JP2019209307A - 管内清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管の内部への流体の通流を維持しながらも、管の内部の清掃を従来に比べ効果的に実施する。【解決手段】管Ｐｙの内壁に接触して従動回転する複数の車輪Ｓｙが設けられ管軸Ｘに沿う管軸方向で走行する走行車本体１０と、管Ｐｙの管軸Ｘに沿う走行車本体１０の本体軸心周りで、走行車本体１０に対して回転すると共に管Ｐｙの内壁を摺動研磨する形態で、内壁に付着する異物Ａを内壁から剥離させるブラシ部Ｔとを備え、走行車本体１０には、管軸方向において走行車本体１０の後方側と走行車本体１０の前方側との間において、管Ｐｙの管軸方向で流体が通流可能な流体通流路ＴＫが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、流体を通流する管の内部を清掃する管内清掃装置に関する。

例えば、火力発電所等として、ボイラにて加熱された高温高圧の過熱蒸気を通流する蒸気通流管を備えると共に、当該蒸気通流管にて導かれる蒸気にて回転する蒸気タービンにて発電機を駆動することで、発電するものが知られている。
上述の蒸気を通流する蒸気通流管としての管は、当該管が鋼管である場合、内部に錆等の異物が発生する虞があるため、例えば特許文献１に記載のようなピグを用いて定期的な異物（例えば、錆や塵埃）の除去を行う必要がある。

特開平１０−６１８７０号公報

上述の火力発電所にあっては、蒸気通流管としての管が、高温高圧の過熱蒸気を通流するため、錆が比較的頻繁に発生する場合があり、このような場合には、上記特許文献１に記載のピグを用いた管の内壁の清掃作業は、比較的短い間隔で定期的に行う必要がある。しかしながら、比較的短い間隔での定期的な清掃作業を行う場合、火力発電所を清掃のために停止しなければならず、停止に伴うコストが多くなることから、改善の余地があった。
また、従来のピグによる清掃では、十分に管の内壁に付着する錆等を取りきれない場合もあり、清掃を行う装置構造自体にも改善の余地があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、管の内部への流体の通流を維持しながらも、管の内部の清掃を従来に比べ効果的に実施し得る管内清掃装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための管内清掃装置は、流体を通流する管の内部を清掃する管内清掃装置であって、その特徴構成は、
前記管の内壁に接触して従動回転する複数の車輪が設けられ管軸に沿う管軸方向で走行する走行車本体と、
前記管の管軸に沿う前記走行車本体の本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回転すると共に前記管の内壁を摺動研磨する形態で、前記内壁に付着する異物を前記内壁から剥離させるブラシ部とを備え、
前記走行車本体には、前記管軸方向において前記走行車本体の後方側と前記走行車本体の前方側との間において、前記管の管軸方向で流体が通流可能な流体通流路が形成されている点にある。

上記特徴構成によれば、ブラシ部が、管の管軸に沿う走行車本体の本体軸心周りで、走行車本体に対して回転すると共に管の内壁を摺動研磨する形態で、内壁に付着する異物（例えば、塵埃や錆）を内壁から剥離させる。即ち、ブラシ部は、走行車本体の走行により、管軸方向で移動しながらブラシ部の管軸周りで回転しながら、管の内壁を管軸周りで摺動研磨するから、従来技術の如くピグを管内で摺動移動する場合に比べ、内壁に付着する異物を効果的に剥離できる。
更に、上記特徴構成によれば、走行車本体が、走行車本体の後方側と走行車本体の前方側との間において、管の管軸方向で流体が通流可能な流体通流路を有するから、管に燃料等の流体を通流しながら、管の内部の清掃を行うことができる。これにより、例えば、管が発電所への燃料供給を行うものである場合、発電所へ連続した燃料供給を維持して発電所等を働かせながらも、管の内部の清掃を行うことができ、利便性を向上できると共に、発電所の停止に伴い経済性が低下することを防止できる。
ちなみに、従来から清掃の用に供されるピグにおいて、管軸方向で流体の通流を許容する貫通孔を形成する場合、ピグ自身が弾性変形して、貫通孔が封止されてしまう虞があり、また、当該弾性変形により、ピグと管の内壁との間の摩擦力が低減して、内壁に付着する異物を取り去り難くなる虞があり、本発明のように、効果的な異物の除去をできない可能性が高いと思われる。
以上より、管の内部への流体の通流を維持しながらも、管の内部の清掃を従来に比べ効果的に実施し得る管内清掃装置を実現する。

本発明に係る管内清掃装置の更なる特徴構成は、
前記本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回転して前記内壁に対して摺動しながら内壁近傍の前記異物を回収する塵取ヘラ部を有する点にある。

上記特徴構成によれば、ブラシ部の摺動研磨により管の内壁から剥離した異物を塵取ヘラ部にて回収することができるから、当該管内清掃装置が通過した後に、異物が残留することのないクリーンな管を実現できる。

本発明に係る管内清掃装置の更なる特徴構成は、
前記走行車本体の筒外周部位に沿って設けられ且つ当該走行車本体の前記本体軸心周りで前記走行車本体に対して回動自在な外筒部を備え、
前記ブラシ部及び前記塵取ヘラ部は、前記外筒部の前記本体軸心に沿う外周面に対して設けられ、
前記外筒部が、前記本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回動する形態で、前記ブラシ部及び前記塵取ヘラ部が一体的に回転可能に構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、本体軸心周りで、外筒部を走行車本体に対して回動する形態で、ブラシ部及び塵取ヘラ部が一体的に回転するから、両者を各別に回転する構成に比べ、モータやギア機構等の部品点数の減少を図ることができると共に構成の簡略化を図ることができる。

本発明に係る管内清掃装置の更なる特徴構成は、
前記外筒部は、当該外筒部の外周壁面より内径側で且つ前記走行車本体の外周壁より外径側に、前記塵取へラ部が回収した前記異物を収納保持する保持空間を有する点にある。

塵取ヘラ部が異物を回収する構成のみでは、回収する異物の量が増えるのに伴って、進行方向で後方側へ、異物がこぼれ落ちる虞があると共に、塵取ヘラ部Ｈで多くの異物が回収されている状態では、回収漏れが発生する虞がある。
上記特徴構成によれば、外筒部が保持空間を有することで、塵取ヘラ部が回収した異物を当該保持空間に保持することで、異物の回収量の増加を図ることができると共に、回収漏れを防ぐことができる。
更に、当該構成によれば、走行車本体の内部には、保持空間を形成しないから、走行車本体の内部に流体通流路を形成するための十分な空間を確保できる。結果、管の内部での十分な流体の通流を確保しつつ、管の内部の清掃を適切に異物を除去する状態で実現できる。

当該実施形態に係る鋼管内清掃装置の斜視図 図１のＩＩ−ＩＩ断面図

本発明の実施形態に係る鋼管内清掃装置１００は、鋼管の内部への流体の通流を維持しながらも、鋼管の内部の清掃を従来に比べ効果的に実施し得るものに関する。

以下、図１、２に基づいて、実施形態に係る鋼管内清掃装置１００について説明する。
当該実施形態に係る鋼管内清掃装置１００は、流体（例えば、都市ガス１３Ａ）を通流する鋼管Ｐｙの内部を清掃するものであり、鋼管Ｐｙの内壁に接触して従動回転する複数の車輪Ｓｙが設けられ管軸Ｘに沿う管軸方向で走行する走行車本体１０と、鋼管Ｐｙの管軸Ｘに沿う走行車本体１０の本体軸心周りで、走行車本体１０に対して回転すると共に鋼管Ｐｙの内壁を摺動研磨する形態で、内壁に付着する異物Ａ（例えば、錆や塵埃）を内壁から剥離させる金属ブラシＴ（ブラシ部の一例）を備え、走行車本体１０には、管軸Ｘに沿う管軸方向において走行車本体１０の後方側と走行車本体１０の前方側との間において、鋼管Ｐｙの管軸方向で流体が通流可能な流体通流路ＴＫが形成されている。

走行車本体１０には、進行方向（図１で矢印αに沿う方向）で前方側の端部に３つの車輪Ｓｙが設けられると共に、後方側の端部に３つの車輪Ｓｙが設けられている。３つの車輪Ｓｙは、本体軸心周りで等間隔に設けられている。
図２を参照して、夫々の車輪Ｓｙは、夫々に設けられるモータＭ２にて回転駆動され、且つその回転軸（図示せず）が、フレームＦ及び車輪Ｓｙを鋼管Ｐｙの内壁へ押圧しながらも段差等を吸収するステアリングダンパＳを介して、走行車本体１０に対して接続されている。図示しない制御部により、４つの車輪Ｓｙの回転が各別に制御されることで、走行車本体１０の管内走行が制御される。

走行車本体１０は、図１に示すように、管軸Ｘに沿う円筒形状を有しており、その本体軸心に沿う領域には、本体軸心に沿う一本の直線状の流体通流路ＴＫが設けられている。当該流体通流路ＴＫは、鋼管内清掃装置１００の後述する清掃運転中において、常に開放状態が維持されており、清掃運転中も、鋼管内清掃装置１００の一次側と二次側とで、流体の通流を許容する状態が維持される。

走行車本体１０は、本体軸心に沿う方向において、前方側の車輪Ｓｙと後方側の車輪Ｓｙとの間の部位には、走行車本体１０の外周に沿う形状で、本体軸心周りで走行車本体１０に対して回転自在な外筒部１１が設けられている。
説明を追加すると、当該外筒部１１は、図２に示すように、外筒部１１に固設されるモータＭ１にて回転駆動する第１ギアＧ１を備えると共に、当該第１ギアＧ１は、走行車本体１０の筒外周の全周に沿って形成された第２ギアＧ２と噛み合う状態で設けられている。そして、モータＭ１の駆動による第１ギアＧ１の回転に伴って、第１ギアＧ１が第２ギアＧ２に噛み合いながら第２ギアＧ２回りを移動することにより、外筒部１１が、走行車本体１０に対して本体軸心周りで回転駆動する。第２ギアＧ２は、直線形状ではなく、所定の曲率を有する形状ではあるものの、第１ギアＧ１と第２ギアＧ２とは、所謂、ラック・ピニオン型をとっている。

さて、図１、２に示すように、外筒部１１には、その外周のほぼ全域に亘って、径方向内側から外側へ向けて、径方向外側の先端側へ向けて徐々に縮径する円錐形状を有する金属ブラシＴ（ブラシ部の一例）が多数設けられている。当該金属ブラシＴは、図２に示す断面視で、径方向外側の先端が回転方向で先方側に向けて設けられ、鋼管Ｐｙの内部を鋼管内清掃装置１００が走行している状態において、金属ブラシＴの先端は、鋼管Ｐｙの内壁に接触する状態となるように、その長さ及び角度が設定される。当該金属ブラシＴは、内壁に付着する赤錆をそぎ落とす観点から、比較的剛性の高い金属材料から構成され、例えば、材質としては、真鍮、鉄、ステンレスを好適に用いることができる。

外筒部１１には、本体軸心周りで走行車本体１０の外筒部１１の回転に伴って回転して、鋼管Ｐｙの内壁に対して摺動しながら内壁近傍の異物Ａを回収する塵取ヘラ部Ｈが設けられている。
当該塵取ヘラ部Ｈは、図１に示すように、外筒部１１の筒軸方向で先端側から基端側に向けて延設されている。更に、図２の断面図に示すように、その基端が外筒部１１の外周部に接続されると共に、その先端が回転方向の先方側へ向き且つ内壁に接触する状態で設けられている。
図２に示すように、外筒部１１には、外筒部１１の外周壁１１ａより内径側で且つ走行車本体１０の外周壁１０ａより外径側に、塵取ヘラ部Ｈにて回収した異物Ａを、収納保持する保持空間Ｂが形成されている。即ち、当該保持空間Ｂは走行車本体１０に形成される流体通流路ＴＫへの流体の通流を阻害しないよう、流体通流路ＴＫの外側に形成される。
更に、当該保持空間Ｂが異物を回収する回収口Ｂ２は、図２の断面図に示すように、塵取ヘラ部Ｈの基端側接続部位Ｈ１の近傍で、且つ回転方向で基端側接続部位Ｈ１よりも先方側に形成されている。
当該保持空間Ｂは、回転方向で、回収口Ｂ２を起点として、回転方向で先方側と後方側との両方に広がる空間として形成されており、外筒部１１の回転により、保持空間Ｂの内部で異物Ａが移動した際にも、回収口Ｂ２から外部へ吐き出され難い形状とされている。
因みに、当該実施形態においては、塵取ヘラ部Ｈ及び保持空間Ｂは、図２に示すように、本体軸心周りで、１カ所に設けられている。

即ち、外筒部１１が走行車本体１０に対して本体軸心周りで回転したときに、金属ブラシＴ及び塵取ヘラ部Ｈが外筒部１１と一体的に回転可能に構成されている。
走行車本体１０が、鋼管Ｐｙの内部を走行しているときに、外筒部１１が走行車本体１０に対して本体軸心周りで回転することで、金属ブラシＴにて内壁に付着する塵埃や錆等の異物Ａを剥離させることができ、剥離した異物Ａを塵取ヘラ部Ｈにて回収して、保持空間Ｂの内部に保持することで、鋼管Ｐｙの内部の清掃を良好に行うことができる。更に、当該清掃運転を実行している場合にも、鋼管内清掃装置１００の一次側と二次側とが、走行車本体１０の流体通流路ＴＫにより連通状態に維持されるから、鋼管Ｐｙへの流体の通流を維持しながら、清掃運転を実行できる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、走行車本体１０は、鉛直方向で下方に設けられる四輪の車輪Ｓｙが回転駆動する形態で、進行方向で前方へ移動する構成を示した。当該走行車本体１０の形態については、種々の変形例が考えられるが、例えば、特開平０２−１２０１６８号公報に示されるように、より多くの車輪を有する構成を採用しても構わない。
また、車輪Ｓｙの夫々は、モータＭ２を備えない管内清掃装置１００が、別の管内走行車にて牽引される構成も含むものとする。

（２）上記実施形態において、走行車本体１０に設けられる流体通流路ＴＫは、上流側から下流側へ向けて一本の直線状に形成されるものを示した。
当該流体通流路ＴＫは、一本の流路に限らず、複数の流路から構成しても構わないし、流路の形状についても種々のものを採用することができる。
尚、当該実施形態に係る鋼管内清掃装置１００は、鋼管Ｐｙの内部に都市ガス１３Ａ等の流体を通流しながら、清掃作業をするべく、走行車本体１０が上述の流体通流路ＴＫを備えるものである。
このような構成にあっては、ブラシ部Ｔによる鋼管Ｐｙの内壁の摺動研磨により発生した異物Ａが、特に流体通流路ＴＫの内部を通過して、下流側へ流れていく虞がある。
そこで、例えば、当該流体通流路ＴＫには、摺動研磨により内壁から剥離した異物Ａが、下流側へ流れていくことを防止するべく、集塵フィルタ（図示せず）を設ける構成を採用しても構わない。当該集塵フィルタは、走行車本体１０の前方側端部に設けることが好ましい。更に、当該集塵フィルタは、正面視で、走行車本体１０の外周壁１０ａと鋼管Ｐｙの内壁までの領域にも設けることが好ましい。これにより、異物Ａの下流側への流出をより良好に防止できる。

（３）上記実施形態では、鋼管内清掃装置１００の適用先としては、上記実施形態では鋼管Ｐｙとしたが、別に塩ビ管等であっても構わない。
また、鋼管Ｐｙの内部を通流する流体は、都市ガス１３Ａの他、火力発電所等の蒸機タービンに導かれる過熱蒸気であっても構わない。

（４）上記実施形態では、外筒部１１は、走行車本体１０に対して本体軸心周りで回転して内壁に対して摺動しながら内壁近傍の塵埃や錆等の異物Ａを回収する塵取ヘラ部Ｈを有すると共に、その内部に、塵取ヘラ部Ｈが回収した塵埃や錆等の異物Ａを収納保持する保持空間Ｂを有する構成を示した。しかしながら、当該塵取ヘラ部Ｈ及び保持空間Ｂは、必ずしも設ける必要はなく、これらを設けない鋼管内清掃装置１００も権利範囲に含むものである。

（５）金属ブラシＴは、上記実施形態で示した形状の他、金タワシのような金属材料から成るコイル状のもの等、種々の形状のものを採用することができる。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明の管内清掃装置は、管の内部への流体の通流を維持しながらも、管の内部の清掃を従来に比べ効果的に実施し得る管内清掃装置として、有効に利用可能である。

１０ ：走行車本体
１１ ：外筒部
１００ ：鋼管内清掃装置
Ａ ：異物
Ｂ ：保持空間
Ｈ ：塵取ヘラ部
Ｐｙ ：鋼管
Ｓｙ ：車輪
Ｔ ：金属ブラシ
ＴＫ ：流体通流路
Ｘ ：管軸

Claims (4)

1. 流体を通流する管の内部を清掃する管内清掃装置であって、
   前記管の内壁に接触して従動回転する複数の車輪が設けられ管軸に沿う管軸方向で走行する走行車本体と、
   前記管の管軸に沿う前記走行車本体の本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回転すると共に前記管の内壁を摺動研磨する形態で、前記内壁に付着する異物を前記内壁から剥離させるブラシ部とを備え、
   前記走行車本体には、前記管軸方向において前記走行車本体の後方側と前記走行車本体の前方側との間において、前記管の管軸方向で流体が通流可能な流体通流路が形成されている管内清掃装置。
2. 前記本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回転して前記内壁に対して摺動しながら内壁近傍の前記異物を回収する塵取ヘラ部を有する請求項１に記載の管内清掃装置。
3. 前記走行車本体の筒外周部位に沿って設けられ且つ当該走行車本体の前記本体軸心周りで前記走行車本体に対して回動自在な外筒部を備え、
   前記ブラシ部及び前記塵取ヘラ部は、前記外筒部の前記本体軸心に沿う外周面に対して設けられ、
   前記外筒部が、前記本体軸心周りで、前記走行車本体に対して回動する形態で、前記ブラシ部及び前記塵取ヘラ部が一体的に回転可能に構成されている請求項２に記載の管内清掃装置。
4. 前記外筒部は、当該外筒部の外周壁面より内径側で且つ前記走行車本体の外周壁より外径側に、前記塵取へラ部が回収した前記異物を収納保持する保持空間を有する請求項２又は３に記載の管内清掃装置。

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