(57)【要約】【課題】廃棄物焼却施設の煙突解体作業において、煙突内に煙道を区画するために耐火煉瓦を積層して築造された内筒を、安全かつ確実に解体する。【解決手段】煙突１の外筒空間の平断面中心とほぼ同軸をなして外筒空間内に吊持される支持本体１１と、支持本体１１に取り付けられ、その先端で外筒壁面１ｄを押圧して支持本体１１を外筒空間内で位置保持するサポートジャッキ２０と、支持本体１１に連設された胴部内に収容され、支持本体１１の軸線と同軸回転可能な回転軸を有する旋回駆動部と、旋回駆動部の回転軸端に、その胴部が固着されたスライドジャッキ３０を介して保持された回転軸と直交方向にロッドの伸縮により移動可能な破砕ピックを有する破砕ジャッキとを備える。破砕ピックの内筒２に対して往復押圧動作を行い、内筒２の煉瓦の継目を破砕する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突の外筒空間の平断面中心とほぼ同軸をなして前記外筒空間内に吊持される支持本体と、該支持本体に取り付けられ、その先端で外筒壁面を押圧して前記支持本体を前記外筒空間内で位置保持する複数本のサポート手段と、前記支持本体に連設された胴部内に収容され、前記支持本体の軸線と同軸回転可能な回転軸を有する旋回駆動部と、該旋回駆動部の回転軸端に、その胴部が固着された伸縮部を介して保持された前記回転軸と直交方向に移動可能な内筒破砕治具を有する破砕駆動部とを備え、
前記内筒破砕治具の前記内筒に対する往復押圧動作により、前記内筒の煉瓦の継目を破砕することを特徴とする煙突内筒解体装置。
【請求項２】
前記内筒破砕治具の前記内筒に対する往復押圧動作を、前記旋回駆動部で前記破砕駆動部を旋回させて所定高さにおける内筒一周分にわたって煉瓦の継目を破砕する請求項１記載の煙突内筒解体装置。
【請求項３】
前記伸縮部のロッド伸長により、前記破砕駆動部を前記支持本体の軸線から外方に移動させ、該位置で前記内筒破砕治具を前記内筒に対して往復押圧動作させて前記内筒の煉瓦の継目を破砕する請求項１記載の煙突内筒解体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は煙突内筒解体装置に係り、煙突内に煙道を区画するために耐火煉瓦を積層して築造された内筒を、煙突解体時に安全かつ確実に解体するために用いられる煙突内筒解体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平成１２年から施行されたダイオキシン類対策特別措置法に基づき、焼却施設から発生する焼却灰に含まれるダイオキシン類の排出基準が強化された。これにより、今後、全国各地の廃棄物焼却施設で改造や建て替えが行われるとともに、ごみ処理施設の広域化計画に伴い廃止される施設も多数見込まれている。このためダイオキシン類等の有害物質に汚染されている廃棄物焼却施設を安全に解体するための技術が求められてきている。特に老朽化した高層煙突等の解体では、内筒壁面に付着したダイオキシン類の有害物質を含むおそれのある焼却灰を、人力を介さずに洗浄し、煙突を安全に解体することが重要である。
【０００３】
出願人は、上述した煙突の解体技術に関して想定される複数の問題点を解決した技術、すなわち廃棄物等を焼却した際に、煙突内に付着している有害物質を安全に除去し、さらに煙突全体を安全かつ効率よく解体し、さらにそれら解体材料をリサイクルできるようにした技術として、廃棄物焼却施設の煙突解体システム及び解体方法に関する特許出願を行っている（特願２００１−３７９２０５出願明細書参照）。また、この出願に類似した先行技術として、有害物質等を扱ったプラントまたは焼却場の煙突解体方法、煙道内洗浄方法及び煙道内解体装置に関する出願がある（特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１には、充填材注入工程により、鉄筋コンクリート造の外筒と耐火煉瓦を積層して築造された内筒との間の空間に充填材としての軽量発泡モルタルを充填することで、外筒と内筒とを一体化させ、内筒壁面の洗浄等を行った後に行われる、ワイヤソー等を用いた煙突の短尺切断加工工程において、耐火煉瓦が落下しないようにして外筒と内筒とが一度に切断される。さらに短尺に切断された、外筒と内筒からなる切断部材が他の作業区画の作業室に移動され、細かく分断される。この移動工程においても、内筒の煉瓦と外筒とは一体の切断部材として取り扱われる。最終的に廃棄物処分工程において、汚染されていない外筒の鉄筋コンクリートは作業場外に搬出され、汚染の程度の高い耐火煉瓦については、汚染廃棄物としてドラム缶詰めして廃棄物処分されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３２８８１５公報（第６〜７頁記載、図７，図８参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した煙突の解体方法では、鉄筋コンクリート製外筒と、耐火煉瓦製の内筒とを、充填材としての軽量発泡モルタルで一体化するという煙突全高にわたる大がかりな充填材注入工程を必要とする上、一体化された煙突を短尺切断し、さらに細分化して得られる切断片（切断部材）は、コンクリート部分と煉瓦部分とがモルタル部分で混ざった状態にある。このため、コンクリートから再生骨材等のリサイクル材を再生産するためには、さらに切断片から煉瓦を除去する工程が必要となる。このとき煉瓦表面の焼却灰等ははすでに洗浄、除去された状態にあるが、焼却灰が固結していた場合には有害物質が残存している場合もある。このため、無害なコンクリート廃材が多くを占める切断片も、有害物質が残存する可能性のある煉瓦と同等の安全基準を満たす作業区画で取り扱う必要がある。このように、コンクリート材料のリサイクル工程において、設備負担が多くなると言う問題がある。
【０００７】
一方、焼却施設稼動時に使用されていた煙突は、高温の煙に曝されていた内筒の煉瓦同士を接着していたモルタル部分の劣化により、モルタル引張強度や接着部分の付着強度が低下している場合が多い。そのため、そのため内筒空間側あるいは外筒と内筒との間の隙間側から、煉瓦をずらすように水平方向力を作用させることで、煉瓦積みの所定範囲を解体できることが確認されている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、従来の問題点を解消するとともに、表面に付着した汚染物質が除去された内筒を構成する煉瓦の接着部分を破砕して煉瓦を積み上げた内筒のみを、安全かつ連続的に解体できるようにした煙突内筒解体装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の煙突内筒解体装置は、煙突の外筒空間の平断面中心とほぼ同軸をなして前記外筒空間内に吊持される支持本体と、該支持本体に取り付けられ、その先端で外筒壁面を押圧して前記支持本体を前記外筒空間内で位置保持する複数本のサポート手段と、前記支持本体に連設された胴部内に収容され、前記支持本体の軸線と同軸回転可能な回転軸を有する旋回駆動部と、該旋回駆動部の回転軸端に、その胴部が固着された伸縮部を介して保持された前記回転軸と直交方向に移動可能な内筒破砕治具を有する破砕駆動部とを備え、前記内筒破砕治具の前記内筒に対する往復押圧動作により、前記内筒の煉瓦の継目を破砕することを特徴とする。
【００１０】
このとき、前記内筒破砕治具の前記内筒に対する往復押圧動作を前記旋回駆動部で前記破砕駆動部を旋回させて所定高さにおける内筒一周分にわたって煉瓦の継目を破砕して内筒を解体することが好ましい。
【００１１】
また、前記伸縮部のロッド伸長により、前記破砕駆動部を前記支持本体の軸線から外方に移動させ、該位置で前記内筒破砕治具を前記内筒に対して往復押圧動作させて前記内筒の煉瓦の継目を破砕させることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の煙突内筒解体装置の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１各図は、本発明の煙突内筒解体装置１０（以下、解体装置１０と記す。）を、解体を予定している煙突１内に吊り込まれた状態（上図）及び解体作業中の状態（下図）を想定して示した全体構成図である。同図上図には、所定位置に保持された作業ステージ４と、この作業ステージ４を利用して煙突１の外壁面１ａに沿って立設された架台やぐら５とが示されている。作業ステージ４は装備された昇降ジャッキ（図示せず）により煙突外壁面１ａに沿って昇降可能な装置からなり、本発明の解体装置１０を内筒空間３に吊り込む工程前に、煙突外壁面１ａに沿って煙突頂部１ｂまでに上昇し、所定高さに位置保持されている。そしてこの作業ステージ４を利用して、煙突頂部１ｂに取り付けられた支柱サポート６Ａを利用して架台やぐら５の支柱６が立設されている。この架台やぐら５の支柱６間に梁７が架設され、梁７の中央位置に取り付けられたロープ車８まで地上の揚重ウインチ（図示せず）から導出されたワイヤロープＷが煙突外壁面１ａに沿って導かれ、煙突内筒空間３に対象物（たとえば解体装置１０）を吊持可能な吊りフックｈが装備されている。
【００１３】
なお、本明細書では、本発明の煙突内筒解体装置によって解体される「内筒」とは、鉄筋コンクリート等で構築された外筒の内部空間に煙道を区画するために、外筒とわずかな隙間をあけて、所定形状の耐火煉瓦ブロックを（以下、単に煉瓦と記す。）を多数円周状と上下方向に並べて積み上げ、円筒状等に築造した筒体構造を指し、「内筒を解体する」とは、内筒を構成する多数の煉瓦を塊状あるいは個々のブロックに細分することで、筒体構造の原形を崩す行為を指すものとする。また、以下では、内筒を解体するために、「煉瓦の継目を破砕する」等と記しているが、この場合の「破砕」とは、原則として煉瓦間を結合していた結合材としてのモルタル等の強度（引張、付着）を越えて外力を作用させることで、内筒を構成する煉瓦の継目を分断し、煉瓦を塊状あるいは個々のブロックに細分する行為をさし、さらに煉瓦自体の強度が低下している場合に、煉瓦が割裂破壊するような場合も想定している。
【００１４】
図１の上図は、解体装置１０の上部の支持本体１１が頂部開口密閉カバー９内に収容された状態を示した説明図である。解体装置１０は、同図に示した状態のようにサポートジャッキ２０のロッド２２を縮退した状態で煙突底部１ｃの下部開口１Ａ（図６（ａ）参照）から内筒空間３に搬入され、上述した煙突頂部１ｂに組み立てられた架台やぐら５から内筒空間３に垂下されたワイヤロープＷの吊りフックｈを用いて、揚重ウインチ（図示せず）のワイヤロープＷの巻取り操作により、内筒空間３内を煙突頂部１ｂまで吊り上げられ、蛇腹形状を伸ばした形状が円錐台形状となるような頂部開口密閉カバー９内に収容されている。同図に示した状態からワイヤロープＷの巻解き操作により、内筒空間３を降下しながら、順次内筒を構成する耐火煉瓦の継目を破砕するようにして内筒解体作業が進められる。なお、同図に示したように、内筒上端は解体装置１０のサポートジャッキ２０が外筒壁面１ｄに確実に支持される高さまで、別手段によって解体しておくことが好ましい。また、サポートジャッキ２０の胴部２１の全長が煙突頂部１ｂ位置での内筒内径より短い場合には解体装置１０全体を煙突底部１ｃから吊り上げることができるが、サポートジャッキ２０のシリンダ胴部２１が内筒内径より長い場合には、サポートジャッキ２０を取り付けない支持本体１１を煙突頂部１ｂまで引き上げた段階で、作業ステージ４を利用して支持本体１１にサポートジャッキ２０を取り付けるようにすればよい。
【００１５】
図１の下図は解体装置１０が降下して、内筒２の解体作業が所定高さまで進行した状態を示した説明図である。支持本体１１は、同図に示したように、平面視して１２０°の等角度をなして（図４参照）支持本体に取り付けられた３本のサポートジャッキ２０のロッド２２を伸長してロッド先端に取り付けられたストッパ２４（後述する。）を外筒壁面１ｄに当接させることで、支持本体１１の軸線が煙突１の断面中心軸線Ｃとほぼ同軸位置に保持されている。
【００１６】
解体装置１０の構成及びその動作について、図２各図、図３を参照して説明する。解体装置１０は、図２（ａ）に示したように、柱状をなす支持本体１１と、支持本体１１に胴部２１が保持される複数本のサポート手段としてのサポートジャッキ２０と、支持本体１１の下面に連設された胴部１３内に収容された破砕部旋回駆動部２５と、破砕部旋回駆動部２５から伝達された回転駆動により旋回するとともに、支持本体１１の軸線（中心位置）に直交し、中心から放射方向への伸長可能な伸縮部としてのスライドジャッキ３０と、スライドジャッキ３０の先端に内筒破砕治具としての破砕ピック４２を有する内筒破砕駆動部としての破砕ジャッキ４０とから構成されている。
【００１７】
支持本体１１は、図２（ａ）に示したように、上端に装置吊り点１２を有する六角柱状をなし、その各側面の、上下方向に高さを変えた位置に形成された取付孔に所定ストロークＳ（図３，図４）で側方にロッド２２を伸長可能な３本のサポートジャッキ２０の胴部２１が１２０°の角度をなして挿入され水平方向に保持されている。各サポートジャッキ２０はそれぞれのロッド２２を同期させて伸縮させることができるとともに、各ロッド２２を独立して伸縮させることができるような油圧経路（図示せず）が配管されている。各ロッド２２の先端には、円板状のベースプレート２３と、このベースプレート２３と同形でゴム材質からなるストッパ２４が装着されており、ロッド２２を伸長させた状態で煙突外筒壁面１ｄをストッパ２４で押圧して解体装置１０の位置が保持される。
【００１８】
支持本体１１の下面には破砕部旋回駆動部としての油圧モータ２５を収容した胴部１３が連設されている。この胴部１３内に収容支持された油圧モータ２５は、回転軸２６が下方を向けて支持本体１１の軸線Ｃと同軸に設置され、回転軸下端には伸縮部としてのスライドジャッキ３０が、その胴部３１の中央位置を吊持するように固着されている。このときスライドジャッキ３０の下面にはスライドレール３５が固着され、スライドレール３５を介してスライドジャッキ３０と平行配置された破砕ジャッキ４０がスライドジャッキ３０と一体として回転軸に吊持されている。これにより、図２（ｂ）に示したように、スライドジャッキ３０と破砕ジャッキ４０とは、油圧モータ２５の回転動作により、一体として回転軸回りに水平旋回することができる。このとき回転軸には油圧スイベル２７が備えられており、スライドジャッキ３０、破砕ジャッキ４０は旋回時においても、独立して油圧制御によりロッド伸縮動作が可能になっている。
【００１９】
破砕ジャッキ４０は、図３に示したように、解体装置１０が吊持された高さにおける内筒の内径に応じてスライドジャッキ３０のロッド３２を所定量だけ伸長し、スライドレール３５を介して内筒壁面２ａに向けてスライドさせることができる。また破砕ジャッキ４０は、スライドジャッキ３０と同様の油圧シリンダジャッキからなり、ロッド先端には内筒破砕治具としての破砕ピック４２が固着されている。破砕ピック４２として本実施の形態では、厚鋼板を加工成形した爪状部材が用いられている。この破砕ピック４２は、破砕ジャッキ４０のロッド４１先端による煉瓦破砕操作を効率よく行うことのできる形状、材質であれば特に限定されない。
【００２０】
本発明の解体装置１０では、後述するように、破砕ピック４２を所定ストロークだけ前進後退動作させることで、内筒２を構成する煉瓦の継目を破砕することで、煉瓦を崩して内筒２を解体する。したがって、スライドジャッキ３０のロッド３２の伸長量を、解体装置１０が位置する高さにおける内筒内径と破砕ジャッキ４０の破砕ピック４２の可動範囲とを考慮して決定し、その位置に破砕ジャッキ４０を保持し、ロッド４１の伸長を行うことで、内筒内径に応じた解体を行うことができる。さらに破砕ジャッキ４０を所定角度だけ旋回させて破砕ピック４２による破砕範囲を移動させ、順次円周状に積み上げられた煉瓦を崩して内筒の解体を行う。なお、スライドジャッキ３０と破砕ジャッキ４０のストロークＳ１，Ｓ２は、本実施の形態ではともに５００ｍｍ前後に設定され、もっとも伸長した時の破砕ピック４２位置の軸線Ｃからの距離は１４００ｍｍとなるように設定されているが、各ジャッキ３０，４０のロッド３１，４１のストロークは解体対象となる内筒の直径に応じて適宜設定できることはいうまでもない。
【００２１】
支持本体１１に関する付帯設備として、支持本体１１の上端に複数台のモニターカメラＭが所定の視野を確保できるように下方を向けて装備されている。これにより、地上の操作室等（図示せず）において、サポートジャッキ２０のロッド先端のストッパ２４による外筒壁面１ｄへの押圧状態と、解体作業の進行状況、煉瓦の残存状態、落下した煉瓦の堆積状態等を確認する遠隔観察が行える。
【００２２】
図４は、サポートジャッキ２０のロッドの伸長状態と外筒直径との関係を模式的に示した平面図である。図示したように、お互いのなす角度が１２０°で配置された３本のサポートジャッキ２０のロッドを同一量ずつ伸長することで解体装置１０の中心軸線を内筒の平断面中心軸線に同軸配置させることができる。すなわち、同図に示したように、各サポートジャッキ２０は、ロッド２２を最大ストロークＳだけ伸長させることで直径が最大（図４の外側の仮想円に相当）となる煙突底部において、解体装置１０を外筒壁面１ｄに確実に支持させることができ、この状態からロッド２２を完全に縮退させた状態において、直径が最小（図４の内側の仮想円に相当）となる煙突頂部に至るまで解体装置１０を外筒壁面１ｄに確実に支持させることができる。
【００２３】
次に、破砕ピック４２を用いた内筒の解体手順について、図５各図を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ積み上げられた煉瓦を内筒の外側からみた側面図と、対応する断面図とを示している。同図（ａ）には、煉瓦の継目の破砕前の状態が示されている。この状態で破砕ジャッキ４０のロッド４１を伸長し、破砕ピック４２が内筒壁面に接近するようにし、所定押圧力でロッド４１を伸長させることで、積み上げた煉瓦Ｂを外方に向けて押し抜くように動作する。この押圧力により煉瓦Ｂの継目のモルタルｍにひび割れが発生し、ひび割れが貫通して一体化していた煉瓦Ｂの継目のモルタルｍが破砕され、あるいは煉瓦Ｂとモルタルｍとの付着が切れる。この結果、破砕ピック４２で押し抜かれた内筒部分の煉瓦は塊状あるいは個々のブロックに細分化され、崩れるように落下する（図５（ｂ））。次いで、破砕ピック４２が内筒の外側位置にある状態で、破砕ジャッキ４０を所定角度だけ旋回して側方に移動させる（図５（ｃ））。その状態から破砕ジャッキ４０のロッド４１を縮退させることで、煉瓦Ｂの一部を内筒内側に掻き落とすように、煉瓦Ｂの継目を破砕して崩すことができる（図５（ｄ））。この破砕動作の一連の作業サイクルを内筒全周にわたって行うことで、所定高さでの内筒を解体することができる。このとき塊状あるいは個々のブロックに細分化された煉瓦Ｂは、煙突底部に落下するので、これらの煉瓦Ｂを所定タイミングで煙突外に搬出し、リサイクル工程あるいは廃棄物として処理する。以上の手順で解体装置の吊持高さを所定ピッチで降下させることで、煙突内筒を頂部から順次解体していくことができる。
【００２４】
本発明の煙突内筒解体装置１０を用いた内筒の解体作業の手順及び解体作業のために設けられる設備構成について、図６を参照して説明する。
図６（ａ）は解体装置１０を内筒の頂部まで引き揚げている状態を示している。同図に示したように、煙突底部１ｂには後に管理エリア７０として機能させるために、密閉壁体７１で覆って区画するための足場７２が組み立てられている。この足場７２を利用して図示した作業ステージ４が組み立てられ、作業ステージ４は、装備された昇降装置（図示せず）により、煙突頂部１ｂまで上昇して頂部の作業足場として利用されている（図６（ａ））。そして図６（ｂ）に示したように、管理エリア７０の近傍には解体作業に必要な各種設備が準備される。足場７２を利用して煙突底部１ｃの周囲を、密閉壁体７１で覆うように区画して構築された管理エリア７０外の地上部には給電設備７３の他、ポンプＰを備えた油圧制御設備７４が設置される。さらに解体作業中に発生する粉塵を抑えるために散水することが好ましい。その場合、散水処理水は煉瓦表面に残存している焼却灰を含むおそれがあるので、この散水処理水はピット７５に集水され、処理水送水経路７６を経て管理エリア７０外のダイオキシン処理プラント（図示せず）へ排水される。また、管理エリア７０内はエリア外に設置された換気装置７７の運転により負圧状態に設定されるようになっている。これにより、解体作業中に発生した粉塵が早期に取り除かれる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の煙突内筒解体装置によれば、煙突の内筒を構成している煉瓦を安全かつ確実に細分化して、内筒を迅速に解体することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による煙突内筒解体装置の一実施の形態を示した全体構成図。
【図２】解体装置の一態様（サポートジャッキロッド縮退時）を示した正面図。
【図３】解体装置の一態様（サポートジャッキロッド伸長時）を示した正面図。
【図４】解体装置のサポートジャッキのロッドの伸長状態を示した模式平面図。
【図５】破砕ピックの動作による内筒解体手順を示した説明図。
【図６】本発明の解体装置を用いて行われる煙突の内筒解体作業のための設備を示した模式全体図。
【符号の説明】
１  煙突
１ｄ  外筒内壁面
２  内筒
３  内筒空間
１０  煙突内筒解体装置
１１  支持本体
２０  サポートジャッキ
２４  ストッパ
２５  旋回駆動部
２６  回転軸
３０  スライドジャッキ
３５  スライドレール
４０  破砕ジャッキ
４２  破砕ピック
【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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