JPS6269016A - 自動ライニング装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高層煙突や鉄塔などの高層構造物の内面への
ライニング材の吹付けを自動釣にしかも均一に行なうよ
うにしｔ：自動ライニンク゛装置に関する。

〈従来技術と問題点〉 高層煙突や鉄塔などの高層構造物の内面に耐火材や耐酸
材等をライニングする作業は、今まで、すべて人力にた
よっていた。人力による作業であるため、多くの人手を
要する削りには能率が上がらず、又作業者にとって（よ
、ゴンドラ設備に搭乗しての高所での作業となるため大
きな危険が伴い、粉塵の発生等もあり作業環境も非常に
悪かった。更に、最近では、以上のような特殊作業を行
なう作業者が減少しているので、作業計画が立てに＜＜
、ライニング工期も長期間に渡るという問題がある。

上記の種々の問題に対し、ライニング作業を自動化する
ことが考えられているが、ライニング作業を自動化する
にあたっては、よだ屏決されなければならない問題があ
る。ライニング作業を自動化するには、ライニング材の
吹付けを自動化あるいは機械化するだけでは足らず、ラ
イニング材の吹付は厚を所定のライニング厚で均一にす
る必要がある。このライニング材の吹付は厚の測定は、
人力による作業においてはゲージで目測していたのであ
るが、ライニング材の吹付けを自動化したならばそれに
合わせて自動化（７なければならないが、そのような手
段はいまだ提案されていない。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明１よ上記のような技術的状況にかんがみてなされ
たもので、ライニング材の自動吹付は機能とライニング
厚の自動計測機能とを備えｔこライニング装置を提供し
、もってライニング施工作業能率の向上を図ると共に、
高品質ライニング施工面を確保することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の構成は、高層の構造物に沿
って昇降される架台上に構造物表面に沿って走行可能に
装置本体を搭載し、ライニング材を噴射するノズルを具
えたノズルヘッドを上下動可能、首振り動可能、構造物
表面に対し進退動可能に前記装置本体に装備する一方、
構造物表面に吹付は施工されるライニング材の厚さを測
定すべくライニング材施工前後の構造物表面までの距離
をそれぞれ検出する距離検出器とを備えてなる自動ライ
ニング装置に存する。

〈作　用〉 上記構成の自動ライニング装置では、装置本体を構造物
表面に沿って移動させると共に、ノズルよりライニング
材を噴射することにより構造物表面へのライニング材施
工がなされる。又、ライニング材の施工と合わせて距離
検出器によリライニング材施工前後の距離の変化つまり
ライニング厚が測定され、そのライニング厚と目標ライ
ニング厚との比較によりノズル位置の修正、次回ライニ
ング厚の変更が可能となり、ライニング厚の均一化が達
成される。

〈実施例〉 第１図には本発明の一実施例に係る自動ライニング装置
の一部破断した正面を示し、第２図には第１図の実施例
装置を高層の構造物に配設した様子を示し、第３図には
自動ライニング装置の吹付はノズル昇降速度とライニン
グ厚さとの相関関係を示し、第４図に（よ距離検出器に
よろライニング厚さ検出手順を示す。

■は架台としてのゴンドラ装置で、高層煙突の筒身など
の対象物体（高層構造物）２の内側に複数本の吊りロー
プ３で吊り下げられる。前記吊りロープ３は、ライニン
グ対象物体２の頂部４に取付けられた滑車あるいはそれ
に準するもの５を介し、地上に設置された吊りロープ巻
取り装置（例文ば、ウィンチ装置など、ただし図では省
略）により、巻上げ、巻降しされる。

又、前記ゴンドラ装置１にｉ、ｆ複数個のガイド及び揺
れ防止装置６　（詳細は後述）を設け、ゴンドラ装置１
の昇降動作時に対象物体２の内壁面に闇突しないように
しである。前記吊りロープ巻取装置により、ゴンドラ装
置１の高さ方向の制御を行なうことができ、その制御は
、地上に配置された操作盛（図では省略）をイペレータ
が操作し、吊りロープ巻取り装置の駆動装置を起動停止
することによりなされる。

前記ゴンドラ装置１には、円形状の軌道レール７が配設
さオ］、ライニング材吹付はノズルを昇降、進退、傾？
１、首振り等させる動作機能を有する機織装置からなる
自動ライニング装置８がこの軌道レール７上に乗ぜられ
ている。自動ライニング装置８が軌道レール７上を走行
することにより、ライニング材吹付はノズルは対象物体
２の内壁面に治って運行される。

ライニング作業の施工に必要な耐火材、耐酸材などのラ
イニング材の供給装置９は、地−ヒもしくは対象物体２
のある高さに設けられた点検歩廊等のプラットフォーム
２ａ上に設置され、前記ゴンドラ装＠１及び自動ライニ
ング装置８の動力、制御線も含め複数本のケーブル、ポ
ース類１１で、ライニング処理を施すのに必要な材料、
電気エア等の供給がなされる。尚、前記ケーブル、ホー
ス類１１は対象物体２に設けられた点検用マンホー刀、
１０の開口部又は地上付近の・煙路開口部を利用して、
ゴンドラ装置１及び自動ライニング装置８まで配線、配
管される。

前記自動ライニング装置８の本体をなす自走台車１２は
、位置検出器付モータ１３、減速機（図示省略）、車輪
】４、ガイ）：及び転倒防止用ローラ１５等を装備し、
前記ゴンドラ装置１上に敷設された円形状軌道レール７
上を対象物体２の内壁面に治って走行する。自動ライニ
ング装置８において、コラム１６は位置検出器付モータ
１７、このモータ１７により回転されるねし１８等から
なる駆動伝達系を備え、前記ねじ１８には昇降台１９が
螺合され、昇降台１９は前記駆動伝達系により上下動さ
れる。昇降台１９は、位置検出器付モータ２１、減速機
、ピニオン及びラック２２等からなる駆動伝達系を有し
、昇降台１９に備えられたアーム２０ばこの駆動伝達系
により前後方向（対生物体２内壁面に垂直な方向）に駆
動される。アーム２０の先端にはノズルヘッド２３が設
けてあり、ノズルヘッド２３にはモータ、減速機等（図
示省略）を介して首振り動可能にライニング材吹付は用
ノズル２４が設けられている。前記コラム１６にはライ
ニング部監視用の投光設備を含むＩＴＶ％　’ｌ　２５
が設置され、吹付はノズノＬ−２４の先端近・くには対
象物体２の内壁面までの距離を検出する超音波センサを
利用した距離検出器２６が設けられ、更に、自走台車１
２には、前記距離検出器２６と対象物体２の内壁面まで
の距離ｅ。

と等しくなるように、前記距離検出器２６と全く同じ機
能を有する比較基準用の距離検出器２７が設けられてい
る。

図中、２８は対象物体２の内壁面に設けられ、吹付けら
れたライニング材を付着させるための金具類、２９は施
工されたライニング材である。

金具類２８としては、例えば、第４図に示すように、対
象物体２の内壁面に溶接等で固定されたスタッド３０、
スタッド３０に溶接等で固定された縦筋３１、横筋３２
、これら縦筋３１、横筋３２に固縛されたラス材（金網
）３３等が考えられる。

なお、第４図中、１０は距離検出器２６，２７から対象
物体２内壁面までの距離、１１は距離検出器２６，２７
からラス材３３までの距離、１２は距離検出器２６．２
７から、施工さｔまたライニン々゛材２９表面までの距
離、Ｔはライニング施工目標の所定ライニング厚さ、ｔ
、は吹付は施工されたライニング厚さ、Ｌは吹付はノズ
ル２４０対象物体２内壁面へ沿って走行させろ距離であ
る。

次に、上記構成の自動ライニング装置によるライニング
作業について説明する。

対象物体２の下部に設けた煙路開口部等の開口部から対
象物体２の内面に、手又はクレーン等で１．股入、組立
てらねたゴンドラ装置】及びそれに搭載された自動ライ
ニング装置８において、地上設置の操作盤操作により、
地上に配置された吊りロープ巻取り装置を作動させ、ゴ
ンドラ装置１を所定ライニング施工場所（高さ）まで揚
重する。なお、ライニング材供給装置９からのライニン
グ材供給ホースを含め、ライニング処理に必要な材料、
電気、及びエア等のケーブル、ホース類１１はゴンドラ
装置１の揚重前、あるいは揚重後にゴンドラ装置１及び
自動ライニング装置８に設けた所定の接続口に連結され
ることはいうまでもない、）なお又、呼突等の内面への
ライニング作業において、エア等を利用してライニング
材を対象物体２の表面に吹付けて施工する場合には、ラ
イニング材の対象物体２の表面からのはね返り　（リバ
ランド）分の付着によろライニング品質面への影響を考
慮し、一般に上方から下方に向けてライニング作業を施
工する。

前述の如く、ゴンドラ装置１が所定高さ位置に揚重され
ると、ゴンドラ装置１の下部に設けたガイド及び揺れ止
め装置６を構成しているシリンダを作動させ、ガイドロ
ーラを突出し、対象物体２の内壁部に設けた金具類２８
　（横筋３１、ｍ筋３２　、ラス材３３で構成されてい
る）に一定の力で押付け、ゴンドラ装置１の揺れを防１
」：すると共に、ゴンドラ装置１の軸心と、煙突筒身の
軸心とがほぼ合致するようにする。

次に、地上のオペレータは自動ライニング装置８を構成
するコラム１６の頂部付近に設けたＩＴＶ装置２５を利
用し、操作盤内のブラウン管上に映し出されるライニン
グ材吹付はノズル２４の先端部付近の画像を見ながら、
吊りロープ巻取り装置を作動させ、ゴンドラ装置１の高
さ方向の微調整位置決めを行う。

次に、自動ライニング装置８を構成する昇降台１９をモ
ータ１７の駆動によりねじ１８を介してその上限ストロ
ーク位首にセットすると共にＡ７−ム２０をモータ２１
の駆動によりピニオン及びラック２２を介して前後進さ
せ、あらかじめ煙突筒身の傾きに合せ、ノズルヘッド２
３のモータ、減速機等により、対象物体２の内壁面に垂
直になるようにされた吹付はノズル２４の先端部付近に
設けた距離検出器２６と対象物体２の内壁面までの距離
が４゜になるよう位置決めする。

ライニング材の自動吹付は作業は、ライニング材供給装
置９がらエアでライニング材をケーブル、ホース類１１
を介して、吹付はノズル２４まで圧送し、吹付はノズル
２４がら吹出させることによりなされる。併せて駆動モ
ータ１７゜２１を高速で正逆駆動して、昇降台１９のス
トローク範囲において、前記距離検出器２６と対象物体
２の内壁面までの距離Ｉ０が変化しないよう、昇降台１
９及びアーム２０が駆動制御される。すなわち吹付はノ
ズル２４が高速で対象物体２の表面に対して上下動され
ることで、ライニング施工面を広く取るようにしている
。更に、自動ライニング装置８を構成する自走台車１２
のモータ１３を駆動することにより、吹付はノズル２４
を対象物体２の内壁面に治って運行することで対象物体
２の内壁面の上下、左右方向のライニング作業が自動的
に行なわれる。

すなわち、自動ライニング装置８を構成する自走台車１
２、昇降台１９、アーム２ｏの駆動制御により、昇降台
１９のストローク範囲の幅で、対象物体２の内壁面の円
周方向にライニングが自動的に施工されるのである。

対象物体２の内壁面の円周に渡って所定厚さのライニン
グが施工されると、地上設置の操作盤操作により、吊り
ロープ巻取り装置を作動させ、ゴンドラ装置１を所定の
距離まで下降させ、次のライニング施工箇所を順次自動
ライニングして行く。

これらを繰返すことにより、対像物体２の内壁面すべて
に渡って所定厚さのライニング作業を自動で行うことが
できる。

次に、距離検出器２６．２７を使って、所定厚さのライ
ニング厚さを得るためのライニング施工法を説明する。

ライニング作業を手作業で行う場合のライニング厚さの
管理（よ、ライニング材供給装置９の能力に応じた吹付
は作業者の感覚的なもので吹付はノズル２４を動かして
、ライニング材を吹付けると共に、吹付は後のゲージマ
ンによるゲージ計測により吹付は作業者及びゲージマン
の互いの連絡、指示により、はぼ所定厚さのライニング
厚さを得るやり方で行なっている。これに対し、自動ラ
イニング装置８を利用する場合には、作業者が、ゴンド
ラ装置１上に搭乗していないため、ライニング厚さを自
動的に検出し、所定ライニング厚さを得るための補正動
作を自動ライニング装置８に行なわせる必要がある。

ライニング材供給装置９のライニング材供給能力から自
動ライニング装置８を構成する自走台車１２の走行速度
及び吹付はノズル２４から対象物体２までの距離を一定
とした場合、第３図の例に示す如く、昇降台１９の昇降
動作による吹付はノズル２４の昇降速度と対象物体２の
内壁面に施工されるライニング厚さとの関係曲線をあら
かじめ求めることができろ。この関係曲線を利用して具
体的に、ライニング厚さの施工管理を行う方法は次の通
りである。但し、所定ライニングＨさを得るためのライ
ニング施工要領は２回吹付け（２層吹き）で行う例で説
明する。

第４図（ａｌ　（ｂｌにおいて、自走台車１２に設けた
比較基準用の距離検出器２７と対象物体２の内壁面まで
の距ｉＮ。に合わせて、吹付け、ノズル２４に設けた距
離検出器２６が位置決めセットされたとする。この時、
吹付はノズル２４と対象物体２の内壁面までの距離はＩ
となる。

自動ライニング作業は、まず、所定ライニング厚さ］゛
に対し、対象物体２の内壁面に設けたラス材３３までの
距ＦＩＡ（１０’−１，）に相当する厚さのライニング
を施工する。この時の自動ライニング装置８の稼動条件
は第３図に示す特性曲線から前述の（ｌｏ−！、）のラ
イニング厚さになる条件で動作きせる。

実際の自動ライニング作業中においては、第４図（ａｌ
のＡ矢視図である第４図（ｂｌに示す如く、対象物体２
の内壁面の円周方向に対して対象施工面を複数分割しく
第４図ｔｂｔ中のＬ”が分割単位）、各分割面単位で所
定のライニング厚さに施工し、順次、次の対象施工面に
移っていくやり方をとっている　（ライニング２回吹き
での各吹付は時間間隔が長いと、ライニング材の重ね会
わせ部の曲げ、圧縮強度及び含水率等の物性値が変るた
め、品質が悪くなる　）。従って、第４図に示す如く、
第１図の自動ライニング作業において、対象物体２の上
下方向に対して昇降台１９の動きによる吹付はノズル２
４の上下ストローク分、又円周方向に対しては分割面に
相当する自走台車１２の移動距ｆｉＬ分の面積部がライ
ニング施工される。

なお、上記吹付は作業中においては、ライニング材供給
装置９からのライニング材供給量は、一定の条件で供給
されるように駆動されるが、ライニング材が粉体である
ことからホース内への付着等により、必らずしも吹付け
、ノズル２４から一定量吹出されるとは限らず、ライニ
ング厚さが変動する要因があるため、ある時間間隔にて
、距離検出器２６で、ライニング施工直後の距離１２を
針側すると同時に、比較基準用距離検出器２７で前記吹
付はノズル２４で吹付は施工される面より外れた箇所の
距９１．１　　を計測し、制御装置により両検出諸の検
出データの演算処理で、第１回目でのライニング厚さｔ
を算出するとともに、計測時の測定位置（上下、及び円
周位置）は昇降台１９及び自走台車１２の駆動用モータ
１７及び１３に付属している位置検出器の信号データか
ら、各計測点位置とその場所でのライニング厚さｔｌを
制御装置に内蔵の記憶装置に記憶させる。

前述の如く自走台車１２が所定分割面に相当ずろ距離り
走行すると、自走台車１２は停止すると同時に高速で逆
走し、スタート点に戻り、第２回目の自動ライニング作
業の準備に入る。

一方、前述の距離検出器２６．２７を利用して計測した
第１回目のライニング作業での各測定位置でのライニン
グ厚さｔから、所定ライニング厚さＴに対する各測定位
置での残りのライニング厚さ盪（Ｔ−ｔ）を算出する。

また、各測定位置でのライニング厚さくｔｌ）のデータ
を利用し、第３図に示す基本となる特性曲線を修正する
と共に、前記各測定位置での残りのライニング厚さ　（
Ｔ−ｔ）に相当する吹付はノズル２４の昇降速度を算出
する。

制御装置による上記の演算処理の後、第１回目と同様に
自走台車１２及び昇降台１９を上記演算処理に基づく駆
動条件で駆動して第２回目の自動ライニング作業を行う
。

なお、第１回目でのライニング厚さ測定は、ある時間間
隔で行っているため各測定位置相互の吹付はノズル２４
の昇降速度差は、その間を直線補完して、昇降速度を補
正していることはいうまでもない。

上記方法により、第２回目の自動ライニング作業時には
、第１回目のライニング厚さ計測のデータを利用して、
吹付は条件を補正して行うため、第２回目のライニング
施工後は、はぼ所定のライニング厚さくＴ）と、ラス材
３３からのライニングかぶり厚さがほぼ均一に得られ、
しかも、自動で行うことができる。

上記円周方向の分割面に相当する距離（Ｌ）のライニン
グ施工が完了すると、自走台車１２は、順次、次の分割
面スタート位置に位置決めされ、上述のライニング施工
方法を繰返しながら対象物体２の内壁面円周に渡ってラ
イニング施工を行う。なお、ライニング吹付は条件は前
回施工したライニング作業時でのライニング厚さから条
件を補正することを繰返して行うことはいうまでもない
。

本実施例では所定ライニング厚さを得るために、ライニ
ング材の吹付は作業を２回で行う例で説明しているが、
１回吹きで所定ライニング厚さを得るには、第３図の特
性曲線から所定ライニング厚さが得られろ吹付は条件（
特に吹付はノズルの昇降速度の設定）で行ない、吹付は
直後での距離検出器２６及び２７の距離測定データから
の実質ライニング厚さを演算処理し、前述した如く、吹
付はノズルの昇降速度を補正しながら自動的にライニン
グ作業を行なっていくことで所定厚さのライニング厚さ
を得ることができる。但し、ライニング作業開始時の吹
付はノズル２４と距離検出器２６との相対設置距離（第
４図ｆｂｌ中のＳ）分のライニング厚さが、所定厚さに
得られぬ場合もあり、その部の修正吹付けが必要となる
場合がある。

以上の如く、吹付はノズル２４に装着し、対事物体２の
内壁面のライニング施工部との距離を測定する距離検出
器２６と、吹付はノズル２４部以外に設けられ、丹イニ
ング作業中において、ライニング施工部から外れた対象
物体２の内壁面との距離を測定する比較基準用の距離検
出器２７を利用することにより、ライニング作業中に連
続的又は間欠的に距離を自動的に計測し、比較基準用の
距離検出器２７の距離測定データを基準に、ライニング
施工直後のライニング施工部用の距離検出器２６の距離
測定データを比較、演算処理することにより、自動的に
施工部における測定位置及びその箇所の実質ライニング
厚さを知ることができろ。また、実質ライニング厚さが
分れば、施工目標である所定ライニング厚さに対する各
測定位置での残りの吹付は厚さが分る。これによりあら
かじめ基礎試験及び実験的に求めたライニング厚さと吹
付はノズル昇降速度等の関係曲線から求めた吹付は条件
での前記実質的な関係が分るため、次の仕上げ吹付は作
業時には、この実質的な関係を利用し、前述の関係曲線
を補正した関係曲線から、先の測定位置での実質ライニ
ング厚さく残りの吹付は厚さ）に対応して吹付は条件を
選択、変更制御しながら自動ライニングすることにより
、施工面全域に渡ってほぼ所定厚さ、均一厚さのライニ
ングが自動的になされる。

〈発明の効果〉 本発明に係る自動ライニング装置によれば、高層構造物
の内面へのライニング作業を自動的に行なうため、作業
能率の向上、省力化が図れ、又、ライニング厚を測定し
て次回のライニング厚を制御するようにしたのでライニ
ング厚を目標とする厚さに均一とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動ライニング装置の一実施例の
一部を破断した正面図、第２図は実施例装置を高層構造
物に取付けた状態の全体概略図、第３図は自動ライニン
グ装置の吹付はノズル昇降速度とライニング厚との関係
を示す線図、第４図（ａ）　（ｂ）はライニング厚検出
の説明図である。 図面中、 １はゴンドラ装置、 ２；よ対事物体（高層構造物）、 ８は自動ライニング装置、 ９はライニング材供給装置、 １２は自走台車、 １９は昇降台、 ２０はアーム、 ２３はノズルヘッド、 ２４はライニング材吹付は用ノズル、 ２６（よ距離検出器、 ２７は比較基準用の距離検出器、 ２９はライニング材である。 特　　許　　出　　願　　人 東京電力株式会社 東電設計株式会社 三菱重工業株式会社 復　　　代　　　理　　　人 弁理士　　　光　　石　　士　　部 （他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高層の構造物に沿って昇降される架台上に構造物表面に
   沿って走行可能に装置本体を搭載し、ライニング材を噴
   射するノズルを具えたノズルヘッドを上下動可能、首振
   り動可能、構造物表面に対し進退動可能に前記装置本体
   に装備する一方、構造物表面に吹付け施工されるライニ
   ング材の厚さを測定すべくライニング材施工前後の構造
   物表面までの距離をそれぞれ検出する距離検出器とを備
   えてなることを特徴とする自動ライニング装置。