JP2014111252A - ジャケット内付着物除去方法およびジャケット内付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シェル本体の外周部にジャケットを溶接した構造のリアクターにおいて、ジャケットを溶断することなく、ジャケット内の付着物を効果的に除去することができる技術を提供すること。
【解決手段】圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケットの上部ノズル３、４から挿入した水平ワイヤ７と、該水平ワイヤと連結され、ジャケットの下部ノズル５、６から引き出される垂直ワイヤ８を操作してジャケット内の付着物を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力容器（リアクター）を構成するシェル本体の外周部に設けられたジャケット内に付着する付着物を除去する方法およびジャケット内付着物除去装置に関するものである。

リアクターを薬液反応槽等として使用する場合、リアクター内を所定の薬液反応に最適な温度に調整する手段として、リアクターを構成するシェル本体の外周部にジャケットを設けた構造が従来から採用されている。

当該構造では、ジャケット内に熱媒または冷媒を流してリアクター内の温度調節が行われる。熱媒・冷媒としては、ブライン(プロピレンゴリコール、エチレンゴリコール、エタノール等と水との混合物を代表例とする不凍液)或いはスチーム或いは工業用水が使用される。これらの熱媒・冷媒は適宜用途に応じて様々なものが使用されるため、例えば、ブライン中に含有されジャケット内に付着していた塩化カルシウムと、後に熱媒として使用されたスチームとの相乗作用により鉄製のシェル外周面やジャケット内周面が腐食して付着物が形成されたり、ブライン中に含有されジャケット内に付着していたエチレングリコールが、後に冷媒として使用された工業用水中に含まれる菌の養分となり、該養分によって繁殖した菌がシェル外周面やジャケット内周面への付着物となる等の現象が観察される。その他、工業用水に含まれる土砂やその他スケール成分がシェル外周面やジャケット内周面への付着物となる現象も観察される。

シェル外周面やジャケット内周面に付着物が発生すると、熱交換率の低下による生産性の悪化や、錆の要因となるため好ましくない。圧力容器では法令で所定の板厚を確保することが定められているが、シェル外周面の錆は、超音波探触子等による板厚測定結果の精度を悪化させる要因となっている。

ただし、ジャケット内は、通常、間隙２０〜１００ｍｍ程度に設計されているため、手作業による付着物や錆の除去は困難である。また、フランジ構造の採用によりジャケットを取り外し可能な構造とすることは可能であるが、当該構造は製作コストの観点から実用性に欠き、従来から、シェル本体の外周部にジャケットを溶接した構造が一般的に採用されている（例えば、特許文献１）。当該構造において、ジャケット内に付着した付着物（付着物や錆等）の除去を目的とするメンテナンス時には、シェル本体とジャケットの溶接部分を溶断してジャケットを取り外して付着物を除去することが考えられるが、圧力容器であるリアクターは、安全確保の見地から、各種法令、法規を満たすことが求められるため、例えばメンテナンス時にジャケットを溶断した場合、溶接後に各種法令、法規を満たす製品であることの再認定を受ける必要があり、手続きが煩雑である問題があった。

特開平７−２６００９２号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、シェル本体の外周部にジャケットを溶接した構造のリアクターにおいて、ジャケットを溶断することなく、ジャケット内の付着物を効果的に除去することができる技術を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明のジャケット内付着物除去方法は、圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケットの上部ノズルから挿入した水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結され、ジャケットの下部ノズルから引き出される垂直ワイヤを操作してジャケット内の付着物を除去することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のジャケット内付着物除去方法において、該垂直ワイヤと水平ワイヤは、該水平ワイヤに通して配置されたリングを介して連結され、該垂直ワイヤの上下操作によって該リングの高さを変更しながら、水平ワイヤの高さを調整することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のジャケット内付着物除去方法において、該水平ワイヤは、該リング間に接続金具を備え、該水平ワイヤの高さ調節後に、該接続金具に接続した洗浄手段を用いてジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項２記載のジャケット内付着物除去方法において、該水平ワイヤの高さ調節後に、該水平ワイヤの摺動操作によってジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のジャケット内付着物除去方法において、該水平ワイヤは、ワイヤ上に付着物洗浄用手段を備えることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項２記載のジャケット内付着物除去方法において、該垂直ワイヤは、該水平ワイヤの少なくとも１か所に配置された接続金具に接続され、該水平ワイヤの摺動操作で垂直ワイヤを左右に往復させながら、該垂直ワイヤ上に備えた付着物洗浄手段を用いてジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とするものである。

請求項７記載の発明は、請求項１記載のジャケット内付着物除去方法において、前記水平ワイヤの施行は、水面に浮遊するブロックを複数連結した水平ワイヤ施行治具の末端に水平ワイヤを接続した上で、前記上部ノズルから、該ブロックを一つずつ挿入しながら行い、該水平ワイヤ施行治具は、各ブロックにワイヤ挿通孔を形成し、該ワイヤ挿通孔にブロック連結ワイヤを貫通させ、該ブロック連結ワイヤの先端を、最先端のブロックに固定して形成され、ブロックの挿入を行う度に、挿入されたブロックが該上部ノズルから引き出されないように、後続のブロックを押えつつ、ブロック連結ワイヤを前記挿入方向と反対方向に引っ張って、水平ワイヤ施工治具を一時的に剛性体とした上で、次のブロック挿入を行うことを特徴とするものである。

請求項８記載の発明は、請求項１記載のジャケット内付着物除去方法に使用するジャケット内付着物除去装置であって、ジャケット内でループ形状に張設される水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結された垂直ワイヤとから構成され、該垂直ワイヤを、上部ノズルと下部ノズル間を貫通させて垂直方向で摺動自在に配置したことを特徴とするものである。

請求項９記載の発明は、圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケット内に、水平方向にワイヤを施工する水平ワイヤ施行治具であって、水面に浮遊するブロックを複数連結して構成され、前記の各ブロックには、ワイヤ挿通孔が形成され、該ワイヤ挿通孔には、ブロック連結ワイヤを、引っ張り自在に貫通し、該ブロック連結ワイヤの先端は、最先端のブロックに固定され、何れかのブロックを固定しながら、ブロック連結ワイヤを引っ張った際、隣接するブロック間が面接触して、固定したブロックから最先端のブロックまでが、一時的に剛性体となることを特徴とするものである。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の水平ワイヤ施行治具において、前記剛性体となる際、隣接するブロック間が、凹面と凸面で面接触することを特徴とするものである。

圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケット内にジャケットの上部ノズルから挿入した水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結され、ジャケットの下部ノズルから引き出される垂直ワイヤを操作してジャケット内の付着物を除去する本発明によれば、ジャケット内の付着物除去作業を、ジャケットを溶断することなく、簡易な手段で行うことができる。

実施形態１の全体説明図である。 垂直ワイヤの施行工程の説明図である。 水平ワイヤ施工治具が非剛性体として存在している状態の説明図である。 水平ワイヤの施行工程の説明図である。 水平ワイヤ施工治具がジャケット内での進行を妨げられている状態図である。 水平ワイヤ施工治具が剛性体として存在している状態の説明図である。 実施形態３の全体説明図である。

以下に、圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケット内にジャケットの上部ノズルから挿入され、ジャケット内でループ形状に張設される水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結され、ジャケットの下部ノズルから引き出される垂直ワイヤを操作してジャケット内の付着物を除去する本発明の好ましい実施形態を示す。

（実施形態１）
図１において、１はリアクターを構成するシェル本体、２はジャケットを示している。ジャケット２は、左右２カ所の上部ノズル３、４と、左右２カ所の下部ノズル５、６を備えている。本実施形態では、水平ワイヤ７と垂直ワイヤ８は、該水平ワイヤ７に通して配置されたリング１６を介して連結されており、垂直ワイヤ８の上下操作によって該リングの高さを変更しながら、水平ワイヤ７の高さを調整できる構造となっている。水平ワイヤ７は、リング１６の輪の中に貫通させて配置されているため、リング１６の位置に関わらず、常に左右方向に自在に動くことができる。

水平ワイヤ７の端部は、図１に示すように、上部ノズル４から引き出されて、ワイヤ巻き取り機１１に接続されており、このワイヤ巻き取り機１１を操作して、ジャケット内の水平ワイヤ７を左右に摺動させることができる。

垂直ワイヤ８は、図１に示すように、上部ノズル３と下部ノズル５間（あるいは上部ノズル４と下部ノズル６）を貫通して施行されている。

本実施形態において、紙面左側の垂直ワイヤ８の端部は、上部ノズル３と下部ノズル５から引き出されて、巻取と繰り出しを同時に行えるワイヤ巻き取り機１１に接続されている。このワイヤ巻き取り機１１を操作して、紙面左側の垂直ワイヤ８を上下に摺動させることができる。紙面右側の垂直ワイヤ８の上端部はベルブロック１７に接続され、下端部はワイヤ巻き取り機１１に接続され、このワイヤ巻き取り機１１を操作して、紙面左側の垂直ワイヤ８を上下に摺動させることができる。

本実施形態では、水平ワイヤ７の下方への調整は、図１に示す紙面左の垂直ワイヤを下方に引っ張りながら、水平ワイヤを左傾斜させ、続いて、紙面右の垂直ワイヤを下方に引っ張りながら、水平ワイヤの傾きを水平に戻して行っている。

水平ワイヤ７は、接続金具９を備えており、この接続金具９には、内視鏡１０と高圧洗浄ノズル１２が接続されている。

水平ワイヤ７は、前記のように、ジャケット内で上下左右に位置の調整が可能であるため、水平ワイヤ７に接続した接続金具９を所望の位置に自在に移動して、内視鏡１０による観察や高圧洗浄ノズル１２によるジャケット内の高圧洗浄を行うことができる。

垂直ワイヤ８の挿入は、挿入ライン上の付着物を除去しながら行われる。付着物の除去方法は特に限定されないが、例えば、図２に示すように、ガイドパイプ１３の先端に付着物除去用の刃物１４を装着させて、付着物箇所まで移動させた後、刃物１４を回転させて行うことができる。その他、高圧洗浄ノズルをジャケット内に挿入して行うこともできる。

水平ワイヤ７の挿入も、挿入ライン上の付着物を除去しながら行われる。具体的には、図３に示す水平ワイヤ施工治具１８を用いて、挿入ライン上の付着物の除去および水平ワイヤ施工が行われる。

水平ワイヤ施工治具１８は、水に浮き、かつ所定の強度を有するブロック１９（例えば木製あるいは樹脂製）を複数連結して構成されている。各ブロック１９の中心部には、連結ワイヤ挿通孔が形成され、ここにブロック連結ワイヤ２３（線径０．１〜５ｍｍ の金属製、繊維製、あるいは樹脂製ワイヤ）が挿通されている。

ブロック連結ワイヤ２３の先端は、先端のブロック２０に固定され、ブロック連結ワイヤ２３の末端にはワイヤ固定部材２４を備えている。ワイヤ固定部材２４には、水平ワイヤ７を接続している。

ワイヤ固定部材２４は、各ブロックの中心に貫通されたワイヤ挿通孔よりも大きく、ワイヤ挿通孔を通り抜けできないため、ブロック１９の抜け止め機能を兼ね備えている。

ワイヤの全長は、全ブロックを隙間なく直列させた全長よりも長くとられており、各ブロック１９間は、ブロック連結ワイヤ２３を介して連結しているのみであるため、通常、水平ワイヤ施工治具１８は、ブロック間が緩やかに連結され、各連結箇所で屈曲自在な非剛性体として存在している。

水平ワイヤ施工治具１８は、ジャケット内で上部ノズル３、４の位置まで水２１を満たした状態で、先端のブロック２０を上部ノズル３から挿入し、続いて、後続のブロック１９を順次挿入していく。

水平ワイヤ施工治具１８は、予め、水平ワイヤ施工に最適な長さに設計されているため、ブロック１９の進行経路となる水平方向の施工ライン上に付着物がない場合には、所定数のブロックを挿通すると先端のブロック２０が上部ノズル４に到達する。図４に示すように、上部ノズル４に到達した先端のブロック２０を掴んで水平ワイヤ施工治具１８をジャケットから外に引っ張りだすとこにより、ワイヤ固定部材２４に接続された水平ワイヤ７を、上部ノズル３から上部ノズル４に通過させることができる。

しかし、水平ワイヤ施工治具１８は前記のように、非剛性体であるため、ブロック１９の進行経路となる水平方向の施工ライン上に付着物２２がある場合、先端のブロック２０は、その付着物を掻き落としながら進むことはできず、図５に示すように、付着物によって、進行を妨げられた状態となってしまう。ここで、ワイヤ施工の作業者は、ジャケット外部からこの状況を視認することはできないため、後続のブロック１９の挿入を継続することになるが、先端のブロック２０は依然進行を妨げられた状態にあるため、後続のブロック１９は水平方向に進めず、ジャケットの下方に沈み込んでしまい、最後尾のブロック１９を挿通しても、先端のブロック２０は上部ノズル４に到達することができず、水平ワイヤ７を、ジャケット内に施工することができない。

そこで、本実施形態では、先端のブロック２０を上部ノズル３から挿入後、後続のブロック１９を上部ノズル３に挿入するごとに、後続のブロック１９を押さえつつ、ワイヤ固定部材２４を引っ張って、図６に示すように、隣接するブロック間の凹面２５と凸面２６で面接触させ、水平ワイヤ施工治具１８を一時的に剛性体とした上で、水平方向に進行させている。ブロック間が屈曲不能な剛性体となった水平ワイヤ施工治具１８は、施工ライン上に付着物があった場合でも、先端のブロック２０を押し当てて、掻き落としながら進むことができる。

このようにして、上部ノズル３から上部ノズル４に水平ワイヤ７を２本通過させる。その後、２本の水平ワイヤ７の片側を接続して、ジャケット内に挿入し、接続部がジャケットの外にくるように引っ張って、水平ワイヤの施行が完了する。本実施形態では、２本の水平ワイヤ７の片側を接続した後、ジャケット内に挿入する前に、内視鏡１０と高圧洗浄ノズル１２の接続を行っている。

高圧洗浄によってジャケットから引き剥がされた付着物は、下部ノズル５、６から排出される。その際、バキュームポンプを用いて排出効率を高めることが好ましい。

（実施形態２）
実施形態１では、水平ワイヤ７に接続金具９を備え、接続金具９に接続した高圧洗浄ノズル１２を用いてジャケット内の高圧洗浄を実施したが、水平ワイヤ７の摺動によってジャケット内の付着物を擦り取ることもできる。この場合、水平ワイヤ７に、付着物除去用のブラシを取り付けると除去効率を高めることができる。

垂直ワイヤ８と水平ワイヤ７は、該水平ワイヤ７に通して配置されたリング１６を介して連結されており、垂直ワイヤ８の上下操作によって該リングの高さを変更しながら、水平ワイヤ７の高さを調整できる点は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態では、垂直ワイヤ８は、水平ワイヤ７の接続金具９に接続され、図７に示すように、水平ワイヤ７の左右への摺動操作に伴って、垂直ワイヤ８全体を水平方向に引っ張りながら、垂直ワイヤ８に取り付けた洗浄手段（刃物やブラシ等）でジャケット内の付着物を擦り取る構造となっている。垂直ワイヤ８の回転も併用すると、除去効率を高めることができる。

１ シェル本体
２ ジャケット
３、４ 上部ノズル
５、６ 下部ノズル
７ 水平ワイヤ
８ 垂直ワイヤ
９ 接続金具
１０ 内視鏡
１１ ワイヤ巻き取り機
１２ 高圧洗浄ノズル
１３ ガイドパイプ
１４ 刃物
１６ リング
１７ ベルブロック
１８ 水平ワイヤ施工治具
１９ ブロック
２０ 先端のブロック
２１ 水
２２ 付着物
２３ ブロック連結ワイヤ
２４ ワイヤ固定部材
２５ 凹面
２６ 凸面

Claims (10)

1. 圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケットの上部ノズルから挿入した水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結され、ジャケットの下部ノズルから引き出される垂直ワイヤを操作してジャケット内の付着物を除去することを特徴とするジャケット内付着物除去方法。
2. 該垂直ワイヤと水平ワイヤは、該水平ワイヤに通して配置されたリングを介して連結され、該垂直ワイヤの上下操作によって該リングの高さを変更しながら、水平ワイヤの高さを調整することを特徴とする請求項１記載のジャケット内付着物除去方法。
3. 該水平ワイヤは、該リング間に接続金具を備え、該水平ワイヤの高さ調節後に、該接続金具に接続した洗浄手段を用いてジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とする請求項２記載のジャケット内付着物除去方法。
4. 該水平ワイヤの高さ調節後に、該水平ワイヤの摺動操作によってジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とする請求項２記載のジャケット内付着物除去方法。
5. 該水平ワイヤは、ワイヤ上に付着物洗浄用手段を備えることを特徴とする請求項４記載のジャケット内付着物除去方法。
6. 該垂直ワイヤは、該水平ワイヤの少なくとも１か所に配置された接続金具に接続され、該水平ワイヤの摺動操作で垂直ワイヤを左右に往復させながら、該垂直ワイヤ上に備えた付着物洗浄手段を用いてジャケット内の付着物除去を行うことを特徴とする請求項２記載のジャケット内付着物除去方法。
7. 前記水平ワイヤの施行は、水面に浮遊するブロックを複数連結した水平ワイヤ施行治具の末端に水平ワイヤを接続した上で、前記上部ノズルから、該ブロックを一つずつ挿入しながら行い、
   該水平ワイヤ施行治具は、各ブロックにワイヤ挿通孔を形成し、該ワイヤ挿通孔にブロック連結ワイヤを貫通させ、該ブロック連結ワイヤの先端を、最先端のブロックに固定して形成され、
   ブロックの挿入を行う度に、挿入されたブロックが該上部ノズルから引き出されないように、後続のブロックを押えつつ、ブロック連結ワイヤを前記挿入方向と反対方向に引っ張って、水平ワイヤ施工治具を一時的に剛性体とした上で、次のブロック挿入を行うことを特徴とする請求項１記載のジャケット内付着物除去方法。
8. 請求項１記載のジャケット内付着物除去方法に使用するジャケット内付着物除去装置であって、ジャケット内でループ形状に張設される水平ワイヤと、該水平ワイヤと連結された垂直ワイヤとから構成され、該垂直ワイヤを、上部ノズルと下部ノズル間を貫通させて垂直方向で摺動自在に配置したことを特徴とするジャケット内付着物除去装置。
9. 圧力容器の外周に設けた空冷・加熱ジャケット内に、水平方向にワイヤを施工する水平ワイヤ施行治具であって、
   水面に浮遊するブロックを複数連結して構成され、
   前記の各ブロックには、ワイヤ挿通孔が形成され、
   該ワイヤ挿通孔には、ブロック連結ワイヤを、引っ張り自在に貫通し、
   該ブロック連結ワイヤの先端は、最先端のブロックに固定され、
   何れかのブロックを固定しながら、ブロック連結ワイヤを引っ張った際、隣接するブロック間が面接触して、固定したブロックから最先端のブロックまでが、一時的に剛性体となる
   ことを特徴とする水平ワイヤ施行治具。
10. 前記剛性体となる際、隣接するブロック間が、凹面と凸面で面接触することを特徴とする請求項９記載の水平ワイヤ施行治具。