JP7365011B2 - ケーブル分解装置、ケーブルの分解方法 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 中部電力株式会社 第７１回全社技術研究発表会、平成３０年１１月２１日開催

本発明はケーブルを分解する技術に関する。

例えば、原子力発電所の廃止措置に伴い、多量の廃ケーブルが発生する。こうした廃ケーブルには、放射性物質などの汚染物質が付着している可能性がある。下記特許文献１には、廃ケーブルを有効利用するため、汚染物質が付着している被覆部と、コアとを分離する点が記載されている。具体的には、放射線管理区域と非管理区域との間に緩衝区域を設け、放射線管理区域内で被覆層を剥離してから、コアのみを緩衝区域を介して非管理区域に取り出すことが記載されている。

特開２００２－４８８９６号公報

取り出したコアを再利用する場合、汚染されていないことが必要である。しかし、外被（被覆層）を剥離する際に、放射性物質やアスベストなどの汚染物質が周囲に飛散し、それがコアに再付着する場合がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、剥離時に外被（被覆層）から飛散する汚染物質のコアへの再付着を抑制することを目的とする。

本発明は、汚染物質が付着したケーブルの分解装置であって、前記ケーブルを送出する送り装置と、前記ケーブルの移動経路上の剥離位置において気流を発生させる気流発生部と、前記剥離位置にて前記ケーブルから外被を剥離する剥離装置と、を備え、前記気流発生部は、吹出口からエアを吹き出す吹出部と、吸引口からエアを吸引する吸引部と、を備え、前記吹出口から前記吸引口に向かう気流内で、前記外被を前記ケーブルから剥離する。

この装置は、剥離する際に、外被から飛散する汚染物質を気流内に閉じ込めて吸引することが出来る。そのため、汚染物質のコアへの再付着を抑制することが出来る。

この発明の実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記ケーブルの前記外被に剥離用のスリットを入れるカッターを備え、前記カッターは、
前記スリットを入れる際に、前記外被を完全に切断することなく前記ケーブルのコアに非接触であってもよい。この構成では、カッターを介して、汚染物質がコアの表面に付着することを抑制できる。

この発明の実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記剥離装置とクリーンルームとの間に位置する排出ダクトを備え、前記剥離位置で外被を剥離した後、前記ケーブルの前記コアは前記排出ダクトを通って、前記クリーンルームに送ってもよい。この構成では、コアは、排出ダクトを通って、クリーンルームに送られるので、汚染物質がコアの表面に付着することを抑制できる。

この発明の実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記汚染物質は放射性物質であり、前記気流の流速は２．０[m/s]以上でもよい。この構成では、放射性物質がコアの表面に付着することを抑制できる。

本発明によれば、剥離時に外被から飛散する汚染物質のコアへの再付着を抑制することが出来る。

ケーブル分解装置の正面図 ケーブル分解装置の平面図 ケーブル分解装置の側面図 カッターの正面図 スリットの深さを示す図 スリットの深さを示す図 スリットの深さを示す図 ケーブル分解装置の斜視図 剥離位置の周辺構造を示す斜視図 その平面図 外被の剥離工程を示す図 汚染物質の付着性の評価結果を示す図

＜実施形態１＞
１．ケーブル分解装置の構造説明
ケーブル分解装置１０を、図１～図１０を参照して、説明する。図１、図２、図４、図６、図７、図８に示す矢印Ｘは、廃ケーブル１の送り方向（移動方向）を示している。また、Ｙ方向は、廃ケーブル１の送り方向に対して直交する方向である。

ケーブル分解装置１０は、汚染物質Ｕが付着した廃ケーブル１から、外被３を剥離して、コア５を取り出す装置である。コア５は金属導体であり、外被３はコア５を被覆する樹脂の被覆層である。廃ケーブル１の一例として、原子力発電所などで使用されたケーブルを例示することが出来る。また、コア５は、金属導体を絶縁する絶縁層や金属導体を遮蔽する遮蔽層を有していてもよい。

ケーブル分解装置１０は、送り装置２０と、接続ダクト４０と、剥離装置５０と、気流発生部６０と、排出ダクト７０と、を備える。

送り装置２０は、廃ケーブル１を、剥離位置Ｐに向けて送出する装置である。この実施形態では、送り装置２０は、第１支持台１１に取り付けられている。

図４に示すように、送り装置２０は、支持フレーム２１と、一対のローラブロック２２Ａ、２２Ｂと、一対の送りローラ２３Ａ、２３Ｂと、一対のカッター３１Ａ、３１Ｂを備える。

一対の送りローラ２３Ａ、２３Ｂは、一対のローラブロック２２Ａ、２２Ｂを介して、支持フレーム２１に固定されている。一対の送りローラ２３Ａ、２３Ｂは、上下に向かい合っており、図外のモータの駆動により回転して、廃ケーブル１を送出するようになっている。

この実施形態では、下側のローラブロック２２Ａは、支持フレーム２１に対して固定された固定ブロック、上側のローラブロック２２Ｂは、支持フレーム２１に対して上下方向に移動可能に取り付けられた可動ブロックである。

支持フレーム２１の上面壁２１Ａには、ハンドル２５が取り付けられている。ハンドル２５は、外周面に送りねじを備えた昇降軸２６を有している。昇降軸２６は、連結板２７を介して、上側のローラブロック２２Ｂに連結されている。

ハンドル２５の操作により、昇降軸２６を上下移動することで、ローラブロック２２Ｂの上下方向の位置を調整することが出来、これにより、２つのローラ２２Ａ、２２Ｂのローラ間ピッチを調整することが出来る。

一対のカッター３１Ａ、３１Ｂは、刃先を向き合わせるように傾斜させた状態で上下に向かい合って配置されている。下側のカッター３１Ａの刃先は、概ね下側のローラ２３Ａの頂部と一致し、上側のカッター３１Ｂの刃先は、概ね上側のローラ２３Ｂの底部と一致している。

この実施形態では、下側のカッター３１Ａは、支持フレーム２１のベース板２１Ｂに対して、カッタベース３２Ａを介して取り付けられており、上側のカッター３１Ｂは、連結板２７に対して、カッタベース３２Ｂを介して取り付けられている。そのため、ハンドル２５を操作すると、上側のローラ２３Ｂだけでなく、上側のカッター３１Ｂも一体的に移動する構成になっている。

また、各カッタベース３２Ａ、３２Ｂには、調整装置３５が設けられている。調整装置３５は、ハンドル３６の操作（ねじ式）により、カッタベース３２に対するカッター３１の出代を調整する装置である。つまり、図４に示すＱ方向について、カッター３１の位置を調整することが出来る。

上下のカッター３１Ａ、３１Ｂは、２つのローラ２２Ａ、２２Ｂで廃ケーブル１を送り出す時に、廃ケーブル１の上面にスリットＳを形成する。調整装置３５を用いて、カッター３１の出代を調整することで、廃ケーブル１に形成するスリットＳの深さを調整することができる。

図５Ａは、カッター３１が初期位置にある時の刃先３４と廃ケーブル１の位置関係を示している。カッター３１が初期位置にある状態では、カッター３１の刃先３４の位置は、廃ケーブル１の外被表面３Ａと概ね一致する。

外被表面３Ａに対する刃先３４の突出量Ｄを、廃ケーブル１の外被３の厚さＨよりも大きくした場合、刃先３４は、廃ケーブル１のコア５に対して干渉する（図５Ｂ）。

外被表面３Ａに対する刃先３４の突出量Ｄを、廃ケーブル１の外被３の厚さＨよりも小さくした場合、刃先３４は、外被３内に留まる。つまり、スリットＳを入れる際に、カッター３１は、外被３を完全に切断することなく、廃ケーブル１のコア５に対して非接触となる（図５Ｃ）。

この実施形態では、外被表面３Ａに対する刃先３４の突出量Ｄを、廃ケーブル１の外被３の厚さＨよりも小さくして、刃先３４を外被３内に留め、廃ケーブル１のコア５に対して非接触とする。

刃先３４をコア５に対して非接触とすることで、外被３に付着した汚染物質Ｕがカッター３１Ａ、３１Ｂを介して、コア５に付着することを抑制することが出来る。

接続ダクト４０は、図１、図２に示すように、送り装置２０と剥離装置５０との間に位置する。送り装置２０により送出された廃ケーブル１は、接続ダクト４０の内部を通って、剥離装置５０に向けて搬送される。

剥離装置５０は、廃ケーブル１から外被３を剥離する装置である。この実施形態では、剥離装置５０は、第２支持台１５に取り付けられている。

図６に示すように、剥離装置５０は、引取部５１と、案内部５３と、上下ガイド５５を備える。尚、図６は、第１支持台１１と第２支持台１５を１つの箱で図示している。

引取部５１は、廃ケーブル１から、外被３を引き取って剥離する装置である。この実施形態では、引取部５１は、図７、図８に示すように、４つのピンチローラ５１Ａ～５１Ｄと、４つのピンチローラ５１Ａ～５１Ｄを回転駆動するモータ５２から構成されている。モータ５２は、図１に示す。

４つのピンチローラ５１Ａ～５１Ｄは、ローラ軸が水平方向を向いた水平ローラである。４つのピンチローラ５１Ａ～５１Ｄのうち、ピンチローラ５１Ａとピンチローラ５１Ｂ、ピンチローラ５１Ｃとピンチローラ５１Ｄはそれぞれ組になっており、各組のピンチローラ５１Ａ～５１Ｄが、廃ケーブル１の移動経路Ｌ１を間にしてその両側（Ｙ方向の両側）に分かれて配置されている。

組をなす２つのピンチローラ５１はそれぞれ上下に向かい合っており、ローラ間に挟んで外被３を引き取るようになっている。つまり、移動経路Ｌ１の一方側に位置する２つのピンチローラ５１で、片側の外被３を引き取ってコア５から剥離し、移動経路Ｌ１の他方側に位置する２つのピンチローラ５１で、もう片側の外被３を引き取ってコア５から剥離する。

この実施形態では、図７、図８に示すように、ピンチローラ５１Ａ、５１Ｂは、廃ケーブル１の移動経路Ｌ１の一方側（左側）に位置し、ピンチローラ５１Ｃ、５１Ｄは、廃ケーブル１の移動経路Ｌ１の他方側（右側）に位置している。そして、ピンチローラ５１Ａ、５１Ｂが外被３の左半分を剥離し、ピンチローラ５１Ｃ、５１Ｄが外被３の右半分を剥離する。

案内部５３は、廃ケーブル１の外被３を、引取部５１まで案内する。案内部５３は、４つのガイドローラ５３Ａ～５３Ｄからなる。

４つのガイドローラ５３Ａ～５３Ｄは、ローラ軸が垂直方向を向いた垂直ローラであり、上下に貫通する枠型のフレーム５８により支持されている。４つのガイドローラ５３Ａ～５３Ｄのうち、ガイドローラ５３Ａ、５３Ｂと、ガイドローラ５３Ｃ、ガイドローラ５３Ｄがそれぞれ組になっている。

図８に示すように、２つのガイドローラ５３Ａとガイドローラ５３Ｂは、ピンチローラ５１Ａ、５１Ｂの内側に位置しており、廃ケーブル１の片側の外被３は、２つのガイドローラ間を通って、ピンチローラ５１Ａ、５１Ｂに送られる。

２つのガイドローラ５３Ｃとガイドローラ５３Ｄは、ピンチローラ５１Ｃ、５１Ｄの内側に位置しており、廃ケーブル１の他側の外被３は、２つのガイドローラ間を通って、ピンチローラ５１Ｃ、５１Ｄに送られる。

上下ガイド５５は、２つのガイドローラ５５Ａ、５５Ｂからなる。２つのガイドローラ５５Ａ、５５Ｂは、ローラ軸が水平方向を向いた水平ローラである。

２つのガイドローラ５５Ａ、５５Ｂは、ケーブル１の送り方向において、ガイドローラ５３Ａ、５３Ｃよりも上流に位置している。具体的には、ガイドローラ５３Ａ、５３Ｃの直前の位置にある。２つのガイドローラ５５Ａ、５５Ｂは、廃ケーブル１を間にして上下に向かい合っており、剥離位置Ｐに送られる廃ケーブル１を上下方向からガイドする役割を示す。

剥離位置Ｐは、廃ケーブル１から外被３を剥離する位置である。図８に示すように、剥離位置Ｐは、廃ケーブル１の移動経路Ｌ１と剥離線Ｌ２の交点である。

剥離線Ｌ２は、ピンチローラ５１により引き取られる外被３の中心線である。この例では、剥離位置Ｐは、４つのガイドローラ５３Ａ～５３Ｄの中心点と一致する。

気流発生部６０は、剥離位置Ｐにて、気流を発生させる装置である。図６、図７に示すように、気流発生部６０は、吹出口６２を有する吹出部６１と、吸引口６４を有する吸引部６３とを有している。

吹出部６１は、エアフィルタ６８を介してエア源（図外）に接続されており、吹出口６２からエアを吹き出す。エアフィルタ６８は、図６に示す。

吸引部６３は、ホースを介して負圧源（図外）に接続されており、吸引口６４からエアを吸引する。

吹出口６２と吸引口６４は、剥離位置Ｐにあって、上下に向かい合っている。そのため、吹出口６２から吸引口６４に向かう気流Ｆ１を剥離位置Ｐにて発生させることが出来る（図９参照）。

図１に示すように、排出ダクト７０は、第２支持台１５の後端に設けられた固定壁１６に対して前後方向（Ｘ方向）にスライド可能に取り付けられている。

排出ダクト７０は、剥離装置５０とクリーンルーム８０の間に位置している。図１、図６に示すように、排出ダクト７０の前端は、剥離装置５０の後方に位置しており、排出ダクト７０の後端は、クリーンルーム８０に連通する。廃ケーブル１のコア５は、剥離位置Ｐにて外被３が剥離された後、排出ダクト７０を通って、クリーンルーム８０内に排出される。

尚、排出ダクト７０をスライド可能としているのは、コア５を排出ダクト７０内に通す作業を行い易くするためである。

クリーンルーム８０は、空調機や圧力調整機を有しており、室内の空気と圧力が管理された部屋である。クリーンルーム８０は、周囲よりも気圧が高く、排気ダクト７０内には、クリーンルーム８０から剥離装置５０に向かう気流Ｆ２が起きる（図１参照）。

このようにすることで、排気ダクト７０を通って、汚染物質Ｕがクリーンルーム８０に流れ込むことを抑制することが出来る。

また、図３に示すようにケーブル分解装置１０の側方には、廃棄ボックス７５が設置されており、剥離した外被３は、廃棄ボックス７５８０に収容されるようになっている。

図１０は、気流内で外被３を剥離し、コア５に対する汚染物質Ｕの付着性を評価した結果である。汚染物質Ｕは放射性物質（コバルトなど）であり、コア５から放射される放射線を線量計等で計測し、放射性物質の付着の有無を評価している。

吹出口６２から吸引口６４に向かう気流Ｆ１の流速Ｖが、２．０[m/s]以上の場合、計測値は基準値を下回り、コア５に対する放射性物質の付着が無かった。そのため、放射性物質で汚染されたケーブル１を剥離する場合、気流Ｆ１の流速Ｖは、２．０[m/s]以上であることが好ましい。流速Ｖは、平均流速（吹出口６２の流速と吸引口６４の流速の平均）である。

２．作業手順
廃ケーブル１の分解作業を行うにあたり、まず、廃ケーブル１の外径に合わせて、送り装置２０のローラ間ピッチを調整する。

そして、ケーブル表面にスリットＳを形成するため、カッター３１Ａ、３１Ｂの出代Ｄを調整する。この時、カッター３１Ａ、３１Ｂの刃先３４がコア５に干渉しないように、刃先３４の位置を外被３の厚さＨの範囲内に収めるとよい。

次に、気流発生部６０を駆動して、吹出口６２から吸引口６４に向かう気流Ｆ１を、移動経路Ｌ１上の剥離位置Ｐにて発生させる。また、圧力調整装置を作動させて、クリーンルーム８０の気圧を周囲よりも高くし、クリーンルーム８０から剥離装置５０に向かう気流Ｆ２を発生させる。

その後、送り装置２０を駆動して廃ケーブル１を送出する。廃ケーブル１の先端が剥離位置Ｐに到達したら、送り装置２０を一旦停止する。

次に、排出ダクト７０を、少し後退させて、剥離装置５０の後方にスペースを作る。そして、口割工具でケーブル先端の外被３を左右に裂き、裂いた左右の外被３をガイドローラ間にそれぞれ通しつつ、左右のピンチローラ５１Ａ、５１Ｂ及びピンチローラ５１Ｃ、５１Ｄに挟んでクランプさせる。

次に、露出したコア５を排出ダクト７０に通した後、排出ダクト７０を前方にスライドして元の状態に戻し、スペースを閉じる。

その後、送り装置２０を再駆動すると共に、モータ５２を駆動して剥離装置５０を駆動する。これにより、廃ケーブル１は、移動経路Ｌ１に沿って送り出される。そして、剥離位置Ｐを通過する時に外被３は、気流Ｆ１内において剥離され、コア５は排出ダクト７０を通って、クリーンルーム８０内に送られる。以上により、廃ケーブル１を外被３とコア５に分解することが出来る。

３．効果説明
この装置は、図９に示すように、廃ケーブル１から外被３を剥離する際に、外被３から飛散する汚染物質Ｕを、気流Ｆ１内に閉じ込めて、吸引することが出来る。そのため、汚染物質Ｕのコア５への再付着を抑制することが出来る。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１では、汚染物質Ｕの一例として、放射性物質を例示したが、汚染物質Ｕは、アスベストなど人体に有害な物質であれば、放射性物質以外でもよい。

（２）実施形態１では、吹出部６１と吸引部６３を上下に配置して、下方から上方に向かう気流Ｆ１を形成した。気流Ｆ１は、上下方向に限らず、水平方向や斜め方向でもよい。

（３）実施形態１では、廃ケーブル１を単芯のケーブルとした。廃ケーブル１は、２芯や３芯などの多芯のケーブルでもよい。尚、ケーブルの「コア」は、導体部分の総称であり、単芯ケーブルの場合、単一の芯線がコアであり、多芯ケーブルの場合は、複数の芯線がコアである。また、「外被」は、コアを覆う樹脂の被覆層である。多芯ケーブルの場合、複数の芯線を一括して覆う外被にスリットを形成する際に、カッターの刃先を外被内に留めて、カッターの刃先が複数の芯線に接触しないようにするとよい。

（４）実施形態１では、カッター３１の刃先３４を、コア５に非接触としたが、コア５に接触させてもよい。

１０ ケーブル剥離装置
２０ 送り装置
４０ 接続ダクト
５０ 剥離装置
６０ 気流発生部
６１ 吹出部
６３ 吸引部
７０ 排出ダクト
８０ クリーンルーム

Claims (7)

1. 汚染物質が付着したケーブルの分解装置であって、
   前記ケーブルを送出する送り装置と、
   前記ケーブルの移動経路上の剥離位置において気流を発生させる気流発生部と、
   前記剥離位置にて前記ケーブルから外被を引き取って剥離する剥離装置と、を備え、
   前記気流発生部は、
   吹出口からエアを吹き出す吹出部と、
   吸引口からエアを吸引する吸引部と、を備え、
   前記剥離装置は、前記吹出口から前記吸引口に向かう気流内で、前記外被を前記ケーブルから引き取って剥離する、ケーブル分解装置。
2. 請求項１に記載のケーブル分解装置であって、
   前記剥離装置は、
   前記外被を引き取る引取部と、
   前記引取部と前記ケーブルの間に位置し、剥離された前記外被を前記引取部まで案内するローラ式の案内部と、を備える、ケーブル分解装置。
3. 請求項２に記載のケーブル分解装置であって、
   前記剥離位置は、剥離された外被が前記案内部から前記引取部に向かって引き取られるときの外被の中心線と、前記ケーブルの移動経路との交点である、ケーブル分解装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のケーブル分解装置であって、
   前記ケーブルの前記外被に剥離用のスリットを入れるカッターを備え、
   前記カッターは、前記スリットを入れる際に、前記外被を完全に切断することなく前記ケーブルのコアに非接触である、ケーブル分解装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のケーブル分解装置であって、
   前記剥離装置とクリーンルームとの間に位置する排出ダクトを備え、
   前記剥離位置で外被を剥離した後、前記ケーブルのコアは前記排出ダクトを通って、前記クリーンルームに送られる、ケーブル分解装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のケーブル分解装置であって、
   前記汚染物質は放射性物質であり、
   前記気流の流速は、２．０[m/s]以上である、ケーブル分解装置。
7. ケーブルの分解方法であって、
   汚染物質が付着したケーブルの外被を、吹出口から吸引口に向かう気流内で引き取って剥離する、ケーブルの分解方法。

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