(57)【要約】【課題】ボイラ水管群内を自在に移動することができ、作業員に負担をかけることなくボイラ水管群の検査や清掃を行うことが可能なボイラ水管群内移動装置を提供する。【解決手段】ボイラ水管群１内を管軸方向及び上下方向に移動する水管群走行装置３と、水管群走行装置３を収納し、管列方向に移動させる管列方向移動装置４とを備え、水管群走行装置３が、装置本体の管軸方向前後に取り付けられた保持機構６と、装置本体のボイラ水管に対向する両側面に設けられた保持機構７とを有し、保持機構６は、隣接する水平方向左右のボイラ水管に押し当てて装置本体を保持すると共に、回転することで装置本体を管軸方向前後に移動可能に構成されたローラを備え、保持機構７は、装置本体が上下方向に移動する際に、保持機構６の代わりに装置本体を保持すると共に、上下方向に移動することで装置本体を上下方向に移動可能に構成された支持部材を備える。【選択図】図１
2008025893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ水管群内を管軸方向、上下方向及び管列方向に移動するボイラ水管群内移動装置であって、
ボイラ水管群内を管軸方向及び上下方向に移動する水管群走行装置と、
ボイラ水管群の最上段のボイラ水管上に配置され、前記水管群走行装置を収納し、管列方向に移動させる管列方向移動装置とを備え、
前記水管群走行装置が、
装置本体の管軸方向前後に取り付けられた一対の第１の保持機構と、
装置本体のボイラ水管に対向する両側面に設けられた一対の第２の保持機構とを有し、
前記第1の保持機構は、隣接する水平方向左右のそれぞれのボイラ水管に押し当てて装置本体を保持すると共に、回転することで装置本体を管軸方向前後に移動可能に構成されたローラを備え、
前記第２の保持機構は、装置本体が上下方向に移動する際に、前記第１の保持機構の代わりに装置本体を保持すると共に、上下方向に移動することで装置本体を上下方向に移動可能に構成された支持部材を備えている
ことを特徴とするボイラ水管群内移動装置。
【請求項２】
水管群走行装置が、
ボイラ水管を検査するための検査装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のボイラ水管群内移動装置。
【請求項３】
水管群走行装置が、
ボイラ水管を清掃するための清掃装置を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のボイラ水管群内移動装置。
【請求項４】
水管群走行装置が、
ボイラ水管を補修するための補修装置を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボイラ水管群内移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉等で発生する排ガスから熱回収を行うボイラにおいて、その内部に設置されているボイラ水管の清掃や検査のために、ボイラ水管群内を移動するボイラ水管群内移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物等の焼却炉には、排ガスから熱エネルギーを回収するためにボイラが設けられており、ボイラ内には水や水蒸気の通る多数のボイラ水管が設置されている。上下左右方向に所定の間隔で所定本数配置されたボイラ水管によってボイラ水管群が形成され、そのボイラ水管群が上下方向に複数個配置されている。
【０００３】
このように設置されているボイラ水管とボイラ水管の間を高温の排ガスが通過する際に、排ガスとボイラ水管との間で熱交換が行われ、排ガスの熱エネルギーが回収されるが、同時に排ガスに含まれる灰等がボイラ水管の表面に付着して堆積し、熱交換効率や排ガス通過量の低下を引き起こすので、定期的に焼却炉を停止して、水管表面の灰付着状況を調べる検査作業や付着した灰を除去する清掃作業が行われる。また、灰を除去した後も水管の腐食状況を調べる検査作業が行われる。
【０００４】
従来の清掃作業は、作業員がボイラ内に入り、ボイラ水管群とボイラ水管群の間に位置して、付着した灰を冶具で剥ぎ取ったり、ショットブラストをかけたりすることで行っている。また、検査作業についても、作業員がボイラ内に入り、ボイラ水管群とボイラ水管群の間に位置して、目視検査や超音波プローブによってボイラ水管の肉厚測定を行っている。
【０００５】
しかし、ボイラ水管群とボイラ水管群の間は非常に狭く、また、ダイオキシンの暴露防止用の保護具を着用してボイラ内に入らなければならないので、従来の清掃作業や検査作業は、作業員に大きな負荷がかかっている。
【０００６】
この問題に対応するために、ボイラ内の作業の省力化を狙った技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
前記特許文献１に記載の技術は、配管群の上方に管軸方向に沿って敷かれたレール上を台車が走行し、台車から昇降自在に吊り下げられた作業用デバイスを配管と配管の隙間に下ろして、作業用デバイスに搭載した機器で作業を行おうというものである。
【０００８】
なお、［発明を実施するための最良の形態］において、以下の特許文献２を引用するので、ここに記載しておく。
【特許文献１】特開平７−１４５９０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記特許文献１に記載の技術では、作業用デバイスをボイラ水管の管列方向に移動させる場合は、走行レールを敷き直す必要があり、その都度作業員が敷き直し作業のためにボイラ内に入らなければならない。ボイラ内は非常に狭く、狭い場所での敷き直し作業となるため、作業員に負荷がかかる。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ボイラ水管群内を自在に移動することができ、作業員に負担をかけることなくボイラ水管群の検査や清掃を行うことが可能なボイラ水管群内移動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有する。
【００１２】
［１］ボイラ水管群内を管軸方向、上下方向及び管列方向に移動するボイラ水管群内移動装置であって、
ボイラ水管群内を管軸方向及び上下方向に移動する水管群走行装置と、
ボイラ水管群の最上段のボイラ水管上に配置され、前記水管群走行装置を収納し、管列方向に移動させる管列方向移動装置とを備え、
前記水管群走行装置が、
装置本体の管軸方向前後に取り付けられた一対の第１の保持機構と、
装置本体のボイラ水管に対向する両側面に設けられた一対の第２の保持機構とを有し、
前記第1の保持機構は、隣接する水平方向左右のそれぞれのボイラ水管に押し当てて装置本体を保持すると共に、回転することで装置本体を管軸方向前後に移動可能に構成されたローラを備え、
前記第２の保持機構は、装置本体が上下方向に移動する際に、前記第１の保持機構の代わりに装置本体を保持すると共に、上下方向に移動することで装置本体を上下方向に移動可能に構成された支持部材を備えていることを特徴とするボイラ水管群内移動装置。
【００１３】
［２］上記［１］において、水管群走行装置が、
ボイラ水管を検査するための検査装置を備えていることを特徴とするボイラ水管群内移動装置。
【００１４】
［３］上記［１］または［２］において、水管群走行装置が、
ボイラ水管を清掃するための清掃装置を備えていることを特徴とするボイラ水管群内移動装置。
【００１５】
［４］上記［１］乃至［３］のいずれかにおいて、水管群走行装置が、
ボイラ水管を補修するための補修装置を備えていることを特徴とするボイラ水管群内移動装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のボイラ水管群内移動装置を用いることで、ボイラ水管群内を自在に移動することができ、検査装置や清掃装置を搭載することで、ボイラ水管群内のボイラ水管の検査や清掃を作業員に負担をかけることなく効率的に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るボイラ水管群内移動装置の一実施形態を図１、図２に示す。図１は、ボイラ水管群１内にボイラ水管群内移動装置２が配置された状態を示す側面図、図２はその正面図である。
【００１８】
ボイラ水管群内移動装置２は、上下方向と水平方向に並んでいるボイラ水管８０同士の水平方向の隙間に入り込み、検査装置や清掃装置（ここでは図示せず）を搭載して管軸方向と上下方向に移動可能な水管群走行装置３と、ボイラ水管群１の最上段のボイラ水管８０上に配置され、水管群走行装置３を収納してボイラ水管群１の管軸方向と直交する水平方向（以下、「管列方向」という。）に移動する管列方向移動装置４とを備えている。
【００１９】
図３に水管群走行装置３の側面図を示す。水管群走行装置３は、本体５と、本体５の管軸方向前後に設けられた保持機構６ａ、６ｂと、本体５に設けられ、本体５に対して上下方向に移動可能な保持機構７と、検査装置及び／または清掃装置（ここでは図示せず）とを有している。
【００２０】
図４に前記保持機構６ａの構成を示す。図４（ａ）は、保持機構６ａの上面図であり、図４（ｂ）は、その側面図である。８は駆動モータであり、駆動モータ８の回転軸にプレート９を介してギヤ１０が取り付けられており、このギヤ１０はギヤ１１と噛み合っている。ギヤ１０にはプレート１２を介して保持アーム１３が固定されており、ギヤ１１には同じくプレート１２を介して保持アーム１４が固定されている。保持アーム１３、１４の先端には、それぞれローラ１５ａ、１６ａが水平方向に回転可能に取り付けられている。駆動モータ８が回転すると、ギヤ１０、１１が回転し、保持アーム１３がギヤ１０の回転軸を中心に、保持アーム１４がギヤ１１の回転軸を中心にそれぞれ回動して、ローラ１５ａ、１６ａが保持機構６ａの左右水平方向に移動するようになっている。
【００２１】
保持機構６ｂは、前記保持機構６ａが左右反転した構成となっており、同じく保持アーム１３、１４の先端にはローラ１５ｂ、１６ｂが水平方向に回転可能に取り付けられている。
【００２２】
保持機構６ａ、６ｂはそれぞれ独立に作動するようになっている。すなわち、それぞれの保持機構に設けられている保持アーム１３、１４は、独立して回動して、それぞれの駆動モータ８にかかる負荷が所定値になる位置で停止し、先端に取り付けられている２個のローラの間隔を個別に自動調整するようになっている。
【００２３】
さらに、保持機構６ａにはローラ１６ａを回転させるモータ１７がローラ１６ａに直結した形で取り付けられており、保持機構６ｂにはローラ１６ｂを回転させるモータ１８がローラ１６ｂに直結した形で取り付けられている。
【００２４】
図５は、水管群走行装置３が保持機構６ａ、６ｂによってボイラ水管群内で保持されている状態を示している。８０はボイラ水管であり、保持機構６ａ、６ｂの保持アーム１３、１４を回動させて、保持アーム１３、１４先端のローラ１５ａ、１６ａ、１５ｂ、１６ｂを水平方向に隣接するボイラ水管８０の側面に押し付け、ローラ１５ａ、１６ａ、１５ｂ、１６ｂとボイラ水管８０の間に生じる摩擦力によって水管群走行装置３が保持されている。そして、モータ１７、１８を駆動し、ローラ１６ａ、１６ｂを回転させることで、ボイラ水管８０の管軸方向に走行可能に構成されている。
【００２５】
なお、前記保持機構６ａ、６ｂはそれぞれが独立して作動するようになっている。そのため、ボイラ水管８０の側面のどこかに局部的に灰の塊等が付着していて、ボイラ水管８０の側面同士の間隔が狭くなっている箇所がある場合でも、その灰の塊に押し付けられたローラが受ける反力の増加に伴って、ローラを取り付けている保持アームは、駆動モータ８の負荷が所定値になる位置まで回動し、そこで停止する。その結果、ボイラ水管８０側面同士の間隔の変化に合わせて、それぞれの保持機構に取り付けられている２個のローラの間隔が自動的に調整される。これにより、ボイラ水管８０の側面に局部的に灰の塊等が付着していても、それに引っ掛かることなく、各ローラがボイラ水管８０の側面に沿って滑らかに走行することができる。また、ボイラ水管８０側面が局部的に変形して凹凸があるような場合でも同様に、各ローラがボイラ水管８０の側面に沿って滑らかに走行することができる。
【００２６】
図６に、本体５に設けられた保持機構７の一構成例を示す。なお、図６においては、この保持機構７は、本体５の内部に設けた場合を例示しているがこれに限定されるものではない。図６において、１９は駆動モータであり、駆動モータ１９の回転軸にはギヤ２０が取り付けられており、ギヤ２０とギヤ２１が噛み合っている。ギヤ２１にはシャフト２２が固定されており、シャフト２２には支持部材であるアーム２３ａ、２３ｂ、ギヤ２４が取り付けられている。シャフト２２に固定されたギヤ２４は、シャフト２５に固定されたギヤ２６と噛み合っており、シャフト２５には同じく支持部材であるアーム２７ａ、２７ｂが取り付けられている。
【００２７】
駆動モータ１９が回転すると、ギヤ２０、２１が回転しシャフト２２が回転する。このシャフト２２の回転に伴い、ギヤ２４とギヤ２６が回転し、シャフト２５が回転する。そして、シャフト２２に取り付けられたアーム２３ａ、２３ｂと、シャフト２５に取り付けられたアーム２７ａ、２７ｂがそれぞれ本体５のボイラ水管に対向する両側面に設けられたスリット２８ａ、２８ｂから本体外へ展開するようになっている。
【００２８】
前記シャフト２２、２５はスライダ２９を左右方向に貫通する形で取り付けられており、スライダ２９はボールねじ３０が回転すると昇降或いは下降するようになっている。ボールねじの下端にはプーリ３１が取り付けられており、プーリ３１とプーリ３２はタイミングベルト３３で繋がっている。プーリ３２は駆動モータ３４の回転軸に取り付けられている。駆動モータ３４を回転させることで、プーリ３２が回転し、タイミングベルト３３を介してプーリ３１が回転、さらにボールねじ３０が回転し、スライダ２９が上下方向に移動する。ここで、前記スライダ２９の上下方向への移動距離は、水管の上下方向の配管ピッチ以上とすることが必要である。
【００２９】
図７に、管列方向移動装置４の一構成例を示す。図７（ａ）に正面から見た図、図７（ｂ）に側面から見た図を示す。この管列方向移動装置４は、水管群走行装置３を収納する収納部３５とクローラ３６、３７を備えている。
【００３０】
前記収納部３５は、上下方向に２段、管列方向に２列の計４個の管状部材３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂを有している。管状部材３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂは、ボイラ水管８０と同じ配管ピッチで配置されており、それぞれの管状部材３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂの一端側はプレート７３に固定され、他端側はプレート７４に固定されている。
【００３１】
そして、水管群走行装置３のローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを管状部材３８ａ、３８ｂの側面に押し付けることによって、ローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂと管状部材３８ａ、３８ｂの間に生じる摩擦力で保持されながら、水管群走行装置３が収納部３５の中に収納される。
【００３２】
また、プレート７３、７４の下端の側面には、それぞれクローラ３６、３７が取り付けられており、このクローラ３６、３７を駆動させることによって、管状部材の管軸方向がボイラ水管の管軸方向に一致するように配置された収納部３５を、最上段のボイラ水管８０の上面に沿って管列方向に移動させることができる。
【００３３】
その際、クローラ３６、３７は、サーボモータ（図示せず）によって、ボイラ水管の管列方向の配管ピッチと同じ距離だけ収納部３５を管列方向に移動させるように構成されており、収納部３５の管状部材３８ａ、３９ａ及び管状部材３８ｂ、３９ｂがそれぞれ最上段のボイラ水管８０の真上に位置するように停止される。
【００３４】
なお、クローラ３６、３７には、何らかの都合で、上記の所定の停止位置から外れて停止した場合に、停止位置を所定の停止位置に修正するための停止位置修正機構を設けることが好ましい。
【００３５】
図８は、前記停止位置修正機構の一構成例を示す図である。図８（ａ）に示すように、クローラ３６の内部に、左右一対の停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂが、ボイラ水管の管列方向配管ピッチと同一間隔で設けられている回転軸４１ａと回転軸４１ｂに取り付けられている。停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂは、図示しない駆動機構により初期位置から矢印方向に回動するようになっている。停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂの回動は、図８（ｂ）に示すように、その側面が最上段のボイラ水管８０の側面に当接する位置で停止するようになっている。なお、クローラ３７にも同様の停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂが設けられている。
【００３６】
これによって、クローラ３６、３７による移動中は、停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂをクローラ３６、３７の内部の初期位置に収納しておき、クローラ３６、３７が一旦停止すると、停止位置修正用アーム４０ａ、４０ｂを初期位置から回動停止位置まで回動させることにより、クローラ３６あるいはクローラ３７が所定の停止位置から外れて停止した場合でも、管列方向移動装置４を所定の停止位置に修正して停止させることができる。
【００３７】
以下に、ボイラ水管群内移動装置２がボイラ水管群１内を移動する動作を、図９と図１０を参照しながら説明する。図９は、ボイラ水管群内移動装置２の全体的な動作を説明する図であり、図１０は、水管群走行装置３が上下方向に移動する際の動作を説明する図である。なお、ここでは、説明の都合上、ボイラ水管８０の中で、最上段をボイラ水管８１、２段目をボイラ水管８２、３段目をボイラ水管８３と記す。
【００３８】
図９において、管列方向移動装置４は、その管状部材３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂの管軸方向がボイラ水管の管軸方向に一致するようにボイラ水管群１の最上段のボイラ水管８１上に配置される。管列方向移動装置４の収納部３５の内部には、水管群走行装置３が、管状部材３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂの間に保持されながら収納されている。
【００３９】
そして、管列方向移動装置４の収納部３５に収納されている水管群走行装置３は、収納部３５から離脱して、最上段のボイラ水管８１、２段目のボイラ水管８２、３段目のボイラ水管８３といった順に、後述の動作によって下方に移動していき、それぞれの段のボイラ水管において、ローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを用いて管軸方向に走行する。
【００４０】
そして、水管群走行装置３は、最下段のボイラ水管まで達したら、逆の順序で上方に移動し、管列方向移動装置４の収納部３５に収納される。
【００４１】
水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４は、クローラ３６、３７を駆動させて、最上段のボイラ水管８１の上面に沿って管列方向に配管ピッチ１個分だけ移動して停止する。そして、管列方向移動装置４に収納されている水管群走行装置３が、前述と同様にして、ボイラ水管の隙間を上下左右方向に移動する。
【００４２】
なお、必要に応じて、管列方向移動装置４を一気に配管ピッチ数個分移動させてもよい。
【００４３】
ここで、図１０を用いて、水管群走行装置３が収納部３５から離脱して、ボイラ水管の隙間を上下方向に移動する動作を説明する。
【００４４】
まず、図１０（ａ）のように、保持機構７の動作で、アーム２３ａ、２３ｂを保持機構６ａ、６ｂのローラ１５ａ、１５ｂが接触している管状部材３８ａに引っ掛け、アーム２７ａ、２７ｂを保持機構６ａ、６ｂのローラ１６ａ、１６ｂが接触している管状部材３８ｂに引っ掛ける。
【００４５】
次に、図１０（ｂ）のように保持機構６ａ、６ｂを回動させて、ローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを管状部材３８ａ、３８ｂから離す。
【００４６】
次に、図１０（ｃ）のように、アーム２３ａ、２３ｂ、２７ａ、２７ｂで管状部材３８ａ、３８ｂに保持したまま、ボールねじ３０を回転させて、ローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂが管状部材３９ａ、３９ｂの側面と同じ位置にくるまで本体５を下降させる。
【００４７】
次に、図１０（ｄ）のように、保持機構６ａ、６ｂを回動させて、ローラ１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを管状部材３９ａ、３９ｂの側面に押し付ける。
【００４８】
次に、図１０（ｅ）のように、保持機構７の動作でアーム２３ａ、２３ｂ、２７ａ、２７ｂを管状部材３８ａ、３８ｂから離し、本体５内に収納する。
【００４９】
そして、図１０（ｆ）のように、ボールねじ３０を回転させて、アーム２３ａ、２３ｂ、２７ａ、２７ｂが管状部材３９ａ、３９ｂの側面と同じ位置にくるまでスライダ２９を下降させる。
【００５０】
以上の動作を繰り返すことで、水管群走行装置３は順次１段ずつ下方に移動することができ、ボイラ水管の隙間を下方向に向けて移動することができる。また、この動作を逆に行うことで、ボイラ水管の隙間を上方向にも移動することができる。
【００５１】
前記水管群走行装置３を上記構成及び動作とすることで、水管群走行装置３の本体５に備えた検査装置及び／または清掃装置を最下段のボイラ水管の下方に位置させることが可能となる。これにより、ダストの付着が多い最下段のボイラ水管における下面側の検査や清掃が可能となる。
【００５２】
このようにして、この実施形態において用いる水管群走行装置３は、上記特許文献１に記載の装置のようなレールの敷設変更といった負担を作業員にかけることなく、ボイラ水管群１内を自在に走行することができる。
【００５３】
図１１は、本実施形態における第１の形態であるボイラ水管群内移動装置２の全体構成を示す図である。ボイラ水管群１内に、水管群走行装置３と管列方向移動装置４とが配置されている。
【００５４】
図１１に示す例では、水管群走行装置３に、ボイラ水管の検査装置である肉厚測定ユニット４２が搭載されている場合を示している。また、水管群走行装置３には、ボイラ水管群１内の状況を目視検査するために、監視カメラ４３が取り付けられている。さらに、管列方向移動装置４にも監視カメラ４４が取り付けられている。
【００５５】
水管群走行装置３および管列方向移動装置４を制御する制御装置４５とコントローラ４６、肉厚測定ユニット４２で測定した肉厚データを記録するＰＣ４７、監視カメラ４３、４４からの映像を映し出すモニタ４８が、ボイラの外部に設置されている。
【００５６】
図１２に前記肉厚測定ユニット４２の構成を示す。肉厚測定ユニット４２はプレート４９で水管群走行装置３に固定されている。５０、５１はサーボモータを示す。サーボモータ５０の回転軸はプレート４９、水平アーム５２を貫通して、その先端部にはプーリ５３が取り付けられている。プーリ５３、５４はタイミングベルト５５で繋がっており、プーリ５４は垂直アーム５６に取り付けられている。垂直アーム５６は、水平アーム５２を貫通して配置されており、サーボモータ５０が回転すると、プーリ５４の回転軸周りに回転するようになっている。
【００５７】
サーボモータ５１の回転軸にはギヤ５７が取り付けられており、ギヤ５７とギヤ５８が噛み合っている。また、ギヤ５８の上面に水平アーム５２が固定されている。サーボモータ５１が回転すると、水平アーム５２がギヤ５８の回転軸周りに回転し、さらに垂直アーム５６が肉厚測定ユニット４２の側面にあるボイラ水管に接近する方向に動く。
【００５８】
垂直アーム５６の上端には水管側面の肉厚測定を行う検査ヘッド５９が取り付けられており、垂直アーム５６の中央付近にはソレノイド６０が取り付けられている。ソレノイド６０には、固定部材６１を介して、水管下部の肉厚測定を行う検査ヘッド６２が取り付けられている。
【００５９】
図１３に、前記検査ヘッド５９、６２の側面図を示す。検査ヘッド５９、６２としては、水浸焦点型超音波探触子６３と、ホルダー６４とにより構成したものを用いることができる。ホルダー６４の先端部は、ボイラ水管８０の表面に密着できるように円弧状となっている。また、ホルダー６４の下部には接触媒質である水を送るためのチューブ（図示せず）が取り付けられており、ボイラ外からポンプ７２により水を検査ヘッドまで送れるように構成されている。
【００６０】
このような構成において、肉厚の測定は、ホルダー６４を水管８０に押し付けて、ポンプ７２から水を送り、超音波探触子６３とボイラ水管８０の表面との間に水を充填してから行われる。
【００６１】
図１４を用いて検査ユニットの動作を説明する。
【００６２】
まず、図１４（ａ）のように、図示しないサーボモータ５０を回転させて、垂直アーム５６を９０°回転させる。図では検査ヘッド５９が左側を向いた状態となる。
【００６３】
次に、図１４（ｂ）のように、サーボモータ５１を回転させて、垂直アーム５６をボイラ水管８０側面へ寄せ、検査ヘッド５９をボイラ水管８０側面へ押し付ける。
【００６４】
そして、図１４（ｃ）のように、ソレノイド６０を作動させて検査ヘッド６２をボイラ水管８０下部に押し付ける。
【００６５】
ここでは、図１４（ｃ）の状態で、ボイラ外から図示しないポンプ７２で水を送り、肉厚の測定を行う。
【００６６】
検査ユニットを元の状態に戻すには、図１４の逆の動作を行う。また、サーボモータ５０、５１を逆に回転させれば、図１４とは反対側にあるボイラ水管８０の肉厚を測定することができる。
【００６７】
上記のように構成されたボイラ水管群内移動装置２を用いてボイラ水管を検査する手順を、図１５を参照しながら説明する。
【００６８】
（１）まず、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を所定の最上段のボイラ水管８１上に配置する。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【００６９】
（２）次に、図９、図１０に示した動作によって、水管群走行装置３を管列方向移動装置４から離脱させて、ボイラ水管群１内へ移動させる。
【００７０】
（３）次に、水管群走行装置３を、肉厚測定を行う位置まで管軸方向及び上下方向に移動させる。
【００７１】
（４）次に、図１４で示した動作によって、ボイラ水管の肉厚測定を行い、肉厚データをボイラ外部に設置した記録用ＰＣ４７へ記録する。
【００７２】
（５）以下、順次、水管群走行装置３の管軸方向及び上下方向の移動を繰り返して、ボイラ水管の肉厚測定を行う。
【００７３】
（６）肉厚測定の終了後、水管群走行装置３を上昇させ、管列方向移動装置４に収納する。
【００７４】
（７）次に、図９に示したように、管列方向移動装置４のクローラ３６、３７を作動させて、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を管列方向に１列分移動させる。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【００７５】
（８）以下、上記（１）〜（７）を繰り返して、各列のボイラ水管の検査を行う。
【００７６】
以上の手順は、オペレータが監視カメラ４３、４４からの映像を映し出したモニタ４８を見て、ボイラ内の状況を監視しながら各装置を遠隔操作して行ってもよい。なお、水管群走行装置３の操作は全て個別操作でおこなってもよいが、操作簡略化のため昇降動作については、１段分自動で昇降できるようにしてもよい。
【００７７】
また、例えば、監視カメラ４３の映像から水管群走行装置３の進行方向に、例えばスートブロー用配管の支持部材等の障害物６５を検知したら、１段上昇または下降動作を行い、障害物６５の上方または下方を走行させ、障害物６５を通過したら、１段下降または上昇動作を行って元に戻し、障害物６５を迂回するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記（６）において、水管群走行装置３を管列方向移動装置４に収納する場合も、管列方向移動装置４に搭載した監視カメラ４４の映像を見て、水管群走行装置３が管列方向移動装置４の収納部３５の真下に来るように操作し、水管群走行装置３を上昇させて管列方向移動装置４に収納するようにしてもよい。
【００７９】
本実施形態においては、水管群走行装置３がボイラ水管群１内を自在に移動して、ボイラ水管の検査を行うので、ボイラ水管群１内のボイラ水管の検査を作業員に負担をかけることなく効率的に行うことができる。
【００８０】
以下、本実施形態における第２の形態を図面に基づいて説明する。図１６は、本第２の実施形態におけるボイラ水管群内移動装置２の全体構成を示す図である。
【００８１】
ボイラ水管群１内に、水管群走行装置３と管列方向移動装置４が配置されている。水管群走行装置３は、ボイラ水管の検査装置である肉厚測定ユニット４２を搭載している。また、水管群走行装置３のローラ（例えばローラ１５ａ）には、走行距離から水管群走行装置３の管軸方向の位置を検知するためのロータリーエンコーダ６６が取り付けられている。また、水管群走行装置３には、進行方向の障害物やボイラ側壁を検知するための障害物検知センサ６７が取り付けられている。なお、前記障害物検知センサ６７としては、超音波距離計、レーザー距離計などを用いることができる。
【００８２】
さらに、保持機構７の昇降に関連して、水管群走行装置３の上下方向の位置を検知するための上下移動カウンタ６８が取り付けられている。
【００８３】
また、管列方向移動装置４には、水管群走行装置３が管列方向移動装置４の収納部３５の真下に位置できるように、誘導するための収納誘導センサ６９と、水管群走行装置３が管列方向移動装置４に収納されたことを確認するための収納確認センサ７０が取り付けられている。なお、前記収納誘導センサ６９としては、超音波距離計、レーザー距離計などを用いることができる。また。前記収納確認センサ７０としては、水管群走行装置３が管列方向移動装置４に収納された時に感応するリミットスイッチなどを用いることができる。
【００８４】
また、管列方向移動装置４のクローラ（例えば、クローラ３６）には、管列方向移動装置４の管列方向の位置を検知するためのロータリーエンコーダ７１が取り付けられている。
【００８５】
一方、ボイラの外部には、水管群走行装置３および管列方向移動装置４を制御するための制御装置４５とコントローラ４６、肉厚測定ユニット４２で測定した肉厚データを記録するＰＣ４７が設置される。制御装置４５には、検査対象のボイラ水管群１の構造に基づいて、水管群走行装置３の管軸方向及び上下方向の移動距離（ここでは、例えば管列方向移動装置４の真下の位置を原点とする）と、管列方向移動装置４の管列方向の移動距離とが予め設定されており、ロータリーエンコーダ６６、上下移動カウンタ６８、ロータリーエンコーダ７１の出力と照らし合わせながら、水管群走行装置３の位置と管列方向移動装置４の位置を制御するようになっている。また、肉厚測定ユニット４２で肉厚測定する位置も予め設定しておき、その情報に基づいて、ボイラ水管群の所定の位置まで水管群走行装置３を移動させる。
【００８６】
上記のように構成されたボイラ水管群内移動装置２を用いてボイラ水管の検査を行う手順を、図１７を用いて説明する。
【００８７】
（１）まず、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を所定の最上段のボイラ水管８１上に配置する。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【００８８】
（２）次に、図９、図１０に示した動作によって、水管群走行装置３を管列方向移動装置４から離脱させて、ボイラ水管群１内へ移動させる。
【００８９】
（３）次に、ロータリーエンコーダ６６と上下移動カウンタ６８の出力に基づいて、水管群走行装置３を、肉厚測定を行う位置まで管軸方向及び上下方向に移動させる。
【００９０】
（４）次に、図１４で示した動作によって、ボイラ水管の肉厚測定を行い、肉厚データをボイラ外部に設置した記録用ＰＣ４７へ記録する。
【００９１】
（５）以下、順次、水管群走行装置３の管軸方向及び上下方向の移動を繰り返して、ボイラ水管の肉厚測定を行う。
【００９２】
（６）肉厚測定が終了したら、水管群走行装置３を上昇させ、収納誘導センサ６９と収納確認センサ７０の出力を参照しながら、管列方向移動装置４に水管群走行装置３を収納する。
【００９３】
（７）次に、図９に示したように、管列方向移動装置４のクローラ３６、３７を作動させて、ロータリーエンコーダ７１の出力を参照しながら、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を管列方向に１列分移動させる。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【００９４】
（８）以下、上記（１）〜（７）を繰り返して、各列のボイラ水管の検査を行う。
【００９５】
以上の手順は、制御装置４５及びコントローラ４６によって自動的に行ってもよい。その際、水管群走行装置３が適切に走行しているか否かの確認は、ロータリーエンコーダ６６の出力に基づいて行うことができる。この場合、例えば、ロータリーエンコーダ６６の出力に基づく走行距離が変化しない状態が一定時間以上続いた場合には、異常ありと判断して水管群走行装置３を停止し、オペレータにブザーやランプなどで通報するようにしてもよい。
【００９６】
また、障害物検知センサ６７の出力から、水管群走行装置３の進行方向に、例えばスートブロー用配管の支持部材等の障害物６５を検知したら、１段上昇または下降動作を行い障害物６５の上方または下方を走行させ、障害物６５を通過したら、１段下降または上昇動作を行って障害物６５を迂回する。その際に、オペレータに障害物６５が検知されたことをブザーやランプなので警報を発するようにしてもよい。
【００９７】
また、上記のような自動運転において、水管群走行装置３及び管列方向移動装置４に監視カメラを設け、オペレータが監視カメラからの映像によってボイラ内の状況を監視するようにしてもよい。そして、監視カメラからの映像やブザーやランプなどの警報に基づいて、オペレータが手動操作を行ってもよい。
【００９８】
本実施形態においては、水管群走行装置３がボイラ水管群１内を自在に移動して、ボイラ水管の検査を行うので、ボイラ水管群１内のボイラ水管の検査を作業員に負担をかけることなく効率的に行うことができる。
【００９９】
以上の実施形態においては、水管群走行装置３に、ボイラ水管の検査装置である肉厚測定ユニット４２を搭載した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明においては、上記ボイラ水管の検査装置の代わりに、またはボイラ水管の検査装置に追加してボイラ水管の清掃装置を備えてもよい。以下、上記第１及び第２の実施形態において、ボイラ水管の検査装置の代わりに、またはそれに追加してボイラ水管の清掃装置を備えた場合について説明する。なお、検査装置を清掃装置に代える、または追加する以外の構成については、上記第１及び第２の実施形態と同様である。
【０１００】
以下、上記第１の実施形態に対応する図１８を用いて、検査装置の代わりに清掃装置を取り付けた場合の動作について説明する。なお、以下の記載は、上記第２の実施形態における検査装置の代わりに清掃装置を取り付けた場合の動作にも同様に適用できる。
【０１０１】
図１８のボイラ水管群内移動装置２の全体構成を示す図において、ボイラの内部に、水管群走行装置３と管列方向移動装置４とが配置されている。水管群走行装置３は、清掃治具としての回転ブラシ７５と回転ブラシ７５を回転駆動する駆動用モータ（図示せず）を搭載している。また、ボイラの内部の状況を監視するために、水管群走行装置３には複数の監視カメラ４３が取り付けられており、管列方向移動装置４にも監視カメラ４４が取り付けられている。
【０１０２】
一方、ボイラの外部に、水管群走行装置３と管列方向移動装置４を制御するための制御装置４５及びコントローラ４６と、監視カメラ４３、４４からの映像を映し出すためのモニタ４８が設けられている。
【０１０３】
上記のように構成されたボイラ水管群内移動装置２を用いてボイラ水管を清掃する手順を、図１８を参照しながら説明する。
【０１０４】
（１）まず、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を所定の最上段のボイラ水管８１上に配置する。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【０１０５】
（２）次に、図９、図１０に示した動作によって、水管群走行装置３を管列方向移動装置４から離脱させて、ボイラ水管群１内へ移動させる。
【０１０６】
（３）次に、回転ブラシ７５を回転駆動させ、水管群走行装置３を管軸方向に走行させて、最上段のボイラ水管８１の下面と２段目のボイラ水管８２の上面を清掃する。
【０１０７】
（４）そして、水管群走行装置３が管軸方向の端部に到達したら、走行を停止させ、回転ブラシ７５の回転を停止させる。次に、図１０に示した動作によって、水管群走行装置３を１段下方に移動させる。
【０１０８】
（５）次に、回転ブラシ５１を回転駆動させ、水管群走行装置３を前記（３）とは逆方向の管軸方向に走行させて、２段目のボイラ水管８２の下面と３段目のボイラ水管８３の上面を清掃する。
【０１０９】
（６）以下、順次、水管群走行装置３の管軸方向への走行と下段への移動を繰り返して、ボイラ水管の清掃を行う。
【０１１０】
（７）そして、最下段のボイラ水管の清掃が終了したら、水管群走行装置３を上昇させ、管列方向移動装置４に収納する。
【０１１１】
（８）次に、図９に示すように、管列方向移動装置４のクローラ３６、３７を作動させて、水管群走行装置３を収納した管列方向移動装置４を管列方向に１列分移動させる。その際、図８に示した停止位置修正機構を作動させてもよい。
【０１１２】
（９）以下、上記（１）〜（８）を繰り返して、各列のボイラ水管の清掃を行う。
【０１１３】
なお、以上の手順は、オペレータが、監視カメラ４３、４４からの映像を映し出したモニタ４８の画面によってボイラ内の状況を監視しながら遠隔操作して行ってもよい。
【０１１４】
その際に、局所的に付着物の量が多い個所では、回転ブラシ７５の回転数を上げるか、水管群走行装置３の走行速度を下げて念入りに清掃を行ってもよい。逆に、付着物の量が少ない個所では、水管群走行装置３の走行速度を上げて速く通過させてもよい。
【０１１５】
なお、水管群走行装置３の操作は全て個別操作でおこなってもよいが、操作簡略化のため昇降動作については、１段分自動で昇降できるようにしてもよい。
【０１１６】
また、例えば、監視カメラ４３の映像から水管群走行装置３の進行方向に、例えばスートブロー用配管の支持部材等の障害物６５を検知したら、１段上昇または下降動作を行い、障害物６５の上方または下方を走行させ、障害物６５を通過したら、１段下降または上昇動作を行って元に戻し、障害物６５を迂回するようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記（７）において、水管群走行装置３を管列方向移動装置４に収納する場合も、管列方向移動装置４に搭載した監視カメラ４４の映像を見て、水管群走行装置３が管列方向移動装置４の収納部３５の真下に来るように操作し、水管群走行装置３を上昇させて管列方向移動装置４に収納するようにしてもよい。
【０１１８】
このように、本実施形態においては、回転ブラシ７５を搭載した水管群走行装置３がボイラ水管群１内を自在に移動してボイラ水管を清掃するようにしているので、ボイラ水管群１内のボイラ水管の清掃を作業員に負担をかけることなく効率的に行うことができる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、清掃治具として回転ブラシを用いているが、その他に、ショットブラスト、高圧エア、あるいは、前記特許文献２に記載されているような、ボイラ水管を打撃する真鍮円板を備えた清掃治具を使用してもよい。
【０１２０】
上述した図１８においては、ボイラ水管の検査装置の代わりにボイラ水管の清掃装置を備えた場合について説明したが、ボイラ水管の検査装置とボイラ水管の清掃装置とを共に備えるようにしてもよい。この場合、清掃装置により清掃を行うと同時に、その清掃の終わった水管部分の検査を行うことが可能となる。これにより、水管の清掃及び検査を水管群走行装置３の一回の移動動作の間に行うことができ、短時間で清掃及び検査ができ、効率的な運用が可能となる。
【０１２１】
さらに、本発明においては、上記検査装置及び／または清掃装置の代わりに、またはそれに追加してボイラ水管の補修装置を備えるようにしてもよい。前記補修装置としては、肉厚が所定の基準値よりも薄くなっていると判断された部分に、肉盛溶接を行う肉盛溶接装置などを用いることができる。
【０１２２】
補修装置を備えることで、例えば、肉厚検査を行った後に、または、検査装置として肉厚検査装置を一緒に搭載している場合に、前記肉厚検査装置による検査で肉厚が所定の基準値よりも薄くなっていると判断された部分に、検査後或いは検査と同時に補修を行うことが可能となる。
【０１２３】
なお、本発明のボイラ水管群内移動装置を用いて検査、清掃、補修を行うボイラとしては、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物を焼却あるいは溶融する廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉に付設されたボイラや、石油焚きボイラ、石炭焚きボイラ、火力発電所のボイラなどの伝熱管式ボイラに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明に係るボイラ水管群内移動装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明に係るボイラ水管群内移動装置の一実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明に係る水管群走行装置の側面を示す図である。
【図４】本発明に係る保持機構の構成を示す図であり、（ａ）は保持機構の上面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】本発明に係る水管群走行装置が保持機構によってボイラ水管群内で保持されている状態を示す図である。
【図６】本発明に係る水管群走行装置の本体に設けられた保持機構の一構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る管列方向移動装置の一構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る停止位置修正機構の一構成例を示す図である。
【図９】本発明に係るボイラ水管群内移動装置の全体的な動作を説明する図である。
【図１０】本発明に係る水管群走行装置が上下方向に移動する際の動作を説明する図である。
【図１１】本発明に係る本実施形態における第１の形態であるボイラ水管群内移動装置の全体構成を示す図である。
【図１２】本発明に係る肉厚測定ユニットの構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る肉厚測定ユニットにおける検査ヘッドの側面図である。
【図１４】本発明に係る検査ユニットの動作の説明図である。
【図１５】本発明に係るボイラ水管群内移動装置を用いてボイラ水管を検査する手順の説明図である。
【図１６】第２の実施形態におけるボイラ水管群内移動装置の全体構成を示す図である。
【図１７】本発明に係るボイラ水管群内移動装置を用いてボイラ水管を検査する手順の説明図である。
【図１８】本発明に係る他の実施形態におけるボイラ水管群内移動装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  ボイラ水管群
２  ボイラ水管群内移動装置
３  水管群走行装置
４  管列方向移動装置
５  本体
６ａ、６ｂ  保持機構
７  保持機構
８  駆動モータ
９  プレート
１０、１１  ギヤ
１２  プレート
１３、１４  保持アーム
１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ  ローラ
１７、１８  モータ
１９  駆動モータ
２０、２１  ギヤ
２２  シャフト
２３ａ、２３ｂ  アーム
２４  ギヤ
２５  シャフト
２６  ギヤ
２７ａ、２７ｂ  アーム
２８ａ、２８ｂ  スリット
２９  スライダ
３０  ボールねじ
３１、３２  プーリ
３３  タイミングベルト
３４  モータ
３５  収納部
３６、３７  クローラ
３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂ  管状部材
４０ａ、４０ｂ  停止位置修正アーム
４１ａ、４１ｂ  回転軸
４２  肉厚測定ユニット
４３、４４  監視カメラ
４５  制御装置
４６  コントローラ
４７  記録用ＰＣ
４８  モニタ
４９  プレート
５０、５１  モータ
５２  水平アーム
５３、５４  プーリ
５５  タイミングベルト
５６  垂直アーム
５７、５８  ギヤ
５９  検査ヘッド
６０  ソレノイド
６１  固定部材
６２  検査ヘッド
６３  水浸焦点型超音波探触子
６４  ホルダー
６５  障害物
６６  ロータリーエンコーダ
６７  障害物検知センサ
６８  上下移動カウンタ
６９  収納誘導センサ
７０  収納確認センサ
７１  ロータリーエンコーダ
７２  ポンプ
７３、７４  プレート
７５  回転ブラシ
８０  ボイラ水管
８１  最上段のボイラ水管
８２  ２段目のボイラ水管
８３  ３段目のボイラ水管
【図１】
2008025893.tif 000003
【図２】
2008025893.tif 000004
【図３】
2008025893.tif 000005
【図４】
2008025893.tif 000006
【図５】
2008025893.tif 000007
【図６】
2008025893.tif 000008
【図７】
2008025893.tif 000009
【図８】
2008025893.tif 000010
【図９】
2008025893.tif 000011
【図１０】
2008025893.tif 000012
【図１１】
2008025893.tif 000013
【図１２】
2008025893.tif 000014
【図１３】
2008025893.tif 000015
【図１４】
2008025893.tif 000016
【図１５】
2008025893.tif 000017
【図１６】
2008025893.tif 000018
【図１７】
2008025893.tif 000019
【図１８】
2008025893.tif 000020