JPH11166397A - 耐食性に優れた暗渠 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流通する流体が腐食性を有する場合や周辺が
腐食を誘引する土壌の場合でも、構造体が長期間にわた
って腐食せず、かつ製造費用が安価な耐食性に優れた暗
渠を提供する。 【解決手段】 暗渠の流体通路を包囲するチタン薄板
と、チタン薄板の背面に充填したコンクリートとを有す
ることを特徴とする耐食性に優れた暗渠である。好まし
くは、前記チタン薄板は、少なくとも暗渠の天井部分は
断面形状が弧状をなす。前記チタン薄板の表面はより好
ましくは波形の形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腐食性の環境下に
おける耐食性に優れた暗渠に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高温加熱炉の排気ガスを加熱炉から煙突
まで導くための煙道や海水や酸性水溶液の配管あるいは
電気配線敷設のための共同溝等においては、それら流路
あるいは設置場所を、構造物の内部又は地下に設置され
たトンネル状の暗渠とする場合がある。これら暗渠は、
長期間の使用に耐える必要があり、また構成材料が劣化
した場合、建造物の外部に露出しているパイプに比較し
て改修が困難であったり改修費用がかかるため、その中
を流れる流体や周辺の環境がわずかでも腐食性を有する
場合は、暗渠を構成する材料の耐食性を考慮する必要が
ある。

【０００３】高温加熱炉例えば鋼の連続熱間圧延装置の
加熱炉の排気ガスの煙道を地下に設置する場合、従来は
煙道を箱型あるいは矩形の鉄筋コンクリート構造とし、
その内面に耐火煉瓦を配設する構造が採用されていた。
しかし、排気ガスは高温であり、かつ若干のＳＯ_x 、Ｎ
Ｏ_x 系ガス等の腐食性成分を含有しており、また煙道の
内面の耐火煉瓦の目地は気密性を有していないので、長
期間を経過すると煙道を構成する鉄筋コンクリートが劣
化して鉄筋コンクリート部にひび割れが生じ、剥がれ落
ちるという問題を有する。また、鉄筋コンクリートに生
じる曲げひび割れ等は不可避であるため、地下に設置さ
れた煙道の場合、ひび割れ部に地下水が浸入し、特に臨
海部の埋め立て地等、地下水の塩素濃度が１００ｐｐｍ
以上ある地域では、排気ガスの作用との相乗作用によ
り、鉄筋の腐食が激しく進行する。鉄筋の腐食は暗渠の
天井部の引張強度を低下させて天井部が落下する可能性
を有し、暗渠の内空部分に接するコンクリートの表面に
ひび割れが激しく進行すれば表面部が剥がれ落ちる。暗
渠ではこのような劣化の進行を確認することが困難であ
り、また補修を行うにしても、レンガの取り壊しを必要
とするため、工期が長く、補修に要するコストも高くな
る。

【０００４】また、かかる暗渠を通過する流体が高温で
ある場合、暗渠を冷却するための手段であって、かつ環
境に腐食されない冷却手段が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、暗渠を流通
する流体が腐食性を有する場合や周辺が腐食を誘引する
土壌の場合でも、構造体が長期間にわたって腐食せず、
かつ製造費用が安価な耐食性に優れた暗渠を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】本発明は更に、前記暗渠を冷却するための
手段であって、かつ環境に腐食されない冷却手段を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、その要旨とするとこ
ろは以下の通りである。

【０００８】本発明の第１は、暗渠の内空部分を包囲す
るチタン薄板と、チタン薄板の背面に充填したコンクリ
ートとを有することを特徴とする耐食性に優れた暗渠で
ある。より好ましくは、前記チタン薄板は、少なくとも
暗渠の天井部分は断面形状が弧状をなす。チタンは極め
て良好な耐食性を有するため、暗渠の内空部分を包囲す
るようにチタン薄板を配置することにより、暗渠の腐食
環境の影響がチタン薄板の背面のコンクリート部に到達
することはなく、チタン薄板も長期間にわたって腐食せ
ずに健全性を保持できるので、コンクリート部が腐食環
境によって劣化したりひび割れが進行したりすることが
なくなる。また、暗渠の天井部分の断面形状を弧状とす
ることにより、暗渠の形状保持はコンクリートの耐圧縮
力のみで対応できるため、コンクリート部は無筋コンク
リートとすることができ、鉄筋の腐食による問題から開
放される。弧状とは、円弧形状及び楕円の一部を含む形
状であり、アーチを形成して圧縮力のみで形状を保持す
ることを可能とする形状である。チタン薄板の背面にコ
ンクリートを充填するので、チタン薄板が薄いにもかか
わらず異物の衝突などの衝撃よっても破損・変形するこ
とがない。

【０００９】本発明の第２は、前記チタン薄板は波形の
形状を有することを特徴とする第１の発明の耐食性に優
れた暗渠である。チタン板を平板ではなく波形の形状と
することにより、薄板の剛性を高めることができ、チタ
ン薄板を配設した後にチタン薄板の背面にコンクリート
を充填する際、コンクリートが未硬化の間も型枠を用い
ることなくチタン薄板の形状を保持することができる。
また、波形とすることにより更に薄い板厚のチタン板の
使用が可能になる。

【００１０】本発明の第３は、前記チタン薄板は、チタ
ン薄板帯材をスパイラル状に巻き回し、隣り合う帯材の
接合部はハゼ折りにより接合されてなることを特徴とす
る本発明第１又は第２の耐食性に優れた暗渠である。こ
れにより、チタン薄板は予めパイプ状に形成されるので
現場での施工が簡易であり、帯材同士の接合部は溶接構
造ではないので加工費が安価に抑えられる。

【００１１】本発明の第４は、前記チタン板の背面又は
内面に冷却用の配管を配してなることを特徴とする本発
明第１乃至３の耐食性に優れた暗渠である。前記冷却用
の配管の材質としてはチタンが好適である。また、前記
冷却用の配管は、チタン薄板帯材をスパイラル状に巻き
回し、隣り合う帯材の接合部はハゼ折りにより接合され
てなることがより好適である。これにより、暗渠を流れ
る流体が高温である場合でも、暗渠を構成するチタン板
及びその背面のコンクリートを冷却することが可能とな
る。冷却用配管の材質にチタンを用いることにより、冷
却用の配管の耐食性を向上させることができる。

【００１２】本発明の第５は、チタン薄板の内面に、耐
火・断熱材料を配してなることを特徴とする本発明第１
乃至４の耐食性に優れた暗渠である。これにより、暗渠
を流れる流体が高温である場合でも、暗渠を構成するチ
タン板及びその背面のコンクリートが直接高温にさらさ
れることを防止できる。

【００１３】なお、本発明においては、「暗渠」とは構
造物の内部又は地下に設置されたトンネル状の通路であ
って、その通路は気体又は液体等の流体が流通するも
の、及び電気配線敷設等のための溝をも含む概念であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】暗渠の断面形状としては、図３に
示すような円形、アーチ型、天井部台形型等を選択する
ことができる。暗渠内空部分を包囲するチタン薄板は、
この暗渠内空部分の断面形状に従って配置され、その背
面にコンクリートを充填する。暗渠を通過する流体が高
温である場合、チタン薄板の内面側に耐火・断熱材料を
配置する。

【００１５】天井部台形型のように平面の組合わせで断
面形状が構成される場合は、使用するチタン薄板も平面
板である。背面の鉄筋コンクリート部を構築した後にコ
ンクリート表面にチタン薄板を張り付ける方法、あるい
はコンクリートを流し込む前にコンクリート型枠にチタ
ン薄板を配置しておき、コンクリート流し込みとチタン
薄板貼り付けを同時に行う方法を採用することができ
る。コンクリートが固化した以降は、コンクリートはチ
タン薄板を打撃等の破損から保護する機能を有し、チタ
ン薄板はコンクリートを腐食から保護する機能を有す
る。

【００１６】断面形状が円形あるいは天井部がアーチ型
のように弧状の場合、暗渠の耐久性を更に向上すること
ができる。コンクリート部については、アーチによる形
状保持能力に基づいて強固な構造を保つことが可能にな
る。コンクリートの耐圧縮力のみで暗渠の形状が保持で
きるため、無筋コンクリートとすることができ、鉄筋の
腐食による問題から開放される。また、天井部の表面が
平面を有する場合、チタン板がコンクリート部から剥が
れ落ちないようにコンクリート部に貼り付ける必要があ
るが、断面が円形あるいは天井部がアーチ型であれば、
アーチによる形状保持能力に基づき、チタン薄板はそれ
自身が落下することがない。

【００１７】天井部をアーチ型とする場合、暗渠の断面
形状が半円であると断面積が小さくなり、側面に平面部
を有すると天井部の平面部分ほどではないにしてもやは
りチタン薄板の剥がれ、コンクリートの剥がれの可能性
が存在する。それに対し、断面が円形であれば、断面積
も大きく、かつ断面のどの部位もチタン薄板やコンクリ
ートの剥がれ落ちの可能性がないという有利な点を有す
る。

【００１８】暗渠の内空部分を包囲するチタン薄板は、
内空部分の全体を包囲することが好ましい。しかし、流
体通路の底面については、コンクリートが劣化しても暗
渠全体の剛性に対する影響が少ないような場合には、こ
の部位のみはチタン薄板の配置を行わないとすることも
できる。

【００１９】チタン薄板として図２に示すような断面が
弧状の波板を採用し、この波板を相互に接続してチタン
薄板の円筒を構成すれば、チタン薄板で形成した円筒形
の構造物がそれ自身形状保持能力を有するので、形状保
持のための型枠を構築せずにその外側にコンクリートを
流し込む工法を採用することによって工事費を安価にす
ることも可能である。また、波板とすることにより、最
低限の形状保持のために必要なチタン薄板の板厚を更に
薄くすることが可能になる。チタンは普通鋼やステンレ
ス鋼に比較して素材費が高いので、板厚を薄くすること
は製作費低減に極めて有効である。波形の形状は、図２
に示す三角波形のほか、サイン形状、丸サイン形状など
から選択することができる。

【００２０】本発明で使用するチタン薄板のチタンの材
質としては、純チタン，チタン合金のいずれをも用いる
ことができる。チタン薄板は、通常多数の切り板をつな
ぎ合わせて暗渠に設置する。チタンの接合に溶接を用い
ようとすると、ＴＩＧ溶接が必要となり高価なので、ボ
ルトナット、リベット等の接合方法を採用する。断面が
弧状でかつ波板を採用した場合のチタン薄板同士の接合
の一例を図２に示す。チタン切り板５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄの間の接合にはボルトナット６を採用している。

【００２１】ボルトナットやリベットを採用してチタン
薄板同士を接合するため、チタン薄板構造物はそれ自体
として気密性を有する構造ではない。しかし、通常の暗
渠であれば、接合部の気密性は完全には保たれなくて
も、全体をチタン薄板で覆い、背面をコンクリートで充
填することで、コンクリートの劣化防止の観点からは十
分な保護機能を持たせることが可能である。

【００２２】暗渠の直径が小さい場合、図４に示すよう
に、チタン薄板帯材を事前にスパイラル状に巻き回して
接合したスパイラル管を用いることが可能である。隣り
合う帯材の接合に溶接法を用いるとコストアップを招く
ので、接合には図４（ｃ）に示すようなハゼ折り法を採
用する。図４（ｂ）に示すように、チタン薄板の帯材を
波板とし、波の背の方向と帯材の長手方向とを一致させ
ると、スパイラル管の剛性を向上することができ、チタ
ン薄板の板厚をより薄くすることが可能になる。

【００２３】暗渠を流れる流体が高温である場合、図１
に示すようにチタン薄板１の外側に冷却配管３を設置し
て暗渠を冷却することにより、チタン薄板１及びその背
後のコンクリート２を冷却することが可能になり、暗渠
の耐久性を向上させる上で有効である。冷却配管はチタ
ン薄板１の内側に設置してもよい。冷却配管３を暗渠を
包囲するチタン薄板１の外側に配置する場合、必ずしも
最高の耐食性材料を用いる必要はない。しかし、通常、
暗渠は改修が困難な場所に設置されるので、この冷却配
管の材料にもチタンを採用すれば、極めて長期間にわた
って改修不要の暗渠とすることができる。更に、この冷
却配管は小径のパイプとすることができるので、前述し
たチタン薄板帯材を事前にスパイラル状に巻き回して接
合したスパイラル管を用いることが可能である。隣り合
う帯材の接合には同じくハゼ折り法を採用することが好
ましい。

【００２４】暗渠を流れる流体が高温である場合、チタ
ン薄板の内側に更に耐火・断熱材料を配置することによ
り、暗渠を構成するコンクリート及びチタン薄板の温度
上昇を防止することができる。上記の冷却配管を併設す
れば冷却効果は更に増大する。断熱材料としてはブロッ
ク状の煉瓦、ロックウール、セラミックファイバー等を
用いることができる。ブロック状の煉瓦を採用する場
合、暗渠の煉瓦積み天井部はアーチ型として煉瓦を築造
する必要がある。チタン薄板部の形状が図５のように円
形あるいはアーチ型の形状となっていれば、煉瓦１０は
そのチタン薄板の表面形状に沿って築造すればいいの
で、煉瓦築造が極めて容易になるという利点を有する。

【００２５】

【実施例】鋼の連続熱間圧延装置の加熱炉の排ガスを加
熱炉から煙突まで誘導する地下煙道を構築する場合にお
いて本発明を実施した。断面形状を図１に示す。即ち、
円形断面でチタン薄板１を配置し、チタン薄板１の背面
に無筋コンクリート２を充填する方法を採用した。

【００２６】煙道のチタン薄板部の直径は３ｍ、使用し
たチタン薄板の板厚は２．７ｍｍであり、ピッチ１５０
ｍｍ、高さ５０ｍｍの波形を有する。１．２ｍ×２．５
ｍの大きさの該チタン薄板を煙道の直径の円弧状に加工
し、この板同士を図２に示すように、現地でボルトナッ
トで接合することによってパイプ状とした。

【００２７】このチタン薄板１の外側には、冷却のため
の冷却水を流すチタンパイプ３を配設した。パイプの直
径は２００ｍｍ、板厚０．４ｍｍのチタン帯材のスパイ
ラル管を用いた。帯材の接合部はハゼ折り加工を行って
いる。

【００２８】煙道のチタン薄板の内面には、まずチタン
スタッドを設置し、さらにその内側に図５に示すように
耐火・断熱材料１０を１列配置した。チタン薄板部の断
面が円形の形状を有しているため、その形状を利用する
ことにより耐火断熱材は極めて容易に築造することがで
きた。

【００２９】上記構造を採用して煙道の築造を行った結
果、築造に要する費用を安価にすることが可能になり、
更にチタン薄板で煙道の内空部分を包囲したので腐食雰
囲気からコンクリートを遮断してコンクリートの劣化と
剥がれ落ちがなくなり、チタン薄板自身も腐食すること
なく健全性が保たれ、無筋コンクリートの使用によって
鉄筋の腐食問題が無くなったこともあり、築造後の煙道
の寿命を半永久的に保つことが可能になった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の採用により、腐食性を有する環
境においても暗渠の耐久性が極めて高く、かつ製造費用
が安価な耐食性に優れた暗渠を得ることが可能になっ
た。また、該暗渠を有効に冷却して耐久性を更に向上す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暗渠の断面図である。

【図２】本発明の波形を有するチタン薄板をボルトナッ
トで接合する状況を示す斜視図である。

【図３】本発明の暗渠の内空部分の形状を示す断面図で
あり、（ａ）は断面が円形の場合、（ｂ）は断面がアー
チ型の場合、（ｃ）は断面の天井部が台形型の場合を示
す。

【図４】本発明のチタン薄板帯材をスパイラル状に巻き
回したパイプを示す平面図（一部断面）であり、（ａ）
は波形を有しないチタン薄板を使用した場合の平面図、
（ｂ）は波形を有するチタン薄板を使用した場合の平面
図、（ｃ）はハゼ折り部を示す拡大断面図である。

【図５】本発明の耐火煉瓦を設置した暗渠の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ チタン薄板 ２ コンクリート ３ 冷却配管 ４ 内空部分 ５ 波形を有するチタン薄板 ６ 締結ボルトナット ７ スパイラルパイプ ８ スパイラルパイプ ９ ハゼ折り接合部 １０ 耐火・断熱材料

フロントページの続き (72)発明者 竹村 速人 堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵株式会 社堺製鐵所内 (72)発明者 高橋 康雄 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗渠の内空部分を包囲するチタン薄板
   と、チタン薄板の背面に充填したコンクリートとを有す
   ることを特徴とする耐食性に優れた暗渠。
2. 【請求項２】 前記チタン薄板は、少なくとも暗渠の天
   井部分は断面形状が弧状をなすことを特徴とする請求項
   １に記載の耐食性に優れた暗渠。
3. 【請求項３】 前記チタン薄板は波形の形状を有するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性に優れた
   暗渠。
4. 【請求項４】 前記チタン薄板は、チタン薄板帯材をス
   パイラル状に巻き回し、隣り合う帯材の接合部はハゼ折
   りにより接合されてなることを特徴とする請求項１乃至
   ３に記載の耐食性に優れた暗渠。
5. 【請求項５】 前記チタン薄板の背面又は内面に冷却用
   の配管を配してなることを特徴とする請求項１乃至４に
   記載の耐食性に優れた暗渠。
6. 【請求項６】 前記冷却用の配管の材質がチタンである
   ことを特徴とする請求項５に記載の耐食性に優れた暗
   渠。
7. 【請求項７】 前記冷却用の配管は、チタン薄板帯材を
   スパイラル状に巻き回し、隣り合う帯材の接合部はハゼ
   折りにより接合されてなることを特徴とする請求項６に
   記載の耐食性に優れた暗渠。
8. 【請求項８】 チタン薄板の内面に、耐火・断熱材料を
   配してなることを特徴とする請求項１乃至７に記載の耐
   食性に優れた暗渠。