JPH0213701A - ボイラ管壁点検システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］・ 本発明は一般に、遠隔操作によって位置決めし得る清掃
及び点検システムに関する。更に詳しくは、本発明はボ
イラ管壁の清掃及び点検のための折畳式の”Ｈ”型構造
を具備するモジュール形式の壁クローラに関する。

〔従来技術の説明］ ボイラ内側管壁の定期検査は伝統的に、携帯用点検装置
を装備した人員によって為されてきた。

そうした表面への接近は、足場組み或は”スカイクライ
マー“、′ボースンズ　チェアー”その他類似の、作業
者がその他手段によっては接近しがたい領域での位置決
めを適切なものとし得る用具によって可能とされてきた
。こうした方策は時間浪費的であり、然も運転に係わる
人間にとって危険でもある。言及された以外の接近モー
ドの為の内側足場或はリギングの組み立ては、ユニット
が人間が長期間入り込むに十分に冷却されるまで開始す
ることができない。足場組立プロセス及びそれに引続く
取外しには点検に携わらない人間が関与し、従ってこれ
が運転休止状態における全体費用に付加される。

米国特許第４，６７１，３８２号には、ボイラ内部或は
点検、補修、維持等の為の傾斜底壁を具備する類似の大
型の内側空間で使用する、モジュール化されたボスト−
アンド−ランナ形式の足場の為の台座として特に有益な
足場支持アセンブリが記載される。足場格子の垂直材は
好ましくは、足場格子を均衡状態に締着させる為の安定
用斜材を受容するべく改変された標準構成の回り継手ベ
ースを具備している。足場支柱の脚は、そこにアタッチ
メントを取付けることなく傾斜表面上に載置され、隣合
う足場支柱の一つの位置に剛着され、斯くして脚は然る
べき位置に固着される。管の点検の大部分が為される高
さは人間にとって非常に危険である。そうした環境は、
実際の管点検に先立つ管壁清掃中に特に汚染され従って
熟練した点検技術者チームが最高の効率且つ生産性をも
って作業するには全く所望されざるものである。彼らが
管壁から剥れた有害量の物質を吸込まないようにする為
の有効な装備が要求される。

こうした作業の所望されざる様相を、点検コストを大幅
に増大することなく回避する方法が要求される。

米国特許第４．６５３，４０９号には、炉の側壁に設け
た空気通路を調整し且つ清掃する為の装置が記載される
。該装置は、インナーブロックに往復自在に取付けされ
且つ空気通路に差込み得るスリーブ部材を具備している
。スリーブ部材の後方開口は空気箱の壁の長手方向に摺
動自在に取付けられ且つ前記壁を貫いて伸延される細長
ホルダの中空部に結合されまたそれによって支持される
。前記装置は必要に応じ空気通路をクリーンな状態とし
ておく為に、内側端部が炉内に伸延される様な調整位置
から前方へと押出すことにより、”ボーク”させること
が出来る。更には、ホルダの中空区画はその本来の位置
に於て実質的に閉じ、そこへの空気の吸入を阻止する少
くとも１つの空気取入れ口を具備する。スリーブ部材が
第２の、即ち前進位置にある場合は、取入れ口はハウジ
ング部材の外側にあって空気箱からの空気をして取入れ
口を通してスリーブ部材へと流通可能ならしめる。

この装置は大型であり従って炉のある領域に固定する必
要がある。これはボイラ管壁の為に必要とされる携帯性
に欠ける。

米国特許第４．２４１．６０９号には、その長手方向に
沿ってベンド及び湾曲部を有する管及びチューブの肉厚
を測定する為の内部測定用機器が記載される。該装置は
超音波パルス／エコートランスジューサを使用すること
によってチューブ内の傷を検出する為にもまた使用され
る。こうした内部検査装置はチューブの内側表面に接近
させる必要がある。そうした要件を動カニ業、特にボイ
ラ水管壁チューブに於て満足させる二戸は非常に困難で
ある。ボイラ水管壁チューブへの接近はチューブ切断口
を通して或は然るべき位置に溶接された水管壁ヘッダ検
査口を通し達成される。前記装置はチューブ内径よりも
直径の小さい回転自在のディスクサポートを含み、該デ
ィスクはチューブの長手方向を貫いてそこを蛇行するよ
うになっている。

この装置は携帯用であり且つ必要人員は最少ではあるが
、小面積と同様に大面積に於て効率的に機能し得る為の
融通性に欠けている。また、該装置は検査に先立って或
は検査と同時にボイラ管を清掃出来ない。

従って、ボイラの人員専用通路アクセス口を通して挿通
し得且つ管壁の全領域に渡って自由に位置決めし得る、
遠隔操作可能なボイラ管壁の清掃及び検査システムに対
する要望がある。

〔発明の概要〕

本発明は前述の問題を、ボイラの人員通路アクセスロを
通して挿通し得且つ清掃及び或は点検を実施する為に管
壁の全ての領域に渡って自在に位置決めし得る、遠隔操
作によって位置決め自在の清掃及び点検システムを提供
することによって解決する。

装置の出し入れに際して瞬間的に入る以外はボイラ内部
に人員が入ることはない。ここに記載された本発明は、
管壁領域から全ての作業員を実質的に排除する。こうし
て、点検費用並びに関連する人員への危険が実質的に低
減される。

［発明の目的］ 従って、本発明の一つの目的は、作業員を熱、高所から
、そしてこの種の作業に通常関連する吸込みによる危険
性から遠ざけることにある。

本発明の別の目的は、点検作業チームに対する作業環境
が極めて快適であり、従って個人的に不快感を感するこ
となく仕事に集中することを可能とし、それによって点
検データの質を改良することにある。

本発明の更に別の目的は、任意の予備作業に先立つユニ
ット冷却の為に通常法められたかなりの時間をもはや不
要ならしめ、そうした時間を装置の実際の設置の為に使
用可能とし、点検及び清掃時間を節約することにある。

本発明の更に別の目的は、本システムのデータ獲得率に
よって、人力及び機能停止時間を更に低減させることに
ある。

本発明は、その全てが遠隔操作によって作動し得且つ位
置決めされ得るキャリッジに装着された従来からの非破
壊検査用トランスジューサ、カメラ及びその関連照明、
管清掃機構、そしてキャリッジを、管壁全体を越えて移
動させるに必要な位置決め機構を含んでいる。これら特
定装置は、作業員がボイラ外側から遠隔操作によって選
択し且つ作動し得る。キャリッジの位置、従って選択さ
れた装置の位置は、オペレータによって運転の進行を視
覚的或はその細手段によって監視しつつ、変更可能であ
る。

［実施例の説明］ 同じ参照番号は同じ部品を示す図面を参照するに、第１
図にはボイラ管壁に位置決めされた本発明の好ましい具
体例が示されている。上方レール１０及び下方レール１
４が、それらの間に中間レール１２を横断方向に位置付
けた状態で相互に平行配列される。上方レール１０及び
下方レール１４は、ボイラ管壁３０のシェル外側のアク
セス開口を通し、ウィンチ１８の補助の下に外側へと伸
延される一組の引張ケーブル１６によって位置決めされ
且つ安定される。第１図から、引張ケーブル１６を手動
によってか或は、マイクロプロセッサコントローラ２８
によって伝達制御ライン３２を介して制御される電動ウ
ィンチを使用して緊張状態とさせ得ることが明らかであ
る。

”Ｈ“型の”クロスバ−”、即ち中間レールＪ２は、上
方レールｌＯ及び下方レール１４間に縦方向に位置決め
され、キャリッジ２０が、伝達制御ライン３４．３６の
夫々を通してマイクロプロセッサコントローラ２８に指
示された従来通りの点検用装置２２及び或は清掃用装置
２４と共にその上を移動し得る軌道として作用する。キ
ャリッジ２０は、清掃、点検そして炉の管壁表面の状況
を確認する為に必要な装置の為の全方向搬送ビークルと
して作用する。従って、キャリッジ２０は以下の部材、
即ち閉回路テレビカメラ、超音波或は電磁音響トランス
ジューサアセンブリ等の如き点検装置、清掃用の回転ワ
イヤブラシ用具、プラスター等、位置エンコーダ（２軸
式、出来れば３軸式）、位置マーカ（ペイント或はチョ
ーク）、の幾つか或は全てを装備するべきである。これ
ら全てを常に配置するかどうかは特定状況に依存する。

表面清掃ｔｉ構及び超音波或は電磁音響トランスジュー
サアセンブリが同時に担持されることは恐らくない。

データ確認システム４２は、点検用装置２２からの信号
出力を信号出力ライン４４を介して受ける。点検装置２
２から受ける信号はビデオ信号、超音波信号或は電磁信
号であり得る。発生されたデータは、伝達ライン４６を
含む伝達手段によってマイクロプロセッサコントローラ
２８へと送出され次いでオペレータの入手するところと
なる。

中間レール１２の配向は、清掃及び或は走査方向へと再
位置決めされるべき点検用装置２２、清掃装置２４の質
量を最少化する為に選択された。

しかしながら、別の配向もまた運転上可能であることを
理解されたい。ボイラ管は通常は縦に配向されることか
ら研削及び或は清掃は主に縦方向において為される。

走査中は従来通りの清掃用装置２４及びび或は点検用装
置２２を担持するキャリッジ２０だけが移動される。そ
して中間レール１２を、モータ駆動されるローラアセン
ブリ２６からなる手段によって一方の側の次の位置へと
移動し得る。該口〜ラアセンブリ２６は、マイクロプロ
セッサコントローラ２８により伝達制御ライン３８を介
して遠隔操作によって制御される。

モータ駆動されるローラアセンブリ２６には、中間レー
ル１２を然るべき位置に保持或は錠止し得るブレーキア
センブリが設けられる。ローラアセンブリ２６には更に
、３つの各レール１０．１２．１４を”Ｚ″字形折畳可
能とする、３つの平行ビームからなるヒンジが設けられ
る。この様式に於ては、ボイラ管壁３０の底部側近のア
クセス口を通して上記各レールをユニットとして水平に
挿通可能である。ボイラのルーフ４８のケーブル開口か
ら引張ケーブル１６が降下され、水平状態の上方レール
１０の端部に装着される。水平状態の下方レール１４は
、引張ケーブル１６を下方のアクセス口から外へと伸延
させることによってその位置に拘束される。上方レール
１０を上方へと引上げることにより、中間レール１２は
自動的に適正位置付けされる。このシーケンスは第２図
に例示される。

蝶着状態でのローラアセンブリ２６の移動は、ダイレク
トギヤカップリングか或はフリクションホイール形式で
モータ駆動される。前記移動は、移動軸の各々に関連す
るケーブル及びブーり配列によっても為し得る。キャリ
ッジ２０はまた、少くとも長手方向及び横方向の運動を
達成する為にケーブルドライブ、フリクションホイール
か或は中間レール１２及びキャリッジ２０間のギヤカッ
プリングからなる手段によって、少くとも２つの方向に
於てモータ駆動される。こうした双方向的な運動は、管
壁に対する点検用装置２２及び或は清掃用装置２４の完
全接近性を提供する。マイクロプロセッサコントローラ
２８は伝達制御ライン４０から成る手段によってキャリ
ッジ２０を制御する。

キャリッジ２０の運動の為の原動機は電気ステップモー
タとするべきである。それら電気ステップモータは、運
動させるべき部分に直接取付けられ、伝達制御ライン、
即ち電気的なアンバイリカルコード４０によってマイク
ロプロセッサコントローラ２８の出力側に接続されるか
或はそれら電気ステップモータな他の場所に取付け、機
械的ケーブル及びブーりから成るリンク機構によって運
動部材に結合される。キャリッジ２０の運動は真のｘ、
Ｚ座標系において為される。ボイラ管壁３０の平面が使
用状況から歪み、走査系の方向がそれる場合があり得る
。この不整列状態を補償する為にキャリッジ２０はその
運動の主たる方向に直交する２軸における内側での運動
能力を有する。

これは、管の湾曲部及び横方向オフセットに追従させる
為の装置の使用を可能ならしめる。

既存のボイラにおりる炉の管壁寸法の変化は広範囲であ
り、一つの寸法のシステムでその全てに対応させること
は不可能である。理想的には走査システムは、フレーム
を再位置決めすることなく管壁全体をカバーするべきで
あるが、これは大型ユニットでは恐ら（不可能である。

第３図のシーケンスは、システムが作業するべき最も小
さいユニットを完全に取扱う為の寸法とされた場合の、
スケジェール中断が最小限である状況下でより大型のユ
ニットを取扱う為のシステムの再位置決め方法を示す。

キャリッジ２０及び中間レール１２が上方レール１０及
び下方レール１４の長さ方向に限定された領域を覆う間
、”Ｈ”型構造体が１つの位置に固定される。構造体全
体は次で、複数の引張ケーブル１６、ウィンチ１８配列
構成或は液圧リフタの如き任意の適宜の遠隔操作によっ
て制御される手段により隣合う領域に移動され、そこで
キャリッジ２０及び中間レール１２の運動が再開される
。

各レールの長さが従来からのボイラ管壁の寸法或は特定
用途によって決定されることは明らかである。同様に上
方レール１０、中間レール１２、下方レール１４は従来
からの点検用装置２２及び或は清掃用装置２４を支持す
るに十分な強度の材料、例えばアルミニュームの如き材
料から作成される。キャリッジ２０に更に、双方向運動
を容易化する為のサブキャリッジを設けることも可能で
ある。

運転の為のマイクロプロセッサコントローラ２８及びデ
ータ確認システム４２は外側に配置され装置及びオペレ
ータ双方の為のより良好な信頼性を提供する。マイクロ
プロセッサコントローラを具備する従来からのコンピュ
ータは適宜の制御用手段であり、従来からの順応性を有
するアダブチ−ジョンを具備するコンピュータは適宜の
データ確認手段である。これらにより、オペレータはキ
ャリッジ及びそのセンサーの位置を継続的に入手可能と
なる。データのロギングはコントローラに座標を入力す
るだけでオペレータが所定の関心位置へと復帰し得るよ
う、システム座標と連結される。

本発明は性質上若干の改変が容易である。例えば、幾つ
かの形態の電磁式その他遠隔操作によって制御されるク
ランプ装置をフレームの各コーナーに配置し、巻き上げ
及びケーブル配列構成を補助し得る。同様に上方レール
１０及び下方レール１４のコーナーを結合する、ヒンジ
結合された補助的なフレーム補強材を追加することが出
来る。・パソコンと接続されたマイクロエレクトロニク
ス、改良された光学システム、そしてもっと効率的なモ
ータ及び位置エンコーダを利用し得ることで、１０年前
にはそうした装置の追加質量だけによっては不可能だっ
た分野が今日可能となる。

以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内
で多くの変更を成し得ることを理解されたい。

４、　　　　の　　　なｔ　日 第１図はボイラの路管壁に配置された本発明の好ましい
具体例の概略断面図である。

第２図は本発明の、ボイラ管壁における組立及び設置方
法を例示する概略断面図である。

第３図は大型の炉壁構造体における本発明の使用方法を
例示する概略断面図である。

尚、図中上な部分の名称は以下の通りである。

１０：上方レール １２：中間レール １４：下方レール １６：引張ケーブル １８：ウィンチ ２０：キャリッジ ２６：ローラアセンブリ ２８：マイクロプロセッサコントローラ３０：ボイラ管
壁 ３２．３４，３６，３８：伝達制御ライン４０：電気的
なアンバイリカルコード ４２：データ確認システム ４４：信号出力ライン ４８：ルーフ ゛で 代理人の氏名　　　倉　内　基　弘　１゛〜ノ ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボイラ管壁を清掃する為の装置であって、上方レー
   ルと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに蝶着され且つそれらの
   間で可動とされた中間レールと、該中間レールに結合さ
   れた、ボイラ管壁のための清掃手段と、 前記上方レール、下方レール及び中間レールをボイラ管
   壁内部で移動させる為の移動手段と、を含む、前記ボイ
   ラ管壁を清掃する為の装置。 ２、中間レールに可動状態で結合された、清掃手段を担
   持する為のキャリッジを含んでいる特許請求の範囲第１
   項記載のボイラ管壁を清掃する為の装置。 ３、キャリッジの運動を制御する為の遠隔操作手段を具
   備している特許請求の範囲第２項記載のボイラ管壁を清
   掃する為の装置。 ４、キャリッジの為の位置エンコーダを具備している特
   許請求の範囲第３項記載のボイラ管壁を清掃する為の装
   置。 ５、中間レールを固定状態に維持する為の錠止用手段を
   具備している特許請求の範囲第１項記載のボイラ管壁を
   清掃する為の装置。 ６、移動手段は、前記中間レールの各蝶着位置に於て、
   該中間レールを前記上方レール及び下方レール間で軸方
   向に移動させる為の、モータ駆動されるローラアセンブ
   リを具備している特許請求の範囲第１項記載のボイラ管
   壁を清掃する為の装置。 ７、移動手段は、折畳まれた前記各レールを拡開させる
   為のケーブル配列構成を具備し、該ケーブル配列構成は
   前記錠止用手段に応答する特許請求の範囲第１項記載の
   ボイラ管壁を清掃する為の装置。 ８、ボイラ管壁を点検する為の装置であって、上方レー
   ルと、 該上方レールと平行な下方レールと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに蝶着され且つそれらの
   間で可動とされた中間レールと、該中間レールに結合さ
   れた、ボイラ管壁のための点検手段と、 前記上方レール、下方レール及び中間レールをボイラ管
   壁内部で移動させる為の移動手段と、を含む前記ボイラ
   管壁を点検する為の装置。 ９、点検手段を担持する為の、中間レールに可動状態で
   結合されたキャリッジを含んでいる特許請求の範囲第８
   項記載のボイラ管壁を点検する為の装置。 １０、キャリッジの運動を制御する為の遠隔操作手段を
   具備している特許請求の範囲第９項記載のボイラ管壁を
   点検する為の装置。 １１、キャリッジの為の位置エンコーダを具備している
   特許請求の範囲第１０項記載のボイラ管壁を点検する為
   の装置。 １２、ボイラ管壁における欠陥を表示する為の、キャリ
   ッジの為の位置マーキングシステムを具備している特許
   請求の範囲第１１項記載のボイラ管壁を点検する為の装
   置。 １３、中間レールを固定状態に維持する為の錠止用手段
   を具備している特許請求の範囲第８項記載のボイラ管壁
   を清掃する為の装置。 １４、移動手段は、前記中間レールの各蝶着位置に於て
   、該中間レールを前記上方レール及び下方レール間で軸
   方向に移動させる為の、モータ駆動されるローラアセン
   ブリを具備している特許請求の範囲第８項記載のボイラ
   管壁を清掃する為の装置。 １５、移動手段は、折畳まれた前記各レールを拡開させ
   る為のケーブル配列構成を具備し、該ケーブル配列構成
   は前記錠止用手段に応答する特許請求の範囲第８項記載
   のボイラ管壁を清掃する為の装置。 １６、ボイラ管壁を清掃且つ点検する為の装置であって
   、 上方レールと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに蝶着され且つそれらの
   間で可動とされた中間レールと、前記中間レールに可動
   状態で結合されたキャリッジと、 ボイラ管壁の為の、前記キャリッジに締着された清掃手
   段と、 ボイラ管壁の為の、前記キャリッジに締着された点検手
   段と、 前記上方レール、下方レール及び中間レールをボイラ管
   壁内部で移動させる為の移動手段と、を含む、前記ボイ
   ラ管壁を清掃且つ点検する為の装置。 １７、キャリッジの運動を制御する為の遠隔操作手段を
   具備している特許請求の範囲第１６項記載のボイラ管壁
   を清掃且つ点検する為の装置。 １８、キャリッジの為の位置エンコーダを具備している
   特許請求の範囲第１７項記載のボイラ管壁を清掃且つ点
   検する為の装置。 １９、ボイラ管壁における欠陥を表示する為の、キャリ
   ッジの為の位置マーキングシステムを具備している特許
   請求の範囲第１８項記載のボイラ管壁を清掃且つ点検す
   る為の装置。 ２０、移動手段は、前記中間レールの各蝶着位置に於て
   、該中間レールを前記上方レール及び下方レール間で軸
   方向に移動させる為の、モータ駆動されるローラアセン
   ブリを具備している特許請求の範囲第１６項記載のボイ
   ラ管壁を清掃且つ点検する為の装置。