(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体をその軸心と平行に縦割りした形状を有する少なくとも一対のセグメント部材と、一対の前記セグメント部材の一方の縦割り部同士を対向させた状態で互いに回動可能に接続する蝶番部材と、前記セグメント部材の他方の縦割り部同士を着脱可能に連結する連結手段と、を備え、
前記蝶番部材が、対向する前記セグメント部材の縦割り部にそれぞれに互いに前記縦割り方向に重ね合わせ可能な状態で固着された複数の座金部材と、前記座金部材を前記縦割り方向に貫通するように配置されたボルトナット機構である軸体と、前記座金部材同士の間に挟持された摩擦軽減部材と、を備えたことを特徴とする煙突構築用ユニット。
【請求項２】
前記セグメント部材に貫通部を設けた請求項１記載の煙突構築用ユニット。
【請求項３】
前記セグメント部材の外周面に前記縦割り方向に貫通する開口部を有する足場取付用部材を設けた請求項１または２記載の煙突構築用ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の煙突構築用ユニットを構成する前記セグメント部材を前記蝶番部材を回動させて前記他方の縦割り部を開いた状態にして既設煙突の外周に前記セグメント部材を配置する工程と、前記セグメント部材を前記蝶番部材を逆回動させて前記他方の縦割り部を閉じた状態にして前記既設煙突の外周を前記セグメント部材で覆う工程と、前記セグメント部材の前記他方の縦割り部同士を前記連結手段で連結する工程と、対向状態にある前記縦割り部同士を溶接する工程と、を備えたことを特徴とする煙突構築工法。
【請求項５】
前記既設煙突の外周を覆う前記セグメント部材の溶接用の貫通部と前記既設煙突の外周とを溶接する工程を設けた請求項４記載の煙突構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設の煙突を利用して既設の煙突の外側に新たに煙突を構築したり、既設の煙突を補強したりする場合に使用される煙突構築技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所の溶鉱炉設備の一部をなす鋼製煙突は、長期操業運転により徐々に老朽化するので、従来、使用限度が近づいた鋼製煙突に対して施工される修理技術（補強技術）が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１記載の「鉄皮製煙突取替修理工法」は、鋼製補強材を用いて、既設鋼製煙突の煙突機能を停止させることなく、筒身を全面的に補強する工法である。特許文献２記載の「鋼製煙突の二重筒身補強構造」は、鋼製補強材を用いて、既設鋼製煙突の煙突機能を停止させることなく、筒身を部分的に補強する工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−７３４２６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２などに記載されている従来工法においては、半割以上の複数に分割された弧状の分割鋼鈑を、揚重機を用いて、既設煙突の周りの所定位置に配置し、仮溶接（仮固定）後に、上下左右に隣り合う分割鋼鈑同士を溶接する必要があるため、分割鋼板の揚重作業に多大な時間を要するだけでなく、火気を使用する多くの溶接作業を必要としている。また、これらの工法を施工するためには、施工現場に足場を架設する必要もあるため、足場の架設工事に多くの資材と労力を要し、工期の長期化の要因ともなっている。
【０００５】
一方、従来工法の問題点を解消するため、分割鋼鈑を大型化することにより、分割鋼鈑の揚重回数及び揚重時間を低減する試みも提案されているが、大型の分割鋼板は重量が大幅に増大するため、揚重作業時及び仮固定作業時の安全性確保が大きな問題となるだけでなく、荷揚げ、取付け、固定方法などに関する新たな問題が生じ、分割鋼鈑の大型化による作業の効率化及び工期の短縮化などは実現できていないのが実状である。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、資材の揚重工程を簡略化し、火気使用作業を軽減し、工期短縮化を図ることができる煙突構築術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の煙突構築用ユニットは、筒体をその軸心と平行に縦割りした形状を有する少なくとも一対のセグメント部材と、一対の前記セグメント部材の一方の縦割り部同士を対向させた状態で互いに回動可能に接続する蝶番部材と、前記セグメント部材の他方の縦割り部同士を着脱可能に連結する連結手段と、を備え、
前記蝶番部材が、対向する前記セグメント部材の縦割り部にそれぞれに互いに前記縦割り方向に重ね合わせ可能な状態で固着された複数の座金部材と、前記座金部材を前記縦割り方向に貫通するように配置されたボルトナット機構である軸体と、前記座金部材同士の間に挟持された摩擦軽減部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすれば、一対のセグメント部材を一つの単位として、既設煙突の周囲への配置作業、仮固定作業及び既設煙突に対する固定作業を行うことが可能となるので、揚重工程の簡略化、工期の短縮化を図ることができる。また、蝶番部材で回動可能に接続され、着脱可能な連結手段を有する一対のセグメント部材を用いることにより、仮溶接を行うことなく当該セグメント部材を既設煙突に仮固定することができるので、火気使用作業も低減することができる。
【０００９】
前述したように、前記蝶番部材は、対向する前記セグメント部材の縦割り部にそれぞれに互いに前記縦割り方向に重ね合わせ可能な状態で固着された複数の座金部材と、前記座金部材を前記縦割り方向に貫通するように配置されたボルトナット機構である軸体と、前記座金部材同士の間に挟持された摩擦軽減部材と、を備えている。
【００１０】
また、前記セグメント部材に溶接用の貫通部を設けることができる。
【００１１】
さらに、前記セグメント部材の外周面に前記縦割り方向に貫通する開口部を有する足場取付用部材を設けることができる。
【００１２】
次に、本発明の煙突構築工法は、前述したいずれかの煙突構築用ユニットを構成する前記セグメント部材を前記蝶番部材を回動させて前記他方の縦割り部を開いた状態にして既設煙突の外周に前記セグメント部材を配置する工程と、前記セグメント部材を前記蝶番部材を逆回動させて前記他方の縦割り部を閉じた状態にして前記既設煙突の外周を前記セグメント部材で覆う工程と、前記セグメント部材の前記他方の縦割り部同士を前記連結手段で連結する工程と、対向状態にある前記縦割り部同士を溶接する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記煙突構築工法において、前記既設煙突の外周を覆う前記セグメント部材の貫通部と前記既設煙突の外周とを溶接する工程を設けることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、資材の揚重工程を簡略化し、火気使用作業を低減し、工期短縮化を図ることができる煙突構築術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である煙突構築用ユニットをセグメント部材を閉じた状態で示す平面図である。
【図２】図１に示す煙突構築用ユニットをセグメント部材を開いた状態で示す平面図である。
【図３】図１中の矢線Ａ方向から見た一部省略図である。
【図４】図１中の矢線Ｂ方向から見た図である。
【図５】図３中の矢線Ｃで示す部分の拡大図である。
【図６】図４中の矢線Ｄで示す部分の拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態である煙突構築工法の施工対象である煙突を示す一部省略図である。
【図８】図７中の矢線Ｅで示す部分における施工状況を示す一部省略図である。
【図９】本発明の実施の形態である煙突構築工法で構築された煙突の一部を示す斜視図である。
【図１０】図９中のＦ−Ｆ線における断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態である煙突構築工法で構築された煙突の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜図１１に基づいて、本発明の実施形態である煙突構築用ユニット１００及びこれを用いた煙突構築工法について説明する。
【００１７】
図１〜図４に示すように、本実施形態の煙突構築用ユニット１００は、円筒体をその軸心と平行に縦割りした半円筒形状を有する一対のセグメント部材１１，１２と、一対のセグメント部材１１，１２の一方の縦割り部１１ａ，１２ａ同士を対向させた状態で互いに回動可能に接続する蝶番部材３０と、セグメント部材１１，１２の他方の縦割り部１１ｂ，１２ｂ同士を着脱可能に連結する連結手段５０と、を備えている。セグメント部材１１，１２にはそれぞれ溶接用のスリット状貫通部１３，１４が複数開設されている。
【００１８】
なお、本実施形態において、スリット状貫通部１３，１４は、煙突構築用ユニット１００の軸心１００ｃ方向と平行をなすように開設されているが、これに限定するものではないので、施工条件に応じて、その他の方向（例えば、煙突構築用ユニット１００の周方向あるいは軸心１００ｃに対して斜めをなす方向など）に開設することもできる。
【００１９】
図１，図２に示すように、セグメント部材１１，１２の外周面の複数個所には、煙突構築工事を行う場合に、揚重機（図示せず）を用いて煙突構築用ユニット１００を吊下げるときのワイヤＷ（図８参照）を引っ掛けるための係止部材（吊りピース）１６が固着されている。
【００２０】
図１に示すように、セグメント部材１１の外周面の蝶番部材３０寄りの部分には円弧形状のストッパー１５の一方の端部１５ａが固着され、ストッパー１５の他方の端部１５ｂはセグメント部材１２の外周面に対向している。図２に示すように、セグメント部材１１，１２が蝶番部材３０を中心に所定角度まで開くとストッパー１５の端部１５ｂがセグメント部材１２の外周面に当接し、ストッパー１５がセグメント部材１１，１２の間に挟持された状態となり、それ以上セグメント部材１１，１２が開かないように保持される。
【００２１】
図５に示すように、蝶番部材３０は、対向するセグメント部材１１，１２の縦割り部１１ａ，１２ａにそれぞれに互いに縦割り方向（煙突構築用ユニット１００の軸心１００ｃ方向）に重ね合わせ可能な状態で固着された複数の座金部材３１，３２と、交互に重なり合う座金部材３１，３２を縦割り方向（軸心１００ｃ方向）に貫通するように配置された軸体３３と、座金部材３１，３２同士の間に挟持された摩擦軽減部材３４と、を備えている。軸体３３はボルトナット機構であり、座金部材３１，３２及び摩擦軽減部材３４に対して着脱可能である。摩擦軽減部材３４は、例えば、「商品名：テフロン（登録商標）」製（ポリテトラフルオロエチレン製）の平板材などが好適であるが、これに限定するものではない。
【００２２】
図５中では表示していないが、蝶番部材３０において、複数の摩擦軽減部材３４のうちの軸体３３の端部寄りに位置する摩擦軽減部材３４の外側（軸体３３の端部側）にはそれぞれ金属板が配置され、ボルトナット機構である軸体３３のナットを締め付けたときの摩擦軽減部材３４の損傷を防止している。
【００２３】
図６に示すように、連結手段５０は、対向するセグメント部材１１，１２の縦割り部１１ｂ，１２ｂに互いに対向するように配置されたコ字状の連結補助部材５１，５２と、連結補助部材５１，５２を互いに接近する方向に締め付け可能なボルトナット機構５３と、を備えている。ボルトナット機構５３は、連結補助部材５１，５２に対して着脱可能である。
【００２４】
また、後述する図１１に示すように、セグメント部材１１，１２の外周面に縦割り方向（軸心１００ｃ方向）に貫通する開口部７１を有する足場取付用部材７０が取り付けられている。法面ブラケット８０のフック部８１を足場取付用部材７０の開口部７１に差し込むことにより、煙突構築用ユニット１００の外周に法面ブラケット８０を着脱可能に取り付けることができる。
【００２５】
次に、図７〜図１１に基づいて、本発明の実施形態である、煙突構築用ユニット１００（図１参照）を用いた煙突構築工法について説明する。本実施形態の煙突構築工法は、図７に示すように、製鉄所の溶鉱炉設備の一部をなす既設の鋼製煙突９０が老朽化した場合の補強技術として施工しているが、これに限定するものではない。
【００２６】
本実施形態の煙突構築工法は、図７に示す鋼製煙突９０の矢線Ｘで示す部分（筒身９０ｘ）に対して施工している。図８に示すように、予め地上で製作された煙突構築用ユニット１００の係止部材（吊りピース）１６に、揚重機（図示せず）のフック６０に吊り下げた吊り治具６１のワイヤＷを引っ掛けて、筒身９０ｘ近くまで吊り上げる。このとき、煙突構築用ユニット１００を構成するセグメント部材１１，１２は、図２に示すように、蝶番部材３０を回動させて、蝶番部材３０と１８０度反対側に位置する縦割り部１１ｂ，１２ｂを開いた状態にして、既設煙突である鋼製煙突９０の筒身９０ｘの外周にセグメント部材１１，１２を配置する。
【００２７】
なお、吊り下げ中のセグメント部材１１，１２は、図８中に表示していない複数の蝶番部材３０（図２参照）を中心に開いた状態にあり、且つ、セグメント部材１１，１２は複数のストッパー１５によって所定角度以上開かないように保持されている。
【００２８】
次に、蝶番部材３０（図２参照）を逆回動させて、セグメント部材１１，１２の縦割り部１１ｂ，１２ｂを閉じた状態にして筒身９０ｘの外周をセグメント部材１１，１２で覆った後、セグメント部材１１，１２の縦割り部１１ｂ，１２ｂ同士を連結手段５０（図１参照）で連結する。この後、図９に示すように、連結手段５０が存在する側において対向状態にある縦割り部１１ｂ，１２ｂ同士を溶接するとともに、スリット状貫通部１３，１４を溶接する。この場合、図１０に示すように、縦割り部１１ｂ，１２ｂ同士の溶接部１０ｘ及びスリット状貫通部１３，１４の溶接部１３ｘ，１４ｘは筒身９０ｘの外周に溶着される。
【００２９】
なお、本発明に係る煙突構築用ユニット１００を使用して、既設の煙突の外側に新たに煙突を構築する場合は、セグメント部材１１，１２と既設の煙突とを溶接する必要がないので、セグメント部材１１，１２におけるスリット状貫通部１３，１４を省略した構成とすることもできる。なお、セグメント部材１１，１２と既設の煙突とを溶接しない場合は、縦割り部１１ａ，１２ａ（１１ｂ，１２ｂ）のいずれかに裏当てを設けて溶接する。
【００３０】
前述と同様に、図１に示すように、連結手段５０と１８０度反対側に位置する蝶番部材３０が存在する側において対向状態にある縦割り部１１ａ，１２ａ同士を溶接するとともに、スリット状貫通部１３，１４を溶接する。なお、図示していないが、既設の煙突の長手方向に沿って複数の煙突構築用ユニット１００を配置する場合は、隣り合う複数の煙突構築用ユニット１００のうちの一方のセグメント部材１１，１２の上縁部分と他方のセグメント部材１１，１２の下縁部分とが溶接によって接合される。
【００３１】
この後、蝶番部材３０、連結手段５０、ストッパー１５及び係止部材１６などを溶断などの方法によりセグメント部材１１，１２の外周面から撤去し、連結手段５０があった部分５０ｘの縦割り部１１ｂ，１２ｂ及び蝶番部材３０があった部分（図示せず）の縦割り部１１ａ，１２ａを溶接すると筒身９０ｘに対する補強工事が完了する。
【００３２】
なお、前述した溶接手順に限定するものではないので、例えば、蝶番部材３０、連結手段５０、ストッパー１５及び係止部材１６などが存在する状態で縦割り部１１ｂ，１２ｂ，１１ａ，１２ａの溶接を行い、溶接完了後、蝶番部材３０、連結手段５０、ストッパー１５及び係止部材１６などを撤去することも可能である。
【００３３】
図１１に示すように、煙突構築用ユニット１００においては、セグメント部材１１，１２の外周面に縦割り方向（軸心１００ｃ方向）に貫通する開口部７１を有する足場取付用部材７０が取り付けられている。従って、法面ブラケット８０のフック部８１を足場取付用部材７０の開口部７１に差し込めば、煙突構築用ユニット１００の外周に法面ブラケット８０を取り付け、その上に足場（図示せず）を構築することができる。
【００３４】
本実施形態の煙突構築用ユニット１００においては、二つのセグメント部材１１，１２（分割鋼板）を蝶番部材３０を介して開閉自在に連結し、容易に仮固定できる補強パネル体とすることにより、従来、施工できなかった分割鋼鈑の大型化が可能になった。また、セグメント部材１１，１２を大型化することにより、揚重回数、揚重時間を大幅に短縮することができる。
【００３５】
また、セグメント部材１１，１２の大型化により、セグメント部材１１，１２同士の溶接個所を減らすことができるため、工期短縮化、高所火気使用作業の低減及びコスト削減を実現することができる。セグメント部材１１，１２の連結手段５０を設けたことにより、従来の溶接による仮固定が不要になるため、短工期化、高所火気使用作業の低減及びコスト削減に有効である。
【００３６】
さらに、セグメント部材１１，１２の外周に足場取付用部材７０を取り付けることにより、施工負荷の大きな単管足場などから、部材数少なく施工性良好な法面ブラケット８０を使用することができるので、足場組立解体作業の簡略化、短工期化を実現することができる。
【００３７】
なお、本実施形態の煙突構築工法は、既設の鋼製煙突９０の筒身９０ｘを補強する施工事例について説明しているが、本発明の煙突構築工法は前記施工事例に限定するものではないので、既設の煙突を利用して既設の煙突の外側に新たに煙突を構築したりする工事においても好適に実施することができる。
【００３８】
また、図１〜図１１に基づいて説明した煙突構築用ユニット１００及びこれを用いた煙突構築工法は本発明の一例を示すものであり、本発明の煙突構築用ユニット及び煙突構築工法は、前述した煙突構築用ユニット１００及びこれを用いた煙突構築工法に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の煙突構築技術は、製鉄所の溶鉱炉など各種製造設備の一部を構成する煙突の構築技術として様々な製造業の分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０ｘ，１３ｘ，１４ｘ  溶接部
１１，１２  セグメント部材
１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂ  縦割り部
１３，１４  スリット状貫通部
１５  ストッパー
１５ａ，１５ｂ  端部
３０  蝶番部材
３１，３２  座金部材
３３  軸体
３４  摩擦軽減部材
５０  連結手段
５１，５２  連結補助部材
５３  ボルトナット機構
６０  フック
６１  吊り治具
７０  足場取付用部材
７１  開口部
８０  法面ブラケット
８１  フック部
９０  鋼製煙突
９０ｘ  筒身
【図１】
0006461634.tif 000002
【図２】
0006461634.tif 000003
【図３】
0006461634.tif 000004
【図４】
0006461634.tif 000005
【図５】
0006461634.tif 000006
【図６】
0006461634.tif 000007
【図７】
0006461634.tif 000008
【図８】
0006461634.tif 000009
【図９】
0006461634.tif 000010
【図１０】
0006461634.tif 000011
【図１１】
0006461634.tif 000012