(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井壁入口ヘッダーと、天井壁出口ヘッダーと、一方を前記天井壁入口ヘッダーに接続し他方を前記天井壁出口ヘッダーに接続して天井壁を構成するチューブと、前記天井壁を固定する鉄骨と、前記チューブの軸方向と直交する方向に設置されたサポートバーと、前記サポートバーと前記鉄骨とを連結するロッドとを備え、
前記サポートバーを複数に分割し、その分割したサポートバーの前記チューブとの接合部がそれぞれ溶接され、前記分割したサポートバーは隙間をもって連結部材で連結されているとともに、前記分割したサポートバーごとに前記ロッドが配置されていることを特徴とするボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ装置に係り、特にチューブの伸び差を吸収するのに好適なボイラ装置の天井壁支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ボイラ装置の概略構成について、図４〜図９を用いて説明する。そのうち、火炉を中心にその概要を図４に示す。
【０００３】
ボイラ装置は、大きく分けて火炉２４、後部伝熱部２５、複数のチューブで形成された天井壁２６及び鉄骨２７から構成される。天井壁２６は、火炉２４と後部伝熱部２５の上部に配置され、炉内圧をシールするため、薄い鉄板で箱形に形成されたペントハウス３４の内部に位置する。
【０００４】
火炉２４は、下部に複数バーナー２８を配置したウインドボックス２９、複数のスパイラル状に並べたチューブで内壁を形成した火炉本体部３０、チューブを垂直に並べて内壁を形成した火炉上部３１、複数のチューブをまとめて接続した複数の火炉出口ヘッダー３２から構成される。天井壁２６は、複数の天井サポート３３を介して鉄骨２７に固定されている。
【０００５】
次に、天井壁２６について図５を用いて説明する。天井壁２６を構成するチューブ１は、一方を火炉側に設置された複数本の天井壁入口ヘッダー３５に複数本まとめて接続され、他方を後部伝熱部側に設置された天井壁出口ヘッダー３６に接続される。また、火炉上部に設置された複数の火炉出口ヘッダー３２と天井壁入口ヘッダー３５間は複数のチューブで接続されており、これらを平面に展開した図を図６に示す。
【０００６】
これら火炉２４、後部伝熱部２５、天井壁２６は、全て複数本のチューブで構成されており、その内部には流体が流れている。この流体は、火炉の下部から上部に向かって流れるが、火炉下部に設置されたバーナー部で燃焼が行われることにより加熱され、スパイラル状に並べたチューブを上昇し、火炉上部３１の垂直に並べたチューブへと流れる。その後、チューブ内の流体は、数本ごとに火炉上部３１に設置された複数の火炉出口ヘッダー３２に集まり、さらに複数本の天井壁入口ヘッダー３５に分かれて入り、天井壁２６を構成するチューブ１内を天井壁出口ヘッダー３６の方向に流れていく。
【０００７】
ところで、天井サポート３３は図７に模式的に示すように、ロッド３８とサポートバー３９で構成されている。ロッド３８は上端が上部鉄骨と固定され、サポートバー３９は天井壁２６を構成するチューブ１に図９のように溶接され、ロッド３８とサポートバー３９は図７、図８に示すように、ピン４０で連結している。
【０００８】
図５は天井壁２６部の平面図であり、斜線部は図８、図９に示すサポートバー３９を表している。サポートバー３９は、図５に示すように天井壁２６を構成するチューブ１の長手方向に直角でかつ全チューブに渡って１本の連続したものであり、天井壁入口ヘッダー３５と天井壁出口ヘッダー３６との間に数カ所設置されている。
【０００９】
個々のサポートバー３９は、両端でテンションタイ３７と呼ばれる鋼板によってペントハウス３４と接合されている。また図８は１つの天井サポート３３の一部を表したものであるが、ロッド３８は１本のサポートバー３９に対して複数本設置してある。このことにより、天井サポート３３は、ペントハウス３４内の風圧による天井壁２６のチューブ１軸に垂直な方向の力を支持すると共に、天井壁２６の重量を上部鉄骨２７に伝達している。本発明は、そのうちサポートバー３９とチューブ１の接合部に係わり、特にチューブ１の伸び差を吸収するのに好適な接合構造に係わる。
【００１０】
従来のサポートバー３９と天井壁２６を構成するチューブ１との接合部を図８、図９に示す。複数のチューブ１は、同一平面内に平行な状態で配列され、天井壁２６を形成している。このチューブ１の軸方向に直角でかつチューブ１の上部に複数本のサポートバー３９が設置され、サポートバー３９の下部とチューブ１の接触部は溶接で固定している。このサポートバー３９とチューブ１との溶接は、溶接部４１〜４６として図９に示すように千鳥状に行っている。
【００１１】
以上説明した構成のボイラ装置において、火炉を構成するチューブ内の流体に温度のバラツキが生じた場合、その温度のバラツキはそのまま後流側である天井壁入口ヘッダー３５、さらに天井壁２６に持ち込まれるため、天井壁２６を構成するチューブ１の個々の内部流体に温度差が発生する。この温度差によりチューブ１の個々に熱膨張による伸び差が生じた場合、従来構造では上記したごとくチューブ１を一定間隔でサポートバー３９と溶接固定する構造としているので、上記伸び差によりチューブ１の一部が大きく変形することがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、天井壁２６を構成するチューブ１内の流体に温度差が発生し、チューブ１に熱膨張による伸び差が生じた場合、これを吸収できる構造になっておらず、チューブ１の一部が大きく変形することがある。
【００１３】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、天井壁を構成するチューブの変形のないボイラ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、天井壁入口ヘッダーと、天井壁出口ヘッダーと、一方を前記天井壁入口ヘッダーに接続し他方を前記天井壁出口ヘッダーに接続して天井壁を構成するチューブと、前記天井壁を固定する鉄骨と、前記チューブの軸方向と直交する方向に設置されたサポートバーと、前記サポートバーと前記鉄骨とを連結するロッドとを備え、
前記サポートバーを複数に分割し、その分割したサポートバーの前記チューブとの接合部がそれぞれ溶接され、前記分割したサポートバーは隙間をもって連結部材で連結されているとともに、前記分割したサポートバーごとに前記ロッドが配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
従来、１本のサポートバーに個々のチューブを全て溶接固定していたため、チューブの中の最大の伸びと最小の伸びで伸び差が決まっていたが、本発明で示すようにサポートバーを複数に分割する構造としたので、分割ごとにチューブの最大の伸びと最小の伸びで伸び差が決まり、従来に対して少ない伸びでおさめることができる。またサポートバー間を図３に示すように隙間Ｇを確保して連結する構造としているので、サポートバー間のチューブの軸方向の位置ずれを上記隙間で吸収することができる。
【００１６】
従って、サポートバーに溶接固定された個々のチューブ間に伸び差が生じても、チューブの一部が変形するという問題が生じない。
【００１７】
次に本発明の実施の形態を図とともに説明する。図１に示すように本構造は、複数に分割したサポートバー２〜４、このサポートバー２〜４ごとに配置したロッド５〜７、サポートバー２〜４間をつなぐプレート８〜１１（１０，１１は図示せず）、ピン１２〜１５（１４，１５は図示せず）及び、ストッパー１６〜２３（２０〜２３は図示せず）から構成される。ここで、サポートバー２〜４とチューブ１の接合は溶接で行っている。
【００１８】
隣接するサポートバーの連絡部について、サポートバー２，３を例に説明する。サポートバー２，３の接合部の両面の所定位置にプレート８，９を取り付け、ピン１２，１３をプレート８，９とサポートバー２，３に設けた穴に挿通し、ピン１２，１３の両端にストッパー１６〜１９をプレート８，９との間に隙間を確保した状態で取り付けて固定している。ここで、プレート８，９にはプレート８，９とサポートバー２，３を所定位置に取り付けた状態で、クリアランスをもってピン１２，１３が挿通する適当な穴が形成されている。
【００１９】
ここでは、プレート８に丸穴と長穴を形成した例を図２に示したが、双方の穴とも丸穴としたり、もしくは長穴で構成してもよい。またサポートバー２，３に設けたピン１２，１３を挿通する穴も同様、ピン１２，１３に対しクリアランスをもって形成されているのであれば、丸穴でも長穴でもよい。サポートバーとロッド、ロッドと鉄骨間の固定は、従来例で示したものと同様な構造としている。前述の実施の形態は、サポートバーを３分割した例で示したが、２分割、４分割等、他の分割としても同様に実施可能である。また連結部のピンの両端をストッパーで固定する例で示したが、他の固定手段に置き換えることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
サポートバー間に固定した複数のチューブ間の温度差を従来に比べ平準化でき、サポートバー間のチューブ軸方向の伸び差を連結部で吸収できるから、チューブの変形のないボイラ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る天井壁の側面図である。
【図２】その天井壁に使用されるプレートの拡大側面図である。
【図３】その天井壁でのサポートバーの連結を示す一部拡大平面図である。
【図４】火炉の概略構成を示す側面図である。
【図５】火炉の概略構成を示す平面図である。
【図６】その火炉の天井壁を示す展開図である。
【図７】天井サポートを説明するための模式図である。
【図８】従来の天井壁の側面図である。
【図９】従来の天井壁におけるサポートバーとチューブの連結を示す平面図である。
【符号の説明】
１  チューブ
２〜４  サポートバー
５〜７  ロッド
８〜１１  プレート
１２〜１５  ピン
１６〜２３  ストッパー
Ｇ  隙間
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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