JP2021186742A - ポリ塩化ビフェニル汚染変圧器の洗浄システムならびにこれを用いた洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を、少量の洗浄剤を用いて効率的に洗浄すること。【解決手段】少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムを提供する。洗浄システムを利用して、ポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を、該気化洗浄槽の内側に配置し、該気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、該気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、該気化洗浄槽を加熱して該洗浄剤を気化させ、該気化させた洗浄剤により該変圧器を洗浄し、該気化させた洗浄剤を該冷却器ならびに該液化装置により液化し、該液化した洗浄剤を該洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、該一時的に貯蔵した洗浄剤を該送液ポンプを用いて該気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に還流することにより、変圧器を効率的に洗浄することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、変圧器内に残留する油を洗浄剤により洗浄するシステムならびにこれを用いた変圧器の洗浄方法に関する。

環境汚染が深刻な問題となっている昨今、産業廃棄物をそのまま廃棄することが困難である。特に有害物質を含有する産業廃棄物は、洗浄等による有害物質の除去作業を行う必要がある。例えば、ポリ塩化ビフェニルは、電気絶縁性が良好で、有機溶媒や油によく溶解するため、電気機器類の変圧器（トランス）、コンデンサの絶縁油、接着剤、ワックス、潤滑油等に広く使用されてきた。しかし、ポリ塩化ビフェニルは、発癌性や皮膚障害、内臓障害、ホルモン異常等、生体に対する毒性が高く、また、脂肪組織に蓄積しやすい性質があり、現在は製造が禁止されている。このため、ポリ塩化ビフェニルの使用が認められていた時期に生産され、使用されていた電気機器等の廃棄物は、洗浄によるポリ塩化ビフェニルの除去が必要となる。ところが、ポリ塩化ビフェニルが含有された鉱物油が絶縁油として使用されてきた電気機器である変圧器は、その内部に使用する絶縁油の量が多く、また内部構造が複雑であるため、洗浄作業が難しく、洗浄が行われないまま保管されている変圧器が大量に存在することが知られている。なかでも、本体重量が５００キロ程度の小型変圧器は数多く存在しており、汚染物の洗浄操作が難しいため、大量に放置されている。

従来、電気機器に残留するポリ塩化ビフェニル含有絶縁油の洗浄は、電気機器を洗浄槽に入れ、洗浄用の溶剤に浸漬して洗い流す方法により行われてきた。例えば、特許文献１では、密閉可能な洗浄容器にＰＣＢで汚染された処理対象物を入れ、洗浄容器内部を真空にして炭化水素系の液体洗浄剤を入れて超音波洗浄または揺動洗浄する第１処理と、洗浄容器内の洗浄剤を抜く第２処理とを繰り返す真空洗浄処理方法が提案されている。特許文献２には、特許文献１の真空洗浄処理方法の欠点を改善する洗浄システムと洗浄方法とが開示されている。

特開２００３−１４５０６９号公報 特開２０１７−１８９７３８号公報

従来の一般的な洗浄作業では、変圧器を、洗浄槽または洗浄容器内に搬入する必要があった。特許文献１に開示されるような、従来の洗浄作業では、洗浄溶剤を充たした洗浄槽に変圧器を浸漬する必要があるため、大量の洗浄溶剤が必要となり、処理しなければならない廃液量も多くなるという問題があった。また、変圧器のように容器状になったものは、容器内を充分に洗浄できなかった。多量の積層物がその内部に配置されている変圧器は、内部構造の複雑さ故、解体作業が困難で、洗浄した後に洗浄むらが見られたりするという問題があった。一方、小型変圧器は、洗浄することなく焼却処分をするという方法も考えられるが、変圧器の焼却にはコストがかかり、処理の効率も低い。特許文献２の洗浄システムならびに洗浄方法は、これらの従来の問題を解決できるという点で画期的であった。しかしながら、複雑な構造を有する変圧器の内部をさらに効率的に洗浄するためには、さらなる改善が必要であった。

本発明は、複数の変圧器内のポリ塩化ビフェニル含有油（以下、「汚染油」と称する。）を、極力廃液や排気を出さない方法で、可能な限り少量の洗浄剤で同時に除去して、変圧器を廃棄可能な状態とする洗浄システムならびにこれを用いた洗浄方法を提供する。

本発明の一の形態は、少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムであって、
ポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を、該気化洗浄槽の内側に配置し、該気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、該気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、該気化洗浄槽を加熱して該洗浄剤を気化させ、該気化させた洗浄剤により該変圧器を洗浄した後、該気化させた洗浄剤を該冷却器ならびに該液化装置により液化し、該液化した洗浄剤を該洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、該一時的に貯蔵した洗浄剤を該送液ポンプを用いて該気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に直接還流することを特徴とする、閉鎖系または準閉鎖系にて変圧器を洗浄する、前記洗浄システムである。

さらに本発明の別の形態は、少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムを用いてポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を閉鎖系または準閉鎖系にて洗浄する方法であって、以下の工程：
該気化洗浄槽の内側に該変圧器を配置し、
該気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、
該気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、
該気化洗浄槽を加熱して該気化洗浄槽の内側を該洗浄剤の沸点以上にまで昇温して、該洗浄剤を該気化洗浄槽の内側で気化させ、
該気化させた洗浄剤により該変圧器を洗浄し、
該気化させた洗浄剤を該冷却器ならびに該液化装置により液化し、該液化した洗浄剤を該洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、該一時的に貯蔵した洗浄剤を該送液ポンプを用いて該気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に還流する
ことを含む、前記変圧器を洗浄する方法である。

本実施形態のシステムを用いて、大量に存在するポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を、複数同時に洗浄することができる。本実施形態のシステムを用いた汚染変圧器の洗浄方法は、ドレン弁等を取り付けることができない小型変圧器の内部を直接的に洗浄することを可能とするほか、洗浄操作のための広大な場所が不要で、かつ洗浄剤使用量の少ない、ほぼ閉鎖系の、効率的な洗浄をもたらすことができる。

本発明にかかる洗浄システムを説明する模式図である。 従来技術にかかる洗浄システムを説明する模式図である。

実施形態にかかるシステムを用いて洗浄する対象物である変圧器とは、交流電力の電圧を変換する電力機器のことであり、磁気的に結合した複数のコイルを主な構成部品とする。変圧器は、絶縁物の種類により油入変圧器、モールド変圧器、ガス変圧器があるが、本明細書では、特に、油を絶縁物として用いた油入変圧器のことを指す。油入変圧器は、油の容量が数万〜数十万ｋＬの大型機器、数百から数千ｋＬの中型機器、数百リットル以下の小型機器がある。油入変圧器の絶縁油中にはかつてポリ塩化ビフェニルが使用されており、ポリ塩化ビフェニルが内部に残留している変圧器が処理されることなく大量に存在している。このように廃棄処理が困難なために残存している変圧器を本形態の洗浄対象とする。実施形態にかかるシステムは、特にドレン弁等を直接取り付けることができない、小型変圧器の洗浄に特に有利に用いられる。

本実施形態のシステムを用いて除去する対象となるポリ塩化ビフェニル（以下、「ＰＣＢ」と称する。）とは、分子内に存在する塩素の数および位置が異なる２０９種類の異性体の総称のことであり、特定の一種類の化合物を指すものではない。

本実施形態のシステムは、少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む。気化洗浄槽は、システムを利用して洗浄する変圧器を内部に置くための容器である。気化洗浄槽は、複数の変圧器を収納可能な容器部と、変圧器を置くための仕切り部とから主に構成される。容器部は気化洗浄槽の容体部であり、仕切り部は変圧器を配置するための板状部材である。容器部は減圧操作に耐えうる金属、またはプラスチック材料等により形成されている。仕切り部は、格子形状のものが好ましく、木材、金網、グレーチング等を用いることができる。容器部は、容量数百リットルの小型変圧器を少なくとも複数個（たとえば５個以上）、あるいは、容量数百から数千リットルの中型変圧器を配置することが可能な容積を有する。このようなサイズを有する気化洗浄槽を用いることで、複数の小型変圧器の洗浄を同時に行うことが可能となる。仕切り部は、先に説明したとおり、格子形状を有する木材や金網、グレーチング等の板状の部材であり、気化洗浄槽内部を、変圧器収納部と洗浄剤導入部とに分割することができる。一方、気化洗浄槽は、洗浄剤に対する耐久性を有する材料で作られている必要がある。気化洗浄槽は金属またはプラスチック材料により形成されていることが好ましい。気化洗浄槽内部に、洗浄剤を入れておくための液溜め容器を設け、ここに洗浄剤を入れておくこともできる。ここで洗浄剤としては、変圧器内に残存する汚染油を溶解または少なくとも分散させることができかつ当該汚染油よりも沸点が低いものが好ましい。このような洗浄剤として、炭化水素系溶剤、ハロゲン系溶剤等を用いることができる。たとえば、炭素数が８〜１５のアルカン、アルケン、シクロアルカンまたはアルケン系溶剤（特に、炭素数が１１〜１３のアルカンやアルケン系溶剤）や、炭素数が１〜１２のハロゲン系溶剤を用いることができる。具体的には、変圧器１０の内側に残留しているＰＣＢ含有油（汚染油）を溶解または分散しやすい炭化水素系溶剤である、アクアソルベントＧ７１（アクア化学株式会社）、ＨＣ−３７０（東ソー株式会社）、ＭＤ−２５０（武蔵テクノケミカル株式会社）、Ｌｉｎｐａｒ１２（Sasol Limited）、ＭＡＣＳＯＬ−Ｐ（ＮＳＩ株式会社）等のドデカンを主成分とする市販の溶剤を用いることができる。この他、場合により水、水系溶剤、アルコール等を用いることも可能である。

加熱装置は、気化洗浄槽の少なくとも一部を加熱することが可能な加熱器具であれば如何なるものを用いても良い。たとえばリボンヒータ、スチームヒータ、オイルバス、電気ヒータ、電磁加熱器等のように、直接的あるいは間接的に気化洗浄槽の容器部の内側を加熱する手段を挙げることができる。加熱装置は、気化洗浄槽の内側に設けることができ、気化洗浄槽の外側に設置してもよい。

洗浄剤回収容器は、本実施形態のシステムを利用して汚染された変圧器を洗浄した後に生じた汚染洗浄剤を回収するための容器である。先に説明したとおり、洗浄剤として炭化水素系溶剤、ハロゲン系溶剤等を用いることができるため、洗浄剤回収容器も、これらの溶剤を貯蔵可能な耐久性を有するものである。

冷却器は、気化洗浄槽に接続される。冷却器は気化洗浄槽の内部で気化させた洗浄剤を冷却し凝結させて、再び液体として気化洗浄槽内に還流させるためのものである。冷却器は、気化洗浄剤を冷却し凝結させることができるものであれば如何なるものを用いても良いが、たとえば還流コンデンサを用いることができる。冷却器には、チラーを設けて、気化洗浄剤の冷却を補助したり、気化洗浄槽内部に還流する液体の洗浄剤の温度を調整することもできる。

洗浄剤貯蔵容器は、冷却器に接続される。洗浄剤貯蔵容器は、気化洗浄槽の内部で気化させ、冷却機で凝結させた液体の洗浄剤を、一時的に入れておくための容器である。気化洗浄剤は気化洗浄槽から冷却器に入り、冷却器で冷却された洗浄剤が少なくとも一時的に洗浄剤貯蔵容器に貯蔵される。貯蔵された洗浄剤は、以下に説明する送液ポンプを用いて気化洗浄槽の内側に還流される。

送液ポンプは、洗浄剤貯蔵容器に接続される。送液ポンプは、洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵された液体の洗浄剤を、気化洗浄槽に還流させる。送液ポンプにより気化洗浄槽に還流される洗浄剤は、気化洗浄槽の内側に還流される。この際、送液ポンプを用いて、洗浄剤を気化洗浄槽の内側に配置された変圧器の内側に直接還流することができる。

液化装置は、先に説明した冷却器で冷却しきれなかった気化洗浄剤をとらえて分離するためのものである。有機洗浄剤の外部への排出を可能な限り低減した閉鎖系または準閉鎖系にて本システムを稼働させるために、液化装置を設けておくことが非常に好ましい。液化装置は、気化洗浄剤を捕捉して分離することができるものであれば如何なるものを用いても良いが、たとえばデミスタ、あるいは熱交換機を用いることができる。なお、液化装置でとらえきれなかった洗浄剤等を最終的に完全に捕捉するために、活性炭塔をさらに設けることもできる。液化装置にチラーを設けて、気化洗浄剤の冷却を補助したり、液体の洗浄剤の温度を調整することもできる。

減圧装置は、系全体を減圧するためのものである。減圧装置で系全体を減圧することにより洗浄剤を気化させる温度を低下させることができる。減圧装置は、系全体を減圧することができるものであれば如何なるものを用いても良いが、たとえば真空ポンプを用いることができる。減圧装置には、系内の減圧度（すなわち系内の圧力）を調整するための装置、たとえば、圧力検出手段を設けることができる。

実施形態のシステムはこれらの装置と、これら装置を接続する配管および適切な数の開閉弁とを含むものであり、これらを収納手段に配置することができる。収納手段として、収納ラックまたは収納コンテナ等の、各装置を所定の位置に配置することができる容器を用いることができる。このように各装置を収納手段内にコンパクトに配置することで、システム全体を可搬型とすることもできる。これらの装置から構成されるシステムを１台の車両等の移動手段に積載すれば、汚染変圧器の保管されている場所が遠方であってもシステム全体をその現場まで移動させることができる。各装置を収納した収納手段は分解可能なものを用いても良い。これによりシステム全体を適宜分解して多様な形状で移動手段に積載し、汚染変圧器が保管されている場所において適切にシステムを組み立てることができる。

続いて、本実施形態の洗浄システムを利用して、ＰＣＢ汚染油で汚染された変圧器を洗浄する方法を説明する。本実施形態の洗浄方法は、少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムを用いてポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を洗浄する方法である。本実施形態にかかる洗浄方法は、以下の工程：気化洗浄槽の内側に変圧器を配置し、気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、気化洗浄槽を加熱して気化洗浄槽の内側を洗浄剤の沸点以上にまで昇温して、洗浄剤を該気化洗浄槽の内側で気化させ、気化させた洗浄剤により変圧器を洗浄し、気化させた洗浄剤を冷却器ならびに液化装置により液化し、液化した洗浄剤を洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、一時的に貯蔵した洗浄剤を送液ポンプを用いて気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に還流することを含む。本実施形態の洗浄方法は、変圧器内の汚染油を洗浄剤で洗い流すことを基本とする。多数の鉄板が積層された構造を有する鉄心がその内部に配置されている変圧器は、積層された鉄板と鉄板との間にも汚染油が残留しており、この残留汚染油を完全に洗浄することが非常に難しいことが知られている。まず、気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、気化洗浄槽を加熱して内側に供給された洗浄剤を気化させることにより、気化洗浄槽内に並べられた変圧器の内側に存在する汚染油を洗浄剤に溶解または分散させる。ここで気化とは、一般的には液体が気体に変化する現象をいい、液体表面からの蒸発と、液体内部からの沸騰を含む概念である。液体である洗浄剤を変圧器の内側に供給し、次いで加熱すると、まず洗浄剤表面から蒸発が起こる。変圧器の内側の温度が上昇してやがて洗浄剤の沸点に達すると、洗浄剤内部から沸騰が起こり、洗浄剤は完全に気化した状態となる。気化した洗浄剤は気化洗浄槽内部の空間に拡散して、並べられた変圧器の内側にまで到達し、配置されている構成部品に接触する。

ここで気化洗浄剤が変圧器の内側に残留している汚染油を洗浄していく仕組みを説明する。変圧器内部に配置された巻線のように、多数の板状のものが積層された構造を有する物体をそのままの形で洗浄することは非常に難しい。しかしながら松本らによるQuasi two-dimensional boiling under reduced pressure （Proceedings of the First Pacific Thermal Engineering Conference, PRTEC, March 13-17, 2016）によれば、減圧下、気化状態の溶剤が積層物の間隙部に入り込み、ここで凝縮と突沸とを繰り返しながら間隙部の溶剤が入れ替わる現象が見られる。密閉状態の容器内部の圧力を調整しつつ、気化状態の溶剤を積層物に接触させれば、積層物の間隙部分に気化状態の洗浄剤が入り込んでその部分に存在する汚染油を溶解または分散させ、凝縮と突沸とを繰り返しながら新しい洗浄剤と入れ替わっていくと推察される。本実施形態は、この見地に着目し、汚染油で汚染された変圧器内部に気化洗浄剤を接触させて、積層物の間隙部分までも洗浄する方法である。特に本実施形態の方法では、ほぼ密閉状態の気化洗浄槽の内部の圧力を周期的に変動させることにより、特に効率的に変圧器内部を洗浄することができる。たとえば、気化洗浄槽の内部の圧力を低下させ（たとえば、約２キロパスカル以下）、温度を上昇させると、洗浄剤は全て気化し、気化洗浄槽内部と変圧器の細かな内部構造にまで行き渡る。この状態で洗浄を続行した後、気化洗浄槽の内部の圧力を上昇させる（たとえば、約３０キロパスカル程度にまで）と、気化していた洗浄剤が凝縮して体積が急激に減少する。一方、気化洗浄槽の内部の圧力を上昇させるのに連動して、変圧器の細かな内部構造部分に液体の洗浄剤を吹きかけると、気化していた洗浄剤が凝縮して体積が減少した部分に液体の洗浄剤が一気に吸い込まれる。この現象が、上記した「減圧下、気化状態の溶剤が積層物の間隙部に入り込み、ここで凝縮と突沸とを繰り返しながら間隙部の溶剤が入れ替わる現象」である。このように、気化洗浄剤と液体洗浄剤とが、変圧器内部の複雑な構造（積層物の間隙等）で入れ替わり、洗浄が進行する。なお、本実施形態では、洗浄剤を気化させるための特別な装置を必要とせず、加熱装置を利用して気化洗浄槽内部の洗浄剤を直接気化させる。したがって本実施形態の実施には広大なスペースを必要としない。

続いて図１を用いて本実施形態の洗浄方法を説明する。図１は本実施形態の洗浄方法を模式的に説明する図である。図１中、１は気化洗浄槽、３２は洗浄剤回収容器、４は加熱装置、そして１０１は気化洗浄槽である。変圧器１０は、いわゆる油入変圧器と呼ばれるタイプのものが描かれており、絶縁物として油を使用する変圧器である。変圧器１０は、主に鉄心１１、巻線１２、絶縁材料１３（すなわち油、図示せず）、タップ切替装置１４、および絶縁油室１５とから構成されており、紙、木材、陶磁器等で作られたその他の変圧器構成部品については図示していない。本図では、変圧器１０は、油の容量が数百リットル以下の小型機器である。

ＰＣＢ汚染油で汚染された変圧器１０を、気化洗浄槽１の内側に設置された仕切り板１０２の上に置く。気化洗浄槽１の容器部１０１の容積にもよるが、汚染された変圧器１０は、たとえば５個以上等、複数個配置することができる。気化洗浄槽１の内側の下部（仕切り板１０２の下側の部分）に設けられた液溜め容器３１に洗浄剤を供給する。洗浄剤として、変圧器１０内に残存する汚染油を溶解または少なくとも分散させることができかつ当該汚染油よりも沸点が低い液体が好ましい。このような洗浄剤として、炭化水素系溶剤あるいはハロゲン系溶剤等を用いることができる。たとえば、炭素数が８〜１５のアルカン、アルケン、シクロアルカンまたはアルケン系溶剤（特に、炭素数が１１〜１３のアルカンやアルケン系溶剤）や、炭素数が１〜１２のハロゲン系溶剤を用いることができる。具体的には、変圧器１０の内側に残留しているＰＣＢ含有油を溶解または分散しやすい炭化水素系溶剤である、アクアソルベントＧ７１（アクア化学株式会社）、ＨＣ−３７０（東ソー株式会社）、ＭＤ−２５０（武蔵テクノケミカル株式会社）、Ｌｉｎｐａｒ１２（Sasol Limited）、ＭＡＣＳＯＬ−Ｐ（ＮＳＩ株式会社）等のドデカンを主成分とする市販の溶剤を用いることができる。この他、場合により水、水系溶剤、アルコール等を用いることも可能である。

洗浄剤を導入し減圧装置（真空ポンプ８１）を作動させて、気化洗浄槽１内部を大気圧より低い圧力に減圧する。減圧装置を作動させたままの状態で気化洗浄槽１の底部および／または周囲部分に取り付けられた加熱装置４により気化洗浄槽１を加熱する。加熱装置４は、気化洗浄槽１の少なくとも一部を加熱することが可能な加熱器具であれば如何なるものを用いても良い。加熱装置として、たとえばリボンヒータ、スチームヒータ、オイルバス、電気ヒータ、電磁加熱器等のように、直接的あるいは間接的に気化洗浄槽１を加熱する手段を挙げることができる。図１では、気化洗浄槽１の内側下部および周囲部に加熱装置４を設けている。加熱装置４を用いて気化洗浄槽１を加熱すると、容器部１０１の内側の温度が上昇し、液溜め容器３１内の内側にある洗浄剤の気化が開始する。気化した洗浄剤は気化洗浄槽１の内側全体に拡散し、配置された変圧器１０の内部にも拡散する。加熱装置４による加熱は、洗浄剤が気化（蒸発）する温度にまで行えばよい。しかし好ましくは洗浄剤が沸騰する温度、すなわち洗浄剤の沸点以上となるように気化洗浄槽１の内側を加熱する。気化洗浄槽１全体に拡散した気化洗浄剤が、変圧器１０の内壁や変圧器１０の構成部品の表面にも接触して凝縮し、洗浄剤と親和性の高い変圧器１０の内側に残留している汚染油が洗浄剤に溶解または分散する。先に説明したように、変圧器１０の内側には、鉄心１１、巻線１２、タップ切替装置１４等の各種構成部品が配置されていて、構造が非常に複雑であるが、気化洗浄剤はこれらの構成部品の隙間にまで均一に拡散する。気化洗浄剤が変圧器１０の内側および構成部品に触れると、気化洗浄剤が凝縮し、当該部分の汚染油を溶解または分散させる。気化洗浄剤による汚染油の溶解または分散が生じた部分は凝縮熱によって加熱される。これにより、変圧器１０内において気化洗浄剤と接触した部分とそうでない部分とで温度分布が生じる。すると、未だ洗浄が行われていないかあるいは洗浄が不十分である温度の低い部分では、供給された気化洗浄剤が凝縮し易くなる。このように変圧器１０の内部を均一に洗浄することができる。こうして変圧器１０の内側に供給された洗浄剤は、変圧器１０内部に残留していた汚染油を溶解または分散させていく。気化洗浄槽１から気化洗浄剤が排出され、冷却器５１に入る。冷却器５１では、場合によりチラー６１の助けを受けて、気化洗浄剤が冷却され、洗浄剤貯蔵容器３２に液化した洗浄剤が貯蔵される。一方、配置された変圧器１０の底部に開口部（図示せず）を設けておくと、変圧器１０内部に残留していた汚染油が溶解または分散した洗浄剤が開口部を通じて変圧器１０の外部に排出され、格子形状の仕切り板１０２を通って液溜め容器３１に溜まる。

ここで気化洗浄槽１の内側に供給する洗浄剤の量は、洗浄対象である変圧器の容量の合計量により変わりうる。たとえば、気化洗浄槽１の容量の合計量の２０％以下、特に１０％以下の洗浄剤を供給すれば、気化洗浄槽１ならびに変圧器１０の内側にくまなく気化洗浄剤を拡散させることができるので、変圧器１０内部に存在する汚染油を漏れなく溶解または分散させることができる。場合によっては気化洗浄槽１の容量の合計量の５％以下の洗浄剤を供給するだけで、変圧器１０の内側の汚染油をすべて洗浄することも可能である。たとえば、気化洗浄槽１の容量が１０，０００Ｌであれば、５００Ｌ、場合によっては４００Ｌ未満の洗浄剤を気化洗浄槽１内に供給すればよい。また加熱装置４による加熱は、気化洗浄槽１内が、供給した洗浄剤が気化する温度に達する程度に行えばよく、好ましくは洗浄剤の沸点に達する程度に行えばよい。気化洗浄槽１内の圧力にもよるが、気化洗浄槽１内の圧力を大気圧より低い圧力に維持して洗浄を行う場合は、一般的には気化洗浄槽１内が５０℃〜２５０℃、好ましくは１００℃〜２００℃の範囲の温度になるように加熱すると良い。

このように、実施形態の装置に減圧装置を設ければ、洗浄剤を比較的低温で気化させることができる。系内を外部より低圧にするので洗浄剤が外部に漏洩することがなく、洗浄剤への引火を防止することができる。減圧装置としては、気化洗浄槽１内を減圧できるものであればどのようなものでも良いが、例えば、気化洗浄槽１、または洗浄剤流路のいずれかに減圧用流路を介して接続される真空ポンプを用いれば良い。図１では、真空ポンプ８１を設けた態様を示している。たとえば、洗浄剤としてドデカンを用いた場合、減圧装置を用いて系の圧力を約０〜７０ｋＰａとすることで、変圧器内の温度を２００℃程度とすれば洗浄剤を気化させることができる。また、洗浄剤流路および減圧用流路には当該流路を開閉するための開閉弁（図中２０１、２０２、２０３、２０４）が設けられており、開閉弁を開閉することにより、気化洗浄槽１内の圧力を調節したり、凝縮した洗浄溶剤を変圧器に直接還流させたりすることもできる。また図示しないが、洗浄剤の導入ならびに排出を行うラインも設置されている。

図示しないが、気化洗浄槽１内の圧力を検出する圧力検出手段を設けても良い。これにより、変圧器１０の内部が減圧されているか否かを予め確認することができる。また、圧力検出手段が検出した情報に基づいて開閉弁を制御し、気化洗浄槽１内の圧力を調節するようにしても良い。圧力検出手段を利用することにより、たとえば、気化洗浄槽１内の圧力を２キロパスカル程度にまで低めて、洗浄剤のほぼ全てを気化させて変圧器１０の洗浄を進めることができる。続いて、気化洗浄槽１内の圧力を３０キロパスカル程度にまで高めると、気化していた洗浄剤の一部が急激に液化し、洗浄剤の体積が急速に減少する。このときに洗浄剤貯蔵容器３２に貯蔵されている液体の洗浄剤を送液ポンプ８３を用いて変圧器１０の内部に噴射する。すると体積が減少した洗浄剤の部分に、液体の洗浄剤が一気に吸い込まれ、気化洗浄剤と液体洗浄剤の入れ替わりが生じる。この現象により、変圧器１０の内部の複雑な構造にまで洗浄剤が届き、変圧器１０の内部まで完全に洗浄できる。圧力検出手段を用いて、気化洗浄槽１内の圧力を周期的に変動させ、洗浄剤貯蔵容器３２内に溜まった液体洗浄剤を随時変圧器の内部に還流することにより、さらに効率的に変圧器内部を洗浄することができる。

また、図示しないが、窒素や希ガス等の不活性ガスを供給できる不活性ガス供給用タンクと当該ガス供給用タンクと気化洗浄槽１とを接続する不活性ガス供給流路と、不活性ガス供給流路を開閉するための不活性ガス用開閉弁とを設けても良い。これらの設備により、圧力検出手段が異常な圧力を検知した際に、加熱装置４による加熱を停止し、気化洗浄槽１内に不活性ガスを供給することができる。すなわち緊急時には気化洗浄槽１内に不活性ガスを供給することで、加熱状態の系を安全な状態に移行させることができる。また、これらの設備を用いて、不活性ガスを気化洗浄槽の内部に供給することにより、気化洗浄槽の内部の圧力を急激に上昇させることもできる。

実施形態の洗浄方法は、閉鎖系もしくは準閉鎖系にて所定の時間行うことができる。洗浄操作の終了後、加熱装置４による加熱を停止し、気化洗浄槽１を冷却する。図１には気化洗浄槽１自体を冷却する手段を図示していないが、気化洗浄槽１に冷却手段を設ければ、加熱した気化洗浄槽１を速やかに冷却することができる。変圧器１内部の温度が低下すると、気化洗浄剤が液化して変圧器１底部に溜まる。気化洗浄槽１底部に溜まった洗浄剤を洗浄剤回収容器（図示せず）に排出させてこれを回収する。こうしてＰＣＢで汚染された油を気化洗浄槽１から外へ排出することができる。回収された汚染洗浄剤は、国の無害化処理認定を受けた処理施設において、たとえば焼却する等して廃棄することができる。なお、気化洗浄槽１の内部の圧力をある程度低く保ったまま、気化洗浄槽１の冷却を開始し、気化洗浄槽１の内部の温度を下げ、その温度が完全に室温に戻る前に、上記のように液化した洗浄剤を洗浄剤回収容器（図示せず）に排出させる一方、気化洗浄槽１の内部に配置された変圧器１０の内部に付着した洗浄剤を乾燥させることもできる。

上述の変圧器１０の洗浄操作の後、気化洗浄槽１を開けて各変圧器を取り出し、これら変圧器をそれぞれ解体して構成部品ごとに分けることができる。たとえば変圧器１０を構成部品ごとに分けると、おおまかには鉄心１１、巻線１２、タップ切替装置１４ならびに絶縁油室１５に分けることができる。鉄心１１は、複数のケイ素鋼帯が積層された巻鉄心や、複数のケイ素鋼帯が接合された積鉄心があり、それぞれのケイ素鋼帯に解体することが好ましい。また巻線１２は、銅線、ホルマール平角銅線、紙巻平角銅線、電着塗装平角銅線、転位導体、および銅条等が使用されており、たとえば紙巻平角銅線が巻線１２として使用されている場合は平角銅線部と巻紙部とにさらに解体することが好ましく、転位導体が使用されている場合は平角銅線と外装絶縁体とにさらに解体することが好ましい。同様にタップ切替装置１４はタップ板、およびタップ切換器等の構成部品の最小単位になるように解体する。このように変圧器を解体して構成部品ごとに分けるとは、構成部品を形成する最小単位の部品または可能な限り最小単位の部品となるまで解体することを意味する。本明細書において構成部品という語は、変圧器の構成部品をさらに解体して得た最小単位の部品の意味をも包含するものとする。

このように洗浄済み変圧器の解体で得られた構成部品の少なくとも一部について、ＰＣＢの残量を測定する検査を遂行することができる。検査は、洗浄済み変圧器の解体で得られた構成部品のうち少なくとも一部について行えばいいが、特に構成部品のうちＰＣＢが残存しやすく、かつ洗浄剤と接触しにくい鉄心や巻線について検査を行うことが好ましい。構成部品におけるＰＣＢの残量は、たとえば「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」に定められた方法で測定することができる。構成部品にＰＣＢの残存が検出されなかった場合は、解体で得られた構成部品を再利用したり、そのまま廃棄したりすることができる。

逆に、検査により構成部品の一部にＰＣＢが検出された場合は、構成部品に洗浄剤を噴射して、構成部品を再洗浄することが好ましい。構成部品の一部にＰＣＢが検出された場合、検出された構成部品のみに洗浄剤を噴射することができ、解体で得られた構成部品のすべてに洗浄剤を噴射して再洗浄を行うこともできる。再洗浄工程で噴射する洗浄剤は、洗浄で使用することができる炭化水素系溶剤、ハロゲン系溶剤等である。たとえば、炭素数が８〜１５のアルカン、アルケン、シクロアルカンまたはアルケン系溶剤（特に、炭素数が１１〜１３のアルカンやアルケン系溶剤）や、炭素数が１〜１２のハロゲン系溶剤を用いることができる。具体的には、炭化水素系溶剤であるアクアソルベントＧ７１（アクア化学株式会社）、ＨＣ−３７０（東ソー株式会社）、ＭＤ−２５０（武蔵テクノケミカル株式会社）、Ｌｉｎｐａｒ１２（Sasol Limited）、ＭＡＣＳＯＬ−Ｐ（ＮＳＩ株式会社）等のドデカンを主成分とする市販の溶剤を用いることができる。この他、場合により水、水系溶剤、アルコール等を用いることも可能である。洗浄工程で使用した洗浄剤と同じ洗浄剤を再洗浄工程においても使用することが特に好ましい。再洗浄工程の後、再洗浄した構成部品についてＰＣＢが検出されるかどうか再度検査することができる。このように検査工程と再洗浄工程とを必要に応じて数回繰り返し、ＰＣＢを完全に洗い流した構成部品を得ることができる。ＰＣＢを完全に洗い流した各種構成部品は、リサイクルしたり、廃棄物として処理したりする。

さらに図１を用いて、実施形態の洗浄方法の具体的な実施態様を説明する。ＰＣＢ汚染油で内部が汚染された変圧器１０に図１に示すように冷却器（５１、５２）およびチラー（６１、６２）、デミスタ７、真空ポンプ８１、ドレンセパレータ８２、送液ポンプ８３、洗浄剤貯蔵容器３２、活性炭塔９をそれぞれ接続する。気化洗浄槽１内側下部に配置された液溜め容器３１に洗浄剤を導入する。気化洗浄槽１を閉じて、開閉弁２０２、２０３を開け、開閉弁２０１、２０４を閉じて真空ポンプ８１を作動させて気化洗浄槽１内部を減圧する。このとき真空ポンプ８１の排気は開閉弁２０３、活性炭塔９を通じて無害化された排気が系外へ排出される。この状態で加熱装置４を作動させる。このとき真空ポンプ８１も作動させている。気化洗浄槽１に導入された洗浄剤が蒸発し始め、やがて気化洗浄槽１の内側の温度が洗浄剤の沸点以上に達すると、気化洗浄剤が気化洗浄槽１内部に拡散する。このとき、運転が安定したところで、開閉弁２０４を開け、開閉弁２０３を閉じて、真空ポンプ８１の排気を冷却器５２でさらに液化させ、洗浄槽１に回収することにより、排気を系外に排出することなく、システムをクローズ化することもできる。気化洗浄槽１には冷却器５１が接続されていて、気化洗浄槽１の外部に排出された気化洗浄剤は冷却器５１で液体に戻り、洗浄剤貯蔵容器３２に貯まる。冷却器５１で液化しきれなかった気化洗浄剤は、デミスタ７で液体に戻り、各々気化洗浄槽１内部に還流する。このまま加熱と減圧を続けることで気化洗浄剤が気化洗浄槽１の内部に配置された変圧器１０の構成部品間にまで行き渡り、凝縮および突沸を繰り返しながら入れ替わり、ＰＣＢ汚染油を溶解または分散させていく。ここで真空ポンプ８１の作動を若干弱め、場合によっては不活性ガスを気化洗浄槽１の内部に供給することによって、気化洗浄槽１内の圧力を高め、同時に開閉弁２０２を開け、送液ポンプ８３を作動させ、洗浄剤貯蔵容器３２に溜まっている液体洗浄剤を気化洗浄槽１内に配置された変圧器１０の内部に噴射する。そうすると、圧力の変動により気化していた洗浄剤が一気に液化し、体積が減少した箇所に、噴射された液体の洗浄剤が吸引されるため、洗浄済み洗浄剤と正常な洗浄剤とが瞬時に入れ替わる。この後、送液ポンプ８３を停止し、開閉弁２０２を閉じて、真空ポンプ８１の作動を元に戻し、再度洗浄操作を続ける。こうして、所定時間気化洗浄剤を還流させ、気化洗浄槽１内の圧力を周期的に変動させつつ洗浄剤貯蔵容器３２に溜まった液体の洗浄剤を変圧器１０の内部に還流させながら変圧器１０の内部を洗浄する。このとき、開閉弁２０１を開け、開閉弁２０２を閉め、洗浄剤貯蔵容器３２に溜まった液体の洗浄剤を変圧器１０の内部に還流させず、気化洗浄槽１に直接戻すことで、変圧器１０の内部に還流させるタイミングおよび量を調整することも可能である。このような洗浄操作が終了した後、加熱装置４と真空ポンプ８１との作動を停止し、気化洗浄槽１を冷却する。気化洗浄剤が液化して気化洗浄槽１の底部に落下して溜まる。気化洗浄槽１の内部の温度が低下し気化洗浄剤が液化したところで開閉弁２０１、２０３を開けて気化洗浄槽１の下部の液溜め容器３１に溜まった汚染洗浄剤を気化洗浄槽１の外部に排出し、回収する（図示せず）。このとき、図示していない不活性ガス供給用タンクから不活性ガスを気化洗浄槽１の内部にフラッシュして、洗浄剤を気化洗浄槽１の外部に押し出すこともできる。また、場合によっては、気化洗浄槽１の内部の温度が下がりきらない状態で、液化した洗浄剤を気化洗浄槽１の外部に排出し、一方、図示していない不活性ガス供給用タンクから不活性ガスを気化洗浄槽１の内部に供給し、変圧器１０の内部に残存している洗浄液を乾燥させることができる。本発明の実施形態に基づく洗浄操作は、通常、１回行えば、気化洗浄槽１の内部に配置されたＰＣＢ汚染変圧器１を完全に洗浄することができる。本発明の実施形態に基づく洗浄操作を必要に応じて複数回繰り返して、気化洗浄槽１の内部に配置されたＰＣＢ汚染変圧器を完全に洗浄してもよい。

図２は、特許文献２に記載されている従来例によるシステムである。図２中、１は気化洗浄槽、３３は洗浄剤回収容器、４は加熱装置、５１および５２は冷却器、６１および６２はチラー、７はデミスタ、８１は真空ポンプ、８２はドレンセパレータ、９は活性炭塔であり、２０１、２０２、２０３および２０４は、洗浄剤流路および減圧用流路に設けられる該流路を開閉するための開閉弁である。これらの開閉弁を開閉することにより、系の圧力を調節したり、洗浄剤の導入ならびに排出を行ったりすることができる。なお図２には、洗浄対象物である変圧器１０が２つ気化洗浄槽１内に配置されている。

１ 気化洗浄槽
１０１ 容器部
１０２ 仕切り板
１０ 変圧器
１１ 鉄心
１２ 巻線
１４ タップ切替装置
１５ 絶縁油室
２０ システム収納容器
３１ 液溜め容器
３２ 洗浄剤貯蔵容器
３３ 洗浄剤回収容器
４ 加熱装置
５１、５２ 冷却器
６１、６２ チラー
７ デミスタ
８１ 真空ポンプ
８２ ドレンセパレータ
８３ 送液ポンプ
９ 活性炭塔
２０１、２０２、２０３、２０４ 開閉弁

Claims (3)

1. 少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムであって、
   ポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を、該気化洗浄槽の内側に配置し、該気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、該気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、該気化洗浄槽を加熱して該洗浄剤を気化させ、該気化させた洗浄剤により該変圧器を洗浄した後、該気化させた洗浄剤を該冷却器ならびに該液化装置により液化し、該液化した洗浄剤を該洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、該一時的に貯蔵した洗浄剤を該送液ポンプを用いて該気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に還流することを特徴とする、閉鎖系または準閉鎖系にて変圧器を洗浄する、前記洗浄システム。
2. 少なくとも気化洗浄槽と、加熱装置と、洗浄剤回収容器と、冷却器と、冷却器に接続する洗浄剤貯蔵容器と、洗浄剤貯蔵容器に接続する送液ポンプと、液化装置と、減圧装置とを含む、変圧器を洗浄する洗浄システムを用いてポリ塩化ビフェニルで汚染された変圧器を閉鎖系または準閉鎖系にて洗浄する方法であって、以下の工程：
   該気化洗浄槽の内側に該変圧器を配置し、
   該気化洗浄槽の内側に洗浄剤を供給し、
   該気化洗浄槽の内部を大気圧より低い圧力とし、
   該気化洗浄槽を加熱して該気化洗浄槽の内側を該洗浄剤の沸点以上にまで昇温して、該洗浄剤を該気化洗浄槽の内側で気化させ、
   該気化させた洗浄剤により該変圧器を洗浄し、
   該気化させた洗浄剤を該冷却器ならびに該液化装置により液化し、該液化した洗浄剤を該洗浄剤貯蔵容器に一時的に貯蔵し、該一時的に貯蔵した洗浄剤を該送液ポンプを用いて該気化洗浄槽の内側に配置した該変圧器の内側に還流する
   ことを含む、前記変圧器を洗浄する方法。
3. 該気化した洗浄剤を液化し、該液化した洗浄剤を該気化洗浄槽の外部に排出する工程をさらに含む、請求項２に記載の変圧器を洗浄する方法。

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