JPH1123246A

JPH1123246A - 煙突用肉厚検査装置

Info

Publication number: JPH1123246A
Application number: JP9174224A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Chishina; 裕嗣千品; Yuichi Miura; 雄一三浦; Sanji Ito; 三治伊藤
Original assignee: ISHIKAWAJIMA KANKYO ENG KK; IHI Corp
Current assignee: ISHIKAWAJIMA KANKYO ENG KK; IHI Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】煙突の肉厚検査を自動化する。【解決手段】本発明に係る煙突用肉厚検査装置５は、
煙突１内に垂らされたワイヤ６に沿って昇降移動する本
体１２と、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，１５ｂの先端
に設けられた駆動車輪３３と、上記アーム１５ａ，１５
ｂを開脚方向に付勢し、上記駆動車輪３３を煙突内壁１
ａに押し付ける付勢手段１７と、上記アーム１５ａ，１
５ｂの先端に設けられた肉厚センサ５３とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は煙突用肉厚検査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に煙突は鉄板材料で作られている
が、経年劣化で錆等が生じ、肉厚が薄くなっていく。そ
こで補修の要否判断のため煙突の肉厚検査が行われてい
る。従来、この煙突の肉厚検査は、煙突の頂部開口部か
ら煙突内部にゴンドラ等を下ろし、そのゴンドラ上の作
業員が肉厚センサを煙突内壁に押し当てることにより行
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の肉
厚検査は作業員の手作業で行われていたため繁雑で、し
かも高所作業となるので安全性に問題がある。特に煙突
内は粉塵環境、暗所、閉所であるので作業は代表的な３
Ｋ作業となる。また作業員（人間）が乗る大型のゴンド
ラが必要となり、その設置作業に時間、コストがかかる
ほか、煙突頂部に大型のゴンドラ昇降装置（ウィンチ
等）を設けなければならないという弊害もある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る煙突用肉厚
検査装置は、煙突内に垂らされたワイヤに沿って昇降移
動する本体と、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と、上記
アームを開脚方向に付勢し、上記駆動車輪を煙突内壁に
押し付ける付勢手段と、上記アームの先端に設けられた
肉厚センサとを備えたものである。

【０００５】本発明は、本出願人が先に提案した「煙突
内清掃装置」（特願平7-320366号、以下先願という）の
改良にかかり、この先願のアームの先端の回転ブラシを
肉厚センサに置き換え、本発明に係る煙突用肉厚検査装
置としている。

【０００６】本発明においては、アームを開脚させて駆
動車輪を煙突内壁に押し付ける。すると駆動車輪が十分
なトラクションを発揮するようになり、あとは駆動車輪
を駆動してやれば装置全体が煙突軸回りを回転する。ア
ームの先端には肉厚センサがあるので、この肉厚センサ
が煙突の肉厚を周方向に順次測定していくこととなる。
また本体がワイヤに沿って昇降移動するので、肉厚セン
サは高さ方向にも位置を変えられる。こうして煙突の全
箇所の肉厚測定が自動で行えるようになる。

【０００７】なお、上記肉厚センサが超音波センサであ
るのが好ましく、また上記肉厚センサが、上記アームの
先端に着脱自在に設けられて回転ブラシと交換可能であ
るのが好ましい。さらに、上記煙突内壁を撮影するため
のカメラ手段と、その撮影された映像を映しだすための
モニタ手段とをさらに備えるのが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を用いて説明する。

【０００９】図５は本発明に係る煙突用肉厚検査装置が
適用される肉厚検査システムの全体を示し、図示するよ
うに煙突１は大径の外筒７２内に複数本（図示は１本の
み）収容されている。煙突１は所定の肉厚を有する鉄板
材料からなり、その高さは数百メートル（〜 200メート
ル程度）ある。肉厚検査に際しては、煙突１の頂部開口
部２に、粉塵の飛散を防止するための蓋部材３が設置さ
れる。蓋部材３は通常外筒７２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、煙突用肉厚検査装置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
部に導かれる。

【００１０】図２に詳細に示すように、ワイヤ６には煙
突用肉厚検査装置５の本体１２が係止されて吊り下げら
れる。即ち本体１２にはエンドレスウィンチ１４が収容
され、エンドレスウィンチ１４はそのシーブに上記ワイ
ヤ６を１回巻き付け、下方に垂らすようになっている。
そしてエンドレスウィンチ１４は、ドラムを図示しない
モータにより正逆回転させ、ワイヤ６の巻取り・繰出し
を行うことにより本体１２をワイヤ６に沿って昇降させ
る。なおドラムを停止させれば本体１２はワイヤ６の任
意の位置に停止する。このようにエンドレスウィンチ１
４は本体１２のセルフクライミング機構をなす。

【００１１】図１、図２に示すように、本体１２には一
対のアーム１５ａ，１５ｂが開閉脚自在に設けられてい
る。アーム１５ａ，１５ｂは本体１２に支持軸１６を介
して回転自在に支持されている。これらアーム１５ａ，
１５ｂは開閉脚機構１７によって開閉脚される。開閉脚
機構１７は、本体１２に取り付けられたエアシリンダ１
８と、エアシリンダ１８及びアーム１５ａ，１５ｂを掛
け渡す一対の連結リンク１９ａ，１９ｂとから主に構成
される。エアシリンダ１８は、そのピストンロッド１８
ａを上向きにして配置され、伸縮動作によりピストンロ
ッド１８ａのヘッド部１８ｂを昇降させる。連結リンク
１９ａ，１９ｂはその一端がヘッド部１８ｂに、他端が
アーム１５ａ，１５ｂの中間部に、それぞれピン２０を
介して回転可能に接続されている。エアシリンダ１８に
は、地上のエア供給源（コンプレッサ等）から、図示し
ないエアホースを介し、所定のエア圧が選択的に供給さ
れる。

【００１２】この構成によれば、エアシリンダ１８にエ
ア圧が供給されると、ヘッド部１８ｂが上昇して連結リ
ンク１９ａ，１９ｂを押し上げ、アーム１５ａ，１５ｂ
を開かせる。そしてアーム１５ａ，１５ｂの先端に設け
られた駆動車輪３３を煙突内壁１ａに押し付けるように
なる。このように開閉脚機構１７は、アーム１５ａ，１
５ｂを開脚方向に付勢し、駆動車輪３３を煙突内壁１ａ
に押し付ける付勢手段を構成する。

【００１３】ところで、このとき外乱等により装置５が
一旦斜めになると、アーム１５ａ，１５ｂがどんどん開
いていくと同時に装置５が斜めに傾いていき、つまり装
置５の姿勢が乱れ、駆動車輪３３の正確な押し付けがで
きなくなる虞がある。

【００１４】そこでこの開閉脚機構１７では以下のよう
な構成が採られる。即ち、ヘッド部１８ｂの頂部には上
方に延出するロッド部１８ｃが一体的に設けられてい
て、このロッド部１８ｃの外周にコイルスプリング２２
が相対移動可能に嵌合されている。ロッド部１８ｃはヘ
ッド部１８ｂの昇降に合わせて自由に昇降できるが、コ
イルスプリング２２はその上昇が規制部２３で所定高さ
までに規制されている。エアシリンダ１８へのエア供給
時には、エアシリンダ１８内部のピストンが一定の力を
受けて上昇し、これに合わせてアーム１５ａ，１５ｂが
開いていき、コイルスプリング２２も上昇される。そし
て駆動車輪３３が煙突内壁１ａに適度に押し付けられる
ようになると、コイルスプリング２２も規制部２３に突
き当たってある程度圧縮されるようになる。こうなる
と、コイルスプリング２２の圧縮反力と駆動車輪３３の
押し付け反力とがピストン力とちょうどバランスするよ
うになる。こうして過度の開脚及び装置５の傾斜が防止
され、このような装置５の姿勢の安定化を実現すべく、
コイルスプリング２２の長さやバネ定数が設定されてい
る。

【００１５】なお、煙突内径が変わるとアーム１５ａ，
１５ｂの開き角が変わり、エアシリンダ１８のストロー
ク量も変わるので、コイルスプリング２２を煙突内径に
合わせて交換したり、規制部２３の位置を変更したりす
る必要がある。また上記構成にあっては煙突内壁１ａに
凹凸があってもコイルスプリング２２及びエアシリンダ
１８が適宜伸縮し、その凹凸を吸収することができる。
つまりエアシリンダ１８はエアスプリングの如く作用し
ている。エアシリンダ１８にエアが供給されない通常時
は、エアシリンダ１８のピストンがフリーに移動できる
ので、アーム１５ａ，１５ｂは自重で下降し、閉じられ
るようになる。

【００１６】駆動車輪３３は、各アーム１５ａ，１５ｂ
の先端にピン３５を介して支持されたボックスフレーム
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、ボックスフレー
ム３６に回転自在に支持されている。回転軸３７ないし
駆動車輪３３は、ボックスフレーム３６内のモータ３９
によってプーリ・ベルト機構を介して駆動されるように
なっている。こうしてモータ３９を駆動することによ
り、煙突内壁１ａに押し付けられた駆動車輪３３が、煙
突内壁１ａから十分なトラクションを得て、煙突内壁１
ａ上を周方向に自走するようになる。そしてこうなれ
ば、装置５全体が煙突軸回りを回転するようになる。な
おこのとき生じるワイヤ６の撚りは先の撚戻機構７によ
って解放される。

【００１７】ここで駆動車輪３３は、先願にも示した
が、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４３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とからなる車輪ユニット４６を、上下
に二つ隣接させて（不図示）構成されている。そして一
の回転軸３７に対し全方向車輪４３が二つ用意され、こ
れらはそれぞれ回転軸３７の上下端に取り付けられてい
る。一の全方向車輪４３において、上下に隣接するロー
ラ部４５は60度ずつ位置がずらされている。これによっ
て全方向車輪４３は全周で煙突内壁１ａに接地できる。

【００１８】モータ３９により回転軸３７を回転させた
場合、ベース部４４に取り付けられた樽状のローラ部４
５が、それ自身自転することなく煙突内壁１ａを蹴って
周方向に走行するようになる。また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上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。

【００１９】かかる全方向車輪４３は、双方のアーム１
５ａ，１５ｂで合計４個設けられている。これは、煙突
内壁１ａに凹凸があって仮に１の車輪が浮き上がった場
合でも、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。

【００２０】ところで、この装置５の場合、回転軸３７
に回転ブラケット２３が相対回転自在に取り付けられて
いる。回転ブラケット２３はクランク状とされ、一端が
ボックスフレーム３６の真下で回転軸３７が挿通され、
他端が駆動車輪３３の走行方向前方に延出されている。
そして一方のアーム１５ｂ側の回転ブラケット２３には
ブラシユニット２４が載置固定され、他方のアーム１５
ａ側の回転ブラケット２３には肉厚検査ユニット２５が
載置固定されている。つまり本装置５では、煙突１内の
清掃と煙突１の肉厚測定とが同時に行えるようになって
いる。なお回転ブラケット２３は駆動車輪３３の回転軸
３７ではなく別の回転軸に取り付けられてもよい。

【００２１】ブラシユニット２４は、回転ブラケット２
３上に載置固定されるボックスフレーム４９と、ボック
スフレーム４９から露出されてボックスフレーム４９に
回転自在に支持される回転ブラシ５０とから主に構成さ
れる。ボックスフレーム４９内にはモータ５１が配設さ
れ、モータ５１はプーリ・ベルト機構を介して回転ブラ
シ５０を駆動する。回転ブラシ５０が駆動車輪３３の走
行方向前方に配置されるため、回転ブラシ５０により清
掃された面上を駆動車輪３３が走行できる。また回転ブ
ラシ５０の回転方向は駆動車輪３３の回転方向と逆方向
とされ、煙突内壁１ａに対する回転ブラシ５０の相対速
度を高め、清掃効率を向上するようになっている。アー
ム１５ｂには図示しないブラケットを介して押し付けシ
リンダ５２が設けられる。これはボックスフレーム４９
を後方から押して回転ブラシ５０を回転軸３７回りに旋
回させ、回転ブラシ５０を煙突内壁１ａに押し付けるた
めのものである。

【００２２】他方、肉厚検査ユニット２５は、前記同様
に回転ブラケット２３上に載置固定されるボックス状の
ケーシング５２と、ケーシング５２に収容固定され、煙
突内壁１ａに押し当てられる肉厚センサとしての接触プ
ローブ５３とから主に構成される。図３に示すように、
ケーシング５２は、煙突内壁１ａに臨む前面部が開放さ
れてこれに接触プローブ５３を嵌合固定させている。接
触プローブ５３は樹脂製本体部５４に振動子５５を埋設
してなる周知の超音波センサである。即ち、接触プロー
ブ５３は、本体部５４の前面５４ａを煙突内壁１ａに押
し当て、振動子５５から発した超音波の返りを検知する
ことにより、煙突１の肉厚を測定するようになってい
る。

【００２３】一般に超音波は気体中では伝達が悪いこと
から、かかる肉厚検査ユニット２５では本体部前面５４
ａと煙突内壁１ａとの界面に接触媒質５６を満たし、超
音波の通りを良くするようになっている。接触媒質５６
は水、マシン油、グリセリン等が用いられ、本体部５４
を貫通する通路５７から前記界面に供給される。図４に
示すように、本体部前面５４ａには通路５７に連通する
溝５８が設けられ、溝５８は接触媒質５６の貯留部をな
し、界面全体に接触媒質５６を行き亘らせる。ここでは
溝５８は振動子５５を取り囲むような矩形とされてい
る。ケーシング５２内において、通路５７にはニップル
５９を介してホース６０が接続され、ホース６０はユニ
ット外の本体１２等に位置する圧送タンク６１に接続さ
れている。圧送タンク６１はピストン６２を備え、この
ピストン６２をエア圧で押動することにより、タンク内
に貯留された接触媒質５６を加圧供給するようになって
いる。

【００２４】また、ここでも肉厚検査ユニット２５は、
前記同様の押し付けシリンダ６３によって後方から押さ
れ、回転軸３７回りに旋回して、本体部前面５４ａを煙
突内壁１ａに押し当てるようになっている。

【００２５】この構成では、ブラシユニット２４と肉厚
検査ユニット２５とが、ボルト等の留め具によって回転
ブラケット２３に着脱自在に且つ交換可能に取り付けら
れている。よって本装置５は、肉厚検査ユニット２５を
両アーム１５ａ，１５ｂに取り付けて肉厚検査専用装置
とすることもできるし、ブラシユニット２４を両アーム
１５ａ，１５ｂに取り付けて清掃専用装置とすることも
できる。このように本装置は高い互換性と幅広い汎用性
とを備えている。

【００２６】図５に示すように、ブラシユニット２４が
取り付けられる一方のアーム１５ｂには、煙突内壁１ａ
の劣化状態、清掃状態等を局部的に撮影するためのビデ
オカメラ６４（カメラ手段）が取り付けられている。ま
た本体１２にも、装置５による清掃状況や肉厚検査状況
を全体的に撮影するためのビデオカメラ６５（カメラ手
段）や、作業位置を照らすためのライト（図示せず）が
取り付けられている。さらに本体１２には図２に示すよ
うに制御手段としてのコントロールボックス６６が取り
付けられ、コントロールボックス６６はケーブル６７を
介して地上の制御部から電力及び制御信号を受け、各モ
ータ、シリンダ、ビデオカメラ等の駆動制御、方向制御
等を実行する。

【００２７】図５に示すように、地上の制御部にはモニ
タ６８（モニタ手段）、記録表示装置６９及びスイッチ
パネル７０が設けられる。モニタ６８には、ビデオカメ
ラ６４，６５で撮影された映像や、肉厚検査ユニット２
５で測定された肉厚値等の各種情報が映しだされる。記
録表示装置６９は主に煙突１の肉厚の測定値を記憶し、
その測定値を表示するのに用いられる。スイッチパネル
７０は作業者によって操作され、これによりコントロー
ルボックス６６に制御信号が送られて、装置５の昇降や
回転等、ビデオカメラ６４，６５の姿勢等が手動操作さ
れることになる。

【００２８】なお、マンホール９には図示しない集塵機
の吸引ホースが挿入され、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ようになっている。煙突底
部に堆積した塵埃等は、図示しない取出口を開いて取り
出すことができる。

【００２９】さて、本実施形態にかかる煙突１の肉厚検
査は次のようにして行う。まず図５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。そしてマンホール９外の地上で、ワイヤ６の先端部
を当該装置５のエンドレスウィンチ１４のワイヤ挿入口
に挿入する。この後、エンドレスウィンチ１４のモータ
を回転させると、ワイヤ６がシーブに１回巻き付いてワ
イヤ排出口から繰り出されてくる。これによって装置５
がワイヤ６に係止される。

【００３０】さらにアーム１５ａ，１５ｂを閉脚した状
態で、装置５をマンホール９から煙突１内に搬入する。
特にアーム１５ａ，１５ｂを閉脚することで装置５が細
長いコンパクトな状態となり、比較的小径のマンホール
９から煙突１内に搬入できるようになる。

【００３１】次に、スイッチパネル７０を操作してエン
ドレスウィンチ１４を駆動し、ワイヤ６が緊張する程度
に装置５を所定高さまで上昇させ、エアシリンダ１８に
エア圧を供給する。すると煙突１内でアーム１５ａ，１
５ｂが開脚し、駆動車輪３３が煙突内壁１ａに押し付け
られる。この後二つの押し付けシリンダ５２，６３にも
エアが供給され、押し付けシリンダ５２，６３が伸長さ
れる。これによって回転ブラシ５０及び接触プローブ５
３が煙突内壁１ａに押し付けられる。

【００３２】この後、さらにスイッチパネル７０を操作
して駆動車輪３３を駆動させ、回転ブラシ５０を回転さ
せると共に、接触プローブ５３に給電する。すると、駆
動車輪３３が十分なトラクションを発揮して煙突内壁１
ａを周方向に走行し、回転ブラシ５０が煙突内壁１ａを
周方向に沿って清掃し、接触プローブ５３が順次周方向
に移動して煙突１の肉厚測定を行っていく。特に接触プ
ローブ５３による検知信号がモニタ６８や記録表示装置
６９に順次送られていき、作業者はこれらモニタ６８、
記録表示装置６９から具体的な煙突１の肉厚値を知るこ
とができる。さらに作業者はモニタ６８の画面の切替え
により煙突内壁１ａの劣化状況を具体的に目視できる。

【００３３】そして、さらにスイッチパネル７０を操作
してエンドレスウィンチ１４を駆動し、本体１２を上昇
させていけば、清掃及び肉厚測定を行う高さ位置を順次
変えていくことができる。この上昇は装置５の回転と同
時に行える。こうして清掃と肉厚測定とが煙突内壁１ａ
に沿って螺旋状に行われていくこととなる。なお煙突内
壁１ａに図２に示すような突起物７１がある場合、作業
者が突起物７１をモニタ６８で確認しアーム１５ａ，１
５ｂを閉じれば装置５の通過が可能となる。

【００３４】このように、本装置５によれば煙突１の肉
厚検査を人手によらず自動で行えるので、悪環境での高
所作業を避けられ、作業性、安全性を飛躍的に向上でき
る。またゴンドラが不要となり、これに伴う弊害も防止
できる。本装置５は煙突基端部（地上）で容易に設置作
業、操作等が行える。さらに煙突１内の清掃も同時に行
えるので大変便利である。特に装置５側に設けたビデオ
カメラ６４，６５や、地上に設置したモニタ６８、記録
表示装置６９により、劣化状況を画像情報と数値情報と
で確認且つ処理でき、後の補修作業を効率的に行える利
点がある。

【００３５】本発明の実施の形態は上記のものに限られ
ない。例えばアームや肉厚センサの数を増やして複数箇
所で同時に測定を行ってもよい。付勢手段もエアシリン
ダを用いたものに限られず、単純なスプリングによるも
のや、モータ、油圧シリンダ等を用いるものでもよい。
肉厚センサも上述の超音波センサ以外のあらゆる形式の
ものが使用できる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は次のような優れた効果を発揮す
る。

【００３７】(1)煙突の肉厚検査を人手によらず自動で
行え、作業性、安全性を飛躍的に向上できる。

【００３８】(2)ゴンドラが不要となり、その設置作業
等を省略できる。

【００３９】(3)煙突内の清掃も同時に行えるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る煙突用肉厚検査装置を示す平面図
である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】肉厚検査ユニットを示す縦断正面図である。

【図４】肉厚検査ユニットの前面部を示す図である。

【図５】肉厚検査システムの全体図である。

【符号の説明】

１煙突１ａ煙突内壁５煙突用肉厚検査装置６ワイヤ１２本体１５ａ，１５ｂアーム１７開閉脚機構３３駆動車輪５０回転ブラシ５３接触プローブ６４，６５ビデオカメラ６８モニタ

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木場五丁目10番11号石川島環境エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】煙突内に垂らされた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と、
上記アームを開脚方向に付勢し、上記駆動車輪を煙突内
壁に押し付ける付勢手段と、上記アームの先端に設けら
れた肉厚センサとを備えたことを特徴とする煙突用肉厚
検査装置。
【請求項２】上記肉厚センサが超音波センサである請
求項１記載の煙突用肉厚検査装置。
【請求項３】上記肉厚センサが、上記アームの先端に
着脱自在に設けられて回転ブラシと交換可能である請求
項１又は２記載の煙突用肉厚検査装置。
【請求項４】上記煙突内壁を撮影するためのカメラ手
段と、その撮影された映像を映しだすためのモニタ手段
とをさらに備えた請求項１乃至３いずれかに記載の煙突
用肉厚検査装置。