(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークスを製造するコークドラムを検査するための検査装置であって、
該検査装置が、
前記コークドラムの上端に取り付けられる上部架台と、
前記コークドラムの下端に取り付けられる下部架台と、
該下部架台と前記上部架台との間において、前記コークドラムの内部に該コークドラムの中心軸と平行に設けられた複数本の案内ケーブルと、
該複数の案内ケーブルに沿って昇降自在に設けられた、前記コークドラムの内壁を検査するための測定部と、
該測定部を昇降させるための昇降手段とからなり、
前記上部架台が、
前記コークドラムの上端に取り付けられる上部フレームと、
前記複数の案内ケーブルの上方部分を前記コークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に配置する、前記上部フレームに固定された上部テンプレートを備えており、
前記下部架台が、
前記コークドラムの下端に取り付けられる下部フレームと、
前記複数の案内ケーブルの下方部分を前記コークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に配置する、前記下部フレームに固定された下部テンプレートを備えており、
前記測定部が、前記複数本の案内ケーブルによって、その中心軸が前記コークドラムの中心軸と一致するように案内されている
ことを特徴とするコークドラム検査装置。
【請求項２】
前記コークドラムの上端に、該コークドラムの中心軸上に中心を有する挿入孔が形成されたトップマンホールが設けられており、該トップマンホールの外周において、前記挿入孔の中心に対して回転対称な位置に複数の貫通孔が形成されており、
前記上部フレームに、その中心軸に対して回転対称かつ、その中心軸からの距離が、前記トップマンホールの挿入孔の中心から前記貫通孔までの距離と同じ距離となる位置に、複数の固定用孔が形成されており、
前記上部テンプレートが、その中心軸が前記上部フレームの中心軸と一致するように、該上部フレームに取り付けられており、
前記コークドラムの下端に、該コークドラムの中心軸上に中心を有する排出孔が形成されたボトムマンホールが設けられており、該ボトムマンホールの外周において、前記排出孔の中心に対して回転対称な位置に、複数の貫通孔が形成されており、
前記下部フレームに、その中心軸に対して回転対称かつ、その中心軸からの距離が、前記ボトムマンホールの排出孔の中心から前記貫通孔までの距離と同じ距離となる位置に複数の固定用孔が形成されており、
前記下部テンプレートが、その中心軸が前記下部フレームの中心軸と一致するように、該下部フレームに取り付けられており、
前記トップマンホールの複数の貫通孔に、前記上部フレームの固定用孔を合わせて取り付け、前記ボトムマンホールの複数の貫通孔に、前記下部フレームの固定用孔を合わせて取り付ける
ことを特徴とする請求項１記載のコークドラム検査装置。
【請求項３】
前記昇降手段が、
前記上部架台に設けられたステッピングモータと、
該ステッピングモータの主軸に取り付けられたドラムと、
一端部が前記ドラムの外周に巻き付けられ、他端部が前記測定部に取り付けられた昇降ケーブルとからなり、
前記ステッピングモータが、その主軸の基準位置に対する回転量を示す回転量指示手段を備えている
ことを特徴とする請求項１または２記載のコークドラム検査装置。
【請求項４】
前記測定部が、
前記案内ケーブルに支持された本体部と、
該本体部の周囲に設けられ、該本体部の外周に沿って回転自在に取り付けられた回転部と、
該回転部を回転させる回転手段と、
前記回転部に取り付けられ、該回転部とともに回転し、前記コークドラムの内壁を検査するための測定手段とからなる
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のコークドラム検査装置。
【請求項５】
前記測定手段が、前記コークドラム内壁までの距離を計測するための複数のレーザセンサを備えており、
該複数のレーザセンサが、前記コークドラムの中心軸に沿って、多段に並んで配設されており、
前記コークドラムの中心軸に沿う方向における前記複数のレーザセンサ同士の間隔が、前記測定手段がレーザセンサを１つだけ備えている場合において、前記ステッピングモータが前記測定手段を昇降させる昇降ステップと同じ長さである
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のコークドラム検査装置。
【請求項６】
前記測定手段が、前記コークドラム内壁を撮影するための内壁撮影用ビデオカメラを備えており、
前記コークドラム内における前記測定部の位置を表示するための位置表示モニタが設けられた制御手段と、
該制御手段の位置表示モニタを撮影するための制御部撮影用ビデオカメラとが設けられており、
前記内壁撮影用ビデオカメラの画像と、前記制御部撮影用ビデオカメラの画像を同時に記録し、ビデオモニタの同一画面に表示させる
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のコークドラム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークドラム検査装置に関する。原油を分留して残った重質油を、加熱した後、高温のコークドラム内において熱分解するとコークスが生成される。このコークドラムは、運転温度（４４０〜５００℃）、運転圧力（1〜7Kg/cm2G）とコークスの取り出し温度（常温）、圧力（大気圧）を１６〜２４時間毎に繰り返すため、その本体には、熱応力、運転圧力、コークスの水頭圧による繰り返し応力が加わる。
また、コークドラムは、冷却水を注入することによって、運転温度から常温まで急激に冷却されるが、コークドラム本体が冷却の進行に伴い、部分的に収縮される「バルジング現象」が発生し、この時に発生する引張応力により、クラッド表面やオーバーレイ溶接熱影響部に割れが発生する。
さらに、冷却水を注入する際に、冷却水が編流してコークドラム内面を均一に冷やさず、コークドラムが一次的に湾曲する「バナナ現象」も発生することがある。
本発明は、上記のごとき繰り返し応力や「バルジング現象」、「バナナ現象」によってコークドラムに発生する変形および破損を検査するためのコークドラム検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のコークドラム検査装置100の使用状況の説明図である。同図において、符号ＣＤはコークドラムを示しており、符号ＴＭおよび符号ＢＭは、コークドラムＣＤの上端および下端に設けられたトップマンホールおよびボトムマンホールを示している。このトップマンホールＴＭおよびボトムマンホールＢＭには、それぞれ挿入孔Ｔｈおよび排出孔Ｂｈが設けられており、これらの中心はコークドラムＣＤの中心軸上に設けられている。このボトムマンホールＢＭの排出孔Ｂｈは、原油を分留して残った重質油をコークドラムＣＤ内へ供給し、熱分解後生成されたコークスを排出するためのものである。一方、トップマンホールＴＭの挿入孔Ｔｈは、コークドラムＣＤ内にコークスを切り出すためのドリルステムＤＳを挿入するためのものである。このドリルステムＤＳは、その中心軸回りに回転自在なものであり、通常、その下端に、カッティングヘッドと呼ばれるコークスを切り出すための部材が取り付けられている。
【０００３】
さて、従来のコークドラム検査装置100について説明する。
コークドラムＣＤ内を検査するときには、図８に示すように、前記ドリルステムＤＳの下端には、カッティングヘッドに代えて、コークドラム検査装置100の測定部101が取り付けられる。この測定部101は、測定部101からコークドラムＣＤの内壁までの距離を測定するためのレーザセンサ102と、コークドラムＣＤの内壁の外観を観測するためのビデオカメラ103を備えている。
また、測定部101は、操査ケーブル106によって制御部105と接続されている。
【０００４】
このため、ドリルステムＤＳをトップマンホールＴＭの挿入孔ＴｈからコークドラムＣＤ内に挿入した状態で、ドリルステムＤＳを上下に昇降させながら回転させれば、測定部101も上下に昇降しながら回転するので、測定部101のレーザセンサ102によって測定部101からコークドラムＣＤ内壁までの距離をコークドラムＣＤの内壁全体にわたって測定することができ、ビデオカメラ103によってコークドラムＣＤの内壁全体にわたってその外観を撮影することができる。
そして、測定部101のレーザセンサ102およびビデオカメラ103によって計測、撮影されたデータは操査ケーブル106を通して制御部105に記録されるので、制御部105に記録されたデータを解析することによってコークドラムＣＤの変形や、内壁の破損具合を把握することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ドリルステムＤＳは、その中心軸がコークドラムＣＤの中心軸に対して平行かつコークドラムＣＤの中心軸の近傍に位置するように設けられているが、測定部101が装着された先端部の位置精度は非常に低いので、ドリルステムＤＳによって測定部101を上下に昇降させたときに、測定部101の中心軸がコークドラムＣＤの中心軸からズレてしまう。このため、測定部101のレーザセンサ102によってコークドラムＣＤの中心軸に対して同一の角度における、コークドラムＣＤ内壁の上下方向の変形を正確に検査することができないという問題がある。
かといって、コークドラムＣＤの中心軸に対するドリルステムＤＳの中心軸のズレを、コークドラムＣＤの中心軸に沿って求めて、測定部101のレーザセンサ102による測定結果を補正すればコークドラムＣＤ内壁の上下方向の変形を正確に検査することができるが、各コークドラムＣＤ毎にズレを求めなければならないため、各現場で測定前に、そのズレ補正用の測定を行う必要があり、検査作業の工数が多くなるし、検査結果の後処理が煩雑となるという問題がある。
また、測定部101の回転および昇降は、ドリルステムＤＳを回転させるドリルステム回転装置、およびドリルステムＤＳを昇降させるドリルステム昇降ウィンチによって行われている。このため、コークドラムＣＤの中心軸に対して測定部101が検査を開始した角度、およびコークドラムＣＤの中心軸の上下方向において測定部101が検査を開始した位置を正確に把握することができない。したがって、検査毎に測定部101が検査を開始する角度および上下方向の位置がバラつくので、検査結果に再現性がなく、また、各検査における検査結果を比較しても、信頼性が低くなるという問題がある。
さらに、ドリルステム昇降ウィンチは、本来精度の高い上下動を必要としていないため、たとえコークドラムＣＤの中心軸の上下方向における測定部101の検査開始位置が把握できても、常に一定量毎に昇降させることが困難であり、検査結果の再現性が低くなるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、コークドラム内壁の変形を正確に把握することができ、検査結果の再現性があり、検査作業の工数が少なく、検査結果の後処理が容易であるコークドラム検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のコークドラム検査装置は、コークスを製造するコークドラムを検査するための検査装置であって、該検査装置が、前記コークドラムの上端に取り付けられる上部架台と、前記コークドラムの下端に取り付けられる下部架台と、該下部架台と前記上部架台との間において、前記コークドラムの内部に該コークドラムの中心軸と平行に設けられた複数本の案内ケーブルと、該複数の案内ケーブルに沿って昇降自在に設けられた、前記コークドラムの内壁を検査するための測定部と、該測定部を昇降させるための昇降手段とからなり、前記上部架台が、前記コークドラムの上端に取り付けられる上部フレームと、前記複数の案内ケーブルの上方部分を前記コークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に配置する、前記上部フレームに固定された上部テンプレートを備えており、前記下部架台が、前記コークドラムの下端に取り付けられる下部フレームと、前記複数の案内ケーブルの下方部分を前記コークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に配置する、前記下部フレームに固定された下部テンプレートを備えており、前記測定部が、前記複数本の案内ケーブルによって、その中心軸が前記コークドラムの中心軸と一致するように案内されていることを特徴とする。
請求項２のコークドラム検査装置は、請求項１記載の発明において、前記コークドラムの上端に、該コークドラムの中心軸上に中心を有する挿入孔が形成されたトップマンホールが設けられており、該トップマンホールの外周において、前記挿入孔の中心に対して回転対称な位置に複数の貫通孔が形成されており、前記上部フレームに、その中心軸に対して回転対称かつ、その中心軸からの距離が、前記トップマンホールの挿入孔の中心から前記貫通孔までの距離と同じ距離となる位置に、複数の固定用孔が形成されており、前記上部テンプレートが、その中心軸が前記上部フレームの中心軸と一致するように、該上部フレームに取り付けられており、前記コークドラムの下端に、該コークドラムの中心軸上に中心を有する排出孔が形成されたボトムマンホールが設けられており、該ボトムマンホールの外周において、前記排出孔の中心に対して回転対称な位置に、複数の貫通孔が形成されており、前記下部フレームに、その中心軸に対して回転対称かつ、その中心軸からの距離が、前記ボトムマンホールの排出孔の中心から前記貫通孔までの距離と同じ距離となる位置に複数の固定用孔が形成されており、前記下部テンプレートが、その中心軸が前記下部フレームの中心軸と一致するように、該下部フレームに取り付けられており、前記トップマンホールの複数の貫通孔に、前記上部フレームの固定用孔を合わせて取り付け、前記ボトムマンホールの複数の貫通孔に、前記下部フレームの固定用孔を合わせて取り付けることを特徴とする。
請求項３のコークドラム検査装置は、請求項１または２記載の発明において、前記昇降手段が、前記上部架台に設けられたステッピングモータと、該ステッピングモータの主軸に取り付けられたドラムと、一端部が前記ドラムの外周に巻き付けられ、他端部が前記測定部に取り付けられた昇降ケーブルとからなり、前記ステッピングモータが、その主軸の基準位置に対する回転量を示す回転量指示手段を備えていることを特徴とする。
請求項４のコークドラム検査装置は、請求項１、２または３記載の発明において、前記測定部が、前記案内ケーブルに支持された本体部と、該本体部の周囲に設けられ、該本体部の外周に沿って回転自在に取り付けられた回転部と、該回転部を回転させる回転手段と、前記回転部に取り付けられ、該回転部とともに回転し、前記コークドラムの内壁を検査するための測定手段とからなることを特徴とする。
請求項５のコークドラム検査装置は、請求項１、２、３または４記載の発明において、前記測定手段が、前記コークドラム内壁までの距離を計測するための複数のレーザセンサを備えており、該複数のレーザセンサが、前記コークドラムの中心軸に沿って、多段に並んで配設されており、前記コークドラムの中心軸に沿う方向における前記複数のレーザセンサ同士の間隔が、前記測定手段がレーザセンサを１つだけ備えている場合において、前記ステッピングモータが前記測定手段を昇降させる昇降ステップと同じ長さであることを特徴とする。
請求項６のコークドラム検査装置は、請求項１、２、３、４または５記載の発明において、前記測定手段が、前記コークドラム内壁を撮影するための内壁撮影用ビデオカメラを備えており、前記コークドラム内における前記測定部の位置を表示するための位置表示モニタが設けられた制御手段と、該制御手段の位置表示モニタを撮影するための制御部撮影用ビデオカメラとが設けられており、前記内壁撮影用ビデオカメラの画像と、前記制御部撮影用ビデオカメラの画像を同時に記録し、ビデオモニタの同一画面に表示させることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、昇降手段によって、測定部を複数本の案内ケーブルに沿って昇降させればコークドラム内壁を、その上端から下端まで検査することができる。しかも、測定部は、複数本の案内ケーブルによって、その中心軸がコークドラムの中心軸と位置するように案内されているので、上下に昇降するときに傾いたりすることを防ぐことができ、その中心軸を常にコークドラムの中心軸と一致させることができる。したがって、コークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。また、測定部の中心軸が、コークドラムの中心軸と常に一致しているので、コークドラムの中心軸に対する測定部の中心軸のズレを補正するための補正用の測定を行う必要がないので、作業工程を少なくすることができ、検査結果を補正する必要もないので、測定結果の後処理が簡単である。
請求項２の発明によれば、上部架台における上部フレームの固定用孔および下部架台における下部フレームの固定用孔と、各マンホールの貫通孔とを合わせて固定すれば、各テンプレートの中心軸を各マンホールの中心軸、つまりコークドラムの中心軸に合わせることができる。このため、案内ケーブルを支持する部材を各テンプレートの中心軸に対して回転対称な位置に設けておけば、上部架台および下部架台を取り付けるだけで、複数の案内ケーブルをコークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に容易に配設することができる。
請求項３の発明によれば、ステッピングモータを駆動すれば、昇降ケーブルを巻き上げたり、繰り出したりすることができるので、測定部を上下に昇降させることができる。しかも、測定部の昇降量はステッピングモータの回転量によって決定されるので、測定部を正確に一定量ずつ昇降させることができる。よって、測定部によってコークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査できる。また、検査開始時における回転量指示手段の指示値を記録しておけば、コークドラムの中心軸の上下方向において、常に一定の位置から検査を開始できるので、検査結果の再現性を高めることができる。
請求項４の発明によれば、回転手段によって、回転部を回転させれば、測定手段によってコークドラムの内周面を測定することができる。しかも、案内ケーブルによって支持された本体部は回転せずに、その中心軸は常にコークドラムの中心軸と一致した状態で支持されているので、測定手段は常にコークドラムの中心軸と一定の間隔をもった位置に配置される。したがって、測定部が上下しても、コークドラムの中心軸に対して測定手段は常に一定の距離にあるから、コークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
請求項５の発明によれば、レーザセンサによるコークドラムの中心軸方向の測定間隔を一定にしたままで、測定部を昇降させるステップを大きくすることができるので、レーザセンサが１つの場合に比べて、測定精度を低下させることなく検査時間を速くすることができる。
請求項６の発明によれば、制御手段の位置制御モニタに表示された測定部の位置（コークドラム内における高さおよび、その中心軸に対する角度）を示す画像を、制御部撮影用ビデオカメラによって撮影し、内壁撮影用ビデオカメラによって撮影されたコークドラムの内壁の画像と同時に記録すれば、コークドラムの内壁画像とその撮影位置の表示をビデオモニタの同一画像に表示させることができるので、コークドラム内の異常個所を特定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本実施形態のコークドラム検査装置１の説明をする前に、コークドラム検査装置１によって検査されるコークドラムＣＤについて説明する。
図１は本実施形態のコークドラム検査装置１の使用状況の説明図である。図２は上部架台１０の概略平面図である。図４は下部架台２０の概略底面図である。図１、図２および図４において、符号ＣＤはコークドラム本体を示している。また、符号ＴＭおよび符号ＢＭは、コークドラムＣＤの上端および下端に設けられたトップマンホールおよびボトムマンホールを示している。
トップマンホールＴＭには、コークドラムＣＤの中心軸上に中心を有する挿入孔Ｔｈが形成されている。この挿入孔Ｔｈは、コークス切り出しのためのドリルステム挿入のために設けられている。また、トップマンホールＴＭの外周には、トップマンホールＴＭの挿入孔Ｔｈを気密に密閉する蓋を取り付けるために、複数の貫通孔ＴＣが、挿入孔Ｔｈの中心に対して回転対称な位置に形成されている。  ボトムマンホールＢＭには、コークドラムＣＤの中心軸上に中心を有する排出孔Ｂｈが形成されている。この排出孔Ｂｈは、重質油をコークドラムＣＤ内に供給し、熱分解後、生成されたコークスを排出するために設けられている。また、ボトムマンホールＢＭの外周には、ボトムマンホールＢＭの排出孔Ｂｈを気密に密閉する蓋を取り付けるために、複数の貫通孔Ｂｃが、排出孔Ｂｈの中心に対して回転対称な位置に形成されている。
【００１０】
さて、本実施形態のコークドラム検査装置１について説明する。
図１に示すように、本実施形態のコークドラム検査装置１は、上記のごとき構造を有する石油コークスや石炭コークスを製造するためのコークドラムＣＤの内部を検査するための検査装置であって、上部架台１０、下部架台２０、複数本の案内ケーブル３０、昇降手段４０および測定部５０とから基本構成されている。
【００１１】
まず、上部架台１０について説明する。
上部架台１０は、上部フレーム１１、上部テンプレート１５および４つの案内ケーブル位置決め部材１６から構成されている。
図１および図２に示すように、前記コークドラムＣＤのトップマンホールＴＭには、上部架台１０の上部フレーム１１が取り付けられている。この上部フレーム１１は、そのトップマンホールＴＭへの載置部に複数の固定用孔11h が形成されている。この複数の固定用孔11h は、上部フレーム１１の中心軸に対して回転対称かつ、上部フレーム１１の中心軸からの距離が、トップマンホールＴＭの挿入孔Ｔｈの中心から貫通孔Ｔｃまでの距離と同じ長さとなる位置に形成されている。
【００１２】
この上部フレーム１１の下端には、上部テンプレート１５が、その中心軸が上部フレーム１１の中心軸と一致するように取り付けられている。この上部テンプレート１５には、その中心軸に対して回転対称な位置に、４つの案内ケーブル位置決め部材１６が取り付けられている。各案内ケーブル位置決め部材１６は、後述する案内ケーブル３０の上方部分を支持するためのものであり、一対の固定板16a ,16bから構成されている。この一対の固定板16a ,16bには、その外周に、それぞれ切り欠き16h が形成されており、切り欠き16h が対向するように一対の固定板16a ,16bを合わせると、後述する案内ケーブル３０が通される案内ケーブル支持孔16c が形成される。この一対の固定板16a ,16bのうち、固定板16a は切り欠き16h が上部テンプレート１５に形成された切り欠き15h  の上方に位置するように上部テンプレート１５に固定されており、固定板16b は上部テンプレート１５に着脱自在である。
【００１３】
このため、上部架台１０の固定用孔11h を、トップマンホールＴＭの貫通孔Ｔｃに合わせて固定すれば、上部テンプレート１５の中心軸をトップマンホールＴＭの中心軸、つまりコークドラムＣＤの中心軸に合わせることができる。しかも、案内ケーブル３０を支持する４つの案内ケーブル位置決め部材１６が上部テンプレート１５の中心軸に対して回転対称な位置に設けられているので、上部架台１０をトップマンホールＴＭに取り付けるだけで、複数の案内ケーブル３０をコークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置に容易に配設することができる。
【００１４】
また、図３に示すように、前記コークドラムＣＤのトップマンホールＴＭには、前記上部テンプレート１５を跨ぐように設けられた枠１２の柱12a の下端が取り付けられている。この枠１２の梁12h には、チェーンブロック１４が４つ取り付けられている。各チェーンブロック１４は、後述する案内ケーブル３０が取り付けられるものである。
【００１５】
つぎに、下部架台２０について説明する。
下部架台２０は、下部フレーム２１、上部テンプレート２５および４つの案内ケーブル位置決め部材２６から構成されている。
図１および図４に示すように、前記コークドラムＣＤのボトムマンホールＢＭには、下部架台２０の下部フレーム２１が取り付けられている。この下部フレーム２１は、そのボトムマンホールＢＭへの取付部に複数の固定用孔21h が形成されている。この複数の固定用孔21h は、下部フレーム２１の中心軸に対して回転対称かつ、下部フレーム２１の中心軸からの距離が、ボトムマンホールＢＭの排出孔Ｂｈの中心から貫通孔Ｂｃまでの距離と同じ距離となる位置に形成されている。
【００１６】
この下部フレーム２１の上端には、下部テンプレート２５が、その中心軸が下部フレーム２１の中心軸と一致するように取り付けられている。この下部テンプレート２５には、その中心軸に対して回転対称な位置であって、前記上部テンプレート１５の４つの案内ケーブル位置決め部材１６の鉛直下方に、それぞれ４つの案内ケーブル位置決め部材２６が取り付けられている。各案内ケーブル位置決め部材２６は、後述する案内ケーブル３０の下方部分を支持するためのものであり、一対の固定板26a ,26bとから構成されている。この一対の固定板26a ,26bには、それぞれ切り欠き26h が形成されており、切り欠き26h が対向するように一対の固定板26a ,26bを合わせると、後述する案内ケーブル３０が通される案内ケーブル支持孔26c が形成される。この一対の固定板26a ,26bのうち、一方は下部テンプレート２５に形成された切り欠き25h  の下方に切り欠き26h が位置するように下部テンプレート２５に固定されており、他方は下部テンプレート２５に着脱自在である。
【００１７】
このため、下部架台２０の固定用孔21h を、ボトムマンホールＢＭの貫通孔Ｂｃに合わせて固定すれば、下部テンプレート２５の中心軸をボトムマンホールＢＭの中心軸、つまりコークドラムＣＤの中心軸に合わせることができる。しかも、案内ケーブル３０を支持する４つの案内ケーブル位置決め部材２６が、下部テンプレート２５の中心軸に対して回転対称な位置に設けられているので、下部架台２０をボトムマンホールＢＭに取り付けるだけで、複数の案内ケーブル３０をコークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置に容易に配設することができる。
【００１８】
つぎに、案内ケーブル３０を説明する。
図１および図３に示すように、前記上部架台１０の上部テンプレート１５と前記下部架台２０の下部テンプレート２５の間には、４本の案内ケーブル３０が設けられている。
各案内ケーブル３０は、その上端が前記上部架台１０の枠１２に設けられた４つのチェーンブロック１４にそれぞれ連結されており、その上方部分が前記上部テンプレート１５の案内ケーブル支持孔16cを通って、コークドラムＣＤ内に導入されている。
一方、各案内ケーブル３０は、その下方部分が、各案内ケーブル３０が通された前記上部テンプレート１５の案内ケーブル位置決め部材１６の鉛直下方に位置する前記下部テンプレート２５の案内ケーブル支持孔26cを通って、下部テンプレート２５より下方に垂れており、その下端が前記下部架台２０に設けられたケーブル巻取軸３５に巻付けて固定されている。
【００１９】
このため、４つのチェーンブロック１４によって、それぞれ４本の案内ケーブル３０を引き上げれば、前記上部架台１０の上部テンプレート１５および前記下部架台２０の下部テンプレート２５の間に、４本の案内ケーブル３０をコークドラムＣＤの中心軸と平行に張ることができる。
しかも、４本の各案内ケーブル３０は、その上方部分が上部テンプレート１５の案内ケーブル位置決め部材１６によって、コークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置で支持され、その下方部分が下部テンプレート２５の案内ケーブル位置決め部材２６によって、コークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置で支持されるので、４本の案内ケーブル３０は、コークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置に張られるのである。
【００２０】
なお、案内ケーブル３０を設ける数は４本にかぎられず、３本でもよいし、５本以上でもよい。この場合、上下のテンプレート１５ ,２５に設ける案内ケーブル位置決め部材１６, ２６やチェーンブロック１４の数を、案内ケーブル３０の数と同じ数だけ設け、全ての案内ケーブル位置決め部材１６, ２６を上下のテンプレート１５ ,２５の中心軸に対して回転対称な位置に設ければよい。
【００２１】
さらになお、ケーブル巻取軸３５の構造は、案内ケーブル３０を固定できるものであれば、フック方式やドラム方式等、どのような構造を用いてもよい。
【００２２】
コークドラムＣＤの内部には、前記４本の案内ケーブル３０に案内されて上下に昇降する測定部５０が設けられているが、測定部５０を説明する前に、この測定部５０を上下に昇降させる昇降手段４０を説明する。
【００２３】
図１および図２に示すように、前記上部架台１０の上部フレーム１１の上面には、昇降手段４０のステッピングモータ４１が取り付けられている。このステッピングモータ４１は正逆回転可能であって、主軸が一定の回転角度毎に間欠運転することができるものである。このステッピングモータ４１には、その主軸の基準位置に対する回転量を示す図示しない回転量指示手段を備えている。この回転量指示手段は、例えば、ステッピングモータ４１の主軸が停止した状態において、その支持値を０としておけば、その状態からの主軸の回転角度を積算した角度の値、つまり、２回転すれば７２０度、３回転すれば１０８０度などのように示すことができるものである。
【００２４】
このステッピングモータ４１の主軸には、ドラム４２が取り付けられている。このドラム４２の外周には、昇降ケーブル４３が巻き付けられている。この昇降ケーブル４３は、プーリ４４およびプーリ４５にも巻き掛けられており、その他端部がコークドラムＣＤ内に導入されて、後述する測定部５０の連結軸53b に取り付けられている。
【００２５】
このため、ステッピングモータ４１を駆動すれば、昇降ケーブル４３を巻き上げたり、繰り出したりすることができるので、測定部５０を上下に昇降させることができる。しかも、測定部５０の昇降量はステッピングモータ４１の主軸の回転量によって決定されるので、測定部５０を正確に一定量ずつ昇降させることができる。
また、検査開始時における回転量指示手段の指示値を記録しておけば、コークドラムＣＤの中心軸の上下方向において、常に一定の位置から検査を開始できるので、検査結果の再現性を高めることができる。
【００２６】
さて、測定部５０について説明する。
図５は測定部５０の概略縦断面図である。図６は測定部５０の概略平面図である。図５および図６において、符号51は本体部を示しており、符号52a ,52bは本体部51の上下一対のフレームを示している。この上下一対のフレーム52a ,52bは、平面視で外周が円形をしており、互いに平行に配設されている。また、符号53a および符号53b は、上下一対のフレーム52a ,52bを連結する複数本の連結フレームおよび連結軸を示している。この連結軸53b は、上下一対のフレーム52a ,52bの中心を貫通しており、その上端における上下一対のフレーム52a ,52bの中心軸上に、前記昇降手段４０の昇降ケーブル４３が取り付けられている。
【００２７】
前記上方のフレーム52a には、本体部５１の中心軸に対して回転対称な位置に、４つの上案内ケーブル保持部54a が設けられている。上案内ケーブル保持部54a は、外周に溝が形成された一対のガイドロール54r ,54rを備えている。一対のガイドロール54r ,54rは、その外周同士を突き合わせて取り付けられており、その外周間に前記案内ケーブル３０を挟んでいる。
さらに、下方のフレーム52b には、本体部５１の中心軸に対して回転対称な位置であって、前記４つの上案内ケーブル保持部54aの鉛直下方に、４つの下案内ケーブル保持部54b が設けられている。下案内ケーブル保持部54b は、上案内ケーブル保持部54a と同様の構成であり、一対のガイドロール54r ,54rは、その外周同士を突き合わせて取り付けられており、その外周間に前記案内ケーブル３０を挟んでいる。
【００２８】
このため、本体部５１は、その中心軸に対して回転対称な位置に設けられた４つの上案内ケーブル保持部54a および４つの下案内ケーブル保持部54b によって、コークドラムＣＤの中心軸に対して平行に設けられた４本の案内ケーブル３０に支持されているので、本体部５１の中心軸を４本の案内ケーブル３０の中心、つまりコークドラムのＣＤの中心軸と一致させることができる。
しかも、１本の案内ケーブル３０を、上下一対の案内ケーブル保持部54a ,54bが、上下２カ所で保持している。したがって、本体部５１は、前記昇降手段３０によって上下に昇降されても、その中心軸をコークドラムＣＤの中心軸と一致させたままで昇降することができる。
【００２９】
前記本体部５１の上部フレーム52a の周囲には、ドーナッツ状の回転部５５が取り付けられている。この回転部５５の内周の上部には、前記本体部５１の中心軸に対して回転対称な位置に複数の転動部５６が設けられている。この複数の転動部５６は、上部フレーム52a の外周端縁を上下から挟むように上下一対のローラ56r ,56rを備えており、回転部５５の内面と上部フレーム52aの外周との間に設けられたローラ56dとを備えている。この上下一対のローラ56r ,56rは、上部フレーム52a の外周端縁を転動可能である。また、ローラ56dは上部フレーム52aの外周面を転動可能である。
このため、回転部５５は、本体部５１の上部フレーム52a の外周に沿って本体部５１の中心軸の周りを回転軸心が一致した状態で回転することができる。
本実施例では、本体５１と回転部５５とをローラ56r、56ｄで回転支持しているが軸受で回転支持することもできる。
【００３０】
前記回転部５５の内周の下部には、その内周に沿って、基礎円の中心が前記本体部５１の中心軸と同心である内歯６１が形成されている。この内歯６１には、駆動歯車６２が噛み合っており、この駆動歯車６２は、前記本体部５１の連結フレーム53a に取り付けられた駆動モータ６３の主軸に取り付けられている。
また、本体部５１の中心軸に対して、駆動歯車６２と回転対称な位置には、複数のアイドラ歯車６４が設けられており、前記内歯６１と噛み合っている。
このため、駆動モータ６３を駆動させれば、駆動歯車６２を介して内歯６１に回転トルクが伝達されるので、回転部５５に本体部５１の中心軸の周りを回転させることができる。
しかも、駆動歯車６２と回転対称な位置には、複数のアイドラ歯車６４が設けられているので、回転部５５は、その回転軸が本体部５１の中心軸と一致した状態で、本体部５１の中心軸の周りを回転することができる。
上記の内歯６１、駆動歯車６２、駆動モータ６３および複数のアイドラ歯車６４が特許請求の範囲にいう回転手段である。
【００３１】
つぎに、測定手段７０を説明する。
前記回転部５５の上面には、ビデオカメラ７１が設けられている。このビデオカメラ７１は、コークドラムＣＤの内面を撮影するためのものである。符号71aはビデオカメラ７１の撮像位置を照らすためのライトを示している。
また、回転部５５の上面には、レーザセンサ７２も設けられている。このレーザセンサ７２は、レーザセンサ７２からコークドラムＣＤの内面までの距離を測定するためのものである。
【００３２】
上記のごとき構造であるので、測定部５０によれば、駆動モータ６３を駆動させれば、回転部５５が本体部５１の外周を周回移動するので、回転部５５に設けられた測定手段７０によってコークドラムＣＤの内壁を全角度で測定することができる。
しかも、４本の案内ケーブル３０によって支持された本体部５１は、昇降しても、その中心軸が常にコークドラムＣＤの中心軸と一致した状態で支持されるので、測定手段７０のレーザセンサ７２は常にコークドラムＣＤの中心軸と一定の間隔をもった位置に配置される。このため、測定部５０が上下しても、コークドラムの中心軸に対してレーザセンサ７２は常に一定の距離にあるから、コークドラムＣＤの内壁とコークドラムＣＤの中心軸との間の距離を正確に把握することができる。したがって、コークドラムＣＤの内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
また、測定部５０の中心軸が、コークドラムＣＤの中心軸と常に一致しているので、コークドラムＣＤの中心軸に対する測定部５０の中心軸のズレを補正するための補正用の測定を行う必要がないので、作業工程を少なくすることができ、検査結果を補正する必要もないので、測定結果の後処理が簡単である。
【００３３】
なお、図７に示すように、レーザセンサ７２は上下方向に間隔をあけて２つ設けてもよい。レーザセンサ７２が１つの場合における測定部の昇降ステップが、例えば２５ｍｍであれば、コークドラムＣＤの中心軸方向における２つのレーザセンサ７２同士の間隔を２５ｍｍにすれば、測定部の昇降ステップを５０ｍｍにしても、上下方向におけるレーザセンサ７２の測定間隔を２５ｍｍのままに保つことができる。したがって、レーザセンサ７２の測定間隔を一定にしたままで、測定部５０を昇降させるステップを大きくすることができるので、レーザセンサ７２が１つの場合に比べて、測定精度を低下させることなく検査時間を速くすることができる。
さらになお、レーザセンサ７２を設ける数は２つに限られず、コークドラムＣＤの中心軸の上下方向における隣接するレーザセンサ７２同士の間隔を一定にすれば、レーザセンサ７２を３つ以上設けてもよい。
【００３４】
つぎに、本実施形態のコークドラム検査装置１の作用と効果について説明する。
まず、コークドラムＣＤへのコークドラム検査装置１の設置方法を説明する。
【００３５】
まず、コークドラムＣＤのトップマンホールＴＭの貫通孔ＴＣに上部架台１０の上部フレーム１１の固定用孔11h を合わせて、ボルトなどによって取り付ける。すると、上部テンプレート１５の中心軸が、トップマンホールＴＭの挿入孔Ｔｈの中心軸、つまりコークドラムＣＤの中心軸と一致する。
【００３６】
なお、検査すべきコークドラムＣＤが、はじめて検査するものであるときは、上部フレーム１１の固定用孔11h を固定したトップマンホールＴＭの貫通孔ＴＣを記録しておく。すると、次回検査するときに、上部フレーム１１の固定用孔11h を、今回と同じトップマンホールＴＭの貫通孔ＴＣに固定することができるので、コークドラムＣＤの中心軸に対して、測定手段７０が検査を開始する角度を同じにすることができ、検査結果の再現性を高めることができる。
さらになお、検査すべきコークドラムＣＤが、以前にも検査したことがあるものである場合には、上部フレーム１１の固定用孔11h を、前回の検査と同じトップマンホールＴＭの貫通孔ＴＣに固定する。すると、コークドラムＣＤの中心軸に対して、測定手段７０が検査を開始する角度を、前回の検査を行ったときと同じにすることができ、前回の検査結果との比較が可能になり、検査結果の再現性を高めることができる。
【００３７】
ついで、昇降手段３０のステッピングモータ４１から昇降ケーブル４３を繰り出して、コークドラムＣＤ内部を通して、コークドラムＣＤのボトムマンホールＢＭより下方まで垂らす。
そして、ボトムマンホールＢＭより下方に垂らされた昇降ケーブル４３の下端を測定部５０の本体部５１に取り付け、ステッピングモータ４１によって昇降ケーブル４３をわずかに巻き上げ、測定部５０をコークドラムＣＤ内に宙づりにする。このとき、測定部５０の測定手段７０を制御するための制御手段７５や、測定手段７０からのデータを記録手段７６に転送するための伝送ケーブル７４を、トップマンホールＴＭの挿入孔ＴｈからコークドラムＣＤ内部に垂らし、測定部５０に接続する。
【００３８】
ついで、４本の案内ケーブル３０の上端を、上部架台２０の４つのチェーンブロック１４にそれぞれ取り付ける。そして、４本の案内ケーブル３０を、上部テンプレート１５に取り付けられた一方の案内ケーブル位置決め部材１６の固定板16a の切り欠き16h および、上部テンプレート１５に形成された切り欠き15h を通してコークドラムＣＤ内部に垂らす。このとき、各案内ケーブル位置決め部材１６の他方の固定板16b は上部テンプレート１５から取り外しておく。
そして、コークドラムＣＤ内部に垂らされた各案内ケーブル３０は、測定部５０の本体部５１に設けられた上下一対の案内ケーブル保持部54a ,54bを通して、コークドラムＣＤのボトムマンホールＢＭより下方まで垂らす。
【００３９】
つぎに、コークドラムＣＤのボトムマンホールＢＭの貫通孔ＢＣに下部架台２０の下部フレーム２１の固定用孔21h を合わせて、ボルトなどによって取り付ける。すると、下部テンプレート２５の中心軸が、ボトムマンホールＢＭの挿入孔Ｂｈの中心軸、つまりコークドラムＣＤの中心軸と一致する。
このとき、下部テンプレート２５に設けられた４つの案内ケーブル位置決め部材２６が、前記上部テンプレート１５の４つの案内ケーブル位置決め部材１６の鉛直下方に位置するようにする。
【００４０】
ついで、４本の案内ケーブル３０を、下部テンプレート２５に取り付けられた一方の案内ケーブル位置決め部材２６の固定板26a の切り欠き26h および、下部テンプレート２５に形成された切り欠き25h を通して下部テンプレート２５より下方に垂らす。このとき、各案内ケーブル位置決め部材２６の他方の固定板26b は下部テンプレート２５から取り外しておく。
【００４１】
そして、各案内ケーブル３０の下端を案内ケーブル巻付軸３５に固定する。次に一方の固定板16a ,26aの切り欠き16h ,26hに他方の固定板16b ,26bの切り欠き16h ,26hがそれぞれ対向するように、他方の固定板16b ,26bを上下のテンプレート１５ ,２５に取り付ければ、案内ケーブル３０の上端部および下端部が案内ケーブル位置決め部材１６ ,２６によって位置決めされる。
【００４２】
そして、４つのチェーンブロックによって各４本の案内ケーブル３０の上端を引き上げれば、上部架台１０と下部架台２０の間において、４本の案内ケーブル３０が、コークドラムＣＤの中心軸と平行かつ、コークドラムＣＤの中心軸に対して回転対称な位置に配設される。
【００４３】
つぎに、本実施形態のコークドラム検査装置１によるコークドラムＣＤの内壁を検査する作業を説明する。
まず、昇降手段３０のステッピングモータ４１によって測定部５０を上昇させ、測定開始位置まで移動させて、その位置で停止させる。
【００４４】
なお、検査すべきコークドラムＣＤが、はじめて検査するものであるときは、ステッピングモータ４１に設けられた回転量支持手段の支持値を記録しておく。すると、次回検査するときに、検査開始時における回転量支持手段の支持値が、今回の検査開始時における支持値と同じ値となるようにステッピングモータ４１を作動させれば、コークドラムＣＤの中心軸の上下方向において、同じ位置から検査を開始できるので、検査結果の再現性を高めることができる。
さらになお、検査すべきコークドラムＣＤが、以前にも検査したことがあるものである場合には、回転量支持手段の支持値が、前回の検査開始時における回転量支持手段の支持値と同じ値となるようにステッピングモータ４１を作動させる。すると、コークドラムＣＤの中心軸の上下方向において、前回と同じ位置から検査を開始できるので、検査結果の比較が可能になり、検査結果の再現性を高めることができる。
【００４５】
ついで、測定部５０の駆動モータ６３を作動させれば、回転部５５が本体部５１の中心軸の周りを回転するので、回転部５５に取り付けられた測定手段７０によって、測定部５０が位置する高さにおけるコークドラムＣＤの内壁を、全周にわたって検査することができる。
このとき、本体部５１は、それ自身は回転せずに、その中心軸が常にコークドラムＣＤの中心軸と一致した状態となるように、上下一対の案内ケーブル保持部54a ,54bによって４本の案内ケーブル３０に取り付けられている。したがって、回転部５５が回転したときに、測定手段７０のレーザセンサ７２がコークドラムＣＤの中心軸に対してどの角度に位置しても、レーザセンサ７２は、常にコークドラムＣＤの中心軸と一定の間隔をもった位置に配置される。したがって、レーザセンサ７２によって、コークドラムＣＤの中心軸に対して垂直な平面において、コークドラムＣＤの中心軸からコークドラムＣＤの内壁までの距離を正確に検査することができる。
【００４６】
測定部５０の回転部５５が一回転すると、駆動モータ６３が停止され、回転部５５の回転が停止する。
すると、ステッピングモータ４１が駆動され、昇降ケーブル４３が繰り出されるので、測定部５０が下降する。そして、一定量だけ昇降ケーブル４３が繰り出されるとステッピングモータ４１が停止し、測定部５０が一定量だけ下降して停止する。
【００４７】
測定部５０が停止すると、駆動モータ６３が作動し、測定部５０の回転部５５が回転するので、測定手段７０によって、測定部５０が停止した高さにおけるコークドラムＣＤの内壁を、全周にわたって検査することができる。
しかも、測定部５０は、複数本の案内ケーブル３０によって、その中心軸がコークドラムＣＤの中心軸と位置するように支持されているので、下降するときに傾いたりせず、その中心軸が常にコークドラムＣＤの中心軸と一致したままで下降する。したがって、レーザセンサ７２とコークドラムＣＤの中心軸との間の距離は一定の間隔となり、コークドラムＣＤの内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
【００４８】
上記の作業を繰り返して、測定部５０をコークドラムＣＤの下端まで移動させれば、コークドラムＣＤの内壁を、その上端から下端まで、全周にわたって検査することができる。
【００４９】
したがって、本実施形態のコークドラム検査装置１によれば、昇降手段４０によって、測定部５０を複数本の案内ケーブル３０に沿って昇降させれば、コークドラムＣＤの内壁を、その上端から下端まで全周にわたって、検査することができる。
【００５０】
しかも、測定部５０は、複数本の案内ケーブル３０によって、その中心軸がコークドラムＣＤの中心軸と位置するように支持されているので、上下に昇降するときに傾くことを防ぐことができ、その中心軸を常にコークドラムの中心軸と一致させることができる。したがって、コークドラムＣＤの内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
【００５１】
また、測定部５０を上下に昇降させても、測定部５０の中心軸は、コークドラムＣＤの中心軸と常に一致しているので、コークドラムＣＤの中心軸に対する測定部５０の中心軸のズレを補正するための補正用の測定を行う必要がないので、作業工程を少なくすることができる。また、測定された検査結果を補正する必要もないので、測定結果の後処理が簡単である。
【００５２】
また、測定部５０は、昇降手段３０のステッピングモータ４１を駆動して、昇降ケーブル４３を巻き上げたり、繰り出したりすることによって上下に昇降しており、しかも、測定部５０の昇降量はステッピングモータ４１の回転量によって決定されるので、測定部５０を正確に一定量ずつ昇降させることができる。よって、測定部５０によってコークドラムＣＤの内壁の上下方向の変形を正確に検査できる。
【００５３】
上記のごとく、コークドラム検査装置１によれば、コークドラムＣＤの内壁の変形を正確に把握することができ、検査結果の再現性があり、検査作業の工数が少なく、検査結果の後処理が容易であるという効果を奏する。
【００５４】
さらになお、制御手段７５の位置制御モニタに表示された測定部５０の位置（コークドラムＣＤ内における高さおよび、その中心軸に対する角度）を示す画像を、制御部撮影用ビデオカメラ７７によって撮影し、内壁撮影用ビデオカメラ７１によって撮影されたコークドラムＣＤの内壁の画像と同時に記録手段７６に記録すれば、コークドラムＣＤの内壁画像とその撮影位置の表示をビデオモニタの同一画像に表示させることができるので、コークドラムＣＤ内の異常個所を特定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コークドラム内壁を、その上端から下端まで検査することができ、しかも、測定部の中心軸を常にコークドラムの中心軸と一致させることができるので、コークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
請求項２の発明によれば、上部架台および下部架台を取り付けるだけで、複数の案内ケーブルをコークドラムの中心軸に対して回転対称な位置に容易に配設することができる。
請求項３の発明によれば、コークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査でき、検査結果の再現性を高めることができる。
請求項４の発明によれば、コークドラムの内周面を測定することができ、コークドラム内壁の上下方向の変形を正確に検査することができる。
請求項５の発明によれば、レーザセンサが１つの場合に比べて、測定精度を低下させることなく検査時間を速くすることができる。
請求項６の発明によれば、ビデオ検査にて発見されたコークドラム内面の異常発生個所位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のコークドラム検査装置１の使用状況の説明図である。
【図２】上部架台１０の概略平面図である。
【図３】上部架台１０の概略側面図である。
【図４】下部架台２０の概略底面図である。
【図５】測定部５０の概略縦断面図である。
【図６】測定部５０の概略平面図である。
【図７】レーザセンサ７２を２つ設けた測定部５０の概略縦断面図である。
【図８】従来のコークドラム検査装置100 の使用状況の説明図である。
【符号の説明】
１        コークドラム検査装置
１０      上部架台
１５      上部テンプレート
２０      下部架台
２５      下部テンプレート
３０      案内ケーブル
４０      昇降手段
４１      ステッピングモータ
４２      ドラム
４３      昇降ケーブル
５０      測定部
５１      本体部
５５      回転部
７０      測定手段
７２      レーザセンサ
ＣＤ      コークドラム
ＴＭ      トップマンホール
ＢＭ      ボトムマンホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004098497.tif 000008
【図８】
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