JP2020138303A - Cutting device and cutting method of nonmetallic structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスコンや地下外壁等の切断が可能なコンクリート等の非金属構造物の切断装置及び切断方法に関するものである。 The present invention relates to a cutting device and a cutting method for a non-metal structure such as concrete capable of cutting a mascon or an underground outer wall.
近年、スクラップアンドビルドにより建物の更新が行われる機会が多いが、そのため既存コンクリート構造物の解体作業にともなう騒音や振動の発生が社会問題となっている。
最も施工性が良い解体工法はジャイアントブレーカーを用いる工法であるが、振動が大きいため周辺への影響が危惧される場合は、ワイヤソーやコアドリルを用いて既存コンクリート構造物の解体が行われている。
しかし、この場合も既存コンクリート構造物の状態が明確でないことから、工程遅延やコストアップの要因となっている。
In recent years, there are many opportunities for buildings to be renewed by scrap and build, and for this reason, the generation of noise and vibration associated with the demolition work of existing concrete structures has become a social problem.
The demolition method with the best workability is a method using a giant breaker, but if there is concern about the influence on the surroundings due to large vibration, the existing concrete structure is dismantled using a wire saw or core drill.
However, even in this case, the state of the existing concrete structure is not clear, which causes process delay and cost increase.
一方、従来のコンクリート構造物の切断方法としては、特開昭49−71731号公報に開示されたコンクリート構造物を溶断する方法および装置が知られている(特許文献1参照)。 On the other hand, as a conventional method for cutting a concrete structure, a method and an apparatus for fusing the concrete structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-71731 are known (see Patent Document 1).
このコンクリート構造物の溶断方法は、(A)まず、溶断しようとするコンクリート構造物を可燃性ガスによる火炎で予熱して予熱部分を形成し、(B)予熱した部分を酸化反応熱の大きい金属粉末のほか、溶融スラグの流動を促進させる金属粉末の混合粉末による高温火炎ジェットで溶融させ、(C)その溶融スラグの外部流出をさらに早めるため高圧流体の噴流エネルギーを利用して吹き飛ばして、コンクリート構造物を溶断する方法である。 The method for fusing this concrete structure is as follows: (A) First, the concrete structure to be flute is preheated with a flame of a flammable gas to form a preheated portion, and (B) the preheated portion is a metal having a large oxidation reaction heat. In addition to powder, it is melted by a high-temperature flame jet with a mixed powder of metal powder that promotes the flow of molten slag, and (C) it is blown off using the jet energy of a high-pressure fluid to further accelerate the outflow of the molten slag, and concrete. This is a method of fusing a structure.
また、コンクリート構造物を溶断する装置1は、図4に示すように、3本のノズル2、3、4を備え、その第1のノズル2は金属粉末供給装置2aに接続されて高温の火炎ジェット2bを形成し、第2のノズル3は可燃性ガスボンベ3aに接続されて火炎ジェット3bを形成し、第3のノズル4は流体源4aに接続されて溶融したコンクリート構造物を吹き飛ばす構成である。
Further, as shown in FIG. 4, the device 1 for fusing the concrete structure includes three
このような構成のコンクリート構造物を溶断する装置1は、図4に示すように、ノズル2、3、4が一緒に矢印X方向に移動する。(a)そして、ノズル3からの火炎ジェット3bによりコンクリート構造物5の表面5aに予熱部分6を形成する。(b)次に、予熱部分6にノズル2からの高温火炎ジェット2bが当たり、コンクリート構造物5の表面5aが溶融して溶融部分7を形成する。(c)さらに、ノズル4からの空気流4bによって溶融部分7を吹き飛ばす。
従って、溶融部分7は溶融スラグ8となって流出し、コンクリート構造物5に付着固化することがない。
In the device 1 for fusing a concrete structure having such a configuration, the
Therefore, the
この従来例のコンクリート構造物を溶断する方法および装置においては、数センチから数十センチ厚のコンクリート構造物を溶断することは可能であるが、例えば厚さ1メートル以上のマスコンを溶断することができない。
また、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある箇所では施工性に問題があり、その結果、工程遅延やコストアップのおそれがあるという問題点を有している。
In this conventional method and device for melting a concrete structure, it is possible to melt a concrete structure having a thickness of several centimeters to several tens of centimeters, but for example, it is possible to melt a mascon having a thickness of 1 meter or more. Can not.
Further, there is a problem in workability in a place where the back side is restricted such as an underground outer wall or a pressure plate, and as a result, there is a problem that a process delay or a cost increase may occur.
火炎口のノズルが3本必要なので、溶断作業時の作業性が悪いだけでなく、装置の製作コストが高くなるという問題点を有している。 Since three nozzles for the flame port are required, there is a problem that not only the workability at the time of fusing work is poor, but also the manufacturing cost of the device is high.
従って、従来例における場合においては、マスコンを切断できることと、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある場合でも施工性良く切断できることと、切断作業時の作業性を向上させること等に解決しなければならない課題を有している。 Therefore, in the case of the conventional example, the solution is that the mascon can be cut, the workability can be improved even if the back side of the underground outer wall or the pressure plate is limited, and the workability during the cutting work is improved. I have a problem to do.
前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、非金属構造物に対して連続的に移動可能な切断トーチと、該切断トーチを連続的に移動させるためのハンドリング装置と、前記切断トーチに接続する供給ホースと、該供給ホースを介して前記切断トーチの火炎口側に供給する燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水と、該燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水をそれぞれ収納する調整器と、を少なくとも備えることである。 The gist of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example is a cutting torch that can be continuously moved with respect to a non-metal structure, a handling device for continuously moving the cutting torch, and the cutting. A supply hose connected to the torch, combustion gas, oxygen, metal powder and cooling water supplied to the flame port side of the cutting torch via the supply hose, and the combustion gas, oxygen, metal powder and cooling water are stored, respectively. It is to have at least a regulator to be used.
また、前記切断トーチは、火炎口側の筒部に連通する燃焼ガス供給路、酸素供給路及び金属粉供給路が設けられていると共に、当該切断トーチを冷却するための冷却水路が設けられていること、;
前記ハンドリング装置は、移動自在な台車に載置されていること、;
前記燃焼ガスは、水素リッチガスであること、;
を含むものである。
Further, the cutting torch is provided with a combustion gas supply path, an oxygen supply path and a metal powder supply path communicating with the cylinder portion on the flame port side, and is also provided with a cooling water channel for cooling the cutting torch. Being,;
The handling device is mounted on a movable trolley,;
The combustion gas is a hydrogen-rich gas;
Is included.
前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、請求項1の切断装置を使用した非金属構造物の切断方法であって、非金属構造物に対して切断トーチを相対し、該切断トーチの火炎口を前記非金属構造物に対して連続的に移動させて、前記火炎口の火炎によって当該非金属構造物に裂開部を形成し、該裂開部に対して前記火炎口を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して当該裂開部を深化させて、前記非金属構造物を切断することである。 The gist of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example is a method for cutting a non-metal structure using the cutting device according to claim 1, wherein the cutting torch is opposed to the non-metal structure. The flame port of the cutting torch is continuously moved with respect to the non-metal structure, a dehiscence portion is formed in the non-metal structure by the flame of the flame port, and the flame port is formed with respect to the dehiscence portion. Is continuously moved and gradually inserted to deepen the dehiscence portion and cut the non-metal structure.
本発明に係る非金属構造物の切断装置によれば、切断トーチの火炎口を非金属構造物に対して連続的に移動することができる。そして、火炎口の火炎によって非金属構造物に裂開部を形成することができる。さらに、裂開部に対して火炎口を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して裂開部を深化させて非金属構造物を切断することができる。
従って、マスコン等の大型な構造物を切断できるし、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある場合でも作業性良く切断できるという種々の優れた効果を奏する。
According to the non-metal structure cutting device according to the present invention, the flame port of the cutting torch can be continuously moved with respect to the non-metal structure. Then, a dehiscence portion can be formed in the non-metal structure by the flame of the flame port. Further, the flame port can be continuously moved with respect to the dehiscence portion and gradually inserted to deepen the dehiscence portion to cut the non-metal structure.
Therefore, it is possible to cut a large structure such as a mascon, and even if there is a limitation on the back side of the underground outer wall or the pressure plate, it is possible to cut with good workability, which is an excellent effect.
切断トーチは、火炎口側の筒部に連通する燃焼ガス供給路、酸素供給路及び金属粉供給路が設けられていると共に、当該切断トーチを冷却するための冷却水路が設けられていることによって、切断作業時に切断トーチを冷却することができる。
従って、非金属構造物の裂開部から火炎口を挿入した時に、切断トーチの過熱を防止しながら切断作業を行えるという優れた効果を奏する。
The cutting torch is provided with a combustion gas supply path, an oxygen supply path, and a metal powder supply path communicating with the cylinder on the flame port side, and is provided with a cooling water channel for cooling the cutting torch. , The cutting torch can be cooled during the cutting operation.
Therefore, when the flame port is inserted from the dehiscence portion of the non-metal structure, the cutting work can be performed while preventing the cutting torch from overheating.
ハンドリング装置は、移動自在な台車に設置されていることによって、切断装置を自在に移動できるので、様々な場所で切断作業を行うことが可能であるという優れた効果を奏する。 Since the handling device is installed on a movable trolley, the cutting device can be freely moved, so that the cutting work can be performed in various places, which is an excellent effect.
燃焼ガスは、水素リッチガスであることによって、切断作業時に切断対象物からの輻射熱を抑えることができるので、非金属構造物の裂開部から火炎口を挿入した時に、切断トーチの過熱を抑制することができるという優れた効果を奏する。 Since the combustion gas is a hydrogen-rich gas, radiant heat from the object to be cut can be suppressed during the cutting operation, so that overheating of the cutting torch is suppressed when the flame port is inserted from the dehiscence portion of the non-metal structure. It has an excellent effect of being able to do it.
本発明に係る非金属構造物の切断方法によれば、切断トーチの火炎口を非金属構造物に対して連続的に移動させて、火炎口の火炎によって非金属構造物に裂開部を形成し、さらに裂開部に対して火炎口を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して裂開部を深化させて非金属構造物を切断するので、マスコン等の大型な構造物を切断できる。また、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある場合でも作業性良く切断できるという種々の優れた効果を奏する。 According to the method for cutting a non-metal structure according to the present invention, the flame port of the cutting torch is continuously moved with respect to the non-metal structure, and a dehiscence portion is formed in the non-metal structure by the flame of the flame port. Further, the flame port is continuously moved with respect to the dehiscence portion, and the flame port is gradually inserted to deepen the dehiscence portion to cut the non-metal structure, so that a large structure such as a mass control can be cut. .. In addition, even when there are restrictions on the back side of the underground outer wall, pressure plate, etc., various excellent effects such as good workability can be obtained.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図1及び図2において、符号11は非金属構造物の切断装置を示し、この切断装置11は、非金属構造物12に対して連続的に移動可能な切断トーチ13と、切断トーチ13を連続的に移動させるためのハンドリング装置14と、切断トーチ13に接続する供給ホース15と、供給ホース15を介して切断トーチ13の火炎口16側に供給する燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水と、これら燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水をそれぞれ収納する調整器17とから構成される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, in FIGS. 1 and 2,
切断対象物の非金属構造物12は、例えばマスコン、地下外壁あるいは耐圧盤等の大型のコンクリート構造物であるが、それら以外にも様々な大型又は小形の非金属の構造物が含まれる。
The
切断トーチ13は、図3に示すように、火炎口16側の筒部18に連通する燃焼ガス供給路19と、酸素供給路20と、金属粉供給路21とを有する。
また、切断トーチ13には、冷却水路22が設けられおり、冷却水路22の一方側22aから冷却水を送水して、他方側22bから冷却水を排出できる仕組みになっている。このように、切断トーチ13を冷却水で冷却することができるので、非金属構造物12の裂開部24から火炎口16を挿入した時に(図1及び図2参照)、切断トーチ13の過熱を防止しながら切断作業が行える。
As shown in FIG. 3, the
Further, the
ハンドリング装置14は、図1及び図2に示すように、複数本のアーム25が複数のピン26を介して回動自在に設けられており、基部27が台車23に設置されて、先端部28が切断トーチ13に接続している。
そして、適宜のピン26には操作アーム29が設けられており、この操作アーム29を作業者30が操作することによって、切断トーチ13を自在に移動できる仕組みになっている。つまり、非金属構造物12に対して切断トーチ13を連続的に移動することが可能である。
切断トーチ13の連続的な移動は、非金属構造物12に対して上下方向又は遠近方向への移動と、切断トーチ13の一部を支点にした首振り移動又は揺動と、切断幅を広げるための横方向への移動とを意味する。
また、図1において符号31は、作業者30が乗る作業台を示す。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
An
The continuous movement of the
Further, in FIG. 1,
また、ハンドリング装置14は、移動自在な台車23に設置されている。従って、切断装置11を適宜に移動させて様々な場所で切断作業を行うことができる。
Further, the handling
供給ホース15は、調整器17に収納された燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水をそれぞれ切断トーチ13に供給するためのゴム製又は樹脂製等のホースである。
The
調整器17は、供給ホース15を介して切断トーチ13の火炎口16側に供給する燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水をそれぞれの収納体に収納する。
The
燃焼ガスは、可燃性ガスと支燃性ガスとの混合ガスである。また、燃焼ガスは水素ガスや種々なガスを使用できるが、特に水素リッチガスであることが望ましい。この場合、切断作業時に切断対象物からの輻射熱を抑えることができるので、非金属構造物12の裂開部24から火炎口16を挿入した時に、切断トーチ13の過熱を抑制することができる。
水素リッチガスは、水素ガス(100%)、又は水素ガスと炭化系ガスの混合ガス(水素混合比率が50%以上)である。
The combustion gas is a mixed gas of a flammable gas and a combustible gas. Further, as the combustion gas, hydrogen gas or various gases can be used, but it is particularly desirable to use hydrogen-rich gas. In this case, since the radiant heat from the object to be cut can be suppressed during the cutting operation, the overheating of the cutting
The hydrogen-rich gas is a hydrogen gas (100%) or a mixed gas of hydrogen gas and a carbonized gas (hydrogen mixing ratio is 50% or more).
酸素は、燃焼ガスを燃焼するため、金属粉を燃焼するため、及び非金属構造物粉等を排出するために切断トーチ13に供給する。
また、金属粉は、炎の温度を上げるために切断トーチ13に供給する。金属粉は、具体的には鉄とアルミの混合粉を用いるが、これ以外にも炎の温度を上げることのできる様々な種類の金属粉を用いてもよい。
Oxygen is supplied to the
Further, the metal powder is supplied to the
以上のように構成される非金属構造物の切断装置11は、切断トーチ13の火炎口16を非金属構造物12に対して連続的に移動することができる。そして、火炎口16の火炎によって非金属構造物に裂開部24を形成することができる。さらに、裂開部24に対して火炎口16を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して裂開部24を深化させて非金属構造物12を切断することができる(図1及び図2参照)。
従って、マスコン等の大型な構造物を容易に切断できるし、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある場合でも作業性良く切断できる。
なお、切断トーチ13の火炎口16を非金属構造物12に対して連続的に移動することについては、上述したように、火炎口16を非金属構造物12に対して上下方向又は遠近方向へ移動することと、切断トーチ13の一部分を支点にした首振り移動又は揺動することと、切断幅を広げるための横方向へ移動することとを意味する。
The cutting
Therefore, a large structure such as a mascon can be easily cut, and even if there are restrictions on the back side of the underground outer wall or the pressure plate, the workability can be improved.
Regarding the continuous movement of the
次に、非金属構造物の切断装置11を使用した非金属構造物の切断方法について説明する。まず、非金属構造物12に対して切断トーチ13を相対し、切断トーチ13の火炎口16を非金属構造物12に対して連続的に移動させて、火炎口16からの火炎16aによって非金属構造物12に裂開部24を形成する。そして、裂開部24に対して火炎口16を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して裂開部24を深化させて、非金属構造物12を切断する(図1及び図2参照)。このとき火炎16aの切断温度は、2000〜2500℃以上であると思われる。
Next, a method of cutting the non-metal structure using the non-metal
以上のように構成される非金属構造物の切断方法は、火炎口16の火炎16aによって非金属構造物12に裂開部24を形成し、さらに裂開部24に対して火炎口16を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して裂開部24を深化させて非金属構造物12を切断するので、マスコン等の大型な構造物を切断できる。また、地下外壁や耐圧盤等の背面側に制限がある場合でも作業性良く切断できる。
In the method for cutting a non-metal structure configured as described above, a
1 コンクリート構造物を溶断する装置
2 第1のノズル
2a 金属粉末供給装置
2b 高温の火炎ジェット
3 第2のノズル
3a 可燃性ガスボンベ
3b 火炎ジェット
4 第3のノズル
4a 流体源
4b 空気流
5 コンクリート構造物
5a 表面
6 予熱部分
7 溶融部分
8 溶融スラグ
11 非金属構造物の切断装置
12 非金属構造物
13 切断トーチ
14 ハンドリング装置
15 供給ホース
16 火炎口
16a火炎
17 調整器
18 筒部
19 燃焼ガス供給路
20 酸素供給路
21 金属粉供給路
22 冷却水路
22a一方側
22b他方側
23 台車
24 裂開部
25 アーム
26 ピン
27 基部
28 先端部
29 操作アーム
30 作業者
31 作業台
1 Device for fusing
Claims (5)
該切断トーチを連続的に移動させるためのハンドリング装置と、
前記切断トーチに接続する供給ホースと、
該供給ホースを介して前記切断トーチの火炎口側に供給する燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水と、
該燃焼ガス、酸素、金属粉及び冷却水をそれぞれ収納する調整器と、を少なくとも備えること
を特徴とする非金属構造物の切断装置。 A cutting torch that can move continuously with respect to non-metal structures,
A handling device for continuously moving the cutting torch,
The supply hose connected to the cutting torch and
Combustion gas, oxygen, metal powder and cooling water supplied to the flame port side of the cutting torch via the supply hose,
A device for cutting a non-metal structure, comprising at least a regulator for storing the combustion gas, oxygen, metal powder, and cooling water.
を特徴とする請求項1に記載の非金属構造物の切断装置。 The cutting torch is provided with a combustion gas supply path, an oxygen supply path, and a metal powder supply path communicating with the cylinder portion on the flame port side, and is provided with a cooling water channel for cooling the cutting torch. The device for cutting a non-metal structure according to claim 1.
を特徴とする請求項1に記載の非金属構造物の切断装置。 The non-metal structure cutting device according to claim 1, wherein the handling device is installed on a movable carriage.
を特徴とする請求項1に記載の非金属構造物の切断装置。 The device for cutting a non-metal structure according to claim 1, wherein the combustion gas is a hydrogen-rich gas.
非金属構造物に対して切断トーチを相対し、
該切断トーチの火炎口を前記非金属構造物に対して連続的に移動させて、前記火炎口の火炎によって当該非金属構造物に裂開部を形成し、
該裂開部に対して前記火炎口を連続的に移動させると共に、徐々に挿入して当該裂開部を深化させて、前記非金属構造物を切断すること
を特徴とする非金属構造物の切断方法。 A method for cutting a non-metal structure using the cutting device of claim 1.
Opposite the cutting torch to the non-metal structure,
The flame port of the cutting torch is continuously moved with respect to the non-metal structure, and a dehiscence portion is formed in the non-metal structure by the flame of the flame port.
A non-metal structure characterized in that the flame port is continuously moved with respect to the dehiscence portion and is gradually inserted to deepen the dehiscence portion to cut the non-metal structure. Cutting method.
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