JPH09159138A - 煙突内清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の大きさをコンパクトに折り畳め、
煙突外部にウィンチ等を設置する必要のない煙突内清掃
装置を提供する。 【解決手段】 煙突１内にその頂部から垂らされたワイ
ヤ６と、該ワイヤ６を把持しワイヤ６に沿って昇降移動
する本体１２と、該本体１２に開閉脚自在に設けられた
一対のアーム１５ａ，１５ｂと、各アーム１５ａ，１５
ｂの先端に設けられた駆動車輪３３および回転ブラシ３
４と、これら駆動車輪３３および回転ブラシ３４を煙突
内壁１ａに押し付けるべく、上記アーム１５ａ，１５ｂ
を開脚方向に付勢する付勢手段３０ａ，３０ｂとからな
る煙突内清掃装置５。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、煙突内清掃装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、煙突内の清掃は、煙突の頂部開口
部から煙突内部にゴンドラ等を下ろしてそのゴンドラ上
の作業員が手作業により行ったり、煙突の頂部開口部か
らウィンチ等を利用して煙突内部に清掃機構を有する機
械を下ろして行っていた（実開平4-25938 号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、作業員により
清掃を行う場合は、粉塵環境かつ閉暗所環境での作業と
なる。また、作業員（人間）が乗るためゴンドラ部分が
大型となり、大型のウィンチを煙突頂部に設置する必要
があった。また、小径の煙突には対応できなかった。

【０００４】他方、機械により清掃を行う場合は、従来
の機械は煙突の全内周面を清掃するための機構が大型で
あったため、当該機械を煙突の基端部に形成された小径
のマンホールから煙突内に搬入することができず、機械
を煙突の頂部まで運びその頂部開口部から煙突内に搬入
しなければならなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の事情を考慮して創
案された本発明は、煙突内にその頂部から垂らされたワ
イヤと、該ワイヤに沿って昇降移動する本体と、該本体
に開閉脚自在に設けられた一対のアームと、各アームの
先端に設けられた駆動車輪および回転ブラシと、これら
駆動車輪および回転ブラシを煙突内壁に押し付けるべ
く、上記アームを開脚方向に付勢する付勢手段とを備え
て構成されている。

【０００６】煙突内壁の清掃は次のようにして行う。ま
ず、煙突内に垂らされたワイヤに本体を係合させる。そ
して、本体に設けられた一対のアームを開脚させ、その
先端に設けられた駆動車輪および回転ブラシを付勢手段
によって煙突内壁に押し付ける。ここで、アームの開閉
脚角度を調節することによって様々な内径の煙突に対応
できる。また、アームを閉脚すると装置全体の大きさが
コンパクトとなるため、これを煙突の基端部に煙突径に
比べて小径に形成されたマンホールから煙突内に搬入で
き、従来のように煙突頂部への装置の搬送は不要とな
る。

【０００７】このように、付勢手段によって駆動車輪及
び回転ブラシを煙突内壁に押し付けた後、駆動輪を駆動
させる。すると、押し付けられた駆動輪が十分なトラク
ションを発揮して煙突内壁を周方向に転動し、回転ブラ
シが煙突内壁を周方向に沿って清掃する。また、本体を
ワイヤに沿って昇降させると、回転ブラシが煙突内壁を
軸方向に沿って清掃する。これにより煙突内壁の全面が
清掃されるのである。

【０００８】ここで、アームが付勢手段によって開脚方
向に付勢されているため、煙突内壁に多少の段差等があ
っても吸収できる。また、本体に、本体をワイヤに沿っ
て昇降移動させる機構（セルフクライミング機構）を組
み込んでいるため、従来ように煙突の外部にウィンチ等
の巻上設備を設置する必要がなくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
用いて説明する。

【００１０】図１０に示すように、煙突１は外筒７０の
内部に複数本収容されている。これら煙突１の高さは数
百メートル（〜 200メートル程度）であり、その内壁は
以下のようにして清掃される。

【００１１】図１に示すように、煙突１の頂部開口部２
に、粉塵の飛散を防止する蓋部材３が設置される。蓋部
材３は通常外筒７０の頂面４に設けられた収容部（図示
せず）に収容されている。蓋部材３の裏面には、煙突内
清掃装置５を吊り下げるためのワイヤ６が、撚戻機構７
を介して取り付けられる。ワイヤ６の先端６ａは、煙突
基端部に開口されたマンホール９から外部に導かれ、錘
８が取り付けられてマンホールフロア１０に固定され
る。このワイヤ６は、通常、外筒頂面４に設けられたド
ラム１１に巻き付けられている。なお、当初からワイヤ
先端６ａに錘８を取り付けておいてもよい。

【００１２】ワイヤ６には、煙突内清掃装置５の本体１
２が吊り下げられる。本体１２は、ワイヤ６を把持しワ
イヤ６に沿って昇降移動する上下移動部１２ａと、上下
移動部１２ａに接続索１３を介して吊下された清掃旋回
部１２ｂとからなっている。上下移動部１２ａには、所
謂エンドレスウィンチ１４が収容されている。エンドレ
スウィンチ１４は、そのドラムに上記ワイヤ６を上方か
ら何回か巻き付けて下方に垂らすようになっており、ド
ラムを図示しないモータにより正逆回転させて上下移動
部１２ａをワイヤ６に沿って昇降させ、ドラムを停止さ
せて上下移動部１２ａをワイヤ６の任意の位置に停止さ
せるセルフクライミング機構を有するものである。

【００１３】清掃旋回部１２ｂには、一対のアーム１５
ａ，１５ｂが開閉脚自在に設けられている。アーム１５
ａ，１５ｂは、図２および図３に示すように、清掃旋回
部１２ｂに軸支された回転軸１６に支持されており、図
４から図６に示す開閉脚機構１７によって開閉脚され
る。開閉脚機構１７を図４を用いて説明する。図示する
ように、清掃旋回部１２ｂに軸支された回転軸１６に
は、その一端側にギヤ１８と段付プーリ１９ａと補助ア
ーム２０ａとが固定されると共にアーム１５ａが回転自
在に取り付けられ、他端側に段付プーリ１９ｂと補助ア
ーム２０ｂとアーム１５ｂとが回転自在に取り付けられ
ている。他端側の段付プーリ１９ｂと補助アーム２０ｂ
とは、一体的に形成されており一体となって回転軸１６
廻りを回動する。また、補助アーム２０ａ，２０ｂは、
図５に示すようにアーム１５ａ，１５ｂよりも短く形成
されている。

【００１４】段付プーリ１９ａは、清掃旋回部１２ｂに
設けられたモータ２１の駆動軸２２の段付プーリ２３
に、段付ベルト２４で巻き掛けられている。モータ２１
にはブレーキ２５が設けられている。また、清掃旋回部
１２ｂには、回転軸１６と平行に補助回転軸２６が軸支
されている。補助回転軸２６の一端側には、ギヤ２７が
固定されている。このギヤ２７は、回転軸１６の一端側
に設けられたギヤ１８と噛合する。補助回転軸２６の他
端側には、段付プーリ２８が固定されている。この段付
プーリ２８は、回転軸１６の他端側に設けられた段付プ
ーリ１９ｂに、段付ベルト２９で巻き掛けられている。
この構成によれば、モータ２１を回転させると、回転軸
１６の一端側の補助アーム２０ａと他端側の補助アーム
２０ｂとが相互に逆方向に回転する。なお、段付プーリ
１９ａ，１９ｂ，２３，２８と段付ベルト２４，２９と
は、スプロケットとチェーンでもよい。

【００１５】各補助アーム２０ａ，２０ｂとアーム１５
ａ，１５ｂとの間には、それぞれ捩りコイルバネ３０
ａ，３０ｂが介設されている。捩りコイルバネ３０ａ
は、図５に示すようにその両端に直線部３１ａ，３２ａ
を有し、その一端３１ａが補助アーム２０ａに取り付け
られ、他端３２ａがアーム１５ａに取り付けられてい
る。捩りコイルバネ３０ｂについても同様である。な
お、これら捩りコイルバネ３０ａ，３０ｂに代えて引張
バネでもよい。

【００１６】この構成によれば、一端側の補助アーム２
０ａと他端側の補助アーム２０ｂとが相互に逆方向に回
転すると、図６に示すように捩りコイルバネ３０ａ，３
０ｂを介してアーム１５ａ，１５ｂが開脚回動し、図３
に示すように各アーム１５ａ，１５ｂの先端に設けられ
た駆動車輪３３および回転ブラシ３４が捩りコイルバネ
３０ａ，３０ｂによって煙突内壁１ａに押し付けられ
る。すなわち、本実施形態にあっては上記捩りコイルバ
ネ３０ａ，３０ｂが特許請求の範囲の付勢手段に相当す
る。なお、各補助アーム２０ａ，２０ｂの回動角度は、
図示しないストッパ又はモータ２４に内蔵されたロータ
リエンコーダ等により規制又は制御され、各補助アーム
２０ａ，２０ｂの回動角度の保持は、ブレーキ２５を効
かせることでなされる。

【００１７】駆動車輪３３は、図２及び図３に示すよう
に、各アーム１５ａ，１５ｂの先端にピン３５を介して
支持された支持枠３６に、回転自在に取り付けられてい
る。すなわち、駆動車輪３３に固定された回転軸３７
が、支持枠３６に回転自在に支持されている。回転軸３
７には段付プーリ３８が取り付けられ、段付プーリ３８
が支持枠３６に取り付けられたモータ３９の回転軸４０
の段付プーリ４１に段付ベルト４２で巻き掛けられてい
る。この構成によれば、図２に示すようにモータ３９を
駆動することにより、捩りコイルバネ３０ａ，３０ｂに
よって煙突内壁１ａに押し付けられた駆動車輪３３が煙
突内壁１ａを周方向に転動し、これに伴ってワイヤ６に
吊下された本体（上下移動部１２ａ、接続索１３および
清掃旋回部１２ｂ）が旋回する。このとき生じるワイヤ
６の撚りは、図１に示すワイヤ６上部の撚戻機構７によ
って解放される。

【００１８】駆動車輪３３は、図８に示すように、煙突
内壁１ａの周方向には駆動力を伝達し、軸方向には回転
自在な全方向車輪４３が用いられている。全方向車輪４
３は、回転軸３７に固定されたベース部４４と、ベース
部４４に 120度間隔で回転自在に取り付けられたローラ
部４５とからなるユニット４６を、軸方向に２ユニット
並べて構成されている。各ユニット４６，４６のベース
部４４，４４は、 120度ずらされている。いずれかのユ
ニット４６，４６のローラ部４５を煙突内壁１ａに接地
させるためである。

【００１９】この全方向車輪４３によれば、図３に示す
モータ３９により回転軸３７を回転させると、ベース部
４４に取り付けられた樽状のローラ部４５が、それ自身
自転することなく回転軸３７の周方向に回転駆動され、
煙突内壁１ａを周方向に走行する。また、図１に示すエ
ンドレスウィンチ１４により本体１２を上昇させると
（回転軸３７の軸方向に移動させると）、煙突内壁１ａ
に押し付けられているローラ部４５がその支持軸４５ａ
廻りに自由回転（自転）し、煙突内壁１ａを軸方向に従
動回転する。なお、ローラ部４５の表面には、滑りを防
止するためのウレタン等が設けられている。

【００２０】かかる全方向車輪４３は、回転軸３７に所
定間隔を隔てて２個設けられ、双方のアームで合計４個
設けられている。これは、図３に示すように煙突内壁１
ａに凹凸部４７があって、仮に１の車輪が浮き上がった
場合であっても、残りの３個の車輪によって３点支持を
確保するためである。

【００２１】駆動車輪３３（全方向車輪４３）の支持枠
３６には、図９に示すように回転ブラシ３４の回転軸４
８を軸支する支持枠４９が、連結ブラケット５０を介し
て取り付けられている（図２参照）。詳しくは、回転ブ
ラシ３４は、駆動車輪３３の走行方向前方に配置されて
いる。回転ブラシ３４により清掃された面を駆動車輪３
３が走行するためである。但し、これに限られず逆のレ
イアウトや別のレイアウトとしてもよい。

【００２２】回転ブラシ３４の回転軸４８には段付プー
リ５１が取り付けられ、この段付プーリ５１が支持枠４
９に取り付けられたモータの回転軸の段付プーリ５２に
段付ベルト５３で巻き掛けられている。この構成によれ
ば、モータを駆動することにより、回転ブラシ３４が回
転する。回転ブラシ３４の回転方向は駆動車輪３３の回
転方向と逆方向が好ましい。回転ブラシ３４の煙突内壁
１ａに対する相対速度を高めて、清掃効率を高めるため
である。

【００２３】なお、図７に示すように、回転ブラシ３４
の支持枠４９と連結ブラケット５０とを一体とし、その
連結ブラケット５０を駆動車輪３３の支持枠３６にピン
５４を介して回動自在に取り付け、支持枠３６と連結ブ
ラケット５０との間に取り付けられた捩りコイルバネ５
５により、回転ブラシ３４を煙突内壁１ａに押し付ける
ようにしてもよい。こうすれば、回転ブラシ３４は、図
７に示す捩りコイルバネ５５の付勢力により煙突内壁１
ａに押し付けられ、清掃効率が一層高まることとなる。

【００２４】駆動車輪３３の支持枠３６または回転ブラ
シ３４の支持枠４９には、図１に示すように煙突内壁１
ａを監視するＴＶカメラ５６およびライトが取り付けら
れている。ＴＶカメラ５６は、回転ブラシ３４による煙
突内壁１ａの清掃状態および煙突内壁１ａの損傷等をモ
ニタするものである。

【００２５】また、清掃旋回部１２ｂには、給電ケーブ
ル５７が下げられている。給電ケーブル５７は、前記各
モータやＴＶカメラ５６に接続されており、その先端側
が煙突１の基端部に開口されたマンホール９から引き出
され、マンホールフロア１０に設けられた電気ケーブル
用ドラム５８に巻き付けられ、制御装置５９を介してモ
ニタ６０に接続されている。モニタ６０にはＴＶカメラ
５６の画像が映される。制御装置５９には、清掃装置５
の昇降旋回等を制御するスイッチパネル６１が接続され
ている。作業者６２は、マンホールフロア１０にてこの
スイッチパネル６１を操作する。

【００２６】また、マンホール９には、図１に示すよう
に集塵機６３の吸引ホース６４が挿入される。集塵機６
３は、マンホールフロア１０より下方のグランドレベル
６５に配置されており、煙突内壁１ａの清掃中に飛散落
下する塵埃を吸引除去するものである。なお、煙突１の
底部に堆積した堆積物６６（塵埃等）は、図示しない取
出口を開いて取り出されるようになっている。

【００２７】本実施形態の作用を述べる。

【００２８】煙突内壁１ａの清掃は次のようにして行
う。まず、図１に示すように、煙突１の頂部開口部２を
覆う蓋部材３に撚戻機構７を介してワイヤ６を取り付
け、ワイヤ先端６ａを下方に垂らし、煙突基端部に開口
されたマンホール９から外に取り出す。

【００２９】そして、取り出されたワイヤ６を、当該清
掃装置５の上下移動部１２ａに設けられたエンドレスウ
ィンチ１４のワイヤ挿入口へ挿入する。エンドレスウィ
ンチ１４のワイヤ排出口から排出されたワイヤ先端６ａ
に錘８を取り付け、これをマンホールフロア１０に設置
・固定する。なお、当初からワイヤ先端６ａに錘８を取
り付け、これを煙突１の頂部開口部２から垂らし下げる
ようにしてもよい。

【００３０】そして、清掃装置５の清掃旋回部１２ｂに
取り付けられたアーム１５ａ，１５ｂを閉脚した状態
で、これをマンホール９から煙突１内に搬入する。アー
ム１５ａ，１５ｂを閉脚することにより装置５全体の大
きさが軸方向に沿ってコンパクトとなるため、これを煙
突１の基端部に煙突径に比べて小径に形成されたマンホ
ール９から煙突１内に搬入できるのである。よって、従
来のように煙突１頂部への装置５の搬送は不要となり、
そのための手間やコストが大幅に削減できる。

【００３１】そして、煙突１内にて清掃旋回部１２ｂに
取り付けられた一対のアーム１５ａ，１５ｂを開脚さ
せ、その先端に設けられた駆動車輪３３および回転ブラ
シ３４を、図４に示す捩りコイルバネ３０ａ，３０ｂに
よって煙突内壁１ａに弾性的に押し付ける。かかる操作
は、マンホールフロア１０上の作業員６２がスイッチパ
ネル６１を操作して行う。この際、アーム１５ａ，１５
ｂの開閉脚角度を調節することによって様々な内径の煙
突１に対応できる。

【００３２】そして、このように駆動車輪３３及び回転
ブラシ３４を煙突内壁１ａに押し付けた後、上記作業員
６２により駆動車輪３３を駆動させると共に回転ブラシ
３４を回転させる。すると、捩りコイルバネ３０ａ，３
０ｂにより押し付けられた駆動車輪３３が十分なトラク
ションを発揮して煙突内壁１ａを周方向に転動し、回転
ブラシ３４が煙突内壁１ａを周方向に沿って清掃する。
また、上下移動部１２ａに設けられたエンドレスウィン
チ１４を作動させて本体１２をワイヤ６に沿って上昇さ
せると、回転ブラシ３４が煙突内壁１ａを軸方向に沿っ
て清掃する。これにより煙突内壁１ａの全面が清掃され
るのである。たとえば、本体１２を上昇させながら駆動
車輪３３を回転させることにより、煙突内壁１ａが回転
ブラシ３４により螺旋状に清掃されることとなる。

【００３３】ここで、アーム１５ａ，１５ｂが捩りコイ
ルバネ３０ａ，３０ｂによって開脚方向に弾性的に付勢
されているため、煙突内壁１ａに多少の段差や径の拡縮
等があっても吸収できる。また、本体１２の上下移動部
１２ａ内に、本体１２をワイヤ６に沿って昇降移動させ
るエンドレスウィンチ１４（セルフクライミング機構）
を組み込んでいるため、従来煙突１の外部に設置してい
たウィンチ等の巻上設備が不要となり、コストが大幅に
削減できる。すなわち、本実施形態によれば、従来煙突
頂面４に設置する必要があった装置引上用の大型ウィン
チが不要となるため、大幅なコストダウンとなるのであ
る。

【００３４】また、この清掃の状態は、アーム１５ａ，
１５ｂ先端の支持枠に設けられたＴＶカメラ５６および
ライトによって監視され、その映像がマンホールフロア
１０のモニタ６０に映し出される。このようにして煙突
内壁１ａをその基端部から頂部までの清掃し終わった
ら、上下移動部１２ａのエンドレスウィンチ１４を逆回
転させて装置を下ろし、マンホールから外に取り出して
清掃終了となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る煙突内
清掃装置によれば、次のような優れた効果を発揮でき
る。

【００３６】(1)アームを閉脚することにより装置全体
の大きさをコンパクトとできるので、これを煙突の基端
部に煙突径に比べて小径に形成されたマンホールから煙
突内に搬入でき、従来のように煙突頂部への装置の搬送
は不要となる。また、アームの開閉脚角度を調節するこ
とによって様々な内径の煙突に対応できる。

【００３７】(2)本体に、ワイヤを把持し本体をワイヤ
に沿って昇降移動させる機構（セルフクライミング機
構）を組み込んでいるため、従来のように煙突の外部に
ウィンチ等の巻上設備を設置する必要がなくなる。

【００３８】(3)煙突内に作業員が入ることなく煙突内
壁をその周方向および軸方向に自在に清掃できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に示す煙突内清掃装置の概
要図である。

【図２】図１の II-II線断面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】図２の要部拡大図である。

【図５】図４の V-V線矢視図である。

【図６】アームおよび補助アームの開脚状態を示す図で
ある。

【図７】駆動輪および回転ブラシの部分の変形例を示す
図である。

【図８】駆動輪としての全方向車輪を示す斜視図であ
る。

【図９】回転ブラシを示す斜視図である。

【図１０】煙突の側断面図である。

【符号の説明】

１ 煙突 １ａ 煙突内壁 ５ 煙突内清掃装置 ６ ワイヤ １２ 本体 １５ａ アーム １５ｂ アーム ３０ａ 付勢手段としての捩りコイルバネ ３０ｂ 付勢手段としての捩りコイルバネ ３３ 駆動車輪 ３４ 回転ブラシ ４３ 全方向車輪 ５６ カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 雄一 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 伊藤 三治 東京都江東区牡丹三丁目14番15号 石川島 環境サービス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 煙突内にその頂部から垂らされたワイヤ
   と、該ワイヤに沿って昇降移動する本体と、該本体に開
   閉脚自在に設けられた一対のアームと、各アームの先端
   に設けられた駆動車輪および回転ブラシと、これら駆動
   車輪および回転ブラシを煙突内壁に押し付けるべく、上
   記アームを開脚方向に付勢する付勢手段とを備えたこと
   を特徴とする煙突内清掃装置。
2. 【請求項２】 上記駆動車輪が、煙突内壁の周方向には
   駆動力を伝達し、軸方向には回転自在な全方向車輪であ
   る請求項１記載の煙突内清掃装置。
3. 【請求項３】 上記アームの先端に、煙突内壁を監視す
   るためのカメラを設けた請求項１記載の煙突内清掃装
   置。