特許 7402656 洗浄装置および洗浄水の循環方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-13

(45)【発行日】2023-12-21

(54)【発明の名称】洗浄装置および洗浄水の循環方法

(51)【国際特許分類】

   B28C 5/12 20060101AFI20231214BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20231214BHJP

   B08B 3/04 20060101ALI20231214BHJP

   B08B 3/10 20060101ALI20231214BHJP

   G21F 9/16 20060101ALI20231214BHJP

   G21F 9/28 20060101ALI20231214BHJP

   G21F 9/30 20060101ALI20231214BHJP

   B01F 35/11 20220101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

B28C5/12

B08B3/02 F

B08B3/04 Z

B08B3/10 Z

G21F9/16 521J

G21F9/28 561A

G21F9/30 515Z

G21F9/28 521J

B01F35/11

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019192118

(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公開番号】P2021067529

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 一人

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼石 斉

(72)【発明者】

【氏名】山品 和久

(72)【発明者】

【氏名】谷内 俊範

【審査官】山本 吾一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３２８５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５１２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２８４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７２９０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｆ ９／００

Ｂ０１Ｆ

Ｂ０８Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗浄水を溜める洗浄槽と、
前記洗浄槽と接続され、前記洗浄水が流れる循環配管及び前記循環配管に配置され洗浄水を循環させるポンプを備え、前記洗浄槽の前記洗浄水を前記循環配管で循環させる液循環部と、
前記循環配管に配置され、前記循環配管を流れ、前記洗浄槽に供給される洗浄水を冷却する冷却手段と、を有し、セメントと水とを混合する混合羽根を洗浄する、洗浄装置。

【請求項2】

前記冷却手段は、前記循環配管に向けて送風する送風器を備える請求項１に記載の洗浄装置。

【請求項3】

前記送風器は、前記循環配管を介して前記ポンプの反対側に備えられる請求項２に記載の洗浄装置。

【請求項4】

前記冷却手段は、前記循環配管に放熱板を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項5】

前記循環配管は、屈曲部で接続された直線部が並列に配置された並列配管を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項6】

前記冷却手段は、前記洗浄槽の前記洗浄水を、６０℃以下とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項7】

前記液循環部は、前記循環配管を流れる前記洗浄水のレイノズル数が２,３００以上である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項8】

前記液循環部は、前記循環配管を流れる前記洗浄水の管内平均流速が、２．１ｍ／ｓｅｃ以上である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項9】

洗浄水を溜める洗浄槽の洗浄水を循環配管で循環させる液循環方法であって、
洗浄槽から排出され前記循環配管を流れる前記洗浄水を、ポンプにより加圧し、所定方向に流す加圧工程と、
前記循環配管を流れ、前記洗浄槽に供給される前記洗浄水を冷却する冷却工程と、
を有し、セメントと水とを混合する混合羽根を洗浄する循環方法。

【請求項10】

前記循環配管から前記洗浄槽に供給され、前記洗浄槽の内部に給送された洗浄水により、前記洗浄槽の備える撹拌翼を回転させ、前記洗浄槽内の前記洗浄水を撹拌する撹拌工程と、をさらに有する請求項９に記載の循環方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、洗浄装置および洗浄水の循環方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セメントやスラッジ等を撹拌する撹拌装置がある。撹拌装置は、混合羽根を備える。撹拌装置は、混合羽根にセメントやスラッジが付着して固化することを防ぐために洗浄装置で洗浄する。洗浄装置は、洗浄水を溜めた洗浄槽を備え、洗浄槽内で、撹拌装置の撹拌羽根を回転させることで、付着物を除去する。

【0003】

特許文献１には、洗浄水を溜める洗浄槽と、洗浄槽の底板に設けられた排水口から洗浄水を排出し、排出した洗浄水を洗浄槽の側板に設けられた送給口から洗浄槽内へ送給する循環手段と、循環手段に設けられ、排出口から排出した洗浄水を洗浄槽の送給口側へ送給する送給手段と、洗浄槽の底板に設けられ、洗浄水を撹拌する撹拌手段とを備え、撹拌手段は、複数の翼体と、複数の翼体を回転可能に洗浄槽の底板に固定する固定手段と、を備える洗浄装置であって、複数の翼体の先端部に受圧部が設けられ、循環手段としての循環配管の送給口が、複数の翼体の先端と略同じ高さに洗浄槽の側板の接線方向に延在するよう設けられた洗浄装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２２８４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の洗浄装置に貯留している洗浄水は、スラッジを含んだ洗浄水であり、セメントと混合して固化に使用する場合がある。また、洗浄装置は、循環運転しておりポンプ入熱のため、洗浄水の水温が上昇する。洗浄装置で循環する洗浄水が高温となると、洗浄水を用いて固化体を製作した場合、固化体が規定の強度を発現しない可能性がある。

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、循環する洗浄水を冷却することにより、規定強度を確保できる健全な洗浄水固化体を製作することが可能となる状態を維持できる洗浄装置および洗浄水の循環方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の洗浄装置は、洗浄水を溜める洗浄槽と、前記洗浄槽と接続され、前記洗浄水が流れる循環配管及び前記循環配管に配置され洗浄水を循環させるポンプを備え、前記洗浄槽の前記洗浄水を前記循環配管で循環させる液循環部と、前記循環配管に配置され、前記循環配管を流れる洗浄水を冷却する冷却手段と、を有する。

【0008】

洗浄装置は、洗浄槽の外部に備えられる液循環部に、液循環部を冷却する冷却手段を有しているため、液循環部からの放熱を促進して、液循環部を冷却することができる。これにより、液循環部の内部を通過する洗浄水からの放熱を促進させて洗浄水の温度を低下させ、洗浄槽の洗浄水の水温の上昇を抑えることができる。

【0009】

上記課題を解決するために、本開示の液循環方法は、洗浄水を溜める洗浄槽の洗浄水を循環配管で循環させる循環方法であって、洗浄槽から排出され前記循環配管を流れる前記洗浄水を、ポンプにより加圧し、所定方向に流す加圧工程と、前記循環配管を流れる前記洗浄水を冷却する冷却手段と、を有する。

【0010】

従って、洗浄槽の底板から排出された洗浄水は、加圧工程で加圧されるため液循環部における流速を速く保つことができ、また、加圧工程でのポンプからの入熱後に冷却工程で冷却されるため、液循環部における洗浄水の水温を低く保つことができる。また、洗浄槽内のスラッジ濃度が高いとシステム系内で閉塞事象が発生することが考えられ、その対策として、スラッジを含む洗浄水を定期的に抜き出しセメント固化している。液循環方法は、適切な水温で固化することができ、固化体の規定強度を維持することができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、液循環部の配管を冷却する冷却手段を設けることで、洗浄槽の内側面に堆積したスケールにより、洗浄槽の側面からの放熱が妨げられる状態でも洗浄装置の洗浄槽を循環する洗浄水の水温の上昇を防止することができ、循環する洗浄水で、規定強度を確保できる健全な洗浄水固化体を製作することが可能となる状態を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態に係る洗浄装置を含む洗浄システムのブロック図である。

【図2】図２は、洗浄装置の正面図である。

【図3】図３は、図２のＡ－Ａ断面で切断した平面図である。

【図4】図４は、洗浄装置の左側板図である。

【図5】図５は、図２のＢ－Ｂ断面で切断した平面図である。

【図6】図６は、放熱板の実施例の正面図である。

【図7】図７は、液冷ジャケットの実施例の正面図である。

【図8】図８は、比較例の洗浄水の水温の上昇の一例を示したグラフである。

【図9】図９は、実施例の洗浄水の水温の上昇一例を示したグラフである。

【図10】図１０は、比較例の洗浄水の水温の上昇一例を示したグラフである。

【図11】図１１は、本実施形態に係る洗浄水の循環方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、以下に説明する実施例のみに限定されるものではない。

【0014】

＜洗浄システム＞
図１は、本実施形態に係る洗浄装置を含む洗浄システムのブロック図である。洗浄システム２００は、セメント固化装置２１０と洗浄装置１００とを備える。洗浄装置１００は、洗浄水が充填された洗浄槽１１０を備える。洗浄装置１００は、セメント固化装置２１０に対して移動可能に配置されている。図１では、混合羽根Ｍを２か所で示しているが、使用時は、洗浄装置１００が、混合羽根Ｍが配置されている領域に移動して、洗浄装置１００の洗浄槽１１０に混合羽根Ｍが挿入される。

【0015】

セメント固化装置２１０は、セメント投入部２１３と、混練水供給部２１４と、混合羽根Ｍと、を備える。セメント固化装置２１０は、廃棄物が投入されたドラム缶２１１が所定位置に配置される。この状態で、混合羽根Ｍがドラム缶２１１に挿入される。セメント固化装置２１０は、ドラム缶２１１にセメント投入部２１３からセメントを供給し、混練水供給部２１４から混練水を供給し、ドラム缶２１１に廃棄物とセメントと混練水を充填する。なお、廃棄物をセメント等と同時に投入してもよい。また、セメント固化装置２１０は、廃棄物とセメントと混練水とが充填したドラム缶２１１の内部を混合羽根Ｍで混練する。

【0016】

洗浄システム２００は、廃棄物とセメントと混練水との混合が完了した後、ドラム缶２１１を鉛直方向下側に移動させ、混合羽根Ｍをドラム缶２１１から抜いた状態とする。洗浄システム２００は、洗浄装置１００を移動させて、洗浄槽１１０に混合羽根Ｍが挿入された状態とする。洗浄システム２００は、洗浄槽１１０内で混合羽根Ｍを撹拌時と同様に回転させる。洗浄システム２００は、セメントと水との混合した際に混合羽根Ｍに付着したスラッジＳを、混合羽根Ｍから洗浄槽１１０内に剥離する。スラッジＳは、セメントや廃棄物が付着したものである。

【0017】

＜洗浄装置＞
図１に加え、図２から図７を用いて、本実施形態に係る洗浄装置について説明する。図２は、洗浄装置の正面図である。図３は、図２のＡ－Ａ断面で切断した平面図である。図４は、洗浄装置の左側面図である。図５は、図２のＢ－Ｂ断面で切断した平面図である。図６は、放熱板の実施例の正面図である。図７は、液冷ジャケットの実施例の正面図である。

【0018】

洗浄装置１００は、図２に示すように、洗浄水Ｌが溜められた洗浄槽１１０と、洗浄槽１１０の底部に備えられる撹拌翼１２０と、洗浄槽１１０の外部に備えられ、ポンプ１３０により洗浄槽１１０の洗浄水Ｌを循環させる液循環部１４０と、液循環部１４０を冷却する冷却手段１５０と、を有する。ここで、洗浄槽１１０は、支柱１１１により支持されており、洗浄槽１１０の下方には液循環部１４０が備えられている。また、洗浄装置１００は、ベース１０１上に備えられており、ポンプ１３０は、洗浄装置１００のＸ＋方向における端に、備えられている。ここで、洗浄装置１００は、洗浄水Ｌとの接水部は主にステンレス材料により構成されている。

【0019】

＜洗浄槽＞
洗浄槽１１０は、図２に示す通り、上部が開口した筒状体により構成され、洗浄槽１１０の底部は、外部に向かって突出した円錐形状をなしており、底板１１２に排水口１１３が、洗浄槽１１０の側板１１４には送給口１１５が備えられている。ここで、送給口１１５は、図３に示す通り、洗浄槽１１０に対して側板１１４の接線方向を向いて備えられている。洗浄槽１１０は、ベース１０１が備える４本の支柱１１１より支持されている。なお、洗浄槽１１０は、蓋を有してもよい。

【0020】

洗浄装置１００による混合羽根Ｍの洗浄は、図２に示すように、洗浄槽１１０に溜められた洗浄水Ｌに浸漬するよう配置された混合羽根Ｍが、所定の回転動作を行うことにより行われる。混合羽根Ｍから剥離したスラッジＳは、後述する撹拌翼の回転によって生じる流れに乗って、沈降または堆積せずに、洗浄水Ｌの水中を浮遊する。

【0021】

ここで、撹拌翼の回転によって生じる流れの不均一性により、洗浄水Ｌの水中を浮遊するスラッジの一部は洗浄槽１１０の内側面に堆積する。この洗浄槽１１０の内側面に堆積したスケールＷは、洗浄槽１１０の側面からの放熱を妨げている。混合羽根Ｍを洗浄した後の洗浄水Ｌは、セメント固化装置２１０におけるセメントの混練水として使用される。なお、洗浄槽１１０の内側面に堆積したスケールＷは、洗浄槽１１０をメンテナンスすることにより除去される。

【0022】

＜撹拌翼＞
撹拌翼１２０は回転することにより、洗浄槽１１０に溜められた洗浄水Ｌを撹拌する。撹拌翼１２０は、図２に示すように、洗浄槽１１０の内部の底板１１２に固定される固定軸部１２１によって回転可能に備えられている。撹拌翼１２０は、図３によると、８枚の板状の翼体１２２で構成されている。撹拌翼１２０の回転中心の位置は、洗浄槽１１０の筒状体の中心の同軸上であり、撹拌翼１２０の回転半径は、洗浄槽１１０の内径より一回り小さく形成されている。

【0023】

撹拌翼１２０の翼体１２２は、図３に示す通り、送給口１１５の反対側に突出する円弧をなしている。撹拌翼１２０の翼体１２２の半径方向における先端部は、洗浄槽１１０の送給口１１５と対向する平面をなし、受圧板１２３を備えている。撹拌翼１２０の翼体１２２は、図２に示す通り、洗浄槽１１０の底板１１２に沿う形状をし、翼体１２２の基端側の洗浄槽１１０の底板側には切り欠き１２４を有している。

【0024】

また、撹拌翼１２０を固定する固定軸部１２１は、図２に示す通り、洗浄槽１１０の底板１１２に固定される複数の支持柱１２５により支持されている。また、固定軸部１２１は、撹拌翼１２０の回転中心に設けられた円錐形状をした蓋体１２６と回転機構１２７と、オイルシール１２８を備え、蓋体１２６とオイルシール１２８により上下から回転機構１２７を挟むよう構成されている。ここで、撹拌翼１２０は、図３に示すように、洗浄槽１１０の送給口１１５から給送される洗浄水Ｌの吐出圧力を、受圧板１２３が受けることによって回転力を得る。なお、撹拌翼１２０は、例えばモータによって自ら回転するよう構成されてもよい。

【0025】

＜液循環部＞
液循環部１４０は、ポンプ１３０と、排水配管１４１と、給水配管１４２とを有する。液循環部１４０は、排水配管１４１と給水配管１４２が循環配管となる。排水配管１４１は、一方の端部が洗浄槽１１０の排水口１１３と接続され、他方の端部がポンプ１３０に接続される。給水配管１４２は、一方の端部がポンプ１３０に接続され、他方の端部が洗浄槽１１０の送給口１１５に接続される。これにより、液循環部１４０は、洗浄槽１１０から排出された洗浄水Ｌを洗浄槽１１０に供給する循環経路を形成する。

【0026】

排水配管１４１と、給水配管１４２とは、直線状の管路を、屈曲した継手で連結し、連続した流路を形成している。排水配管１４１と、給水配管１４２とは、例えば、ステンレス製の管路である。排水配管１４１と、給水配管１４２とは、直線状の配管と継手とが、フランジで接続される。ここで、液循環部１４０は、図２に示す通り、洗浄槽１１０の外部に備えられており、洗浄槽１１０の下方に設けられている。

【0027】

排水配管１４１は、図２および図４に示す通り、洗浄槽１１０の底板１１２の排水口１１３から洗浄水Ｌをポンプ流入口まで導く。すなわち、洗浄槽１１０の底板１１２の排水口１１３とＺ－方向に接続され、やがてＸ－方向に導いた後に、Ｙ－方向およびＺ－方向に導き、再度曲がってＸ＋方向に導き、ポンプ１３０のポンプ流入口１３１に到達する。

【0028】

給水配管１４２は、ポンプ１３０により加圧された洗浄水Ｌを、ポンプ流出口１３２から洗浄槽１１０の側板１１４に備えられた送給口１１５へと送る。ここで、給水配管１４２は、図５に示すように、複数の直線部の端部同士をＵ字状に屈曲した継手で接続し、洗浄水の経路が、複数回折り曲げられ、直線部が並列に配置された並列配管１４３を備える。すなわち、給水配管１４２は、洗浄水Ｌをポンプ流出口１３２から、Ｘ－方向に導かれた後１８０°折り曲げられてＸ＋方向に導かれ、その後、再度Ｘ－方向に折れ曲げられることにより３本の配管が並列するよう構成されている。洗浄水Ｌは並列配管１４３を通った後、Ｙ－方向へ曲がり、三分岐１４５にてＸ－方向に流れを変えた後、手動弁１４６を通過し、Ｙ＋方向およびＺ＋方向に９０°折れ曲がり、洗浄槽１１０の送給口１１５へと接続される。なお、並列配管１４３の並列される３本の配管の並びに、排水配管１４１が配置されてもよい。

【0029】

ポンプ１３０は、スラッジを含む洗浄水Ｌを加圧可能に構成されている。ポンプ１３０は、洗浄水Ｌを加圧して、給水配管１４２側に送ることで、循環配管に所定の流速の流れを形成する。ポンプ１３０は、例えば遠心ポンプを使用することができる。この場合、ポンプ１３０は、ポンプ流入口１３１から供給された洗浄水Ｌを、ポンプケーシング内で、モータにより回転する羽根車の遠心力により遠心方向へ押し出されることにより加圧する。ポンプ１３０は、排水配管１４１からポンプ流入口１３１に送られた洗浄水Ｌを加圧した後、給水配管１４２に送る。

【0030】

ポンプ１３０は、例えば軸動力出力０．８ｋＷ以上とすることが好ましい。ポンプ１３０は、軸動力出力を上記範囲とすることで、液循環部１４０におけるスラッジＳを含む洗浄水Ｌを所定の流速で送ることができる。また、ポンプ１３０は、インバータ機能付きのものが望ましい。ポンプ１３０は、インバータ機能付きのものとすることで、ポンプ１３０を駆動させる電力の周波数に寄らずに所定のポンプ性能を得ることができる。

【0031】

＜冷却手段＞
冷却手段１５０、放熱板１４４と、送風器１５１を備える。放熱板１４４は、排水配管１４１の並列配管１４３と並んだ部分、および給水配管１４２の並列配管１４３に配置される。放熱板１４４は、図６に示すように、並列配管１４３の外表に配置されたスパイラルフィンである。なお、放熱板１４４の構造はこれに限定されず、並列配管１４３から熱を受け取り、放熱できればよい。放熱板１４４は、例えば、複数のリング状の部材で、内周面が並列配管１４３と接続してもよい。放熱板１４４は、設けられる配管の外周面にろう付けで固定される。なお、放熱板１４４は溶接で固定してもよい。放熱板１４４は、配管の外周面から熱が伝わる。これにより、給水配管１４２を通過する洗浄水Ｌの放熱の効率を向上させることができる。

【0032】

例えば、並列配管１４３が、直径３４ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ５００ｍｍで、両端にフランジを有し、放熱板１４４が、高さ３２ｍｍ厚み０．４ｍｍのスパイラルフィンで、ピッチ８ｍｍで４００ｍｍの長さに渡り巻きつけられる場合、並列配管１４３の伝熱面積が１本当たり０．４５ｍ^２なのに対し、放熱板１４４を有する場合には、１本当たり０．７１ｍ^２の伝熱面積とすることができる。

【0033】

送風器１５１は、放熱板１４４に向けて空気を送り、放熱板１４４の周囲に空気の流れを形成する。送風器１５１は、平面において並列配管１４３を介してポンプ１３０の反対側から送風するよう配置される。つまり、送風器１５１は、並列配管１４３を通過した空気がポンプ１３０にあたる向きで風を送る。これにより送風器１５１は、ポンプ１３０の熱によって暖められていない空気を、液循環部１４０に対して送風することができ、液循環部１４０の放熱の効率をより高めることができる。送風器１５１は、洗浄装置１００に対して、並列配管１４３の高さと略同じ高さに設けられている。また、送風器１５１は、並列配管１４３の下に設けられても良い。本実施形態では、送風器１５１を、並列配管１４３を介してポンプ１３０と対面する位置に配置したが、上記風の流れを形成することができれば位置は限定されない。

【0034】

また、冷却手段１５０は、本実施形態のように放熱板１４４と送風器１５１とをもうけることで、簡単な構造とすることができるが、これに限定されない。冷却効率が低下するが、放熱板１４４のみを設け、送風器１５１を設けない構造としても、送風器１５１のみを設け、放熱板１４４を設けない構造としてもよい。

【0035】

また、冷却手段１５０は、図７に示すように、液冷ジャケット１４７を用いた水冷によるものでもよい。この場合、液冷ジャケット１４７は、配管部材Ｐと、配管部材Ｐの径より一回り大きい筒状の液冷ジャケット１４７とにより構成される二重管構造を有する。液冷ジャケット１４７は冷却水の流入口１４８と流出口１４９とを備え、配管部材Ｐと液冷ジャケット１４７との間の空間には冷却水が充填可能となっており、液冷ジャケット１４７を通過するよう構成される。ここで、液冷ジャケット１４７と図示しない冷却部との間を接続された配管により循環するよう構成されていてもよい。

【0036】

洗浄装置１００が、冷却手段１５０として液冷ジャケット１４７を有することにより、液循環部１４０の放熱の効率を向上させ、液循環部１４０を効率よく冷却することができる。ここで、排水配管１４１または給水配管１４２を流れる洗浄水Ｌの流れ方向と、液冷ジャケット１４７を流れる冷却水の流れ方向とは、逆方向である対向流でもよく、同一方向である並行流でもよい。

【0037】

本実施形態に係る洗浄装置について、図８から図１０に示す循環運転時間ごとの洗浄水Ｌの水温の変化についての計算結果を用いて説明する。図８は、比較例の洗浄水の水温の上昇の一例を示したグラフである。図９は、実施例の洗浄水の水温の上昇一例を示したグラフである。図１０は、比較例の洗浄水の水温の上昇一例を示したグラフである。図８は、洗浄装置の液循環部が放熱板を備えず、かつ送風器による送風も行わない場合における洗浄水の水温の上昇を示したグラフである。図９は、洗浄装置の液循環部が放熱板を備え、かつ送風器により送風した場合における洗浄水の水温の上昇を示したグラフである。図１０は、洗浄装置の洗浄槽の内側面にスケールが堆積した状態で、かつ液循環部が放熱板を備えず、かつ送風器による送風も行わない場合における洗浄水の水温の上昇を示したグラフである。計算条件は、いずれの場合も、水温３０℃、大気温度３０℃、ポンプ軸動力０．８ｋＷとしている。

【0038】

まずは、送風器１５１も放熱板１４４も使用しない場合には、図８に示すように、循環運転開始後５ｈも経たないうちに洗浄槽１１０の内部温度Ｔａは４０℃を超え、１５ｈ経過前には水温が６０℃を超え、３０ｈを超えると内部温度Ｔａは７０℃を超えていることがわかる。なお、この場合の、熱伝達率は、約４．７Ｗ／ｍ^２・Ｋであった。

【0039】

次に、液循環部１４０が放熱板１４４を有し、かつ送風器１５１を使用した場合には、図９に示す通り、循環運転開始後１０ｈあたりまでは、内部温度Ｔｂが４０℃あたりまで上昇するものの、その後は循環運転を継続しても内部温度Ｔｂの上昇は見られないことがわかる。なお、この場合の熱伝達率は、約１１．６Ｗ／ｍ^２・Ｋであった。このように、液循環部１４０に放熱板１４４および送風器１５１を用いると、洗浄槽１１０の内側面へのスケールＷの堆積によらず、液循環部１４０の放熱の効率を向上させて冷却することで、洗浄水Ｌから液循環部１４０へと放熱の効率を向上させることができ、洗浄水Ｌの水温は６０℃以下に維持することができる。

【0040】

なお、洗浄槽１１０の内側面にスケールＷが堆積しており、かつ送風器１５１も放熱板１４４も使用しない場合は、図１０に示すように、循環運転時間２０ｈを超えたあたりで内部温度Ｔｃは１００℃に達した。この場合、洗浄槽１１０の外周面に強制対流を当てても、ほとんど効果は見られなかった。

【0041】

＜循環方法＞
図１１を用いて、本実施形態の循環方法について説明する。図１１は、本実施形態に係る洗浄水の循環方法を示したフローチャートである。本実施形態に係る循環方法は、洗浄槽１１０から排出された洗浄水Ｌがポンプ１３０により加圧される加圧工程と、加工工程後に洗浄水Ｌが冷却される冷却工程と、洗浄槽１１０の送給口１１５から給送された洗浄水Ｌが洗浄槽１１０の内部に備えられる撹拌翼１２０を回転させることにより洗浄槽１１０内の洗浄水Ｌが撹拌される撹拌工程Ｓ３００を有する。

【0042】

＜加圧工程＞
洗浄装置１００は、加圧工程Ｓ１００として、ポンプ１３０により洗浄水Ｌは加圧される。洗浄装置１００は、ポンプ１３０の動力で、液循環部１４０での洗浄水の流れを形成する。ここで、ポンプ１３０のモータの有する熱が、ポンプ１３０を通過する洗浄水Ｌに入熱される。

【0043】

＜冷却工程＞
洗浄装置１００は、冷却工程Ｓ２００として、加圧工程Ｓ１００にて加圧および入熱された洗浄水Ｌを冷却手段１５０で冷却する。洗浄水Ｌは、循環配管の給水配管１４２を流れる際に、冷却手段１５０が設けられている領域で冷却される。なお、本実施形態の洗浄装置１００は、排水配管１４１を流れる洗浄水Ｌに対しても冷却手段１５０での冷却を行っている。

【0044】

＜撹拌工程＞
洗浄装置１００は、撹拌工程Ｓ３００として、冷却工程Ｓ２００にて冷却された洗浄水Ｌを、洗浄槽１１０の側板１１４に備えられた送給口１１５から洗浄槽１１０に溜められた洗浄水中Ｌに吐出する。ここで、洗浄水Ｌは、ポンプ１３０により加圧され、送給口１１５から吐出される位置で、洗浄槽１１０に溜められた洗浄水Ｌよりも圧力が高くなっている。また、上述の通り洗浄槽１１０の送給口１１５は、洗浄槽１１０に備えられる撹拌翼１２０と略同じ高さに備えられており、かつ送給口１１５は洗浄槽１１０の筒状体の接線方向に向けて備えられている。洗浄水Ｌは、送給口１１５から吐出されることで、撹拌翼１２０の先端に設けられた受圧板１２３に接線方向の力を与える。洗浄装置１００は、送給口１１５から洗浄槽１１０内へと吐出された洗浄水Ｌによって、撹拌翼１２０は回転を生じ、撹拌翼１２０が回転することにより、洗浄槽１１０内の洗浄水Ｌは撹拌される。これにより、洗浄槽１１０内の洗浄水Ｌが撹拌され、洗浄槽１１０内のスラッジＳは、沈降および堆積することなく洗浄水Ｌ中を浮遊し、また、洗浄槽１１０に溜められた洗浄水Ｌの水温は均一化される。

【0045】

洗浄装置１００は、循環配管を冷却手段１５０で冷却を行うことで、図８から図１０に示すように、洗浄水を好適に冷却することができる。具体的には、洗浄槽１１０の内周面にスラッジが付着することで、洗浄槽１１０の側面からの放熱が妨げられる状態でも洗浄水を好適に冷却することができる。また、液循環部１４０の循環配管は、撹拌翼１２０を回転させる動力としているため、所定以上の流速で洗浄水を循環させるため、管路の内面にスラッジが付着することを抑制できる。これにより、長時間洗浄装置１００を運転した場合でも、継続して洗浄水を冷却することができる。

【0046】

洗浄装置１００は、液循環部１４０として並列配管１４３を備えることで、冷却手段１５０で効率よく液循環部１４０を冷却することができる。また、洗浄装置１００は、液循環部１４０をコンパクトにすることができるため、洗浄装置１００の大きさをコンパクトにすることができる。

【0047】

洗浄装置１００は、冷却手段１５０で、洗浄槽１１０の洗浄水の水温６０℃以下に維持することが好ましい。洗浄装置１００は、洗浄水の水温を６０℃以下に維持することで、洗浄装置水の固化体製作に際し，セメント反応による温度上昇に起因した，ひび割れ等の固化体の品質低下を防止することができる。

【0048】

液循環部１４０は、排水配管１４１および給水配管１４２を通過する洗浄水Ｌの管内平均流速が、２．１ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。液循環部１４０は、排水配管１４１及び給水配管１４２の管内平均流速を上記範囲とすることで、配管内の流れを乱流として、冷却手段１５０での洗浄水Ｌから配管への放熱を促進することができる。また、配管内へのスラッジＳの堆積を防止することができる。

【0049】

液循環部１４０は、洗浄水Ｌの流れのレイノルズ数を２,３００以上で配管内を流通させることが好ましい。洗浄装置１００は、液循環部１４０の内部を流れる洗浄水Ｌの流れを上記範囲とすることで、乱流を維持することができ、配管内へのスラッジの付着を抑制しつつ、冷却手段１５０での冷却を効率よく行うことができる。

【符号の説明】

【0050】

１００ 洗浄装置
１０１ ベース
１１０ 洗浄槽
１１１ 支柱
１１２ 底板
１１３ 排水口
１１４ 側板
１１５ 送給口
１２０ 撹拌翼
１２１ 固定軸部
１２２ 翼体
１２３ 受圧板
１２４ 切り欠き
１２５ 支持柱
１２６ 蓋体
１２７ 回転機構
１２８ オイルシール
１３０ ポンプ
１３１ ポンプ流入口
１３２ ポンプ流出口
１４０ 液循環部
１４１ 排水配管
１４２ 給水配管
１４３ 並列配管
１４４ 放熱板
１４５ 三分岐
１４６ 手動弁
１４７ 液冷ジャケット
１４８ 流入口
１４９ 流出口
１５０ 冷却手段
１５１ 送風器
２００ 洗浄システム
２１０ セメント固化装置
２１１ ドラム缶
２１２ 廃棄物投入部
２１３ セメント投入部
２１４ 混練水供給部
２１５ セメント投入口
２１６ 配管
Ｌ 洗浄水
Ｍ 混合羽根
Ｐ 配管部材
Ｓ スラッジ
Ｗ スケール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】