(57)【要約】【課題】作業員が電気集塵器などの構造物の内部に入ることなく、構造物内に付着した有害物質を安全かつ効率的に除去することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供する。【解決手段】構造物７８の内部を洗浄する洗浄装置であって、ノズルホルダ３８を介して回転軸２に固定され、回転軸２を中心として対称に位置する２つのノズル１Ａ，１Ｂと、回転軸２の周りに２つのノズル１Ａ，１Ｂを揺動させる駆動源３と、構造物７８の内部に架設される支柱５と、２つのノズルを支柱に沿って往復移動させる移動機構１８，２６，５とを備え、２つのノズル１Ａ，１Ｂの両端部には液体の噴射口４Ａ，４Ｂがそれぞれ設けられ、２つのノズル１Ａ，１Ｂは、回転軸２の軸方向から見たときに第１の角度θ１で互いに傾いており、回転軸２の軸方向に垂直な方向から見たときに、第２の角度θ２で互いに傾いている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の内部を洗浄する洗浄装置であって、
ノズルホルダを介して回転軸に固定され、前記回転軸を中心として対称に位置する２つのノズルと、
前記回転軸周りに前記２つのノズルを揺動させる駆動源と、
前記構造物の内部に架設される支柱と、
前記２つのノズルを前記支柱に沿って往復移動させる移動機構とを備え、
前記２つのノズルの両端部には液体の噴射口がそれぞれ設けられ、前記２つのノズルは、前記回転軸の軸方向から見たときに第１の角度で互いに傾いており、前記回転軸の軸方向に垂直な方向から見たときに、第２の角度で互いに傾いていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記移動機構は前記駆動源により駆動され、前記２つのノズルは前記回転軸周りに揺動しながら前記支柱に沿って反復移動することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記移動機構は前記２つのノズルの移動方向を切り替えるためのスイッチを備え、前記支柱の両端には前記スイッチを操作する操作部材がそれぞれ設けられ、前記２つのノズルが前記支柱の端部まで移動すると、前記スイッチが前記操作部材に接触して前記スイッチが操作されることを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記２つのノズルの往復移動を遠隔操作する遠隔操作部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項５】
構造物の内部を洗浄する洗浄方法であって、
回転軸を中心として対称に位置する２つのノズルの両端部から液体を噴射させ、
前記２つのノズルを前記回転軸周りに揺動させ、
流体を噴射させながら前記２つのノズルを前記構造物に架設された支柱に沿って往復移動させる工程を備え、
前記２つのノズルからの液体の噴射方向は、前記回転軸の軸方向から見たときに第１の角度で互いに傾いており、前記回転軸の軸方向に垂直な方向から見たときに、第２の角度で互いに傾いていることを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵器などの構造物を洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に係り、特に、電気集塵器の内壁や電極板などに付着したダイオキシン類を含有するばいじんなどを除去するための洗浄装置及び洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、都市ごみなどの一般廃棄物や工場から排出される産業廃棄物は、廃棄物焼却施設に搬送されて処理される。図７は廃棄物焼却施設の全体構造を示す模式図である。図７に示すように、まず、廃棄物焼却施設に搬送された廃棄物はピット７０に投入される。ピット７０内の廃棄物はクレーン７１により焼却炉７２に移送され、そこで、焼却されて減容化される。焼却炉７２により処理された廃棄物は焼却灰となって灰コンベア７３により排出される。
【０００３】
一方、焼却炉７２から排出される燃焼排ガスは、煙道（ガスダクト）を介して水噴射装置７４、空気予熱器７５に送られる。水噴射装置７４では、燃焼排ガスに水が噴射されて燃焼排ガスが冷却される。空気予熱器７５では、焼却炉７２に供給される空気が加温され、加温された空気は焼却炉７２に送られる。空気予熱器７５を通過した燃焼排ガスはマルチサイクロン７７及び電気集塵器７８に送られ、燃焼排ガスに含まれるばいじんなどの粒子が除去される。除去された粒子はダストコンベア７９により排出され、各種処理が施された後外部に搬出される。電気集塵器７８を通過した燃焼排ガスは、誘引通風機８０を介して煙突８１からに大気中に放出される。
【０００４】
廃棄物焼却施設は、老朽化、更新などの理由から解体撤去される場合がある。この解体にあたっては、厚生労働省労働基準局長より「廃棄物焼却施設内作業におけるダイオキシン類ばく露防止対策要綱」の通達が出され、「事業者は、労働安全衛生規則第５９２条の３に基づき、解体作業実施前に設備の内部に付着したダイオキシン類を含む物の除去を十分に実施すること」とされ、解体前に廃棄物焼却施設内の付着物を除去することが義務づけられた。
【０００５】
上述した廃棄物焼却施設の焼却炉等では、有害物質であるダイオキシン類が生成され、これらが焼却灰、ばいじん等に含有されて各種装置の内壁や煙道等に付着する。特に、燃焼排ガス処理設備である電気集塵器の内壁や電極板には、高濃度のダイオキシン類を含有したばいじんが付着している。
【０００６】
ここで、電気集塵器の構成について図８を参照して説明する。図８は一般的な電気集塵器を模式的に示す断面図である。
図８に示すように、電気集塵器の内部には、複数列の集塵電極１００が配列され、これらの集塵電極１００の間には複数列の放電極１０１がそれぞれ配置されている。なお、図８では１列の集塵電極１００と１列の放電極１０１のみを示す。燃焼排ガスは、ガス入口１０２から電気集塵器内に導入され、集塵電極１００の間を通り抜けてガス出口１０３から排出される。集塵電極１００及び放電極１０１は電源１０４の正極と負極にそれぞれ接続されている。集塵電極１００と放電極１０１との間に電圧が印加されると、負極となる放電極１０１の周囲にはコロナ放電が起こり、燃焼排ガスに含有されるばいじんはコロナ放電により負に帯電する。帯電したはいじんは、クーロン力により正極となる集塵電極１００に向かって移動し、集塵電極１００に付着する。集塵電極１００には、図示しないハンマリング機構により振動が与えられ、ばいじんが集塵電極１００から剥離し、落下する。これらのばいじんは、スクレーパコンベヤ１０６によりかき集められ、ホッパ１０７から排出される。
【０００７】
従来、このような電気集塵器の内壁や電極板（集塵電極及び放電極）に付着したばいじんを除去するには、電気集塵器内部に作業用足場を組立て、その上で作業員が高圧水を噴射する洗浄ノズルを持ち、付着物を洗浄除去している。しかしながら、一般に電気集塵器の内部に付着しているばいじんに含有されるダイオキシン類の濃度は非常に高く、このようなばいじんを人間の手で除去する作業には非常に危険が伴う。また、電気集塵器内部の付着物を作業員が除去する際には、耐水性の保護衣、及びエアラインマスク等の着用が義務づけられており、作業性が極めて悪い。
【０００８】
また、電気集塵器の内部には、電極板が約２０〜３０ｃｍのピッチで数十列配置されており、洗浄対象面積が数千ｍ２となる。このため、長期間にわたって洗浄作業を行う必要がある。さらに、電気集塵器内部には、作業員が容易に入れないような狭い空間も多く、作業性は悪く危険性が高い。以上の理由から、作業員が電気集塵器の内部に入らずに電気集塵器の内壁及び電極板等を自動的に洗浄する洗浄装置が強く要求されていた。
【０００９】
このような要請に応えるために、構造物の内部に設置された柱の上を移動しながら高圧水を噴射する自走式の洗浄装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、従来の洗浄装置では、水の噴射範囲が噴射ノズルの首振り角度の範囲内に限定されるため、水を広範囲に噴射することができない。このため、上記洗浄装置を用いて集塵電極ユニットを広範囲にわたって洗浄するためには、複数の洗浄装置を電気集塵器内に設置する必要があり、設置コストが上昇するという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特公昭６０−３６５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、作業員が電気集塵器などの構造物の内部に入ることなく、構造物内に付着した有害物質を安全かつ効率的に除去することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するために、本発明の態様は、構造物の内部を洗浄する洗浄装置であって、ノズルホルダを介して回転軸に固定され、前記回転軸を中心として対称に位置する２つのノズルと、前記回転軸周りに前記２つのノズルを揺動させる駆動源と、前記構造物の内部に架設される支柱と、前記２つのノズルを前記支柱に沿って往復移動させる移動機構とを備え、前記２つのノズルの両端部には液体の噴射口がそれぞれ設けられ、前記２つのノズルは、前記回転軸の軸方向から見たときに第１の角度で互いに傾いており、前記回転軸の軸方向に垂直な方向から見たときに、第２の角度で互いに傾いていることを特徴とする。
本発明の好ましい一態様は、前記移動機構は前記駆動源により駆動され、前記２つのノズルは前記回転軸周りに揺動しながら前記支柱に沿って反復移動することを特徴とする。
本発明の好ましい一態様は、前記移動機構は前記２つのノズルの移動方向を切り替えるためのスイッチを備え、前記支柱の両端には前記スイッチを操作する操作部材がそれぞれ設けられ、前記２つのノズルが前記支柱の端部まで移動すると、前記スイッチが前記操作部材に接触して前記スイッチが操作されることを特徴とする。
本発明の好ましい一態様は、前記２つのノズルの往復移動を遠隔操作する遠隔操作部を備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様は、構造物の内部を洗浄する洗浄方法であって、回転軸を中心として対称に位置する２つのノズルの両端部から液体を噴射させ、前記２つのノズルを前記回転軸周りに揺動させ、流体を噴射させながら前記２つのノズルを前記構造物に架設された支柱に沿って往復移動させる工程を備え、前記２つのノズルからの液体の噴射方向は、前記回転軸の軸方向から見たときに第１の角度で互いに傾いており、前記回転軸の軸方向に垂直な方向から見たときに、第２の角度で互いに傾いていることを特徴とする洗浄方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、構造物の内部に架設された支柱に沿って洗浄装置を自走させることができるので、作業員が構造物の内部に入ることなく、構造物の内部を洗浄することができる。また、互いに傾斜した２つのノズルの両端部から高圧の液体が噴射されるので、同一位置での洗浄範囲を大幅に拡大させることができる。したがって、複数の洗浄装置を構造物内に設置することなく、短時間で洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す側面図である。図２は図１の洗浄装置の一部を示す拡大図である。図３は圧縮空気の流れを説明するための図である。
【００１５】
図１に示すように、洗浄装置は、軸受１３により回転自在に支持された回転軸２と、この回転軸２の先端に配置された２つのノズル１Ａ，１Ｂと、回転軸２を介して２つのノズル１Ａ，１Ｂを回転軸２の周りに揺動させるエアモータ（駆動源）３と、電気集塵器などの構造物の内部に架設される支柱５とを備えている。エアモータ３には、図示しない圧縮空気源からエアホース１１を介して圧縮空気が供給され、これによりエアモータ３が回転する。エアモータ３の駆動力は、スプロケット２１、チェーン１９、及びスプロケット２２を介して第１の減速機１７に伝達され、第１の減速機１７の出力軸５０及びこの出力軸５０の端部に固定された第１のクランク５１が回転するようになっている。
【００１６】
回転軸２は、出力軸５０の下方に配置されている。図２に示すように、第１のクランク５１は、連結バー５３を介して回転軸２に固定された第２のクランク５２に連結されている。このような構成において、出力軸５０が回転すると、第１のクランク５１、連結バー５３、及び第２のクランク５２を介して回転軸２が所定の角度範囲で反復回転する。回転軸２はその内部が中空になっており、図１に示すように、回転軸２にはスイベルジョイント１２を介して給水ホース９が接続されている。そして、給水ホース９を介して高圧水（液体）が図示しない高圧水供給源から回転軸２に供給され、それぞれのノズル１Ａ，１Ｂの両端部から高圧水が噴射される。
【００１７】
出力軸５０は、軸継手２５を介して第２の減速機１８に連結されており、エアモータ３の駆動力が第２の減速機１８にも伝達されるようになっている。この第２の減速機１８に伝達された駆動力は、スプロケット２３及びチェーン２０を介してスプロケット２４に伝達される。スプロケット２４には同心上にピニオン２６が連結されており、このピニオン２６は、支柱５に形成されたラック６に係合するようになっている。
【００１８】
上述したノズル１Ａ，１Ｂ、回転軸２、エアモータ３、第１の減速機１７、第２の減速機１８などは一体的に組み合わされ、全体として走行車４５を構成している。この走行車４５はその上部に支持部材４６を備えており、この支持部材４６を介して走行車４５が支柱５に移動自在に支持されている。また、支柱５の上部にはガイド７が設けられており、このガイド７によって走行車４５の移動方向が規制されている。
【００１９】
エアモータ３にはリレーバルブ３２を介してエアホース１１が接続されており、図示しない圧縮空気源からエアホース１１及びリレーバルブ３２を介してエアモータ３に圧縮空気が供給されるようになっている。そして、エアモータ３に圧縮空気が供給されることによりエアモータ３が駆動され、これにより、ラック６に係合するピニオン２６が回転して走行車４５が支柱５に沿って移動する。
【００２０】
図３に示すように、エアホース１１にはエアフィルタ４０が設置されており、圧縮空気源からの圧縮空気はエアフィルタ４０を通過した後、エアモータ３に供給される。リレーバルブ３２とエアモータ３とは２本のエアパイプ４１Ａ，４１Ｂを介して接続されており、リレーバルブ３２を操作することによって、これらのエアパイプ４１Ａ，４１Ｂを流れる圧縮空気の流れ方向が変えられるようになっている。エアホース１１を流れる圧縮空気の一部は、リミットバルブ２８，２９を介してシャトルバルブ３０，３１に供給されるようになっている。さらに、シャトルバルブ３０，３１はそれぞれリレーバルブ３２に接続されており、これらのシャトルバルブ３０，３１を通過した圧縮空気によりリレーバルブ３２が操作されるようになっている。
【００２１】
リミットバルブ２８，２９は、シャトルバルブ３０，３１に圧縮空気を供給する、または圧縮空気の供給を停止させるエア制御バルブとして機能する。これらのリミットバルブ２８，２９は、互いに連動して作動する。すなわち、リミットバルブ２８，２９のいずれか一方が操作されて圧縮空気がシャトルバルブ３０又はシャトルバルブ３１に供給されると、他方が圧縮空気の供給を停止させるように作動する。したがって、リミットバルブ２８，２９のいずれか一方が操作されると、エアモータ３に供給される圧縮空気の流れ方向が変えられ、これにより、エアモータ３の回転方向が反転する。
【００２２】
図１に示すように、リミットバルブ２８，２９は、走行車４５の進行方向において前後にそれぞれ配置されている。支柱５の両端部には、これらのリミットバルブ２８，２９に対応した位置に操作部材３３，３４が設けられている。このような構成において、走行車４５が支柱５に沿って矢印Ａの方向に移動して支柱５の端部に達すると、リミットバルブ２８が操作部材３３に接触し、これにより、リミットバルブ２８が操作される。リミットバルブ２８が操作されると、エアモータ３に供給される圧縮空気の流れ方向が変えられ、走行車４５が矢印Ｂの方向に移動し始める。走行車４５が矢印Ｂの方向に移動して支柱５の他方の端部に達すると、リミットバルブ２９が操作部材３４に接触し、これにより、リミットバルブ２９が操作される。リミットバルブ２９が操作されると、エアモータ３に供給される圧縮空気の流れ方向が変えられ、走行車４５が再び矢印Ａの方向に移動し始める。このようにして、走行車４５が支柱５に沿って反復移動する。
【００２３】
図３に示すように、エアホース１１を流れる圧縮空気の一部は、遠隔操作部３７にも導かれるようになっている。遠隔操作部３７は、リミットバルブ２８，２９とほぼ同様の構成を有する操作バルブ３５，３６を備えている。これらの操作バルブ３５，３６は上述したシャトルバルブ３０，３１に接続されている。そして、作業員が操作バルブ３５，３６を操作することによって、シャトルバルブ３０，３１を介してリレーバルブ３２が操作され、走行車４５の移動方向を任意の位置で反転させることができる。
【００２４】
このように、リミットバルブ２８，２９は、走行車４５（すなわちノズル１Ａ，１Ｂ）の移動方向を切り替えるスイッチとして機能する。また、第２の減速機１８、ピニオン２６、ラック６などは、走行車４５（すなわちノズル１Ａ，１Ｂ）を支柱５に沿って往復移動させる移動機構を構成する。本実施形態では、エアモータ３はノズル１Ａ，１Ｂを回転軸２を介して揺動させるための駆動源として機能すると共に、走行車４５を往復移動させる駆動源としても機能する。したがって、走行車４５が支柱５に沿って往復移動している間、ノズル１Ａ，１Ｂは回転軸２の周りを揺動する。
【００２５】
次に、本実施形態に係る洗浄装置のノズル１Ａ，１Ｂについて図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は図１のノズルを示す正面図であり、図４（ｂ）は図１のノズルを示す側面図である。
図４（ａ）に示すように、２つのノズル１Ａ，１Ｂは円筒状の形状を有しており、円筒状のノズルホルダ３８を介して回転軸２に接続されている。ノズルホルダ３８は回転軸２の端部に固定され、回転軸２の延びる方向に対して垂直に延びている。ノズル１Ａ，１Ｂは、ノズルホルダ３８の両端部にそれぞれ固定され、回転軸２を中心とする対称の位置に配置されている。それぞれのノズル１Ａ，１Ｂの両端部には噴射口４Ａ，４Ｂが形成されている（図４（ａ）及び図４（ｂ）では各ノズル１Ａ，１Ｂにつき１つの噴射口のみを示す）。このような構成において、図示しない高圧水供給源から供給された高圧水は、回転軸２及びノズルホルダ３８を通過して、それぞれの噴射口４Ａ，４Ｂからノズル１Ａ，１Ｂが延びる方向に噴射される。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、ノズル１Ａ，１Ｂは、回転軸２の軸方向から見たときに第１の角度θ１で互いに傾いている。すなわち、回転軸２に垂直な平面にノズル１Ａ，１Ｂを投影したときに、これらのノズル１Ａ，１Ｂは第１の角度θ１で互いに傾いている。したがって、ノズル１Ａ，１Ｂからの高圧水の噴射方向は第１の角度θ１で互いに傾くことになる。また、ノズル１Ａ，１Ｂは、回転軸２の周方向に沿って所定の角度θ３で反復運動するようになっている。なお、第１の角度θ１及び所定の角度θ３は９０°であることが好ましい。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示すように、ノズル１Ａ，１Ｂは、回転軸２の軸方向に垂直な方向から見たときに第２の角度θ２で互いに傾いている。すなわち、ノズル１Ａ，１Ｂは回転軸２に垂直な平面に対して対称な方向に傾斜している。したがって、ノズル１Ａ，１Ｂからの高圧水の噴射方向は第２の角度θ２で互いに傾くことになる。これにより、それぞれのノズル１Ａ，１Ｂから噴射された高圧水が互いに衝突することが防止される。なお、上記第２の角度θ２は１０〜２０°であることが好ましい。
【００２８】
次に、上述の構成を有する洗浄装置を用いて電気集塵器（構造物）を洗浄する場合について図５及び図６を参照して説明する。図５は本発明の一実施形態に係る洗浄装置が内部に設置された電気集塵器を模式的に示す斜視図である。図６は図５に示す洗浄装置を示す斜視図である。
【００２９】
図５及び図６に示すように、支柱５は電気集塵器７８の天井から垂下するワイヤ９０の下端に取り付けられる。ワイヤ９０は巻き上げ装置（図示せず）によって巻き上げられ、支柱５及び走行車４５が昇降可能となっている。支柱５は燃焼排ガスの流れ方向に垂直に設置される。なお、支柱５の長さは、電気集塵器７８の幅に応じて適宜選択されることが好ましい。洗浄装置の走行車４５は給水ホース９を介して高圧水供給源９１に接続されており、この高圧水供給源９１から給水ホース９を介して洗浄装置のノズル１Ａ，１Ｂ（図１参照）に高圧水が供給される。このようにして、高圧水がノズル１Ａ，１Ｂから電気集塵器７８の内部に噴射され、電気集塵器７８の内部に配置された集塵電極１００や電気集塵器７８の内壁７８ａに付着したばいじんが除去される。
【００３０】
なお、本実施形態に係る洗浄装置は、電気集塵器に常設されるものではなく、電気集塵器の解体時など必要に応じて設置される可搬式の洗浄装置である。したがって、洗浄作業が終了した後は、洗浄装置を電気集塵器から撤去し、他の電気集塵器の洗浄に用いることができる。
【００３１】
上述したように、本実施形態に係る洗浄装置では、ノズル１Ａ，１Ｂが互いに傾斜しており、それぞれのノズル１Ａ，１Ｂの両端部から高圧水が噴射されるので、極めて広範囲に高圧水を噴射することができる。したがって、洗浄装置を電気集塵器７８の高さの略中心位置に設置すれば、その設置位置を変えることなく、多くのばいじんを除去することができる。さらに、洗浄装置の設置位置を変更することが不要となるので、洗浄処理の時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す側面図である。
【図２】図１の洗浄装置の一部を示す拡大図である。
【図３】圧縮空気の流れを説明するための図である。
【図４】図４（ａ）は図１のノズルを示す正面図であり、図４（ｂ）は図１のノズルを示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る洗浄装置が内部に設置された電気集塵器を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５に示す洗浄装置を示す斜視図である。
【図７】廃棄物焼却施設の全体構造を示す模式図である。
【図８】一般的な電気集塵器を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ    ノズル
２      回転軸
３      エアモータ（駆動源）
４Ａ，４Ｂ    噴射口
５      支柱
６      ラック
７      ガイド
９      給水ホース
１１    エアホース
１２    スイベルジョイント
１３    軸受
１７    第１の減速機
１８    第２の減速機
１９，２０    チェーン
２１，２２，２３，２４    スプロケット
２５    軸継手
２６    ピニオン
２８，２９    リミットバルブ（スイッチ）
３０，３１    シャトルバルブ
３２    リレーバルブ
３３，３４    操作部材
３５，３６    操作バルブ
３７    遠隔操作部
３８    ノズルホルダ
４０    エアフィルタ
４１Ａ，４１Ｂ    エアパイプ
４５    走行車
４６    支持部材
５０    出力軸
５１    第１のクランク
５２    第２のクランク
５３    連結バー
７０    ピット
７１    クレーン
７２    焼却炉
７３    灰コンベア
７４    水噴射装置
７５    空気予熱器
７７    マルチサイクロン
７８    電気集塵器
７９    ダストコンベア
８０    誘引通風機
８１    煙突
９０    ワイヤ
９１    高圧水供給源
１００  集塵電極
１０１  放電極
１０２  ガス入口
１０３  ガス出口
１０４  電源
１０６  スクレーパコンベヤ
１０７  ホッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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