるため前記準能動型動吸振器の保守点検を行う必要が生じてしまう。地震などが発生したときには、前記準能動型動吸振器を制御する制御装置などの制御系に対して電力が供給されず、前記準能動型動吸振器が作動しないおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、保守点検を行う必要がなく、また耐震性を常に機能させ、さらに建設コストを増大させずに耐震性を向上させたボイラ設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する第１の発明に係るボイラ設備は、ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突と、前記煙突を支持する煙突支持架構とを有し、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持したことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第２の発明に係るボイラ設備は、第１の発明に記載されたボイラ設備であって、前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能としたことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第３の発明に係るボイラ設備は、第２の発明に記載されたボイラ設備であって、前記軸がボルトであり、前記ストッパがナットであることを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第４の発明に係るボイラ設備は、第１の発明に記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に対し第一弾性部材を介して揺動可能に支持したことを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決する第５の発明に係るボイラ設備は、第１の発明乃至第４の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突と前記煙突支持架構との間に、減衰機構を介在させたことを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決する第６の発明に係るボイラ設備は、第５の発明に記載されたボイラ設備であって、前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構との間に、第二の減衰機構を介在させたことを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決する第７の発明に係るボイラ設備は、第５の発明または第６の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰機構および前記第二の減衰機構が、それぞれ並列に配置された第二弾性部材と減衰ダンパとからなることを特徴とする。
【００１６】
上述した課題を解決する第８の発明に係るボイラ設備は、第７の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰ダンパが粘性ダンパであることを特徴とする。
【００１７】
上述した課題を解決する第９の発明に係るボイラ設備は、第５の発明乃至第８の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置と異なる位置に前記減衰機構を配置したことを特徴とする。
【００１８】
上述した課題を解決する第１０の発明に係るボイラ設備は、第５の発明乃至第８の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に前記減衰機構を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明に係るボイラ設備によれば、ボイラ缶と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、前記ボイラ支持架構の上部に配置される煙突と、前記煙突を支持する煙突支持架構とを有し、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持したことにより、前記煙突に地震などの振動が伝搬したとき、前記煙突が前記煙突支持架構に対し揺動し、この揺動を利用することにより前記振動のエネルギーが消費されて小さくなるので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。また、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持するだけなので、保守点検をする必要がなく、また前記ボイラ設備の耐震性を常に機能させることができる。さらに、ボイラ設備の基礎構造を大規模化する必要がないので、建設コストが抑制される。
【００２０】
第２の発明に係るボイラ設備によれば、第１の発明に記載されたボイラ設備であって、前記煙突の外周にフランジを設け、前記煙突支持架構側から前記フランジに軸を貫通させると共に、前記フランジとの間に隙間をあけて前記軸にストッパを設けて、前記煙突を前記煙突支持架構に対し揺動可能としたことにより、前記煙突に地震などの振動が伝搬したとき、前記フランジは前記ストッパの位置まで揺動することができる。よって、前記フランジの揺動により前記振動のエネルギーが消費されて小さくなるので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【００２１】
第３の発明に係るボイラ設備によれば、第２の発明に記載されたボイラ設備であって、前記軸がボルトであり、前記ストッパがナットであるので、市販されており、ボイラ設備の建設コストが抑制される。
【００２２】
第４の発明に係るボイラ設備によれば、第１の発明に記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に対し第一弾性部材を介して揺動可能に支持したことにより、前記煙突に地震などの振動が伝搬したとき、前記第一弾性部材が揺動し、この揺動により前記振動のエネルギーが消費されて小さくなるので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【００２３】
第５の発明に係るボイラ設備によれば、第１の発明乃至第４の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突と前記煙突支持架構との間に、減衰機構を介在させたことにより、前記煙突に振動が伝搬したとき、前記減衰機構が前記振動のエネルギーを吸収し、前記煙突および前記煙突支持架構と、前記ボイラ支持架構とが同調して振動するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【００２４】
第６の発明に係るボイラ設備によれば、第５の発明に記載されたボイラ設備であって、前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構との間に、第二の減衰機構を介在させたことにより、前記ボイラ缶に地震などの振動が伝搬したとき、前記第二の減衰機構が前記振動のエネルギーを吸収し、前記ボイラ缶と前記ボイラ支持架構とが同調して振動するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【００２５】
第７の発明に係るボイラ設備によれば、第５の発明または第６の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰機構および前記第二の減衰機構が、それぞれ並列に配置された第二弾性部材と減衰ダンパとからなることにより、前記第二弾性部材が通常運転時または風による前記ボイラ缶の揺れおよび前記煙突の揺れを抑制し、前記減衰ダンパが前記ボイラ缶に伝搬した地震などの力および前記煙突に伝搬した地震などの力を吸収して、前記ボイラ缶および前記煙突の振動を抑制するので、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【００２６】
第８の発明に係るボイラ設備によれば、第７の発明に記載されたボイラ設備であって、前記減衰ダンパが粘性ダンパであることにより、吸収する変位エネルギーの量を容易に調整することができる。
【００２７】
第９の発明に係るボイラ設備によれば、第５の発明乃至第８の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置と異なる位置に前記減衰機構を配置したことにより、前前記減衰機構を容易に配置することができ、前記ボイラ設備の建設コストが抑制される。
【００２８】
第１０の発明に係るボイラ設備によれば、第５の発明乃至第８の発明の何れかに記載されたボイラ設備であって、前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に前記減衰機構を配置したことにより、前記煙突に地震などの力が伝搬したとき、前記力が前記煙突を前記煙突支持架構に揺動可能に支持する位置から最も離れた位置に作用するが、この位置に前記減衰機構が配置されるので、前記減衰機構により前記力が抑制され、前記ボイラ設備の耐震性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係るボイラ設備を実施するための最良の形態を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備の概略図であり、図２は、それに用いられる煙突支持構造の側面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の一実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図であり、図５は、本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の他実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図である。図６は、本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の他の実施形態を示す側面図である。図７は、本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の更に他の実施形態を示し、（ａ）はその平面、（ｂ）はその側面図である。
【００３１】
図１に示すように、ボイラ設備２３は、ボイラ缶（図示せず）と、前記ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構１と、ボイラ支持架構１の上部に配置され、前記ボイラ缶で生成される排気ガスを排出する煙突２と、煙突２を支持する煙突支持架構３とを有する。なお、ボイラ支持架構１および煙突支持架構３は、鋼鉄などで製造されている。煙突支持架構３の下部は、ボルト（図示せず）などによりボイラ支持架構１に固定されている。煙突支持架構３は、略垂直方向に延びる縦材４と、水平方向に延びる水平材５と、上下斜め方向に延びる斜め材６とが組み付けられてなる。ボイラ支持架構１は、垂直方向に延びる縦材１ａと、水平方向に延びる水平材１ｂと、上下斜め方向に延びる斜め材１ｃが複数組み付けられて、前記ボイラ缶を吊り下げる強度、および煙突２および煙突支持架構３を支持する強度を有する。上述した煙突支持架構３には、水平材５が垂直方向に５段に配置される。
【００３２】
図１および図２に示すように、煙突２を煙突支持架構３に揺動可能に支持する煙突支持構造１２は、第二段の水平材５の上部に接して配置される。
【００３３】
第二段の水平材５は、図３に示すように、煙突２の外側に、且つ隣接する縦材４同士を連結して配置される外側水平材５ａと、外側水平材５ａと煙突２との間に、且つ隣接する外側水平材５ａの略中央部同士を連結して配置される内側水平材５ｂと、内側水平材５ｂに角部が接合する略四角形状の最内側水平材５ｃとを有する。第二段の水平材５以外の段には、図４に示すように、煙突２の外側に、且つ隣接する縦材４同士を連結して配置される外側水平材５ａからなる構造の水平材５と、図５に示すように、煙突２の外側に、且つ隣接する縦材４同士を連結して配置される外側水平材５ａと、外側水平材５ａと煙突２との間に、且つ隣接する外側水平材５ａの略中央部同士を連結して配置される内側水平材５ｂとからなる構造の水平材５とがある。
【００３４】
煙突支持構造１２は、図２および図３に示すように、煙突２の外周２ａに固定して設けられ、煙突支持架構３における第二段の水平材５の近傍まで延びる上側リングフランジ（フランジ）１３と、上側リングフランジ１３の下方に、且つ煙突２の外周２ａに固定して設けられ、煙突支持架構３における第二段の水平材５の近傍まで延びる下側リングフランジ（フランジ）１４と、上側リングフランジ１３と下側リングフランジ１４とを所定の間隔で固定するリブ１５とを有する。このリブ１５は、所定の間隔で複数配置される。煙突支持構造１２を上述したような形状とすることにより、煙突支持構造１２が煙突支持架構３における第二段の水平材５の上部に配置でき、煙突２は煙突支持構造１２を介して煙突支持架構３に支持される。
【００３５】
軸であるボルト１６が上側および下側リングフランジ１３，１４における煙突２の同心円上となる位置に所定の間隔で複数配置される。これらボルト１６が煙突支持架構３における第二段の水平材５側から、下側リングフランジ１４、および上側リングフランジ１３を貫通し、上側リングフランジ１３との間に隙間をあけてストッパであるナット１７が締結され、溶接で固定されている。前記軸がボルト１６であり、前記ストッパがナット１７であるので、市販されており、ボイラ設備２３の建設コストが抑制される。前記軸は、ボルト１６に限定されるものではなく、棒状の部材でも良い。前記棒状の部材を煙突支持架構３における第二段の水平材５側から下側リングフランジ１４および上側リングフランジ１３を貫通して設け、前記棒状の部材の一端側を前記第二段の水平材５に溶接で固定し、他端側に上側リングフランジ１３との間に隙間をあけて前記ストッパを設けることで、煙突支持架構３に煙突２を揺動可能に支持することができる。前記ストッパは、ナットに限定されるものではなく、板状の部材でも良い。前記板状の部材を、煙突支持架構３における第二段の水平材５側から下側リングフランジ１４および上側リングフランジ１３を貫通した前記軸の他端側に上側リングフランジ１３との間に隙間をあけて設けることで、上側リングフランジ１３が前記軸から抜けないようになる。ボルト１６は、煙突支持架構３における第二段の水平材５に溶接で固定される。このようにナット１７をボルト１６に締結することにより、煙突２が煙突支持架構３に揺動可能に支持される。
【００３６】
具体的には、煙突２に地震などの振動が伝搬して、煙突支持構造１２の一側部１２ａ側が煙突支持架構３における第二段の水平材５に支持されたとき、この煙突支持構造１２の一側部１２ａに対向する他側部１２ｂ側では、上側リングフランジ１３がナット１７に接する位置まで浮き上がり、また逆に煙突支持構造１２の他側部１２ｂが煙突支持架構３における第二段の水平材５に支持されたとき、この煙突支持構造１２の一側部１２ａ側では上側リングフランジ１３がナット１７に接する位置まで浮き上がる。つまり、煙突２は、揺動する範囲が許容されつつ、揺動可能に煙突支持架構３に支持される。煙突支持構造１２をこのような構造にすることにより、煙突２に地震などの力が伝搬したとき、煙突２が煙突支持架構３に対し揺動し、この揺動により前記力のエネルギーが消費されて小さくなるので、ボイラ設備２３の耐震性が向上する。また、煙突支持構造１２を上述したような構造にしただけなので、保守点検をする必要がなく、また耐震性を常に機能させることができる。
【００３７】
なお、煙突支持架構３内には、煙突２を保守点検する作業者が昇降可能な階段１８と、階段１８から煙突２の近傍まで延び、煙突２を保守点検する時の前記作業者の足場となるステップ１９とが備えられている。
【００３８】
煙突支持構造１２は、上記構造に限定されるものではない。図６に示すように、煙突支持構造３３は、煙突２の外周に固定して設けられ、煙突支持架構３の水平材５の近傍まで延びるフランジ３０と、煙突支持架構３の水平材５の下部に一端３１ａが接続される第一弾性部材であるばね３１とを有し、ばね３１の他端３１ｂ側はピン３２でフランジ３０に固定されている。つまり、フランジ３０は水平材５に接続されるばね３１を介して吊り下げられて支持されている。ばね３１は、フランジ３０における煙突２の同心円上となる位置に所定の間隔で複数配置される。このようにばね３１を煙突支持架構３の水平材５と煙突２に固定して設けられるフランジ３０との間に介在させたことにより、煙突２に地震などの力が伝搬すると、前記力により煙突２およびフランジ３０が揺れ、この揺れに応じてばね３１が揺動し、この揺動により前記力のエネルギーが消費されて小さくなるので、ボイラ設備の耐震性が向上する。ただし、フランジ３０は、ばね３１の長さが許容する範囲で揺れる。つまり、煙突２は、揺動する範囲が許容されつつ、揺動可能に煙突支持架構３に支持される。また、図７に示すように煙突支持構造１２の下側リングフランジ１４と水平材５との間に積層ゴムなどの緩衝材２４を所定の間隔で設置して、揺動時の騒音を低減する構造も考えられる。
【００３９】
煙突支持構造１２が配置される位置と異なる位置、つまり、第二段の水平材５以外の段には、図４および図５に示すように、煙突２の変位エネルギーを吸収すると共に、ボイラ支持架構１と、煙突２および煙突支持架構３とを同調させる減衰機構２２が配置される。減衰機構２２は、並列に配置され、煙突２と煙突支持架構３の水平材５とを連結する第二弾性部材であるばね２０、および減衰ダンパである粘性ダンパ２１からなる。減衰機構２２は、具体的には、図４に示すように、煙突２と外側水平材５ａの略中央部とを連結して配置したり、図５に示すように、煙突２と内側水平材５ｂの略中央部とを連結して配置したりする。粘性ダンパ２１としては、例えばオイルダンパなどが挙げられる。減衰ダンパを粘性ダンパ２１とすることにより、吸収する変位エネルギーの量を容易に調整することができる。ばね２０および粘性ダンパ２１の代わりに、板ばねなどの鋼製ダンパや粘弾性ダンパを用いても良い。粘弾性ダンパとしては、例えば、粘弾性材料（高分子材料）であるシリコンゴム系材料、ウレタンアスファルトゴム系材料、ジエンゴム系材料などを使用したダンパ等が挙げられる。ばね２０により煙突２が煙突支持架構３に支持されると共に、通常運転および風などによる煙突２の揺れが抑制される。粘性ダンパ２１により煙突２に伝搬した地震などの力による煙突２の変位エネルギーを吸収して、煙突２および煙突支持架構３と、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構１とが同調して振動するようなる。また、ばね２０により煙突２および煙突支持架構３と、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構１とが同調して振動するようにし、粘性ダンパ２１により煙突２に伝搬した地震などの力による煙突２と水平材５の相対変位を利用してエネルギーを吸収する。
【００４０】
よって、上述したボイラ設備２３によれば、減衰機構２２を配置することにより、煙突２と煙突支持架構３とからなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構１の固有振動数とが同調して、または減衰機構２２がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備２３の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備２３の耐震性は向上する。また、ボイラ設備２３を上述したような構造にすることにより、ボイラ設備２３全体の耐震性が向上するので、ボイラ設備２３を大規模化する必要がなく、ボイラ設備２３の建設コストが抑制される。
【００４１】
上記では、煙突支持構造１２を煙突支持架構３における第二段の水平材５に支持させたが、煙突支持架構３における他の段に配置される水平材５に支持させても良い。また、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１との間に、前記ボイラ缶の変位エネルギーを吸収すると共に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とを繋ぐ第二の減衰機構を設けても良い。前記第二の減衰機構は、減衰機構２２と同様に、並列に配置され、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とを連結するばね２０および減衰ダンパである粘性ダンパ２１からなる。このような位置に前記第二の減衰機構を配置することにより、通常運転時および風などによる前記ボイラ缶の揺れを抑制することができると共に、前記ボイラ缶に伝搬した地震などの力による前記ボイラ缶の変位エネルギーを吸収して、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とが振動し、前記ボイラ缶の振動を抑制することができるので、ボイラ設備の耐震性がさらに向上する。また、上記では、減衰機構２２を煙突支持架構３における第二段の水平材５以外の段に配置したが、第二段の水平材５から最も離れた最上段の水平材５と煙突２との間に減衰機構２２を配置するようにしても良い。このような位置に減衰機構２２を配置することにより、煙突２に地震などの力が伝搬したとき、前記力が煙突２を煙突支持架構３に揺動可能に支持する最上段の水平材５に作用するが、この最上段の水平材５と煙突２との間に減衰機構２２が配置されるので、この減衰機構２２により前記力が抑制され、ボイラ設備２３の耐震性が向上する。
【００４２】
上述した減衰機構２２および前記第二の減衰機構に用いられるばね２０のばね定数、および粘性ダンパ２１の減衰係数は、煙突２を煙突支持架構３に支持させる位置、煙突２、煙突支持架構３、前記ボイラ缶およびボイラ支持架構１の重量および大きさに応じて最適となるように算出されている。
【００４３】
以下に、本発明に係るボイラ設備を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。シミュレーションにより算出された減衰機構に用いられるばねのばね定数および粘性ダンパの減衰係数を含めて、ボイラ設備について、以下に説明する。なお、シミュレーションにより算出され数値は、発明の理解を助けるために、あくまでも例として挙げるものである。
【実施例１】
【００４４】
以下に、本発明の第１の実施例に係るボイラ設備を説明する。このボイラ設備は、上記発明を実施するための最良の形態に係るボイラ設備と同様な構造を有し、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。図８は、本発明の第１の実施例に係るボイラ設備の概略図であり、図９は、それに用いられるボイラ支持架構の斜視図である。
【００４５】
本発明の第１の実施例に係るボイラ設備では、図８に示すように、煙突２が煙突支持架構３の第２段の水平材８に配置される煙突支持構造１２に支持されている。この煙突２の高さＨ1は、４８ｍであり、その重量は１４５ｔｏｎである。煙突支持架構３の高さＨ2は、２４ｍであり、その重量は１２７ｔｏｎである。
【００４６】
ボイラ缶（図示せず）とボイラ支持架構１との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる第二の減衰機構が配置される。ボイラ缶の重量は、３５５７ｔｏｎである。ボイラ支持架構１は、図９に示すように、その幅ｗが２７．２ｍであり、その奥行きｄが２２．６ｍであり、その高さｈが５２．１５ｍであり、その重量が１８４０ｔｏｎである。
【００４７】
最下段の水平材７と、最下段の水平材７の上方に隣接する第二段の水平材８との間の高さｈ1が６ｍであり、第二段の水平材８と、第二段の水平材８の上方に隣接する第三段の水平材９との間の高さｈ2が６ｍであり、第三段の水平材９と、第三段の水平材９の上方に隣接する第四段の水平材１０との間の高さｈ3が６ｍであり、第四段の水平材１０と、第四段の水平材１０の上方に隣接する最上段の水平材１１との間の高さｈ4が６ｍである。
【００４８】
各段の水平材７，９，１０，１１と煙突２との間に、煙突２と煙突支持架構３とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる減衰機構２２が配置される。ばね２０のばね定数、および粘性ダンパ２１の減衰係数は、下記表１に示すように、それぞれ調整されている。
【００４９】
【表１】
2006002387.tif 000003
【００５０】
ボイラ設備４１の基部におけるせん断力は、対策をする前では３８４１６ｋＮであり、対策をした後、具体的には、煙突支持架構の２段目の水平材８に煙突支持構造１２を介して煙突２が支持され、煙突支持架構３の他段の水平材７，９，１０，１１と煙突２との間に減衰機構２２を介在させると共に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１との間に前記第二の減衰機構を介在させたとき、２２７６５ｋＮであった。よって、煙突２を煙突支持架構３の第２段の水平材８に配置される煙突支持構造１２で支持すると共に、煙突支持架構３の各段の水平材７，９，１０，１１と煙突２との間に、所定のばね定数を有するばね２０、および所定の減衰係数を有する粘性ダンパ２１をそれぞれ配置することにより、煙突２と煙突支持架構３からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構１の固有振動数とが同調して、または減衰機構２２および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備４１の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備４１の耐震性は向上する。また、ボイラ設備４１を上述したような構造にすることにより、ボイラ設備４１全体の耐震性が向上するので、ボイラ設備４１を大規模化する必要がなく、ボイラ設備４１の建設コストが抑制される。
【実施例２】
【００５１】
以下に、本発明の第２の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第２の実施例に係るボイラ設備は、上述した第１の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置位置を変えたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第１の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。
【００５２】
図１０は、本発明の第２の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【００５３】
本発明の第２の実施例に係るボイラ設備では、図１０に示すように、煙突２が煙突支持架構３の最下段の水平材７に配置される煙突支持構造１２に支持されている。ボイラ缶（図示せず）とボイラ支持架構１との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる第二の減衰機構が配置される。
【００５４】
各段の水平材８，９，１０，１１と煙突２との間に、煙突２と煙突支持架構３とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる減衰機構２２が配置される。ばね２０のばね定数、および粘性ダンパ２１の減衰係数は、下記表２に示すように、それぞれ調整されている。
【００５５】
【表２】
2006002387.tif 000004
【００５６】
ボイラ設備４３の基部におけるせん断力は、対策をする前では３８４１６ｋＮであり、対策をした後では２５８７２ｋＮであった。よって、煙突２を煙突支持架構３の最下段の水平材７に配置される煙突支持構造１２で支持すると共に、上述したような位置にばね２０および粘性ダンパ２１をそれぞれ配置することにより、煙突２と煙突支持架構３からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構１の固有振動数とが同調して、または減衰機構２２および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備４３の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備４３の耐震性は向上する。
【実施例３】
【００５７】
以下に、本発明の第３の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第３の実施例に係るボイラ設備は、上述した第１の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置位置を煙突の長さに応じて変えたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第１の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。
【００５８】
図１１は、本発明の第３の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【００５９】
本発明の第３の実施例に係るボイラ設備では、図１１に示すように、煙突２が最上段の水平材１１に配置される煙突支持構造１２に支持されている。ボイラ缶（図示せず）とボイラ支持架構１との間に、前記ボイラ缶とボイラ支持架構１とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる第二の減衰機構が配置される。
【００６０】
各段の水平材７，８，９，１０と煙突２との間に、煙突２と煙突支持架構３とを連結するばね２０および粘性ダンパ２１からなる減衰機構２２が配置される。ばね２０のばね定数、および粘性ダンパ２１の減衰係数は、下記表３に示すように、それぞれ調整されている。
【００６１】
【表３】
2006002387.tif 000005
【００６２】
ボイラ設備４５の基部におけるせん断力は、対策をする前では３８４１６ｋＮであり、対策をした後では２６５７８ｋＮであった。よって、煙突２を煙突支持架構３の最上段の水平材１１に配置される煙突支持構造１２で支持すると共に、上述したような位置にばね２０および粘性ダンパ２１をそれぞれ配置することにより、煙突２と煙突支持架構３からなる煙突全体の固有振動数とボイラ支持架構１の固有振動数とが同調して、または減衰機構２２および前記第二の減衰機構がエネルギー吸収振動体として機能して、ボイラ設備４５の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備４５の耐震性は向上する。
【実施例４】
【００６３】
以下に、本発明の第４の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第４の実施例に係るボイラ設備は、上述した第１の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置高さaと煙突長さbとの比を同じにして、煙突の長さを長くしたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第１の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。
【００６４】
図１２は、本発明の第４の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【００６５】
本発明の第４の実施例に係るボイラ設備では、図１２に示すように、煙突支持架構３が垂直方向に３段の水平材５を有し、煙突２が煙突支持架構３における中央の段（下から第２段）の水平材５に配置される煙突支持構造１２に支持されている。煙突の高さＨ2は、２５ｍである。
【００６６】
ボイラ設備４７の基部におけるせん断力は、対策をする前では３６０８４ｋＮであり、対策をした後では３６００５ｋＮであった。よって、煙突２を煙突支持架構３における中央の段の水平材５に配置される煙突支持構造１２で支持することにより、ボイラ設備４７の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備４７の耐震性は向上する。
【実施例５】
【００６７】
以下に、本発明の第５の実施例に係るボイラ設備について、図を用いて具体的に説明する。第５の実施例に係るボイラ設備は、上述した第１の実施例に係るボイラ設備における煙突支持構造の配置高さaと煙突長さbとの比を同じにして、煙突の長さを長くしたものであり、このボイラ設備と同じ構造を有する。ボイラ缶、ボイラ支持架構、煙突、および煙突支持架構の構造は、第４の実施例に係るボイラ設備と同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。
【００６８】
図１３は、本発明の第５の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【００６９】
本発明の第５の実施例に係るボイラ設備では、図１３に示すように、煙突支持架構１２が垂直方向に９段の水平材５を有し、煙突２が煙突支持架構３における中央の段（下から第５段）の水平材５に支持されている。この煙突２の高さＨ3は、１００ｍである。
【００７０】
ボイラ設備４９の基部におけるせん断力は、対策をする前では３４５５５ｋＮであり、対策をした後では３２０１７ｋＮであった。よって、煙突２を煙突支持架構３における中央の段の水平材５に配置される煙突支持構造１２で支持することにより、ボイラ設備４９の基部におけるせん断力が小さくなり、ボイラ設備４９の耐震性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラ設備の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持構造の一例の側面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の一実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るボイラ設備に用いられる煙突支持架構の他実施形態に減衰機構を設置した状態の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の他の実施形態を示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態であるボイラ設備に用いられる煙突支持構造の更に他の実施形態を示し、（ａ）はその平面、（ｂ）はその側面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係るボイラ設備に用いられるボイラ支持架構の斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【図１２】本発明の第４の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【図１３】本発明の第５の実施例に係るボイラ設備の概略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      ボイラ支持架構
２      煙突
３      煙突支持架構
４      縦材
５      水平材
６      斜め材
７      最下段の水平材
８      第二段の水平材
９      第三段の水平材
１０    第四段の水平材
１１    最上段の水平材
１２    煙突支持構造
１３    上側リングフランジ
１４    下側リングフランジ
１５    リブ
１６    ボルト
１７    ナット
２０    ばね
２１    粘性ダンパ
２３    ボイラ設備
【図１】
2006002387.tif 000006
【図２】
2006002387.tif 000007
【図３】
2006002387.tif 000008
【図４】
2006002387.tif 000009
【図５】
2006002387.tif 000010
【図６】
2006002387.tif 000011
【図７】
2006002387.tif 000012
【図８】
2006002387.tif 000013
【図９】
2006002387.tif 000014
【図１０】
2006002387.tif 000015
【図１１】
2006002387.tif 000016
【図１２】
2006002387.tif 000017
【図１３】
2006002387.tif 000018