JP3869104B2 - 筒状構造物のライニング材撤去装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、煙突等の筒状構造物の内面のライニング材撤去装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、煙突には、断熱保温性や耐火性を向上させることを目的としてライニング材が内貼りされている。過去の煙突には、ライニング材として人体に有害な石綿（アスベスト）が用いられていた。
【０００３】
従来、このような煙突内面のライニング材の撤去は、作業員が煙突の上部からケレン棒を使用してライニング材を掻き取ることにより行っている。このため、一回の作業範囲はケレン棒の届く範囲（約２ｍ程度）に限られていた。
【０００４】
図９（ａ）〜（ｄ）は従来の作業手順を示している。図において、Ｔは煙突、１は周壁コンクリート、２はライニング材（例えば石綿）である。煙突Ｔの解体は、（ａ）に示すようにケレン棒の届く範囲のライニング材２を除去した後、（ｂ）に示すようにその部分（ライニング材２を除去した部分）の周壁コンクリート１を解体し、以降、（ｃ）、（ｄ）に示すようにこれを繰り返すことで進めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法は、人手に頼った作業であり、能率が悪かった。また、作業員が直接ライニング材を撤去するので、高所作業の危険の他に、ライニング材からの飛散物質を作業員が吸引する危険があった。特にライニング材が石綿である場合には安全上の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、作業者の安全を確保するために、人手に頼らずに効率良くライニング材を撤去することのできる撤去装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去するための装置において、昇降装置によって筒状構造物の内部に吊り下ろされる装置本体と、この装置本体に搭載され、筒状構造物の内面に反力を取ることで装置本体を昇降可能な状態で回転止めする反力装置と、前記装置本体に搭載され、回転カッタの回転によりライニング材の切削除去を行うカッティングヘッドとを備え、前記回転カッタが、筒状構造物の略軸中心で回転駆動される回転フレームと、回転フレームの外周部に周方向に間隔をおいて複数配され、回転フレームの回転による遠心力で回転フレームの半径方向外方に変位してライニング材に押し付けられる切削刃とから構成され、前記切削刃が、中心孔を有し外周が刃とされた円形刃で構成され、該切削刃の中心孔が、前記回転フレームの外周部に固定された軸に遊びを持って嵌められることで、切削刃が回転フレームの半径方向に変位自在とされ、前記回転カッタが上下方向に複数段設けられ、上側または下側の段の一方がライニング材切削用とされ、他方がライニング材切削用の回転カッタの取り残したライニング材を筒状構造物の周壁コンクリートの表層ごと切削除去する仕上げ用とされていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記回転カッタが上下二段に設けられ、上段の回転カッタと下段の回転カッタが逆回転させられることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれかにおいて、前記装置本体に、前記回転カッタによる切削箇所にライニング材の飛散防止抑制液を噴射するノズルが備わっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記反力装置が、筒状構造物の内面のライニング材に押し付けられた際にライニング材に食い込む車輪と、該車輪を支持する支持脚と、該支持脚を張り出すことで車輪をライニング材に押し付ける押付け装置とから構成され、前記車輪が、周方向に間隔おいて３個以上、それぞれ筒状構造物の軸線方向に転動可能に配されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置により煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去する方法において、ライニング材撤去装置の装置本体を昇降装置により筒状構造物内の最下部まで吊り下ろした後、装置本体に備えた反力装置により装置本体を昇降可能な状態で回転止めし、その状態で、装置本体に備えたカッティングヘッドを駆動して回転カッタによりライニング材を切削しながら、昇降装置によって装置本体を引き上げることにより、連続的にライニング材の切削除去を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５において、筒状構造物の最上部の上側に前記反力装置の反力受けを設置し、この反力受けを利用して筒状構造物の最上部までライニング材を切削除去することを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置により煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去する方法において、ライニング材撤去装置の装置本体を昇降装置により筒状構造物の内部に吊り下ろして解体時の筒状構造物の切断位置の高さに位置決めし、その位置で装置本体の回転止めを行った状態で、装置本体に備えたカッティングヘッドを駆動して回転カッタにより前記切断位置周辺のライニング材のみを切削除去し、解体時の筒状構造物の切断位置ごとにこの操作を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれかにおいて、前記筒状構造物の下部より内部空気を吸引して筒状構造物内を負圧に保ちながら前記ライニング材の切削除去作業を行うことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態のライニング材撤去装置により煙突Ｔの内面のライニング材２を切削除去している様子を示す。まず、ライニング材撤去装置について先に述べる。
【００１９】
ライニング材撤去装置は、ウインチ等の昇降装置１５のワイヤ１６によって、煙突Ｔの内部に吊り下ろされる装置本体１０を有している。装置本体１０は、図２に拡大して示すように、下部に、回転カッタ２０の回転によりライニング材の切削除去を行うカッティングヘッド１１を備えると共に、上部に、煙突Ｔの内面に反力を取ることで装置本体１０を昇降可能な状態で回転止めする反力装置１２を備えている。回転カッタ２０は、煙突Ｔの略軸中心で回転駆動される回転フレーム２３と、図４に示すように、回転フレーム２３の外周部に周方向に間隔をおいて複数配された切削刃２５とを有している。回転フレーム２３の中心は、回転駆動モータ２１の下向きの出力軸２２に結合されている。また、この例では、切削刃２５は周方向に４個配されている。
【００２０】
切削刃２５は、中心孔２５ａを有し外周が刃とされた円形刃で構成され、中心孔２５ａが、回転フレーム２３の外周部に固定された軸２４に遊びを持って嵌められることで、回転フレーム２３の半径方向に変位自在とされている。従って、切削刃２５は、回転フレーム２３の回転による遠心力で回転フレーム２３の半径方向外方に変位して、ライニング材２に押し付けられるようになっている。
【００２１】
また、この回転カッタ２０において切削刃２５は、図２に示すように、上下方向に多段に設けられている。ここでは、６段の切削刃２５が設けられている。なお、ここでは全体を回転カッタ２０としているが、各段ごとに回転カッタが構成されていると言うこともできる。各段の４個の切削刃２５の種類や大きさは同一とされ、１段ごとに、あるいは複数段ごとに種類や大きさが異ならせてある。上部２枚の切削刃２５Ａはライニング材切削専用の切削刃である。また、下部４枚の切削刃２５Ｂは、上側の切削刃２５Ａの取り残したライニング材を煙突Ｔの周壁コンクリート１（図１参照）の表層ごと、完全に切削除去するための仕上げ用切削刃である。このため、下部の切削刃２５ほど、直径と遊びの量（中心孔２５ａ）を大きくし、外周側に突出できるようにしている。
【００２２】
図５は切削刃２５の種類を示している。
（ａ）と（ｂ）はライニング材切削専用の切削刃２５Ａを示す。これらの切削刃２５Ａは、鋭利な角を多数有する丸鋸状のものであり、能率良くライニング材を切削除去できるようになっている。また、（ｃ）と（ｄ）は、コンクリートの表層まで切削する仕上げ用の切削刃２５Ｂを示す。これらの切削刃２５Ｂは、外周部に超硬やステライト等のチップ２６、２７を埋め込んだものであり、コンクリートを切削できるようになっている。
【００２３】
また、図２に示すように、カッティングヘッド１１の上側にはノズル２９が設けられている。このノズル２９は、ライニング材の切削粉が飛散しないように、切削箇所に飛散防止抑制液を噴射するためのものである。
【００２４】
装置本体１０の上部に設けられている反力装置１２は、図２、図３に示すように、装置本体１０の軸中心を基準にして放射状に設けられた上下２段合計６個の支持脚３１及び車輪３２を有する。これらは各段ごと円周方向に１２０度の間隔をおいて配されており、支持脚３１の先端に車輪３２が回転自在に取り付けられている。車輪３２は外周に行くほど尖っており、ライニング材に押し付けられた際にライニング材に食い込むようになっている。また、車輪３２は、装置本体１０の軸中心を中心とする半径方向に沿う鉛直面内で自由に回転できるよう設けられており、ライニング材に食い込んだ際に、上下方向（煙突の軸線方向）には転動するものの、ライニング材の周方向には動かない。従って、これによりライニング材に反力を取って、装置本体１０の回転止めを行うことができる。
【００２５】
各支持脚３１は、上端が反力装置フレーム３０に上下方向に揺動可能にピン結合されており、押付け装置としての油圧シリンダ３５の操作により、各段毎に外側に張り出したり、内側に引っ込めたりできるようになっている。図２の右側の支持脚３１は内側に引っ込めた状態、左側の支持脚３１は外側に張り出した状態を示す。なお、各段の車輪３２の個数は最低３個必要であり、個数はそれ以上であってもよい。また、上下方向の車輪３２の段数も１段や３段以上であってもよい。要は、バランスを良好に保つことができ、しかも安定して装置本体１０を回転止めできればよい。また、煙突の内径が異なる場合には、適切な径の車輪３２を取付けて使用することもできる。さらに、支持脚３１を張り出すための押付け装置としては、支持脚３１をスプリングの弾性力で張り出すとともに油圧シリンダで引き込む構成のもの等も採用可能である。
【００２６】
次に、ライニング材を撤去する場合の手順（方法）について説明する。
まず、実際の作業に取り掛かる前に、図１、図６に示すように煙突Ｔの上部に架台１７を設置する。この架台１７には、煙突Ｔの内面と連続する反力受け１８を取り付けておく。また、煙突Ｔの最下部には、廃材回収受け６ａ付きの廃材回収ダクト６と換気ダクト７を接続し、廃材回収ダクト６はバキューム回収装置に導き、換気ダクト７は集塵装置に導く。
【００２７】
以上の準備が済んだら、昇降装置１５によって装置本体１０を吊り下げ、装置本体１０を煙突Ｔの内部に降ろして行く。最下部まで吊り下ろしたら、装置本体１０の上部に搭載した反力装置１２の支持脚３１を外側に張り出して、車輪３２をライニング材２に押し付け、食い込ませる。これにより、装置本体１０は、昇降は自由にできるものの、確実に回転止めされる。その状態で、装置本体１０の下部に搭載したカッティングヘッド１１を駆動して、回転カッタ２０を回転させる。そうすると、回転カッタ２０の回転による遠心力で、切削刃２５が外周側に移動し、ライニング材２を切削する。この際、上段の切削刃２５Ａによるライニング材の取り残し分は、下段の切削刃２５Ｂがコンクリート１の表層ごと削り取るので、きれいにライニング材を取り除くことができる。この切削動作と同時に昇降装置１５によって装置本体１０を引き上げる。そうすることにより、連続的にライニング材２の切削除去を行うことができる。
【００２８】
切削除去した廃材は、回収ダクト６により吸引されて回収装置に運ばれる。下から上に向かって作業を進め、煙突Ｔの最上部に達したら、反力装置１２の車輪３２を、予め設置してある反力受け１８に押し付けて、同様に作業を続ける。これにより、煙突の最下部から最上部まできれいにライニング材を取り除くことができる。上記の作業の際には、下部のダクト７より内部空気を吸引して煙突Ｔ内を負圧に保つ。それにより、外部への切削粉の飛散を防止することができる。
【００２９】
以上のように、ライニング材撤去装置を使って自動的にライニング材の撤去作業が行えるので、人手をほとんど要せず、効率よく作業を進めることができ、作業の安全を図ることができる。また、回転カッタ２０の切削刃２５が遠心力で外方に変位しながらライニング材２を切削するので、煙突の内径の変化にも切削刃２５が自動的に追従し、無理な力がかからず、過負荷になる心配もない。
【００３０】
なお、上記の方法では、煙突の周壁コンクリートの解体に先立って、予め全部のライニング材を撤去する場合を説明したが、周壁コンクリート切断作業中のライニング材の飛散を防止する目的だけなら、全部のライニング材を撤去しておかなくてもよい。図７はその方法の例を示す。
【００３１】
この方法では、前記ライニング材撤去装置の装置本体を、煙突の内部に吊り下ろして、解体時の周壁コンクリート１の切断位置の高さに位置決めし、その位置で装置本体の回転止めを行う。そして、その位置に止めたまま装置本体に備えたカッティングヘッドを駆動して回転カッタにより切断位置周辺のライニング材２のみを切削除去する。切断位置ごとにこれを繰り返して、図７（ａ）に示すように全部の切断位置周辺のライニング材２を除去する。除去箇所を符号３で示す。この場合、切断位置高さへの装置本体の位置決めは、装置本体を吊り下げている昇降装置のワイヤの繰り出し長さあるいは巻き取り長さを、滑車に設けたエンコーダ等で測定することにより行うことができる。全部の切断位置のライニング材を除去したら、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように切断位置で周壁コンクリート１を切断して、上から解体する。
【００３２】
このように作業を進めることにより、現場でのライニング材の撤去を最小限にとどめられる。しかも、ライニング材の撤去は、ライニング材撤去装置により半自動的に行えるので、人手に頼らずに、効率よく作業を進めることができ、安全に煙突の解体を行うことができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、回転カッタを全て一方向に回転させる場合を示したが、回転カッタを上下二段に分けて逆回転させることもできる。図８はその例を示す。この装置本体１０Ｂのカッティングヘッド１１Ｂでは、モータ２１の出力側にキャリヤ固定式の遊星歯車機構４０が設けられ、太陽歯車と結合された出力軸２２と、内歯歯車に結合された外フレーム４１とが、等速で逆回転するようになっている。そして、出力軸２２に下段の回転カッタ２０Ａが連結され、外フレーム４１に上段の回転カッタ２０Ｂが連結されている。
【００３４】
この装置本体１０Ｂによれば、上下段の回転カッタ２０Ｂ、２０Ａが逆回転駆動されるので、切削力により生じる回転力を打ち消すことができる。従って、反力装置にかかる負担を減らすことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、 請求項１の発明のライニング材撤去装置によれば、煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去するための装置において、昇降装置によって筒状構造物の内部に吊り下ろされる装置本体と、この装置本体に搭載され、筒状構造物の内面に反力を取ることで装置本体を昇降可能な状態で回転止めする反力装置と、前記装置本体に搭載され、回転カッタの回転によりライニング材の切削除去を行うカッティングヘッドとを備えたので、人手に頼らずに、効率よくライニング材を撤去することができる。
特に、切削刃が遠心力で外方に変位しながらライニング材を切削するので、筒状構造物の内径の変化に切削刃を自動的に追従させることができる。
また、切削刃がライニング材に噛み込んだような場合には、自動的に切削刃が内方に逃げるので、過負荷の防止と、切削刃の破損防止とを図ることができる。
さらに、ライニング材切削用の切削刃で削り残したライニング材を仕上げ用切削刃でコンクリートの表層ごと除去できるようにしたので、ライニング材を残さずきれいに撤去することができる。
【００３６】
請求項２の発明のライニング材撤去装置によれば、上下の回転カッタを逆回転させるので、切削反力を打ち消すことができ、反力装置にかかる負担を減らすことができる。
【００３７】
請求項３の発明のライニング材撤去装置によれば、切削箇所にライニング材の飛散防止抑制液を噴射するようにしたので、確実に飛散防止効果を上げることができる。
【００３８】
請求項４の発明のライニング材撤去装置によれば、反力装置の車輪をライニング材に食い込ませるようにしたので、車輪によって昇降自由な状態を確保しながら、装置本体を確実に回転止めすることができ、回転カッタによる安定したライニング材切削作業を可能にする。
【００３９】
請求項５の発明のライニング材撤去方法によれば、装置本体を吊り下ろして、反力装置やカッティングヘッドを作動させ、回転カッタでライニング材を切削除去するので、人手に頼らずに、効率よくライニング材を撤去することができ、ライニング材が石綿のように有害物質である場合には、作業員の安全を確保することができる。特に、最下部から上方に向かってライニング材を切削除去していくので、切削箇所より上側のライニング材に回転切削時の反力を取りながら作業することができ、安定した作業が可能となる。
【００４０】
請求項６の発明のライニング材撤去方法によれば、筒状構造物の最上部の上側に反力受けを設置するので、筒状構造物の最上部まで連続して完全にライニング材を切削除去することできる。
【００４１】
請求項７の発明のライニング材撤去方法によれば、装置本体を吊り下ろして、反力装置やカッティングヘッドを作動させ、筒状構造物の解体時の切断位置周辺のライニング材のみを回転カッタで切削除去するので、人手に頼らずに、効率よく最低限のライニング材を撤去することができる。従って、その後は、ライニング材を除去した位置で筒状構造物を切断することで、ライニング材を飛散させずに、安全に筒状構造物の解体作業を行うことができる。
【００４２】
請求項８の発明のライニング材撤去方法によれば、筒状構造物の下部より内部空気を吸引して筒状構造物内を負圧に保ちながらライニング材の切削除去作業を行うので、外部へのライニング材の飛散を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態のライニング材撤去装置を使用して筒状構造物の内面のライニング材を切削除去している様子を示す側断面図である。
【図２】 前記ライニング材撤去装置の装置本体の構成を拡大して示す側面図である。
【図３】 前記装置本体の反力装置の構成を拡大して示す平面図である。
【図４】 前記装置本体のカッティングヘッドの回転カッタの概略を示す平面図である。
【図５】 （ａ）〜（ｄ）は、同回転カッタに取り付ける切削刃の種類を示す図である。
【図６】 本発明の実施形態のライニング材撤去装置を使用して筒状構造物の最上部のライニング材を切削除去している様子を示す側断面図である。
【図７】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の他の撤去方法の手順を示す説明図である。
【図８】 本発明の他の実施形態のライニング材撤去装置における装置本体の部分側面図である。
【図９】 （ａ）〜（ｄ）は従来のライニング材の撤去方法の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｔ 煙突（筒状構造物）
１ 躯体コンクリート
２ ライニング材
３ 解体位置
１０，１０Ｂ 装置本体
１１，１１Ｂ カッティングヘッド
１２ 反力装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ 回転カッタ
２３ 回転フレーム
２４ 軸
２５ 切削刃
２５ａ 中心孔
２５Ａ ライニング材切削用の切削刃
２５Ｂ 仕上げ用切削刃
２９ ノズル
３１ 支持脚
３２ 車輪
３５ シリンダ（押付け装置）

Claims (8)

1. 煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去するための装置において、
   昇降装置によって筒状構造物の内部に吊り下ろされる装置本体と、この装置本体に搭載され、筒状構造物の内面に反力を取ることで装置本体を昇降可能な状態で回転止めする反力装置と、前記装置本体に搭載され、回転カッタの回転によりライニング材の切削除去を行うカッティングヘッドとを備え、
   前記回転カッタが、筒状構造物の略軸中心で回転駆動される回転フレームと、回転フレームの外周部に周方向に間隔をおいて複数配され、回転フレームの回転による遠心力で回転フレームの半径方向外方に変位してライニング材に押し付けられる切削刃とから構成され、
   前記切削刃が、中心孔を有し外周が刃とされた円形刃で構成され、該切削刃の中心孔が、前記回転フレームの外周部に固定された軸に遊びを持って嵌められることで、切削刃が回転フレームの半径方向に変位自在とされ、
   前記回転カッタが上下方向に複数段設けられ、上側または下側の段の一方がライニング材切削用とされ、他方がライニング材切削用の回転カッタの取り残したライニング材を筒状構造物の周壁コンクリートの表層ごと切削除去する仕上げ用とされていることを特徴とする筒状構造物のライニング材撤去装置。
2. 前記回転カッタが上下二段に設けられ、上段の回転カッタと下段の回転カッタが逆回転させられることを特徴とする請求項１に記載の筒状構造物のライニング材撤去装置。
3. 前記装置本体に、前記回転カッタによる切削箇所にライニング材の飛散防止抑制液を噴射するノズルが備わっていることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置。
4. 前記反力装置が、筒状構造物の内面のライニング材に押し付けられた際にライニング材に食い込む車輪と、該車輪を支持する支持脚と、該支持脚を張り出すことで車輪をライニング材に押し付ける押付け装置とから構成され、前記車輪が、周方向に間隔おいて３個以上、それぞれ筒状構造物の軸線方向に転動可能に配されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置により煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去する方法において、ライニング材撤去装置の装置本体を昇降装置により筒状構造物内の最下部まで吊り下ろした後、装置本体に備えた反力装置により装置本体を昇降可能な状態で回転止めし、その状態で、装置本体に備えたカッティングヘッドを駆動して回転カッタによりライニング材を切削しながら、昇降装置によって装置本体を引き上げることにより、連続的にライニング材の切削除去を行うことを特徴とする筒状構造物のライニング材撤去方法。
6. 筒状構造物の最上部の上側に前記反力装置の反力受けを設置し、この反力受けを利用して筒状構造物の最上部までライニング材を切削除去することを特徴とする請求項５記載の筒状構造物のライニング材撤去方法。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去装置により煙突等の筒状構造物の内面のライニング材を撤去する方法において、ライニング材撤去装置の装置本体を昇降装置により筒状構造物の内部に吊り下ろして解体時の筒状構造物の切断位置の高さに位置決めし、その位置で装置本体の回転止めを行った状態で、装置本体に備えたカッティングヘッドを駆動して回転カッタにより前記切断位置周辺のライニング材のみを切削除去し、解体時の筒状構造物の切断位置ごとにこの操作を繰り返すことを特徴とする筒状構造物のライニング材撤去方法。
8. 前記筒状構造物の下部より内部空気を吸引して筒状構造物内を負圧に保ちながら前記ライニング材の切削除去作業を行うことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の筒状構造物のライニング材撤去方法。

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