(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温中にさらされる対象物を防護するために壁面に固着された耐火材もしくはライニングをはつるためのサイクロン式はつり装置であって、
高圧水をアウターチューブを挿通して供給するための分割式ランスであってＩ字形の直線部分にＵ字形またはＬ字形の方向変更部分が連結された分割式ランスと、
前記分割式ランスの先端に取り付けられ複数の高圧水噴射ノズルを有するノズルヘッド部と、
前記ノズルヘッド部に高圧水を供給する高圧水供給部と、
前記分割式ランスの直線部分から前記アウターチューブ内壁に向けて円周方向及び上下方向に放射状に架け渡される複数の軸材の先端にキャスターが備えられたセンタライザーと
を具備することを特徴とするサイクロン式はつり装置。
【請求項２】
前記分割式ランスの直線連結部分が軸として軸回転し、該分割式ランスの連結の先端に設置されたノズルヘッド部も略水平又は略垂直方向に回転することを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式はつり装置。
【請求項３】
前記複数の高圧水噴射ノズルの噴射位置が、前記ノズルヘッド部の回転中心軸から略同一距離の同一平面円周上に配置され、かつその位置が該回転中心軸に対して対角または略３６０度の均等分割角で配置され、かつそれぞれの噴射方向が中心軸から反対方向に向かい噴射されるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のサイクロン式はつり装置。
【請求項４】
前記複数の高圧水噴射ノズルを有するノズルヘッド部は、
それぞれの前記複数の高圧水噴射ノズルの噴射位置が、それらの中心位置から略同一距離の略同一平面円周上に配置され、かつ中心位置から対角または略３６０度の均等分割角で配置され、かつそれぞれの高圧水噴射ノズルの噴射方向が中心位置から反対方向に向かい噴射されるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のサイクロン式はつり装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火材、セメントあるいはモルタルのような耐火材やライニングをはつる装置に関する。特に石油精製プラント蒸留塔などの縦型円筒状構造物であるサイクロン装置等の内壁の耐火材やライニングをはつり、洗浄する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙突や石油精製装置の蒸留塔や流動接触分解装置等の化学反応型装置内部は非常に高温になるため、それらの内壁面にはシリカセラミックを主体とした耐火材が厚く塗布ライニングされている。これらの耐火材は一般的な構造材料と比較して強靭で安定した物理特性をもつが、やはり過酷な条件での経年使用により劣化し摩耗する。また経年劣化により耐火性能が低下してくると本来の構造物への熱衝撃が増し大きな問題となるため、定期的に補修または耐火材の新材料への更新をしなければならない。
【０００３】
上記耐火材の更新のためには、先ず劣化した耐火材を全て除去しなければならない。しかし化学反応型装置内部の耐火材は、例えば、過酷な高熱反応環境においても剥がれ落ちないように内壁面の蜂の巣状の金属網（耐火材固定用ハニカム：登録商標Hex-Mesh）内に厚く塗布され密着固定されている。
【０００４】
よって、劣化したとはいえ耐火材を新規更新のため剥がす工事は容易ではない。よってセメントやコンクリート製構造物を強力な切削工具を用いた物理的工法によって剥がす、いわゆる建築工事用はつり工法を用いなければならない。しかし、煙突内部やサイクロン装置内部に、通常の工事用はつり装置または切削はつり機器を持ち込むことは現実的に難しい上に、このような切削工具を用いて行う機械はつり工法は煙突やサイクロン装置等の内部の本来の構造物に損傷を与えてしまう危険性がある。
【０００５】
上記理由等のため、複雑な構造を有する化学反応塔やサイクロン装置内部の耐火材更新においては、通常はハンマーやのみを用い専ら人手作業によって耐火材をはつることが実情である。このため危険な構造物内でのはつり作業効率は非常に悪く、剥離した耐火材の破片や粉末が飛び散り、作業者の健康にも大きな危険が生じる。また、密閉サイクロン内は酸素欠乏、残留有毒ガスなどの危険も考慮しなければならず、作業環境としては危険劣悪である。
【０００６】
更にサイクロン装置のなかには人が入ることができない様な複雑な構造を有する場合も少なくない。例えば、典型的なサイクロン装置は、縦型全体構造の上部天面中央部に円筒状のアウターチューブを有し、このアウターチューブとサイクロン装置本体が二重円筒構造になっており、よってこの二重円筒構造でのアウターチューブ外壁とサイクロン装置本体の内壁間の壁面および天面の耐火材のはつり作業などは技術的に非常にむずかしく大きな危険を伴う。
【０００７】
先行技術文献の特許文献２および特許文献３には、高圧水噴射による物理力を利用した耐火材またはライニングのはつり工法が提案されているが、これらの技術提案は内径がほぼ一定の円筒状構造物の内壁工事を基本対象としており、上記サイクロン装置等の複雑な反応塔内部のはつり工事には対応できない。
【０００８】
また、従来の高圧水噴射によるはつり工法においては、その高圧水の噴射圧力の壁面反射圧によって噴射ノズルヘッドの位置ぶれが発生する。噴射する圧力を大きくすればするほど反射圧も大きく、噴射ノズルの向きや位置を一定に必要な方向に保つことは容易ではないため、上記サイクロン装置内部のように内径が変化する構造物や二重円筒状のような複雑な構造部分でのはつり工事に対応するのは困難であった。
【０００９】
ただし、高圧水噴射による方法にはメリットも大きい。耐火材、ライニング等のはつり工事においては、その剥離材や粉砕材の落下、飛散、および粉塵が大きな問題となる。高圧水噴射によるはつり工法を用いた場合は、水噴射が同時に行われるためにこれらの飛散、粉塵の防止には大きな効果を発揮する。
【００１０】
以上記載したように、現在、化学反応塔やサイクロン装置等の複雑な構造物内壁面耐火材等ライニングのはつり作業に特化したはつり装置は無く、作業効率が良く、安全な環境で良好なはつり作業を実施できる新しいはつり装置の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特公平７−１０３７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２９５６号公報
【特許文献３】特開２００７−３０８９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような事情に鑑み、本願では、耐火材等ライニングのはつり装置として、人手作業に頼らないはつり機構を有し、サイクロン装置のような内部に複雑な構造部分をもつ縦型円筒状構造物の内壁耐火材・ライニングの効率的なはつり作業を可能にし、剥離した耐火材が飛散しないようなはつり装置を実現することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るはつり洗浄装置は、高圧水を噴射ノズルより耐火材表面に噴射させることにより耐火材を物理的衝撃力ではつる高圧水噴射はつり方法を用いており、当該噴射ノズルヘッド部を３６０度回転かつ上下移動させることによりはつり残しをしないで効率的に広い面積の耐火材はつりを行うことができる。特に、サイクロン装置のようなすり鉢形状や二重円筒状などの特殊形状を有する縦型円筒構造体の内壁面耐火材またはライニングを効率的にはつることができかつ壁面を同時に洗浄できる高圧水はつり洗浄装置を提供するものである。本発明に係るはつり洗浄装置は、図１に示すように、油圧モーター５、高圧水用スイベル３、コントロールボックス７等を含む外部コントロール用装置と高圧水を導入する分割式ランス１２の連結、ノズル１１及びノズルヘッド部１０、そしてそれらを固定するセンタライザー９より構成されている。
【００１４】
本発明の高圧水はつり洗浄装置は、サイクロン装置の天井部のアウターチューブ８（図１）から高圧水を内蔵した分割式ランスを連結させてサイクロン装置内部に侵入させ、サイクロン装置の耐火材の被はつり面まで連結された分割式ランスの先端にある高圧水噴射ノズルヘッド部を導き、そのノズルから高圧水を噴射してはつり及び洗浄作業を行うことを特徴とする。
【００１５】
このように連結される分割式ランス（配管パイプ機能を有する。）は、一定長さを基本単位とし、Ｉ字、Ｌ字、Ｕ字またはＳ字などの様々な形状をもち、それらの連結により先端の高圧水噴射ノズルヘッド部の位置を複雑な形状のサイクロン装置内部の被はつり面に導くことができることができる。
【００１６】
本発明は、アウターチューブから挿入された分割式ランスの直線連結部分を中心軸としてセンタライザーによってアウターチューブ略中心部に軸固定され、この直線連結部分の軸を回転軸として分割式ランス先端側は回転移動が可能となり、サイクロン装置内壁の円形形状に沿って高圧水噴射ノズルヘッド部の回転移動が可能となることを特徴とする高圧水はつり洗浄装置である。
【００１７】
本発明は、先端の高圧水噴射ノズルヘッド部に、噴射ノズルの噴射口を複数箇所設置が可能であり、高圧水の噴射方向も個別ノズル角度の設定が可能であることから、上下左右３６０度３次元方向に高圧水噴射ができる。特に連結された分割式ランスの軸に対して先端の高圧水噴射ノズルヘッド部のみが回転することも可能であることを特徴とする高圧水はつり洗浄装置である。
【００１８】
また本発明は、複数の高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射ノズルヘッド部の噴射ノズルの配置において、それぞれの噴射ノズルの噴射位置が、それらの中心位置から同距離に配置され、かつ中心位置を含む同一平面円周上の中心位置から対角または３６０度均等分割角で配置され、かつそれぞれの噴射方向が中心位置から反対方向に向かい噴射されるように配置されていることにより、高圧噴射水の噴射時にそれぞれの噴射ノズルが受ける噴射圧の反射圧力である反作用圧力を互いに相殺または減衰させることができるようにした高圧水噴射ノズルヘッド部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明である高圧水はつり洗浄装置により、ハンマーやのみを使うような危険な人手作業をなくし、構造物本体に損傷を与えることなく耐火材等ライニングをはつることができるようになる。またサイクロン装置のようなすり鉢形状や二重円筒状などの複雑な形状を有する縦型円筒構造体の内壁面耐火材等ライニングを効率的かつ安全にはつることができ、壁面を同時に洗浄できる高圧水はつり洗浄が可能となる。
【００２０】
サイクロン装置の内径より寸法の小さいアウターチューブの内径にセンタライザーを設置することにより、連結された分割ランスの軸固定が強固となるため、ノズルヘッド部１０の振動や高圧水の反射圧によるノズルヘッド部の揺れや位置ぶれを防止することができる。（図１参照）同様に、ノズルヘッド部のみが連結された分割式ランスを軸に回転するため、高圧噴射水の壁面反射圧によるノズルヘッド部の位置ぶれを誘起させる力を該回転方向に逃がすことができる。このことによりノズルの高圧水噴射方向、噴射角度が安定し、高圧水による攻撃が正確かつ意図した角度で壁面耐火材に当たるようになる。
【００２１】
またノズルヘッド部が均一に回転しながら高圧水噴射を継続することにより、同一壁面を繰返しはつることができ、かつ分割式ランス全体の上下移動によって全壁面のはつり洗浄を効率よく行うことができる。高圧水噴射を用いるため耐火材の破片や粉末の飛散が少なく、水とともに流れていくので作業環境の改善効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るサイクロンはつり洗浄装置をサイクロン装置に設置した一実施例を説明するための図面であり、ノズルヘッド部は水平回転を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るサイクロンはつり洗浄装置をサイクロン装置に設置した一実施例を説明するための図面であり、ノズルヘッド部は縦回転を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るノズルヘッド部の回転する動きを説明するための図面であり、図１の切断面図Ａ−Ａ´を現す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２４】
図１は、サイクロン装置１内に本発明である高圧水はつり洗浄装置を設置した実施例のひとつを説明するための図である。特に図１は、サイクロン装置１本体の内壁とアウターチューブ８の外壁の間の二重円筒構造部分１５の耐火材はつり作業を説明するための図である。つまり、高圧水はつり洗浄装置は、アウターチューブ８の外壁の耐火材とサイクロン装置１本体の内壁の耐火材を同時に高圧水はつり洗浄する場合を示している。
【００２５】
サイクロン装置１の上外部に固定設置された高圧水用スイベル３に高圧水供給装置から高圧ホース２により高圧水が供給される。高圧水は分割式ランス１２の連結のなかに誘導されノズルヘッド部１０まで運ばれる。分割式ランス１２はＩ字形を連結して分割式ランス直線連結部分１４をつくり、Ｕ字形分割式ランス１３を連結して方向を変更し複雑な構造物の内部まで連結することによって先端のノズルヘッド部１０まで高圧水を導く。これら全体を総じて高圧水はつり洗浄装置と称する。もちろんＩ字形分割式ランスのみを連結して直線状配管を構成し、単純な直線状の円筒管内壁耐火材の高圧水はつり洗浄にも対応できることは言うまでもない。
【００２６】
アウターチューブ８の内壁にはセンタライザー９を使って直線連結部分の分割式ランス軸を強力にアウターチューブ８の略中心に固定する。外部のコントロールボックス７は油圧モーター５までつながる油圧ホース６によって同軸連結され、ピニオンギヤ４を利用して高圧水の水量、水圧や分割式ランス直線連結部分１４の軸回転、ノズルヘッド部１０の軸回転等のコントロール操作をサイクロン装置外部から行う。
【００２７】
センタライザー９はアウターチューブ８の内壁に円周方向に４輪、上下方向に４輪の計８輪キャスターを有することにより高圧水はつり洗浄装置全体を上下方向に移動させたり、分割式ランス直線連結部分１４を回転軸に３６０度回転させたりすることができる。これにより高圧水を噴射させるノズルヘッド部１０も上下方向への移動やサイクロン装置内壁に沿って円周水平方向に回転移動することが可能となる。図３において、図１のＡ−Ａ´切断面図を使って、ノズルヘッド部の回転する動きを説明する。
【００２８】
ノズルヘッド部１０には高圧水を噴射するための複数個のノズル１１が設置可能である。図１においては２個のノズルを設置した状態を表しており、それぞれのノズル１１はサイクロン装置１の二重円筒構造部１５においてアウターチューブ８の外壁とサイクロン装置１の内壁耐火材に向って高圧水を噴射するように設定されている。
【００２９】
図１のようにノズルヘッド部１０が水平に設置され、２個のノズルから高圧水が水平に噴射される場合、それぞれのノズルから噴射された高圧水はそれぞれアウターチューブ８の外壁およびサイクロン装置１の内壁に同時に噴射される。この時、高圧水の噴射圧力が大きいほど当たった壁面からの反射圧力つまり反作用圧力も大きく受けることになる。この反射圧力によってノズル１１およびノズルヘッド部１０に大きな力が加わり、連結している分割ランス軸がぶれて、ノズルヘッド部も位置ぶれを起こし、高圧水がノズルから直角に壁面を捉えることができなくなるという問題がある。
【００３０】
本発明によるノズルヘッド部１０は、連結している分割式ランスを回転軸としてノズルヘッド部のみを回転させることが可能であるため、均一速度で回転させることにより高圧水の壁面反射圧力を回転方向に逃がし、ノズルヘッド部１０のぶれや位置ずれまたノズル噴射方向のぶれを防ぐことができる。またノズルヘッド部１０が回転することによって噴射された高圧水は、壁面に対して垂直方向から水平方向に近くまで角度を変えながら均一に、しかも何回もノズルヘッド部の回転数だけ攻撃することになるため、ハニカム構造内隅のはつり残しなどがないように耐火材を効率よく完全にはつり洗浄することが可能になる。
【００３１】
また高圧水による物理的破壊力は、被はつり面に垂直に当たるときが最も大きな破壊力を発揮することになるが、被はつり物である耐火材は、壁面ハニカム構造のなかに強く固着されているため、ノズルヘッド部１０が回転することにより、高圧水の当る角度を変えながら耐火材を複数回繰返し噴射攻撃できることが、ハニカム構造の隅々まできれいにはつり作業を行うために有効となる。これにより壁面ハニカム構造内の隅々まで耐火材をはつり分離できる。
【００３２】
噴射ノズルの噴射位置や方向を、ノズルヘッド部の回転軸を中心に１８０度対角に２箇所設けた上記図１の場合に限らず、例えばノズルヘッド部回転軸を中心に１２０度の均等角度間隔で同距離の同一平面上に３箇所、または９０度の均等角度間隔に４箇所などバランス良くノズル噴射位置・方向を配置することもできる。
【００３３】
これにより、それぞれのノズルから噴射される高圧水噴射圧力が等しければ、高圧噴射水が当たった壁面から受ける反射圧力つまり反作用力も同等になるため、お互いのノズル噴射方向が対角方法になっていることにより、互いの反射圧どうしが打ち消しあい、反射圧を互いに相殺させまたは減衰させる。
【００３４】
ノズルヘッド部の位置ぶれや位置ずれまたはノズル噴射方向のぶれを発生させる大きな原因のひとつがバランスを欠いた上記反射圧力によるものであるから、これを防止することができれば、ノズルヘッド部の位置ぶれや位置ずれまたはノズル噴射方向のぶれを防ぐことができる。ノズルの位置ぶれ・方向ぶれを防いで高圧水を必要な壁面に精度良く均一に噴射させることははつり作業において非常に重要であり、効率的なはつり洗浄を行うためには欠かせない条件である。
【００３５】
図２は、本発明のサイクロンはつり洗浄装置をサイクロン装置１に設置した一実施例を説明するための図面で、ノズルヘッド部１０が、連結された分割式ランスの軸方向と同じ縦回転する場合を表す図面（ノズル１１の縦回転によって示す。）である。
【００３６】
この場合は、それぞれのノズル１１から噴射された高圧水はアウターチューブ８の外壁およびサイクロン装置１の内壁、そして二重円筒構造部１５の天上壁に噴射されるが、高圧噴射水の壁面反射圧力作用によって連結している分割ランス軸がぶれて、高圧水が直角に壁面を捉えることができなくなるという問題がやはり発生する。
【００３７】
前記と同様に、連結している分割式ランス軸と同じ縦方向にノズルヘッド部１０のみを回転させることにより高圧水の壁面反射圧力を回転方向に逃がし、ノズルヘッド部１０のぶれや位置ずれまたノズル噴射方向のぶれを防ぐことができる。同様にノズルヘッド部１０が回転することによって噴射された高圧水は、壁面に対し垂直方向から水平方向に近くまで角度を変えながら何回も回転数だけ攻撃することになるため、二重円筒構造部１５の天上壁もハニカム構造内隅のはつり残しなどがないように耐火材を効率よく完全にはつり洗浄することが可能になる。
【００３８】
次に図２の下部は、サイクロン装置内下部のすり鉢状に内径が変化している内壁（コニカル部１６と称する。）を高圧水はつり洗浄する場合の分割式ランスの連結された状態を表している。中心軸である分割式ランス直線連結部分１４から２方向に分枝した分割式ランス１７の先端にノズルヘッド部（図２のなかでは分枝した先端でのノズルヘッド部の図を省略。）を装着し、そのノズルヘッド部が用途に応じて前記同様に縦または水平に回転可能であることによって、コニカル部１６内壁の耐火材を均一に効率良く高圧水噴射によってはつり洗浄する。
【００３９】
同様に中心軸の分割式ランス直線連結部分１４を軸に回転することによりコニカル部１６の内壁を水平にはつり洗浄し、該軸の下方への移動によりコニカル部底部まではつり洗浄ができる。当然コニカル部１６の内径が小さくなりノズルヘッド部回転に支障が出てきた場合は分枝した分割式ランス１７を短くしていく必要があるし、分枝した分割式ランス１７はコニカル部１６壁面に対して垂直に向う角度で分枝していることが望ましい。
【００４０】
また、図２の下部では、中心軸である分割式ランス直線連結部分１４から２方向に分枝した分割式ランス１７を表現しているが、これは１２０度の同角度間隔で３方向分枝であってもよいし、９０度間隔の４方向分枝であってもよい。むしろ４方向分枝の方が高圧水噴射による壁反射圧力を互いに相殺し易くし、中心軸である分割式ランス直線連結部分１４の軸ぶれを防止することが効果的となる。
【００４１】
これによって、該中心軸の軸ぶれを防ぐために、コニカル部１６であるサイクロン装置の下方内部までセンタライザー９を移動させて分割式ランス直線連結部分１４を固定するという煩雑な作業の必要性がなくなる。特許文献３の技術においては、高圧水噴射ノズルの位置固定と位置ぶれ防止という目的のために、センタライザーはノズルヘッド部近傍に必要でありノズルヘッド部と共に移動する必要があることが伺える。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
サイクロン装置のようなすり鉢形状や二重円筒構造などの複雑な形状を有する縦型円筒構造体の内壁面耐火材等ライニングを効率的かつ安全にはつることができ、壁面を同時に洗浄できるはつり装置の開発は従来から望まれていたものである。本発明による高圧水はつり洗浄装置はサイクロン装置以外の対象にも用途が広いため産業における利用分野も広く、利用可能性は非常に高い。
【符号の説明】
【００４３】
１  サイクロン装置
２  高圧ホース
３  高圧水用スイベル
４  ピニオンギヤ
５  油圧モーター
６  油圧ホース
７  コントロールボックス
８  アウターチューブ
９  センタライザー
１０  ノズルヘッド部
１１  ノズル
１２  分割式ランス
１３  Ｕ字形分割式ランス
１４  分割式ランス直線連結部分
１５  二重円筒構造部
１６  コニカル部
１７  分枝した分割式ランス
【要約】
【課題】耐火材等ライニングのはつり洗浄装置として、人手作業に頼らないはつり機構を有し、サイクロン装置のような内部に複雑な構造部分をもつ縦型円筒状構造物の内壁耐火材・ライニングのはつり作業を可能にし、剥離した耐火材が飛び散らない様なはつり装置。
【解決手段】アウターチューブから挿入された分割ランスの直線連結部分を中心軸としてセンタライザーによってアウターチューブ略中心部に軸固定され、この軸を回転軸として分割ランス先端側は回転移動が可能となり、サイクロン装置内壁の円形形状に沿って回転移動が可能となる。ノズルヘッド部も水平又は垂直方向に回転することを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
0005504330.tif 000002
【図２】
0005504330.tif 000003
【図３】
0005504330.tif 000004