(57)【要約】【課題】遠心力による打撃により対象物に付着した付着物を除去・清掃するに際し、打撃の衝撃による疲労破壊や過負荷が生じることを抑止し、長期間安定して付着物を除去することができる清掃方法及び清掃装置を提供する。【解決手段】真鍮円板１０を回転軸７の回りに回転させて、ボイラ配管１３に衝突させ、その打撃によりボイラ配管１３に付着した灰類を除去する際に、真鍮円板１０を取り付けた先方アーム９が屈曲した状態となって、衝突の衝撃が逃げるようにしている。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸の外面に取り付けられ、前記回転軸の半径方向平面内で屈曲可能な接続部材と、該接続部材の先端に設けられた衝突用部材とを有する清掃ヘッドを、前記回転軸回りに回転させ、前記衝突用部材を対象物に衝突させて前記対象物に付着している付着物を除去することを特徴とする清掃方法。
【請求項２】
請求項１に記載の清掃方法において、前記接続部材が複数の剛体アームと、該複数の剛体アームを回動自由に接続する関節部材とからなることを特徴とする清掃方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の清掃方法において、衝突用部材の材質が対象物よりも柔らかい素材であることを特徴とする清掃方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の清掃方法において、衝突用部材が接続用部材の先端に回動自由に設けられていることを特徴とする清掃方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の清掃方法において、対象物が焼却炉のボイラ配管であり、ボイラ配管に付着している灰類を除去することを特徴とする清掃方法。
【請求項６】
回転軸と、該回転軸の外面に取り付けられ、前記回転軸の半径方向平面内で屈曲可能な接続部材と、該接続部材の先端に設けられた衝突用部材とを有する清掃ヘッドと、該清掃ヘッドを前記回転軸回りに回転させる回転手段とを備え、前記清掃ヘッドを前記回転手段によって前記回転軸回りに回転させて、前記衝突用部材を対象物に衝突させて前記対象物に付着している付着物を除去することを特徴とする清掃装置。
【請求項７】
請求項６に記載の清掃装置において、接続部材が複数の剛体アームと、該複数の剛体アームを回動自由に接続する関節部材とからなることを特徴とする清掃装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の清掃装置において、衝突用部材の材質が対象物よりも柔らかい素材であることを特徴とする清掃装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の清掃装置において、衝突用部材の材質が真鍮であることを特徴とする清掃装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の清掃装置において、衝突用部材が接続用部材の先端に回動自由に設けられていることを特徴とする清掃装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の清掃装置において、接続部材が回転軸の外面に複数本取り付けられていることを特徴とする清掃装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の清掃装置において、複数の接続部材の全長が異なることを特徴とする清掃装置。
【請求項１３】
請求項６〜１２のいずれかに記載の清掃装置において、対象物が焼却炉のボイラ配管であり、ボイラ配管に付着している灰類を除去することを特徴とする清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機器や配管等を対象にして、それら対象物の表面に付着した付着物を除去・清掃するための清掃方法及び清掃装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種機器や配管等を対象にして、それら対象物の表面に付着した付着物を除去する清掃作業は多々あり、使用する清掃装置も回転ブラシやショットブラストなど様々な装置が用いられている。
【０００３】
清掃作業の一例として、焼却炉のボイラ配管の清掃作業を以下に説明する。
【０００４】
焼却炉には、廃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配管が設置されている。この配管群の間隙を高温の廃ガスが通過することで、高温の廃ガスとボイラ配管内の水との間で熱交換が行われる。その際に、廃ガスに含まれる灰等がボイラ配管の表面に付着して堆積し、熱交換効率や、廃ガスの通過量を低下させてしまうので、定期的にボイラ配管表面の清掃作業が必要となる。
【０００５】
従来、このボイラ配管表面の清掃作業は、へらやブラシ等を使用して、ボイラ配管の表面に付着した灰等を除去する方法で行われていた。
【０００６】
しかし、このような清掃方法では、ボイラ配管の表面を傷付ける危険性や、多数のボイラ配管に対して付着物の充分な除去は困難といった問題があることから、遠心力による打撃によりボイラ配管表面の付着物を剥離除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
上記特許文献１に記載の技術は、図１に示すように、先端に柔らかな材質の錘１１６を取り付けた可撓性のアーム１１７をモータ１１８で回転させて、錘１１６でボイラ配管１０３を叩いてボイラ配管１０３表面の付着物を除去するものである。これにより、ボイラ配管１０３の表面を傷付けることなく、多数のボイラ配管の付着物を効率良く除去できるというものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１―２３７１９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の技術においては、可撓性のアーム１１７が回転して錘が対象物（ボイラ配管１０３）を叩くとアーム１１７が撓むようになっているため、アーム１１７が固定されている付け根部に大きな反力が作用する。その結果、モータ１１８を回転させて連続的に対象物を叩いてアーム１１７の撓みを繰り返していくうちに、アーム１１７の付け根部が疲労破壊を起こす危険性がある。また、アーム１１７の撓みによる反力がモータ軸に伝わり、モータ１１８が過負荷となる危険性もある。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、遠心力による打撃により対象物に付着した付着物を除去・清掃するに際し、清掃装置の疲労破壊や過負荷を抑止し、長期間安定して付着物を除去することができる清掃方法及び清掃装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１２】
［１］回転軸と、該回転軸の外面に取り付けられ、前記回転軸の半径方向平面内で屈曲可能な接続部材と、該接続部材の先端に設けられた衝突用部材とを有する清掃ヘッドを、前記回転軸回りに回転させ、前記衝突用部材を対象物に衝突させて前記対象物に付着している付着物を除去することを特徴とする清掃方法。
【００１３】
［２］前記［１］に記載の清掃方法において、前記接続部材が複数の剛体アームと、該複数の剛体アームを回動自由に接続する関節部材とからなることを特徴とする清掃方法。
【００１４】
［３］前記［１］または［２］に記載の清掃方法において、衝突用部材の材質が対象物よりも柔らかい素材であることを特徴とする清掃方法。
【００１５】
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の清掃方法において、衝突用部材が接続用部材の先端に回動自由に設けられていることを特徴とする清掃方法。
【００１６】
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の清掃方法において、対象物が焼却炉のボイラ配管であり、ボイラ配管に付着している灰類を除去することを特徴とする清掃方法。
【００１７】
［６］回転軸と、該回転軸の外面に取り付けられ、前記回転軸の半径方向平面内で屈曲可能な接続部材と、該接続部材の先端に設けられた衝突用部材とを有する清掃ヘッドと、該清掃ヘッドを前記回転軸回りに回転させる回転手段とを備え、前記清掃ヘッドを前記回転手段によって前記回転軸回りに回転させて、前記衝突用部材を対象物に衝突させて前記対象物に付着している付着物を除去することを特徴とする清掃装置。
【００１８】
［７］前記［６］に記載の清掃装置において、接続部材が複数の剛体アームと、該複数の剛体アームを回動自由に接続する関節部材とからなることを特徴とする清掃装置。
【００１９】
［８］前記［６］または［７］に記載の清掃装置において、衝突用部材の材質が対象物よりも柔らかい素材であることを特徴とする清掃装置。
【００２０】
［９］前記［６］〜［８］いずれかに記載の清掃装置において、衝突用部材の材質が真鍮であることを特徴とする清掃装置。
【００２１】
［１０］前記［６］〜［９］のいずれかに記載の清掃装置において、衝突用部材が接続用部材の先端に回動自由に設けられていることを特徴とする清掃装置。
【００２２】
［１１］前記［６］〜［１０］のいずれかに記載の清掃装置において、接続部材が回転軸の外面に複数本取り付けられていることを特徴とする清掃装置。
【００２３】
［１２］前記［１１］に記載の清掃装置において、複数の接続部材の全長が異なることを特徴とする清掃装置。
【００２４】
［１３］前記［６］〜［１２］のいずれかに記載の清掃装置において、対象物が焼却炉のボイラ配管であり、ボイラ配管に付着している灰類を除去することを特徴とする清掃装置。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明をボイラ配管表面に付着した灰類の清掃に適用した場合を例に、本発明の一実施形態を図面を参照しながら以下に述べる。
【００２６】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る清掃装置を示す図であり、図１は側面図、図２は正面図、図３は動作説明図である。
【００２７】
この実施形態に係る清掃装置は、伸縮自在のシャフト１と、シャフト１の下部にヒンジ３を介して接続された台座２と、台座２の下部に取り付けられた折り畳み式の車輪４と、台座２前部に固定されたモータ５と、モータ５先端に取り付けられた清掃ヘッド６とにより構成されている。
【００２８】
そして、清掃ヘッド６は、回転軸７と、回転軸７の外周に取り付けられた接続部材としての各４個の基部アーム８及び先方アーム９と、それぞれの先方アーム９の先端に回動自在に設けられた衝突用部材としての真鍮円板１０とからなっている。基部アーム８と先方アーム９は剛体であり、基部アーム８の後端は回転軸７の外周に取り付けられ、基部アーム８の先端と先方アーム９の後端が関節１１によって連結され、先方アーム９が関節１１を中心にして回動し、回転軸７の半径方向平面内で屈曲できるようになっている。
【００２９】
なお、接続部材の長さは、衝突用部材が清掃対象となるボイラ配管に適切に衝突するようにボイラ配管の配列ピッチに応じて定めるが、この実施形態では、４個の接続部材の内、２個の接続部材は、短い基部アーム８ａと短い先方アーム９ａを組合わせた全長が短い接続部材であり、他の２個の接続部材は、長い基部アーム８ｂと長い先方アーム９ｂを組合わせた全長が長い接続部材となっている。これによって、真鍮円板１０とボイラ配管表面との衝突面積を増やすことができる。もちろん、場合によっては、全て同じ長さの接続部材を用いてもよいし、全て異なる長さの接続部材を用いてもよい。
【００３０】
また、この実施形態では、回転軸７の軸方向の一個所に４個の接続部材及び衝突用部材を配置しているが、清掃対象となるボイラ配管の灰類の付着状態に応じて、回転軸の軸方向及び周方向に配置する接続部材及び衝突用部材の個数を定めればよい。
【００３１】
なお、シャフト１の上部には台座２を移動する際の取っ手と、モータ５を起動させるためのモータ起動スイッチが設けられている（図示せず）。
【００３２】
上記のように構成された清掃装置を用いて、ボイラ配管表面に付着した灰類を除去する清掃方法について説明する。
【００３３】
まず、車輪４を折り畳んだ状態で、シャフト１を伸ばしながら台座２をボイラ配管群１２の中へ入れていく。清掃ヘッド６の全体幅は、ボイラ配管に真鍮円板１０が適切に衝突できるように配管ピッチより広くなっているが、ボイラ配管に接触しても関節１１により先方アーム９が回動し、大きな抵抗もなくボイラ配管群１２へと入り込める。
【００３４】
台座２を所定の位置まで下ろしたら、車輪４を展開し、台座２の両側にあるボイラ配管１３、１４の上部へ車輪４を乗せて位置を固定する。
【００３５】
この状態でモータ起動スイッチによってモータ５を起動し、回転軸７を適宜定めた回転速度で回転させて、先方アーム９の先端に設けた真鍮円板１０をボイラ配管１３、１４及びその上方のボイラ配管１５、１６に衝突させ、ボイラ配管表面に付着した灰類に打撃を与え除去していく。
【００３６】
真鍮円板１０を衝突させている個所に付着した灰類が除去できたら、シャフト１の上部の取っ手によって台座２を押して、手押し車のように清掃装置を移動させていき、次の個所のボイラ配管表面に付着した灰類に打撃を与え除去していく。
【００３７】
このようにして、順次、真鍮円板１０をボイラ配管に衝突させて、ボイラ配管表面に付着した灰類に打撃を与え除去していくのであるが、この実施形態においては、図３に示すように、基部アーム８と先方アーム９が図中破線で表したような一直線になった状態でボイラ配管に衝突すると、先方アーム９が関節１１によって回動し、図中実線で表したような屈曲した状態となるので、衝突の衝撃が逃げて、基部アーム８や回転軸７に大きな反力が作用することがなく、モータ５に過大な負荷をかけることもない。同時に、ボイラ配管に余分な衝撃力が作用しないので、ボイラ配管表面を損傷させる危険性が少ない。
【００３８】
さらに、この実施形態においては、衝突部材として、ボイラ配管よりも柔らかい真鍮を使っているので、ボイラ配管表面を損傷させることはない。真鍮円板１０自身も回転し、ボイラ配管との衝突箇所が毎回変わるので、真鍮円板１０の耐久性も高くなる。
【００３９】
このように、この実施形態においては、真鍮円板１０をボイラ配管に衝突させ、その打撃によりボイラ配管に付着した灰類を除去する際に、真鍮円板１０を先端に設けた先方アーム９が屈曲した状態となって、衝突の衝撃を逃がすようにしているので、清掃装置各部の疲労破壊や過負荷が抑えられ、ボイラ配管に付着した灰類を長期間安定して除去することができる。また、モータ５も小出力で小型なものが使用できるので、装置の軽量化を図ることができる。
【００４０】
本発明における他の実施形態を図５に示す。
【００４１】
図５は、この実施形態に係る清掃装置の側面図である。この清掃装置は、車輪１８によってボイラ配管群１２の中を上下左右に走行する自動走行装置１７と、自動走行装置１７の前部に固定されたモータ５と、モータ５先端に取り付けられた清掃ヘッド６と、自動走行装置１７及びモータ５を遠隔制御するための遠隔制御装置１９とにより構成されている。
【００４２】
そして、前述の実施形態と同様に、清掃ヘッド６は、回転軸７と、回転軸７の外周に取り付けられた接続部材としての各４個の基部アーム８及び先方アーム９と、それぞれの先方アーム９の先端に回動自在に設けられた衝突用部材としての真鍮円板１０とからなっている。基部アーム８と先方アーム９は剛体であり、基部アーム８の後端は回転軸７の外周に取り付けられ、基部アーム８の先端と先方アーム９の後端が関節１１によって連結され、先方アーム９が関節１１を中心にして回動し、回転軸７の半径方向平面内で屈曲できるようになっている。
【００４３】
このような構成の清掃装置を用いることにより、前述の実施形態と同様に、清掃装置各部の疲労破壊や過負荷が抑えられ、ボイラ配管に付着した灰類を長期間安定して除去することができるとともに、清掃作業の一層の自動化及び効率化を図ることができる。
【００４４】
なお、上記の実施形態では、ボイラ配管表面に付着した灰類の除去・清掃に適用した場合を例に述べたが、他の機器や配管等に付着した付着物の除去・清掃に適用できることはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、衝突用部材を取り付けた接続部材が回転軸の半径方向平面内で屈曲できるようになっているので、衝突用部材が対象物に衝突した際の衝撃を逃がすことができ、清掃装置各部の疲労破壊や過負荷が抑えられ、対象物に付着した付着物を長期間安定して除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態における動作状態の説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す側面図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１    シャフト
２    台座
３    ヒンジ
４    車輪
５  モータ
６  清掃ヘッド
７  回転軸
８  基部アーム
９  先方アーム
１０  真鍮円板
１１  関節
１２  ボイラ配管群
１３  ボイラ配管
１４  ボイラ配管
１５  ボイラ配管
１６  ボイラ配管
１７  自動走行装置
１８  車輪
１９  遠隔制御装置
【図１】
2004251476.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004251476.tif 000006
【図５】
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