(57)【要約】【課題】焼却炉や加熱炉の煙突など円筒状構造物の補修や解体に際して、内壁面に生じたダイオキシン等の有害物による汚染部を、人手によらず安全にかつ効率的に除去し、除去作業での廃棄物発生量を抑制するとともに、作業コストおよび廃棄物処理コストを必要最小限に抑える。【解決手段】円筒状構造物の内壁面をモニターで観察し、構造物内に配設された複数のヘッドを円筒軸方向に移動して検知された内壁面の汚染部に対向させ、各ヘッドを内壁面の略垂直軸まわりに自転させ、かつ円筒軸まわりに公転させ、各ヘッドに保持させた剛毛または切削刃を内壁面に圧接することで、内壁面を擦削または切削する。各ヘッドを円筒軸方向に２段に配設し、各段のヘッドを互いに逆方向に公転させるのが好ましい。【選択図】　　図１
2004108714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状構造物の内壁面をモニターで観察し、該構造物内に配設された複数のヘッドを円筒軸方向に移動して検知された内壁面の汚染部に対向させ、各ヘッドを内壁面の略垂直軸まわりに自転させ、かつ円筒軸まわりに公転させ、各ヘッドに保持させた剛毛の毛先を内壁面に圧接することで、内壁面を擦削することを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去方法。
【請求項２】
請求項１における剛毛に替えて切削刃を各ヘッドに保持させ、切削刃を内壁面に圧接することで、内壁面を切削することを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去方法。
【請求項３】
各ヘッドを円筒軸方向に２段に配設し、各段のヘッドを互いに逆方向に公転させることを特徴とする請求項１または２記載の円筒状構造物内壁面の汚染物除去方法。
【請求項４】
円筒状構造物の内壁面を観察するモニターと、該構造物内に設けられる互いに連結した駆動部と作動部と保持部からなり、駆動部には円筒状構造物内にて駆動部を円筒軸方向に移動するための移動機構が設けられ、円筒軸方向を軸として回転するシャフトと駆動源を有し、作動部はシャフトの回転により円筒軸周りに公転するフレームと、フレームから内壁面に向けて放射状に伸びかつシャフトの回転によりロッド軸まわりに自転する複数のロッドと、各ロッドの先端に取り付けられたヘッドと、各ヘッドの内壁面側に保持された剛毛とを有し、保持部はシャフトを中心に開閉して内壁面に当接しシャフトを円筒軸の位置に保持する３組以上のリンクと、リンクの開閉機構を有していることを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去装置。
【請求項５】
請求項４における剛毛に替えて切削刃が各ヘッドに保持されていることを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去装置。
【請求項６】
円筒軸方向に２段のフレームを有し、各フレームが互いに逆方向に公転する機構でシャフトに連結されていることを特徴とする請求項４または５記載の円筒状構造物内壁面の汚染部除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉や加熱炉の煙突など円筒状構造物の内壁面に生じたダイオキシン等の有害物による汚染部を、該構造物の補修や解体に際して安全にかつ効率的に除去するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されていた焼却炉や加熱炉には、操業中にダイオキシン等の有害物が発生し、煙突や煙道の内壁面がこれら有害物で汚染されているものがある。このような煙突や煙道を補修し、あるいは解体する場合、作業者が害を受けないように、また有害物が周囲に飛散しないように、汚染部をあらかじめ除去しておくことが必要である。そして除去作業も、作業者の安全が確保され、かつ有害物の拡散が阻止されるものでなければならない。
【０００３】
煙突など円筒状構造物の内壁面表層を人手によらず除去するための従来技術として、下記特許文献１には、筒身内を昇降するゴンドラに取り付けたノズルからブラスト噴射することにより、内壁面ライニングの煤落とし清掃や脆化層除去を行うことが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８４０３４号公報
【０００５】
また下記特許文献２には、削岩機型はつり装置により内面ライニングを正確な深さにはつり落とすための装置が開示されている。さらに下記特許文献３および下記特許文献４には、内面ライニング材を回転カッターにより効率的に除去することが開示されている。
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−３２３５０号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−２００６４０号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２００１−３２５３５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
煙突など円筒状構造物内壁面の有害物による汚染部を除去するにあたり、ブラスト噴射を行うと、内壁面の破砕粉とともに多量の粉砕ブラスト材が発生し、これら廃棄物は有害物を含有しているので、その処理設備や運転のためのコスト増大といった問題がある。
【００１０】
ブラスト材を水とともに噴射する場合もあり、高圧水を単独で噴射することも考えられるが、いずれも有害物を含む多量の水を処理するため同様にコスト増大の問題がある。
削岩機型はつり装置や回転カッターによりライニング材を削り落とす場合は、有害物で汚染された層よりも内側まで深く削り落とすことになり、有害物を含む多量の廃棄物を処理するため同様にコスト増大の問題がある。
【００１１】
そこで本発明が解決しようとする課題は、焼却炉や加熱炉の煙突など円筒状構造物の補修や解体に際して、内壁面に生じたダイオキシン等の有害物による汚染部を、人手によらず安全にかつ効率的に除去し、除去作業での廃棄物発生量を抑制するとともに、作業コストおよび廃棄物処理コストを必要最小限に抑えることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明法は、円筒状構造物の内壁面をモニターで観察し、該構造物内に配設された複数のヘッドを円筒軸方向に移動して検知された内壁面の汚染部に対向させ、各ヘッドを内壁面の略垂直軸まわりに自転させ、かつ円筒軸まわりに公転させ、各ヘッドに保持させた剛毛の毛先を内壁面に圧接することで、内壁面を擦削することを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去方法である。
【００１３】
そして、上記本発明法における剛毛に替えて切削刃を各ヘッドに保持させ、切削刃を内壁面に圧接することで、内壁面を切削することもできる。
また、各ヘッドを円筒軸方向に２段に配設し、各段のヘッドを互いに逆方向に公転させることが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明装置は、円筒状構造物の内壁面を観察するモニターと、該構造物内に設けられる互いに連結した駆動部と作動部と保持部からなり、駆動部には円筒状構造物内にて駆動部を円筒軸方向に移動するための移動機構が設けられ、円筒軸方向を軸として回転するシャフトと駆動源を有し、作動部はシャフトの回転により円筒軸周りに公転するフレームと、フレームから内壁面に向けて放射状に伸びかつシャフトの回転によりロッド軸まわりに自転する複数のロッドと、各ロッドの先端に取り付けられたヘッドと、各ヘッドの内壁面側に保持された剛毛とを有し、保持部はシャフトを中心に開閉して内壁面に当接しシャフトを円筒軸の位置に保持する３組以上のリンクと、リンクの開閉機構を有していることを特徴とする円筒状構造物内壁面の汚染部除去装置である。
【００１５】
そして、上記本発明装置における剛毛に替えて切削刃が各ヘッドに保持されたものとすることもできる。
また、円筒軸方向に２段のフレームを有し、各フレームが互いに逆方向に公転する機構でシャフトに連結されていることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明法を図１の例により説明する。本例は煙突に適用した例である。本発明法は、まず煙突１の内壁面２をモニター６で観察し、煙突１内に配設された複数のヘッド１３を円筒軸９の方向に、本例では上下方向に移動して、検知された内壁面２の汚染部に対向させる。モニター６は、図１の例のほか、任意の位置に取り付けることもできる。複数のヘッド１３は、図２のように円筒軸９を中心として、本例では４個配設されている。図１の例では、複数のヘッド１３が円筒軸９の方向に２段に配設されている。
【００１７】
次いで各ヘッド１３を内壁面２の略垂直軸まわりに自転させ、かつ円筒軸９のまわりに公転させ、各ヘッド１３に保持させた剛毛１４の毛先を内壁面２に圧接することで内壁面２を擦削し、汚染部を除去する。図１および図２の例では、先端にヘッド１３を取り付けたロッド１２をロッド軸まわりに回転させることで各ヘッド１３を自転させる。そして、円筒軸９と軸を一致させたシャフト１０を円筒軸９まわりに回転させることで各ヘッド１３を公転させる。
【００１８】
ロッド１２は内壁面２に向けて自由に伸びる構造にしておき、円筒軸９まわりの公転による遠心力で、先端の剛毛１４の毛先を内壁面２に圧接することができる。また、バネやエアシリンダー等によりヘッド１３を外方に移動させることで、圧接することもできる。
剛毛１４を保持したヘッド１３は、いわゆるブラシであって、剛毛１４としては金属ブラシに使用される高剛性の細いワイヤ、プラスチック、シュロ、竹などを使用することができる。
【００１９】
そして本発明法において、剛毛１４に替えて図３の例のように切削刃３９を各ヘッド１３に保持させ、ヘッド１３を回転させながら切削刃３９を内壁面２に圧接することで、内壁面２を切削し汚染部を除去することもできる。切削刃３９は剛毛１４で除去しきれなかった汚染部、特に割れ目や継ぎ目などに入り込んだ汚染部を除去するのに効果的である。
また、図１のように各ヘッド１３を円筒軸９方向に２段に配設し、各段のヘッド１３を互いに逆方向に公転させることで、より効果的に汚染部を除去することができる。
【００２０】
本発明法において、作動部４あるいは駆動部３にノズルを設け、水などの液体を内壁面２に供給することで擦削や切削の効果を高め、かつ削られた内壁面２を洗浄し、モニター観察による残存汚染部の検出を確実にするとともに、補修や解体時に有害物を含む細粉による害を防止することができる。この場合の液体供給は必要最小限とし、内壁面２から除かれた削粉とともに廃棄物処理する。
【００２１】
次に本発明装置について説明する。図１の例のように、本発明装置は、煙突１など円筒状構造物の内壁面２を観察するモニター６と、該構造物内に設けられる互いに連結した駆動部３と作動部４と保持部５からなる。モニター６は、図１の例では保持部５の下端に取り付けているが、このほか駆動部３や作動部４に取り付けてもよい。また、これら各部と連結させず、独立に円筒軸９方向に移動可能に設けてもよく、さらに筒内の端部に固定してもよい。
【００２２】
駆動部３には、煙突１などの内部にて駆動部３を円筒軸９方向に移動するための移動機構が設けられている。本例では、煙突１の上方と下端部にそれぞれ滑車２１を設け、駆動部３と、作動部４を経て駆動部３に連結する保持部５との間に、両滑車２１と２個のリール２２を経てワイヤー２０を張設し、両リール２２の間に設けた牽引機２３でワイヤー２０を長さ方向に移動させることにより、駆動部３および駆動部３に連結する作動部４と保持部５を円筒軸９方向に移動させる機構としている。牽引機２３はブレーキ機構を有し、目標とする移動位置で停止できるようにしている。
【００２３】
駆動部３は、円筒軸９方向を回転軸とするシャフト１０と駆動源を有している。本例では、モーター８をシャフト１０の回転駆動源とし、油圧シリンダー７を保持部５の駆動源としている。シャフト１０の駆動源としては、このほかエンジン等を採用することもできる。
【００２４】
作動部４は、フレーム１１、ロッド１２、ヘッド１３、剛毛１４を有する。図２の例に示すように、フレーム１１の中心部をシャフト１０が貫通し、ロッド１２はフレーム１１から内壁面２に向けて複数本、本例では４本、放射状に伸び、各ロッド１２の先端にヘッド１３と、各ヘッドの内壁面２側に剛毛１４が保持されている。シャフト１０は、軸心が煙突１の円筒軸９と一致するように、後記保持部５により保持される。フレーム１１はシャフト１０の回転により円筒軸９まわりに公転し、各ロッド１２はシャフト１０の回転によりロッド軸まわりに自転する。
【００２５】
公転および自転の機構例を図７に示す。フレーム１１はシャフト１０のまわりを回転自在に取り付けてある。本例では、駆動部のハウジング３０を上下に貫通する軸を介して、歯車３１，３２，３３，３４により、モーター８の回転でフレーム１１が円筒軸９まわりに公転する。ロッド１２はフレーム１１を回転自在に貫通して、傘歯車３５，３６によりシャフト１０の回転で自転する。
【００２６】
フレーム１１の公転により、各ロッド１２および各ヘッド１３も円筒軸９まわりに公転し、公転の遠心力により各ヘッド１３に保持された剛毛１４が内壁面２に圧接される。圧接の機構例を図４，図５，図６に示す。
図４の例は、ロッド１２の軸心にスプライン軸２４を嵌合させ、スプライン軸２４の先端にヘッド１３を固設している。ロッド１２の公転により遠心力でスプライン軸２４が外方に移動し、ヘッド１３に保持された剛毛１４が内壁面２に圧接される。公転を停止すると、スプリング２５によりスプライン軸２４は内方に移動し、圧接が解除される。
【００２７】
図５の例は、ロッド１２とヘッド１３をユニバーサルジョイント２７で接続している。またロッド１２を分割して別のユニバーサルジョイント２７で連結し、ヘッド１３側のロッド１２を、リング２８を介してスプリング２６でフレーム１１に接続している。公転の遠心力が、ロッド１２の分割部で屈曲を直線化する方向に作用し、ヘッド１３に保持された剛毛１４が内壁面２に圧接される。公転を停止すると、スプリング２６によりロッド１２は分割部の屈曲が大となり圧接が解除される。
図６の例は、ロッド１２を２分割しパンタグラフ２９で接続している。公転の遠心力でパンタグラフ２９が伸びて、ヘッドに保持された剛毛１４が内壁面２に圧接される。公転を停止すると、パンタグラフ２９が縮み圧接が解除される。
【００２８】
また図４〜図６の例において、スプリング２５，２６を反対方向に作用させることで１３を外方に移動させ、剛毛１４を内壁面２に圧接させる機構とすることもできる。さらにまた、ロッド１２の軸心部に圧縮空気を通し、エアシリンダーによりヘッド１３を外方に移動させることで剛毛１４を内壁面２に圧接させる機構とすることもできる。
【００２９】
保持部５は、図１の例のように、３組以上のリンク１６とリンク１６の開閉機構を有している。各リンク１６は、シャフト１０を中心に傘骨のように開閉する。シャフト１０下端部には支持枠１９が上下動可能に嵌合し、支持枠１９とリンク１６を支持棒１８で連結している。駆動部３の油圧シリンダー７によって支持枠１９を上昇させることで、傘を開くようにリンク１６が開き、先端の接触端１７が内壁面２に当接して、シャフト１０を円筒軸９の位置に保持する。
【００３０】
本発明装置における剛毛１４に替えて、図３に示すような切削刃４４をビス４５などで各ヘッド１３に保持させることもできる。剛毛１４と切削刃４４は、状況に応じて使い分けできるように、それぞれを保持したヘッド１３をロッド１２に対して着脱できる方式とすることができる。またヘッド１３を２分割して、先端側に剛毛１４または切削刃４４保持させ、ヘッド１３の分割部を着脱できるようにしてもよい。
【００３１】
また、作動部４は円筒軸方向に２段のフレーム１１を有し、各フレーム１１が互いに逆方向に公転する機構でシャフト１０に連結されていることが好ましい。その機構例を図８に示す。シャフト１０に回転自在に貫通している２段の各フレーム１１，１１は、ファーガソンの不思議歯車機構３７，３８によってシャフト１０の回転を互いに逆方向に伝達される。
【００３２】
２段の各フレーム１１，１１を互いに逆方向に回転させる機構としては、このほか遊星歯車機構などを採用することができる。図９に遊星歯車機構の例を示す。各フレーム１１，１１には内歯歯車が形成され、上段フレーム１１の内歯歯車は、遊星歯車４１を経て太陽歯車３９に歯合している。太陽歯車３９はシャフト１０に軸を一致して固定され、遊星歯車４１はハウジング３０に軸を固定されているので、上段フレーム１１はシャフト１０の回転と逆方向に回転する。シャフト１０と上段フレーム１１の回転比は、太陽歯車３９、遊星歯車４１および内歯歯車の歯数によって定まる。
【００３３】
下段フレーム１１の内歯歯車は、遊星歯車４２を経て太陽歯車４０に歯合している。太陽歯車４０はシャフト１０に軸を一致して固定され、あるいは回転自在に軸支されており、遊星歯車４２はシャフト１０に固定された腕４３に回転自在に軸支されているので、下段フレーム１１はシャフト１０の回転と同方向に回転する。シャフト１０と下段フレーム１１の回転比は、太陽歯車４０、遊星歯車４２および内歯歯車の歯数と、太陽歯車４０がシャフトに固定されているか否かによって定まる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、焼却炉や加熱炉の煙突など円筒状構造物の補修や解体に際して、内壁面に生じたダイオキシン等の有害物による汚染部を、人手によらず安全にかつ効率的に除去することができる。除去作業では、廃棄物発生量が抑制されるので、作業コストおよび廃棄物処理コストを必要最小限に抑えられる。
特にゴミ焼却炉においては、ダイオキシンの発生する従来設備が使用できなくなっているので、その解体に本発明が顕著な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例を示す全体説明図である。
【図２】本発明におけるヘッドの配置例を示す平面図である。
【図３】本発明における切削刃の例を示し、（ａ）は平面図（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明におけるロッドとヘッドの例を示す側面図である。
【図５】本発明におけるロッドとヘッドの別の例を示す側面図である。
【図６】本発明におけるロッドとヘッドの別の例を示す側面図である。
【図７】本発明におけるヘッドの自転および公転の機構例を示す正面図である。
【図８】本発明における２段のヘッドの公転の機構例を示す正面図である。
【図９】本発明における２段のヘッドの公転の別の機構例を示す正面図である。
【符号の説明】
１：煙突　　　　　　　　　　　　２：内壁面
３：駆動部　　　　　　　　　　　４：作動部
５：保持部　　　　　　　　　　　６：モニター
７：油圧シリンダー　　　　　　　８：モーター
９：円筒軸　　　　　　　　　　１０：シャフト
１１：フレーム　　　　　　　　　１２：ロッド
１３：ヘッド　　　　　　　　　　１４：剛毛
１５：保持枠　　　　　　　　　　１６：リンク
１７：接触端　　　　　　　　　　１８：支持棒
１９：支持枠　　　　　　　　　　２０：ワイヤー
２１：滑車　　　　　　　　　　　２２：リール
２３：牽引機　　　　　　　　　　２４：スプライン軸
２５、２６：スプリング　　　　　２７：ユニバーサルジョイント
２８：リング　　　　　　　　　　２９：パンタブラフ
３０：ハウジング
３１，３２，３３，３４：歯車　　３５，３６：傘歯車
３７，３８：ファーガソンの不思議歯車機構
３９，４０：太陽歯車　　　　　　４１，４２：遊星歯車
４３：腕　　　　　　　　　　　　４４：切削刃
４５：ビス
【図１】
2004108714.tif 000003
【図２】
2004108714.tif 000004
【図３】
2004108714.tif 000005
【図４】
2004108714.tif 000006
【図５】
2004108714.tif 000007
【図６】
2004108714.tif 000008
【図７】
2004108714.tif 000009
【図８】
2004108714.tif 000010
【図９】
2004108714.tif 000011