JP6509657B2

JP6509657B2 - 煙道内の点検装置および点検方法

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Publication number: JP6509657B2
Application number: JP2015137666A
Authority: JP
Inventors: 山田　祐輝; 祐輝山田; 純一片山; 古長　達廣; 達廣古長; 中野　秀和; 秀和中野
Original assignee: Nippon Steel Corp; Okumura Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Okumura Corp
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: JP2017020699A

Description

本発明は、煙道内の点検装置および点検方法に関するものである。

炉やボイラ等で発生した排ガスを煙突等まで導く煙道は、高温環境に晒されることから複数の耐火煉瓦を管状に組み立てることにより構築されている。この煙道を構築する耐火煉瓦は、高温下でも耐え得るとはいえ、熱風等による損耗や煉瓦の膨張収縮による亀裂の発生等により劣化してしまうので補修の必要がある。この煙道の補修の時期は経験によって判断されていたが、補修の時期が遅れると煙道全体を改修築造しなければならない場合が生じ労力やコストがかかる一方、早すぎると補修が無駄になってしまうので、煙道内の耐火煉瓦の状態を定期的に点検することで補修の要否を判断している。このような管状構造体の耐火煉瓦を点検するための点検装置としては、例えば、特許文献１に記載があり、円筒形状の外管内に水冷通路を介して内包された円筒形状の内管内に、カメラを有するペリスコープを設け、熱風炉内の耐火煉瓦の状態を点検する点検装置が開示されている。

特開平８−２３９７０７号公報

しかし、上記した特許文献１の点検装置においては、主に熱風炉内の側壁部の劣化状態を点検するものであり、熱風炉内の天端部の劣化状態の点検について充分な考慮がなされておらず、熱風炉内の天端部を点検する場合に焦点が合わない等の理由から点検精度が低下する場合がある。このため、煙道の点検作業においては、如何にして煙道の内壁面全体の劣化状態の点検精度を向上させるかが重要な課題となっている。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、煙道の内壁面全体の劣化状態の点検精度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の煙道の点検装置は、前記煙道の天端部から内部に向かって移動可能な状態で設けられ、前記煙道内の天端部を検査する第１の点検手段と、前記煙道の天端部から内部に向かって移動可能な状態で設けられ、前記煙道内の側壁部を検査する第２の点検手段と、を備え、前記第１の点検手段は、第１の外管と、前記第１の外管の先端に設けられた第１の光源と、前記第１の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の天端部の撮影用に設けられた第１の窓部と、前記第１の外管に内包された第１の内管と、前記第１の内管内に設けられた第１の撮影手段と、前記第１の内管内において前記第１の内管の先端と前記第１の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の天端部の像を前記第１の窓部を介して前記第１の撮影手段に反射する第１のプリズムと、前記第１の外管と前記第１の内管との間に設けられた第１の冷却手段と、を備え、前記第２の点検手段は、第２の外管と、前記第２の外管の先端に設けられた第２の光源と、前記第２の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の側壁部の撮影用に設けられた第２の窓部と、前記第２の外管に内包された第２の内管と、前記第２の内管内に設けられた第２の撮影手段と、前記第２の内管内において前記第２の内管の先端と前記第２の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の側壁部の像を前記第２の窓部を介して前記第２の撮影手段に反射する第２のプリズムと、前記第２の外管と前記第２の内管との間に設けられた第２の冷却手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の本発明の煙道の点検方法は、煉瓦で形成された煙道の内壁部の状態を高温下において点検する煙道内の点検方法であって、前記煙道の天端部に前記煙道内に通じる点検工程用の穴を形成する工程と、前記点検工程用の穴を通じて第１の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の天端部を点検する工程と、前記点検工程用の穴を通じて第２の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の側壁部を点検する工程と、を有し、前記第１の点検手段は、第１の外管と、前記第１の外管の先端に設けられた第１の光源と、前記第１の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の天端部の撮影用に設けられた第１の窓部と、前記第１の外管に内包された第１の内管と、前記第１の内管内に設けられた第１の撮影手段と、前記第１の内管内において前記第１の内管の先端と前記第１の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の天端部の像を前記第１の窓部を介して前記第１の撮影手段に反射する第１のプリズムと、前記第１の外管と前記第１の内管との間に設けられた第１の冷却手段と、を備え、前記第２の点検手段は、第２の外管と、前記第２の外管の先端に設けられた第２の光源と、前記第２の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の側壁部の撮影用に設けられた第２の窓部と、前記第２の外管に内包された第２の内管と、前記第２の内管内に設けられた第２の撮影手段と、前記第２の内管内において前記第２の内管の先端と前記第２の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の側壁部の像を前記第２の窓部を介して前記第２の撮影手段に反射する第２のプリズムと、前記第２の外管と前記第２の内管との間に設けられた第２の冷却手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項３に記載の本発明は、上記請求項２記載の発明において、（ａ）前記煙道の天端部において前記煙道の延在方向に沿って互いに離間した位置に前記点検工程用の穴として複数の穴を形成する工程と、（ｂ）前記複数の穴のうちの１つから前記第１の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の天端部を点検するとともに、前記複数の穴のうちの他の１つから前記第２の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の側壁部を点検する工程と、を有し、前記複数の穴の各々について前記第１の点検手段による点検と前記第２の点検手段による点検との両方が実施されるように、前記（ｂ）工程を繰り返し行うことを特徴とする。

また、請求項４に記載の本発明は、上記請求項２または３記載の発明において、前記煙道の天端部に前記煙道内に通じる補強工程用の穴を形成する工程と、前記補強工程用の穴を通じて前記煙道内に補強材供給管を挿入し、その補強材供給管から吐出された補強材を前記煙道内の天端部において前記補強工程用の穴の周辺に吹き付けることにより、前記煙道内の天端部に補強部材を形成する工程と、前記補強部材の形成後、前記補強工程用の穴を広げることにより、前記煙道の天端部に、前記補強工程用の穴よりも大きく前記補強部材の形成範囲よりも小さい前記点検工程用の穴を形成する工程と、を有することを特徴とする。

また、請求項５に記載の本発明は、上記請求項４記載の発明において、前記補強部材の形成工程は、前記補強材供給管を前記補強工程用の穴に挿入した後、前記補強材供給管を延ばした状態で前記補強材供給管の吐出口から補強材を吐出させながら前記補強材供給管を曲げていき前記補強材供給管の吐出口を前記煙道内の天端部に向けて前記吐出口から吐出された補強材を前記煙道内の天端部に吹き付ける工程を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、煙道内の天端部と側壁部との劣化状態をそれぞれに合った状態で点検することができるので、煙道の内壁面全体の劣化状態の点検精度を向上させることが可能になる。

請求項２記載の発明によれば、煙道内の天端部と側壁部との劣化状態をそれぞれに合った状態で点検することができるので、煙道の内壁面全体の劣化状態の点検精度を向上させることが可能になる。

請求項３記載の発明によれば、煙道内の天端部を点検している間に、煙道内の側壁部を点検することができるので、煙道内の内壁面全体の劣化状態の点検効率を向上させることが可能になる。

請求項４記載の発明によれば、煙道の内壁面の点検作業に先立つ準備段階として煙道の天端部に点検装置を挿入するための点検工程用の穴を削孔する際に煙道の天端部が崩壊してしまうのを防止することが可能になる。

請求項５記載の発明によれば、補強材供給管内に補強材が詰まるのを防止することができるので、煙道内の天端部に補強部材を良好に形成することが可能になる。

（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る煙道の点検装置の説明図である。図１（ａ）の後方視用の点検プローブの概略構成を示した縦断面図である。図２の点検プローブの撮影系の概略構成を示した縦断面図である。図３の点検プローブにおいて窓部を正面に見た場合の撮影系の概略構成を示した縦断面図である。（ａ）は図４のＩ−Ｉ線の断面図、（ｂ）は図３のプリズムを抜き出して示した断面図である。点検プローブの空冷構造を説明するための概略縦断面図である。点検プローブの冷却構造を説明するための概略縦断面図である。図７のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図である。側方視用の点検プローブの概略構成を示した縦断面図である。図９の点検プローブの撮影系の概略構成を示した縦断面図である。図１０の点検プローブにおいて窓部を正面に見た場合の撮影系の概略構成を示した縦断面図である。（ａ），（ｂ）は点検工程中の煙道を側面から見た縦断面図である。（ａ），（ｂ）は点検工程の準備段階における煙道の天端部の要部断面図である。（ａ），（ｂ）は図１３に続く点検工程の準備段階における煙道の天端部の要部断面図である。（ａ）は図１４に続く点検工程の準備段階における煙道の天端部の要部断面図、（ｂ）は図１５（ａ）の煙道の天井面の要部平面図である。（ａ），（ｂ）は図１５に続く点検工程の準備段階における煙道の要部断面図である。（ａ）は図１６に続く点検工程の後段階における煙道の要部断面図、（ｂ）は図１７（ａ）の点検用の穴に埋め込まれる埋設部材を構成する金網の斜視図である。補強材吹付装置の概略構成図である。補強材吹付装置の概略構成図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、点検対象の煙道およびその点検装置について図１を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は本実施の形態に係る煙道の点検装置の説明図である。なお、図１は煙道の延在方向に対して交差する断面を示している。

煙道Ｆは、例えば、炉やボイラ等で発生した排気ガスを煙突等まで導く断面管状の通路であり、炉やボイラ等と煙突等とを結ぶように延在（図１の紙面に対してほぼ垂直な方向に延在）した状態で形成されている。この煙道Ｆは、高温環境に晒されることから複数の耐火煉瓦Ｂを組み立てることにより形成されている。煙道Ｆの断面形状は、例えば、その天端部が上に凸の状態で湾曲する馬蹄形状に形成されている。ただし、煙道Ｆの断面形状は、馬蹄形状に限定されるものではなく、例えば、煙道の天端部が平坦な矩形状に形成しても良い。この煙道Ｆを構築する耐火煉瓦Ｂの外周には、空気層ＡＬを介してコンクリート製等の防護部材ＰＬが設けられている。この防護部材ＰＬの上面上には土砂ＳＬが堆積されている。なお、特に限定されるものではないが、煙道Ｆの高さは、例えば、４ｍ程度、幅（短方向寸法）は、例えば、３ｍ程度である。

次に、本実施の形態の点検装置１は、煙道Ｆの内壁面の状態を点検するための点検装置であり、図１（ａ）に示す後方視用の点検プローブ（第１の点検手段）１Ａと、図１（ｂ）に示す側方視用の点検プローブ（第２の点検手段）１Ｂとを備えている。後方視用の点検プローブ１Ａは、煙道Ｆ内の天端部（天井面）を点検する装置であり、側方視用の点検プローブ１Ｂは、煙道Ｆ内の側壁部（側面）を点検する装置である。これら点検プローブ１Ａ，１Ｂは、例えば、細長い円柱形状に形成されており、点検に際して、煙道Ｆの天端部に開けられた穴Ｆｈを通じて煙道Ｆ内に挿入され、上下動および回転可能な状態で重機等により支持される。各点検プローブ１Ａ，１Ｂの先端部には、煙道Ｆ内を照らす照明灯２ａ，２ｂが装着されている。

次に、後方視用の点検プローブ１Ａの構造例について図２〜図８を参照して説明する。図２は後方視用の点検プローブの概略構成を示した縦断面図、図３は図２の点検プローブの撮影系の概略構成を示した縦断面図、図４は図３の点検プローブにおいて窓部を正面に見た場合の撮影系の概略構成を示した縦断面図、図５（ａ）は図４のＩ−Ｉ線の断面図、図５（ｂ）は図３のプリズムを抜き出して示した断面図、図６は点検プローブの空冷構造を説明するための概略縦断面図、図７は点検プローブの冷却構造を説明するための概略縦断面図、図８は図７のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図である。

図２に示すように、後方視用の点検プローブ１Ａの外観を構成する外管（第１の外管）３ａは、例えば、円筒形状の耐熱ステンレスにより形成されている。この外管３ａにおいて先端部近傍の側面には、外管３ａの内外を貫通する穴４ａが部分的に穿孔されており、その穴４ａの形成部には、その穴４ａを密閉するように窓部（第１の窓部）５ａが装着されている。この窓部５ａは、例えば、透明な耐熱ガラスにより形成されている。

また、外管３ａの先端部は、閉じられており、その先端部には、上記した照明灯（第１の光源）２ａが装着されている。照明灯２ａは、ライト部２ａ１と、ライト部２ａ１の全体を取り囲み保護する保護ケース２ａ２とを有している。ライト部２ａ１は、例えば、ハロゲンランプにより形成されている。保護ケース２ａ２は、例えば、円筒形状の透明な耐熱ガラスからなり、図６に示すように、外管３ａの先端にネジ機構により着脱自在の状態で装着されている。

また、図２に示すように、外管３ａの内部には、内管（第１の内管）６ａが内包されている。すなわち、後方視用の点検プローブ１Ａは、外管３ａの内部に内管６ａが設けられた２重管構造とされている。内管６ａは、例えば、円筒形状の耐熱ステンレスにより形成されている。この内管６ａの先端側近傍の側面において、外管３ａの窓部５ａの対向位置には、内管６ａの内外を貫通する穴７ａが部分的に穿孔されている。

また、図２〜図５に示すように、内管６ａの内部には、撮影系を構成する超小型のビデオカメラ（第１の撮影手段）８ａおよびプリズム（第１のプリズム）９ａが収納されている。ビデオカメラ８ａは、煙道Ｆ内の天端部（天井面）を撮影するための撮影手段である。このビデオカメラ８ａは、カメラケーブル８ａ１を通じて煙道Ｆの外部の図示しないモニタおよび電源に電気的に接続されている。また、ビデオカメラ８ａの先端には、交換レンズおよびレンズフィルタ等が先端に向かって順に装着されている。

プリズム９ａは、点検プローブ１Ａの先端後方（すなわち、基端部側）の煙道Ｆ内の天端部（天井面）の像を窓部５ａを介してビデオカメラ８ａに反射する光学部品である。このプリズム９ａは、例えば、角度θ１（図３参照）＝４５度のダハプリズムからなり、内管６ａ内において、内管６ａの先端とビデオカメラ８ａとの間に設置されている。このプリズム９ａは、図３〜図５に示すように、プリズムホルダ１０ａに保持されている。プリズムホルダ１０ａは、内管６ａの内部においてプリズム９ａの位置が動かないように内管６ａの内壁面に接着されている。

また、プリズム９ａは、ビデオカメラ８ａの先端部の撮影面に対して可能な限り近接した状態で設置されている。これにより、プリズム９ａが小型化されても、ビデオカメラ８ａの撮影範囲を広げることができる。さらに、図３に示すように、プリズム９ａの光路を確保するため、ビデオカメラ８ａは、その光軸が、内管６ａの中心軸に対して窓部５ａ（穴７ａ）から離間する方向にずれた状態で設置されている。これにより、内管６ａ内の小さなスペース内にプリズム９ａを収めつつも、点検プローブ１Ａの先端後方の煙道Ｆ内の天端部を良好に撮影することができる。

また、図２および図６に示すように、内管６ａの内部には、冷却空気送気管１１ａ、耐火ケーブル１２ａおよび温度センサ（図示せず）等が設置されている。冷却空気送気管１１ａは、内管６ａ内および照明灯２ａの保護ケース２ａ２内に冷却空気を供給し循環させるための配管である。また、耐火ケーブル１２ａは、照明灯２ａのライト部２ａ１や温度センサ等に電源を供給するための配線である。

さらに、図６〜図８に示すように、後方視用の点検プローブ１Ａには、冷却構造体（第１の冷却手段）１３が設けられている。冷却構造体１３は、冷却水等の冷却液の循環により点検プローブ１Ａを冷却するための構造体であり、給水口１３ａ（図７参照）と、ロータリジョイント１３ｂ（図７参照）と、複数の送水管１３ｃと、排水管１３ｄと、排水口１３ｅ（図７参照）とを有している。

給水口１３ａおよび排水口１３ｅは、後方視用の点検プローブ１Ａの基端部側近傍の側面に設けられている。給水口１３ａは、ロータリジョイント１３ｂを介して複数の送水管１３ｃと連通されている。排水口１３ｅは、ロータリジョイント１３ｂを介して排水管１３ｄと連通されている。

送水管１３ｃは、後方視用の点検プローブ１Ａの基端部から先端部に向かって冷却水等を流すための配管である。送水管１３ｃは、例えば、円筒状の耐熱ステンレスからなり、外管３ａと内管６ａとの間の空間内において内管６ａの外周を取り囲むように所定の間隔毎に複数本並んで設置されている。各送水管１３ｃの基端部は互いに連通されている。

排水管１３ｄは、複数の送水管１３ｃから送られた冷却水等を後方視用の点検プローブ１Ａの先端部から基端部に向かって流すための配管である。排水管１３ｄは、送水管１３ｃの外周の外管３ａと内管６ａとの間の空間で形成されている。各送水管１３ｃと排水管１３ｄとは、点検プローブ１Ａの先端部側近傍で連通されている。

冷却水は、後方視用の点検プローブ１Ａの基端部の給水口１３ａからロータリジョイント１３ｂを介して複数の送水管１３ｃに供給され、各送水管１３ｃを通じて点検プローブ１Ａの先端に流れて排水管１３ｄに流れた後、排水管１３ｄを通じて点検プローブ１Ａの先端部から基端部に流れてロータリジョイント１３ｂを介して排水口１３ｅから排出される。なお、排水口１３ｅから排出された冷却水等は、点検プローブ１Ａの外部の冷却装置（図示せず）により冷却された後、再び給水口１３ａに送られるようになっている。

次に、側方視用の点検プローブ１Ｂの構造例について図９〜図１１を参照して説明する。図９は側方視用の点検プローブの概略構成を示した縦断面図、図１０は図９の点検プローブの撮影系の概略構成を示した縦断面図、図１１は図１０の点検プローブにおいて窓部を正面に見た場合の撮影系の概略構成を示した縦断面図である。

図９に示すように、側方視用の点検プローブ１Ｂの外観を構成する外管（第２の外管）３ｂは、例えば、円筒形状の耐熱ステンレスにより形成されている。この外管３ｂにおいて先端部近傍の側面には、外管３ｂの内外を貫通する穴４ｂが部分的に穿孔されており、その穴４ｂの形成部には、その穴４ｂを密閉するように窓部（第２の窓部）５ｂが装着されている。この窓部５ｂは、例えば、透明な耐熱ガラスにより形成されている。ここで、点検プローブ１Ａ，１Ｂの外管３ａ，３ｂを兼用させると、点検プローブ１Ｂの窓部５ｂの大きさを点検プローブ１Ａの窓部５ａに合わせて大きくしなければならない。これに対して、本実施の形態においては、点検プローブ１Ａ，１Ｂ毎に外管３ａ，３ｂを用意するので、側方視用の点検プローブ１Ｂの窓部５ｂの大きさを、後方視用の点検プローブ１Ａの窓部５ａよりも小さくすることができる。このため、高温環境下における側方視用の点検プローブ１Ｂの強度を向上させることができる。

また、外管３ｂの先端部は、閉じられており、その先端部には、上記した照明灯（第２の光源）２ｂが装着されている。照明灯２ｂは、ライト部２ｂ１と、ライト部２ｂ１の全体を取り囲み保護する保護ケース２ｂ２とを有している。ライト部２ｂ１は、例えば、ハロゲンランプにより形成されている。保護ケース２ｂ２は、例えば、円筒形状の透明な耐熱ガラスからなり、図６で示したのと同様に、外管３ｂの先端にネジ機構により着脱自在の状態で装着されている。

また、図９に示すように、外管３ｂの内部には、内管（第２の内管）６ｂが内包されている。すなわち、側方視用の点検プローブ１Ｂも、外管３ｂの内部に内管６ｂが設けられた２重管構造とされている。内管６ｂは、例えば、円筒形状の耐熱ステンレスにより形成されている。この内管６ｂの先端側近傍の側面において、外管３ｂの窓部５ｂの対向位置には、内管６ｂの内外を貫通する穴７ｂが部分的に穿孔されている。

また、図９〜図１１に示すように、内管６ｂの内部には、撮影系を構成する超小型のビデオカメラ（第２の撮影手段）８ｂおよびプリズム（第２のプリズム）９ｂが収納されている。ビデオカメラ８ｂは、煙道Ｆ内の側壁部（側面）を撮影するための撮影手段である。このビデオカメラ８ｂは、カメラケーブル８ｂ１を通じて煙道Ｆの外部の図示しないモニタおよび電源に電気的に接続されている。また、ビデオカメラ８ｂの先端には、交換レンズおよびレンズフィルタ等が先端に向かって順に装着されている。

プリズム９ｂは、点検プローブ１Ｂの側方（すなわち、点検プローブ１Ｂの中心から外周に向かう方向）の煙道Ｆ内の側壁部（側面）の像を窓部５ｂを介してビデオカメラ８ｂに反射する光学部品である。このプリズム９ｂは、例えば、角度θ２（図１０参照）＝９０度のダハプリズムからなり、内管６ｂ内において、内管６ｂの先端とビデオカメラ８ｂとの間に設置されている。このプリズム９ｂは、図１０および図１１に示すように、プリズムホルダ１０ｂに保持されている。プリズムホルダ１０ｂは、内管６ｂの内部においてプリズム９ｂの位置が動かないように内管６ｂの内壁面に接着されている。なお、図１１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面は図５（ａ）とほぼ同じである。

また、プリズム９ｂは、ビデオカメラ８ｂの先端部の撮影面に対して可能な限り近接した状態で設置されている。これにより、プリズム９ｂが小型化されても、ビデオカメラ８ｂの撮影範囲を広げることができる。さらに、図１０に示すように、プリズム９ｂの光路を確保するため、ビデオカメラ８ｂは、その光軸が、内管６ｂの中心軸に対して窓部５ｂから離間する方向にずれた状態で設置されている。これにより、内管６ｂ内の小さなスペース内にプリズム９ｂを収めつつも、点検プローブ１Ｂの側方の煙道Ｆ内の側壁部を良好に撮影することができる。

なお、側方視用の点検プローブ１Ｂにおいて、図６で説明した冷却空気送気管１１ａ、耐火ケーブル１２ａおよび温度センサ等は同じなので説明を省略する。また、側方視用の点検プローブ１Ｂにおいて、図６〜図８で説明した冷却構造体１３等も同じなので説明を省略する。

次に、煙道Ｆの内壁面の点検方法の一例について図１２を参照して説明する。図１２（ａ），（ｂ）は、点検工程中の煙道を側面から見た縦断面図である。図１２（ａ），（ｂ）の符号Ｘ１〜Ｘ５は、点検位置（穴Ｆｈの形成位置）の一例を示している。点検位置Ｘ１〜Ｘ５は、例えば、ほぼ等しい間隔Ｄ毎に位置している。なお、間隔Ｄは、特に限定されるものではないが、例えば、１０ｍ程度である。

まず、点検に先立って、図１２（ａ）に示すように、高温環境内の煙道Ｆの天端部の点検位置Ｘ１，Ｘ２に穴Ｆｈ１，Ｆｈ２を形成する。続いて、点検プローブ１Ａを穴Ｆｈ１から煙道Ｆ内に挿入して煙道Ｆ内の天端部（天井面）の劣化状態を点検するとともに、点検プローブ１Ｂを穴Ｆｈ２から煙道Ｆ内に挿入して煙道Ｆ内の側壁部（側面）の劣化状態を点検する。

各点検位置Ｘ１，Ｘ２での点検が終了した後、図１２（ｂ）に示すように、点検プローブ１Ａ，１Ｂを穴Ｆｈ１，Ｆｈ２から抜き、点検プローブ１Ａを穴Ｆｈ２から煙道Ｆ内に挿入して煙道Ｆ内の天端部（天井面）の劣化状態を点検するとともに、点検プローブ１Ｂを点検位置Ｘ３の穴Ｆｈ３を通じて煙道Ｆ内に挿入して煙道Ｆ内の側壁部（側面）の劣化状態を点検する。点検位置Ｘ３の穴Ｆｈ３は、点検位置Ｘ１，Ｘ２での点検時に形成する。また、点検工程に先立って複数の点検位置Ｘ１〜Ｘ５等に先に点検プローブ挿入用の穴Ｆｈを形成しておいても良い。

このような工程を煙道Ｆの延方向に沿って順次繰り返し、複数の穴Ｆｈの各々について点検プローブ１Ａによる天端部（天井面）の点検と点検プローブ１Ｂによる側壁部（側面）の点検との両方を実施することにより、煙道Ｆ内の全体の天端部および側壁部の劣化状態を点検する。これにより、本実施の形態においては、煙道Ｆ内の天端部を点検している間に、煙道Ｆ内の側壁部を点検することができるので、煙道Ｆ内の全体の天端部および側壁部の劣化状態の点検効率を向上させることができる。なお、最後の点検では、最先の点検位置Ｘ１に側方視用の点検プローブ１Ｂを挿入して煙道Ｆ内の側壁部を点検するとともに、最後尾の点検位置に後方視用の点検プローブ１Ａを挿入して煙道Ｆ内の天端部を点検する。

次に、上記した煙道Ｆの内壁面の点検方法の具体例について図１３〜図１７を参照して説明する。図１３〜図１５（ａ）は点検工程の準備段階における煙道の天端部の要部断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の煙道の天井面の要部平面図、図１６は点検工程の準備段階における煙道の要部断面図、図１６（ｂ）は点検工程時における煙道の要部断面図、図１７（ａ）は点検工程の後段階における煙道の要部断面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の点検用の穴に埋め込まれる埋設部材を構成する金網の斜視図である。

まず、図１３（ａ）に示すように、煙道Ｆの天端部の上方の土砂ＳＬおよび防護部材ＰＬに削孔機等を用いて穴Ｐｈを穿孔する。穴Ｐｈからは耐火煉瓦Ｂの層の上面が露出されている。穴Ｐｈの直径は、特に限定されるものではないが、例えば、１２０〜１３０ｍｍ程度である。

続いて、図１３（ｂ）に示すように、穴Ｐｈから露出する耐火煉瓦Ｂの層に削孔機等を用いて煙道Ｆ内に繋がる穴Ｂｈを穿孔する。この穴Ｂｈの大きさ（直径）は、耐火煉瓦Ｂの層が崩壊しない程度の大きさに形成されている。穴Ｂｈの直径は、特に限定されるものではないが、上記穴Ｐｈよりも小さく、例えば、５０〜６０ｍｍ程度である。

その後、図１４（ａ）に示すように、補強材吹付装置２０のホース２０ｍの先端部を穴Ｐｈ，Ｂｈを通じて煙道Ｆ内に挿入した後、ホース２０ｍの先端部から補強材を吐出しながら図１４（ｂ）に示すようにホース２０ｍの先端部を部分的に上方に曲げていきホース２０ｍの吐出口を煙道Ｆの天端部（天井面）に向けた状態で３６０度回転させることにより、図１５（ａ）に示すように、煙道Ｆの天端部（天井面）の穴Ｂｈの外周に補強部材２１を吹き付ける。図１５（ｂ）に示すように、補強部材２１の付着領域の直径Ｒは、特に限定されるものではないが、例えば、５００ｍｍ程度である。

ここで、補強材吹付装置２０のホース２０ｍの先端部を曲げてから補強材を吐出させるとホース２０ｍの曲折部に補強材が付着して目詰まりしてしまう。特に、点検時の煙道Ｆの内部は高温環境であり補強材が硬化し易く目詰まりし易い。これに対して本実施の形態においては、上記したように補強材吹付装置２０のホース２０ｍの先端部から補強材を吐出しながらホース２０ｍの先端部を曲げることにより、ホース２０ｍ内に補強材が付着するのを防止することができるので、ホース２０ｍ内に補強材が詰まるのを防止することができる。なお、補強材吹付装置２０の構造については後述する。

次いで、耐火煉瓦Ｂの層の穴Ｂｈを削孔機等により広げて、図１６（ａ）に示すように、耐火煉瓦Ｂの層に穴Ｆｈを穿孔する。この際、煙道Ｆ内の天端部（天井面）において穴Ｂｈの外周に補強部材２１が付着されていることにより、穴Ｆｈの穿孔時に耐火煉瓦Ｂが崩壊するのを防止することができる。穴Ｆｈの直径は、特に限定されるものではないが、例えば、１２０〜１３０ｍｍ程度である。

続いて、図１６（ｂ）に示すように、穴Ｐｈ，Ｆｈ内に、点検プローブ１Ａ，１Ｂを別々に挿入して煙道Ｆ内の内壁面の劣化状態を点検する。なお、点検時の煙道Ｆ内は高温なので点検プローブ１Ａ，１Ｂを上記した空冷構造および水冷構造により冷却しながら点検を行う。

煙道Ｆ内の天端部（天井面）の点検については、例えば、以下のようにする。まず、図１（ａ）に示したように、点検プローブ１Ａの先端部を穴Ｆｈから煙道Ｆ内に挿入した後、点検プローブ１Ａの先端部の照明灯２ａを点灯する。続いて、点検プローブ１Ａの窓部５ａを煙道Ｆの一方の側壁部側に向けた状態で点検プローブ１Ａの測定高さを決めた後、点検プローブ１Ａを３６０度回転させながらビデオカメラ８ａで点検対象の天端部（天井面）を撮影することにより天端部の状態を確認（点検）する。続いて、点検プローブ１Ａの測定高さを変えた後、同様に、点検プローブ１Ａを３６０度回転させながらビデオカメラ８ａで点検対象の天端部（天井面）を撮影することにより天端部の状態を確認（点検）する。この作業を所定の測定高さ毎に繰り返す。これにより、煙道Ｆ内の各測定高さにおいて天端部（天井面）に対して焦点が合った状態で点検することができるので、煙道Ｆ内の天端部（天井面）の劣化状態を高精度に点検することができる。特に、煙道Ｆの天端部は、重力が作用している上、耐火煉瓦Ｂを斜めに組んで構築していること等から劣化し易いので、高い点検精度が要求されるが、その要求に対応することができる。

煙道Ｆ内の側壁部（側面）の点検については、例えば、以下のようにする。まず、図１（ｂ）に示したように、点検プローブ１Ｂの先端部を穴Ｆｈから煙道Ｆ内に挿入した後、点検プローブ１Ｂの先端部の照明灯２ｂを点灯する。続いて、点検プローブ１Ｂの窓部５ｂを煙道Ｆの一方の側壁部側に向けた状態で点検プローブ１Ｂの測定高さを決めた後、点検プローブ１Ｂを３６０度回転させながらビデオカメラ８ｂで点検対象の側壁部（側面）を撮影することにより側壁部の状態を確認（点検）する。続いて、点検プローブ１Ｂの測定高さを変えた後、同様に、点検プローブ１Ｂを３６０度回転させながらビデオカメラ８ｂで点検対象の側壁部（側面）を撮影することにより側壁部の状態を確認（点検）する。この作業を所定の測定高さ毎に繰り返す。これにより、煙道Ｆ内の各測定高さにおいて側壁部（側壁面）に対して焦点が合った状態で点検することができるので、煙道Ｆ内の側壁部（側面）の劣化状態を高精度に点検することができる。

このように本実施の形態においては、煙道Ｆ内の天端部および側壁部の劣化状態をそれぞれに適した点検プローブ１Ａ，１Ｂで点検することができるので、煙道Ｆの内壁面全体の劣化状態の点検精度を向上させることができる。

その後、図１７（ａ）に示すように、穴Ｐｈ，Ｆｈ内に埋設部材２２を埋め込む。埋設部材２２は、穴Ｆｈ側の不定形耐火部材２２ａと、穴Ｐｈ側の無収縮モルタル部材２２ｂとを有している。埋設部材２２を穴Ｐｈ，Ｆｈ内に埋め込むには、例えば、以下のようにする。すなわち、まず、図１７（ｂ）に示すように、円筒形状の金網２２ｃを用意した後、その金網２２ｃ内の先端部に不定形耐火部材２２ａを詰め込み硬化させる。不定形耐火部材２２ａの厚さは、耐火煉瓦Ｂの層の厚さ、または、それより若干厚い程度とする。続いて、不定形耐火部材２２ａが詰め込まれた金網２２ｃを穴Ｐｈ，Ｆｈ内に挿入した後、金網２２ｃの挿入位置を決める。ここでは、金網２２ｃ内の不定形耐火部材２２ａの先端面が、煙道Ｆ内の天端部（天井面）にほぼ一致するようにする。その後、金網２２ｃ内に無収縮モルタル部材２２ｂを充填する。このようにして穴Ｐｈ，Ｆｈ内に埋設部材２２を埋め込む。

次に、上記した補強材吹付装置２０の構造例を図１８および図１９を参照して説明する。図１８および図１９は補強材吹付装置２０の概略構成図である。

補強材吹付装置２０を構成する支持軸２０ｓは、上下動および３６０度回転可能な状態で設置される。この支持軸２０ｓには、上記したホース２０ｍ、エアホース２０ａ、ワイヤ２０ｗおよびローラ２０ｒ，２０ｒが支持されている。

ホース２０ｍは、補強材を送る可撓性配管であり、その外周は耐火材によって被覆されている。エアホース２０ａは、補強材の吹付圧力を供給するための空気をホース２０ｍの先端部に送る可撓性配管であり、ホース２０ｍの先端部に接続されている。ワイヤ２０ｗは、ホース２０ｍの先端部の吹付口が煙道Ｆの天井面に向くように操作する部材であり、２つのローラ２０ｒ，２０ｒを経由してホース２０ｍの先端部に接続されている。ローラ２０ｒ，２０ｒは、ワイヤ２０ｗを移動可能な状態で支持軸２０ｓに支持する回転部材である。

このような補強材吹付装置２０において、図１９に示すように、ワイヤ２０ｗを外方に向かって引くと、ホース２０ｍの先端部がワイヤ２０ｗによって引かれることで曲折し、ホース２０ｍの先端部の吹付口が煙道Ｆの天井面を向くようになっている。一方、図１８に示すように、ワイヤ２０ｗを外方に引くのを止めて元に戻すと、ホース２０ｍの先端部も元の直線状に戻るようになっている。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施の形態においては、後方視用の点検プローブと、側方視用の点検プローブとを用意した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後方視用と側方視用とで外管を共通にするとともに、後方視用と側方視用とで内管を別々に用意し、点検に際して煙道内の点検箇所（天端部または側壁部）に応じて内管を交換するようにしても良い。

また、前記実施の形態においては、プリズム９ａ，９ｂを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、プリズム９ａ，９ｂに代えて鏡などの他の光学部品を用いても良い。

以上のように、上記した実施の形態においては本発明を煙道内の点検装置および点検方法に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、高温空気を高炉等に供給する熱風炉内の点検装置および点検方法など、他の管状構造体内の点検装置および点検方法に適用することができる。

１点検装置
１Ａ点検プローブ
１Ｂ点検プローブ
２ａ，２ｂ照明灯
３ａ，３ｂ外管
４ａ，４ｂ穴
５ａ，５ｂ窓部
６ａ，６ｂ内管
７ａ，７ｂ穴
８ａ，８ｂビデオカメラ
９ａ，９ｂプリズム
１０ａ，１０ｂプリズムホルダ
１１ａ冷却空気送気管
１２ａ耐火ケーブル
１３冷却構造体
１３ａ給水口
１３ｂロータリジョイント
１３ｃ送水管
１３ｄ排水管
１３ｅ排水口
２０補強材吹付装置
２０ｓ支持軸
２０ｍホース
２０ａエアホース
２０ｗワイヤ
２０ｒローラ
２１補強部材
２２埋設部材
Ｆ煙道
Ｆｈ，Ｆｈ１〜Ｆｈ３穴
Ｂ耐火煉瓦
Ｂｈ穴
ＡＬ空気層
ＰＬ防護部材
Ｐｈ穴
ＳＬ土砂

Claims

煉瓦で形成された煙道内の内壁部の状態を高温下において点検する点検装置であって、
前記煙道の天端部から内部に向かって移動可能な状態で設けられ、前記煙道内の天端部を検査する第１の点検手段と、
前記煙道の天端部から内部に向かって移動可能な状態で設けられ、前記煙道内の側壁部を検査する第２の点検手段と、
を備え、
前記第１の点検手段は、
第１の外管と、
前記第１の外管の先端に設けられた第１の光源と、
前記第１の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の天端部の撮影用に設けられた第１の窓部と、
前記第１の外管に内包された第１の内管と、
前記第１の内管内に設けられた第１の撮影手段と、
前記第１の内管内において前記第１の内管の先端と前記第１の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の天端部の像を前記第１の窓部を介して前記第１の撮影手段に反射する第１のプリズムと、
前記第１の外管と前記第１の内管との間に設けられた第１の冷却手段と、
を備え、
前記第２の点検手段は、
第２の外管と、
前記第２の外管の先端に設けられた第２の光源と、
前記第２の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の側壁部の撮影用に設けられた第２の窓部と、
前記第２の外管に内包された第２の内管と、
前記第２の内管内に設けられた第２の撮影手段と、
前記第２の内管内において前記第２の内管の先端と前記第２の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の側壁部の像を前記第２の窓部を介して前記第２の撮影手段に反射する第２のプリズムと、
前記第２の外管と前記第２の内管との間に設けられた第２の冷却手段と、
を備えることを特徴とする煙道内の点検装置。
煉瓦で形成された煙道の内壁部の状態を高温下において点検する煙道内の点検方法であって、
前記煙道の天端部に前記煙道内に通じる点検工程用の穴を形成する工程と、
前記点検工程用の穴を通じて第１の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の天端部を点検する工程と、
前記点検工程用の穴を通じて第２の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の側壁部を点検する工程と、
を有し、
前記第１の点検手段は、
第１の外管と、
前記第１の外管の先端に設けられた第１の光源と、
前記第１の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の天端部の撮影用に設けられた第１の窓部と、
前記第１の外管に内包された第１の内管と、
前記第１の内管内に設けられた第１の撮影手段と、
前記第１の内管内において前記第１の内管の先端と前記第１の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の天端部の像を前記第１の窓部を介して前記第１の撮影手段に反射する第１のプリズムと、
前記第１の外管と前記第１の内管との間に設けられた第１の冷却手段と、
を備え、
前記第２の点検手段は、
第２の外管と、
前記第２の外管の先端に設けられた第２の光源と、
前記第２の外管の外周面に設けられ、前記煙道内の側壁部の撮影用に設けられた第２の窓部と、
前記第２の外管に内包された第２の内管と、
前記第２の内管内に設けられた第２の撮影手段と、
前記第２の内管内において前記第２の内管の先端と前記第２の撮影手段との間に設けられ、前記煙道内の側壁部の像を前記第２の窓部を介して前記第２の撮影手段に反射する第２のプリズムと、
前記第２の外管と前記第２の内管との間に設けられた第２の冷却手段と、
を備えることを特徴とする煙道内の点検方法。
（ａ）前記煙道の天端部において前記煙道の延在方向に沿って互いに離間した位置に前記点検工程用の穴として複数の穴を形成する工程と、
（ｂ）前記複数の穴のうちの１つから前記第１の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の天端部を点検するとともに、前記複数の穴のうちの他の１つから前記第２の点検手段を前記煙道内に挿入し、前記煙道内の側壁部を点検する工程と、
を有し、
前記複数の穴の各々について前記第１の点検手段による点検と前記第２の点検手段による点検との両方が実施されるように、前記（ｂ）工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項２記載の煙道内の点検方法。
前記煙道の天端部に前記煙道内に通じる補強工程用の穴を形成する工程と、
前記補強工程用の穴を通じて前記煙道内に補強材供給管を挿入し、その補強材供給管から吐出された補強材を前記煙道内の天端部において前記補強工程用の穴の周辺に吹き付けることにより、前記煙道内の天端部に補強部材を形成する工程と、
前記補強部材の形成後、前記補強工程用の穴を広げることにより、前記煙道の天端部に、前記補強工程用の穴よりも大きく前記補強部材の形成範囲よりも小さい前記点検工程用の穴を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項２または３記載の煙道内の点検方法。
前記補強部材の形成工程は、前記補強材供給管を前記補強工程用の穴に挿入した後、前記補強材供給管を延ばした状態で前記補強材供給管の吐出口から補強材を吐出させながら前記補強材供給管を曲げていき前記補強材供給管の吐出口を前記煙道内の天端部に向けて前記吐出口から吐出された補強材を前記煙道内の天端部に吹き付ける工程を有することを特徴とする請求項４記載の煙道内の点検方法。