JP7348114B2

JP7348114B2 - 鞘管測定用治具

Info

Publication number: JP7348114B2
Application number: JP2020047842A
Authority: JP
Inventors: 圭祐本田; 珠樹佐藤; 尉之薬眞寺; 竜介上村; 裕二杉村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-09-20
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: JP2021148564A

Description

本発明は、コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するために使用する鞘管測定用の治具に関する。

コークス炉の蓄熱室は、燃焼室からの燃焼排ガスを導入して熱を奪い、その熱で上部にある燃焼室に供給する燃料又は空気の温度を高める。蓄熱室には、燃料や空気を供給する多数の配管が列設され、これらの配管が燃焼室の炉床盤において埋込管として所定のピッチ間隔で配設される。

既設の炉床盤の構造変更等のために、炉床盤のコンクリートスラブを嵩上げし、更にこれに伴い埋込管（鋼管）を新設する必要が生じる。その場合、先ずスラブ面から露出する既設の埋込管の根元を切断し、その後、コンクリートスラブの嵩上げ分に対応する長さの埋込管（新設埋込管）にすべく、鞘管等と称する埋込管を既設の埋込管に取付設置する。

コークス炉改修工事にあたり、旧煉瓦を除去した後の既設炉床盤の上に新設埋込管を接続設置し、コンクリートを打設することで嵩上げが行なわれる。その際、特許文献１に開示されるように既設炉床盤に当初から埋め込んであった鞘管をフラットに切断し、その上に新規鞘管を接続しコンクリート打設を行っている。即ち既設炉床盤に埋め込まれた既設鞘管はそのまま継続使用される。

特開平１７－２２７０３３号公報

しかしながら、既設埋込管の中には施工精度が悪く、新規埋込管との接続具合に支障をきたす場合がある。その場合は既設埋込管を交換する必要があり、既設コンクリートから掘り出し設置し直すことになる。
また、既設埋込管の位置・傾き等が基準値以内に収まっているかどうかは測定して判断することとなるが、鞘管の本数は数が非常に多く、コークス炉改修工事の工期短縮のためには素早い測定が要求されている。

本発明はかかる実情に鑑み、既設鞘管の位置及び傾きを効率的且つ正確に測定可能にすることを目的とする。

本発明の鞘管測定用治具は、嵩上げされるべき炉床盤のスラブ上に露出する既設鞘管の位置及び姿勢を測定するために使用する鞘管測定用治具であって、前記既設鞘管の内径に嵌装されると共に、該既設鞘管と実質的に同軸に上方へ延びるように立設されるポールと、前記既設鞘管から上方へ延出する前記ポールの上下２ヶ所に設定され、鞘管測定装置のリフレクタが載置されるリフレクタ支持部と、を備え、前記鞘管測定装置からの照射光が前記リフレクタで反射するように該リフレクタを支持することを特徴とする。

本発明によれば、多数の既設鞘管の位置及び垂直等を正確にしかも短時間で効率的に測定することができる。

本発明の実施形態に係る嵩上げを行うコークス炉の例を示す図である。本発明の実施形態に係る炉床盤の既設スラブ上における既設埋込管の配設例を示す平面図である。嵩上げが完成した炉床盤の例を示す図である。本発明の実施形態に係る鞘管測定用治具の構成例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る鞘管測定装置による測定時の様子を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明における好適な実施の形態を説明する。
本発明の実施形態において、例えば図１のように老朽化したコークス炉１００を解体して、既存の同じ基礎部（炉床盤１）の上に同規模で新しい炉体を建設するものとし、既存の炉床盤１にコンクリートを打設してその嵩上げを行う。この場合、当該コークス炉１００において、図２のように炉床盤１の既設スラブ２上には多数の既設埋込管３が所定の間隔ピッチで列設されている。なお、既設スラブ２はＰＳ（Pusher Side）及びＣＳ（Coke Side）間の炉長方向（本例では図２のＸ方向）で、炉団長方向（図２のＹ方向）に沿った極めて広い領域に亘っている。
コークス炉１００は基本的に煉瓦製であり、炉床盤の上に多数の煉瓦を積み重ねて構成される。

煉瓦が解体され既設スラブ２が露出したコークス炉１００において、既設スラブ２に埋め込まれている既設埋込管３（鞘管）はその埋込面から所定高さ位置で、その垂直方向に対してフラットに切断される。既設埋込管３を切断するために、例えば前述した従来例に係る埋込管切断装置等を使用する。図２は、既設スラブ２上の既設埋込管３がそれぞれ、埋込管切断装置等により所定長さに切断された状態を示している。各既設埋込管３に対して新設埋込管が嵌装される。

図３において嵩上げを行うべき炉床盤１全体に、全ての既設埋込管３に対して鞘管４が嵌装・接続される。既設スラブ２上には更に、図３のようにコンクリート５が打設され、コンクリート５の打設により既設埋込管３及び鞘管４はコンクリート５内に埋設され、炉床盤１の嵩上げが完成する。

図４は、本発明による鞘管測定用治具１０の構成例を示す断面図である。この鞘管測定用治具１０は、既設鞘管（具体的には上述のように切断された既設埋込管３）の位置及び姿勢を測定するために使用され、既設鞘管の内径に嵌装されると共に、該既設鞘管と実質的に同軸に上方へ延びるように立設されるポール１１と、前記既設鞘管から上方へ延出するポール１１の上下２ヶ所に設定され、鞘管測定装置のリフレクタが載置される鍔状のリフレクタ支持部１２と、を備える。

ポール１１は既設埋込管３よりも小径の長尺の円筒体であり、既設埋込管３に嵌装される嵌装部１１ａの上端付近にストッパ１３を有し、ストッパ１３が既設埋込管３の上端に当接するようになっている。
また、ポール１１の嵌装部１１ａには、既設埋込管３の内周面に弾接する位置決め機構１４を有する。この例では嵌装部１１ａの上端部付近と下端部付近に２つの位置決め機構１４が配設される。

位置決め機構１４は、ポール１１の円周４分割位置にそれぞれ配置された４つのプランジャ１５を有し、各プランジャ１５は嵌装部１１ａの外周面から突出し、その先端が既設埋込管３の内周面に弾接する。嵌装部１１ａの内周面にはプランジャ１５を支持するための内環１６が付設され、内環１６に螺合して取り付けられたプランジャ１５はロックナット１７によって固定される。

ここで、図５に示されるように鞘管測定装置１００はリフレクタ１０３に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部１０１とリフレクタ１０３からの反射光を受光するレーザ受光部１０２を有する。リフレクタ１０３は精密な真球からなるもので、照射されたレーザ光を測定装置へ反射することで、測定装置はリフレクタ１０３の中心位置を精密に捉える。ここで、測定者がリフレクタ１０３をポール外壁に当接させると、リフレクタ１０３の中心はポール１１の半径とリフレクタの半径の合計値分だけポール１１の中心から離れて位置することとなるので、リフレクタ支持部１２に載置しその上３か所についてリフレクタ１０３の中心位置を測定することで、リフレクタ支持部１２におけるポール１１の中心位置が測定できる。

鞘管測定装置１００による測定に際して、鞘管測定用治具１０のポール１１は図４のように嵌装部１１ａが既設埋込管３の内径に嵌装される。このとき上下の位置決め機構１４の４つのプランジャ１５が既設埋込管３の内周面に均等に弾接することで、ポール１１はガタつくことなく、既設埋込管３と同軸に上方へ延びるように立設される。このような状態のポール１１に対して、鞘管測定装置１００はリフレクタ支持部１２上のリフレクタ１０３（３か所）にレーザ光を照射することで、ポール１１のリフレクタ支持部１２における中心座標を精密に捉えることができる。リフレクタ支持部１２は上下２か所にあるので、夫々の位置におけるポール１１の中心座標を測定することで、ポール１１の位置及び軸線の鉛直方向に対する傾斜角度を得ることができる。

測定されたポール１１の位置及び姿勢は、既設埋込管３自体の位置及び姿勢を反映しており、図４のようにポール１１の測定で得られた傾斜角度θがそのまま既設埋込管３の傾斜角度となり、既設埋込管３の傾斜等を知ることができる。既設埋込管３の傾斜角度θが許容値範囲ない場合、その既設埋込管３を取外し、あるいはその傾斜角度を修正し、許容値範囲内の傾斜角度にすることができる。炉床盤１の嵩上げの際、予め既設埋込管３の傾斜角度を修正しておくことができるため、その後嵌装・接続される鞘管４の適正な位置及び姿勢を確保維持することができる。

本発明によれば、鞘管測定用治具１０のポール１１を既設埋込管３に差し込むだけの簡単な作業で済むため、多数の既設埋込管３、即ち鞘管の位置及び垂直等を正確にしかも短時間で効率的に測定することができ、改修工事全体の工期を大幅に短縮することが可能となる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
本実施形態における位置決め機構１４のプランジャ１５の個数等は必要に応じて適宜増減可能である。

１炉床盤、２既設スラブ、３既設埋込管、１０鞘管測定用治具、１１ポール、１２リフレクタ支持部、１３ストッパ、１４位置決め機構、１５プランジャ、１６内環、１００鞘管測定装置、１０１レーザ照射部、１０２レーザ受光部、１０３リフレクタ。

Claims

嵩上げされるべき炉床盤のスラブ上に露出する既設鞘管の位置及び姿勢を測定するために使用する鞘管測定用治具であって、
前記既設鞘管の内径に嵌装されると共に、該既設鞘管と実質的に同軸に上方へ延びるように立設されるポールと、
前記既設鞘管から上方へ延出する前記ポールの上下２ヶ所に設定され、鞘管測定装置のリフレクタが載置されるリフレクタ支持部と、を備え、
前記鞘管測定装置からの照射光が前記リフレクタで反射するように該リフレクタを支持することを特徴とする鞘管測定用治具。
前記ポールは前記既設鞘管に嵌装された際、前記既設鞘管の内周面に弾接する位置決め機構を有し、前記ポールが前記位置決め機構を介して前記既設鞘管と同軸に支持されることを特徴とする請求項１に記載の鞘管測定用治具。
前記ポールの嵌装部の上端付近にストッパを有し、前記ストッパが前記既設鞘管の上端に当接するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鞘管測定用治具。