JP6411691B1 - 煙突再生工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設の煙突を再生する作業の安全性を向上することができ、作業員が入れない小径の煙突であっても再生することができる煙突再生工法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る煙突再生工法は、外周面に断熱材２が巻き付けられた煙突用短管１を既設の煙突１０の上方から内部へ挿入し、煙突用短管１の下端部が煙突１０の底面に到達するまで、煙突用短管１の上端部に新たな煙突用短管１を順次、連結しながら下降させる方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、煙突を再生する煙突再生工法に関するものである。

従来、煙突の内壁面には、煙突躯体の保護や煙突効果を得るためにライニング材が設けられている。しかし、平成２年頃まで建設されていた煙突のライニング材には、発ガン性を有するアスベストが多く使用されていた。このため、近年では、そのようなライニング材を除去した後、再び煙突として使用するための技術が提案されている。

例えば、特許第６０２３３８５号公報には、既設のコンクリート製シャフトの内径よりも小径の煙突再生用ユニット構造体を煙突の設置面から上方に向けて積み上げることで、既設のコンクリート製シャフトの内側に、燃焼ガスを上空に排出させる内側シャフトを新設する煙突再生方法が開示されている（特許文献１）。

特許第６０２３３８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の煙突再生方法においては、煙突再生用ユニット構造体を下から順次積み上げるにあたり、作業員が煙突の内部に入って煙突再生用ユニット構造体同士を手作業で連結させていく必要がある。このため、危険性が高く作業員への身体的負担が大きいという問題がある。また、作業員の作業スペースを確保できない程度に小径の煙突については、適用できないという問題もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、既設の煙突を再生する作業の安全性を向上することができ、作業員が入れない小径の煙突であっても再生することができる煙突再生工法を提供することを目的としている。

本発明に係る煙突再生工法は、既設の煙突を再生する作業の安全性を向上し、作業員が入れない小径の煙突であっても再生するという課題を解決するために、外周面に断熱材が巻き付けられた煙突用短管を既設の煙突の上方から内部へ挿入し、前記煙突用短管の下端部が前記煙突の底面に到達するまで、前記煙突用短管の上端部に新たな煙突用短管を順次連結しながら下降させる。

また、本発明の一態様として、煙突用短管を簡単かつ安全に下降させるという課題を解決するために、前記煙突用短管を載置する下降用載置板と、前記下降用載置板を上から吊り下げる複数本の吊下ワイヤと、前記断熱材の外周面に巻回され前記煙突用短管を前記各吊下ワイヤに固定する固定ワイヤと、前記煙突の上方位置に設けられ前記各吊下ワイヤを支持する上方滑車と、前記上方滑車を介して前記各吊下ワイヤを下方へ繰り出す繰出ウインチと、を用いて前記煙突用短管を下降させてもよい。

さらに、本発明の一態様として、下降中の煙突用短管が揺動するのを防止し、煙突の内周面を破損させてしまうのを防止するという課題を解決するために、前記下降用載置板を下方へ引っ張る引張ワイヤと、前記煙突の底面に設けられ前記引張ワイヤを側方へ案内する下方滑車と、前記下方滑車を介して前記引張ワイヤを巻き取る巻取ウインチと、を用いて前記煙突用短管を下降させてもよい。

また、本発明の一態様として、煙突の底面に既設されている排水設備をそのまま利用するという課題を解決するために、前記煙突用短管の下端部が前記煙突の底面に到達した後、前記煙突の灰出口に合わせて前記煙突用短管に穿孔した開口部から前記下降用載置板を切断して取り出してもよい。

さらに、本発明の一態様として、再生される煙突の強度を高めるという課題を解決するために、前記固定ワイヤおよび前記吊下ワイヤを残した状態で前記煙突の内周面と前記断熱材の外周面との隙間に耐火材を充填させるとともに、当該耐火材が固化した後に前記耐火材に埋設されなかった前記吊下ワイヤを切断してもよい。

また、本発明の一態様として、煙突用短管および断熱材を煙突内でスムーズに下降させるというという課題を解決するために、前記下降用載置板の下面に、下向きに突出する錐状のガイド部材を取り付けた状態で前記煙突用短管を下降させてもよい。

さらに、本発明の一態様として、煙突用短管同士を簡単に連結し、連結後の位置ズレを防止するという課題を解決するために、前記煙突用短管の上端部に固定されており、前記煙突用短管の外径よりわずかに大きな内径を有する連結用鞘管に、前記新たな煙突用短管の下端部を差し込んで連結してもよい。

また、本発明の一態様として、煙突用短管の運搬や保管を容易化するとともに、断熱材の破損を防止するという課題を解決するために、前記煙突用短管に前記新たな煙突用短管を連結した後に、これらの外周面に前記断熱材を巻き付けてもよい。

さらに、本発明の一態様として、各煙突用短管の連結位置から排煙が漏れ出すのを防止するという課題を解決するために、前記断熱材は、前記各煙突用短管の連結位置を被覆するようにして上下に連結された前記各煙突用短管に跨って巻き付けられてもよい。

本発明によれば、既設の煙突を再生する作業の安全性を向上することができ、作業員が入れない小径の煙突であっても再生することができる。

本実施形態における、煙突再生工法を説明する図である。 本実施形態の煙突用短管を示す全体図である。 本実施形態における、下降用載置板を示す図である。 本実施形態における、煙突再生工法を示すフローチャートである。 本実施形態における、耐火材を充填する工程を説明する図である。

以下、本発明に係る煙突再生工法の一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態の煙突再生工法は、再生対象となる既設の煙突１０からライニング材を除去した後、図１に示すように、外周面に断熱材２が巻き付けられた煙突用短管１を既設の煙突１０の上方から内部へ挿入し、煙突用短管１の下端部が煙突１０の底面に到達するまで、煙突用短管１の上端部に新たな煙突用短管１を順次連結しながら下降させることにより、煙突１０を再生させる方法である。以下、本実施形態の煙突再生工法に用いる各種の部材について説明する。

煙突用短管１は、既設の煙突１０内に設けられ、排煙の新たな流通路を構成するものである。本実施形態において、煙突用短管１は、図２に示すように、円筒状のステンレス鋼管（ＳＵＳ管）によって構成されており、煙突１０の内径よりも小径の外径と、１ｍ程度の連結し易い軸線方向長さを有している。

また、本実施形態において、煙突用短管１の上端部には、図２に示すように、煙突用短管１同士を連結させるための連結用鞘管３が固定されている。連結用鞘管３は、煙突用短管１と同様、円筒状のステンレス鋼管によって構成されており、煙突用短管１の外径よりわずかに大きな内径と、１０ｃｍ程度の軸線方向長さを有している。そして、連結用鞘管３の下半分が、煙突用短管１の上端部に差し込まれた状態で固定されている。このため、連結用鞘管３の上半分に新たな煙突用短管１の下端部を差し込むことにより、煙突用短管１同士が簡単かつ正確に連結され、継ぎ目の位置ズレが防止されるようになっている。

なお、本実施形態では、煙突用短管１および連結用鞘管３を円筒状に形成しているが、この形状に限定されるものではなく、中空の管状であればよい。また、煙突用短管１および連結用鞘管３は、ステンレス鋼管製に限定されるものではなく、耐火性や強度の高い素材であればよい。

断熱材２は、煙突１０と煙突用短管１との間の断熱性を高めるものである。本実施形態において、断熱材２は、２５〜７５ｍｍ程度の厚さを有する耐火繊維によって構成されており、その片面にアルミガラスクロスが貼付されている。そして、当該アルミガラスクロスが外周面となるように断熱材２を煙突用短管１に巻き付けて接着することで、後述する耐火材４が断熱材２の繊維に吸収されるのを防止するようになっている。

なお、本実施形態では、煙突用短管１の運搬や保管のし易さ、および断熱材２の保護という観点から、断熱材２は、煙突用短管１に新たな煙突用短管１を連結した後に、これらの外周面に巻き付けている。しかしながら、この構成に限定されるものではなく、予め外周面に断熱材２を巻き付けた煙突用短管１を順次連結してもよい。この場合、施工現場において断熱材２を巻き付ける工程が省略されるため、作業時間が短縮される。

また、本実施形態において、断熱材２は、各煙突用短管１の連結位置において、連結用鞘管３を被覆するようにして上下に連結された各煙突用短管１に跨って巻き付けられている。これにより、断熱材２の継ぎ目が、各煙突用短管１の連結位置とずれるため、当該連結位置から排煙が漏れ出すのを防止するようになっている。なお、断熱材２の継ぎ目は、アルミテープ２ａ等によって接合される。

つぎに、本実施形態では、既設の煙突１０の内部へ煙突用短管１を順次下降させるための手段として、図１に示すように、煙突用短管１を載置する下降用載置板１１と、この下降用載置板１１を上から吊り下げる複数本の吊下ワイヤ１２と、断熱材２の外周面に巻回され煙突用短管１を各吊下ワイヤ１２に固定する固定ワイヤ１３と、煙突１０の上方位置に設けられ各吊下ワイヤ１２を支持する上方滑車１４と、この上方滑車１４を介して各吊下ワイヤ１２を下方へ繰り出す繰出ウインチ１５とを用いている。以下、各構成について説明する。

下降用載置板１１は、図３に示すように、コの字状に形成された金属板によって構成されており、上方に屈曲された両端部には、一対の吊下ワイヤ１２の各下端部が係止されている。本実施形態において、各吊下ワイヤ１２は、連結される全ての煙突用短管１と断熱材２を合わせた総重量の約２倍程度の剪断荷重に耐えうる強度を有している。また、各吊下ワイヤ１２には、図１に示すように、上下方向に所定の間隔を隔てて複数本の固定ワイヤ１３が締結されており、煙突用短管１を吊下ワイヤ１２に固定するようになっている。

また、図１に示すように、煙突１０の上方位置には、単管パイプ等で組まれたやぐらに上方滑車１４が設けられており、吊下ワイヤ１２を煙突１０の上方で支持する定滑車として機能する。繰出ウインチ１５は、手動式または自動式のウインチによって構成されており、各吊下ワイヤ１２を同じ速度で順次繰り出すことにより、下降用載置板１１を略水平状態のまま下降させられるようになっている。

さらに、本実施形態では、下降中の煙突用短管１が揺動するのを防止するための手段として、図１に示すように、下降用載置板１１を下方へ引っ張る引張ワイヤ２１と、煙突１０の底面に設けられ引張ワイヤ２１を側方へ案内する下方滑車２２と、この下方滑車２２を介して引張ワイヤ２１を巻き取る巻取ウインチ２３とを使用している。

下方滑車２２は、煙突１０の底面に設けられ、後述するとおり、煙突１０の灰出口１０ａの外側に設けられた巻取ウインチ２３へ引張ワイヤ２１を案内する定滑車として機能する。巻取ウインチ２３は、手動式または自動式のウインチ等によって構成されており、繰出ウインチ１５と同じ速度で引張ワイヤ２１を巻き取ることでテンションを保持し、下降用載置板１１に載置された煙突用短管１が揺動するの防止するようになっている。

なお、本実施形態では、図１に示すように、下降用載置板１１の下面に、下向きに突出する錐状のガイド部材２４が取り付けられている。本実施形態において、ガイド部材２４は下向きの円錐形状に形成されており、下降用載置板１１の下面に着脱可能に取り付けられている。そして、ガイド部材２４の頂点に引張ワイヤ２１の先端部が係止されており、引張ワイヤ２１から受ける下向きの張力を下降用載置板１１に伝達するようになっている。なお、ガイド部材２４は、円錐形状に限定されるものではなく、四角錐等の角錐形状であってもよい。

つぎに、本実施形態の煙突再生工法を用いて既設の煙突１０を再生する際の作用について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

本実施形態の煙突再生工法を用いて既設の煙突１０を再生する場合、予め煙突１０の内壁面に設けられている既設のライニング材を除去しておく。なお、ライニング材を除去する手段としては、例えば、本願発明者による特開２０１６−１８８４６９号公報に係るライニング材除去装置等を使用しうる。

つぎに、上方滑車１４および吊下ワイヤ１２によって煙突１０の上方に吊り下げられた下降用載置板１１に煙突用短管１を載置した後（ステップＳ１）、当該煙突用短管１の外周面に断熱材２を巻き付ける（ステップＳ２）。これにより、当該断熱材２が煙突１０と煙突用短管１との間を断熱する。また、予め断熱材２を煙突用短管１に巻き付けておく必要がないため、煙突用短管１と断熱材２とを別々に管理することが可能である。このため、煙突用短管１の運搬や保管が容易化されるとともに、誤って断熱材２を破損させてしまうことが抑制される。なお、断熱材２を予め巻き付けた煙突用短管１を使用する場合、ステップＳ２の工程は省略される。

つづいて、図１に示すように、各繰出ウインチ１５によって吊下ワイヤ１２を繰り出し、下降用載置板１１を下降させることにより、煙突１０の上方から煙突用短管１を煙突１０の内部へ挿入する（ステップＳ３）。このとき、各繰出ウインチ１５における繰出量および繰り出し速度を合わせることで、下降用載置板１１が略平行を保持するため、煙突用短管１が位置ズレすることなく簡単かつ安全に煙突１０内を下降する。

また、本実施形態では、煙突用短管１を下降させる際、図１に示すように、巻取ウインチ２３によって引張ワイヤ２１を巻き取り、当該引張ワイヤ２１のテンションを保持する。これにより、下降中の煙突用短管１が揺動するのが防止されるため、煙突１０の内周面を傷つけてしまうことがない。さらに、本実施形態では、下降用載置板１１の下面に取り付けたガイド部材２４が、煙突用短管１および断熱材２を煙突１０内でスムーズに下降させる。

つぎに、煙突用短管１が煙突１０の底面に到達したか否かを確認し（ステップＳ４）、到達していなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、挿入した煙突用短管１の上端部に新たな煙突用短管１を連結する（ステップＳ５）。このように、作業員が煙突１０内に入ることなく煙突１０の上方で煙突用短管１が連結されるため、作業の安全性や効率が向上する。また、本実施形態では、連結用鞘管３に新たな煙突用短管１の下端部を差し込むだけで簡単に連結され、かつ、連結後は煙突用短管１同士の位置ズレが防止される。

新たな煙突用短管１を連結した後は、ステップＳ２に戻り、煙突用短管１の外周面に断熱材２を巻き付ける。このとき、本実施形態では、断熱材２が、各煙突用短管１の連結位置を被覆するようにして上下に連結された各煙突用短管１に跨って巻き付けられる。このため、断熱材２は、煙突用短管１の連結位置から排煙が漏れ出すのを防止する。また、本実施形態では、煙突用短管１に巻き付けた断熱材２の外周面に固定ワイヤ１３を巻回し、吊下ワイヤ１２に縛り付けている。これにより、煙突用短管１が各吊下ワイヤ１２にしっかりと固定されるため、煙突用短管１の位置ズレや脱落が防止される。

つづいて、連結した各煙突用短管１を煙突１０の内部へ挿入し（ステップＳ３）、煙突１０の底面に到達したか否かを確認する（ステップＳ４）。このように、煙突用短管１の連結工程と下降工程とを繰り返すことにより、煙突用短管１が下方に向かって順次、延長されながら降下する。これにより、外周面に断熱材２が巻き付けられた状態の煙突用短管１が、既設の煙突１０の内部に簡単に構築される。また、作業員が煙突１０の内部に入る必要がないため、作業員が入れない小径の煙突１０であっても容易に再生される。

その後、煙突用短管１が煙突１０の底面に到達すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、煙突１０の灰出口１０ａに合わせて煙突用短管１に開口部１ａを穿孔する（ステップＳ６）。これにより、煙突１０の外部から煙突１０内の底面近傍における作業が可能となるため、穿孔した開口部１ａからガイド部材２４を取り外した後、煙突用短管１の内周面に沿って下降用載置板１１を切断して取り出す（ステップＳ７）。これにより、煙突１０の底面に既設されている排水設備をそのまま利用することが可能となる。なお、既設の煙道口に合わせて煙突用短管１を開口することにより、煙道を取り付けるようにしてもよい。

つづいて、図５に示すように、固定ワイヤ１３および吊下ワイヤ１２を残した状態で、煙突１０の上方から煙突１０の内周面と断熱材２の外周面との間に耐火材４を充填する（ステップＳ８）。これにより、煙突１０の耐熱性能が向上するとともに、連結された煙突用短管１が耐火材４によって埋設され煙突１０内で強固に固定される。なお、下降用載置板１１の残存部分（上方に屈曲された両端部）は、煙突１０の底面にそのまま埋め殺しされる。

また、本実施形態では、断熱材２の外周面にはアルミガラスクロスが貼られており、断熱材２の継ぎ目にはアルミテープ２ａが貼られているため、固化する前の耐火材４が断熱材２に吸収されてしまうことがない。また、煙突１０の内周面と断熱材２の外周面との隙間が狭い場合は、モルタルポンプ等によって耐火材４を強制的に注入するようにしてもよい。

耐火材４が固化した後、耐火材４に埋設されなかった各吊下ワイヤ１２を煙突１０の上部で切断する（ステップＳ９）。これにより、鉛直方向の吊下ワイヤ１２と、水平方向の固定ワイヤ１３とが耐火材４の内部で網目状の骨組みとして機能するため、煙突用短管１を補強し、再生される煙突１０の強度が向上する。

以上のような本実施形態の煙突再生工法によれば、以下の効果を得ることができる。
１．既設の煙突１０を再生する作業の安全性を向上することができ、作業員が入れない小径の煙突１０であっても再生することができる。
２．煙突用短管１を簡単かつ安全に下降させることができる。
３．下降中の煙突用短管１が揺動するのを防止し、煙突１０の内周面を破損させてしまうのを防止することができる。
４．煙突１０の底面に既設されている排水設備をそのまま利用することができる。
５．再生される煙突１０の強度を高めることができる。
６．煙突用短管１および断熱材２を煙突１０内でスムーズに下降させることができる。
７．煙突用短管１同士を簡単に連結し、連結後の位置ズレを防止することができる。
８．煙突用短管１の運搬や保管を容易化するとともに、断熱材２の破損を防止することができる。
９．各煙突用短管１の連結位置から排煙が漏れ出すのを防止することができる。

なお、本発明に係る煙突再生工法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、上述した本実施形態では、既設の煙突１０の内部へ煙突用短管１を順次下降させるための手段として、下降用載置板１１を用いているが、この構成に限定されるものではない。例えば、吊下ワイヤ１２の下端部を煙突用短管１に直接固定して下降させてもよい。また、上述した本実施形態では、煙突用短管１を降下させている間、下降用載置板１１を下から引っ張っている。しかしながら、例えば、各繰出ウインチ１５の繰り出し量や繰り出し速度が同一となるようにコンピュータ制御する等、下降用載置板１１が大きく揺動しない程度に下降させられるのであれば引っ張る必要はない。

さらに、上述した本実施形態では、煙突用短管１の下端部が煙突１０の底面に到達した後、下降用載置板１１を切断して取り出しているが、煙突１０の底面に排水施設等がなければ、そのまま耐火材４によって埋め殺ししてもよい。また、上述した本実施形態では、吊下ワイヤ１２および固定ワイヤ１３を埋設して補強しているが、十分な強度を有する煙突用短管１を使用する場合は、これらのワイヤを撤去してもよい。

また、上述した本実施形態では、ガイド部材２４を使用しているが、煙突１０の内周面と煙突用短管１の外周面との隙間に余裕がある場合等、煙突用短管１をスムーズに下降させられるのであれば、ガイド部材２４は不要である。さらに、上述した本実施形態では、連結用鞘管３を使用しているが、この構成に限定されるものではなく、煙突用短管１同士を正確かつ簡単に連結しうるものであれば、連結金具等で連結してもよい。

また、上述した本実施形態では、断熱材２の継ぎ目を各煙突用短管１の連結位置とずらして巻き付けているが、当該連結位置から排煙が流出するおそれがなければ、必ずしもずらす必要はない。

１ 煙突用短管
１ａ 開口部
２ 断熱材
２ａ アルミテープ
３ 連結用鞘管
４ 耐火材
１０ 煙突
１０ａ 灰出口
１１ 下降用載置板
１２ 吊下ワイヤ
１３ 固定ワイヤ
１４ 上方滑車
１５ 繰出ウインチ
２１ 引張ワイヤ
２２ 下方滑車
２３ 巻取ウインチ
２４ ガイド部材

Claims (8)

1. 外周面に断熱材が巻き付けられた煙突用短管を既設の煙突の上方から内部へ挿入し、前記煙突用短管の下端部が前記煙突の底面に到達するまで、前記煙突用短管の上端部に新たな煙突用短管を順次連結しながら下降させる、煙突再生工法であって、
   前記煙突用短管を載置する下降用載置板と、
   前記下降用載置板を上から吊り下げる複数本の吊下ワイヤと、
   前記断熱材の外周面に巻回され前記煙突用短管を前記各吊下ワイヤに固定する固定ワイヤと、
   前記煙突の上方位置に設けられ前記各吊下ワイヤを支持する上方滑車と、
   前記上方滑車を介して前記各吊下ワイヤを下方へ繰り出す繰出ウインチと、
   を用いて前記煙突用短管を下降させる、煙突再生工法。
2. 前記下降用載置板を下方へ引っ張る引張ワイヤと、
   前記煙突の底面に設けられ前記引張ワイヤを側方へ案内する下方滑車と、
   前記下方滑車を介して前記引張ワイヤを巻き取る巻取ウインチと、
   を用いて前記煙突用短管を下降させる、請求項１に記載の煙突再生工法。
3. 前記煙突用短管の下端部が前記煙突の底面に到達した後、前記煙突の灰出口に合わせて前記煙突用短管に穿孔した開口部から前記下降用載置板を切断して取り出す、請求項１または請求項２のいずれかに記載の煙突再生工法。
4. 前記固定ワイヤおよび前記吊下ワイヤを残した状態で前記煙突の内周面と前記断熱材の外周面との隙間に耐火材を充填させるとともに、当該耐火材が固化した後に前記耐火材に埋設されなかった前記吊下ワイヤを切断する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の煙突再生工法。
5. 前記下降用載置板の下面に、下向きに突出する錐状のガイド部材を取り付けた状態で前記煙突用短管を下降させる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の煙突再生工法。
6. 前記煙突用短管の上端部に固定されており、前記煙突用短管の外径よりわずかに大きな内径を有する連結用鞘管に、前記新たな煙突用短管の下端部を差し込んで連結する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の煙突再生工法。
7. 前記煙突用短管に前記新たな煙突用短管を連結した後に、これらの外周面に前記断熱材を巻き付ける、請求項１から請求項６のいずれかに記載の煙突再生工法。
8. 前記断熱材は、前記各煙突用短管の連結位置を被覆するようにして上下に連結された前記各煙突用短管に跨って巻き付けられる、請求項１から請求項７のいずれかに記載の煙突再生工法。