JP4544094B2

JP4544094B2 - 粉粒体回収方法

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Publication number: JP4544094B2
Application number: JP2005236650A
Authority: JP
Inventors: 徳雄清水; 哲憲矢野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: JP2007050071A

Description

本発明は粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置に係り、特に床面上に不規則に飛散堆積した粉体や粒体を効率よく吸引回収する粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置に関する。

例えば、原子力発電所の原子炉格納施設の一部であるサプレッションチェンバは鋼板製であり、鋼板の表面すなわちサプレッションチェンバの内面は、耐食性、除染性等に優れた複数の塗料を重ね塗りすることにより塗装されている。その再塗装工事は、運転開始後１０年前後を目安に実施されるが、再塗装工事の事前工事として、チェンバ内面の放射線物質を含む塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整する研削・除染作業が行われる。

この研削・除染作業は従来サンドブラスト工法により実施していた。サンドブラスト工法とは、高速エアで噴射したブラスト材であるサンドを被加工物に衝突させ、その衝撃力で被加工物の表面を研削し粗面化する工法である（例えば、特許文献１参照。）。

このときの使用済みブラスト材及び研削屑はサプレッションチェンバの床面上に落下飛散して不規則に堆積する。この堆積物は吸引機の吸引ノズルを把持した作業者によって吸引回収され、サプレッションチェンバの外部に排出されていた。
特開平９−１０９０２９号公報

しかしながら、従来の粉体、粒体等の堆積物の回収方法は人手による作業のため、非効率であるばかりでなく衛生面においても問題であった。また、前述の特許文献１の記載は、サンドブラスト工法についての記載であり、床面上に落下飛散して不規則に堆積した使用済みブラスト材及び研削屑の回収については何ら記載されていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、床面上に落下飛散して不規則に堆積した粉粒体等の堆積物を衛生的に効率よく回収する粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置
を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、床面上に不規則に飛散堆積した粉体又は粒体を自走車で吸引して回収する粉粒体回収方法において、前記自走車に設けられた撮像手段で前記床面を撮像する工程と、撮像された画像データを画像処理し、前記粉体又は粒体の前記床面上における堆積密度の分布を示すマップを作成する工程と、作成された前記マップを基に、前記粉体又は粒体の堆積密度の高い位置から順に前記粉体又は粒体を吸引するように予め前記自走車の走行軌跡を作成する工程と、作成された前記走行軌跡に従って前記自走車を走行させ、走行経路における前記粉体又は粒体を吸引し、前記自走車に設けられた吸引機に回収する回収工程と、回収された粉体又は粒体を前記吸引機とホースで接続されたリサイクル分離機にて分別して再利用可能とする工程と、によって前記粉体又は粒体を自動回収する粉粒体回収方法を提供するものである。

請求項１に記載の発明によれば、粉体又は粒体が不規則に飛散堆積した床面を自走車に設けた撮像手段で撮像し、床面上における粉体又は粒体の堆積密度の分布を示すマップを作成し、作成されたマップを基に堆積密度の高い位置から順に粉体又は粒体を自走車で吸引するように自走車の走行軌跡を作成する。自走車は走行軌跡上を走行し、走行経路における粉体又は粒体を吸引回収する。このため、粉体又は粒体を衛生的に、かつ最も効率よく回収することができる。

本発明に係る粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置によれば、床面上に落下飛散して不規則に堆積した粉粒体等の堆積物を衛生的に効率よく回収することができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。

また、本実施の形態では、回収対象としての粉粒体が、構造物の表面をブラスト加工する研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の場合を例にして説明する。

最初に、ブラスト材としてスポンジ片状のブラスト媒体を用いるスポンジブラスト装置によるスポンジブラスト工法について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、スポンジブラスト装置２０の基本構成を示した説明図である。この工法で使用するブラスト材としてのブラスト媒体２６は、図２に示すように用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材（ユニア樹脂の場合には研掃材ともいう）をスポンジ片（多孔質弾性体）２４に固着させたものであり、このブラスト媒体２６を高圧エアによって塗膜２８に噴射し、塗膜２８を研削するとともに塗装面３０を粗面化して素地調整を行う工法である。

また、例えば原子力発電所の原子炉格納施設の一部であるサプレッションチェンバ内に設けられたベント管のように塗膜２８が放射線により汚染されている場合には、ブラスト媒体２６によって塗装面３０を除染することができる。

スポンジブラスト工法によれば、図２（Ａ）の如くブラスト媒体２６が塗膜２８に衝突すると、図２（Ｂ）の如くブラスト媒体２６が偏平になり、混入した研削材２２、２２…が塗膜２８に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、図２（Ｃ）の如く塗膜２８を研削することができる。

また、通常では空中に漂うことになる粉塵３２、３２…がスポンジ片２４の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片２４によって吸収されるため、ブラスト媒体２６の跳ね返りも抑制できる。

スポンジブラスト装置２０は図１の如く、スポンジブラスト供給装置３４、コンプレッサ３６、ノズル３８、吸引機４０、リサイクル分離機４２及びホッパ４４から構成されている。

スポンジブラスト供給装置３４には、コンプレッサ３６から高圧エアが供給されるとともに、ホッパ４４からブラスト媒体２６（図２参照）が供給される。このブラスト媒体２６は、コンプレッサ３６からの高圧エアによりホース４６を介してエア搬送されてノズル３８の先端から対象物４８に向けて高速で噴射される。そして、使用済みのブラスト媒体２６は、粉塵３２、３２…（図２（Ｃ）参照）を取り込んだ状態でそのまま落下し、その落下位置近傍に設置された吸引ノズル５０から吸引機４０に吸引され、リサイクル分離機４２に送り込まれる。

リサイクル分離機４２は、篩の目のサイズが大、中の２つの篩５２、５４が加振機５６上に積み重ねられて構成される。ブラスト媒体２６は、まず、目のサイズが大の篩５２に送り込まれ、加振機５６のバイブレータによって篩５２が加振されることにより、ここで大サイズのブラスト媒体２６が選別されて篩５２から取り出される。また、篩５２を通過したブラスト媒体２６は篩５４に落下し、同じくバイブレータによって加振されている篩５４によって中サイズのブラスト媒体２６が選別されて取り出される。

篩５２、５４から取り去れた大、中サイズのブラスト媒体２６は、そのまま使用できるためホッパ４４に搬送される。また、篩５４を通過した細かいブラスト媒体２６は、再使用不能のため容器５８に溜められて廃棄される。なお、再使用可能なブラスト媒体２６は、全体の約９０％である。以上がスポンジブラスト装置２０の基本構成である。

次に、使用済みのブラスト媒体２６を回収する本発明の粉粒体回収装置について説明する。図３は粉粒体回収装置の構成を表す概念図である。粉粒体回収装置１０は、バッテリー１３を搭載して指令どおりの経路を走行可能な自走車１１、自走車１１に取り付けられた吸引ノズル５０、自走車１１に搭載された撮像手段１２、吸引機４０、吸引機４０と吸引ノズル５０とを接続するフレキシブルなホース５１、吸引回収した粉粒体であるブラスト媒体２６を分別するリサイクル分離機４２、データ処理手段１８、制御部１９等で構成されている。

吸引ノズル５０は、図３に示すように、自走車１１の前面に突出して設けてもよいが、自走車１１のボデイの下面に設けてもよい。自走車１１の前面に突出して設けた場合は、床面４９の角部の吸引が容易であり、自走車１１のボデイの下面に設けた場合は、吸引力のハンドル操作への影響が少なく、スムーズな走行ができる。

撮像手段１２は、３６０度視野カメラ１２Ａとカメラ回路部１４とからなっている。３６０度視野カメラ１２Ａは超広角魚眼レンズを組み込んだＣＣＤカメラで、水平視野角が３６０度、垂直視野角が９０度の撮影が可能であり、床面４９全面を撮像することができる。

データ処理手段１８は、画像処理部１８Ａ，演算回路部１８Ｂ、及びメモリ１８Ｃからなり、撮像手段１２で撮像した床面４９の撮像データを画像処理部１８Ａで画像処理してメモリ１８Ｃに記憶させ、演算回路部１８Ｂでブラスト媒体２６の堆積密度の分布を示すマップを作成する。

制御部１９は、作成されたブラスト媒体２６の堆積密度の分布を示すマップのデータを基に、自走車１１の走行経路を決定し、走行経路に沿って自走車１１を走行させる。また、自走車１１、データ処理手段１８、及び制御部１９には夫々図示しない発信機及び受信機が設けられており、自走車１１とデータ処理手段１８との間、及び自走車１１と制御部１９との間は夫々無線で信号の授受が行われるようになっている。

次に、前述のように構成された粉粒体回収装置１０を用いた粉粒体回収方法について説明する。図４は、粉粒体回収方法の工程の流れを表すフローチャートである。最初に制御部１９の指令によって、自走車１１を所定の原点位置に所定の姿勢で停止させる。所定の原点位置としては床面４９の中央付近が好ましい。

次に、自走車１１に搭載した撮像手段１２の３６０度視野カメラ１２Ａによって床面４９を撮像する。撮像データはカメラ回路部１４で信号処理されてデータ処理手段１８に無線で送信される（ステップＳ１）。

撮像データを受信したデータ処理手段１８では、このデータを画像処理部１８Ａで画像処理し、例えば２値化データとしてメモリ１８Ｃに記憶させる。図５は、このように画像処理された２値化画像を表したものである。この２値化画像によってブラスト媒体２６の床面４９上の堆積状況が把握できる。演算回路部１８Ｂでは、この２値化画像データを基にブラスト媒体２６の堆積密度の分布を示すマップを作成する（ステップＳ２）。

このブラスト媒体２６の堆積密度の分布を示すマップのデータは制御部１９に送られる。制御部１９は堆積密度の分布を示すマップのデータを基に、自走車１１の走行経路を決定し、予め走行軌跡を作成する（ステップＳ３）。

走行経路は、例えばブラスト媒体２６の堆積密度の高い順にブラスト媒体２６を吸引回収するように決定し、走行軌跡を作成する。このように、堆積密度の高い順にブラスト媒体２６を吸引回収するように走行軌跡を作成した場合は、回収したブラスト媒体２６のリサイクル再利用に供することができる量を短時間で確保することができる。

あるいは、ブラスト媒体２６の堆積密度の低い順にブラスト媒体２６を吸引回収するように決定し、走行軌跡を作成してもよい。堆積密度の低い順にブラスト媒体２６を吸引回収するように走行軌跡を作成した場合は、自走車１１の車輪でブラスト媒体２６を踏み潰すことが少なく、回収したブラスト媒体２６のリサイクル再利用に供することができる割合が高まる。

次に、制御部１９は作成した走行軌跡に従って自走車１１を走行させ、走行経路上のブラスト媒体２６を吸引ノズル５０で吸引回収し、吸引機４０からリサイクル分離機４２に送り込む。リサイクル分離機４２では、送り込まれたブラスト媒体２６を分別処理し、再利用可能なブラスト媒体２６をスポンジブラスト装置２０のホッパ４４に供給する（ステップＳ４）。以上が粉粒体回収装置１０を用いた粉粒体回収方法である。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。図６は、別の実施形態に係わる粉粒体回収装置１０Ａの構成を表す概念図である。粉粒体回収装置１０Ａは、バッテリー１３を搭載して指令どおりの経路を走行可能な自走車１１Ａ、自走車１１Ａに取り付けられた吸引タンク４０Ａ及び吸引タンク４０Ａに接続された吸引ノズル５０、自走車１１に搭載された撮像手段１２、データ処理手段１８、制御部１９等で構成されている。

粉粒体回収装置１０Ａの前述した粉粒体回収装置１０との相違点は、自走車１１Ａが吸引タンク４０Ａを搭載していることである。吸引タンク４０Ａは、小型の吸引機と収容タンクとからなり、粉粒体であるブラスト媒体２６を吸引して収容する。このため外部の吸引機４０が必要なく、外部の吸引機４０と自走車１１とを接続するフレキシブルなホース５１も必要ない。なお、その他の部材は前述した粉粒体回収装置１０と共通であるため、説明は省略する。

粉粒体回収装置１０Ａはこのように構成されているため、自走車１１Ａが床面４９上を自由に走行して粉粒体であるブラスト媒体２６を吸引し、収容タンクに回収することができる。

以上説明したように、本発明の粉粒体回収方法及び粉粒体回収装置によれば、粉体又は粒体が不規則に飛散堆積した床面を自走車に設けた撮像手段で撮像し、床面上における粉体又は粒体の堆積密度の分布を示すマップを作成し、作成されたマップを基に自走車の走行経路を決定して走行軌跡を作成する。自走車は走行軌跡に沿った走行経路上を走行し、走行経路における粉体又は粒体を吸引回収する。このため、粉体又は粒体を衛生的に効率よく自動回収することができる。

なお、前述した実施の形態では、粉粒体をスポンジブラスト装置２０の使用済みブラスト媒体２６を例にして説明したが、本発明はこれに限らず、種々の粉体や粒体の回収に用いてもブラスト媒体２６の場合と同様の効果を得ることができる。

また、撮像手段１２として３６０度視野カメラ１２Ａを用いたが、通常のカメラを回転させて画像を取り込むようにしてもよい。また、自走車１１はバッテリー１３を搭載した自走車１１で説明したが、電力線を引き回してもよく、更に、自走車１１とデータ処理手段１８との間、及び自走車１１と制御部１９との間の信号の授受を無線としたが、信号線を引き回すようにしてもよい。

スポンジブラスト装置の基本構成を示した説明図スポンジブラストのメカニズムを説明した図本発明の実施の形態に係わる粉粒体回収装置の構成を説明する概念図本発明の実施の形態に係わる粉粒体回収方法を説明するフローチャート撮像画像の２値化画像を表す概念図本発明の別の実施形態に係わる粉粒体回収装置の構成を説明する概念図

符号の説明

１０・１０Ａ…粉粒体回収装置、１１・１１Ａ…自走車、１２…撮像手段、１２Ａ…３６０度視野カメラ、１８…データ処理手段、１９…制御部、２２…研削材、２４…スポンジ片（多孔質弾性体）、２６…ブラスト媒体（粉粒体、粉体又は粒体）、４０…吸引機、４０Ａ…吸引タンク、４２…リサイクル分離機、５０…吸引ノズル、５１…ホース

Claims

床面上に不規則に飛散堆積した粉体又は粒体を自走車で吸引して回収する粉粒体回収方法において、
前記自走車に設けられた撮像手段で前記床面を撮像する工程と、
撮像された画像データを画像処理し、前記粉体又は粒体の前記床面上における堆積密度の分布を示すマップを作成する工程と、
作成された前記マップを基に、前記粉体又は粒体の堆積密度の高い位置から順に前記粉体又は粒体を吸引するように予め前記自走車の走行軌跡を作成する工程と、
作成された前記走行軌跡に従って前記自走車を走行させ、走行経路における前記粉体又は粒体を吸引し、前記自走車に設けられた吸引機に回収する回収工程と、
回収された粉体又は粒体を前記吸引機とホースで接続されたリサイクル分離機にて分別して再利用可能とする工程と、
によって前記粉体又は粒体を自動回収する粉粒体回収方法。