JPH06229365A - 水車ランナの点検装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カバープレートの点検部分である溶接結合部
またはボルト結合部の異事象を高精度にして的確に点検
する。 【構成】 点検操作装置１は、操作ロッド６、ガイドロ
ーラ12を有するマグネットローラ３ａ，３ｂ，３ｃ、測
長器７、径方向位置検出器８、テレビカメラ９、周方向
位置検出器23を具備している。また、測長器７の出力信
号、径方向位置検出器８の出力信号、周方向位置検出器
23の出力信号を用いてカバープレート26ａ，26ｂの点検
部分の異事象を画像または印字化するコンピュータを具
備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水車ランナの点検装
置、とりわけ分割タイプのランナ羽根を溶接結合または
ボルト結合によって一体のランナ構造体にする場合、当
該結合部の健全性を常時確認する水車ランナの点検装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造が従来にも増して一段と大きくなっ
た最近の水車ランナでは、据付現地への輸送上の不便
さ、輸送上の法律規制も手伝って分割にして据付現地に
送り出すことが多くなってきている。この分割タイプの
水車ランナは、予めモジュールしたランナ羽根のブロッ
ク片を別体で作製しておき、各ブロック片を据付現地
し、輸送後、各ブロック片を溶接結合またはボルト結
合、全体の組立平面を環状のランナ構造体に形成するも
のである。

【０００３】ランナ構造体にはランナ羽根はもとより、
ランナ羽根の頂底面を挟設するクラウンやバンドが含ま
れており、さらにクラウンやバンドの結合部分を覆設す
るカバープレートも含まれている。

【０００４】カバープレートは、ランナ回転中、クラウ
ンやバンドの結合部によって引き起される運転動水の乱
流を防ぐ意図のもとに設けられたものであり、このカバ
ープレートも分割タイプにして現地で溶接結合またはボ
ルト結合されて組立てられている。このようなカバープ
レートは、ランナ運転中、結合部分が破壊すると大事故
につながるおそれがあるので、その健全性を点検してお
く必要がある。

【０００５】従来、カバープレートの健全性の点検に対
し、カバープレートを覆設する上カバーおよび下カバー
に開口する点検口から小型カメラ、ファイバースコープ
などの点検装置を挿通し、点検装置を通じてカバープレ
ート結合部の異常、例えば溶接部のクラックまたはボル
ト結合部のボルトゆるみなどを目視確認していた。

【０００６】この目視確認は、点検作業員の労力負担と
なり、またランナを回転させながら点検装置を移動させ
るゆえに危険性との関係で細心の注意力が必要であり、
最近ではテレビカメラを搭載した点検装置を遠隔操作し
てカバープレート結合部の異常を確認する技術の出現を
見ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】テレビカメラを搭載し
た点検装置を用いてカバープレート結合部分の異常の有
無を点検する最近の技術であっても、テレビカメラを通
じてその異常有無を目視確認するのに限度があり、この
ため顕著な異常事象、例えば結合部分の溶接部にはっき
りと認められるクラックや溶接部の陥没など、あるいは
ボルト結合部のボルトの大幅なゆるみでもない限り、大
事故の前兆である微細な異常事象などを目視確認するこ
とは到底困難である。

【０００８】また、目視確認だと、例えばカバープレー
トが溶接結合であって、このカバープレートがクラウン
およびバンドに取付けられている場合、カバープレート
上の溶接結合部以外の個所に存するわずかな引かき傷を
目誤ってあたかもその溶接結合部にクラックが発生した
かの誤認をし、その誤認は単なる表面傷として扱われる
危険性があった。したがって、この種点検分野において
は、高精度にして的確な技術の出現が望まれている。

【０００９】この発明は上述事情を踏えて改善を加えた
ものであり、大事故につながる前兆となる極く微細な事
象でも高精度にして的確に点検できるようにする水車ラ
ンナの点検装置を公表することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明にかかる水車ランナの点検装置の請求項１
は、予め別体に作製されたランナ羽根のブロック片を、
溶接結合またはボルト結合によってランナ構造体を形成
し、そのランナ構造体の溶接結合またはボルト結合した
部分を覆設するカバープレートも溶接結合またはボルト
結合する一方、上記ランナ構造体およびカバープレート
を覆設する上カバーおよび下カバーを備える水車ランナ
において、上記カバープレートの溶接結合またはボルト
結合した部分を点検する点検操作装置は、上カバーまた
は下カバーに開口する検点口から挿通し上カバーまたは
下カバーに沿って進退自在にして屈曲自在な操作ロッド
と、操作ロッドの所与距離を置いて配置するマグネット
ローラと、上記操作ロッドに取付けられ、上記カバープ
レートの溶接結合またはボルト結合した部分の上カバー
または下カバーに対する相対距離をレーザによって測定
する測長器と、上記カバープレートの溶接結合またはボ
ルト結合した部分を映像するテレビカメラと、このテレ
ビカメラおよび測長器の上記上カバーまたは下カバーに
おける周方向および径方向位置を検出する周方向位置検
出器および径方向位置検出器とを具備することを特徴と
する。

【００１１】請求項２に記載したこの発明にかかる水車
ランナの点検装置は、マグネットローラは、上カバーま
たは下カバーに刻設したガイド溝に摺動するガイドロー
ラを具備すること特徴とする。

【００１２】請求項３に記載したこの発明にかかる水車
ランナの点検装置は、周方向位置検出装置は、回転軸に
当接させて上カバーに装着し、ランナ構造体を回転させ
ながらその回転数を計数し、計数のカウントによって上
カバーまたは下カバーに位置するテレビカメラおよび測
長器のカバープレートの周方向点検部分位置を算出する
ことを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載したこの発明にかかる水車
ランナの点検装置は、予め別体に作製されたランナ羽根
のブロック片を、溶接結合またはボルト結合によってラ
ンナ構造体を形成し、そのランナ構造体の溶接結合また
はボルト結合した部分を覆設するカバープレートも溶接
結合またはボルト結合する一方、上記ランナ構造体およ
びカバープレートを覆設する上カバーおよび下カバーを
備える水車ランナにおいて、上記カバープレートの溶接
結合またはボルト結合した部分を点検する点検操作装置
は、上カバーまたは下カバーに開口する点検口から挿通
し上カバーまたは下カバーに沿って進退自在にして屈曲
自在な操作ロッドと、操作ロッドの所与距離を置いて配
置するマグネットローラと、上記操作ロッドに取付けら
れ、上記カバープレートの溶接結合またはボルト結合し
た部分の上カバーまたは下カバーに対する相対距離をレ
ーザによって測定する測長器と、上記カバープレートの
溶接結合またはボルト結合した部分を映像するテレビカ
メラと、このテレビカメラおよび測長器の上記上カバー
または下カバーにおける周方向および径方向位置を検出
する周方向位置検出器および径方向位置検出器とを具備
するとともに、上記測長器の出力信号、周方向位置検出
器からの出力信号および径方向位置検出器からの出力信
号にもとづいてカバープレートの溶接結合またはボルト
結合した部分の上カバーまたは下カバーに対する相対距
離、測定個所の画像または印字を作り出すコンピュータ
を具備することを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明では、カバープラントの溶
接結合部またはボルト結合部のクラック、欠損、ゆるみ
などの異事象をテレビカメラによって目視確認するにあ
たり、操作ロッドが進退自在にして屈曲自在になってい
るので狭い場所に存する点検部分であっても円滑にして
容易に点検することができ、また上カバーまたは下カバ
ーの点検部分との相対距離を測長器からのレーザによっ
て測定し、実測定値と予め定められた規準値とを比較す
るものであるから、点検部分のわずかな異事象でも的確
に把握でき、さらに周方向位置検出器および径方向位置
検出器によって上カバーまたは下カバーにおけるテレビ
カメラおよび測長器の位置を的確に把握するから、点検
部分の異事象位置を見誤ることはない。したがって、こ
の発明にかかる水車ランナの点検装置では大事故につな
がる前兆のわずかな異事象でも見逃すことはない。

【００１５】請求項２記載の発明では、マグネットロー
ラにガイドローラを設け、このガイドローラを上カバー
または下カバーに刻設するガイド溝に摺動させているの
で、操作ロッドに安定な動きを与えることができる。

【００１６】請求項３記載の発明では、ランナ構造体を
回転させながら、その回転数を周方向位置検出器によっ
てカウントするから、そのカウントによってカバープレ
ートの周方向点検部分に対するテレビカメラおよび測長
器の位置を的確に把握することができる。したがって、
カバープレートの周方向における点検部分の異事象を的
確に検出することができる。

【００１７】請求項４記載の発明では、点検部分に発生
しているわずかな異事象でも把握できるとともに、その
異事象をコンピュータによって演算処理された画像また
は印字で目視確認できるから、点検作業に対する作業員
の労力負担は一段と軽減することができる。

【００１８】

【実施例】この発明にかかる水車ランナの点検装置の実
施例を図１乃至図６を用いて説明する。この発明の実施
例の説明に先立ち、水車ランナの構成を説明する。

【００１９】図２は、水車ランナの一部切欠き縦断面概
略図で、回転軸（主軸）20にランナ構造体21が固着され
ている。このランナ構造体21は、大形化しているゆえに
据付現地への輸送の不便さ等も手伝って分割タイプが採
用されており、分割されたブロック片を一体に組立てた
ものであり、組立てた全体平面は環状になっている。ブ
ロック片は、ランナ羽根22に、その頂底面を挟持するク
ラウン22ａ、バンド22ｂを一体とするもので、所与の位
置から分割されており、予め工場で作製している。な
お、分割されたブロック片はモジュール化されている。
分割されたブロック片は、据付現地において、溶接また
はボルトによって各片が結合され、図示のようにランナ
構造体21に形成している。

【００２０】溶接またはボルトによって結合されたラン
ナ構造体21の、その結合部分は、回転軸20と同芯状にな
っており、その結合部分はカバープレート26ａ，26ｂに
よって覆設されている。このカバープレート26ａ，26ｂ
も、輸送上の不便さを考慮して分割方式が採られ、据付
現地において、溶接結合またはボルト結合される。

【００２１】このような結合方式を採るランナ構造体21
は、カバープレート26ａ，26ｂも含めて上カバー２ａ、
下カバー２ｂによってその表面、裏面全域が被われ、ラ
ンナ羽根22からの漏水防止の役目を果している。上カバ
ー２ａは、点検口５，５を備える一方、周方向位置検出
器23を有し、後述点検操作装置のカバープレート26ａ，
26ｂにおける点検部分の周方向位置を検出している。

【００２２】上記構成の水車ランナにおけるカバープレ
ート26ａ，26ｂの結合部の点検は、図１に示された点検
操作装置１が用いられる。この点検操作装置１は、進退
自在にして屈曲自在になるようにリンク機構で構成され
た操作ロッド６を備え、操作ロッド６の所与の位置にマ
グネットローラ３ａ，３ｂ，３ｃを取付けている。

【００２３】マグネットローラ３ａ，３ｂ，３ｃは、上
カバー２ａ、下カバー２ｂの裏面に沿って進退する操作
ロッド６を保持する吸着力を有し、その構成は図４に示
されるように、軸を介して両端部に取付けられており、
軸中央にガイドローラ12を設けたものである。このガイ
ドローラ12は、上カバー２ａ、下カバー２ｂに刻設する
ガイド溝４を摺動するから、上カバー２ａ、下カバー２
ｂの裏面に沿って進退する操作ロッド６の動きを安定化
させている。

【００２４】また、点検操作装置１は、操作ロッド６を
介して測長器７、径方向位置検出器８、テレビカメラ９
を備えている。測長器７は、カバープレート26ａ，26ｂ
の溶接結合部分またはボルト結合部分の上カバー２ａま
たは下カバー２ｂに対する相対距離をレーザによって測
定するものであり、実測定値が予め定めた規準値よりも
増減した場合、上記溶接結合部分またはボルト結合部に
異事象があったことを確認するものである。

【００２５】この異事象の確認は、具体的には図５に示
したように、カバープレート26ａ，26ｂの溶接結合部27
に、レーザをミラー11ｂを介して連続的に、しかもくま
なく投射し、実測距離ｄが予め定めた規準値（組立頭初
の溶接結合部の上カバーまたは下カバーに対する相対距
離）よりも増減しているとクラック28等の損耗があると
判定している。なお、測長器７は、0.01mmまでの変位を
測定できる。

【００２６】また、図６も異事象確認の具体例であり、
カバープレート26ａ，26ｂのボルト結合部29にボルトの
ゆるみがあるかどうかは、ミラー11ｂを介してレーザが
投射され、実測距離ｄが予め定められた規準値（組立頭
初のボルト結合部の上カバーまたは下カバーに対する相
対距離）よりも増減しているとボルトゆるみがあると判
定している。

【００２７】テレビカメラ９は、ミラー11ｂを介してカ
バープレート26ａ，26ｂの溶接結合部またはボルト結合
部の点検部分を映像し、点検作業員の目視確認に役立て
ている。このテレビカメラ９およびミラー11ｂには照明
ランプ10，10が設けられており、点検部分の像鮮明化を
図り、点検作業員の目視確認の便宜に供している。な
お、照明ランプ10，10はその照度調節を、コントローラ
によって遠隔操縦できるようになっている。

【００２８】径方向位置検出器８は、点検操作装置１が
上カバー２ａまたは下カバー２ｂの裏面半径方向に沿っ
て移動するとき、テレビカメラ９および測長器７の点検
部分であるカバープレート26ａ，26ｂの半径方向所在位
置を検出するものである。

【００２９】周方向位置検出器23は、図２にも示したよ
うに、上カバー２ａに装着されており（下カバー２ｂに
装着する周方向位置検出器は図示せず）、点検操作装置
１が上カバー２ａまたは下カバー２ｂに静止していると
き、ランナ構造体21は回転しており、この回転数を回転
軸20を通してカウントし、このカウントによってテレビ
カメラ９および測長器７の点検部分であるカバープレー
ト26ａ，26ｂの周方向所在位置を算出するものである。
具体的には、回転軸20の回転数をカウントするエンコー
ダである。

【００３０】この周方向位置検出器23の出力信号と、上
記径方向位置検出器８の出力信号とを組み合せると、点
検操作装置１のカバープレート26ａ，26ｂの点検部分の
周方向位置および径方向位置を的確に把握することがで
きる。

【００３１】すまわち、図３は、点検操作装置１のカバ
ープレート26ａ，26ｂの点検部分の周方向位置および径
方向位置を的確に把握記録できるフロー図を示し、カバ
ープレート26ａ，26ｂの点検部分の径方向位置は径方向
位置検出器８によって検出され、またカバープレート26
ａ，26ｂの点検部分の周方向位置は周方向位置検出器23
によってそれぞれ検出されている。さらに、カバープレ
ート26ａ，26ｂの点検部分の上カバー２ａ、下カバー２
ｂに対する相対距離は測長器７によって検出されてい
る。これら各検出器８，23，７からの出力信号はコンピ
ュータ30に送られ、ここで画像を作り出す演算処理と、
印字を作り出す演算処理が行なわれ、その画像あるいは
印字にあらわれたカバープレート26ａ，26ｂの点検部分
の周方向位置および径方向位置、さらには上記相対距離
はＣＲＴ31またはプリンタ32で表示される。

【００３２】したがって、これら情報は、次回の点検デ
ータと比較することができるので、カバープレート26
ａ，26ｂの点検部分の経時的変化を的確に把握すること
ができる。なお、図示のコントローラ33は、テレビカメ
ラ９の首振り、照明ランプ10の照明調節を遠隔的に行う
操作駆動部である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明にかかる
水車ランナの点検装置は、進退自在にして屈曲自在な操
作ロッドと、操作ロッドに安定な動きを与えるガイドロ
ーラ付マグネットローラと、カバープレートの点検部分
である溶接結合部またはボルト結合部の周方向位置およ
び径方向位置を的確に把握する周方向位置検出器および
径方向位置検出器と、点検部分の上カバーまたは下カバ
ーに対する相対距離を的確に把握する測長器とを具備し
ているので、カバープレートの点検部分を高精度にして
的確に点検することができる。

【００３４】また、周方向位置検出器、径方向位置検出
器および測長器の出力信号を用いてコンピュータで演算
処理し、これら信号を上記点検部分の周、径方向位置お
よび相対距離を画像または印字で表示できるようにした
から、点検作業員の労力軽減と相まって次回点検の的確
な情報として役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる水車ランナの点検装置の概略
図。

【図２】水車ランナの一部切欠き縦断面概略図。

【図３】カバープレートの点検部分の各検出器からの信
号を用いて画像または印字にする概略フロー図。

【図４】マグネットローラにガイドローラを設けた概略
図。

【図５】カバープレートの溶接結合部に異事象があると
きの測長器によって検出される距離測定の概略図。

【図６】カバープレートのボルト結合部分に異事象があ
るときの測長器によって検出される距離測定の概略図。

【符号の説明】

１ 点検操作装置 ２ａ 上カバー ２ｂ 下カバー ３ａ，３ｂ，３ｃ マグネットローラ ４ ガイド溝 ６ 操作ロッド ７ 測長器 ８ 径方向位置検出器 ９ テレビカメラ 12 ガイドローラ 20 回転軸 21 ランナ構造体 22 ランナ羽根 23 周方向位置検出器 26ａ，26ｂ カバープレート 27 溶接結合部 29 ボルト結合部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め別体に作製されたランナ羽根のブロ
   ック片を、溶接結合またはボルト結合によってランナ構
   造体を形成し、そのランナ構造体の溶接結合またはボル
   ト結合した部分を覆設するカバープレートも溶接結合ま
   たはボルト結合する一方、上記ランナ構造体およびカバ
   ープレートを覆設する上カバーおよび下カバーを備える
   水車ランナにおいて、上記カバープレートの溶接結合ま
   たはボルト結合した部分を点検する点検操作装置は、上
   カバーまたは下カバーに開口する点検口から挿通し上カ
   バーまたは下カバーに沿って進退自在にして屈曲自在な
   操作ロッドと、操作ロットの所与距離を置いて配置する
   マグネットローラと、上記操作ロッドに取付けられ、上
   記カバープレートの溶接結合またはボルト結合した部分
   の上カバーまたは下カバーに対する相対距離をレーザに
   よって測定する測長器と、上記カバープレートの溶接結
   合またはボルト結合した部分を映像するテレビカメラ
   と、このテレビカメラおよび測長器の上記上カバーまた
   は下カバーにおける周方向および径方向位置を検出する
   周方向位置検出器および径方向位置検出器とを具備する
   ことを特徴とする水車ランナの点検装置。
2. 【請求項２】 マグネットローラは、上カバーまたは下
   カバーに刻設したガイド溝に摺動するガイドローラを具
   備すること特徴とする請求項１記載の水車ランナの点検
   装置。
3. 【請求項３】 周方向位置検出装置は、回転軸に当接さ
   せて上カバーに装着し、ランナ構造体を回転させなが
   ら、その回転数を計数し、計数のカウントによって上カ
   バーまたは下カバーに位置するテレビカメラおよび測長
   器のカバープレートの点検部分位置を算出することを特
   徴とする請求項１記載の水車ランナの点検装置。
4. 【請求項４】予め別体に作製されたランナ羽根のブロッ
   ク片を、溶接結合またはボルト結合によってランナ構造
   体を形成し、そのランナ構造体の溶接結合またはボルト
   結合した部分を覆設するカバープレートも溶接結合また
   はボルト結合する一方、上記ランナ構造体およびカバー
   プレートを覆設する上カバーおよび下カバーを備える水
   車ランナにおいて、上記カバープレートの溶接結合また
   はボルト結合した部分を点検する点検操作装置は、上カ
   バーまたは下カバーに開口する点検口から挿通し上カバ
   ーまたは下カバーに沿って進退自在にして屈曲自在な操
   作ロッドと、操作ロッドの所与距離を置いて配置するマ
   グネットローラと、上記操作ロッドに取付けられ、上記
   カバープレートの溶接結合またはボルト結合した部分の
   上カバーまたは下カバーに対する相対距離をレーザによ
   って測定する測長器と、上記カバープレートの溶接結合
   またはボルト結合した部分を映像するテレビカメラと、
   このテレビカメラおよび測長器の上記上カバーまたは下
   カバーにおける周方向および径方向位置を検出する周方
   向位置検出器および径方向位置検出器とを具備するとと
   もに、上記測長器の出力信号、周方向位置検出器からの
   出力信号および径方向位置検出器からの出力信号にもと
   づいてカバープレートの溶接結合またはボルト結合した
   部分の上カバーまたは下カバーに対する相対距離、測定
   個所の画像または印字を作り出すコンピュータを具備す
   ることを特徴とする水車ランナの点検装置。