(57)【要約】【課題】ボイラ火炉内のような密閉空間内の検査を短時間で効率的に行うことなどが可能な密閉空間内検査システムを提供する。【解決手段】位置認識器機２４などで取得した飛行船１５の位置情報を無線で地上の遠隔操作ユニット３１に送信し、この位置情報に基づいて遠隔操作ユニットで飛行船を無線により自動又は手動で遠隔操作しながら、検査機器２５でボイラ火炉１１内の検査対象部の物理量を検出し、この物理量を無線で地上のモニタ器機３２に送信してモニタする。また、診断評価ユニット３３では、今回検出した物理量データと過去に検出した物理量データとを比較して診断評価をする。また、三次元形状計測データに基づいて取換え部品のＣＡＤデータを作成する。また、熱感知器２５Ｂで得た熱画像により、不具合部の位置を認識し、この位置の方向に遠隔操作で飛行船を向かわせながら不具合部の位置を特定していき、位置認識器機で認識した飛行船の位置情報に基づいて不具合部の位置を検出する。【選択図】        図３
2004211995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間内を飛行する飛行体と、前記飛行体に備えた物理量検査手段と、前記飛行体に備えた位置情報取得手段と、地上に配置した遠隔操作手段と、地上に配置したモニタ手段と、前記飛行体と地上とに配置した無線通信手段とを備えており、前記位置情報取得手段で取得した前記飛行体の位置情報を前記無線通信手段で前記遠隔操作手段に送信し、この飛行体の位置情報に基づいて前記遠隔操作手段により前記飛行体を前記無線通信手段を介して自動又は手動で遠隔操作しながら、前記物理量検査手段によって前記密閉空間内の検査対象部の物理量を検出し、この物理量を前記無線通信手段で前記モニタ手段に送信して前記モニタ手段でモニタすることを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉空間内検査システムにおいて、地上には診断評価手段を備えており、前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量を無線通信手段より前記診断評価手段へ送信し、前記診断評価手段では、前記物理量検査手段で今回検出した前記検査対象部の物理量データと、過去に前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量データとを比較することにより、前記検査対象部の診断評価をすることを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として三次元形状計測手段を備え、且つ、地上には取換え部品ＣＡＤ化システムを備えており、前記三次元形状計測手段によって前記検査対象部の三次元形状を計測し、この三次元形状計測データに基づいて前記取換え部品ＣＡＤ化手段により、前記検査対象部における取換え部品のＣＡＤデータを作成することを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の密閉空間内検査システムにおいて、密閉空間はボイラ火炉であることを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項５】
請求項４に記載の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は飛行船又は気球であり、本体が軟らかい材料でできて縮小可能なものであることを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項６】
請求項４に記載の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として、前記検査対象部の外観画像を得る外観画像手段、前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段、前記検査対象部の音響を検出する音響感知手段、前記検査対象部の三次元形状を計測する三次元形状計測手段、前記検査対象部の風速を計測する風速計測手段のうちの何れか一つ又は複数を備えていることを特徴とする密閉空間内検査システム。
【請求項７】
請求項４に記載の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は耐熱性を有し、前記物理量検査手段として前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段を備え、前記位置情報取得手段として位置認識手段を備え、且つ、地上には不具合部位置検出手段を備えており、この不具合部位置検出手段では、前記熱感知手段によって得た熱画像により、火炉壁の水管が損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識し、この認識した不具合部の位置の方向に前記遠隔操作手段による遠隔操作によって前記飛行体を向かわせながら前記不具合部の位置を特定していき、前記位置認識手段で認識した前記飛行体の位置情報に基づいて前記不具合部の位置を検出することを特徴とする密閉空間内検査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉空間内検査システムに関し、特にボイラ火炉内を検査する場合などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のボイラ火炉内検査方法を示す説明図である。同図に示すように、従来、火力プラントのボイラ火炉１内を検査する際には、ボイラ火炉１の運転を停止させてボイラ火炉１内を人間が入れる温度になるまで冷却した後、ボイラ火炉１内に足場材２を搬入して足場３を人手により組み上げる。そして、検査士４が、ボイラ火炉１の火炉壁５の下部に設けたメンテナンスホール（図示せず）からボイラ火炉１内に入って足場３に登り、ボイラ火炉１内の各検査対象部まで移動して、各検査対象部の不具合（変形や損傷など）を検査する。検査対象部は火炉壁５の各部などである。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、下記の特許文献１が挙げられる。この特許文献１には遠隔操作ビークルによって環境内の構造物を検査するという技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１０５９９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来の検査方法では、足場３の組み立てに長時間を要するとともに、その解体作業も付帯作業として発生するため、検査に時間がかかり、検査効率が非常に悪かった。このため、ボイラ火炉を停止している時間が長くなり、ボイラの稼働効率が悪かった。
【０００６】
また、従来は検査の結果、水管１２ａなどの部品の取換えが必要であると判断された場合には、元々の設計図（設計データ）に基づいて取換え部品を作成していたが、これでは既設の変形などが考慮できないため、取換え作業時に現物合せによって既設との取り合いを確認する必要があり、取換え作業が複雑であった。
【０００７】
また、ボイラ運転中に水管１２ａが突然破損した場合などには、緊急に補修しなければならないが、そのためにはできるだけ速やかに検査を開始して不具合部の位置を検出する必要がある。しかし、従来はボイラ火炉の停止後、人間が入れる温度になるまでボイラ火炉１内が冷却するのを待ってから、足場３を組始めるため、検査を開始するまでにも時間がかかり、緊急な対応はできなかった。
【０００８】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、ボイラ火炉内のような密閉空間内の検査を短時間で効率的に行うことができ、更には部品の取換え作業を容易に行うこと、緊急に不具合部の位置を検出することが可能な密閉空間内検査システムを提供することを課題とする。なお、本発明は飛行体を用いることを特徴とするものであり（詳細後述）、ビークルを用いる特許文献１とは技術的に異なるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の密閉空間内検査システムは、密閉空間内を飛行する飛行体と、前記飛行体に備えた物理量検査手段と、前記飛行体に備えた位置情報取得手段と、地上に配置した遠隔操作手段と、地上に配置したモニタ手段と、前記飛行体と地上とに配置した無線通信手段とを備えており、前記位置情報取得手段で取得した前記飛行体の位置情報を前記無線通信手段で前記遠隔操作手段に送信し、この飛行体の位置情報に基づいて前記遠隔操作手段により前記飛行体を前記無線通信手段を介して自動又は手動で遠隔操作しながら、前記物理量検査手段によって前記密閉空間内の検査対象部の物理量を検出し、この物理量を前記無線通信手段で前記モニタ手段に送信して前記モニタ手段でモニタすることを特徴とする。
【００１０】
また、第２発明の密閉空間内検査システムは、第１発明の密閉空間内検査システムにおいて、地上に診断評価手段を備えており、前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量を無線通信手段より前記診断評価手段へ送信し、前記診断評価手段では、前記物理量検査手段で検出した今回の前記検査対象部の物理量データと、過去に前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量データとを比較することにより、前記検査対象部の診断評価をすることを特徴とする。
【００１１】
また、第３発明の密閉空間内検査システムは、第１又は第２発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として三次元形状計測手段を備え、且つ、地上には取換え部品ＣＡＤ化システムを備えており、前記三次元形状計測手段によって前記検査対象部の三次元形状を計測し、この三次元形状計測データに基づいて前記取換え部品ＣＡＤ化手段により、前記検査対象部における取換え部品のＣＡＤデータを作成することを特徴とする。
【００１２】
また、第４発明の密閉空間内検査システムは、第１，第２又は第３発明の密閉空間内検査システムにおいて、密閉空間はボイラ火炉であることを特徴とする。
【００１３】
また、第５発明の密閉空間内検査システムは、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は飛行船又は気球であり、本体が軟らかい材料でできて縮小可能なものであることを特徴とする。
【００１４】
また、第６発明の密閉空間内検査システムは、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として、前記検査対象部の外観画像を得る外観画像手段、前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段、前記検査対象部の音響を検出する音響感知手段、前記検査対象部の三次元形状を計測する三次元形状計測手段、前記検査対象部の風速を計測する風速計測手段のうちの何れか一つ又は複数を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、第７発明の密閉空間内検査システムは、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は耐熱性を有し、前記物理量検査手段として前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段を備え、前記位置情報取得手段として位置認識手段を備え、且つ、地上には不具合部位置検出手段を備えており、この不具合部位置検出手段では、前記熱感知手段によって得た熱画像により、火炉壁の水管が損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識し、この認識した不具合部の位置の方向に前記遠隔操作手段による遠隔操作によって前記飛行体を向かわせながら前記不具合部の位置を特定していき、前記位置認識手段で認識した前記飛行体の位置情報に基づいて前記不具合部の位置を検出することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るボイラ火炉内検査システムのハード器機の構成を示す斜視図、図２（ａ）は前記ボイラ火炉内検査システムにおける飛行船の側面図、図２（ｂ）は前記飛行船の背面図、図３は前記ボイラ火炉内検査システムの全体的な構成を示すブロック図、図４は前記ボイラ火炉内検査システムによる検査の様子を示す説明図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態１の検査システムでは火力プラントのボイラ火炉１１内の検査を行う。なお、図１ではボイラ火炉１１の一部を破断してボイラ火炉１１の内部も図示している。ボイラ火炉１１は一般的な構成のものであり、多数の水管１２ａを配列してなる火炉壁１２によって四方が囲まれた密閉空間となっている。火炉壁１２の下部にはメンテナンスホール１３が形成され、ボイラ火炉１２内の上部には多数の管からなる過熱器１４などが設けられている。
【００１９】
そして、検査時には飛行体としての飛行船１５が、メンテナンスホール１３からボイラ火炉１１内に搬入され、ボイラ火炉１１内を図示のように飛行しながら、ボイラ火炉１１内の検査対象部（火炉壁１２の各部など）を検査する。このときの検査の様子を図４に例示している。
【００２０】
図２に示すように、飛行船１５は卵型の本体２１を有しており、この本体２１内に空気より軽いガス（ヘリウムなど）が注入されて空中に浮かぶことができる。飛行船１１は無人のものであり、その船本体２１の寸法は例えば長さが１ｍ未満（例えば約１ｍ）、横幅が３００〜４００ｍｍである。また、飛行船本体２１は軟らかい材料でできて縮小可能となっており、前記ガスを注入して膨らませることより図示のような状態となる。
【００２１】
図２及び図３に示すように、飛行船本体２１の下部２２には、複数の方向推進手段として複数の方向推進器機（例えばプロペラなど）２３が装備がされている。なお、図示例に限らず、推進器２３の個数や配置は適宜設定できる。また、飛行船本体２１の下部２２には、位置情報取得手段としての位置認識器機２４及び距離計（例えばレーザ距離計など）２６、物理量検査手段としての検査器機２５、無線通信手段としての無線器機２７などが装備されている。
【００２２】
位置認識器機２４では、ボイラ火炉１１内を飛行する飛行船１５の三次元の現在位置を認識する。かかる位置認識器機２４としては、例えば人工衛星を用いたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ）の技術を用いて三次元位置を計測するものや、或いは、ボイラ火炉１１内の複数個所（例えば四隅）に配置した送信機からの送信信号（音波や電波など）を受信することによって三次元位置を計測するものなどを適宜用いることができる。距離計２６では、距離計２６（飛行船１５）から検査対象部までの距離を計測する。
【００２３】
検査器機２５としては、具体的には、外観画像手段としての外観画像器（カメラ）２５Ａ、熱感知手段としての熱感知器（赤外線カメラ）２５Ｂ、音響感知手段としての音響感知器（マイクロホン）２５Ｃ、三次元形状計測手段としての形状計測器２５Ｄ、風速計測手段としての風速計２６Ｅを備えている。外観画像器２５Ａでは、検査対象部を撮影して検査対象部の外観画像を得る。熱感知器２５Ｂでは、検査対象部を撮影して検査対象部の熱画像を得る。音響感知器２５Ｃでは、検査対象部の音響を検出する。風速計２６Ｅでは、検査対象部の風速を計測する。形状計測器２５Ｄでは、検査対象部の三次元形状を計測する。形状計測器２５Ｄとしては、例えばスリット光を被計測部に照射して当該被計測部の表面に生じる輝線をカメラで撮影し、このときの画像を処理して当該被計測部の三次元形状を求める光切断法の技術を用いたものなどを適宜用いることができる。
【００２４】
一方、図２及び図３に示すようにボイラ火炉１１外の地上には、遠隔操作手段としての遠隔操作ユニット３１、モニタ手段としてのモニタ器機３２、診断評価手段としての診断評価ユニット３３、ハードディスクなどの記憶器機３４、無線通信手段としての無線器機３６などが一箇所に集約して配置されており、モニタ器機３２の前に検査士３３が座るようになっている。
【００２５】
遠隔操作ユニット３１では、無線器機２７，３６の無線通信により、位置認識器機２４及び距離計２６で取得した飛行船１５の位置情報を受信し、この飛行体１５の位置情報に基づいて飛行船１５を自動又は手動で遠隔操作する。なお、火炉壁１２にシールドされて無線器機２７，３６の間で直接電波を送受信することが難しい場合には、メンテナンスホール１３付近などに中継器機を配置してもよい。このことは位置認識器機２４でＧＰＳを利用して位置の認識をする場合にも同様である。
【００２６】
遠隔操作ユニット３１は予め設定された自動フライト計画プログラムと手動フライト操作プログラムとを有しており、検査士３６が遠隔操作ユニット３１の図示しないスイッチを操作して自動フライト計画プログラムか手動フライト操作プログラムかを選択することができるようになっている。
【００２７】
自動フライト計画プログラムは、飛行船１５がボイラ火炉１１内を飛行して各検査対象部（火炉壁１２の各部など）に順次アクセスするようにボイラ火炉１１の構造データ（設計データ）に基づいて飛行船１５の飛行航路を定めたものである。即ち、ボイラ火炉１１内の形状に合った飛行航路を設定している。
【００２８】
従って、自動遠隔操作の場合には自動フライト計画プログラムが起動し、遠隔操作ユニット３１では、位置認識器機２４で認識した飛行船１５の位置情報を確認しながら、自動フライト計画プログラムにしたがって飛行船１５が飛行するように指令信号を無線器機２７，３６を介して飛行船１５の推進器機２３へ送信する。その結果、飛行船１５は推進器機２３が前記指令信号に基づいて作動することにより、自動フライト計画プログラムにしたがった飛行をする。なお、密閉空間であるボイラ火炉１１内はあまり外気が入り込まず、強い気流が生じていないため、ボイラ火炉１１内では飛行船１５を精度よく飛行させることができる。
【００２９】
手動遠隔操作の場合には手動フライト操作プログラムが起動し、検査士３６が、位置認識器機２４で認識した飛行船１５の位置情報を確認しながら、遠隔操作ユニット３１の図示しない手動操作器機を操作して、この手動操作に応じた指令信号が遠隔操作ユニット３１から飛行船１５の推進器機２３へ無線器機２７，３６を介して送信される。その結果、飛行船１５は推進器機２３が前記指令信号に基づいて作動することにより、検査士３６の手動操作にしたがった飛行をする。
【００３０】
モニタ器機３２では、飛行船１５の検査器機２５によって検出された検査対象部の物理量を無線器機２７，３６を介して受信してモニタする。具体的には、モニタ器機３２では、外観画像器２５Ａによって撮影された検査対象部の外観画像をモニタ（表示）し、熱感知器２５Ｂによって撮影された検査対象部の熱画像をモニタ（表示）し、音響感知器２５Ｃによって検出された検査対象部の音響をモニタ（スピーカによる音の出力や音響レベルの表示）し、形状計測器２５Ｄによって計測された検査対象部の三次元形状をモニタ（表示）し、風速計２６Ｅによって計測された検査対象部の風速をモニタ（表示）する。また、モニタ器機３２では、診断評価ユニット３３による検査対象部の診断評価結果もモニタ（表示）する。
【００３１】
記憶器機３４では、検査器機２５からモニタ器機３２へ送信されてきた各物理量（外観画像、熱画像、音響、三次元形状、風速）のデータを記憶する。診断評価ユニット３３では、記憶器機３４に蓄積（記憶）されているデータベース３５から過去に取得した検査対象部の検査データ（物理量データ）を読み出し、この過去の検査データ（物理量データ）と、今回取得した同じ検査対象部の検査データとを比較することにより、検査データ（物理量データ）の変化情報を読み取って、当該検査対象部の診断評価をし、更に、この診断評価結果をモニタ器機３２へ送信して表示させ、同時に記憶器機３４へも送信してデータベース３５として蓄積させる。
【００３２】
ここで、本検査システムによる検査の実施手順について説明する。なお、検査する環境は、ボイラ火炉１１の運転が停止されてボイラ火炉１１内の温度が下がった状態である。
【００３３】
（１）まず、飛行船１５をメンテナンスホール１３からボイラ火炉１１内へ搬入する。その際、飛行船１５は本体２１を縮小させた状態でメンテナンスホール１３から搬入することができるため、搬入が容易であり、また、メンテナンスホールが相当小さい（例えば直径が６００ｍｍ程度）ボイラ火炉でも使用することができる。即ち、飛行船１５を搬入するためにメンテナンスホールを大きくする必要はなく、既設のボイラ火炉のメンテナンスホールをそのまま利用することができる。
【００３４】
（２）ボイラ火炉１１内へ飛行船１５を搬入後、ガスを注入して飛行船本体１２を膨らませることにより、飛行船１５を空中に浮かせる。
【００３５】
（３）その後、遠隔操作ユニット３１からの自動フライト計画プログラムに基づく指令により、飛行船１５はボイラ火炉１１内の検査対象部を見つけながら飛行する。即ち、飛行船１５は自動フライト計画プログラムによって設定された所定の飛行航路に沿って飛行する。このときの飛行は次の手順による。
【００３６】
（３−１）飛行船１５では、自身が備えている位置認識器機２４で三次元の現在位置を認識し、また、距離計２６で検査対象部との距離を計測して、これらの位置情報を無線通信により遠隔操作ユニット３１へ送信する。
【００３７】
（３−２）遠隔操作ユニット３１では、この位置情報に基づき、検査対象部と飛行船１５との位置関係を把握して、飛行船１５が検査対象部の所定の設定位置へ向かうように飛行船１５の推進器機２３へ指令信号を無線通信で送信する。また、必要に応じて手動操作も行う。
【００３８】
（４）飛行船１５が検査対象部を検査する所定位置に到達してから、次の手順で検査を行う。このときの検査の様子を図４に例示している。
【００３９】
（４−１）例えば図４に示すように外観画像器２５Ａによって、検査対象部（火炉壁１２の一部）４０の外観画像を撮影し、この外観画像データを無線通信で地上のモニタ器機３２へ送信してモニタする。
（４−２）また、この外観画像と同じ画像範囲で熱感知器２５Ｂにより、検査対象部４０の熱画像を撮影し、この熱画像データもモニタ器機３２へ無線通信で送信する。
【００４０】
（４−３）更に、形状計測器２５Ｄにより、前記外観画像と同じ範囲の三次元形状（図４中に点線で示すような三次元形状）を計測し、この三次元形状データもモニタ器機３２へ無線通信で送信してモニタする。この三次元形状データは例えば光切断法を用い、外観画像と同じ範囲でスリット光をスキャンすることによって得ることができる。
【００４１】
（４−４）また、上記（４−１）〜（４−３）の作業の間、音響感知器２５Ｃでは検査対象部４０における音響を検出し、風速計２６Ｅでは検査対象部４０における風速を計測して、これらの音響データや風速データもモニタ器機３２へ無線通信で送信してモニタする。
【００４２】
（５）そして、このモニタ器機３２へ送信された検査データ（物理量データ）は、次の手順で診断・評価される。
【００４３】
（５−１）モニタ器機３２へ送信された外観画像、熱画像、三次元形状、音響及び風速の検査データ（物理量データ）は、記憶器機３４で記憶され、同時に診断評価ユニット３３へも送信される。
【００４４】
（５−２）診断評価ユニット３３では、記憶器機３４に蓄積されているデータベース３５から、形状計測器２５によって過去に取得した同じ検査対象部４０の検査データ（物理量データ）を読み出し、この過去の検査データ（物理量データ）と、形状計測器２５によって今回取得した上記の検査データ（物理量データ）とを比較することにより、過去と今回（現在）の検査データ（物理量データ）の変化情報を読み取り、検査対象部４０の診断評価を行う。
【００４５】
例えば、水管１２ａが異常膨張するとその外観形状が大きく変化する。水管１２ａが破損すると、その形状や温度が変化したり、水蒸気の噴射によって音響や気流が発生する。また、水管１２ａにスケールが異常に付着すると、外観形状や温度が変化する。このため、上記の外観画像データ、三次元形状データ、熱画像データ、音響データ、風速データのうちの何れか１つ又は複数の変化情報から、水管１２ａの異常膨張、水管１２ａの破損、水管１２ａへのスケールの異常付着の有無などの診断評価を行うことができる。
【００４６】
（５−３）この診断評価結果は、リアルタイムでモニタ器機３２に表示され、また、同時に記憶器機３４でデータベース３５として記憶され、次の検査データとして利用される。飛行体１５は検査対象部の検査が終了するれば、次の検査対象部への向かう。
【００４７】
以上のように、本実施の形態１の検査システムによれば、ボイラ火炉１１内を飛行する飛行船１５と、飛行船１５に備えた検査機器２５と、飛行船１５に備えた位置認識器機２４及び距離計２６と、地上に配置した遠隔操作ユニット３１と、地上に配置したモニタ器機３２と、飛行船１５と地上とに配置した無線器機２７，３６とを備えており、位置認識器機２４及び距離計２６で取得した飛行船１５の位置情報を無線器機２７，３６で遠隔操作ユニット３１に送信し、この飛行船１５の位置情報に基づいて遠隔操作ユニット３１により飛行船１５を無線器機２７，３６を介して自動又は手動で遠隔操作しながら、検査機器２５によってボイラ火炉１１内の検査対象部の物理量を検出し、この物理量を無線器機２７，３６でモニタ器機３２に送信してモニタ器機３２でモニタすることを特徴とするため、従来のように足場を組んだり解体するなどの面倒な作業を要せず、短時間で効率的にボイラ火炉１１内の検査を行うことができ、その結果、検査費用のコストダウンが図られ、また、ボイラ運休時間が短縮されてボイラ稼働率が向上する。
【００４８】
また、本実施の形態１の検査システムでは、地上には診断評価ユニット３３を備えており、検査機器２５で検出した検査対象部の物理量を無線器機２７，３６より診断評価ユニット３３へ送信し、診断評価ユニット３３では、検査機器２５で今回検出した検査対象部の物理量データと、過去に検査機器２５で検出した検査対象部の物理量データとを比較することにより、検査対象部の診断評価をすることを特徴とするため、検査対象部の診断評価を自動的に迅速に行うことができる。
【００４９】
特に、本実施の形態１の検査システムでは、検査機器２５として、検査対象部の外観画像を得る外観画像器２５Ａ、検査対象部の熱画像を得る熱感知器２５Ｂ、検査対象部の音響を検出する音響感知器２５Ｃ、検査対象部の三次元形状を計測する形状計測器２５Ｄ、検査対象部の風速を計測する風速計２５Ｅを備えているため、水管１２ａの異常膨張、水管１２ａの破損、水管１２ａへのスケールの異常付着などを検査するのに有効である。
【００５０】
また、本実施の形態１の検査システムによれば、飛行船１５は本体２１が軟らかい材料でできて縮小可能なものであるため、本体２１を縮小した状態でボイラ火炉１１内へ搬入できるため、搬入が容易であり、メンテナンスホールが相当小さいボイラ火炉にもそのまま本検査システムを適用することができる。
【００５１】
＜実施の形態２＞
図５は本発明の実施の形態２に係るボイラ火炉内検査システム（取換え部品のＣＡＤ化システム）の全体的な構成を示すブロック図である。なお、図５において上記実施の形態１と同様の部分については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する（図１〜図４参照）。
【００５２】
図５に示すように、本実施の形態２のボイラ火炉内検査システムでは、推進器機２３を有する飛行船１５と、飛行船１５に装備された検査器機２５（外観画像器２５Ａ，形状計測器２５Ｄ）、距離計２６及び位置認識器機２４と、地上に配置された遠隔操作ユニット３１及びモニタ器機３２（外観画像モニタ，形状モニタ）とを備えている。
【００５３】
そして更に本検査システムでは取換え部品のＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）データを作成するための取換え部品ＣＡＤ化手段として、取換え部品ＣＡＤ化器機５１を備えている。この取換え部品ＣＡＤ化器機５１も、遠隔操作ユニット３１などと同様にボイラ火炉１１外の地上に配置されている。
【００５４】
検査器機２５（形状計測器２５Ｄ）から無線通信でモニタ器機３２へ送信されてきた検査対象部の三次元形状データは、更に取換え部品ＣＡＤ化器機５１へ送信される。取換え部品ＣＡＤ化器機５１では、この検査対象部の三次元形状データ、即ち、取換える部位（部品）とその周辺（例えば取換え対象の水管とその周辺）の三次元形状データに基づいて、検査対象部における取換え部品（例えば水管）のＣＡＤデータを作成する。具体的には、前記三次元形状をＣＡＤデータへ変換し、このデータに基づいて取換え部品そのもののＣＡＤ化（ＣＡＤデータの作成）を行い、既設との取り合いを確認する。
【００５５】
その後、この取換え部品ＣＡＤ化器機５１で作成した取換え部品のＣＡＤデータ（設計データ）に基づき、部品作製器機５２で取換え部品を作製する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態２のボイラ火炉内検査システムによれば、飛行船１５には物理量検査手段として形状計測器２５Ｄを備え、且つ、地上には取換え部品ＣＡＤ化器機５１を備えており、形状計測器２５Ｄによって検査対象部の三次元形状を計測し、この三次元形状計測データに基づいて取換え部品ＣＡＤ化器機５１により、検査対象部における取換え部品のＣＡＤデータを作成することを特徴とするため、既設の変形などを考慮することができ、現物に則した取替え部品が製作できることから、現物合せによる既設との取り合い確認などの面倒な作業を要せず、部品の取換え作業を容易に行うことができる。
【００５７】
なお、本実施の形態２の構成と上記実施の形態１の構成とを組み合わせててもよい。即ち、上記実施の形態１の構成（図３参照）に取換え部品ＣＡＤ化器機を加えることにより、上記実施の形態１のような検査を行った後、取替えが必要と判断された部位について、このときの検査データ（形状計測器で計測した検査対象部の三次元形状データ）に基づき、取換え部品ＣＡＤ化器機により、取換え部品のＣＡＤデータを作成するようにしてもよい。
【００５８】
＜実施の形態３＞
図６は本発明の実施の形態３に係るボイラ火炉内検査システム（不具合部位置検出システム）の全体的な構成を示すブロック図である。なお、図６において上記実施の形態１と同様の部分については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５９】
図５に示すように、本実施の形態３のボイラ火炉内検査システムでは、推進器機２３を有する飛行船１５と、飛行船１５に装備された検査器機２５（外観画像器２５Ａ，熱感知器２５Ｂ，音響感知器２５Ｃ）、距離計２６及び位置認識器機２４と、地上に配置した遠隔操作ユニット３１及びモニタ器機３２（外観画像モニタ，熱画像モニタ、音響モニタ）とを備えている。
【００６０】
そして更に本ボイラ火炉内検査システムでは不具合部の位置を検出するための不具合部位置検出手段として、不具合部位置検出器機６１を備えている。この不具合部位置検出器機６１へは、熱感知器２５Ｂで得られた検査対象部の熱画像データがモニタ器機３２を介して送信され、また、位置認識器機２４で認識された飛行船１５の位置が遠隔操作ユニット３１を介して送信される。
【００６１】
不具合部位置検出器機６１では、この熱感知器２５Ｂで得た熱画像により、火炉壁１２の水管１２ａが損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識し、この認識した不具合部の位置の方向に遠隔操作ユニット３１による遠隔操作によって飛行体１５を向かわせながら前記不具合部の位置を特定していき、位置認識器機２４で認識される飛行体１５の位置情報に基づいて前記不具合部の位置を検出する。
【００６２】
また、飛行船１５は耐熱性材料によって本体２１や下部２２を構成することにより、耐熱性を有している。
【００６３】
本検査システムによる検査（不具合部位置検出）の実施手順は、次のとおりである。
【００６４】
（１）不具合の発生によりボイラ火炉１１の運転が停止されたとき、ボイラ火炉１１内の温度がある程度まで下がった状態で、飛行船１５をメンテナンスホール１３からボイラ火炉１１内へ搬入する。このとき、従来のように人間がボイラ火炉１１内に入れる温度（数１０度程度）にまでボイラ火炉１１内が冷えるのを待つ必要はなく、耐熱性の飛行船１５が耐えられる温度（例えば２００〜３００℃）まで冷えた時点で飛行船１５をボイラ火炉１１内へ搬入して、迅速に不具合部位置の検出作業が開始される。なお、飛行船１５に備えた電子器機などの耐熱性が不十分な場合には、これらに断熱材を適宜設けて耐熱性を確保すればよい。
【００６５】
（２）ボイラ火炉１１内へ搬入後、遠隔操作ユニット３１による自動又は手動の遠隔操作により飛行船１５を高速で飛行させて、検査器機２５（外観画像器２５Ａ，熱感知器２５Ｂ，音響感知器２５Ｃ）でボイラ火炉１１内全体を検査することにより、ボイラ火炉１１内全体の様子（物理量）をモニタ（外観画像モニタ，熱画像モニタ，音響モニタ）していく。
【００６６】
（３）この際、不具合部位置検出器機６１では、熱感知器２５Ｂで得た熱画像のデータにより、火炉壁１２の水管１２ａが損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識する。水管１２ａの損傷による不具合部は、健全部に比べ、噴き出した蒸気によって異常に過熱されている。従って、熱画像から前記不具合部（水管損傷部）の位置を認識することができる。
【００６７】
（４）更に、不具合部位置検出器機６１では、この認識した不具合部の位置の方向に遠隔操作ユニット３１による遠隔操作によって飛行体１５を向かわせながら、前記不具合部の位置を特定していく。
（５）そして、不具合部位置検出器機６１では、位置認識器機２４で認識される飛行体１５の位置情報に基づいて、前記不具合部の位置を検出する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態３のボイラ火炉内検査システムによれば、飛行体１５は耐熱性を有し、物理量検査手段として検査対象部の熱画像を得る熱感知器２５Ｂを備え、位置情報取得手段として位置認識器機２４を備え、且つ、地上には不具合部位置検出器機６１を備えており、この不具合部位置検出器機６１では、熱感知器２５Ｂで得た熱画像により、火炉壁１２の水管１２ａが損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識し、この認識した不具合部の位置の方向に遠隔操作ユニット３１による遠隔操作によって飛行船１５を向かわせながら不具合部の位置を特定していき、位置認識器機２４で認識した飛行船１５の位置情報に基づいて不具合部の位置を検出することを特徴とするため、短時間で不具合部の位置を検出することができ、緊急な対応が可能となる。
【００６９】
なお、本実施の形態３の構成と上記実施の形態１，２の構成とを組み合わせててもよい。この場合、例えば不具合部位置の検出後、このときに形状計測器で計測した検査対象部の三次元形状データに基づいて、取換え部品ＣＡＤ化器機により、取換え部品のＣＡＤデータを作成することができる。
【００７０】
また、上記実施の形態１〜３では飛行体として飛行船を用いた場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明の検査システムでは飛行体として気球や小型ヘリコプターなどを用いることもできる。特に気球の場合には飛行船の場合と同様に本体を軟らかい材料で構成して縮小可能とすることにより、メンテナンスホールからの搬入を容易にすることができる。
【００７１】
また、本発明の検査システムは特にボイラ火炉内の検査に適用して有用なものであるが、必ずしもこれに限定するものではなく、ボイラ火炉以外の密閉空間（体育館やドームなど）に適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の密閉空間内検査システムによれば、密閉空間内を飛行する飛行体と、前記飛行体に備えた物理量検査手段と、前記飛行体に備えた位置情報取得手段と、地上に配置した遠隔操作手段と、地上に配置したモニタ手段と、前記飛行体と地上とに配置した無線通信手段とを備えており、前記位置情報取得手段で取得した前記飛行体の位置情報を前記無線通信手段で前記遠隔操作手段に送信し、この飛行体の位置情報に基づいて前記遠隔操作手段により前記飛行体を前記無線通信手段を介して自動又は手動で遠隔操作しながら、前記物理量検査手段によって前記密閉空間内の検査対象部の物理量を検出し、この物理量を前記無線通信手段で前記モニタ手段に送信して前記モニタ手段でモニタすることを特徴とするため、足場を組んだり解体するなどの面倒な作業を要せず、短時間で効率的に密閉空間内の検査を行うことができ、その結果、検査のコストダウンを図ることができる。
【００７３】
また、第２発明の密閉空間内検査システムによれば、第１発明の密閉空間内検査システムにおいて、地上に診断評価手段を備えており、前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量を無線通信手段より前記診断評価手段へ送信し、前記診断評価手段では、前記物理量検査手段で今回検出した前記検査対象部の物理量データと、過去に前記物理量検査手段で検出した前記検査対象部の物理量データとを比較することにより、前記検査対象部の診断評価をすることを特徴とするため、検査対象部の診断評価を自動的に迅速に行うことができる。
【００７４】
また、第３発明の密閉空間内検査システムによれば、第１又は第２発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として三次元形状計測手段を備え、且つ、地上には取換え部品ＣＡＤ化システムを備えており、前記三次元形状計測手段によって前記検査対象部の三次元形状を計測し、この三次元形状計測データに基づいて前記取換え部品ＣＡＤ化手段により、前記検査対象部における取換え部品のＣＡＤデータを作成することを特徴とするため、既設の変形などを考慮することができ、現物に則した取替え部品が製作できることから、現物合せによる既設との取り合い確認などの面倒な作業を要せず、部品の取換え作業を容易に行うことができる。
【００７５】
また、第４発明の密閉空間内検査システムによれば、第１，第２又は第３発明の密閉空間内検査システムにおいて、密閉空間はボイラ火炉であるため、ボイラ火炉内の検査を短時間で効率的に行うことができ、その結果、検査費用のコストダウンが図られ、また、ボイラ運休時間が短縮されてボイラ稼働率が向上する。また、検査対象部の診断評価を自動的に迅速に行うことができ、水管などの部品の取換え作業を容易に行うことができる。
【００７６】
また、第５発明の密閉空間内検査システムによれば、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は飛行船又は気球であり、本体が軟らかい材料でできて縮小可能なものであることを特徴とするため、本体を縮小した状態でボイラ火炉内へ搬入できるため、搬入が容易であり、メンテナンスホールが相当小さいボイラ火炉にもそのまま本検査システムを適用することができる。
【００７７】
また、第６発明の密閉空間内検査システムによれば、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記物理量検査手段として、前記検査対象部の外観画像を得る外観画像手段、前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段、前記検査対象部の音響を検出する音響感知手段、前記検査対象部の三次元形状を計測する三次元形状計測手段、前記検査対象部の風速を計測する風速計測手段のうちの何れか一つ又は複数を備えていることを特徴とするため、例えば火炉壁の水管の異常膨張、破損、スケール異常付着などを検査するのに有効である。
【００７８】
また、第７発明の密閉空間内検査システムは、第４発明の密閉空間内検査システムにおいて、前記飛行体は耐熱性を有し、前記物理量検査手段として前記検査対象部の熱画像を得る熱感知手段を備え、前記位置情報取得手段として位置認識手段を備え、且つ、地上には不具合部位置検出手段を備えており、この不具合部位置検出手段では、前記熱感知手段によって得た熱画像により、火炉壁の水管が損傷して蒸気が噴き出した不具合部の位置を認識し、この認識した不具合部の位置の方向に前記遠隔操作手段による遠隔操作によって前記飛行体を向かわせながら前記不具合部の位置を特定していき、前記位置認識手段で認識した前記飛行体の位置情報に基づいて前記不具合部の位置を検出することを特徴とするため、短時間で不具合部の位置を検出することができ、緊急な対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るボイラ火炉内検査システムのハード器機の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は前記ボイラ火炉内検査システムにおける飛行船の側面図、（ｂ）は前記飛行船の背面図である。
【図３】前記ボイラ火炉内検査システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図４】前記ボイラ火炉内検査システムによる検査の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るボイラ火炉内検査システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るボイラ火炉内検査システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図７】従来のボイラ火炉内検査方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  ボイラ火炉
１２  火炉壁
１２ａ  水管
１３  メンテナンスホール
１４  過熱器
１５  飛行船
２１  飛行船本体
２２  飛行船本体の下部
２３  推進器機（プロペラ）
２４  位置認識器機
２５  検査器機
２５Ａ  外観画像器
２５Ｂ  熱感知器
２５Ｃ  音響感知器
２５Ｄ  形状計測器
２５Ｅ  風速計
２６  距離計
２７  無線器機
３１  遠隔操作ユニット
３２  モニタ器機
３３  診断評価ユニット
３４  記憶器機
３５  データベース
３６  無線器機
４０  検査対象部
５１  取換え部品ＣＡＤ化器機
５２  部品作製器機
６１  不具合部位置検出器機
【図１】
2004211995.tif 000003
【図２】
2004211995.tif 000004
【図３】
2004211995.tif 000005
【図４】
2004211995.tif 000006
【図５】
2004211995.tif 000007
【図６】
2004211995.tif 000008
【図７】
2004211995.tif 000009