(57)【要約】【課題】洗浄効果を高め、洗浄効率を向上させ、酸欠や洗浄灰の飛散を解消して安全性の高揚、作業環境の改善を図るドライアイスブラスト洗浄装置の提供。【解決手段】ガスボンベ８中の不活性、低露点のガスを減圧、圧力調節後に加圧ガス流で送出する加圧ガス圧送手段２、貯槽９内のドライアイス細粒を加圧ガス流によって圧送口１１から圧送させるブラスト本体１、圧送口１１に接続した７．５ｍ以下の短い長さの耐冷熱性、可撓性の洗浄剤ホース３、洗浄剤ホース３の先端に取付けたブラストガン４、ブラストガン４に接続してドライアイス細粒と加圧ガス流とを噴射する複数筒形のノズル５、洗浄運転時のノズル５と洗浄対象物１７の洗浄表面との間の洗浄剤混在気流の充満雰囲気を覆わせるためノズル５に一体的な移動及び着脱可能に取付けたフード６、フード６内の洗浄剤混在気流を誘引し汚染粉塵を集塵した後に浄化ガスで排気する排気手段７からなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素ガスなどのガスボンベ（８）中の不活性、低露点ガスを減圧および圧力調節した加圧ガス流で送出させる加圧ガス圧送手段（２）と、貯槽（９）内の粒状又はペレット状のドライアイス細粒を前記加圧ガス圧送手段（２）から導入口（１０）に導入される加圧ガス流によって圧送口（１１）から圧送させるブラスト本体（１）と、前記圧送口（１１）に接続された長くとも７．５ｍの可及的に短い長さとした耐冷熱性及び可撓性の洗浄剤ホース（３）と、その洗浄剤ホース（３）の先端に取付けたブラストガン（４）と、そのブラストガン（４）に接続して洗浄剤としての前記ドライアイス細粒と前記加圧ガス流とを噴射するべく設けられ、僅少幅の間隔をあけた複数列の横並びで、かつ、洗浄対象物（１７）表面の相互に近接する複数箇所に対し各箇所の法面に対する噴射軸の噴射角度が何れも９０度となる指向姿勢を取らせるようにした複数個のノズル先を持つ複数筒形に形成されてなるノズル（５）と、洗浄運転時におけるノズル（５）と洗浄対象物（１７）の洗浄表面との間に存在する洗浄剤混在気流の充満雰囲気を覆わせるためとしてノズル（５）に一体的な移動可能及び着脱可能に取付けたフード（６）と、そのフード（６）内の洗浄剤混在気流を誘引し、その中に含有する汚染粉塵を集塵した後に浄化ガスで排気する排気手段（７）とからなることを特徴とするドライアイスブラスト洗浄装置。
【請求項２】
フード（６）が、内部の雰囲気を視認するための覗き窓（１８）を備える請求項１記載のドライアイスブラスト洗浄装置。
【請求項３】
大気中の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出手段（１９）が、フード（６）の外壁面と排気手段（７）の排気口（２０）との少なくともフード（６）の外壁面に装着されてなる請求項１又は２に記載のドライアイスブラスト洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラにおける熱交換パイプなど、室内に設置される洗浄対象物の表面を洗浄するドライアイスブラスト洗浄装置に係り、特に粒状又はペレット状のドライアイス細粒を洗浄剤として加圧ガス流により洗浄対象物の表面に噴射して洗浄を行うドライアイスブラスト洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒状あるいはペレット状のドライアイスを洗浄媒体として加圧空気流により洗浄対象物としての例えばタービン翼に向け噴射するこの種ドライアイスブラスト洗浄装置の典型的な先行技術例としては、洗浄媒体である粒状あるいはペレット状のドライアイスを供給するドライアイス供給源と、加圧空気流を利用してドライアイスを圧送するドライアイス圧送手段としてのホースと、このホースの先端に設けられドライアイスをガスタービン翼の表面に噴射するドライアイス噴射ノズルとを有するブラスト装置を構成要素としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、この種ドライアイスブラスト洗浄装置の他の先行技術例としては、高圧空気などの搬送ガスによりライン内を運搬供給されるドライアイス粒子をブラスト対象物に噴射するブラストノズルを備えるとともに、このブラストノズルとブラスト対象物の作業面を覆うカバーと、このカバー内の塵芥とガスを一緒に吸引する吸引装置と、吸引した塵芥とガスとを分離する塵芥分離装置を備えて、作業部分の塵芥をガスと共に吸引して塵芥分離装置で塵芥を除去可能にしたものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４２５０５号公報（第４頁、段落番号［００１９］〜［００２１］、図１）
【特許文献２】
特開平１０−３３７６６７号公報（第３〜４頁、段落番号［００１６］〜［００２５］、図１、２）
【０００４】
上記両先行技術に共通して云えることは、洗浄効果を高めるためとしてブラスト圧を上げてブラスト距離を十分に取ろうとするには、高圧空気が得られる比較的大型の高圧空気圧縮機を必要として装置が大掛かりとなる問題があり、また、高露点ガスである空気を圧送用流体として用いているために、圧送中にホースなど配管内でドライアイス同士が表面での固着に起因する凍結固着作用によって塊となるなどして流れが悪くなったり、ノズルでの目詰まりが発生したりする結果、洗浄効率が低下するし、長時間の連続運転が妨げられるなどの不都合が屡あった。なお、このような運転上の不都合をなくしようとすると、高圧空気をドライヤー及びクーラーに通す必要があって装置がさらに複雑化、大型化する問題がある。
【０００５】
一方、カバーで覆わせた１個のブラストノズルでブラスト洗浄を行う方式では、洗浄により生じた洗浄灰など洗浄粉塵の飛散は一応防止できるが、洗浄作業能率が悪くて作業時間の延長化は避けられなく、洗浄効率の低下、交代要員の確保など作業コストの高騰に繋がるなどの作業面での諸問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のドライアイスブラスト装置が具有する諸問題点が現存する実状に鑑みて、本発明はその解決を図るべく成されるに至ったものであり、従って、本発明の目的とするところは、洗浄効果を高め、洗浄効率を向上させるとともに装置のコンパクト化を推進し、さらに、洗浄灰の飛散や酸欠の防止に基づく安全性の高揚並びに作業環境の改善を図ることが出来るドライアイスブラスト洗浄装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、上述の目的を達成して懸案の課題を解決するべく、以下に述べる手段を採用したものである。
即ち、本発明において請求項１の発明は、窒素ガスなどのガスボンベ８中の不活性、低露点ガスを減圧および圧力調節した加圧ガス流で送出させる加圧ガス圧送手段２と、貯槽９内の粒状又はペレット状のドライアイス細粒を前記加圧ガス圧送手段２から導入口１０に導入される加圧ガス流によって圧送口１１から圧送させるブラスト本体１と、前記圧送口１１に接続された長くとも７．５ｍの可及的に短い長さとした耐冷熱性及び可撓性の洗浄剤ホース３と、その洗浄剤ホース３の先端に取付けたブラストガン４と、そのブラストガン４に接続して洗浄剤としての前記ドライアイス細粒と前記加圧ガス流とを噴射するべく設けられ、僅少幅の間隔をあけた複数列の横並びで、かつ、洗浄対象物１７表面の相互に近接する複数箇所に対し各箇所の法面に対する噴射軸の噴射角度が何れも９０度となる指向姿勢を取らせるようにした複数個のノズル先を持つ複数筒形に形成されてなるノズル５と、洗浄運転時におけるノズル５と洗浄対象物１７の洗浄表面との間に存在する洗浄剤混在気流の充満雰囲気を覆わせるためとしてノズル５に一体的な移動可能及び着脱可能に取付けたフード６と、そのフード６内の洗浄剤混在気流を誘引し、その中に含有する汚染粉塵を集塵した後に浄化ガスで排気する排気手段７とによって、ドライアイスブラスト洗浄装置を構成してなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において請求項２に係る発明は、上記請求項１記載のドライアイスブラスト洗浄装置において、フード６が、内部の雰囲気を視認するための覗き窓１８を備えることを特徴とするドライアイスブラスト洗浄装置である。
【０００９】
さらに、本発明において請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２に記載のドライアイスブラスト洗浄装置において、大気中の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出手段１９が、フード６の外壁面と排気手段７の排気口２０との少なくともフード６の外壁面に装着されてなる構成としたことを特徴とする。
【００１０】
このような本発明によれば、窒素ガスなど不活性かつ低露点のガスをドライアイス細粒の圧送用流体として用いているために、圧送中に洗浄剤ホース３内でドライアイス細粒同士が固着に起因して塊となる現象が殆どなくなるし、ノズル５での目詰まりが解消される結果、洗浄効率が安定的に向上するとともに、長時間の連続運転が可能である。更に、圧送中におけるドライアイス細粒の昇華を防いで設計段階での所定の大きさのドライアイス細粒が確保された状態で噴射が成されることから洗浄効果を高維持できる。
【００１１】
また、本発明によれば、ドライアイス細粒の圧送用流体の圧力をドライアイス細粒径に応じて適切に調整できるので、噴射圧力、距離を洗浄対象物１７の汚染状態に適応させて洗浄効率を高くしながら、運転時間の適正化・合理化が果たされる。
【００１２】
更に、本発明によれば、昇華に基づく二酸化炭素ガス、不活性ガス、灰など洗浄粉塵をフード６内に閉じ込めて排気手段７で浄化ガスに転じて排気するようにしたことにより、洗浄粉塵の飛散や酸素濃度低下の解消に基づく安全性の高揚並びに作業環境の改善が図れる。しかも、この安全性確保の点については、少なくともフード６の外壁面に装着した酸素濃度検出手段１９の検出機能によって一層高められる。
【００１３】
更に又、本発明によれば、ノズル５を複数筒形として噴射角度を最適に保持することにより、付着塵芥に対する噴射・剥離作用を増大させて洗浄速度をより一層速める結果、作業時間の短縮が果たされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して好適に実施されるドライアイスブラスト洗浄装置の具体的な態様について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るドライアイスブラスト洗浄装置の概略構成図、図２，３は図１に図示のドライアイスブラスト洗浄装置に使用するノズル５の各例に係る作業時の態様を表す平面図である。
【００１５】
図示のドライアイスブラスト洗浄装置は、ブラスト本体１と、加圧圧送手段２と、洗浄剤ホース３と、ブラストガン４と、ノズル５と、フード６と、排気手段７とを構成要素部材として備えて、洗浄対象物１７としての例えば、ボイラ室内の炉における熱交換パイプ群をブラスト洗浄するためとして、炉内・外部に跨らせるように配設される。
【００１６】
ブラスト本体１は、移動可能な函体に形成した函本体内に、ドライアイス細粒の所定量を貯留できる貯槽９と、側壁部にそれぞれ開口した導入口１０と圧送口１１の間を横方向に延長して配管したガス管２２とが収設されてなる構造であって、貯槽９は、函本体の頂部に取り付けられたホッパ２１から供給されるドライアイス細粒の所定量を断熱保持下で貯留する一方、洗浄運転時に底部開口から繰出されるドライアイス細粒を、ガス管２２の途中部分に送出させて後述する加圧ガス流中に適当量を随時混入させ得るように設けられる。
【００１７】
加圧圧送手段２は、ガスボンベ８、減圧調圧弁１２及びガスホース１３を構成要素部材に備える。ガスボンベ８は、窒素ガスなど不活性で低露点のガスが加圧充填されてなるボンベであり、これはドライアイス細粒が露点による凍結を生じるのを防止し長時間連続運転を可能とするためとして上記の特定条件に適合するガスが充填されるものである。なお、不活性、低露点ガスとしては液化窒素ガスも必要に応じ使用可能である。減圧調圧弁１２は、ガスボンベ８のガス取出し口に取着させて、ボンベ内のガスを所定圧力まで減圧してガス化させた後、更に所要圧力に調整させたガスとして送出し得るように設けられる。ガスホース１３は、耐圧性、可撓性を有する所定長さのホースであって、減圧調圧弁１２の負荷側ポートとブラスト本体１の導入口１０の間に亘って配管される。このような加圧圧送手段２は、減圧調圧弁１２を開口及び圧力調整操作することにより、不活性で低露点のガスである例えば窒素ガスを減圧および圧力調節した後の所定圧力の加圧ガス流で前記ガス管２２に送出させるようになっている。
【００１８】
洗浄剤ホース３は、例えば低温の窒素ガスによって劣化しないような耐冷熱性を有するとともに、可撓性、耐圧性も備えたホースが用いられ、一例として補強ワイヤ芯入りの天然ゴムホースが挙げられる。この洗浄剤ホース３は、長くとも７．５ｍの可及的に短い長さのホースを用いて、流入側端部をブラスト本体１の圧送口１１に接続し、流出側端部に後述のブラストガン４を接続する。
このように設けられる洗浄剤ホース３は、洗浄運転の際に圧送口１１から圧送される加圧ガス流及び該ガス流に伴って同時に圧送されるドライアイス細粒の混合流体をブラストガン４に送り込ませることができる。
ここで、洗浄剤ホース３の長さを可及的に短くするのは、ホース内での凍結固着現象を防止して圧損を抑えると同時に、安定した連続洗浄運転を維持させる必要から成されるに他ならない。
【００１９】
ブラストガン４とノズル５とは、セットで一体に組み付けられてなる所謂、一般にスプレーノズルガンと称される器具に類似する構造を成す部材であって、洗浄剤ホース３の先端部に連結してガン引金部を作業者が操作し、内部の弁を直接開閉し或いは圧送口１１近部に設けた弁をリモート開閉することによって、洗浄剤ホース３から送り出される加圧ガス流とドライアイス細粒の混合流体をノズル５先端の噴射口から噴射させたり、噴射を止めたりすることができる。
【００２０】
上記ノズル５については、例えば図２、３に示される如き双筒形、又は三筒形の複数筒形のノズル（以下「マルチノズル」と称する）が用いられる。これらマルチノズルに共通する基本的な構造は以下に述べる通りである。即ち、ノズル５が、例えば僅少幅の間隔をあけた二列又は三列の横並びであって、かつ、洗浄対象物１７（本例の場合は熱交換パイプ群である）の表面の相互に近接する二箇所又は三箇所に対し各箇所の法面に対する各噴射軸の噴射角度が何れも９０度となる指向姿勢を取らせるように設けた二個又は三個のノズル先５ａ，５ｂ，５ｃを持つ双筒形ノズル又は三筒形ノズルに形成されてなることである。このようなノズル５を使用することにより、洗浄運転時に現場作業者が把持しているブラストガン４を左右にスィングさせると、一度に近接する複数箇所を繰り返し噴射洗浄できるので剥離作用の増大化と相俟って洗浄効果が一段と高くなり、作業時間の短縮が一層図れて好ましいものである。
【００２１】
フード６は、円柱，角柱など各形態の箱体に形成されるものが用いられていて、本例では、例えば軽量なアルミ金属製の一面が開口する直立方体になる箱体を使用して、ノズル５に対し一体的な移動可能及び着脱可能に取付けられる。図示するように、中心部においてノズル５を介挿させる後面及びそれを取巻く四周側面の五面が板面で塞がれ、後面に対向する前面が開口される状態でノズル５に着脱可能に取付けられる。なお、図示例のものは前面部の枠部材に対して自在ローラ２３が装着されていて、フード６を洗浄対象物１７である熱交換パイプ群の表面に沿わせて移動する際に軽快かつスムーズに動かせるように配慮した構造としている。
【００２２】
このような構造としたフード６は、洗浄運転時におけるノズル５と洗浄対象物１７の洗浄表面との間に存在する洗浄剤混在気流の充満雰囲気を覆わせるためとして設けられるものである。図中、符号１８はガラス製、樹脂製等の透明板が気密的に覆って取付けられてなる覗き窓であり、これはフード６の内部の雰囲気状態を外部から容易に視認できるために設けられたものである。
【００２３】
排気手段７は、集塵機（バグフィルタ）１５とファン１６を適宜長さの排気管１４における後半部分の途中に風上側から順に直列に介設してなる排気ラインに構成されて、排気管１４を、前半部分は炉内に展延して前端部の流入口をフード６の一側面に設けた開口に直結し、バグフィルタ１５とファン１６を備える後半部分は炉外に引き出し展延して配設する。このように設けられる排気手段７は、洗浄運転時にファン１６を駆動させることによって、フード６内の洗浄剤混在気流を誘引し、その中に含有する汚染されている洗浄粉塵をバグフィルタ１５で集塵した後にファン１６を介して排気口２０から浄化ガスとして炉外に排気することができる。
【００２４】
以上説明した構成としてなるドライアイスブラスト洗浄装置においては、さらに大気中の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出手段１９が所定個所に設けられている。この酸素濃度検出手段１９は、作業現場の適当な個所に設けることができるが、本発明においては、フード６の外壁面かあるいは該外壁面及び排気管１４の排気口２０に装着することが必要であり、酸素濃度検出手段１９を設けたことで、現場作業員を酸欠などによる危険状態から防護することができる。
即ち、作業運転時において、ドライアイス細粒の圧送用流体としての窒素ガス、ドライアイス細粒の昇華に基づくＣＯ２が拡散し、またスケールなど洗浄により生じる粉塵が充満することにより、酸素濃度低下状態の発生が予想される場合、危険に至る直前の警戒状態では、酸素濃度検出手段１９がこれを検出して警戒信号を発信させ、さらに進行して危険状態に至る虞があるような場合には、酸素濃度検出手段１９の検出信号で作業運転中の装置を停止させるなどの時機に応じた措置をとらせることにより、現場作業者の安全を十分に確保させることができる。
【００２５】
次に、このドライアイスブラスト洗浄装置の作用について概要を説明する。ブラスト本体１を稼動しドライアイス供給態勢に入らせるとともに、ガスボンベ８の減圧調圧弁１２を操作し所定圧力の下での窒素ガス圧送態勢に入らせて、現場作業員によりフード６、排気管１４が取付けられたノズル５付きブラストガン４を図１に図示するように洗浄対象物である熱交換パイプ群１７の洗浄部位に当て合わせ、ブラストガン４の操作でブラスト洗浄を開始する。
【００２６】
ノズル５先からは洗浄剤としてのドライアイス細粒と加圧窒素ガス流との混合流が勢い良く噴射して噴射先洗浄部位の洗浄が効果的に行われる。この場合の洗浄の態様について説明を加えると、ドライアイス細粒を加圧窒素ガスで吹き付けたときの衝撃力により、付着物や汚染物を剥離させる。その際、ドライアイス細粒により熱交換パイプ群１７の洗浄部位は急激に冷却されて、そのときの温度急変化は付着物を剥離させる効果を高めることになる。そして、熱交換パイプ群１７の洗浄部位に吹き付けられたドライアイス細粒は付着物、汚染物の隙間に入り込み、急激に気化してその容積が増大変化する。この容積変化が隙間を拡げて付着物を吹き飛ばす。
【００２７】
以上のように、ドライアイス細粒の冷熱による温度差と爆発的な昇華作用を利用した安全で、しかも環境にやさしい高性能洗浄がスピーディーにかつ効果的に行われるものであって、その際、付着物、汚染物、洗浄剤および窒素ガスが混在する気流の充満雰囲気はフード６により効率的に捕集された後、クリーン排気ガスとして排気手段７により炉外に安全に排出されるものであって、更に、酸素濃度低下などの作業者に対して危険を齎す問題への対応策も万全であって、これらについては詳細に前述した通りである。
【００２８】
しかして、本発明に係るドライアイスブラスト洗浄については、洗浄対象物１７の洗浄部位の材質、形態、また、付着物、汚染物の種類、付着・汚染度など、の各条件の違いによって洗浄システムの仕様を異ならせる必要があり、本発明者等により諸種条件の下での幾つかの洗浄実験を重ねたところ、ドライアイス細粒の粒径は約２ｍｍ乃至１０ｍｍ、加圧ガス圧送手段（２）から導入される加圧ガス流の圧力は４．２ｋｇ／ｃｍ２乃至１５．０ｋｇ／ｃｍ２の条件範囲内であれば、殆どの場合に問題なく十分に対処し得ることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明によれば、窒素ガスなど不活性で低露点のガスをドライアイス細粒の圧送用流体として用いることで、洗浄剤ホース内でドライアイス細粒同士が凍結する現象が皆無になるし、ノズルでの目詰まりが解消され、洗浄効率が安定的に向上するとともに、長時間の連続運転が可能である。更に、圧送中におけるドライアイス細粒の昇華を防いで設計段階での所定の大きさのドライアイス細粒がノズル先端まで確保された状態で噴射が成されることから洗浄効果を高く維持できる。
【００３０】
また、本発明によれば、ドライアイス細粒の圧送用流体の圧力をドライアイス細粒径に応じて適切に調整でき、噴射圧力、距離を洗浄対象物の汚染状態に適応させて洗浄効率を高くし、運転時間の適正化・合理化を果たし得る。更に、昇華に基づく一酸化炭素ガス、不活性ガス、灰など洗浄粉塵をフード内に閉じ込めて排気手段で浄化ガスに転じて排気することにより、洗浄粉塵の飛散や酸欠の解消に基づく安全性の高揚並びに作業環境の改善が図れる。
【００３１】
しかも、本発明によれば、作業上で最重要点とされる安全性確保の問題については、少なくともフードの外壁面に装着した酸素濃度検出手段の検出機能が発揮されることによってより一層高められる。
更に又、本発明によれば、ノズルを複数筒形のマルチノズルとして一度に噴射させるノズル数を増やすとともにその際の噴射角度を最適に保持することにより、洗浄速度をより一層速めて作業時間の短縮が果たされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るドライアイスブラスト洗浄装置の概略構成図。
【図２】図１に図示のドライアイスブラスト洗浄装置に使用するノズル５の一例に係る作業時の態様を表す平面図。
【図３】図１に図示のドライアイスブラスト洗浄装置に使用するノズル５の他例に係る作業時の態様を表す平面図。
【符号の説明】
１…ブラスト本体    ２…加圧ガス圧送手段    ３…洗浄剤ホース
４…ブラストガン    ５…ノズル    ６…フード    ７…排気手段
８…ガスボンベ    ９…貯槽    １０…導入口    １１…圧送口
１２…減圧調圧弁    １３…ガスホース    １４…排気管    １５…集塵機
１６…ファン    １７…洗浄対象物    １８…覗き窓
１９…酸素濃度検出手段    ２０…排気口    ２１…ホッパ    ２２…ガス管
【図１】
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【図２】
2004223410.tif 000004
【図３】
2004223410.tif 000005