JP7567604B2 - 水中沈殿物回収システム - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 ２０２０年９月１６日に２０２０年度 オンライン技術開発報告会にて発表

本発明は、水中の沈殿物を回収する水中沈殿物回収システムに関する。

従来から、水質汚染を防止するためや、水中に沈殿している有害物を除去するために、水中の沈殿物を回収することが行われている。沈殿物を回収する手段としては、例えば特許文献１に汚泥回収装置および方法が開示されている。特許文献１の汚泥回収装置は、水中を移動可能であると共に水底の汚泥を吸引して回収可能な浚渫装置と、水中を移動可能であると共に浚渫装置により回収された汚泥から水分を除去した回収物を回収物受槽に貯蔵する処理装置と、処理装置に電力や高圧空気などを供給する設備車とを有している。

特開２０１４－１２５７５４号公報

特許文献１の汚泥回収装置では、浚渫装置によって回収された汚泥は、処理装置の回収物受槽に貯槽される。このような構成であると、回収物受槽内に汚泥が回収されたら回収作業を一度中断し、汚泥回収装置（浚渫装置および処理装置）を一度地上に引き上げなくてはならない。そして、回収物受槽を空にした後に汚泥回収装置を水中に戻し、作業を再開する。このため、特許文献１の技術であると作業効率が低く、更なる改良の余地がある。

本発明は、このような課題に鑑み、途中で装置を地上に戻すことなく沈殿物の回収作業を継続し、作業効率を大幅に向上することが可能な水中沈殿物回収システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる水中沈殿物回収システムの代表的な構成は、水中を走行可能なロボット本体と、ロボット本体に対して着脱可能であり水中の沈殿物が回収されるコンテナと、コンテナを水中に搬入および水中から搬出するクレーンとを含み、ロボット本体は、コンテナ内に沈殿物が回収されたら、コンテナを外し、クレーンは、沈殿物が回収されたコンテナを搬出することを特徴とする。

上記構成によれば、ロボット本体に着脱可能なコンテナを用いている。そして、ロボット本体にコンテナを装着し、ロボット本体が水中を走行することにより、コンテナに沈殿物が回収される。コンテナ内に沈殿物が回収されたら、ロボット本体は、沈殿物が回収されたコンテナを下し、クレーンによってかかるコンテナが搬出される。ロボット本体は空のコンテナ（同じコンテナ、または他のコンテナ）を装着する。このようにコンテナのみを地上に引き上げて適宜空にすることで、途中で装置（ロボット本体）を地上に戻すことなく沈殿物の回収作業を継続することができる。したがって、作業効率を大幅に向上することが可能となる。

当該水中沈殿物回収システムは、複数のコンテナを備え、ロボット本体が沈殿物の回収作業を行うフロアに空のコンテナが配置されていて、ロボット本体は、コンテナ内に前記沈殿物が回収されたら、コンテナを外し、他の空のコンテナを装着するとよい。かかる構成によれば、装着しているコンテナ内に沈殿物が回収されたら、ロボット本体は、そのコンテナを外し、フロアに配置されている空のコンテナを速やかに装着する。これにより、空のコンテナがクレーンから搬入されるのを待つことなく、作業を継続することができる。したがって、作業効率の更なる向上を図ることが可能となる。

本発明によれば、途中で装置を地上に戻すことなく沈殿物の回収作業を継続し、作業効率を大幅に向上することが可能な水中沈殿物回収システムを提供することができる。

本実施形態の水中沈殿物回収システムによって沈殿物を回収する原子力発電所建屋の概略図である。 本実施形態にかかる沈殿物回収ロボットの全体斜視図である。 図２のロボット本体の全体斜視図である。 図２のコンテナの全体斜視図である。 本実施形態の沈殿物回収システムの他の態様を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態の水中沈殿物回収システムによって沈殿物を回収する原子力発電所建屋１０の概略図である。なお、本実施形態では沈殿物を回収する施設として原子力発電所建屋１０を例示したが、これに限定するものではない。水中に沈殿物が堆積している施設であれば、他の施設であっても本実施形態の水中沈殿物回収システムを好適に用いることが可能である。

図１に示すように、原子力発電所建屋１０は、地上４階、地下２階建ての建物である。１Ｆは地上への出入り口であり、最地下のＢ２Ｆに汚染水が貯蔵されている。この汚染水の放射性物質を吸着するために、Ｂ２Ｆには袋に吸着材（例えばゼオライト等）を詰めた土嚢１２が設置されている。本実施形態では、水中に沈殿した吸着材を沈殿物として回収する。

原子力発電所建屋１０のＢ２Ｆには、本実施形態の水中沈殿物回収システムを構成する水中沈殿物回収ロボット（以下、回収ロボット１００と称する）が配置される。回収ロボット１００は、４Ｆに設置されているクレーン１４によってＢ２Ｆに搬出される。

回収ロボット１００はＢ２Ｆに到着するとフック１６から外れて水中を自走する。回収ロボット１００にはフロートケーブル１０２が接続されて、電源が供給されると共に、カメラの画像データや各種センサーの信号が不図示の制御装置に送信される。

図２は、本実施形態にかかる沈殿物回収ロボットの全体斜視図である。図３は、図２のロボット本体の全体斜視図である。図４は、図２のコンテナの全体斜視図である。図２に示すように、本実施形態の回収ロボット１００は主に、ロボット本体１１０、およびロボット本体１１０に対して着脱可能であって沈殿物が回収されるコンテナ１５０を含んで構成される。

図２および図３に示すように、ロボット本体１１０は、下部にクローラ１１２を有し、設備（原子力発電所建屋１０のＢ２Ｆ）の床面に沿って水中を走行可能である。図３によく示されるように、ロボット本体１１０のうち、コンテナ１５０が着脱される側には、コンテナ１５０を傾斜させて支持する支持板１１６が設けられている。

一方、ロボット本体１１０のうち、コンテナ１５０が着脱される側とは反対側には、沈殿物を含んだ水をコンテナ１５０内に吸引する内蔵ポンプ１２０が設けられている。ロボット本体１１０の下部には、かかる内蔵ポンプ１２０と連通しているポンプ吸引口１１４が設けられている。

図２および図４に示すように、コンテナ１５０では、コンテナ本体１５２の上部にハンガー１５４が配置されている。またコンテナ１５０（コンテナ本体１５２）の下部には、コンテナ１５０内に貯蔵された沈殿物を外部に排出するための開口１５６が設けられている。なおコンテナ１５０の下面中央に、沈殿物を吸引するための開口が設けられている（不図示）。

また図２および図３に示すように、ロボット本体１１０には、フック１３２およびアーム１３４が設けられている。フック１３２は、コンテナ１５０のハンガー１５４を引っ掛ける部材である。アーム１３４は、上下方向に回動するように移動する。アーム１３４が回動することからフック１３２の軌跡は円弧を描くため、アーム１３４はコンテナ１５０のハンガー１５４が引っ掛けられたフック１３２をロボット本体１１０に引き寄せる方向に斜めに上昇させる。これにより、コンテナ１５０が支持板１１６に当接して傾斜すると共に、コンテナ１５０の下部の開口１５６とロボット本体１１０の下部のポンプ吸引口１１４が連結される。

図１に示すクレーン１４は、ロボット本体１１０およびコンテナ１５０を、水中に搬入し且つ水中から搬出する。詳細には本実施形態では、ロボット本体１１０は、クレーン１４に吊り下げられた状態で４ＦからＢ２Ｆに搬入される。このとき、ロボット本体１１０にはコンテナ１５０が装着されていないことが好ましい。これは、万が一、ロボット本体１１０からコンテナ１５０が外れた際の落下を防止するためである。一方、Ｂ２Ｆには、ロボット本体１１０の搬入に前後して、クレーン１４によって空のコンテナ１５０が搬入される。

ロボット本体１１０は、クレーン１４によってＢ２Ｆに搬入されたら、そこに配置されている空のコンテナ１５０をフック１３２で持ち上げて装着する。そしてロボット本体１１０が内蔵ポンプ１２０で吸引しながら水中を走行することにより、水中の沈殿物がコンテナ１５０に吸入される。コンテナ１５０内に沈殿物が回収されたら、ロボット本体１１０はコンテナ１５０を外す。クレーン１４は、沈殿物が回収されたコンテナ１５０を搬出する。Ｂ１Ｆにおいてコンテナ１５０を空にしたら、クレーン１４は、空にしたコンテナをＢ２Ｆに搬入し、ロボット本体１１０は、搬入された空のコンテナ１５０を装着する。

上記説明したように本実施形態の沈殿物回収システムでは、コンテナ１５０内に沈殿物が回収されたら、コンテナ１５０のみを搬入、搬出すればよい。ロボット本体１１０はいちど水中に搬入したら、作業が完了するまで地上に戻すことなく沈殿物の回収作業を継続することができる。したがって、作業効率を大幅に向上することが可能となる。

上記実施形態においては、１つのコンテナ１５０を繰り返し使用して作業を行うことを想定して説明した。しかし、複数のコンテナ１５０を取り替えながら回収作業を継続することもできる。

図５は、本実施形態の沈殿物回収システムの他の態様を説明する図である。図５に示す例では、ロボット本体１１０が沈殿物の回収作業を行うフロアであるＢ２Ｆには複数の空のコンテナ１５０ａが搬入されている。そして回収ロボット１００は、ロボット本体１１０を走行させながら沈殿物を回収する。そして回収ロボット１００は、沈殿物が回収されたコンテナ１５０ｂをＢ２Ｆのフロアに降ろし、他の空のコンテナ１５０ａを装着して回収作業を継続する。

Ｂ２Ｆのフロアに降ろされた沈殿物回収後のコンテナ１５０ｂは、クレーン１４のフック１６に掛けて搬出する。コンテナ１５０ｂを引き上げる際には、シャワー１８によって洗浄する。そしてＢ１Ｆに設置したコンベヤ２０に載せて移送し、処理装置２２で密封その他の処理をする。それから放射線漏れを防ぐ遮蔽容器２４に収納して、所定の格納庫に移送する。

上記構成では、ロボット本体１１０は、装着しているコンテナ内に沈殿物が回収されたら、そのコンテナ（沈殿物が回収されたコンテナ１５０ｂ）を外し、フロアにあらかじめ配置されている空のコンテナ１５０ａを速やかに装着して、待ち時間（インターバル）なしに作業を継続することができる。かかる構成によれば、１つのコンテナ１５０を使い回す場合と比べて、飛躍的に作業効率を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、水中の沈殿物を回収する水中沈殿物回収システムとして利用することができる。

１０…原子力発電所建屋、１２…土嚢、１４…クレーン、１６…フック、１８…シャワー、２０…コンベヤ、２２…処理装置、２４…遮蔽容器、１００…回収ロボット、１１０…ロボット本体、１１２…クローラ、１１４…ポンプ吸引口、１１６…支持板、１２０…内蔵ポンプ、１３２…フック、１３４…アーム、１５０…コンテナ、１５０ａ…コンテナ、１５０ｂ…コンテナ、１５２…コンテナ本体、１５４…ハンガー、１５６…開口

Claims (2)

1. 水中を走行可能なロボット本体と、
   前記ロボット本体に対して着脱可能であり水中の沈殿物が回収されるコンテナと、
   前記コンテナを水中に搬入および水中から搬出するクレーンとを含み、
   前記ロボット本体は、前記コンテナ内に前記沈殿物が回収されたら、該コンテナを外し、
   前記クレーンは、前記沈殿物が回収されたコンテナを搬出することを特徴とする水中沈殿物回収システム。
2. 当該水中沈殿物回収システムは、複数のコンテナを備え、前記ロボット本体が前記沈殿物の回収作業を行うフロアに空のコンテナが配置されていて、
   前記ロボット本体は、前記コンテナ内に前記沈殿物が回収されたら、該コンテナを外し、他の空のコンテナを装着することを特徴とする請求項１に記載の水中沈殿物回収システム。

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