JPS6331743Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、管の内面、特に大口径の管の内面を
自動的に走行できる走行装置に関する。更に詳し
くは、回転型水中管内清掃機の駆動部分を構成す
る管内走行装置あるいは、液体が充満された管内
を走行装置に関する。

〔従来技術〕

例えば、原子力発電所や製鉄所等の冷却水を必
要とする設備が大型化するに伴なつて冷却水量が
増大している。この大量の冷却水としては通常海
水を使用し、その取水は大口径の鋼管による取水
管が主流を占めるようになつている。

この取水管の取水口（呑口）は、海水の深層水
を汲み上げるために水深が約20ｍあるいはそれよ
り下方に開口して設置されている。従つて、この
取水管内は海中と同様な状態であり、その内面に
はフジツボ、セルプラ等の海棲生物が付着する
が、この付着量は想像以上に多量であり、これら
の海棲生物によつて取水管の内表面が荒らされ、
管内の流水抵抗が増加すると共に、コンデンサの
内部にも海棲生物が侵入してこのコンデンサを閉
塞する事故が発生している。

従来、船舶等のような水中構造物の外表面を清
掃する場合には回転円板型ブラシを装着した水中
清掃機を作業者が持つて行なつている。

しかし、取水管内を作業者が水中清掃機を持つ
て移動しながら作業を進めることは危険を伴う上
に、その内径の増大に伴なつて作業能力を増加す
るために円板型ブラシの径を増加する必要がある
が、円板型ブラシの径が増加するにつれてブラシ
の先端部のみしか取水管内に接触しないというよ
うなことになり、局部的な摩擦力による管壁の塗
膜の剥離を生じ、実質的に作業を行うことが困難
となるかあるいは不完全な清掃となつている。

更に、原子力発電所のように、排水が放射能を
帯びている危険性がある場合には作業者が水中に
おいて清掃作業を行うこと自体に問題がある。

また、取水管の構造上曲り部があり、その内面
に付着した生物を除去することは非常に困難であ
るために取水管専用の水中清掃機の出現が望まれ
ていたが、直管部、曲管部を問わず効率的、かつ
自動的に清掃することができる清掃機がなかつ
た。

更に別の問題として、取水管内は船舶の外表面
を清掃する場合のように汚濁水が拡散する平面開
放部とは異なり、汚濁水が限定された区域で停滞
するために清掃に伴なつて汚濁を生じて視界が遮
られるためにテレビヘツド等による視覚に頼つた
遠隔操作が不可能である。

以上の理由から、従来の円板型ブラシを使用し
た平面清掃用の水中清掃機をそのまゝ取水管の管
壁の水中清掃に使用することは困難である。

〔考案の目的〕

前記のように各種の用途に水中清掃機が利用さ
れるわけであるが、この水中清掃機は、駆動源で
ある走行装置と、これに装備された作業機である
回転ブラシ等の清掃部材より構成されているが、
曲がり部を有する管内を自由にしかも自動的に走
行することができる走行装置があれば優れた清掃
機を提供することが可能であり、本考案はこのよ
うな用途に主として使用することができる走行装
置を提供することを第１の目的とするものであ
る。

更に、従来の円板型ブラシを使用した平面清掃
用の水中清掃機の有する欠点である曲面で形成さ
れた管内壁面の清掃が困難である点と、その作業
に人手を要し、危険な帯域あるいは雰囲気中にお
いて清掃することが困難である点を解消し、自動
的に管壁内面を清掃することができる水中清掃機
を提供することを第２の目的とする。

また、清掃する管の口径が異なる場合、あるい
は曲管部（ベント部）においても正確に走行し、
自動的に清掃を行うことができる水中清掃機を提
供することを第３の目的とするものである。

〔考案の概要〕

前記目的を達成するための本考案の構成は、管
の内壁に案内されてその長さ方向に移動する固定
前進体と、この固定前進体に回転可能に支持され
た回転体本体と、この回転体本体に設けられた軸
に自在継手を介して接続されると共に、回転体本
体に対して傾斜可能に支持された回転駆動体と、
この回転駆動体に放射状にかつ伸縮して管内壁面
に接触するように設けられ、駆動装置を内蔵した
複数の駆動輪より形成した点に特徴を有する。

そして、本考案の管内走行装置が応用される管
内清掃機は、管の内壁に案内され、その軸線に直
交する方向に移動する固定前進体と、この固定前
進体に回転可能に支持された回転体本体と、この
回転体本体に設けられた軸に自在継手を介して傾
斜可能に支持された回転駆動体と、この回転駆動
体に放射状に伸縮して管内壁面に接触するように
設けられた回転円筒ブラシと、前記回転駆動体を
回転させるための駆動輪より成るものである。

〔実施例〕

次に図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

本考案は、管内走行装置に関するものである
が、本考案に係る管内走行装置が最も有効に利用
される水中清掃機に適用した場合について説明す
る。

第１図及び第２図に示すように、水中清掃機Ｍ
は、固定前進体１と、この固定前進体１に軸受２
で支持された軸３に固定された回転体本体４と、
この回転体本体４に油圧シリンダ５を介して支持
された回転駆動体６と、この回転駆動体６に放射
状にかつ伸縮可能に設けられた回転円筒ブラシ７
と管の軸線と交差するように（あるいはネジ状に
進行するように）進行方向を変更することができ
る駆動輪８等から構成されている。

回転体本体４は、FRPまたは金属板によつて
耐水、耐圧性を持つように作られ、これの内部に
回転駆動体６の傾斜角等を制御するための自動制
御装置が装填されており、自動制御室を兼ねてい
る。

回転駆動体６は、固定前進体１に回転自在に支
持された軸３の先端に設けた自在継手９を介して
傾斜できるように回転体本体４と接続され、この
回転体本体４と回転駆動体６との間は油圧シリン
ダ５によつて連結されており、管に沿つて回転駆
動体６が傾斜した状態でこの油圧シリンダ５をの
油の流れを停止させることによつて回転駆動体６
を回転体本体４に対して傾斜角度を保持させるこ
とができる。このように、シリンダ５は回転駆動
体６の軸３に対する角度、特に傾斜した場合の角
度を保持するストツパのような役目をするもので
ある。

第３図は、前記３個のシリンダ５の油圧回路を
示すものであつて、各シリンダ５は配管５ａ，５
ｂ，５ｃと弁５ｄ，５ｅで接続され、ピストンロ
ツド５ｆが回転駆動体６のブラケツトにピンによ
つて接続されている。そして、この装置を使用す
る際には、弁５ｄと５ｅを開放状態に保ち、駆動
輪８の進行に伴なつて回転駆動体６が傾斜したな
らばこれらの弁を閉止して回転体本体４と回転駆
動体６との相対的な関係位置を保持することによ
つて前進方向を決定するものである。

回転駆動体６の周囲には、放射状にエアシリン
ダ１０で伸縮する３本の駆動体アーム１１が設け
られ、このアーム１１の先端に３個の回転円筒ブ
ラシ７及び駆動輪８が設けられている。

前記、前記回転円筒ブラシ７は、実開昭58−
12095号公報に記載されているように、減速機な
内蔵した電気モータの外殻（外周）部に円筒状の
ブラシを取付け、この外殻が駆動されるように構
成されたものである。

また、回転円筒ブラシ７の前方には予備清掃体
１２が設けられ、取水管１３内に付着した付着生
物１４を除去するように構成されている。この予
備清掃体１２は傘型に形成した切削刃が使用され
る。なお、前記、回転円筒ブラシ７は円筒体の周
囲に植毛したものであつて、この植毛は通常の清
掃用ブラシと同様であつてよい。更に、駆動輪８
はゴムの接触面を有し、これの軸線が制御できる
ように支持され、電気モータ等の駆動源が設けら
れている。

この駆動輪８も実開昭58−12095号公報に記載
されたものと同様な構造のものを使用すると好都
合であり、減速機内蔵電気モータの外殻にゴムを
焼き付け、あるいは張り付け、回転自由な駆動輪
としている。

固定前進体１の周囲にはエアシリンダ１５によ
つて３本の伸縮可能なアーム１７に装着した３個
の従動輪１６が設けられ、更に動力及び制御用の
ケーブル１８が接続され、また、この固定前進体
１の内部には回転体本体４等に電力な信号を供給
するためのスリツプリング１９が軸３に固定され
ている。

前記のように軸３に自在継手９を介して支持さ
れている回転駆動体６は３本の油圧シリンダ５に
よつて回転体本体４に接続され、取水管１３のベ
ント（曲管）部における回転駆動体６を傾斜角を
自動的に保つように構成しているが、ベント部に
於ける操舵の自動制御は、ロータリーエンコーダ
１個、重力センサ１個、駆動体アーム１１の長さ
測定センサ３個、回転駆動体６の傾斜角測定セン
サ３個の組合せによつてコンピユータの演算で行
なわれる。

次に本考案に係る水中管内清掃機の操作につい
て説明する。

本考案の最適な応用例にかかる水中管内清掃機
Ｍの“前進操作”は、第１図及び第２図に示すよ
うに、３個の駆動体８が取水管１３内を３条のね
じを切るような方向に回転して前進させるもので
ある。

そして曲管部における“方向転換操作”は、ベ
ントの外カーブ側の駆動輪５の切り角度の増角と
増速で回転駆動体６を傾斜させることによつて行
うものである。

第１図及び第２図に示すように、回転駆動体６
に放射状に設けた駆動輪８の取付け軸線上に油圧
シリンダ５が設けられており、更に第３図のよう
に油圧シリンダ５は、配管５ａ，５ｂ，５ｃと弁
５ｄ，５ｅで連結されており、変角中は前記弁５
ｄ，５ｅを開放し、変角したならばこれらの弁５
ｄ，５ｅを閉止して回転駆動体６の角度を保持す
ることによつて管内清掃機Ｍの直進あるいは曲進
性能を安定させることができるのである。

管内清掃機Ｍの“後退操作”は、駆動輪８を前
進とは逆に回転させることによつて駆動輪８が取
水管１３内を３条のネジを切るように後進する。

第４図に示すように曲管部分１３Ａにおいて
は、固定前進体１の進行方向と回転駆動体６の進
行方向とを異ならせる“方向転換操作”が必要が
あるが、この操作は、曲管部分１３Ａ（ベント部）
の外カーブ側の駆動輪８の切り角度の増角と増速
で回転駆動体６を傾斜させることによつて行う。

駆動輪の増角と増速は、回転駆動体６の変角と
回転とに一致させる（シンクロナイズ）必要があ
る。

取水管１３内に付着した付着生物１４を除去す
る“清掃作業”は、予備清掃体１２で荒削りの
後、回転円筒ブラシ７によつて行なわせるが、こ
のブラシ７の幅は駆動輪８の角度調節で自由に設
定することができる。

本考案に係る管内走行装置を有する清掃機Ｍ
は、それ単体で使用することができるが、この水
中管内清掃機Ｍの後部に生物回収装置２０を設
け、これによつて取水管１３内に付着していた生
物１４を回収し、ホース２１が外部に排出するこ
ともできる。

本考案に係る管内走行装置は、固定前進体１に
対して回転体本体４を軸３で連結し、更にこの回
転体本体４に対して回転駆動体６を傾斜可能に油
圧シリンダ５によつて支持し、この回転駆動体６
に設けた駆動輪８があたかもネジを管内に切るよ
うに移動して前進あるいは後退するわけである
が、これのフローチヤトは例えば第６図に示す通
りである。

なお、このフローチヤートに従つて走行装置を
作動させる際の事前インプツト情報としては曲
管部分分割数、曲管部角度である。

〔考案の効果〕

本考案に係る管内走行装置は、傾斜可能な回転
駆動体６に設けた駆動輪８が管１３の内壁を螺線
状に移動するので、管内壁面にそつて直管部、曲
管部を問わず走行することができる。

従つて、本考案に係る管内走行装置を駆動源と
する清掃機においては、走行に伴つて複数の円筒
型ブラシが螺線状に管内壁を払拭するので、あた
かも管内壁をねじを切るような状態で清掃するこ
とができ、しかもこの清掃作業は、管内壁に沿つ
て行なわれるために自動的に清掃作業を行うこと
ができる。

前記実施例において詳述したように、固定前進
体１が管１３の軸方向と直角になつて移動し、回
転駆動体６が取水管あるいは管１３の軸線に対し
て傾斜し、駆動体８と回転円筒ブラシ７とは管１
３の内壁に沿つて移動するように構成されている
ために直管部は勿論のこと、曲り管部においても
自動的に移動し、その間に清掃することができ
る。

本考案の好ましい応用例にかかる管内清掃機
は、管１３の内壁を一種のガイドとして利用して
いるために完全な自動化を実施することができ
る。また、前記したように駆動輪８と回転円筒ブ
ラシ７とは管１３内を螺線状に前進、後進するの
で、清掃は均一に行なわれて従来の清掃機のよう
に局部的にブラシが強く摩擦されることがなく、
従つて、塗装が剥離するようなことを防止するこ
とができる。

なお、本考案に係る管内移動装置の好ましい応
用例として管内清掃機について説明したが、例え
ば、光源とテレビカメラを運搬する装置として、
あるいはケーブルを牽引する装置等に利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示すもので、第１図は本
考案に係る管内走行装置を駆動源とする回転型管
内清掃機の側面図、第２図は同正面図、第３図は
回転駆動体と回転体本体との間を接続する油圧シ
リンダの回路図、第４図は曲管部における前記管
内清掃機の作動状況を示す図、第５図は他の実施
例を示す側面図、第６図は本考案に係る管内走行
装置の作動フローチヤートを示すものである。 １……固定前進体、２……軸受、３……軸、４
……回転体本体、５……油圧シリンダ、６……回
転駆動体、７……回転円筒ブラシ、８……駆動
輪、９……自在継手、１０……エアシリンダ、１
１……駆動アーム、１２……予備清掃体、１３…
…取水管（管）、１５……エアシリンダ、１６…
…従動輪、１７……アーム、１８……ケーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 管の内壁に案内されてその長さ方向に移動する
   固定前進体と、この固定前進体に回転可能に支持
   された回転体本体と、この回転体本体に設けられ
   た軸に自在継手を介して接続されると共に、回転
   体本体に対して傾斜可能に支持された回転駆動体
   と、この回転駆動体に放射状にかつ伸縮して管内
   壁面に接触するように設けられ、駆動装置を内蔵
   した複数の駆動輪より成る管内走行装置。