JP6846007B2 - 加熱管振動防止治具 - Google Patents

Description

本発明は、加熱管を固定する治具に関し、特に、加熱管の振動を抑えるために設置する加熱管振動防止治具に関する。

脱硫装置の熱交換器として使用されているヒートパイプ式の加熱管は、排気ガスにＳＯ_２等の硫黄酸化物を含むため、水分と反応して硫酸アンモニウムが発生する。この硫酸アンモニウムは加熱管の金属を腐食するため、加熱管は減肉される。

また、経年劣化により、ガス流量が増加すると共にガスの流速が増加し加熱管が振動する。
このため、脆くなった加熱管に振動による金属疲労も加わることになり、加熱管が破損する。
加熱管に破損が生じると、発電プラントを停止し、修理が必要になり、多額の補修費が必要となる問題がある。

このような振動による加熱管の破損を防ぐために、放熱部（ヒートパイプ）の両端と、その中間に振動防止板を設けて、振動の緩和を図ることが行われている。
具体的には、多数のフィンが挿着されたヒートパイプの上部に振動防止板を設け、このヒートパイプの下部に仕切板を設け、振動防止板と仕切板とをボルトとナットにより両者を固定し、振動防止板と仕切板との間に新たな振動防止板を設けた電気絶縁型ヒートパイプ式冷却器が特許文献１に開示されている。

実開平７−０１８４５３号公報

ここで、特許文献１の電気絶縁型ヒートパイプ式冷却器においては、振動防止板と仕切板との間に設けられる新たな振動防止板は、フィンの外側に設けられる。このため、新たな振動防止板には、フィンの外周径よりも大きく形成されたヒートパイプ挿通孔が形成される。
したがって、新たな振動防止板の強度を保つためには、ヒートパイプ挿通孔の径方向に対して相当な幅を確保する必要がある。

しかしながら、ヒートパイプとヒートパイプとの間が非常に狭く設定されている装置においては、上述の通り新たな振動防止板がヒートパイプ挿通孔の径方向に対して大きく形成されるため、新たな振動防止板とヒートパイプとが干渉して設けることはできない問題がある。

また、特許文献１の振動防止板、新たな振動防止板、仕切り版は、いずれもヒートパイプの軸方向に対して厚さがないため当該方向に対する剛性が低く、この方向に対して発生する振動を抑えることができない問題もある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、加熱管の間隔（ヒートパイプ間）が狭く設計された装置においても、少なくとも加熱管の軸方向に生じる振動を抑え、加熱管の金属疲労による破損を防止する加熱管振動防止治具を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る加熱管振動防止治具は、複数の加熱管の振動を防止する治具であって、複数の加熱管を挟み込むように該加熱管の側面に取り付けられる一対の固定板と、前記一対の固定板を前記複数の加熱管に固定する複数の固定具と、を備え、前記固定具は、ボルトとこのボルトに螺合するナットとから構成され、前記ボルトは、前記一方の固定板に固定され、前記一対の固定板は、長尺板状に形成され、前記加熱管に装着した際に短手方向が前記加熱管の軸方向と平行となるように配置され、前記他方の固定板は、前記ボルトを挿通可能に、前記加熱管の軸方向に沿って下端から上方に向かって切欠かれたスリットが形成され、さらに、 前記一対の固定板は、前記ボルトの挿通方向に沿って延設された延設部を有することを特徴としている。

一対の固定板が加熱管の側面を固定具により固定されることにより、加熱管の振動を抑えることが可能となる。また、スリットが加熱管の軸方向の下端から上方に向かって切欠いて形成されることにより、一方の固定板を加熱管の側面に密着させて保持し、他方の固定板を上側からスライドさせるように下方に移動させるだけで、容易にスリットにボルトを挿通することができる。このため、加熱管の間隔が狭く設計された装置においても、容易に加熱管振動防止治具を取付することが可能となる。

また、前記一対の固定板は、前記ボルトの挿通方向に沿って延設された延設部を有しているので、加熱管の軸方向に対して垂直方向の剛性を高めることが可能となり、加熱管の軸方向に対する振動だけでなくこの方向の垂直方向に対する振動を抑えることができる。

一対の固定板は、複数の加熱管が列状に配列して構成されたユニット毎に取り付けられ、前記ユニットは、前記加熱管の配列方向に対して垂直方向に所定の間隔で列状に複数配設され、前記固定板の延設部は、前記一方の固定板においては下端縁に設けられ、前記他方の固定板においては上端縁に設けられるようにしてもよい。
仮に、一方の固定板に形成された延設部は加熱管の軸方向の上側に形成されると、隣接する次のユニットに対して加熱管振動防止治具を取付ける場合に、他方の固定板のスリットにボルトを入れる際に、この固定板に形成された延設部と、一方の板に形成された延設部が干渉して、当該他方の固定板を加熱管の軸方向の下側にスライドするように移動させてもボルトをスリットに入れることができなくなる。
したがって、このように延設部を形成することで、一方又は他方の固定板に形成された延設部が、ユニット間で対峙する他の固定板の延設部と干渉することを防ぐことができる。

隣り合う前記ユニット間において対峙する延設部は、前記加熱管の上下方向にずらして設けられるようにしてもよい。
このように、延設部を形成することで、隣り合うユニット間で対峙する固定板の延設部同士で干渉することを防ぐことが可能となる。

以上述べたように、本発明の加熱管振動防止治具によれば、一対の固定板が加熱管の側面を固定具により固定することにより、加熱管間の幅が狭く設計された場所においても、加熱管の振動を抑えることが可能となり、加熱管の金属疲労による破損を防止することができる。これによって、加熱管の破損による発電プラントの停止を予防することが可能となる。

図１は、実施例１に係る加熱管振動防止治具の全体を示す斜視図である。 図２は、実施例１に係る加熱管振動防止治具を加熱管に取り付けた状態を示す拡大斜視図である。 図３は、実施例１に係る加熱管振動防止治具を加熱管に取り付けた状態を示す正面図である。 図４は、実施例２に係る加熱管振動防止治具の全体を示す斜視図である。 図５は、実施例２に係る加熱管振動防止治具を加熱管に取り付けた状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係る加熱管振動防止治具１について、図面を参照しながら説明する。

図１乃至３において示すように、加熱管振動防止治具１は、複数の加熱管４を挟み込むように加熱管４の側面に取り付けられる一対の固定板２ａ，２ｂと、一対の固定板２ａ，２ｂを複数の加熱管４に固定する２つの固定具３と、を備えて構成される。

加熱管４は、ボイラの排煙脱硫装置の熱交換器に使用されるもので、当該熱交換器は、媒体は熱水とし、ボイラの排ガスと媒体との熱交換により排ガスの熱を回収するものである。
また、３又は４本の加熱管４が列状に配列され１つのユニット５が構成される。
このユニット５は、加熱管４の配列方向に対して垂直方向に約５０ｍｍの間隔で列状に複数配設される。

それぞれの加熱管４は、軸方向の上側に配されるヘッダ６ａと、軸方向の下側に配されるヘッダ６ｂとの両方にそれぞれ連通するもので、その中間にはフィン７が設けられている。
尚、１つのユニット５における加熱管４の間隔は、約９５ｍｍで設けられている。

固定具３は、ボルト３１とこのボルト３１に螺合するナット３２から構成される。
一対の固定板２ａ，２ｂは、長尺板状に形成されもので、加熱管４に取り付けた際に、短手方向が加熱管４の軸方向と平行になるように配置される。
また、固定板２ａ，２ｂの長手方向は、少なくとも１ユニット５における加熱管４の全体を覆うことが可能な長さを有する。

一方の固定板２ａには固定具３のボルト３１が溶接にて固定される。
このボルト３１の螺子が形成される螺合部３３は、一対の固定板２ａ，２ｂを対峙するように配置した場合に、一方の固定板２ａの内側から他方の固定板２ｂの内側に向かって臨むように形成されている。

他方の固定板２ｂには、ボルト３１の螺合部３３を挿通可能に形成されたスリット２１が２個所に設けられている。
このスリット２１は、加熱管４の軸方向の下端から上方に向かって切欠いて形成されている。スリット２１の幅は、ボルト３１の螺合部３３の径よりも大きく、且つ、固定具３のナット３２の外径よりも狭く形成されている。

以上で説明した加熱管振動防止治具１を加熱管４に取り付ける方法を説明する。
まず、ボルト３１にナット３２を装着し、ナット３２が緩められた状態にしておく。
一方の固定板２ａをボルト３１が干渉しないように傾けながらユニット５間に差し入れ、下側のヘッダ６ｂとフィン７の間に位置するように一方の固定板を保持する。
他方の固定板２ｂを加熱管４を挟み込むように他のユニット５間に差し入れ、下側にスライドするように移動させてスリット２１にボルト３１を挿通する。
ナット３２をラチェットで締め付けることにより固定具３で一対の固定板２ａ，２ｂを加熱管４に固定する。

尚、本実施例においては、加熱管振動防止治具１は、１つのユニット５（３又は４本の加熱管４）を固定したが、隣り合う２つのユニット５（６又は８本の加熱管４）を固定することも可能である。

また、下側のヘッダ６ｂとの接続部位の近傍は、特に振動の影響を受けやすいため下側のヘッダとフィン７の間に取り付けるようにしたが、さらに、上側のヘッダ６ａとフィン７の間に取り付けることも可能である。

さらに、ボルト３１をスリット２１に挿通する前にナット３２をボルト３１に装着したが、ボルト３１をスリット２１に挿通した後にナット３２を取り付けてもよい。
さらにまた、スリット２１は２つ以上形成されるものであってもよく、これに応じてボルト３１の数を適宜増加して実施してもよい。

以上のように、本発明の加熱管振動防止治具１によれば、一対の固定板２ａ，２ｂが加熱管４の側面を固定具３により固定することにより、加熱管４の軸方向に対して生じる振動を抑えることが可能となり、加熱管４の金属疲労による破損を防止することができる。これによって、加熱管４の破損による発電プラントの停止を予防することが可能となる。

また、スリット２１が加熱管４の軸方向の下端面から上方に向かって切欠いて形成されることにより、一方の固定板２ａを加熱管４の側面に密着させて保持し、他方の固定板２ｂを上側からスライドさせるように下方に移動させるだけで、加熱管４間の幅が狭く設計された場所においても、容易にスリット２１にボルト３１を挿通することができる。

実施例１の加熱管振動防止治具１は、加熱管４の軸方向（流路方向）の振動を抑えるものであったが、さらに加熱管４の軸方向に対して垂直方向の振動を抑えるように構成してもよい。尚、実施例１と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。

具体的には、図４及び５に示すように、一対の固定板２ａ，２ｂは、それぞれの取付方向に対して外側に臨み、かつ、ボルト３１の挿通方向に沿って延設された延設部２２を有する。

この延設部２２は、固定板２ａ，２ｂと一体となって形成される。
隣り合うユニット５間において対峙する延設部２２は、加熱管４の上下方向にずらして設けられる。
すなわち、各ユニット５間において、隣り合う延設部２２は、平行の位置（ユニット５間で隣り合う２つの延設部２２が干渉せずに重なり合う位置）にそれぞれ形成される。

本実施例においては、一方の固定板２ａについては、加熱管４の軸方向の下端縁に、他方の固定板２ｂについては、加熱管４の軸方向の上端縁に、延設部２２がそれぞれ形成されている。

尚、本実施例において、加熱管振動防止治具１を取り付ける場合には、他方の固定板２ｂが配置される側の最も奥に設けられたユニット５から取り付ける。
このように取り付け作業を行うことで、他方の固定板２ｂをスライドさせてスリット２１にボルト３１を挿入する際に、隣接するユニット５の一方の固定板２ａの延設部２２が干渉することを防止することができる。

以上のように、一対の固定板２ａ，２ｂに延設部２２を形成することで、加熱管４の軸方向に対して垂直方向の剛性も高めることが可能となり、加熱管４の軸方向に対する振動だけでなく、この方向の垂直方向に対する振動を抑えることができる。また、延設部２２が軸方向の端部に形成されることにより、隣り合う固定板２ａ，２ｂの延設部２２同士で干渉することを防ぐことが可能となる。
したがって、加熱管４の間隔が狭く設計された装置においても、加熱管４の軸方向と、この垂直方向の両方に対する振動を抑えることができる。

尚、本実施例においては、延設部は加熱管４の軸方向の端部に形成されるものであったが、これには限られず、隣り合う延設部と平行の位置に形成されるものであれば、その位置を自由に設定して実施することができる。

１ 加熱管振動防止治具
２ａ 一方の固定板
２ｂ 他方の固定板
２１ スリット
２２ 延設部
３ 固定具
３１ ボルト
３２ ナット
４ 加熱管

Claims (3)

1. 複数の加熱管の振動を防止する治具であって、
   複数の加熱管を挟み込むように該加熱管の側面に取り付けられる一対の固定板と、前記一対の固定板を前記複数の加熱管に固定する複数の固定具と、を備え、
   前記固定具は、ボルトとこのボルトに螺合するナットとから構成され、
   前記ボルトは、前記一方の固定板に固定され、
   前記一対の固定板は、長尺板状に形成され、前記加熱管に装着した際に短手方向が前記加熱管の軸方向と平行となるように配置され、
   前記他方の固定板は、前記ボルトを挿通可能に、前記加熱管の軸方向に沿って下端から上方に向かって切欠かれたスリットが形成され、
   さらに、前記一対の固定板は、前記ボルトの挿通方向に沿って延設された延設部を有することを特徴とする加熱管振動防止治具。
2. 前記一対の固定板は、複数の加熱管が列状に配列して構成されたユニット毎に取り付けられ、
   前記ユニットは、前記加熱管の配列方向に対して垂直方向に所定の間隔で列状に複数配設され、
   前記固定板の延設部は、前記一方の固定板においては下端縁に設けられ、前記他方の固定板においては上端縁に設けられることを特徴とする請求項１に記載の加熱管振動防止治具。
3. 隣り合う前記ユニット間において対峙する延設部は、前記加熱管の上下方向にずらして設けられることを特徴とする請求項２に記載の加熱管振動防止治具。
   

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