JP6837951B2 - 清掃装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、清掃装置に関する。

従来より、ボイラ管等の管の表面に付着した付着物を除去する清掃装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された清掃装置は、管上を走行しながら管の清掃を行う。

特開２００１−３３６８９７号公報

ところで、付着物が付着した管上を清掃装置が走行する場合、清掃装置の走行機構が管上で滑って、空転してしまう虞がある。走行機構が空転すると、走行機構が適切に進行することができない。特に、走行機構が管上で旋回する際には、走行機構が空転してしまうと、走行機構が予期せぬ方向へ移動してしまう。

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走行機構の旋回を適切に実行させることにある。

ここに開示された清掃装置は、装置本体と、前記装置本体に設けられ、管群に含まれる少なくとも２本の管の上を走行する走行機構と、前記装置本体から昇降して、前記走行機構よりも下方に位置する管の表面の付着物を清掃する清掃機構とを備え、前記走行機構は、前記清掃機構が前記少なくとも２本の管の間に進入した状態で前記少なくとも２本の管の上で旋回するものとする。

前記清掃装置によれば、走行機構の旋回を適切に実行させることができる。

図１は、実施形態１に係る清掃装置の側面図である。 図２は、清掃装置を正面から見た図である。 図３は、清掃機構をＹ軸方向に見た図である。 図４は、スクレーパが収容された状態の、図３のＳ−Ｓ線における清掃ユニットの断面図である。 図５は、スクレーパが拡がった状態の、図３のＳ−Ｓ線における清掃ユニットの断面図である。 図６は、ガイドが縮まった状態の清掃機構をＸ軸方向に見た図である。 図７は、ガイドが拡がった状態の清掃機構をＸ軸方向に見た図である。 図８は、図７のＴ−Ｔ線における第１ブレードの断面図である。 図９は、清掃機構が管を清掃している状態をＸ軸方向に見た図である。 図１０は、管と平行に移動する清掃装置をＸ軸方向に見た図である。 図１１は、管と平行に移動する清掃装置をＺ軸方向に見た図である。 図１２は、管上で旋回する清掃装置をＸ軸方向に見た図である。 図１３は、管上で旋回する清掃装置をＺ軸方向に見た図である。 図１４は、実施形態２に係る清掃装置の側面図である。 図１５は、清掃機構が管を清掃している状態をＹ軸方向を向いて見た図である。 図１６は、管と平行に移動する際、及び、管上で旋回する際の清掃装置をＸ軸方向に見た図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《実施形態１》
実施形態１に係る清掃装置１００は、管群に含まれる管の表面に付着した付着物を清掃する。ここでは、清掃装置１００がボイラの伝熱管を清掃する場合について説明する。図１は、清掃装置１００の側面図である。図２は、清掃装置１００を正面から見た図であり、部分的に断面図となっている。

ボイラ内には、複数の管Ｐによって形成された管群Ｑ（図２参照）が設けられている。管Ｐの内部には、水等の流体が流通している。管Ｐは、伝熱管であり、ボイラの燃焼室で発生した熱と熱交換を行う。複数の管Ｐは、水平方向に延びており、水平方向及び鉛直方向に配列されている。つまり、管群Ｑにおいては、水平方向において複数の管Ｐが互いに平行な状態で配列されていると共に、鉛直方向において複数の管Ｐが互いに平行な状態で配列されている。

尚、一の管Ｐと他の管Ｐとは、それぞれの端部が繋がって、１本の管を形成する場合もある。つまり、管群Ｑには、１本の管が水平方向に延びた後、折り返して再び水平方向に延びる場合や、１本の管が水平方向に延びた後、折り返して再び水平方向に延びることを繰り返し、全体として蛇行するように延びる場合がある。本明細書では、このような場合であっても、水平方向に延びる部分の１つ１つを１本の管Ｐとして捉えるものとする。そのため、実際には連続した１本の管であっても、水平方向に延びる部分が複数存在すれば、複数の管Ｐとして扱う。

ボイラでは、燃焼により生じた灰が管Ｐに付着し得る。灰の一部は、溶融してクリンカになるものもある。このように、管Ｐの表面には、灰やクリンカ等の付着物が付着している。ここで、付着物とは、管Ｐの表面に直接的に接触しているものに限られず、管Ｐの表面に直接的に接触しているものにさらに積み重なっているものも含む。例えば、管Ｐの表面に直接的に接触している灰だけでなく、その上にさらに堆積している灰も付着物に含まれる。

清掃装置１００は、水平方向に並ぶ少なくとも２本の管Ｐの上に載置される。清掃装置１００は、装置本体１と、装置本体１に設けられ、少なくとも２本の管Ｐの上を走行する走行機構２と、装置本体１から昇降して、走行機構２よりも下方に位置する管Ｐの表面の付着物を清掃する清掃機構３と、清掃機構３を走行機構２から昇降させる昇降機構７と、清掃装置１００を制御する本体コントローラ８と、オペレータが指令を入力する際に操作する外部コントローラ９とを備えている。清掃装置１００は、走行機構１が載っている２本の管Ｐの間に清掃機構３を昇降機構７によって降下及び上昇させ、２本の管Ｐ及びそれらの下方に並ぶ管Ｐに付着した付着物を清掃する。尚、図２においては、昇降機構７、本体コントローラ８及び外部コントローラ９を省略している。

以下、説明の便宜上、清掃装置１００を基準に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。清掃装置１００の走行方向（即ち、走行機構２の走行方向）にＸ軸を設定し、清掃装置１００の上下方向（即ち、昇降機構７の昇降方向）にＺ軸を設定し、清掃装置１００の幅方向（即ち、走行方向及び上下方向の両方に直交する方向）にＹ軸を設定する。

また、管群Ｑを基準に互いに直交するＵ軸、Ｖ軸及びＷ軸を規定する。管Ｐが延びる方向にＵ軸を設定し、Ｕ軸に直交し且つ水平な方向にＶ軸を設定し、Ｕ軸に直交し且つ鉛直な方向にＷ軸を設定する。

装置本体１は、ＸＹ平面上に拡がる平板状のベース１１と、ベース１１に設けられ、清掃機構３を収容するケース１２とを有している。ベース１１の略中央には、ベース１１を貫通する開口１１ａ（図２参照）が形成されている。ケース１２は、Ｘ軸方向を長手方向とする略長方形の断面を有する角筒状に形成されている。ケース１２は、ベース１１の開口１１ａを貫通している。また、装置本体１には、管Ｐを検出する複数のセンサ（図示省略）が設けられている。

走行機構２は、ベース１１の下面に取り付けられた２本のクローラ２１を有している。クローラ２１は、Ｘ軸方向に進行するように構成されている。つまり、クローラ２１の駆動輪の回転軸は、Ｙ軸方向に延びている。２本のクローラ２１は、ベース１１の開口１１ａを挟んでＹ軸方向に並んでいる。

清掃機構３は、詳しくは後述するが、フレーム３１（図１参照）と、フレーム３１に支持された３つの清掃ユニット４（図２参照）と、清掃機構３が管群Ｑ内を進行する際に清掃機構３を進行方向に案内するガイド５とを有している。清掃機構３は、清掃を行わないときには、ケース１２内に収容されている。清掃機構３は、清掃を行うときには、ケース１２から下方へ降下し、管群Ｑ内を進行しながら、管群Ｑに含まれる管Ｐの表面を清掃する。

昇降機構７は、２基のウインチ７１と、各ウインチ７１に巻き上げられるワイヤ７２とを有している。ウインチ７１は、ベース１１の上面に設置されている。２基のウインチ７１は、Ｘ軸方向においてケース１２を挟むように配置されている。ワイヤ７２は、ウインチ７１のリールに巻き掛けられている。ワイヤ７２の一端は、清掃機構３に取り付けられている。つまり、清掃機構３は、２本のワイヤ７２でつり下げられた状態となっており、昇降機構７によってＺ軸方向に昇降させられる。尚、ケース１２には、ウインチ７１のリール及びワイヤ７２との干渉を避けるための切欠き（図示省略）が形成されている。

本体コントローラ８は、装置本体１に搭載されている。本体コントローラ８は、プロセッサで形成されている。本体コントローラ８は、外部コントローラ９からの指令を受けて、清掃装置１００の各部を制御する。例えば、本体コントローラ８は、前述の管Ｐを検出するセンサの出力に基づいて、装置本体１と管Ｐとの位置関係を判断する。本体コントローラ８は、センサの出力を参照しながら、外部コントローラ９からの指令に応じた位置へ清掃装置１００を移動させる。また、本体コントローラ８は、清掃機構３及び昇降機構７を作動させる。

外部コントローラ９は、ケーブル９１を介して本体コントローラ８に接続されている。オペレータは、外部コントローラ９を操作することによって、本体コントローラ８に指令を入力する。例えば、外部コントローラ９は、指令として、清掃装置１００への動作指令が入力可能である。それに加えて、外部コントローラ９は、動作に関連する移動距離を入力可能であってもよい。

以下、清掃機構３についてさらに詳細に説明する。図３は、清掃機構３をＹ軸方向に見た図である。図４は、スクレーパ３４が収容された状態の、図３のＳ−Ｓ線における清掃ユニット４の断面図である。図５は、スクレーパ３４が拡がった状態の、図３のＳ−Ｓ線における清掃ユニット４の断面図である。図６は、ガイド５が縮まった状態の清掃機構３をＸ軸方向に見た図である。図７は、ガイド５が拡がった状態の清掃機構３をＸ軸方向に見た図である。図８は、図７のＴ−Ｔ線における第１ブレード５１Ａの断面図である。

フレーム３１は、図３に示すように、概ね四角形の枠状に形成されている。フレーム３１は、カバー３１ａが取り付けられており、これにより、全体として箱状に形成されている。フレーム３１のうちＸ軸方向の両端に設けられ、Ｚ軸方向に延びる一対の縦フレーム３１ｂのそれぞれには、昇降機構７のワイヤ７２が取り付けられる係止部３１ｃが設けられている。

Ｚ軸方向（即ち、清掃機構３の昇降方向）に見た場合のフレーム３１の形状は、清掃装置１００が載置された２本の管ＰのＶ軸方向の間隔Ｇ_Ｖ（図２参照）を直径とする円よりもはみ出している。具体的には、フレーム３１のＹ軸方向の寸法は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖよりも小さく設定されている。一方、フレーム３１のＸ軸方向の寸法は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖよりも大きく設定されている。つまり、清掃装置１００のＸ軸方向と管群ＱのＵ軸方向とが一致する場合には、フレーム３１は、２本の管Ｐの間に進入することができる。フレーム３１は、支持部の一例である。

３つの清掃ユニット４は、フレーム３１に支持されている。３つの清掃ユニット４は、フレーム３１の下部から下方に突出している。

３つの清掃ユニット４は、Ｘ軸方向に配列されている。３つの清掃ユニット４は、Ｚ軸方向（即ち、清掃装置３の昇降方向）における位置が異なっている。具体的には、真ん中の清掃ユニット４は、両側の清掃ユニット４に比べて下方に突出している。以下、３つの清掃ユニット４をそれぞれ区別する場合には、Ｘ軸方向に並ぶ順に、「第１清掃ユニット４Ａ」、「第２清掃ユニット４Ｂ」、「第３清掃ユニット４Ｃ」と称する。

清掃ユニット４は、Ｚ軸と平行（即ち、清掃機構３の昇降方向と平行）な回転軸Ａ回りに回転しながら管Ｐに接触して管Ｐの表面の付着物を除去するように構成されている。具体的には、清掃ユニット４は、図３に示すように、Ｚ軸と平行に延びる回転軸Ａ回りに回転する回転シャフト３２と、管Ｐの表面に接触することによって管Ｐの表面の付着物を除去するスクレーパ３４と、回転軸Ａと同軸に設けられた円板３５と、回転軸Ａ上であって清掃ユニット４の先端に設けられた掘削部３６とを有している。回転シャフト３２は、フレーム３１に支持されたモータ（図示省略）によって回転駆動される。清掃ユニット４は、清掃部の一例であり、スクレーパ３４は、接触部の一例である。

回転シャフト３２の先端部に、円板３５、スクレーパ３４及び掘削部３６が設けられている。４枚の円板３５が、回転軸Ａと同軸上に等間隔で配置されている。円板３５は、回転シャフト３２に回転不能な状態で取り付けられている。つまり、円板３５は、回転シャフト３２と一体的に回転する。円板３５の直径は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖよりも小さく設定されている。

４枚の円板３５によって３つの隙間が形成されている。図４，５に示すように、各隙間に３つのスクレーパ３４が配置されている。隣り合う各２つの円板３５の間には、回転軸Ａと平行な揺動軸Ｂに沿って延びる３本の揺動シャフト３７が設けられている。３本の揺動シャフト３７は、回転軸Ａから偏心した位置において、回転軸Ａ回りに等間隔を空けて設けられている。各スクレーパ３４は、揺動シャフト３７に揺動可能な状態で連結されている。スクレーパ３４は、概ね円弧状に形成されている。スクレーパ３４は、例えば、アルミ合金、炭素鋼、ウレタンゴム又は真鍮で形成されている。

図４に示すように、スクレーパ３４のうち揺動軸Ｂから遠い端部である先端部３４ａが回転軸Ａに最も接近した状態においては、スクレーパ３４は、２つの円板３５の隙間内に完全に収容される。すなわち、スクレーパ３４は、円板３５の外周縁Ｅの内側に収容される。スクレーパ３４が円板３５内に収容された状態において、Ｚ軸方向（即ち、清掃機構３の昇降方向）に見た場合の清掃ユニット４の形状は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円内に収まっている。ここで、「外周縁Ｅの内側に収容される」とは、スクレーパ３４が外周縁Ｅからはみ出さないことを意味している。つまり、スクレーパ３４は、円板３５の間に収容されたときに、外周縁Ｅと面一な状態であってもよい。

一方、図５に示すように、スクレーパ３４は、回転シャフト３２の遠心力によって先端部３４ａが回転軸Ａから離れるように揺動し、回転軸Ａを中心とする半径方向外側へ拡がる。このとき、スクレーパ３４は、円板３５の外周縁Ｅよりも外側へ突出する（即ち、外周縁Ｅから外側へはみ出す）。

以下、特段の断りがない限り、「半径方向」とは、回転軸Ａを中心とする半径方向を意味する。

尚、スクレーパ３４が円板３５内に収容された状態において、スクレーパ３４が揺動シャフト３７から先端部３４ａへ向かって延びる方向は、回転シャフト３２の回転方向とは反対向きとなっている。そのため、スクレーパ３４が拡がった状態で回転軸Ａ回りに回転している際にスクレーパ３４が何かに接触したとしても、スクレーパ３４が円板３５内に収容される方向へ揺動して、回転軸Ａ回りのスクレーパ３４の回転が維持される。

掘削部３６は、図３に示すように、回転シャフト３２の最も先端側に配置されている。掘削部３６は、回転シャフト３２に回転不能な状態で取り付けられている。つまり、掘削部３６は、回転シャフト３２と一体的に回転する。掘削部３６は、概ね円錐状に、即ち、先鋭な形状に形成されている。掘削部３６には、掘削部３６によって削った切屑を逃がすための溝が形成されている。

さらに、図３，６，７に示すように、フレーム３１のうち一対の縦フレーム３１ｂのそれぞれに、ガイド５が設けられている。ガイド５は、一対の第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂと、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂを縦フレーム３１ｂに連結する４つの第１〜第４リンク６１〜６４とを有している。第１ブレード５１Ａと第２ブレード５１Ｂとは、左右対称な形状をしている。第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、Ｙ軸方向におけるガイド５の外側の管Ｐと接触することによって、清掃機構３を案内する。第１ブレード５１Ａと第２ブレード５１Ｂとを区別しない場合には、単に「ブレード５１」と称する。第１〜第４リンク６１〜６４は全て、同じ形状をしている。第１リンク６１、第２リンク６２、第３リンク６３及び第４リンク６４のそれぞれを区別しない場合には、単に「リンク６」と称する。

各ブレード５１は、Ｚ軸方向に延びる形状をしている。各ブレード５１は、Ｙ軸方向の外側（即ち、フレーム３１のＹ軸方向中央から遠い側）に概ねＺ軸方向に延びるエッジ５３を有している。エッジ５３が、管Ｐと接触する。エッジ５３のうちＺ軸方向の両端部は、図６，７に示すように、先端側ほどＹ軸方向の内側に位置するようにＺ軸に対して傾斜している。ＸＹ平面（即ち、清掃機構３の進行方向と直交する平面）によるエッジ５３の断面形状は、図８に示すように、Ｙ軸方向外側に向かって細くなる（即ち、Ｙ軸方向外側に位置する管Ｐに近いほど細い）先鋭な形状となっている。各ブレード５１には、第１〜第４リンク６１〜６４が連結されている。

各リンク６の長手方向中央部は、縦フレーム３１ｂに回転自在に取り付けられている。第１リンク６１と第２リンク６２とは、同じ回転軸Ｃに取り付けられている。第３リンク６３と第４リンク６４とは、同じ回転軸Ｄに取り付けられている。各リンク６の長手方向一端部（以下、「第１端部」と称する）が第１ブレード５１Ａに連結され、各リンク６の長手方向他端部（以下、「第２端部」と称する）が第２ブレード５１Ｂに連結されている。

詳しくは、第１リンク６１の第１端部６１ａは、第１ブレード５１Ａに形成された、Ｚ軸方向に延びる長孔５４に、回転自在且つ長孔５４内を摺動可能に取り付けられている。第１リンク６１の第２端部６１ｂは、第２ブレード５１Ｂに回転自在に取り付けられている。第２リンク６２の第１端部６２ａは、第１ブレード５１Ａに回転自在に取り付けられている。第２リンク６２の第２端部６２ｂは、第２ブレード５１Ｂに形成された、Ｚ軸方向に延びる長孔５４に、回転自在且つ長孔５４内を摺動可能に取り付けられている。

同様に、第３リンク６３の第１端部６３ａは、第１ブレード５１Ａに形成された、Ｚ軸方向に延びる長孔５４に、回転自在且つ長孔５４内を摺動可能に取り付けられている。第３リンク６３の第２端部６３ｂは、第２ブレード５１Ｂに回転自在に取り付けられている。第４リンク６４の第１端部６４ａは、第１ブレード５１Ａに回転自在に取り付けられている。第４リンク６４の第２端部６４ｂは、第２ブレード５１Ｂに形成された、Ｚ軸方向に延びる長孔５４に、回転自在且つ長孔５４内を摺動可能に取り付けられている。

第１リンク６１及び第２リンク６２は、第１リンク６１の第１端部６１ａと第２リンク６２の第２端部６２ｂとがＹ軸方向に離れ且つ、第１リンク６１の第２端部６１ｂと第２リンク６２の第１端部６２ａとがＹ軸方向に離れるように、コイルバネ（図示省略）によって回転軸Ｃ回りに付勢されている。

同様に、第３リンク６３及び第４リンク６４は、第３リンク６３の第１端部６３ａと第４リンク６４の第２端部６４ｂとがＹ軸方向に離れ且つ、第３リンク６３の第２端部６３ｂと第４リンク６４の第１端部６４ａとがＹ軸方向に離れるように、コイルバネ（図示省略）によって回転軸Ｄ回りに付勢されている。

こうして、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、Ｚ軸方向に延びる姿勢を維持したまま、Ｙ軸方向へ互いに離れるように付勢されている。つまり、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、Ｙ軸方向においてガイド５の外側に位置する管Ｐにエッジ５３を押し付けるように付勢されている。尚、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、Ｙ軸方向に移動する際にＺ軸方向にも移動する。図７に示すように、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、最も拡がった状態においては、フレーム３１よりもＹ軸方向へ拡がっている。尚、係止部３１ｃは、前述のように移動する第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂ並びに第１〜第４リンク６１〜６４と干渉しない位置に配置されている。

このように構成された清掃機構３は、図１，２に示すように、ケース１２内に収容可能となっている。Ｙ軸方向へ最も拡がった状態における一対のブレード５１の両エッジ５３間の距離は、ケース１２のＹ軸方向寸法よりも大きい。つまり、清掃機構３がケース１２内に収容された状態においては、一対のブレード５１がＹ軸方向内側へ縮まった状態となり、両エッジ５３がケース１２の内面に接触している。これにより、清掃機構３は、ケース１２内においてＹ軸方向の位置が決められる。

続いて、清掃装置１００の動作について説明する。図９は、清掃機構３が管Ｐを清掃している状態をＸ軸方向に見た図である。

清掃装置１００は、２本の管Ｐの間に清掃機構３を降下及び上昇させることによって、２本の管Ｐ及び、Ｚ軸方向において２本の管Ｐの下方に配列された管Ｐを清掃する。

まず、オペレータは、清掃装置１００を管Ｐの上に載置する。オペレータは、外部コントローラ９を操作して、清掃装置１００を清掃開始位置まで移動させる。例えば、清掃開始位置は、２本のクローラ２１が２本の管Ｐ上に管Ｐと平行な状態で載り、且つ、清掃装置１００が２本の管ＰのＵ軸方向の一端部に位置し、且つ、清掃機構３がＶ軸方向において２本の管Ｐの間に位置する位置である。清掃開始位置までの清掃装置１００の移動は、オペレータの目視で行ってもよいし、清掃装置１００のセンサが清掃開始位置を検知するようにしてもよい。オペレータの目視による場合には、外部コントローラ９からの入力は、装置本体１００の前進、後退又は旋回等の動作指令であってもよいし、それに加えて移動距離であってもよい。

清掃装置１００が清掃開始位置まで移動すると、オペレータは、外部コントローラ９を介して清掃開始の指令を入力する。

本体コントローラ８は、清掃開始の指令を受けると、清掃機構３の回転シャフト３２を回転駆動させ、この状態で清掃機構３を昇降機構７によって２本の管Ｐの間に降下させる。回転シャフト３２の回転による遠心力によってスクレーパ３４が回転軸Ａを中心とする半径方向外側に拡がる。

スクレーパ３４は遠心力によって拡がるので、十分なスペースが存在しない場合には、スクレーパ３４は最大には拡がらず、可能な範囲で拡がる。つまり、スクレーパ３４の半径方向外側のスペースがＺ軸方向位置によって異なる場合、スクレーパ３４は、半径方向外側のスペースに応じて拡がりを変化させながら降下していく。清掃機構３が管群Ｑ内を降下する場合、図９に示すように、スクレーパ３４の半径方向外側に管Ｐが存在しない位置、又は、スクレーパ３４の半径方向外側に管Ｐが存在するもののスクレーパ３４が届かない位置においては、スクレーパ３４は、最大限拡がった状態となる（図９における第１清掃ユニット４Ａの比較的上部のスクレーパ３４を参照）。スクレーパ３４の半径方向外側に管Ｐが存在し且つスクレーパ３４が管Ｐに届く位置においては、スクレーパ３４が管Ｐに接触する状態まで拡がる（図９における第１清掃ユニット４Ａの比較的下部のスクレーパ３４及び第２清掃ユニット４Ｂのスクレーパ３４を参照）。その結果、スクレーパ３４は、管Ｐの横を通過する際に、管Ｐの表面形状に倣って半径方向への拡がりを変更しながら管Ｐの表面に接触する。

つまり、清掃機構３の進行方向に沿って配列された（即ち、Ｗ軸方向に配列された）複数の管Ｐの間にスクレーパ３４が入り込んで、該複数の管Ｐの間に存在する付着物を除去すると共に該複数の管Ｐの表面に接触して管Ｐの付着物を除去する。その結果、スクレーパ３４は、管Ｐの表面のうち、清掃機構３が通過するスペースに面している部分だけでなく、該スペースから清掃機構３の進行方向と交差する方向（例えば、Ｖ軸方向）に離れた部分（即ち、奥まった部分）に付着した付着物も除去する。

好ましくは、スクレーパ３４が最も拡がった状態におけるスクレーパ３４の外接円Ｆ（図５参照）の直径は、Ｖ軸方向に並ぶ２つの管Ｐの軸心間の距離よりも大きく設定されている。これにより、スクレーパ３４は、管Ｐの側方をＷ軸方向に通過することによって、管Ｐの表面のうち概ね半周部分の付着物を除去することができる。

こうして、スクレーパ３４は、管Ｐの表面に付着した付着物を削り落としていく。

このとき、スクレーパ３４は、２枚の円板３５の間に配置されている。そのため、清掃ユニット４の回転時やスクレーパ３４が管Ｐ等の他の物体と接触したときに、スクレーパ３４のＺ軸方向へのぶれを円板３５によって低減することができる。

また、清掃機構３が狭い隙間を通過する際にはスクレーパ３４の拡がりが抑えられる。スクレーパ３４の拡がりが最小となったときにはスクレーパ３４が円板３５内に収容される。すなわち、Ｚ軸方向を向いて見た場合に清掃ユニット４の最小外形は、円板３５の外形である。ここで、円板３５が無ければ、清掃ユニット４の最小外形は、先端部が回転シャフト３２に接近した３つのスクレーパ３４の外縁によって形成される（図４において円板３５を省略した状態）。この場合の清掃ユニット４の最小外形は、完全な円ではなく、隣り合う２つのスクレーパ３４の間に凹部が形成され、全体として凹凸を有している。このような凹凸を有する回転体である清掃ユニット４が管Ｐ等に接触すると、管Ｐ等からの反発が大きくなる。それに対し、円板３５が設けられていることによって、清掃ユニット４が管Ｐ等に接触した際の反発を低減することができる。

ここで、清掃機構３が２本の管Ｐの間を降下していく際に、清掃機構３の進行方向の前方（即ち、清掃機構３の下方）に灰等の付着物が存在している場合がある。例えば、管Ｐの表面の付着物の厚みが増大すると、付着物で覆われた２本の管ＰのＶ軸方向の間隔が小さくなる。付着物が多い場合には、２本の管ＰのＶ軸方向の間隔が付着物で埋まっていることがあるかもしれない。この間隔が円板３５の直径やフレーム３１のＹ軸方向寸法よりも小さくなると、清掃機構３が降下する際に円板３５及びフレーム３１が付着物に干渉し、清掃機構３の降下が阻害される。スクレーパ３４は、円板３５から半径方向外側の付着物を除去することができるが、円板３５の下方の付着物を除去することはできない。それに対し、清掃ユニット４の先端には、掘削部３６が設けられている。掘削部３６は、清掃機構３が降下する際に、回転シャフト３２と一体的に回転している。そのため、清掃機構３が降下する際に清掃機構３の下方に存在する付着物を掘削部３６が掘削していく。これにより、清掃機構３を円滑に降下させることができる。

さらに、清掃機構３が管群Ｑ内を進行する際には、ガイド５が清掃機構３を案内している。詳しくは、ガイド５の第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂは、Ｙ軸方向において互いに離間する方向へ付勢されている。そのため、第１ブレード５１Ａは、Ｖ軸方向一方側の管Ｐに接触し、第２ブレード５１Ｂは、Ｖ軸方向他方側の管Ｐに接触する。こうして、清掃機構３は、Ｖ軸方向両側に位置する管Ｐに対してＶ軸方向位置が決められる。具体的には、清掃機構３は、Ｖ軸方向に並ぶ管ＰのＶ軸方向中央に位置決めされる。さらに、管Ｐに接触する第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂのエッジ５３の断面形状がＹ軸方向外側に向かって先鋭な形状となっているので、管Ｐの表面に付着物が付着していたとしても、エッジ５３は、付着物に切れ込んで管Ｐの表面に接触しやすくなる。これにより、清掃機構３の位置決め精度が向上する。

尚、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂのエッジ５３のうちＺ軸方向の両端部は、先端側ほどＹ軸方向の内側に位置するように傾斜している。すなわち、即ち、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂの両エッジ５３のＹ軸方向の距離は、先端側ほど短くなっている。そのため、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂが２本の管Ｐの間に進入する際には、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１ＢのＺ軸方向の端部が管Ｐに引っかかることなく、第１ブレード５１Ａ及び第２ブレード５１Ｂが２本の管Ｐの間に円滑に進入していく。

清掃機構３は、清掃対象の管Ｐのうち最も下方の管Ｐを清掃ユニット４が通過するまで降下すると、昇降機構７によって上昇させられる。この清掃機構３の最下位への到達は、オペレータの目視で確認してもよいし、清掃装置３にセンサを設けて、センサによって検出するようにしてもよい。あるいは、清掃開始時にオペレータが清掃機構３の降下する距離を入力するようにしてもよい。

清掃機構３が上昇する際にも、スクレーパ３４は、管Ｐの表面形状に倣って半径方向への拡がりを変更しながら管Ｐの表面に接触し、管Ｐの表面に付着した付着物を削り落としていく。つまり、清掃機構３は、降下時と上昇時との両方で、管Ｐの表面をスクレーパ３４で清掃する。

清掃機構３には、Ｘ軸方向に並ぶ３つの清掃ユニット４が設けられているので、清掃機構３の１回の降下及び上昇によって、管ＰのうちＵ軸方向位置が異なる３箇所が清掃される。

清掃機構３の上下の往復が終了すると、清掃装置１００は、２本の管Ｐに沿ってＵ軸方向へ所定量だけ移動する。その後、清掃機構３は、再度、降下及び上昇を実行する。つまり、清掃機構３は、管Ｐのうち、先の清掃機構３の降下及び上昇時とはＵ軸方向位置が異なる部分を清掃する。

尚、この清掃装置１００のＵ軸方向への移動は、清掃機構３の上昇が完了したときに清掃装置１００が自動で行ってもよいし、オペレータが外部コントローラ９を介して指令を入力することによって行ってもよい。

こうして、清掃装置１００は、Ｕ軸方向の位置を変更しながら、清掃機構３の降下及び上昇を繰り返す。清掃装置１００は、清掃装置１００が載置された２本の管ＰのＵ軸方向の一端部から他端部までの移動を終了すると、清掃装置１００が載置された２本の管Ｐの間における清掃を終了する。

尚、２本の管ＰのＵ軸方向の他端部への清掃装置１００の到達は、オペレータが目視で確認してもよいし、清掃装置１００に設けられたセンサで検出してもよい。あるいは、清掃開始時にオペレータが清掃装置１００のＵ軸方向への移動距離を入力するようにしてもよい。

続いて、清掃装置１００は、Ｖ軸方向へ移動し、清掃機構３を異なる２本の管Ｐの間に配置させる。詳しくは、清掃装置１００は、２本のクローラ２１が管Ｐと平行な状態から２本のクローラ２１が管Ｐと略直交する状態まで旋回する。そして、清掃装置１００は、管Ｐを横断して、清掃が終了した２本の管Ｐの間の隣りの２本の管Ｐの間に清掃機構３が位置するようになるまで移動する。清掃機構３が隣りの２本の管Ｐの間に移動すると、清掃装置１００は、２本のクローラ２１が管Ｐと平行な状態まで旋回する。旋回後、清掃装置１００は、２本の管ＰのＵ軸方向の端部まで移動する。尚、新たな２本の管Ｐの一方は、先に清掃が終了した２本の管Ｐの一方の管Ｐである。

そして、清掃装置１００は、新たな２本の管Ｐ及びその下方の管Ｐに対して前述と同様の清掃を行う。こうして、清掃装置１００は、清掃装置１００が載置される２本の管Ｐを変更しながら前述の清掃を繰り返すことによって、管群Ｑに含まれる管Ｐの清掃を行う。

ここで、一組の管Ｐの間の清掃終了後の清掃装置１００の旋回、清掃装置１００の管Ｐの横断、清掃装置１００の再旋回、及び、別の一組の管ＰのＵ軸方向端部への清掃装置１００の移動は、清掃装置１００が自動で行ってもよいし、オペレータが外部コントローラ９を介して指令を入力することによって行ってもよい。オペレータが指令を入力する場合には、清掃装置１００の旋回、横断、再旋回及び移動の全てを１度の指令で行ってもよいし、清掃装置１００の旋回、横断、再旋回及び移動の動作ごとに指令が入力されてもよい。

続いて、清掃装置１００の移動についてさらに詳しく説明する。図１０は、管Ｐと平行に移動する清掃装置１００をＸ軸方向に見た図である。図１１は、管Ｐと平行に移動する清掃装置１００をＺ軸方向に見た図である。図１２は、管Ｐ上で旋回する清掃装置１００をＸ軸方向に見た図である。図１３は、管Ｐ上で旋回する清掃装置１００をＺ軸方向に見た図である。尚、図１１，１３においては、清掃装置１００を模式的に図示している。また、図１１，１３においては、３つの清掃ユニット４のうち、清掃装置１００が載置された管ＰとＷ軸方向位置が同じ清掃ユニット４のみを図示している。

前述の如く、清掃装置１００が管群Ｑに含まれる管Ｐを清掃する際には、清掃装置１００は、管Ｐの上を走行する。管Ｐの表面には付着物が付着しているので、クローラ２１が滑って空転し得る。そのため、清掃装置１００を所望の位置まで走行させることが困難な場合もあり得る。そこで、清掃装置１００は、清掃ユニット４を走行時のガイドに用いることによって、所望の位置までの移動を実現している。

基本的には、清掃装置１００は、管Ｐ上を移動する際には、清掃ユニット４が管Ｐと干渉しないように、図２に示すように清掃ユニット４を引き上げた状態（清掃ユニット４が走行機構２から下方に突出していない状態）で移動する。

ただし、管ＰのＵ軸方向位置が異なる部分を清掃するために清掃装置１００が２本の管Ｐに沿ってＵ軸方向へ移動する際には、清掃装置１００は、図１０に示すように、清掃ユニット４を走行機構２よりも下方に突出させ、清掃装置１００が載置された２本の管Ｐの間に進入させた状態で走行する。清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入しているので、清掃装置１００は、図１１に示すように、２本の管Ｐに沿って移動する際にＶ軸方向へ逸れていくことが規制される。つまり、清掃ユニット４は、清掃装置１００が管Ｐと平行に移動する際のガイドとして機能する。

このとき、複数の清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入した状態となっていることが好ましい。清掃機構３では第１清掃ユニット４Ａと第３清掃ユニット４ＣのＺ軸方向位置が同じなので、第１清掃ユニット４Ａ及び第３清掃ユニット４Ｃが２本の管Ｐの間に進入させられる。Ｘ軸方向に並ぶ複数の清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入しているので、清掃装置１００は、２本の管Ｐに沿って移動する際にＺ軸回りの回転が規制される。

また、清掃装置１００は、例えば清掃を行う２本の管Ｐを変更する場合のように、管Ｐを横切って移動する場合がある。このような場合、清掃装置１００は、クローラ２１が管Ｐに平行な状態から旋回して方向転換する必要がある。清掃装置１００は、旋回を行う際には、２つのクローラ２１を互いに反対方向に駆動する。つまり、一方のクローラ２１がＸ軸方向の一方側へ進行するように駆動され、他方のクローラ２１がＸ軸方向の他方側へ進行するように駆動される。これにより、清掃装置１００は、Ｚ軸と平行な軸回りに旋回する。しかし、クローラ２１が接している管Ｐの表面に付着物（例えば、灰）が付着していると、クローラ２１が空転して、清掃装置１００がうまく旋回しない場合がある。例えば、一方のクローラ２１だけが空転すると、他方のクローラ２１の進行方向へ清掃装置１００が移動していく。

これを防止するために、清掃装置１００は、清掃ユニット４を１つだけ２本の管Ｐの間に進入させた状態で旋回を行う。清掃機構３では第２清掃ユニット４Ｂが第１清掃ユニット４Ａ及び第３清掃ユニット４Ｃに比べて下方に突出しているので、図１２に示すように、第２清掃ユニット４Ｂが２本の管Ｐの間に進入させられる。スクレーパ３４は円板３５内に収容可能であり、円板３５の外径は、２本の管Ｐの間隔よりも小さい。すなわち、Ｚ軸方向に見た場合の第２清掃ユニット４Ｂの外形は、２本の管Ｐの間隔を直径とする円内に収まっている。そのため、第２清掃ユニット４Ｂが２本の管Ｐの間に進入した状態であっても、清掃装置１００は旋回することができる。尚、Ｚ軸方向に見た場合において、フレーム３１の短手方向寸法は、２本の管Ｐの間隔よりも小さいものの、フレーム３１の長手方向寸法は、２本の管Ｐの間隔よりも大きい。そのため、フレーム３１は、２本の管Ｐの間に進入していない。

こうして、第２清掃ユニット４Ｂが２本の管Ｐの間に進入していると、一方のクローラ２１の駆動力が優位であったとしても、清掃装置１００は自由に移動することができない。第２清掃ユニット４Ｂが２本の管Ｐに係合し且つ２つのクローラ２１の駆動力が不均衡な状態で清掃装置１００が走行を継続すると、空転していたクローラ２１もやがて管Ｐとの間に摩擦力が作用するようになり、清掃装置１００が旋回するようになる。その結果、図１３に示すように、清掃装置１００は、その場で旋回できないとしても、２本の管Ｐに沿って少し移動しながら最終的には旋回していく。

そして、２本のクローラ２１が管Ｐと概ね直交するようになると、清掃装置１００は、２本の管Ｐの間に進入していた清掃ユニット４が２本の管Ｐの間から引き抜かれるように昇降機構７によって清掃機構４を上昇させる。

清掃ユニット４が走行機構２から下方に突出していない状態となると、清掃装置１００は、管Ｐを横切るように移動する。清掃装置１００は、第２清掃ユニット４ＢがＶ軸方向において、次の清掃対象となる２本の管Ｐの間に位置するまで移動する。清掃装置１００が該位置まで移動すると、清掃装置１００は、第２清掃ユニット４Ｂだけが２本の管Ｐの間に進入するように清掃機構４を降下させる。この状態で、清掃装置１００は、前述のように旋回を行う。このときは、清掃装置１００は、２本のクローラ２１が２本の管Ｐと平行となるまで旋回する。

２本のクローラ２１が２本の管Ｐと平行となると、清掃装置１００は、複数の清掃ユニット４（具体的には、第１清掃ユニット４Ａ及び第３清掃ユニット４Ｃ）が２本の管Ｐの間に進入するように清掃機構４を降下させる。清掃装置１００は、前述のように複数の清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入した状態で、清掃を再開する位置まで２本の管Ｐに沿って移動する。

このように、清掃装置１００は、清掃ユニット４をガイドとして用いる場合には、清掃ユニット４を管Ｐの間に進入させる際、並びに、清掃ユニット４を管Ｐの間に進入させた状態で旋回又は移動する際には、回転シャフト３２を回転駆動している。回転シャフト３２が回転していると、スクレーパ３４が何かに接触した場合には、スクレーパ３４にはスクレーパ３４を円板３５内へ収容する方向への成分が作用する。そのため、スクレーパ３４が何かに接触したとしても、スクレーパ３４が円板３５内に収容される方向へ揺動して、スクレーパ３４の回転が維持される。つまり、実質的には、円板３５が管Ｐと接触することによって、清掃装置１００の移動を規制する。尚、清掃ユニット４がガイドとして機能する際の回転シャフト３２の回転速度は、清掃ユニット４が管Ｐの清掃する際の回転シャフト３２の回転速度よりも低速に設定されている。

以上のように、清掃装置１００は、装置本体１と、装置本体１に設けられ、管群Ｑに含まれる少なくとも２本の管Ｐの上を走行する走行機構２と、装置本体１から昇降して、走行機構２よりも下方に位置する管Ｐの表面の付着物を清掃する清掃機構３とを備え、走行機構２は、清掃機構３が少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態で少なくとも２本の管Ｐの上で旋回する。

この構成によれば、２本の管Ｐの上に付着物等が存在して走行機構２が２本の管Ｐ上を滑って適切に走行できない場合であっても、清掃機構３が２本の管Ｐの間に進入しているので、走行機構２が無制限に走行してしまうことがない。少なくとも清掃機構３が２本の管Ｐの間に進入した状態が維持されるので、走行機構２による旋回走行を継続していると、やがて、走行機構２の滑りが緩和又は解消されて、走行機構２は旋回することができる。

また、清掃機構３は、管Ｐの表面の付着物を除去する清掃ユニット４（清掃部）と、清掃ユニット４よりも上方に位置し、清掃ユニット４を支持するフレーム３１（支持部）とを有し、清掃機構３の昇降方向に見た場合に、清掃ユニット４の形状は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円に収まっている一方、フレーム３１の形状は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出ており、走行機構２が旋回する際には、フレーム３１が少なくとも２本の管Ｐの間に進入しておらず、且つ、清掃ユニット４が少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態となっている。

この構成によれば、清掃機構３の昇降方向に見た場合の清掃ユニット４の形状は２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円に収まっているので、清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入した状態であっても、清掃ユニット４が走行機構２の旋回を阻害することがない。一方、清掃機構３の昇降方向に見た場合のフレーム３１の形状は２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出ているので、フレーム３１が２本の管Ｐの間に進入した状態では、フレーム３１が走行機構２の旋回を阻害する可能性がある。そこで、走行機構２の旋回時には清掃ユニット４を２本の管Ｐの間に進入させる一方で、フレーム３１は２本の管Ｐの間に進入させない。これにより、走行機構２を円滑に旋回させることができる。

さらに、清掃機構３は、清掃機構３の昇降方向における位置が異なる複数の清掃ユニット４を有し、走行機構２が旋回する際には、複数の清掃ユニット４のうち昇降方向における最も下方の第２清掃ユニット４Ｂだけが少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態となっている。

この構成によれば、清掃機構３は複数の清掃ユニット４を有しているので、走行機構２の旋回時に複数の清掃ユニット４が２本の管Ｐの間に進入していると、複数の清掃ユニット４が走行機構２の旋回を阻害する可能性がある。そこで、走行機構２の旋回時には最も下方の第２清掃ユニット４Ｂを２本の管Ｐの間に進入させる。つまり、第２清掃ユニット４Ｂ以外の清掃ユニット４は、２本の管Ｐの間に進入していない。これにより、走行機構２を円滑に旋回させることができる。

また、走行機構２が少なくも２本の管Ｐに沿って走行する際には、複数の清掃ユニット４が少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態となっている。

この構成によれば、２本の管Ｐの間に進入した複数の清掃ユニット４によって走行機構２の旋回が制限される。つまり、複数の清掃ユニット４は、走行機構２を２本の管Ｐに沿って走行させるためのガイドとして機能する。

さらに、清掃ユニット４は、清掃機構３の昇降方向と平行な回転軸Ａ回りに回転しながら管Ｐに接触して管Ｐの表面の付着物を除去するように構成されている。

この構成によれば、清掃ユニット４は、２本の管Ｐの間で回転軸Ａ回りに回転できる形状に形成されている。２本の管Ｐの間に清掃ユニット４が進入した状態であっても、清掃ユニット４が走行機構２の旋回を阻害しない。

《実施形態２》
続いて、実施形態２に係る清掃装置２００について説明する。図１４は、清掃装置２００の側面図である。

清掃装置２００は、主に清掃機構２０３及び昇降機構２０７の構成が清掃装置１００の清掃装置３及び昇降機構７と異なる。以下、清掃装置２００のうち清掃装置１００と異なる構成を中心に説明する。清掃装置２００のうち清掃装置１００と同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。

清掃装置２００は、水平方向に並ぶ少なくとも２本の管Ｐの上に載置される。清掃装置２００は、装置本体２０１と、少なくとも２本の管Ｐの上を走行する走行機構２と、走行機構２よりも下方に位置する管Ｐの表面の付着物を清掃する清掃機構２０３と、清掃機構２０３を装置本体２０１から昇降させる昇降機構２０７と、清掃装置２００を制御する本体コントローラ８と、オペレータが指令を入力する際に操作する外部コントローラ９とを備えている。清掃装置２００は、走行機構１が載っている２本の管Ｐの間に清掃機構２０３を昇降機構２０７によって降下及び上昇させ、２本の管Ｐ及びそれらの下方に並ぶ管Ｐに付着した付着物を清掃する。

尚、清掃装置１００の場合と同様に、説明の便宜上、清掃装置２００を基準に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。具体的には、清掃装置２００の走行方向（即ち、走行機構２の走行方向）にＸ軸を設定し、清掃装置２００の上下方向（即ち、昇降機構２０７の昇降方向）にＺ軸を設定し、清掃装置２００の幅方向（即ち、走行方向及び上下方向の両方に直交する方向）にＹ軸を設定する。

装置本体２０１は、ＸＹ平面上に拡がる平板状のベース２１１と、ベース２１１に設けられ、昇降機構２０７を支持するフレーム２１２とを有している。ベース２１１の略中央には、ベース２１１を貫通する開口（図示省略）が形成されている。

走行機構２は、ベース２１１の下面に取り付けられている。清掃装置２００の走行機構２の構成は、清掃装置１００の走行機構２の構成と概ね同じである。

清掃機構２０３は、液体を噴射するノズル２０４と、ノズルに液体を供給する供給部とを有している。ノズル２０４は、流体を噴射することによって管Ｐの表面の付着物を除去するように構成されている。この例では、噴射される液体は、水である。

ノズル２０４は、ノズル本体２４１と、複数の噴口２４２とを有している。ノズル本体２４１は、Ｚ軸方向に延びる軸心Ｈを有する円柱状に形成されている。複数の噴口２４２は、ＺＸ平面に対して対称に配置されている。より詳しくは、複数の噴口２４２は、ノズル本体２４１において軸心Ｈを中心とする周方向に等間隔で配置されている。噴口２４２からは、軸心Ｈを中心とする半径方向に液体が噴射される。つまり、ノズル２０４からは、軸心Ｈを中心に放射状に液体が噴射される。また、Ｚ軸方向（即ち、ノズル２０４の昇降方向）に見た場合のノズル２０４の形状は、清掃装置２００が載置される２本の管ＰのＶ軸方向の間隔Ｇ_Ｖ（図２参照）を直径とする円内に収まっている。ノズル２０４は、清掃部の一例である。

供給部は、清掃装置２００の外部に設けられた、液体の供給源と、供給源とノズル２０４とを接続するホース２５１とを有している。

昇降機構２０７は、いわゆるパンタグラフである。昇降機構２０７は、パンタグラフを構成する複数のリンク２７１を有している。具体的には、交差する状態で長手方向中央部が回転自在に連結された２つのリンク２７１を１組として、一の組の２つのリンク２７１の長手方向端部が別の組の２つのリンク２７１の長手方向端部とそれぞれ回転自在に連結されている。最下位の組の２つのリンク２７１の長手方向一端部（別の組のリンクが連結されていない端部）にはそれぞれ、比較的短いリンク２７１が回転自在に連結されている。これらの短いリンク２７１には、ノズル２０４（詳しくは、ノズル本体２４１）が連結されている。昇降機構２０７は、清掃機構２０３においてノズル２０４を支持する支持部としても機能する。

最上位の組の２つのリンク２７１の長手方向一端部（別の組のリンクが連結されていない端部）は、フレーム２１２に連結されている。フレーム２１２は、ベース２１１からＺ軸方向に延びる一対の縦フレーム２１２ａと、一対の縦フレーム２１２ａの上端部に接続され、Ｘ軸方向に延びる横フレーム２１２ｂとを有している。最上位の組の一方のリンク２７１（以下、「第１リンク２７１Ａ」と称する）は、回転自在且つＸ軸方向に摺動不能な状態で横フレーム２１２ｂに連結されている。最上位の組の他方のリンク２７１（以下、「第２リンク２７１Ｂ」と称する）は、回転自在且つＸ軸方向に摺動可能な状態で横フレーム２１２ｂに連結されている（図１４の矢印参照）。

第２リンク２７１Ｂは、駆動部（図示省略）によって、横フレーム２１２ｂに沿ってＸ軸方向へ移動させられる。第２リンク２７１Ｂの長手方向一端部が第１リンク２７１Ａの長手方向一端部から離れる方向へ移動させられると、パンタグラフ全体のＺ軸方向寸法が縮まり、その結果、ノズル２０４が上昇する。一方、第２リンク２７１Ｂの長手方向一端部が第１リンク２７１Ａの長手方向一端部へ近づく方向へ移動させられると、パンタグラフ全体のＺ軸方向寸法が大きくなり、その結果、ノズル２０４が降下する。

Ｚ軸方向（即ち、ノズル２０４の昇降方向）に見た場合の昇降機構２０７の形状は、２本の管ＰのＶ軸方向の間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出している。具体的には、昇降機構２０７のＹ軸方向の寸法は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖよりも小さい一方、昇降機構２０７のＸ軸方向の寸法は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖよりも大きい。清掃装置２００のＸ軸方向と管群ＱのＵ軸方向とが一致する場合には、昇降機構２０７は、２本の管Ｐの間に進入することができる。

続いて、清掃装置２００の動作について説明する。図１５は、清掃機構２０３が管Ｐを清掃している状態をＹ軸方向を向いて見た図である。

清掃装置２００は、２本の管Ｐの間に清掃機構２０３を降下及び上昇させることによって、２本の管Ｐ及び２本の管Ｐの下方に配列された管Ｐを清掃する。２本のクローラ２１が２本の管Ｐ上に管Ｐと平行な状態で載り、且つ、ノズル２０４がＶ軸方向において２本の管Ｐの間に位置する状態から清掃が開始される。

ノズル２０４が昇降機構２０７によって２本の管Ｐの間に降下させられる。このとき、ノズル２０４からは液体が噴射されている。噴射された液体は、管Ｐの表面の付着物を除去する。ノズル２０４は、Ｚ軸と交差する方向に液体を噴射しているので、ノズル２０４の進行方向に沿って配列された（即ち、Ｗ軸方向に配列された）複数の管Ｐの間に液体を噴射して、該複数の管Ｐの間に存在する付着物を除去すると共に該複数の管Ｐの表面の付着物を除去する。その結果、ノズル２０４は、管Ｐの表面のうち、ノズル２０４が通過するスペースに面している部分だけでなく、該スペースからノズル２０４の進行方向と交差する方向（例えば、Ｖ軸方向）に離れた部分（即ち、奥まった部分）に付着した付着物も除去する。

ノズル２０４は、軸心Ｈを中心に放射状に液体を噴射するので、Ｖ軸方向においてノズル２０４の両側の管Ｐの付着物を除去する。このとき、ノズル２０４は、液体の噴射による反力を受ける。ノズル２０４の噴口２４２は、ＺＸ平面に対して対称に配置されている。そのため、ノズル２０４が受けるＶ軸方向の一方側への反力とＶ軸方向の他方側への反力が相殺される。その結果、噴射による反力によってノズル２０４がＶ軸方向へ移動することが抑制される。つまり、清掃機構２０３は、清掃機構３のガイド５のような案内機構を有していなくても、Ｖ軸方向への位置ずれを低減することができる。

こうして、ノズル２０４は、管Ｐの側方をＷ軸方向に通過することによって、管Ｐの表面のうち概ね半周部分の付着物を除去していく。

ノズル２０４は、清掃対象の管Ｐのうち最も下方の管Ｐを通過するまで降下すると、昇降機構２０７によって上昇させられる。ノズル２０４が上昇する際にも、ノズル２０４は、管Ｐに液体を噴射して、管Ｐの付着物を削り落としていく。つまり、ノズル２０４は、降下時と上昇時との両方で管Ｐの表面を清掃する。

ノズル２０４の上下の往復が終了すると、清掃装置２００は、２本の管Ｐに沿ってＵ軸方向へ所定量だけ移動する。その後、ノズル２０４は、再度、降下及び上昇を実行する。つまり、ノズル２０４は、管Ｐのうち、先のノズル２０４の降下及び上昇時とはＵ軸方向位置が異なる部分を清掃する。

清掃装置２００は、清掃装置１００と同様に、Ｕ軸方向の位置を変更しながらノズル２０４の降下及び上昇を繰り返していき、清掃装置２００が載置された２本の管ＰのＵ軸方向の一端部から他端部までの移動を終了する。続いて、清掃装置２００は、Ｖ軸方向へ移動し、ノズル２０４を異なる２本の管Ｐの間に配置させ、新たな２本の管Ｐ及びその下方の管Ｐに対して前述と同様の清掃を行う。こうして、清掃装置２００は、清掃装置２００が載置される２本の管Ｐを変更しながら前述の清掃を繰り返すことによって、管群Ｑに含まれる管Ｐの清掃を行う。

続いて、清掃装置２００の移動について説明する。図１６は、管Ｐと平行に移動する際、及び、管Ｐ上で旋回する際の清掃装置２００をＸ軸方向に見た図である。

前述の如く、清掃装置２００が管群Ｑに含まれる管Ｐを清掃する際には、清掃装置２００は、管Ｐの上を走行する。その際、清掃装置２００は、ノズル２０４を走行時のガイドに用いることによって、所望の位置までの移動を実現している。

基本的には、清掃装置２００は、管Ｐ上を移動する際には、ノズル２０４が管Ｐと干渉しないように、図１４に示すようにノズル２０４を引き上げた状態（ノズル２０４が走行機構２から下方に突出していない状態）で移動する。

ただし、管ＰのＵ軸方向位置が異なる部分を清掃するために清掃装置２００が２本の管Ｐに沿ってＵ軸方向へ移動する際には、清掃装置２００は、図１６に示すように、ノズル２０４を走行機構２よりも下方に突出させ、清掃装置２００が載置された２本の管Ｐの間に進入させた状態で走行する。ノズル２０４が２本の管Ｐの間に進入しているので、清掃装置２００がＶ軸方向へずれていくことが防止される。

尚、清掃装置２００は、ノズル２０４だけでなく、昇降機構２０７の一部（例えば、比較的下方のリンク２７１）を２本の管Ｐの間に進入させた状態でＵ軸方向への移動を行ってもよい。

また、清掃装置２００は、ノズル２０４を２本の管Ｐの間に進入させた状態で旋回を行う。Ｚ軸方向に見た場合のノズル２０４の外形は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円内に収まっている。そのため、ノズル２０４が２本の管Ｐの間に進入した状態であっても、清掃装置２００は旋回することができる。尚、Ｚ軸方向に見た場合において、昇降機構２０７のパンタグラフの短手方向寸法は、２本の管Ｐの間隔よりも小さいものの、パンタグラフの長手方向寸法は、２本の管Ｐの間隔よりも大きい。すなわち、Ｚ軸方向に見た場合の昇降機構２０７のパンタグラフの外形は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出ている。そのため、パンタグラフは、２本の管Ｐの間に進入していない。

こうして、ノズル２０４が２本の管Ｐの間に進入していると、一方のクローラ２１の駆動力が優位であったとしても、清掃装置２００は自由に移動することができない。ノズル２０４が２本の管Ｐに係合し且つ２つのクローラ２１の駆動力が不均衡な状態で清掃装置２００が走行を継続すると、空転していたクローラ２１もやがて管Ｐとの間に摩擦力が作用するようになり、清掃装置２００が旋回するようになる。その結果、清掃装置２００は、２本の管Ｐに沿って少し移動しながら最終的には旋回していく。

以上のように、清掃装置２００は、装置本体２０１と、装置本体２０１に設けられ、管群Ｑに含まれる少なくとも２本の管Ｐの上を走行する走行機構２と、装置本体２０１から昇降して、走行機構２よりも下方に位置する管Ｐの表面の付着物を清掃する清掃機構２０３とを備え、走行機構２は、清掃機構２０３が少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態で少なくとも２本の管Ｐの上で旋回する。

この構成によれば、２本の管Ｐの上に付着物等が存在して走行機構２が２本の管Ｐ上を滑って適切に走行できない場合であっても、清掃機構２０３が２本の管Ｐの間に進入しているので、走行機構２が無制限に走行してしまうことがない。少なくとも清掃機構２０３が２本の管Ｐの間に進入した状態が維持されるので、走行機構２による旋回走行を継続していると、やがて、走行機構２の滑りが緩和又は解消されて、走行機構２は旋回することができる。

また、清掃機構２０３は、管Ｐの表面の付着物を除去するノズル２０４（清掃部）と、ノズル２０４よりも上方に位置し、ノズル２０４を支持する昇降機構２０７（支持部）とを有し、ノズル２０４の形状は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円に収まっている一方、昇降機構２０７の形状は、２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出ており、走行機構２が旋回する際には、昇降機構２０７が少なくとも２本の管Ｐの間に進入しておらず、且つ、ノズル２０４が少なくとも２本の管Ｐの間に進入した状態となっている。

この構成によれば、清掃機構２０３の昇降方向に見た場合のノズル２０４の形状は２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円に収まっているので、ノズル２０４が２本の管Ｐの間に進入した状態であっても、ノズル２０４が走行機構２の旋回を阻害することがない。一方、清掃機構２０３の昇降方向に見た場合の昇降機構２０７の形状は２本の管Ｐの間隔Ｇ_Ｖを直径とする円からはみ出ているので、昇降機構２０７が２本の管Ｐの間に進入した状態では、昇降機構２０７が走行機構２の旋回を阻害する可能性がある。そこで、走行機構２の旋回時にはノズル２０４を２本の管Ｐの間に進入させる一方で、昇降機構２０７は２本の管Ｐの間に進入させない。これにより、走行機構２を円滑に旋回させることができる。

さらに、ノズル２０４は、流体を噴射することによって管Ｐの表面の付着物を除去するように構成されている。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

例えば、清掃機構３は、清掃装置１００に備えられているが、これに限られるものではない。前述の構成では、清掃機構３は、清掃装置１００によって搬送され且つ昇降させられる。しかし、清掃機構３は、オペレータが手動で操作するものであってもよい。つまり、オペレータが清掃機構３を把持して、管群Ｑ内で清掃機構３を移動させつつ清掃機構３で管Ｐの清掃を行ってもよい。また、清掃機構３が清掃装置１００に備えられた構成であったとしても、走行機構２又は昇降機構７の構成は、前述の構成に限られるものではない。例えば、走行機構２は、クローラではなく、車輪であってもよい。昇降機構７は、ウインチではなく、ラックアンドピニオンやパンタグラフであってもよい。

清掃機構３が備える清掃ユニット４の個数は、３個に限られるものではない。清掃ユニット４は、１個、２個又は４個以上であってもよい。清掃機構３の昇降方向、即ち、Ｚ軸方向における各清掃ユニット４の位置は、前述の位置に限られるものではない。例えば、３個の清掃ユニット４のＺ軸方向の位置は、同じであってもよい。あるいは、３個の清掃ユニット４のＺ軸方向の位置は、全て異なっていてもよい。

清掃ユニット４の構成は、前述の構成に限られるものではない。例えば、清掃ユニット４が有するスクレーパ３４の個数は、３個に限られず、１個、２個又は４個以上であってもよい。清掃ユニット４は、円板３５又は掘削部３６を有していなくてもよい。前述の清掃ユニット４は、４枚の円板３５によって形成される３つの隙間のそれぞれに複数のスクレーパ３４が設けられている。つまり、３組のスクレーパ３４が設けられている。しかし、スクレーパ３４の組数は、１組、２組又は４組以上であってもよい。

スクレーパ３４の形状は、円弧状でなく、例えば直線状であってもよい。スクレーパ３４は、揺動する構成ではなく、摺動する構成であってもよい。例えば、スクレーパ３４に長孔が形成され、２つの円板３５の間に設けられたピンが長孔に挿通されるようにスクレーパ３４がピンに連結される構成であってもよい。この構成の場合、スクレーパ３４は、長孔内をピンが相対的に移動するようにピンに対して摺動可能である。スクレーパ３４が摺動可能な構成であれば、回転シャフト３２の遠心力がスクレーパ３４に作用すると、スクレーパ３４は遠心力に従って摺動し、半径方向外側へ拡がる。

清掃機構３は、ガイド５を備えているが、ガイド５を備えていなくてもよい。ガイド５の構成は、前述の構成に限られるものではない。ガイド５は、リンク６を有していなくてもよい。例えば、ブレード５１は、フレーム３１に対して摺動可能に連結され、且つ、バネ等でＹ軸方向外側へ付勢された構成であってもよい。

また、ブレード５１のエッジ５３の断面形状は、管Ｐに近いほど細い先鋭な形状であればよく、最も管Ｐに近い部分、即ち、管Ｐと接触する部分は多少丸まっていてもよい。

清掃装置２００において走行機構２又は昇降機構２０７の構成は、前述の構成に限られるものではない。例えば、走行機構２は、クローラではなく、車輪であってもよい。昇降機構２０７は、パンタグラフではなく、ウインチやラックアンドピニオンであってもよい。

ノズル２０４の構成は、前述の構成に限られるものではない。噴口２４２の個数及び配置は、任意に設定することができる。また、清掃機構２０３は、ノズル２０４を複数有していてもよい。複数のノズル２０４が設けられている場合、複数のノズル２０４のＺ軸方向位置は、一致していなくてもよい。その場合、清掃装置１００と同様に、走行機構２が２本の管Ｐに沿って走行する際には複数のノズル２０４が２本の管Ｐの間に進入しており、走行機構２が旋回する際には最も下方に位置するノズル２０４だけが２本の管Ｐの間に進入していてもよい。

また、清掃機構２０３のノズル２０４から噴射する物質は、液体に限られない。例えば、ノズル２０４は、空気等の気体や、管Ｐの清掃に適した粒体を噴射してもよい。ここで、「粒体」とは、粉のような微粒子も含む。例えば、「粉体」は、金属又はセラミック等の微小な球体である。

以上説明したように、ここに開示された技術は、清掃装置について有用である。

１００，２００ 清掃装置
１，２０１ 装置本体
２ 走行機構
３，２０３ 清掃機構
３１ フレーム（支持部）
４Ａ 第１清掃ユニット（清掃部）
４Ｂ 第２清掃ユニット（清掃部）
４Ｃ 第３清掃ユニット（清掃部）
２０４ ノズル（清掃部）
２０７ 昇降機構（支持部）
Ｇ_Ｖ 間隔
Ｑ 管群
Ｐ 管

Claims (6)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に設けられ、管群に含まれる少なくとも２本の管の上を走行する走行機構と、
   前記装置本体から昇降して、前記走行機構よりも下方に位置する管の表面の付着物を清掃する清掃機構とを備え、
   前記走行機構は、前記清掃機構が前記少なくとも２本の管の間に進入した状態で前記少なくとも２本の管の上で旋回することを特徴とする清掃装置。
2. 請求項１に記載の清掃装置において、
   前記清掃機構は、管の表面の付着物を除去する清掃部と、前記清掃部よりも上方に位置し、前記清掃部を支持する支持部とを有し、
   前記清掃機構の昇降方向に見た場合に、前記清掃部の形状は、前記２本の管の間隔を直径とする円に収まっている一方、前記支持部の形状は、前記２本の管の間隔を直径とする円からはみ出ており、
   前記走行機構が旋回する際には、前記支持部が前記少なくとも２本の管の間に進入しておらず、且つ、前記清掃部が前記少なくとも２本の管の間に進入した状態となっていることを特徴とする清掃装置。
3. 請求項２に記載の清掃装置において、
   前記清掃機構は、前記清掃機構の昇降方向における位置が異なる複数の前記清掃部を有し、
   前記走行機構が旋回する際には、複数の前記清掃部のうち前記昇降方向における最も下方の清掃部だけが前記少なくとも２本の管の間に進入した状態となっていることを特徴とする清掃装置。
4. 請求項３に記載の清掃装置において、
   前記走行機構が前記少なくも２本の管に沿って走行する際には、複数の前記清掃部が前記少なくとも２本の管の間に進入した状態となっていることを特徴とする清掃装置。
5. 請求項２乃至４の何れか１つに記載の清掃装置において、
   前記清掃部は、前記清掃機構の昇降方向と平行な回転軸回りに回転しながら前記管に接触して前記管の表面の付着物を除去するように構成されていることを特徴とする清掃装置。
6. 請求項２乃至４の何れか１つに記載の清掃装置において、
   前記清掃部は、液体、気体又は粒体を噴射することによって前記管の表面の付着物を除去するように構成されていることを特徴とする清掃装置。

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