JP2509732B2 - 清掃車の高圧ジェット水による管内清掃方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、火力発電所や原子力発電所におけ
る冷却水管内に付着した海生物を除去しながら清掃する
清掃車の高圧ジェット水による管内清掃方法に関する。

（従来の技術） 一般に、例えば、火力発電所や原子力発電所における
復水器の冷却水として海水を利用しており、この復水器
を冷却する循環水の配管等の内面に大量の具や藻類等の
海生物が付着し、これに起因して、冷却水の流れを防
ぎ、復水器の冷却効率を低下するため、定期的に、これ
らの海生物を除去しながら清掃する必要がある。

従来、上記海生物の除去清掃作業は、例えば、ケレン
棒やスコップを使用して人手により行われているが、こ
の人手による海生物の除去作業は、配管等の内面に付着
した大量の貝を剥離する作業なので、多くの労力と時間
を費やすばかりでなく、配管等の内面の塗膜を損傷する
と共に、配管等の内面には、海生物の腐敗に伴う臭気や
有毒ガスの発生による酸素欠乏等の問題がある。

そこで、最近、復水器を冷却する循環水の配管等の内
面を清掃する手段として、冷却水管内に付着した海生物
を除去しながら清掃する各種のロボットによる清掃車が
既に提案されている。

既に提案されているこの種のロボットによる清掃車
は、第１図乃至第４図に示される本発明の図面をかりて
説明する。

即ち、第１図乃至第４図において、例えば、復水器を
冷却する循環水の配管としての管体ａの内面a1には、清
掃車が走行できるようになっており、この清掃車におけ
る走行台車１上には、車体２が設けられており、この車
体２には、撮像カメラや傾斜計等から得られる情報信号
を演算制御処理する運転制御装置３及び高圧ポンプのよ
うな高圧水供給装置４が搭載されている。又、上記車体
２には、姿勢を安定に維持する姿勢維持機構５が設けら
れており、上記車体２の作業台2aには、斜め旋回動作で
きる関節部６を備えた回転軸７が回転自在に設けられて
いる。さらに、この回転軸７の先端部7aには、清掃作業
アーム８が伸縮自在に設けられており、この清掃作業ア
ーム８の自由端部には、ノズルヘッド９が付設されてい
る。さらに又、このノズルヘッド９には、渦電流式セン
サによる距離検出センサ10を備えた噴射ノズル11が旋回
（回転動作）及び起伏（上下方向の起伏動作）できるよ
うに設けられており、この噴射ノズル11は、第４図
（Ａ）（Ｂ）に示されるように、曲管体の清掃用の直進
ノズル11aと直管体の清掃用の偏平ノズル11bが交換でき
るように着脱自在に設けられている。

従って、上述したロボットによる清掃車は、例えば、
復水器を冷却する循環水の配管としての管体ａの内面a1
内を走行しながら清掃する場合、上記車体２に搭載され
た運転制御装置３が撮像カメラや傾斜計等から得られる
情報信号を演算制御して台車１を自動走行すると共に、
他方、直管体の清掃時、渦電流式センサによる距離検出
センサ10が配管としての管体ａの内面a1と噴射ノズル11
との離間距離を検出して、この噴射ノズル11の姿勢制御
をすると共に高圧ジェット水で剥離して洗浄するように
なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したロボットによる清掃車は、水
圧が約150〜350kg/cm²とし、流量が約20〜30/minと
し、噴射ノズル11の起伏角度が約５〜40゜による清掃条
件で行っている関係上、管体ａの内面a1の塗膜が高水圧
のために剥離したり、噴射ノズル11の起伏角度が管壁に
対して常に約30゜以下に押さえる必要があるのに拘ら
ず、例えば、エルボ部（曲管体）による清掃では、噴射
ノズル11の起伏角度が管壁に対して約30゜以上になるた
め、管体ａの内面a1の塗膜が高水圧のために剥離して損
傷するおそれがある。

又一方、直管体の管壁には、冷却水が円滑に流れる関
係上、大きな貝は付着せずにスライム等が付着し、エル
ボ部（曲管体）には、冷却水が円滑に流れ難くなる関係
上、大きな貝が密着して付着するために、直進ノズル11
aのみで清掃していたのでは、清掃作業に多くの時間を
費やし、清掃作業効率の向上を図ることが困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、直管体の管壁に対する水圧や噴射ノズルの起伏角度
等の清掃手段と曲管体の管壁に対する水圧や噴射ノズル
の起伏角度等の清掃手段とを選択的に制御し、管壁の塗
膜の剥離を防止しながら清掃作業の時間を短縮し、清掃
の作業効率の向上を図るようにした清掃車の高圧ジェッ
ト水による管内清掃方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段とその作用） 本発明は、走行台車の車体に運転制御装置及び高圧水
供給装置を搭載し、上記車体の作業台に回転軸を回転自
在に設け、この回転軸の先端部に清掃作業アームを伸縮
自在に設け、この清掃作業アームに旋回及び起伏できる
ように距離検出センサを備えたノズルヘッドを設けられ
た清掃車において、直管体の清掃時、このノズルヘッド
の噴射ノズルの旋回を固定し、上記噴射ノズルの高圧水
を約200〜250kg/cm²とし、流量を約30〜40/minとし、
噴射角を約６〜30゜とし、噴射ノズルの起伏速度約90゜
/sとし、他方、曲管体の清掃時、噴射ノズルの起伏を固
定し、噴射ノズルの旋回速度を約60゜/sとし、噴射ノズ
ルの旋回角度を進行方向に対して±45゜程度を基準にし
て旋回角度を約−30〜＋30゜の範囲内で自動的に旋回を
行いながら、高圧ジェット水を噴射して清掃するように
し、直管体の管壁に対する水圧や噴射ノズルの起伏角度
等の清掃手段と曲管体の管壁に対する水圧や噴射ノズル
の旋回角度等の清掃手段とを選択的に制御し、管壁の塗
膜の剥離を防止しながら清掃作業の時間を短縮し、清掃
作業効率の向上を図るようにした高圧ジェット水による
管内清掃方法である。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材に
は、同じ符号を付して説明する。

第１図乃至第９図において、符号１は、例えば、復水
器を冷却する循環水の配管としての管体ａの内面a1内を
走行できる清掃車における走行台車であって、この走行
台車１上には、車体２が設けられており、この車体２に
は、撮像カメラ（CCD）や傾斜計等から得られる情報信
号を演算制御処理する運転制御装置３及び高圧ポンプの
ような高圧水供給装置４が搭載されている。又、上記車
体２には、姿勢を安定に維持する姿勢維持機構５が設け
られており、上記車体２の作業台2aには、斜め旋回の関
節部６を備えた回転軸７が回転回転自在に設けられてい
る。さらに、この回転軸７の先端部7aには、清掃作業ア
ーム８が伸縮自在に設けられており、この清掃作業アー
ム８の自由端部には、ノズルヘッド９が付設されてい
る。さらに又、このノズルヘッド９には、渦電流式セン
サによる距離検出センサ10を備えた噴射ノズル11が旋回
（回転動作）及び起伏（上下方向の起伏動作）できるよ
うに設けられており、この噴射ノズル11は、第４図
（Ａ）（Ｂ）に示されるように、曲管体の清掃用の直進
ノズル11aと直管体の清掃用の偏平ノズル11bが交換でき
るように着脱自在に設けられている。

特に、第３図において、本発明による清掃実験の結果
によれば、上記噴射ノズル11の高圧ジェット水は、管体
ａの内面a1内の海生物Ｗの根元を狙っての噴射角度（噴
射ノズル起伏角度）θ０で噴射すると、高圧ジェット水
の圧力により、海生物Ｗが管壁a1から剥離する。

この時の清掃条件は、 水圧P:200〜250kg/cm² 流量Q:30〜40/min 噴射角:6〜30゜ 噴射ノズル起伏素度:90゜/s 噴射ノズル旋回角度:60゜/s ノズルヘッドと管壁までの距離:100〜120mm であることが望ましい。

なお、上記水圧Ｐにおいて、低過ぎると、海生物を剥
離するのが困難であるが、高圧過ぎると、管壁の塗膜が
剥離して管壁を損傷するおそれがある。又、流量Ｑにお
いて、海生物を効率よく剥離するには流量が多くした方
が良いけれども、使用済みの水処理や供給ポンプの容量
が多くなるために、上記の条件の流量が望ましい。

又、管体ａの内面a1内の海生物Ｗの根元から剥離する
には、噴射ノズルの噴射角度を約６〜30゜程度に選び、
噴射ノズル起伏速度を約90゜/sになるまでに高速に起伏
させることにより、清掃作業アーム８のアーム旋回速度
を高速化することができるから、清掃作業の効率を向上
できる。さらに、上記距離検出センサ10がノズルヘッド
９と管壁との離間距離を100〜120mmに維持することに
より、海生物Ｗと噴射ノズルの先端部り距離Ｌを一定に
保持して、高圧ジェット水による海生物Ｗの剥離効率を
高めている。

以下、本発明の方法について説明する。

従って、今、例えば、復水器を冷却する循環水の配管
としての管体ａの内面a1内を走行しながら清掃する場
合、上記車体２に搭載された運転制御装置３が撮像カメ
ラや傾斜計等から得られる情報信号を演算制御して台車
１を自動走行すると共に、他方、直管体の清掃時、渦電
流式センサによる距離検出センサ10が配管としての管体
ａの内面a1と噴射ノズル11との離間距離を検出して、こ
の噴射ノズル11の姿勢制御をするようになっている。

特に、直管体の清掃時と曲管体の清掃時、管壁の塗膜
を剥離して損傷しないために次のようにして行われる。

1.直管体を清掃する場合、 噴射ノズル11の噴射角度を約６〜30゜の範囲内で自動
起伏しながら清掃作業アーム８を第５図及び第６図にお
いて、A1示矢方向へ旋回させ、台車１を走行方向Ｆへ前
進させた後、次に、噴射ノズル11の噴射角度を約６〜30
゜の範囲内で自動起伏しながら清掃作業アーム８を第５
図において、A2示矢方向へ旋回させ、台車１を走行方向
Ｆへ前進させる。

このようにして上述した動作を反復継続して行うこと
により、上記管壁に付着した海生物Ｗを剥離して清掃す
ることできる。このとき、上記噴射ノズル11のノズル旋
回動作は原点位置に固定されている。

2.曲管体の清掃する場合、 第７図及び第８図において、予め、噴射ノズル11の起
伏角度を一定の角度に固定しておく。この噴射ノズル11
を清掃作業アーム８の旋回方向Ｇを基準にして角度θ４
を−45度に旋回し、この旋回中心O1を基準にして角度θ
５を約−30〜30゜に自動的に旋回しながら、第７図にお
いて、清掃作業アーム８をG1示矢方向へ旋回させ、しか
る後、台車を走行方向Ｆへ前進させる。

次に、上記清掃作業アーム８の旋回方向G1、G2を基準
にして角度θ４を＋45度に旋回し、その旋回中心O2を基
準にして角度θ５を約−30〜＋30゜に上記運転制御装置
３で自動的に旋回させながら、上記清掃作業アーム８を
G2へ示矢方向へ旋回させる。

このようにして上述した動作を反復継続して行うこと
により、上記管壁に付着した海生物Ｗを剥離して清掃す
ることができる。

即ち、直簡体を清掃する場合、上記噴射ノズル11のノ
ズル旋回動作は原点位置に固定し、噴射ノズル11の噴射
角度を約６〜30゜の範囲内で起伏し、起伏速度約90゜/s
で自動起伏させながら上記清掃作業アーム８を旋回させ
る。

他方、曲管体の清掃する場合、予め、噴射ノズル11の
起伏角度を一定の角度に一時的に固定し、上記清掃作業
アーム８が右旋回ならば、噴射ノズル11をこの清掃作業
アーム８の旋回方向に対して約−45゜旋回させた位置を
中心にして旋回角度を約−30〜＋30の旋回範囲で旋回速
度約60/sで自動的に旋回させて清掃作業を行う。又、上
記清掃作業アーム８が右旋回ならば、噴射ノズル11をこ
の清掃作業アーム８の旋回方向に対して＋45゜旋回させ
た位置を中心にして約−30〜＋30の旋回範囲で旋回速度
約60/sで自動旋回させて清掃作業を行う。

このように直管体の清掃や曲管体の清掃を行うことに
より、管壁の塗膜の損傷を防止して清掃効率を向上する
ことができる。

又一方、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、上
記直進ノズル11aは、直径約1.6〜2.0mm程度の小孔で高
圧ジェット水を噴射するように構成されており、上記偏
平ノズル11bは、約0.4×5.0mm程度のスリットで高圧ジ
ェット水を噴射するように構成されている。

なお、第９図に示されるグラフは、上記直進ノズル11
aは上記偏平ノズル11bの起伏周期及び起伏速度と清掃作
業アームの旋回速度との関係を示したものであり、この
グラフからも明らかなように、ノズル起伏速度が90゜/s
のとき、直進ノズル11aでは清掃作業アームの旋回速度
が0.26rpmとなるのに対して、ノズル起伏速度が90゜/s
のとき、偏平ノズル11bでない清掃作業アームの旋回速
度が0.66rpmとなり、約2.5倍も早くなる。

このように清掃速度だけを考察すると、偏平ノズル11
bの方がはるかに効率的であるが、清掃幅が広い分だけ
海生物Ｗの剥離効率が低下してしまい、例えば、フジツ
ボのような大きい海生物Ｗの剥離が困難になる。

従って、大きい海生物Ｗが付着しにくく、スライム等
が付着する直管部の清掃では、清掃速度を上げるため
に、偏平ノズル11bで清掃し、大きい海生物が密集して
付着し易い曲管部の清掃では、剥離効率を上げるため
に、直進ノズル11aで清掃する。

このように、直進ノズル11aと偏平ノズル11bとを清掃
する場所で選択的に使い分けすることによって清掃効率
の向上を図っている。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、直管体の清掃時、
噴射ノズルの旋回を固定し、上記噴射ノズルの高圧水を
約200〜250kg/cm²とし、流量を約30〜40/minとし、噴
射角を約６〜30゜とし、噴射ノズルの起伏速度約90゜/s
とし、他方、曲管体の清掃時、噴射ノズルの起伏を一時
的に固定し、噴射ノズルの旋回速度を約60゜/sとし、噴
射ノズルの旋回角度を進行方向に対して±45゜程度を基
準にして旋回角度を約−30〜30゜の範囲内で自動的に旋
回を行いながら、高圧ジェット水を噴射清掃するように
した直管体の管壁に対する水圧や噴射ノズルの起伏角度
等の清掃手段と曲管体の管壁に対する水圧や噴射ノズル
の旋回角度等の清掃手段とを選択的に制御するようにな
っているので、管壁の塗膜の剥離を防止しながら海生物
の剥離を高めて清掃作業の時間を短縮し、清掃作業効率
の向上を図ることができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の清掃車の高圧ジェット水による管内
清掃方法に使用される清掃車の側面図、第２図は、同上
正面図、第３図は、本発明の清掃車の高圧ジェット水に
よる管内清掃方法に使用されるノズルヘッドの拡大図、
第４図（Ａ）（Ｂ）は、ノズルヘッドの各噴射ノズルの
各斜面図、第５図乃至第８図は、本発明の清掃車の高圧
ジェット水による管内清掃方法を説明するための各図、
第９図、上記直進ノズルと上記偏平ノズルの起伏周期及
び起伏速度と清掃作業アームの旋回速度との関係を示す
グラフである。 １……走行台車、２……車体、３……運転制御装置、７
……回転軸、８……清掃作業アーム、９……ノズルヘッ
ド、10……距離検出センサ、11……噴射ノズル。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−58285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34781（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−121187（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26688（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行台車の車体に搭載された運転制御装置
   及び高圧水供給装置と、上記車体の作業台に回転自在に
   設けられた回転軸と、この回転軸の先端部に伸縮自在に
   設けられた清掃作業アームと、この清掃作業アームに旋
   回及び起伏できるように設けられ距離検出センサを備え
   たノズルヘッドを具備した清掃車により、直管体の清掃
   時には、このノズルヘッドの噴射ノズルの旋回を一時的
   に固定し、上記噴射ノズルの高圧水を約200〜250kg/cm²
   とし、流量を約30〜40/minとし、噴射角を約６〜30゜
   とし、噴射ノズルの起伏速度約90゜/sとし、他方、曲管
   体の清掃時には、上記噴射ノズルの起伏を一時的に固定
   し、噴射ノズルの旋回速度を約60゜/sとし、噴射ノズル
   の旋回角度を進行方向に対して±45゜程度を基準にして
   約−30〜＋30゜の範囲内として自動的に旋回を行いなが
   ら、高圧ジェット水を噴射して清掃するようにしたこと
   を特徴とする清掃車の高圧ジェット水による管内清掃方
   法。