(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ等の管に抱き付いて走行する管検査装置であって、
管の上方に配置され、管の軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが同時に管に接するように配設された上側ブロックと、
管の下方に配置され、管の軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが同時に管に接するように配設された下側ブロックと、
各ブロックの管軸方向の両端部に、上下のブロックを近接方向に付勢するバネおよび直動ガイドを介して設けられたホルダと、
それら上下のホルダ同士をそれらの間隔を保って連結する連結部材と
を備えたことを特徴とする管検査装置。
【請求項２】
上記上側ブロックに配設された軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが、軸方向駆動用の全方向車輪を頂点とする二等辺三角形に配設され、
上記下側ブロックに配設された軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが、軸方向駆動用の全方向車輪を頂点とし、上記二等辺三角形とは向きが逆の二等辺三角形に配設された
請求項１に記載の管検査装置。
【請求項３】
上記連結部材は、
Ｕ字状体からなり、その両端部が上記上側ブロックのホルダと上記下側ブロックのホルダとに、上記管の軸方向と直交する方向の軸廻りにそれぞれ枢支され、更に、
上記連結部材は、
バネで付勢されて自然状態で上記ホルダに対して上記管を抱き込むような回動角度に位置付けられると共に、上記ホルダに対して上記軸廻りに回動させるための治具が挿入される穴を有する
請求項１又は２に記載の管検査装置。
【請求項４】
上記全方向車輪は、
駆動軸に固定されたベース部と、該ベース部に１２０度間隔で回転可能に装着された紡錘状のローラ部とからなるユニットを有し、
該ユニットを２個並列に６０度位相をずらして並設して構成された
請求項１〜３のいずれかに記載の管検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ等の管に抱き付いて走行する管検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、ボイラ（加圧流動層ボイラ等）は、垂直に配置された炉壁１と、その炉壁１内に収容された層内管２とを有する。層内管２は、水平部３と屈曲部４とから上下方向に蛇行するように形成されており、それぞれが水平方向に所定間隔Ｘを隔ててパネル状に配置され、配管群を構成する。
【０００３】
配管群は、加圧流動層ボイラの場合、流動層内に埋没されているため、流動媒体と微粉炭とによって配管表面がサンドペーパで磨いたように摩耗する。このため、配管（層内管２）の肉厚や配管の表面に施されたコーティング層の厚さを定期的に検査する必要がある。そのための管検査装置として、本発明者等は先に図５乃至図６に示すものを開発した。
【０００４】
この管検査装置５は、管（水平部３）の上方に配置され管周方向に所定間隔が隔てられた全方向車輪６を有する上側ブロック７と、管３の下方に配置され管周方向に所定間隔が隔てられた全方向車輪８を有する下側ブロック９と、それら上側ブロック７と下側ブロック９との間に枢支軸１０を介して介設され双方のブロック７、９を近接離間させるリンク機構１１と、リンク機構１１を作動するシリンダ１２とを備えている。また、各ブロック７、９には、管３の軸方向に沿って全方向車輪１３、１４が取り付けられている。
【０００５】
かかる管検査装置５は、シリンダ１２を伸長させてリンク機構１１を開くことによりブロック７、９を離間させて管３を挟み、その後シリンダ１２を収縮させてリンク機構１１を閉じることによりブロック７、９を近接させて管３を把持し、管３に抱き付いた状態で走行する。走行時、全方向車輪１３、１４は管３の軸方向の駆動輪となると共に周方向の従動輪となり、全方向車輪６、８は管３の周方向の駆動輪となると共に軸方向の従動輪となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の管検査装置５においては、リンク機構１１が枢支軸１０を介して各ブロック７、９に取り付けられているため、管３を挟み込むときに、各ブロック７、９が枢支軸１０廻りにフラフラと揺れて上下のブロック７、９の相対位置および姿勢が理想位置からずれ、全方向車輪６、８、１３、１４と管３の接触位置が理想的位置からずれる場合が考えられる。
【０００７】
こうなると管検査装置５は、シリンダ１２による管３に抱き付く力（装置５を管３に拘束する力）を正常に管３に作用させることができなくなり、管３に抱き付いてその軸方向および周方向に走行することが困難となる。かかる状態を回避するには、管検査装置５を管３に抱き付かせるときに慎重な作業を行う必要があり、作業性がよいとはいえなかった。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、容易に安定して被検査管に抱き付かせることができる管検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、ボイラ等の管に抱き付いて走行する管検査装置であって、管の上方に配置され、管の軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが同時に管に接するように配設された上側ブロックと、管の下方に配置され、管の軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが同時に管に接するように配設された下側ブロックと、各ブロックの管軸方向の両端部に、上下のブロックを近接方向に付勢するバネおよび直動ガイドを介して設けられたホルダと、それら上下のホルダ同士をそれらの間隔を保って連結する連結部材とを備えたものである。
【００１０】
上記管検査装置によれば、上下のブロックをバネの付勢力に抗して離間させると、上下のホルダ同士の間隔が連結部材によって保たれつつ、それらホルダに対して各ブロックが直動ガイドに案内されて離間する。このとき、上下のブロックは、直動ガイドによって近接離間方向のみの一方向の移動が許容され、それ以外の自由度が拘束されているため、管に対して理想的な相対位置および姿勢が常に保たれる。よって、かかる管検査装置が管に抱き付くと、各ブロックの全方向車輪がバネによって管に対して理想的な位置で接触し、バネによる抱き付き力が安定して管に作用する。
【００１１】
以上説明したように、上記管検査装置は、上下のブロックの近接離間方向以外の自由度が拘束されているため、装置を管に取り付けるときには、上下のブロックの間に管を押し込むように力を作用させることにより、上下のブロックの間隔が直動ガイドに沿ってバネに抗して広がり、全方向車輪が管を乗り越えることによって、装置を管に容易に抱き付かせることができる。また、装置を管から取り外すときには、装置を管から上記押し込み方向と逆方向に引き離すことにより、容易に管から取り外すことができる。
【００１２】
上記上側ブロックに配設された軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが、軸方向駆動用の全方向車輪を頂点とする二等辺三角形に配設され、上記下側ブロックに配設された軸方向駆動用の１個の全方向車輪と周方向駆動用の２個の全方向車輪とが、軸方向駆動用の全方向車輪を頂点とし、上記二等辺三角形とは向きが逆の二等辺三角形に配設されることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１４】
図１は本実施形態に係る管検査装置の側断面図（図２の I-I線断面図）、図２は図１の II-II線矢示図、図３は図１の III-III線矢示図、図４は全方向車輪の斜視図である。
【００１５】
本実施形態に係る管検査装置２０は、図７に示す加圧流動層ボイラの層内管２の水平部３（以下管３という）に抱き付いて走行し、管３の肉厚や管の表面に施されたコーティング層の厚さを検査するものである。かかる管検査装置２０は、図１に示すように、管３の上方に配置される上側ブロック２１と、管３の下方に配置される下側ブロック２２とを有する。上側ブロック２１には、超音波や渦電流等を用いて管の肉厚やコーティング層の厚さ等を測定するセンサ手段２３が取り付けられている。
【００１６】
各ブロック２１、２２は、図２乃至図３にも示すように、全方向車輪２４ａ〜２４ｄを有している。全方向車輪２４は、図４に示すように、駆動軸２５に固定されたベース部２６とベース部２６に１２０度間隔で回転可能に装着された紡錘状のローラ部２７とからなるユニット２８を有し、かかるユニット２８を２個並列に６０度位相をずらして並設して構成されている。全方向車輪２４は、駆動軸２５が回転されるとベース部２６が回転して駆動軸２５と直交方向に走行力（推進力）が発生し、ベース部２６に対してローラ部２７がフリー回転することにより駆動軸２５の方向に自在に移動する。
【００１７】
上側ブロック２１には、全方向車輪２４ａ、２４ａがその駆動軸２５を管３の軸方向と平行にして、管周方向に所定間隔を隔てて取り付けられている。これらの全方向車輪２４ａは、少なくとも１以上の駆動軸２５が図示しない駆動モータに接続されており、管３の周方向の駆動輪となると共に管３の軸方向の従動輪となる。また、上側ブロック２１には、上記全方向車輪２４ａ、２４ａと共に二等辺三角形の配置となるように、全方向車輪２４ｂがその駆動軸２５を管３の軸方向と直交方向として取り付けられている。この全方向車輪２４ｂは、駆動軸２５が図示しない駆動モータに接続されており、管３の軸方向の駆動輪となると共に管３の周方向の従動輪となる。
【００１８】
同様に、下側ブロック２２には、全方向車輪２４ｃ、２４ｃがその駆動軸２５を管３の軸方向と平行にして、管周方向に所定間隔を隔てて取り付けられている。これらの全方向車輪２４ｃは、少なくとも１以上の駆動軸２５が図示しない駆動モータに接続されており、管３の周方向の駆動輪となると共に管３の軸方向の従動輪となる。また、下側ブロック２２には、上記全方向車輪２４ｃ、２４ｃと共に二等辺三角形の配置となるように、全方向車輪２４ｄがその駆動軸２５を管３の軸方向と直交方向として取り付けられている。この全方向車輪２４ｄは、駆動軸２５が図示しない駆動モータに接続されており、管３の軸方向の駆動輪となると共に管３の周方向の従動輪となる。
【００１９】
各ブロック２１、２２の管３の軸方向の両端部には、それぞれブラケット２９が取り付けられている。各ブラケット２９には、上下のブロック２１、２２を近接方向に付勢するバネ３０および直動ガイド３１を介し、それぞれホルダ３２が取り付けられている。バネ３０は、図１に示すように、コイル状に成形されており、一端がブラケット２９に接続され他端がホルダ３２に接続され、その収縮力によって上下のブロック２１、２２を近接方向に付勢する所謂引っ張りバネが用いられている。
【００２０】
かかるバネ３０は、図２に示すように、各ブラケット２９およびホルダ３２当たり８本装着可能となっており、装着本数を増減することで力を調整できる。直動ガイド３１は、図２に示すように、ブラケット２９に設けられた凸部３３とホルダ３２に設けられた凹部３４とからなり、それらが係合することによってブラケット２９とホルダ３２とを相対的に一方向（上下ブロック２１、２２の近接離間方向）にのみガイドする。
【００２１】
上下のホルダ３２、３２には、図３に示すように、保持部３５が形成されている。保持部３５には、ピン３６を介して連結部材３７が回動自在に取り付けられている。連結部材３７は、上下のホルダ３２、３２の間隔および姿勢を保つものである。連結部材３７は、Ｕ字状体からなりその両端部が上下の保持部３２、３２にそれぞれピン３６で枢支されており、図示しない弦巻バネに付勢されて通常図２に実線で示すように位置され、係合部３８の穴３９に治具のピン（図示せず）を挿入して広げたときに仮想線で示すように回動し、ブロック２１、２２の幅Ｙ内に収まる。
【００２２】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
上記管検査装置２０によれば、上下のブロック２１、２２をバネ３０の付勢力に抗して離間させると、上下のホルダ３２、３２同士の間隔が連結部材３７によって保たれつつ、それらホルダ３２、３２に対して各ブロック２１、２２が直動ガイド３１に案内されて離間する。このとき、上下のブロック２１、２２は、直動ガイド３１によって近接離間方向のみの移動が許容され、それ以外の自由度が拘束されているため、管３に対して理想的な相対位置および姿勢が常に保たれる。よって、かかる管検査装置２０が管３に抱き付くと、各ブロック２１、２２の全方向車輪２４ａ〜２４ｄがバネ３０によって管３に対して理想的な位置で接触し、バネ３０による抱き付き力が安定して管３に作用する。また、上下の全方向車輪２４ａ、２４ｂと２４ｃ、２４ｄとは、相互に逆二等辺三角形に配置されているので、管３をバランスよく６点支持する。
【００２４】
上記管検査装置２０を管３に抱き付かせるときには、連結部材３７を図２に仮想線で示すように係合部３８の穴３９に治具のピン（図示せず）を挿入して広げ、連結部材３７をブロック２１、２２の幅Ｙ内に収める。そして、その状態で治具に吊り下げた管検査装置２０を、図７に示す管３、３同士の間隔Ｘの間に上方から下方へ挿入し、被検査管３の位置まで下降させる。これにより、図７に示すように管３、３同士の間隔Ｘが狭い場合であっても、間隔Ｘが管検査装置２０の幅Ｙよりも大きければ（Ｘ＞Ｙ）、管検査装置２０を被検査管３の位置まで下げることができる。
【００２５】
その後、治具によって管検査装置２０を被検査管３に押し付け、上下のブロック２１、２２の間に管３を押し込む。すると、管検査装置２０は、上下のブロック２１、２２の近接離間方向以外の自由度が拘束されているため、上下のブロック２１、２２の間隔が直動ガイド３１に沿って広がり、全方向車輪２４ａ〜２４ｄが管３を乗り上がり、管３に容易に抱き付く。このとき、連結部材３７は、図２に実線で示すように回動するため、押し込まれる管３の邪魔になることはない。また、管検査装置２０を管３から取り外すときには、上記押し込み方向と逆方向に引き離すことにより、容易に管３から取り外すことができる。
【００２６】
また、管３への抱き付き力は、バネ３０の装着本数またはバネ３０自体をバネ定数の異なるものに変更することにより、容易に調節できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る管検査装置によれば、容易に安定して被検査管に抱き付かせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る管検査装置の側断面図（図２の I-I線断面図）である。
【図２】図１の II-II線矢示図である。
【図３】図１の III-III線矢示図である。
【図４】全方向車輪の斜視図である。
【図５】本発明者等は先に開発した管検査装置の側面図である。
【図６】上記管検査装置の管への装着を表す説明図である。
【図７】被検査管を有する加圧流動層ボイラの内部斜視図である。
【符号の説明】
３  管
２０  管検査装置
２１  上側ブロック
２２  下側ブロック
２４ａ〜２４ｄ  全方向車輪
３０  バネ
３１  直動ガイド
３２  ホルダ
３７  連結部材
【図１】
0004193277.tif 000002
【図２】
0004193277.tif 000003
【図３】
0004193277.tif 000004
【図４】
0004193277.tif 000005
【図５】
0004193277.tif 000006
【図６】
0004193277.tif 000007
【図７】
0004193277.tif 000008