JP4905949B2 - コールバンカーとその竪起し方法 - Google Patents

Description

本発明は、石炭焚きボイラ設備に用いられるコールバンカーに係わり、特に現地据付工事において、工期の短縮、作業の安全性確保に適したコールバンカーとその竪起し方法に関する。

石炭焚きボイラ設備の石炭を一次的に貯留するためのコールバンカーの据付工事においてコールバンカーを輸送時の形状から天地を竪起しにより逆転させる作業がある。

これは、コールバンカーの形状が円錐形のバンカーホッパを有する構造であるため、コールバンカーの輸送上又は据付現地で組み立てる場合にホッパ部が上側になる状態で現地に納入され組み立てられるためである。

この対策として、複数のコールバンカ本体を並べて支持する鉄骨性の枠体を構築し、その枠体の一カ所でコールバンカ本体を組み立てて、これに枠体に沿って取付位置までスライドさせて、複数のコールバンカを据え付ける方法が下記特許文献１に記載されている。このコールバンカを据え付ける方法では本体外側に補強部材を取り付けて変形防止を図っている。
特開平５−１７９８０９号公報

前記竪起し作業によるコールバンカーの設置方法を用いると、コールバンカーを宙づりにするため、バンカー本体の吊り点に局部モーメントが掛り、コールバンカーに歪みや変形が発生する可能性がある。すなわち、円錐形のホッパ部側を上側にした状態からコールバンカーを上下反転させてコールバンカーの円筒部外壁の対向位置に設けた一対の吊りピース（トラニオン）を支点にして反転させて円錐形のホッパ部側を下側にした正常な状態にする際に、バンカー壁面の互いに離れた箇所にある吊りピース（トラニオン）を用いて吊る必要があり、吊り点近傍のバンカー壁面に過大な局部曲げモーメントが発生して局部変形を起こす可能性がある。そのためコールバンカーには当該吊り点の歪対策の補強が必要になる。

そこで、従来は対向する円筒部壁面に一対設けられるトラニオンを直結するように仮設の補強梁を円筒部のバンカー内部に掛け渡すことで補強を行っていた。しかしこのような補強梁は仮設部材であるため、コールバンカーの据付後には撤去しなければならない。また、コールバンカー内部での作業は閉所内での作業であるために狭隘で、しかも高所での作業となるため安全対策が必要であり、工数がかかり、工期が長くなるという問題があった。

また、上記特許文献１のコールバンカー据付方法は仮設の枠体を別途設置する必要があり、この場合もコールバンカー据付後は枠体を撤去しなければならないため設備コストが高くつく欠点ががあった。

本発明の課題は、現地据付工事において工期の短縮と作業の安全性確保が図れるコールバンカーとその竪起し方法を提供することである。

本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、石炭焚きボイラ設備に用いられる円筒形状部分と円錐形状部分からなるホッパ部を有するコールバンカーであって、前記ホッパ部の円筒形状部分の外壁面の円周方向の上下二段にそれぞれ上部リングサポートと下部リングサポートと前記上部リングサポートと前記下部リングサポートとの間を橋渡して、前記リングサポートに直交する方向に設けられる補強サポートを設け、吊り上げ時と吊り下げ時の支点となる複数のトラニオンを補強サポートとの結合部の近傍の前記上部リングサポートまたは前記下部リングサポートのいずれかに設けたコールバンカーである。

請求項２記載の発明は、トラニオンとホッパ部の円錐形状部分の頂点部にそれぞれ吊りワイヤの取付部を設けた請求項１記載のコールバンカーである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のコールバンカーのトラニオンとホッパ部の円錐形状部分の頂点部にそれぞれ吊りワイヤを取り付け、次いで各吊りワイヤをそれぞれクレーンを使用してバンカーを地切し、トラニオンに取り付けた吊りワイヤーをクレーンで上げ、ホッパ部の円錐形状部分の頂点部に取り付けた吊りワイヤーを下げ、次いで更に竪起しを続けて、コールバンカーの鉛直方向への竪起しを完了させ、その後、コールバンカーの前記頂点部に取り付けた吊りワイヤーを外して、バンカーを所定箇所に設置することからなるコールバンカーの竪起し方法である。

請求項１〜３記載の発明によれば、石炭焚きボイラ設備に用いられる円錐形のホッパ部を有するコールバンカーの外壁面に設けた上部と下部のリングサポートとこれら両方のリングサポートの間に設けた補強サポートと上部又は下部のリングサポートに設けたトラニオンをバンカー本体と一体構造として、トラニオンを利用して地面に対して吊り上げ、吊り下ろしすることで容易にコールバンカーを所定箇所に竪起して設置することができ、コールバンカー内部作業がなくなるなどの工数低減効果がある。

本発明の発明の実施例を図面と共に説明する。
コールバンカー本体のサイズは、ボイラの容量にも依存するが、概ね８〜１０時間程度の燃焼に利用する量の石炭を貯蔵できる寸法とすることが多い。この程度の容量を有するコールバンカー本体は、図１（ａ）に示す円筒部１と円筒形状部分と円錐形状部分からなるホッパ部２とからなり、例えば２つのブロックに分解し、図１（ｂ）に示すように円筒部１はそのまま地面に設置し、円錐形状のホッパ部２を上下反転した状態で地面に設置する。

ホッパ部２は図１（ｂ）に示す状態から吊り上げた後、上下反転させるが、前記図１（ｂ）に示す円筒部１は上下反転しないで、そのまま上下反転後のホッパ部２の上に据え付けて溶接接続する。

また、２つに分解した円筒部１とホッパ部２の各ブロックの重さは、据付現場で使用する重機の性能等に左右されるが、それぞれ１０〜１００ｔ程度の質量とされることが多い。また、各ブロックの壁面の厚さは６〜２０ｍｍ程度であり、コールバンカー本体の寸法、質量の大きさに比べ、据付工事におけるコールバンカー本体の吊下げ、上下反転等の作業に対するバンカー壁面の強度は、必ずしも十分ではないため、補強が必要となる。

コールバンカー本体の壁面の補強部材として、本実施例では図１（ａ）の円Ａ内の拡大図である図２に示すようにコールバンカー本体のホッパ部２の円筒形状部分の壁面の外周に間隔を隔てて上下一対のリングサポート３、４を設ける。環状のリングサポート３、４は剛性の高いＨ形鋼、Ｃ形鋼などから作製されるが、該リングサポート３及び／又は４の外周の対角線位置には吊りワイヤの端部を取り付ける一対のトラニオン５、５を設けている（図示例はリングサポート３にトラニオン５，５を設けた場合である。）。

図３（ａ）にはリングサポート３に設けたトラニオン５とその周辺部分をホッパ部２の壁面の縦断面に対向する方向から見た構造図（図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面矢視図）を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図であり、トラニオン５とその周辺部分の構造図を示す。トラニオン５はワイヤ６で吊下げ状態でバンカーのホッパ部２を回転させるための支点となるが、トラニオン５上で吊りワイヤ６を滑らせながら、ホッパ部２を回転させるために、吊りワイヤ６が外れ難いようにトラニオン５の先端部には外れ防止部５ａが設けられている。

すなわち、トラニオン５の縦断面形状は円形とし、吊った状態でコールバンカーを回転（竪起し）を可能とするもので、吊りワイヤ６をトラニオン５の表面上で滑らせながら回転させる。

なお、ホッパ部２の円筒形状部分の外壁面には上部リングサポート３と下部リングサポート４の間を接続してトラニオン５の局部モーメントを小さくするための補強サポート８がトラニオン５の近傍に一個以上設けられている。補強サポート８は上下のリングサポート３，４に直交する方向に、その長手方向が配置され、上下のリングサポート３、４を繋ぐために設けられ、必要な強度を備えたＨ鋼、Ｃ鋼などの鋼材からなり、一対のリングサポート３、４同士を溶接で繋ぐ事が出来ればよい。この補強サポート８をホッパ部２の外壁面に接するように配置しても問題は無いが、溶接箇所が増加しないようにするためには、必ずしもホッパ部２の壁面に溶接する必要はなく、ホッパ部２の壁面から浮いた状態でも差し支えない。

また、トラニオン５とリングサポート３及び／又は４の接続によりリングサポート３及び／又は４自体の局部モーメントに対する補強材としてトラニオン５の近傍にはトラニオン部リングサポート補強リブ９を取り付ける。

図３（ａ）に示す例ではリングサポート３を構成するＨ型鋼の上下方向の高さ幅よりさらに長くコールバンカー本体壁面に達するトラニオン部リングサポート補強リブ９を取り付けているが、これはリングサポート３の幅がトラニオン５の径（上下方向の高さ）より小さいためであり、もし、リングサポート３を構成するＨ型鋼の径と同等の長さのトラニオン部リングサポート補強リブ９’を用いる場合には図３（ａ）に代えて図３（ｃ）に示す構成となる。なお、このトラニオン部リングサポート補強リブ９’には厚さは１０ｍｍ程度の鉄板を用いる。図３（ｄ）は吊りワイヤ６をトラニオン５に取り付けた状態を示すトラニオン５とその近傍の外観図である。

上記構成からなるバンカーホッパ部２の吊り上げ時には図４（ａ）に示すようにクレーン吊りワイヤ１１と吊り天秤１２を用いてトラニオン５に設けた吊りワイヤ６で吊り上げる場合にはバンカーホッパ部２の全重量Ｗは一対のトラニオン５、５でそれぞれ半分のＷ／２が分担される。さらにトラニオン設置部分のホッパ部２の壁面で図４（ａ）の円Ａの部分を図４（ｂ）に示すようにモーメントＭが発生する。
Ｍ＝（Ｗ／２）×Ｌ
但し、Ｌはトラニオン５に設けた吊りワイヤ６の部分からホッパ部２の壁面までの長さである。

また、図４（ｂ）の円Ｂの部分を図４（ｃ）に示すように、このとき、発生するモーメントＭによりバンカーホッパ部２の壁面に作用する力Ｆａは次の通りである。
Ｆａ＝Ｍ／Ｌａ
但し、ＬａはモーメントＭが作用するバンカーホッパ部２の壁面の高さ（＝本実施例の場合はトラニオン部リングサポート補強リブ９の長さ）である。

前記長さＬａが小さく、過大な力Ｆａがバンカーホッパ部２の壁面に作用して該壁面に局部変形が生じる。これを防止するために、従来は図７に示すように一対のトラニオン設置部のバンカーホッパ部２の内壁面同士を連結する剛性の大きい連結梁１４を設けていたが、この方法では、連結梁１４が仮設となるので、コールバンカーを所定の場所に設置した後には撤去する必要がある。

そこで、図５に示すように上部のリングサポート３と下部のリングサポート４との間のホッパ部２の外壁面に剛体からなる補強サポート８を設けることで、バンカーホッパ部２の壁面に作用する力Ｆｂは
Ｆｂ＝Ｍ／Ｌｂとなる。但し、長さＬｂは上下リングサポート３，４の上下方向の各中点を結ぶ線の長さである。

ここで
Ｌｂ＞＞Ｌａ
と十分に大きいため、
Ｆｂ＜＜Ｆａ
と力Ｆｂを力Ｆａより十分小さくすることができ、バンカーホッパ部２の壁面の局部変形の発生を抑えることができる。
こうしてバンカーホッパ部２の壁面の局部変形がない状態でコールバンカーを吊り上げることができる。

上記構成からなるバンカーのホッパ部２は図６に示す作業ステップで竪起しが行われる。
ステップ１ではバンカーホッパ部２の竪起しのために、トラニオン５とホッパ部２の円錐形の頂部の両方に吊りワイヤー６をそれぞれ取り付ける。次いでステップ２では、重機２台を使用してバンカーホッパ部２を地切し、ステップ３、４ではトラニオン５に取り付けた方の吊りワイヤ６をクレーンで上げ、ホッパ部２の円錐形の頂部に取り付けた吊りワイヤ６を下げる。ステップ５で更にバンカーホッパ部２を竪起すために地面に一番近いホッパ部２の円錐形の頂部に取り付けた吊りワイヤ６を一箇所外す。次いでステップ６で更に竪起しを続けて、バンカーホッパ部２を垂直に竪起す。その後、ホッパ部２の頂部に取り付けた吊りワイヤ６を外して、ステップ７でバンカーホッパ部２の竪起しを完了して、コールバンカーを所定箇所に設置する。

本発明によれば内部補強用の補強材の取り付けと撤去が不要で、比較的簡便に設置可能なコールバンカーが得られるので石炭焚きボイラの設備コスト低減に資する。

本発明の一実施例のコールバンカーの側面図（図１（ａ））とバンカーを円筒部とホッパ部に分解して設置した場合を示す図（図１（ｂ））である。 図１（ａ）の円Ａ内の拡大図である。 図３（ａ）は本発明の一実施例のコールバンカーのホッパ部壁面の縦断面に対向する方向から見たトラニオン周辺部分の構造図（図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面矢視図）、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図、図３（ｃ）は別実施例のトラニオン周辺部分の構造図、図３（ｄ）は吊りワイヤをトラニオンに取り付けた状態を示すトラニオンとその近傍の外観図である。 本発明の一実施例のコールバンカーのホッパ部をワイヤで吊り上げた時に壁面に作用する力を説明する図である。 ホッパ部の外壁面に補強サポートを取り付けた場合のワイヤ吊り上げ時に壁面に作用する力を説明する図である。 本発明の一実施例のコールバンカーの竪起し作業ステップの説明図である。 従来技術のコールバンカーの側断面図である。

符号の説明

１ 円筒部 ２ ホッパ部
３，４ リングサポート ５ トラニオン
５ａ 外れ防止部 ６ ワイヤ
８ 補強サポート ９，９’ リングサポート補強リブ
１１ クレーン吊りワイヤ １２ 吊り天秤
１４ 連結梁

Claims (3)

1. 石炭焚きボイラ設備に用いられる円筒形状部分と円錐形状部分からなるホッパ部
   を有するコールバンカーであって、
   前記ホッパ部の円筒形状部分の外壁面の円周方向の上下二段にそれぞれ上部リングサポートと下部リングサポートと前記上部リングサポートと前記下部リングサポートとの間を橋渡して、前記リングサポートに直交する方向に設けられる補強サポートを設け、
   吊り上げ時と吊り下げ時の支点となる複数のトラニオンを補強サポートとの結合部の近傍の前記上部リングサポートまたは前記下部リングサポートのいずれかに設けたことを特徴とするコールバンカー。
2. トラニオンとホッパ部の円錐形状部分の頂点部にそれぞれ吊りワイヤの取付部を設けたことを特徴とする請求項１記載のコールバンカー。
3. 請求項２記載のコールバンカーのトラニオンとホッパ部の円錐形状部分の頂点部にそれぞれ吊りワイヤを取り付け、次いで各吊りワイヤをそれぞれクレーンを使用してバンカーを地切し、トラニオンに取り付けた吊りワイヤーをクレーンで上げ、ホッパ部の円錐形状部分の頂点部に取り付けた吊りワイヤーを下げ、次いで更に竪起しを続けて、コールバンカーの鉛直方向への竪起しを完了させ、その後、コールバンカーの前記頂点部に取り付けた吊りワイヤーを外して、バンカーを所定箇所に設置することからなるコールバンカーの竪起し方法。

Images