(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突のシャフト内に設置する煙突本体をなす内側シャフトを構成する煙突ユニット構造体であって、
上下に開口した煙突内筒部を有し、前記煙突内筒部の外側に配置される外筒部と前記煙突内筒部との間に断熱材を収容する断熱材収容空間が形成された構造体本体と、
前記構造体本体の下面から下方に延出され、外径が前記煙突内筒部の上開口の内径よりも所定のクリアランスをあけて小径に形成された差込ソケットと、
を有する煙突ユニット構造体。
【請求項２】
前記煙突内筒部は、前記構造体本体の上部から下方に垂下され、下端と前記構造体本体の下部との間に自由熱膨張を許容できる所定の上下方向クリアランスを有する内側筒部を有することを特徴とする請求項１に記載の煙突ユニット構造体。
【請求項３】
前記煙突内筒部は、前記内側筒部の外周側に配置され、前記構造体本体の下部から前記内側筒部とオーバーラップする位置まで延出する中側筒部を有することを特徴とする請求項２に記載の煙突ユニット構造体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の煙突ユニット構造体を上下に配置し、上側の煙突ユニット構造体の差込ソケットを、下側の煙突ユニット構造体の上開口に径方向の差込クリアランスを有して差し込んで連結する煙突ユニット構造体の連結構造であって、
前記上側の煙突ユニット構造体と前記下側の煙突ユニット構造体との間には、弾性部材を介装することを特徴とする煙突ユニット構造体の連結構造。
【請求項５】
前記煙突ユニット構造体の高さは、煙突のシャフトの曲がり状態に応じて設定することを特徴とする請求項４に記載の煙突ユニット構造体の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙突のシャフト内に設置する内側シャフトを構成する煙突ユニット構造体及びその連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙突の中には、煙突本体であるシャフトの内周面に耐火性、断熱性等のためにライニングが設けられている。古い時代に建設された煙突の中には、ライニングとして人体に有害なアスベストが使用されているものがある（特許文献１）。
【０００３】
アスベストを除去した後のシャフト内部に耐火性、断熱性を有する内側シャフトを設置すれば、煙突の再生が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、古い煙突のシャフトは、所定高さの型枠にコンクリートを流し込んで固め、またその上に型枠を設置しコンクリートを流し込んで固めるという工法を繰り返して建設されているため、シャフトの中心軸線が垂直方向に真っ直ぐに延びず、曲がりくねっている場合がある。このため、既設のコンクリート製シャフトの内部に真っ直ぐな内側シャフトを新設することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、煙突のシャフトの曲がり状態に合わせて内側シャフトを建設可能とする煙突ユニット構造体を提供するものである。
【０００７】
本発明の他の目的は、複数の煙突ユニット構造体により建設される内側シャフトの熱膨張変形を防止できる煙突ユニット構造体の連結構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔発明１〕  本発明の目的を実現するため、発明１の煙突再生用ユニット構造体は、煙突のシャフト内に設置する煙突本体をなす内側シャフトを構成する煙突ユニット構造体であって、上下に開口した煙突内筒部を有し、前記煙突内筒部の外側に配置される外筒部と前記煙突内筒部との間に断熱材を収容する断熱材収容空間が形成された構造体本体と、前記構造体本体の下面から下方に延出され、外径が前記煙突内筒部の上開口の内径よりも所定のクリアランスをあけて小径に形成された差込ソケットと、を有する。
【０００９】
〔発明２〕  本発明の目的を実現するため、発明２の煙突再生用ユニット構造体は、発明１の煙突再生用ユニット構造体において、前記煙突内筒部は、前記構造体本体の上部から下方に垂下され、下端と前記構造体本体の下部との間に自由熱膨張を許容できる所定の上下方向クリアランスを有する内側筒部を有する。
【００１０】
〔発明３〕  本発明の目的を実現するため、発明３の煙突再生用ユニット構造体は、発明２の煙突再生用ユニット構造体において、前記煙突内筒部は、前記内側筒部の外周側に配置され、前記構造体本体の下部から前記内側筒部とオーバーラップする位置まで延出する中側筒部を有する。
【００１１】
〔発明４〕  本発明の目的を実現するため、発明４の煙突ユニット構造体の連結構造は、発明１から３のいずれかの煙突ユニット構造体を上下に配置し、上側の煙突ユニット構造体の差込ソケットを、下側の煙突ユニット構造体の上開口に径方向の差込クリアランスを有して差し込んで連結する煙突ユニット構造体の連結構造であって、前記上側の煙突ユニット構造体と前記下側の煙突ユニット構造体との間には、弾性部材を介装する。
【００１２】
〔発明５〕  本発明の目的を実現するため、発明５の煙突ユニット構造体の連結構造は、発明４の煙突ユニット構造体の連結構造において、前記煙突ユニット構造体の高さは、煙突のシャフトの曲がり状態に応じて設定する。
【発明の効果】
【００１３】
発明１の煙突ユニット構造体によれば、煙突ユニット構造体を上下に積み上げて煙突のシャフト内に内側シャフトを建設する際、上側の煙突ユニット構造体の差込ソケットを下側の煙突ユニット構造体の上開口に径方向にずらして上下に積み上げできるので、煙突のシャフトの曲がり状態に合わせて内側シャフトを建設することができる。
【００１４】
発明２の煙突ユニット構造体によれば、内側筒部が熱膨張で変形する可能性を低減することができる。
【００１５】
発明３の煙突ユニット構造体によれば、中側筒部は、排ガスが上下クリアランスから断熱材収容空間内に入り込むことを防止することができる。
【００１６】
発明４の煙突ユニット構造体の連結構造によれば、上下に連結される多数の煙突ユニット構造体を、例えば複数個毎に煙突のシャフトに振れ止め手段で固定した場合、振れ止め手段間の各煙突ユニット構造体に生じる熱膨張が弾性体の弾性変形で吸収され、上下の煙突ユニット構造体をガタのない連結状態に維持することができる。
【００１７】
発明５の煙突ユニット構造体の連結構造によれば、煙突のシャフトの曲がりが大きくても追従することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による煙突再生用ユニット構造体の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す煙突再生用ユニット構造体の詳細構造を示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２に示す煙突再生用ユニット構造体の連結状態を示す縦断面図である。
【図４】図１に示す煙突再生用ユニット構造体を既設のコンクリート製シャフトの中心軸線に合わせて連結した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態を示し、図１は本発明による煙突再生用ユニット構造体の一実施形態を示す外観斜視図、図２は図１に示す煙突再生用ユニット構造体の詳細構造を示すＡ−Ａ矢視断面図、図３は図２に示す煙突再生用ユニット構造体の連結状態を示す縦断面図、図４は図１に示す煙突再生用ユニット構造体を既設のコンクリート製シャフトの中心軸線に合わせて連結した状態を示す図である。
【００２０】
本実施形態による煙突再生用ユニット構造体（以下「構造体」と略す。）１の構成を説明する前に、図４を参照して構造体１を用いた煙突再生方法を簡単に説明する。図４に示すように、コンクリート製シャフト２は例えば内部に設けられていたアスベスト等を含むライニングが除去されている。既設のコンクリート製シャフト２の内径（Ｄ０）よりも小径に外径が形成された構造体１を煙突の設置面から順に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シャフト内クリアランスＣ０を有して、燃焼ガスを上空に排出させる煙突本体をなす内側シャフト３が新設され、煙突の再生が行われる。
【００２１】
図１において、構造体１は、円筒の外観形状に形成された構造体本体１０と、円筒形状に形成された差込ソケット３０とにより構成される。構造体本体１０の軸中心と差込ソケット３０の軸中心とは軸中心線Ｌ上に位置し、差込ソケット３０を構造体本体１０の下面に配置している。
【００２２】
構造体本体１０は、上下に開口１０Ｂ、１０Ｃを備えた排ガスが流れる煙突内筒部１０Ａと、煙突内筒部１０Ａの外側に配置された外筒部１０Ｄを有する。煙突内筒部１０Ａと外筒部１０Ｄとの間には閉ざされた断熱材収容空間Ｓを設けており、断熱材収容空間Ｓ内に断熱材を収容する。煙突内筒部１０Ａと外筒部１０Ｄとは、共に軸中心線Ｌ上に設けている。
【００２３】
図１において、煙突内筒部１０Ａと外筒部１０Ｄを円筒形状としているが、角筒形状に形成しても良く、差込ソケット３０の形状を煙突内筒部１０Ａの内径形状に合わせて角筒形状にしても良い。
【００２４】
差込ソケット３０は、下開口１０Ｃの外周縁に取り付けられており、下開口１０Ｃの内径と同径の内径を有する。差込ソケット３０は、外径が上開口１０Ｂの内径よりも小径に差込クリアランスを有して形成されている。したがって、構造体１を上下に積み重ねる際、上側の構造体１の差込ソケット３０が下側の構造体１の上開口に差込クリアランスを有して差し込まれる。その際、上側の構造体１は差込クリアランスの範囲内で、下側の構造体１に対して径方向にずらして配置できる。
【００２５】
次に、構造体１の詳細を図２に基づいて説明する。構造体本体１０は、外側筒部１１、中側筒部１２、内側筒部１３、上板１４、下板１５を有する。図１に示す煙突内筒部１０Ａは中側筒部１２と内側筒部１３とにより構成され、外筒部１０Ｄは外側筒部１１に相当する。
【００２６】
外側筒部１１と上板１４と下板１５を安価な一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）で形成し、中側筒部１２と内側筒部１３は耐食性を考慮してステンレス鋼材（ＳＵＳ材）で形成している。
【００２７】
外側筒部１１と中側筒部１２と内側筒部１３を、軸中心線Ｌを中心として同心に配置し、最外周位置から内周側に、外側筒部１１、中側筒部１２、内側筒部１３を順に配置する。外側筒部１１の外径（Ｄ１）が煙突外径をなし、内側筒部１３の内径（Ｄ３）が煙突内径をなす。
【００２８】
上板１４は円板形状に形成され、図１に示す上開口１０Ｂである円形の上開口１４ａが軸中心線Ｌを中心として形成されている。上開口１４ａの内径を内側筒部１３の内径Ｄ３と同径に形成し、上板１４の外径を外側筒部１１の外径Ｄ１と同径に形成している。
【００２９】
下板１５は、円板形状に形成され、図１に示す下開口１０Ｄである円形の下開口１５ａが軸中心線Ｌを中心として形成されている。下開口１５ａの内径Ｄ４を煙突内径である上開口１４ａの内径Ｄ３よりも小径に形成し、下板１５の外径を外側筒部１１の外径Ｄ１と同径に形成している。
【００３０】
上板１４と下板１５は軸中心線Ｌを同一軸中心として、上下に所定の間隔を有して対向配置される。外側筒部１１の上下両端は、上板１４と下板１５の対向する内面側外周に溶接により固着される。外側筒部１１の軸中心と上板１４及び下板１５の軸中心を軸中心線Ｌ上に配置する。外側筒部１１の長さに上板１４及び下板１５の板厚を加えた長さを構造体１の高さ（Ｈ１）とする。
【００３１】
内側筒部１３は、上端が上板１４の上開口１４ａの開口縁に沿って溶接により固着される。一方、内側筒部１３の下端は、下板１５の上面との間に所定高さの上下方向クリアランスである第１クリアランスＣ１を有して配置される。内側筒部１３の内径部には、高温の排ガスが通るため、内側筒部１３は熱膨張により軸方向に伸びる。このため、自由熱膨張を許容できる第１クリアランスＣ１を設定し、内側筒部１３の熱膨張を吸収し、熱応力による内側筒部１３等の変形を防止する。
【００３２】
外側筒部１１と内側筒部１３との間に、上板１４と下板１５とにより閉ざされた図１に示す断熱材収容空間Ｓである断熱材収容空間Ｓを形成する。断熱材収容空間Ｓ内には、例えば耐熱性及び断熱性を備えた断熱材４を設けている。断熱材４としては、例えば高温用耐火繊維製のものを例示できる。断熱材収容空間Ｓの径方向長さは、例えば２５ｍｍ〜７５ｍｍ程度を例示できる。
【００３３】
中側筒部１２は、下板１５の上面から上方に延出され、内側筒部１３の下端部と軸方向においてオーバーラップする。中側筒部１２により、第１クリアランスＣ１を通る排ガスが断熱材収容空間Ｓ内に入り込むことを防止することができる。断熱材収容空間Ｓ内に排ガスが入り込むと、外側筒部１１から排ガスが漏れ出してしまうので、これを防止するためである。
【００３４】
中側筒部１２がオーバーラップする高さ（Ｈ２）は例えば第１クリアランスＣ１の９倍程度を例示できるが、これに限定されるものではない。中側筒部１２は内径Ｄ２を有し、内側筒部１３は外径Ｄ３´（Ｄ３´＜Ｄ２）を有し、中側筒部１２の内周と内側筒部１３の外周との間には、伸縮許容クリアランスである所定の第２クリアランスＣ２を有する。
【００３５】
第２クリアランスＣ２は、内側筒部１３と中側筒部１２とが温度変化により膨張・収縮する際に、内側筒部１３の軸方向への伸縮が許容できる隙間であれば良い。図２では、第２クリアランスＣ２を明確に表すために広く表示しており、例えば第１クリアランスＣ１の５分の１程度を例示できる。
【００３６】
中側筒部１２は、第１クリアランスＣ１を通って排ガスが断熱材収容空間Ｓ内に入り込むことを防止する。第２クリアランスＣ２は非常に狭く、また断熱材収容空間Ｓ内の空気も加熱されて膨張しており、煙突内の排ガスは断熱材収容空間Ｓ内に入り難い。なお、煙突の頂部から内側シャフト３内の煙突内に雨水が入り込んでも、第１クリアランスＣ１を下板１５側に設けていること、中側筒部１２は遮水手段として機能し、下板１５の表面を伝わって雨水が断熱材収容空間Ｓ内に入り込むことを防止することができる。
【００３７】
差込ソケット３０は、内径をＤ４とし、外径をＤ５、高さをＨ３とし、下板１５の下開口１５ａの内周縁に沿って下方に延出されている。差込ソケット３０は軸中心を軸中心線Ｌ上に配置している。差込ソケット３０の外径Ｄ５は、煙突内径である上開口１４ａの内径Ｄ３よりも小径に形成し、上開口１４ａの内周と差込筒体３の外周との間に、差込クリアランスである所定長さの第３クリアランスＣ３を有する。第３クリアランスＣ３としては、例えば鉛直軸線に対するコンクリート製シャフト２の中心軸線の偏り等により決められるが、例えば数ミリ程度を例示できる。
【００３８】
構造体１を上下に積み重ねる際、上側の構造体１の差込ソケット３０が下側の構造体１の上開口１４ａ内に周方向において第３クリアランスＣ３を有して差し込まれる。差込ソソケット３０の高さＨ３としては、上下の構造体１に対して径方向への曲げ応力が加わっても、差込ソケット３０が曲げ変形しない長さとすることが望ましい。しかし、長すぎると、差込ソケット３０の内径Ｄ４が排ガスの流れに影響を与えるおそれがあるので、できる限り短くすることが望ましい。例えば、構造体１の高さＨ１の１０分の１程度を例示できる。
【００３９】
次に、構造体１を上下に重ねて連結する構造体１の連結構造を図３、図４に基づいて説明する。
【００４０】
煙突の内部シャフト３は、多数個の構造体１を積み重ねて構成され、高さが例えば十メートル程度になることがあり、連続する複数の構造体１を一組として振れ止めを施工する。振れ止め手段５０は、コンクリート製シャフト２の内側にアンカーボルト５１により固定された固定台５２と、外側筒部１１の外周に溶接等により固定された取り付けブラケット５３とを有し、取り付けブラケット５３を固定台５２に溶接により固定する。振れ止め手段５０は、構造体１の周方向に複数配置され、内側シャフト３の振れを防止する。
【００４１】
内側シャフト３は、上下に連結される構造体１を例えば５段毎に振れ止め手段５０により、コンクリート製シャフト２に固定する。一方、構造体１の高さ（Ｈ１）は、排ガスの通風時に熱膨張により伸び、通風停止で収縮する。このため、構造体１の熱応力による変形を防止すると共に、上下に連結される構造体１をガタなく保持する必要がある。
【００４２】
本実施形態では、構造体１を上下に連結する際、上下の構造体１の間に耐熱性及び弾性を有する弾性体である熱応力吸収部材６０を介装している。熱応力吸収部材６０は、例えば上板１４の外径及び内径に合致した円板形状に形成している。熱応力吸収部材６０は、セラミックファイバーを複雑に絡ませてブランケット状に形状保持した所定厚みを有する形態のものを例示でき、例えば厚さを１２．５ｍｍ〜２５ｍｍ程度としている。
【００４３】
内側シャフト３に排ガスが通風されて個々の構造体１が熱膨張で伸長しても、上下の構造体１の間に介装した熱応力吸収部材６０が軸方向に縮んで熱応力を吸収し、個々の構造体１の熱変形が防止される。また、排ガスの通風が停止されて個々の構造体１が収縮する際に、熱応力吸収部材６０は復元力で厚みが厚くなり、上下の構造体１の連結をガタなく維持する。
【００４４】
また、構造体本体１０は、上板１４と下板１５が平行で平坦であるため、安定して積み重ねることができる。
【００４５】
続いて、既設のコンクリート製シャフト２と、コンクリート製シャフト２内に建設された内側シャフト３との位置関係を図４に基づいて説明する。
【００４６】
図４において、既設のコンクリート製シャフト２の内側にシャフト内クリアランスＣ０を有して内側シャフト３が新設される。
【００４７】
既設のコンクリート製シャフト２の中心軸線Ｌ１は、鉛直線Ｌ２に対して平行ではなく曲がりくねっている。内側シャフト３は、設置面ＧＬに例えば煙道５が取り付けられる構造体１を設置し、順次構造体１を積み上げる。積み上げ時に、構造体１の軸中心をコンクリート製シャフト２の中心軸線Ｌ１に合わせて差込ソケット３０を上板１４の上開口１４ａに差し込む。その際、熱応力吸収部材６０を上板１４に合わせて予め設置する。
【００４８】
差込ソケット３０を上開口１４ａに対して第３クリアランスＣ３の範囲内で径方向へ所定の長さ偏心させて差込むことにより、構造体１の軸中心をコンクリート製シャフト２の中心軸線Ｌ１に合わせることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、構造体１の差込ソケット３０が差込相手の上開口１４ａに対して径方向に偏心可能な第３クリアランスＣ３を設けているため、上下の構造体１を径方向でずらして連結させることができる。
【００５０】
また、差込ソケット３０を上板１４の上開口１４ａに差し込むだけで上下の構造体１の連結を行っている。このため、熱応力吸収手段６０をブランケット状の単体という簡単な構成とすることができる。
【００５１】
上記実施の形態は、構造体１の高さを一定としたが、これに限らず、各構造体１の高さは、コンクリート製シャフト２の曲がり状態に応じて適宜設定することができる。例えば、曲がり度合いが大きい箇所は、高さの低い構造体１を用いることで大きな曲がりに追従することができる。
【００５２】
上記実施の形態は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施できる。そのため、各実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。例えば、煙突を再生する場合に限らず、煙突を新設する場合に適用することもできる。また、コンクリート製のシャフトだけでなく、他の材質のシャフトにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…煙突再生用ユニット構造体（構造体）、  ２…コンクリート製シャフト、  ３…内側シャフト、  ４…断熱材、  ５…煙道、  １０…構造体本体、  １０Ａ…煙突内筒部、  １０Ｂ…上開口、  １０Ｃ…下開口、  １０Ｄ…外筒部、  １１…外側筒部、  １２…中側筒部、  １３…内側筒部、  １４…上板、  １４ａ…上開口、  １５…下板、  １５ａ…下開口、  ３０…差込ソケット、  ５０…振れ止め手段、  ５１…アンカーボルト、  ５２…固定台、  ５３…取り付けブラケット、  ６０…熱応力吸収部材、  Ｃ０…シャフト内クリアランス、  Ｃ１…第１クリアランス、  Ｃ２…第２クリアランス、  Ｃ３…第３クリアランス（差込クリアランス）
【要約】
【課題】  煙突再生の際に、既設のコンクリート製シャフトの内部の曲がり状態に合わせて内側シャフトを建設可能とする煙突再生用ユニット構造体を提供する。
【解決手段】  煙突再生用ユニット構造体１は、既設煙突のコンクリート製シャフト内に新設する煙突本体をなす内側シャフトを構成するもので、上下に開口した煙突内筒部１０Ａを内側に有し、煙突内筒部１０Ａの外側に配置される外筒部１０Ｄと煙突内筒部１０Ａとの間に断熱材を収容する閉鎖された断熱材収容空間Ｓが形成された構造体本体１０と、構造体本体１０の下面から下方に延出され、外径が前記煙突内筒部１０Ａの上開口１０Ｂの内径よりも小径に形成された差込ソケット３０と、を有する。
【選択図】  図１【図１】
0006023385.tif 000002
【図２】
0006023385.tif 000003
【図３】
0006023385.tif 000004
【図４】
0006023385.tif 000005