JP2004299042A

JP2004299042A - System and method for processing by water jet

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Publication number: JP2004299042A
Application number: JP2003393644A
Authority: JP
Inventors: Teruo Yahiro; 暉夫八尋; Eiichi Kawamoto; 栄一川本
Original assignee: Sankyo Aqua System Co Ltd
Current assignee: Sankyo Aqua System Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and quickly carry out processing such as separation, chipping, and cutting by a water jet without requiring conventional complicated arrangements or tight fixing, and to surely solve leakage of water by recovering almost 100% of the used water without scattering it around. <P>SOLUTION: A processing device 1 comprising a water jet/recovery device 10 having a nozzle, a casing, and a shielding plate, a high pressure pump unit 2 comprising a high pressure pump 11 for supplying high pressure water to the nozzle, a turbo fan 13 driven by a motor 12, and a suction recovery device 4 comprising a tank 14 for retrieving sucked water and processed material are used as follows. The edge of the casing is pressed against a surface of concrete, etc., for processing the surface by the water jet from the nozzle and the used water and the processed material are sucked by the turbo fan and recovered into the tank. The edge of the casing is separated from the surface of the concrete, etc., the water jet from the nozzle is cut off by the shielding plate, and the used water and the processed material are sucked by the turbo fan and recovered into the tank. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ウォータージェットを用いて、コンクリート、モルタル、アスファルト、レンガ等のコンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、切断などの処理を行う処理システムおよび処理方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing system and a processing method for performing processing such as peeling, fishing, cutting, and cutting on concrete or metal such as concrete, mortar, asphalt, and bricks using a water jet. .

例えば、コンクリートやモルタルなどの材料を使用して築造された建設構造物は、時間の経過と共に塩害や中性化などによって劣化する。従来、このような構造物の補修、補強に際しては、その表面を剥離したり、はつったり（チッピング）、あるいは切削したりして、コンクリートやモルタルを増し打ちし、あるいは鉄筋を挿入してからコンクリートを打設したりする。この場合、コンクリートの表面をブレーカーで削り取ったり、ショットブラストにより鉄粉や砂粒を空気と一緒に噴射して表面を削り取ったり、コンクリートカッターで切削したりする。一般に、これらの方法では、施行部位周辺の劣化部はもとより健全なコンクリート部に亀裂が発生するなど、劣化部以外にも損傷を与えるケースが多い。 For example, a construction structure constructed using materials such as concrete and mortar deteriorates with time due to salt damage and neutralization. Conventionally, when repairing or reinforcing such a structure, the surface is peeled off, stripped (chipping), or cut, and the concrete or mortar is additionally beaten or a reinforcing bar is inserted. For example, casting concrete. In this case, the surface of the concrete is shaved off by a breaker, iron powder or sand particles are shot together with air by shot blasting, or the surface is shaved off, or cut by a concrete cutter. In general, these methods often cause damage to parts other than the deteriorated parts, such as cracks in the deteriorated parts around the enforcement site as well as in the healthy concrete part.

そのため、最近は専ら水噴流（ウォータージェット）を利用して処理するケースが多い。このウォータージェットを利用する場合、使用した水の処理方法としては、ウォータージェットを使用する周辺にビニールシートを張って集水したり、水噴射部を一面のみ開口した鉄板の箱で覆い、その箱をコンクリート面に密着して固定し、その箱の中でウォータージェットを噴射できる装置を移動させて、コンクリートを切削するなどしている。 For this reason, recently, there are many cases where treatment is performed exclusively using a water jet (water jet). When using this water jet, the method of treating the used water is as follows: a vinyl sheet is stretched around the area where the water jet is to be used to collect water, or the water jet part is covered with an iron plate box with only one opening, Is fixed to the concrete surface in close contact, and a device that can jet a water jet is moved inside the box to cut concrete.

また、本発明に関連する先行技術として、ウォータージェットによりコンクリート等をはつる方法や装置、はつり後の廃水の処理方法などが提案されている（例えば、特許文献１，２，３，４，５参照）。
特開２００３−２５２９２号公報特開２００２−２８３３３８号公報特開２００２−２４２１２３号公報特開２００２−２４２１２４号公報特開平１０−６０８２５号公報「コンクリート表面除染技術」、［online] 、［平成15年11月17日検索］、インターネット＜URL:http://mext-atm.jst.go.jp/atomica(05-02-02-05)＞ Further, as a prior art related to the present invention, a method and an apparatus for peeling concrete or the like by a water jet, a method of treating wastewater after peeling, and the like have been proposed (for example, Patent Documents 1, 2, 3, 4, and 5). reference).
JP 2003-25292 A JP 2002-283338 A JP-A-2002-242123 JP-A-2002-242124 JP-A-10-60825 "Concrete surface decontamination technology", [online], [searched on November 17, 2003], Internet <URL: http://mext-atm.jst.go.jp/atomica(05-02-02-05 )>

しかし、従来のビニールシートを張って集水する方法や一面を開口した鉄板の箱を密着固定させる方法の場合、施行のための段取りが非常に煩雑なものとなる。また、段取りを簡単にすると、かなりの漏水が見られるなど、環境負荷の大きな方法となっている。さらに、開口した鉄板の箱を密着固定させる方法の場合、漏水を防ぐために大きな吸着力で箱を固定しながら施行するので、施工能率が著しく悪く、またウォータージェットが噴出されている状態で箱を処理面から離すと、水が飛散する問題がある。 However, in the case of a conventional method of collecting water by stretching a vinyl sheet or a method of closely fixing an iron plate box having one side open, the setup for the operation becomes very complicated. Also, if the setup is simplified, a considerable amount of water leakage will be seen, and this is a method with a large environmental load. Furthermore, in the case of the method of tightly fixing an open iron plate box, since it is performed while fixing the box with a large suction force to prevent water leakage, the construction efficiency is extremely poor, and the box is mounted in a state where a water jet is jetted. When separated from the processing surface, there is a problem that water is scattered.

また、原子力施設では、放射性核種を含む水などが装置から漏れることも希にあり、これらはコンクリート構造物の内部に浸透して、僅かではあるが汚染が残ることもある。このような汚染コンクリートを除去すれば、残った建屋は一般の構築物と同様に解体できると共に、放射性手廃棄物の量を減らすことにもつながる（例えば非特許文献１参照) 。このような汚染コンクリートの除去には、建設現場で利用されているスキャブラーやショットブラスト等が使われているが、施工機器のサイズ、振動や騒音が大きいなどの短所がある。 In a nuclear facility, water containing radioactive nuclides rarely leaks from the apparatus, and these leak into the inside of a concrete structure, and a small amount of contamination may remain. If such contaminated concrete is removed, the remaining building can be dismantled in the same manner as a general building, and also reduces the amount of radioactive waste (see Non-Patent Document 1, for example). For removing such contaminated concrete, a scabler or a shot blast used at a construction site is used, but has disadvantages such as a large size of construction equipment, large vibration and noise.

また、一般廃棄物の焼却炉解体に当っては、まず耐火レンガの表層部から３ｃｍぐらいまでの深さに亘って、猛毒のダイオキシンが存在している。そのため焼却炉の解体に当っては、まず始めに耐火レンガ部をウォータージェットではつってから全体を解体する方式をとっているが、作業者は宇宙服のような防護服を着用して作業を進める必要がある。さらに、使用した水が拡散しないように一定の止水壁を作って施工を進める必要がある。 When dismantling incinerators of municipal waste, first, highly toxic dioxins are present over a depth of about 3 cm from the surface layer of the refractory brick. Therefore, when dismantling the incinerator, the refractory brick part is first detached with a water jet and then the whole is dismantled, but workers wear protective clothing such as space suits and work. It is necessary to proceed. Furthermore, it is necessary to make a certain water stop wall so that the used water does not diffuse, and to proceed with the construction.

本発明は、前述のような従来の問題点を解決すべくなされたものであり、コンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、切断などの処理を行うに際し、従来のような煩雑な段取りや密着固定を必要とせずにウォータージェットによる剥離、はつり、切削、切断などの処理を簡単に迅速に行うことができると共に、使用した水が周囲に飛散することがなく、使用した水をほぼ１００％回収することができ、漏水を確実に解消することのできるウォータージェットによる処理システムおよび処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, peeling, concrete, metal, and the like, when performing processing such as cutting, cutting, cutting, such as the conventional. It can easily and quickly perform processes such as peeling, hanging, cutting, and cutting with a water jet without the need for complicated setup and close fixation. It is an object of the present invention to provide a processing system and a processing method using a water jet, which can recover almost 100% of water and can surely eliminate water leakage.

本発明に係る請求項１の発明は、ウォータージェットを用いて表面処理や切断などの処理を行う処理システムであり、処理装置と、高圧ポンプユニットと、処理後の水と処理物を吸引して回収する吸引回収装置と、システムコントローラーを備え、前記処理装置は、水を噴射するノズルと、このノズルが内蔵されるケーシングと、ケーシングの先端が開放されている時には前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物の表面により閉塞されると負圧により前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させる遮蔽板を有する水噴射・回収装置を備え、前記高圧ポンプユニットは、前記ノズルへ高圧水を供給する高圧ポンプを備え、前記吸引回収装置は、モータで駆動されるターボファンと、このターボファンにより吸引された水と処理物を回収するタンクを備え、前記システムコントローラーにより前記高圧ポンプと前記ターボファンを運転制御することを特徴とするウォータージェットによる処理システムである。 The invention of claim 1 according to the present invention is a processing system for performing processing such as surface treatment or cutting using a water jet, and a processing apparatus, a high-pressure pump unit, and suction of water and processed material after processing. The processing apparatus includes a suction / recovery device for recovery and a system controller, and the processing device includes a nozzle for injecting water, a casing in which the nozzle is incorporated, and a front end of the nozzle closed when the front end of the casing is open. A water jet having a shielding plate for opening the front end of the nozzle by negative pressure and jetting the water jet forward when the front end of the casing is closed by the surface of the object to be treated. A collection device, the high-pressure pump unit includes a high-pressure pump that supplies high-pressure water to the nozzle, and the suction and collection device includes a motor. A water jet processing system comprising: a driven turbo fan; a tank for collecting water and a processing object sucked by the turbo fan; and an operation control of the high-pressure pump and the turbo fan by the system controller. It is.

本発明に係る請求項４の発明は、ウォータージェットを用いて表面処理や切断などの処理を行う処理方法であり、水を噴射するノズルと、このノズルが内蔵されるケーシングと、ケーシングの先端が開放されている時には前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物の表面により閉塞されると負圧により前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させる遮蔽板を有する水噴射・回収装置を備えた処理装置と、前記ノズルへ高圧水を供給する高圧ポンプを備えた高圧ポンプユニットと、モータで駆動されるターボファンと、このターボファンにより吸引された水と処理物を回収するタンクを備えた吸引回収装置を使用し、ケーシングの先端を処理対象物の表面に押し当て、ノズルからのウォータージェットにより処理対象物の表面を処理し、使用した水と処理物をターボファンにより吸引してタンクに回収し、ケーシングの先端を処理対象物の表面から離し、ノズルからのウォータージェットを遮蔽板で遮断し、使用した水をターボファンにより吸引してタンクに回収することを特徴とするウォータージェットによる処理方法である。 The invention of claim 4 according to the present invention is a treatment method for performing a treatment such as surface treatment or cutting using a water jet, wherein a nozzle for injecting water, a casing in which the nozzle is incorporated, and a tip of the casing are provided. When open, the front end of the nozzle is closed and the water jet is collected backward, and when the front end of the casing is closed by the surface of the processing object, the front end of the nozzle is opened by negative pressure. A processing device having a water jetting / collecting device having a shielding plate for jetting a water jet forward, a high pressure pump unit having a high pressure pump for supplying high pressure water to the nozzle, a turbo fan driven by a motor, Using a suction and recovery device equipped with a tank for collecting the water and the processed material sucked by the turbo fan, the tip of the casing is placed on the surface of the object to be processed. The surface of the object to be treated is treated by a water jet from a nozzle, the used water and the object to be treated are suctioned by a turbofan and collected in a tank, and the tip of the casing is separated from the surface of the object to be treated. This is a water jet treatment method characterized in that a water jet from the water is blocked by a shielding plate, and used water is suctioned by a turbofan and collected in a tank.

即ち、本発明の特徴は、ウォータージェットによる処理において、ノズルとケーシングと遮蔽板からなる水噴射・回収装置と、高圧ポンプ（例えば、吐出圧力が５０〜２５０ＭＰａ、流量が１０ｌ／min から５０ｌ／min 程度）を有する高圧ポンプユニットと、ターボファン（例えば、真空圧は３２ｋＰａ、流量は２．９ｌ／min 程度以上で水噴流の流量に応じて適宜増加）とタンク等からなる吸引回収装置を組み合わせた点にある（図１参照）。水噴射・回収装置は、ケーシングの先端を処理物表面に当てると、負圧によりノズルの遮蔽板が自動的に退避してウォータージェットが処理物表面に噴射され、ケーシングの先端を処理物表面から離すと、ノズルの遮蔽板がウォータージェットを遮断し、比較的簡単で小型軽量の装置で、使用した水噴流をほぼ１００％回収できるものである。吸引回収装置は、モータで回転駆動されるターボファンによりタンク内の水を通して吸引し、水や処理物をタンクに回収し分離するものであり、比較的簡単で小型軽量の装置で大きな吸引力が得られる。破砕片等の処理物と完全に分離された水は、例えばｐＨ調整された後、直接下水に放水される。 That is, a feature of the present invention is that, in the process using a water jet, a water injection / recovery device including a nozzle, a casing, and a shielding plate, and a high-pressure pump (for example, a discharge pressure of 50 to 250 MPa and a flow rate of 10 l / min to 50 l / min) ), A turbo fan (for example, a vacuum pressure of 32 kPa, a flow rate of about 2.9 l / min or more, which is appropriately increased according to the flow rate of the water jet), and a suction / collection device including a tank and the like. Point (see FIG. 1). When the tip of the casing is applied to the surface of the processed object, the nozzle shield plate is automatically retracted by the negative pressure and the water jet is jetted to the surface of the processed object. When released, the nozzle shield blocks the water jet and is a relatively simple, compact and lightweight device that can recover nearly 100% of the used water jet. The suction and recovery device is a device that uses a turbo fan, which is rotated by a motor, to suction through the water in the tank and collects and separates water and processed material in the tank. can get. The water completely separated from the treated material such as crushed pieces is directly discharged to sewage after pH adjustment, for example.

本発明に係る請求項２の発明は、請求項１に記載の処理システムにおいて、遮蔽板は、ノズルの前方において上下方向に傾動自在に軸支され、ケーシングの先端が開放されている時には傾斜状態で前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物により閉塞されると負圧により水平に近い状態となり前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させるように構成されていることを特徴とするウォータージェットによる処理システムである。 According to a second aspect of the present invention, in the processing system according to the first aspect, the shielding plate is supported so as to be vertically tiltable in front of the nozzle, and is inclined when the tip of the casing is open. The front end of the nozzle is closed to collect the water jet backward, and when the front end of the casing is closed by the processing object, the state becomes nearly horizontal due to the negative pressure, and the front end of the nozzle is opened to release water. A processing system using a water jet, characterized in that the jet is jetted forward.

即ち、本発明はコンクリート類や金属類などを対象とし、ノズルからの吐出圧が高圧であるため、図２、図３に示すように、遮蔽板をピンにより上下方向に傾動自在に軸支し、前方に向かって下り勾配で傾斜した遮蔽板により、高圧のウォータージェットを遮断できるようにした場合である。遮蔽板の作動機構は、ピストン部を圧縮コイルスプリングにより上方に付勢し、負圧になるとピストン部が大気圧で下降するものを使用する。ウォータージェットの遮断時には、ウォータージェットが傾斜配置の遮蔽板の下面に沿って流れ、さらに収束板により収束され、転換部材により後方へと吸引回収されるようにする。 That is, the present invention is intended for concretes and metals, and the discharge pressure from the nozzle is high. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the shielding plate is pivotally supported by pins so as to be tiltable in the vertical direction. In this case, a high-pressure water jet can be cut off by a shielding plate inclined downward and forward. As the operating mechanism of the shielding plate, a mechanism is used in which the piston is urged upward by a compression coil spring, and when the pressure becomes negative, the piston descends at atmospheric pressure. When the water jet is shut off, the water jet flows along the lower surface of the obliquely arranged shielding plate, is further converged by the converging plate, and is sucked and collected backward by the conversion member.

以上のような構成の処理システムあるいは処理方法は、ウォータージェットを用いて、コンクリート、モルタル、アスファルト、またはレンガ等のコンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、または切断などの処理を行う場合に適用される（請求項３、請求項５) 。即ち、本発明は、建築・土木構造物のコンクリート、モルタル、アスファルト等のコンクリート類の剥離、はつり、または切削などのほか、原子炉施設や原子炉搭載物等のコンクリートや鉄板等の表面除染、廃棄物の焼却炉のレンガ等の表面徐染、コンクリート類や金属類等の切断などに有効に適用することができる。 The processing system or processing method having the above-described configuration uses a water jet to perform processing such as peeling, hanging, cutting, or cutting on concrete or metal such as concrete, mortar, asphalt, or brick. (Claim 3 and claim 5). That is, the present invention is not limited to concrete, mortar, asphalt, and other concrete peeling, hanging, or cutting of architectural and civil engineering structures, as well as surface decontamination of concrete and iron plates, etc., of nuclear reactor facilities and components mounted on nuclear reactors. The present invention can be effectively applied to gradually dyeing the surface of bricks and the like in waste incinerators and cutting concretes and metals.

以上のような構成において、ノズルとケーシングと遮蔽板からなる水噴射・回収装置を走行装置や走行ロボット等に搭載し、あるいは装置を設けたロッド等を作業員が手に持つなどして、例えば床や壁や天井等のコンクリート類の処理を行う。コンクリート類の表面にケーシングの先端を押し当てるだけで、使用した水と処理物をほぼ１００％回収することができ、ケーシングの先端を離しても遮蔽板によりウォータージェットを遮断し、使用した水をほぼ１００％回収することができる。以上のような本発明によれば、
(1) ケーシングを押し当てるだけでよいため、従来のような煩雑な段取りや密着固定を必要としない。 In the above configuration, for example, by mounting a water injection / collection device including a nozzle, a casing, and a shielding plate on a traveling device or a traveling robot, or by holding a rod or the like provided with the device in a hand, for example, Performs processing of concrete, such as floors, walls, and ceilings. Just pressing the tip of the casing against the surface of concrete can recover almost 100% of the used water and processed material. Even if the tip of the casing is released, the water jet is shut off by the shielding plate and the used water is removed. Almost 100% can be recovered. According to the present invention as described above,
(1) Since it is only necessary to press the casing, complicated setup and close fixation as in the related art are not required.

(2) 処理時、非処理時とも使用した水をほぼ１００％回収することができ、漏水を確実に解消することができる。 (2) It is possible to recover almost 100% of the water used during the treatment and during the non-treatment, and to surely eliminate the water leakage.

(3) 処理装置が軽量かつコンパクトになり、また従来のように箱を密着させる必要が無く、ケーシングを押し当てるだけでよいため、施工能率が大幅に向上する。 (3) The processing unit is light and compact, and it is not necessary to keep the boxes in close contact with each other as in the conventional case, but only by pressing the casing.

(4) 処理装置はウォータージェットの遮蔽板をケーシング先端の差圧を利用して自動的に開閉させる機構であるため、電磁弁などを使用した場合と比較してコストを大幅に低減することができる。 (4) The processing equipment is a mechanism that automatically opens and closes the water jet shielding plate using the differential pressure at the tip of the casing, so that costs can be significantly reduced compared to the case where a solenoid valve is used. it can.

(5) ウォータージェットを停止する際に遮蔽板に当てるようにしていることと、ターボファンにより吸引するため、漏水が殆どない。 (5) There is almost no water leakage because the water jet is stopped against the shield plate and stopped by the turbo fan.

(6) ターボファンとタンク等からなる吸引回収装置を使用し、大型の真空ポンプを使用していないので、装置を小型化・簡素化でき、またその機動性も良くなる。 (6) Since a suction and recovery device including a turbofan and a tank is used and a large vacuum pump is not used, the device can be reduced in size and simplified, and its mobility can be improved.

本発明によれば、次のような効果を奏する。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) ケーシングを押し当てるだけでよいため、従来のような煩雑な段取りや密着固定を必要とせず、コンクリート類の処理を迅速に低コストで行える。 (1) Since it is only necessary to press the casing, it is possible to quickly and inexpensively treat concretes without the need for complicated setup and close fixation as in the past.

(2) 処理時、非処理時とも使用した水をほぼ１００％回収することができ、漏水を確実に解消することができ、漏水による周辺住民への迷惑、河川の汚染が無いなど環境負荷低減の工法を得ることができる。さらに、原子炉等の表面除染では、安全な作業を行うことができ、廃棄物の焼却炉解体でも安全な作業を行うことができる。 (2) It is possible to recover almost 100% of the water used in both treatment and non-treatment, and to reliably eliminate water leakage, and to reduce environmental impact, such as no inconvenience to nearby residents due to water leakage and no river pollution. Can be obtained. Furthermore, safe work can be performed in surface decontamination of a nuclear reactor or the like, and safe work can be performed even in the incinerator dismantling of waste.

以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係る処理システムの１例を示す概略図である。図２、図３は、本発明で用いる水噴射・回収装置の１例を示す非処理時と処理時の断面図である。図４は、本発明で用いるノズルの種々の形式を示す断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing one example of a processing system according to the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views of an example of the water injection / recovery device used in the present invention during non-treatment and during treatment. FIG. 4 is a sectional view showing various types of nozzles used in the present invention.

図１において、本発明に係る処理システムは、主として、コンクリート類や金属類等の処理装置１と、超高圧ポンプユニット２と、給水タンク３と、スラリー（処理後の水と処理物）の吸引回収装置４と、貯水タンク５と、ｐＨ調整装置６と、システムコントローラー７などから構成されている。以下、主要な装置について詳述する。 In FIG. 1, the processing system according to the present invention mainly includes a processing apparatus 1 for concrete and metal, an ultra-high pressure pump unit 2, a water supply tank 3, and suction of slurry (water and processed material after processing). It comprises a recovery device 4, a water storage tank 5, a pH adjusting device 6, a system controller 7, and the like. Hereinafter, the main devices will be described in detail.

(1) コンクリート類等の処理装置１
この装置は、コンクリート、モルタル、アスファルト、レンガ等のコンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、切断などの処理を行うものであり、図２、図３に示すような水噴射・回収装置１０を備え、この水噴射・回収装置１０は、後に詳述するように、使用水をほぼ１００％回収することができ、現在一般に使用されているようなブルーシート等を広範囲に展開する必要がない。このような水噴射・回収装置１０を例えば走行装置や走行ロボットに搭載し、例えば壁面や床面や天井面に真空圧で吸着走行させて処理を行う。また、水噴射・回収装置１０をユンボ等の先端部に装着して処理を行うこともできるし、この装置１０を装備したロッドを使用し、作業員が移動させて処理を行うこともできる。 (1) Processing equipment for concretes 1
This device performs a process such as peeling, hanging, cutting, cutting, etc. on concrete or metal such as concrete, mortar, asphalt, brick, and the like. The water jetting / collecting device 10 is provided with a collecting device 10 and can collect almost 100% of used water, as described in detail later, and widely deploys a blue sheet or the like generally used at present. No need to do. Such a water injection / recovery device 10 is mounted on, for example, a traveling device or a traveling robot, and is processed by, for example, adsorbing and traveling on a wall surface, a floor surface, or a ceiling surface with vacuum pressure. Further, the processing can be performed by attaching the water injection / collection apparatus 10 to the tip of a yumbo or the like, or the processing can be performed by a worker moving using a rod equipped with the apparatus 10.

この水噴射・回収装置１０に使用する水噴射用のノズルは、図４に示すものが使用される。一般の工事では、図４(a) に示すように、先端の直線部分がノズル径Ｄの２．５〜３倍、収縮角は１３°程度に作成したものを使用する（水、溶液、薬液、高分子化合物、懸濁液（セメントやベントナイト）を使用）。水噴流に研磨材を入れるような場合は、図４(e) のアブレッシブジェットノズルを使用する（例えば、アブレッシブ材粒径 0.2〜2.0mm 、アブレッシブ材供給量 2.0〜5.0kg/min 、硬岩や鉄筋コンクリートの切断に使用) 。この他、パルスジェット（有孔円板の回転やパルスポンプを使用）、合成噴流（例えば、衝突角度16°) 、キャビジェット（岩石掘削に使用）、気水噴流（水中での水噴流の有効射程距離が長い）などがある。これらは、使用目的に応じて使い分ける。 As a nozzle for water injection used in the water injection / recovery device 10, the one shown in FIG. 4 is used. In general construction, as shown in FIG. 4 (a), a straight part at the tip is formed to be 2.5 to 3 times the nozzle diameter D and the contraction angle is about 13 ° (water, solution, chemical solution). , Polymer compounds, suspensions (cement or bentonite)). When an abrasive is to be put into the water jet, use the abrasive jet nozzle shown in FIG. 4 (e) (for example, abrasive material particle size 0.2 to 2.0 mm, abrasive material supply amount 2.0 to 5.0 kg / min, hard rock, Used for cutting reinforced concrete). In addition, pulse jet (rotating a perforated disk and using a pulse pump), synthetic jet (for example, collision angle 16 °), cavities jet (used for rock excavation), steam-water jet (effective water jet in water) Long range). These are used properly according to the purpose of use.

ウォータージェットの吐出圧力、流量は、通常は５ＭＰａから２５０ＭＰａ、１０ｌ／min から５０ｌ／min 程度である。この圧力、流量は、処理対象物の物性、処理深さ、切断厚さ、あるいは工期などの条件によって設定することになるが、これは補修、補強の設計条件を勘案して決めることになる。 The discharge pressure and flow rate of the water jet are usually about 5 MPa to 250 MPa, and 10 l / min to 50 l / min. The pressure and the flow rate are set according to conditions such as the physical properties of the object to be processed, the processing depth, the cut thickness, and the construction period, but are determined in consideration of the repair and reinforcement design conditions.

(2) 超高圧ポンプユニット２
前記ノズルへ高圧水を供給する高圧ポンプ１１を備えており、この高圧ポンプ１１は、回転運動をプランジャ等の往復動に変えて水を加圧する、高圧作動に適した往復ポンプを使用する。吐出圧力は、５０〜２５０ＭＰａ、流量は、１０ｌ／min から５０ｌ／min 程度である。圧力、流量は、その目的に応じて調整する。また、コンクリート類等の処理に使用できる高圧ポンプ１１は、例えばプランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、ブースターポンプなどである。 (2) Ultra high pressure pump unit 2
A high-pressure pump 11 for supplying high-pressure water to the nozzle is provided. This high-pressure pump 11 uses a reciprocating pump suitable for high-pressure operation, which pressurizes water by changing a rotary motion into a reciprocating motion of a plunger or the like. The discharge pressure is 50 to 250 MPa, and the flow rate is about 10 l / min to 50 l / min. The pressure and flow rate are adjusted according to the purpose. In addition, the high-pressure pump 11 that can be used for processing concrete and the like is, for example, a plunger pump, a diaphragm pump, a booster pump, and the like.

(3) 吸引回収装置４
モータ１２で駆動されるターボファン１３と、処理に使用した水や処理対象物の破砕片等を回収するタンク１４等を備え、処理後の水や破砕片等をタンク１４内の水を通して吸引し、空気と水と破砕片等に気液固体分離する装置である。その真空圧は３２ｋＰａ、流量は２．９ｌ／min 程度以上で水噴流の流量に応じて適宜増加する。ターボファン１３の吸引により、処理後の水や破砕片等がタンク１４内に回収され、水と破砕片等とに分離される。また、モータ１２とタンク１４との間にはターボファン１３と同軸で回転駆動されるセパレータ等の気液分離装置が設けられ、水や塵埃が捕捉され、ターボファン１３の上部からは空気のみが排出される。 (3) Suction recovery device 4
It is provided with a turbo fan 13 driven by a motor 12, a tank 14 for collecting water used for the treatment and crushed pieces of the object to be treated, etc., and sucks the treated water and crushed pieces through the water in the tank 14. It is a device that separates gas, liquid and solid into air, water, crushed pieces and the like. The vacuum pressure is 32 kPa and the flow rate is about 2.9 l / min or more, and the pressure increases as appropriate according to the flow rate of the water jet. By suction of the turbo fan 13, the treated water and crushed pieces are collected in the tank 14, and separated into water and crushed pieces. In addition, a gas-liquid separator such as a separator that is driven to rotate coaxially with the turbo fan 13 is provided between the motor 12 and the tank 14, captures water and dust, and only air is supplied from the upper portion of the turbo fan 13. Is discharged.

(4) その他の装置
給水タンク３は、高圧ポンプ１１へ給水する装置である。貯水タンク５は、吸引回収装置４のタンク１４で分離された水を貯留する装置である。ｐＨ調整装置６は、貯水タンク５からの水をｐＨ調整した後、下水道等へ放水する装置である。これらの装置は一般に利用されているものである。 (4) Other Devices The water supply tank 3 is a device for supplying water to the high-pressure pump 11. The water storage tank 5 is a device that stores the water separated in the tank 14 of the suction / recovery device 4. The pH adjusting device 6 is a device for adjusting the pH of water from the water storage tank 5 and then discharging the water to a sewer or the like. These devices are generally used.

(5) システムコントローラー７
このシステムを運転制御するものであり、先ず高圧ポンプ１１を運転して水噴射・回収装置１０のノズルからウォータージェットを噴射してコンクリート類等の処理を行う。これと同時に、ターボファン１３のモータ１２を駆動して、吸引回収装置４、貯水タンク５、ｐＨ調整装置６において、使用した水を回収処理する。 (5) System controller 7
The operation of this system is controlled. First, the high-pressure pump 11 is operated to inject a water jet from the nozzle of the water injection / recovery device 10 to process concrete or the like. At the same time, the motor 12 of the turbofan 13 is driven to collect the used water in the suction / recovery device 4, the water storage tank 5, and the pH adjusting device 6.

(6) 水噴射・回収装置１０
水噴射・回収装置１０は、図２、図３に示すように、主に、ノズル２０と、ケーシング２１と、遮蔽板２２と、遮蔽板の作動機構２３から構成されている。ケーシング２１は、角筒状や円筒状などであり、その先端面から所定距離だけ内部に入った箇所にノズル２０が中心軸を一致させて配置されている。このノズル２０の先端部前方におけるケーシング２１内に遮蔽板２２が設置される。ノズル２０は、クランク状の高圧パイプ４０の先端部に設けられ、ケーシング２１の外側に位置する高圧パイプ４０の端部に高圧ホース４１が接続される。ケーシング２１の後端部にはフレキシブルな吸引管４２が接続され、この吸引管４２が吸引回収装置４のタンク１４に接続される（図１参照）。 (6) Water injection / recovery device 10
As shown in FIGS. 2 and 3, the water injection / recovery device 10 mainly includes a nozzle 20, a casing 21, a shielding plate 22, and a shielding plate operating mechanism 23. The casing 21 is in the shape of a square tube or a cylinder, and the nozzle 20 is disposed at a position inside the inside of the casing 21 by a predetermined distance from the distal end face so that the center axis thereof is aligned. A shielding plate 22 is installed in a casing 21 in front of the tip of the nozzle 20. The nozzle 20 is provided at a tip end of a crank-shaped high-pressure pipe 40, and a high-pressure hose 41 is connected to an end of the high-pressure pipe 40 located outside the casing 21. A flexible suction pipe 42 is connected to the rear end of the casing 21, and the suction pipe 42 is connected to the tank 14 of the suction and recovery device 4 (see FIG. 1).

基本的な動作は、ケーシング２１の先端が開放されている時には、作動機構２３により遮蔽板２２が常に上昇状態となってノズル２０の先端前方を閉塞し、ウォータージェットＷＪを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物Ｃにより閉塞されると、負圧により遮蔽板２２が自動的に下がり、ノズル２０の先端前方を開放してウォータージェットＷＪを前方へ噴出させるものである。 The basic operation is that when the tip of the casing 21 is opened, the shielding plate 22 is always raised by the operation mechanism 23 to close the front of the tip of the nozzle 20, collect the water jet WJ to the rear, and collect the casing. When the front end is closed by the processing object C, the shielding plate 22 is automatically lowered by the negative pressure, the front end of the nozzle 20 is opened, and the water jet WJ is ejected forward.

遮蔽板２２は鉛直に配置して上下移動させてもよいが、本発明では、コンクリート類等を対象とし、ノズル２０からの吐出圧が高圧であるため、遮蔽板２２をピン２４により上下方向に傾動自在に軸支することにより、高圧のウォータージェットＷＪを遮断できるようにしている。さらに、ウォータージェットＷＪを後方へ転換させる転換部材２５と、この転換部材２５へ向けてウォータージェットＷＪを収束させる収束板２６を設けている。 The shielding plate 22 may be vertically arranged and moved up and down. However, in the present invention, since the discharge pressure from the nozzle 20 is high for concrete and the like, the shielding plate 22 is vertically moved by the pin 24. The high-pressure water jet WJ can be shut off by pivotally supporting it. Further, a conversion member 25 for converting the water jet WJ backward and a converging plate 26 for converging the water jet WJ toward the conversion member 25 are provided.

遮蔽板の作動機構２３は、ピストン部３０と、ピストン軸部３１と、座板３２と、圧縮コイルスプリング３３と、可動板３４などから構成されている。ピストン部３０は、ノズル２０の上方におけるケーシング２１の側壁に設けたガイド孔３５内を上下摺動可能に設けられている。座板３２は、ガイド孔３５を塞ぐようにケーシング２１の内面に取付けられ、ピストン軸部３１の下端部が貫通し、この下端部に可動板３４が固定される。圧縮コイルスプリング３３は、ピストン部３０と座板３２の間に配設され、ピストン部３０を上方に付勢する。座板３２には、ガイド孔３５内に負圧を作用させるための通気孔３６が複数形成されている。 The actuation mechanism 23 of the shielding plate includes a piston portion 30, a piston shaft portion 31, a seat plate 32, a compression coil spring 33, a movable plate 34, and the like. The piston portion 30 is provided so as to be vertically slidable in a guide hole 35 provided in a side wall of the casing 21 above the nozzle 20. The seat plate 32 is attached to the inner surface of the casing 21 so as to close the guide hole 35, the lower end of the piston shaft 31 penetrates, and the movable plate 34 is fixed to this lower end. The compression coil spring 33 is disposed between the piston section 30 and the seat plate 32 and urges the piston section 30 upward. The seat plate 32 has a plurality of ventilation holes 36 for applying a negative pressure in the guide holes 35.

従って、ケーシング２１の先端部が開放された図２の状態では、ピストン軸部３１及び可動板３４は、圧縮コイルスプリング３３により上方位置に保持される。ケーシング２１の先端部が閉塞された図３の状態では、ケーシング２１及びガイド孔３５内は吸引により負圧となり、ピストン部３０の上面に作用する大気圧によりピストン軸部３１及び可動板３４が下降する。ケーシング２１先端部の閉塞が解除されると、圧縮コイルスプリング３３の復元力によりピストン軸部３１及び可動板３４が上方位置に直ちに復帰する。 Therefore, in the state of FIG. 2 in which the distal end of the casing 21 is opened, the piston shaft 31 and the movable plate 34 are held at the upper position by the compression coil spring 33. In the state of FIG. 3 in which the end of the casing 21 is closed, the inside of the casing 21 and the guide hole 35 becomes a negative pressure by suction, and the atmospheric pressure acting on the upper surface of the piston 30 lowers the piston shaft 31 and the movable plate 34. I do. When the closing of the distal end portion of the casing 21 is released, the piston shaft portion 31 and the movable plate 34 immediately return to the upper position by the restoring force of the compression coil spring 33.

可動板３４の先端部にはピンを介してリンク２７の上端部が取付けられ、このリンク２７の下端部にピンを介して遮蔽板２２の上端部が取付けられる。遮蔽板２２は、図２に示すように可動板３４が上方位置に上昇すると、ピン２４を中心に時計回りに回転し、前方に向かって下り勾配で傾斜し、上部がウォータージェットＷＪを遮断できるように、かつ、図３に示すように可動板３４が負圧により下降すると、ピン２４を中心に反時計回りに回転し、水平に近い退避状態となり、ウォータージェットＷＪが通過できるように配置される。また、転換部材２５は側面視で略三角形状とし、そのノズル側の斜面に遮蔽板２２の先端面が円滑に摺動して漏水を防止し得る円弧２５ａとこれに連続するスロープ２５ｂを形成しておく。また、転換部材２５の上部には、遮蔽板２２の先端部を係止するストッパ２８を設けておく。 The upper end of the link 27 is attached to the distal end of the movable plate 34 via a pin, and the upper end of the shielding plate 22 is attached to the lower end of the link 27 via a pin. When the movable plate 34 rises to the upper position as shown in FIG. 2, the shield plate 22 rotates clockwise around the pin 24, and slopes downward at a forward angle, so that the upper portion can shut off the water jet WJ. As shown in FIG. 3, when the movable plate 34 descends due to the negative pressure, the movable plate 34 rotates counterclockwise around the pin 24, and is in a retreat state close to horizontal, so that the water jet WJ can pass therethrough. You. In addition, the conversion member 25 has a substantially triangular shape in a side view, and an arc 25a on which the tip end surface of the shielding plate 22 slides smoothly to prevent water leakage and a slope 25b continuous with the arc are formed on the slope on the nozzle side. Keep it. In addition, a stopper 28 that locks the tip of the shielding plate 22 is provided above the conversion member 25.

図２に示すように、ケーシング２１の先端面が開放されると、ウォータージェットＷＪが、遮蔽板２２の上部に当り、傾斜配置の遮蔽板２２の下面に沿って流れ、さらに収束板２６により収束されて、転換部材２５に当り、スロープ２５ｂにより後方へと流れ、吸引回収される。これにより、ケーシング２１の先端面をコンクリート等の処理面から離しても、使用した水をほぼ１００％回収することができ、漏水を確実に無くすことができる。図３に示すように、ケーシング２１の先端面をコンクリート等の処理面に当接させれば、負圧により自動的に遮蔽板２２が退避状態となり、ウォータージェットＷＪでコンクリートの処理を行うことができる。この場合も、ケーシング２１の先端面が閉塞されているため、使用した水及び破砕片等を１００％回収することができ、漏水を確実に無くすことができる。なお、ピストン部３０を押すことでも遮蔽板２２を退避状態としてウォータージェットＷＪを噴射することができる。 As shown in FIG. 2, when the distal end surface of the casing 21 is opened, the water jet WJ hits the upper part of the shielding plate 22, flows along the lower surface of the inclined shielding plate 22, and converges by the converging plate 26. Then, it hits the conversion member 25, flows backward by the slope 25b, and is collected by suction. Thereby, even if the tip end surface of the casing 21 is separated from the treated surface of concrete or the like, almost 100% of the used water can be recovered, and water leakage can be reliably eliminated. As shown in FIG. 3, if the front end surface of the casing 21 is brought into contact with a processing surface such as concrete, the shielding plate 22 is automatically retracted by a negative pressure, and the concrete can be processed by the water jet WJ. it can. Also in this case, since the distal end surface of the casing 21 is closed, 100% of the used water, crushed pieces, and the like can be recovered, and water leakage can be reliably eliminated. The water jet WJ can be ejected by pushing the piston portion 30 so that the shielding plate 22 is in the retracted state.

なお、以上の図示例は、本発明の一実施形態であり、このような実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。また、建築・土木分野のコンクリート類の表面処理に限らず、原子炉施設や原子力潜水艦等のコンクリートや鉄板等の表面除染、廃棄物の焼却炉解体における耐火レンガ等の表面徐染、コンクリート類や金属類等の切断などにも適用できることはいうまでもない。 Note that the above illustrated example is one embodiment of the present invention, and it is needless to say that the present invention is not limited to such an embodiment. Not only for surface treatment of concrete in the construction and civil engineering fields, but also for surface decontamination of concrete and iron plates in nuclear reactor facilities and nuclear submarines, surface decontamination of refractory bricks in the dismantling of waste incinerators, and concrete It is needless to say that the present invention can be applied to cutting of metals and metals.

本発明に係る処理システムの１例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of the processing system concerning the present invention. 本発明で用いる水噴射・回収装置の１例を示す非処理時の断面図である。It is sectional drawing at the time of non-processing which shows an example of the water injection / collection apparatus used by this invention. 本発明で用いる水噴射・回収装置の１例を示す処理時の断面図である。It is sectional drawing at the time of the process which shows an example of the water injection / collection apparatus used by this invention. 本発明で用いるノズルの種々の形式を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing various types of nozzles used in the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

Ｃ……コンクリート等の処理対象物
ＷＪ…ウォータージェット
１……コンクリート類等の処理装置
２……超高圧ポンプユニット
３……給水タンク
４……吸引回収装置
５……貯水タンク
６……ｐＨ調整装置
７……システムコントローラー
１０……水噴射・回収装置
１１……高圧ポンプ
１２……モータ
１３……ターボファン
１４……タンク
２０……ノズル
２１……ケーシング
２２……遮蔽板
２３……作動機構
２４……ピン
２５……転換部材
２６……収束板
２７……リンク
２８……ストッパ
３０……ピストン部
３１……ピストン軸部
３２……座板
３３……圧縮コイルスプリング
３４……可動板
３５……ガイド孔
３６……通気孔
４０……高圧パイプ
４１……高圧ホース
４２……吸引管
C ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Descripción Device 7 System controller 10 Water injection / collection device 11 High pressure pump 12 Motor 13 Turbo fan 14 Tank 20 Nozzle 21 Casing 22 Shielding plate 23 Operating mechanism 24 pin 25 conversion member 26 converging plate 27 link 28 stopper 30 piston part 31 piston shaft part 32 seat plate 33 compression coil spring 34 movable plate 35 ... Guide hole 36 ... Vent hole 40 ... High pressure pipe 41 ... High pressure hose 42 ... Suction tube

Claims

ウォータージェットにより処理を行う処理システムであり、
処理装置と、高圧ポンプユニットと、処理後の水と処理物を吸引して回収する吸引回収装置と、システムコントローラーを備え、
前記処理装置は、水を噴射するノズルと、このノズルが内蔵されるケーシングと、ケーシングの先端が開放されている時には前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物の表面により閉塞されると負圧により前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させる遮蔽板を有する水噴射・回収装置を備え、
前記高圧ポンプユニットは、前記ノズルへ高圧水を供給する高圧ポンプを備え、前記吸引回収装置は、モータで駆動されるターボファンと、このターボファンにより吸引された水と処理物を回収するタンクを備え、前記システムコントローラーにより前記高圧ポンプと前記ターボファンを運転制御することを特徴とするウォータージェットによる処理システム。 It is a processing system that performs processing by water jet,
A processing device, a high-pressure pump unit, a suction and recovery device that suctions and recovers water and processed material after processing, and a system controller,
The treatment device is a nozzle for injecting water, a casing in which the nozzle is incorporated, and when the tip of the casing is open, closes the front of the tip of the nozzle and collects the water jet to the rear. A water jetting / collecting device having a shielding plate that opens the front end of the front end of the nozzle by negative pressure when the front end is closed by the surface of the processing target and jets a water jet forward,
The high-pressure pump unit includes a high-pressure pump that supplies high-pressure water to the nozzle, and the suction / recovery device includes a turbofan driven by a motor, and a tank that recovers water and processed material sucked by the turbofan. A water jet processing system, wherein the system controller controls the operation of the high pressure pump and the turbo fan.

請求項１に記載の処理システムにおいて、遮蔽板は、ノズルの前方において上下方向に傾動自在に軸支され、ケーシングの先端が開放されている時には傾斜状態で前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物により閉塞されると負圧により水平に近い状態となり前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させるように構成されていることを特徴とするウォータージェットによる処理システム。 The processing system according to claim 1, wherein the shielding plate is pivotally supported in the vertical direction in front of the nozzle, and closes the front of the tip of the nozzle in an inclined state when the tip of the casing is open. The water jet is collected rearward, and when the front end of the casing is closed by the object to be processed, the state becomes nearly horizontal due to the negative pressure, and the front end of the nozzle is opened to eject the water jet forward. A water jet treatment system.

請求項１または請求項２に記載の処理システムにおいて、ウォータージェットを用いて、コンクリート、モルタル、アスファルト、またはレンガ等のコンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、または切断などの処理を行うことを特徴とするウォータージェットによる処理システム。 In the processing system according to claim 1 or 2, using a water jet, for concrete, metal such as concrete, mortar, asphalt, or brick, or the like, such as peeling, hanging, cutting, or cutting. A processing system using a water jet, which performs processing.

ウォータージェットを用いて処理を行う処理方法であり、
水を噴射するノズルと、このノズルが内蔵されるケーシングと、ケーシングの先端が開放されている時には前記ノズルの先端部前方を閉塞してウォータージェットを後方へ回収し、ケーシングの先端が処理対象物の表面により閉塞されると負圧により前記ノズルの先端部前方を開放してウォータージェットを前方へ噴出させる遮蔽板を有する水噴射・回収装置を備えた処理装置と、
前記ノズルへ高圧水を供給する高圧ポンプを備えた高圧ポンプユニットと、
モータで駆動されるターボファンと、このターボファンにより吸引された水と処理物を回収するタンクを備えた吸引回収装置を使用し、
ケーシングの先端を処理対象物の表面に押し当て、ノズルからのウォータージェットにより処理対象物の表面を処理し、使用した水と処理物をターボファンにより吸引してタンクに回収し、
ケーシングの先端を処理対象物の表面から離し、ノズルからのウォータージェットを遮蔽板で遮断し、使用した水をターボファンにより吸引してタンクに回収することを特徴とするウォータージェットによる処理方法。 A processing method for performing processing using a water jet,
A nozzle for injecting water, a casing in which this nozzle is built in, and when the tip of the casing is open, the front of the tip of the nozzle is closed to collect the water jet backward, and the tip of the casing is treated. A processing device having a water jetting / collecting device having a shielding plate for opening a front end of the nozzle by a negative pressure and opening a water jet forward by a negative pressure when closed by a surface of the nozzle;
A high-pressure pump unit including a high-pressure pump for supplying high-pressure water to the nozzle,
Using a turbo-fan driven by a motor and a suction and recovery device equipped with a tank for recovering water and processed material sucked by the turbo-fan,
The tip of the casing is pressed against the surface of the object to be treated, the surface of the object to be treated is treated by a water jet from a nozzle, and the used water and the treated matter are sucked by a turbofan and collected in a tank,
A processing method using a water jet, comprising separating a front end of a casing from a surface of an object to be processed, blocking a water jet from a nozzle with a shielding plate, and sucking used water by a turbofan and collecting the water in a tank.

請求項４に記載の処理方法において、ウォータージェットを用いて、コンクリート、モルタル、アスファルト、またはレンガ等のコンクリート類あるいは金属類などに対して、剥離、はつり、切削、または切断などの処理を行うことを特徴とするウォータージェットによる処理方法。
5. The processing method according to claim 4, wherein concrete, metal such as concrete, mortar, asphalt, or brick is subjected to processing such as peeling, hanging, cutting, or cutting using a water jet. A processing method using a water jet.