(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製煙突の筒身鉄皮の補修方法であって、板材からなる補強部材の板材幅方向端部を前記筒身鉄皮の外周面に溶接固定して補修するにあたり、前記板材からなる補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さが予め設定された長さになるように当該接触する部分以外の補強部材の板材幅方向端部の部分を予め設定された長さ分だけ断続的に予め逃がし、前記補強部材の板材幅方向が筒身鉄皮の外周面と垂直になるように当該筒身鉄皮の外周面に当該補強部材の板材幅方向端部を当接して、前記補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮接触部分を全周溶接することを特徴とする鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法。
【請求項２】
前記補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さを４０〜１５０ｍｍ、前記補強部材の板材幅方向端部の予め逃がされる部分の長さを８０〜６００ｍｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法。
【請求項３】
前記補強部材の筒身鉄皮接触側と反対側の板材幅方向端部を板材幅方向と垂直になるように折り曲げたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製煙突の筒身鉄皮の補修方法に関し、特に筒身鉄皮の外周面に補強部材を取付けて補強するのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼製煙突の筒身は、例えば内側に耐火物を貼り付けて耐熱性を向上させているが、長年の使用により劣化することがある。下記特許文献１では、筒身の内周面に周方向に沿う縦方向リブと、当該縦方向リブと井桁をなす横方向リブを接合し、筒身の外周面には炭素繊維の線材を巻付け、縦方向リブに鉄筋を接合して縦方向リブと横方向リブ相互間にモルタルを充填して筒身を補修するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば筒身鉄皮の減肉部分を補修する場合に、筒身鉄皮に板材からなる補強部材の幅方向端部を突き当てて溶接固定することがある。このような場合、煙突は屋外設備であるから、所謂隙間腐食を防止するために、補強部材の突き当て部分を全周溶接する必要がある。特に、板材からなる補強部材を煙突の高さ方向に長手に溶接固定する際には、補強部材の長大な突き当て部分を全周溶接することになり、作業に手間と時間がかかる。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、板材からなる補強部材を鋼製煙突の筒身鉄皮に溶接固定する作業を軽減することが可能な鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法は、鋼製煙突の筒身鉄皮の補修方法であって、板材からなる補強部材の板材幅方向端部を前記筒身鉄皮の外周面に溶接固定して補修するにあたり、前記板材からなる補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さが予め設定された長さになるように当該接触する部分以外の補強部材の板材幅方向端部の部分を予め設定された長さ分だけ断続的に予め逃がし、前記補強部材の板材幅方向が筒身鉄皮の外周面と垂直になるように当該筒身鉄皮の外周面に当該補強部材の板材幅方向端部を当接して、前記補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮接触部分を全周溶接することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の補強部材を構成する板材は、板材であるから面積の大きい板面を有する。板材の幅方向とは、この板面に沿って板材の幅を規定する方向であるから、実質的に板面に沿った方向であれば何れの方向であってもよい。また、逃がしとは、例えば除去加工や曲げ加工などによって補強部材の板材幅方向端部の所定部分が筒身鉄皮に接触しないようにすることである。
【０００８】
また、前記補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さを４０〜１５０ｍｍ、前記補強部材の板材幅方向端部の予め逃がされる部分の長さを８０〜６００ｍｍとしたことを特徴とするものである。
また、前記補強部材の筒身鉄皮接触側と反対側の板材幅方向端部を板材幅方向と垂直になるように折り曲げたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
而して、本発明の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法によれば、板材からなる補強部材の板材幅方向端部を筒身鉄皮の外周面に溶接固定して補修するにあたり、板材からなる補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さが予め設定された長さになるように当該接触する部分以外の補強部材の板材幅方向端部の部分を予め設定された長さ分だけ断続的に予め逃がし、補強部材の板材幅方向が筒身鉄皮の外周面と垂直になるように当該筒身鉄皮の外周面に当該補強部材の板材幅方向端部を当接して、補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮接触部分を全周溶接することとしたため、補強部材の板材幅方向端部を逃がさない場合に比べて、筒身鉄皮接触部分の全周溶接長さが短くなることから作業が軽減すると共に、筒身鉄皮の外周面の変形に補強部材の板材幅方向端部を合わせたり、筒身鉄皮の外周面と補強部材の板材幅方向端部との間に隙間埋め部材を介装したりする調整作業も軽減する。
【００１０】
また、補強部材の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さを４０〜１５０ｍｍ、補強部材の板材幅方向端部の予め逃がされる部分の長さを８０〜６００ｍｍとしたことにより、溶接強度を確保しながら作業を軽減することが可能となる。
また、補強部材の筒身鉄皮接触側と反対側の板材幅方向端部を板材幅方向と垂直になるように折り曲げたことにより、補強部材の強度を向上して溶接強度も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の筒身鉄皮補修方法を適用した鋼製煙突の一実施形態を示す全体正面図である。
【図２】図１の鋼製煙突の頂部拡大正面図である。
【図３】図２の鋼製煙突の筒身鉄皮の横断面図である。
【図４】図３の筒身鉄皮に溶接固定された補強部材の説明図である。
【図５】図４の補強部材の斜視図である。
【図６】図４の補強部材の接触部分の調整作業の説明図である。
【図７】従来の筒身鉄皮に溶接固定された補強部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の筒身鉄皮補修方法が適用された鋼製煙突の全体正面図である。本実施形態では１つの鉄塔２の内側に２本の鋼製煙突１が立設されており、手前の１本は大径の鋼製煙突１、奥方のもう１本は小径の鋼製煙突１である。本実施形態の筒身鉄皮補修方法は、大径の鋼製煙突１に施されたものについて説明する。ちなみに、この種の鋼製煙突１は、筒身自体が自立しており、筒身の横揺れや倒れを鉄塔２が支持している。また、筒身の外周を覆う鉄皮の内側には、不定形耐酸キャスタブルなどの耐火物が内張り（ライニング）されることもある。
【００１３】
図２は、図１の鋼製煙突１の頂部拡大正面図であり、図３は、図２の横断面図である。本実施形態では、大径の鋼製煙突１の筒身鉄皮３の頂部外周に板材からなる補強部材４を溶接固定して補修を行っている。この補強部材４は、筒身鉄皮３の高さ方向に長手な板材からなり、円周方向に所定の角度、例えば２２．５°で等配に取付けられている。この補強部材４は、板材幅方向が筒身鉄皮３の外周面と垂直になるように板材幅方向端部が当該筒身鉄皮３の外周面に溶接固定されている。
【００１４】
図４には、補強部材４の筒身鉄皮３への溶接固定の詳細を示す。本実施形態では、板材からなる補強部材４の板材幅方向端部の筒身鉄皮３に接触する部分の長さが予め設定された長さになるように当該接触する部分以外の補強部材４の板材幅方向端部の部分を予め設定された長さ分だけ断続的に予め逃がしてある。図４ａは図２のＡ部、図４ｂは図２のＢ部の夫々の詳細を示す。
【００１５】
図４ａに示す図２のＡ部では、筒身鉄皮３の外周面に円筒部材５が取付けられ、その円筒部材５に円板状の筒身補強部材６が取付けられ、その円板状の筒身補強部材６に連接部材７が取付けられている。このうち、円筒部材５及び筒身補強部材６は、筒身鉄皮４の断面円形を保持するためのものである。また、連接部材７は鉄塔２から突設された連接部材と当接し、前述のように筒身の横揺れや倒れが支持され、且つ煙突の伸縮を許容する。この筒身補強部材６の下方から補強部材４が筒身鉄皮の高さ方向に長手に当該筒身鉄皮３に溶接固定されている。また、円筒部材５や筒身補強部材６と補強部材４との接合部分も全周溶接によって固定されている。なお、全ての補強部材４の筒身鉄皮溶接固定側と反対側の幅方向端部は、図面の紙面と垂直方向に折り曲げられており、強度が高められている。
【００１６】
図４ｂに示す図２のＢ部では、筒身鉄皮３を貫通するように円板状の筒身補強部材８がリブ１０を介して取付けられ、リブ１０の上方には突出先端部が下向きになるように斜めにダストカバー９が取付けられている。この部分では、筒身補強部材８の上方にも下方にも補強部材４が筒身鉄皮３の高さ方向に長手に当該筒身鉄皮３に溶接固定されている。また、筒身補強部材８と補強部材４との接合部分も全周溶接によって固定されている。なお、ダストカバー９は円板状の筒身補強部材８上にダストがたまるのを防止するためのものである。これは、円板状の筒身補強部材８上にダストがたまると、たまったダストが水分を含み、湿潤して腐食するため、ダストカバー９によって筒身補強部材８上にダストがたまらないようにしている。
【００１７】
また、図２には表れていないが、図４ｃに示すように、円弧状に湾曲した板材からなる補強部材４を筒身鉄皮３の外周面の周方向に沿って溶接固定する部位もある。何れの場合も、板材からなる補強部材４の板材幅方向端部の筒身鉄皮３に接触する部分の長さが予め設定された長さになるように当該接触する部分以外の補強部材４の板材幅方向端部の部分を断続的に予め設定された長さ分だけ予め逃がしてある。そして、筒身鉄皮３と補強部材４の接触部分だけが全周溶接によって固定されている。
【００１８】
従来は、例えば図７に示すように、板材からなる補強部材４を筒身鉄皮３の外周面に高さ方向に長手に溶接固定する場合、補強部材４の筒身鉄皮接触側の幅方向端部を逃がしていないため、隙間腐食を防止するためには、補強部材４の板材長さ全長分を全周溶接しなければならない。これでは、溶接する手間や時間がかかりすぎるし、後述するように筒身鉄皮３の変形に合わせて補強部材４を加工したり隙間を埋めたりする調整作業の手間や時間もかかる。
【００１９】
これに対し、例えば図５ａに示すように、板材からなる補強部材４の筒身鉄皮接触側の幅方向端部を所定長ずつ断続的に予め逃がし、筒身鉄皮接触部分だけを全周溶接することとすれば、溶接自体の手間や時間を軽減できる。また、図６ａに示すように、筒身鉄皮３が外に凸に変形している場合には、補強部材４の接触部分を除去し、図６ｂに示すように、筒身鉄皮３が内に凸に変形している場合には、補強部材４の接触部分と筒身鉄皮との間に隙間埋め部材１１を介装するなどの調整作業が必要となる。このような補強部材４の加工作業や隙間埋め作業などの調整作業も、補強部材４の筒身鉄皮接触側幅方向端部に逃がしのない場合に比べると大幅に軽減される。なお、補強部材４の強度が平板野間までも十分な場合には、図５ｂに示すように、補強部材４の筒身轍鮒接触側と反対型の幅方向端部を折り曲げなくてもよい。
【００２０】
この板材からなる補強部材４の筒身鉄皮３に接触する部分の長さ（以下、接触長さとも記す）をＬ１、予め逃がされる部分の長さ（以下、逃がし長さとも記す）をＬ２とすると、筒身鉄皮に接触する部分の接触長さＬ１は４０〜１５０ｍｍとするのが望ましく、予め除去される部分の除去長さは８０〜６００ｍｍとするのが望ましい。このうち、接触長さＬ１については、溶接の開始点及び終止点の両端部の部分が欠陥を含むことから、鋼構造設計基準の数値を参考として４０ｍｍ以上とするのが望ましい。即ち、日本建築学会の定める鋼構造設計基準では、応力を伝達するすみ肉溶接の有効長さは、すみ肉の１０倍以上で、且つ４０ｍｍ以上とするとあることから、接触長さＬ１の下限値を４０ｍｍとした。一方、接触長さＬ１を長くすると、前述のような筒身鉄皮３の変形に伴う加工作業や隙間埋め作業などの調整作業が多くなる。そのため、接触長さＬ１の上限値を１５０ｍｍとした。
【００２１】
また、逃がし長さＬ２は、溶接量の低減が目的であるため、接触長さＬ１の２倍以上を目安に、下限値を８０ｍｍとした。一方、補強部材の圧縮座屈の耐力を考慮し、例えば厚さが１５ｍｍ、幅２００ｍｍの補強部材４の場合、道路橋示方書（社団法人日本道路協会発行）の主要部材λ（細長比）＜１２０とするには、補強部材４の座屈長さを６００ｍｍ以下にする必要がある。即ち、逃がし長さＬ２を６００ｍｍ以下とする必要があることから、上限値を６００ｍｍとした。
【００２２】
このように本実施形態の鋼製煙突の筒身鉄皮補修方法では、板材からなる補強部材４の板材幅方向端部を筒身鉄皮３の外周面に溶接固定して補修するにあたり、板材からなる補強部材４の板材幅方向端部の筒身鉄皮３に接触する部分の長さＬ１が予め設定された長さＬ１になるように当該接触する部分以外の補強部材４の板材幅方向端部の部分を予め設定された長さＬ２分だけ断続的に予め逃がし、補強部材４の板材幅方向が筒身鉄皮３の外周面と垂直になるように当該筒身鉄皮３の外周面に当該補強部材４の板材幅方向端部を当接して、補強部材４の板材幅方向端部の筒身鉄皮接触部分を全周溶接することにより、補強部材４の板材幅方向端部を逃がさない場合に比べて、筒身鉄皮接触部分の全周溶接長さが短くなることから作業が軽減すると共に、筒身鉄皮３の外周面の変形に補強部材４の板材幅方向端部を合わせたり、筒身鉄皮３の外周面と補強部材４の板材幅方向端部との間に隙間埋め部材１１を介装したりする調整作業も軽減する。
【００２３】
また、補強部材４の板材幅方向端部の筒身鉄皮に接触する部分の長さを４０〜１５０ｍｍ、補強部材４の板材幅方向端部の予め逃がされる部分の長さＬ１を８０〜６００ｍｍとしたことにより、溶接強度を確保しながら作業を軽減することが可能となる。
また、補強部材４の筒身鉄皮接触側と反対側の板材幅方向端部を板材幅方向と垂直になるように折り曲げたことにより、補強部材４の強度を向上して溶接強度も向上することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１は鋼製煙突
２は鉄塔
３は筒身鉄皮
４は補強部材
５は円筒部材
６、８は筒身補強部材
９はダストカバー
１０はリブ
【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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