(57)【要約】【課題】ボイラから所定値以上の地震荷重が伝達された場合に建屋の特定部位を損壊させることによって修復作業の負担を軽減させる。【解決手段】ボイラ本体を収納かつ吊り下げ支持する建屋本体と、固定部を介して上記建屋本体に固定され、ボイラ本体に作用する地震荷重が伝達されるバンパー部とを備えたボイラ収納用建屋であって、上記固定部は、所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する主破断部ａと、該主破断部ａが破断した状態で所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する副破断部ｂとを備える。【選択図】              図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ本体を収納かつ吊り下げ支持する建屋本体と、固定部を介して前記建屋本体に固定され、ボイラ本体に作用する地震荷重が伝達されるバンパー部とを備えたボイラ収納用建屋であって、
前記固定部は、所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する主破断部と、該主破断部が破断した状態で所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する副破断部とを備えることを特徴とするボイラ収納用建屋。
【請求項２】
前記主破断部は、前記固定部と前記バンパー部あるいは前記建屋本体と固定する主破断ピンと、該主破断ピンが挿通される主貫通孔とを備え、
前記副破断部は、前記固定部と前記バンパー部あるいは前記建屋本体とを固定する副破断ピンと、該副破断ピンが挿通され、前記主貫通孔よりも大きな副貫通孔とを備える
ことを特徴とする請求項１記載のボイラ収納用建屋。
【請求項３】
前記固定部は、前記主破断部及び前記副破断部が破断した場合に、前記バンパー部が落下しないように支持する落下防止部をさらに備え、該落下防止部は、前記固定部と前記バンパー部あるいは前記建屋本体とを固定する落下防止ピンと、該落下防止ピンが挿通され、前記副貫通孔よりも大きな落下防止ピン用貫通孔から構成されることを特徴とする請求項２記載のボイラ収納用建屋。
【請求項４】
前記主破断部及び／あるいは副破断部及び／あるいは落下防止部は、前記固定部に複数備えられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のボイラ収納用建屋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ収納用建屋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震が発生した場合、ボイラ本体に作用する地震荷重を低減させるために、ボイラ本体に作用する地震荷重を建屋の柱等の鉄骨に伝達させる必要がある。特に吊り下げ式のボイラ本体の場合には、地震荷重によるボイラ本体の揺れが大きい。そこでボイラ本体に作用する地震荷重を低減させるために、具体的には、吊り下げ式のボイラ本体の周囲に建屋に固定したバンパー柱を複数設置している。そして、ボイラ本体の周面に設置されたバックステーの所定箇所に各バンパー柱の両側面を挟み込むようにブラケット状の地震荷重伝達部を複数設置している。なお、地震荷重伝達部とバンパー柱との間には約５ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。
【０００３】
このような吊り下げ式のボイラ本体に地震荷重が作用して、ボイラ本体が水平方向に振動すると、地震荷重伝達部がバンパー柱の側面と当接する。そして、ボイラ本体の振動は地震荷重伝達部がバンパー柱の側面と当接することによって抑制され、地震荷重はバンパー柱を介して建屋に伝達される。このようにしてボイラ収納用建屋は、ボイラ本体に大きな地震荷重が作用するのを抑制している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０４５０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、上記建屋には、ボイラ本体から大きな地震荷重を伝達された場合に、自らの一部が損壊することによって、自らの主要部及び全体が損壊をすることを防止するような工法が施されている。しかしながら、従来の工法では、主要部及び全体の損壊を防止することはできるが、建屋のどの部位が損壊するか分からないため、損壊後の修復作業の負担が大きかった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ボイラ本体から所定値以上の地震荷重が伝達された場合に建屋の特定部位を損壊させることによって修復作業の負担を軽減させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、ボイラ本体（２）を収納かつ吊り下げ支持する建屋本体（１）と、固定部（７〜９）を介して上記建屋本体（１）に固定され、ボイラ本体（２）に作用する地震荷重が伝達されるバンパー部（５）とを備えたボイラ収納用建屋であって、上記固定部（７〜９）は、所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する主破断部（ａ）と、該主破断部（ａ）が破断した状態で所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する副破断部（ｂ）とを備えるという構成を採用する。
【０００８】
第２の手段として、上記第１の手段において、上記主破断部（ａ）は、上記固定部（７，８）と上記バンパー部（５）あるいは上記建屋本体（１）と固定する主破断ピン（ａ１）と、該主破断ピン（ａ１）が挿通される主貫通孔（ａ２）とを備え、上記副破断部（ｂ）は、上記固定部（９）と上記バンパー部（５）あるいは上記建屋本体（１）とを固定する副破断ピン（ｂ１）と、該副破断ピン（ｂ１）が挿通され、上記主貫通孔（ａ２）よりも大きな副貫通孔（ｂ２）とを備えるという構成を採用する。
【０００９】
第３の手段として、上記第２の手段において、上記固定部（７〜９）は、上記主破断部（ａ）及び上記副破断部（ｂ）が破断した場合に、上記バンパー部（５）が落下しないように支持する落下防止部（ｃ）をさらに備え、該落下防止部（ｃ）は、上記固定部（７〜９）と上記バンパー部（５）あるいは上記建屋本体（１）とを固定する落下防止ピン（ｃ１）と、該落下防止ピン（ｃ１）が挿通され、上記副貫通孔（ｂ２）よりも大きな落下防止ピン用貫通孔（ｃ２）から構成されるという構成を採用する。
【００１０】
第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、上記主破断部（ａ）及び／あるいは副破断部（ｂ）及び／あるいは落下防止部（ｃ）は、上記固定部（７〜９）に複数備えられているという構成を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るボイラ収納用建屋の一実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るボイラ収納用建屋の断面概略図である。この図において、符号１は建屋本体、２はボイラ本体、３はボイラ吊下げ金具、４はバックステー、５はバンパー柱（バンパー部）、６は地震荷重伝達部である。
【００１３】
建屋本体１は、例えばＨ鋼やＩ鋼を垂直方向に組み上げることによって形成されており、ボイラ本体２を収納するように形成されている。ボイラ本体２は、中空の略円筒形状の圧力容器であり、上記建屋本体１の上部１ａに複数のボイラ吊下げ金具３によって吊り下げ状態に支持されている。このボイラ本体２の周面上には、ボイラ本体２内部が加熱されること等によるボイラ本体２の膨張・収縮を抑制するためのバックステー４が螺旋状に設置されている。
【００１４】
建屋本体１とボイラ本体２との間には、建屋本体１に固定されたバンパー柱５が垂直状態に複数設置されている。なお、図示しないが、バンパー柱５は、図１におけるボイラ本体２の左右のみならず前後にも各々設置されている。地震荷重伝達部６は、ブラケット状に形状設定されており、バックステー４の所定箇所に各バンパー柱５の両側面を挟み込むように複数設置されている。
【００１５】
図２は、バンパー柱５周囲の詳細構成を上方から見た平面図である。この図に示すように、バンパー柱５の上記地震荷重伝達部６に対向した面には、クリアランス調整ボルト５ａ〜５ｃが各々設けられている。また、地震荷重伝達部６にもバンパー柱５に設けられたクリアランス調整ボルト５ａ〜５ｃに対向するようにクリアランス調整ボルト６ａ〜６ｃが設けられている。これらクリアランス調整ボルト５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃを調節することによって、バンパー柱５と地震荷重伝達部６とのクリアランスは調整される。
【００１６】
バンパー柱５の建屋本体１側の面には水平に姿勢設定された支持板５ｄと該支持板５ｄの上方に水平に姿勢設定された支持板５ｅとが設置されている。また、図示するように、建屋本体１にも支持板５ｄと同じ高さに水平に姿勢設定された支持板１ｂ，１ｃが支持板５ｄの斜め方向に各々設置されている。また、建屋本体１には、支持板１ｂと支持板１ｃとに挟まれるように、かつ、支持板５ｅと同じ高さにバンパー柱支持鋼材１ｄが設置されている。
【００１７】
そして、支持板５ｄと支持板１ｂとは固定部７によって固定されており、支持板５ｄと支持板１ｃとは固定部８によって固定されている。また、支持板５ｅとバンパー柱支持鋼材１ｄとは固定部９によって固定されている。すなわち、バンパー柱５は固定部７〜９によって建屋本体１に固定されている。
【００１８】
図３は、支持板５ｄと固定部７とが連結している部位Ａの断面図である。この図に示すように、支持板５ｄは、固定部上部７ａと固定部下部７ｂとによって上下方向に挟み込まれている。そして、これら支持板５ｄ、固定部上部７ａ及び固定部下部７ｂは、耐力破断１次ピンａ１（主破断ピン）、耐力破断２次ピンｂ１（副破断ピン）及び耐力破断３次ピンｃ１（落下防止ピン）によってボルト締めされている。なお、耐力破断１次ピンａ１及び耐力破断２次ピンｂ１は、建屋本体１に用いられる鋼材よりも剛性が若干低く設定されており、所定値以上（例えば０．２Ｗ以上）の地震荷重が作用した場合に破断する。
【００１９】
また、耐力破断１次ピンａ１が挿通する貫通孔ａ２（主貫通孔）は、耐力破断１次ピンａ１が丁度収まる丸穴であるのに対し、耐力破断２次ピンｂ１が挿通する貫通孔ｂ２（副貫通孔）は、図示すように、固定部７の長さ方向に長い長穴であり、耐力破断３次ピンｃ１が挿通する貫通孔ｃ２（落下防止ピン用貫通孔）は、貫通孔ｂ２よりもさらに固定部７の長さ方向に長い長穴である。
【００２０】
なお、本発明に係る主破断部ａは、上記耐力破断１次ピンａ１及び貫通孔ａ２から構成されており、本発明に係る副破断部ｂは、上記耐力破断２次ピンｂ１及び貫通孔ｂ２から構成されており、本発明に係る落下防止部は、上記耐力破断３次ピンｃ１及び貫通孔ｃ２から構成されている。
【００２１】
そして、図２に示すように、支持板５ｄと固定部７とが連結している部位Ａには、主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃが各々２個設けられている。また、支持板１ｂと固定部７とが連結している部位Ｂ、支持板５ｄと固定部８とが連結している部位Ｃ及び支持板１ｃと固定部８とが連結している部位Ｄにも主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃが各々２個設けられている。
【００２２】
図４は、固定部９の設置部位Ｅ（図２参照）の断面図である。この図に示すように、支持板５ｅ及びバンパー柱支持鋼材１ｄは、固定部上部９ａと固定部下部９ｂとによって挟み込まれている。そして、図示するように、支持板５ｅ、固定部上部９ａ及び固定部下部９ｂとの連結部位Ｅ１及びバンパー柱支持鋼材１ｄ、固定部上部９ａ及び固定部下部９ｂとの連結部位Ｅ２にも上記主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃが各々２個設けられている。
【００２３】
次に、このよう構成された本実施形態に係るボイラ収納用建屋の動作ついて説明する。
【００２４】
地震が発生することによってボイラ本体２に地震荷重が作用すると、ボイラ本体２は水平方向に振動する。ボイラ本体２が振動すると、地震荷重伝達部６がバンパー柱５の側面と当接する。その結果、ボイラ本体２に作用した地震荷重はバンパー柱５に伝達されるのでボイラ本体２の振動が抑制され、ボイラ本体２の地震荷重による損壊が防止される。
【００２５】
この場合、バンパー柱５に伝達された地震荷重は、上記固定部７〜９を介して建屋本体１に伝達される。上記貫通孔ｂ２，ｃ２が固定部７〜９の長さ方向に長い長穴であるのに対して貫通孔ａ２は耐力破断１次ピンａ１が丁度収まる丸穴であるので、固定部７〜９に作用する地震荷重による水平応力は、耐力破断１次ピンに作用する。
【００２６】
ところで、大規模な地震が発生し、ボイラ本体２に大きな地震荷重が作用すると、バンパー柱５に伝達された地震荷重は上記固定部７〜９を介して建屋本体１に伝達されるが、バンパー柱５に伝達された地震荷重が所定値以上の場合、建屋本体１を構成する鋼材よりも若干剛性の低い耐力破断１次ピンａ１が破断する。なお、貫通孔ｂ２，ｃ２は長穴であるので耐力破断２次ピンｂ２及び耐力破断３次ピンｃ１に作用する水平応力は小さく、結果、耐力破断２次ピンｂ１及び耐力破断３次ピンｃ１は破断しない。
【００２７】
上述の大規模地震が連続的な大きな揺れを伴う場合、耐力破断１次ピンａ１の破断後に再びボイラ本体２に大きな地震荷重が作用することとなる。この場合、貫通孔ｂ２は、貫通孔ｃ２よりも短い長穴であるので、地震荷重による水平応力は耐力破断２次ピンｂ１に作用し、結果、耐力破断２次ピンｂ１が破断し、耐力破断３次ピンｃ１は破断しない。
【００２８】
このように耐力破断１次ピンａ１及びｂ１が破断してもバンパー柱５は、耐力破断３次ピンｃ１によって建屋本体１に固定されているので、バンパー柱５の落下を防止することができる。また、ボイラ本体２から所定値以上の地震荷重が伝達された場合に主破断部ａあるいは主破断部ａ及び副破断部ｂが破断するので、建屋の特定部位を損壊させることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態において、主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃを支持板５ｄと固定部７とが連結している部位Ａ、支持板１ｂと固定部７とが連結している部位Ｂ、支持板５ｄと固定部８とが連結している部位Ｃ、支持板１ｃと固定部８とが連結している部位Ｄ、支持板５ｂと固定部９とが連結している部位Ｅ１、バンパー柱支持鋼材１ｄと固定部９とが連結している部位Ｅ２に各々２個設けた。しかしながら、主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃは各固定部７〜９のどちらかの一端に設けられていれば良く。例えば、支持板１ｂと固定部７、支持板１ｃと固定部８、バンパー柱支持鋼材１ｄと固定部９は溶接等によって連結させても良い。また、主破断部ａ、副破断部ｂ及び落下防止部ｃは連結部位Ａ〜Ｄ，Ｅ１，Ｅ２に各々２個以上設置していも良い。
【００３０】
（２）上記実施形態において、貫通孔ｂ２及び貫通孔ｃ２を固定部７〜９の長さ方向に長い長穴とした。しかしながら、例えば、固定部９に形成される貫通孔ｂ２及び貫通孔ｃ２を固定部９の長さ方向に長い長穴とし、固定部７及び固定部８に形成される貫通孔ｂ２及び貫通孔ｃ２を固定部９に形成された貫通孔ｂ２及び貫通孔ｃ２と直交する方向に長い長穴としても良い。
【００３１】
（３）上記実施形態において、貫通孔ｂ２を貫通孔ａ２よりも大径に形成し、貫通孔ｃ２を貫通孔ｂ２よりも大径に形成しても良い。なお、この場合、耐力破断２次ピンｂ１の頭部の径を貫通孔ｂ２よりも大径に設定し、耐力破断３次ピンｃ１の頭部の径を貫通孔ｃ２よりも大径に設定する必要がある。
【００３２】
（４）上記実施形態において、耐力破断３次ピンｃ１まで設けた。しかしながら、貫通孔ｃ２よりも長い長穴を形成して耐力破断４次ピン、あるいはもっと高次の耐力破断ｎ次ピンを設けても良い。この場合、最も高次の耐力破断ｎ次ピンが本発明に係る落下防止ピンとなり、耐力破断２次ピンから耐力破断（ｎ−１）次ピンまでが本発明に係る副破断ピンとなる。
【００３３】
（５）上記実施形態において、バンパー柱５を固定部７〜９を介して建屋本体１に固定した。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、固定部７及び固定部９の２つの固定部によってバンパー柱５を建屋本体１に固定しても良い。
【００３４】
（６）上記実施形態において、バックステー４の所定部位に地震荷重伝達部６を設置し、ボイラ本体２に作用した地震荷重を地震荷重伝達部６を介してバンパー柱５に伝達した。しかしながら、地震荷重６及びバンパー柱５を設置せずに、本発明に係るバンパー部を弾性設計し、ボイラ本体２の水平方向の振動によって弾性変形するようにボイラ本体２の周面に設置しても良い。
【００３５】
（７）上記実施形態において、バックステー４をボイラ本体２の周面に螺旋状に設置した。しかしながら、バックステー４の形状は、これに限定されるものではなく、ボイラ本体２の膨張・収縮を抑制できれば良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボイラを収納かつ吊り下げ支持する建屋本体と、固定部を介して上記建屋本体に固定され、ボイラに作用する地震荷重が伝達されるバンパー部とを備えたボイラ収納用建屋であって、上記固定部は、所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する主破断部と、該主破断部が破断した状態で所定値以上の地震荷重が伝達された場合に破断する副破断部とを備えるので、ボイラから所定値以上の地震荷重が伝達された場合に建屋の特定部位を損壊させることによって修復作業の負担を軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラ収納用建屋の断面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバンパー柱５周囲の詳細構成を上方から見た平面図である。
【図３】図２における支持板５ｄと固定部７とが連結している部位Ａの断面図である。
【図４】図２における固定部９の設置部位Ｅの断面図である。
【符号の説明】
１……建屋本体
２……ボイラ本体
３……ボイラ吊下げ金具
４……バックステー
５……バンパー柱（バンパー部）
６……地震荷重伝達部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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