JP2932833B2 - トンネル内に敷設された導管の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トンネル内に敷設さ
れた、例えばガスのような流体を輸送する導管の検査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、可燃性ガス、水、油等のような
流体の輸送用の、長距離のパイプラインの敷設のため
に、地中または水中にトンネルを構築し、このトンネル
内に、上記流体を輸送するための導管を設置することが
行われている。

【０００３】トンネル内に敷設された導管には、腐食や
地震または地殻変動等によって、曲がり、亀裂、割れ等
の欠陥が発生することがある。従って、このような異常
事態が発生した場合、または、定期的に、トンネル内の
導管の状態を検査することが必要である。

【０００４】このようなトンネル内に敷設された導管を
自動的に検査するための手段として、例えば、自走式ロ
ボットにカメラを取付け、このカメラによって導管の外
観を撮影するか、または、原子力発電所における原子炉
周辺施設の点検等のために使用されている、天井型レー
ルにより集電しながら、前記レールに沿って走行する集
電走行型の検査装置が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自走式
ロボットには、次のような問題がある。 給電駆動型ロボットの場合には、給電用ケーブルを
必要とするために、長距離の導管を検査することは困難
である。 電池駆動型ロボットの場合には、電池を搭載するた
めにロボットが大型になり、且つ、電池の充電のために
時間を要するので、緊急検査時に間に合わない場合が生
じ、且つ、走行中にロボットの電池が切れた場合には、
ロボットの走行が不可能になる。 ロボットの走行速度は、安全性等の観点から遅く、
従って、異常発生箇所にロボットが到達するまでに長時
間を必要とする。

【０００６】天井型レールによる集電走行型の検査装置
には、次のような問題がある。 検査装置は、スリップ型の集電機構によって走行す
るために、トンネル内のような漏水の多い場所において
は、ショートが生じて、走行が不可能になる場合があ
る。 走行時に集電部において火花が発生するために、導
管からガスが漏洩している場合には、火花によってガス
爆発が生ずるおそれがある。

【０００７】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、長距離のトンネル内に敷設された導管の検査
を、検査機器が搭載された高速で走行する走行体によ
り、その走行のために給電用ケーブルや電池を必要とす
ることなく、安全に且つ迅速適確に自動的に行うことが
できる、トンネル内に敷設された導管の検査装置を提供
することにある。

【０００８】

【０００９】

【作用】この発明の装置においては、走行体に設けられ
た永久磁石と、導管に沿って設けられたリニアガイドの
リニアコイルとの吸引または反発によって、走行体に対
し非接触で推力が与えられる。従って、着火源がなく、
検査機器が搭載された走行体は、可燃性ガス中において
も遠隔操作により高速で走行することができるので、長
距離のトンネル内に敷設された導管の検査を、安全に且
つ迅速適確に自動的に行うことができる。

【００１０】

【実施例】次に、この発明の装置を図面を参照しながら
説明する。図１は、この発明の装置の１実施態様を示す
概略垂直断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は
この発明の装置が設置されたトンネルの全体説明図であ
る。

【００１１】この発明の装置は、図３に示すように、ト
ンネル１内に敷設された導管２に沿って設けられたリニ
アガイド３と、リニアガイド３と平行に設けられた漏洩
ケーブル４と、リニアガイド３に走行自在に懸吊された
走行体５とからなっている。リニアガイド３の端部には
電源用ケーブル６の一端が接続され、電源用ケーブル６
の他端は、地上に設置された操作室25内の主電源に接続
されている。漏洩ケーブル４は、走行体５に制御信号を
発信しまたは走行体５からの信号を受信するための、操
作室25内に設けられている制御盤７に接続されている。
24は、漏洩ケーブル４の途中に設けられた複数個の増幅
器である。

【００１２】図１および図２に示すように、リニアガイ
ド３は断面Ｉ型形状であって、リニアガイド３には、一
定間隔をあけた複数個のリニアコイル８と、複数個のリ
ニアコイル８の各々間に配置された、磁気センサや近接
センサ等からなるセンサ９とが設けられている。

【００１３】走行体５は横長の円筒体であって、その上
面両端部には垂直な支持材10が取り付けられ、支持材10
の上端に水平軸を介し回転可能に取り付けられた車輪11
によって、リニアガイド３に走行自在に懸吊されてい
る。走行体５の上面には、リニアガイド３に設けられた
リニアコイル８との間に僅かな間隙が存在するようにし
て、希土類系の強力な永久磁石12が設けられている。ま
た、走行体５の上面には、断面Ｉ型形状のリニアガイド
３の下部フランジ両端面に接触する横振れ防止用車輪1
1' が設けられている。

【００１４】走行体５内には、図１に示すように、トン
ネル１内のガスを検知するためのガス検知器13と、導管
２の表面温度を検出し、それによって導管２のガス漏れ
部を検出するための赤外線カメラ14と、導管２の表面お
よびその形状を撮影するための高感度のテレビカメラ15
と、トンネル１の曲がりを検知するための傾斜計16、ジ
ャイロ16' および振り子台17と、上述した各検査機器を
作動させるための電池18と、データ処理器を有する受発
信器19と、アンテナ20と、超音波発振器21とが設けられ
ている。28は、走行体５の前後端に設けられた表示灯で
ある。

【００１５】走行体５のガス検知器13が設置された位置
には、トンネル１内のガスが通る孔22が設けられてい
る。走行体５の、赤外線カメラ14およびテレビカメラ15
が設置されている位置には、ガラス窓23が設けられてい
る。赤外線カメラ14およびテレビカメラ15は、雲台に載
置されこれによって左右および上下方向に回動し得るよ
うになっている。

【００１６】リニアガイド３に一定間隔をあけて設けら
れた複数個のリニアコイル８の各々間に配置されたセン
サ９と、走行体５に設けられた永久磁石12とによって、
走行体５の位置が検出される。そして、リニアコイル８
に対し、電源用ケーブル６を通して、走行体５に設けら
れた永久磁石12が、走行体５の走行方向に吸引されるよ
うに電流を流し、走行体５がリニアコイル８から抜け出
すときに、永久磁石12がリニアコイル８から反発するよ
うに逆の電流を流す。

【００１７】このような、走行体５の永久磁石12と、リ
ニアガイド３に設けられたリニアコイル８とによる、走
行方向への吸引および反発を連続的に行わせることによ
って、走行体５に対し非接触で推力が与えられ、走行体
５は、リニアガイド３に沿って走行する。走行体５の走
行方向は、リニアコイル８の磁化の方向を変えることに
よって変更することができる。走行体５の走行速度は、
その車輪11に設けられたジェネレータやエンコーダによ
る測定速度に基づいて、リニアコイル８に供給する電流
の量を変えることにより制御される。上述したリニアコ
イル８に対する供給電流の制御は、地上に設置された操
作室25内の制御盤７によって行われる。

【００１８】複数個のリニアコイル８を単位として電源
供給区間を構成し、これらのリニアコイル８は、サイリ
スタやパワートランジスタ等で構成された電源区間切り
換え装置を通して、地上に設けられた主電源と並列に接
続されている。そして、リニアガイド３に設けられたセ
ンサ９によって走行体５の位置を検知し、走行体５の走
行区間のみに電流を流す。このようにすることによっ
て、リニアコイル８に対する主電源からの供給電流を節
約することができる。

【００１９】超音波発振器21から、走行体５の走行方向
前方に向けて超音波を発信し、その反射波が戻ってくる
までの時間と速度によって、走行方向前方の人間等の障
害物の有無および障害物との距離が測定され、走行体５
の走行停止またはブザー等による警報発信等の処置がな
される。更に、走行体５の前後端に設けられた表示灯28
は、タイマーによって点滅を繰り返し、走行体５の走行
を警告する。

【００２０】図４は、この発明の装置のトンネル内にお
ける設置状態の他の例を示す概略横断面図である。この
例においては、トンネル１内に２本の導管２，２’が設
置されている。26は、導管２，２’の各々を支持するた
めの、トンネル１の長さ方向に所定間隔をあけて設けら
れた架台であり、架台26の一端は、トンネル１の内壁に
固定されている。導管２，２’の各々は、架台26上に載
置されそして止金具27によって固定されている。

【００２１】１つの導管２または２’に対し、これと平
行に、その上方および下方に２つのリニアガイド３，
３’が設けられている。上方のリニアガイド３は、トン
ネル１の上部内面に固定され、下方のリニアガイド３’
は、架台26の下面に固定されている。このようなリニア
ガイド３，３’の各々に、上述した走行体５，５’が走
行自在に懸吊されており、上方の走行体５は、矢印で示
すように導管２の上半部を検査し、そして、下方の走行
体５’は、矢印で示すように導管２の下半部を検査す
る。従って、走行体５，５’により、導管２の全周面が
検査される。他方の導管２’についても同様である。

【００２２】検査は、定期的にまたは異常事態発生時
に、高速で走行する走行体５により、次のようにして行
われる。即ち、走行体５内に設けられたガス検知器13に
よって、導管２から漏出した例えば可燃性ガスや、導管
２内の酸素濃度等を検出する。赤外線カメラ14によっ
て、導管２の表面温度を測定し、これによって、導管２
の、ガス漏出による温度変化部分を検出する。テレビカ
メラ15によって、導管２の表面を撮影して錆や疵の有無
を検出し、また、導管２の形状を撮影し、画像処理によ
って導管２の輪郭の変形を計測する。テレビカメラ15に
よって得られた導管２の形状と、傾斜計16、ジャイロ1
6' および振り子台17によって得られたデータとによっ
て、トンネル１の曲がりを計測し、これらの相対値か
ら、導管２の曲がりを求める。

【００２３】上述した各検査機器による検出データは、
図５のブロック図に示すように、走行体５に搭載された
データ処理器によって、デジタルまたはアナログ変調さ
れて電波に変えられ、走行体５に設けられた受発信器19
およびアンテナ20を通って発信され、そして、トンネル
１内に、リニアガイド３と平行して設けられた漏洩ケー
ブル４によって受信された上、漏洩ケーブル４を通って
地上の操作室25内の操作盤７に送られ、信号処理器およ
び計算機によって処理されるた上、警報の発令や記録処
理がなされる。

【００２４】走行体５の検査機器に対する制御は、操作
室25の操作盤７および信号処理器により、漏洩ケーブル
４を通って発信された信号が、走行体５に設けられたア
ンテナ20および受発信器19によって受信され、走行体５
内に設けられた制御盤により、赤外線カメラ14およびテ
レビカメラ15の雲台等を制御することにより行われる。
また、走行体５の走行制御は、操作室25の操作盤７およ
びリニア制御器により、電源用ケーブル６を通って、リ
ニアガイド３に設けられたリニアコイル８に対する供給
電流の制御によって行われる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
走行体に設けられた永久磁石と、導管に沿って設けられ
たリニアガイドのリニアコイルとの吸引または反発によ
って、走行体に対し非接触で推力が与えられる。従っ
て、着火源がなく、検査機器が搭載された走行体は、ト
ンネル内を、可燃性ガスが充満していても爆発等の危険
がなく、また酸欠状態でも遠隔操作によって安全に高速
で走行することができるので、長距離のトンネル内に敷
設された導管の検査を、安全に且つ迅速適確に自動的に
行うことができる工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の一実施態様を示す概略垂直断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】この発明の装置が設置されたトンネルの全体説
明図である。

【図４】この発明の装置の、トンネル内における設置状
態の他の例を示す概略横断面図である。

【図５】この発明の装置の作動の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ トンネル、 ２ 導管、 ３ リニアガイド、 ４ 漏洩ケーブル、 ５ 走行体、 ６ 電源用ケーブル、 ７ 操作盤、 ８ リニアコイル、 ９ センサ、 10 支持材、 11 車輪、 11' 横振れ防止用車輪、 12 永久磁石、 13 ガス検知器、 14 赤外線カメラ、 15 テレビカメラ、 16 傾斜計、 16' ジャイロ、 17 振り子台、 18 電池、 19 受発信器、 20 アンテナ、 21 超音波発振器、 22 孔、 23 ガラス窓、 24 増幅器、 25 操作室、 26 架台、 27 止金具、 28 表示灯。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル内に敷設された導管に沿って設
   けられた、その長さ方向に一定間隔をあけて複数個のリ
   ニアコイルが配置されているリニアガイドと、前記リニ
   アガイドと平行に設けられた漏洩ケーブルと、前記リニ
   アガイドの前記複数個のリニアコイル間に設けられたセ
   ンサと、前記リニアガイドに、車輪によって走行自在に
   懸吊された走行体とからなっており、 前記走行体には、前記リニアガイドに設けられた前記リ
   ニアコイルとの吸引または反発によって、前記走行体
   を、前記リニアコイルに沿って走行させるための永久磁
   石が設けられており、前記走行体の内部には、前記導管
   の異常を検知するための検査機器と、そして、受発信器
   とが搭載されており、 前記リニアガイドの一端には、前記リニアコイルに通電
   するたの電源が接続されており、そして、前記漏洩ケー
   ブルの一端は、前記走行体に向けて制御信号を発信し、
   または、前記走行体の前記検査機器による検出データ信
   号を受信するための、地上に設けられた操作機構に接続
   されていることを特徴とする、トンネル内に敷設された
   導管の検査装置。
2. 【請求項２】 前記走行体に搭載された前記検査機器
   は、前記導管を撮影するためのテレビカメラと、前記導
   管の表面状態を検出するための赤外線カメラと、前記導
   管内を流れるガスの漏洩の有無を検知するためのガス検
   知器と、そして、前記導管の曲がりを検出するための傾
   斜計およびジャイロとからなっている、請求項１記載の
   装置。