JP2002029415A - 管内走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲率の小さいベンド部を通過する場合にも、
スムースに通過することができる管内走行装置を提供す
る。 【解決手段】 案内車輪６が最初にマイターベンド部１
ａの配管内面に接触する。このとき、案内車輪６は衝撃
力を受けるが、この衝撃力はショックアブソーバ５によ
って吸収される。その後、案内車輪６は、マイターベン
ド部１ａの配管内壁に沿って移動する。そのとき、配管
内壁と案内車輪６の間に発生する摩擦力は、転がり摩擦
であるので極めて小さい。案内車輪６は外郭体３に拘束
されているので、以後、案内車輪６が管壁に沿って移動
するのに従って、ピグ２の向きが変わる。よって、ピグ
２は、スムースにマイターベンド部１ａに沿って向きを
変え、走行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配管の検査、配管内
部の撮影、配管内部の清掃等のために、流体に押されて
配管内を走行する管内走行装置（ピグ）に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】たとえば地中に埋設されるガス管、石油
輸送配管等に発生する欠陥を検出するために、通称検査
ピグと呼ばれる管内検査装置が使用されている。検査ピ
グは欠陥検出装置を内部に搭載し、管内を走行して検査
を行うもので、その大規模なものとしては、欠陥検出装
置の他にデーター記録装置、電源を内部に搭載し、ガス
や石油等の輸送媒体に押されて管内を走行し、数百Ｋｍ
もの長距離に亘って検査を行うものも実用化されてい
る。検査ピグとしては、カメラやビデオカメラを搭載
し、管内の状況を撮像する形式のものも開発されてい
る。このような検査ピグの１例が、特開昭６３−２２１
２４０号公報に記載されている。

【０００３】ピグには、このような検査ピグの他に、カ
メラやビデオカメラを搭載して管内の状況を撮影するカ
メラピグや、３次元慣性測定装置を搭載して配管の経路
を測定する配管経路測定ピグ、管内をクリーニングする
クリーニングピグ等、いろいろなものが使用されてい
る。

【０００４】このようなピグの例を図４に示す。ピグ２
は、測定装置等を収納する外郭体３の前後をスクレーパ
カップ４で支持するような構成となっている。スクレー
パカップ４は、ポリウレタン等の弾性体で構成され、外
郭体３を支持すると共に、配管１内の流体の圧力を受け
止め、ピグ２に推進力を与えるようになっている。

【０００５】図１には、１両からなるピグを示している
が、複数両が連結されて構成される場合がある。ピグ２
が配管１のベンド部を通過する場合、ベンド部の内径側
がピグ２の外郭体３の胴部に接触する可能性がある。こ
れを避けるためには、外郭体３の径を小さくするか、そ
の長さを短くしなければならない。このようにして、外
郭体３の径と長さは、ピグ２が通過する配管のベンドの
最小曲率半径で決定される。従って、１つの外郭体３の
みでは、必要な機器類を収納できない場合が生じ、この
ような場合には複数両の外郭体を連結する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように外郭体の長さを短くしたり、径を小さくしたりし
ても、配管のベンド部の半径が短い場合には、ベンドで
スムースな方向転換ができない場合があった。すなわ
ち、ベンド部を通過する場合には、スクレーパカップに
圧縮力がかかり、その分配管とスクレーパカップの摩擦
力が増加する。よって、ピグを圧送する流体の圧力が弱
い場合には、ピグを押す力がこの摩擦力に打ち勝てず、
ピグが停止してしまう場合がある。

【０００７】特に、短い直管を少しずつ傾けながら繋ぎ
合わせてベンド部を形成したようなマイターベンド部に
おいては、配管の繋ぎ目で配管の角度が急激に変わるた
め、その部分でスクレーパカップの引っかかりが起きや
すかった。この様子を図５に示す。配管１中のマイター
ベンド部１ａにピグ２がさしかかった際、スクレーパカ
ップ４のうち前方のものが、斜面状になっているマイタ
ーベンド部１ａの配管内部に衝突し、大きな摩擦力を受
ける。

【０００８】もちろん、斜面から上方への力も働くの
で、ピグ２はベンドに沿って向きを変えようとするが、
この向きを変えている間、進行方向と逆方向へ向かう摩
擦力が発生することは避けられず、ピグ２の推進力が弱
い場合はピグ２が停止したり、走行が不安定になったり
する。

【０００９】また、図６に示すように、マイターベンド
部１ａを通過するとき、ピグの外郭体３の中央部が、配
管１の継目部に接触して変形したり破損する場合があ
る。接触する部分は、マイターベンド部１ａの角部であ
るので、特に変形や破損の危険性が大きくなる。

【００１０】さらに、これとは別に、従来のピグ２の外
郭体３の内部に空気が入っていることに起因する問題点
がある。これは、ピグ２が走行する配管中に可燃性のガ
スが存在する場合、何らかの原因で外郭体３に穴が開い
たりフランジが緩んだりして、これら可燃性のガスが外
郭体３の中に入り込むと、可燃性のガスと空気とが混ざ
り、外郭体３中に収納されている計測器等を着火源とし
て燃焼を起こす可能性があることである。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、曲率の小さいベンド部を通過する場合にも、ス
ムースに通過することができる管内走行装置、外郭体の
中央部が配管に接触して変形したり破損することのない
管内走行査装置、外郭が破損しても、ガス等により燃焼
の発生しない管内走行装置を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、流体に押されて配管内を走行する管内
走行装置であって、その外郭体の先頭部に、配管のベン
ド部において配管に接触し、外郭体の向きをベンド部に
倣って変更させるガイドローラが設けられていることを
特徴とする管内走行装置（請求項１）である。

【００１３】本手段においては、外郭体の先頭部に、配
管のベンド部において配管に接触し、外郭体の向きをベ
ンド部に倣って変更させるガイドローラが設けられてい
るので、管内走行装置が配管のベンド部に差し掛かる
と、スクレーパカップがベンド部配管に接触する前にガ
イドローラが接触する。そのとき、ガイドローラはベン
ド部配管からの抵抗を受けるが、摩擦が転がり摩擦であ
るので、従来の管内走行装置においてスクレーパカップ
が受けていた抵抗より極めて小さい抵抗力しか働かな
い。そして、管内検査装置は、ガイドローラの案内によ
り、ベンド部に沿って向きを変える。従って、従来のよ
うに、管内検査装置がベンド部で停止したり、走行が不
安定になったりすることが無くなる。

【００１４】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記ガイドローラは、当該ガ
イドローラが配管に衝突したときの衝撃を吸収する緩衝
部材を介して、前記外郭体に取り付けられていることを
特徴とするもの（請求項２）である。

【００１５】前述のように、ガイドローラがベンド部よ
り受ける抵抗力は小さいが、それでも、最初にベンド部
の配管内壁に衝突するときは相当の衝撃力を受け、ガイ
ドローラや外郭体が破損する恐れがある。本手段におい
ては、ガイドローラが配管に衝突したときの衝撃を吸収
する緩衝部材を介して、前記外郭体に取り付けられてい
るので、衝撃力がこの緩衝部材に吸収され、ガイドロー
ラや外郭体の破損を防止することができる。緩衝部材と
しては、スプリングの他、市販の油圧式ショックアブソ
ーバ等が使用可能である。

【００１６】前記課題を解決するための第３の手段は、
流体に押されて配管内を走行する管内走行装置であっ
て、配管のベンド部を通過する際に、その外郭体の胴部
が配管と接触するのを防止するプロテクタで、配管との
摩擦の小さな物質で構成されたプロテクタが、外郭体に
取り付けられていることを特徴とする管内走行装置（請
求項３）である。

【００１７】本手段においては、プロテクタにより外郭
体の胴部が配管と直接接触することがなくなるので、外
郭体の破損や変形が防止できる。プロテクタが機能を発
揮するためには、プロテクタ自身が配管と接触すること
により、外郭体が配管に接触することを防止しなければ
ならない。よって、プロテクタは、潤滑性を有する樹脂
等の、摩擦力の少ない材料で構成する必要がある。ま
た、プロテクタに作用した力は、分散されて外郭体に伝
達されるので、この点でも外郭体が変形することが無
い。結局プロテクタに作用した力は、スクレーパカップ
を変形させ、管内走行装置はスムースにベンド部を通過
できる。

【００１８】前記課題を解決するための第４の手段は、
流体に押されて配管内を走行する管内走行装置であっ
て、外郭体の内部が真空とされるか、前記流体と反応し
ないガスで満たされていることを特徴とする管内走行装
置（請求項４）である。

【００１９】本手段においては、外郭体の内部が真空と
されるか、前記流体と反応しないガスで満たされている
ので、例え外郭体に穴が開いたりフランジが緩んだりし
て、管内に存在する流体が外郭体の内部に入ることがあ
っても、燃焼が発生することが無い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１
例である管内走行装置（ピグ）の概要を示す図である。
図１において、１は配管、２はピグ、３はピグの外郭
体、４はスクレーパカップ、５はショックアブソーバ、
６は案内車輪、７はプロテクタである。

【００２１】ピグ２の基本的な構造は従来のものと同じ
であるが、本実施の形態においては、外郭体３の前部に
ショックアブソーバ５を介して案内車輪６が設けられ、
外郭体３の中央部分にプロテクタ７が設けられている
点、外郭体３の内部が真空とされているか、配管１内の
気体と反応しないガスが封入されている点が異なってい
る。なお、ショックアブソーバ５と案内車輪６は２つし
か図示されていないが、円周方向にほぼ等間隔（例えば
３６°おき）に多数設けられている。

【００２２】このようなピグ２がマイターベンド部を通
過するときの様子を図２、図３に示す。これらの図にお
いて、図１に示されたものと同じ構成要素には同じ符号
を付してその説明を省略する。１ａはマイターベンド部
である。

【００２３】図２は、ピグ２がマイターベンド部１ａに
さしかかったときの状態を示すもので、案内車輪６が最
初にマイターベンド部１ａの配管内面に接触する。この
とき、案内車輪６は衝撃力を受けるが、この衝撃力はシ
ョックアブソーバ５によって吸収される。ショックアブ
ソーバ５としては、スプリングや、市販の油圧式ショッ
クアブソーバ等、衝撃を吸収する機能を有するものから
適当なものを選択して使用することができる。

【００２４】その後、案内車輪６は、マイターベンド部
１ａの配管内壁に沿って移動する。そのとき、配管内壁
と案内車輪６の間に発生する摩擦力は、転がり摩擦であ
るので極めて小さい。案内車輪６は外郭体３に拘束され
ているので、以後、案内車輪６が管壁に沿って移動する
のに従って、ピグ２の向きが変わる。よって、ピグ２
は、スムースにマイターベンド部１ａに沿って向きを変
え、走行することができる。

【００２５】図３は、外郭体３の中央部分がマイターベ
ンド部１ａにおける配管の継目部にさしかかったときの
様子を示す図である。このとき、マイターベンド部１ａ
の曲がりの内側内壁が、外郭体３に最も近づく。その
際、外郭体３の中央部に、２つのプロテクタ７が設けら
れているので、このプロテクタ７が配管内壁に接触し、
外郭体３は直接配管内壁に接触しない。よって、外郭体
３が破損したり変形したりすることが防止される。

【００２６】プロテクタ７は配管内壁と接触するが、潤
滑性を有する樹脂等の、摩擦力の少ない材料で構成され
ているので、傷がつくことが無く、また損傷した場合で
も簡単に取り替えることができる。プロテクタ７にかか
る力は、プロテクタ７が幅を持っているので分散されて
外郭体３にかかる。従って、外郭体３が変形することが
無い。

【００２７】前述のように、外郭体３の内部は、真空と
されているか、配管１内の気体と反応しないガスが封入
されている。よって、配管１内のガスが可燃性のもので
ある場合に、ピグ２が走行中に外郭体３に穴が開いた
り、外郭体３のフランジが緩んだりした場合でも、燃焼
が起こることが無い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、管内検査装置は、ガイドロ
ーラの案内により、ベンド部に沿って向きを変えるの
で、従来のように、管内検査装置がベンド部で停止した
り、走行が不安定になったりすることが無くなる。

【００２９】請求項２に係る発明においては、ガイドロ
ーラが配管に衝突したときの衝撃を吸収する緩衝部材を
介して、前記外郭体に取り付けられているので、衝撃力
がこの緩衝部材に吸収され、ガイドローラや外郭体の破
損を防止することができる。

【００３０】請求項３に係る発明においては、プロテク
タにより外郭体の胴部が配管と直接接触することがなく
なるので、外郭体の破損や変形が防止できる。請求項４
に係る発明においては、外郭体に穴が開いたりフランジ
が緩んだりして、管内に存在する流体が外郭体の内部に
入ることがあっても、燃焼が発生することが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例である管内走行装置
（ピグ）の概要を示す図である。

【図２】図１に示すピグがマイターベンド部にさしかか
ったときの様子を示す図である。

【図３】図１に示すピグの外郭体の中央部分がマイター
ベンド部における配管の継目部にさしかかったときの様
子を示す図である。

【図４】従来のピグの概要を示す図である。

【図５】図４に示すピグがマイターベンド部にさしかか
ったときの様子を示す図である。

【図６】図４に示すピグの外郭体の中央部分がマイター
ベンド部における配管の継目部にさしかかったときの様
子を示す図である。

【符号の説明】

１…配管 １ａ…マイターベンド部 ２…ピグ ３…ピグの外郭体 ４…スクレーパカップ ５…ショックアブソーバ ６…案内車輪 ７…プロテクタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体に押されて配管内を走行する管内走
   行装置であって、その外郭体の先頭部に、配管のベンド
   部において配管に接触し、外郭体の向きをベンド部に倣
   って変更させるガイドローラが設けられていることを特
   徴とする管内走行装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の管内走行装置であっ
   て、前記ガイドローラは、当該ガイドローラが配管に衝
   突したときの衝撃を吸収する緩衝部材を介して、前記外
   郭体に取り付けられていることを特徴とする管内走行装
   置。
3. 【請求項３】 流体に押されて配管内を走行する管内走
   行装置であって、配管のベンド部を通過する際に、その
   外郭体の胴部が配管と接触するのを防止するプロテクタ
   で、配管との摩擦の小さな物質で構成されたプロテクタ
   が、外郭体に取り付けられていることを特徴とする管内
   走行装置。
4. 【請求項４】 流体に押されて配管内を走行する管内走
   行装置であって、外郭体の内部が真空とされるか、前記
   流体と反応しないガスで満たされていることを特徴とす
   る管内走行装置。