(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＺｎＯ素子を磁器碍管の内部に収容し、かつ、前記ＺｎＯ素子と電気的に接続された線路側端子および接地側端子を前記磁器碍管の端部にそれぞれ配設し、かつ、前記接地側端子の端子用金具を前記磁器碍管の一端部にＯリングを介して封着すると共に、前記磁器碍管に外装部品を装着した配電系統に設置される配電用避雷器において、前記磁器碍管の一端部に封着された端子用金具の切断予定箇所に回転フリーな円盤状切断刃を当接させ、前記磁器碍管を回転させることにより、その磁器碍管の回転に従動して前記切断刃を磁器碍管の回転と反対方向に回転させながら前記端子用金具を両断することにより前記配電用避雷器を解体し、その避雷器の構成部品を分別および評価した上で、前記構成部品のうち、再生可能な構成部品の洗浄を経て再生可能な構成部品を再利用すると共に再生不可能な構成部品を新品交換し、それら再利用および新品の構成部品を配電用避雷器として組み立てることを特徴とする配電用避雷器のリサイクル方法。
【請求項２】
前記円盤状切断刃の刃先角度を３０〜５０°とした請求項１に記載の配電用避雷器のリサイクル方法。
【請求項３】
少なくともＺｎＯ素子を磁器碍管の内部に収容し、かつ、前記ＺｎＯ素子と電気的に接続された線路側端子および接地側端子を前記磁器碍管の端部にそれぞれ配設し、かつ、前記接地側端子の端子用金具を前記磁器碍管の一端部にＯリングを介して封着した配電用避雷器を解体する装置であって、
前記磁器碍管を一定の姿勢に保持した状態で回転させる回転機構と、前記磁器碍管に対して並置され、回転フリーな状態に保持された円盤状切断刃と、前記磁器碍管と切断刃を相対的に移動させて前記端子用金具の切断予定箇所に円盤状切断刃を当接可能とする移送機構とを備え、前記円盤状切断刃を端子用金具の切断予定部位に当接させることにより、前記磁器碍管の回転に従動して前記円盤状切断刃を磁器碍管の回転と反対方向に回転可能としたことを特徴とする配電用避雷器の解体装置。
【請求項４】
前記円盤状切断刃の刃先角度を３０〜５０°とした請求項３に記載の配電用避雷器の解体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６６００Ｖ送電線の配電設備に設置された配電用避雷器を耐用年数の経過後に再利用するリサイクル方法、および耐用年数を経過した配電用避雷器を解体する解体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、６６００Ｖ送電線の配電設備に設置されている配電用避雷器については、耐用年数が経過した場合、廃棄され、そのほとんどが埋め立て処分されていた。一部の配電用避雷器については、碍管を叩き割り、金属製の内部部品を取り出してマテリアルリサイクルとしていたのが現状である。
【０００３】
この碍管の破砕による配電用避雷器の解体は、その避雷器の構造上の特徴が原因の一つである。つまり、配電用避雷器の場合、長期的な気密性能を維持させるために磁器碍管に端子用金具が強固に締め付けられていることから、その碍管を叩き割る以外に容易に解体できないことによる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、産業廃棄物の発生量が高水準で推移している反面、産業廃棄物処理設備の立地が困難であり、資源の有効活用を図り、産業廃棄物を削減するリサイクルの推進による循環型社会の形成が急務となっている。耐用年数を経過した配電用避雷器においても大幅に産業廃棄物を削減できるリサイクル化の開発が必要不可欠である。
【０００５】
この配電用避雷器のリサイクル化を推進する上で、碍管を叩き割る以外で配電用避雷器を容易に解体できるようにすることが重要である。例えば、旋盤などを利用して碍管の一端部を密封させるために取り付けられた端子用金具を切断することにより、配電用避雷器を解体しようとした場合、碍管を破損させずに端子用金具のみを切断することは可能である。
【０００６】
しかしながら、端子用金具の切断箇所では、碍管と端子用金具との間に介在するガスケットとしてのＯリングが近接していることから、その切断時の摩擦熱により、避雷器の絶縁性を維持する上で有害なガスが発生するという問題がある。つまり、ゴム製のＯリングが発煙し、その周囲にカーボンを付着させることにより絶縁性を低下させるという問題が発生する。一方、端子用金具の切断箇所を変えてＯリングが近接していない箇所を切断しようとした場合、その切断箇所では端子用金具に碍管が接合しているため、碍管に損傷を与えてしまうおそれがあって好ましい手段ではない。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、配電用避雷器のリサイクルを容易に実現し、そのリサイクルにおける配電用避雷器の解体を有害ガスの発生や碍管の破損なく容易に実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般的に、配電用避雷器（以下、単に避雷器と称す）の公称放電電流は２５００Ａであるが、避雷器が動作するおおよその頻度は、１台あたり１０００Ａ以上が約２０年に１回、２０００Ａ以上が約５０年に１回、３０００Ａ以上が約１００年に１回の割合になっており、ほとんどの避雷器は雷サージによるダメージを受けていないものと推測される。このことから、避雷器は、仕様値以下の動作であれば、数十回動作しても劣化することなく、雷現象の実態から避雷器が数十回も動作することはほとんどないため、気密性能を除いてほとんどの部品が再生可能である。避雷器の気密性能においては、長い年月使用されていくと圧縮永久歪が大きくなり、気密性に信頼性がなくなる。従って、劣化が見られる箇所としては、気密部分にほぼ限定できることから、避雷器の大半は、気密部分を取り替えることでリサイクル品として再生可能である。
【０００９】
そこで、本発明に係る避雷器のリサイクル方法は、少なくともＺｎＯ素子を磁器碍管の内部に収容し、かつ、前記ＺｎＯ素子と電気的に接続された線路側端子および接地側端子を前記磁器碍管の端部にそれぞれ配設し、かつ、前記接地側端子の端子用金具を前記磁器碍管の一端部にＯリングを介して封着すると共に、前記磁器碍管に外装部品を装着した配電系統に設置される避雷器において、前記磁器碍管の一端部に封着された端子用金具の切断予定箇所に回転フリーな円盤状切断刃を当接させ、前記磁器碍管を回転させることにより、その磁器碍管の回転に従動して前記切断刃を磁器碍管の回転と反対方向に回転させながら前記端子用金具を両断することにより前記避雷器を解体し、その避雷器の構成部品を分別および評価した上で、前記構成部品のうち、再生可能な構成部品の洗浄を経て再生可能な構成部品を再利用すると共に再生不可能な構成部品を新品交換し、それら再利用および新品の構成部品を避雷器として組み立てることを特徴とする。
【００１０】
ここで、「少なくともＺｎＯ素子を磁器碍管の内部に収容し」とは、磁器碍管の内部に収容した内部要素としては、ＺｎＯ素子以外に直列ギャップ、接続導体としてのスプリングやＯリング等のシール部材などを含むことを意味する。また、本発明の対象となる避雷器は、一般的な避雷器と異なり、６６００Ｖ送電線の配電設備に設置されるものであり、接地側端子の端子用金具を磁器碍管の一端部にＯリングを介して封着した構造を具備する。
【００１１】
以上の構成に基づく避雷器のリサイクル方法において、避雷器の解体工程では、外装部品の取り外し、接地側端子部の解体、内部要素の取り出し、線路側端子の解体を行う。次に、解体により得られた構成部品の分別工程では、電気的な特性検査や外観検査に基づいて、構成部品のうち、再生可能な構成部品と再生不可能な構成部品を分別して評価する。再生不可能な構成部品については、産業廃棄物あるいはマテリアルリサイクルとして処理する。次に、再生可能な構成部品の洗浄を経て、最終的に、構成部品の再組立工程では、再生可能な構成部品を再利用すると共に再生不可能な構成部品を新品交換し、それら再利用および新品の構成部品を避雷器として組み立てる。以上の各工程、つまり、解体工程、分別工程、洗浄工程および再組立工程を経ることにより、避雷器のリサイクルを容易に実現することが可能となる。
【００１３】
この解体装置は、磁器碍管を一定の姿勢に保持した状態で回転させる回転機構と、磁器碍管に対して並置され、回転フリーな状態に保持された円盤状切断刃と、磁器碍管と切断刃を相対的に移動させて端子用金具の切断予定箇所に円盤状切断刃を当接可能とする移送機構とを備え、円盤状切断刃を端子用金具の切断予定部位に当接させることにより、磁器碍管の回転に従動して円盤状切断刃を磁器碍管の回転と反対方向に回転可能としたことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、前述した円盤状切断刃を用いることにより、その切断時に摩擦熱が発生しにくいことから、端子用金具の切断予定箇所が、磁器碍管と端子用金具との間に介在するガスケットとしてのＯリングに近接していても、避雷器の絶縁性を維持する上で有害なガスが発生することを抑止することができる。また、Ｏリングに近接した箇所を切断することで、磁器碍管に損傷を与えることもない。
【００１５】
なお、この解体装置における円盤状切断刃の刃先角度は、３０〜５０°とすることが望ましい。この刃先角度が３０°より小さいと、切断に十分な耐久性がなく、逆に５０°より大きいと、端子用金具の切断面が変形し、切断しにくくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、避雷器を解体し、その避雷器の構成部品を分別および評価した上で、前記構成部品のうち、再生可能な構成部品の洗浄を経て再生可能な構成部品を再利用すると共に再生不可能な構成部品を新品交換し、それら再利用および新品の構成部品を配電用避雷器として組み立てることにより、避雷器のリサイクルを容易に実現することができる。ここで、避雷器から再生可能な構成部品を重量比で８５％以上取り出すことができることを確認しており、これによって、産業廃棄物を大幅に削減することが可能となった。
【００１７】
また、解体時、円盤状切断刃を用いることにより、その切断時に摩擦熱が発生しにくいことから、端子用金具の切断予定箇所が、磁器碍管と端子用金具との間に介在するガスケットとしてのＯリングに近接していても、避雷器の絶縁性を維持する上で有害なガスが発生することを抑止することができ、また、Ｏリングに近接した箇所を切断することで、磁器碍管に損傷を与えることもない。その結果、避雷器をリサイクル可能な程度に解体することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を以下に詳述する。図１は、避雷器１のリサイクル方法において、避雷器１を解体してから組み立てるまでの各構成部品の取り扱いを説明するためのもので、図２は、避雷器１のリサイクル方法を各工程ごとに説明するフローチャートである。また、図３は、避雷器１の構造例を説明するものである。
【００１９】
まず、リサイクル対象物である避雷器１は、６６００Ｖ送電線の配電設備に設置されるもので、以下の構造を具備する。図３に示すように希土類系あるいはビスマス系のＺｎＯ素子２を含む内部要素３を磁器碍管４の内部に収容し、そのＺｎＯ素子２と電気的に接続された線路側端子５および接地側端子６を磁器碍管４の端部にそれぞれ配設し、磁器碍管４の外周に支持バンド７を装着している。なお、磁器碍管４の上端部には、線路側端子５を保護するための安全キャップ８が装着されている。
【００２０】
前述の内部要素３は、上下に離隔して配置された二つのＺｎＯ素子２と、それら二つのＺｎＯ素子２間に介挿された直列ギャップ９と、上方に位置するＺｎＯ素子２を線路側端子５と電気的に接続するスプリング１０とで構成されている。なお、これら直列ギャップ９およびスプリング１０のそれぞれは、複数の部品から構成されている。また、線路側端子５は、複数の部品で構成され、二つのシール部材１１，１２により磁器碍管４の上端部に気密的に取り付けられている。さらに、接地側端子６は、下方に位置するＺｎＯ素子２と電気的に接続され、かつ、磁器碍管４の下方開口部にＯリング１３を介して気密的に取り付けられている。この接地側端子６は、磁器碍管４の下方開口部を封口する端子用金具１４を有し、その端子用金具１４は、その底面部の周縁から延在して磁器碍管４の下方側壁部に接合するフランジ部１４ａを有する。支持バンド７は、磁器碍管４の外周にボルトおよびナットにより着脱自在に装着されたもので、避雷器１を配電設備に付設するためのものである。
【００２１】
以上のような構成を具備した避雷器１のリサイクル方法を、図１および図２を参照しながら詳述する。
【００２２】
この実施形態におけるリサイクル方法において、図１に示すように磁器碍管４および安全キャップ８については、外観検査を行った上で洗浄することにより再生可能な構成部品として再組立に使用する。磁器碍管４に収容された内部要素３である、ＺｎＯ素子２、直列ギャップ９については、所定の電気的な検査を行い、再生可能なものと再生不可能なものとに分別し、その再生可能なものを再組立に使用する。支持バンド７については、銘板などを交換した上で、再生可能な構成部品として再組立に使用する。接地側端子６については、解体時に端子用金具１４を切断することから、再生不可能な構成部品（マテリアルリサイクル）として金属回収事業者などに提供する。なお、内部要素３および線路側端子５についても、再生不可能な金属製の構成部品については、マテリアルリサイクルとして取り扱う。線路側端子用のシール部材１１，１２や接地側端子用のＯリング１３については、再生不可能な構成部品（産業廃棄物）として埋め立て処分となる。
【００２３】
このリサイクル方法は、図２に示すように検査工程、解体工程、分別工程、洗浄工程および再組立工程からなる。検査工程では、避雷器１の各構成部品の外観構造検査および特性試験を行う。解体工程では、外装部品（安全キャップ８や支持バンド７）の取り外し、接地側端子６の解体、内部要素３の取り出しおよび線路側端子５の解体を行う。分別工程では、解体工程で解体された各構成部品について、再生可能なものと再生不可能なものとに分別して評価し、再生不可能な構成部品のうち、金属製のものについてはマテリアルリサイクルとし、パッキン類については産業廃棄物として処理する。洗浄工程では、再生可能な構成部品を例えば超音波洗浄などにより洗浄する。再組立工程では、再生不可能な構成部品とされた金属類やパッキン類を補充部品として新品交換し、再生可能な構成部品と共に避雷器１の本体を組み立てた上で特性試験を行い、外装部品（安全キャップ８や支持バンド７）を組み立てた上で外観構造検査を行い、製品を梱包および出荷する。
【００２４】
以下、前述した検査工程、解体工程、分別工程、洗浄工程および再組立工程を具体的に説明する。
【００２５】
検査工程では、避雷器１の各構成部品の外観構造検査および特性試験を行う。外観構造検査において、磁器碍管４の表面に割れ、欠け、ヒビがある場合（落下の衝撃による機械的性能低下の可能性あり）、アーク痕跡がある場合（絶縁低下の可能性あり）、端子用金具１４の膨らみまたはピンホールがある場合（ジュール熱による内圧上昇での膨らみまたはピンホールによる絶縁低下の可能性あり）、磁器碍管４の沿面の付着物があり、容易に除去できそうにもない場合（沿面汚損による絶縁低下の原因）には、安全に解体することができない可能性や再生部品に不良品が混入する可能性を考慮し、基本的には、そのまま産業廃棄物扱いとした方がよい。同様に、特性試験において、例えば絶縁抵抗値や商用周波数放電開始電圧が規定値より低下している場合（絶縁低下の可能性あり）にも、安全に解体することができない可能性や再生部品に不良品が混入する可能性を考慮し、基本的には、そのまま産業廃棄物扱いとした方がよい。
【００２６】
解体工程では、外装部品（安全キャップ８や支持バンド７）の取り外し、接地側端子６の解体、内部要素３の取り出しおよび線路側端子５の解体を行う。外装部品の取り外しでは、図４に示すように安全キャップ８および支持バンド７を磁器碍管４から取り外す。この時、図５に示すように線路側端子５、接地側端子６および支持バンド７に装着されているボルト、ナットや銘板等の小物部品についても適宜取り外しておく。
【００２７】
この解体工程における接地側端子６の解体を以下に詳述する。この接地側端子６の解体を実行する解体装置は、図６に示すように磁器碍管４を起立姿勢に保持した状態で回転させる回転機構１５と、磁器碍管４に対して並置され、回転フリーな状態に保持された円盤状切断刃１６と、磁器碍管４と円盤状切断刃１６を相対的に移動させて磁器碍管４の一端部に封着された端子用金具１４の切断予定箇所に円盤状切断刃１６を当接可能とする移送機構１７とを備えている。
【００２８】
この解体装置における回転機構１５は、磁器碍管４を垂直に起立させた姿勢を保持するベース部１８上に載置し、その磁器碍管４の上部を押え部１９により下方へ押圧した状態で回転自在に支持する。円盤状切断刃１６は、磁器碍管４に装着された端子用金具１４のフランジ部１４ａの側方に配置され、回転フリーな状態に保持されている。この円盤状切断刃１６の刃先角度は、３０〜５０°としている。移送機構１７は、定点で回転する磁器碍管４に対して近接離隔可能に円盤状切断刃１６を水平方向にスライドさせる構造を具備する。なお、前述した回転機構１５には、磁器碍管４の端子用金具１４に対して切断位置を調整するため、磁器碍管４を上下方向に移動させる機構が設けられている。この上下位置調整機構は、前述の移送機構１７に設けることも可能である。
【００２９】
磁器碍管４に装着された接地側端子６を解体するに際しては、回転機構１５のベース部１８に磁器碍管４を起立させて載置して押え部１９によりその上部を保持した状態で磁器碍管４を回転させる。この回転する磁器碍管４に対して円盤状切断刃１６を近接方向にスライドさせて位置合わせする。なお、円盤状切断刃１６の上下方向の位置合わせは、磁器碍管側あるいは円盤状切断刃側のいずれか一方を上下方向に移動させることにより行えばよい。この位置合わせでは、接地側端子６の端子用金具１４のフランジ部１４ａの切断予定箇所に円盤状切断刃１６を当接させるが、例えば端子用金具１４の底面から３〜５ｍｍ程度の位置が適切である。
【００３０】
このようにして円盤状切断刃１６を端子用金具１４に当接させることにより、磁器碍管４の回転に従動して円盤状切断刃１６は、磁器碍管４の回転（図６のＡ方向）と反対方向（同図のＢ方向）に回転することになる。この状態で切断刃１６を所定量だけ磁器碍管４に対して近接させるように水平方向にスライドさせることにより、端子用金具１４に円盤状切断刃１６が切り込まれ、この端子用金具１４と円盤状切断刃１６の相互回転（両者の回転方向は反対方向）により、端子用金具１４が両断される。これにより、切断された端子用金具１４とＯリング１３を分離することができ、磁器碍管４の内部要素３が取り出し可能となる（図７参照）。
【００３１】
この接地側端子６の解体では、前述した円盤状切断刃１６を用いることにより、その切断時に摩擦熱が発生しにくいことから、端子用金具１４の切断予定箇所が、磁器碍管４と端子用金具１４との間に介在するＯリング１３に近接していても、避雷器１の絶縁性を維持する上で有害なガスが発生することを抑止することができる。また、Ｏリング１３に近接した箇所を切断することで、磁器碍管４に損傷を与えることもない。
【００３２】
この接地側端子６の解体後、図８に示すように磁器碍管４から内部要素３である二つのＺｎＯ素子２、直列ギャップ９およびスプリング１０を取り出す。その後、図９に示すように線路側端子５を解体する。この線路側端子５も、接地側端子６と同様、磁器碍管４に気密的に取り付けられていることから、プレス機などで磁器碍管４を固定した状態で線路側端子５を専用工具でもって取り外す。この時、線路側端子５と磁器碍管４との間に介在していた二つのシール部材１１，１２も取り外し、さらに、線路側端子５に付属する他の部品についても取り外しておく。
【００３３】
次に、分別工程では、解体工程で解体された各構成部品について、再生可能なものと再生不可能なものとに分別して評価する。つまり、磁器碍管４、外装部品（安全キャップ８および支持バンド７）、内部要素３、線路側端子５の各部品、接地側端子６の各部品のうちから、再生可能な構成部品と再生不可能な構成部品を検査に基づいて分別し評価する。この構成部品の検査に基づく評価において、再生可能な構成部品については後工程である再組立工程で使用され、再生不可能な構成部品のうち、ボルトやナット等の金属製のものについてはマテリアルリサイクルとし、Ｏリング１３やシール部材１１，１２などのパッキン類については産業廃棄物として処理する。再生不可能となる場合としては、例えば、外装部品の一つである安全キャップ８の表面に割れ、欠け、ヒビ等がある場合、他の外装部品である支持バンド７に修正不能な変形がある場合、磁器碍管４の表面に割れ、欠け、ヒビ等があったり、その内部が汚れていたり、気密部に傷がある場合、線路側端子５あるいは接地側端子６の部品に剥がれない付着物があったり、凹みや傷みがある場合、内部要素３であるＺｎＯ素子２の表面に割れ、欠け、ヒビ等があったり、特性試験で規定値が得られない場合、直列ギャップ９について割れ、欠け、ヒビ等の外観不良や放電痕跡がある場合、スプリング１０について修正不能な変形などの外観不良や溶解痕跡などがある場合などがある。
【００３４】
洗浄工程では、前述した分別工程での評価により、再生可能と判定された構成部品を例えば超音波洗浄などにより洗浄する。この再生可能な構成部品の洗浄については、超音波洗浄に限らず、他の洗浄方法を採用することも可能である。
【００３５】
再組立工程では、再生不可能な構成部品とされた、ボルトやナット等の金属類やＯリング１３やシール部材１１，１２などのパッキン類を補充部品として新品交換し、洗浄後の再生可能な構成部品と共に避雷器１の本体を組み立てた上で特性試験を行い、外装部品（安全キャップ８や支持バンド７）を組み立てた上で外観構造検査を行い、製品を梱包および出荷する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る配電用避雷器のリサイクル方法の実施形態で、配電用避雷器を解体してから組み立てるまでの各構成部品の取り扱いを説明するためのフロー図である。
【図２】配電用避雷器のリサイクル方法を各工程ごとに説明するフローチャートである。
【図３】配電用避雷器の構造例を示す正面図で、右半分は断面で示す。
【図４】配電用避雷器の構造例を示す正面図で、安全キャップの一部を断面で示す。
【図５】配電用避雷器の構造例を示す正面図で、安全キャップを取り外した状態を示す。
【図６】配電用避雷器の接地側端子を解体する解体装置を示す概略図である。
【図７】接地側端子の端子用金具を切断して磁器碍管から分離した状態を示す正面図である。
【図８】磁器碍管から内部要素を取り出した状態を示す断面図である。
【図９】配電用避雷器の線路側端子を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  配電用避雷器
２  ＺｎＯ素子
３  内部要素
４  磁器碍管
５  線路側端子
６  接地側端子
７  支持バンド（外装部品）
８  安全キャップ（外装部品）
９  直列ギャップ
１０  スプリング
１１、１２  シール部材
１３  Ｏリング
１４  端子用金具
１５  回転機構
１６  円盤状切断刃
１７  移送機構
１８  ベース部
１９  押え部
【図１】
0004584081.tif 000002
【図２】
0004584081.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004584081.tif 000008
【図８】
0004584081.tif 000009
【図９】
0004584081.tif 000010