JP6918579B2

JP6918579B2 - ライニング斫り工法

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Publication number: JP6918579B2
Application number: JP2017105354A
Authority: JP
Inventors: 建治竹田; 武志徳田; 秀樹槇元; 栄治後藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: JP2018200146A

Description

本発明は、煙突に設けられるライニングを筒身から剥し落とすライニング斫り工法に関する。

工場等の施設において排気ガス（例えば、水蒸気等）が発生する場合には、当該排気ガスを大気中に排出するための煙突が設けられることがある。このような煙突は、鋼板が筒状に形成された筒身と、この筒身の内周面を覆うライニングとから概略構成されている。よって、筒身は、ライニングによって当該煙突内を流通する排気ガスから保護された状態であり、当該排気ガスによる腐食等が抑制されるようになっている。

ライニングは、筒身の内周側に鉄筋を配設すると共にコンクリートを充填して成り、経年劣化等によって筒身を保護する効果（筒身の腐食を抑制する効果）が低下してしまう。このような場合には、煙突におけるライニングを交換する、すなわち、筒身の内周面に設けられた古いライニングを当該筒身から剥し落とし、新たなライニングを筒身の内周面に設けることとなる。

特開２００４−１５６８６６号公報

筒身の内周面に設けられた古いライニングを剥し落とす作業（ライニングの斫り作業）は、作業者が種々の工具を用いることによって行われている。近年では、ライニングの斫り作業における作業者の負担を軽減するために、当該斫り作業を容易なものとする種々の工法（ライニング斫り工法）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ライニングの斫り作業における作業者の負担を軽減することを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係るライニング斫り工法は、煙突に設けられたライニ
ングを剥し落とすライニング斫り工法であって、ライニングカッタを用いて前記ライニングに切り欠き溝を形成する第一の工程と、削岩機に接続された伸縮部材の伸長動作を利用して前記削岩機により前記ライニングに穴溝を形成する第二の工程と、破砕機を用いて前記穴溝を起点として前記ライニングを剥し落とす第三の工程とを備え、前記伸縮部材の一端は、前記削岩機と回転可能に連結されており、前記伸縮部材の他端は、前記伸縮部材の伸長力を受けるように所定の基準に対して傾斜可能に連結されており、前記第二の工程において、前記伸縮部材の伸長動作によって作業者が保持した前記削岩機に削孔方向の押圧力を作用させ、前記削岩機による前記穴溝の形成を行うことを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係るライニング斫り工法は、第一の発明に係るライニング斫り工法において、前記第一の工程において、前記切り欠き溝を前記煙突の軸方向に延びるように形成することを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係るライニング斫り工法は、第一または第二の発明に係るライニング斫り工法において、前記第一の工程において、前記切り欠き溝を前記煙突の周方向に延びるように形成することを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係るライニング斫り工法は、第一から第三のいずれか一つの発明に係るライニング斫り工法において、前記煙突内を昇降可能なゴンドラを設け、前記第一の工程と前記第二の工程と前記第三の工程とを行った後、前記ゴンドラを昇降させつつ、前記第二の工程および前記第三の工程を繰り返すことを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係るライニング斫り工法は、第一から第四のいずれか一つの発明に係るライニング斫り工法において、前記削岩機と前記伸縮部材とは、回転可能に連結されるものであることを特徴とする。

第一の発明に係るライニング斫り工法によれば、削岩機によってライニングを削孔する際の反力を伸縮部材によって受けることとなるので、作業者は、削岩機に対して削孔方向の力をほとんど作用させることなく、容易にライニングを削孔して穴溝を形成することができる。よって、作業者に掛かる負担が軽減される。

第二の発明に係るライニング斫り工法によれば、作業者は、ライニングカッタを保持したまま移動することなく、ライニングを切削して切り欠き溝を形成することができる。

第三の発明に係るライニング斫り工法によれば、煙突のライニングにおいて周方向に片寄りなく自由辺が形成されるので、当該ライニングを周方向に片寄りなく剥し落とすことができる。

第四の発明に係るライニング斫り工法によれば、ライニングの斫り作業において、第一の工程は、最初に行われるだけであり、後には省略されるので、作業者に掛かる負担が軽減される。

第五の発明に係るライニング斫り工法によれば、削岩機によってライニングを削孔する際の作業高さを自由に設定することができるので、煙突の高さ方向（鉛直方向）に複数の穴溝を形成することができる。また、削岩機を用いた作業の自由度が向上されるので、作業者に掛かる負担が軽減される。

実施例１に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行う対象および当該斫り作業を行うための装置を示す説明図である。実施例１に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行うための装置を示す説明図である。実施例１に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行うための装置を示す説明図である。実施例１に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行うための装置を示す説明図である。実施例１に係るライニング斫り工法による斫り作業を示す説明図である。実施例１に係るライニング斫り工法による斫り作業を示す説明図である。

以下に、本発明に係るライニング斫り工法の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行う対象および当該斫り作業を行うための装置について、図１から図４を参照して説明する。

図１に示すように、本実施例に係るライニング斫り工法によって斫り作業を行う対象である煙突１は、鋼材から成る筒身１１とコンクリート材から成るライニング１２とから概略構成されている。筒身１１は、鋼板を鉛直方向（図１においては、上下方向）に延びる筒状に形成して成り、ライニング１２は、筒身１１の内周側において鉄筋（不図示）を当該筒身１１の軸方向および周方向に配設すると共にコンクリートを充填して成る。

図１に示すように、斫り作業を行うための装置には、煙突１内に配置されて作業者を昇降可能なゴンドラ２が設けられている。ゴンドラ２は、作業者が搭乗可能な床面２１を有するかご型に形成されて成り、作業者は、ゴンドラ２（床面２１）上において斫り作業のために煙突１の内周面（ライニング１２）にアクセスすることができるようになっている。なお、ゴンドラ２には、床面２１の外周縁に沿って手摺り２２が設けられており、作業者による斫り作業の補助および安全の確保等がなされている。

ゴンドラ２には、当該ゴンドラ２を煙突１内にて昇降（上下動）するための昇降用原動機（ウィンチ）２３と、当該ゴンドラ２の煙突１内における昇降位置を補正する位置補正ローラ２４とが設けられており、ゴンドラ２は、煙突１内における所望の昇降位置で当該煙突１の軸方向（鉛直方向）に沿って昇降されるようになっている。

昇降用原動機２３は、ゴンドラ２の側部において煙突１の周方向に離間して複数（例えば、三つ）設けられており、各昇降用原動機２３は、煙突１内において軸方向に架けられたガイドワイヤ２５を保持すると共に、当該ガイドワイヤ２５に沿って走行（上下動）可能なものである。つまり、昇降用原動機２３の駆動により、ゴンドラ２が煙突１内にて昇降されるようになっている。

位置補正ローラ２４は、ゴンドラ２（床面２１）の側部において煙突１の周方向に離間して複数（例えば、四つ）設けられており、各位置補正ローラ２４は、当該ゴンドラ２における突出量（煙突１の軸方向と直交する方向（水平面内）における床面２１から突出する量）を調整可能なものである。よって、位置補正ローラ２４の突出量を調整すると共に、当該位置補正ローラ２４を煙突１の内周面（ライニング１２）と当接させることにより、煙突１内におけるゴンドラ２の昇降位置（煙突１の軸方向と直交する方向（水平面内）における煙突１に対するゴンドラ２の位置）を所望の位置とすることができる。なお、昇降用原動機２３の駆動によってゴンドラ２が昇降されると、位置補正ローラ２４は、煙突１の内周面に沿って円滑に走行されるようになっている。

また、図２から図４に示すように、斫り作業を行うための装置には、作業者が扱う工具であって、ライニング１２に所定の切り欠き溝１０１を形成するためのライニングカッタ３と、ライニング１２に所定の穴溝１０２を形成するためのエアリシンダ付き削岩機４と、穴溝１０２を起点としてライニング１２を剥し落とすための油圧破砕機５とが設けられている。これらライニングカッタ３とエアシリンダ付き削岩機４と油圧破砕機５とは、それぞれゴンドラ２に搭載されている。

図２に示すように、ライニングカッタ３は、ライニング１２（鉄筋およびコンクリート）を切削可能な回転刃３１を有するものである。作業者は、ライニングカッタ３を保持し、当該ライニングカッタ３の回転刃３１をライニング１２に押し当てることによってライニング１２を切削し、当該ライニング１２に所定の切り欠き溝１０１を形成することができる。なお、切り欠き溝１０１を形成されたライニング１２には、自由辺（解放された面）１２ａが形成されることとなる。

図３に示すように、エアシリンダ付き削岩機４は、ライニング１２を削孔可能な削岩機４１と空気圧によって伸縮可能なエアシリンダ（伸縮部材）４２とを連結（接続）したものである。作業者は、エアシリンダ付き削岩機４の削岩機４１を保持し、当該削岩機４１の先端部４１ａをライニング１２に押し当てることによってライニング１２を削孔し、当該ライニング１２に所定の穴溝１０２を形成することができる。

ここで、エアシリンダ４２の一端は、削岩機４１と回転可能に連結され、エアシリンダ４２の他端は、床面２１に対して傾斜可能かつ周方向に回転可能に連結されている。よって、作業者は、床面２１に対してエアシリンダ４２を傾斜させると共に周方向に回転させ、更に当該エアシリンダ４２に対して削岩機４１を回転させることにより、ライニング１２に形成する穴溝１０２の位置（煙突１の軸方向および周方向における位置）を自由に設定し、ゴンドラ２を昇降することなくライニング１２の複数箇所に穴溝１０２を形成することができる。

また、エアシリンダ付き削岩機４によれば、エアシリンダ４２の伸長動作によって作用する力（伸長力）を利用して削岩機４１による削孔を行う（補助する）ことができる。つまり、エアシリンダ４２の伸長動作によって作業者が保持した削岩機４１に削孔方向の押圧力を作用させることにより、ライニング１２を削孔する際の反力をエアシリンダ４２によって受け、作業者に掛かる負担を軽減することができる。

例えば、削岩機４１によるライニング１２の削孔に必要な削孔方向の力（削孔力）Ｆ_Nを全てエアシリンダ４２によって受ける場合には、エアシリンダ４２の伸長力をＦ_S、削岩機４１とエアシリンダ４２との成す角度をθとすると、下式（１）となる。
Ｆ_N＝Ｆ_S×（−ｃｏｓθ）［ｋｇｆ］・・・（１）

このとき、作業者は、削岩機４１に対して削孔方向の力を作用させる必要がなく、エアシリンダ４２によって鉛直方向上側へ浮き上がる削岩機４１を鉛直方向下側へ抑え込むように力を作用させるだけで良い。つまり、作業者が鉛直方向下側に作用させる必要のある力Ｆ_Wは、削岩機４１の重量をＭとすると、下式（２）となる。
Ｆ_W＝Ｆ_S×ｓｉｎθ−Ｍ［ｋｇｆ］・・・（２）

このように、エアシリンダ４２の伸長力Ｆ_S（伸長動作）を削岩機４１によって削孔を行うために必要な削孔力Ｆ_N（削孔方向の押圧力）として利用することにより、作業者は容易に削岩機４１による削孔を行うことができる。もちろん、本発明は、本実施例のように削岩機４１を空気圧によって伸縮可能なエアリシンダ４２と接続したものに限定されない。例えば、削岩機を油圧またはモータ等の原動機によって伸縮可能な伸縮部材と接続するようにしても良い。

また、エアシリンダ４２は、その伸縮動作を削岩機４１によるライニング１２の削孔に利用するためのものであり、本実施例のように、床面２１に連結されたものに限定されない。例えば、一端を削岩機と接続された伸縮部材（例えば、エアシリンダ）の他端を床面等の凹部や凸部に引っ掛けることにより、当該伸縮部材の伸長力すなわち削孔力を受けるようにしても良い。

油圧破砕機５は、くさびの原理を利用してライニング１２を破砕するものであり、拡張方向（図４においては、上下方向）に分割された先端部５１と当該先端部５１の間に挿入される楔部５２とを有している。作業者は、油圧破砕機５を保持し、当該油圧破砕機５の先端部５１をエアシリンダ付き削岩機４によって形成した穴溝１０２に挿入することにより、当該穴溝１０２を起点としてライニング１２を破砕する（筒身１１から剥し落とす）ことができる。

なお、油圧破砕機５の先端部５１は、エアシリンダ付き削岩機４によって形成された穴溝１０２に挿入可能なものであり、当該先端部５１の径は、削岩機４１の先端部４１ａの径と同等または僅かに小さい。

本発明の実施例１に係るライニング斫り工法について、図１から図５Ｂを参照して説明する。

まず、第一の工程として、作業者は、ライニングカッタ３を用いてライニング１２を切削し、ライニング１２に切り欠き溝１０１を形成する（図２および図５Ａ参照）。

ここで、切り欠き溝１０１の方向は、作業者がゴンドラ２（床面２１）上において移動することなく作業（形成）可能な方向（略軸方向）とする。もちろん、本発明は、本実施例のように切り欠き溝１０１を略軸方向に延びるように形成するものに限定されず、例えば、切り欠き溝を略周方向に延びるように形成しても良く、また、切り欠き溝を軸方向および周方向と交差する方向（斜め）に延びるように形成しても良い。なお、切り欠き溝を略周方向に延びるように形成した場合には、ライニングの周方向に片寄りなく自由辺が形成されるので、当該ライニングを周方向に片寄りなく剥し落とすことができる。

また、略軸方向に延びる切り欠き溝１０１の数量は、煙突１の大きさに因るが、周方向に離間して一本から四本程度とする。もちろん、本発明は、本実施例のように切り欠き溝１０１を一本から四本程度形成するものに限定されず、例えば、略軸方向に延びる切り欠き溝１０１を周方向に離間して五本以上形成しても良く、また、方向を異にする複数の切り欠き溝を互いに離間して、あるいは交差して形成しても良い。

また、切り欠き溝１０１の軸方向長さは、ゴンドラ２を昇降することなく作業者が作業（形成）可能な長さとし、切り欠き溝１０１の深さは、ライニング１２の径方向における厚みと一致する程度（ライニング１２を貫通する程度）またはそれよりも僅かに浅いものとする。もちろん、本発明における切り欠き溝の長さおよび深さは、本実施例に限定されず、適宜設定（変更）することが可能である。

第一の工程において、切り欠き溝１０１を形成することにより、ライニング１２に自由辺（解放された面）１２ａが形成されるので、後述する第二の工程および第三の工程によってライニング１２の斫り作業を効率的に行うことができる。

次に、第二の工程として、作業者は、エアシリンダ付き削岩機４を用いてライニング１２を削孔し、ライニング１２に穴溝１０２を形成する（図３および図５Ａ参照）。つまり、削岩機４１をエアシリンダ４２と接続し、エアシリンダ４２の伸長動作を利用して削岩機４１による穴溝１０２の形成を行う。

ここで、穴溝１０２の大きさは、油圧破砕機５の先端部５１を挿入可能な程度とし、穴溝１０２の深さは、ライニング１２の径方向における厚みと一致する程度（ライニング１２を貫通する程度）またはそれよりも僅かに浅いものとする。

また、穴溝１０２は、ゴンドラ２を昇降することなく作業者が作業（形成）可能な範囲において複数形成する。複数の穴溝１０２を形成する位置は、切り欠き溝１０１または隣接する穴溝１０２と所定距離（例えば、ライニング１２の厚みの三倍から六倍程度の距離）離間する位置とし、例えば、周方向において所定距離毎（等ピッチ）かつ軸方向において所定距離の半分（半ピッチ）ずつずらして羅列されるように複数の穴溝１０２を形成する。

第二の工程において、作業者は、削岩機４１に対して削孔方向の力をほとんど作用させる必要がなく、エアシリンダ４２によって鉛直方向上側へ浮き上がる削岩機４１を鉛直方向下側へ抑え込むように力を作用させるだけで良い。よって、本実施例の第二の工程における作業者の負担は、削岩機のみで煙突のライニングを削孔する場合における作業者の負担と比較して、軽減される。

次に、第三の工程として、作業者は、油圧破砕機５を用いてライニング１２を破砕し、ライニング１２を筒身１１から剥し落とす（図４および図５Ｂ参照）。つまり、油圧破砕機５の先端部５１をエアシリンダ付き削岩機４によって形成した穴溝１０２に挿入し、油圧破砕機５を駆動して当該穴溝１０２を起点としてライニング１２を破砕する。

ここで、油圧破砕機５によるライニング１２の破砕は、複数の穴溝１０２のうち切り欠き溝１０１に近い穴溝１０２から順に行う。切り欠き溝１０１には、ライニング１２の自由辺１２ａが形成されており、当該切り欠き溝１０１に近い穴溝１０２を起点として油圧破砕機５によるライニング１２の破砕を行うことにより、自由辺１２ａを有するライニング１２の一部が筒身１１から剥がれ落ちる。続いて、ライニング１２の一部が筒身１１から剥がれ落ちた箇所には、新たな自由辺１２ａが形成されており、当該箇所に近い穴溝１０２を起点として油圧破砕機５によるライニング１２の破砕を行うことにより、当該新たな自由辺１２ａを有するライニング１２の一部が筒身１１から剥がれ落ちることとなる。

同様にして、油圧破砕機５によるライニング１２の破砕を行い、煙突１の周方向全周に亘ってライニング１２を筒身１１から剥し落とす。なお、油圧破砕機５を用いてライニング１２を破砕した際に、図示しない鉄筋によって当該ライニング１２を筒身１１から剥し落とすことができない場合には、図示しない電動チッパ等を用いて鉄筋を切断することにより、ライニング１２を筒身１１から剥し落とすことができる。

次に、昇降用原動機２３によってゴンドラ２を昇降させ、煙突１における斫り作業の高さ（軸方向すなわち鉛直方向位置）を変更し、前述の第一の工程、第二の工程および第三の工程を行う。

このとき、煙突１におけるライニング１２の一部が周方向全周に亘って筒身１１から剥し落とされた状態であり、周方向全周に亘ってライニング１２の自由辺１２ａが形成されているので、第一の工程を省略し、第二の工程および第三の工程のみを行うことによってもライニング１２を筒身１１から剥し落とすことができる。

同様にして、昇降用原動機２３によってゴンドラ２を昇降させつつ、前述の第一の工程、第二の工程および第三の工程（第一の工程は省略可能）を順次行うことにより、煙突１の軸方向全長に亘ってライニング１２を筒身１１から剥し落とすことができる。

以上により、煙突１に設けられたライニング１２を全て剥し落とし、ライニング１２の斫り作業が完了する。

１煙突
２ゴンドラ
３ライニングカッタ
４エアシリンダ付き削岩機
５油圧破砕機
１１筒身
１２ライニング
１２ａライニングの自由辺（解放された面）
２１床面
２２手摺り
２３昇降用原動機（ウィンチ）
２４位置補正ローラ
２５ガイドワイヤ
３１回転刃
４１削岩機
４１ａ削岩機の先端部
４２エアシリンダ（伸縮部材）
５１油圧破砕機の先端部
５２油圧破砕機の楔部
１０１切り欠き溝
１０２穴溝

Claims

煙突に設けられたライニングを剥し落とすライニング斫り工法であって、
ライニングカッタを用いて前記ライニングに切り欠き溝を形成する第一の工程と、
削岩機に接続された伸縮部材の伸長動作を利用して前記削岩機により前記ライニングに穴溝を形成する第二の工程と、
破砕機を用いて前記穴溝を起点として前記ライニングを剥し落とす第三の工程とを備え、
前記伸縮部材の一端は、前記削岩機と回転可能に連結されており、
前記伸縮部材の他端は、前記伸縮部材の伸長力を受けるように所定の基準に対して傾斜可能に連結されており、
前記第二の工程において、前記伸縮部材の伸長動作によって作業者が保持した前記削岩機に削孔方向の押圧力を作用させ、前記削岩機による前記穴溝の形成を行うことを特徴とするライニング斫り工法。
前記第一の工程において、前記切り欠き溝を前記煙突の軸方向に延びるように形成することを特徴とする請求項１に記載のライニング斫り工法。
前記第一の工程において、前記切り欠き溝を前記煙突の周方向に延びるように形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のライニング斫り工法。
前記煙突内を昇降可能なゴンドラを設け、
前記第一の工程と前記第二の工程と前記第三の工程とを行った後、前記ゴンドラを昇降させつつ、前記第二の工程および前記第三の工程を繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のライニング斫り工法。
前記削岩機と前記伸縮部材とは、回転可能に連結されるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のライニング斫り工法。