(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に砂及び粘土からなる汚染された土砂を洗浄するものにおいて、
土砂と水の混合物を収容する槽と、
前記混合物を前記槽内で撹拌する手段と、
前記槽内の底面における第一の端に配置されて、前記混合物を吸入し排出する第一のポンプと、
第一のポンプの排出口に接続されて、同ポンプから排出された前記混合物を内周面にて前記槽内の第二の端に案内する抵抗管とを備え、
前記抵抗管が、同抵抗管内の前記混合物の流れを抑制する第一の抵抗手段を有し、
前記撹拌手段が鉛直方向の軸を中心として前記槽内の底面付近で回転する羽根車であって、前記槽内の底面が、第一のポンプの吸入口周辺において低く前記羽根車の周辺において高くなる第一の段差を有し、且つ前記羽根車の周辺においては第一のポンプから遠ざかるに連れて更に高くなるように傾斜していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記槽内の底面における第二の端に配置されて、前記混合物を吸入し排出する第二のポンプを更に備え、前記槽内の底面が、第二のポンプの吸入口周辺において低く前記羽根車の周辺において高くなる第二の段差を有する、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
第二のポンプの排出口に接続されて、上に向かって延び、前記槽の外に向かう支管と前記槽の底に戻る支管とに分岐する輸送管を備え、各支管が弁を有する、請求項２に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射能などで汚染された土砂を洗浄する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力施設における事故などによりセシウムなどの放射能物質で汚染された土砂は、容積及び重量ともに膨大であることから、そのまま運搬し廃棄するには極めて非経済的であり、減容化及び減量化する必要がある。土砂は砂と粘土とからなり、双方に放射能物質が付着している。そこで一般に、土砂を互いに研磨することにより、砂に付着している放射能物質を砂から洗い落とし、分級して粘土とともに回収することが行われており、そのための処理装置も提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の洗浄装置は、土砂を同じ周方向に旋回させるだけのものであって、装置全体の容積が大きい割に洗浄効率の低いものであった。
それ故、この発明の課題は、主に砂及び粘土からなる汚染された土砂を洗浄するものにおいて、装置の容積を増やすこと無く高い効率で土砂を洗浄する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
その課題を解決するために、この発明の洗浄装置は、
土砂と水の混合物を収容する槽と、
前記混合物を前記槽内で撹拌する手段と、
前記槽内の底面における第一の端に配置されて、前記混合物を吸入し排出する第一のポンプと、
第一のポンプの排出口に接続されて、同ポンプから排出された前記混合物を内周面にて前記槽内の第二の端に案内する抵抗管とを備え、
前記抵抗管が、同抵抗管内の前記混合物の流れを抑制する第一の抵抗手段を有することを特徴とする。
【０００６】
この発明の洗浄装置によれば、土砂と水の混合物が槽内で撹拌されるだけで無く、第一のポンプで吸入され排出されて抵抗管内を通過する。抵抗管内では混合物の流れが抑制されることから、通過中に互いに研磨されて、砂に付着している汚れが砂から脱離する。抵抗管は槽内に固定されているので、装置全体の容積は抵抗管が無い構成と同じであってよい。
【０００７】
第一の抵抗手段として好ましいのは前記内周面に軸方向に間欠的に設けられた板であって、第一の径方向からと第二の径方向からとで互い違いに突出するものである。互い違いに突出する板に衝突する度に混合物が進路変更を余儀なくされて土砂が研磨し合うからである。突出する板は、好ましくは環状板を半割した形状をなす。市販の鉄筋を加工して溶接し、容易に抵抗管を製作できるからである。
【０００８】
第一の抵抗手段として別の好ましい構成は、抵抗管の前記内周面を螺旋形状とすることによる。これにより、混合物は抵抗管内で蛇行することを余儀なくされて土砂が研磨し合うからである。
【０００９】
第一の抵抗手段として更に別の好ましい構成は、前記内周面の縮径による。すなわち、抵抗管の内径を一様とするのではなく、例えば第一のポンプの排出口との接続部分付近とそこから延びて前記槽内における第二の端に至る部分とを径違い管で連結する。これにより、縮径される部分の手前で混合物中の土砂密度が増し、土砂が研磨し合うからである。この構成は、前記の交互に突出する板又は螺旋形状と併用することができる。
【００１０】
前記抵抗管は、好ましくは先端に近づくに連れて高くなるように傾いて固定されている。混合物は、比重差の故に、前記槽内の相対的に上位では水の割合が高く、下位では土砂の割合が高い組成となる。従って、抵抗管を傾斜させることにより、重力で前記混合物の流れが抑制されるうえに、抵抗管の先端から土砂とともに槽内に出た汚れのうち、セシウムなどの水溶性物質は水相に止まって土砂と分離されやすくなる。
【００１１】
前記撹拌手段が前記混合物を前記槽内で旋回させるものであるときは、前記槽は、好ましくは前記旋回を抑制する第二の抵抗手段をその内壁に有する。これにより内壁に沿って旋回する混合物の土砂が衝撃を受けて汚れが脱離するからである。この構成は、第一の抵抗手段と併用することができる。第二の抵抗手段として好ましいのは、前記内壁における周方向に間欠的に取り付けられた山形鋼である。山形鋼は市販されていて安価に入手しやすいからである。
【００１２】
前記撹拌手段と前記槽との組み合わせにおいては、前記撹拌手段が鉛直方向の軸を中心として前記槽内の底面付近で回転する羽根車であって、前記槽内の底面が、第一のポンプの吸入口周辺において低く前記羽根車の周辺において高くなる第一の段差を有し、且つ前記羽根車の周辺においては第一のポンプから遠ざかるに連れて更に高くなるように傾斜している。前記槽内が一様に同じ深さであると、ポンプの吸入口よりも低い位置で旋回する土砂はポンプに吸入されない。この好ましい組み合わせによれば、第一のポンプの吸入口を羽根車の周辺の底面よりも低い位置に設けることができ、底面付近で旋回する土砂をほとんど全てポンプで吸入することができる。
【００１３】
前記組み合わせにおいて更に好ましいのは、前記槽内の底面における第二の端に配置されて、前記混合物を吸入し排出する第二のポンプを更に備え、前記槽内の底面が、第二のポンプの吸入口周辺において低く前記羽根車の周辺において高くなる第二の段差を有するものである。この構成によれば、前記抵抗管によって第二の端に案内された混合物が第二のポンプによって吸入され排出される。そして、第二のポンプの排出口に輸送管が接続される。輸送管は、上に向かって延び、前記槽の外に向かう支管と前記槽の底に戻る支管とに分岐し、各支管が弁を有する。外向き支管の弁を閉じ、戻り支管の弁を開けておくことにより、第二のポンプから排出された混合物が戻り支管にて前記羽根車の周辺に戻され、再び撹拌される。外向き支管の弁を開け、戻り支管の弁を閉じれば、混合物の一部が外向き支管にて槽外の篩いなど次工程の機械に送られる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明の洗浄装置によれば、土砂と水の混合物が抵抗管内を通過する間に、砂に付着している汚れが砂から脱離する。このため、装置の容積を増やすこと無く高い効率で土砂を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一の実施形態の洗浄装置を示す水平方向断面図である。
【図２】同じく鉛直方向断面図である。
【図３】（ａ）は第一の実施形態の洗浄装置に用いられる抵抗管を示す軸方向断面図、（ｂ）は同じく径方向断面図、（ｃ）は同じく別の軸方向位置における径方向断面図である。
【図４】第二の実施形態の洗浄装置に用いられる抵抗管を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
−実施形態１−
第一の実施形態の洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、ほぼ７Ｗ×２Ｄ×２Ｈ（ｍ）の直方体形状の槽２と、槽２の平面視中央に鉛直方向の軸を中心として回転可能に固定された羽根車３と、槽２内の底面の隅に設置された第一のポンプ４と、それと対角の位置に設置された第二のポンプ５と、抵抗管６と、輸送管７とを備える。
【００１７】
槽２は、上面が蓋２１で開閉可能であり、蓋２１に羽根車３の駆動源３１が搭載されている。羽根車３の軸３２の下端は槽２の底面に軸受けを介して支持されており、羽根車３の羽根３３は底面に近い位置に取り付けられている。槽２は、ポンプ４、５の設置箇所を除いて上げ底２２されており、ポンプ４、５の設置箇所と上げ底２２部分との境界はそれぞれ段差２３、２４となっている。上げ底２２部分は、ポンプ４側で２５ｃｍ、ポンプ５側で３０ｃｍ上げられており、小さな勾配の斜面となっている。
【００１８】
槽２の内壁には底面からほぼ開口端まで延びる山形鋼２５、２５・・が、その山の稜線が内向き且つ鉛直方向となるように周方向に等間隔に取り付けられている。山形鋼２５の山の高さ及び互いの間隔は、それぞれ５ｃｍ及び５０ｃｍ程度である。
【００１９】
抵抗管６は、一端がポンプ４の排出口に接続されて真上に向かい、続いて９０度近く曲がって槽２の長寸方向の内壁と羽根車３との間を直線的に延び、短寸方向の内壁に達する前にポンプ５に向かうように緩やかに曲げられている。抵抗管６の他端すなわち先端は、ポンプ５の手前で開放されている。抵抗管６は先端に近づくほどに高くなるようにその直線部分が傾いて固定されている。その内径はポンプ４との接続部分付近６１では２５ｃｍ、その他の部分６２では２０ｃｍとなっており、両者は径違い管６３で連結されている。
【００２０】
抵抗管６の内周面には、図３に示すように、環状板を半割した形状の板６４が軸方向に間欠的に取り付けられている。板６４は、抵抗管６と同心をなし、第一の径方向からと第二の径方向からとで互い違いに突出している。このため、互い違いに突出する板６４に衝突する度に混合物が進路変更を余儀なくされて土砂が研磨し合う。
【００２１】
輸送管７は、ポンプ５の排出口に接続されている。輸送管７は、真上に向かって延び、槽２の開口面よりも上に出たところでそのまま更に上に向かう支管７１と下に戻る支管７２とに分岐している。各支管７１、７２にはそれぞれ分岐点の近くに弁７３、７４が設けられ、支管７１は弁７３を介して槽２の外の振動篩機（図示省略）に向かっている。支管７２は弁７４を介して鉛直方向真下に下って槽２の上底２２に達している。
【００２２】
洗浄装置１を使用するときは、弁７３を閉じ、弁７４を開いておいて、一次篩にかけられて大きなゴミが除去された土砂と水の混合物を槽２に投入する。水の量は土砂の３倍前後である。そして、羽根車３を回転させ、ポンプ４、５を稼働させる。混合物は羽根車３の作用で槽２内で撹拌され、そのうち内壁に沿って旋回する土砂が山形鋼２５と衝突して汚れが脱離する。
【００２３】
また、混合物の一部は、吸入口４ａからポンプ４に吸入され排出されて抵抗管６内を通過する。抵抗管６は、ポンプ４との接続部分６１よりもその先の部分６２の方が小さい内径を有するので、縮径される直前で土砂密度が増し、土砂が研磨し合う。そして、そこを通過した混合物は抵抗管６内を先端に向かうに連れて断続的に板６４に当たって進路変更を余儀なくされ、その際に土砂が互いに研磨されて、砂に付着している汚れが砂から脱離する。
【００２４】
混合物は、比重差の故に、槽２内の相対的に上位では水の割合が高く、下位では土砂の割合が高い組成となっている。そして、抵抗管６が前記の通り傾いて固定されているので、抵抗管６を通過した混合物は槽２内の上位に排出される。従って、抵抗管６の先端から土砂とともに槽内に出た汚れのうち、セシウムなどの水溶性物質は水相に止まって土砂と分離されやすくなる。
【００２５】
抵抗管６から出た混合物は、再び羽根車３の作用で槽２内で撹拌される。上げ底２２が前記の通り傾斜しているので、重い砂質は重力の作用で上げ底２２に沿ってポンプ４に向かって移動し、段差２３を超えて再びポンプ４に吸入される。混合物のうち上げ底２２に載らずにポンプ５の周辺に落ちた土砂は吸入口５ａからポンプ５に吸入され、輸送管７を通り、支管７２にて上げ底２２の上に戻される。
【００２６】
こうして、投入された土砂の全てが撹拌と研磨の対象となり、一定時間経過すると、砂に付着していた汚れのほとんどが砂から脱離した状態となる。そこで、弁７３を開いてポンプ５周辺の重い砂質からほぼ優先的に輸送管７及び支管７１を介して次工程に送られる。
洗浄装置１においては、抵抗管６は槽２内に固定されているので、装置全体の容積は抵抗管６が無い構成と同じであってよい。
【００２７】
−実施形態２−
第二の実施形態では、図４に示すように、抵抗管１６の内周面を螺旋形状としている。その他の構成は第一の実施形態と同じである。これにより、混合物は抵抗管１６内で蛇行することを余儀なくされて土砂が研磨し合う。
【符号の説明】
【００２８】
１  洗浄装置
２  槽
３  羽根車
４、５  ポンプ
６  抵抗管
７  輸送管
【図１】
0006566757.tif 000002
【図２】
0006566757.tif 000003
【図３】
0006566757.tif 000004
【図４】
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