JP6022865B2 - コンクリート用除染装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの表面を切削してその除染を行うコンクリート用除染装置に関する。

原子力発電所等の放射性物質を取り扱う施設においては、放射性物質に汚染されたコンクリート構造物を除染することが必要となる場合がある。コンクリート構造物の除染の方法としては、例えば、特許文献１及び２に記載のようにコンクリート上を自走しつつ、その表面を切削することが提案されている。また、放射性物質に汚染された粉体を構造物上を自走しつつ吸引回収する装置も提案されている（例えば特許文献３）。

特開昭６２−２７７２５３号公報 特開平５−２１４８２０号公報 特開２００７−５００７１号公報

コンクリート構造物に破壊や崩落がある場合、特許文献１乃至３の発明のように自走式の装置では、除染対象部位に到達することが困難となる。また、コンクリート表面の切削からその回収までの一連の作業を効率よく行えることが望まれる。

本発明の目的は、除染対象部位への移動性を向上し、コンクリート表面の切削からその回収までの一連の作業を効率よく行うことにある。

本発明によれば、コンクリート表面を切削する切削機と、前記切削機により切削された切削物を吸引管を介して吸引回収する回収装置と、前記回収装置で回収された切削物を収容する容器と、前記切削機、前記回収装置及び前記容器を支持し、揚重機で吊り下げられて移動する枠状の支持部材と、を備え、前記支持部材は、上下に３層の支持部を含み、前記３層の支持部のうち、下側の支持部で前記切削機が支持され、上側の支持部で前記回収装置が支持され、中間の支持部で前記容器が支持され、前記下側の支持部には、前記切削機を横行させる横行機構が設けられている、ことを特徴とするコンクリート用除染装置が提供される。

本発明によれば、除染対象部位への移動性を向上し、コンクリート表面の切削からその回収までの一連の作業を効率よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係るコンクリート用除染装置の使用状態の説明図。 図１の除染装置の正面図。 （Ａ）は図２の除染装置の平面図、（Ｂ）は図２の線I-Iに沿う断面図、（Ｃ）は図２の線II-IIに沿う断面図。 （Ａ）乃至（Ｄ）は、切削物の回収方法の説明図。

図１は、本発明の一実施形態に係るコンクリート用除染装置Ａ（以下、除染装置Ａという。）の使用状態の説明図である。除染装置Ａは揚重機Ｂ（同図の例ではジブクレーン）で吊り下げられ、除染対象部位Ｃへ移動する。これにより、除染対象部位Ｃへ至る途中に、コンクリート構造物の破壊や崩落があった場合であっても、除染対象部位Ｃへ到達することが可能となり、その移動性を向上できる。以下、図２及び図３を参照して除染装置Ａの構成について説明する。図２は除染装置Ａの正面図、図３（Ａ）は除染装置Ａの平面図、図３（Ｂ）は図２の線I-Iに沿う断面図、図３（Ｃ）は図２の線II-IIに沿う断面図である。

除染装置Ａは、支持部材１、切削機２、回収装置３、容器４、昇降機構５、発電機６及び制御盤７を備える。

支持部材１は、複数の柱部材１１及び梁部材１２から枠状に形成されている。柱部材１１及び梁部材１２は、例えば、鋼管や、Ｉ形鋼等の形鋼である。

本実施形態の場合、支持部材１は、上下方向に３層の支持部ＬＹ１〜ＬＹ３を備えた直方体形状の枠体をなしている。支持部ＬＹ１は下側（最下層）の支持部を、支持部ＬＹ２は中間（中間層）の支持部を、支持部ＬＹ３は上側（最上層）の支持部を、それぞれ形成している。支持部ＬＹ２、ＬＹ３は、それぞれ底板１３、１３が設けられて層間が仕切られている。底板１３、１３は柱部材１１及び梁部材１２により支持されている。

支持部材１の上部には、吊り具１４、送風機８１、ＧＰＳコンパスアンテナ８２、無線ＬＡＮアンテナ８３が設けられている。

吊り具１４には、揚重機Ｂにより除染装置Ａを吊り下げるワイヤ等が係止される。本実施形態の場合、吊り具１４は支持部材１の上部の四隅にそれぞれ設けられている。

送風機８１は図３（Ａ）で矢印で示す水平方向に風力を発生する。本実施形態では、送風機８１は支持部材１の上部の対辺部分にそれぞれ配設され、合計２個の送風機が水平方向に離間して設けられている。送風機８１により、除染装置Ａが空中に吊り下げられている際に、その姿勢制御ないし姿勢の安定化を図ることができる。

ＧＰＳコンパスアンテナ８２は、除染装置Ａの現在座標を検出するために設けられており、その検出結果に応じて揚重機Ｂによって除染装置Ａを目的とする位置へ移動することができる。無線ＬＡＮアンテナ８３は、外部のコンピュータ（不図示）と無線通信を行うために設けられており、本実施形態の場合、除染装置Ａは外部のコンピュータによって遠隔操作が可能となっている。

支持部材１には、また、超音波センサ８４が設けられている。超音波センサ８４は支持部ＬＹ２の底板８４に支持されており、コンクリート表面との距離を計測する。支持部材１の最下部の梁部材１２の下面にはウレタンシート等の緩衝材８５が設けられている。

切削機２は、支持部ＬＹ１に支持されている。主に図２と図３（Ｃ)を参照して、切削機２はベース部材２１を備える。ベース部材２１の両端部には、それぞれスライダ２１ｂが固定されている。スライダ２１ｂは、レール部材２７上をスライド可能にレール部材２７に係合している。このため、ベース部材２１はレール部材２７に沿って横行自在となっている。

レール部材２７は互いに平行に一対設けられており、長尺側の梁部材１２とも平行である。各レール部材２７は、昇降ユニット２８により吊り下げられて昇降される。本実施形態の場合、昇降ユニット２８は電動シリンダであり、防振ゴム２８ａを介して、そのロッド部の先端がレール部材２７の端部に固定されている。昇降ユニット２８は１つのレール部材２７に対して２つずつ、合計４つ設けられており、柱部材１１間に架設された梁部材１２ａを介して支持部材１に支持されている。

ベース部材２１上には、カッタ用モータ２３と、走行用モータ２５と、が支持されている。ベース部材２１は、開口部２１ａを有しており、その下側には、コンクリートカッタ２２が回転自在に支持されている。カッタ用モータ２３の駆動力は、チェーン伝動機構等の動力伝動機構２４を介してコンクリートカッタ２２に伝達され、コンクリートカッタ２２を回転駆動する。コンクリートカッタ２２は、例えば、複数の回転ビットを連結して構成され、除染対象部位Ｃのコンクリート表面を切削する。

走行用モータ２５は、レール部材２７上で回転する回転部材２６を回転駆動する。回転部材２６は、例えば、レール部材２７上を転動する走行ローラや、レール部材２７に設けたラックと噛み合うピニオン等である。回転部材２６を回転させることで、ベース部材２１がレール部材２７に沿って横行し、これによりコンクリートカッタ２２による切削部位を順次移動することができる。また、昇降ユニット２８により各レール部材２７を平行して昇降することで、コンクリートカッタ２２による切削深さを調整することができる。また、コンクリートカッタ２２は、回転ブラシと交換することができ、コンクリート表面の掃き取り作業も行うことができる。

回収装置３は、支持部ＬＹ３に支持されている。主に図２と図３（Ａ）を参照して、回収装置３は、サイクロン集塵機３１、電動のコンプレッサ３２及びエゼクタ３３を備える。

サイクロン集塵機３１は、切削機２により切削された切削物を吸引管３ａを介して吸引回収する。吸引管３ａは可撓性を有するダクトであり、その先端には切削機２のベース部材２１周辺を覆うフード３ｂが接続されている。切削機２により切削された切削物は、フード３ｂ、吸引管３ａを介して回収装置３に導入されて空気と切削物とが分離される。

エゼクタ３３は、サイクロン集塵機３１の排気管３ｃの途中部位に設けられている。コンプレッサ３２はエゼクタ３３へ圧縮空気を供給し、エゼクタ３３よりも上流側（サイクロン集塵機３１等）に負圧を発生させる。この負圧の発生により、フード３ｂ及び吸引管３ａを介して切削物を含む空気がサイクロン集塵機３１に吸引され、切削物と分離された空気は排気管３ｃ及びフィルタ装置３４を介して大気へ排出される。フィルタ装置３４は例えばＨＥＰＡフィルタであり、排気中に含まれる微量の汚染物質を除去する。

容器４、昇降機構５、発電機６及び制御盤７は支持部ＬＹ２に支持されている。発電機６は、除染装置Ａに必要な電力を発電する。発電機６を搭載したことで、電力供給のための電源ケーブル等を地上から引き回す必要がなく、除染装置Ａの移動性、作業性を向上できる。制御盤７は、除染装置Ａ全体の制御を行う制御回路を備える。

容器４は、例えば、ドラム缶であり回収装置３で回収された切削物を収容する。容器４は昇降機構５上に固定されており、昇降機構５によって昇降可能になっている。昇降機構５は、例えば、パンタグラフ式の電動のリフタである。

本実施形態の場合、サイクロン集塵機３１から容器４へ、切削物をその自重により落下させる。図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は、サイクロン集塵機３１、容器４及び昇降機構５の動作説明図である。

図４（Ａ）は容器４を降下させた準備状態を示しており、この準備状態では容器４を交換可能となっている。サイクロン集塵機３１は、下部が円錐状に形成された内筒３１ａを有し、内筒３１ａの上部には一次フィルタ３１ｂが配設されている。排気管３ｃは一次フィルタ３１ｂの上部空間に連通し、吸引管３ａは内筒３１ａの下部の周囲の空間に連通している。サイクロン集塵機３１は、また、内筒３１ａの下方には円筒状の排出部３１ｃが形成されている。排出部３１ｃは、図２に示すように支持部ＬＹ３の底板１３に設けた開口部１３ａを通って、下方へ（支持部ＬＹ２側へ）突出している。

排出部３１ｃには、これを開閉するバルブ３１ｄが設けられている。バルブ３１ｄは、例えば、電動のバタフライバルブであり、図４（Ａ）は閉状態を示している。容器４の天部には、排出部３１ｃが挿抜可能な開口部４ａが形成されている。

図４（Ａ）の準備状態から昇降機構５にって容器４を上昇させると、排出部３１ｃが開口部４ａに挿入され、容器４が排出部３１ｃに連結された状態となる。コンプレッサ３２を駆動させると、切削作業の開始が可能となる。

切削作業中、サイクロン集塵機３１は、吸引管３ａを介して切削物を含む空気を吸引する。図４（Ｃ）に示すように、吸引された空気は、内筒３１ａの周囲を旋回し、切削物が遠心力で分離される。分離された切削物は排出部３１ｃ内に堆積する。分離後の空気は一次フィルタ３１ｂを通過して微小な切削物が除去されて排気管３ｃへ排気される。

除染対象部位Ｃでの切削作業が完了するとコンプレッサ３２を停止し、図４（Ｄ）に示すようにバルブ３１ｄを開状態とする。排出部３１ｃ内に堆積した切削物は容器４内に自重で落下して容器４内に堆積する。この後、バルブ３１ｄを再び閉状態として、次の除染対象部位Ｃへ移動することになる。

容器４が満杯に近くなると、除染装置Ａを適当な退避位置へ移動する。そして、昇降機構５により容器４を図４（Ａ）に示したように降下させる。これにより容器４が排出部３１ｃから分離し、容器４を交換することができる。

次に、係る構成からなる除染装置Ａについて、制御盤７による一連の制御例を説明する。まず、揚重機Ｂにより除染装置Ａを目的とする除染対象部位Ｃへ移動する。その際、制御盤７はＧＰＳコンパスアンテナ８２を介して現在座標を検出し、無線ＬＡＮアンテナ８３を介して外部のコンピュータに送信する。これにより、除染装置Ａの現在座標を確認しながら揚重機Ｂを操作することができ、除染対象部位Ｃへより的確に除染装置Ａを移動させることができる。また、除染装置Ａの移動中には、送風機８１を駆動してその姿勢を安定させる。

除染装置Ａが除染対象部位Ｃ上方に到達すると、揚重機Ｂにより除染装置Ａを降下して除染対象部位Ｃに着地させるが、その際には、昇降ユニット２８により、ベース部材２１を上昇させてコンクリートカッタ２２が着地面に触れないようにしておき、緩衝材８５を接地させる。緩衝材８５によって着地時の衝撃が緩和される。

除染装置Ａを除染対象部位Ｃへ着地させると、コンクリート表面の切削作業に移る。外部コンピュータから制御盤７へ指令を送信することで制御盤７は切削作業を開始する。制御盤７はカッタ用モータ２３の駆動を開始すると共に、超音波センサ８４により、コンクリート表面との距離を計測する。そして、計測結果に基づいて、適切な切削深さとなるように、昇降ユニット２８によってベース部材２１を降下させる。

これにより、コンクリートカッタ２２がコンクリート表面に干渉して、その切削が開始される。また、走行用モータ２５を駆動して、ベース部材２１を横行させる。これにより、切削部位が順次移動していき、所定の面積分についてコンクリート表面を切削できる。

切削作業中はコンプレッサ３２を駆動する。これにより、コンクリート表面の切削により生じた粒状或いは粉状の切削物がフード３ｂ、吸引管３ａを介して、図４（Ｃ）を参照して説明したようにサイクロン集塵機３１に吸引回収され、空気と切削物とが分離される。

所定の面積分の切削作業が完了すると、揚重機Ｂにより除染装置Ａを移動させて別の領域についてコンクリート表面を切削する。その際、図４（Ｄ）を参照して説明したように、容器４へサイクロン集塵機３１内の切削物を落下させて収容する。以降、同様の手順を繰り返すことにより、除染作業が進行することになる。

以上述べた通り、本実施形態では、揚重機Ｂで除染装置Ａを吊り上げ、除染対象部位Ｃへ移動する構成としたので、除染対象部位Ｃへ至る途中に、コンクリート構造物の破壊や崩落があった場合であっても、除染対象部位Ｃへ到達することが可能となり、その移動性を向上できる。また、切削機２、回収装置３及び容器４を備えたことで、コンクリート表面の切削からその回収までの一連の作業を１台の除染装置Ａで効率よく行うことができる。

更に、支持部材１の支持部ＬＹ１〜ＬＹ３を上下に層状に構成し、切削機２を最下層に支持する構成としたので、除染装置Ａの占有面積を小さくすることができ、除染対象部位Ｃが狭い場合であってもピンポイント的に除染作業を行うことができる。また、容器４よりも上の層に回収装置３を支持する構成としたので、切削物の自重による落下を利用して、容器４への収容を行うことができ、簡便な構成とすることができる。

なお、本実施形態では、支持部材１の支持部ＬＹ１〜ＬＹ３を３層構造としたが４層以上の構成であってもよく、例えば、切削機２の支持層と、容器４の支持層との間に別の支持層が介在していたり、容器４の支持層と回収装置３の支持層との間に別の支持層が介在していてもよい。更に、回収装置３の支持層よりも上に別の支持層が介在していてもよい。尤も、本実施形態のように３層構造とすることで、必要な構成を支持しながら、装置全体のコンパクト化を図れる。

Claims (3)

1. コンクリート表面を切削する切削機と、
   前記切削機により切削された切削物を吸引管を介して吸引回収する回収装置と、
   前記回収装置で回収された切削物を収容する容器と、
   前記切削機、前記回収装置及び前記容器を支持し、揚重機で吊り下げられて移動する枠状の支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、
   上下に３層の支持部を含み、
   前記３層の支持部のうち、
   下側の支持部で前記切削機が支持され、
   上側の支持部で前記回収装置が支持され、
   中間の支持部で前記容器が支持され、
   前記下側の支持部には、前記切削機を横行させる横行機構が設けられている、
   ことを特徴とするコンクリート用除染装置。
2. 前記横行機構は、前記切削機を支持すると共に前記切削機の横行を案内する一対のレール部材を含み、
   前記下側の支持部には、前記支持部材に対して前記一対のレール部材を昇降する昇降ユニットが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート用除染装置。
3. 前記支持部材に支持され、コンクリート表面との距離を計測する超音波センサを備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載のコンクリート用除染装置。

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