JP2008303672A - 海水用コンクリートカルバートの清掃システム及び清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人手を要さずにカルバートの内壁面を清掃することができる海水用コンクリートカルバートの清掃システム及び清掃方法を提供することを目的とする。
【解決手段】冷却水として利用した海水を海に放水するための海水用コンクリートカルバート１の壁面に一部埋設され、海水用コンクリートカルバート１を少なくとも一往復するループ状のレール３と、海水用コンクリートカルバート１の内壁面にブラシ６を摺接又は近接させてレール３を走行する清掃機１０と、海水用コンクリートカルバート１の外部に設置した電気室１４内の電源と、電源と清掃機１０と接続する動力ケーブル１５とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、海水用コンクリートカルバートの清掃システム及び清掃方法に関する。

海水用コンクリートカルバート（以下、単にカルバートと記載）は、例えば蒸気タービンを有する発電設備等で蒸気を復水するのに用いる冷却水等として、主に海水を取水及び放水するために用いられている。こうしたカルバートは、時間の経過とともに貝等の海洋生物（以下、貝等と記載）が内壁面に付着し、放置しておくと断面が縮小する傾向にある。その対策として、予め貝等の付着代（厚み）を想定してカルバートの断面に余裕を見積もる場合もあるが、一般には、定期的な薬液散布やダイバー等の手作業により、カルバートの内壁面への貝等の付着を防止したり付着した貝等を除去したりしてきた。

しかしいずれの方法もカルバート内での作業員の手作業を要するのが難点である。発電設備の効率向上の観点から、蒸気タービン等で仕事をした蒸気をより冷たい水で復水させる目的で海岸線から離れた沖合に取水口が設けられるため、カルバートの全長が１００ｍ前後になることも珍しくない。

そこで近年では、カルバート内での人手による作業をなくすため、清掃機を遠隔操作してカルバート内壁面を清掃する方法が提唱されている（特許文献１等参照）。これはカルバート内部に清掃機本体を配置し、駆動装置及び除貝用の屈伸マニピュレーター（作業用アーム）を遠隔操作して除貝作業するものである。

特開平７−２１４０１９号公報

しかしながら、上記特許文献１の記載技術では、カルバート内に作業員が赴かずには済むものの清掃機の遠隔操作に熟練操作者を必要とし、清掃の度に人員を要することに変わりはない。

そこで本発明は、人手を要さずにカルバートの内壁面を清掃することができる海水用コンクリートカルバートの清掃システム及び清掃方法を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の海水用コンクリートカルバートの清掃システムは、冷却水として利用した海水を海に放水するための海水用コンクリートカルバートの壁面に一部埋設され、前記海水用コンクリートカルバートを少なくとも一往復するループ状のレールと、前記海水用コンクリートカルバートの内壁面にブラシを摺接又は近接させて前記レールを走行する清掃機と、前記海水用コンクリートカルバートの外部に設置した電源と、前記電源からの電力を前記清掃機に供給する電力供給手段とを備えていることを特徴とする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記海水用コンクリートカルバートは断面が四角形であり、前記レールは前記海水用コンクリートカルバートの両端部近傍で円弧状に折り返して隣接面に移行し、前記海水用コンクリートカルバートを二往復する間に前記海水用コンクリートカルバートの４つの内壁面を全て走行し原位置に戻る無限軌道であることを特徴とする。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記レールはＨ型鋼で構成され、前記清掃機は、前記レールを挟持した走行輪と、この走行輪を回転駆動させる駆動装置とを備えていることを特徴とする。

（４）上記目的を達成するために、また本発明の海水用コンクリートカルバートの清掃方法は、冷却水として利用した海水を海に放水するための海水用コンクリートカルバートの壁面に、前記海水用コンクリートカルバートを少なくとも一往復するループ状のレールを埋設し、前記海水用コンクリートカルバートの内壁面にブラシを摺接又は近接させた清掃機を前記レールに沿って無限軌道で常時走行させることを特徴とする。

本発明によれば、人手を要さずにカルバートの内壁面を清掃することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る清掃システムを適用する海水用コンクリートカルバートの概略図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側断面図を表している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した海水用コンクリートカルバート（以下、単にカルバートと記載）１は、例えば火力発電所や原子力発電所のように蒸気タービンを有する発電設備（図示せず）等で蒸気を復水するのに用いる冷却水を放水するものである。復水器（図示せず）で復水された海水が一時貯留される放水ピット１３と放水口１２との間を接続するのがカルバート１であり、放水ピット１３に放水された海水がカルバート１を通って放水口１２より沖合に放水される。発電設備では、取水用のカルバート（図示せず）により海から取水した海水を冷却水に利用し、冷却系統を流通した使用後の冷却水を図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したカルバート１を介して放水する。放水口１２は一般に海岸線から離れた沖合に設けられる場合が多く、カルバート１の全長は１００ｍ前後になることも珍しくない。

このようなカルバート１には、時間の経過とともに貝等の海洋生物（以下、貝等と記載）が内壁面に付着し、放置しておくと断面が縮小する傾向にある。本実施の形態の清掃システムは、人員を配備することなくカルバート１の内壁面への貝等の付着・重畳を抑制することを意図している。

そこで、本実施の形態の清掃システムは、後述する図５に示したように、カルバート１の壁面に埋設したレール３と、カルバート１の内壁面を清掃する清掃機１０と、カルバート１の外部に設置した電気室１４（図１（ｂ）参照）内の電源（図示せず）と、電源と清掃機１０と接続する動力ケーブル１５とを備えている。電気室１４から動力ケーブル１５を介して清掃機１０に供給される電力は、本清掃システムを適用する発電設備の発電出力を利用することができる。次に、清掃システムの各構成要素については順次説明する。

図２は図１（ａ）中のII−II断面図、図３は図１（ａ）中のIII−III断面図、図４は図３中のIV−IV断面図、図５は清掃機１０を進行方向前側から見た正面図、図６は図５のIV−IV矢視図である。

図２〜図６に示すように、レール３は、Ｈ型鋼でループ状に構成されており、カルバート１の壁面に一部が埋設されている。具体的には図５に示したように、カルバート１の内壁面にはコの字状の溝が形成されており、レール３は、この溝に充填されたモルタル（充填材）２に一部が埋設されて固定されている。このとき、レール３は、カルバート１の長手方向に延在しており、四角形のカルバート１の断面の各辺の中央部を通っている。そして、レール３は、カルバート１の両端部近傍で円弧状に折り返して隣接面に移行し（図３及び図４参照）、カルバート１を二往復する間に例えば内壁面Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄと順次移行し、カルバート１の４つの内壁面を全て走行する。レール３は２往復すると原位置に戻り無限軌道を構成する。

清掃機１０は、レール３を挟持したタイヤ（走行輪）４と、走行輪４を回転駆動させる駆動装置（モータ）８と、カルバート１の内壁面を清掃するためのブラシ６とを備えている。清掃機１０は海水中を走行するので、防錆・防水に配慮した構成とする。

タイヤ４は、本例ではレール３の両側に２つずつ計４つ（２対）が設けられているが、その数は特に限定されず、レール３を挟持して安定に走行することができれば良い。タイヤ４のそれぞれは、車軸５を介して清掃機本体（本体金物）７に接続している。駆動装置８は、これらタイヤ４の少なくとも１つの車軸５に動力を伝達してタイヤ４を一定の方向（図６参照）に一定の速度で回転させ、清掃機１０をレール３に沿って一定速度で一定方向に走行させる。駆動装置８には前出の動力ケーブル１５が接続しており、動力ケーブル１５を介して常時供給される電気室１４からの電力によって駆動装置８が回転駆動する。

このとき、ブラシ６は、清掃機本体７の両側にアーム９を介して取り付けられている。ブラシ６の清掃機進行方向の寸法は特に問われず過度に大きくなければ良いが、ブラシ６の幅方向（図５及び図６の左右方向）の寸法は、両ブラシ６がタイヤ４と現在走行中のカルバート内壁面に隣接する壁面までの範囲で、走行や折り返しの動作に影響のない程度になるべく大きくとることが好ましい。また、ブラシ６は、レール３を走行する際にカルバート１の内壁面に対して摺接する（軽く触れる）程度とする。或いは、貝等が一定の厚さ以上に付着することを防止する上では、一定の付着代以下にブラシ６が近接する構成としても良い。つまり、後述するように清掃機１０は原則的にエンドレスに走行し続けることが想定されるので、ブラシ６はカルバート１の内壁面に強く押し付けるよりも摩耗抑制のために触れるか触れないか程度が好ましい。また、ブラシ６の材質は、鋼等のように比較的硬い材質のうち錆び難いものが好ましいが樹脂等も利用できる。

動力ケーブル１５の長さは、カルバート１の放水口１２側のレール３の折り返し部近傍を走行する清掃機１０に電力供給できるようにカルバート１の長さかそれよりも長めに設定する。動力ケーブル１５は、清掃機１０の走行を妨げなければ単に清掃機１０と電源とを接続する構成で構わない良いが、レール３への引っ掛かりが懸念される場合には、例えば電気室１４に動力ケーブル１５を巻き取るコードリール（例えばバネ式）を設置し、清掃機１０が放水口１２側に走行する際には清掃機１０によりコードリールから動力ケーブル１５が引き出され、清掃機１０が電気室１４側に走行する際には動力ケーブル１５の弛み分がコードリールの巻き取りバネの力によって巻き取られるようにする。

本実施の形態では、電気室１４内の電源から動力ケーブル１５を介して供給される電力により正常に動作する限り清掃機１０は無限軌道のレール３を走行し続けてカルバート１を繰り返し往復するので、レール３に沿って走行し続ける清掃機１０によりカルバート１の内壁面Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ→Ｂ→Ｃ・・・とカルバート１の各内壁面を周期的にブラシ６が通過する。

このように清掃機１０がカルバート１の全ての内壁面（４面）をブラシ清掃しながら巡回するので、貝等の浮遊幼生（稚貝等）がカルバート内壁面に定着（着床）することを抑制することができる。しかも、清掃機１０は単にレール３に沿って走行し続けるだけなので、運転開始後は清掃機１０を操作する人員も不要である。したがって、例えば発電設備の寿命（一般に３０年前後）程度、清掃機１０が問題なく走行し続けることができれば、カルバート１のメンテナンスフリー化も期待できる。

カルバート１のメンテナンスが不要となれば、発電事業者はカルバート１のメンテナンス費を削減することが出来る。また、貝等の付着・成長が抑制されるので、貝等の付着代を考慮してカルバート１の口径を大きく設計する必要もなくなる。その他、費用削減のみならず、貝等の付着防止のために薬液等を散布する必要もないので海域生態系に与える影響もなく、ダイバー等による手作業での除貝作業も不要となる。また、運転開始後は特に想定される操作がないので、清掃機１０の操作人員を確保する必要もない。

なお、以上においては、断面が四角形のカルバート１に本清掃システムを適用した場合を例に挙げて説明したが、断面が円形のカルバートにも本発明は適用可能である。断面が円形のカルバートに本発明を適用する場合、例えばブラシ６を半円形にして清掃機１０が一往復すればカルバート１の内壁面のほぼ全周をブラシ６が通るようにすれば、レール３の構成も簡素化できる。また、清掃機１０がカルバート１を二往復すると原位置に復帰するようにレール３を這い回したが、レール３が原位置に復帰する間のカルバート１の往復数は特に限定されない。また、動力ケーブル１５を介して清掃機１０に電力供給する構成としたが、例えばレール１５に動力ケーブル１５を埋設し、清掃機１０が動力ケーブルとの接点を備えていれば、レール１５を介して清掃機１０に電力供給することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る清掃システムを適用する海水用コンクリートカルバートの概略図である。 図１（ａ）中のII−IIによる断面図である。 図１（ａ）中のIII−III断面による断面図である。 図３中のIV−IV断面による断面図である。 本発明の一実施の形態に係る清掃システムに備えられた清掃機を進行方向前側から見た正面図である。 図５のIV−IV矢視による矢視図である。

符号の説明

１ 海水用コンクリートカルバート
２ モルタル
３ レール
４ タイヤ
５ 車軸
６ ブラシ
７ 清掃機本体
８ 駆動装置
１０ 清掃機
１２ 放水口
１３ 放水ピット
１４ 電気室
１５ 動力ケーブル

Claims (4)

1. 冷却水として利用した海水を海に放水するための海水用コンクリートカルバートの壁面に一部埋設され、前記海水用コンクリートカルバートを少なくとも一往復するループ状のレールと、
   前記海水用コンクリートカルバートの内壁面にブラシを摺接又は近接させて前記レールを走行する清掃機と、
   前記海水用コンクリートカルバートの外部に設置した電源と、
   前記電源からの電力を前記清掃機に供給する電力供給手段と
   を備えていることを特徴とする海水用コンクリートカルバートの清掃システム。
2. 請求項１の清掃システムにおいて、
   前記海水用コンクリートカルバートは断面が四角形であり、
   前記レールは前記海水用コンクリートカルバートの両端部近傍で円弧状に折り返して隣接面に移行し、前記海水用コンクリートカルバートを二往復する間に前記海水用コンクリートカルバートの４つの内壁面を全て走行し原位置に戻る無限軌道である
   ことを特徴とする清掃システム。
3. 請求項１の清掃システムにおいて、
   前記レールはＨ型鋼で構成され、
   前記清掃機は、前記レールを挟持した走行輪と、この走行輪を回転駆動させる駆動装置とを備えている
   ことを特徴とする清掃システム。
4. 冷却水として利用した海水を海に放水するための海水用コンクリートカルバートの壁面に、前記海水用コンクリートカルバートを少なくとも一往復するループ状のレールを埋設し、
   前記海水用コンクリートカルバートの内壁面にブラシを摺接又は近接させた清掃機を前記レールに沿って無限軌道で常時走行させる
   ことを特徴とする海水用コンクリートカルバートの清掃方法。

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