JP2010122054A - 空間内壁の作業位置特定装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができ、さらに検査箇所の位置を指定して再表示可能な空間内壁の作業位置特定装置及びその方法を提供する。
【解決手段】前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁で検査作業を行う位置を特定する空間内壁の作業位置特定装置において、
前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁に配置させたチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器と、前記各壁面を画面上に表示する表示部と、該壁面が有する損傷部の位置情報を入力可能な入力手段を備えるコントローラと、を備え、
前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ、レーザ照射光が前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射可能に構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁の保守検査などの作業に用いられる空間内壁の作業位置特定装置及びその方法に関するものであり、特に大型タンク、ボイラ火炉等の内部に作業者が入って保守検査等の作業を行う場合に、作業者の居場所あるいは主に壁面の検査位置を特定するための空間内壁の作業位置特定装置及びその方法に関するものである。

火力発電所で用いられるボイラ火炉は、製作時及び運転開始後定期的に開放し、内部に作業者が入り保守検査を行う必要がある。保守検査時には、検査箇所を明確にする必要があるが、ボイラ火炉は容量が大きく目視で検査箇所を正確に把握することは困難である。
よって従来、検査箇所の高さ位置及び左右位置を巻尺等を用いて測定してマーキングし、保守検査位置を把握していたが、この方法では位置の把握に多大な時間と人手を要する。また、検査箇所に施したマーキングは、マーキングした後の各種検査や工事によって消えることもあり、検査箇所に点検作業者が向う場合、前記マーキングを頼りにしていているために場所を間違ったり、迷ったりして作業効率が悪い。

そこで、レーザ光を照射して位置を表示して特定することが考えられる。例えば、レーザ光を照射して位置を表示する発明として、特許文献１（特開平７−１７３９８７号公報）や特許文献２（特開２００３−２９４５７３号公報）が開示されている。
特許文献１は、トンネルを掘削するときに用いられる位置の表示であって、詳しくは、トンネルの掘削方向後方に配置したトータルステーションの第一レーザ発信機と光波距離計とにより、切羽面に対する照射装置の三次元位置座標を測定し、予めパーソナルコンピュータに入力しておいた各発破孔の配置パターンデータを、照射制御装置で前記照射装置の三次元位置座標を基準とした補正パターンデータに補正し、このデータに基づいて照射装置で切羽面にレーザ光を照射して、削孔すべき発破孔の位置を表示する。

一方、特許文献２は、気体の漏洩箇所を検知して指示するものであって、ガス配管などから検知対象となる気体が漏洩している領域に、発光部から吸収赤外線および非吸収赤外線を照射し、反射光を受光素子で受光して、漏洩気体の濃度が最大となる位置付近の漏洩位置を求める計算を行い、位置表示用可視光レーザからの可視光で漏洩箇所を指示する。

特開平７−１７３９８７号公報 特開２００３−２９４５７３号公報

しかしながら、前記特許文献１では、トンネルを掘削するときに用いられるものであるため、大型タンク、ボイラ火炉等のような壁面で囲まれた空間の位置を表示することは考慮されていない。また、特許文献２では、位置表示用可視光レーザからの可視光で漏洩箇所を指示しているが、作業位置の特定が具体的に開示されていない。
さらに、特許文献１、２ではレーザ光を照射して位置を表示するのみであり、レーザ光が照射された位置を指定することができない。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができ、さらに検査箇所の位置を指定して再表示可能な空間内壁の作業位置特定装置及びその方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明においては、前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁で検査作業を行う位置を特定する空間内壁の作業位置特定装置において、
前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁に配置させたチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器と、
前記各壁面を画面上に表示する表示部と、該壁面が有する損傷部の位置情報を入力可能な入力手段を備えるコントローラと、を備え、
前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ、レーザ照射光が前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射可能に構成されたことを特徴とする。

かかる発明によれば、前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁に配置させたチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器と、前記各壁面を画面上に表示する表示部と、該壁面が有する損傷部の位置情報を入力可能な入力手段を備えるコントローラと、を備え、前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ、レーザ照射光が前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射可能な装置を構成できる。
よって、ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができる。なお、ここで位置の特定とは、壁面の損傷箇所などのような検査箇所の位置情報を座標により数値化することである。

また、前記コントローラで送信される位置情報に従って前記レーザ照射器でレーザ照射された前記空間内壁の各壁面にマーキングを施すマーキング手段を備えたことを特徴とする。
このように、前記コントローラで送信される位置情報に従って前記レーザ照射器でレーザ照射された前記空間内壁の各壁面にマーキングを施すことにより、位置把握が容易となり、マーキング作業の効率が上がる。また、マーキングに要する時間と人手を削減することができ、コストの低減化が図れる。

また、前記マーキング手段によりマーキングされた壁面の位置情報を前記コントローラに記憶させる記憶手段を備え、該記憶手段によりマーキングされた壁面の位置情報を読み出して前記レーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ壁面にレーザ照射することを特徴とする。

このように、前記マーキング手段によりマーキングされた壁面の位置情報を前記コントローラに記憶させる記憶手段を備え、該記憶手段によりマーキングされた壁面の位置情報を読み出して前記レーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ壁面にレーザ照射することにより、検査箇所に施されたマーキングがマーキングした後の各種検査や工事により消えた場合でも、検査箇所の位置を指定してレーザ照射光を壁面に照射して再表示が可能となる。
また、前記マーキングが消えていたり、ボイラ火炉内が視界が良好でない場合でも、点検作業者はレーザ照射されている場所を目指して移動すれば良いので、ボイラ火炉内を移動するときに場所を間違ったり迷ったりすることがなく、点検作業の効率が向上する。

さらに、前記コントローラは、前記空間内壁の各壁面の高さ、水平距離、管番号を含む壁面座標と、該各壁面上で前記レーザ照射器が配設される位置、向きを示すレーザ照射器の配設点とが格納されるデータベースを備えることを特徴とする。
これにより、前記空間内壁の各壁面が有する損傷部の位置情報を数値化して図面や画面上に表示することができ、各壁面に設置された前記レーザ照射器のうち、検査箇所を照射可能なレーザ照射器を的確に選択してチルト及びツイスト駆動させることができる。

さらにまた、前記レーザ照射器は、前記空間内壁の各壁面と対向する面に少なくとも１つ配設されることを特徴とする。
前記空間内壁の各壁面と対向する面に少なくとも１つレーザ照射器を配設させることにより、目的とする壁面やその検査箇所が照射可能となる。なお、レーザ照射器は、壁面に設けられた足場に設置してもいいし、足場がない壁面では壁面に磁力で設置してもよい。また、レーザ照射器はゴンドラ等の可動する箇所に設置すれば１つでもよい。

また、これらを好適に実施する方法の発明として、前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁で検査作業を行う位置を特定する空間内壁の作業位置特定方法において、
前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁にチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器を配設し、コントローラで前記各壁面を画面上に表示させて該各壁面が有する壁面損傷部の位置情報を入力し、前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させて前記空間内壁の各壁面にレーザ照射することを特徴とする。

また、前記コントローラで送信される位置情報に従って前記レーザ照射器でレーザ照射された前記空間内壁の各壁面にマーキングを施すことを特徴とする。
さらに、前記マーキングされた壁面の位置情報を前記コントローラに記憶させ、マーキング箇所に移動するときに記憶させた壁面の位置情報を読み出し、前記レーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ壁面にレーザ照射することを特徴とする。
これにより、上記した装置発明と同様に、ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができ、さらに検査箇所の位置を指定することができる。

本発明によれば、ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができ、さらに検査箇所の位置を指定して再表示可能な空間内壁の作業位置特定装置及びその方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１はボイラ火炉を示す模式図、図２は本発明のボイラ火炉の作業位置特定装置の全体構成を示す説明図、図３は損傷箇所を含む壁面を表示した損傷マップの一例を示す図、図４はレーザ照射器の設置位置を説明する模式図、図５はマーキング作業者の作業手順を示すフローチャート、図６は点検作業者の作業手順を示すフローチャートである。

図１にボイラ模式図を示す。ボイラ火炉１は前後左右各側壁、上壁及び下壁と構成される壁面によって構成され、内部はバーナによって燃焼される燃焼室１２を有する。また、ボイラ火炉の壁面の内側には複数の蒸発管１４が上下方向に伸びて隣接して溶接または接触して配置されている。

次に、このようなボイラ火炉の空間内壁の保守検査などの作業に用いられるボイラ火炉の作業位置特定装置について図２を説明する。
図２に示すように、空間内壁の作業位置特定装置は、コントローラ端末２と、該コントローラ端末２で送信される位置情報に従ってボイラ火炉１の壁面をレーザ照射するレーザ照射器４とで構成される。また、コントローラ端末２は、ボイラ火炉１の壁面を画面上に表示する表示部３と、該壁面が有する損傷部の位置情報を入力可能な入力手段５とを備える。入力手段５はキーボードやマウスによる入力でも良いし、表示画面にタッチペンなどで触れて入力しても良い。
なお、コントローラ端末２として、本実施形態ではＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）を用いる。

例えば、ボイラ火炉１内のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置で検査を行った場合、それぞれの位置情報と検査結果の情報が集約され、前記集約された結果がコントローラ端末２へ送信される。コントローラ端末２には、前記ボイラ火炉１の各壁面の高さ、水平距離、管番号を含む壁面座標と、各壁面に配設されるレーザ照射器４の位置、向きを示すレーザ照射器配設点とが格納されるデータベースを備えており、これにより、ボイラ火炉１の損傷箇所を示す損傷マップを作成する。

損傷マップは、損傷箇所を含む壁面を表示したものであり、例えば図３のように作成され、コントローラ端末２の表示部３に表示される。損傷マップ６により、ボイラ火炉１内の位置と検査結果が一目で分かるように表示される。例えば、図３に示したように、ボイラ火炉１の壁面の検査結果が不良である位置を領域ａ、ｂのように斜線で表示したり、色を変えて表示したりするなど視覚的に分かるように表示することができる。
なお、図３におけるＡ１〜Ａ１０、Ｂ１〜Ｂ８、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ８はデスラッガを取り付けるための穴を表しており、デスラッガを取り付ける穴はその位置が既知であるため、デスラッガを取り付ける穴を検査結果と同時に表示させることで、検査結果が視覚的に分かり易くなる。

次に、ボイラ火炉の壁面に設置されるレーザ照射器の設置位置について図４を用いて説明する。
前記レーザ照射器は、ボイラ火炉１の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように設置されており、そのためボイラ火炉１の各壁面と対向する面に少なくとも１つレーザ照射器を配設させている。
例えば図４のように、ボイラ火炉１の右側壁には左側壁を照射する左側壁用レーザ照射器Ｕと左側壁用レーザ照射器Ｌが設置され、ボイラ火炉１の左側壁には右側壁を照射する右側壁用レーザ照射器Ｕと右側壁用レーザ照射器Ｌが設置され、ボイラ火炉１の前壁には後壁を照射する後壁用レーザ照射器Ｕと後壁用レーザ照射器Ｌが設置され、ボイラ火炉１の後壁には前壁を照射する後壁用レーザ照射器Ｕと前壁用レーザ照射器Ｌが設置される。なお、上壁、下壁はその図示を省略する。

前記レーザ照射器はチルト及びツイスト機構を備えており、目的とする壁面やその検査箇所にレーザ照射をするよう上下、左右、ひねり動作を行って仰角や水平角度を調整する。
レーザ照射器は、壁面に設けられた足場に設置してもいいし、足場がない壁面では壁面に磁力で設置してもよい。また、レーザ照射器はゴンドラ等の可動する箇所に設置すれば１つでもよい。

次に、上述したボイラ火炉の作業位置特定装置を利用したマーキング作業者の作業手順について、図５を用いて説明する。
ステップＳ１で処理が開始されると、ステップＳ２でマーキング作業者は検査結果を所持しているＰＤＡにマーキングする部分の位置情報（高さ、水平距離、管番号）を入力する。位置情報が入力されると、ＰＤＡで位置情報が記憶される（ステップＳ３）。

その後、ステップＳ４で位置情報がレーザ照射器に転送されると、ステップＳ５で転送された位置情報に基づきレーザを照射する。ステップＳ６ではボイラ火炉の壁面にレーザ照射された部分をマーキング作業者がマーキングし、ステップＳ７で処理を終了する。
このようにして、マーキングを行うことにより効率よくマーキング作業を行うことができる。

次に、マーキングされた検査箇所を点検する点検作業者の作業手順について、図６を用いて説明する。
ステップＳ１１で処理が開始されると、ステップＳ１２で点検作業者はＰＤＡにマーキングされた部分の位置情報（高さ、水平距離、管番号）を入力する。位置情報が入力されると、ＰＤＡに記憶させた位置情報を読み出す（ステップＳ１３）。

読み出された位置情報は、ステップＳ１４でレーザ照射器に転送されると、ステップＳ１５で転送された位置情報に基づきレーザを照射する。ステップＳ１６ではボイラ火炉の壁面にレーザ照射された部分を目指して点検作業者が移動して点検作業を実施し、ステップＳ１７で処理を終了する。
前記マーキングが消えていたり、ボイラ火炉内の視界が良好でない場合でも、点検作業者はレーザ照射されている場所を目指して移動すれば良いので、ボイラ火炉内を移動するときに場所を間違ったり迷ったりすることがなく、点検作業の効率が向上する。

なお、上述した実施形態においてはボイラ火炉について説明したが、化学プラントの大型タンク等の外壁部、内壁部の検査に本発明を適用することができることは勿論である。

本発明によれば、ボイラ火炉等の面で囲まれる空間の内部の保守検査などの作業に用い、空間内壁の壁面の検査箇所の位置を表示して特定することができ、さらに検査箇所の位置を指定して再表示可能であるので、空間内壁の作業位置特定装置及びその方法への適用に際して有益である。

ボイラ火炉を示す模式図である。 本発明のボイラ火炉の作業位置特定装置の全体構成を示す説明図である。 損傷箇所を含む壁面を表示した損傷マップの一例を示す図である。 レーザ照射器の設置位置を説明する模式図である。 マーキング作業者の作業手順を示すフローチャートである。 点検作業者の作業手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ボイラ火炉
２ コントローラ端末
３ 表示部
４ レーザ照射器
５ 入力手段
６ 損傷マップ

Claims (8)

1. 前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁で検査作業を行う位置を特定する空間内壁の作業位置特定装置において、
   前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁に配置させたチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器と、
   前記各壁面を画面上に表示する表示部と、該壁面が有する損傷部の位置情報を入力可能な入力手段を備えるコントローラと、を備え、
   前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ、レーザ照射光が前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射可能に構成されたことを特徴とする空間内壁の作業位置特定装置。
2. 前記コントローラで送信される位置情報に従って前記レーザ照射器でレーザ照射された前記空間内壁の各壁面にマーキングを施すマーキング手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空間内壁の作業位置特定装置。
3. 前記マーキング手段によりマーキングされた壁面の位置情報を前記コントローラに記憶させる記憶手段を備え、該記憶手段によりマーキングされた壁面の位置情報を読み出して前記レーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ壁面にレーザ照射することを特徴とする請求項２記載の空間内壁の作業位置特定装置。
4. 前記コントローラは、前記空間内壁の各壁面の高さ、水平距離、管番号を含む壁面座標と、該各壁面上で前記レーザ照射器が配設される位置、向きを示すレーザ照射器の配設点とが格納されるデータベースを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空間内壁の作業位置特定装置。
5. 前記レーザ照射器は、前記空間内壁の各壁面と対向する面に少なくとも１つ配設されることを特徴とする請求項１記載の空間内壁の作業位置特定装置。
6. 前後左右各側壁、上壁及び下壁とで囲まれる空間内壁で検査作業を行う位置を特定する空間内壁の作業位置特定方法において、
   前記空間内壁の各壁面のいずれの部位にもレーザ照射が可能なように該空間内壁にチルト及びツイスト機構を具備するレーザ照射器を配設し、コントローラで前記各壁面を画面上に表示させて該各壁面が有する壁面損傷部の位置情報を入力し、前記コントローラで送信される位置情報に従ってレーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させて前記空間内壁の各壁面にレーザ照射することを特徴とする空間内壁の作業位置特定方法。
7. 前記コントローラで送信される位置情報に従って前記レーザ照射器でレーザ照射された前記空間内壁の各壁面にマーキングを施すことを特徴とする請求項６記載の空間内壁の作業位置特定方法。
8. 前記マーキングされた壁面の位置情報を前記コントローラに記憶させ、マーキング箇所に移動するときに記憶させた壁面の位置情報を読み出し、前記レーザ照射器をチルト及びツイスト駆動させ壁面にレーザ照射することを特徴とする請求項７記載の空間内壁の作業位置特定方法。

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