(57)【要約】【課題】炉壁へのバックステイの取り付けを容易にしてボイラ建設期間の短縮とボイラ建設費用の節減を可能にする。【解決手段】ボイラ火炉４の炉壁１の外部に水平に配置されるバックステイ５のフランジ面７に、水平方向に延びる長孔８を備えた上側スライド金具９と下側スライド金具１０が上下に間隔を有して予め溶接固定されており、バックステイ５に備えた上側スライド金具９の上部と、下側スライド金具１０の下部に位置するよう、曲り部１４によって凸状に形成された上側支持金具１５と下側支持金具１６の両脚部１４ａが炉壁１の外面に予め溶接固定されており、バックステイ５に固定した上側スライド金具９と下側スライド金具１０が上側支持金具１５と下側支持金具１６の間に位置するようにバックステイ５を配置し、上側支持金具１５及び下側支持金具１６の曲り部１４と上側スライド金具９及び下側スライド金具１０の長孔８との間に係止ピン１７を挿通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ火炉の炉壁の外部に水平に配置されるバックステイのフランジ面に、水平方向に延びる長孔を備えた上側スライド金具と下側スライド金具が上下に間隔を有して予め溶接固定されており、前記バックステイに備えた上側スライド金具の上部と、下側スライド金具の下部に位置するよう、曲り部によって凸状に形成された上側支持金具と下側支持金具の両脚部が前記炉壁の外面に予め溶接固定されており、前記バックステイに固定した上側スライド金具と下側スライド金具が前記上側支持金具と下側支持金具の間に位置するようにバックステイを配置し、前記上側支持金具及び下側支持金具の曲り部と前記上側スライド金具及び下側スライド金具の長孔との間に係止ピンを挿通するようにしたことを特徴とするボイラ火炉の支持装置。
【請求項２】
前記上側スライド金具及び下側スライド金具には、長孔の長手方向に沿って延びる長孔補強材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のボイラ火炉の支持装置。
【請求項３】
前記上側支持金具及び下側支持金具の両脚部は、前記炉壁を構成するフィンに固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラ火炉の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ火炉の外側にバックステイを備えているボイラ火炉の支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所等のボイラ火炉は、水管としての炉壁管をフィンを介して多数溶接接続することにより矩形形状の炉壁を構成しており、この炉壁は強度が低いために、ボイラ火炉の炉壁は通常、吊り下げ装置によって上部から吊り下げて支持している。ボイラ火炉内では燃焼が行われるため、炉壁は加熱されて下方及び横方向へ熱膨張するが、前記したようにボイラ火炉を吊り下げて支持すると上記したような炉壁の延びを許容することができる。
【０００３】
一方、前記した如く炉壁は強度が低いために、ボイラ火炉内部の燃焼による加熱によって変形する問題がある。又、ボイラ火炉内の燃焼ガスが外部へ噴出する問題を防止するために、大気圧に対しボイラ火炉内の圧力を低くして負圧で運転するようにしたボイラ火炉においては、内部の圧力が低いことによって前記炉壁が内側へ凹む現象を生じる問題がある。
【０００４】
このため、上記したようなボイラ火炉の炉壁が変形する問題を防止するために、ボイラ火炉の外周には、前記炉壁の変形を防止するためのバックステイを多段に備えることが行われている。
【０００５】
炉壁の外側に、バックステイとテンションバーを備えているボイラ火炉の支持装置はある（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１の支持装置では、炉壁の外面に帯状の支持バー（テンションバー）を水平に配置しており、該テンションバーの上下幅端に引っ掛けて支持するようにした上側と下側の係合ラグを炉壁のチューブ（炉壁管）に溶接固定している。この構成によると、テンションバーの荷重は係合ラグを介して炉壁に支持され、しかも係合ラグとテンションバーは水平方向には相対的に移動が可能であるため、炉壁とテンションバーの水平方向の伸び差は許容されるようになっている。
【０００７】
更に、前記テンションバーの外側には、Ｉ形鋼からなるバックステイが水平に配置されており、前記テンションバーの外面には上下に延びる板状の隔離体が溶接により固定され、更に、前記バックステイのフランジの上下幅端に引っ掛けて支持する上側と下側の支持ラグが前記隔離体に溶接固定されて、前記バックステイを支持している。この構成によると、バックステイの荷重は支持ラグ、隔離板、テンションバー及び係合ラグを介して炉壁により支持され、しかも支持ラグとバックステイは水平方向には相対的に移動可能であるため、炉壁とバックステイの水平方向の伸び差は許容されるようになっている。Ｉ形鋼からなる前記バックステイは大きな曲げ強度を有しているので、バックステイによって前記炉壁の変形は防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−１０１８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記バックステイは、炉壁に対して例えば上下に３メートルの間隔で配置されており、又、前記バックステイを支持ラグによって支持する支持点は、バックステイの長手方向に例えば６６センチメートルの間隔で設けるようにしている。このため、例えば３５０ＭＷ級のボイラ火炉においては、１缶当たり１３００箇所の支持点が備えられることになる。
【００１０】
ここで、特許文献１において炉壁の外側にバックステイを支持するためには、現地において、先ずテンションバーの外面に隔離板を溶接により固定し、続いて、隔離板に対して上側と下側の支持ラグを夫々溶接により固定するため、１つの支持点において３個所の現地溶接作業が必要であった。
【００１１】
このため、前記したように１缶当たり１３００箇所の支持点を有するボイラ火炉の場合には、前記特許文献１では３９００箇所の現地溶接作業が必要となり、溶接作業に膨大な時間と労力を要し、よって、ボイラ建設期間とボイラ建設費用が大幅に増加するという問題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、炉壁へのバックステイの取り付けを容易にしてボイラ建設期間の短縮とボイラ建設費用の節減を可能にしたボイラ火炉の支持装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ボイラ火炉の炉壁の外部に水平に配置されるバックステイのフランジ面に、水平方向に延びる長孔を備えた上側スライド金具と下側スライド金具が上下に間隔を有して予め溶接固定されており、前記バックステイに備えた上側スライド金具の上部と、下側スライド金具の下部に位置するよう、曲り部によって凸状に形成された上側支持金具と下側支持金具の両脚部が前記炉壁の外面に予め溶接固定されており、前記バックステイに固定した上側スライド金具と下側スライド金具が前記上側支持金具と下側支持金具の間に位置するようにバックステイを配置し、前記上側支持金具及び下側支持金具の曲り部と前記上側スライド金具及び下側スライド金具の長孔との間に係止ピンを挿通するようにしたことを特徴とするボイラ火炉の支持装置、に係るものである。
【００１４】
上記ボイラ火炉の支持装置において、前記上側スライド金具及び下側スライド金具に、長孔の長手方向に沿って延びる長孔補強材を備えることは好ましい。
【００１５】
又、上記ボイラ火炉の支持装置において、前記上側支持金具及び下側支持金具の両脚部が、前記炉壁を構成するフィンに固定されたことは好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のボイラ火炉の支持装置によれば、炉壁へのバックステイの取り付けを容易にしてボイラ建設期間の短縮とボイラ建設費用の節減が図れるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明のボイラ火炉の支持装置の一実施例を示す一部切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＩ−Ｉ方向から見た平面図である。
【図２】（ａ）はバックステイのフランジ面に上側スライド金具と下側スライド金具を固定する状態を示す側面図、（ｂ）は（ａ）をＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【図３】（ａ）は炉壁の外面に上側支持金具と下側支持金具を固定する状態を示す側面図、（ｂ）は（ａ）をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１は本発明のボイラ火炉の支持装置の一実施例を示すもので、１は水管としての炉壁管２をフィン３を介して多数溶接接続することにより矩形形状のボイラ火炉４を形成する炉壁を示しており、該炉壁１の外側には、該炉壁１の変形を防止するためのバックステイ５が水平に備えられて該バックステイ５を炉壁１に支持する支持装置５０（支持点）が構成されている。又、前記炉壁１の外側には、テンションバー６が従来と同様の方法によって配置されている。
【００２０】
バックステイ５はウェブ５ａとフランジ５ｂを有するＩ形鋼であり、バックステイ５のフランジ面７には、水平方向に延びる長孔８を備えた上側スライド金具９と下側スライド金具１０が上下に間隔を有して溶接固定されている。
【００２１】
図１のスライド金具９，１０は、狭幅の板材の両端を同方向に９０゜に曲げることにより長辺部１１ａと短辺部１１ｂを形成した案内部材１１を有しており、且つ前記短辺部１１ｂ，１１ｂ間には、前記長辺部１１ａとの間に長孔８を形成するように狭幅の係止板１２を溶接固定している。図１（ａ）では上側スライド金具９の下側と、下側スライド金具１０の上側にのみ前記係止板１２を備えているが、各スライド金具９，１０の上下に前記係止板１２を備えてもよい。
【００２２】
更に、前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０の長辺部１１ａの外面には、長孔８と平行に延びる長孔補強材１３を溶接固定している。この長孔補強材１３はＣ形チャンネル材の両側の脚辺をスライド金具９，１０の外面に溶接固定しており、軽量なＣ形チャンネル材によって前記長孔８の強度を高めるようにしている。前記長孔補強材１３は、前記テンションバー６の外面に対して隙間を有する寸法に形成されている。
【００２３】
一方、前記炉壁１の外面には、曲り部１４によって凸状に形成された上側支持金具１５と下側支持金具１６の脚部１４ａが溶接固定されている。前記上側支持金具１５は前記バックステイ５に備えた上側スライド金具９の上部に位置し、前記下側支持金具１６は前記下側スライド金具１０の下部に位置し、前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０が、上側支持金具１５と下側支持金具１６との間に適宜の隙間を有して挿入される間隔で固定される。前記支持金具１５，１６は、前記炉壁１を構成するフィン３に溶接固定している。尚、前記支持金具１５，１６は、前記フィン３に固定することが好ましいが、前記炉壁管２に溶接固定してもよい。
【００２４】
前記バックステイ５に固定した上側スライド金具９と下側スライド金具１０が、前記炉壁１に固定した上側支持金具１５と下側支持金具１６の間に挿入されるようにバックステイ５を配置し、前記上側支持金具１５及び下側支持金具１６の曲り部１４と前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０の長孔８とを一致させた状態において、前記曲り部１４と長孔８に挿通するようにした係止ピン１７を備えている。この係止ピン１７は上端にワッシャ１８を備えており、このワッシャ１８によって係止ピン１７が抜け落ちるのを防止している。又、前記係止ピン１７の下端に孔１９を設けて該孔１９に割りピン２０を挿入することにより、係止ピン１７が上側へ抜けるのを防止するようにしてもよい。
【００２５】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【００２６】
本発明の支持装置５０を構成するには、図２に示すように、工場等において、バックステイ５のフランジ面７に、前記上側スライド金具９と下側スライド金具１０を上下に間隔を隔てて溶接固定する。この時、スライド金具９，１０を構成する前記案内部材１１には係止板１２と長孔補強材１３が予め溶接固定されていてもよく、又、前記案内部材１１をバックステイ５のフランジ面７に溶接固定した後で、案内部材１１に係止板１２と長孔補強材１３を溶接固定してもよい。前記スライド金具９，１０は、前記炉壁１の外面に固定される支持金具１５，１６の前記曲り部１４に前記長孔８が一致するように予め寸法が定められている。
【００２７】
一方、図３に示すように、工場等において、ボイラ火炉４を構成するよう予め分割されて製造されるパネル状の炉壁１の外面に、曲り部１４によって凸状に形成された上側支持金具１５と下側支持金具１６を溶接固定する。この時、上側支持金具１５は前記バックステイ５に備えた上側スライド金具９の上部に位置し、前記下側支持金具１６は前記下側スライド金具１０の下部に位置して、前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０が、上側支持金具１５と下側支持金具１６との間に適宜の隙間を有して挿入されるように溶接固定する。図３では、炉壁１の外側にテンションバー６を備えた場合を示しているが、このテンションバー６は図１のようにボイラ火炉１が構成された後に、炉壁１の外側に設置することができる。
【００２８】
上記したように工場等で上側支持金具１５と下側支持金具１６を溶接固定した炉壁１は現地に運ばれて組み付けを行うことによりボイラ火炉４が構成され、その後、工場等で上側スライド金具９と下側スライド金具１０が溶接固定されたバックステイ５を吊り上げ、該バックステイ５に固定した上側スライド金具９と下側スライド金具１０が前記上側支持金具１５と下側支持金具１６の間に位置するようにバックステイ５を挿入配置し、前記上側支持金具１５及び下側支持金具１６の曲り部１４と前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０の長孔８との間に係止ピン１７を挿通すると、支持装置５０が構成される。
【００２９】
上記支持装置５０では、前記上側支持金具１５及び下側支持金具１６の曲り部１４と前記上側スライド金具９及び下側スライド金具１０の長孔８とに挿通された係止ピン１７によってバックステイ５が転倒する荷重（転倒モーメント）が支持され、且つ、前記下側スライド金具１０が下側支持金具１６に当接することによってバックステイ５の荷重は炉壁１に支持される。前記支持金具１５，１６の曲り部１４に挿通された係止ピン１７はスライド金具９，１０の長孔８に沿って移動することができ、これにより炉壁１とバックステイ５は水平方向へ相対的に移動可能になる。上記した支持装置５０によれば、炉壁１の水平方向への熱膨張を許容するように炉壁１にバックステイ５を設置することができ、且つ、バックステイ５によって炉壁１の変形を拘束することができる。
【００３０】
本発明者は、前記支持金具１５，１６及び前記スライド金具９，１０を１ミリメートルの寸法誤差に収まるように製造して、前記支持金具１５，１６を炉壁１に溶接固定すると共に、支持金具１５，１６をバックステイ５のフランジ面７に溶接固定しておき、前記炉壁１により構成したボイラ火炉４の炉壁１に、前記バックステイ５を取り付ける作業を実施した。このとき、組み立てられた炉壁１には曲がりが存在していたが、炉壁１の強度は比較的低いため、前記炉壁１をチェーンブロック等により引っ張る作業、又は、楔などによる押し込む作業を行うことにより、前記支持金具１５，１６の曲り部１４と前記スライド金具９，１０の長孔８とを容易に一致させて係止ピン１７を挿通することができた。
【００３１】
従って、現地では係止ピン１７を差し込むのみであり、従来実施されているような現地での膨大な溶接作業は省略することができ、よって炉壁１にバックステイ５を設置する作業が著しく容易になりボイラ建設期間の短縮とボイラ建設費用の節減を図ることができる。
【００３２】
尚、本発明のボイラ火炉の支持装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、種々のボイラ火炉に適用できること、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は勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１  炉壁
３  フィン
４  ボイラ火炉
５  バックステイ
７  フランジ面
８  長孔
９  上側スライド金具
１０  下側スライド金具
１３  長孔補強材
１４  曲り部
１４ａ        脚部
１５  上側支持金具
１６  下側支持金具
１７  係止ピン
５０  支持装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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