(57)【要約】【課題】所望の位置に掘削機の回転中心を設けることができ、かつ掘削機の回転軸の向きを安定性させることができる先端カッタおよび掘削機を提供する。【解決手段】先端カッタ６０は、反応塔内において回転駆動されて触媒を掘削する掘削機の先端に取り付けられた先端カッタ６０であって、掘削方向側の先端の中心に設けられ軸線Ｘに沿って延びるドリル部６１と、ドリル部６１と同軸上に設けられ、軸線Ｘ方向に延びる円筒状のスタビライザ６２と、ドリル部６１とスタビライザ６２とを結ぶ連結部６３とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応塔内において回転駆動されて触媒を掘削する掘削機の先端に取り付けられた先端カッタであって、
掘削方向側の先端の中心に設けられ軸線に沿って延びるドリル部と、
当該ドリル部と同軸上に設けられ、軸線方向に延びる円筒状のスタビライザと、
前記ドリル部と前記スタビライザとを結ぶ連結部とを備えることを特徴とする先端カッタ。
【請求項２】
請求項１に記載の先端カッタにおいて、
前記連結部は、前記ドリル部の外周面に一端が接合され、前記スタビライザの内周面に他端が接合された板材から構成されていることを特徴とする先端カッタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の先端カッタにおいて、
前記スタビライザは、前記連結部よりも掘削方向に延出しており、先端に複数の刃が設けられていることを特徴とする先端カッタ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の先端カッタであって、
前記連結部は、先端に複数の刃が設けられていることを特徴とする先端カッタ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の先端カッタを備える掘削機であって、
軸線方向に延び、先端カッタの基端に先端が接続され基端側において前記反応塔の外部に連通する先端パイプと、
一端が前記先端パイプの先端部に回動自在に連結された複数の開閉アームとを備え、
複数の前記開閉アームは、複数の刃を有し、軸線を含む平面上で回動することを特徴とする掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製プラントや化学プラント等の反応塔内で使用された触媒を掘削する先端カッタおよびそれを備える掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石油精製プラントや化学プラント等の反応塔内で使用する触媒は、化学反応で使用した後、反応塔内から回収する必要がある。使用後の触媒を回収するための装置として吸引式の回収装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の触媒の回収装置では、反応塔内の触媒を、反応塔の上面に設けられたマンホールから一端を差し込んだ吸引ホースにより吸引する。このとき吸引ホースの先端は、触媒の上面に当接している。
【０００４】
特許文献１に記載の触媒の回収装置において、反応塔内の触媒の回収動作を説明する。まず、触媒回収作業に先だって、作業者は、反応塔の運転停止後、完全に冷却した反応塔から重油等の滞留液を抜き取る。
【０００５】
そして、反応塔内の触媒を、反応塔の上面に設けられたマンホールから一端を差し込んだ吸引ホースにより吸引する。吸引された触媒は、吸引ホースからガイド管を経てセパレータ本体に送られる。
【０００６】
特許文献１に記載の触媒の回収装置は、触媒を吸引ホースにより吸引するものなので、触媒が固まっている場合には、触媒を十分に吸引することができなかった。
特許文献２に記載の触媒の回収装置は、固まった触媒を掘削するための掘削機を備えている。この掘削機は、モータにより回転駆動されるように構成されている。
掘削機は、シリンダ駆動により開閉する一対の開閉アーム３３を有し、掘削機が回転すると開閉アーム３３の下面に取り付けられたカッタ３３Ａにより触媒を円錐状に掘削する。
掘削機の先端には先端カッタが取り付けられている。先端カッタは掘削機よりも先に触媒に当たって、掘削機を掘削方向に導くものである。
先端カッタは、下方が開放された有底パイプと、有底パイプの先端に固定されたカッタ取付板と、カッタ取付板の先端側に設けられた複数のカッタとを有する。カッタ取付板は、有底パイプの直径方向に延び、その幅は有底パイプの外径よりも大きい。つまり、カッタ取付板の両端は有底パイプから張り出しており、回転時にはカッタ取付板の両側面が最も外側に位置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９５８７８号公報
【特許文献２】特開平４−４５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２に記載の先端カッタは、板状のカッタ取付板およびカッタが触媒に対して最初に接触するため、触媒が固まっている場合には、触媒に食い込みにくく、掘削機の回転中心が反応塔の中心から外れてしまうことがあった。
また、カッタ取付板が触媒に食い込みにくいことで、直進性が悪く、掘削機を適切に案内できないことがあった。例えば、回転軸の向きが安定せずに、いわゆる芯ブレが発生することがあった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、所望の位置に掘削機の回転中心を設けることができ、かつ掘削機の回転軸の向きを安定性させることができる先端カッタおよび掘削機を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の先端カッタは、反応塔内において回転駆動されて触媒を掘削する掘削機の先端に取り付けられた先端カッタであって、掘削方向側の先端の中心に設けられ軸線に沿って延びるドリル部と、当該ドリル部と同軸上に設けられ、軸線方向に延びる円筒状のスタビライザと、前期ドリル部と前記スタビライザとを結ぶ連結部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成の本発明では、掘削方向側の先端の中心に設けられ軸線に沿って延びるドリル部が触媒に最初に当たってねじ込まれ、ドリル部に案内されながら連結部またはスタビライザが触媒に当たる。連結部またはスタビライザが触媒に当たると、それまでドリル部の径と同じ程度であった触媒の穴の径が拡大する。
このように、最初に触媒に接触するドリル部が点接触で触媒に当たるので、ドリル部が容易に触媒にねじ込まれる。このため、回転中心にしたい位置にドリル部を正確にねじ込ませることができる。連結部またはスタビライザが触媒に当たるまでの間はドリル部が掘削機を案内するので、掘削機の回転軸の向きを安定させることができる。また、連結部またはスタビライザが触媒に当たってからもドリル部が掘削機を案内するので、掘削機の回転軸の向きを引き続き安定させることができる。
そして、軸線方向に延びる円筒状のスタビライザが触媒に食い込み始めると、スタビライザの外周面が触媒の穴の内周面に案内されながら回転するので、ドリル部による先端部での案内にスタビライザによる基端部での案内が加わり、穴の径および深さが大きくなった後も掘削機の回転軸の向きを安定させることができる。つまり、ドリル部を触媒にねじ込んだ後は、掘削機の回転軸の向きを継続して安定させることができる。
【００１２】
本発明の先端カッタにおいて、前記連結部は、前記ドリル部の外周面に一端が接合され、前記スタビライザの内周面に他端が接合された板材から構成されていることが好ましい。
この構成の本発明では、連結部が径方向に延びる板材なので、先端カッタの径方向の構造的強度が高くなっている。このため、連結部に接合されたドリル部およびスタビライザの向きを安定させることができる。
【００１３】
本発明の先端カッタにおいて、前記スタビライザは、前記連結部よりも掘削方向に延出しており、先端に複数の刃が設けられていることが好ましい。
この構成の本発明では、スタビライザは、連結部よりも掘削方向に延出しているので、ドリル部の次はスタビライザが触媒に接触する。スタビライザの先端には複数の刃が設けられているので、触媒に接触した後、直ちに触媒に食い込んで回転軸の向きを安定させることができる。
また、スタビライザが延出しているということは、スタビライザが軸線方向に長くなっているということを表す。したがって、より広い面積で触媒の穴の内周面の接することができ、掘削機の回転軸の向きを確実に安定させることができる。
【００１４】
本発明の先端カッタにおいて、前記連結部は、先端に複数の刃が設けられていることが好ましい。
この構成の本発明では、連結部の先端に複数の刃が設けられているので、触媒を速やかに掘削することができる。
【００１５】
本発明の先端カッタは、上述した先端カッタを備える掘削機であって、軸線方向に延び、先端カッタの基端に先端が接続され基端側において前記反応塔の外部に連通する先端パイプと、一端が前記先端パイプの先端部に回動自在に連結された複数の開閉アームとを備え、複数の前記開閉アームは、複数の刃を有し、軸線を含む平面上で回動することを特徴とする。
【００１６】
この構成の本発明では、先端カッタと掘削機とが一体となって回転しながら触媒を掘削する。掘削された触媒は、先端パイプを通って反応塔の外部に運ばれる。
回転中に掘削機の開閉アームが回転すると、掘削機の回転像は、棒状から三角錐状に変化する。開閉アームは、複数の刃を有するので、掘削機は、先端カッタが開けた穴の径を、開閉アームを開きながら徐々に拡大することができる。
また、上述したように先端カッタが掘削機の回転軸の向きを安定させるので、触媒の穴が深くなり、径が大きくなっても、芯ブレを発生させずに安定した掘削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る先端カッタを備えた触媒の回収装置を示す全体配置図。
【図２】触媒の回収装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】掘削機部の側面図。
【図４】掘削機の形態変化を説明するための側面図であり、（Ａ）は全閉状態、（Ｂ）は半開状態、（Ｃ）は全開状態をそれぞれ示す。
【図５】先端カッタの側断面図。
【図６】先端カッタを図５の先端側から見た正面図。
【図７】セパレータの側断面図。
【図８】セパレータの仕切部材を示す平面図。
【図９】変形例の先端カッタの側断面図。
【図１０】変形例の先端カッタを先端側から見た正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［触媒の回収装置１の構成の説明］
以下に、本発明の実施形態に係る先端カッタ６０を備えた触媒の回収装置（以下、単に「回収装置」という）１を図面を、参照しながら説明する。
図１に全体配置図を示す本実施形態に係る先端カッタ６０を備えた回収装置１は、反応塔２内の触媒を、バキュームカー５の吸引力を用いて吸引することにより、回収する装置である。
回収装置１は、反応塔２内に挿入されて回転しながら触媒を破砕するとともに吸引する掘削機３０と、掘削機３０が下端（上流端）に接続されており吸引された触媒を上方（下流側）に流す吸引通路としての第一吸引通路５Ａと、第一吸引通路５Ａの上端（下流端）に接続されて流入した触媒を一時的に貯留するセパレータ１０と、セパレータ１０とバキュームカー５との間に設けられた第二吸引通路５Ｂと、セパレータ１０の下に設けられてセパレータ１０から排出された触媒を受けるホッパ４１と、ホッパ４１から流出する触媒を下流側に流す移送通路４２と、移送通路４２から流出する触媒を収納する回収容器としてのフレコンバッグ（フレキシブルコンテナバッグ）５０とを備える。
なお、回収容器は、フレコンバッグ５０の他、ドラム缶、フロービン、テツコンなどでもよい。
【００１９】
反応塔２は、上部に開口部としてのリアクターマンホール２Ａが形成されており、下部に触媒抜き出し口２Ｂが設けられている。リアクターマンホール２Ａの上には、円環状の蓋２Ｃが載置されている。反応塔２の近傍には、作業者が反応塔２やセパレータ１０の作業を行うことができるステージ６が設けられている。
【００２０】
反応塔２内に挿入される掘削機３０は、第一吸引通路５Ａの上端部に設けられたモータ３６（図１参照）により、減速機３７（図１参照）を介して回転駆動される。
掘削機３０は、ステージ６から延びるアーム７の先端に吊るされた電動式のチェーンブロック８により上下方向に移動可能に構成されている。具体的には、チェーンブロック８のワイヤ８Ａが第一吸引通路５Ａの上端部に接続されており、チェーンブロック８がワイヤ８Ａを巻き取ると、掘削機３０が第一吸引通路５Ａとともに上方向に移動し、チェーンブロック８がワイヤ８Ａを引き出すと、掘削機３０が第一吸引通路５Ａとともに下方向に移動する。チェーンブロック８は、ステージ６上に載置された制御部７０からの制御信号に基づいて作動する。
【００２１】
また、反応塔２のリアクターマンホール２Ａには、スチームを注入するスチームホース２１と、ステージ６上のオイルタンク２２内に貯留されたＬＧＯ（粗軽油）を注入するためのＬＧＯホース２３が差し入れられている。
スチームは、掘削機３０および第一吸引通路５Ａ内に触媒を付着しにくくする効果を有し、ＬＧＯは、触媒に流動性を与えて詰まりにくくする効果を有する。
スチームおよびＬＧＯは、必要に応じて反応塔２内に注入される。
【００２２】
回収装置１の電気的な構成が、図２のブロックに示されている。
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるマイクロコンピュータで構成されており、内部タイマ７０Ａを有している。制御部７０には、入力操作部７１、および後述する各種センサと各制御機器とが接続されている。制御部７０は、入力操作部７１からの信号等に応じて、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従い、内部タイマ７０Ａ等を用いながら回収装置１の全体を制御する。
【００２３】
掘削機３０の詳細な構成が図３に示されている。
掘削機３０は、先端パイプ３１と、先端パイプ３１が挿通されて先端パイプ３１に対して軸方向に摺動可能な摺動筒３２と、一端が先端パイプ３１の下端部に回動自在にピン結合された一対の開閉アーム３３と、一端が開閉アーム３３の略中央部に他端が摺動パイプにそれぞれ回動自在にピン結合された一対の連結梁３４とを有する。
開閉アーム３３の下面には、連続する複数の刃を有するカッタ３３Ａが取り付けられている。摺動筒３２は、シリンダ３５のピストンロッドの先端部に連結されている。シリンダ３５のシリンダチューブ先端部は、先端パイプ３１に連結されている。このシリンダ３５は、制御部７０（図２参照）からの信号により制御される方向制御弁３５Ａ（図２参照）の動作に応じて作動する。掘削機３０はシリンダ３５の伸縮に応じて動作するように構成されている。
【００２４】
掘削機３０の動作態様が図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。
シリンダ３５が縮んでおり摺動筒３２が先端パイプ３１の基端側に位置している状態のときには、掘削機３０は図４（Ａ）に示す全閉状態になる。掘削機３０を反応塔２に挿入するときには、リアクターマンホール２Ａの縁に干渉しないように、掘削機３０を全閉状態する。また、触媒を掘り始めて所定の深さに達するまでは、触媒を掻き分けやすいように掘削機３０を全閉状態を維持する。所定の深さまで触媒を掘ったら、シリンダ３５を少し伸ばして摺動筒３２を先端側に移動させることにより、掘削機３０を図４（Ｂ）に示す半開状態にして、穴の径および角度を拡げる。そして、シリンダ３５をさらに伸ばして、掘削機３０を図４（Ｃ）に示す全開状態にして、反応塔２の内壁付近まで穴の径を拡げる。
なお、例えば反応塔２の底部付近の触媒を破砕する場合などには、シリンダ３５をストロークエンドまで伸ばして、掘削機３０を図２に二点鎖線で示す反転状態にすることも可能である。
【００２５】
また、掘削機３０の先端パイプ３１の先端には、先端オーガとも呼ばれる先端カッタ６０がフランジ接合されている。
先端カッタ６０の詳細な構成が図５および図６に示されている。
先端カッタ６０は、掘削方向側の先端の中心に設けられ軸線Ｘに沿って延びる棒状のドリル部６１と、ドリル部６１と同軸上に設けられた筒状のスタビライザ６２と、ドリル部６１とスタビライザ６２とを結ぶ連結部６３とを有する。
【００２６】
スタビライザ６２は、先端カッタ６０の外周面を構成する部材であり、その先端は、連結部６３よりも若干先端側まで延びている。スタビライザ６２の先端には、内側に傾いた内刃６２Ａと外側に傾いた外刃６２Ｂとが交互に設けられている。
【００２７】
連結部６３は、軸線Ｘ方向に沿って広がる板材から構成されており、図５に示す側断面図において、軸線Ｘを中心として対称に配置されており、図６に示す軸線Ｘ方向視において、軸線Ｘを中心として交差する十字形に配置されている。また、連結部６３の合わせ目を跨ぐように開口６３Ａが形成されている。連結部６３は、軸線Ｘと平行な２辺のうちの一端６３Ｂにおいて、スタビライザ６２の内周面に接合されており、他端において、ドリル部６１の外周面に接合されている。また、連結部６３の後端部には、フランジ付の管状部６４が接合されている。
また、連結部６３の先端側を向く辺には、軸線Ｘと平行に延び径方向に並ぶ複数の刃６３Ｃが設けられている。刃６３Ｃの向きは、回転方向（本実施形態では図６における反時計方向）を向いている。
【００２８】
掘削機３０により触媒を掘削するときには、まず先端カッタ６０のドリル部６１が触媒に刺さる。ドリル部６１は触媒の表面に点接触するので、触媒が固まっている場合でも、容易にドリル部６１が刺さる。次に、スタビライザ６２の先端に設けられた内刃６２Ａと外刃６２Ｂとがドリル部６１の外側に同心円を描くように触媒に接触する。さらに掘り進むと、今度は連結部６３の先端に設けられた刃６３Ｃが内側にあるものから順に触媒に接触する。
【００２９】
この状態になると、触媒にはスタビライザ６２よりも僅かに径が大きい穴が形成され、その深さが徐々に増していく。この状態において、スタビライザ６２の外周面が触媒の穴の内周面に案内されながら回転するようになり、やがて、スタビライザ６２の外周面の全体が触媒の穴の内周面に案内されながら回転するようになる。
このようにして、スタビライザ６２の外周面と穴の内周面がガイド面となり、掘削機３０を案内するので、掘削機３０の回転軸が安定し、掘削機３０のいわゆる芯ブレを抑制することができる。
【００３０】
そして、先端カッタ６０により案内された掘削機３０が、先に説明したように図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように変形しながら、触媒を円錐状に掘削する。掘削された触媒は重力により円錐の頂点に集まり、集まった触媒が掘削機３０の管状部６４の下端から吸い込まれる。
【００３１】
セパレータ１０は、ステージ６上に設けられた、図示しない架台に取り付けられている。セパレータ１０の詳細な構成が図６に示されている。
セパレータ１０は、下端に触媒を排出する排出口１１Ａと上部に第二吸引通路５Ｂと連通する連通口１１Ｂとが形成されたセパレータ本体１１と、このセパレータ本体１１の内部にそれぞれ配置されたガイド管１２および噴出管１３と、セパレータ本体１１の内部空間をガイド管１２、連通口１１Ｂおよび噴出管１３が配置される第一空間１１１と第一空間１１１の下方に位置する第二空間１１２とに仕切る仕切部材１４と、仕切部材１４を駆動する仕切部材駆動機構１５と、セパレータ本体１１の第二空間１１２を開閉自在にする蓋部材１６と、第二空間１１２を大気に開放する大気開放機構１７とを備えている。
【００３２】
セパレータ本体１１は、１つのタンクから構成されており、その上部に配置される上部筒状部１１３と、下部に配置され上部筒状部１１３より直径寸法が小さい下部筒状部１１４と、下部筒状部１１４と上部筒状部１１３とを連結するテーパ状部１１５とを有し、これらの連続した内部空間がバキュームカー５による吸引に伴って減圧状態とされる。
上部筒状部１１３は、連通口１１Ｂが中心部に形成された天板部１１３１と、この天板部１１３１の外周に一体形成された円筒部１１３２とを備え、円筒部１１３２は、その上部に噴出管１３が取り付けられ、その下部に点検用の覗窓１１３３が設けられている。連通口１１Ｂには第二吸引通路５Ｂの先端部が連結されている。
【００３３】
下部筒状部１１４は、その下端面が排出口１１Ａとされた円筒部であり、この円筒部のやや上部が仕切部材１４の取付位置とされている。そのため、第一空間１１１は下部筒状部１１４の仕切部材１４より上方の空間、テーパ状部１１５の内部空間および上部筒状部１１３の内部空間から構成されており、第二空間１１２は下部筒状部１１４の仕切部材１４と蓋部材１６との間の空間から構成されている。
【００３４】
ガイド管１２は触媒を第一空間１１１に流入させるものであり、第一吸引通路５Ａと接続される円筒状の基部１２０と、この基部１２０に一体形成され噴出管１３に向けて触媒を案内する円弧状の第一ガイド片１２１と、この第一ガイド片１２１に設けられ噴出管１３から噴出される気体を受ける第二ガイド片１２２とを有する構造である。
基部１２０は、テーパ状部１１５に貫通され、その基端側が第一吸引通路５Ａと接続され、その先端側が第一空間１１１に位置する。
ガイド管１２の第一ガイド片１２１は円筒部材のうち下側半分を切り欠いて形成したものであり、斜め上方に延びるように配置されている。そのため、触媒は第一ガイド片１２１に沿って移動する。
【００３５】
仕切部材１４および仕切部材駆動機構１５の構造が図８に示されている。
図７および図８において、仕切部材１４は、側面の中央部分において下部筒状部１１４に回動自在に支持された板状部材１４１を備えている。
板状部材１４１は、第一空間１１１と第二空間１１２とを区画する際に、第一空間１１１に露出する円板状の第一板面部１４１１と、第二空間１１２に露出する第二板面部１４１２と、これらの第一板面部１４１１と第二板面部１４１２との外周縁を連結する側面部１４１３と、この側面部１４１３に設けられ下部筒状部１１４に回動自在とされた一対の回動軸部１４１４とを有する。
【００３６】
仕切部材駆動機構１５は、一対の回動軸部１４１４のうちの他方に一端が連結されたアーム１５１と、このアーム１５１の他端に一端部が回動自在に連結されたシリンダ１５２とを有する回動機構である。仕切部材駆動機構１５は、仕切部材１４を、第一空間１１１と第二空間１１２とを仕切る水平位置と、第一空間１１１と第二空間１１２とを連通させる鉛直位置とに駆動するものである。シリンダ１５２は、制御部７０（図２参照）からの制御信号により駆動される方向制御弁１５２Ａ（図２参照）の動作に応じて作動し、アーム１５１を進退操作する。
アーム１５１は、板状部材１４１の平面と直交する方向に延びて配置されている。
シリンダ１５２は、その他端部がセパレータ本体１１に回動自在に取り付けられており、進退駆動することでアーム１５１を介して仕切部材１４を水平位置と鉛直位置とに切り換える。
【００３７】
図７に示すように、蓋部材１６は、下部筒状部１１４の下端面に形成された排出口１１Ａを塞ぐ蓋本体１６０と、蓋本体１６０の周縁部に一端部が接続されるアーム部１６１と、アーム部１６１の他端部に設けられるバランスウェイト１６２と、アーム部１６１の途中において回動自在に支持し下部筒状部１１４の外周部に連結されたヒンジ部１６３とを有する。
蓋本体１６０は、第二空間１１２が減圧下にある場合には、その上面に触媒が堆積してもバランスウェイト１６２の重さによって排出口１１Ａを閉じることになり、第二空間１１２が大気に開放された状態では、それ自体の重さと積載された触媒の重さとによって自動的に開放操作される。
大気開放機構１７は、下部筒状部１１４の周面に連結されたパイプ１７１と、このパイプ１７１の途中に設けられたブレーカー１７２とを有し、制御部７０からの信号を受けて第二空間１１２を大気に開放操作する。
【００３８】
次に、回収装置１を使用して行う反応塔２内の触媒回収作業を説明する。
作業者が入力操作部７１の排出開始スイッチを押下すると、チェーンブロック８が作動してワイヤ８Ａの巻き取りが開始され、掘削機３０および第一吸引通路５Ａが上昇する。その際、制御部７０の内部タイマ７０Ａは、チェーンブロック８の作動開始時からの時間を計測する。
【００３９】
制御部７０は、所定時間が経過して内部タイマ７０Ａがタイムアップしたときに、掘削機３０と触媒の上面との間に所定の間隔が形成されたとして、チェーンブロック８への制御信号の送信を停止する。それにより、チェーンブロック８によるワイヤ８Ａの巻き取りが終了して、掘削機３０および第一吸引通路５Ａの上昇が停止する。このとき掘削機３０は反応塔２内で浮いた状態になっている。この状態において、第一吸引通路５Ａ内にあった触媒の一部が、自重により第一吸引通路５Ａから下方にこぼれるとともに、残りの触媒は、バキュームカー５の吸引力によりセパレータ１０に流れる。その結果、第一吸引通路５Ａ内が空になる。
なお、バキュームカー５による吸引は、触媒回収作業中に中断されることなく継続される。
【００４０】
一方、セパレータ１０では、入力操作部７１の排出開始ボタンを押下されると、制御部７０が仕切部材駆動機構１５のシリンダ１５２を駆動して、仕切部材１４を、その平面が鉛直となる位置、つまり、セパレータ本体１１の第一空間１１１と第二空間１１２とを連通する位置にする。セパレータ本体１１の気体は連通口１１Ｂから吸引ホース５Ａ２を通ってバキュームカー５側に吸引され、これにより、セパレータ本体１１の第一空間１１１および第二空間１１２は減圧下となる。さらに、制御部７０が大気開放機構１７のブレーカー１７２を閉操作することによって第二空間１１２の大気開放を阻止する。これにより、蓋部材１６はバランスウェイト１６２によって第二空間１１２と連通する排出口１１Ａが閉じられたままとなる。
【００４１】
そして、反応塔２内の触媒は第一吸引通路５Ａからガイド管１２を経てセパレータ本体１１の第一空間１１１に送られる。触媒はガイド管１２の基部１２０を通って第一ガイド片１２１に案内されながら噴出管１３に向かって移動するが、噴出管１３から気体が噴出されるので、粉砕されて第二空間１１２を通って蓋部材１６の上面に落下する。気体は吸引ホース５Ａ２を通ってバキュームカー５側に吸引される。
【００４２】
蓋部材１６の上に触媒が所定量蓄積されると、触媒を外部に排出する。
触媒を外部に排出するときには、制御部７０が仕切部材駆動機構１５のシリンダ１５２を駆動して仕切部材１４を、その平面が水平となる位置に切り換える。すると、セパレータ本体１１の第一空間１１１と第二空間１１２とが仕切られ、触媒は仕切部材１４の上面に位置する第一空間１１１に保持されることになり、第二空間１１２は減圧下のままとなる。
【００４３】
そして、制御部７０が大気開放機構１７のブレーカー１７２を開放操作することによって、減圧下にあった第二空間１１２が大気に開放される。すると、蓋部材１６はその上面で保持される触媒の重さによって、バランスウェイト１６２の重さに抗して開放操作される。蓋部材１６の上面に保持された触媒は自由落下して、ホッパ４１に一時的に保持される。開放操作された蓋部材１６はその上面に保持された触媒が落下することで軽量となり、バランスウェイト１６２の重さによって再度、排出口１１Ａを閉じる。これにより、密閉された第二空間１１２が形成される。
【００４４】
ホッパ４１に保持された触媒は、下端の開口部分から自由落下し、移送通路４２内に移送される。この際、移送通路４２の下端部は、開閉可能なストッパ４３によって遮断されている。そして、移送通路４２に所定量の触媒が蓄積した後、ストッパ４３を開放することにより、触媒が自由落下してフレコンバッグ５０に収納される。
【００４５】
制御部７０の内部タイマ７０Ａは、大気開放機構１７のブレーカー１７２を開操作してからの経過時間を計測する。
制御部７０は、所定時間が経過して内部タイマ７０Ａがタイムアップしたときに、排出口１１Ａからの触媒の排出が完了し蓋部材１６が閉じたとして、チェーンブロック８への制御信号の送信を開始する。それにより、チェーンブロック８によるワイヤ８Ａの引き出しが開始されて、掘削機３０および第一吸引通路５Ａが下降する。
その際、内部タイマ７０Ａは、チェーンブロック８の作動開始時からの時間を計測する。
制御部７０は、所定時間が経過して内部タイマ７０Ａがタイムアップしたときに、掘削機３０が触媒の上に着地しているとして、チェーンブロック８への制御信号の送信を停止する。それにより、チェーンブロック８によるワイヤ８Ａの引き出しが終了して、掘削機３０および第一吸引通路５Ａの下降が停止する。
【００４６】
上述した触媒回収作業では、各機構への制御指令の送信は、制御プログラムに従って行われていたが、作業者による操作に従って行ってもよい。
ただし、本実施形態の回収装置１には、安全計装としてのインターロックが設けられている。例えば、チェーンブロック８の巻き取り操作をしてから所定時間の経過後でなければ、大気開放機構１７のブレーカー１７２を開操作できないようになっている。これにより、掘削機３０および第一吸引通路５Ａを上昇させる前に蓋部材１６が開放されることが防止される。
同様に、大気開放機構１７のブレーカー１７２を閉操作してから所定時間の経過後でなければ、チェーンブロック８の巻き取り操作ができないようになっている。これにより、蓋部材１６が開放したままで掘削機３０および第一吸引通路５Ａが触媒上に降ろされることが防止される。
なお、上述のように作業者による特定の操作を拒否する代わりに、適切ではない操作が行われたときに、光や音で発報するようにしてもよい。
これらにより、手動運転時においても、触媒が第一吸引通路５Ａ内に詰まることが防止される。
【００４７】
［実施形態の作用効果］
実施形態では以下の作用効果を奏することができる。
最初に触媒に接触するドリル部６１が点接触で触媒に当たるので、ドリル部６１が容易に触媒にねじ込まれる。このため、回転中心にしたい位置にドリル部６１を正確にねじ込ませることができる。連結部６３またはスタビライザ６２が触媒に当たるまでの間はドリル部６１が掘削機３０を案内するので、掘削機３０の回転軸の向きを安定させることができる。また、連結部６３またはスタビライザ６２が触媒に当たってからもドリル部６１が掘削機３０を案内するので、掘削機３０の回転軸の向きを引き続き安定させることができる。そして、スタビライザ６２が触媒に食い込み始めると、スタビライザ６３の外周面が触媒の穴の内周面と摺動するので、ドリル部６１による先端部での案内にスタビライザ６２による基端部での案内が加わり、穴の径および深さが大きくなった後も掘削機３０の回転軸の向きを安定させることができる。つまり、ドリル部６１を触媒にねじ込んだ後は、掘削機３０の回転軸の向きを継続して安定させることができる。
【００４８】
連結部６３は、ドリル部６１の外周面に一端が接合され、スタビライザ６２の内周面に他端が接合された板材から構成されているので、先端カッタ６０の径方向の構造的強度が高くなっている。このため、連結部６３に支持されたドリル部６１およびスタビライザ６２の向きを安定させることができる。
また、連結部６３が軸線Ｘ方向に沿って広がる板材を組み合わせて構成されているので、掘削した触媒が軸線Ｘ方向に流れやすくなっている。したがって、掘削した触媒を先端カッタ６０内で詰まらせることなく、先端パイプ３１に速やかに吸引させることができる。
さらに、連結部６３の先端に複数の刃６３Ｃが設けられているので、触媒を速やかに掘削することができる。
【００４９】
スタビライザ６２は、連結部６３よりも掘削方向に延出しているので、ドリル部６１の次はスタビライザ６２が触媒に接触する。スタビライザ６２の先端には複数の刃６２Ａ，６２Ｂが設けられているので、触媒に接触した後、直ちに触媒に食い込んで回転軸の向きを安定させることができる。
また、スタビライザ６２が軸線方向に長くなっているので、より広い面積で触媒の穴の内周面の接することができ、掘削機３０の回転軸の向きを確実に安定させることができる。
【００５０】
掘削機３０は、下側にカッタ３３Ａが取り付けられた開閉自在の開閉アーム３３を有するので、先端カッタ６０が開けた穴の径を、開閉アーム３３を開きながら徐々に拡大することができる。
また、上述したように先端カッタ６０が掘削機３０の回転軸の向きを安定させるので、触媒の穴が深くなり、径が大きくなっても、芯ブレを発生させずに安定した掘削を行うことができる。  
【００５１】
［変形例］
変形例の先端カッタ２６０が図９および図１０に示されている。
前記実施形態と同一の構成については、同じ符号を付し、その説明は適宜、省略する。
変形例の先端カッタ２６０は、前記実施形態の先端カッタ６０と比較して、ドリル部２６１の長さとスタビライザ２６２の構成が異なる。その他の構成は同一である。
変形例のドリル部２６１は、前記実施形態のドリル部６１よりも短くなっている。
変形例のスタビライザ２６２は、前記実施形態のスタビライザ６２と比較して軸線Ｘ方向の長さが短くなっており、連結部６３の軸線Ｘと平行な辺６３Ｂ内に収まっている。さらに、変形例のスタビライザ２６２は、前記実施形態のスタビライザ６２と異なり、先端に刃が設けられていない。
【００５２】
変形例の先端カッタ２６０を取り付けた掘削機３０により触媒を掘削するときには、まず先端カッタ２６０のドリル部２６１が触媒に刺さる。ドリル部２６１は触媒の表面に点接触するので、触媒の表面が固まっている場合でも、容易にドリル部２６１が刺さる。次に、今度は連結部６３の先端に設けられた刃６３Ｃが内側にあるものから順に触媒に接触する。
【００５３】
最も外側にある刃６３Ｃが触媒に接触するまで掘削が進むと、触媒にはスタビライザ２６２よりも僅かに径が大きい穴が形成され、その深さが徐々に増していく。この状態において、スタビライザ２６２の外周面が触媒の穴の内周面と摺動するようになり、やがて、スタビライザ２６２の外周面の全体が触媒の穴の内周面と摺動するようになる。
このように変形例の先端カッタ２６０は、連結部６３がスタビライザ２６２よりも先に触媒に接触する。この場合でも、スタビライザ２６２の効果による安定性を得るまでの間、連結部６３の刃による安定性を得ることができるので、掘削機３０の回転軸の向きを安定させることができる。
【００５４】
なお、本発明は、前記実施形態および前記変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含む。
例えば、前記実施形態では、スタビライザ６２の先端に、内側に傾いた内刃６２Ａと外側に傾いた外刃６２Ｂとが交互に設けられているが、全ての刃が同一の方向を向いていてもよく、刃が設けられていなくてもよい。
【００５５】
前記実施形態では、連結部６３が軸線Ｘ方向視において、軸線Ｘを中心として交差する４枚の連結部６３が十字形に配置されているが、隣接する連結部６３が１２０°の角度をなす３枚の連結部６３が三方に延びるように配置されていてもよい。
前記実施形態では、連結部６３の刃６３Ｃは、軸線Ｘと平行に延びているが、軸線Ｘと平行でなくてもよく、全ての向きが同一の方向を向いていてもよく、刃が設けられていなくてもよい。
前記実施形態では、連結部６３の合わせ目に開口６３Ａが形成されているが、開口６３Ａが形成されていなくてもよい。
【００５６】
前記実施形態では、掘削機３０が２つの開閉アーム３２を備えているが、３つ以上の開閉アーム３２を備えていてもよい。
前記実施形態では、開閉アーム３２の開閉をシリンダ３５により行っていたが、例えばモータ等によって行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、触媒を用いる化学プラント全般に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
２…反応塔、３０…掘削機、３１…先端パイプ、３２…開閉アーム、６０…先端カッタ、６１…ドリル部、６２…スタビライザ、６３…連結部、６２Ａ…スタビライザの内刃、６２Ｂ…スタビライザの外刃、６３Ｃ…連結部の刃、Ｘ…軸線、２６０…先端カッタ、２６１…ドリル部、２６２…スタビライザ。
【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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【図９】
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【図１０】
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