JP5702331B2

JP5702331B2 - 汚染物質除去装置

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Publication number: JP5702331B2
Application number: JP2012113636A
Authority: JP
Inventors: 中村　弘; 弘中村
Original assignee: 株式会社東洋ユニオン
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: JP2013242152A

Description

本発明は、放射性物質を除去する汚染物質除去装置に関する。

例えば原子力発電所や核燃料再処理工場等において地震、津波等の自然災害や事故によって放射能漏れが発生すると、それによって放射能汚染を生じる。例えば放射性物質が道路の舗装面に蓄積して除染が必要になる場合がある。

放射性物質の除染のために汚染面（例えばアスファルト舗装面）を薬剤で洗浄することが考えられるが、洗浄後の汚染水の処理に困る。他方、アスファルト層を物理的に取り除くとすれば大変な作業になる。また、装置や設備の除染において、特許文献１のように汚染された装置や設備を解体する場合があるが、完全な除染は困難なことから、解体したものを埋めたり長期にわたり隔離管理しなければならない。

特開２０１１−２０９１５７号公報

本発明の課題は、汚染面をあまり傷付けることなく放射性物質を剥離することができ、汚染層の状況等に応じて除染作業を効率的に実施できる汚染物質除去装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明は、
汚染物質としての放射性物質が付着した汚染面に予め所定形状に形成されたドライアイスペレットを噴射して放射性物質を汚染面から剥離する第１ドライアイス噴射装置と、
ドライアイスパウダーを汚染面に噴射して放射性物質を汚染面から剥離する第２ドライアイス噴射装置と、
それらドライアイスペレット及びドライアイスパウダーの少なくとも一方が噴射される汚染面の周辺の空間を被うブースと、
そのブース内に位置して汚染面から剥離された放射性物質を吸引する負圧吸引部と、
その負圧吸引部から連通手段を介して接続され、該負圧吸引部で吸引され該連通手段を介して移送される放射性物質を捕獲する捕獲装置と、
前記負圧吸引部に作用する負圧を生じさせる負圧発生装置と、
前記第１ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットのみを噴射する第１状態と、前記第２ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーのみを噴射する第２状態と、前記第１ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットを噴射するとともに前記第２ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーを噴射する第３状態とに切り換える切換手段と、
前記ドライアイスペレット及びドライアイスパウダーの少なくとも一方が噴射される前記ブース内の負圧が一定範囲内に保たれるように前記負圧発生装置を制御する負圧制御装置と、
を含み、
前記捕獲装置には、排出される空気に残留する放射線量を測定するセンサと、該センサの測定値に基づいて出口側の第一切換弁及び循環側の第二切換弁を制御する切換コントローラとが設けられ、
前記切換手段が前記第１状態、前記第２状態及び前記第３状態のいずれであっても、前記ブース内において剥離された放射性物質と噴射された後昇華した二酸化炭素とはともに前記負圧吸引部から吸引され、前記捕獲装置で選択的に吸着・捕集されるとともに、前記センサによる残留放射線量の測定値が許容範囲内であるとき、前記切換コントローラは前記第二切換弁を閉じ前記第一切換弁を開いて、前記捕獲装置を通過した後の空気を大気中に排出する一方、前記測定値が許容範囲外であるとき、前記切換コントローラは前記第一切換弁を閉じ前記第二切換弁を開いて、前記捕獲装置を通過した後の空気を循環することを特徴とする。

本発明において「汚染物質」は、セシウム、プルトニウム等の放射性物質である。

典型事例で言えば、ドライアイスペレットは、例えば直径２〜３ｍｍ、長さ２〜４ｍｍくらいの短軸円柱状に形成され、ドライアイスパウダーは、例えばドライアイスブロックを削って作ることができ、その場合ドライアイスブロックから例えば０．５〜１ｍｍ角くらいの不規則なサイコロ状の粒子に削り出される。相対的に質量が大きいドライアイスペレットは衝撃エネルギーが高いので、除染すべき汚染層が厚い場合とか頑固に固着している場合の除染（剥離除去）に適している。一方、ドライアイスパウダーは比較的粒が小さいので、複雑な構造物の細部まで到達させて除染するときに適している。ドライアイスペレットを噴射する第１状態と、ドライアイスパウダーを噴射する第２状態とを切り換えることにより、汚染層の状況等に応じて除染作業を効率的に実施できる。例えば、ドライアイスペレットがその大きな衝撃エネルギーで強い剥離機能を発揮し、ドライアイスパウダーがドライアイスペレットでは剥離しにくい汚染部の細部まで到達して緻密な剥離機能を発揮し得る。両者の相乗効果により、全体として高能率で精度の高い除染が可能となる。

さらに、ドライアイスペレットとドライアイスパウダーとを併用して噴射する第３状態に切り換えることもでき、その場合は、ドライアイスペレットによる強い剥離力とドライアイスパウダーによる緻密な剥離力との双方が一度の噴射で同時に得られ、効率的かつ高性能の複合剥離作用が発揮される。なお、さらに剥離能力を高めるために、重曹等の固形物をドライアイスペレットやドライアイスパウダーに付加してもよい。

本発明に係る汚染物質除去装置の一例を示す概要図。図１の具体例として、舗装面から放射性物質を除去する車載式汚染物質除去装置の概略説明図。ドライアイス噴射装置の第１状態を示す説明図。同じく第２状態を示す説明図。同じく第３状態を示す説明図。パウダー供給部の詳細を示す説明図。切削刃及びパウダーホッパの近傍を示す斜視図。ペレットホッパの一例を示す説明図。ペレットホッパの他の例を示す説明図。ブースの一例を示す説明図。図８Ａの断面説明図。ブースの他の例を示す説明図。図８Ｃの断面説明図。ブースのさらに他の例を示す説明図。捕獲装置の主要部を拡大して示す説明図。ドライアイス噴射装置によるアスファルト除染作業の一例（第１状態）を説明する概略図。同じくアスファルト除染作業の他の例（第２状態）を説明する概略図。同じくアスファルト除染作業のさらに他の例（第３状態）を説明する概略図。本発明に係る汚染物質除去装置の他の例について、ドライアイス噴射装置の第１状態を示す説明図。同じく第２状態を示す説明図。同じく第３状態を示す説明図。同じく第４状態を示す説明図。同じく第５状態を示す説明図。同じく第６状態を示す説明図。汚染物質除去装置の参考例について、ドライアイス噴射装置の作動例を示す説明図。同じく他の作動例を示す説明図。汚染物質除去装置の他の参考例について、ドライアイス噴射装置の作動例を示す説明図。同じく他の作動例を示す説明図。噴射ガンを別々に設けた例を示す説明図。図２３Ａで圧縮空気の供給系を共用する例を示す説明図。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１の概念図に示す汚染物質除去装置１は、汚染物質が付着した汚染面ＰＳに噴射されるドライアイスペレットＤＰＥを供給するペレット供給部１２１と、汚染面ＰＳに噴射されるドライアイスパウダーＤＰを供給するパウダー供給部２１と、ドライアイスペレットＤＰＥを汚染面ＰＳに噴射する第１ドライアイス噴射装置として機能するとともに、ドライアイスパウダーＤＰを汚染面ＰＳに噴射する第２ドライアイス噴射装置として機能する、共通かつ一体的な噴射ガン２４と、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰの少なくとも一方が噴射される汚染面ＰＳの周辺の空間を被うブース３と、そのブース３内に位置して汚染面ＰＳから剥離された汚染物質を吸引する負圧吸引部４（吸引口）と、その負圧吸引部４から連通手段としてのホース６を介して接続され、負圧吸引部４で吸引されホース６を介して移送される汚染物質を捕獲部７２（フィルタ装置）に集め、かつ空気とともに通過させる過程で汚染物質を捕獲する捕獲装置５と、を備える。

さらに、汚染物質除去装置１は、負圧吸引部４に作用する負圧を生じさせる負圧発生装置としての負圧ポンプ８（吸引ポンプ）と、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが噴射されるブース３内の負圧が一定範囲内に保たれるように、圧力センサ９１によるブース３内の負圧測定値に基づいて負圧ポンプ８を制御する負圧制御装置としての負圧コントローラ９と、ペレット供給部１２１から供給されるドライアイスペレットＤＰＥのみを噴射ガン（作業者によって把持される噴射部）２４から噴射する第１状態（図３参照）、パウダー供給部２１から供給されるドライアイスパウダーＤＰのみを噴射ガン２４から噴射する第２状態（図４参照）、及びドライアイスペレットＤＰＥとドライアイスパウダーＤＰの双方を噴射ガン２４から噴射する第３状態（図５参照）に切り換える切換手段（後述）と、を備える。

図２は、図１に概念を示す汚染物質除去装置が、放射性の汚染物質で汚染された舗装面（原子力発電所の敷地や道路の表面を構成するアスファルト面やコンクリート面等）を除染する装置に適用されるもので、除染する舗装面ＰＳがブース３で隔離され、例えば移動可能な車両１００の荷台１０１には、ペレット供給部１２１、パウダー供給部２１、捕獲装置５，負圧ポンプ８，負圧コントローラ９等が搭載され、噴射ガン２４（ノズル）から舗装面ＰＳ（汚染面）にドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰが噴射される（図１０〜図１２参照）。

図３に示すように、ペレット供給部１２１とパウダー供給部２１とは並列的に２系統設けられ、それらの下端に共通（兼用）の噴射ガン２４が接続され、その共通の噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥとドライアイスパウダーＤＰとが択一的に又は混合して噴射される。

具体的には、ペレット供給部１２１は、ドライアイスペレットＤＰＥを収容するペレットホッパ１２１ｂを備える。ペレットホッパ１２１ｂからペレット供給ホース１２１ａを経てドライアイスペレットＤＰＥが圧縮空気とともに噴射ガン２４へ導かれる。さらに、加圧源としてのエアコンプレッサ２２からの圧縮空気を噴射ガン２４へ導くエア供給ホース２２ａが設けられる。噴射ガン２４は、圧縮空気とドライアイスペレットＤＰＥの噴射を開始及び停止するオンオフ操作部としてのオンオフレバー２４ａを備える。

図３において、パウダー供給部２１は、ドライアイスブロックＤＢを切削刃２１ｃで旋削してドライアイスパウダーＤＰを作成するパウダー作成部２とそのドライアイスパウダーＤＰを集めるパウダーホッパ２１ｄと、そのパウダーホッパ２１ｄと噴射ガン２４とを接続するパウダー供給ホース２１ａとを備え、圧縮空気を生成するエアコンプレッサ２２からのエア供給ホース２２ａはペレット供給部１２１と共通のものが使用される。より具体的には、図６Ａに示すように、パウダー供給部２１は、車輪２８によって移動可能なフレーム２０と、ドライアイスブロックＤＢをホルダ２１ｅを介して回転させるモータ２１ｂと、ドライアイスブロックＤＢの切削によって得られたドライアイスパウダーＤＰを収容するパウダーホッパ２１ｄと、ドライアイスパウダーＤＰを圧縮空気とともに噴射する噴射ガン２４へパウダーホッパ２１ｄからドライアイスパウダーＤＰを導くパウダー供給ホース２１ａと、加圧源としてのエアコンプレッサ２２（車輪２９により移動可能）からの圧縮空気を噴射ガン２４へ導く共通のエア供給ホース２２ａとを含む。

フレーム２０は、ドライアイスブロックＤＢを載置する載置部２０ｂを備え、この載置部２０ｂに形成されたスリット２０ｃから上側にやや突出するように切削刃２１ｃが設けられ、この切削刃２１ｃに押し付けるようにドライアイスブロックＤＢが載置される。ホルダ２１ｅは、複数の針２１ｆを備え、これらの針２１ｆがドライアイスブロックＤＢの上面に食い込んでそのブロックＤＢに回転トルクを伝達する。ホルダ２１ｅは、駆動軸２１ｇ及び減速機構２１ｈを介してモータ２１ｂに接続され、モータ２１ｂは、電動モータ又はエアモータであり、その出力は減速機構２１ｈを介してホルダ２１ｅを回転させる駆動軸２１ｇと、ホルダ２１ｅを切削に従って下降させていくネジ軸２１ｉとに分配される。ネジ軸２１ｉは、減速機構２１ｈに保持されフレーム２０の一部２０ａに設けられたナット２１ｊと螺合する。

ドライアイスブロックＤＢは、例えば図６Ｂに示すように、角柱状、円柱状等のブロック体であり、その底面が切削刃２１ｃに押し付けられ、載置部２０ｂに形成された回転摺動面２０ｄ上をホルダ２１ｅの駆動軸２１ｇを中心に回転する。パウダーホッパ２１ｄは、上部の開口２１ｋから下部に向かって横断面が漸次小さくなる形状を有し、その下部にパウダー供給ホース２１ａが連結されている。

図６Ａ，図６Ｂにおいて、モータ２１ｂ及びホルダ２１ｅによりドライアイスブロックＤＢが回転すると、切削刃２１ｃによりそのブロックＤＢが切削されてドライアイスパウダーＤＰが得られ、これがパウダーホッパ２１ｄに収容される。切削の進行に従い、このネジ軸２１ｉの作用によりホルダ２１ｅは下方へ変位しホルダ２１ｅが切削刃２１ｃに接近する下限位置でモータ２１ｂは停止する。モータ２１ｂはコントローラ２５に接続され、コントローラ２５にはモータ２１ｂの回転数を変更することによりドライアイスパウダーＤＰの粒度を変更するパウダー粒度変更操作部としての操作パネル２６が接続される。

操作パネル２６は例えば複数段階に切り替えられることにより、モータ２１ｂの回転数ひいてはドライアイスブロックＤＢの切削によって得られるドライアイスパウダーＤＰの粒度を変更する。例えば、モータ２１ｂの回転数（回転速度）を低くすれば粒子の大きなドライアイスパウダーＤＰが生じ、回転数を高めれば粒度が小さいパウダーＤＰが得られ、粒度が大きいほど質量も大きいから、噴射時の衝突エネルギーもそれだけ大きなものとなる。

図３に示すように、噴射ガン２４には、エア供給ホース２２ａを挟んで両側にペレット供給ホース１２１ａとパウダー供給ホース２１ａとが接続され、それらが合流して一つの噴出口２４ｃを形成している。噴射ガン２４においてエア供給ホース２２ａから圧縮空気が高速で流れると、ベンチュリ効果によってペレット供給ホース１２１ａ及びパウダー供給ホース２１ａ内の少なくとも一方の空気が吸引され、更にはペレット供給部１２１に存在するドライアイスペレットＤＰＥ及びパウダー供給部２１に存在するドライアイスパウダーＤＰの少なくとも一方が吸引されて噴射ガン２４へ供給される。これによって、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰの少なくとも一方が圧縮空気に混合した状態で噴射ガン２４先端の噴出口２４ｃから噴射される。なお、ドライアイスペレットＤＰＥを供給するペレット供給ホース１２１ａとドライアイスパウダーＤＰを供給するパウダー供給ホース２１ａとは、圧縮空気を供給するエア供給ホース２２ａに対してほぼ同じ合流位置であって、しかもほぼ同じ傾斜角度（例えば１０°〜４５°）で交差している。

圧縮空気の供給路であるエア供給ホース２２ａの途中には、その供給路を開閉する電磁弁２２ｂが配置され、ドライアイスペレットＤＰＥの供給路であるペレット供給ホース１２１ａの途中には、その供給路を開閉する電磁弁１２１ｃが配置され、ドライアイスパウダーＤＰの供給路であるパウダー供給ホース２１ａの途中には、その供給路を開閉する電磁弁２１ｖが配置されている。したがって、電磁弁２２ｂ，１２１ｃが開き電磁弁２１ｖが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥのみが圧縮空気に混合して噴射され（図３に示す第１状態）、電磁弁２２ｂ，２１ｖが開き電磁弁１２１ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスパウダーＤＰのみが圧縮空気に混合して噴射され（図４に示す第２状態）、すべての電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖが開いた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合して噴射される（図５に示す第３状態）。

噴射ガン２４には、第１〜第３状態を人為的に設定する（切り換える）設定スイッチ２４ｂが設けられている。コントローラ２５は、オンオフレバー２４ａからのオンオフ信号及び設定スイッチ２４ｂからの設定信号を受けて、エアコンプレッサ２２、モータ２１ｂ、電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖ等へ指令信号を出力する。この実施例では、コントローラ２５（噴射制御装置）、設定スイッチ２４ｂ、電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖ等が第１〜第３状態の切換手段を構成する。設定スイッチ２４ｂ（切換スイッチ）が噴射ガン２４に設けられているので、除染を行う作業者が舗装面ＰＳ（図２参照）上の汚染層の状況に応じて、手元操作により容易に噴射状態を設定（切り換え）できる。

設定スイッチ２４ｂを第１状態に設定してオンオフレバー２４ａを引くと、図３のように圧縮空気が噴射ガン２４に供給され、ベンチュリ効果によってペレットホッパ１２１ｂ内のドライアイスペレットＤＰＥが吸引されて噴射ガン２４へ供給される。これによって、ドライアイスペレットＤＰＥが圧縮空気に混合された状態で噴射ガン２４先端の噴出口２４ｃから噴射される。

設定スイッチ２４ｂを第２状態に設定してオンオフレバー２４ａを引くと、図４のように圧縮空気が噴射ガン２４に供給され、ベンチュリ効果によってパウダーホッパ２１ｄ内のドライアイスパウダーＤＰのみが吸引されて噴射ガン２４へ供給される。これによって、ドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合された状態で噴射ガン２４先端の噴出口２４ｃから噴射される。

設定スイッチ２４ｂを第３状態に設定してオンオフレバー２４ａを引くと、図５のように圧縮空気が噴射ガン２４に供給され、ベンチュリ効果によってペレットホッパ１２１ｂ内のドライアイスペレットＤＰＥ及びパウダーホッパ２１ｄ内のドライアイスパウダーＤＰが吸引されて、それぞれ噴射ガン２４へ供給される。これによって、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気にそれぞれ混合された状態で噴射ガン２４先端の噴出口２４ｃから噴射される。

なお、設定スイッチ２４ｂを省略し、電磁弁１２１ｃ，２１ｖも省略して、共通の噴射ガン２４の近傍部位に、供給ホース１２１ａ，２１ａを開閉する、手動で操作するシャッタ等の開閉装置を各々設け、その開閉装置の組み合わせにより手動式の切換手段を構成して前記第１〜第３状態を生じるようにしてもよい（以下の説明でも同様）。

図３に戻り、コントローラ２５は、ＣＰＵ２５ａ、タイマ２５ｂ、シーケンス回路２５ｃ及び制御プログラム２５ｄを備える。例えばオンオフレバー２４ａからオン信号を受けると、コントローラ２５は電磁弁２２ｂを開いて圧縮空気をエアコンプレッサ２２から噴射ガン２４へ導き、かつタイマ２５ｂによる制限時間の計測の後、シーケンス回路２５ｃを介してモータ２１ｂを起動する（供給ホース２１ａ内に残留するドライアイスパウダーＤＰを排出する効果がある）。また、オンオフレバー２４ａからオフ信号を受けると、コントローラ２５はモータ２１ｂの停止や電磁弁２２ｂを閉じる指令信号を出力する。制御プログラム２５ｄはこれらの圧縮空気及びドライアイスパウダーＤＰの供給系の全体を制御するプログラムをメモリに書き込んだものであり、ＣＰＵ２５ａによって実行される。

ペレット供給部１２１においてドライアイスペレットＤＰＥを供給する場合、例えば図７Ａに示すように、電磁弁１２１ｃ（図３参照）に代わり又はそれと併せ、ペレットホッパ１２１ｂの下部にシャッタ１２１ｃ’を設け、ドライアイスペレットＤＰＥの供給時にシャッタ１２１ｃ’を手動で又はソレノイド１２１ｄ等の駆動装置で開き、またペレットホッパ１２１ｂの外壁面に振動装置１２２を設けて、ペレットホッパ１２１ｂ内でのドライアイスペレットＤＰＥのブリッジ現象を抑制することができる。これにより、ドライアイスペレットＤＰＥが円滑に噴射ガン２４に供給される。

また、図７Ｂに示すように、ペレットホッパ１２１ｂの下部にスクリューコンベア１２３を設け、ドライアイスペレットＤＰＥの供給時にモータ１２３ａによりスクリューコンベア１２３を駆動して、ドライアイスペレットＤＰＥをペレット供給ホース１２１ａ側へ送り出すこともできる。この場合、図７Ａの振動装置１２２やシャッタ１２１ｃ’を必要に応じて付加してもよい。スクリューコンベア１２３によりペレットホッパ１２１ｂから強制的にドライアイスペレットＤＰＥが送り出されるので、ドライアイスペレットＤＰＥの供給における信頼性が高まる。

図２に戻り、捕獲装置５には、ブース３から負圧ポンプ８で吸引され、放射性物質ＲＭ、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが昇華した二酸化炭素等を含んだ空気から、アスファルト等の固体を気体との質量差によって分離する分離室７１が設けられ、さらにその下流側に放射性物質ＲＭ等を吸着して捕獲するための捕獲部７２（フィルタ装置）が接続されている。なお、実施例では分離室７１と捕獲部７２との間に負圧ポンプ８を設けている。また、分離室７１にはサイクロン等の分離装置を設けて固体を分離してもよい。

図９に示すように、分離室７１の下流の捕獲部７２（フィルタ装置）には、面状の不織布系エアフィルタであるＨＥＰＡフィルタ７２ａ、その下流に活性炭層７２ｂ、さらにその下流にゼオライト層７２ｃが、上下方向に直列状に配置されている。ＨＥＰＡフィルタ７２ａと活性炭層７２ｂとの間、及び活性炭層７２ｂとゼオライト層７２ｃとの間は、所定長さの接続管７３でそれぞれ接続されている。負圧ポンプ８で吸引され捕獲部７２に導入された空気は、ＨＥＰＡフィルタ７２ａ→活性炭層７２ｂ→ゼオライト層７２ｃの各々を通過する間に放射性物質ＲＭ（図１０参照）、二酸化炭素（ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが昇華したもの）等の所定成分が選択的に吸着・捕集されるので、これらを通過した後の空気を大気中に排出できるようになる。なお、ＨＥＰＡフィルタ７２ａ→ゼオライト層７２ｃ→活性炭層７２ｂの順に通過するようにしてもよい。

上記したＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate air filter）７２ａは繊維径１μｍ以下のろ紙状繊維層であり、粒径０．１μｍの粒子でも９９．９９％以上の集塵率を有する。したがって、不織布系エアフィルタとしてＨＥＰＡフィルタ７２ａを用いることにより、微細な固形物（例えば、チリ、ホコリ、土粒子、昇華しなかったドライアイス、後述する重曹等）、場合によっては所定の放射性汚染物質等も捕獲できる可能性がある。また、活性炭層７２ｂやゼオライト層７２ｃにより放射性汚染物質である、例えばセシウム１３４，１３７等の吸着や捕獲が行われる。活性炭は高い吸着能を有する多孔質の炭素性物質であり、ゼオライト（沸石ともいう）は気体の選別的吸着性をもつ分子ふるいとなるので、ドライアイスが昇華した二酸化炭素の捕獲も一定範囲で可能である。

ゼオライト層７２ｃの出口側には、残留する放射線量を測定するセンサ７４が設けられ、センサ７４の測定値に基づいて切換コントローラ７５が２つの切換弁を制御している。すなわち、センサ７４による残留放射線量の測定値が許容範囲内であるとき、切換コントローラ７５は出口側の第一切換弁７６を開いて、通過後の空気を大気中に排出する（循環側の第二切換弁７７は閉じる）。一方、測定値が許容範囲外であるとき、切換コントローラ７５は出口側の第一切換弁７６を閉じ、循環側の第二切換弁７７を開いて、通過後の空気を分離室７１及び負圧ポンプ８を経由して（図１，図２参照）ＨＥＰＡフィルタ７２ａ、活性炭層７２ｂ及びゼオライト層７２ｃへ循環する。

図２に戻り、負圧コントローラ９は、圧力センサ９１によるブース３内の負圧測定値が所定の負圧範囲（例えば−２〜−１０Ｐａ（−２０×１０^−６〜−１００×１０^−６ｋｇｆ／ｃｍ²））になるように、負圧発生装置（具体的には、負圧ポンプ８による負圧吸引力）をコントロールする。例えば圧力センサ９１の負圧測定値が負圧上限値（−１０Ｐａ）を上回ったときには負圧ポンプ８の回転数を減少させて真空度を低下させ、負圧下限値（−２Ｐａ）を下回ったときには負圧ポンプ８の回転数を増加させて真空度を上昇させる。これによって、ブース３内での吸引作用や捕獲部７２での放射性物質ＲＭ等の吸着（捕獲）を安定させることができる。

このように、負圧コントローラ９がブース３内の負圧を一定範囲内に維持しながら、ドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰを噴射した時の衝撃エネルギーによって放射性物質ＲＭを舗装面ＰＳから剥離し、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰの全部又はそのほとんどは昇華して気体となるので、効率的かつ安全に除染作業が行える。

このような汚染物質除去装置１を用いてアスファルトの除染作業を行う場合、図１０のようにドライアイス噴射装置を第１状態（図３参照）で作動させると、ドライアイスペレットＤＰＥが圧縮空気に混合された状態で噴射ガン２４の噴出口２４ｃから舗装面ＰＳに噴射される。相対的に質量が大きいドライアイスペレットＤＰＥの高い衝撃エネルギーによって、舗装面ＰＳに付着（固着）した放射性物質ＲＭの厚い汚染層を剥離除去することができる。

また、図１１のようにドライアイス噴射装置を第２状態（図４参照）で作動させると、ドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合された状態で舗装面ＰＳに噴射される。比較的粒が小さいドライアイスパウダーＤＰの緻密な剥離機能（細部への到達力）によって、舗装面ＰＳの細部まで除染することができる。

あるいは、図１２のようにドライアイス噴射装置を第３状態（図５参照）で作動させると、ドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合された状態で舗装面ＰＳに噴射される。ドライアイスペレットＤＰＥの強力な剥離機能とドライアイスパウダーＤＰの緻密な剥離機能とによって、高能率かつ高精度で除染することができる。

なお、図３において圧縮空気の電磁弁２２ｂを省略し、オンオフレバー２４ａを握ると常に圧縮空気が噴射ガン２４へ供給されるようにしてもよい（以下の説明でも同様）。

図２及び図１０〜図１２に示すように、車両１００あるいは作業者によってブース３，噴射ガン２４，吸引口４等を一定時間毎に、あるいは連続的に移動させ、噴射ガン２４からドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰを圧縮空気とともに噴射して、アスファルト１０２の舗装面ＰＳの除染作業が行われる。除染作業で舗装面ＰＳから剥離された放射性物質ＲＭは、吸引口４から吸引されホース６を介して捕獲装置５に収容され、前述のようにＨＥＰＡフィルタ７２ａ、活性炭層７２ｂ及びゼオライト層７２ｃを経て浄化された後、大気に放出される。その際、舗装面ＰＳに対しブース３を移動させてドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰの噴射領域を変えることができる。また、ブース３に対してある程度噴射ガン２４を移動可能ないし旋回可能として、ブース３を動かさなくても一定範囲を除染できるようにしてもよい。

具体的には、図８Ａに示すブース３は、その少なくとも上面が透視性又は不透視性部材（例えば透明樹脂シート材等）で構成され、全体として所定の形状（図では直方体の蓋のような形状）に形成され、ブース３の上面部３ｂには長手方向に沿ってスリット３ａ（切れ目又は長孔）が開口している。このスリット３ａから噴射ガン２４、場合により吸引ホース６の端部をブース３の内部に挿入し、ブース３内でスリット３ａに沿って長手方向に移動することができる。また、スリット３ａにある噴射ガン２４を揺動させることによって、ドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰの噴射方向（噴射領域）を変えることもできる。なお、ブース３の上面部３ｂに円形状等所定形状の開口３ｃを形成し、開口周縁に放射状のスリット３ｄを形成することにより、その開口周縁部を弾性的にあるいは柔軟に変形させて吸引ホース６の端部を挿入・保持することができる。また、図８Ｂに示すように、ゴム等の弾性材料又は柔軟材料でできた、スリット３ａを有する蓋体３ｂ１がブース３の上部開口を塞ぐ場合、蓋体３ｂ１のスリット３ａを押し開いて噴射ガン２４、場合により吸引ホース６の端部をブース３に抜き差ししたりブース３を移動したりできるので、ブース３内部の密閉性を一定限度で保つことができる。

また、図８Ｃ，図８Ｄに示すように、透視性又は不透視性の樹脂シート材等の柔軟性部材３ｅの端部をオーバーラップさせて（重ね合わせて）ブース３の上面部を形成し、この重ね合わせ部分３ｅ，３ｅの隙間を介して噴射ガン２４、場合により吸引ホース６の端部をブース３に抜き差ししたりブース３を移動したりしてもよい。なお、図８Ａの上面部３ｂと同様に、図８Ｃにおいても吸引ホース６の端部を挿入・保持する開口３ｃやスリット３ｄを設けてもよい。

なお、スリット３ａ（切れ目、長孔）は図８Ｅに示すように複数設けることができる。この図では複数（２つ）のスリット３ａが所定の間隔で平行に形成されているが、スリット３ａの個数や形成方向は任意に設定することができる。図８Ｃ，図８Ｄの重ね合わせ部分３ｅ，３ｅ（これもスリットの一種と見ることができる）についても同様である。ブース３の上面部（蓋体３ｂ１）を透視性のある材料で構成すれば、ブース３内が外部から見えるから、作業性が向上する。

ところで、ドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰの衝撃エネルギーにより放射性物質ＲＭを剥離する現象は、次のような効果も期待できる。すなわち、除染媒体であるドライアイスペレットＤＰＥやドライアイスパウダーＤＰは、圧縮空気によって固体状態で高速で（場合によっては超音速で）加速されて舗装面ＰＳに噴射され、舗装面ＰＳ上で昇華して気体（二酸化炭素）になるときの膨張現象（あるいは小爆発現象）により、ガス状ウェッジ（くさび）として放射性物質ＲＭを剥離する（ガスウェッジ作用）ことに寄与するとも考えられる。

図１３には他の実施例を示す。図１３では、ペレット供給部１２１とパウダー供給部２１とを備えるとともに、さらに、昇華しない微細な固形物である重曹ＳＨを汚染面に噴射するための重曹供給部２３（固形物供給部）が設けられる。そして、重曹ＳＨの供給路である重曹供給ホース２３ａの途中には、その供給路を開閉する電磁弁２３ｃが配置されている。なお、図３に示したコントローラ２５（噴射制御装置）は、オンオフレバー２４ａからのオンオフ信号及び設定スイッチ２４ｂからの設定信号を受けて、エアコンプレッサ２２、モータ２１ｂ、電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖ，２３ｃ等へ指令信号を出力しているが、図１３では図示を省略した。したがって、この実施例においては、コントローラ２５（図３参照）、設定スイッチ２４ｂ、電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖ，２３ｃ等が切換手段を構成し、少なくとも以下に示す第１〜第６状態に切り換えることができる。

（第１状態：図１３）
電磁弁２２ｂ，１２１ｃが開き電磁弁２１ｖ，２３ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥのみが圧縮空気に混合して噴射される。

（第２状態：図１４）
電磁弁２２ｂ，２１ｖが開き電磁弁１２１ｃ，２３ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスパウダーＤＰのみが圧縮空気に混合して噴射される。

（第３状態：図１５）
電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖが開き電磁弁２３ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥ及びドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合して噴射される。

（第４状態：図１６）
電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２３ｃが開き電磁弁２１ｖが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥ及び重曹ＳＨが圧縮空気に混合して噴射される。

（第５状態：図１７）
電磁弁２２ｂ，２１ｖ，２３ｃが開き電磁弁１２１ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスパウダーＤＰ及び重曹ＳＨが圧縮空気に混合して噴射される。

（第６状態：図１８）
すべての電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２１ｖ，２３ｃが開いた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥ、ドライアイスパウダーＤＰ及び重曹ＳＨが圧縮空気に混合して噴射される。

この実施例によれば、汚染層の状況等に応じて第１〜第６状態を切り換えることにより、多様な噴射態様を選択できる。なお、図１３は図３と対応し、図１４は図４と対応し、図１５は図５と対応しているので、本実施例は図３〜図５に示す実施例をすべて含んでいる。

次に、図１９には参考例を示す。図１９では、パウダー供給部２１と重曹供給部２３とが設けられる。したがって、この実施例においては、コントローラ２５（噴射制御装置）、設定スイッチ２４ｂ、電磁弁２２ｂ，２１ｖ，２３ｃ等が切換手段を構成する。

図１９のように電磁弁２２ｂ，２１ｖが開き電磁弁２３ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスパウダーＤＰが圧縮空気に混合して噴射される。また、図２０のようにすべての電磁弁２２ｂ，２１ｖ，２３ｃが開いた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスパウダーＤＰ及び重曹ＳＨが圧縮空気に混合して噴射される。なお、図１９は図１４（第２状態）と対応し、図２０は図１７（第５状態）と対応している。

この例のように、汚染面にドライアイスパウダーのみを噴射する第１状態とドライアイスパウダーとともに固形物を噴射する第２状態とに切り換えることを単独の発明として把握することもできる。例えば、
汚染物質が付着した汚染面にドライアイスパウダーを噴射して汚染物質を汚染面から剥離するドライアイス噴射装置と、
昇華しない微細な固形物を前記汚染面に噴射する固形物噴射装置と、
そのドライアイスパウダー及び固形物の少なくとも一方が噴射される汚染面の周辺の空間を被うブースと、
そのブース内に位置して汚染面から剥離された汚染物質を吸引する負圧吸引部と、
その負圧吸引部から連通手段を介して接続され、負圧吸引部で吸引され連通手段を介して移送される汚染物質を捕獲する捕獲装置と、
前記負圧吸引部に作用する負圧を生じさせる負圧発生装置と、
前記ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーのみを噴射する第１状態と、前記ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーを噴射するとともに前記固形物噴射装置から固形物を噴射する第２状態とに切り換える切換手段と、
を含むことを特徴とする汚染物質除去装置である。

さらに、図２１には他の参考例を示す。図２１では、ペレット供給部１２１と重曹供給部２３とが設けられる。したがって、この実施例においては、コントローラ２５（噴射制御装置）、設定スイッチ２４ｂ、電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２３ｃ等が切換手段を構成する。

図２１のように電磁弁２２ｂ，１２１ｃが開き電磁弁２３ｃが閉じた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥが圧縮空気に混合して噴射される。また、図２２のようにすべての電磁弁２２ｂ，１２１ｃ，２３ｃが開いた状態では、噴出口２４ｃからドライアイスペレットＤＰＥ及び重曹ＳＨが圧縮空気に混合して噴射される。なお、図２１は図１３（第１状態）と対応し、図２２は図１６（第４状態）と対応している。

この例のように、汚染面にドライアイスペレットのみを噴射する第１状態とドライアイスペレットとともに固形物を噴射する第２状態とに切り換えることを単独の発明として把握することができる。例えば、
汚染物質が付着した汚染面にドライアイスペレットを噴射して汚染物質を汚染面から剥離するドライアイス噴射装置と、
昇華しない微細な固形物を前記汚染面に噴射する固形物噴射装置と、
そのドライアイスペレット及び固形物の少なくとも一方が噴射される汚染面の周辺の空間を被うブースと、
そのブース内に位置して汚染面から剥離された汚染物質を吸引する負圧吸引部と、
その負圧吸引部から連通手段を介して接続され、負圧吸引部で吸引され連通手段を介して移送される汚染物質を捕獲する捕獲装置と、
前記負圧吸引部に作用する負圧を生じさせる負圧発生装置と、
前記ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットのみを噴射する第１状態と、前記ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットを噴射するとともに前記固形物噴射装置から固形物を噴射する第２状態とに切り換える切換手段と、
を含むことを特徴とする汚染物質除去装置である。

図３,図１３において、ドライアイスペレットＤＰＥの噴射装置とドライアイスパウダーＤＰの噴射装置とを共通の噴射ガン２４で一体化して構成したが、図２３Ａ,図２３Ｂに示すようにドライアイスペレットＤＰＥ用の噴射装置（噴射ガン２４Ａ）とドライアイスパウダーＤＰ用の噴射装置（噴射ガン２４Ｂ）とをそれぞれ別体に設けてもよい。図２３Ａは圧縮空気の供給系（エア供給ホース２２ａ）を別系統とした例、図２３Ｂはそれを共用する例である。また、図１３,図１９,図２１において、重曹等の固形物の噴射装置も１つの噴射ガン２４で一体化して構成したが、別体に設けてもよい。その場合には、重曹ホッパ２３ｂ内の重曹ＳＨ（固形物）は、噴射ガン２４とは別に設ける重曹用噴射ガンへ供給される。さらに、電磁弁１２１ｃ，２１ｖ，２３ｃの代わりに人為的に開閉操作されるシャッタ、ダンパ等の開閉装置を用いてもよく、これらの切換手段は各ホッパ１２１ｂ，２１ｄ，２３ｂから噴射ガン２４に至る任意の位置に設けることができる。

なお、図１３〜図２３Ｂにおいて、図１〜図１２と共通の機能を有する部位には同一符号を付して詳細な説明を省略した。また、ドライアイスとともに噴射する固形物として、記載例では重曹（重炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、重炭酸ソーダともいう）を用いたが、胡桃の殻、ガーネット（ザクロ石ともいう）、食塩等、あるいはこれらの混合物等をはじめ、固形物であれば汚染除去に有効である限り、種類を問わず用いることができる。

また、以上の記載例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施できる。さらに、上記した放射性物質に限らず、有毒物質、細菌等のように大気、水、土等の環境を汚染する汚染物質を除去する装置一般に適用できる。

１汚染物質除去装置
２１パウダー供給部
２１ｖ電磁弁（切換手段）
１２１ペレット供給部
１２１ｃ電磁弁（切換手段）
２３重曹供給部（固形物供給部）
２３ｃ電磁弁（切換手段）
２４噴射ガン（噴射部；第１ドライアイス噴射装置及び第２ドライアイス噴射装置）
２４ｂ設定スイッチ（切換手段）
２５コントローラ（噴射制御装置；切換手段）
３ブース
４吸引口（負圧吸引部）
５捕獲装置
６ホース（連通手段）
７２捕獲部（フィルタ装置）
８負圧ポンプ（負圧発生装置）
９負圧コントローラ（負圧制御装置）
ＤＰＥドライアイスペレット
ＤＰドライアイスパウダー
ＳＨ重曹（固形物）

Claims

汚染物質としての放射性物質が付着した汚染面に予め所定形状に形成されたドライアイスペレットを噴射して放射性物質を汚染面から剥離する第１ドライアイス噴射装置と、
ドライアイスパウダーを汚染面に噴射して放射性物質を汚染面から剥離する第２ドライアイス噴射装置と、
それらドライアイスペレット及びドライアイスパウダーの少なくとも一方が噴射される汚染面の周辺の空間を被うブースと、
そのブース内に位置して汚染面から剥離された放射性物質を吸引する負圧吸引部と、
その負圧吸引部から連通手段を介して接続され、該負圧吸引部で吸引され該連通手段を介して移送される放射性物質を捕獲する捕獲装置と、
前記負圧吸引部に作用する負圧を生じさせる負圧発生装置と、
前記第１ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットのみを噴射する第１状態と、前記第２ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーのみを噴射する第２状態と、前記第１ドライアイス噴射装置からドライアイスペレットを噴射するとともに前記第２ドライアイス噴射装置からドライアイスパウダーを噴射する第３状態とに切り換える切換手段と、
前記ドライアイスペレット及びドライアイスパウダーの少なくとも一方が噴射される前記ブース内の負圧が一定範囲内に保たれるように前記負圧発生装置を制御する負圧制御装置と、
を含み、
前記捕獲装置には、排出される空気に残留する放射線量を測定するセンサと、該センサの測定値に基づいて出口側の第一切換弁及び循環側の第二切換弁を制御する切換コントローラとが設けられ、
前記切換手段が前記第１状態、前記第２状態及び前記第３状態のいずれであっても、前記ブース内において剥離された放射性物質と噴射された後昇華した二酸化炭素とはともに前記負圧吸引部から吸引され、前記捕獲装置で選択的に吸着・捕集されるとともに、前記センサによる残留放射線量の測定値が許容範囲内であるとき、前記切換コントローラは前記第二切換弁を閉じ前記第一切換弁を開いて、前記捕獲装置を通過した後の空気を大気中に排出する一方、前記測定値が許容範囲外であるとき、前記切換コントローラは前記第一切換弁を閉じ前記第二切換弁を開いて、前記捕獲装置を通過した後の空気を循環することを特徴とする汚染物質除去装置。
前記第１及び第２ドライアイス噴射装置は、互いに一体化されて共通の噴出口から前記ドライアイスペレットとドライアイスパウダーとを択一的に又は混合して噴射する、兼用のドライアイス噴射装置とされた請求項１に記載の汚染物質除去装置。
昇華しない微細な固形物を汚染面に噴射する固形物噴射装置を含み、
前記切換手段は、前記ドライアイスペレットに前記固形物を加えて噴射する第４状態と、前記ドライアイスパウダーに前記固形物を加えて噴射する第５状態とに切り換えできる請求項１又は２に記載の汚染物質除去装置。
前記切換手段は、前記第４及び第５状態に加え、前記ドライアイスペレット及びドライアイスパウダーに前記固形物を加えて噴射する第６状態にも切り換えできる請求項３に記載の汚染物質除去装置。