JP5306019B2

JP5306019B2 - 煙突内部診断装置

Info

Publication number: JP5306019B2
Application number: JP2009085327A
Authority: JP
Inventors: 宣男丸山; 祐輝山田; 恭平辻本; 博美市丸; 達廣古長; 俊也野村
Original assignee: Nippon Steel Corp; Okumura Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Okumura Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010236265A

Description

本発明は、煙突内に昇降自在に挿入して煙突内壁の経年劣化状態を診断する煙突内部診断装置に関するものである。

昭和４０年代後半頃から建設された多くの公害防止を目的とした煙突などの構造物の経年劣化が激しくなってきており、近年、その改修や更新の時期を迎えているが、その時期を判断するには構造物の劣化状況を把握する必要がある。そのため、既存の煙突の内部を調査、診断する装置として、例えば、特許文献１に記載されているように、上面四方にビデオカメラを据え付けている受台と、煙突頂部に設置した架台と、この架台と煙突底部間に張設したガイドワイヤとからなる装置が開発されている。

そして、上記受台を架台上から上記ガイドワイヤに沿って吊り下ろし、煙突内で昇降させながらビデオカメラにより煙突内部を撮影してその映像により耐火レンガからなる内壁の剥落や目地の亀裂などの損傷、劣化状況を把握し、それに基づいて改修、更新方法や時期を決定している。

特開平６−２９４２４３号公報

しかしながら、上記のような煙突内部の診断装置では、受台上にビデオカメラを設置した構造であるため、稼動していない冷却状態の煙突内に吊り下ろしてその内壁をビデオカメラによって撮影をすることができても、高温状態の煙突内部に吊り下ろしてその内壁を撮影することはできない。そのため、煙突の稼動を一旦停止して所定温度以下に冷却させたのち内部診断を行わなければならず、診断するまでに長時間を要することになる。従って、ごみ焼却場の煙突のように、休止時間が余り取れなくて未だ熱を持った状態の煙突の内部診断を行う装置として使用することができない。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、煙突の稼動を停止させることなく、或いは、停止させても冷却時間をおくことなく、高熱状態の煙突の内部診断を正確に且つ能率よく行える煙突内部診断装置を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明の煙突内部診断装置は、請求項１に記載したように、煙突内に吊り下ろし可能な耐熱容器内に、ジャイロスコープを利用した耐熱容器の旋回制御装置と、耐熱容器の周壁における前後左右の４箇所に設けている窓から煙突の内壁を撮影する４台のテレビカメラと、無線通信装置と、これらの旋回制御装置とテレビカメラと無線通信装置とに電力を供給するバッテリーと、方位計と、耐熱容器内を冷却する冷却装置とを配設していると共に耐熱容器に煙突内を照明する照明具を装着してあり、さらに、煙突内に吊り下ろした耐熱容器の高さ位置計測装置を備えていると共にその計測値に対応した煙突の内部位置の映像と上記方位計による撮影方向との記録装置を備えていることを特徴とする。

このように構成した煙突内部診断装置において、請求項２に係る発明は、上記耐熱容器内に設けている上記冷却装置を、耐熱容器の底部内に配設されたドライアイスを収容した収容籠と、このドライアイスの冷気を流動させるファンとから構成していることを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明は、上記耐熱容器の周壁にバルブにより開閉自在な通気口を設けていると共に耐熱容器内に温度センサを配設してあり、この温度センサの検出温度に応じて上記バルブの開度を調整するように構成していることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、内部に冷却装置を設けている耐熱容器内に、この耐熱容器の周壁における前後左右の４箇所に設けている窓から煙突の内壁を撮影する４台のテレビカメラテレビカメラを設置して窓から煙突の内壁を撮影可能にしているので、煙突内が高熱状態であっても、テレビカメラが何等の悪影響を受けることなく本装置を煙突内に吊り下ろして、照明具によりその内部を照明しながらテレビカメラにより耐火レンガからなる煙突の内壁を長時間に亘って確実に撮影することができ、耐火レンガの目地の亀裂や剥脱等の劣化状態を定量的に把握してこの煙突の改修、更新方法や時期等を正確に診断することができる。

さらに、耐熱容器内に無線通信装置を配設しているので、外部から耐熱容器内の温度調整やテレビカメラのズーム操作等の遠隔操作を行うことができると共に、テレビカメラによって撮影される煙突内部の状況をモニターテレビでリアルタイムで確認することができる。その上、上記高さ位置計測装置による計測値と、その計測値に対応した煙突の内部位置の映像と、上記方位計による撮影方向とを記録する記録装置を備えているので、テレビカメラによる煙突内部の撮影完了後にこの記録装置を再生させることにより、煙突内部全体の展開映像を確認することができ、どの部分がどのように劣化しているのかが的確に診断することができて今後の耐用時間等を容易に且つ正確に知ることができる。

その上、本発明によれば、耐熱容器内に上記方位計と共にジャイロスコープを利用した耐熱容器の旋回制御装置を配設しているので、この旋回制御装置によって耐熱容器の周方向の回動を抑止して耐熱容器の周壁四方に設けている窓の方向を常に一定方向に向けながらこれらの各窓に臨ませているテレビカメラにより、煙突の内壁における周方向の所定部分をそれぞれ正確に撮影することができる共に、耐熱容器を吊り下げるクレーン側等に配設した上記高さ位置計測装置によってテレビカメラの撮影部分の高さ位置を求めることができるから、煙突内部の全ての箇所を全長に亘って精度よく診断することができる。

請求項２に係る発明によれば、耐熱容器内に設けている上記冷却装置は、耐熱容器の底部内に配設されているドライアイスを収容した収容籠と、このドライアイスの冷気を流動させるファンとから構成しているので、ファンの作動によってドライアイスを積極的に気化させながら気化した冷気を耐熱容器内全体に亘って充満させることができ、従って、煙突内が高温であるにもかかわず、耐熱容器内の温度が上昇するのを長時間に亘って抑制しながらテレビカメラを正常に作動させて煙突の内壁を確実に撮影することができる。

請求項３に係る発明によれば、上記耐熱容器の周壁にバルブにより開閉自在な通気口を設けていると共に耐熱容器内に温度センサを配設してあり、この温度センサの検出温度に応じて上記バルブの開度を調整するように構成しているので、温度センサにより耐熱容器内の温度を検出させて耐熱容器内が所定温度よりも低い場合には上記バルブを開口させて外部の高温ガスの一部を耐熱容器内に取り込み、所定温度よりも高い場合には、バルブを閉止させることによって所定温度に自動的に調整することができ、従って、テレビカメラを常に正常に作動させることができる。

本発明装置の縦断正面図。その簡略斜視図。煙突内部を診断している状態の簡略縦断正面図。

次に、本発明の具体的な実施例を図面について説明すると、図１において、１は煙突Ａ内に吊り下ろし可能な大きさを有する有底筒形状に形成された耐熱容器で、外壁1aと内壁1bとの二重壁によって耐熱構造に構成していると共に上端開口部を天板1cによって閉止してあり、この天板1cの上面には周方向に一定間隔毎に煙突Ａの内壁ａにおける後述するテレビカメラによる撮影箇所を照らす複数個（図においては４個）の照明具２を外方に向けて取り付けている。なお、天板1cの中央部には耐熱容器１の内外に連通した小径孔３が穿設されている。照明具２は耐熱仕様のものであり、その耐熱ケーブルが小径孔３を通じて耐熱容器１内に配設されている。

上記耐熱容器１の底部内には冷熱源であるドライアイス4Aを入れる収容籠4Bが設けられていて、この収容籠4B内にドライアイス4Aを収容することにより、耐熱容器１内を冷却する冷気を発生させるように構成していると共に、耐熱容器１の内底面にこの収容籠4Bからのドライアイス4Aの気化の促進を図ると共に気化したドライアイス4Aの冷気を耐熱容器１内の全体に亘って流動、充満させるためのファン4Cを設けていて、上記ドライアイス4Aを収容した収容籠4Bと共に冷却装置４を構成している。

さらに、耐熱容器１内の下部における上記ドライアイス収容籠4Bの上方側に電源となるバッテリ５を設置してあり、このバッテリ５とドライアイス収納籠4Bとの重量によって耐熱容器１の重心を下部に位置させて耐熱容器１を垂直な安定した姿勢でもって煙突Ａ内に吊り下げることができるように構成している。なお、バッテリ５は耐熱容器１の下部内に固着した支持フレーム20上に設置されている。

また、耐熱容器１の周壁上部における前後左右の４箇所に円形状の窓６を開設してあり、これらの窓６に耐熱性の透明ガラス6aを密閉状態に張設していると共に耐熱容器１内の上部に水平支持台21を取り付け、この水平支持台21上の四方に、上記各窓６の内側に対向して該窓６にそのレンズを臨ませたハイビジョンカメラからなるテレビカメラ７を配設してあり、これらのテレビカメラ７によって窓６を通じて煙突Ａの耐火レンガからなる内壁ａを撮影するように構成している。

耐熱容器１の上端開口部を閉止している上記天板1cの下面には無線通信装置８が装着されていて、この無線通信装置８のアンテナ8aを天板1cの中央部に設けている上記小径孔３を通じて上方に突出させていると共に、天板1cの下面に固定吊支杆22、22によって耐熱容器１の旋回制御装置９を一体に装着している。この旋回制御装置９はジャイロスコープを利用した旋回制御装置であって、商品名「ジャピタス」として市販されている装置を採用してあり、この旋回制御装置９によって耐熱容器１の周方向の旋回動を制御し、上記各カメラ７をそれぞれ一定の向きに向けた状態を維持させるようにしていると共に、耐熱容器１内に各カメラ７の方向を認識するデジタル方位計15とフロッピ又はディスクによる画像データや方位データの記録装置10を配設している。

なお、煙突Ａ内に吊り下ろした際の耐熱容器１の高さ位置、即ち、テレビカメラ７が撮影する煙突Ａの内壁部の高さ位置は、この耐熱容器１を煙突Ａ内に吊り下げるクレーンＢからのワイヤの繰り出し長さを計測することによって行われ、この高さ位置計測装置（図示せず）からの信号データを上記方位計15の方位信号データ及び各テレビカメラ７の映像と共に上記記録装置10に入力してこの記録装置10によって再生可能に記憶させるように構成している。なお、この記録装置10は、方位計15やテレビカメラ７と別体で設けるものに限らず、方位計15やテレビカメラ７に記録装置が内蔵されているものであればそれを用いてもよい。

さらに、耐熱容器１内における適所、例えば、上記水平支持台21の下面に温度センサ11を配設していると共に耐熱容器１の周壁の適所に耐熱容器１の内外に連通する通気口12を設けて、この通気口12に該通気口12を開閉する開閉バルブ13を配設してあり、上記温度センサ11からの信号によって開閉バルブ11の駆動用モータ（図示せず）を作動させてその開閉度を調整し、耐熱容器１内を所定温度に維持させるようにしている。なお、上記バッテリ６は、上記照明具２やテレビカメラ７、無線通信装置８、旋回制御装置10の電源であって、これらの照明具２やテレビカメラ７、無線通信装置８、旋回制御装置10に電気的に接続している。図中、14は耐熱容器１の上記天板1cの上面外周部四方に固定されている吊環である。

このように構成した煙突内部診断装置によって、ごみ処理場における内部が未だ高熱を維持している休止中の煙突Ａ、或いは、高温（150 ℃位）の排ガスが流通している使用中の煙突Ａの内部診断を行う方法について説明する。まず、耐熱容器１の天板1cの外周四方に固定している吊環14に連結したワイヤロープｂをクレーンＢによって吊支して耐熱容器１を煙突Ａ内に吊り下げながら挿入する。この際、耐熱容器１の底部内に配設している収容籠4B内のドライアイス4Aにその下方からファン4Cによる送風を当てることによってドライアイス4Aによる冷気を上方に向かって流動させて耐熱容器１内全体に冷気を充満させ、その一部を上記小径孔３や通気口12から煙突Ａ側に流出させる一方、これらの小計径孔３や通気口12から煙突Ａ内の高温ガスの一部を耐熱容器１内に取り込み、耐熱容器１内の温度を温度センサ11により検出させて耐熱容器１の周壁に設けている通気口12の開度を開閉バルブ13により調整することにより、耐熱容器１内を過剰に冷却したり高温化させることなくテレビカメラ７等の機器が円滑に作動し得る一定温度に保持する。この場合、耐熱容器１の周壁の通気口12の位置に、別にファンを設け、このファンによって強制的に給排気するようにしてもよい。そうすることにより、気化により体積が膨脹するドライアイスにあっては、耐熱容器１内の温度調整をより効率よく行うことができる。

なお、耐熱容器１内の温度調整は、温度センサ11からの信号によって開閉バルブ13の開度やファン4cの回転数等の制御を自動的に行うように構成しておいてもよく、或いは、温度センサ11からの信号を上記無線通信装置８によって地上側の演算処理装置（図示せず）に入力し、地上から遠隔装置によって行うように構成しておいてもよい。

煙突Ａ内に挿入される耐熱容器１は、旋回制御装置９の作動によって周方向に回動するのを抑止されてあり、従って、耐熱容器１の周壁四方に設けている各窓６から煙突Ａの内壁に向けて配設されているテレビカメラ７を常に一定方向に向けた状態に維持してその方向の煙突内壁部のみを撮影するように構成している。例えば、４台のテレビカメラ７が前後左右に周方向に90度の間隔毎に配設されている場合には、煙突Ａの内壁ａを周方向に前後左右に４等分したとすると、前側に配設されているテレビカメラ７は煙突Ａの前側の内壁部のみを撮影し、後側や左右に配設されているテレビカメラ７はそれぞれ対応する煙突Ａ後部側と左右部側とのみを撮影するように構成している。

なお、上記旋回制御装置９を遠隔操作によって所定角度だけ周方向に回動させることも可能であり、従って、各テレビカメラ７をズームさせることにより煙突Ａの拡大した内壁部の位置も容易に確認することができる。

テレビカメラ７による煙突Ａの内壁ａの撮影部分は、耐熱容器１の天板1c上に該撮影部分に向けて設置されている照明具２によって常に照明されてあり、従って、煙突Ａの一定高さ部分における内壁ａを上記４台のテレビカメラ７によって全周に亘り撮影することができる。さらに、上記クレーンＢを操作することによって耐熱容器１を煙突Ａ内で昇降させ、煙突Ａの内壁ａを全長に亘り４台のテレビカメラ７で撮影する。この際、煙突Ａ内に吊り下ろされる耐熱容器１の高さ位置、具体的にはこの耐熱容器１に設けているテレビカメラ７による煙突内壁の撮影部分の高さ位置をクレーンＢ側に設けている高さ位置計測装置によって計測させ、４台のテレビカメラ７によって撮影されたそれぞれの映像と共にその高さ位置を記録装置10に記録する。なお、これらの４台のテレビカメラ７の配置位置は上記方位計15によって設定することができる。

また、煙突Ａ内を昇降させながらテレビカメラ７によって撮影される煙突Ａの内壁映像を無線通信装置８から地上側に設置しているカメラ映像監視モニタに送信することによってリアルタイムに認識することができる。

こうして、テレビカメラ７による煙突Ａの内壁ａの撮影が完了すると、記録装置10に記録された上記高さ位置計測装置による計測値と、その計測値に対応した煙突の内部位置の映像と、上記方位計による撮影方向とを再生させて煙突内壁全体の展開映像を確認すると共にどの部分がどのように劣化しているのかを診断し、耐用時間等を判断する。

１耐熱容器
２照明具
３小径孔
４冷却装置
4A ドライアイス
4B 収容籠
4C ファン
５バッテリーリ
６窓
７テレビカメラ
８無線通信装置
９旋回制御装置
10 記録装置
11 温度センサ
12 通気口
13 開閉バルブ
Ａ煙突
ａ内壁

Claims

煙突内に吊り下ろし可能な耐熱容器内に、ジャイロスコープを利用した耐熱容器の旋回制御装置と、耐熱容器の周壁における前後左右の４箇所に設けている窓から煙突の内壁を撮影する４台のテレビカメラと、無線通信装置と、これらの旋回制御装置とテレビカメラと無線通信装置とに電力を供給するバッテリーと、方位計と、耐熱容器内を冷却する冷却装置とを配設していると共に耐熱容器に煙突内を照明する照明具を装着してあり、さらに、煙突内に吊り下ろした耐熱容器の高さ位置計測装置を備えていると共にその計測値に対応した煙突の内部位置の映像と上記方位計による撮影方向との記録装置を備えていることを特徴とする煙突内部診断装置。
冷却装置は、耐熱容器の底部内に配設されたドライアイスを収容した収容籠と、このドライアイスの冷気を耐熱容器内に流動させるファンとからなることを特徴とする請求項１に記載の煙突内部診断装置。
耐熱容器の周壁にバルブにより開閉自在な通気口を設けていると共に耐熱容器内に温度センサを配設してあり、この温度センサの検出温度に応じて上記バルブの開度を調整するように構成していることを特徴とする請求項１に記載の煙突内部診断装置。