JP4671030B2

JP4671030B2 - ブラスト媒体の回収装置

Info

Publication number: JP4671030B2
Application number: JP2005236652A
Authority: JP
Inventors: 徳雄清水; 哲憲矢野; 直樹岡本
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: JP2007050468A

Description

本発明は、ブラスト装置から加工対象物に向けて投射されたブラスト媒体を回収する回収装置であって、特に、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を回収するためのブラスト媒体の回収装置に関する。

例えば、原子力発電所設備のサプレッションチェンバの塗装面を粗面化して素地調整する粗面化作業、火力発電所設備のタービンに堆積されたスケールを除去するスケール除去作業は、従来、特許文献１等に記載されているサンドブラスト工法により実施されていた。サンドブラスト工法とは、高速エアーで噴射したサンド（砂）等のブラスト材を加工対象物に衝突させ、その衝撃力によって粗面化、スケール除去を行う工法である。

しかしながら、サンドブラスト工法では、ブラスト材が強力な力で跳ね返るため、粉塵が飛散するという問題があった。また、作業者は、強力な力で跳ね返るブラスト材から身を守るために重装備を強いられ、作業性が悪いという欠点があった。更に、作業者は、飛散した粉塵によって視野が劣悪となるため、作業を均一な品質で行うことが困難であった。

そこで、このような問題を解消するために本願出願人は、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を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法を提案している。

このスポンジブラスト工法によれば、ブラスト媒体が加工対象物に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が加工対象物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、塗膜、スケールを研削し除去することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散を低減できるという利点がある。更に、反発力もスポンジ片によって吸収されるため跳ね返りが激減し、よって、作業者の装備も軽く済むという利点もある。

ところで、加工対象物に投射されたブラスト媒体は、回収装置によって吸引回収され、そのうち再利用に可能なものが選別されて再利用される。その回収方法は、加工対象物の下方にシートを敷設し、そのシートに落下したブラスト媒体を回収装置にて吸引することにより回収していた。
特開平９−１０９０２９号公報

しかしながら、従来のブラスト媒体の回収装置はまさに掃除機であり、この掃除機を作業者がシート上で移動させながらシートに落下したブラスト媒体を吸引する。このため、ブラスト媒体の吸引時にシートまで同時に吸引口が吸引してしまい、ブラスト媒体を円滑に回収することができないという問題があった。また、ブラスト媒体の回収を自動化することも望まれていた。

なお、シート上に落下したブラスト媒体を、特開２００３−２９９６０１号公報に開示された掃除ロボットによって回収しようとしても、ブラスト媒体の吸引時にシートが吸引ノズルに吸引されるという同様の問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シートに落下したブラスト媒体をシートを吸引することなく回収することができるブラスト媒体の回収装置を提供することを目的とする。

本願請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、加工対象物に投射されてシートに落下した使用後のブラスト媒体を回収するブラスト媒体の回収装置であって、前記シート上に載置されるセンタ台と、前記センタ台に回転自在に支持されるとともに牽引部材及び吸引ホースを巻き取り又は巻き戻しする回転体と、前記牽引部材に連結されて前記回転体が回転することにより前記センタ台を中心に略螺旋状に走行移動する自走式の吸引車両であって、前記吸引ホースに連結された吸引口を有する吸引車両とから構成され、前記吸引口は、前記吸引車両の車輪間の底部に配置され、前記牽引部材は前記センタ台から前記吸引車両に電力を供給するケーブルであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、シートの所定位置にセンタ台を設置し、センタ台の回転体に吸引車両を、牽引部材及び吸引ホースを介して連結する。回転体の回転軸を中心として吸引車両を、回転体に近い内側から外側に向けて走行させる場合には、牽引部材及び吸引ホースを回転体に巻き取って連結する。逆に、回転体の回転軸を中心として吸引車両を外側から回転体に向けて走行させる場合には、牽引部材及び吸引ホースを回転体から巻き戻して連結する。そして、回転体を回転させながら、牽引部材及び吸引ホースを巻き取り又は巻き戻すことにより、回転体の回転軸を中心として吸引車両を略螺旋状に走行させながら、シート上に落下したブラスト媒体を吸引車両の吸引口から吸引し回収する。これにより、ブラスト媒体の回収を自動化できる。また、吸引口は、吸引車両の車輪間の底部に配置されているので、吸引口に対向するシートは少なくとも２本の車輪により押さえ付けら、張られている。したがって、シートに落下したブラスト媒体をシートを吸引することなく回収することができる。

また、請求項１に記載の発明は、牽引部材と電力供給用のケーブルを兼用したので、回転体と吸引車両との間の配線系を簡素化することができる。このケーブルから供給される電力によって、吸引車両の車輪駆動用モータ、照明、及びステアリング駆動部が駆動される。

特開２００３−２９９６０１号公報に開示された掃除ロボットは、車輪の外側に吸引ノズルが配置されているため、吸引ノズルに対向するシートは張られていない。これが原因で、ブラスト媒体の吸引時にシートが吸引ノズルに吸引される。

なお、センタ台及び回転体は、ブラスト媒体の投射作業前にシート上に設置しておき、落下してくるブラスト媒体がセンタ台及び回転体に積もるのを防止するため、回転体の上部に傘部材を取り付けておくことが好ましい。また、センタ台及び回転体は、それ自体が錘の役割をはたすので、吸引車両の走行時にシートに対してずれることはない。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記吸引車両は、前記回転体の一回転毎に前記吸引口の大きさ分だけ径方向に移動されながら走行移動されることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、吸引車両は、回転体の一回転毎に吸引口の大きさ（吸引口が円形の場合は直径、矩形状の場合は辺長）の分だけ径方向に移動しながら、センタ台を中心に略螺旋状に走行移動するので、シートに落下したブラスト媒体を取り残すことなく回収できる。

請求項３は、前記目的を達成するためにに、加工対象物に投射されてシートに落下した使用後のブラスト媒体を回収するブラスト媒体の回収装置であって、前記シート上に載置されるとともに充電池が内蔵されたセンタ台と、前記センタ台に回転自在に支持されるとともに牽引部材を巻き取り又は巻き戻しする回転体と、前記牽引部材に連結されて前記回転体が回転することにより前記センタ台を中心に走行移動する自走式の吸引車両であって、前記ブラスト媒体を吸引する吸引口と吸引装置とタンクとを有する吸引車両とから構成され、前記吸引口は、前記吸引車両の車輪間の底部に配置され、前記牽引部材は、前記センタ台の前記充電池から前記吸引車両に電力を供給するケーブルであり、前記吸引車両は、前記回転体による前記牽引部材の巻き取り又は巻き戻しにより、前記センタ台を中心に１回転する毎に前記吸引口の大きさの分だけ径方向に移動されることを特徴とする。

請求項３に記載の回収装置はセンタ台、回転体、牽引部材としての電力供給用ケーブル、及び吸引口が設けられた吸引車両から構成される。この吸引車両には吸引装置と、吸引回収したブラスト媒体を貯めるタンクとが内蔵されている。回転体に内蔵されたリール装置は、吸引車両がセンタ台を中心に１回転する毎に、吸引口の大きさ（吸引口が円形の場合は直径、矩形状の場合は辺長）の分だけ吸引車両が走行軌跡の径方向に移動するように、電力供給用ケーブルの巻き取り及び巻き戻し量を制御している。これにより、シートに落下したブラスト媒体を取り残すことなく回収できる。

また、請求項３によれば、牽引部材と電力供給用のケーブルを兼用したので、回転体と吸引車両との間の配線系を簡素化することができる。このケーブルから供給される電力によって、吸引車両の吸引装置、車輪駆動用モータ、照明、及びステアリング駆動部が駆動される。

本発明に係るブラスト媒体の回収装置によれば、センタ台の回転体を中心に略螺旋状に移動しながらブラスト媒体を回収する吸引車両において、吸引車両の車輪間の底部に吸引口を配置したので、シートに落下したブラスト媒体をシートを吸引することなく回収することができる。

以下添付図面に従って、本発明に係るブラスト媒体の回収装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態のブラスト媒体の回収装置によって回収されるブラスト媒体を使用したスポンジ状多孔質弾性体ブラスト装置（（ブラスト媒体投射装置）以下、スポンジブラスト装置と称する）２０の基本的構造を示した説明図である。

まず、スポンジブラスト装置２０を用いたスポンジブラスト工法について説明すると、この工法で使用するブラスト媒体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（ユリア樹脂の場合には研掃材ともいう）をスポンジ片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加工対象物４０の塗膜２８に投射し、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。

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、包含させた研削材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の跳ね返りは極めて少ない。

したがって、図３の如くスポンジブラスト装置２０を取り扱う作業者３４の装備３６も軽くて済む。図３は、スポンジブラスト装置２０のノズル３８近傍のホース３９を作業者３４が両手で把持し、加工対象物４０に向けてブラスト媒体２６を投射している図が示されている。この作業者３４は、サンドブラスト工法のようにプロテクタを全身に装備する必要はなく、また、ヘルメット４２についても、頭部、顔部全てを覆うフルフェイス型のヘルメットではなく、作業現場で使用する通常のヘルメットに透明アクリル板からなるフェイスプロテクタ４３が取り付けられたものが使用され、いたって軽量な装備３６となっている。これにより、装備の重量が軽くなるので、作業者３４の労力を大幅に低減することができる。

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５０、コンプレッサ５２、ノズル３８、回収装置５４、リサイクル分離機５６及びホッパ５８から構成されている。この回収装置５４が、実施の形態の回収装置に相当する。

スポンジブラスト供給装置５０には、コンプレッサ５２から高圧エアが供給されるとともに、ホッパ５８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５２からの高圧エアによりホース３９を介してエア搬送されてノズル３８の先端から加工対象物４０に向けて高速で投射される。そして、研削に供した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シート７０上に落下し、回収装置５４の吸引口６０から回収装置５４に吸引され、リサイクル分離機５６に送り込まれる。なお、前記シートは、ブラスト媒体２６の回収時に、加工対象物４０の下方位置に敷設される養生シートである。

リサイクル分離機５６は、篩の目のサイズが大、中の２つの篩６２、６４が加振機６６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６２に送り込まれ、加振機６６のバイブレータによって篩６２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６２から取り出される。また、篩６２を通過したブラスト媒体２６は篩６４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６４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６２、６４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５８に搬送される。また、篩６４を通過した細かいブラスト媒体２６は、再利用不能のため容器６８に溜められて廃棄される。なお、再利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の構成である。

次に、第１の実施の形態に係る回収装置５４について説明する。

この回収装置５４は図４〜図６に示すように、錘の役割をはたすセンタ台７２、リールの機能を有する回転体７４、牽引部材として機能する電力供給用ケーブル７６、ブラスト媒体２６の吸引ホース７８、及び吸引口６０が設けられた吸引車両８０から構成されている。

センタ台７２は、ブラスト媒体２６が落下するシート７０の所定の位置に自身の重量にて設置される。また、センタ台７２には不図示のモータと、このモータに電力を供給するバッテリが内蔵されている。前記モータの回転軸８２は、センタ台７２の上部から突出され、その上部に回転体７４が固定されている。したがって、回転体７４は、センタ台７２に内蔵されたモータの駆動力によって所定の回転数で回転駆動される。

なお、センタ台７２及び回転体７４は、ブラスト媒体２６の投射作業前にシート７０上に設置される。この場合、落下してくるブラスト媒体２６がセンタ台７２及び回転体７４に積もるのを防止するため、図６の如く回転体７４の上部に傘部材８４が取り付けられている。この傘部材８４は、回転体７４の上部から不図示の軸受を介して配設されたパイプ８６に固定されている。また、パイプ８６に電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８が挿通され、これによって電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８が外部から回転体７４を介して吸引車両８０に配設されている。

一方、回転体７４には、回転体７４から吸引車両８０に配設されている電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を、回転体７４の自転に伴って巻き取り及び巻き戻すリール装置（不図示）が内蔵されている。このリール装置を回転体７４の自転に連動させることにより、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８に連結された吸引車両８０は、回転軸８２を中心に略螺旋状に走行移動される。また、このリール装置は、回転体７４が一回転する毎に吸引口６０の大きさ（吸引口が円形の場合は直径、矩形状の場合は辺長）の分だけ吸引車両８０が径方向に移動するように、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８の巻き取り及び巻き戻し速度を制御している。これにより、シート７０に落下したブラスト媒体２６を取り残すことなく回収できる。

ところで、吸引車両８０に設けられた吸引口６０は、四輪駆動の吸引車両８０の前輪８８、８８と後輪９０、９０との間の底部に取り付けられている。吸引口６０の数は１個に限定されず、吸引車両８０の底部に複数個取り付けてもよい。

次に、前記の如く構成された回収装置５４の作用について説明する。

まず、ブラスト媒体２６の回収に先立ってセンタ台７２及び回転体７４をシート７０の所定位置に設置し、この後、加工対象物４０にブラスト媒体２６を投射してブラスト媒体投射作業を実施する。このとき、加工対象物４０から落下してきた使用済みのブラスト媒体２６は、回転体７４の上部に配置された傘部材８４によりセンタ台７２や回転体７４に降り積もることなくセンタ台７２の周囲に堆積されていく。

次に、ブラスト媒体投射作業の終了後、回転体７４に吸引車両８０を電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を介して連結する。すなわち、回転体７４の回転軸芯Ｐ（図６参照）を中心として吸引車両８０を、回転体７４に近い内側から外側に向けて走行させる場合には、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を回転体７４に巻き取って連結する。逆に、回転体７４の回転軸芯Ｐを中心として吸引車両８０を外側から回転体７４に向けて走行させる場合には、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を回転体７４から巻き戻して連結する。この後、回転体７４を回転させながら、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を巻き取り又は巻き戻すことにより、回転体７４の回転軸芯Ｐを中心として吸引車両８０を略螺旋状に走行させながら、シート７０上に落下したブラスト媒体２６を吸引車両８０の吸引口６０から吸引し回収する。なお、図４〜図６の実施例は、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８を巻き戻しながら回収する図が示されている。

これにより、ブラスト媒体２６の回収を自動化できる。また、吸引口６０は、吸引車両８０の底部に配置されているので、吸引口６０に対向するシート７０は少なくとも左右２本の車輪８８、９０により押さえ付けられ、張られている。したがって、シート７０に落下したブラスト媒体２６をシート７０を吸引することなく回収することができる。

更にまた、実施の形態の回収装置５４は、牽引部材と電力供給用のケーブル７６とを兼用したので、回転体７４と吸引車両８０との間の配線系を簡素化することができる。このケーブル７６から供給される電力によって、吸引車両８０の不図示の車輪駆動用モータ、照明、及びステアリング駆動部が駆動される。

また、前記電力によって前記ステアリング駆動部を駆動し、車輪８８、９０をセンタ台７２に対して若干量外側に向くようにあらかじめ操舵しておくことにより、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８は、吸引車両８０の螺旋移動時において常に張られた状態で使用される。よって、電力供給用ケーブル７６及び吸引ホース７８の緩みに起因する吸引車両８０の迷走を防止することができる。

更に、車輪８８、９０は、溝幅の広いオフロード用のタイヤが適用され、シート７０に落下したブラスト媒体２６の踏み潰しが極力避けられている。

図７は、第２の実施の形態の回収装置１５４の全体斜視図が示され、図４〜図６に示した回収装置５４と同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。

この回収装置１５４はセンタ台７２、リールの機能を有する回転体７４、牽引部材として機能する電力供給用ケーブル７６、及び吸引口６０が設けられた吸引車両８０から構成され、この吸引車両８０に吸引装置（不図示）と、吸引回収したブラスト媒体２６を貯めるタンク（不図示）が内蔵されている。

回転体７４に内蔵されたリール装置７５は、吸引車両８０がセンタ台７２を中心に１回転する毎に、吸引口６０の大きさ（吸引口が円形の場合は直径、矩形状の場合は辺長）の分だけ吸引車両８０が径方向に移動するように、電力供給用ケーブル７６の巻き取り及び巻き戻し量を制御している。これにより、この吸引装置１５４においても、第１の実施の形態の吸引装置５４と同様に、シート７０に落下したブラスト媒体２６を取り残すことなく回収できる。

なお、実施の形態では、ブラスト媒体として研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジブラスト媒体２６について説明したが、これに限定されるものではなく、サンドブラスト媒体でもよい。

スポンジブラスト装置の全体構成図スポンジブラストのメカニズムを説明した図スポンジブラストの作業者装備を説明した図第１の実施の形態の回収装置の全体構成を示した斜視図図４に示した回収装置の平面図図４に示した回収装置の側面図第２の実施の形態の回収装置の全体斜視図

符号の説明

２０…スポンジブラスト装置、２４…スポンジ片、２６…ブラスト媒体、５４、１５４…回収装置、５６…リサイクル分離機、６０…吸引口、７０…シート、７２…センタ台、７４…回転体、７５…リール装置、７６…電力供給用ケーブル、７８…吸引ホース、８０…吸引車両、８４…傘部材、８６…パイプ、８８、９０…車輪

Claims

加工対象物に投射されてシートに落下した使用後のブラスト媒体を回収するブラスト媒体の回収装置であって、
前記シート上に載置されるセンタ台と、
前記センタ台に回転自在に支持されるとともに牽引部材及び吸引ホースを巻き取り又は巻き戻しする回転体と、
前記牽引部材に連結されて前記回転体が回転することにより前記センタ台を中心に略螺旋状に走行移動する自走式の吸引車両であって、前記吸引ホースに連結された吸引口を有する吸引車両とから構成され、
前記吸引口は、前記吸引車両の車輪間の底部に配置され、前記牽引部材は前記センタ台から前記吸引車両に電力を供給するケーブルであることを特徴とするブラスト媒体の回収装置。
前記吸引車両は、前記回転体の一回転毎に前記吸引口の大きさの分だけ径方向に移動されながら走行移動されることを特徴とする請求項１に記載のブラスト媒体の回収装置。
加工対象物に投射されてシートに落下した使用後のブラスト媒体を回収するブラスト媒体の回収装置であって、
前記シート上に載置されるとともに充電池が内蔵されたセンタ台と、
前記センタ台に回転自在に支持されるとともに牽引部材を巻き取り又は巻き戻しする回転体と、
前記牽引部材に連結されて前記回転体が回転することにより前記センタ台を中心に走行移動する自走式の吸引車両であって、前記ブラスト媒体を吸引する吸引口と吸引装置とタンクとを有する吸引車両とから構成され、
前記吸引口は、前記吸引車両の車輪間の底部に配置され、前記牽引部材は、前記センタ台の前記充電池から前記吸引車両に電力を供給するケーブルであり、前記吸引車両は、前記回転体による前記牽引部材の巻き取り又は巻き戻しにより、前記センタ台を中心に１回転する毎に前記吸引口の大きさの分だけ径方向に移動されることを特徴とするブラスト媒体の回収装置。