JP2984596B2 - 熱交換パネルの表面保守装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換パネルの表
面保守装置に関し、特に、ＬＮＧ気化装置の熱交換パネ
ルの表面を清掃したり補修したりする場合に適用すると
有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＮＧ気化装置の熱交換パネルは、通
常、その表面に河川の水や海水などが流通し、当該表面
に貝や藻などが付着したり、当該表面のメタリコンが流
水中の砂などで摩耗したりして、当該表面の汚れや損傷
が激しいため、定期的な清掃や補修などの保守が行われ
ている。このような保守を行う場合には、従来、隣接す
る上記パネル間に作業員が入り込んで、洗浄や補修など
の作業をしていた。しかしながら、上記パネル間は、非
常に狭く、海棲生物などの異臭がする劣悪な環境である
ため、上述したような人手による保守作業が非常に過酷
であった。

【０００３】このため、例えば、特開平５−１８７７９
４号公報では、図１１に示すように、ＬＮＧ気化装置１
の近傍の地表に当該気化装置１の熱交換パネル１ａの配
設方向に沿うように軌道５１を布設し、駆動走行可能な
台車５２を軌道５１上に配設し、隣接する上記パネル１
ａ間へ伸長可能な第一アーム５３を上記台車５２上に設
け、上方へ伸長可能な第二アーム５４を上記第一アーム
５３の先端に設け、上記第二アーム５４の先端にノズル
ユニット５５を設ける一方、当該ノズルユニット５５へ
高圧水を供給する高圧水ポンプユニット５６と、上記台
車５２、上記各アーム５３，５４、上記ノズルユニット
５５、上記高圧水ポンプユニット５６などの作動を制御
する制御ユニット５７とを前記軌道５１の近傍の地表上
に設置することにより、前記各アーム５３，５４を伸縮
させながら隣接する前記パネル１ａの対向面へ前記ノズ
ルユニット５５から高圧水を噴射して、当該対向面をま
んべんなく洗浄した後、上記各アーム５３，５４を短縮
退避させて台車５２を走行させ、他の隣接する熱交換パ
ネル１ａの対向面に第一アーム５３を伸長して、上述と
同様な洗浄を繰り返すことで、前述したような人手作業
によらずにＬＮＧ気化装置１の全ての熱交換パネル１ａ
の表面を洗浄できるようにした装置を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような特開平５−１８７７９４号公報で提案されてい
る装置では、ＬＮＧ気化装置１の設置されているプラン
ト内に軌道５１や台車５２を始めとする各種機器類を設
置しなければならないので、既存のプラントに適用する
際には、大幅な改造工事が必要となり、多大な手間やコ
ストがかかってしまうばかりか、設置されているＬＮＧ
気化装置１の基数によっては、非常に大がかりな構造と
なってしまい、実施が困難であった。

【０００５】また、前記装置を補修作業に利用できるよ
うに前記ノズルユニット５５をメタリコン溶射ガンに代
えると、伸縮する第一アーム５３により、重量の大きい
メタリコン溶射ガンを支持しながら水平方向へ移動させ
なければならないので、メタリコン溶射ガンを高速度で
移動させることができず、適切なメタリコン溶射を行う
ことができなかった。なぜなら、メタリコンは高速で溶
射しないと、熱交換パネル１ａを構成する特定のチュー
ブに熱が集中して、長短が生じるからである。

【０００６】このようなことから、既存のプラントや気
化装置の基数の多いプラントなどでも簡単に適用するこ
とができ、洗浄作業だけでなく補修作業にも利用するこ
とができる熱交換パネルの表面保守装置が強く望まれて
いた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による熱交換パネルの表面保守装置は、
荷台を有する自走可能な車両と、前記車両の前記荷台上
に移動可能に設けられ、上面が水平面に沿って回転可能
な支持台と、長手方向が水平方向へ向けられると共に当
該長手方向がスライド移動できるように前記支持台の前
記上面上に支持された延長可能なガイドレールと、前記
ガイドレールに配設され、当該ガイドレールに沿って移
動可能な台車と、熱交換パネルの表面の保守を行う保守
ヘッドと、前記台車上に設けられ、前記保守ヘッドを上
下方向へ移動させるヘッド上下動手段とを備えてなるこ
とを特徴とする。

【０００８】上述した熱交換パネルの表面保守装置にお
いては、前記保守ヘッドが前記熱交換パネルの表面へ向
けて水を噴射する洗浄ヘッドであることを特徴とする。

【０００９】上述した熱交換パネルの表面保守装置にお
いては、前記保守ヘッドが前記熱交換パネルの表面へ向
けてメタリコンを溶射する補修ヘッドであることを特徴
とする。

【００１０】上述した熱交換パネルの表面保守装置にお
いては、前記ヘッド上下動手段が前記台車上に立設され
且つ上端に前記保守ヘッドを取り付けられた伸縮可能な
伸縮ポールを備えてなることを特徴とする。

【００１１】上述した熱交換パネルの表面保守装置にお
いては、前記ヘッド上下動手段が前記台車上に設けら
れ、長手方向を上下方向または水平方向へ向けられるよ
うに切り換え可能な起立レールと、前記起立レールに沿
って移動できるように当該起立レールに配設され、前記
保守ヘッドを支持する上下移動台車とを備えてなること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による熱交換パネルの表面
保守装置の実施の形態を図１〜１０を用いて説明する。
なお、図１は、その全体構造を表す見取図、図２は、図
１の概略平面図、図３は、図２のIII −III 線矢視側面
図、図４は、支持台の内部機構を表す概念図、図５は、
ガイドレールの分解斜視図、図６は、洗浄ヘッドの平面
図、図７は、図６のVII −VII 線矢視側面図、図８は、
制御指令系統図、図９は、補修ヘッドの平面図、図１０
は、図９のＸ−Ｘ線矢視側面図である。

【００１３】図１〜３に示すように、アウトリガジャッ
キ１１ｂを具えた車両であるトラック１１の荷台１１ａ
（長さ：６ｍ程度）上には、レール１２が布設されてい
る。レール１２上には、支持台１３が当該レール１２に
沿って移動できるように設けられている。支持台１３上
には、ガイドレール１４が設けられており、当該支持台
１３は、ガイドレール１４を水平方向にスライドさせる
ことができると共に水平方向に旋回させることができる
と同時に、ガイドレール１４を常に水平に支持すること
ができるようになっている。

【００１４】つまり、支持台１３は、図４に示すよう
に、車輪１３ａと、ベースフレーム１３ｂと、昇降用ア
クチュエータ１３ｃと、ロール回転機構１３ｄと、ピッ
チ微調整機構１３ｅと、支持フレーム１３ｆと、ガイド
ローラ１３ｇとを備えてなり、油圧駆動方式で３自由度
を有し、前記ガイドレール１４の姿勢を三次元的に調整
することができるようになっているのである。これによ
り、ＬＮＧ気化装置１内の隣接する熱交換パネル１ａ間
にガイドレール１４を水平方向に自在に挿入することが
できる。なお、支持台を電気駆動方式として、自由度を
さらに増やせば、ガイドレール１４の姿勢角度をさらに
精度よく調整することができるようになる。

【００１５】図１に示すように、ガイドレール１４は、
短レール１４ａ（長さ：４ｍ）と長レール１４ｂ（長
さ：６ｍ）とが連結されたものであり、図５に示すよう
に、ボルト１４ｃで着脱可能に固定できるようになって
いる。つまり、例えば、長レール１４ｂを支持台１３で
常に支持しておき、必要に応じて、長レール１４ｂに短
レール１４ａを連結することにより、ガイドレール１４
を前記熱交換パネル１ａの大きさにあわせて最適な長さ
に設定することができるようになっているのである。な
お、上記連結は作業者が手で行うが、自動的に連結する
機構を備えてもよい。

【００１６】図１，３に示すように、ガイドレール１４
上には、台車１５が当該ガイドレール１４に沿って移動
できるように設けられており、当該台車１５は、図示し
ない電気モータで駆動し、高速で自走できるようになっ
ている。つまり、ＬＮＧ気化装置１内の隣接する熱交換
パネル１ａ間に上記ガイドレール１４を延伸し、台車１
５を走行させることにより、当該台車１５が上記パネル
１ａ間を高速で移動できるようになっているのである。
なお、台車１５をタイミングベルト上に備え付け、ベル
トドライブとして高速で移動できるようにしてもよい。

【００１７】図１，３に示すように、台車１５上には、
上下方向へ伸縮可能（伸縮長さ：約４ｍ）な電動式の伸
縮ポール１６が立設されており、当該伸縮ポール１６
は、台車１５内に設けられた図示しないインバータで伸
縮駆動されるようになっている。つまり、伸縮ポール１
６の上端は、鉛直平面に沿って自在に移動することがで
きるのである。これにより、伸縮ポール１６の上端は、
前記熱交換パネル１ａの表面に広範囲（６〜１０ｍ×４
ｍ）にわたって自由にアクセスすることができる。な
お、伸縮ポール１６を空気圧，水圧，油圧などで伸縮駆
動するようにしてもよい。

【００１８】また、図１〜３に示すように、トラック１
１の荷台１１ａ上には、高圧水を送給する高圧水ポンプ
１７が設けられている。高圧水ポンプ１７の送水口に
は、支持台１３上に設けられた電動式のホース巻取装置
１８を介してホース１９の一端が連結されている。ホー
ス１９の他端は、伸縮ポール１６の上端に設けられた保
守ヘッドである洗浄ヘッド２０に連結されており、当該
洗浄ヘッド２０は、次のような構造となっている。

【００１９】図６，７に示すように、伸縮ポール１６の
上端に取り付けられる支持プレート２１上には、Ｔ字型
に分岐するマニホールド２２が設置されている。マニホ
ールド２２の流入口２２ａには、ロングエルボ２３を介
して前記ホース１９の他端が連結されるようになってい
る。マニホールド２２の流出口２２ｂ，２２ｃには、上
面，下面，側面にノズル２５ａを有するノズルブロック
２５が配管２４を介してそれぞれ連結されている。これ
らノズルブロック２５の各ノズル２５ａは、その先端が
前記伸縮ポール１６の軸心を中心として対称方向となる
ようにそれぞれ配向されている。

【００２０】つまり、高圧水ポンプ１７からホース巻取
装置１８、ホース１９、ロングエルボ２３、マニホール
ド２２、配管２４を介して高圧水をノズルブロック２５
へ送給すると、ノズルブロック２５の各ノズル２５ａか
ら高圧水が三次元的に噴出するようになるので、あらゆ
る方向に対してまんべんなく洗浄ができると共に、伸縮
ポール１６の軸心を中心に高圧水が対称に噴出するよう
になるので、洗浄ヘッド２０や伸縮ポール１６に加わる
噴出反力が相殺されるようになっているのである。この
ため、前記台車１５の走行移動及び伸縮ポール１６の伸
縮により、ＬＮＧ気化装置１内の隣接する熱交換パネル
１ａの対向面を全体にわたって洗浄することができるの
である。

【００２１】なお、熱交換パネル１ａは、熱交換効率を
向上させるようにフィンが形成されているため、その表
面が凹凸をなしている。このため、ノズルブロック２５
の各ノズル２５ａが上記パネル１ａの表面に対して垂直
に向いているだけでは十分な洗浄効果が得られないの
で、当該ノズルブロック２５の各ノズル２５ａは、その
先端が上記パネル１ａの表面形状に対応した方向に向け
られ、熱交換パネル１ａの表面を隅々まで洗浄できるよ
うになっている。

【００２２】また、前述した高圧水を送給するホース１
９は、太くて重いため、台車１５の移動や伸縮ポール１
６の伸縮の際に大きな抵抗となってしまうので、洗浄ヘ
ッド２０の位置に応じて上記ホース１９の長さが最適と
なるように前記ホース巻取装置１８が当該ホース１９の
巻き取りや送り出しを行うようになっている。このよう
な高圧水ポンプ１７、ホース巻取装置１８、ホース１９
などにより、本実施の形態では高圧水送給手段を構成し
ている。

【００２３】一方、図６，７に示すように、洗浄ヘッド
２０の周囲には、ブラケット２６ａを介してヒゲ式の接
触センサ２７が設けられると共に、ブラケット２６ｂを
介して超音波センサ２８が設けられている。また、図
２，３に示すように、トラック１１の荷台１１ａ上に
は、制御装置３０が載置され、前記台車１５の周囲に
は、上記接触センサ２７と同様な接触センサ（図示せ
ず）が設けられており、上記制御装置３０は、図８に示
すような制御指令を行うようになっている。

【００２４】つまり、例えば、台車１５は制御装置との
光ファイバによる通信によって制御され、誤動作などを
起こしても、洗浄ヘッド２０などが熱交換パネル１ａな
どに接触する前に接触センサ２７が熱交換パネル１ａな
どに接触して異常を検知し、装置の動作のシーケンスが
停止される（緊急停止機構）ようになっているのであ
る。なお、光ファイバによる通信に代えて電気信号で制
御するようにしてもよい。このような接触センサ２７、
超音波センサ２８、制御装置３０などにより、本実施の
形態では制御手段を構成している。また、本実施の形態
では、前述した伸縮ポール１６などによりヘッド上下動
手段を構成している。

【００２５】このようにして構成された熱交換パネルの
表面保守装置は、次のようにして用いられる。目的とす
るＬＮＧ気化装置１の近傍までトラック１１を移動し、
アウトリガジャッキ１１ｂでトラック１１を支持する。
制御装置３０を作動させることにより、支持台１３を旋
回し、ガイドレール１４をスライドし、上記ＬＮＧ気化
装置１の隣接する熱交換パネル１ａ間にガイドレール１
４を挿入する。続いて、高圧水ポンプ１７から洗浄ヘッ
ド２０へ高圧水を送給しながら、台車１５をガイドレー
ル１４に沿って往復移動させると共に、伸縮ポール１６
を台車１５の一往復毎に所定量づつ伸長することによ
り、上記パネル１ａの対向する表面が全域にわたってま
んべんなく隅々まで洗浄される。

【００２６】このようにして洗浄を終えたら、ガイドレ
ール１４を引き戻し、支持台１３をレール１２に沿って
所定量移動させ、上述と同様な作動を繰り返すことによ
り、別の熱交換パネル１ａの表面を洗浄することができ
る。なお、ＬＮＧ気化装置１は、通常、６枚の熱交換パ
ネル１ａ毎に１ブロックとして区分されているが、前記
レール１２は、トラック１１を移動させることなく１ブ
ロック分の熱交換パネル１ａを全て洗浄できる長さを有
しているので、効率よく迅速な洗浄を行うことができ
る。

【００２７】このようにして１ブロック分の熱交換パネ
ル１ａの洗浄を終えたら、前記アウトリガジャッキ１１
ｂを解除し、トラック１１を新たなブロックの近傍まで
移動させ、前述と同様な作動を繰り返すことにより、全
ての熱交換パネル１ａを効率よく洗浄することができ
る。

【００２８】従って、ＬＮＧ気化装置１の設置されてい
るプラント内に各種機器類を設置する必要が全くないの
で、既存のプラントでも改造することなく即時に使用す
ることができ、適用にあたっての手間やコストを最小限
に抑えることができる。また、設置されているＬＮＧ気
化装置１の基数が多くても、自在に移動することができ
るので、何ら問題を生じることなく容易に適用すること
ができる。

【００２９】また、熱交換パネル１ａの補修作業を行う
場合には、前記洗浄ヘッド２０を図９に示すような保守
ヘッドである補修ヘッド４０に交換すればよい。この補
修ヘッド４０は、図９に示すように、前記伸縮ポール１
６の上端に取り付けられる支持プレート４１上に複数の
溶射ガン４２を同一地点へ向けて溶射できるように設置
したものである。この溶射ガン４２は、図１０に示すよ
うに、リール４３に巻かれて保持された線材４４が供給
されるようになっており、外部から供給される燃料ガス
で上記線材４４を溶かし、エアで噴射するようになって
いる。

【００３０】このような補修ヘッド４０を前記洗浄ヘッ
ド２０に代えて前記伸縮ポール１６に取り付け、前述し
た洗浄の場合と同様に操作すれば、全ての熱交換パネル
１ａの表面を効率よくメタリコン溶射することができる
のはもちろんのこと、ガイドレール１４上に支持された
台車１５を当該ガイドレール１４に沿って高速度で移動
させることができる、即ち、重量の大きい補修ヘッド４
０を安定させながら高速度で移動させることができるの
で、熱交換パネル１ａを構成する特定のチューブに熱を
集中させることなくメタリコン溶射することができる。

【００３１】従って、洗浄作業だけでなく補修作業も何
ら問題なく実施することができる。

【００３２】なお、本実施の形態では、伸縮ポール１６
などによりヘッド上下動手段を構成したが、この伸縮ポ
ール１６に代えて、例えば、長手方向を上下方向または
水平方向へ向けられるように切り換え可能な起立レール
を前記台車上に設け、当該起立レールに沿って移動でき
る上下移動台車を当該起立レールに配設し、この上下移
動台車に保守ヘッドを取り付けてヘッド上下動手段を構
成し、ＬＮＧ気化装置１の隣接する熱交換パネル１ａ間
の対向面を保守する場合には、前記起立レールの長手方
向を水平方向へ倒伏した状態で前記ガイドレールを上記
パネル１ａ間に挿入した後に上記起立レールを起立し、
ガイドレールに沿って前記台車を往復移動させると共
に、当該台車の一往復毎に前記上下移動台車を上記起立
レールに沿って所定量移動させることにより、前述した
場合と同様にして熱交換パネル１ａ間の対向面の保守作
業を行い、当該対向面の保守作業を終えたら、前記起立
レールを再び倒伏した後に前記ガイドレールを上記パネ
ル１ａ間から引き戻すようにすることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の熱交換パネルの表面保守装置に
よれば、熱交換パネルを備えているプラント内に各種機
器類を設置する必要が全くなくなるので、既存のプラン
トでも改造することなく即時に使用することができ、適
用にあたっての手間やコストを最小限に抑えることがで
きると共に、プラント内を自在に移動することができる
ので、配設されている熱交換パネルが多くても、容易に
保守作業を行うことができる。

【００３４】また、メタリコンを溶射する補修ヘッドの
ような重量の大きい保守ヘッドでも安定させながら高速
で移動させることができるので、熱交換パネルを構成す
る特定のチューブに熱を集中させることなくメタリコン
溶射することができ、適切なメタリコン溶射を自動で行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱交換パネルの表面保守装置の実
施の形態の全体構造を表す見取図である。

【図２】図１の概略平面図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視側面図である。

【図４】支持台の内部機構を表す概念図である。

【図５】ガイドレールの分解斜視図である。

【図６】洗浄ヘッドの平面図である。

【図７】図６のVII −VII 線矢視側面図である。

【図８】制御指令系統図である。

【図９】補修ヘッドの平面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視側面図である。

【図１１】従来の表面保守装置の一例の全体概略構成を
表す平面図である。

【符号の説明】

１ ＬＮＧ気化装置 １ａ 熱交換パネル １１ トラック １２ レール １３ 支持台 １４ ガイドレール １５ 台車 １６ 伸縮ポール １７ 高圧水ポンプ １８ ホース巻取装置 １９ ホース ２０ 洗浄ヘッド ４０ 補修ヘッド

フロントページの続き (72)発明者 川内 直人 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 日浦 亮太 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 竹内 博幸 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱 重工業株式会社 名古屋誘導推進システ ム製作所内 (72)発明者 小笠原 健 東京都港区海岸１−５−20 東京瓦斯株 式会社内 (72)発明者 関口 優 東京都港区海岸１−５−20 東京瓦斯株 式会社内 (72)発明者 庄谷 仁延 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密 工業株式会社内 (72)発明者 秋山 優 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−187794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−70179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−111366（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F28G 9/00 F28G 15/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷台を有する自走可能な車両と、 前記車両の前記荷台上に移動可能に設けられ、上面が水
   平面に沿って回転可能な支持台と、 長手方向が水平方向へ向けられると共に当該長手方向が
   スライド移動できるように前記支持台の前記上面上に支
   持された延長可能なガイドレールと、 前記ガイドレールに配設され、当該ガイドレールに沿っ
   て移動可能な台車と、 熱交換パネルの表面の保守を行う保守ヘッドと、 前記台車上に設けられ、前記保守ヘッドを上下方向へ移
   動させるヘッド上下動手段とを備えてなることを特徴と
   する熱交換パネルの表面保守装置。
2. 【請求項２】 前記保守ヘッドが前記熱交換パネルの表
   面へ向けて水を噴射する洗浄ヘッドであることを特徴と
   する請求項１に記載の熱交換パネルの表面保守装置。
3. 【請求項３】 前記保守ヘッドが前記熱交換パネルの表
   面へ向けてメタリコンを溶射する補修ヘッドであること
   を特徴とする請求項１に記載の熱交換パネルの表面保守
   装置。
4. 【請求項４】 前記ヘッド上下動手段が前記台車上に立
   設され且つ上端に前記保守ヘッドを取り付けられた伸縮
   可能な伸縮ポールを備えてなることを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の熱交換パネルの表面保守装
   置。
5. 【請求項５】 前記ヘッド上下動手段が前記台車上に設
   けられ、長手方向を上下方向または水平方向へ向けられ
   るように切り換え可能な起立レールと、 前記起立レールに沿って移動できるように当該起立レー
   ルに配設され、前記保守ヘッドを支持する上下移動台車
   とを備えてなることを特徴とする請求項１から３のいず
   れかに記載の熱交換パネルの表面保守装置。