JP4431423B2 - 電気機器の解体システム - Google Patents

Description

本発明は容器内にコアを収容しＰＣＢ含有絶縁油を充填した変圧器等の電気機器を解体するシステムに関する。

変圧器やコンデンサ等の電気機器は容器にコアを収容し、その容器内に絶縁油を充填して構成される。かなり以前に電気絶縁性の高い絶縁油としてポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）を添加したもの（以下、ＰＣＢ含有絶縁油という。）が広く普及した。しかし周知のようにＰＣＢは環境汚染物質であることが分かりその使用が禁止されてから久しい。

そのためＰＣＢ絶縁油を容器内に充填した電気機器の生産は中止され、既に生産し設置したものは設備更新に際して順次回収されている。回収された電気機器は解体に際して充填されているＰＣＢ含有絶縁油を注意深く回収する必要がある。一般的な解体作業は、先ず容器の底部に設けられているドレン弁を開け、流出するＰＣＢ含有絶縁油を回収容器に回収し、その後容器やコアを解体する方法である。

しかし屋外で長年使用されてきた電気機器は、その外側がかなり錆びているものや、さらに内部腐食が進んでいるものが多い。そのような容器のドレン弁は固着して開けることが不可能で、無理に開けようと回転すると弁体等が破損してＰＣＢ含有絶縁油が周囲に噴出するおそれがあった。

そこで従来から、ドレン弁を利用したＰＣＢ含有絶縁油の回収が困難な電気機器、またはドレン弁のない電気機器については、容器の底部にドリル等の工具で孔を開け、そこからＰＣＢ含有絶縁油を流出させて回収容器に回収している。しかし工具で孔を開ける際には、容器内のヘッド圧によりＰＣＢ含有絶縁油の一部が飛散して周囲の環境および作業者へのＰＣＢ汚染を起こすこともあった。

またＰＣＢ含有絶縁油が漏洩しないように注意深く回収作業を行っても、ＰＣＢは揮発性を有するので開けた孔から流出する際に蒸発し、そのガスが周囲に拡散し、作業者が吸い込む恐れもあった。そこで本発明はＰＣＢ含有絶縁油を充填した電気機器の解体作業におけるかかる問題を解決することを課題とし、そのための新しい電気機器の解体システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、容器内にコアを収容しＰＣＢ含有絶縁油を充填した電気機器を解体するシステムであって、
解体準備室(1)、閉鎖型の油抜・洗浄室(2) および解体室(3)の各室が互いに独立した閉鎖型に設けられ、
前記油抜・洗浄室(2)には前記容器内のＰＣＢ含有絶縁油を抜いて回収容器(15)に回収するための油抜部(12)と、ＰＣＢ含有絶縁油を抜いた後の容器内を洗浄する洗浄部(13)が配置され、
前記解体室(3)には少なくとも電気機器の容器からコアを分離するコア分離部(24)と、コアを分離した後の容器を解体する容器解体部(32)が配置され、
前記油抜・洗浄室(2)の油抜部(12)と洗浄部(13)から前記解体室(3)のコア分離部(24)まで電気機器を搬送する第１の搬送手段(16)と、コア分離部(24)から外部洗浄室(4)までコアを搬送する第２の搬送手段(25)と、コア分離部(24)から容器解体部(32)を経由して外部洗浄室(4)まで容器またはその解体物を搬送する第３の搬送手段(30)が設けられ、
前記油抜部(12)と洗浄部(13)は、その油抜作業および洗浄作業が油抜・洗浄室(2)の外部から操作可能とされ、
前記コア分離部(24)および容器解体部(32)は、その分離作業および解体作業が前記解体室(3)の外部から操作可能とされ、さらに各搬送手段は、その搬送作業が油抜・洗浄室(2)または解体室(3)の外部から操作可能とされており、
前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、ならびに前記解体室(3)の各々には、それぞれの内部を減圧状態に維持する吸引部(7) が調整弁(8) を介して吸引管(6)により減圧手段に接続されており、室内汚染レベルが前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、前記解体室(3)の順で高くなることに応じて、各室の減圧レベルの強さの調整を、前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、前記解体室(3)の順で強くなるように、前記調整弁(8) によって調整することを特徴とする電気機器の解体システムである。（請求項１）。

上記解体システムにおいて、さらに前記解体室には容器解体部に並列して、コアの解体作業を前記容器解体作業と並列的に行うことができるコア解体部を配置し、
前記第２の搬送手段はコア分離部からコア解体部を経由して外部洗浄室までコアまたはその解体物を搬送できるように構成できる（請求項２）。

上記いずれかのシステムにおいて、さらに前記解体室にコア分離前に容器の外側に取り付けられた外装部品を分離する外装部品分離部を配置し、前記第１の搬送手段は前記油抜・洗浄室の油抜部と洗浄部から前記外装部品分離部を経由して前記解体室のコア分離部まで電気機器を搬送するように構成し、前記外装部品分離部から外部洗浄室に外装部品を搬送する第４の搬送手段を設けることができる（請求項３）。

上記外装部品分離部を配置したシステムにおいて、さらに前記解体室に前記外装部品分離部で分離した外装部品を解体する外装部品解体部を前記容器解体部３２に並列的に配置し、前記第４の搬送手段は前記外装部品分離部から外装部品解体部を経由して外部洗浄室に外装部品またはその解体物を搬送するように構成できる（請求項４）。

さらに上記いずれかのシステムは変圧器に適用できる。（請求項５）

本発明の解体システムによれば、閉鎖型の油抜・洗浄室の内部に配置した抜出部と洗浄部で電気機器の容器内からのＰＣＢ含有絶縁油の抜き出しと、抜き出し後の容器内の洗浄を行うことができ、且つその抜き出し操作と洗浄操作を油抜・洗浄室の外部から遠隔操作等により行うことができる。そのためＰＣＢ含有絶縁油の抜き出しに際して環境や作業者に対するＰＣＢ汚染を起こす恐れがない。また複数の処理を並行して行うことができるので、解体処理時間を短縮できる。

また閉鎖型の解体室の内部に配置したコア分離部で容器とコアを分離し、容器解体部でコア分離後の容器を解体でき、更にそれら操作および搬送操作は解体室の外部から遠隔操作等により行うことができるので、容器やコア部分にＰＣＢが残留する場合でも、それらの分離操作や解体作業、あるいは搬送操作に際して環境や作業者に対するＰＣＢ汚染を起こす恐れがない。
さらに、室内汚染レベルが前記解体準備室１、油抜・洗浄室２、前記解体室３の順で高くなることに応じて、各室の減圧レベルの強さの調整を、前記解体準備室１、油抜・洗浄室２、前記解体室３の順で強くなるように、前記調整弁８によって調整するので、外部への汚染防止を合理的に図り、各室の負圧維持のランニングコスト等を必要最小限に抑えることができる。そして、解体準備室１、油抜・洗浄室２、解体室３に蒸発したＰＣＢガスが室外に漏洩することをより確実に防止できる。

上記システムにおいて、前記解体室にコア解体部、外装部品分離部、外装部品解体部等を配置した場合には、それらによりコアの解体、外装部品の分離、外装部品の解体等の作業を環境や作業者に対するＰＣＢ汚染を起こすことなく実施できる。

そして、本発明の解体システムは容器内にＰＣＢ含有絶縁油を充填した変圧器の解体に好適に使用できる。

次に図面により本発明の最良の形態を説明する。図１は本発明に係る解体システムの主要工程を示すフロー図である。解体対象として受け入れた電気機器の外側に計器や梯子等の付属品が取り付けられている場合や外部が汚れている場合などにおいては、工程Ｓ１で付属品の取り外しや外部清掃を行って、後工程の処理を容易にする。

次に、電気機器の容器内に充填されているＰＣＢ含有絶縁油がグリース状になっている場合は、その抜き取りが困難であるので工程Ｓ３で容器を加温し、ＰＣＢ含有絶縁油の流動性を高める処理を行ってから次の工程Ｓ４に移る。またＰＣＢ含有絶縁油がグリース状になっていない場合は直接工程Ｓ４に移る。なお加温処理としては、例えば高温室を設け、そこに電気機器を収容して加温する方法がある。

工程Ｓ４で容器内のＰＣＢ含有絶縁油の油抜きを行い、次いで工程Ｓ５で油抜き後の容器内部を洗浄（粗洗浄）する。洗浄が完了した後に工程Ｓ６で容器の外側に連結される外部放熱器等の外装品が存在するか否かを判断し、外装品が存在する場合には工程Ｓ７で外装品解体（取り外し）を行ってから工程Ｓ８に移り、外装品が存在しない場合は直接工程Ｓ８に移る。

工程Ｓ９では種類に応じて容器の蓋部を取り外し、または容器を切断して内部のコアを取り出すことにより容器とコアを分離する。次に工程Ｓ９で分離したコアを解体する必要があるか否か判断し、解体が必要な場合は工程Ｓ１０でコアを解体してから工程Ｓ１１に移り、解体が必要でない場合は直接工程Ｓ１１に移る。

工程Ｓ１１では各解体物もしくは解体しないコア等の洗浄を行う。この洗浄工程は解体室と別に設けた洗浄室で行い、洗浄が完了した解体物等は工程Ｓ１２でコンベア等による運搬手段への払い出し操作を行う。なお工程Ｓ１２で払い出す物体は、それまでの処理で保管や運搬、もしくはリサイクル処理に適した寸法に解体されている。従って小型の電気機器における寸法の小さいコアなどの部品は特に解体する必要性がなく、そのまま払い出すことが多い。

図２は本発明に係る解体システムを実施する各装置の相互関係を示すブロック図である。本実施形態では解体の処理領域は上流側から順に配置された解体準備室１、油抜・洗浄室２および解体室３で構成され、各室は互いに独立した閉鎖型とされる。そして解体室３の下流側には解体物を払い出し可能な清浄度まで洗浄する閉鎖型の外部洗浄室４が配置される。なお本実施形態は電気機器として大型変圧器を解体する場合について説明するが、その他の電気機器も同様に適用できる。

解体準備室１、油抜・洗浄室２および解体室３の内部には真空ポンプ等の減圧手段５の吸引配管６に連通する１つ以上の吸引部７がそれぞれ開口している。減圧手段５を運転することにより各吸引部７からの室内空気が吸引され、各室内は減圧状態に維持される。このように室内を減圧状態に維持することによって油抜きや解体処理に伴って蒸発するＰＣＢ蒸気が室外に漏洩することをより確実に防止できる。

なお、ＰＣＢによる室内汚染レベルは準備室１＞油抜き・洗浄室２＞解体室３の順で高くなるので、減圧レベルもこの順で強めることが望ましい。なお各室の減圧レベルの調整はそれぞれの吸引配管６に設けた調整弁８で行う。または場合によっては解体準備室１だけは大気圧状態とすることもできる。

解体準備室１内には解体準備部９が配置される。解体準備部９は大型変圧器の油抜・洗浄に先立って付属部品の分離などの前処理を行う処理部である。例えばこの解体準備部９には吸引ブラシ装置等を備えて大型変圧器の外部清掃を行う外部清掃手段、同じく吸引ブラシ装置や吸引部付きのサンドブラスト装置等を備えて大型変圧器の外部の錆取りを行う外部錆取手段、計器や梯子等の大型変圧器の外部に取り付けた外部付属品を分離する工具類を備えた外部付属品分離手段、大型変圧器の容器を周囲から加温しグリース状に固化したＰＣＢ含有絶縁油の粘度を低下して流動性を増すための加温室等の加温手段、大型変圧器の重量を計測し、解体率等を算出するための載荷式の重量計測装置を備えた重量測定手段等の少なくとも１つの手段を配置することができる。

解体準備部９の上流側には図示しない受入室を設けることができ、その受入室に搬入された大型変圧器は受入搬送手段１０で解体準備室９に搬送される。なお、受入搬送手段１０は大型変圧器を載せてレール上を走行する台車、トロッコ又はパレット台、大型変圧器を吊上げて搬送するクレーン、モノレール等により構成でき、室の出入口には適当な自動開閉ゲートもしくは開閉扉が設置される。なお、後述する各搬送手段もこの受入搬送手段１０と同様に構成できる。

解体準備部９で前処理を行った大型変圧器は準備室搬送手段１１により油抜・洗浄室２内に配置した油抜部１２、洗浄部１３に搬送される。油抜部１２は遠隔操作可能な電気ドリル、窒素パージ手段、油抜ポンプ等を備え、電気ドリルで容器の頂部もしくは上部に油抜孔とベント孔（空気孔）を空け、油抜孔に油ポンプの吸込管を挿入し、油ポンプを運転して排出管１４から室外に配置した油回収タンク１５にＰＣＢ含有絶縁油を回収する。その際、容器内のＰＣＢ絶縁油を十分に抜き取るために、大型変圧器を所定の角度だけ前後に傾斜する傾斜台上に設置することが望ましい。なお窒素パージ手段は油抜した容器内の残留ＰＣＢ蒸気の排出等に使用する。

洗浄部１３は油抜きした容器内に洗剤を循環して内部を粗洗浄するものである。なお容器の払い出し可能な清浄度にする本洗浄は後述する洗浄室において解体の状態などで行われる。洗浄部１３は例えば洗浄液貯蔵タンクと、洗浄液供給管、洗浄液回収管および循環ポンプ等を備え、循環ポンプを運転することにより容器内を洗浄する。

油抜き及び洗浄操作は工程間移動の準備・確認や工具の位置合わせのような準備作業のみを作業者が直接行い、それ以降の本操作は油抜・洗浄室２の外側から遠隔で行えるようになっている。本実施形態では図２に示す制御盤１８に設けた操作スイッチやマジックハンドの操作手袋等を操作し、その操作信号もしくは動作により各装置もしくは手段に設けた駆動部を遠隔駆動もしくは操作する。なお、後述する各部の操作も上記と同様に準備作業のみを作業者が直接行い、それ以降の本操作は室外から遠隔操作できるようになっている。

さらに、本実施例では油抜部１２や洗浄部１３を含めて後述する主要な装置または手段の近傍にＴＶカメラ２０を配置しており、これらの画像はコンピュータシステムで構成した管理装置１９に送信して画像として表示し、作業者はその画像を見ながら遠隔操作ができるようになっている。また各室内には温度センサーや圧力センサーが配置され、それらの検出信号を受信した管理装置１９が異常としたときは制御盤１８に警報を送信するように構成されている。

前記のように容器の油抜きと洗浄を完了した大型変圧器は、油抜・洗浄室２から第１の搬送手段１６で解体室３内に配置した外装部品分離部１７に搬送される。大型変圧器の外装部品としては例えば容器の外側に連結した空冷式放熱器がある。外装部品分離部１７はセーバーソーまたは油圧カッタ等を有する切断装置を備えており、その切断装置で外装部品を容器から切断して分離する。

外装部品分離部１７で分離した外装部品は第４の搬送手段２１で外装部品解体部２２に搬送される。外装部品解体部２２はバンドソー切断装置等の切断手段を備え、外装部品を払い出しに適する寸法に切断または裁断して解体する。そして解体した外装部品は再び第４の搬送手段２１で外部洗浄室４内に配置した外装部品関係の洗浄部２３に搬送され、そこで洗浄後に払い出される。

なお、一般の小型変圧器や建機等の車両に搭載する車載用変圧器などのように外装部品を有しない電気機器もあるが、そのような電気部品の解体専用システムの場合は外装部品分離部１７及びそれに関連する後工程の各設備は省略される。また外装部品を有する電気機器と外装部品を有しない電気機器の両者を同じシステムで解体する場合には、後者の電気機器は油抜・洗浄室２から第１の搬送手段１６で外装部品離部１７を飛び越して以下に説明するコア分離部２４に直接搬送される。

外装部品分離部１７で外装部品を分離した大型変圧器は第１の搬送手段１６でコア分離部２４に搬送される。コア分離部は大型変圧器の容器からコアを分離するもので、油圧カッタ装置等の切断手段およびクレーン等の吊上げ手段を備えている。そして大型変圧器の上蓋を切断手段で切断して取り除き、内部からコアを吊上げ手段で吊上げて容器から分離する。そしてこれ以降の処理は容器解体工程とコア解体工程の２つの流れが並行する。なお小型変圧器の場合は容器を２つに切断して内部のコアを取り出す。また、車載用変圧器の場合には上下に冷却水容器が連結しているので、それらを容器本体から切断して分離する。

コア分離部２４で分離したコアは第２の搬送手段２５で所望によって設けられる１次洗浄部２６に搬送される。この１次洗浄部２５は洗浄液のスプレー手段を備え、そのスプレー手段から噴出する洗浄液でコアの表面を１次洗浄（予備洗浄）する。なお１次洗浄部２６を設けない場合は、コア分離部２４から第２の搬送手段２５次に述べるコア解体部２７に直接搬送される。

１次洗浄部２６で洗浄されたコアは第２の搬送手段２５でコア解体部２７に搬送される。コア解体部２７は大型変圧器のコアを鉄心とコイルに分離し、さらに所望により分離した鉄心を整形・切断する。大型変圧器のコアは内鉄型と外鉄方の２種あるが、通常、いずれもクランプで組み立てられているので、そのクランプを取り外して鉄心とコイルに分離する。従ってコア解体部２７はクランプの切断手段もしくは引抜き手段が設けられ、さらに所望により、分離した鉄心の整形手段および切断手段等を備えることができる。

コア解体部２７で分離された鉄心は第２の搬送手段２５で外部洗浄室４内に配置した鉄心関係の洗浄部２８に搬送され、そこで洗浄後に払い出される。また分離されたコイルは同じ系統である第２の搬送手段２５で外部洗浄室４内に配置したコイル関係の洗浄部２９に搬送され、そこで洗浄後に払い出される。なお鉄心関係の洗浄部２８とコイル関係の洗浄部２９は共通の洗浄部で構成してもよい。

一方、前記コア分離部２４で分離した容器は第３の搬送手段３０で碍子分離部３１と容器解体部３２に搬送される。大型変圧器の容器はコア分離部２４で上蓋と容器本体に切断して分離されるが、上蓋には通常碍子が固定されているので碍子分離部３１でその碍子を取り外して分離し、残りの容器本体は容器解体部３２で切断等により解体される。なお小型変圧器や車載用変圧器の場合は容器外部に碍子が存在しない場合が多いので、容器は碍子分離部３１をバイパスして容器解体部３２に直接搬送される。

碍子は上蓋にパッキンを介してネジ結合されているので、碍子分離部３１が配置された解体室２の壁部分に図示のような２つのグローブ３３が設けられ、作業者はそれらグローブ３３を利用して解体室２の外側から碍子を手で取り外しできるようになっている。なおグローブ３３の代わりに遠隔操作可能なロボット装置を配置してもよい。

容器解体部３２にはバンドソー装置やカッタ装置のような切断手段を備えており、その切断手段で上蓋と容器本体を払い出しに適する寸法に切断もしくは裁断する。容器解体部３２で解体された容器解体物は第３の搬送手段３０で錆落し部３４に搬送される。容器外部の錆落しは前記解体準備室１において行っているが、容器解体部３２で解体することによって露出する部分に錆が残留する場合がある。

錆落し部３４は例えばワイヤブラシ装置等の錆落し手段を備えており、その錆落し手段で前記残留する錆を落す。なお残留錆のない場合は点線のように錆落し部３４をバイパスすることができる。錆落し部３４で錆を落した容器解体物は第３の搬送手段３０で外部洗浄室４内に配置した容器関係の洗浄部３５に搬送され、そこで洗浄後に払い出される。

本発明の解体システムは、容器内にコアを収容しＰＣＢ含有絶縁油を充填した変圧器等の電気機器を解体するために利用できる。

本発明に係る解体システムの主要工程を示すフロー図。 本発明に係る解体システムを実施する各装置の相互関係を示すブロック図。

符号の説明

１ 解体準備室
２ 油抜・洗浄室
３ 解体室
４ 外部洗浄室
５ 減圧手段
６ 吸引配管
７ 吸引部
８ 調整弁
９ 解体準備部
１０ 受入搬送手段

１１ 準備室搬送手段
１２ 油抜部
１３ 洗浄部
１４ 排出管
１５ 油回収タンク
１６ 第１の搬送手段
１７ 外装部品分離部
１８ 制御盤
１９ 管理装置
２０ ＴＶカメラ

２１ 第４の搬送手段
２２ 外装部品解体部
２３ 外装部品関係の洗浄部
２４ コア分離部
２５ 第２の搬送手段
２６ １次洗浄部
２７ コア解体部
２８ 鉄心関係の洗浄部
２９ コイル関係の洗浄部
３０ 第３の搬送手段

３１ 碍子分離部
３２ 容器解体部
３３ グローブ
３４ 錆落し部
３５ 容器関係の洗浄部

Claims (5)

1. 容器内にコアを収容しＰＣＢ含有絶縁油を充填した電気機器を解体するシステムであって、
   解体準備室(1)、閉鎖型の油抜・洗浄室(2)および解体室(3)の各室が互いに独立した閉鎖型に設けられ、
   前記油抜・洗浄室(2)には前記容器内のＰＣＢ含有絶縁油を抜いて回収容器(15)に回収するための油抜部(12)と、ＰＣＢ含有絶縁油を抜いた後の容器内を洗浄する洗浄部(13)が配置され、
   前記解体室(3)には少なくとも電気機器の容器からコアを分離するコア分離部(24)と、コアを分離した後の容器を解体する容器解体部(32)が配置され、
   前記油抜・洗浄室(2)の油抜部(12)と洗浄部(13)から前記解体室(3)のコア分離部(24)まで電気機器を搬送する第１の搬送手段(16)と、コア分離部(24)から外部洗浄室(4)までコアを搬送する第２の搬送手段(25)と、コア分離部(24)から容器解体部(32)を経由して外部洗浄室(4)まで容器またはその解体物を搬送する第３の搬送手段(30)が設けられ、
   前記油抜部(12)と洗浄部(13)は、その油抜作業および洗浄作業が油抜・洗浄室(2)の外部から操作可能とされ、
   前記コア分離部(24)および容器解体部(32)は、その分離作業および解体作業が前記解体室(3)の外部から操作可能とされ、さらに各搬送手段は、その搬送作業が油抜・洗浄室(2)または解体室(3)の外部から操作可能とされており、
   前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、ならびに前記解体室(3)の各々には、それぞれの内部を減圧状態に維持する吸引部(7) が調整弁(8) を介して吸引管(6)により減圧手段に接続されており、室内汚染レベルが前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、前記解体室(3)の順で高くなることに応じて、各室の減圧レベルの強さの調整を、前記解体準備室(1)、油抜・洗浄室(2)、前記解体室(3)の順で強くなるように、前記調整弁(8)によって調整することを特徴とする電気機器の解体システム。
2. 請求項１において、
   さらに前記解体室(3)には、容器解体部(32)に並列して、コアの解体作業を前記容器解体作業と並列的に行うことができるコア解体部(27)が配置され、
   前記第２の搬送手段(25)はコア分離部(24)からコア解体部(27)を経由して外部洗浄室(4)までコアまたはその解体物を搬送できるように構成したことを特徴とする電気機器の解体システム。
3. 請求項１または請求項２において、
   さらに前記解体室(3)にはコア分離前に容器の外側に取り付けられた外装部品を分離する外装部品分離部(17)が配置され、
   前記第１の搬送手段(16)は前記油抜・洗浄室(2)の油抜部(12)と洗浄部(13)から前記外装部品分離部(17)を経由して前記解体室３のコア分離部(24)まで電気機器を搬送するように構成され、
   前記外装部品分離部(17)から外部洗浄室(4)に外装部品を搬送する第４の搬送手段(21)が設けられることを特徴とする電気機器の解体システム。
4. 請求項３において、
   さらに前記解体室(3)には前記外装部品分離部(17)で分離した外装部品を解体する外装部品解体部(22)が前記容器解体部(32)に並列的に配置され、前記第４の搬送手段(21)は前記外装部品分離部(17)から外装部品解体部(22)を経由して外部洗浄室(4)に外装部品またはその解体物を搬送するように構成したことを特徴とする電気機器の解体システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
   前記電気機器は変圧器であることを特徴とする電気機器の解体システム。

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