特許 6402852 破砕回収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6402852

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】破砕回収装置

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/30 20060101AFI20181001BHJP

   C03B 5/027 20060101ALI20181001BHJP

   G21F 9/16 20060101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/30 531J

   C03B5/027

   G21F9/16 541Z

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-144074(P2014-144074)

(22)【出願日】2014年7月14日

(65)【公開番号】特開2016-20825(P2016-20825A)

(43)【公開日】2016年2月4日

【審査請求日】2017年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】特許業務法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三浦 智亮

(72)【発明者】

【氏名】三井 崇

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 彰

【審査官】 岡▲崎▼ 輝雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１２６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１００５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１２３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０００２６７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭４９−０３４４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４８３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０２０５３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−２０１６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６１１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０４９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／３０

Ｃ０３Ｂ ５／０２７

Ｇ２１Ｆ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス溶融炉の外部から内部へ挿入配置され、該ガラス溶融炉の内面に付着したガラスを破砕して回収する破砕回収装置であって、
前記ガラス溶融炉の内面からガラスをはつり、該はつられたガラスを更に押圧して破砕するはつり工具ユニットと、
該はつり工具ユニットに隣接するよう配設され且つ前記はつり工具ユニットで破砕されたガラスを吸引する吸引ユニットと、
該吸引ユニットの内部に挿通されて遠隔操作され且つ前記ガラスによる吸引ユニットの内部での詰まりを解除するための閉塞解除ユニットと、
前記ガラス溶融炉の開口部に取り付けられるベースフランジと、
該ベースフランジに対し球面軸受を介して傾動自在に貫通配置されるガイドパイプと、
該ガイドパイプに対しその軸線方向へスライド自在に貫通配置されるメインパイプとを備え、
前記はつり工具ユニットは、前記メインパイプの先端に着脱自在に取り付けられ、
前記吸引ユニットは、前記メインパイプの内部を貫通して前記はつり工具ユニットと並設されることを特徴とする破砕回収装置。

【請求項2】

前記閉塞解除ユニットは、前記吸引ユニットの内部に挿通されるワイヤと、該ワイヤの上端に嵌着される把持部と、前記ワイヤにその長手方向へ間隔をあけて複数配設されるよう嵌着される管材とを備えている請求項１記載の破砕回収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、破砕回収装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、原子力施設において発生する被処理液としての高レベル放射性廃液は、高レベル放射性廃液ガラス固化施設のガラス溶融炉に送給され、ガラス固化体として処理された後、放射性廃棄物保管施設に保管される。

【0003】

前記ガラス固化施設においては、前記ガラス溶融炉の内部で原料ガラスを溶融する際に高レベル放射性廃液を混入し、該高レベル放射性廃液が混入された溶融ガラスをキャニスタ（ステンレス製容器）に注入し、溶融ガラスを固化させることにより、ガラス固化体を形成している。

【0004】

従来のガラス溶融炉は、例えば、内部に溶融空間が形成されるよう耐火レンガ等の耐火物で構築され且つ外周が金属のケーシングで覆われた溶融炉本体を備えている。該溶融炉本体の上部天井壁には、被処理液としての高レベル放射性廃液及びガラスビーズのような原料ガラスが投入される投入口が設けられ、前記溶融炉本体の内壁の上下方向中間部には、相互間での通電により溶融空間内の原料ガラスを加熱し溶融させる主電極が対向配置されると共に、前記溶融炉本体内の下方へ向け窄まる形状とした底部の下端には、前記主電極との間での通電により溶融空間内底部のガラスを加熱し溶融させる底部電極が配置されている。該底部電極に穿設された流下孔には、高レベル放射性廃液が混入された溶融ガラスを抜き出してキャニスタへ注入するための流下ノズルが接続されるように設けられ、該流下ノズルの外周部には、ノズル用高周波誘導加熱コイルが配置されている。更に、前記溶融炉本体の内壁の下方へ向け窄まる形状とした部分の外周には、補助電極が前記主電極と底部電極との間に位置するよう配置されている。

【0005】

前述の如き従来のガラス溶融炉においては、溶融炉本体の投入口から高レベル放射性廃液及び原料ガラスが投入され、先ず、主電極間並びに補助電極間に電流を流すことでその間の溶融ガラスのジュール熱により高レベル放射性廃液及び原料ガラスが充分に溶かし合わされる。続いて、主電極と底部電極との間に電流を流すことによって生じるジュール熱により底部電極上部のガラスが加熱される。この後、前記底部電極の流下孔から延びる流下ノズルを、ノズル用高周波誘導加熱コイルへ通電を行うことにより加熱すると、その内部に詰まっている固化ガラスが溶けて下方へ抜き出され、これにより、溶融炉本体内の溶融ガラスがその下部にセットされたキャニスタ内に流下し、ガラス固化体として密閉収容されるようになっている。

【0006】

尚、前述の如きガラス溶融炉と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−３０２５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、前記高レベル放射性廃液中にはルテニウム、パラジウム、ロジウム等の白金族元素が１％程度含まれているが、該白金族元素は、ガラス溶融炉の内部においてガラスに溶け込まずに分離しており、その粒子が小さければ、ガラスと同じような動きをするものの、粒子が大きくなると、ガラス溶融炉内部の溶融ガラスの動きに比べガラス溶融炉の底部へ沈降し堆積しやすくなる。

【0009】

しかも、前記白金族元素は導電性であるため、ガラス溶融炉の底部に沈降堆積して該底部におけるガラス中の白金族元素の濃度が高くなると、あたかもそこに金属が存在しているような形となる。この結果、ガラスの電気的抵抗が低くなってしまい、主電極と底部電極との間に通電を行ってガラスに電流を流しても充分なジュール熱が得られなくなり、ガラスの粘性が低くならず、前記白金族元素を含むガラスが固化してガラス溶融炉の底部内面に付着したまま残存してしまうことがあった。

【0010】

このため、前記ガラス溶融炉の底部内面に固化して残存したガラスは、先端部がタガネのような形状の破砕専用の工具をガラス溶融炉内部へ挿入して破砕した後、前記工具の代わりに回収専用の吸引装置等を付け替えて回収する必要があった。

【0011】

しかしながら、ガラスの破砕、回収の作業毎に専用の工具や吸引装置等をその都度付け替えるのでは、作業効率が悪く、手間と時間がかかるという欠点を有していた。

【0012】

又、破砕後のガラス片を吸引装置等で吸引するためには、ガラス片をより細かく破砕する工具が別途必要となり、作業効率を更に低下させる要因となっていた。

【0013】

更に又、吸引によるガラス片の回収時には、該ガラス片によって装置が閉塞することもあり、装置の閉塞解除についても何らかの対応策を講じる必要があった。

【0014】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、工具や装置の付け替えを行うことなく、構造物の内面に付着した被回収物を破砕して回収し得、作業効率向上を図り得ると共に、被回収物による閉塞にも対応し得る破砕回収装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、ガラス溶融炉の外部から内部へ挿入配置され、該ガラス溶融炉の内面に付着したガラスを破砕して回収する破砕回収装置であって、
前記ガラス溶融炉の内面からガラスをはつり、該はつられたガラスを更に押圧して破砕するはつり工具ユニットと、
該はつり工具ユニットに隣接するよう配設され且つ前記はつり工具ユニットで破砕されたガラスを吸引する吸引ユニットと、
該吸引ユニットの内部に挿通されて遠隔操作され且つ前記ガラスによる吸引ユニットの内部での詰まりを解除するための閉塞解除ユニットと、
前記ガラス溶融炉の開口部に取り付けられるベースフランジと、
該ベースフランジに対し球面軸受を介して傾動自在に貫通配置されるガイドパイプと、
該ガイドパイプに対しその軸線方向へスライド自在に貫通配置されるメインパイプとを備え、
前記はつり工具ユニットは、前記メインパイプの先端に着脱自在に取り付けられ、
前記吸引ユニットは、前記メインパイプの内部を貫通して前記はつり工具ユニットと並設されることを特徴とする破砕回収装置にかかるものである。

【0017】

前記破砕回収装置において、前記閉塞解除ユニットは、前記吸引ユニットの内部に挿通されるワイヤと、該ワイヤの上端に嵌着される把持部と、前記ワイヤにその長手方向へ間隔をあけて複数配設されるよう嵌着される管材とを備えていることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の破砕回収装置によれば、工具や装置の付け替えを行うことなく、構造物としてのガラス溶融炉の内面に付着した被回収物を破砕して回収し得、作業効率向上を図り得ると共に、被回収物による閉塞にも対応し得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の破砕回収装置の実施例を示す斜視図である。

【図2】本発明の破砕回収装置の実施例をガラス溶融炉の内部へ挿入した状態を示す全体概要図である。

【図3】図２のＩＩＩ部詳細図である。

【図4】図２のＩＶ部詳細図である。

【図5】図２のＶ部詳細図である。

【図6】本発明の破砕回収装置の実施例における閉塞解除ユニットの作動を示す図であって、図４のＶＩ−ＶＩ矢視図であり、（ａ）は閉塞解除ユニットを下降端に位置させた状態図、（ｂ）は閉塞解除ユニットを上昇端に位置させた状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0021】

図１〜図６は本発明の破砕回収装置の実施例であって、該破砕回収装置は、構造物としてのガラス溶融炉１（図２参照）の外部から内部へ挿入配置され、該ガラス溶融炉１の内面に付着した被回収物としてのガラスＧを破砕して回収するものである。

【0022】

前記破砕回収装置は、前記ガラス溶融炉１の内面からガラスＧをはつり、該はつられたガラスＧを更に押圧して破砕するはつり工具ユニット２と、該はつり工具ユニット２に隣接するよう配設され且つ前記はつり工具ユニット２で破砕されたガラスＧを吸引する吸引ユニット３と、該吸引ユニット３の内部に挿通されて遠隔操作され且つ前記ガラスＧによる吸引ユニット３の内部での詰まりを解除するための閉塞解除ユニット４とを備えている。

【0023】

前記ガラス溶融炉１の開口部１ａには、図２及び図５に示す如く、ベースフランジ５が取り付けられ、該ベースフランジ５に対しては球面軸受６を介してガイドパイプ７が傾動自在に貫通配置され、該ガイドパイプ７に対してはその軸線方向へスライド自在にメインパイプ８が貫通配置されている。

【0024】

前記はつり工具ユニット２は、図３に示す如く、前記メインパイプ８の先端に着脱自在に取り付けられ、前記吸引ユニット３は、その吸引パイプ３ａが前記メインパイプ８の内部を貫通して前記はつり工具ユニット２と並設され、前記吸引パイプ３ａの先端には吸引ノズル３ｂが取り付けられている。

【0025】

前記メインパイプ８の上端には、図１及び図４に示す如く、把持ユニット９が設けられている。該把持ユニット９は、前記メインパイプ８の上端に取り付けられる枠体９Ａと、該枠体９Ａの上ベースプレート９ａ上に防振器９Ｂを介して載置されるサポートプレート９Ｃと、該サポートプレート９Ｃ上に立設される把持パイプ９Ｄとを備えている。又、前記枠体９Ａの下ベースプレート９ｂの両幅端部には支柱９Ｅが立設され、該支柱９Ｅの上端部間には、図示していないロボットアームの先端に取り付けられたホイスト１０のフック１０ａが引っ掛けられる吊下部材９Ｆを掛け渡すように枢着してある。尚、前記防振器９Ｂは、ワイヤロープの弾性変形を利用して三次元で衝撃と振動を吸収する器具である。

【0026】

前記はつり工具ユニット２は、図３に示す如く、先端工具２ｂを空気圧によって振動させる工具本体２ａを備え、該工具本体２ａへ圧縮空気を送給するコネクタプラグ２ｃ（図４参照）が前記メインパイプ８の上端に接続されるよう前記把持ユニット９の枠体９Ａ内部に配設されている。尚、図示していないコンプレッサからエアホースを介して前記コネクタプラグ２ｃに導入される圧縮空気は、前記メインパイプ８内部を流れて空気管２ｄ（図３参照）から前記工具本体２ａへ送給されるようになっている。又、前記先端工具２ｂとしては、例えば、石材の表面仕上げ用の特殊硬質合金製のハンマー（「ビシャン」と称される）を用いることができる。因みに、前記先端工具２ｂとして用いられるビシャンの先端の打撃面は、先端が尖っているタガネ等とは異なり平面状で、複数の四角錐状の歯２ｅが突設されている。

【0027】

前記吸引パイプ３ａの上端部は、図４に示す如く、前記枠体９Ａの下ベースプレート９ｂを貫通し、該下ベースプレート９ｂを貫通した吸引パイプ３ａの上端にはエルボ３ｃを介して管継手３ｄが取り付けられ、該管継手３ｄに対して一端側が接続される吸引ホース３ｅ（図１参照）の他端側に、サイクロン式吸引回収装置１１（図２参照）が接続されている。

【0028】

前記閉塞解除ユニット４は、前記吸引ユニット３の吸引パイプ３ａ内部に挿通されるワイヤ４Ａと、円筒体４ａの上下端にフランジ部４ｂが形成され且つ前記ワイヤ４Ａの上端に嵌着される把持部４Ｂと、前記ワイヤ４Ａにその長手方向へ間隔をあけて複数配設されるよう嵌着される管材４Ｃとを備えている。前記閉塞解除ユニット４は、前記把持パイプ９Ｄの上端から挿入され、前記エルボ３ｃに取り付けられた受管３ｆから吸引パイプ３ａ内部に挿通されるようになっている。そして、図示していないマニピュレータにより前記把持部４Ｂを把持し、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す如く、前記閉塞解除ユニット４を昇降させることにより、前記ガラスＧによる吸引ユニット３の内部での詰まりを解除するようになっている。尚、前記ワイヤ４Ａの把持部４Ｂと最上部に位置する管材４Ｃとの間には、前記受管３ｆに当接してワイヤ４Ａの下降を規制する下降ストッパ４Ｄと、前記把持パイプ９Ｄの内部でのワイヤ４Ａの昇降を案内するスライドガイド４Ｅとが設けられている。

【0029】

次に、上記実施例の作用を説明する。

【0030】

構造物としてのガラス溶融炉１の底部内面に固化して残存したガラスＧを破砕する際には、先ず、図示していないロボットアームの先端に取り付けられたホイスト１０のフック１０ａが吊下部材９Ｆに引っ掛けられて装置全体が吊り下げられ、そのはつり工具ユニット２及び吸引ユニット３が、図２に示す如く、ガラス溶融炉１の開口部１ａ内部に挿入配置され、該開口部１ａを覆うようにベースフランジ５がガラス溶融炉１に取り付けられる。

【0031】

この状態で、前記ロボットアームの駆動と前記ホイスト１０によるフック１０ａの巻上げ下げ動作を組み合わせると、球面軸受６を基点としてガイドパイプ７及びメインパイプ８が傾動すると共に、該メインパイプ８がガイドパイプ７に対してその軸線方向へスライドし、はつり工具ユニット２の先端工具２ｂを、前記ガラス溶融炉１の底部内面に固化して残存したガラスＧの位置に合わせて移動させることが可能となる。

【0032】

前記はつり工具ユニット２の工具本体２ａには、図示していないコンプレッサからエアホースを介して前記コネクタプラグ２ｃに導入される圧縮空気が、前記メインパイプ８内部を流れて空気管２ｄ（図３参照）から送給され、前記先端工具２ｂが振動することにより、ガラスＧが破砕される。尚、図示していないマニピュレータにより把持パイプ９Ｄを把持した状態で前記ガラスＧの破砕を行う場合、その際に生じる振動は、防振器９Ｂによって吸収され、前記マニピュレータに伝わることが防止される。

【0033】

前記はつり工具ユニット２によって破砕されたガラスＧは、吸引ユニット３の吸引ノズル３ｂから吸引パイプ３ａに吸い込まれ、吸引ホース３ｅを経由してサイクロン式吸引回収装置１１（図２参照）に回収される。

【0034】

この結果、ガラスＧの破砕、回収の作業毎に専用の工具や吸引装置等をその都度付け替えなくて済み、作業効率が良くなり、手間と時間がかからなくなる。

【0035】

ここで、破砕されたガラスＧのうち大きな破片は前記吸引ノズル３ｂから吸い込まれない。しかし、前記先端工具２ｂは、先端が尖っているタガネのような形状の工具ではなく、打撃面が平面状で且つ複数の四角錐状の歯２ｅが突設されているため、ガラス溶融炉１の底部内面における平坦部で装置全体の重量を利用して前記ガラスＧの大きな破片を押さえ込むことにより、該ガラスＧの大きな破片を逃がさずにより細かく破砕して前記吸引ノズル３ｂから吸い込むことができる。これにより、ガラスＧの破片をより細かく破砕する工具が別途必要とならず、作業効率を更に低下させる要因を排除できる。

【0036】

又、前記吸引ユニット３によるガラスＧの破片の回収時には、該ガラスＧの破片によって吸引パイプ３ａが閉塞することもあるが、図示していないマニピュレータにより把持部４Ｂを把持し、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す如く、前記閉塞解除ユニット４を昇降させると、ワイヤ４Ａに嵌着された複数の管材４Ｃが吸引パイプ３ａ内で移動し、該吸引パイプ３ａの内部に詰まっていたガラスＧが吸引される空気と一緒に下流側へ流通して行くこととなる。

【0037】

こうして、工具や装置の付け替えを行うことなく、構造物としてのガラス溶融炉１の内面に付着したガラスＧを破砕して回収し得、作業効率向上を図り得ると共に、ガラスＧによる閉塞にも対応し得る。

【0038】

そして、本実施例のように、前記構造物としてのガラス溶融炉１の開口部１ａに取り付けられるベースフランジ５と、該ベースフランジ５に対し球面軸受６を介して傾動自在に貫通配置されるガイドパイプ７と、該ガイドパイプ７に対しその軸線方向へスライド自在に貫通配置されるメインパイプ８とを備え、前記はつり工具ユニット２が、前記メインパイプ８の先端に着脱自在に取り付けられ、前記吸引ユニット３が、前記メインパイプ８の内部を貫通して前記はつり工具ユニット２と並設されるようにすることは、以下の点で好ましい。即ち、前記球面軸受６を基点としてガイドパイプ７及びメインパイプ８を傾動させつつ、該メインパイプ８をガイドパイプ７に対してその軸線方向へスライドさせることにより、はつり工具ユニット２の先端工具２ｂの位置調整を、前記ガラス溶融炉１の底部内面に固化して残存したガラスＧの位置に合わせて自在に行うことができる。又、前記はつり工具ユニット２は、前記メインパイプ８の先端に着脱自在に取り付けられるため、はつり工具ユニット２の交換を必要に応じて容易に行うことができる。更に又、前記吸引ユニット３は、前記メインパイプ８の内部を貫通して前記はつり工具ユニット２と並設されるため、該はつり工具ユニット２で破砕したガラスＧを直ちに吸引することができる。

【0039】

又、本実施例のように、前記閉塞解除ユニット４が、前記吸引ユニット３の内部に挿通されるワイヤ４Ａと、該ワイヤ４Ａの上端に嵌着される把持部４Ｂと、前記ワイヤ４Ａにその長手方向へ間隔をあけて複数配設されるよう嵌着される管材４Ｃとを備えていることは、以下の点で好ましい。即ち、マニピュレータ（図示せず）により把持部４Ｂを把持し、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す如く、前記閉塞解除ユニット４を昇降させると、ワイヤ４Ａに嵌着された複数の管材４Ｃが吸引パイプ３ａ内で移動し、前記ガラスＧによる吸引ユニット３の内部での詰まりを解除することが可能となる。

【0040】

尚、本発明の破砕回収装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0041】

１ ガラス溶融炉（構造物）
１ａ 開口部
２ はつり工具ユニット
３ 吸引ユニット
４ 閉塞解除ユニット
４Ａ ワイヤ
４Ｂ 把持部
４Ｃ 管材
４ａ 円筒体
４ｂ フランジ部
５ ベースフランジ
６ 球面軸受
７ ガイドパイプ
８ メインパイプ
Ｇ ガラス（被回収物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】