(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮気体及び液体を噴射する噴射口を有する噴射部と、圧縮気体及び液体の噴射方向に光線を放射する光線放射部とを備えた噴射装置が配置され、
前記噴射装置の光線放射部から光線が放射され、電力設備表面に付着した冠雪に前記光線の照射範囲が形成されたときに、その照射範囲に向かって噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射して、照射範囲を含む冠雪を除去する除雪システムであって、
圧縮気体と液体との混合比率のパターンが複数設定された混合比率設定テーブルと、この混合比率設定テーブルから１つのパターンを選択する選択手段とを備え、選択したパターンに基づいた比率にて圧縮気体と液体とを噴射することを特徴とする除雪システム。
【請求項２】
異なる位置に複数の噴射装置が配置され、各噴射装置の光線放射部から放射された光線の交点が形成されたときに、その交点を前記照射範囲として、交点に向かって各噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射することを特徴とする請求項１の除雪システム。
【請求項３】
前記噴射装置は、前記光線放射部から放射した光線に基づいて除去すべき冠雪までの距離を計測できる距離計測手段を備え、前記距離計測手段による計測距離が、予め設定した距離範囲内であるときに、照射範囲に向かって単一の噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射することを特徴とする請求項１の除雪システム。
【請求項４】
前記噴射口から融雪剤を噴射することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項の除雪システム。
【請求項５】
前記噴射装置は、温度計及び／又は湿度計を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項の除雪システム。
【請求項６】
前記噴射装置を搭載する飛行体を備え、この飛行体を冠雪よりも上方に配置し、下方向に圧縮気体及び液体を噴射することを特徴とする請求項１の除雪システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力設備表面に付着した冠雪を除去する除雪システム及び除雪方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
標高の高い山間地や内陸部等の多雪区域では、電力設備に着雪や冠雪が生じる。電力設備に着雪や冠雪が生じると、電力系統事故や送電不能等が発生する等の問題が深刻化するため、電力設備に付着した冠雪を除去する作業が必要となる。
【０００３】
除雪装置として、例えば特許文献１に示すものがある。特許文献１の除雪装置は、作業車と、作業車に備え付けられたコンプレッサと、圧縮空気を噴出するノズル等からなり、ノズル先端部から冠雪に向かってコンプレッサからの圧縮空気を噴射すると、圧縮空気が吹き付けられた冠雪は吹き飛ばされて除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４６５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載された方法で電力設備の冠雪を除去するためには、作業車を電力設備近傍にまで移送する必要がある。しかしながら、作業車のような大掛かりなものを山間地や多雪区域にまで移送することは困難な場合が多い。また、コンプレッサのみを運搬する場合も、重量が大きいため運搬作業の負担が大きく、山間地や多雪区域にまで移送することが困難となる。
【０００６】
また、特許文献１のものは圧縮空気を噴射するものであるため、狙った位置に圧縮空気が吹き付けられるか否かについて、視覚的に認識することは困難となる。このため、ノズルの先端部を除去対象となる冠雪に可能な限り近づけて、冠雪から近距離で圧縮空気を噴射する必要がある。このため、電力設備のうち鉄塔のように、冠雪除去作業が広範囲に及ぶものについては冠雪位置の全範囲にノズルの先端部を近づける必要があり、作業性が悪いものとなる。特に、鉄塔の上方部では、ノズルの先端部を容易に近づけることができない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、電力設備の冠雪除去作業の作業性を向上させることができる冠雪除去システム及び冠雪除去方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冠雪除去システムは、電力設備表面に付着した冠雪を除去する除雪システムであって、圧縮気体及び液体を噴射する噴射口を有する噴射部と、圧縮気体及び液体の噴射方向に光線を放射する光線放射部とを備えた噴射装置が配置され、前記噴射装置の光線放射部から光線が放射され、冠雪に前記光線の照射範囲が形成されたときに、その照射範囲に向かって噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射して、照射範囲を含む冠雪を除去するものである。
【０００９】
本発明の冠雪除去システムによれば、噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射する前に、光線を噴射する。これにより、噴射すべき位置を予め確認することができるため、噴射装置の噴射口を除去対象となる冠雪範囲に近接させる必要はなく、離れた位置からでも冠雪範囲に圧縮気体及び液体を噴射することができる。また、圧縮気体と液体とを冠雪に向かって噴射するものであるため、冠雪の吹き飛ばし作用に加えて、溶融作用を有し、さらには、噴射中においては噴射物（気体及び液体）が除去すべき冠雪に到達したか視認することができる。
【００１０】
前記構成において、異なる位置に複数の噴射装置が配置され、各噴射装置の光線放射部から放射された光線の交点が形成されたときに、その交点を前記照射範囲として、交点に向かって各噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射することができる。すなわち、一の噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射する範囲と、これとは異なる他の噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射する範囲とをほぼ同一とすることができ、多方向から圧縮気体及び液体を噴射する。これにより、冠雪除去効果を高めることができる。
【００１１】
前記構成において、前記噴射装置は、前記光線放射部から放射した光線に基づいて除去すべき冠雪までの距離を計測できる距離計測手段を備え、前記距離計測手段による計測距離が、予め設定した距離範囲内であるときに、照射範囲に向かって単一の噴射装置から圧縮気体及び液体を噴射することができる。このようにすれば、単一の噴射装置であっても冠雪除去効果を高めることができる。
【００１２】
前記構成において、前記噴射口から融雪剤を噴射することができる。これにより、冠雪の溶融作用を向上させることができ、冠雪除去効果を高めることができる。
【００１３】
前記構成において、前記噴射装置は、温度計及び／又は湿度計を備えることができる。これにより、外部環境（温度及び湿度）に応じて噴射する液体温度や圧縮空気の噴射量を調節すれば、冠雪の除去効果を高めることができる。
【００１４】
前記構成において、圧縮気体と液体との混合比率のパターンが複数設定された混合比率設定テーブルと、この混合比率設定テーブルから１つのパターンを選択する選択手段とを備え、選択したパターンに基づいた比率にて圧縮気体と液体とを噴射することができる。すなわち、圧縮気体と液体との比率を種々変更することができる。一般的に、冠雪までの距離が近いほど圧縮気体の除雪効果が高く、遠いほど液体の除雪効果が高いため、冠雪までの離間距離に適した噴射ができ、効果的に冠雪を除去することができる。
【００１５】
前記構成において、前記噴射装置を搭載する飛行体を備え、この飛行体を冠雪よりも上方に配置し、下方向に圧縮気体及び液体を噴射することができる。これにより、地上側からの噴射では圧縮気体と液体とが到達しにくい高所の冠雪でも除去することができる。また、いわゆるダウンウォッシュ（気流が下向きになる現象）にて冠雪が存在する下方に強い風が噴き付けられる。従って、噴射装置からの圧縮気体と、ダウンウォッシュによる風の影響とが相俟って、除雪効果の促進を図ることができる。さらには、真下方向に圧縮気体及び液体を噴射することで、噴射中の飛行体のバランスが安定したり、噴射時における飛行体への衝撃を軽減したりすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の除雪システム及び除雪方法は、噴射装置の噴射口を除去対象となる冠雪範囲に近接させなくても、所望の位置に圧縮気体及び液体を噴射することができるため、電力設備の冠雪除去作業の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の除雪システムを示す図である。
【図２】本発明の除雪システムを構成する噴射装置の簡略図である。
【図３】本発明の第２実施形態の除雪システムを示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態の除雪システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１９】
本発明の除雪システムは、電力設備（特に、山中の送電設備）に付着した冠雪を除去するものである。本実施形態では、電力設備を鉄塔５０としているが、電線、碍子、架空地線等であってもよい。この除雪システムは、図１に示すように第１の噴射装置１ａと、第２の噴射装置１ｂとを備えている。
【００２０】
第１の噴射装置１ａと第２の噴射装置１ｂとは同様の構成を採用している。第１及び第２の噴射装置１ａ、１ｂは、図２に示すように、圧縮気体を噴射する噴射部３ａ、３ｂと、光線を放射する光線放射部４ａ、４ｂとを備えている。
【００２１】
噴射部３ａ、３ｂは、インパルス消火装置（インパルス銃）を使用している。インパルス消火装置とは、圧縮空気で水を非常に細かい霧状にして、銃の様に打ち出すものである。すなわち、噴射部３ａ、３ｂは、気体供給源７ａ、７ｂと、液体供給源８ａ、８ｂと、筒状体１０ａ、１０ｂとからなる。気体供給源７ａ、７ｂは圧縮気体（本実施形態では空気）が貯蔵される空気ボンベであり、液体供給源８ａ、８ｂは液体（本実施形態では水）が貯蔵される水タンクである。気体供給源７ａ、７ｂと筒状体１０ａ、１０ｂとはホース１１ａ、１１ｂを介して接続されており、液体供給源８ａ、８ｂと筒状体１０ａ、１０ｂとはホース１２ａ、１２ｂを介して接続されている。
【００２２】
筒状体１０ａ、１０ｂは、例えばステンレスにて構成されており、内部は気体供給源７ａ、７ｂから空気が導入される気体室５ａ、５ｂと、液体供給源８ａ、８ｂから水が導入される液体室６ａ、６ｂとが直列に並んで構成されている。気体室５ａ、５ｂと液体室６ａ、６ｂとの間に開閉シャッター１３ａ、１３ｂが設けられている。そして、この開閉シャッター１３ａ、１３ｂを数十ミリ秒の短時間で開閉することで、気体室５ａ、５ｂから液体室６ａ、６ｂへ圧縮空気を放出する。液体供給室６ａ、６ｂの先端部（気体供給室５ａ、５ｂと反対側）は、圧縮空気及び水が噴射される噴射口９ａ、９ｂとなる。圧縮空気の圧力より、液体室６ａ、６ｂの噴射口９ａ、９ｂから水を微細な粒子として高速度で放出することができる。
【００２３】
噴射口９ａ、９ｂから圧縮空気及び水を噴射する際又はその前後において、融雪剤を噴射するのが好ましい。融雪剤としては、例えば、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等の酢酸系、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム等の塩化系、尿素等がある。この中でも、酢酸系のものは腐食作用が比較的弱く、本発明で使用する融雪剤としてはより適している。
【００２４】
噴射装置１ａ、１ｂは、圧縮気体と液体との混合比率のパターンが複数設定された混合比率設定テーブル１６ａ、１６ｂと、混合比率設定テーブル１６ａ、１６ｂから１つのパターンを選択する選択手段１５ａ、１５ｂとを備えている。図２において、混合比率設定テーブル１６ａ、１６ｂは、圧縮気体と液体との混合比率（例えば体積比率）が複数パターン定められている。本実施形態では３パターン定められているが、２パターン以上であれば３パターンに限られない。
【００２５】
図２においてパターン１は、噴射する圧縮空気と水との体積比率が２：３であり、パターン２は１：１であり、パターン３は３：２であることを示している。そして、冠雪までの距離が遠い場合には、水の除雪効果が高くなるため、選択手段１５にて、水の比率が高いパターン１を選択する。これにより、圧縮空気と水との体積比率が２：３となるように筒状体１０ａ、１０ｂ内で調節して、この比率で圧縮空気と水とを噴射する。また、冠雪までの距離が近い場合には、圧縮空気の除雪効果が高くなるため、選択手段１５にて、圧縮空気の比率が高いパターン３を選択したり、それ以外の場合には、選択手段１５にて、圧縮空気と水との比率が同一であるパターン２を選択したりする。このように、冠雪までの離間距離を考慮して、距離に応じたパターンを選択することができる。
【００２６】
噴射装置１ａ、１ｂは、公知公用の温度計（図示省略）及び湿度計（図示省略）が設けられている。これにより、本システムが使用される環境（温度、湿度）を測定することができ、温度及び湿度に応じて噴射する液体温度や圧縮空気の噴射量を調節して、冠雪の除去効果を高めることができる。
【００２７】
光線放射部４ａ、４ｂは、可視光線（本実施形態ではレーザ光線）を放射するものであり、噴射口９ａ、９ｂの外周縁部からレーザ光線が放射される。半導体レーザの発生するレーザ光を光学系で集光して光線とし、この光線を投影面に投射することによってスポット表示を行うレーザポインタにて構成している。光線放射部４ａ、４ｂにより放射されるレーザ光線は、噴射口９ａ、９ｂの外周縁部を始点として、筒状体１０ａ、１０ｂの軸方向に直進する。従って、レーザ光線は、噴射口９ａ、９ｂから噴射される圧縮空気及び液体の噴射方向と同一方向に直進するものとなり、圧縮空気及び液体の噴射方向を指し示すものとなる。
【００２８】
本発明の除雪システムは、図１に示すように、鉄塔５０の近傍において前記第１及び第２の噴射装置１ａ、１ｂを夫々異なる位置に配置することにより構成されている。噴射装置１ａ、１ｂは、噴射した圧縮空気及び水が冠雪まで直進できる範囲内で配置し、例えば除去対象となる冠雪から半径１ｍ〜２０ｍ以内の範囲で配置されている。
【００２９】
次に、本発明の除雪システムを使用した除雪方法について説明する。まず、冠雪に対して、第１噴射装置１ａから第１のレーザ光線Ｌ１を照射し、第２噴射装置１ｂから第２のレーザ光線Ｌ２を照射する。すなわち、異なる位置から同時にレーザ光線を照射することによって、始点が異なる２つのレーザ光線Ｌ１、Ｌ２を同時に発生させる。ここで同時とは、第１のレーザ光線Ｌ１が発生している時間の全部又は一部で、第２のレーザ光線Ｌ２が発生している時間があればよく、２つのレーザ光線が同時に発生している時間があることを意味する。従って、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発生時刻が同時である必要はなく、第１のレーザ光線Ｌ１の発生時刻と第２のレーザ光線Ｌ２の発生時刻とが相違してもよい。
【００３０】
第１のレーザ光線Ｌ１と第２のレーザ光線Ｌ２とを発生させた後、第１のレーザ光線Ｌ１と第２のレーザ光線Ｌ２とが交わるようにレーザ光線の始点位置（つまり、噴射口９ａ、９ｂの位置）やレーザ光線の方向（つまり、噴射口９ａ、９ｂの向き）を変更する。このとき、片方（例えば第１の噴射装置１ａ）から放射される第１のレーザ光線Ｌ１の進路を固定して、この第１のレーザ光線Ｌ１のいずれかの位置で交点が形成されるように第２のレーザ光線Ｌ２の始点位置や方向を調節してもよい。また、除去対象となる冠雪範囲に交点が形成されるように、第１のレーザ光線Ｌ１の始点位置や方向と、第２のレーザ光線Ｌ２の始点位置や方向との両方を調節してもよい。
【００３１】
第１のレーザ光線Ｌ１及び第２のレーザ光線Ｌ２の交点が形成されたときに、その交点に向かって、第１噴射装置１ａ及び第２噴射装置１ｂから圧縮空気及び液体を噴射する。このように、噴射すべき位置を予め確認することができるため、噴射装置の噴射口を除去対象となる冠雪範囲に近接させなくても所望の位置に圧縮空気及び水を噴射することができる。これにより、鉄塔の冠雪除去作業の作業性を向上させることができる。
【００３２】
しかも、圧縮気体と液体とを冠雪に向かって噴射するものであるため、冠雪の吹き飛ばし作用に加えて、溶融作用を有するため、交点部分を含む範囲の冠雪を効果的に除去することができ、さらには、噴射中においては噴射物（気体及び液体）が除去すべき冠雪に到達したか視認することができる。また、第１噴射装置１ａから圧縮空気及び水を噴射する範囲と、第２噴射装置１ｂから圧縮空気及び水を噴射する範囲とをほぼ同一とすることができ、多方向から圧縮空気及び水を噴射する。これにより、冠雪除去効果を高めることができる。
【００３３】
図３は、本発明の第２実施形態の除雪システムを示す。第１噴射装置１ａは、冠雪の上方に配置される飛行体２０に搭載されている。本実施形態では飛行体２０はヘリコプターとしている。第２噴射装置１ｂは、前記実施形態１と同様に、地上側に配置されている。この場合、第１噴射装置１ａは、飛行体２０の排熱により温度が上昇する範囲内に設置されている。これにより、飛行体２０の排熱により、第１噴射装置１ａ内の水温が上昇することになり、例えば２０℃〜６０℃程度の温水を噴射することができて、第１噴射装置１ａの凍結を防止したり、融雪効果を高めることができる。
【００３４】
第２噴射装置１ｂからのレーザ光線Ｌ２は、冠雪よりも下方から放射され、第１噴射装置１ａからのレーザ光線Ｌ１は、冠雪よりも上方から放射される。また、第１噴射装置１ａからは、下方向に圧縮気体及び液体が噴射される。これにより、いわゆるダウンウォッシュ（気流が下向きになる現象）にて冠雪が存在する下方に強い風が噴き付けられる。従って、第１噴射装置１ａからの圧縮気体と、ダウンウォッシュによる風の影響とが相俟って、除雪効果の促進を図ることができるほか、噴射中の飛行体のバランスが安定したり、噴射時における飛行体２０への衝撃を軽減したりすることができる。
【００３５】
この第２実施形態の場合も、レーザ光線Ｌ１とレーザ光線Ｌ２とで交点が形成され、その後、第１噴射装置１ａから圧縮空気及び水を噴射し、第２噴射装置１ｂから圧縮空気及び水を噴射すると、交点部分を含む範囲の冠雪を除去することができる。
【００３６】
このように、第２実施形態の除雪システムでも前記第１実施形態の除雪システムと同様の作用効果を奏する。特に、飛行体２０からレーザ光線Ｌ１を放射するとともに、冠雪よりも上方または下方から圧縮空気及び水を噴射しているため、地上側からの噴射では圧縮空気と水とが到達しにくい高所の冠雪でも効果的に除去することができる。なお、図３に示す除雪システムにおいて、図１及び図２と同様の構成については、図１及び図２と同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図４は、本発明の第３実施形態の除雪システムを示す。この場合、単一の噴射装置１が配置されている。図４では地上側に噴射装置１を配置した状態を示しているが、飛行体２０に噴射装置１を搭載して地上の噴射装置１を省略してもよい。本実施形態の噴射装置１は、光線放射部４から放射したレーザ光線Ｌに基づいて除去すべき冠雪までの距離を計測できる距離計測手段（図示省略）を備えている。この距離計測手段としては、公知公用のレーザ距離計を用いることができる。すなわち、目標物（冠雪）にレーザを当て、反射したレーザの伝達時間から光線放射部４から冠雪までの計測距離Ｈを得るものである。
【００３８】
距離計測手段による計測距離Ｈが、予め設定した距離範囲内であるときに、レーザＬの照射範囲に向かって噴射装置１から圧縮気体及び液体を噴射すると、照射範囲の冠雪を効果的に除去することができる。
【００３９】
このように、第３実施形態では、単一の噴射装置１であっても冠雪除去効果を高めることができる。なお、図４に示す除雪システムにおいて、図１及び図２と同様の構成については、図１及び図２と同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態では噴射装置１を２つ備えたものであったが、３つ以上であってもよい。噴射装置１ａ、１ｂを地上側に配置する場合、台の上に載置した状態で使用してもよい。温度計と湿度計とはいずれか一方のみ設けてもよく、両方省略することもできる。全ての噴射装置１が同一の構成でなくてもよく、夫々大きさが相違していたり、形状が異なるものであってもよい。飛行体２０は飛行可能かつ噴射装置１ａ、１ｂを搭載できるものであれば航空機等、他のものでもよい。第２実施形態において、第２噴射装置１ｂを別のヘリコプターに搭載して、全ての噴射装置１ａ、１ｂにおいて、冠雪よりも上方または下方からレーザ光線Ｌ１、Ｌ２を放射するとともに、冠雪よりも上方または下方から圧縮気体及び液体を噴射するものとしてもよい。さらに光線の交点は目視のみならず、モニタを用いてより正確に確認することができる。第３実施形態において、距離計測手段は、冠雪までの距離を計測した場合にアラーム又はＬＥＤ点灯により通知する機能を追加したり、飛行体２０に搭載した場合において、送電線との接近限界距離に近づいた際に警告する機能を追加してもよい。図２に示す体積比率の３つのパターンは例示であり、これに限定されず、種々の体積比率を設定できる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１ａ、１ｂ    噴射装置
３ａ、３ｂ    噴射部
４、４ａ、４ｂ    光線放射部
９ａ、９ｂ    噴射口
１５    選択手段
１６    混合比率設定テーブル
２０    飛行体
５０    鉄塔
Ｌ、Ｌ１、  Ｌ２    レーザ光線
Ｈ    計測距離
【図１】
0005946681.tif 000002
【図２】
0005946681.tif 000003
【図３】
0005946681.tif 000004
【図４】
0005946681.tif 000005