JPH08141534A - 管内清掃ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、取り残し貝の清掃時においても配管
内壁面を損傷することなく清掃作業を行うことのできる
管内清掃ロボットを提供することにある。 【構成】本発明は、管長手方向に揺動する清掃ノズルを
ロボット走行と共に円周方向に回転しながら清掃を行う
管内清掃ロボットにおいて、ロボットを停止し管壁面の
一箇所に付着した貝類等を清掃ノズルから噴射される高
圧ジェット水の衝撃力により清掃する際に清掃ノズルの
揺動と同時に一定角度範囲内の清掃ノズルの管円周方向
の往復回転動作を行っているので、一定範囲への集中的
な高圧ジェット水の噴射が避けられ、管壁面の高圧水噴
射による損傷が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配管、例えば発電所の海
水流管の保守ロボットに係わり、特に、配管内に付着す
る海生物、汚泥等の清掃作業を行う管内清掃ロボットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】火力・原子力発電所では、冷却水として
海水を利用しており、その給排水管の内面には貝や藻類
の海生物や汚泥が多量付着し、冷却水の流れを妨げるの
で、定期的にこの貝や藻類の海生物や汚泥を除去する必
要がある。

【０００３】従来、これら海生物や汚泥の除去は、人間
が給排水管路内に入って人手により清掃を行なってい
た。しかしながら、給排水管路内は狭隘であり、また、
清掃作業により削り取られ滑落した海生物等から発する
悪臭等が充満する等の要因により作業環境は劣悪なもの
となっており、しかも管路内の清掃作業は重労働であ
る。さらに、人手による清掃作業は長時間に及ぶため、
作業効率自体も著しく低下するという問題があった。

【０００４】そこで、これら問題を改善するため、最近
配管内を清掃する手段として給排水管内に付着した海生
物等を高圧ジェット水により除去しながら清掃する各種
のロボットが提案されている。その一例として特願平3-
298691号に示すようなロボットによる清掃方式が提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでの高圧ジェッ
ト水による海生物等を除去する清掃ロボットは、配管内
で清掃ロボットを一定速度で走行させ、高圧水噴射ノズ
ルを配管の管壁面に向け旋回させながら高圧水を噴射
し、配管内に付着した海生物等を除去する清掃を行って
いた。

【０００６】しかしながら、このような清掃方法による
と、常に高圧水噴射ノズルが管内壁面の周方向に旋回移
動し、さらにロボットの走行により配管軸方向に移動す
るため、高圧水噴射ノズル自体は配管内面をらせん状に
回転移動しながら管壁面の清掃を行っている。このた
め、高圧ジェット水の衝撃効果により海藻あるいは小さ
な付着貝等については清掃可能であるが、比較的大きな
付着貝等については管壁への付着力が高圧ジェット水の
衝撃力よりも優り、貝の取り残しが生ずる場合があっ
た。

【０００７】この場合、従来の清掃方式では、オペレー
タが配管内のモニタ表示を見ながら、遠隔操作によりロ
ボットを取り残し貝のある位置へ移動させ、高圧水噴射
ノズルを取り残し貝位置へ位置決めさせて、ある一定時
間連続的に高圧ジェット水を取り残し貝へ集中的に噴射
して貝の除去を行っていた。この時、高圧水噴射ノズル
は一定角度首振りを行いながら高圧水の噴射を行うた
め、配管の管壁の一点箇所への高圧水の短時間の噴射で
は高圧水噴射ノズルの首振りにより樹脂製ランニング及
び塗装等が施工された配管壁面への直接的な損傷は回避
できるが、取り残し貝の完全除去までにある程度時間を
要すると、配管壁面が高圧水により損傷するという不具
合が発生していた。

【０００８】本発明は上記不具合を解消するためになさ
れたもので、その目的は取り残し貝の清掃時においても
配管内壁面を損傷することなく清掃作業を行うことので
きる管内清掃ロボットを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、管長手方向に揺動する清掃ノ
ズルをロボット走行と共に円周方向に回転しながら清掃
を行う管内清掃ロボットにおいて、前記ロボットを停止
し管壁面の一箇所に付着した貝類等を前記清掃ノズルか
ら噴射される高圧ジェット水の衝撃力により清掃する際
に前記清掃ノズルの揺動と同時に一定角度範囲内の前記
清掃ノズルの管円周方向の往復回転動作を行うことによ
り高圧ジエット水噴射による管内壁面の損傷を防止する
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によると、清掃ノズルの揺動と、一定角
度範囲内の清掃ノズルの管円周方向の往復回転動作は、
動作方向が直交しており、この２つの動作を同時に組合
せて清掃を行う場合、管内壁面へ噴射される高圧ジェッ
ト水の管内壁面上の到達位置がその都度ずれるため一定
範囲への集中的な高圧ジェット水の噴射が避けられるの
で、管内壁面の高圧水噴射による損傷が防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の管内清掃ロボットの全体
構成図である。同図において、本実施例の管内清掃ロボ
ットは、図示されない走行軸モータによって車輪を駆動
することにより配管内を走行するロボット本体１と、先
端部に高圧のジェット水を利用してその衝撃力で付着物
を清掃する図２に示す清掃機構と、ロボット本体１の内
部に内蔵された制御装置と、配管外に設置された操作盤
２と、制御装置と操作盤２とを接続するケーブル３とか
ら構成されている。

【００１２】図２は図１の清掃機構の斜視図である。同
図において、４は先端から高圧水を噴射する清掃ノズル
であり、ロータリージョイント５の旋回軸６の軸心に対
して直角方向に取り付けられる。旋回軸６の根元には旋
回軸軸心Ｊ₁ とｅ₁ だけ偏心した位置にリンク７の一端
がピン８により回動自在に支承されている。リンク７の
他端は首振軸モータ９によって回転駆動される出力軸１
０の端面に、軸心Ｊ₂とｅ₂ だけ偏心した位置にピン１
１により回動自在に支承されている。これらロータリー
ジョイント５及び首振軸モータ９は、伸縮アーム１２の
先端部に傾動自在に支承された傾斜アーム１３に固定さ
れ、この傾斜アーム１３は傾斜軸モータ１４により駆動
されるように構成されている。

【００１３】また、清掃ノズル４は傾斜アーム１３の回
転軸心Ｊ₃ 上または軸心近傍に配置され、リンク７の動
作により一定の角度αだけ軸心をＪ₃ 方向（配管の軸方
向）に揺動できるように構成されている。一方、伸縮ア
ーム１２は伸縮軸モータ１５により配管の半径方向に自
在に伸縮するとともに配管の軸心Ｊ₄ を中心に旋回軸モ
ータ１６により自在に回転するように構成されている。

【００１４】傾斜アーム１３の回転軸近傍に距離センサ
１７ａを、また清掃ノズル４から噴射される高圧ジェッ
ト水の入射点の延長線上の傾斜アーム１３の端部に別の
距離センサ１７ｂを設ける。更にロータリージョイント
５の入口側には高圧水を供給するホース１８を接続す
る。

【００１５】以上の構成要素で清掃機構を構成し、ロボ
ット本体１の先端部に搭載する。次に、本実施例の管内
清掃ロボットによる管内清掃について説明する。管内清
掃時においては、首振モータ９を駆動し、一定の角度α
だけ首振りする清掃ノズル４より高圧のジェット水を噴
射し、旋回軸モータ１６及び走行軸モータ１９を駆動す
ると、ジェット水は管壁面をらせん状に軸跡を描きなが
ら進むため連続的に清掃を行うことが可能となる。この
際、距離センサ１７ａ，１７ｂで配管壁面との距離を検
出し、距離が一定になるように傾斜軸モータ１４及び伸
縮軸モータ１５を駆動制御し、傾斜アーム１３及び伸縮
アーム１２の位置制御を行うことにより偏平した配管で
も清掃ノズル４は管壁面を倣いながらジェット水の噴射
距離を一定に保って清掃を行うことができる。

【００１６】管壁面にらせん状にジェット水を噴射し、
清掃する方法は主として自動制御により実施されるが、
この清掃でも清掃しきれず取り残し貝の清掃方法を、図
３を参照して以下に説明する。

【００１７】まず、オペレータが図示しない制御盤上の
ＣＲＴ画面に映し出された管内壁面の状態を観察しなが
ら、取り残し貝２３位置へロボット本体を移動させる。
次に、清掃ノズル首振範囲の中央位置及び清掃ノズルの
高圧ジェット水１９の噴射位置に取り残し貝２３が位置
するようにロボット本体１の位置決めを行う。この位置
決め終了後に旋回軸モータ１６を、一定角度の間往復動
作させることにより清掃ノズル動作範囲２０内を往復駆
動させることができる。さらに、高圧ジェット水１９噴
射中は、清掃ノズル首振範囲２１内の清掃ノズル首振り
動作を行い、なおかつ清掃ノズル動作範囲２０内の往復
動作を行うことから清掃範囲２２における高圧ジェット
水１９の噴射による清掃が行われる。

【００１８】取り残し貝２３の清掃を制御計算機による
自動制御で実施する。さらにこの取り残し貝の自動清掃
の終了は計算機により自動清掃動作時間を設定し、設定
時間経過後、清掃動作を自動停止するかあるいは自動清
掃状況をオペレータが図示しない制御盤のＣＲＴ表示に
より観察し、高圧ジェット水による取り残し貝２３の除
去が終了した時点で、制御命令により清掃動作を停止さ
せることにより実行する。

【００１９】ところで、上記した清掃ノズル４の動作に
よる取り残り貝２３の清掃では、清掃ノズル４の首振り
往復動作と首振り方向と垂直方向の一定範囲内の清掃ノ
ズル４の往復動作の組合わせ動作により、高圧ジェット
水による清掃が行われる。

【００２０】従来、清掃ノズルの首振り往復動作のみの
清掃方法では、高圧ジェット水の噴射点が同一首振り範
囲上を往復するためノズル首振り頻度を増やすと、高圧
ジェット水噴射点が損傷する等の問題が発生したが、本
実施例によれば清掃ノズル首振り範囲が清掃ノズル動作
範囲２０方向にずれながら動作するため、従来のような
問題は起こらず、高圧ジェット水による管内壁面の損傷
は発生しない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の管内清掃
ロボットによれば、高圧水噴射ノズルによる配管内清掃
時は勿論、取り残し貝の清掃時においても配管内壁面を
損傷することなく清掃作業を行うことのできる、という
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の管内清掃ロボットの全体構
成図。

【図２】図１の管内清掃ロボットの清掃機構の斜視図。

【図３】本発明の管内清掃ロボットの清掃方法を説明す
るための図。

【符号の説明】

１…ロボット本体、２…操作盤、３…ケーブル、４…清
掃ノズル、５…ロータリージョイント、６…旋回軸、７
…リンク、８…ピン、９…首振軸モータ、１０…出力
軸、１１…ピン、１２…伸縮アーム、１３…傾斜アー
ム、１４…傾斜軸モータ、１５…伸縮軸モータ、１６…
旋回軸モータ、１７…距離センサ、１８…ホース、１９
…高圧ジェット水、２０…清掃ノズル動作範囲、２１…
清掃ノズル、首振範囲、２２…清掃範囲、２３…取り残
し貝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管長手方向に揺動する清掃ノズルをロボ
   ット走行と共に円周方向に回転しながら清掃を行う管内
   清掃ロボットにおいて、前記ロボットを停止し管壁面の
   一箇所に付着した貝類等を前記清掃ノズルから噴射され
   る高圧ジェット水の衝撃力により清掃する際に前記清掃
   ノズルの揺動と同時に一定角度範囲内の前記清掃ノズル
   の管円周方向の往復回転動作を行うことにより高圧ジエ
   ット水噴射による管内壁面の損傷を防止することを特徴
   とする管内清掃ロボット。