(57)【要約】【課題】水中に設けられた配管に付着した物質を除去する。【解決手段】配管１０の外周面又は内周面に蝋材Ｐからなる層を形成する層形成工程と、配管との間に径方向に間隙をあけて配置される筒形状の除去筒１７を配管の延在方向に沿って移動させ、層の表層側を剥がす除去筒移動工程と、を含む配管付着物除去方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に設けられた配管に付着した物質を除去する配管付着物除去方法であって、
前記配管の外周面又は内周面に蝋材からなる層を形成する層形成工程と、
前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置される筒形状の除去筒１７を前記配管の延在方向に沿って移動させ、前記層の表層側を剥がす除去筒移動工程と、を含むことを特徴とする配管付着物除去方法。
【請求項２】
前記配管の外周面に蝋材からなる層を形成する層形成工程と、
前記配管を径方向に膨張させ、前記層を径方向外側に押し出す膨張工程と、
前記配管を元の直径に収縮させ、前記配管の外周面と前記層の内周面との間に間隙を形成する間隙形成工程と、
前記間隙に蝋材を充填する充填工程と、
前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置される前記配管よりも短く形成された外筒を前記配管の延在方向に沿って移動させ、前記層の外周側を剥がす外筒移動工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の配管付着物除去方法。
【請求項３】
前記配管は弾性を有する材料から形成されており、前記配管の内部に配置されている押出機構により前記配管を内周側から膨張させることを特徴とする請求項２に記載の配管付着物除去方法。
【請求項４】
前記蝋材はパラフィンであり、前記外筒移動工程によって剥がされた後再利用可能であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の配管付着物除去方法。
【請求項５】
水中に設けられた配管の外周面に付着した物質を除去する配管付着物除去装置であって、
前記配管の外周面に蝋材を供給する蝋材供給手段と、
前記配管の内部に設けられ、前記配管を径方向に膨張及び収縮可能とする配管径変更手段と、
前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置され、前記配管よりも短く形成され、前記配管の延在方向に沿って移動可能とされた外筒と、を備え、
前記配管が膨張及び収縮することによって、前記配管の外周面に形成される前記蝋材の層と前記配管との間に間隙が形成され、
前記外筒の移動によって前記蝋材の層の外周側が剥がされることを特徴とする配管付着物除去装置。
【請求項６】
前記配管は弾性を有する材料から形成されており、前記配管径変更手段は前記配管の内周側より前記配管を膨張させるための押出機構によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の配管付着物除去装置。
【請求項７】
前記蝋材はパラフィンであり、剥がされた後再利用可能であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の配管付着物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管付着物除去方法及び配管付着物除去装置に係り、特に水中に設けられた熱交換器などの配管に付着した海洋生物などの付着物を除去する配管付着物除去方法及び配管付着物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に対する関心が高まってきており、クリーンエネルギーを利用して化石燃料に依存しない発電装置が注目されている。このような発電装置の１つとして、風力発電装置が知られている。風力発電装置は、風力を受けて回転する風車と、風車の回転を電気に変換する発電機等を備えている。
【０００３】
風力発電装置は、陸上のみならず洋上や湖上等の水上に設置されることがある。洋上設置は、陸上設置と比較して設置面積を確保することが容易になる点、遮蔽物による風向変化が少ない点、遮蔽物による風力低下が少ない点等で有利である。
【０００４】
ところで、風力発電装置は、ナセルに収容される発電機などを冷却するために、ナセルに設置した熱交換器に外気を取り入れていた。しかし、風力発電装置が洋上に設置される場合、外気には多量の塩分が含まれるため、ナセル内に直接導入して機器の故障を招かぬよう塩害防止フィルタを設けるなどの対策が必要となってしまう。
そこで、外気を用いた冷却に代わる方法として海水を用いる冷却構造が考案されており、特許文献１には、海中に配置された熱交換器にナセル内の空気を循環させることで冷却する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２２５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、海水を利用して熱交換器の冷却水配管を冷却する場合、海中に生息している貝などの海洋生物が冷却水配管に付着することによって、熱交換器の冷却性能が妨げられるという問題がある。
この問題に対して、冷却水配管に付着した海洋生物を除去するために、冷却水配管に付着した海洋生物をローラで潰すなどの措置が取られている。しかしながら、この方法では海洋生物を完全に除去することができず、非効率的である。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、水中に設けられた配管に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる配管付着物除去方法及び配管付着物除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対し、本発明の以下の手段により解決を図る。
本発明の配管付着物除去方法は、水中に設けられた配管に付着した物質を除去する配管付着物除去方法であって、前記配管の外周面又は内周面に蝋材からなる層を形成する層形成工程と、前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置される筒形状の除去筒を前記配管の延在方向に沿って移動させ、前記層の表層側を剥がす除去筒移動工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、除去筒を移動させ蝋材からなる層を剥がすことによって、蝋材に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。即ち、水中に設けられた配管の外周面又は内周面に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。
【００１０】
また、本発明の配管付着物除去方法において、前記配管の外周面に蝋材からなる層を形成する層形成工程と、前記配管を径方向に膨張させ、前記層を径方向外側に押し出す膨張工程と、前記配管を元の直径に収縮させ、前記配管の外周面と前記層の内周面との間に間隙を形成する間隙形成工程と、前記間隙に蝋材を充填する充填工程と、前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置される前記配管よりも短く形成された外筒を前記配管の延在方向に沿って移動させ、前記層の外周側を剥がす外筒移動工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、外筒を移動させ蝋材からなる層を剥がすことによって、蝋材に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。即ち、水中に設けられた配管の外周面に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。
【００１２】
また、本発明の配管付着物除去方法において、前記配管は可撓性を有する材料から形成されており、前記配管の内部には前記配管の内周側より前記配管を膨張させるための押出機構が配置されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の配管付着物除去方法において、前記蝋材はパラフィンであり、前記外筒移動工程によって剥がされた後再利用可能であることが好ましい。
上記構成によれば、パラフィンを再利用することによって、配管付着物除去のコストを低減させることができる。
【００１４】
また、本発明の配管付着物除去装置は、水中に設けられた配管の外周面に付着した物質を除去する配管付着物除去装置であって、前記配管の外周面に蝋材を供給する蝋材供給手段と、前記配管の内部に設けられ、前記配管を径方向に膨張及び収縮可能とする配管径変更手段と、前記配管との間に径方向に間隙をあけて配置され、前記配管よりも短く形成され、前記配管の延在方向に沿って移動可能とされた外筒と、を備え、前記配管が膨張及び収縮することによって、前記配管の外周面に形成される前記蝋材の層と前記配管との間に間隙が形成され、前記外筒の移動によって前記蝋材の層の外周側が剥がされることを特徴とする。
【００１５】
本発明の配管付着物除去装置において、前記配管は可撓性を有する材料から形成されており、前記配管径変更手段は前記配管の内周側より前記配管を膨張させるための押出機構によって構成されていることが好ましい。
また、本発明の配管付着物除去装置において、前記蝋材はパラフィンであり、剥がされた後再利用可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蝋材に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。即ち、水中に設けられた配管の外周面に付着した物質を容易かつ完全に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る風力発電装置の概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る風力発電装置の配管付着物除去装置の概略図である。
【図３】配管径変更装置を説明する断面図である。
【図４】配管径変更装置を説明する斜視図である。
【図５】配管付着物除去方法を説明する概略図である。
【図６】配管付着物除去の外筒移動工程を説明する概略図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る風力発電装置の概略図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この実施形態の風力発電装置の全体構成を示したものであり、図１に示すように、風力発電装置１は、海や湖等の水域Ｓに設置されて運転される。
風力発電装置１は、海底Ｂに固定された支柱２と、支柱２によって支持されたタワー３と、タワー３の頂部に水平回転自在に支持されたナセル４と、ナセル４に回転自在に支持されているロータ５とを備えている。ロータ５の回転軸は増速機（図示せず）を介して、又は直接にナセル４の内部に設置されている発電機６に連結されている。
【００１９】
タワー３の内部には、発電機６などのナセル４内の機器を冷却するための熱交換器７が設置されている。一方、ナセル４には、空気循環路８が設けられている。空気循環路８は、ナセル４の内部空間と連通する２本の配管８ａとから構成され、これら２本の配管８ａは熱交換器７内において接続部８ｂで接続されている。空気循環路８の接続部８ｂは、熱交換器７の伝熱管（図示せず）と熱交換可能に構成されている。即ち、空気循環路８は、ナセル４の内部空間と熱交換器７との間を循環する配管であり、ナセル４の内部空間内の空気は熱交換器７によって冷却される。なお、空気循環路８内の空気は、所定のファン（図示せず）によって循環させられている。
【００２０】
熱交換器７は、循環する冷却水を海水によって冷却するもので、熱交換器７の内部に配置されている伝熱管には鉛直方向に延在する循環配管１０が接続されている。さらに、循環配管１０には、冷却水ポンプ１２が設けられている。
【００２１】
これらの動作について説明すると、まず、冷却水ポンプ１２を駆動させることによって、循環配管１０内の冷却水が循環する。冷却水は海水によって冷却される。一方、冷却水は熱交換器７の伝熱管に流入し、これにより空気循環路８の空気が冷却され、ナセル４の内部空間が冷却される。なお、循環配管１０は、弾性を有する材料、例えば合成ゴムによって形成されている。
循環配管１０（以下、配管１０と称す）の上部には、配管に付着した例えば海洋生物などの付着物を除去するための配管付着物除去装置１４が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、配管付着物除去装置１４は、配管１０の外周面に蝋材の一種であるパラフィン（パラフィンオイル）を供給するパラフィン供給装置１５と、配管１０を径方向に膨張及び収縮可能とする配管径変更装置１６と、配管１０の延在方向に移動可能とされ、配管１０よりも短く形成された外筒１７とを有している。
【００２３】
パラフィン供給装置１５は、配管１０の上端近傍に設けられており、配管１０の外周面に略一様にパラフィンを供給可能とされた供給装置である。パラフィン供給装置１５によって配管１０の外周面にパラフィンが供給されることによって、配管１０の外周面にはパラフィン層Ｐが形成される。
なお、本実施形態で使用されるパラフィンは、その融点が約８０℃程度となるように調整されている。
【００２４】
配管径変更装置１６は、弾性を有する配管１０の外径を膨張（拡径）させるための装置である。図３及び図４に示すように、配管径変更装置１６は、配管１０の径方向の略中心位置に配管１０の延在方向に沿って延在する支持棒１８と、支持棒１８に設けられている押出機構２２とを有している。押出機構２２は、支持棒１８から径方向に延在する複数の伸縮機構１９と、伸縮機構１９の外周側端部に取り付けられた複数の押圧パッド２０とを有している。
【００２５】
伸縮機構１９は、支持棒１８と押圧パッド２０とを接近及び離間自在に接続する機構であり、油圧シリンダ２１によって伸縮自在とされている。油圧シリンダ２１の作動油は例えば支持棒１８の内部に設けられた油を供給する機構から供給される。押圧パッド２０は、配管１０の内周面に沿う湾曲形状とされた板状部材であり、配管１０の内周面によりもやや小なる外径を有する円筒を三分割して構成されている。
伸縮機構１９の一端は支持棒１８に接続され、伸縮機構１９の他端は押圧パッド２０の略中心に接続されている。
【００２６】
そして、油圧シリンダ２１が伸長することにより、押圧パッド２０のそれぞれが配管１０の内周面を外周側に向かって押圧する。具体的には、配管１０の通常時の直径をＤとすると、配管１０の内周面が押圧パッド２０によって押圧されることにより、配管１０の外径はＤ＋２αとなる。
【００２７】
外筒１７は、外筒１７の内周面と通常時の配管１０との間に所定の間隙αが画定されるように形成された円筒状の部材である。即ち、通常時の配管１０の外径寸法をＤとすると、外筒１７の内径寸法は、Ｄ＋２αとなるように形成されている。
【００２８】
外筒１７は、移動機構２３によって配管１０の延在方向に移動可能とされている。移動機構２３は、パラフィン供給装置１５の上方に配置されたベース部２４と、ベース部２４より下方に延在し、伸縮自在に構成された複数の伸縮棒２５とを有している。伸縮棒２５は、モータ（図示せず）によって配管１０の延在方向に伸縮自在とされている。伸縮棒２５の一端はベース部２４に接続されており、伸縮棒２５の他端は、外筒１７に接続されている。即ち、伸縮棒２５が伸縮することにより、外筒１７は配管１０の延在方向に沿って移動する。
【００２９】
次に、本実施形態の配管付着物除去装置１４の作用について説明する。
本実施形態の配管付着物除去装置１４を利用した配管付着物除去方法は、配管１０の外周面にパラフィンからなる層を形成する層形成工程と、パラフィン層Ｐを径方向外側に押し出す膨張工程と、配管１０の外周面とパラフィン層Ｐの内周面との間に間隙を形成する間隙形成工程と、間隙にパラフィンを充填する充填工程と、パラフィン層Ｐの外周側を剥がす外筒移動工程と、を含む。以上の工程を順に実行することにより、配管１０に付着した物質が除去される。
【００３０】
層形成工程は、図５（ａ）に示すように、パラフィン供給装置１５を用いて配管１０の外周面にパラフィンを供給し、パラフィン層Ｐを形成する工程である。そして、例えば海洋生物などの物質は、直接配管１０に付着することなく、配管１０に外周に形成されたパラフィン層Ｐに付着する。
膨張行程は、図５（ｂ）に示すように、配管径変更装置１６の油圧シリンダ２１を伸長させて、配管１０を膨張（拡径）させる工程である。具体的には、通常の配管１０の外径寸法をＤとすると、外径寸法がＤ＋２αとなるように膨張させる。ここで、パラフィン層Ｐは、柔らかい固体（蝋状）であるため、配管１０の膨張に伴って膨張する。
【００３１】
間隙形成工程は、図５（ｃ）に示すように、配管径変更装置１６の油圧シリンダ２１を収縮させて、配管１０を元の直径である外径寸法Ｄまで収縮（縮径）させる工程である。ここで、合成ゴムで形成される配管１０は、油圧シリンダ２１の収縮にともなって縮径するが、パラフィン層Ｐは収縮しないため、配管１０とパラフィン層Ｐとの間に、所定の間隙Ｇが生じる。具体的には、配管１０の外径寸法はＤ＋２αから、Ｄに収縮するため、所定の間隙Ｇの径方向の寸法はαとなる。
【００３２】
充填工程は、図５（ｄ）に示すように、パラフィン供給装置１５を用いて間隙Ｇにパラフィンを流し込む工程である。これにより、パラフィン層Ｐの内側に、内側パラフィン層Ｐ’が形成される。ここで、内側パラフィン層Ｐ’の外径はＤ＋２αであり、古いパラフィン層Ｐは、内側パラフィン層Ｐ’の外側に形成されることとなる。
【００３３】
外筒移動工程は、図６に示すように、外筒１７を配管１０の延在方向に移動させる工程である。外筒１７の内径は、Ｄ＋２αであるから、二重の層となったパラフィン層Ｐ，Ｐ’のうち、外筒１７が当接する外側のパラフィン層Ｐのみが剥がされる。これにより、内側パラフィン層Ｐ’が露出される。即ち、新たに露出された内側パラフィン層Ｐ’に物質が付着するようになる。
そして、除去されたパラフィンは、再度溶かして物質を除去した後、再利用される。
なお、配管１０を循環する冷却水の温度は最大でも約６０℃程度であるため、その熱によってパラフィンが溶融することはない。
【００３４】
上記実施形態によれば、パラフィン供給装置１５を用いて形成されたパラフィン層Ｐを
外筒１７を移動させて剥がすことによって、パラフィン層Ｐに付着した海洋生物などの付着物を容易かつ完全に除去することができる。
また、上記実施形態によれば、パラフィンを再利用することによって、配管付着物除去のコストを低減させることができる。
【００３５】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
【００３６】
図７に示すように、本実施形態の風力発電装置１Ｂに設けられた熱交換器７Ｂは、海水を冷却水として使用するもので、熱交換器７の内部に配置されている伝熱管には鉛直方向に延在する冷却水流入側配管３０と、冷却水排出側配管３１とが接続されている。
冷却水流入側配管３０の上端は熱交換器７の伝熱管に接続されており、冷却水流入側配管３０の下端は海水中に開口されている。また、冷却水排出側配管３１の上端は熱交換器７の伝熱管に接続されており、下端は海水中に開口されている。
さらに、冷却水流入側配管３０の上端側には、冷却水ポンプ１２が設けられている。
【００３７】
これらの動作について説明すると、まず、冷却水ポンプ１２を駆動させることによって、冷却水流入側配管３０を介して海水が汲み上げられる。海水は熱交換器７の伝熱管に流入し、これにより空気循環路８の空気が冷却され、ナセル４の内部空間が冷却される。そして、熱交換に使用された海水は冷却水排出側配管３１を介して海洋に戻される。
冷却水流入側配管３０及び冷却水排出側配管３１の上部には、配管に付着した例えば海洋生物などの付着物を除去するための配管付着物除去装置１４Ｂが設けられている。
【００３８】
図８及び図９に示すように、配管付着物除去装置１４Ｂは、配管３０の内周面に設けられた複数のパラフィン層成型装置３２と、配管３０の延在方向にそって設けられた複数のパラフィン層支持材３３と、配管３０の延在方向に移動可能とされた除去筒３４を備えたパラフィン除去装置３５とを有している。
【００３９】
複数のパラフィン層成型装置３２は、配管３０の内周面に延在し、パラフィンを供給可能とされたパラフィン押出装置３６と、パラフィン層支持材３３と協働して、配管３０の中心軸位置に海水路３９を形成する長尺板形状のパラフィン成型板３８と、このパラフィン成型板３８にパラフィンを供給する複数のパラフィン供給管３７とを有している。
【００４０】
パラフィン除去装置３５は、図示しないベース部と、ベース部より下方に延在し、伸縮自在に構成された複数の伸縮棒２５と、伸縮棒２５の先端に取り付けられた除去筒３４を有している。即ち、伸縮棒２５が伸縮することにより、除去筒３４は配管３０の延在方向に沿って移動する。
【００４１】
次に、本実施形態の配管付着物除去装置１４Ｂの作用について説明する。
本実施形態の配管付着物除去装置１４Ｂを利用した配管付着物除去方法は、配管３０の内周側にパラフィンからなる海水路３９を形成するパラフィン層形成工程と、海洋生物などが付着したパラフィンを除去する除去筒移動工程と、を含む。
【００４２】
パラフィン層形成工程は、パラフィン層成型装置３２を用いて、パラフィン成型板３８の一面上にパラフィンを供給する。供給を続けることによって、パラフィン成型板３８とパラフィン層支持材３３との間にパラフィンが充填され、パラフィンによる海水路３９が形成される。
【００４３】
除去筒移動工程は、除去筒３４を配管３０の延在方向に移動させる工程である。パラフィン層Ｐに海洋生物などの物資が付着した場合、物質は除去筒３４によってパラフィンと共に除去される。パラフィン層Ｐが除去され薄くなった場合、パラフィン層成型装置３２を用いて新たなパラフィンが供給され、膜厚が保たれる。
そして、除去されたパラフィンは、再度溶かして物質を除去した後、再利用される。
【００４４】
上記実施形態によれば、パラフィン層成型装置３２を用いて形成されたパラフィン層Ｐを除去筒３４を移動させて剥がすことによって、パラフィン層Ｐに付着した海洋生物などの付着物を容易かつ完全に除去することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、冷却水流入側配管３０及び冷却水排出側配管３１の両方に配管付着物除去装置１４Ｂを設ける構成にしたが、より海洋生物が付着しやすい冷却水排出側配管３１にのみ配管付着物除去装置１４Ｂを設ける構成としてもよい。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。例えば、以上で説明した実施形態では、タワー３が支柱２によって支持される着定式（着床式）の風力発電装置に配管付着物除去装置１４を適用する例について説明したが、これに限ることはなく、タワー３が水上又は水中に浮かんでいる浮体によって支持される浮体型の風力発電装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ｂ  風力発電装置
１０  循環配管（配管）
１４，１４Ｂ  配管付着物除去装置
１５  パラフィン供給装置（蝋材供給手段）
１６  配管径変更装置（配管径変更手段）
１７  外筒（除去筒）
２２  押出機構
３０  冷却水流入側配管（配管）
４１  冷却水排出側配管（配管）
【図１】
2013208517.tif 000003
【図２】
2013208517.tif 000004
【図３】
2013208517.tif 000005
【図４】
2013208517.tif 000006
【図５】
2013208517.tif 000007
【図６】
2013208517.tif 000008
【図７】
2013208517.tif 000009
【図８】
2013208517.tif 000010
【図９】
2013208517.tif 000011