JP2005061779A - 内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気，排熱等の上昇性能を高める。外筒の板厚を厚くすることなく充分な剛性を得る。
【解決手段】鋼製の外筒１と、外筒１よりも小径の耐腐食性の金属材製の内筒２と、外筒１，内筒２の間に流込まれて固化した充填材３とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、火力発電所の排気，排熱等の構造物として建設される大型の煙突に係る技術分野に属する。

現在、大型の煙突（筒身）では、自重荷重や地震，台風等の外力に耐えて建設状態を保持する剛性が要求されるとともに、排気，排熱等による腐食を防止する耐腐食性が要求される。

従来、大型の煙突としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
特開平１１−１４１８５３号公報 特許文献１には、鋼材製の外筒の内壁に設けられたライニングに耐腐食性の金属材製の内張りを被せている煙突が記載されている。

特許文献１に係る煙突は、劣化したライニングの補修を目的として内張りを被せるものであるが、新規構築の際に内張りを被せてライニングの劣化を防止することも予想される。

特許文献１に係る煙突では、内張りを外筒に設けられたスタッドボルトに取付けているため、スタッドボルトが煙道内に突出して排気，排熱等の上昇を阻害しているという問題点がある。また、外筒，ライニング，内張りのみでは充分な剛性を得られないため、外筒の板厚の厚くしなければならないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので排気，排熱等の上昇性能が高く、外筒の板厚を厚くすることなく充分な剛性を得られる煙突と、この煙突を構築するに好適な煙突の構築方法とを提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る煙突およびその構築方法は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、鋼製の外筒と、外筒よりも小径の耐腐食性の金属材製の内筒と、外筒，内筒の間に流込まれて固化した充填材とからなる。

この手段では、外筒，内筒が充填材を介して一体化される。

また、請求項２では、請求項１の煙突において、充填材は流動性の高いモルタル等を材料としていることを特徴とする。

この手段では、充填材の材料として流動性の高いセメントを主体としたモルタル等が選択される。

また、請求項３では、請求項１または２の煙突において、外筒，内筒はリング形に形成され上下の外筒，内筒にそれぞれ溶接で連結されて積層されていることを特徴とする。

この手段では、リング形に形成された外筒，内筒がそれぞれ溶接で連結されて積層されることにより建設高さが構成される。

また、請求項４では、請求項３の煙突において、積層される外筒の継目はリング形に形成された裏当部材が内側面に嵌合され、積層される内筒の継目はリング形に形成された裏当部材が外側面に嵌合されていることを特徴とする。

この手段では、外筒，内筒の継目に裏当部材が嵌合される。

また、請求項５では、請求項１〜４のいずれかの煙突において、外筒の内側面と内筒の外側面との一方または双方に充填材の内部に突出したスタッドが設けられていることを特徴とする。

この手段では、外筒，内筒と充填材との一体化がスタッドで助勢される。

また、請求項６では、鋼製の外筒と外筒よりも小径の耐腐食性の金属材製の内筒とをリング形に形成して同一の設置面に同軸に設置し、設置された外筒，内筒にそれぞれ外筒，内筒を溶接で連結して積重ね、あるいは下部から押し上げ所定高さを構成した後、外筒，内筒の間に流動性の高いモルタル等を流込んで固化させて外筒，内筒の間に充填材を形成する。

この手段では、リング形の外筒，内筒を型枠のように機能させ流動性の高いモルタル等を流込んで外筒，内筒，充填材を一体化させる。

本発明に係る煙突は、内筒内部に突起物が無く排気，排熱等の上昇性能が高く、また、外筒，内筒が充填材を介して一体化されるため、鋼板の座屈による許容応力度の低減を考慮する必要も無く、許容耐力を高く取ることが可能であり、かつ一体化により外筒の板厚を厚くしなくても充分な剛性を得ることができる効果がある。

また、請求項２として、充填材の材料として流動性の高いモルタルが選択されるため、外筒，内筒の間に無用の空隙が形成されるのを避けることができる効果がある。

また、請求項３として、リング形に形成された外筒，内筒がそれぞれ溶接で連結されて積層されることにより建設高さが構成されるため、外筒，内筒周りに特別な連結構造を構成する必要がなくなる効果がある。

また、請求項４として、外筒，内筒の継目に裏当部材が嵌合されるため、外筒，内筒の位置決めと溶接作業とが容易になる効果がある。

また、請求項５として、外筒，内筒と充填材との一体化がスタッドで助勢されるため、より高い剛性が得られる効果がある。

さらに、本発明に係る煙突の構築方法は、リング形の外筒，内筒を型枠のように機能させ流動性の高いモルタル等を流込んで外筒，内筒，充填材を一体化させるため、前述の本発明の煙突の効果を損なうことなく実施することができることに加えて、施工が容易である効果がある。

以下、本発明に係る煙突およびその構築方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

この形態は、図１に示されるように、外筒１，内筒２，充填材３，裏当部材４，５，スタッド６，スペーサ７で構成されている。

外筒１は、最外装を構成するもので、炭素鋼等の鋼材でリング形に形成されている。

内筒２は、最内装を構成するもので、ステンレス材など（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３０４，ステンレスクラッド鋼、その他、排ガス成分に対し適切な耐食性を有する合金材）でリング形に形成されている。内筒２の径は、外筒１の径よりも小径になっている。内筒２の軸長は、外筒１の軸長とほぼ一致している。

充填材３は、流動性の高いモルタル（流動化剤が大量に添加された流動化モルタル，超流動化モルタル）を材料として固化されたものである。

裏当部材４，５は、鋼材で外筒１，内筒２よりもかなり短い軸長のリング形に形成されている。１つの裏当部材４は、外筒１の内側面に嵌合される外径を有し、一方の端面が外径を減縮させるように湾曲している。他の１つの裏当部材４は、内筒２の外側面に嵌合される内径を有し、一方の端面が内径を拡張させるように湾曲している。

スタッド６は、外筒１の内側面と内筒２の外側面とに設けられ、相対する外筒１の内側面と内筒２の外側面とに向けて突出している。

スタッド６は、一般的鋼材製突起の他、異型鉄筋、ワイヤーメッシュ等モルタルと付着性の高い鋼材にて形成してもよい。

スタッド６については、工場出荷の際に予め工作しておくかまたは施工現場での工作で、溶接等により外筒１，内筒２に完全に固着される。

スペーサ７は、外筒１の内側面に適当な間隔で設けられ、相対する内筒２の外側面に向けて突出している。このスペーサ７については、工場出荷の際に予め工作しておくかまたは施工現場での工作で、溶接等により外筒１に完全に固着される。

この形態では、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、外筒１，内筒２を同一の設置面に同軸に設置する。このとき、スペーサ７が外筒１，内筒２の間に適正な間隔を確実に形成する。

続いて、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すように、設置された外筒１，内筒２に裏当部材４，５の軸長のほぼ半分を嵌合させる。嵌合された裏当部材４，５は、湾曲した端面が上側に位置される。そして、設置された外筒１，内筒２の上面を設置面として、新たな外筒１，内筒２を積層する。このとき、裏当部材４，５が外筒１，内筒２を位置決めするとともに外筒１，内筒２の不測の転倒を阻止する。裏当部材４，５の湾曲した端面は、外筒１，内筒２の上方からの落込みの際に、外筒１，内筒２と裏当部材４，５との無用の衝突を防止して外筒１，内筒２を定位置に案内する。

続いて、積層された上下の外筒１，内筒２の継目を溶接で連結する。外筒１については、開放されている外側面から溶接される。内筒２については、開放されている内側面から溶接される。このとき、裏当部材４，５が溶接箇所の背部に位置して溶接火花の放散を阻止する。溶接による外筒１，内筒２の連結は、外筒１，内筒２周りへの特別な連結構造の構成を不要にするとともに、煙道内へ無用の突起物が形成されるのを避けることができる。

外筒１，内筒２の積層で所定高さを構成した後、外筒１，内筒２の間に流動性の高いモルタルＭを流込む。このとき、外筒１，内筒２が型枠として機能するため、モルタルＭの流込みが容易で施工が容易になる。モルタルＭの流込みは、最上部の外筒１，内筒２の開放されている間隔や中途部，下部の外筒１に開口された注入口から、同時にまたは選択的に行われる。

外筒１，内筒２の間に流込まれた流動性の高いモルタルＭは、外筒１，内筒２の間に空隙を形成することなく緊密に充填される。従って、固化した充填材３は、外筒１，内筒２，充填材３を強固に一体化させてかなりの剛性が形成される。このため、外筒１の板厚を厚くしなくても、自重荷重や地震，台風等の外力に耐えて建設状態を保持する剛性が確保される。なお、スタッド６は、外筒１，内筒２，充填剤３の一体化を助勢して剛性を高める。また、裏当部材４，５，スペーサ７も外筒１，内筒２，充填剤３の一体化にある程度寄与する。

構築された形態では、また、内筒２の内周面に突起物が存在せず、外筒１，内筒２の間に流込まれたモルタルＭも内筒２に堰止められて内筒２の内側面にまで流出することがない。従って、排気，排熱等の上昇を阻害突出部が煙道内に存在しなくなるため、排気，排熱等の上昇性能が高くなる。

以上、図示した形態の外に、外筒１の内側面と内筒２の外側面とに充填材３の定着性を高めるための凹凸構造等を設けることも可能である。

さらに、スタッド６を外筒１，内筒２の一方に設けたり、スぺーサ７を外筒１，内筒２の双方に設けたりすることも可能である。

さらに、外筒１，内筒２の断面がリング以外の例えば、方形，波形等の異形とすることも可能である。

本発明に係る煙突およびその構築方法は、水平方向に設置されるダクト等についても適用される。

本発明に係る煙突およびその構築方法を実施するための最良の形態の断面図である。 図１の構築例を示す斜視図であり、（Ａ）〜（Ｄ）の順工程が示されている。 図２に続く工程を示す斜視図である。

符号の説明

１ 外筒
２ 内筒
３ 充填材
４，５ 裏当部材
６ スタッド

Claims (6)

1. 鋼製の外筒と、外筒よりも小径の耐腐食性の金属材製の内筒と、外筒，内筒の間に流込まれて固化した充填材とからなることを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突。
2. 請求項１の煙突において、充填材は流動性の高いモルタルを材料としていることを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突。
3. 請求項１または２の煙突において、外筒，内筒はリング形に形成され上下の外筒，内筒にそれぞれ溶接で連結されて積層されていることを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突。
4. 請求項３の煙突において、積層される外筒の継目はリング形に形成された裏当部材が内側面に嵌合され、積層される内筒の継目はリング形に形成された裏当部材が外側面に嵌合されていることを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突。
5. 請求項１〜４のいずれかの煙突において、外筒の内側面と内筒の外側面との一方または双方に充填材の内部に突出したスタッドが設けられていることを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突。
6. 鋼製の外筒と外筒よりも小径の耐腐食性の金属材製の内筒とをリング形に形成して同一の設置面に同軸に設置し、設置された外筒，内筒にそれぞれ外筒，内筒を溶接で連結して積重ね所定高さを構成した後、外筒，内筒の間に流動性の高いモルタルを流込んで固化させて外筒，内筒の間に充填材を形成することを特徴とする内・外筒を充填材で結合した２重管方式の煙突の構築方法。

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