(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引力を発生するノズルより氷片を吸引、若しくはブロアーによる高速エアー流、又は吸引力を発生するノズルより氷片を吸引及びブロアーによる高速エアー流にてノズル前方へ噴射させ不要物を除去する放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法であって、
前記氷片は見掛け比重が０．５以下の板状フレークであることを特徴とする放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法。
【請求項２】
前記アイスブラスト方法は、製氷機と、前記製氷機により得られた氷片を吸引、若しくはブロアーによる高速エアー流、又は吸引力を発生するノズルより氷片を吸引及びブロアーによる高速エアー流にて先端部から噴射するノズルと、前記製氷機と前記ノズルをつなぐパイプを含むアイスブラスト装置を使用して行う請求項１に記載の放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法。
【請求項３】
前記板状フレーク氷片は、厚みｔが３ｍｍ以下、一面の表面積が前記ｔ2以上の不定形物である請求項１又は２に記載の放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法。
【請求項４】
前記ノズル先端から噴射させる板状フレーク氷片の速度は、１５ｍ／秒以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法。
【請求項５】
製氷機と、前記製氷機により得られた氷片を吸引、若しくはブロアーによる高速エアー流、又は吸引力を発生するノズルより氷片を吸引及びブロアーによる高速エアー流にて先端部から噴射するノズルと、前記製氷機と前記ノズルを接続するパイプを含む放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置であって、
前記製氷機は液体水供給部と、前記液体水に一部が浸漬する回転冷却ドラムと、前記回転冷却ドラム上で製氷された板氷を掻き取るスクレーパーと、前記スクレーパーで掻き落とされるフレーク状氷片を前記パイプに接続する氷片貯留部を含み、
前記ノズルから噴射される氷片は見掛け比重が０．５以下のフレーク状であることを特徴とする放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置。
【請求項６】
前記氷片貯留部には、フレーク状氷片を外部に排出する排出口を含む請求項５に記載の放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷片をノズル先端から噴射させて対象物体を清浄化する放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法及び放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染物体やガラス瓶のラベル除去、樹脂成型物のバリ取り、錆取り等には様々な除去方法が用いられている。放射線汚染物体、産業汚染物体等には通常高圧水洗浄法が用いられている。しかし、高圧水洗浄法の除去効率はそれほど高くなく、水垢、粘土物質、錆取り等の完全除去は望めない。静電気を発生し、ガス管については爆発の危険性があることから使用することはできない。加えて大量の水を消費する問題もある。他の手段として固体ブラスト法がある。これは固体物質を対象物体に衝突させ、そのエネルギーにより表面清浄化する方法である。ブラスト物体としてはサンドブラスト、ショットブラスト、重曹ブラスト、ドライアイスブラストなどが知られている。しかし、大気中への粉塵拡散、対象物体への静電気発生による微細な汚れの除去が困難、処理後の粉塵の処理が困難などの問題がある。
【０００３】
他のブラストとして氷粒を使用する方法が提案されている。特許文献１には内ドラム式の製氷機で氷を作り、漏斗状の受け取り手段で集め、エルボ状の経路を経てバリ取りワークに送ることが提案されている。特許文献２には容器内の冷却ノズルから氷粒を作成し、これをブラストとして使用することが提案されている。しかし、これらの提案は氷粒をブラストとしているが、洗浄力強化には問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０２８２４号公報
【特許文献２】米国特許第６，７１９，６１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記従来の問題を解決するため、ブラストとして板状フレーク氷片を使用することにより、不要物の除去効率が高い放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法及び放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法は、吸引力を発生するノズルより氷片を吸引、若しくはブロアーによる高速エアー流、又は吸引力を発生するノズルより氷片を吸引及びブロアーによる高速エアー流にてノズル前方へ噴射させ不要物を除去する放射線汚染物質除去用アイスブラスト方法であって、前記氷片は見掛け比重が０．５以下の板状フレークであることを特徴とする。以下において、氷片の比重は見掛け比重のことである。
【０００７】
本発明の放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置は、製氷機と、前記製氷機により得られた氷片を吸引、若しくはブロアーによる高速エアー流、又は吸引力を発生するノズルより氷片を吸引及びブロアーによる高速エアー流にて先端部から噴射するノズルと、前記製氷機と前記ノズルを接続するパイプを含む放射線汚染物質除去用アイスブラスト装置であって、前記製氷機は液体水供給部と、前記液体水に一部が浸漬する回転冷却ドラムと、前記回転冷却ドラム上で製氷された板氷を掻き取るスクレーパーと、前記スクレーパーで掻き落とされるフレーク状氷片を前記パイプに接続する氷片貯留部を含み、前記ノズルから噴射される氷片は見掛け比重が０．５以下のフレーク状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は板状フレーク氷片を用いたアイスブラスト方法及び装置とすることにより、次の作用・効果が得られる。下記３つの相変化は段階的に起きてもよいし、複合して起きてもよい。
（１）固体の板状氷片の角部の衝突及び衝撃による不要物の除去ないしは清浄化。固体の板状氷片の角部の衝突は、固体の板状氷片は空気流に乗ると流体抵抗を受けない方向に配向するため、先端の角部から対象物体に衝突しやすい。このため、単なる氷粒より衝突の際の除染物に対する単位面積当たりの衝突エネルギーが大きくなり、同質量の氷粒よりははるかに高い除去効率が得られる。
（２）固体の板状氷片の衝突とその氷片の液体変化の同時進行の衝突により発生する、滑り力及び摩擦力による不要物の除去ないしは清浄化。
（３）液体水のリンス効果。
【０００９】
上記のように氷片によるブラスト洗浄は３つの作用を持つため、他のブラスト法に比較して除去効率が高く、高圧水洗浄に比べて水量を大幅に少なくできる。一例においては高圧洗浄水の１／１０〜１／２０とすることができる。水量が少ないと後の処理が容易となる。とくに放射能汚染物質の場合は、除去水中に汚染物質が入ってくるので、除去水の清浄化処理も必要となる。このため使用する水量は少ないほうが汚染廃棄物減量に便利であり、本発明方法及び装置はこの利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の一実施例における板状フレーク氷片を示す模式的斜視図である。
【図２】図２は本発明の一実施例における製氷機の模式的説明図である。
【図３】図３は本発明の一実施例におけるノズルの模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の別の実施例におけるノズルの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は板状フレーク氷片をアイスブラストする。図１は本発明の一実施例における板状フレーク氷片１を示す模式的斜視図である。板状フレーク氷片１は主面２と側面部３を有する。板状フレーク氷片１は空気流に乗ると流体抵抗を受けない方向に配向するため、側面部３から対象物体に衝突しやすい。このため板状フレーク氷片１の運動エネルギーは側面部３に集中する。運動エネルギーは次の式で表せる。
運動エネルギーＥ＝（１／２）ｍｖ2
但し、ｍは質量、ｖは速度である。
【００１２】
板状フレーク氷片１は、厚みｔが３ｍｍ以下、一主面の表面積が厚みｔ2以上の不定形物であることが好ましい。さらに好ましくは、厚み０．５〜２ｍｍ、一主面が２〜３ｍｍ角の不定形である。この範囲であれば、製氷機からノズルまで飛行させ、ノズル先端から噴射して汚染物等を除去するのに効率的である。
【００１３】
前記板状フレーク氷片の比重は、好ましくは０．９２以下であり、さらに好ましくは０．５以下である。前記の範囲であれば、製氷機からノズルまで飛行させ、ノズル先端から噴射して汚染物等を除去するのに効率的である。比重を軽くするには製氷時に泡（空気）を巻き込ませる。比重が重い場合は短距離輸送（例えば水平距離１０ｍ以下）に適しており、比重を軽くすると短距離はもちろん可能であるが、長距離輸送（例えば水平距離１０〜７０ｍ程度）に好適である。
【００１４】
板状フレーク氷片の輸送手段として、吸引流及び／又はブロアーによる高速エアー流を使用する。吸引流は比較的短距離輸送に使用し、ブロアーによる高速エアー流は比較的長距離輸送に使用する。両者を併用するとさらに長距離輸送ができる。
【００１５】
ノズル先端から噴射させる板状フレーク氷片の速度は、１５ｍ／秒以上であることが好ましい。この速度であれば洗浄などに効率的に作用できる。
【００１６】
図２を用いて本発明のアイスブラスト装置における製氷機を説明する。この製氷機１０は槽６に液体水７を供給して液体水供給部とする。液体水７は水供給管４から調整弁５を通じて供給される。８は保護カバーである。液体水７に一部が浸漬するアルミ製冷却ドラム９を矢印方向に回転させ、冷却ドラム９上で製氷させて板氷１２を得る。冷却ドラム９の内部には軸芯部１１から冷媒が供給され、冷却ドラム９の表面は一例として−２１℃まで冷却されている。板氷１２は次いでスクレーパー１３で掻き落とされる。掻き落とされたフレーク状氷片１４はパイプ１７に接続する氷片貯留部１５に落とされる。氷片貯留部１５におけるフレーク状氷片の温度は一例として−７℃である。氷片貯留部１５に落とされた板状フレーク氷片は、吸引力を発生するノズルより吸引されてパイプ１７に移動する。一例としてパイプの内径は２５ｍｍである。
【００１７】
氷片貯留部１５には、フレーク状氷片を外部に排出する排出口１６を設けておくのが好ましい。このようにするとフレーク状氷片の噴射が必要ないときは外部にフレーク状氷片を外部に排出でき、パイプ詰まり等の障害を回避できる。
【００１８】
次にノズルについて説明する。ノズルは任意のものを使用できるが一例として図３〜図４に示すノズルを使用できる。図３のノズル（噴射ガン）２０は先細のエアー導入管２１からエアーを導入し、先端から噴射口２２に向かって噴射することにより、エジェクター部Ｅが負圧となり、フレーク状氷片がパイプ１７から吸引されてくる。その後、エジェクター部Ｅでエアー導入管２１からのエアーと混合され、噴射口２２から先端に向かって噴射される。エアー導入管２１から導入されるエアーは一例として７気圧、１１ｍ3／分である。これによりパイプ１７は７０ｍ、ブラスト噴射距離は３０ｃｍ、噴射の初速は風速１５ｍ／秒以上で運転できる。
【００１９】
図４は別のノズル（噴射ガン）３０であり、エアー導入管２３からエアーを導入し、噴射口２４に向かって噴射することにより、エジェクター部Ｅが負圧となり、フレーク状氷片がパイプ１７から吸引されてくる。その後エジェクター部Ｅでエアー導入管２３からのエアーと混合され、噴射口２４から先端に向かって噴射される。他の例示条件は図３と同様である。
【００２０】
本発明で使用するフレーク状氷片には洗浄力を高めるためアルカリ性又は酸性の水を加えてもよい。例えば重曹水、アルカリ電解液、クエン酸、酸性電解液、洗浄剤などを加えることができる。少量であれば界面活性剤を加えてもよい。
【００２１】
本発明のアイスブラスト方法及びアイスブラスト装置は、放射線汚染物体、産業汚染物体等の汚染物の除去、ガラス瓶等のラベル除去、樹脂成型物のバリ取り、錆取り、塗装物の除去、半導体表面の清浄化等、様々な除去分野に適用できる。とくに放射線汚染物質の除染には好適である。除染が必要な放射線汚染物質のセシウム（Ｃｓ）はアルカリ金属、ストロンチウム（Ｓｒ）はアルカリ土類金属であり、自然界においては様々な塩になっていると思われる。とくにある種の粘土、例えば２：１型層状珪酸塩を形成する粘土には吸着されやすいことが知られている。粘土は一般的に洗浄・除去しにくいことから、本発明の固体の板状氷片の角部の衝突及び衝撃により粘土を破壊し、対象物体から除去して清浄化することは、とくに効率的である。
【実施例】
【００２２】
以下実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
図２に示す製氷機と図３に示すノズルからなるアイスブラスト装置を用いて実験した。このアイスブラスト装置の内容は次の表１に示すとおりである。
【００２４】
【表１】
0005967606.tif 000002
【００２５】
表１に示すアイスブラスト装置によって得られる板状フレーク氷片の厚みは０．５〜３ｍｍ、一主面が２〜３ｍｍ角の不定形であり、比重は０．５であった。比重が軽いのは空気泡を巻き込んでいるからである。表１に示すアイスブラスト装置を用いて放射線汚染物質（主としてセシウム、ストロンチウムを含む。）で汚染された２ｔ輸送トラックを洗浄した。
【００２６】
比較例１として高圧水洗浄装置（水圧７．８ＭＰａ）を用いて放射線汚染物質（主としてセシウム、ストロンチウムを含む。）で汚染された２ｔ輸送トラックを洗浄した。このトラックは同一時期に放射線汚染地域に入り、同程度の汚染を受けている。実施例１と比較例１の結果をまとめて表２に示す。放射線量の測定は日立アロカメディカル社製、形式ＴＧＳ４６Ｂを使用した。
【００２７】
【表２】
0005967606.tif 000003
【００２８】
表２から明らかなとおり、アイスブラスト法による放射線汚染物質の除染率は極めて高いことがわかる。
【００２９】
（実施例２）
実施例１と同一のアイスブラスト装置を用いて放射線汚染地域におけるコンクリートブロック表面の除染を行った。除染の結果を表３に示す。放射線量の測定はALNOR社製、形式RDS-100 Survey Meterを使用した。試験環境の放射線量は0.15μSV/hであった。
【００３０】
【表３】
0005967606.tif 000004
【００３１】
（実施例３）
実施例１と同一のアイスブラスト装置を用いて放射線汚染地域における自然石表面の除染を行った。除染の結果を表４に示す。放射線量の測定はALNOR社製、形式RDS-100 Survey Meterを使用した。試験環境の放射線量は0.15μSV/hであった。
【００３２】
【表４】
0005967606.tif 000005
【００３３】
（実施例４）
実施例１と同一のアイスブラスト装置を用いて放射線汚染地域における自家用車表面の除染を行った。除染の結果を表５に示す。放射線量の測定はALNOR社製、形式RDS-100 Survey Meterを使用した。試験環境の放射線量は0.3μSV/hであり、部分的に0.7μSV/hのところもあった。
【００３４】
【表５】
0005967606.tif 000006
【００３５】
（実施例５）
実施例１と同一のアイスブラスト装置を用いて放射線汚染地域における木製電柱表面の除染を行った。除染の結果を表６に示す。放射線量の測定はALNOR社製、形式RDS-100 Survey Meterを使用した。なお、試験環境の放射線量は0.12〜0.15μSV/hであった。
【００３６】
【表６】
0005967606.tif 000007
【００３７】
表３〜６から明らかなとおり、アイスブラスト法による放射線汚染物質の除染率は極めて高いことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のアイスブラスト方法及びアイスブラスト装置は、放射線汚染物体、産業汚染物体等の汚染物の除去、ガラス瓶等のラベル除去、樹脂成型物のバリ取り、錆取り、塗装物の除去、半導体表面の清浄化等、様々な除去分野に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  板状フレーク氷片
２  主面
３  側面部
４  水供給管
５  調整弁
６  槽
７  液体水
８  保護カバー
９  冷却ドラム
１０  製氷機
１１  軸芯部
１２  板氷
１３  スクレーパー
１４  フレーク状氷片
１５  氷片貯留部
１６  排出口
１７  パイプ
２０，３０  ノズル（噴射ガン）
２１，２３  エアー導入管
２２，２４  噴射口
【図１】
0005967606.tif 000008
【図２】
0005967606.tif 000009
【図３】
0005967606.tif 000010
【図４】
0005967606.tif 000011