JP5116300B2 - ケーブルダクトの排水システム - Google Patents

Description

本発明は、発電所等においてケーブル等の電気設備を収納し地中に埋設されるケーブルダクトに関し、特にケーブルダクト内に溜まった水を揚上して排出するためのシステムに関するものである。

従来から発電所等において、電力ケーブル等の設備を地中に埋設するために、ケーブルダクト（ハンドホールとも称される）が用いられており、このケーブルダクトに関連する技術が様々に開発されている。例えば、その施工法に関するものとして、対向壁と地中壁で構成する本体又はＵ字状本体をプレキャスト製とし、その内部に設ける中壁を、人力で施行できる大きさ、重量の建築ブロック等で構成するものが開示されている（特許文献１参照）。

このようなケーブルダクトは、その形状及び設置位置等の特徴から雨水等が溜まりやすいものであり、内部に収納される設備を保守するためにも、溜まった水を少なくとも収納施設に達する前に外部に排出しなければならないといった問題を有するものである。

このため、ケーブルダクトには、その内部に溜まった水を地上に揚上して排出するための排水システムが設置されることが多い。図３に示すのは、従来のケーブルダクト１００の排水システム１０１の一例であり、この排水システム１０１は、ポンプ１１０、揚水管１１１、逆止弁１１２、側溝１１３を有して構成される。この排水システム１０１によれば、ケーブルダクト１００の内壁に設置された水位検知装置１１５によりケーブルダクト１１０内に溜まった水Ｗが所定の水位に達したことが検知されると、ポンプ１１０が作動して水Ｗが揚水管１１１及び逆止弁１１２を通り地上の側溝１１３に排出される。逆止弁１１２は、周知の通りポンプ１１０の作用により発生する上方への水圧により開放すると共に、該逆止弁１１２よりも上方に位置する水の圧力（背圧）によっては開放せず、上方へ向かう水流のみを許容するものである。
特開平９−２７３１３９号公報

しかしながら、上記図３に示す従来の排水システム１０１においては、逆止弁１１２の入口部分に発生する空気溜まり１２０によりポンプ１１０による圧力上昇が逆止弁１１２に伝わり難くなったり、側溝１１３の満水時等において逆止弁１１２よりも上方に位置する排水溜まり１２１による背圧が大きくなることにより、逆止弁１１２が開放しなくなり、ケーブルダクト１００内の水Ｗを排出できなくなる場合があった。特に、空気溜まり１２０に起因する排水機能の停止は致命的である。

そこで、本発明は、逆止弁の入口側に発生する空気溜まりや、側溝の満水時等において発生する逆止弁への背圧を効果的に除去することによって、ケーブルダクト内に溜まった水を確実に外部に排出できるようにすることを目的するものである。

上記課題の解決を図る本発明は、地中に設置されたケーブルダクトの内部に溜まった水を地上に設けた排水路に排出するためのシステムであって、前記ケーブルダクトの内部に設置され、該ケーブルダクトの内壁に設置された水位検知装置により、該ケーブルダクト内の水が所定の水位に達したことが検知された時に駆動して前記水を地上に押し上げる圧力を発生させるポンプと、一端が前記ポンプの吐出口に接続され、他端が前記地上に設けた排水路に開口し、前記ポンプにより押し上げられた水を前記排水路へ導く揚水管と、前記揚水管の上方に延びる部位の途中に設置され、前記ケーブルダクト内から地上へ向かう方向の水流のみを許容する逆止弁と、を備えたケーブルダクトの排水システムにおいて、一端が前記揚水管の前記逆止弁よりも下方にある該逆止弁の入口側に接続され、他端が開放される空気抜き管と、前記空気抜き管の途中に設置され、該空気抜き管の通路面積を変化させる空気抜き弁とを備える共に、一端が前記揚水管の前記逆止弁よりも上方にある該逆止弁の出口側に接続され、他端が開放される水抜き管と、前記水抜き管の途中に設置され、該水抜き管の通路面積を変化させる水抜き弁とを備えていることを特徴とするものである（請求項１）。

この構成によれば、ポンプによる揚水が良好に行われなくなった時に、原因が逆止弁入口の空気溜まりによる場合には、空気抜き弁の開度を大きくすることにより、空気抜き管の通路面積が大きくなり、逆止弁入口の空気溜まりが素早く除去され、空気溜まりによるクッション作用が生ずることなく、ポンプによる圧力が逆止弁に確実に伝わるようになるので、揚水能力が回復する。更に、この構成によれば、ポンプによる揚水が良好に行われなくなった時に、原因が逆止弁出口の排水溜まりによる場合には、水抜き弁の開度を大きくすることにより、水抜き管の通路面積が大きくなり、逆止弁出口の排水溜まりが除去され、逆止弁に対し該逆止弁の出口側からかかる背圧が軽減されるので、揚水能力が回復する。

また、上記請求項１記載の構成において、前記空気抜き弁は、全閉状態とならないように構成されることを特徴とするものである（請求項２）。

このように空気抜き弁を全閉状態とならないように（常時微開状態となるように）構成することで、空気溜まりの発生自体を抑制することができる。

また、上記請求項１記載の構成において、前記逆止弁の入口側の空気溜まりの発生を検知する空気溜まり検知手段と、前記空気溜まり検知手段による検知結果に基づいて前記空気抜き弁の開度を制御する空気抜き弁制御手段とを更に具備すると共に、空気抜き弁制御手段は、前記空気溜まり検知手段が前記逆止弁の入口側の空気溜まりの発生がないと検知した場合に、前記空気抜き弁に対して、前記空気抜き管の通路面積を全閉状態とせずに、微開状態とする制御を行うことで、前記空気抜き弁は、全閉状態とならないように運用されることを特徴とするものである（請求項３）。

このように空気溜まりの発生を検知しこの検知結果に基づいて空気抜き弁を制御する手段を備えることで排水システムの維持、運用を自動化することができる。また、このように空気抜き弁を全閉状態とならないように（常時微開状態となるように）運用することで、空気溜まりの発生自体を抑制することができる。

また、上記請求項１から３記載の構成において、前記逆止弁の上方にある出口側にかかる水圧を検知する背圧検知手段と、前記背圧検知手段による検知結果に基づいて前記水抜き弁の開度を制御する水抜き弁制御手段とを更に具備しても良い（請求項４）。

このように逆止弁への背圧を検知しこの検知結果に基づいて水抜き弁を制御する手段を具備することで排水システムの維持、運用を自動化することができる。

以上のように、本発明によれば、ポンプによる揚水が良好に行われなくなった時に、原因が逆止弁入口の空気溜まりによる場合には、空気抜き弁の開度を大きくすることにより、空気抜き管の通路面積が大きくなり、逆止弁入口の空気溜まりが素早く除去され、空気溜まりによるクッション作用が生ずることなく、ポンプによる圧力が逆止弁に確実に伝わるようになると共に、原因が逆止弁出口の排水溜まりによる場合には、水抜き弁の開度を大きくすることにより、水抜き管の通路面積が大きくなり、逆止弁出口の排水溜まりが除去され、逆止弁に対し該逆止弁の出口側からかかる背圧が軽減される。これにより、ポンプが作動しているにもかかわらず、揚水できないといった不具合を防ぐことができる。
更に、空気抜き弁を全閉状態とならないように（常時微開状態となるように）構成又は運用することにより、空気溜まりの発生自体を抑制することができるので、空気溜まりによるクッション作用が生ずることはなく、ポンプによる圧力を逆止弁に確実に伝えることができる。
更にまた、空気溜まりの発生を検知しこの検知結果に基づいて空気抜き弁を制御する手段、又は逆止弁への背圧を検知しこの検知結果に基づいて水抜き弁を制御する手段を具備することにより、システムの維持、運用を自動化することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１に示すのは、ケーブルダクト２内に溜まった水Ｗを地表に形成された側溝１５へ揚上して排出するための実施例１に係る排水システム１である。ケーブルダクト２は、電力ケーブル等を埋設するために地中に設けられた公知のものである。

本実施例に係る排水システム１は、ポンプ５、揚水管６、逆止弁７、空気抜き管１０、空気抜き弁１１、水抜き管１２、水抜き弁１３、側溝１５を有して構成されている。

ポンプ５は、電動式のスクリュ等を備えて構成される公知のものであり、ケーブルダクト２の底部に溜まった水Ｗを地表まで押し上げる力を発生させるものである。このポンプ５は、ケーブルダクト２の内壁に設置された水位検知装置１６により、ケーブルダクト２内の水Ｗが所定の水位に達したことが検知された時に駆動する。

揚水管６は、その一端がポンプ５の吐出口１７に接続されると共に、他端が側溝１５に向けて開口するものであり、ポンプ５と側溝１５との間を連通させている。

逆止弁７は、揚水管６の中間部に設置され、ポンプ５による下方からの水圧によって開放すると共に、側溝１５側の水の自重による上方からの水圧によって閉鎖する公知のものであり、下方から上方へ向かう水流を許容すると共に、上方から下方へ向かう水流を禁止する作用を奏するものである。

空気抜き管１０は、その一端が揚水管６の逆止弁７の入口（下方）側に接続されると共に、他端がケーブルダクト２の内部に開口するものであり、逆止弁７の入口側の空気溜まり２１を除去する作用を奏するものである。

空気抜き弁１１は、空気抜き管１０の途中に設置され、空気抜き管１０による空気除去作用を調整する。本実施例における空気抜き弁１１は、手動（ハンドル等による機械的なものの他、所定の電子的手段により遠隔操作するものも含む）によりその開度の調整が可能であると共に、常時微開状態、即ち完全に閉鎖しないように構成又は運用されるものである。この構成によれば、ポンプ５による揚水が良好に行われなくなった時に、作業員が空気抜き弁１１の開度を大きくすることにより、逆止弁７入口の空気溜まり２１が素早く除去され、ポンプ５による圧力が逆止弁７に確実に伝わるようになるので、揚水能力が回復する。また、空気抜き弁１１が上記したように常時微開状態とされていることにより、空気溜まり２１自体が生じ難い状態となっている。

水抜き管１２は、その一端が揚水管６の逆止弁７の出口（上方）側に接続されると共に、他端がケーブルダクト２の内部に開口するものであり、逆止弁７の出口側に溜まった揚上済みの排水溜まり２２を除去、若しくはケーブルダクト２内に戻す作用を奏するものである。

水抜き弁１３は、水抜き管１２の途中に設置され、水抜き管１２による排水溜まり２２の除去作用を調整する。本実施例おける水抜き弁１３は、手動（機械的なものの他、電子的なものも含む）によりその開度の調整が可能であると共に、通常その開度は全閉状態とされる。この構成によれば、ポンプ５による揚水が良好に行われなくなった時に、作業員が水抜き弁１３を開放することにより、逆止弁７出口の排水溜まり２２が除去され、逆止弁７の出口側からかかる背圧が軽減されるので、揚水能力が回復する。

側溝１５は、地表に設けられた排水路であり、揚水管６から放出されるケーブルダクト２内に溜まった水Ｗが流入され、これを所定の排出場所まで導く。

上記のように、本発明に係る排水システム１は、逆止弁７の入口側に空気抜き管１０及び空気抜き弁１１を備えると共に、逆止弁７の出口側に水抜き管１２及び水抜き弁１４を備えること特徴としている。本実施例においては、空気抜き弁１１が作業員により適宜操作されることにより、逆止弁７入口側の空気溜まり２１の除去が可能となる。また、空気抜き弁１１が常時微開状態で維持されることにより、空気溜まり２１の発生自体が抑制される。更に、水抜き弁１３が作業員により適宜操作されることにより、逆止弁７出口側に溜まった排水溜まり２２をケーブルダクト２内に戻すことができるので、側溝１５の満水時等において逆止弁７に大きな背圧がかかり、逆止弁７が開放しなくなるといった状況を防止することができる。

本発明に係る排水システム３０は、上記実施例１に係る空気抜き弁１１及び水抜き弁１３に替えて、空気抜き弁３５及び水抜き弁３６を備えるものである。これら空気抜き弁３５及び水抜き弁３６は、電磁弁であって、それらの開度はＥＣＵ４０により自動制御される。ＥＣＵ４０は、逆止弁７入口側の空気溜まり２１の圧力を検知する入口側圧力センサ４１、及び逆止弁７出口側の排水溜まり２２による背圧（水圧）を検知する出口側圧力センサ４２からの検出信号に基づいて、空気抜き弁３５及び水抜き弁３６の開度を自動制御する。

空気抜き弁３５は、上記実施例１に係る空気抜き弁１１と同様に、空気抜き管１０による空気除去作用を調整するものであり、常時微開状態、即ち完全に閉鎖しないように構成又は制御される。空気抜き弁３５は、入口側圧力センサ４１により空気溜まり２１の圧力が所定値以上となった場合に、ＥＣＵ４０の制御信号に従ってその開度が増加され、また空気溜まり２１の圧力が所定値よりも低くなった場合に、ＥＣＵ４０の制御信号に従ってその開度が減少され微開状態とされる。これにより、逆止弁７入口に空気溜まり２１が発生すると、自動的に空気抜き弁３５が大きく開放され、空気溜まり２１が素早く除去される。また、上記実施例１の場合と同様に、空気抜き弁３５が常時微開状態とされていることにより、空気溜まり２１自体が生じ難い状態となっている。

水抜き弁３６は、上記実施例１に係る水抜き弁１３と同様に、水抜き管１２による排水溜まり２２の除去作用を調整するものであり、通常その開度は全閉状態とされる。水抜き弁３６は、出口側圧力センサ４２により逆止弁７出口側にかかる背圧が所定値以上となった場合に、ＥＣＵ４０の制御信号に従ってその開度が増加され、またこの背圧が所定値よりも低くなった場合に、ＥＣＵ４０の制御信号に従ってその開度が減少され全閉状態とされる。これにより、側溝１５が満水となる等の状況により、逆止弁７への背圧が大きくなると、自動的に水抜き弁３６が開放され、逆止弁７出口側の排水溜まり２２が除去されることとなる。

上記のように、本実施例にかかる排水システム３０によれば、逆止弁７入口側に空気溜まり２１が発生すると、自動的に空気抜き弁３５が開放され、この空気溜まり２１が除去される。また、上記実施例１の場合と同様に、空気抜き弁３５が常時微開状態で維持されることにより、空気溜まり２１の発生自体が抑制される。更に、側溝１５の満水時等において逆止弁７に大きな背圧がかかると、自動的に水抜き弁３６が開放され、逆止弁７出口側の排水溜まり２２が除去される。

本発明の実施例１に係るケーブルダクトの排水システムの構成を示す図である。 本発明の実施例２に係るケーブルダクトの排水システムの構成を示す図である。 従来のケーブルダクトにおける排水システムの構成を示す図である。

符号の説明

１，３０ 排水システム
２ ケーブルダクト
５ ポンプ
６ 揚水管
７ 逆止弁
１０ 空気抜き管
１１，３５ 空気抜き弁
１２ 水抜き管
１３，３６ 水抜き弁
１５ 側溝
２１ 空気溜まり
２２ 排水溜まり
４０ ＥＣＵ
４１ 入口側圧力センサ
４２ 出口側圧力センサ

Claims (4)

1. 地中に設置されたケーブルダクトの内部に溜まった水を地上に設けた排水路に排出するためのシステムであって、
   前記ケーブルダクトの内部に設置され、該ケーブルダクトの内壁に設置された水位検知装置により、該ケーブルダクト内の水が所定の水位に達したことが検知された時に駆動して前記水を地上に押し上げる圧力を発生させるポンプと、
   一端が前記ポンプの吐出口に接続され、他端が前記地上に設けた排水路に開口し、前記ポンプにより押し上げられた水を前記排水路へ導く揚水管と、
   前記揚水管の上方に延びる部位の途中に設置され、前記ケーブルダクト内から地上へ向かう方向の水流のみを許容する逆止弁と、
   を備えたケーブルダクトの排水システムにおいて、
   一端が前記揚水管の前記逆止弁よりも下方にある該逆止弁の入口側に接続され、他端が開放される空気抜き管と、前記空気抜き管の途中に設置され、該空気抜き管の通路面積を変化させる空気抜き弁とを備える共に、
   一端が前記揚水管の前記逆止弁よりも上方にある該逆止弁の出口側に接続され、他端が開放される水抜き管と、前記水抜き管の途中に設置され、該水抜き管の通路面積を変化させる水抜き弁とを備えていることを特徴とするケーブルダクトの排水システム。
2. 前記空気抜き弁は、全閉状態とならないように構成されることを特徴とする請求項１に記載のケーブルダクトの排水システム。
3. 前記逆止弁の入口側の空気溜まりの発生を検知する空気溜まり検知手段と、
   前記空気溜まり検知手段による検知結果に基づいて前記空気抜き弁の開度を制御する空気抜き弁制御手段とを更に具備すると共に、
   空気抜き弁制御手段は、前記空気溜まり検知手段が前記逆止弁の入口側の空気溜まりの発生がないと検知した場合に、前記空気抜き弁に対して、前記空気抜き管の通路面積を全閉状態とせずに、微開状態とする制御を行うことで、前記空気抜き弁は、全閉状態とならないように運用されることを特徴とする請求項１記載のケーブルダクトの排水システム。
4. 前記逆止弁の上方にある出口側にかかる水圧を検知する背圧検知手段と、
   前記背圧検知手段による検知結果に基づいて前記水抜き弁の開度を制御する水抜き弁制御手段とを更に具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のケーブルダクトの排水システム。