水中ケーブル修復システム及び水中ケーブル修復方法

【課題】水中ケーブルの修復を簡易な手段で行う。
【解決手段】水中ケーブル修復システムは、水中ケーブルの水中に位置する第１端から第２端までの部位を覆うシールドと、前記シールドの内部に前記シールド内の水を押し出しながら絶縁性の樹脂を供給する樹脂供給手段とを備える。水中において水中ケーブルの障害箇所を絶縁性の樹脂で覆うことにより、水中ケーブルを引き上げることなく絶縁障害を修復することが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中ケーブルを修復する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーケーブル、同軸ケーブルなどを海などの水底に敷設した水中ケーブルが情報通信に用いられている。水中ケーブルには、例えば水底の岩に擦れて絶縁層が削れることによって障害が発生することがある。通信用海底ケーブルに絶縁障害などの障害が発生した場合、ケーブルエンジンを備えたケーブルシップによって水中ケーブルを船に引き上げて修復を行う。特許文献１は、海底ケーブル回収船に関する技術の一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水中ケーブルを引き上げる際、ケーブルの自重や水の抵抗等による張力が生じるため、接続部には相当の強度が必要である。更に、ケーブルを船に引き上げて修復するためには、少なくとも水深に相当する長さの修復用ケーブルが必要である。またケーブルの修復はケーブルの接続作業を２回実施するため、修理に時間がかかる。
【０００５】
水中ケーブルの修復を簡易に行うことを可能とする技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明の一側面における水中ケーブル修復システムは、水中ケーブル（１４）の水中に位置する第１端から第２端までの部位を覆うシールド（１２）と、シールドの内部にシールド内の海水を押し出しながら絶縁性の樹脂を供給する樹脂供給手段（１）とを備える。
【０００８】
本発明の他の側面において、樹脂供給手段（１）は、樹脂を格納する樹脂格納部（５−１）と、硬化剤を格納する硬化剤格納部（５−２）と、樹脂格納部の樹脂と硬化剤格納部の硬化剤とを混合してシールド（１２）の内部に供給する混合部（７）とを備える。
【０００９】
本発明の更に他の側面において、樹脂供給手段（１）は均圧構造である。樹脂格納部（５−１）と硬化剤格納部（５−２）とは、同一のピストン（４）で押されることにより樹脂と硬化剤とをそれぞれ押し出す。樹脂格納部と硬化剤格納部とは、水中で圧力を受けたときに潰れることにより均圧構造を維持する柔軟部位（１５−１、１５−２）を備える。
【００１０】
本発明の更に他の側面において、シールド（１２）は、端部に水中ケーブルを支持する支持部（１３）を備える。支持部（１３）は、水中ケーブル（１４）の最も下側の下に、支持部との間に隙間（１８）が形成されるように水中ケーブルを支持する。
【００１１】
本発明の更に他の側面において、シールド（１２）は、水底側に配置される下部ケーシング（１２−１）と、下部ケーシングの上側に配置される上部ケーシング（１２−２）と、下部ケーシングと上部ケーシングとの間に配置され、下部ケーシングと前記上部ケーシングとの間に部位を収納する閉じた空間を形成するスポンジ（２３、２４）とを備える。
【００１２】
本発明の更に他の側面における水中ケーブル修復システムは更に、水底に置かれ、シールドが固定された取付け台座（８）を備える。取付け台座（８）は、水中ケーブル（１４）が横方向に所定幅の範囲内に置かれたときに、水中ケーブルをシールドが固定された位置の方に導く斜面（２０−１、２０−２）を有する。
【００１３】
本発明の一側面における水中ケーブル修復方法は、水中ケーブル（１４）の水中に位置する第１端から第２端までの部位をシールド（１２）で覆う工程と、シールドの内部に絶縁性の樹脂を供給する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、水中ケーブルの修復を簡易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、水中ケーブル修復システムを示す。
【図２】図２は、樹脂供給部を示す。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ´断面を示す。
【図４】図４は、図１のＢ−Ｂ´断面を示す。
【図５】図５は、シールドの側面図である。
【図６】図６は、図５のＣ−Ｃ´断面を示す。
【図７】図７は、図５のＤ−Ｄ´断面を示す。
【図８】図８は、図５のＥ−Ｅ´断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態では海底ケーブルを例として説明するが、湖などの水中に敷設される水中ケーブルの場合でも以下の説明は同様に成立する。
【００１７】
図１は、海底ケーブル修復システムを示す。海底ケーブル修復システムは、樹脂供給部１と取付け台座８とを備える。樹脂供給部１は、海底に配置される板状の部材である台座２を備える。台座２に、シリンダー３が固定される。シリンダー３の内部にピストン４が摺動可能に嵌め合わされる。ピストン４の上部には取手６が固定され、取手６を押すことによりシリンダー３の内部空間に充填される樹脂や硬化剤を押し出すことができる。格納部５はチューブを介して混合部７の内部に連通する。
【００１８】
取付け台座８は、海底に配置される板状の部材である台座１０と、台座１０に固定される一対のケーブルガイド１１と、一対のケーブルガイド１１の間に配置され台座１０に取り付けられるシールド１２とを備える。シールド１２は、後述するＲＯＶ（遠隔操作無人探査機）が備えるマニピュレータの操作によって台座１０と着脱が可能であるように取り付けられる。
【００１９】
シールド１２は下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２とを備える。海底ケーブル１４は一対のケーブルガイド１１に載せられる。海底ケーブル１４の修復される対象となる修復箇所は、下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２とに挟まれることによってシールド１２の内部に収納される。シールド１２の内部の空間は、チューブ９を介して混合部７と連通する。
【００２０】
図２は、樹脂供給部１を他の角度から見た断面図である。シリンダー３は、隔壁によって互いに分離された内部空間である樹脂格納部５−１と硬化剤格納部５−２とを備える。これらは図１の格納部５に相当する。樹脂格納部５−１に、単独では液状であり硬化剤と混合されることにより硬化する２液混合型の樹脂が格納される。この樹脂は、エポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂である。樹脂格納部５−１には、ピストン４−１が摺動可能に嵌め合わされる。硬化剤格納部５−２に樹脂を硬化させる作用を有する硬化剤が格納され、ピストン４−２が摺動可能に嵌め合わされる。ピストン４−１、４−２は図１のピストン４に相当する。ピストン４−１とピストン４−２とは後述するマニピュレータによる操作が容易であるように、一体的な構造として形成される。
【００２１】
樹脂格納部５−１はチューブ１５−１の一端に接続される。チューブ１５−１の他端は三方弁１５−１の第一入口に接続される。硬化剤格納部５−２はチューブ１５−２の一端に接続される。チューブ１５−２の他端は三方弁１６の第二入口に接続される。三方弁１６が開かれた状態において、第一入口と第二入口から流入した流体は出口から流出する。三方弁１６の出口はチューブ１７の一端に接続される。チューブ１７の他端は混合部７に接続される。混合部７は、内部に樹脂と硬化剤を混合させる流路を有する容器であり、初期状態では内部に例えば海水等の液体が充填されている。
【００２２】
チューブ１５−１、１５−２は、ゴムや合成樹脂など柔軟な素材によって形成されており、海底の水圧によって潰れて内部の流路の容積が減少する。樹脂格納部５−１と硬化剤格納部５−２がそれぞれ柔軟部位（チューブ１５−１、１５−２）を備えていることにより、水圧と樹脂格納部５−１と硬化剤格納部５−２の各々の内部の圧力とが近い均圧構造が実現される。
【００２３】
図３は、図１における取付け台座８と海底ケーブル１４のＡ−Ａ´断面を示す。Ａ−Ａ´断面において、シールド１２は絞り込まれた端部を有し、その端部は海底ケーブル１４を支持する支持部１３として機能する。支持部１３は、下部ケーシング１２−１側の支持部１３−１と、上部ケーシング１２−２側の支持部１３−２とからなる。海底ケーブル１４は支持部１３−１の上に載せられ、支持部１３−２によって上から押さえられることによって固定される。
【００２４】
支持部１３にはＶ字型の溝が形成されており、そのＶ字型の斜面において点接触によって海底ケーブル１４を支持する。支持部１３と海底ケーブル１４が接触していない箇所には隙間が形成される。支持部１３は特に、海底ケーブル１４の最も下側の下に隙間を有する。この隙間は砂溜まり１８として機能する。
【００２５】
シールド１２の長手方向の中央部は、支持部１３よりも大きい断面積を有する。従って中央部では、下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２の各々と海底ケーブル１４との間に隙間２１が形成される。この中央部において、シールド１２と海底ケーブル１４とは接触せず、海底ケーブル１４の周囲は全周にわたって隙間２１に面する。
【００２６】
図４は、図１における取付け台座８のＢ−Ｂ´断面を示す。取付け台座８の各ケーブルガイド１１は、一対の斜面２０−１、２０−２を有する。一対の斜面２０−１、２０−２は、それらの間に形成された窪みである凹部２２に向って高さが連続的に滑らかに低くなるように形成される。凹部２２は海底ケーブル１４を支持するジグとして機能する。
【００２７】
下部ケーシング１２−１は、中心軸が水平を向く略円柱形状を有するシールド１２の下半分の部材であり、その中心軸の延長方向から見て支持部１３−１が凹部２２と重なるように配置される。上部ケーシング１２−２は、下部ケーシング１２−１に対して蝶番１９を介して開閉に接続される。開状態においては、下部ケーシング１２−１の海底ケーブル１４が配置される場所の上方には上部ケーシング１２−２が存在しない。
【００２８】
次に、シールド１２が樹脂を封止するための構造について説明する。図５は海底ケーブル１４を保持しているシールド１２の側面図である。図６は、シールド１２のＣ−Ｃ´断面を示す。図７はシールド１２のＤ−Ｄ´断面を示す。Ｃ−Ｃ´面は、シールド１２の支持部１３を除いた部分である概ね一定の太さを有する中央部の軸線方向の端部に、軸線方向と直交するように設定される。Ｄ−Ｄ´面は、その中央部の軸線方向の中央付近に、軸線方向と直交するように設定される。図８は、水平面であるＥ−Ｅ´面におけるシールド１２の断面を示す。支持部１３のＶ字型の溝２７と、その中央部の半円筒形の凹部２６が描かれている。
【００２９】
シールド１２は、それぞれ半円筒形を有する下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２が閉じられて円筒形を形成する際に接する２本の分割線の位置にスポンジ２３を有する。スポンジ２３は下部ケーシング１２−１又は上部ケーシング１２−２の少なくとも一方に取り付けられる。スポンジ２３は、下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２との間の分割線を透水可能に塞ぐ。スポンジ２３が設けられていることにより、後述する修復の工程においてシールド１２内部の海水が外部に抜けやすくなる。
【００３０】
図６、図８に示されるように、シールド１２の中央部の端部であるＣ−Ｃ´断面において、海底ケーブル１４とシールド１２の内壁面との間にはスポンジ２４が充填される。スポンジ２３、２４は、水を通す多孔質の部材である。スポンジ２４はシールド１２の凹部２６の内壁面に固定される。図７に示されるように、Ｄ−Ｄ´断面において、下部ケーシング１２−１と上部ケーシング１２−２とが閉じられたとき、海底ケーブル１４とシールド１２の凹部２６の内壁面との間に、海底ケーブル１４の修復対象部位を収納する閉じた空間である隙間２５が形成される。
【００３１】
次に、以上の構成を備えた海底ケーブル修復システムを用いた修復方法について説明する。まず既存の方法を用いて、海底ケーブル１４に絶縁障害が発生した場所、あるいは発生する可能性がある場所を特定する。次に、海底ケーブル修復システムをその障害箇所の近くに運び、その海底に台座２、１０を下にして設置する。取付け台座８は、シールド１２の長手方向が海底ケーブル１４の長手方向と略一致するように設置される。設置されたとき、上部ケーシング１２−２は開状態である。三方弁１６は閉じられた状態である。
【００３２】
海底ケーブル１４が設置されている深海まで海底ケーブル修復システムを運搬するには長い時間がかかる。２液混合型の樹脂を用い、液状の樹脂と硬化剤を分離した状態で深海まで運搬することにより、長い時間をかけて樹脂の運搬を行うことができる。深海においてチューブ１５−１、１５−２が潰れることにより、樹脂と硬化剤を均圧で運搬することができる。
【００３３】
作業者は、障害箇所の近くに導入されたＲＯＶのカメラが撮影する映像を参照しながらＲＯＶのマニピュレータを操作して、海底ケーブル１４の障害箇所を掴む。このとき海底ケーブル１４を切断したり海面に引き上げる処置は必要ない。更に、マニピュレータにより、海底ケーブル１４を一対のケーブルガイド１１の上に移動して載せる。斜面２０−１、２０−２は、海底ケーブル１４がその横方向に所定幅（斜面２０−１の上端と斜面２０−２の上端との間の幅）の範囲内に置かれたときに、重力によって海底ケーブル１４をシールド１２が固定された位置の方に導く。海底ケーブル１４は、一対のケーブルガイド１１の凹部２２によってそれぞれ支持される。この状態において、海底ケーブル１４は更に、下部ケーシング１２−１の支持部１３にも支持される。
【００３４】
作業者は、マニピュレータを操作して上部ケーシング１２−２を閉めることにより、略円筒形状のシールド１２を形成する。海底ケーブル１４の障害箇所はシールド１２によって覆われる。海底での作業により、支持部１３には例えば砂などの余計な付着物が付着する場合がある。砂溜まり１８が設けられていることにより、付着物が有る場合であっても支障なく上部ケーシング１２−２を閉めて支持部１３−１、１３−２によって海底ケーブル１４を支持することができる。
【００３５】
作業者は、マニピュレータを操作して三方弁１６を開けて取手６を押す。ピストン４−１、４−２が押し下げられることにより、樹脂格納部５−１の樹脂と硬化剤格納部５−２の硬化剤がチューブ１５−１、１５−２、三方弁１６及びチューブ１７を介して混合部７に供給される。混合部７において樹脂と樹脂硬化剤が混合して混合樹脂となる。
【００３６】
混合樹脂はチューブ９を介してシールド１２の内部に供給される。シールド１２の内部の海水は、混合樹脂によってスポンジ２３、２４を通って外部に押し出される。混合樹脂はスポンジ２３、２４によって封止されてシールド１２の内部の隙間２１に充填される。混合樹脂はシールド１２の中央部の軸線方向に第１端から第２端まで、すなわち一対のスポンジ２４の間の部位の海底ケーブル１４を覆う。混合樹脂が硬化することにより、海底ケーブルの障害箇所が修復され絶縁性が確保される。
【００３７】
シールド１２内の樹脂が硬化した後、陸上局から既存の手段を用いて海底ケーブルの障害箇所の絶縁性が確保されたことを確認する。ＲＯＶのマニピュレータによってチューブ９を切断すると共に蓋をする。更にマニピュレータによってシールド１２を取付け台座８から取り外す。その後、樹脂供給部１と取付け台座８とをＲＯＶによって海上に回収する。
【符号の説明】
【００３８】
１樹脂供給部
２台座
３シリンダー
４、４−１、４−２ピストン
５格納部
５−１樹脂格納部
５−２硬化剤格納部
６取手
７混合部
８取付け台座
９チューブ
１０台座
１１ケーブルガイド
１２シールド
１２−１下部ケーシング
１２−２上部ケーシング
１３、１３−１、１３−２支持部
１４海底ケーブル
１５−１、１５−２チューブ
１６三方弁
１７チューブ
１８砂溜まり
１９蝶番
２０−１、２０−２斜面
２１隙間
２２凹部
２３スポンジ
２４スポンジ
２６凹部
２７Ｖ字型の溝

【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中ケーブルの水中に位置する第１端から第２端までの部位を覆うシールドと、
前記シールドの内部に前記シールド内の水を押し出しながら絶縁性の樹脂を供給する樹脂供給手段
とを具備する水中ケーブル修復システム。
【請求項２】
請求項１に記載された水中ケーブル修復システムであって、
前記樹脂供給手段は、
樹脂を格納する樹脂格納部と、
硬化剤を格納する硬化剤格納部と、
前記樹脂格納部の樹脂と前記硬化剤格納部の硬化剤とを混合して前記シールドの内部に供給する混合部
とを具備する水中ケーブル修復システム。
【請求項３】
請求項２に記載された水中ケーブル修復システムであって、
前記樹脂供給手段は均圧構造であり、
前記樹脂格納部と前記硬化剤格納部とは、同一のピストンで押されることにより前記樹脂と前記硬化剤とをそれぞれ押し出し、
前記樹脂格納部と前記硬化剤格納部とは、水中で圧力を受けたときに潰れることにより前記均圧構造を維持する柔軟部位を備える
水中ケーブル修復システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載された水中ケーブル修復システムであって、
前記シールドは、端部に前記水中ケーブルを支持する支持部を具備し、
前記支持部は、前記水中ケーブルの最も下側の下に、前記支持部との間に隙間が形成されるように前記水中ケーブルを支持する
水中ケーブル修復システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載された水中ケーブル修復システムであって、
前記シールドは、水底側に配置される下部ケーシングと、
前記下部ケーシングの上側に配置される上部ケーシングと、
前記下部ケーシングと上部ケーシングとの間に配置され、前記下部ケーシングと前記上部ケーシングとの間に前記部位を収納する閉じた空間を形成するスポンジとを備える
水中ケーブル修復システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載された水中ケーブル修復システムであって、
更に、水底に置かれ、前記シールドが固定された取付け台座を具備し、
前記取付け台座は、前記水中ケーブルが横方向に所定幅の範囲内に置かれたときに、前記水中ケーブルを前記シールドが固定された位置の方に導く斜面を有する
水中ケーブル修復システム。
【請求項７】
水中ケーブルの水中に位置する第１端から第２端までの部位をシールドで覆う工程と、
前記シールドの内部に絶縁性の樹脂を供給する工程
とを具備する水中ケーブル修復方法。

【図１】