JP6748915B2 - 吸引回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作によって瓦礫などの被回収物を吸引して回収するための吸引回収装置に関する。

福島第一原子力発電所の水素爆発から５年が経過し、原子力発電所の廃止措置工事に着手しつつある中、未だに爆発時に散乱した瓦礫などが放置されている場所が多々ある。これらの瓦礫は高線量であるため、作業員が高線量の瓦礫を直接回収することは困難である。そこで、遠隔作業によって瓦礫などを吸引・収容できる吸引回収装置が出願人によって開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−６５８０４号公報

このような吸引回収装置は、大型クレーンに吊り下げられた状態で瓦礫などを回収するように構成されている。このため、吸引回収装置が作業可能な範囲は、吸引回収装置が吊り下げられた吊り芯を中心とした数ｍの範囲となる。
これに対し、吸引回収装置が作業可能な範囲をもっと広くし、瓦礫の回収作業を効率的に行うことが望まれている。吸引回収装置が作業可能な範囲を広くするには、更に大型のクレーンで吸引回収装置を吊り下げることが考えられる。しかしながら、更に大型のクレーンの設置は、コストが高くなるとともに、設置スペースの確保が困難であり、現実的ではない。特に、高線量領域である原子力発電所の構内において任意の位置に大型のクレーンを移動させることは困難である。

そこで、本発明は、作業可能範囲をより広く確保することができる吸引回収装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る吸引回収装置は、被回収物を吸引して回収する回収部と、前記回収部に動力を供給する動力部と、前記回収部および前記動力部を吊り下げられた状態に支持する支持部と、を有し、前記支持部は、揚重装置と、長尺に形成された長尺部材と、を有し、前記長尺部材は、前記揚重装置に吊り下げられて長さ方向が略水平方向に保持されるとともに、前記長さ方向の一方の端部に前記回収部が設けられ、前記長さ方向の他方の端部に前記動力部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、回収部は、長尺部材を介して揚重装置に吊り下げられていることにより、長尺部材の長さ方向の中央を中心として水平面内において回転することになる。これにより、回収部が直接揚重装置に吊り下げられている場合と比べて、回転する範囲が広くなり、作業可能範囲を広く確保することができる。

また、本発明に係る吸引回収装置では、前記揚重装置は、揚重された前記長尺部材を所定の姿勢に維持する姿勢維持機構を有していてもよい。
このような構成とすることにより、回収部が被回収物を回収して動力部との重量のバランスが崩れたとしても長尺部材が所定の姿勢（例えば水平姿勢）から傾くことなく、回収部および動力部を支持することができる。

また、本発明に係る吸引回収装置では、前記回収部は、前記被回収物を吸引する吸引部と、前記吸引部に吸引された被回収物を収容する収容部と、を有し、前記吸引部は、前記被回収物を吸引する吸引ダクトを有し、前記吸引ダクトは、伸縮可能に構成されていてもよい。
このような構成とすることにより、吸引ダクトによる吸引範囲を調整することができる。また、吸引ダクトを伸長させることにより、吸引範囲を広く確保することができる。

また、本発明に係る吸引回収装置では、前記長尺部材を水平面内において回転させる第１回転機構と、前記回収部を水平面内において回転させる第２回転機構と、を有していてもよい。
このような構成とすることにより、回収部を所望の位置に移動させることができる。

本発明によれば、作業可能範囲をより広く確保することができる。

本発明の実施形態に係る吸引回収装置を示す側面図である。 第１回転機構および動力部を示す側面図である。 回収部を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る吸引回収装置について、図１乃至図３に基づいて説明する。
図１に示す本実施形態による吸引回収装置１は、地面などに散乱した瓦礫などの被回収物１１を吸引して回収する装置である。本実施形態では、吸引回収装置１は、放射線の高線量地域に散乱した高線量の被回収物１１を吸引して回収するように設定されている。
吸引回収装置１は、被回収物１１を吸引して回収する回収部２と、回収部２の動力となる動力部３と、回収部２が設置される第１枠部４１と、動力部３が設置された第２枠部４２と、回収部２が設置された第１枠部４１および動力部３が設置された第２枠部４２を揚重して吊り下げられた状態に支持する支持部５と、作業者が回収部２を遠隔操作可能な操作部（不図示）と、を有している。なお、遠隔操作による作業を確認するための撮影装置などは、適宜設けられている。

第１枠部４１は、鋼材などで組まれていて内部に回収部２が配置されている。第２枠部４２は、鋼材などで組まれていて内部に動力部３が配置されている。
支持部５は、第１枠部４１および第２枠部４２が取り付けられる長尺部材５１と、長尺部材５１を揚重するクレーン装置（揚重装置）５２と、を有している。

長尺部材５１は、所定の長さの部材で、本実施形態では、約２０ｍの長さの鉄骨が用いられている。長尺部材５１は、長さ方向が略水平方向となるようにクレーン装置５２に吊り上げられている。長尺部材５１は、両端部にクレーン装置５２のロープ５２１が接続されている。
長尺部材５１は、長さ方向の一方の端部に回収部２が設けられた第１枠部４１が吊り下げられ、他方の端部に動力部３が設けられた第２枠部４２が固定されている。

図１および図２に示すように、本実施形態では、長尺部材５１の他方の端部に、長尺部材５１を水平面内において回転させる第１回転機構８が設けられている。第１回転機構８は、それぞれ長尺部材５１の他方の端部に設けられた第１旋回ダクト８１、および第１旋回ダクト８１に送風する送風機８２と、が設けられている。第１旋回ダクト８１は、軸線が略Ｌ字形状となるように屈曲した部材で、空気が流入する前部側がその軸線方向が水平方向に延びる向きに配置され、空気が排出される後部側が前部側から上方に延びる向きに配置されている。第１旋回ダクト８１は、前部側の軸線を中心に回動可能に長尺部材５１に設けられている。この第１旋回ダクト８１の前部側の軸線を第１回動軸線８１ｂとする。

第１旋回ダクト８１の後端部の吹出し口８１ａから空気が排出されると、排出された空気流の反力によって長尺部材５１が旋回するような偶力が発生する。その結果、長尺部材５１が回収部２および動力部３とともに水平面内において旋回する。長尺部材５１の旋回は、クレーン装置５２に吊り下げられた吊り芯５２ａを中心としている。
第１旋回ダクト８１を第１回動軸線８１ｂを中心に回動させることで、吹出し口８１ａが開口する向きを調整することができる。これにより、第１旋回ダクト８１から排出される空気流の向きを調整することができ、長尺部材５１の旋回方向を調整することができる。
なお、吹出し口８１ａが開口する方向を鉛直方向上側とすると、長尺部材５１は水平面内における回動が停止される。

長尺部材５１の向きを変更する場合は、第１旋回ダクト８１から排出される空気流の向きを調整して第１旋回ダクト８１を回動させる。長尺部材５１の向きが所望の向きとなったら、第１旋回ダクト８１の吹出し口８１ａが上方に向いた状態として、第１旋回ダクト８１の回動を停止させる。
送風機８２は、動力部３から電源が供給されている。

図１に示すように、本実施形態では、クレーン装置５２には、吊り上げた長尺部材５１を例えば水平姿勢などの所定の姿勢に維持するための姿勢維持機構５２２が設けられている。姿勢維持機構５２２は、クレーン装置５２のロープ５２１それぞれに設けられたチェーンブロックで構成されている。姿勢維持機構５２２は、クレーン装置５２のロープ５２１の長さを固定可能に構成されている。これにより、長尺部材５１に設けられた回収部２と動力部３との重量の差が大きい場合でも、姿勢維持機構５２２でロープ５２１の長さを固定することで長尺部材５１を所定の姿勢に維持することができる。例えば、長尺部材５１を水平姿勢に維持したい場合には、姿勢維持機構５２２によって長尺部材５１が水平面に対して傾くことを防止できる。

図１および図３に示すように、回収部２は、被回収物１１を吸引する吸引部６と、吸引部６で吸引された被回収物１１を収容する収容部７と、を有している。
吸引部６は、吸引ダクト６１と、排気ダクト６２と、排気ファン６３と、を有している。
吸引ダクト６１および排気ダクト６２は収容部７と接続されている。排気ファン６３が駆動すると、吸引ダクト６１から空気が吸引され、吸引ダクト６１から吸引された空気が収容部７および排気ファン６３を通過して外部へ排出され、吸引ダクト６１から空気を吸引する吸引力が発生する。
この吸引力によって、吸引ダクト６１の先端から空気と共に被回収物１１を吸引するように構成されている。
吸引ダクト６１は、延在方向に伸縮可能に構成されている。
排気ファン６３は、動力部３から電力が供給されている。

収容部７は、外殻部７１と、衝突板７２と、収容器７３と、第１フィルタ（フィルタ）７４と、を有している。衝突板７２、収容器７３および第１フィルタ７４は、外殻部７１の内部に設けられている。

外殻部７１は、略直方体の箱状に形成され、吸引ダクト６１および排気ダクト６２が接続されている。吸引ダクト６１から吸引された空気は、外殻部７１の内部を通過して排気ダクト６２に流れ込むように構成されている。

外殻部７１は、第１枠部４１に着脱可能で、第１枠部４１に係止された状態と、第１枠部４１の係止が解除された状態と、に切り替え可能に構成されている。これらの切り替えは、作業者が操作部によって遠隔操作することで行われる。
また、吸引ダクト６１および排気ダクト６２は、外殻部７１に着脱可能で、外殻部７１に接続された状態と、外殻部７１から取り外された状態と、に遠隔操作によって切り替え可能に構成されている。なお、外殻部７１から吸引ダクト６１および排気ダクト６２が取り外されても、外殻部７１の内部の被回収物１１や空気が外殻部７１の外部に流出しないように構成されている。
これにより、収容部７は、吸引ダクト６１および排気ダクト６２が外され、第１枠部４１の係止が解除されると、第１枠部４１から取り出し可能な状態となる。

衝突板７２は、収容部７に吸引された被回収物１１が衝突するように被回収物１１の動線上に配置されている。衝突板７２は、衝突した被回収物１１を衝突の衝撃で落下させるために設けられている。なお、衝突板７２には、空気や被回収物１１が通過可能な孔部が形成されておらず、空気や被回収物１１が通過しないように構成されている。

収容器７３は、衝突板７２に衝突して落下した被回収物１１を収容する容器で、衝突板７２の下側に配置されている。
衝突板７２と収容器７３との間には、吸引部６による空気の流れが形成されている。この空気の流れは、排気ダクト６２が接続された外殻部７１の排出口７１２に向かう流れとなっている。このため、衝突板７２に衝突して落下した被回収物１１が例えば、比較的重量が軽い粉塵などの場合、収容器７３まで落下せずに、空気の流れによって衝突板７２と収容器７３との間を通過して排出口７１２に向かうことになる。
本実施形態では、排出口７１２よりも手前側（空気の流れにおける上流側）に第１フィルタ７４が設けられている。このため、粉塵などの比較的軽い被回収物１１は、第１フィルタによって収集される。
第１フィルタ７４には、例えばＨＥＰＡフィルタ等が用いられている。

本実施形態では、収容部７は、外殻部７１および外殻部７１の内部の衝突板７２、収容器７３、第１フィルタ７４などが使い捨て式である。このため、外殻部７１から吸引ダクト６１および排気ダクト６２が取り外されるとともに、外殻部７１が第１枠部４１からクレーン装置（不図示）などで遠隔操作によって取り外されると、回収された被回収物１１と共に処分することができる。外殻部７１には、第１枠部４１から取り外されるために揚重された際にクレーン装置が係止可能な吊りピース７１１が設けられている。

また、本実施形態では、排気ダクト６２に第２フィルタ６２１が設けられている。第２フィルタ６２１は、収容部７から排出された空気が通過し、この空気中の粉塵などを収集するように構成されている。第２フィルタ６２１には、例えばＨＥＰＡフィルタなどが用いられている。

本実施形態では、排気ダクト６２から排気される空気の排気方向を調整可能に構成されている。排気ダクト６２から排気される空気の排気方向を調整することにより、支持部５の長尺部材５１に吊り下げられた状態の第１枠部４１の水平面内における向きを調整可能に構成されている。長尺部材５１に吊り下げられた状態の第１枠部４１の水平面内における向きを調整する機構を第２回転機構９とする。

具体的には、排気ダクト６２の後部側に設けられた第２旋回ダクト６２２の向きを調整することで、第１枠部４１の水平面内における向きを調整している。第２旋回ダクト６２２は、軸線が略Ｌ字形状となるように屈曲した部材で、空気が流入する前部側がその軸線方向が水平方向に延びる向きに配置され、空気が排出される後部側が前部側から上方に延びる向きに配置されている。第２旋回ダクト６２２は、前部側の軸線を中心に回動可能に第１枠部４１に設けられている。この第２旋回ダクト６２２の前部側の軸線を回動軸線６２２ａとする。

第２旋回ダクト６２２の後端部の吹出し口６２２ｂから空気が排出されると、排出された空気流の反力によって第１枠部４１が旋回するような偶力が発生する。その結果、第１枠部４１が回収部２および動力部３とともに水平面内において旋回する。第１枠部４１の旋回は、長尺部材５１に吊り下げられた吊り芯を中心としている。
第２旋回ダクト６２２を回動軸線６２２ａを中心に回動させることで、後端部の吹出し口６２２ｂが開口する向きを調整することができる。これにより、第２旋回ダクト６２２から排出される空気流の向きを調整することができ、第１枠部４１の旋回方向を調整することができる。
なお、吹出し口６２２ｂが開口する方向を鉛直方向上側とすると、第１枠部４１は水平面内における回動が停止される。

第１枠部４１の向きを変更する場合は、第２旋回ダクト６２２から排出される空気流の向きを調整して第２旋回ダクト６２２を回動させる。第１枠部４１の向きが所望の向きとなったら、第２旋回ダクト６２２の吹出し口６２２ｂを上方に向いた状態として、第２旋回ダクト６２２の回動を停止させる。

次に、上述した吸引回収装置の作用・効果について図面を用いて説明する。
本実施形態に係る吸引回収装置１では、回収部２は、長尺部材５１を介して揚重装置に吊り下げられていることにより、長尺部材５１の長さ方向の中央を中心として水平面内において回転することになる。これにより、回収部２が直接クレーン装置などの揚重装置に吊り下げられている場合と比べて、回転する範囲が広くなり、作業可能範囲を広く確保することができる。

また、クレーン装置５２は、揚重された長尺部材５１を所定の姿勢に維持する姿勢維持機構５２２を有することにより、回収部２が被回収物１１を回収して動力部３との重量のバランスが崩れたとしても長尺部材５１が傾くことなく、回収部２および動力部３を支持することができる。

また、回収部２は、被回収物１１を吸引する吸引部６と、吸引部６に吸引された被回収物１１を収容する収容部７と、を有し、吸引部６は、被回収物１１を吸引する吸引ダクト６１を有し、吸引ダクト６１は、伸縮可能に構成されていることにより、吸引ダクト６１による吸引範囲を調整することができる。また、吸引ダクト６１を伸長させることにより、吸引範囲を広く確保することができる。
また、長尺部材５１を水平面内において回転させる第１回転機構と、回収部２を水平面内において回転させる第２回転機構９と、を有することにより、回収部２を所望の位置に移動させることができる。

以上、本発明に係る吸引回収装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、被回収物１１が放射線で汚染された高線量の瓦礫などであるが、高線量の瓦礫以外でもよい。
また、上記の実施形態では、クレーン装置５２には、揚重された長尺部材５１の所定の姿勢維持する姿勢維持機構５２２が設けられているが、このような姿勢維持機構５２２が設けられていなくてもよい。姿勢維持機構５２２は、チェーンブロック以外で構成されていてもよい。
また、上記の実施形態では、吸引ダクト６１は、伸縮可能に構成されているが、吸引ダクト６１は、伸縮しない形態であってもよい。
また、上記の実施形態では、長尺部材５１を水平面内において回転させる第１回転機構８と、回収部２を水平面内において回転させる第２回転機構９が設けられているが、第１回転機構８および第２回転機構９が設けられていなくてもよい。また、上記の第１回転機構に代わる長尺部材５１を回転させる機構や、上記の第２回転機構９に代わる回収部２を回転させる機構が設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、収容部７の外殻部７１および外殻部７１の内部の衝突板７２、収容器７３、第１フィルタ７４などが使い捨て式であるが、これらは使い捨て式でなくてもよい。

１ 吸引回収装置
２ 回収部
３ 動力部
５ 支持部
６ 吸引部
７ 収容部
８ 第１回転機構
９ 第２回転機構
１１ 被回収物
４１ 第１枠部
４２ 第２枠部
５１ 長尺部材
５２ クレーン装置（揚重装置）
６１ 吸引ダクト
５２２ 姿勢維持機構

Claims (4)

1. 被回収物を吸引して回収する回収部と、
   前記回収部に動力を供給する動力部と、
   前記回収部および前記動力部を吊り下げられた状態に支持する支持部と、を有し、
   前記支持部は、揚重装置と、長尺に形成された長尺部材と、を有し、
   前記長尺部材は、前記揚重装置に吊り下げられて長さ方向が略水平方向に保持されるとともに、前記長さ方向の一方の端部に前記回収部が設けられ、前記長さ方向の他方の端部に前記動力部が設けられていることを特徴とする吸引回収装置。
2. 前記揚重装置は、揚重された前記長尺部材を所定の姿勢に維持する姿勢維持機構を有することを特徴とする請求項１に記載の吸引回収装置。
3. 前記回収部は、前記被回収物を吸引する吸引部と、前記吸引部に吸引された被回収物を収容する収容部と、を有し、
   前記吸引部は、前記被回収物を吸引する吸引ダクトを有し、
   前記吸引ダクトは、伸縮可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸引回収装置。
4. 前記長尺部材を水平面内において回転させる第１回転機構と、前記回収部を水平面内において回転させる第２回転機構と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の吸引回収装置。

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