JP6527735B2 - ライニング材除去装置およびライニング材除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、煙突等の筒状構造物の内壁面に設けられたライニング材の除去に用いられるライニング材除去用刃、ライニング材除去装置およびライニング材除去方法に関するものである。

煙突の内壁面には、煙突躯体の保護や煙突効果を得るためにライニング材が設けられている。しかし、平成２年頃まで建設されていた煙突のライニング材には、発ガン性を有するアスベストが多く使用されていた。そのため、煙突の解体や断熱材の交換等においては、除去によって発生する切削くずの飛散を防止する等といった適切な作業が必要となっている。

そこで、これまでに、煙突等の筒状構造物の内壁面に設けられたライニング材を安全に除去する方法に関する発明が提案されている。

例えば、特開平１−３１２１４７号公報では、筒状構造物に内貼りされたライニング材を含水状態にして剥離する工程と、剥離して筒状構造物内を落下したライニング材を回収する工程と、回収したライニング材をモルタル処理化する工程とを備えてなる筒状構造物のライニング材撤去方法が提案されている（特許文献１）。この特許文献１によると、ノズルからウォータージェットを噴出させることにより、ライニング材を含水させた状態で剥離させることで、人体に安全なアスベストの除去回収を行うことができるとされている。

特開平１−３１２１４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、ノズル先端からライニング材までの距離が遠いほど除去する能力が弱くなるという問題がある。そのため、ライニング材の厚さを除いた筒状構造物の内壁面近傍では最も水の力が弱くなり、取り残しが生じ易く、完全に取り除こうとすると非常に時間がかかってしまう。

また、大量の水を使用する必要があるため、回収した水の処理費用が高額になるといった問題もある。さらに、水は０度以下の環境では凍結するため、作業温度が０度以下となる場所では使用できないという問題もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、煙突等の筒状構造物の内壁面に設けられたライニング材を、大量の水を使用することなく筒状構造物から除去することのできるライニング材除去用刃、ライニング材除去装置およびライニング材除去方法を提供することを目的としている。

本発明に係るライニング材除去用刃は、筒状構造物の内壁面に設けられたライニング材を除去するライニング材除去用刃であって、回転駆動される回転駆動盤と、前記回転駆動盤から外方向へ突出するように等角度間隔を隔てて設けられた複数本の撚り線材とを有し、前記各撚り線材は、弾性を有しているとともに、前記回転駆動盤の回転中心から前記撚り線材の先端までの距離が前記筒状構造物における前記ライニング材の厚さを除いた内周半径よりも大きくなるように形成されている。

また、本発明の一態様として、前記各撚り線材が、前記回転駆動盤の回転方向に対して半径方向よりも後方に傾斜されて設けられていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記撚り線材が３本の鋼撚り線材により構成されており、前記回転駆動盤の上面には、前記各鋼撚り線材を挿入して固定するアーチ状固定部が設けられていてもよい。

また、本発明に係るライニング材除去装置は、前記ライニング材除去用刃と、前記回転駆動盤が下端部に固定される回転ロッドと、この回転ロッドを上下方向に移動させるロッド上下位置調整手段と、前記回転ロッドを回転させるロッド回転手段とを有する。

また、本発明の一態様として、前記回転駆動盤の上方側で前記回転ロッドに固定された上方回転駆動盤と、この上方回転駆動盤から外方向へ突出され、等角度間隔を隔てて設けられた３本の支持ロッドと、各支持ロッドの先端に設けられたＬ字形鋼とを有するライニング材破砕刃を備えており、前記Ｌ字形鋼は、前記上方回転駆動盤の径方向に対して垂直に固定されているとともに、前記上方回転駆動盤の回転中心から前記Ｌ字形鋼の先端までの距離が、前記ライニング材の内面の半径よりも大きく、かつ前記筒状構造物の内周半径よりも小さくなるように形成されていてもよい。

また、本発明に係るライニング材除去方法は、前記ライニング材除去装置を用いて筒状構造物の内面に設けられたライニング材を除去するライニング材除去方法であって、前記回転ロッドを前記筒状構造物の上方から挿入し、前記回転ロッドの下端部を前記筒状構造物の下方に突出させる回転ロッド挿入工程と、前記ライニング材除去用刃を前記回転ロッドの下端部に固定するライニング材除去用刃固定工程と、前記ロッド回転手段により前記回転ロッドを回転させるとともに、前記ロッド上下位置調整手段により前記回転ロッドを所定の速度で上昇させることにより前記筒状構造物の内面に設けられたライニング材を下方から上方に向けて除去するライニング材除去工程とを有する。

本発明によれば、煙突等の筒状構造物の内壁面に設けられたライニング材を、大量の水を使用することなく筒状構造物から除去することができる。

本発明に係るライニング材除去装置の一実施形態を筒状構造物の上方に設置した状態示す使用状態図である。 本実施形態のライニング材除去用刃を示す（ａ）平面図および（ｂ）正面図である。 本実施形態のライニング材除去用刃およびライニング材破砕刃を示す平面図である。 本実施形態において回転ロッドの下端部にライニング材除去用刃を上下２段にして設けた使用状態を示す図である。

以下、本発明に係るライニング材除去用刃およびライニング材除去装置の一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態のライニング材除去装置１は、図１に示すように、ライニング材除去用刃２と、このライニング材除去用刃２の上方側に設けられるライニング材破砕刃３と、前記ライニング材除去用刃２を下端部に固定する回転ロッド４と、この回転ロッド４を上下方向に移動させるロッド上下位置調整手段５と、前記回転ロッド４を回転させるロッド回転手段６とを有する。以下、各構成について説明する。

ライニング材除去用刃２は、煙突等の筒状構造物７の内壁面７１に設けられたライニング材７２を除去し、ライニング材７２が除去された前記筒状構造物７の内壁面７１をケレン（錆び落としや脆弱な旧塗膜の除去等）するためのものであり、図２に示すように、回転駆動される回転駆動盤２１と、この回転駆動盤２１から外方向へ突出される複数本の撚り線材２２，２２，２２とを有している。

回転駆動盤２１は、図２に示すように、略円盤状に形成されており、円盤中央を回転中心として回転駆動されるものである。この回転駆動盤２１は、筒状構造物７内で回転するため、ライニング材７２の内面の半径よりも小径に形成されている。なお、本実施形態において、回転駆動盤２１は略円盤状に形成されているが、この構成に限定されるものではなく、矩形状等であってもよい。

撚り線材２２は、前記回転駆動盤２１とともに筒状構造物７内で回転し、先端側で前記筒状構造物７の内壁面７１に設けられたライニング材７２を削り落とすように除去するものである。また、撚り線材２２は、ライニング材７２が除去された筒状構造物７の内壁面７１を先端で押し付けながらケレンするブラシとしても機能する部分でもあり、前記筒状構造物７の内壁面７１を痛めないように適度な弾性を有しているとともに、前記回転駆動盤２１の回転中心から前記撚り線材２２の先端までの距離が前記筒状構造物７における前記ライニング材７２の厚さを除いた内周半径よりも大きくなるように形成されている。

本実施形態のライニング材除去用刃２においては、前記撚り線材２２が３本の鋼撚り線材により構成されており、各鋼撚り線材は、適度な弾性および強度を確保するため、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート）鋼からなる撚り線材を複数本束ねたＰＣ鋼より線とし、このＰＣ鋼より線を更に複数本撚り合わせて形成されている。

また、各撚り線材２２は、回転時におけるライニング材７２や筒状構造物７との摩擦抵抗を軽減させるため、前記回転駆動盤２１の回転方向に対して半径方向よりも後方に傾斜されて設けられている。具体的には、図２に示すように、撚り線材２２の先端部と、前記撚り線材２２の先端における回転方向とのなす角θが鋭角になるように設けられている。

さらに、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、前記回転駆動盤２１の上面には、断面略Ｕ字形状に形成されたアーチ状固定部２３が三つ固定されている。各アーチ状固定部２３には、軸線方向に沿ってボルト２４を挿通可能な挿通孔２５が二箇所形成されている。そして、各アーチ状固定部２３に撚り線材２２を挿入し、先端までの距離を調整した状態でボルト２４を用いて締結固定されるようになっている。

なお、本実施形態における撚り線材２２には、安価で入手し易いＰＣ鋼撚り線材を用いているが、素材はＰＣ鋼材に限定されるものではなく、適度な弾性とライニング材７２を削り落とすための強度を有していれば他の金属材や炭素繊維材、合成樹脂材等から適宜選択してもよい。

ライニング材破砕刃３は、ライニング材７２の内側面にライニング材除去用刃２では削り落とせない硬いコーティング材７３でコーティングされている場合に用いるものであり、図１および図３に示すように、前記回転駆動盤２１の上方側に固定される上方回転駆動盤３１と、この上方回転駆動盤３１から外方向へ突出され、等角度間隔を隔てて設けられた３本の支持ロッド３２，３２，３２と、各支持ロッド３２，３２，３２の先端に設けられたＬ字形鋼３３，３３，３３とを有している。

上方回転駆動盤３１は、回転駆動盤２１と同様、円盤状に形成されており、筒状構造物７内で回転するため、ライニング材７２の内面の半径よりも小径に形成されている。また、上方回転駆動盤３１の上面には、等角度間隔を隔てて三つのアーチ状固定部３４が設けられている。なお、本実施形態では、使用部材を共通にして低コスト化を図るため、回転駆動盤２１と上方回転駆動盤３１とを同一構成としているが、この構成に限定されるものではない。

支持ロッド３２は、Ｌ字形鋼３３を支持するための棒材であり、本実施形態では、上方回転駆動盤３１の上面に設けられたアーチ状固定部３４に挿入され、Ｌ字形鋼３３の先端までの距離を調整した状態で複数のボルト３５によって締結固定されている。

Ｌ字形鋼３３は、硬いコーティング材７３を破砕するための刃であり、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、縦断面が略Ｌ字形状の鋼材によって形成されている。このＬ字形鋼３３は、角の尖った先端部分がコーティング材７３に当接するように、前記支持ロッド３２の先端において、前記上方回転駆動盤３１の径方向に対して垂直に固定されている。

また、Ｌ字形鋼３３は、コーティング材７３を破砕する一方、前記筒状構造物７の内壁面７１を傷つけないようにするために、前記上方回転駆動盤３１の回転中心から前記Ｌ字形鋼３３の先端までの距離が、前記ライニング材７２の内面の半径よりも大きく、かつ前記筒状構造物７の内周半径よりも小さくなるように形成されていている。

このライニング材破砕刃３は、上述のとおり、ライニング材７２の内側面に硬いコーティング材７３が設けられている場合に用いられるものであり、ライニング材除去用刃２より先にランニング材７２に当接する方向側に配置される。本実施形態においては、図１に示すように、下方から上方へ向けてライニング材７２を除去するため、ライニング材破砕刃３は、ライニング材除去用刃２の上方側に配置されている。

なお、ライニング材破砕刃３は、ライニング材７２がライニング除去用刃２のみで除去できる場合には設ける必要はなく、図４に示すように、ライニング除去用刃２を上下２段にして設けるようにしてもよい。

回転ロッド４は、前記ライニング除去用刃２および前記ライニング材破砕刃３を筒状構造物７内において回転させるための棒状部材である。本実施形態における回転ロッド４は、図１に示すように、下端部にはライニング材除去用刃２の回転駆動円盤２１およびその上方側には前記ライニング材破砕刃３の上方回転駆動円盤３１が固定されている。また、本実施形態における回転ロッド４は、複数の棒状部材を連結可能な構成となっており、任意の長さに伸張できるようになっている。

ロッド上下位置調整手段５は、前記回転ロッド４を自動または手動により上下方向に移動させ、前記回転ロッド４に固定されている前記ライニング除去用刃２および前記ライニング材破砕刃３の上下位置を調整するものである。本実施形態におけるロッド上下位置調整手段５は、図１に示すように、回転ハンドル５１を有しており、この回転ハンドル５１を回転させることによって、内部のギヤ等（図示しない）が前記回転ロッドを上下方向移動させるようになっている。なお、本実施形態では、筒状構造物７の軸線方向が上下方向であるため、ロッド上下位置調整手段５は回転ロッド４を上下方向に移動させているが、筒状構造物７の軸線方向に沿って移動させ得るものである。

ロッド回転手段６は、前記回転ロッド４を回転駆動させるための手段であって、本実施形態では、前記回転ロッド４を回転駆動させるためのモーター６１およびモーター６１の回転数等を制御する制御盤６２とを有している。前記モーター６１は、ギヤ等（図示しない）を介して前記回転ロッド４に回転力が伝達できるようになっている。また、制御盤６２は、モーター６１の回転数および回転トルクを任意に制御できるようになっている。

次に、本実施形態のライニング材除去用刃２およびライニング材除去装置１の各構成の作用について、本発明に係るライニング材除去方法とともに説明する。

まず、図１に示すように、筒状構造物７の周囲に足場８を組み、筒状構造物７の上部にライニング材除去装置１を設置する。また、ライニング材７２の飛散を防止するため、前記筒状構造物７の上方の空間を覆うように養生シート９で囲んでいる。本実施形態では、この筒状構造物７の上部に設置されたライニング材除去装置１を用いて、次に説明するライニング材除去方法に基づきランニング材７２の除去作業を行う。

本実施形態のライニング材除去方法は、前記回転ロッド４を前記筒状構造物７に挿入する回転ロッド挿入工程と、前記ライニング材除去用刃２を前記回転ロッド４の下端部に固定するライニング材除去用刃固定工程と、前記筒状構造物７の内壁面７１に設けられたライニング材７２を下方から上方に向けて除去するライニング材除去工程とを有する。

回転ロッド挿入工程は、前記回転ロッド４を前記筒状構造物７の上方から挿入し、ライニング材７２の除去作業を前記筒状構造物７の下方から行うために前記回転ロッド４の下端部を前記筒状構造物７の下方に突出させる工程である。本実施形態では、ロッド上下位置調整手段５に前記回転ロッド４を支持させ、回転ハンドル５１を回しながら前記回転ロッド４を下方に移動させて挿入する。このとき、回転ロッド４は、上端部に複数の棒材を連結して適宜伸張させる。

ライニング材除去用刃固定工程は、前記筒状構造物７の下方に突出させた前記回転ロッド４の下端部にライニング材除去用刃２を固定する工程である。本実施形態では、前記回転ロッド４の下端部に固定された回転駆動盤２１のアーチ状固定部２３に撚り線材２２を挿入し、先端までの距離を調整してボルト２４で締結固定する。撚り線材２２が長い場合は、切断して調整することができる。このとき、アーチ状固定部２３が回転駆動盤２１の上面に設けられているため、ボルト２４による締結作業がし易い。

また、本実施形態では、ライニング材除去用刃２の上方にライニング材破砕刃３を設ける。具体的には、ライニング材除去用刃２の上方に固定されている上方回転駆動盤３１のアーチ状固定部３４に支持ロッド３２を挿入し、Ｌ字形鋼３３の先端までの距離を調整してボルト３５で締結固定する。なお、ライニング材破砕刃３を用いない場合は、図４に示すように、支持ロッド３２およびＬ字形鋼３３の変わりに撚り線材２２を固定することができる。

ライニング材除去工程は、前記筒状構造物７の内壁面７１に設けられたライニング材７２を下方から上方に向けて除去する工程である。ロッド回転手段６により前記回転ロッド４を回転させるとともに、ロッド上下位置調整手段５により前記回転ロッド４を所定の速度で上昇させる。

ライニング材破砕刃３では、先端のＬ字形鋼３３が角の尖った先端部分によって硬いコーティング材７３を破砕する。このとき、ライニング材破砕刃３のＬ字形鋼３３は、前記上方回転駆動盤３１の回転中心から前記Ｌ字形鋼３３の先端までの距離が前記筒状構造物７の内周半径よりも小さいため、前記筒状構造物７の内壁面７１を傷つけずに、前記コーティング材７３およびライニング材７２のみを破砕する。

ライニング材除去用刃の撚り線材２２では、ライニング材７２の除去を行う。本実施形態における撚り線材２２は、ＰＣ鋼より線を更に複数本撚り合わせて形成されているために高い強度を有しており、ライニング材７２を削り落とすように除去することができる。また、前記撚り線材２２は適度な弾性を有しているため、前記ライニング材７２より硬い前記筒状構造物７の内壁面７１に当接すると前記弾性によってしなり、前記内壁面７１を痛めずにケレンする。このケレンにより、前記内壁面７１にライニング材７２を残さずに除去することができる。

また、各撚り線材２２は、前記回転駆動盤２１の回転方向に対して半径方向よりも後方に傾斜されて設けられているため、回転時におけるライニング材７２や筒状構造物７の内壁面７１との摩擦抵抗が軽減され、撚り線材２２への過度な応力や筒状構造物７への過度の負荷を抑制する。そのため、撚り線材２や筒状構造物７の破損等を抑制できる。また、ロッド回転手段６による駆動エネルギーも省エネルギーにすることもできる。

仮に、各撚り線材２２が過度の負荷を受けても、数本の線材の撚りがほどける程度で済む。そのため、多少の撚りがほどけても、ライニング材７２の除去作用およびケレン作業は続けることができる。また、本実施形態では、各撚り線材２２が回転駆動盤２１の上面に設けられているため、各撚り線材２２が破損しているか否かを上方から目視で確認できる。

また、本実施形態では、３本の撚り線材２２，２２，２２が等角度間隔を隔てて設けられているため、回転駆動盤２１の中心が回転ロッドの回転中心と一致し、回転駆動がスムーズに行われる。また、ライニング材７２等に当接させる本数を少なくすることにより、摩擦抵抗を抑制することもできる。

さらに、除去作業を下方から行うことにより、回転ロッド４に上下方向の引っ張り力が生じるため、ライニング材除去用刃２やライニング材破砕刃３は暴れることなく、安定して回転駆動させることができる。

以上のような本実施形態のライニング材除去用刃２、ライニング材除去装置１およびライニング材除去方法によれば、以下の効果を得ることができる。
１．撚り線材２２によって筒状構造物７内のライニング材７２を削り落とすとともに、前記筒状構造物７の内壁面７１をケレンすることで、前記ライニング材７２を残らず除去することができる。
２．撚り線材２２はライニング材７２に直接接触しながら除去を行うため、短時間で作業を行うことができる。
３．水を使わずに作業が行えるため、回収したライニング材７２の処理が容易にできるとともに、作業温度が０度以下となるような場所においても作業することができる。

なお、本発明に係るライニング材除去用刃、ライニング材除去装置およびライニング材除去方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、ライニング材除去装置１は、複数のパーツに分解し、筒状構造物７の上で組み立てられるようにしてもよい。

また、上述した本実施形態では、筒状構造物７が煙突である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、マンホールや水道管等のように、内壁面７１にライニング材７２が設けられている全ての筒状構造物７に適用可能である。

１ ライニング材除去装置
２ ライニング材除去用刃
３ ライニング材破砕刃
４ 回転ロッド
５ ロッド上下位置調整手段
６ ロッド回転手段
７ 筒状構造物
８ 足場
９ 養生シート
２１ 回転駆動盤
２２ 撚り線材
２３ アーチ状固定部
２４ ボルト
２５ 挿通孔
３１ 上方回転駆動盤
３２ 支持ロッド
３３ Ｌ字形鋼
３４ アーチ状固定部
３５ ボルト
５１ 回転ハンドル
６１ モーター
６２ 制御盤
７１ 内壁面
７２ ライニング材
７３ コーティング材

Claims (3)

1. 回転駆動される回転駆動盤とこの前記回転駆動盤から外方向へ突出するように等角度間隔を隔てて設けられた複数本の撚り線材とを有し、前記各撚り線材は、弾性を有しているとともに、前記回転駆動盤の回転中心から前記撚り線材の先端までの距離が前記筒状構造物における前記ライニング材の厚さを除いた内周半径よりも大きくなるように形成されているライニング材除去用刃と、
   前記回転駆動盤が下端部に固定される回転ロッドと、
   この回転ロッドを上下方向に移動させるロッド上下位置調整手段と、
   前記回転ロッドを回転させるロッド回転手段とを有するライニング材除去装置であって、
   前記回転駆動盤の上方側で前記回転ロッドに固定された上方回転駆動盤と、この上方回転駆動盤から外方向へ突出され、等角度間隔を隔てて設けられた３本の支持ロッドと、各支持ロッドの先端に設けられたＬ字形鋼とを有するライニング材破砕刃を備えており、
   前記Ｌ字形鋼は、前記上方回転駆動盤の径方向に対して垂直に固定されているとともに、前記上方回転駆動盤の回転中心から前記Ｌ字形鋼の先端までの距離が、前記ライニング材の内面の半径よりも大きく、かつ前記筒状構造物の内周半径よりも小さくなるように形成されている、前記ライニング材除去装置。
2. 前記撚り線材が３本の鋼撚り線材により構成されており、前記回転駆動盤の上面には、前記各鋼撚り線材を挿入して固定するアーチ状固定部が設けられている、請求項１に記載のライニング材除去装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載のライニング材除去装置を用いて筒状構造物の内面に設けられたライニング材を除去するライニング材除去方法であって、
   前記回転ロッドを前記筒状構造物の上方から挿入し、前記回転ロッドの下端部を前記筒状構造物の下方に突出させる回転ロッド挿入工程と、
   前記ライニング材除去用刃を前記回転ロッドの下端部に固定するライニング材除去用刃固定工程と、
   前記ロッド回転手段により前記回転ロッドを回転させるとともに、前記ロッド上下位置調整手段により前記回転ロッドを所定の速度で上昇させることにより前記筒状構造物の内面に設けられたライニング材を下方から上方に向けて除去するライニング材除去工程と
   を有するライニング材除去方法。

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