JP2022173049A - ブラスト装置及びブラスト材回収再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用されたブラスト材を高純度で再生利用可能なブラスト装置及びブラスト材再生回収方法を提供する。【解決手段】本発明の一観点に係るブラスト装置は、ブラスト材を吸引する吸引管と、吸引管により吸引されたブラスト材を乾燥させるサイクロン型乾燥機と、サイクロン型乾燥機に昇温された空気を供給するエアーヒーターと、乾燥したブラスト材を振動篩によって分級する振動分級装置と、サイクロン型乾燥機の下部排出口に接続され、乾燥したブラスト材を振動分級装置に搬送する搬送装置と、サイクロン型乾燥機によって乾燥されたブラスト材を収容するブラストタンクと、サイクロン型乾燥機の上部排出口に接続され、ブラスト材に含まれていた浮遊粉塵を除去する集塵機と、集塵機、サイクロン型乾燥機の内部の空気を吸引する吸引装置と、を有する分級サイクロン型乾燥装置付きブラスト装置である。【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラスト装置及びブラスト材回収再生方法に関する。

船舶や鋼構造物の塗装下地処理には、水を用いない乾式のブラスト処理、又は水を用いる湿式のブラスト処理で研掃が行われている。ブラスト処理とは、ブラスト材を噴射し、このブラスト材を処理対象となる船舶等の表面（以下「処理対象表面」という。）に衝突させることで表面を研掃する処理をいう。

このブラスト材に関する技術としては、例えば下記特許文献１に記載があり、また、ブラスト材を収容し、処理対象表面にブラスト材を噴射させることができるブラスト装置として、例えば下記特許文献２に記載がある。

特許第５５１２８５４号公報 実用新案登録第３１２４６４３号公報

しかしながら、上記特許文献１ではブラスト材に関する記載だけであり、また、特許文献２に記載の技術では、使用されたブラスト材の再生については検討がなされていない。

つまり、ブラスト装置によって噴射されたブラスト材はそのまま回収されず廃棄されることになるが、これを再利用することができれば、コストの面、廃棄物量を減少させることができる観点から非常に有用である。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、使用されたブラスト材を高純度で再生利用可能なブラスト装置及びブラスト材回収再生方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一観点に係るブラスト装置は、ブラスト材を吸引する吸引管と、吸引管により吸引されたブラスト材を乾燥させるサイクロン型乾燥機と、サイクロン型乾燥機に昇温された空気を供給するエアーヒーターと、乾燥したブラスト材を振動篩によって分級する振動分級装置と、サイクロン型乾燥機の下部排出口に接続され、乾燥したブラスト材を振動分級装置に搬送する搬送装置と、サイクロン型乾燥機によって乾燥されたブラスト材を収容するブラストタンクと、サイクロン型乾燥機の上部排出口に接続され、ブラスト材に含まれていた浮遊粉塵を除去する集塵機と、集塵機、サイクロン型乾燥機の内部の空気を吸引する吸引装置と、を有する分級サイクロン型乾燥装置付きブラスト装置である。

また、本観点において、限定されるわけではないが、吸引管に負圧を発生させるエジェクターを備えることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、ブラストタンクは、複数のブラストタンクが直列に接続されているものであることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、サイクロン型乾燥機と集塵機とを接続する接続配管を備えており、接続配管は、振動分級装置上部にも分岐して接続されていることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、接続配管の経路に設けられる二次サイクロン型乾燥機を備えることが好ましい。

また、本発明の他の一観点に係るブラスト材回収再生方法は、ブラスト材を吸引するステップ、吸引されたブラスト材を、昇温された空気を供給しながらサイクロン型乾燥機によって乾燥するステップ、サイクロン型乾燥機の下部排出口から排出されるブラスト材を振動分級装置に搬送するステップ、振動分級装置の振動ふるいによってブラスト材を分級するステップ、分級された前記ブラスト材をブラストタンクに収容するステップ、を備えるものである。

以上、本発明によって、使用されたブラスト材を高純度で再生利用可能なブラスト装置及びブラスト材再生回収方法を提供することができる。

実施形態に係るブラスト装置の概略を示す図である。 実施形態に係る搬送装置の概略を示す図である。 実施形態に係るブラスト装置の他の例の概略を示す図である。 実施形態に係るブラスト装置の他の例の概略を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、また以下に示す実施形態、実施例において記載される具体的な例示についても適宜変更及び調整が可能であり、これらに限定されるものではない。

（ブラスト装置）
図１は、本実施形態に係るブラスト装置（以下「本装置」という。）１の概略を示す図である。本図で示すように、本装置１は、ブラスト材Ｂを吸引する吸引管２と、吸引管２により吸引されたブラスト材Ｂを乾燥させるサイクロン型乾燥機３と、サイクロン型乾燥機３に昇温された空気を供給するエアーヒーター４と、乾燥したブラスト材Ｂに対して振動篩５１によって分級する振動分級装置５と、サイクロン型乾燥機３の下部排出口３１に接続され、乾燥したブラスト材Ｂを振動分級装置５に搬送する搬送装置６と、サイクロン型乾燥機３によって乾燥されたブラスト材Ｂを収容するブラストタンク７と、サイクロン型乾燥機３の上部排出口３２に接続され、ブラスト材Ｂに含まれていた浮遊粉塵Ｄを除去する集塵機８と、集塵機８、サイクロン型乾燥機３の内部の空気を吸引する吸引装置９と、を有する分級サイクロン型乾燥装置付きのブラスト装置である。

本装置１の吸引管２は、上記の通り、ブラスト材Ｂを吸引するための管である。吸引管の長さや口径、材質及びその構造については適宜調整可能であり、公知の吸引回収装置における吸引管を用いることができる。

吸引管２の構造としては、上記の通り適宜調整可能であり、使用されたブラスト材Ｂを吸引する負圧に耐えることができる程度の硬さを有するものであることが好ましく、例えば、樹脂又は金属で構成された筒であることが好ましい。ビニール等の樹脂により構成される筒材の場合、金属等で構成されるリング状又はらせん状の芯材を組み込んだいわゆるベローズ形の伸縮管を接手に用いることも好ましい。また、この場合において、吸引管２の断面形状としては円形状であることが好ましく、この直径としては５ｃｍ以上２０ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｃｍ以下である。

また、吸引管２の長さについても適宜調整可能であるが５ｍ以上３０ｍ以下であることが好ましい。３０ｍ以下とすることで長い距離であっても吸引力を維持することができるといった利点がある。

ここで、「ブラスト材」とは、いわゆる研磨材であり、処理対象となる表面に高速で衝突させることによってその表面を研磨するために用いられるものである。一般にブラスト材は、細かな粒であり、この多数の粒が高圧の空気とともに噴射されることで表面を物理的に研磨することが可能となる。

本装置１が回収するブラスト材は、使用後のブラスト材であることがその効果を最も発揮することができるものであり、湿式のブラスト後のものであっても、乾式のブラスト処理後のものであってもよく、その使用形態は問わない。ただし、湿式のブラスト後のものであることが乾燥機能をよりよく発揮することができる観点において効果が大きい。なお、本図の例は、湿式のブラスト処理後に山積みにされたブラスト材をイメージしている。

本装置１において回収するブラスト材の材質は特に制限されず、一般的なブラスト材としては、例えば、金属、セラミック、樹脂等を用いることができるがこれに限定されない。金属の場合は、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅及びこれらの合金を例示することができ、樹脂の場合はナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル等を用いることができる。

また、本装置１において回収するブラスト材の粒の大きさは、用途やその処理の対象によって適宜好適な大きさのものを採用することができ、さまざまであるが、概ね平均粒径０．１ｍｍ～３ｍｍ程度の大きさのものがよく用いられる。

また、本装置１の吸引管２には、限定されるわけではないが、その途中に負圧を発生させるエジェクター２１を備えることが好ましい。エジェクター２１を備えることで、吸引管２の吸引力を高めることが可能となる。エジェクター２１については公知の構造のものを用いることができる。エジェクター２１は、吸引管２の途中に設けられ、エアーコンプレッサー（図示省略）から供給される圧縮空気を吸引先側（サイクロン乾燥機側）に送ることで、吸引管２の吸引口２２側に大きな負圧を発生させ、ブラスト材を強力に吸引することができる。

また、本装置１のサイクロン型乾燥機３は、上記の通り吸引管２により吸引されたブラスト材Ｂを乾燥させるものである。本装置１では、湿式のブラスト処理を行ったブラスト材を吸引する際、このサイクロンによる分級と乾燥を同時に行うことができる。

サイクロン乾燥機３は、内部に円筒形状の空間３２と、その下部に円錐形状の空間３３が接続して設けられる構造となっており、エアーヒーター４により空気が供給され、この空間内において渦流が形成される。この渦流により生ずる遠心力がブラスト材に働き、大きなブラスト材については下部排出口から排出され、これよりも軽く小さな水滴や塵等は上部排出口３４から排出されることになる。また、本装置１では、サイクロン乾燥機内にエアーヒーター４から昇温した空気が供給されるため、水分は十分に乾燥されることになる。

また、本装置１のエアーヒーター４は、サイクロン型乾燥機３に昇温された空気を供給するものである。エアーヒーター４は、上記の通り、サイクロン型乾燥機３の周囲から円筒形状の空間３２内において、その断面の縁における接線方向から空気を供給する。すなわち、このエアーヒーター４により螺旋渦が形成され、分級及び乾燥が行われることになる。また、エアーヒーター４の数は、この機能を実現することができる限りにおいて限定されるわけではないが、複数設けることが好ましい。

また、本装置１の振動分級装置５は、上記の通り、上記のサイクロン乾燥機によって乾燥させられたブラスト材Ｂを振動篩５１によって分級するためのものである。振動分級装置５は、分級することができる限りにおいて限定されるわけではないが、振動篩５１と、振動篩５１を収容する筐体５２と、振動篩５１を振動させる動力装置５３と、を備えているものであることが好ましい。

また、本装置１の振動分級装置５の振動篩５１の篩目の大きさは、回収及び再生しようとするブラスト材の粒径によって適宜調整可能である。上記するように、平均粒径０．１ｍｍ～３ｍｍ程度の大きさのものとする場合は、これらの大きさに合わせた篩目とすることが好ましい。本装置１では、ここで所望の範囲のブラスト材を下部のブラストタンク７に供給し、これ以外の大きさの塵などを分離・除去することができる。より具体的には、篩目よりも大きな物質は篩目に取り残され、これ以下の大きさとなるブラスト材は下部ブラストタンク７に収容される。なお、この篩目よりもはるかに小さな物質は粉塵として舞い上がり、上部の排出口５４から吸引され、集塵機に集められることになる。

また、本装置１の搬送装置６は、上記の通り、サイクロン型乾燥機３の下部排出口３１に接続され、乾燥したブラスト材Ｂを振動分級装置５に搬送するものである。図２に、搬送装置６の搬送機構の概略を示す。

また、本装置１では、搬送装置６の前段、サイクロン型乾燥機３の後段に、サービスタンク（中継タンク）を備えている。サイクロン型乾燥機３から搬送装置６に導入されるブラスト材の量に応じてこの搬送装置６の機能が異なる。すなわち、ブラスト材がある程度の量蓄積されたときに搬送装置６の効果、具体的には後述するスクリューコンベアによる圧縮搬送が効率的となる。なお、サービスタンクとサイクロン型乾燥機３は、サイクロン型乾燥機３の下に設けられるロータリーバルブによってもそのブラスト材の移動が制御される。

また、本装置１における搬送装置６の構造は、上記の機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、周囲に螺旋羽根６２が形成された軸部材６１と、この軸部材６１を収容する外殻６３と、軸部材６１を回転させるための回転動力装置６４と、を備えたものであることが好ましい。これらは組み合わされていわゆるスクリューコンベアとなる。また、この外殻６３には、一方がサイクロン型乾燥機３の下部排出口３１に接続するための開口部６３１が設けられており、他方の排出口６３２は上記振動分級装置５に接続されている。本図で示すように、搬送装置６はその中にスクリューコンベアを設けることで、サイクロン型乾燥機によってある程度大きな粒が供給されたとしても、このスクリューコンベアによる圧縮搬送によって細かな粒にできるものは砕かれることになる。すなわち、ここでも分級の前処理が可能となるといった利点がある。

また、本装置１のブラストタンク７は、サイクロン型乾燥機３によって乾燥されたブラスト材Ｂを収容するものである。ブラストタンク７に収容されることで、ブラスト材は再び使用可能な状態となる。

また、本装置１のブラストタンク７は、本図で示すように、複数のブラストタンク７１、７２が直列に接続されているものであることが好ましい。複数のブラストタンクを直列で接続することにより、ブラスト材の使用と貯蔵をそれぞれ分離して行うことが可能となり、ブラスト処理の利便性が向上する。具体的に説明すると、上部のブラストタンク７１に十分なブラスト材Ｂが充填された場合、分離蓋７１１を開放し、下部のブラストタンク７２にこのブラスト材Ｂを移動させる。すると上部のブラストタンク７１は空となるため、再びブラスト材Ｂを振動分級装置５から受け取ることが可能となる。一方、下部のブラストタンク７２にブラスト材Ｂが充填された場合、この下部の供給口７２１からブラスト材Ｂを排出し、圧縮された流体と混合され、処理対象の表面に吹き付けられることになる。なお、この表面処理中であっても、上部のブラストタンク７１とは分離蓋７１１を介して分離されているため、本装置１によるブラストタンク７の回収再生は可能となっている。

また、本装置１の集塵機８は、上記の通り、サイクロン型乾燥機３の上部排出口３４に接続され、ブラスト材Ｂに含まれていた浮遊粉塵Ｄを除去するためのものである。集塵機の構造としては特に限定されるわけではないが、一定の大きさ以下の塵を透過させず空気及びこれ以下の塵のみを透過させるフィルター８１を設けていることが好ましい。このようにすることで、外部にはほぼ空気のみを排出することができ、塵は別途集めてゴミとして処理することができるようになる。

また、本装置１の吸引装置９は、上記の通り、集塵機８、サイクロン型乾燥機３の内部の空気を吸引するものである。吸引装置９を用いることで集塵機８による塵と空気の分離はもちろん、サイクロン型乾燥機３内においてはエアーヒーター４と相まって螺旋渦を形成し、遠心分離即ち分級を行うことが可能となる。

また、本装置１では、サイクロン型乾燥機３と集塵機８とを接続する接続配管１０を備えている。これにより、サイクロン型乾燥機３と集塵機８を接続し、両者を上記吸引装置９によって吸引することができる。

また、本装置１の接続配管１０は、振動分級装置５上部、具体的には振動分級装置５の上部の排出口５４にも分岐して接続されていることが好ましい。このようにすることで、振動分級装置５においても発生する粉塵を集塵機により回収することが可能となり、塵のブラストタンク７への混入をより確実に防ぐことができるようになる。なお、サイクロン型乾燥機３から延びる接続配管と、振動分級装置５から延びる接続配管は、分岐点１０１で合流し、集塵機８に接続されている。

また、本装置１においては、接続配管１０の経路に二次サイクロン型乾燥機を備えている構成としてもよい。この場合のイメージについて図３、４に示しておく。このように接続配管１０の経路においてもサイクロン型乾燥機を備えさせることで、より精度高くブラスト材を回収及び分級することが可能となる。

まず上記図３で示される例の場合、サイクロン型乾燥機３に接続される接続配管１０と、振動分級装置５に接続される接続配管１０が接続する分岐点１０１よりも集塵機側に二次サイクロン型乾燥機１１が設けられている。このようにすることで、本来はサイクロン型乾燥機３の下部排出口３１から排出すべきであったが誤ってサイクロン型乾燥機３の上部排出口３４から排出されてしまった大きな塵又はブラスト材を、再び分級処理することが可能となる。なお、この二次サイクロン型乾燥機１１の上部排出口１１１は上記図１と同様、集塵機８に接続配管１０によって接続され、下部排出口１１２は振動分級装置５に接続される。この結果、より小さな塵を集塵機に送り、大きなものを再び振動分級装置５によって分級することができるようになる。

また、上記図４で示される例では、上記図３の例に加え更に、接続配管１０の上記分岐点１０１よりもサイクロン型乾燥機側に二次サイクロン型乾燥機１２が付されている。初段のサイクロン型乾燥機３によって分級されそこなった塵及びブラスト材を二次サイクロン型乾燥機１２によって分級することで、上記の例の場合よりも更に精度を高めることができるといった利点がある。なお、この二次サイクロン型乾燥機１２の上部排出口１２１は接続配管１０により二次サイクロン型乾燥機１１に接続され、下部排出口１２２は接続配管により振動分級装置５に接続されている。このようにすることで、より小さな塵を集塵機に送り、大きなものを再び振動分級装置５によって分級することができるようになる。

なお、上記図３、４においても、サイクロン型乾燥機３と同様、二次サイクロン型乾燥機１１、１２のいずれにおいても、下部にロータリーバルブが設けられている。ロータリーバルブを用いることで、所定量ブラスト材が蓄積された後、後段の振動分級装置５にブラスト材を供給することができる。

（ブラスト材回収再生方法）
ここで、本装置１を用いることにより実現されるブラスト材回収再生方法（以下「本方法」という。）について説明する。本方法は、上記した本装置１の構造によって明らかではあるが、具体的には、（Ｓ１）ブラスト材を吸引するステップ、（Ｓ２）吸引されたブラスト材を、昇温された空気を供給しながらサイクロン型乾燥機によって乾燥するステップ、（Ｓ３）サイクロン型乾燥機の下部排出口から排出されるブラスト材を振動分級装置に搬送するステップ、（Ｓ４）振動分級装置の振動ふるいによってブラスト材を分級するステップ、（Ｓ５）分級された前記ブラスト材をブラストタンクに収容するステップ、を備えるものである。

まず、（Ｓ１）ブラスト材を吸引するステップは、上記の通り、使用済みのブラスト材Ｂに吸引管２の吸引口２２を近づけ、ブラスト材Ｂを吸引管２から吸引し、サイクロン型乾燥機３に供給するステップである。

次に、（Ｓ２）吸引されたブラスト材を、昇温された空気を供給しながらサイクロン型乾燥機によって乾燥するステップは、文字通り、サイクロン型乾燥機３によってブラスト材Ｂを乾燥するステップである。なおこの場合において、サイクロン型乾燥機３には昇温された空気がエアーヒーター４から供給され、乾燥効率がより高められている。

また、（Ｓ３）サイクロン型乾燥機の下部排出口から排出されるブラスト材を振動分級装置に搬送するステップは、具体的には、サイクロン型乾燥機３の下部排出口３１から排出されるブラスト材Ｂを、搬送装置６によって搬送するステップである。この搬送装置６の具体的な構造は、上記の通り、軸部材と螺旋羽根を有するスクリューコンベアであることが好ましい。これにより、スクリューコンベアでは圧送が可能であるため、結合して大きくなってしまっているブラスト材Ｂ等を細かく砕くことが可能である。

また、（Ｓ４）振動分級装置の振動ふるいによってブラスト材を分級するステップは、上記の通り振動篩を用いることで所定の大きさ以下のブラスト材をブラストタンクに排出することが可能である。なおこの場合において、小さすぎて粉塵となる物質については吸引し、集塵機側に排出することができる。

そして、（Ｓ５）分級された前記ブラスト材をブラストタンクに収容するステップを備えることで、ブラスト材を再度使用することができるようになる。

以上、本実施形態によって、使用されたブラスト材を高純度で再生利用可能なブラスト装置及びブラスト材回収再生方法を提供することができる。従前、ブラスト材を再利用しようとすることは非常に困難であった。一度使用されたブラスト材Ｂには、処理対象となった表面に付着した塗料等の余分な不要物、土や埃等が混在しており、更に湿式のブラスト処理の場合液体が付着しており、これらが相まって分級が困難であるといった課題があった。しかしながら、本実施形態によると、液体を含んで湿ったブラスト材であっても乾燥及び分級を行い、更に圧送することで結合してしまったブラスト材であっても細かく分割し、更に上記の土や埃などは集塵機側に排出する一方、ブラスト材に混入した塗料等の表面に付着していた処理対象物は振動篩装置によって十分に除去されうる。この結果、ブラスト材を高純度で再生利用することが可能となる。なお、仮に、この分級処理をかいくぐりブラストタンク７に収容された不要物については、逆にブラスト材としての性能を有していることでもあり、再利用ブラスト材として再び使用されることになる。

本発明は、ブラスト装置及びブラスト材回収再生方法として産業上の利用可能性がある。

Claims (6)

1. ブラスト材を吸引する吸引管と、
   前記吸引管により吸引された前記ブラスト材を乾燥させるサイクロン型乾燥機と、
   前記サイクロン型乾燥機に昇温された空気を供給するエアーヒーターと、
   乾燥した前記ブラスト材を振動篩によって分級する振動分級装置と、
   前記サイクロン型乾燥機の下部排出口に接続され、乾燥した前記ブラスト材を前記振動分級装置に搬送する搬送装置と、
   前記サイクロン型乾燥機によって乾燥されたブラスト材を収容するブラストタンクと、
   前記サイクロン型乾燥機の上部排出口に接続され、前記ブラスト材に含まれていた浮遊粉塵を除去する集塵機と、
   前記集塵機及び前記サイクロン型乾燥機の内部の空気を吸引する吸引装置と、を有する分級サイクロン型乾燥装置付きブラスト装置。
2. 前記吸引管に負圧を発生させるエジェクターを備える請求項１記載のブラスト装置。
3. 前記ブラストタンクは、複数のブラストタンクが直列に接続されている請求項１記載のブラスト装置。
4. 前記サイクロン型乾燥機と前記集塵機とを接続する接続配管を備えており、
   前記接続配管は、前記振動分級装置上部にも分岐して接続されている請求項１記載のブラスト装置。
5. 前記接続配管の経路上に設けられる二次サイクロン型乾燥機を備える請求項４記載のブラスト装置。
6. ブラスト材を吸引するステップ、
   吸引された前記ブラスト材を、昇温された空気を供給しながらサイクロン型乾燥機によって乾燥するステップ、
   前記サイクロン型乾燥機の下部排出口から排出される前記ブラスト材を振動分級装置に搬送するステップ、
   前記振動分級装置の振動ふるいによって前記ブラスト材を分級するステップ、
   前記分級された前記ブラスト材をブラストタンクに収容するステップ、を備えるブラスト材回収再生方法。
   
   
   
   
   
   

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