JP2022057671A - 建物用煙突 - Google Patents

Abstract

【課題】建物用煙突における伸縮継手部を挟む２つの煙突ユニットどうしが相対変位されるとき、伸縮継手部の内周スリーブ部材の先端部が断熱材に引っ掛かるのを防止する。【解決手段】複数の筒状の煙突ユニット１０を煙突軸方向に連ねて建物１に支持させる。互いに接近離間可能に隣接する２つの煙突ユニット１１，１２の間に環状の伸縮継手部２０を介在させる。伸縮継手部２０は、柔軟な断熱材２１と、伸縮可能な外周カバー２２と、内周スリーブ２３を含む。内周スリーブ２３は、煙突ユニット１１，１２における対向端部からそれぞれ突出されて断熱材２１の内周に被さる一対の内周スリーブ部材３１，３２を有している。これら内周スリーブ部材３１，３２における互いに対向する先端部には、互いに相手側へ向かって煙突内側へ傾斜された内側傾斜端３５を形成する。【選択図】図６

Description

本発明は、建物に付設された煙突に関し、特に伸縮継手部を有して伸縮可能な建物用煙突に関する。

一般に、ボイラーや発電機等が有る建物の内部や外壁には、排ガスを放出するための煙突が備えられている。通常、この種の煙突は、複数の筒形状の煙突ユニットにて構成されている。これら煙突ユニットが一列に連ねられることによって煙道が形成されている（特許文献１等参照）。

特許第５７９８６７６号公報

この種の煙突の所定箇所における隣接する２つの煙突ユニットは、互いに接近離間可能になっており、これら２つの煙突ユニットどうし間に伸縮継手部が設けられている。煙突が熱で膨張又は収縮したり地震で揺れたりしたときは、前記２つの煙突ユニットどうしが接近離間されるとともに伸縮継手部が伸縮されることによって変形（層間変形）に追従できる。

伸縮継手部は、例えばセラミックブランケットなどの柔軟性を有する断熱材を含む。該断熱材の外面には外周カバーが被せられている。断熱材の内面には内周スリーブが被せられている。内周スリーブは、２つの煙突ユニットにおける対向端部からそれぞれ突出された一対の内周スリーブ部材を含む。一対の内周スリーブ部材の先端部どうしが断熱材の中央部付近で少し離れて対峙している。

一方、熱膨張や地震などによって２つの煙突ユニットどうしが相対変位されたとき、各内周スリーブ部材の先端部が断熱材に引っ掛かりやすく、断熱材を破損したり伸縮継手部が伸縮動作しにくくなったりしやすい。
本発明は、かかる事情に鑑み、建物用煙突における伸縮継手部を挟む２つの煙突ユニットどうしが相対変位されるとき、伸縮継手部の内周スリーブ部材の先端部が断熱材に引っ掛かるのを防止することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、建物に付設された煙突であって、
前記建物に支持されるとともに煙突軸方向に連なる複数の筒状の煙突ユニットと、
前記複数の煙突ユニットのうち互いに接近離間可能に隣接する２つの煙突ユニットの間に介在された環状の伸縮継手部と、
を備え、前記伸縮継手部が、
前記２つの煙突ユニットどうし間のユニット間スペースを埋めるように設けられた柔軟な断熱材と、
前記断熱材の外周を覆う伸縮可能な外周カバーと、
前記断熱材の内周を覆う内周スリーブと、を含み、
前記内周スリーブが、前記２つの煙突ユニットにおける対向端部からそれぞれ突出されて前記断熱材の内周に被さる一対の内周スリーブ部材を有し、これら内周スリーブ部材における互いに対向する先端部には、互いに相手側へ向かって煙突内側へ傾斜された内側傾斜端が形成されていることを特徴とする。

当該建物用煙突によれば、伸縮継手部の内周スリーブ部材の先端部が煙突内側へ傾斜されているために、熱膨張や地震などによって２つの煙突ユニットどうしが相対変位されたとき、内周スリーブ部材の先端部が断熱材に引っ掛かりにくい。特に、２つの煙突ユニットどうしが接近するときでも、引っ掛かりが起きにくい。したがって、引っ掛かりによる断熱材の破損や伸縮継手部の伸縮動作の悪化を防止できる。

前記内側傾斜端が、前記各内周スリーブ部材の先端部の全周にわたる環状であることが好ましい。これによって、伸縮継手部の全周において、断熱材への引っ掛かりを防止できる。

前記断熱材の煙突軸方向の設定長さが、前記ユニット間スペースの煙突軸方向の規定長さより大きいことが好ましい。設定長さとは、設計時ないしは製造直後の伸び縮みしていないデフォルト状態における断熱材の煙突軸方向の長さを言う。規定長さとは、煙突の設計時ないしは供用後における熱や外力によって前記２つの煙突ユニットどうしが接近も離間もしていない中立状態における前記ユニット間スペースの煙突軸方向の長さを言う。これによって、２つの煙突ユニットの間に断熱材が圧縮されて配置される。このため、２つの煙突ユニットの相対変位に拘わらず、各煙突ユニットと断熱材との間に隙間が形成されるのが抑制される。

本発明によれば、建物用煙突における伸縮継手部を挟む２つの煙突ユニットどうしが相対変位されるとき、伸縮継手部の内周スリーブ部材の先端部が断熱材に引っ掛かるのを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る煙突を含む建物の高層階部分の解説正面図である。 図２は、図１の円部ＩＩを拡大して示す断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、図２に現れた断熱部材の斜視図である。 図５は、前記断熱部材の設置操作を示す解説断面図である。 図６は、図２の円部ＶＩの拡大断面図である。 図７は、図２の円部ＶＩＩの拡大断面図である。 図８（ａ）は、伸縮継手部を挟んで両側の煙突ユニットどうしが接近した状態を示す断面図である。図８（ｂ）は、前記煙突ユニットどうしの中立状態を示す断面図である。図８（ｃ）は、前記煙突ユニットどうしが離間した状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、高層ビルなどの建物１を示したものである。建物１には、ボイラーや発電機などからの排煙を放出するための煙突３が付設されている。本実施形態の煙突３の煙道ひいては煙突軸方向は屈曲されている。すなわち、煙突３は、建物１の低層部から屋上階１ｐｈまで鉛直に伸びる鉛直煙突部３ａと、屋上階１ｐｈにおいて水平に伸びる横行部３ｂと、横行部３ｂから立ち上がる立ち上がり部３ｃと、立ち上がり部３ｃの頂部の煙突口３ｄとを有している。

図１に示すように、煙突３は、煙道を構成する複数の煙突ユニット１０と、継手部１４，２０を備えている。各煙突ユニット１０は、例えば断面四角形の筒状になっている。複数の煙突ユニット１０が煙突軸方向に連ねられることによって煙道が形成されている。隣接する煙突ユニット１０どうしが継手部１４を介して連ねられている。鉛直煙突部３ａの各煙突ユニット１０は、支持ブラケット１３を介して建物１の躯体１ａに支持されている。屋上階１ｐｈの横行部３ｂの各煙突ユニット１０は、吊フレーム１５によって吊支持されている。

煙突ユニット１０のうち横行部３ｂ（所定箇所）における所定の隣接する２つの煙突ユニット１１，１２は、互いに接近離間可能になっている。これら２つの煙突ユニット１１，１２どうし間には、継手部１４に代えて、伸縮継手部２０が介在されている。

図８（ａ）～同図（ｂ）に示すように、伸縮継手部２０は、煙突軸方向（図２において左右）に伸縮可能である。図３に示すように、伸縮継手部２０の全体的な断面形状は、煙突ユニット１０の断面形状に合わせた四角形の筒状（環状）になっている。

詳しくは、図２に示すように、伸縮継手部２０は、断熱材２１と、外周カバー２２と、内周スリーブ２３を備えている。図３に示すように、断熱材２１は、４つ（複数）の断熱部材２１ａを有している。図４に示すように、各断熱部材２１ａは、四角形のマット状（厚板状）に形成されている。断熱部材２１ａの縦横寸法は、伸縮継手部２０の４つの各側面の縦横寸法と対応している。図４に示すように、４つの断熱部材２１ａが伸縮継手部２０の周方向に四角環状をなすように配置されている。図６及び図７に示すように、各断熱部材２１ａは、断熱材本体５０と、袋体５２とを有している。断熱材本体５０は、セラミックブランケット等のブランケット状の柔軟な断熱材料によって構成されている。断熱材本体５０の全体が袋体５２によって包まれている。袋体５２は、布状ないしはシート状の断熱材料を袋状に形成することによって構成されており、断熱性を有している。好ましくは、袋体５２の材質はガラスクロスである。

図２に示すように、伸縮継手部２０の断熱材２１によって、２つの煙突ユニット１１，１２どうし間のユニット間スペース１９が埋められている。なお、図５に示すように、ユニット間スペース１９は、厳密には、後記一対の内周スリーブ部材３１，３２のフランジ３４の対向面間に形成されたスペースを云う。
図５に示すように、各断熱部材２１ａひいては断熱材２１の設定長さＬ_２１は、ユニット間スペース１９の規定長さＬ_１９より大きい（Ｌ_２１＞Ｌ_１９）。好ましくは、設定長さＬ_２１は、伸びた際の伸縮継手長さとする。設定長さＬ_２１が足らないと煙突ユニット１１，１２と断熱材２１との間に隙間が出来るおそれがある。設定長さＬ_２１が大き過ぎると、断熱部材２１ａひいては断熱材２１を煙突ユニット１１，１２間に収めにくくなる。

図２に示すように、断熱材２１の外周は、外周カバー２２によって覆われている。外周カバー２２は、両側のベローズ部２２ａと、これらベローズ部２２ａに挟まれた中間筒部２２ｃを有している。ベローズ部２２ａは、煙突軸方向（図２において左右）へ伸縮可能である。ひいては、外周カバー２２が煙突軸方向へ伸縮可能である。ベローズ部２２ａ及び中間筒部２２ｃの材質は、例えばステンレスなどの金属である。該外周カバー２２が、２つの煙突ユニット１１，１２に架け渡されている。外周カバー２２の両端部が、それぞれＬ字断面をなす四角環状のエンドフレーム２４を介して、対応する煙突ユニット１１，１２とボルト締めによって接合されている。各煙突ユニット１１，１２とエンドフレーム２４との間にはパッキン２５が設けられている。

断熱材２１の内周は、内周スリーブ２３によって覆われている。内周スリーブ２３は、一対の内周スリーブ部材３１，３２を含む。内周スリーブ部材３１，３２の材質は、例えばステンレスなどの金属である。内周スリーブ部材３１，３２は、２つの煙突ユニット１１，１２における対向端部からそれぞれ断熱材２１の内周に沿うように突出されている。

詳しくは、図２に示すように、伸縮継手部２０の煙突軸方向の中央部を挟んで、第１の煙突ユニット１１側に第１の内周スリーブ部材３１が配置され、第２の煙突ユニット１２側に第２の内周スリーブ部材３２が配置されている。各内周スリーブ部材３１，３２は、内周スリーブ部３３と、フランジ部３４を有している。内周スリーブ部３３ひいては内周スリーブ部材３１，３２は、伸縮継手部２０の全周にわたる四角筒状（環状）に形成されている。フランジ部３４は、内周スリーブ部３３の端部から直角に折れ曲がって外方へ突出されている。

図２に示すように、内周スリーブ部材３１の内周スリーブ部３３が、断熱材２１の内周面の煙突軸方向の中央部よりも煙突ユニット１１側の約半分の内周部分に被さっている。かつ内周スリーブ部材３２の内周スリーブ部３３が、断熱材２１の内周面の煙突軸方向の中央部よりも煙突ユニット１２側の約半分の内周部分に被さっている。図７に示すように、各内周スリーブ部材３１，３２のフランジ部３４は、断熱材２１における対応する端面に被さるとともに、外端部がエンドフレーム２４に突き当てられて溶接などによってエンドフレーム２４と接合されている。図２に示すように、これによって、各内周スリーブ部材３１，３２が、エンドフレーム２４を介して、対応する煙突ユニット１１，１２と接合されている。
内周スリーブ２３によって断熱材２１が煙突内側から保持され、断熱材２１の煙突内側への脱落が防止されている。

図６に示すように、内周スリーブ部材３１，３２における互いに対向する先端部どうしは、間隔を隔てて対峙されるとともに、互いに相手側へ向かって煙突内側へ傾斜されることで、内側傾斜端３５となっている。図３に示すように、内側傾斜端３５は、各内周スリーブ部材３１，３２の先端部の全周にわたる環状になっている。

図２に示すように、２つの煙突ユニット１１，１２における対向端部には、それぞれ連結手段を介して、複数の係止ピン４０が設けられている。具体的には、各内周スリーブ部材３１，３２における内周スリーブ部３４の基端部（フランジ部３４側の端部）近くに係止ピン４０が設けられている。内周スリーブ部材３１，３２が、前記連結手段として提供されている。図５に示すように、内周スリーブ部３４の内面には、ナット４２が溶接等によって固定されている。

図７に示すように、係止ピン４０は、先端が尖ったボルトによって構成されている。該係止ピン４０が、煙突軸方向と直交（交差）するように向けられ、ナット４２にねじ込まれるとともに、内周スリーブ部３４を貫通して、断熱材２１に突き刺さっている。詳しくは、係止ピン４０は、断熱材２１の袋体５２を突き破って断熱材本体５０に突き刺さっている。

図２及び図３に示すように、複数の係止ピン４０及びナット４２が、内周スリーブ部材３１，３２の周方向に間隔を置いて配置されている。各係止ピン４０が、断熱材２１に突き刺さって係止されている。このため、柔軟性の断熱材２１の煙突軸方向の両端部が、それぞれ係止ピン４０及び内周スリーブ２３を介して、対応する煙突ユニット１０に対して拘束されている。

当該建物用煙突３によれば、煙道を通る排ガスの熱で膨張したり放熱で収縮したり、地震で揺れたりしたときは、図８（ａ）～（ｃ）に示すように、２つの煙突ユニット１１，１２どうしが接近離間されるとともに伸縮継手部２０が伸縮されることによって変形（層間変形）に追従できる。
図８（ａ）に示すように、煙突ユニット１１，１２どうしが接近されるときは、断熱材２１がこれら煙突ユニット１１，１２に押されて圧縮変形される。図８（ｃ）に示すように、煙突ユニット１１，１２どうしが離間されるときは、係止ピン４０に拘束された断熱材２１の両端部がそれぞれ係止ピン４０を介して煙突ユニット１１，１２に引っ張られることで、断熱材２１が伸び変形される。この結果、断熱材２１の端部と煙突ユニット１０との間に大きな隙間が形成されるのを防止することができる。

煙突ユニット１１，１２どうしが接近離間されるとき、内周スリーブ部材３１，３２どうしが、断熱材２１の内周面に沿って接近離間されるように摺動される。これら内周スリーブ部材３１，３２の先端部は内側傾斜端３５となっているために、前記摺動時においても断熱材２１に引っ掛かりにくい。特に、煙突ユニット１１，１２どうしが接近され、ひいては内周スリーブ部材３１，３２どうしが接近されるときでも、内周スリーブ部材３１，３２の先端部（内側傾斜端３５）が断熱材２１に引っ掛かりにくい。したがって、引っ掛かりによる断熱材２１の破損や伸縮継手部２０の伸縮動作の悪化を防止できる。
内側傾斜端３５が、各内周スリーブ部材３１，３２の先端部の全周にわたる環状であることによって、伸縮継手部２０の全周において、断熱材２１への引っ掛かりを防止できる。

建物用煙突３によれば、ブランケット状の断熱材本体５０を袋体５２によって包むことによって、断熱材本体５０からブランケット構成材料が分離したとしても断熱材２１の外部へ飛散するのが阻止される。袋体５２をガラスクロスによって構成することによって、断熱性を確保するとともに、断熱材本体５０からの飛散物の発生を確実に防止できる。
断熱材２１の各断熱部材２１ａは四角形のマット状であるため、該断熱部材２１ａの断熱材本体５０を袋体５２によって包みやすい。
各断熱部材２１ａの設定長さＬ_２１をユニット間スペース１９の規定長さＬ_１９より大きくしておくことによって（図５）、２つの煙突ユニット１１，１２の間に断熱部材２１ａが圧縮されて配置される。これによって、煙突ユニット１１，１２が離間されたときでも、各煙突ユニット１０と断熱部材２１ａとの間に隙間が形成されるのを抑制できる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、伸縮継手部２０が、鉛直煙突部３ａに配置されていてもよい。煙突３が、横行部３ｂを有さず鉛直煙突部３ａだけで構成されていてもよい。

本発明は、例えば建物の内部や外壁に沿って設けられた煙突に適用できる。

１ 建物
３ 建物用煙突
３ｂ 横行部（所定箇所）
１０ 煙突ユニット
１１，１２ ２つの煙突ユニット
１９ ユニット間スペース
Ｌ_１９ 規定長さ
２０ 伸縮継手部
２１ 断熱材
２１ａ 断熱部材
Ｌ_２１ 設定長さ
２２ 外周カバー
２２ａ ベローズ部
２２ｃ 中間筒部
２３ 内周スリーブ
３１，３２ 内周スリーブ部材（連結手段）
３３ 内周スリーブ部
３４ フランジ部
３５ 内側傾斜端
４０ 係止ピン
５０ 断熱材本体
５２ 袋体

Claims (3)

1. 建物に付設された煙突であって、
   前記建物に支持されるとともに煙突軸方向に連なる複数の筒状の煙突ユニットと、
   前記複数の煙突ユニットのうち互いに接近離間可能に隣接する２つの煙突ユニットの間に介在された環状の伸縮継手部と、
   を備え、前記伸縮継手部が、
   前記２つの煙突ユニットどうし間のユニット間スペースを埋めるように設けられた柔軟な断熱材と、
   前記断熱材の外周を覆う伸縮可能な外周カバーと、
   前記断熱材の内周を覆う内周スリーブと、を含み、
   前記内周スリーブが、前記２つの煙突ユニットにおける対向端部からそれぞれ突出されて前記断熱材の内周に被さる一対の内周スリーブ部材を有し、これら内周スリーブ部材における互いに対向する先端部には、互いに相手側へ向かって煙突内側へ傾斜された内側傾斜端が形成されていることを特徴とする建物用煙突。
2. 前記内側傾斜端が、前記各内周スリーブ部材の先端部の全周にわたる環状であることを特徴とする請求項１に記載の建物用煙突。
3. 前記断熱材の煙突軸方向の設定長さが、前記ユニット間スペースの煙突軸方向の規定長さより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物用煙突。

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