JP2016125610A - 管内移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管内移動装置の移動方向に関わらず、推進媒体の噴射による推進力を得て、様々な配置の配管内を移動させることができる管内移動装置を提供する。【解決手段】本体ケース１２内に封入した液体に圧力タンク１を浮かべ、圧力タンク１内に供給した圧縮媒体２によって圧力タンク１の内圧を調整し、圧力タンク１内に供給した推進媒体３を噴射口８から噴射する。これにより、管内移動装置１０の推進力を得る。推進媒体３の噴射は、弁２５による出口５の開閉操作により行う。圧力タンク１が液体に浮いている状態のため、配管１５ｂが水平状態でも垂直状態でも推進媒体を噴射させることができる。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、推進媒体を噴射したときの推進力で管内を移動して検査、作業等が行える管内移動装置に関する。

事故等が発生したプラント等の設備内部の状況を把握するために、当該プラント等に接続されている配管を使い、この配管内を通って設備内に検査・作業装置を挿入させて行く方法が考えられる。
一般的な管内移動装置としては、配管内点検用の移動ロボットを備えた噴射式ケーブル処理機構（特許文献１参照）が提案されている。

特開平９−２６４４８６号公報

一般に、プラント等に接続されている配管には曲がりやＴ字状等の分岐部、また垂直に配設された部分が存在するほか、配管の内部に逆止弁等が設けられていることがある。特に、逆止弁が設けられる部位は、逆止弁の弁座等によって口径が急激に変化する。特許文献１のような管内移動装置を逆止弁を有するような配管内で使用するには、口径が急激に変化した場所も通過できる構成にしておくことが必要になる。

しかしながら、特許文献１に記載された移動ロボットには、配管の内壁面に摺接させながら走行する走行輪が設けられており、移動ロボットの大きさは、走行輪によって制限されるため、口径が急激に変化する配管内の部位を通過させるのは難しく、また配管の曲がり部分の移動や、垂直に配設された部分の昇降、あるいはＴ字状等の分岐部においての任意の方向への移動などを行うことは困難であった。

また、垂直に配設された部分の配管を昇降する管内移動装置の構成としては、例えば、図１４に示すような圧縮空気５３の圧力によって推進液体５４を噴射口５２から噴射して推進力を得る構成が考えられる。

このような噴射により推進力を得る構成では、配管５６内を垂直方向に移動するときには、本体ケース５１に形成した噴射口５２は、上下方向を向いた本体ケース５１の底部側に配されるので、圧縮空気５３の圧力によって推進液体５４を噴射口５２から噴射することができる。

しかし、図１４に示すように、管内移動装置５０を水平方向に配管されている配管５６内で移動させようとしたときには、噴射口５２は横方向を向いた本体ケース５１によって、水平方向側に位置することになる。そして、推進液体５４の液面５５は、噴射口５２の高さ位置よりも低位に位置して噴射口５２には圧縮空気５３の層が触れた状態になってしまう。このようになると、圧縮空気５３の圧力により推進液体５４を噴射口５２から噴射させることはできず、管内移動装置５０を走行させるための推進力を得ることはできない。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、推進媒体の噴射により推進力を得て、さまざまな形状や配置となっている配管内の移動が可能な管内移動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る管内移動装置の実施形態は、噴射した推進媒体の推進力で管内を移動する管内移動装置であって、圧力タンクを浮かべた液体が封入された本体ケースと、前記推進媒体および前記圧力タンクの内圧を高める圧縮媒体をそれぞれ前記圧力タンクに供給する第１供給チューブおよび第２供給チューブと、前記圧力タンクの底部に設けた出口と前記本体ケースに設けた推進媒体の噴射口とを接続する噴出チューブと、前記推進媒体の噴射を制御する弁と、を備え、
前記第１供給チューブ、前記第２供給チューブおよび前記噴出チューブにおける少なくとも前記本体ケース内に配管されたそれぞれの部位が、フレキシブルチューブとして構成されていることを特徴とする。

本発明に係る管内移動装置の実施形態では、推進媒体の噴射により推進力を得て、さまざまな配置の配管内を移動させることができる管内移動装置が提供される。

垂直管内における管内移動装置の構成を示す説明図である。（実施形態１） 水平管内における管内移動装置の構成を示す説明図である。（実施形態１） 管内移動装置の保持状態を示す説明図である。（実施形態２） 管内移動装置の保持解除状態を示す説明図である。（実施形態２） 管内移動装置の保持状態を拡大した縦断面における要部概要図（ａ）、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図（ｂ）である。（実施形態２） 管内移動装置の保持解除状態を拡大した縦断面における要部概要図（ａ）、（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。（実施形態２） 管内移動装置における弁の閉塞状態を示す説明図である。（実施形態３） 管内移動装置における弁の開放状態を示す説明図である。（実施形態３） 管内移動装置における弁の閉塞状態を示す説明図である。（実施形態４） 管内移動装置における弁の開放状態を示す説明図である。（実施形態４） 流路切換装置を設けた管内移動装置の構成を示す説明図である。（実施形態５） 流路切換装置において、第２供給チューブと第１チューブとが連通した状態（ａ）、第２供給チューブと第２チューブとが連通した状態（ｂ）、第２供給チューブが非連通している状態（ｃ）を示す説明図である。（実施形態５） 発電機を設けた管内移動装置の構成を示す説明図である。（実施形態６） 実施形態に係る管内移動装置の課題を示す説明図である。（課題説明図）

以下、本発明に係る管内移動装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下では、図１〜図１３で示した構成を用いて説明を行うが、管内移動装置の構成を分かり易く説明するため、一部の構成についてその構成の図示を省略した図面を用いている。

また、管内移動装置が移動する配管として、例えば、図１に示すような垂直に配設された配管１５ａと、図２に示すような水平に配設された配管１５ｂとを例に挙げて説明を行うが、配管１５の構成としては、この２つの構成に限定されるものではなく曲がり配管や傾斜して配設された配管、らせん状に捩れた配管等を用いることができる。

［実施形態１］
（構成）
図１、図２を用いて実施形態１の構成について説明する。検査・作業装置１１を備えた管内移動装置１０は、配管１５ａ、１５ｂ内を移動可能に構成されている。検査・作業装置としては、各種検査用装置、修理・点検用の各種作業装置を用いることができる。

管内移動装置１０の本体ケース１２内には、液体１３が封入されており、圧力タンク１を液体１３に浮かせた状態に構成している。圧力タンク１には、推進媒体３を供給する第１供給チューブ６と、圧力タンク１の内圧を高める圧縮媒体２を供給する第２供給チューブ７とが接続している。第１供給チューブ６と第２供給チューブ７とは、それぞれ配管１５ａの端部に設けた推進媒体３の供給源と圧縮媒体２の供給源とに接続している。

配管１５ａ内には、気体、液体または気体と液体の混成体を充満させておくことができ、推進媒体３としては、配管１５ａ内に充満している気体、液体または気体と液体の混成体と同じ物質のものを用いることも、異なる物質のものを用いることもできる。

以下で説明する実施形態１〜６においては、推進媒体３として液体を用いた構成を例に挙げて説明を行うが、推進媒体３としては、本体ケース１２が上下左右、斜め等の各種移動方向によって、本体ケース１２が任意の方向に傾いても、圧力タンク１の底部に貯めておくことができる物質を用いている。そして、圧力タンク１の底部には、推進媒体３を流出させる出口５を形成している。後述するように、圧力タンク１の出口５から推進媒体３を高速で流出させることで、推進力が得られる物質を推進媒体３として用いることができる。

配管１５ａ、１５ｂ内に液体が充満している場合には、推進媒体３として配管１５ａ、１５ｂ内に満たされている液体と同じ液体を用いることもできる。例えば、管内移動装置１０が石油パイプ内を移動する場合には、推進媒体３として石油パイプ内を流れている石油を用いることができる。

本体ケース１２の傾き状態に係らず、本体ケース１２内の液体１３に浮かんでいる圧力タンク１は、その底部が下方側に向いた状態になる。そして、圧力タンク１の底部を強制的に下方側を向かせておく構成としては、圧力タンク１の底部側に重錘１７を設けておく構成や、圧力タンク１の底部側の板厚を厚くした構成を採用することができる。

また必要に応じて、圧力タンク１に重錘１７を設けない構成や、底部の板厚を厚くしない構成にしておくこともできるが、この場合には、圧力タンク１の底部に溜まっている推進媒体３の重量によって、圧力タンク１の底部を下方側に向かせておくことができる。

圧縮媒体２としては、推進媒体３よりも比重が軽い物質のものを用いることが望ましいが、推進媒体３と同じ物質のものを用いることもできる。圧縮媒体２としては、例えば、圧縮空気を用いることができる。

出口５には、出口５の開閉を行う弁２５が設けられており、弁２５は適宜の操作手段によって出口５の開閉制御を行うことができる。例えば、推進媒体３として液体を用いた場合には、弁体２５ａの自重と液体である推進媒体３における弁体２５ａの比重とによって、推進媒体３上面の高さ位置に応じて弁体２５ａの位置を調整することができ、出口５の開閉操作を行うことができる。

弁２５を開放状態にしたときには、圧縮媒体２によって内圧が高められた圧力タンク１から推進媒体３は高速流となって出口５から流出する。また、弁２５の開放量を調整することによって、出口５から流出する推進媒体３の流出量を調整することもできる。

圧力タンク１には弁２５を、例えば、出口５に対して鉛直方向への移動を規制するガイド部材を設けた構成や、弁体２５ａにおける一端側を中心にして、弁体２５ａが回動する構成にしておくことができる。弁体２５ａを回動させる構成のときには、出口５を閉塞する方向に弁体２５ａを付勢するバネを設けておくこともできる。

ガイド部材や弁体２５ａを回動可能に構成しておくことにより、弁２５による出口５の開閉動作をスムーズに、しかも確実に行える。また、弁２５の開閉を行う操作手段としては、例えば、フレキシブルのワイヤを第１供給チューブ６又は第２供給チューブ７内に挿通させておき、フレキシブルワイヤの先端部を弁体２５ａに結合することで、出口５の開放操作を遠隔制御で行うことができる。
出口５を閉塞するための弁２５の構成としては、圧力タンク１内に貯められた推進媒体の高さ位置や、バネ等の付勢力によって閉塞させる構成にしておくことができる。

出口５には、噴出チューブ９が接続しており、噴出チューブ９の自由端部側には、噴射口８が形成されている。噴射口８は、管内移動装置１０の移動方向に推進力を与えることができる本体ケース１２の部位に設けられている。また、推進力を調整するため、噴射口８にはノズル等を形成しておくことができる。ノズルの向きの調整は適宜の手段により、遠隔操作で行うように構成しておくこともできる。

図１に示すように、管内移動装置１０が垂直に配された配管１５ａ内での移動から、図２に示すような水平方向に配された配管１５ｂ内を移動する際には、液体１３中に浮いていた圧力タンク１は、重錘１７の重みによって回転を行って底部に形成した出口５を常に鉛直方向の下方を向かせることができる。配管１５ａ、１５ｂの状態に応じて回転する圧力タンク１を同じ位置で回転させるため、図１の紙面に垂直な方向に回転軸を本体ケース１２内に設けておき、圧力タンク１がこの回転軸回りで自由回転可能となるように構成しておくこともできる。

圧力タンク１が液体１３中で自由に回転して、底部を鉛直方向の下方に位置させるため、第１供給チューブ６、第２供給チューブ７および噴出チューブ９における本体ケース１２内に配設されている部位を、少なくともフレキシブルチューブ（可撓性チューブ）として構成しておくことが望ましい構成になる。

また、第１供給チューブ６および第２供給チューブ７の全長をフレキシブルチューブとして構成しておくこともできる。第１供給チューブ６および第２供給チューブ７の全長をフレキシブルチューブとして構成しておくことにより、管内移動装置１０が屈曲部等を通過する際に、第１供給チューブ６および第２供給チューブ７によって屈曲部の通過が妨げられない。

上述した構成では、噴射口８からの噴射によって、前進方向の推力を得ることができるが、後進方向の推力を得るため、本体ケース内に浮かせた圧力タンクと、圧力タンクに推進媒体と圧縮媒体とをそれぞれ供給する供給チューブと、この圧力タンクに接続した噴出チューブとを管内移動装置１０に別途設けておくこともできる。また、この圧力タンクを本体ケース１２の液体１３に浮かせた構成にしておくこともできる。

（作用）
第１供給チューブ６から推進媒体３を圧力タンク１に供給するとともに、第２供給チューブ７から圧縮媒体２を圧力タンク１に供給することにより、圧力タンク１内の圧力は高まる。この状態で、出口５を閉塞していた弁２５が開くと、内圧が高い圧力タンク１の出口５から推進媒体３が勢い良く流出して、噴出チューブ９を通って噴射口８から外部に噴射される。

推進媒体３が噴射されるときの反力によって管内移動装置１０は、噴射方向とは逆方向に移動する推進力が得られる。また、噴射を行った後にも、第１供給チューブ６と第２供給チューブ７から推進媒体３と圧縮媒体２を圧力タンク１内に再封入することにより、繰返し推進力を得ることができる。

あるいは、推進媒体３を噴射させながら、圧力タンク１内に噴射口８からの噴射量よりも多い流量の推進媒体３を供給し続け、圧力タンク１内の内圧を所定の内圧以上に保っておくことで、推進媒体３の噴射を連続的に行わせることができる。これにより、管内移動装置１０を連続的に移動させることができる。

図２では、管内移動装置１０が水平方向の配管１５ｂを移動する場合を示している。本体ケース１２内に封入した液体１３には圧力タンク１が浮かべられており、さらに重錘１７が圧力タンク１に取り付けられているので、管内移動装置１０が水平方向の向きになった場合でも、圧力タンク１の内部は上方に圧縮媒体２の層があり、下方に噴射される推進媒体３の層を持つ二層構造が保たれる。しかも、推進媒体３の層の下方に、圧力タンク１の出口５が位置している。

この状態から、圧力タンク１の出口５を閉塞している弁２５を開放させることで、推進媒体３は高速流となって出口５から流出して、噴出チューブ９を通って噴射口８からは外部に噴射される。そして、噴射流３ｂとなって管内移動装置１０に対して水平方向への推進力を得ることができる。

また、第２供給チューブ７を介して圧力タンク１に供給する圧縮媒体２の流量を調整して、圧力タンク１内の内圧を調整することで、管内移動装置１０の配管１５ａ、１５ｂ内での移動を停止させることができる。例えば、推進媒体３の噴射による推進力と管内移動装置１０の重量とをバランスさせることで、上昇時の移動を停止させることができる。また、推進媒体３の噴射による推進力を管内移動装置１０の重量を支える場合よりも弱い力に設定することで、管内移動装置１０を下降させることもできる。

（効果）
本発明に係る管内移動装置１０の実施形態によれば、一つの圧力タンク１を用い、圧力タンク１内に圧縮媒体２および推進媒体３を供給することによって、管内移動装置１０を垂直方向に移動させることも、水平方向に移動させることもできる。即ち、管内移動装置１０の移動方向に関わらず必要な推進力を推進媒体３の噴射によって得ることができる。このとき得られる推進力としては、移動と停止とを繰り返していく構成にすることも、連続的に移動が行える構成にすることもできる。

また、第１供給チューブ６と第２供給チューブ７を一本化した構成にすることもできる。この場合には、推進媒体３と圧縮媒体２とを混合させた状態で圧力タンク１に供給することができる。例えば、推進媒体３として液体を用い、圧縮媒体２として空気を用いて、これを混合した状態で圧力タンク１内に供給することができる。あるいは、一本化した供給チューブの始端側において、圧縮媒体２である空気と推進媒体３である液体とを交互に切り替えながら順番に供給する構成にしておくこともできる。

本発明に係る実施形態の管内移動装置１０では、推進媒体３を噴射させることによって得られる推進力で管内移動装置１０を移動させることができる構成のため、配管１５の中心軸に沿っての走行が可能になり、従来のように配管５６内を走行するために、車輪等を管路の内壁面に押し付けておく構成が必要ない。

しかも、口径の異なる複数の配管に対しては、異なる口径部を通過する際に管内移動装置の大きさを制限している車輪等を設けていない構成にできるので、車輪等を設けない分だけ管内移動装置１０の大きさを大きく構成することができる。

［実施形態２］
（構成）
次に、実施形態２の構成について、図３〜図６を用いて説明する。なお、実施形態１の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。
図３は、鉛直方向の配管１５ａに挿入された管内移動装置１０が、保持機構２０によって配管１５ａ内で保持されている状態を示している。図４は、図３に示した保持状態から推進媒体３を噴射して、移動を行っている状態を示している。

図５（ａ）は、管内移動装置１０を配管１５内で保持した状態を説明するため、保持機構２０の構成を拡大した概略図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示している。

図６（ａ）は、管内移動装置１０が移動して、配管１５内での保持が解除された状態を説明するため、保持解除時の保持機構２０の構成を拡大した概略図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示している。

図５、図６に示すように、管内移動装置１０を配管１５内に保持する保持機構２０は、配管１５の内壁面に圧接する弾性変形可能な保持片２１と、保持片２１を変形させて配管１５の内壁面への圧接状態を解除する膨張部２２を備えた構成になっている。膨張部２２は、噴出チューブ９の一部として構成されている。

図５に示すように保持片２１の内面側に対して膨張部２２からの負荷が作用しないとき、あるいは作用したとしてもその負荷が小さくて保持片２１を変形させることができないときには、保持片２１は、平面視において楕円形状を呈しており、楕円形状の長軸側が配管１５の内壁面に圧接している。また、図６に示すように膨張部２２が膨張して保持片２１の内面側に対して内側から拡張する方向に負荷が作用したときには、保持片２１は、短軸側を伸張させ、逆に長軸側を縮小させた形状に変形する。このときには、保持片２１としては、配管１５の内壁面との圧接状態が解除される。

保持片２１は、弾性を備えた軟質の高分子物質から構成されており、天然ゴムや合成ゴム、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等を用いて中実状態または中空状態に構成されている。膨張部２２は、噴出チューブ９の一部として構成されており、推進媒体３を噴射口８から噴射する際の噴出チューブ９内の圧力上昇によって、図６に示すように膨張部２２は膨張状態になる。

また、噴射口８からの推進媒体３の噴出が終了すると、噴出チューブ９内の圧力が低下して、膨張部２２は図５に示すように縮小状態になる。膨張部２２の構成としては、膨張・縮小を行うことが可能な従来から公知の材料、例えば、可撓性の軟質合成樹脂等を用いて構成されている。

保持片２１と膨張部２２とは、保持片２１の短軸側の内面において一体的に固定した構成にしておくことができる。あるいは、本体ケース１２の底面側における周面における、例えば等間隔に配された４か所に、周方向に沿って保持片２１が収納できる凹溝を形成しておき、短軸側における隣接する凹溝間の部位には、膨張部２２が露出することができる空間部を形成した構成にしておくこともできる。

このように構成しておくことにより、保持片２１が本体ケース１２から離間して落下することが防止でき、しかも、膨張部２２が膨張した際には、図６（ｂ）に示すように、保持片２１の長軸側を狭め、短軸側を拡張させることができる。

（作用）
図３、図５に示すように、推進媒体３を噴射していない状態では、噴出チューブ９内の圧力は低く、膨張部２２は縮んだ状態になっている。このとき、保持機構２０の保持片２１は、長軸側の端面が配管１５ａの内壁面に圧接した状態になっている。図４、図６に示すように、推進媒体３が噴射されている状態では、噴出チューブ９内の圧力が上昇して、膨張部２２は膨張を行う。そして、膨張部２２の膨張によって、保持片２１の短軸側は拡張し、長軸側は縮小する変形が生じる。

これによって、配管１５ａの内壁面に圧接していた長軸側の端面は、内壁面から離間する。そして、管内移動装置１０は、推進媒体３が噴射口８から噴射されるときの反力によって推進力を得て、配管１５ａ内を移動する。

（効果）
本発明の実施形態２によれば、上述したように、保持機構２０により管内移動装置１０を配管１５内で保持して停止させておくことや、保持機構２０による保持状態を解除して管内移動装置１０を推進媒体３の噴射によって配管１５内で移動させることができる。しかも、管内移動装置１０の移動、停止操作は、推進媒体３を噴射する操作と、推進媒体３の噴射を停止させる操作とを連動して行うことができる。

しかも、推進媒体３の噴射が行われていないときには、保持機構２０の保持片２１は弾性復帰して配管１５ａの内壁面を押圧する。これによって、管内移動装置１０は、配管１５内の任意の位置に停止して、その状態を保持する。そして、管内移動装置１０が鉛直な配管１５ａ内で停止した場合であっても、停止位置から落下することがない。これによって、配管１５内の任意の位置において、検査や修理点検作業等を管内移動装置１０に設けた検査・作業装置１１で行える。

また、推進媒体３を噴射して管内移動装置１０が移動する際には、保持機構２０の保持片２１が配管１５ａの内壁面から離間した状態になるので、推進媒体３を噴射したことによる推進力で管内移動装置１０は、配管１５内を自由に移動することができる。特に、移動と停止位置での保持とを切り替えるために、特別な動力を必要とする機構を管内移動装置１０に追加して設けておく必要がない。

［実施形態３］
（構成）
次に、実施形態３の構成について、図７、図８を用いて説明する。なお、実施形態１、２の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。

圧力タンク１の出口５を開閉して推進媒体３の噴射を制御する弁２５の構成として、弁体２５ａには浮き２６が接続されている。浮き２６は、推進媒体３よりも比重の軽い部材から構成されており、圧力タンク１内に供給された推進媒体３の上面３ａ（推進媒体３が液体のときには液面）の高さに応じて上下方向に移動することができる。

浮き２６の上下方向の移動によって、弁体２５ａも上下方向に移動することができ、出口５の開閉動を行う。弁体２５ａが上下方向に移動するのを案内するため、圧力タンク１の内部には、弁体２５ａを案内するガイド部材を設けておくことができる。

また、図示を省略しているが、弁体２５ａの一端側を中心として回動自在な構成にしておき、弁体２５ａの他端側に浮き２６を接続した構成にしておくことができる。浮き２６が上下動することに伴って、弁体２５ａは一端側を中心として回動を行い、弁２５の開閉を行う。

（作用）
図７には、推進媒体３の上面３ａが低くなった状態を示しており、弁体２５ａは出口５を閉塞した状態に位置している。図８には、圧縮媒体２によって圧力タンク１内の内圧が高められ、また、推進媒体３が圧力タンク１内に十分供給されており、推進媒体３の上面３ａが高くなった状態を示している。この状態では、推進媒体３の上面３ａが上昇するのに伴って浮き２６は上方に移動を行い、弁体２５ａを引き上げて出口５から離間させる。そして、出口５を閉塞していた弁２５を開放状態にする。

これにより、出口５から流出した推進媒体３は、圧力タンク１内の内圧によって高速流となって噴出チューブ９内に流出する。そして、高速流となった推進媒体３は、噴射口８から噴射流３ｂとなって噴射されることになる。これにより、管内移動装置１０は、推進力を得て、配管１５ａ内を移動する。

また、第１供給チューブ６を介して圧力タンク１内に供給している推進媒体３の供給を遮断して、第２供給チューブ７を介して圧力タンク１から圧縮媒体２を吸引することで、圧力タンク１内の推進媒体３の上面３ａを下降させるとともに、圧力タンク１内の内圧を低下させることができる。これにより、弁体２５ａが下降して出口５を閉塞すると、推進媒体３の噴射が停止される。そして、実施形態２に開示した保持機構２０を作動させることにより、管内移動装置１０を停止した位置に保持できる。

また、必要に応じて、推進媒体３の噴射を停止させずに、管内移動装置１０の重量と推進媒体３による推進力とをバランスさせた状態を保ちながら、ホバーリング状態で管内移動装置１０を停止位置に停止させておくこともできる。

（効果）
本実施形態３によれば、推進媒体３の上面３ａを調節することによって、自動的に弁２５の開閉操作を行うことができる。そして、圧力タンク１内に所望の量の推進媒体３を充填させた状態で、弁２５を開放させることができるので、所望の推進力を得ることができる。しかも、噴射口８から噴射される推進媒体３の噴射量と同量かそれ以上の量の推進媒体３を、第１供給チューブ６を介して圧力タンク１内に供給し続けることで、管内移動装置１０の推進力を連続的に維持しておくことができる。

［実施形態４］
（構成）
次に、実施形態４の構成について、図９、図１０を用いて説明する。なお、実施形態１〜３の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。

実施形態４では、推進媒体３の噴射を制御する弁２５の構成として、弁２５は噴出チューブ９に設けられており、図示例では、出口５と噴射口８との間に設けられている。
弁２５は、弁体２５ａと、弁体２５ａを出口５側に付勢するバネ２７と、弁体２５ａおよびバネ２７を収納した弁ケース２８と、を備えた構成になっている。

バネ２７は、予圧縮された圧縮バネとして構成されており、図９に示すように、弁体２５ａを出口側に付勢している。そして、噴出チューブ９内での推進媒体３の流れを遮断している。図１０に示すように、弁体２５ａの上流側における圧力がバネ２７の付勢力よりも高まると、弁体２５ａはバネ２７を圧縮する方向に移動を行い、弁２５としては閉塞状態から開放状態に切り換る。

（作用）
弁体２５ａの上流側における圧力、即ち、圧力タンク１内の内圧がバネ２７の付勢力よりも高い状態か、低い状態かによって噴出チューブ９の開閉操作を行うことができる。そして、圧力タンク１の内圧を高めることによって、即ち、噴射口８から噴射される推進媒体３によって得られる推進力が、所望の推進力となる状態になったとき、弁２５を開放させることができる。

（効果）
実施形態４では、圧縮媒体２の圧力を調整して、圧力タンク１内の内圧を調整することで、自動的に弁２５を開放させて推進力を得ることができる。そして、管内移動装置１０を配管１５内で移動させることができる。

実施形態３、実施形態４では、推進媒体３の噴射を制御する弁２５を圧力タンク１の出口５、噴出チューブ９に設けた構成について説明を行ったが、弁２５の構成としては、第２供給チューブ７に開閉制御弁として構成しておくこともできる。弁２５を構成する第２供給チューブ７の部位としては、圧力タンク１の上流側であれば、第２供給チューブ７の始端側等に構成しておくことができる。

例えば、図示は省略しているが、第２供給チューブ７の始端側に開閉制御弁とした弁２５を配設することができる。そして、第１供給チューブ６を介して圧力タンク１に供給される推進媒体３の供給量を、噴射口８から噴射される噴射量よりも多く設定しておき、推進媒体３の供給制御と弁２５の開閉制御を連動して行うことで、圧縮媒体２の供給量を制御して圧力タンク１内の内圧を調整することができる。これにより、推進媒体３の噴射によって得られる管内移動装置１０の推進力が、所望の推進力となるように制御できる。

この構成では、第２供給チューブ７の上流側において、開閉制御弁とした弁２５を制御することで、圧力タンク１内における圧縮媒体２の圧力を調整できる。そして、管内移動装置１０が配管１５内を移動するときの推進力が所望の推進力となるように調整できる。

［実施形態５］
（構成）
次に、実施形態５の構成について、図１１、図１２を用いて説明する。
実施形態５では、圧縮媒体２を圧力タンク１に供給する第２供給チューブ７に流路切換装置３０を設けている。流路切換装置３０により流路を切換えることで、圧縮媒体２を圧力タンク１と、圧力タンク１とは異なる装置等とに選択的に供給できる。流路切換装置３０を設けた構成以外の他の構成は、実施形態１〜４における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態１〜４の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。

流路切換装置３０は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、切換ケース３０ａと、切換ケース３０ａとの間が液密状態にシールされた切換面板３１と、から構成されている。切換面板３１は、切換ケース３０ａ内で回転可能に配設されている。切換ケース３０ａの下流側には、第１チューブ３４ａと第２チューブ３４ｂとが接続している。第１チューブ３４ａは、圧力タンク１に接続しており、第２チューブ３４ｂは、圧力タンク１とは異なる装置等に接続している。

第２チューブ３４ｂが接続した圧力タンク１とは異なる装置等としては、流路切換装置３０で切換えて供給した圧縮媒体２を駆動源として利用できる各種装置等を用いることができる。

切換面板３１には、流路切換装置３０の上流側に配した第２供給チューブ７と第１チューブ３４ａとを接続する第１供給通路３８と、第２供給チューブ７と第２チューブ３４ｂとを接続する第２供給通路３９とが形成されている。切換面板３１の外周面には、切換面板３１の回転位置決めを行う切欠き３３が２か所で形成されている。切換面板３１の外周面に対向する切換ケース３０ａの部位には、ストッパ３２が配設されており、ストッパ３２は、切欠き３３に係合する方向に回動するように回転バネ３２ａによって付勢されている。

切欠き３３と、切欠き３３に係合するストッパ３２とによって一方向クラッチが構成されており、図示例では、切換面板３１は矢印３５で示す時計回り方向にのみ回転が許容されている。

図１２（ａ）は、第２供給チューブ７と第１チューブ３４ａとが連通した状態を示しており、図１２（ｂ）は、第２供給チューブ７と第２チューブ３４ｂとが連通した状態を示している。図１２（ｃ）は、第２供給チューブが、第１チューブ３４ａおよび第２チューブ３４ｂの何れにも接続していない状態を示している。また、図１２（ａ）〜（ｃ）において、切換面板３１の中心に示した黒丸は、切換面板３１の回転中心を示している。

流路切換装置３０で第１チューブ３４ａと第２チューブ３４ｂとの２つのチューブに流路を切換える構成を説明したが、流路切換装置３０で切換えられる流路数は、２つに限定されるものではなく複数の流路に切換える構成にしておくこともできる。複数の流路に切換える構成にしたときには、切欠き３３の形成個数もその流路数に対応した数に形成しておくことができる。

（作用）
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示すように、切換面板３１は切換ケース３０ａに対して回転自由に装着されており、ストッパ３２と切欠き３３とによって矢印３５に示す方向にのみ回転できる。図１２（ａ）の矢印３６で示すように、第２供給チューブ７から供給された圧縮媒体２が第１供給通路３８を通って第１チューブ３４ａに流入することで、圧縮媒体２は圧力タンク１に供給される。

第１供給通路３８内での通路形状によって、矢印３６で示す方向に圧縮媒体２が流れるときには、圧縮媒体２は切換面板３１に対して矢印３５で示す回転方向とは反対方向に回す回転モーメントを作用させる。しかしこのとき、矢印３５とは反対の方向への切換面板３１の回転は、ストッパ３２に係合した切欠き３３によってその回転方向への回転が阻止されている。

図１２（ａ）に示すように、第１供給通路３８内での圧縮媒体２の流れが矢印３７で示す方向に切換わると、矢印３７方向に流れる圧縮媒体２によって、切換面板３１には矢印３５方向への回転モーメントが作用する。そして、図１２（ｃ）で示すように、切換面板３１の側面によってストッパ３２は回転バネ３２ａの付勢力に抗して反時計回り方向に回動して、切欠き３３との係合状態が解除される。これにより、切換面板３１は、矢印３５方向への回転が許容される。

切換面板３１の矢印３５方向への回転は、図１２（ａ）の状態から第２供給チューブ７の上流側を負圧にすることにより行わせることができる。即ち、このとき矢印３７で示す方向に流れる圧縮媒体２は、第１供給通路３８内において、図１２において黒丸で示した切換面板３１の回転中心から離れた位置において、時計回り方向への回転モーメントを作用する。これによって、第２供給チューブ７の上流側を負圧にすることで、切換面板３１は矢印３５方向への回転を開始する。

更に矢印３７方向への圧縮媒体２の流れによって、切換面板３１の回転が加速すると、第２供給チューブ７と第１供給通路３８との連通状態が遮断した状態になっても切換面板３１は、慣性力によって矢印３５方向への回転を継続する。第２供給チューブ７と第１供給通路３８との連通状態が遮断した状態において、第２供給チューブ７の上流側における負圧状態を停止することができる。

その後、慣性力で回転していた切換面板３１の第２供給通路３９における一端側が、第２供給チューブ７との接続位置を通過した状態において、今度は第２供給チューブ７の上流側において加圧した圧縮媒体２を第２供給チューブ７に供給する制御を行う。

慣性力で回転していた切換面板３１の第２供給通路３９における他端側が第２供給チューブ７に接続すると、第２供給チューブ７から供給された圧縮媒体２によって切換面板３１は、矢印３５方向とは逆向きの回転モーメントが作用することになる。

そして、切欠き３３がストッパ３２との係合位置から矢印３５方向に回転し過ぎていても、圧縮媒体２が第２供給通路３９内に流入することで、切換面板３１は矢印３５とは逆方向に回転を行う。このようにして、切欠き３３はストッパ３２に係合した状態になる。そして、切換面板３１の回転は停止して、図１２（ｂ）で示した状態に保持される。

図１２（ｂ）に示す状態から、第２供給チューブ７の上流側を負圧にすることで、切換面板３１は、矢印３５で示す方向に回転することができる。そして、第２供給チューブ７と第２供給通路３９との接続状態が外れると、第２供給チューブ７の上流側における負圧状態を停止する。慣性力で回転を続けている切換面板３１の第１供給通路３８の一端部側が、第２供給通路３９との接続位置を通過した時点で、第２供給チューブ７の上流側を加圧して圧縮媒体２を第２供給チューブ７内に供給する。
第１供給通路３８の他端側が第２供給チューブ７と接続すると切換面板３１には、矢印３５とは逆向きの回転力が作用して、図１２（ａ）で示す状態に停止することができる。

（効果）
第２供給チューブ７の上流側を負圧にして、圧縮媒体２を第２供給チューブ７の上流側に吸引することで、流路切換装置３０の流路を切換えることができる。しかも、流路切換装置３０の流路を切換えるのに、第２供給チューブ７を増設することなく、圧縮媒体２の供給先を変更することができる。

これにより、圧力タンク１に圧縮媒体２を供給すれば管内移動装置１０の推進力を得ることができ、例えば、検査・作業装置１１が圧縮媒体２で駆動できる装置の場合には、検査・作業装置１１を駆動するため、流路切換装置３０を切換えて圧縮媒体２を供給できる。

なお、実施形態５の構成において、第１供給チューブ６にも流路切換装置３０を配設しておき、第１供給チューブ６から供給される推進媒体３を別に設けた圧力タンクに供給する構成にしておくこともできる。その際、第２チューブ３４ｂの接続先として、上述した別に設けた圧力タンクに接続させておくことができる。

このように構成しておくことにより、管内移動装置１０に独立した２つの噴射口を形成することができ、この２つの噴射口の向きを逆向きに配置させることで、管内移動装置１０に対して前進方向の推進力と後進方向への推進力とを選択的に与えることができる。

［実施形態６］
（構成）
次に、実施形態６の構成について、図１３を用いて説明する。
実施形態６では、推進媒体３を圧力タンク１に供給する第１供給チューブ６に発電機４０を設けている。

発電機４０を設けた構成以外の他の構成は、実施形態１〜４における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態１〜４の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。また、図示例は省略しているが、第１供給チューブ６に発電機４０を設ける構成の代わりに、第２供給チューブ７に発電機４０を設けた構成にしておくこともできる。この場合には、例えば、風力発電機のように圧縮媒体２によって発電が行われる。

発電機４０内には、導入された推進媒体３によって回転駆動される羽根車４０ａが設けられており、羽根車４０ａの回転軸には、図示せぬ発電用のロータが直結している。羽根車４０ａを回転駆動した推進媒体３は、第２供給チューブ７を通って圧力タンク１内に供給される。

（作用）
第１供給チューブ６内を流れる圧縮媒体２によって、発電機４０の羽根車４０ａは回転駆動される。そして、羽根車４０ａの回転軸に連結したロータが、羽根車４０ａの回転によって回転駆動され、回転駆動されたロータとロータの周囲に配したステータとの間で発電が行われる。発電機４０で発電した電力は、検査・作業装置１１における駆動電源として使用することができる。

（効果）
圧力タンクに供給する推進媒体３の流量を使って、発電機４０を駆動して発電を行っているので、電力が必要な装置に対しての供給が可能となる。そのため、検査・作業装置１１が、カメラや照明といった電力で駆動する装置の場合であっても、電力を供給するための配線を別途増設することなく、これらの装置を使用することが可能となる。

また、電力供給用の配線を、配管１５の始端側から配線することが必要ないので、管内移動装置１０が配管１５内を移動する際に、第１供給チューブ６や第２供給チューブ７に電力供給用の配線が絡み付くことがない。

以上、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…圧力タンク、２…圧縮媒体、３…推進媒体、５…出口、６…第１供給チューブ、７…第２供給チューブ、８…噴射口、９…噴出チューブ、１０…管内移動装置、１１…検査・作業装置、１２…本体ケース、１３…液体、１５…配管、１５ａ…垂直配管、１５ｂ…水平配管、１７…重錘、２０…保持機構、２１…保持片、２２…膨張部、２５…弁、２６…浮き、２７…バネ、２８…弁ケース、３０…流路切換装置、３１…切換面板、３８…第１供給通路、３９…第２供給通路、４０…発電機、４０ａ…羽根車、５０…管内移動装置、５２…噴射口、５３…圧縮空気、５４…推進液体、５６…配管、５７ａ、５７ｂ…供給チューブ、５８…弁体

Claims (7)

1. 噴射した推進媒体の推進力で管内を移動する管内移動装置であって、
   圧力タンクを浮かべた液体が封入された本体ケースと、
   前記推進媒体および前記圧力タンクの内圧を高める圧縮媒体をそれぞれ前記圧力タンクに供給する第１供給チューブおよび第２供給チューブと、
   前記圧力タンクの底部に設けた出口と前記本体ケースに設けた推進媒体の噴射口とを接続する噴出チューブと、
   前記推進媒体の噴射を制御する弁と、
   を備え、
   前記第１供給チューブ、前記第２供給チューブおよび前記噴出チューブにおける少なくとも前記本体ケース内に配管されたそれぞれの部位が、フレキシブルチューブとして構成されていることを特徴とする管内移動装置。
2. 弾性保持力によって前記管内移動装置を管内の任意の位置に保持する保持機構が、前記噴出チューブに設けられ、
   前記保持機構の弾性保持力は、前記噴出チューブの内圧によって調整され、前記噴射口から前記推進媒体を噴射しているときには保持状態が解除され、噴射していないときには保持状態が維持されることを特徴とする請求項１に記載の管内移動装置。
3. 前記弁が、前記圧力タンク内の前記液体に浮いた浮きに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の管内移動装置。
4. 前記弁が、バネの付勢力により閉止する弁として前記噴出チューブに設けられ、
   前記弁の上流側の圧力増加によって、閉止状態が開放されることを特徴とする請求項１または２に記載の管内移動装置。
5. 前記弁が、前記第２供給チューブの上流側に設けられた開閉制御弁として構成され、
   前記第１供給チューブを介して前記圧力タンク内に供給される前記推進媒体の供給量が、前記噴出チューブから推進力として噴射される前記推進媒体の噴射量よりも多く設定され、
   前記開閉制御弁の開閉制御により、前記圧力タンクの内圧が調整されることを特徴とする請求項１または２に記載の管内移動装置。
6. 前記第２供給チューブに、流路切換装置が設けられ、
   前記流路切換装置の下流側には、前記圧縮媒体を前記圧力タンクに供給する第１チューブと、前記圧力タンクとは異なる部材に供給する第２チューブとが接続し、
   前記流路切換装置は、前記流路切換装置の上流側から前記圧縮媒体が供給されるときには、流路の切換えが行われず、前記圧縮媒体が前記流路切換装置の上流側に吸引されるときには、流路の切換えが行われる構成であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の管内移動装置。
7. 電力で駆動される装置と発電機とを備え、
   前記第１供給チューブまたは前記第２供給チューブに配された前記発電機が、前記推進媒体または前記圧縮媒体の供給によって回転駆動され、
   前記発電機で発電した電力が、電力を必要とする前記装置に供給されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の管内移動装置。
   
   

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