JPH083291B2 - 既設煙突の改造工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は既設煙突、特に鉄筋コンクリートあるいは鋼
板製の既設煙突の改造工法に関する。

［従来の技術］ 一般に、鉄筋コンクリート造（RC）あるいは鋼板製の
煙突では、筒体内壁にライニングを施しており、ライニ
ング形式としては耐火レンガ、耐酸レンガあるいは抗火
石を積み上げたブロック積み上げ構造とする場合と、吹
き付けによってガナイトやキャスタブルを付着させる場
合等がある。

ところで、煙突の稼動が長期に及ぶと、自然発生的な
経年劣化により煙突のライニング部分及び筒体部分に傷
みが生じる。すなわち、これらの傷みは地震、風、排ガ
ス、温度応力、塩害、アルカリ骨材反応、酸浸等の外的
要因に起因するものであり、煙突のライニング部分及び
筒体部分にその影響が見られ、また湿式排脱装置や燃料
転換に伴う煙突排ガス温度の低下や腐食性排ガスの通煙
等使用条件に起因するものであって、煙突のライニング
部分にその影響が見られる。

具体的に云えば、煙突のライニング部では、摩耗や欠
けによる所要ライニング厚の不足、ブロック積み上げ工
法における目地材の消失、地震や風によるライニング材
のわれ、欠け、剥落、温度応力によるライニング材のわ
れ、欠け、酸の浸透によるライニング押え鉄筋の発錆及
びライニング材の表面剥落、酸の浸透による目地材の劣
化、酸露点腐食によるライニング材の腐食、劣化、剥
落、腐食性排ガスによるライニング材の腐食、劣化、剥
落等である。また、煙突のコンクリート部では、コンク
リートの中性化、地震や風によるコンクリートの表面剥
落、折損、排ガスによるコンクリートの腐食、劣化、剥
落、温度応力によるコンクリートのひびわれ、塩分浸透
による鉄筋の発錆、コンクリートのひびわれ及び剥落、
アルカリ骨材反応によるコンクリートのひびわれ及び剥
落、酸の浸透による内面の腐食、劣化、剥落、等であ
る。

なお、煙突内上部ほど排ガスが冷却されて酸性ドレー
ンが生じ易く、したがって浸食による傷みが生じ易くな
り、特に、超高層煙突では排ガズの冷却期間が長いた
め、排ガズが過冷され易くなって煙突上部の傷みも激し
くなる傾向にある。

そして、RC煙突のライニング部分及びコンクリート部
分が傷むと、その補修が必要となるが、補修又は改修
（改造）方法としては、次のようなものがある。

まず、煙突のライニング部において、ブロック系ライ
ニング材の場合には、既設ブロックを撤去した後、新し
いブロックを積上げる。また吹き付け系ライニング材の
場合には、既設ライニングを半面又は全面撤去してから
吹き替える。

次に煙突のコンクリート部において、ひびわれ補修に
ついては、有機系材料を用いて補修する場合の工法に
は、注入工法（ひびわれ部にエポキシ樹脂注入）、充填
工法（ひびわれ部をＵカット又はＶカット後シーリング
材充填）、塗布工法（ひびわれ表面に弾性エポキシ樹脂
塗布）があり、無機系材料を用いて補修する場合にはこ
て塗り工法（ひびわれ部Ｕカットを又はＶカット後ポリ
マーセメントモルタルをこて塗り）がある。またコンク
リートのひびわれが鉄筋位置まで達している場合やコン
クリートが中性化（場合によっては酸性化）している場
合には、コンクリートを鉄筋位置まで斫り、ケレンを行
なった後、鉄筋に防錆材（一般錆止め塗料、有機塗料、
ポリマーセメントモルタル等）を塗布する。またコンク
リート表面に浸透性の高い材料を塗布して鉄筋のアルカ
リ性の回復を意図した工法もある。

なお、コンクリートの劣化及び損傷が広範囲に発生し
通常の補修のみでは構造耐力の回復に疑問がある場合、
また、コンクリートの部分剥落が著しい場合などには鉄
板や鋼製リングをコンクリートに巻き付けて補強する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の改造方法では、いずれもRC
煙突等の改修原因の要因に対する根本的な対策がなされ
るとは云い得ず、いずれ同様なさらに大規模な改修工事
を繰り返して行なわれなければならない。

また、上記各種の工法を試みてもコンクリートの剛性
を高めることができず、耐震強度が不足していて大きな
地震が起こると煙突の倒壊事故が発生する等の問題があ
る。

さらに、そもそも煙突設計強度上の問題もある。例え
ば、第６図に図示するように、煙突の高さと曲げモーメ
ントとの関係に関する建築基準法が改正されたという経
緯があり、旧設計基準（昭和23年施行）による基準は新
設計基準（昭和56年施行）に比べ、煙突の中・上部の設
計基準値が緩くなっており、逆に云えば新建築基準法の
ほうが煙突の中・上部で従前よりきつい基準値を採用し
ているものである。これは、近時、大地震の際に煙突が
上部、それも頂部から1/3位で折損する事故が相次いだ
ため、設計基準値の見直しがなされた結果である。した
がって、古い基準値で建築された煙突では、たとえその
補修を実施したとしても、耐震強度に問題を抱えている
という欠点がある。

本発明は上記従来技術の欠点を解決するものであり、
煙突の耐食、耐熱、耐震強度を増大せしめ、工費が安
く、保守管理も簡単な煙突に改造する工法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の既設煙突の改造工法は、鉄筋コンクリート又
は鋼板からなる既設煙突の上部部位を切除し、該既設煙
突の基部内側のベース上に耐食性金属材からなる筒体ブ
ロックを固設し、かつ既設煙突内に複数個の筒体ブロッ
クを連結しながら積み上げて既設煙突の頂部より突出さ
せることにより内筒を形成するとともに、内筒の外壁と
既設煙突の内壁との間に内筒を既設煙突に支持する支持
部材を配設し、かつ、内筒の基部に煙路口を接続するこ
とを特徴とする。なお、内筒の既設煙突の頂部よりの突
出長は少なくとも既設煙突の切除した長さにすることが
望ましく、さらに、切除した既設煙突の頂部に、既設煙
突の内壁と内壁の外壁との間に生じる隙間を覆うカバー
を配設する工程を加えることが好ましい。

［実施例］ 以下、本発明を図面に基づき実施例をもって説明す
る。

第１図は、本発明の工法により改造した煙突を示すも
のであり、図において、１は鉄筋コンクリート造の既設
煙突であり、２は耐食性金属材からなる内筒、３は煙路
口、４は支持材、５はカバーである。10は大地、11は基
礎（ベース）を示す。

本発明工法では概略、既設煙突１の上部を所定の寸法
だけ切除して煙突１の高さを低くする工程と、既設煙突
１内の内筒２を構築する工程、あるいはそれに付随する
工程、すなわち内筒２に煙路口３を接続したり、支持材
４やカバー５を取付ける工程等を含む。

以下、順に説明すると、改造の対象となる既設煙突１
はその躯体コンクリート1Aの内壁にライニング材1Bが施
されており、改造前にあっては、第１図の鎖線が示す高
さを有するものである。本発明工法では、まず既設煙突
１の上部を破壊し切除するものである。この場合、鎖線
で示す除去部分の寸法Ｌは、当初の高さの1/4ないし1/3
程度のものとするのがよい。すなわち、既設煙突の１は
内筒２を支持するために利用するので、寸法Ｌが長すぎ
残った部分の高さが低いと支持しにくくなり、また寸法
Ｌが短かすぎると、後述するような理由から耐震強度の
点であまり改善されない。

既設煙突１の上部部位を切除した後に、既設煙突１の
内側に垂直に立てて別個に煙道を構築する。これは第２
図に示すように、上部の除去工事を終えた既設煙突１の
頂部1aの内径より小さい外径で、一定の長さを有する耐
食性金属材からなる筒体ブロック６をクレーン12で吊り
上げ、既設煙突１の頂部1aの排煙口1bより煙突１内に入
れ、煙突１の基部1cから順に連結しながら積み上げ一本
の内筒２に形成するものである。

耐食性金属材としてはステンレス材が適当であり、ス
テンレス鋼板からなる筒体ブロック６の最下部のものに
は、第３図のように底板７を設け、これをベース11上に
アンカーボルト８にて固定する。そして、筒体ブロック
６は複数個を端面を突き当て、円周溶接して継ぎ足して
少なくとも既設煙突１の当初の高さに相当する高さまで
積み上げる。すなわち、既設煙突１の上部切除寸法Ｌだ
け内筒２を既設煙突１の頂部1aの上方へ突出させるもの
である。第１図の場合は改造前後で煙突の高さは変わら
ないが、適宜内筒２の高さを変えて煙突高さを調整する
こととしてもよい。

なお、内筒２を構成する複数個の筒体ブロック６はそ
れらが全部同一長さである必要はなく、長さの異なるも
のを組み合わせてもよい。

また、内筒２の下部には煙路口３を接続する。４は内
筒２を煙突１で支持するための支持部材であって、内筒
２の円周方向に等間隔で複数個設け、かつ、これを高さ
方向の複数箇所に設ける。支持材部４は内筒２と同様に
耐食性金属材からなり、内筒２の外周に溶接により配設
する。支持部材４の先端は煙突１の内壁に摺動可能に突
き当てたり、若干の隙間９をあけておき（第４図）、内
筒２の熱伸縮に対応できるようにしてある。なお、支持
部材４は内筒２を構築する過程で適所に設けていく。

５はカバーであって、煙突１の頂部1aで煙突１の内壁
と内筒２の外壁との間に生じる隙間13を上方から多い煙
突１内に雨水等の侵入を防止するものである。カバー５
も耐食性金属材等とすることが好ましく、内筒２側に溶
接で取付ける（第５図）。

ここで、本発明工法で改造した既設煙突と改造前のも
のとの地震時応力について述べると、第６図において、
煙突高さと曲げモーメントとの関係に関し、Ａは新基準
に従って算定された改造前の煙突の地震時応力、Ｂは旧
基準に従って算定された改造前の煙突の地震時応力、Ｃ
は新基準に従って算定された改造後の煙突の地震時応力
を示すものである。これからも明らかなように、本発明
工法のように煙突１の上部を除去することで、改造前に
比べて煙突１の地震時応力が小さくなり、耐震強度が増
大することがわかる。したがって、地震に対して安全性
を向上させることができる。

なお、煙突頂部の排煙口の径が大きいほど、圧損が少
なくなって排煙能力がアップする。一方でRC煙突では構
造上高さ方向に先細り形状を呈している。したがって適
当な長さだけ煙突の上部を除去すれば、煙突頂部の排煙
口の内径は以前より大きくなる。このため、その内側に
内筒２を通しても従来より大きな口径の煙突に仕上げる
ことができ、この点で排煙能力増大になる。

前述の実施例では鉄筋コンクリート造の既設煙突につ
いて説明したが、本発明工法は鋼板製の既設煙突につい
ても同様に実施することもできる。

［作用］ 本発明の工法では、既設煙突の上部部位を切除するこ
とにより、該既設煙突は、その地震応力が少なくなるよ
う改善される。この上部部位を切除した既設煙突は内筒
を支持するために利用できる。また、既設煙突の上部部
位は切除されるが、内筒がその既設煙突の頂部より上方
へ突出するので、煙突の高さについては切除した分を補
うことができる。さらに、内筒は耐食性金属材からな
り、酸性ドレーンによって浸食されず、耐熱性もよい。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明工法によれば、従来工法に
見られるような間に合わせの改修と異なり、既設煙突を
耐震性や耐食性あるいは耐熱性に優れた構造に根本から
生まれ変らせることができ、点検、管理も容易である。

また、従来工法に見られるような、煙突のコンクリー
ト部分及びライニング材部分にそれぞれ面倒な改修工事
を行なうものと異なり、既設煙突の上部部位を切除し、
既設煙突内に内筒を配設すればよいから工事が比較的簡
単で短期間ででき工費も安くなる等の効果も奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明工法で施行した煙突の正面断面図、第２
図は本発明工法の説明図、第３図ないし第５図は部分説
明図、第６図は煙突の地震時応力に関するグラフであ
る。 １〜既設煙突 ２〜内筒 ３〜煙路口 ４〜支持材 ５〜カバー ６〜筒体ブロック 11〜ベース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄筋コンクリート又は鋼板からなる既設煙
   突の上部部位を切除し、該既設煙突の基部内側のベース
   上に耐食性金属材からなる筒体ブロックを固設し、かつ
   既設煙突内に複数個の筒体ブロックを連結しながら積み
   上げて既設煙突の頂部より突出させることにより内筒を
   形成するとともに、内筒の外壁と既設煙突の内壁との間
   に内筒を既設煙突に支持する支持部材を配設し、かつ、
   内筒の基部に煙路口を接続することを特徴とする既設煙
   突の改造工法。
2. 【請求項２】内筒の既設煙突の頂部より突出する長さを
   少なくとも既設煙突の切除した長さにする請求項１に記
   載の既設煙突の改造工法。
3. 【請求項３】さらに、切除した既設煙突の頂部に、既設
   煙突の内壁と内筒の外壁との間に生じる隙間を覆うカバ
   ーを配設する請求項１又は２のいずれかに記載の既設煙
   突の改造工法。