JP6328944B2 - ドライアイスブラスト装置 - Google Patents
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Description
ドライアイスブラストとは、付着物にドライアイスの微細粒(ドライアイスペレット)を圧縮空気とともに噴射して、付着物の表面温度を急激に低下させるとともに、付着物の隙間にドライアイスペレットを入り込ませて体積膨張を起こし、付着物を剥離させる洗浄技術である。
このような従来のドライアイスブラストでは、遮蔽壁を挟んで、放射性廃棄物とドライアイスブラスト装置を隣接して配置することで、ドライアイスの輸送用ホースは30m程度でも対応可能であった。
そのため、建物内部でドライアイスを用いた除染方法を実施する場合には、洗浄ノズルが取り付けられた遠隔操縦重機を遠隔操作して移動させながら作業を行う必要があるが、遠隔操縦重機を自由に移動させるには、ドライアイスの輸送用ホースの長距離化が必要となる。
この理由として、ドライアイスペレットの噴射(吹き付け)に利用する圧縮空気の温度は、一般的に室温以上(20℃以上)となり、ドライアイスの昇華温度(沸点:−78.5℃)を大きく上回っており、ドライアイスペレットは圧縮空気と混合された直後から昇華が始まるためである。
ドライアイスペレットを供給するドライアイスブラスト機と、
前記ドライアイスブラスト機に圧縮空気を供給するコンプレッサーと、
前記ドライアイスブラスト機から供給されたドライアイスペレットを洗浄対象物である室内の壁面まで輸送する断熱材で覆われている輸送用ホースと、
前記輸送用ホースの先端に取付けられて前記ドライアイスペレットを前記壁面に噴射して当該壁面の付着物を除去する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルの周囲を覆うカバーと、前記カバー内の空気を吸引するための吸引ノズルと、吸引用ホースを介して前記吸引ノズルに連結された集塵機とを備えており、前記噴射ノズルを把持して、前記室内を自由に移動可能である遠隔操縦重機と、
前記室内と室外との境界部の壁を貫通し、当該室内から室外に至る集塵用ダクトと、
前記集塵用ダクトの室外側の端部に連結されており、前記室内を負圧の状態とする室外側集塵機と、を備えるドライアイスブラスト装置であって、
前記室内側集塵機および前記室外側集塵機は、前記壁面から除去された付着物を回収することを特徴とする放射能汚染建物用ドライアイスブラスト装置。
さらに、室内に飛散した粉塵を吸入するための吸引ノズルと、前記吸引ノズルの先端に配置されるノズルカバーと、吸引用ホースを介して前記吸引ノズルに連結された集塵機とを備えた第2の遠隔操縦重機を含んで構成されたことを特徴とする放射能汚染建物用ドライアイスブラスト装置である。
輸送用ホースは断熱材により覆われているため、ホース内の保温効果が高められており、外気によりホース内が暖められることが防止されていて、ドライアイスペレットの昇華を遅らせることができる。
前記気体冷却装置は、前記圧縮空気を冷却する液化窒素を供給する液化窒素ボンベと、前記ドライアイスブラスト機と前記液化窒素ボンベとの間に配設されて前記液化窒素を気化させる液化ガス蒸発機とを含めて構成されているか、あるいは前記圧縮空気を冷却する液化炭酸を供給する液化炭酸ボンベと、前記ドライアイスブラスト機と前記液化炭酸ボンベとの間に配設されて前記液化炭酸を気化させる液化炭酸ガス発生機とを含めて構成されていればよい。
前記不凍液冷却装置には、タンクとポンプが一体化されていて、不凍液を循環させることで前記圧縮空気を冷却させるものが望ましい。
前記輸送用ホースは、シリコンゴム製の内管と、該内管をステンレスメッシュで覆う2重構造で構成されているのが望ましい。
前記噴射ノズル側に配設された前記第一ホース部材の内径が、前記ドライアイスブラスト機側に配設された前記第二ホース部材の内径よりも大きく、
前記第一ホース部材と前記第二ホース部材の外径サイズは異なっていることを特徴としている。
よって、ホース径を太径化することで、輸送用ホース内の温度が低下し、ドライアイスペレットの昇華を抑制することが可能となる。
第一の実施形態では、ドライアイスブラスト装置1を利用して、建物B内の除染を行う場合について説明する。
ドライアイスブラスト装置1は、図1に示すように、建物Bの一部を構成する部屋(洗浄対象物)の内壁面WSに付着した放射性物質等の除染を行うものである。なお、本明細書では、除染の対象となる部屋の内部を「室内I」、当該部屋の外部を「室外O」と称する。また、洗浄対象物である部屋は、壁W、天井、床により周囲が囲まれた密閉空間である。
本実施形態では、粒径3mm程度のドライアイスペレットを使用するが、ドライアイスペレットの粒径は限定されない。
ドライアイスブラスト機2は、室外Oに配設されていて、室外Oから室内Iに延びる輸送用ホース7に連結されている。本実施形態では、ドライアイスブラスト機2を、室外Oに設けられた作業室Aの内部に配設したが、ドライアイスブラスト機2は、必ずしも作業室A内に設ける必要はない。なお、作業室Aは密閉空間になっている。
ドライアイスブラスト機2から排出されたドライアイスペレットは、輸送用ホース7を介して室内Iに輸送される。
なお、発電機14は、室外Oにおいて、コンプレッサー3に隣接して配設されているが、発電機14の設置箇所は限定されない。
コンプレッサー3は、室外Oに配置されており、エア管15を介してドライアイスブラスト機2に連結されている。
エアドライヤー4は、室外Oにおいて、ドライアイスブラスト機2とコンプレッサー3との間に配設されている。なお、エアドライヤー4は、必要に応じて配設すればよく、省略してもよい(図4参照)。
液化ガス蒸発機6aは、ドライアイスブラスト機2とエアドライヤー4との間に配設されていて、エアドライヤー4により湿度が低下された圧縮空気を冷却する。
本実施形態の液化ガス蒸発機6aは、作業室Aの内部に配設されているが、液化ガス蒸発機6aの設置箇所は限定されない。
そのため、液化ガス蒸発機6aに供給された圧縮空気は、冷却された状態でドライアイスブラスト機2に供給される。
液化窒素ボンベ6bは、室外Oに配設されているとともに、液化ガス蒸発機6aに連結されている。本実施形態の液化窒素ボンベ6bは、作業室Aの外部に配設されているが、液化窒素ボンベ6bは作業室Aの内部に配設されていてもよい。
輸送用ホース7は、室内Iと室外Oの境界に設けられた壁Wを貫通している。輸送用ホース7の長さは限定されるものではないが、本実施形態では、30〜100mとする。
また、輸送用ホース7には、内径が15A(1/2インチ)、20A(3/4インチ)、25A(1インチ)等のものを用いる。
本実施形態では、エア管15及び輸送用ホース7に、発砲ポリエチレン(断熱材7a)で被覆された断熱ホースを用いる。なお、エア管15、輸送用ホース7および断熱材7aの材質は限定されるものではない。
噴射ノズル8は、ノズルカバー10を貫通しており、ノズルカバー10の内部においてドライアイスペレットと圧縮空気を噴射する。
本実施形態では、2台の遠隔操縦重機9が室内Iに配設されている。
本実施形態のドライアイスブラスト装置1は、遠隔操縦重機9を利用することで、室内Iにおける作業を無人で行うことが可能に構成されている。
一方の遠隔操縦重機9は、アーム9aの先端において、噴射ノズル8を保持している。
なお、遠隔操縦重機9の台数は限定されるものなく、例えば、噴射ノズル8を保持する一方の遠隔翔重機9(1台)のみを配設してもよい。
ノズルカバー10は、壁面WS側に向かうにしたがって拡径(拡幅)するように形成された、円錐台状の筒型の部材からなる。
第一室内側集塵機11は、室内に配設されている。
なお、第二室内側集塵機16は、必要に応じて配置すればよい。
集塵用ダクト12の先端(室内側端部)は、室内Iにおいて開口しており、集塵用ダクト12の基端(室外側端部)は、作業室A内に設けられた図示しない室外側集塵機13に連結されている。
このとき、室外側集塵機13を利用して、室内Iの吸気を行うことで、室内Iを負圧にする。
輸送用ホース7が、内径が太径に変化する部分を含んでいるため、輸送中の圧縮空気が急激に減圧される。そのため、圧縮空気が断熱膨張した状態となって輸送用ホース7内の温度を低下させることができ、輸送用ホース7による輸送距離が長い場合であっても、輸送中のドライアイスペレットの昇華を抑制することできる。
また、輸送用ホース7が可撓性を有しているため、噴射ノズル8の配置を自由に行うことができる。
したがって、本実施形態のドライアイスブラスト装置1は、放射性物質等の除染作業において有効である。
第二の実施形態のドライアイスブラスト装置1は、図3に示すように、建物Bの一部を構成する部屋(洗浄対象物)の内壁面WSに付着した放射性物質等の除染を行うものである。
本実施形態では、粒径3mm程度のドライアイスペレットを使用するが、ドライアイスペレットの粒径は限定されない。
液化炭酸ガス発生機6cは、ドライアイスブラスト機2とエアドライヤー4との間に配設されていて、エアドライヤー4により湿度が低下された圧縮空気を冷却する。
本実施形態の液化炭酸ガス発生機6cは、作業室Aの内部に配設されているが、液化炭酸ガス発生機6cの設置箇所は限定されない。
そのため、液化炭酸ガス発生機6cに供給された圧縮空気は、冷却された状態でドライアイスブラスト機2に供給される。
液化炭酸ボンベ6dは、室外Oに配設されているとともに、液化炭酸ガス発生機6cに連結されている。本実施形態では、液化炭酸ボンベ6dが作業室Aの外部に配設されているが、液化炭酸ボンベ6dは作業室Aの内部に配設されていてもよい。
この他の輸送用ホース7の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
また、ステンレスメッシュにより覆われているため、折れや潰れにより管路が遮蔽されることがない。
例えば、図4に示すように、空気冷却手段5として、不凍液を循環させることで圧縮空気を冷却する不凍液冷却装置を採用してもよい。不凍液冷却装置には、タンクとポンプが一体化されている。
なお、気体冷却装置と不凍液冷却装置は併用してもよい。
また、ドライアイスブラスト装置1を利用した洗浄は、放射性物質の除染に限定されるものではない。
2 ドライアイスブラスト機
3 コンプレッサー
4 エアドライヤー
5 空気冷却手段
6a 液化ガス蒸発機
6b 液化窒素ボンベ
6c 液化炭酸ガス発生機
6d 液化炭酸ボンベ
7 輸送用ホース
7a 断熱材
8 噴射ノズル
9 遠隔操縦重機
10 ノズルカバー(カバー)
11 第一室内側集塵機(室内側集塵機)
12 集塵用ダクト
13 室外側集塵機
17 ホース部材
Claims (3)
- 放射能汚染建物において放射性廃棄物を除染するドライアイスブラスト装置であって、
ドライアイスペレットを供給するドライアイスブラスト機と、
前記ドライアイスブラスト機に圧縮空気を供給するコンプレッサーと、
前記ドライアイスブラスト機から供給されたドライアイスペレットを洗浄対象物である室内の壁面まで輸送する断熱材で覆われている輸送用ホースと、
前記輸送用ホースの先端に取付けられて前記ドライアイスペレットを前記壁面に噴射して当該壁面の付着物を除去する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルの周囲を覆うカバーと、前記カバー内の空気を吸引するための吸引ノズルと、吸引用ホースを介して前記吸引ノズルに連結された集塵機とを備えており、前記噴射ノズルを把持して、前記室内を自由に移動可能である遠隔操縦重機と、
前記室内と室外との境界部の壁を貫通し、当該室内から室外に至る集塵用ダクトと、
前記集塵用ダクトの室外側の端部に連結されており、前記室内を負圧の状態とする室外側集塵機と、を備えるドライアイスブラスト装置であって、
前記室内側集塵機および前記室外側集塵機は、前記壁面から除去された付着物を回収することを特徴とする放射能汚染建物用ドライアイスブラスト装置。 - 室内に飛散した粉塵を吸入するための吸引ノズルと、前記吸引ノズルの先端に配置されるノズルカバーと、吸引用ホースを介して前記吸引ノズルに連結された集塵機とを備えた第2の遠隔操縦重機を含んで構成されたことを特徴とする請求項1記載の放射能汚染建物用ドライアイスブラスト装置。
- 前記輸送用ホースは、取付治具を介して異なる内径の第一ホース部材と第二ホース部材とが連結されてなり、
前記噴射ノズル側に配設された前記第一ホース部材の内径が、前記ドライアイスブラスト機側に配設された前記第二ホース部材の内径よりも大きく、
前記第一ホース部材と前記第二ホース部材の外径サイズは異なっていることを特徴とする請求項2に記載の放射能汚染建物用ドライアイスブラスト装置。
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