JPH04359706A - 煙突保全用のロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電所などの煙突内ラ
イニングの清掃や点検、あるいはライニング吹き付けな
どの各種保全作業に使用される煙突保全用ロボットに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電所などの煙突では、煙突内面のライ
ニングに付着した煤や灰を除去する清浄作業や内部の点
検作業などを随時行なうことが望まれる。これらの作業
は高所作業で危険性が高く、また悪環境下での作業であ
るため、人力作業はできるだけ排除して機械化させるこ
とが急務となっている。

【０００３】このため、従来では、煙突の塔頂部から底
部にかけてワイヤを張設するとともに、該煙突内に作業
用のロボットを収容し、上記ワイヤを巻き込むエンドレ
スウインチなどを用いて上記ロボットをワイヤに沿って
自動昇降させて清掃作業等を行なわせるものが開発され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のは、ワイヤを作業員が煙突塔頂部にその煙突の形態に
合ったワイヤ固定具を使用して固定しているので、危険
な高所作業をなくすることができないばかりでなく、清
掃や点検等の本作業開始までの準備に多大な時間がかか
るうえ、煙突径などが異なると、それに合ったワイヤ固
定具を用意しなければならず、汎用性に劣る欠点があっ
た。

【０００５】本発明は上記のような欠点を解消するため
になされたもので、清掃などの本来作業の自動化は無論
のこと、準備作業工程を減少させるとともに、煙突の各
種内径や断面形状に容易に対応できて、汎用性の向上を
図り得る煙突保全用ロボットを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、煙突の塔頂側開口端部に設置されるワイヤ
固定装置と、上記煙突内で上記ワイヤ固定装置側と煙突
底部側との間に張設されるロボット昇降用ワイヤと、こ
のロボット昇降用ワイヤに沿って煙突内を昇降しながら
所定の作業を行なうロボット本体と、地上側において上
記ワイヤ固定装置およびロボットを遠隔制御する支援装
置とを備え、上記ワイヤ固定装置は、その本体部を煙突
塔頂部から外部へ出るまで浮揚させる気球と、上記煙突
の径方向へ開閉可能に上記本体部の外周側に等間隔を隔
てて枢支された複数の固定脚と、煙突内で閉脚状態にあ
る上記固定脚を、上記本体部が上記塔頂部から外部に出
た際に全開させ、その位置から本体部が下方へ引込み駆
動されて上記開口端部に接触するまで全開状態に維持さ
せる固定脚開閉機構とを具備する構成としたものである
。

【０００７】特に、上記ワイヤ固定装置の本体部の下降
によって固定脚の先端部が塔頂側の開口端部に接触した
際に、その接触圧力を検出するセンサを上記固定脚の先
端部に取り付けるとよい。

【０００８】

【作用】上記構成により、ロボット昇降用ワイヤがつな
がれたワイヤ固定装置の本体部を気球により煙突塔頂部
側へ浮揚させて設置できるので、作業員が塔頂部へ昇る
といった高所作業の必要がなく、準備作業の安全と迅速
化が図れることになる。しかも、上記ワイヤ固定装置に
は、開閉可能な固定脚を有しているので、内径の異なる
煙突でも、上記固定脚の開度を任意に調整することで安
全使用可能な状態で適応させることができる。

【０００９】また、上記固定脚が全開して煙突の塔頂側
開口端部に接触した際の圧力がセンサで検出されるので
、ワイヤ固定装置を上記開口端部に適正、安全な状態に
設置させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１は、本発明の一実施例による煙突保全
用ロボットを示す全体の概念図である。

【００１１】図１において、１は火力発電所などに建立
された鋼製の煙突であり、その内面にはライニング（図
示せず）が施こされている。２は上記煙突１の塔頂部１
ａの開口端部１ｂに設置されたワイヤ固定装置であり、
煙突１内において、このワイヤ固定装置２側と該煙突１
の底部１ｃ側との間には、ロボット昇降用ワイヤ３が張
設されている。４は上記ロボット昇降用ワイヤ３に沿っ
て煙突１内を上下動して所定の作業を行なうロボット本
体である。５は地上に設置される支援装置であり、上記
ロボット本体４に対して空気圧や電力などの動力源を供
給したり、このロボット本体４や上記ワイヤ固定装置２
を遠隔操縦・制御する他、点検結果の記録などを行なう
ように構成されている。なお、上記煙突１の底部１ｃ側
には上記ワイヤ３や各種配線ケーブルなどを取り出すた
めのマンホール６が設けられている。

【００１２】上記ロボット本体４としては、たとえば図
２に示すように、多関節形のものが使用されている。す
なわち、図２において、１１は本体フレームであり、そ
の上端側には、ワイヤ３廻りに旋回可能な旋回点検ユニ
ット１２が取り付けられている。この旋回点検ユニット
１２の外側面には、第１および第２アーム１３，１４や
ヘッド１５などからなる多関節形アーム１６が装備され
ており、上記ヘッド１５には、点検ないしは清掃機具、
たとえば吸引機構付回転ブラシ１７が装着されている。 １８，１９はそれぞれ上記旋回点検ユニット１２に装備
されたビデオカメラおよびライト、２０，２１，２２は
アーム駆動モータである（図４）。

【００１３】上記本体フレーム１１の上端には、エンド
レスウインチ２３が取り付けられた台座２４が固定され
ており、このエンドレスウインチ２３に上記ワイヤ３を
巻き込むことにより、ロボット本体４を昇降駆動させる
ように構成されている。

【００１４】２５（２５Ａ，２５Ｂ）は上記本体フレー
ム１１の周方向へ等間隔を隔てて配設されて径方向に開
閉可能に枢支された複数の押付脚であり、上下２段に分
けて配列されている。これら押付脚２５は、煙突１の内
面に対しての突張り作用でロボット本体１を軸心に保た
せるように設定されており、各先端には、煙突１の内面
に転接する遊動車輪２６を付設している。２７は上記押
付脚２５の開閉用エアシリンダ、２８はエアシリンダ２
７に対する空気圧制御弁箱である。２９はロボット本体
１１と上記支援装置５側との配線用のケーブルホースで
ある。

【００１５】一方、上記ワイヤ固定装置２の構成を図３
に示す。図３において、上下１対の基盤３１，３２を支
柱３３で連結して本体部３４が構成されている。３５（
３５Ａ，３５Ｂ）は上下２段のヘリウム気球であり、こ
の気球３５には、上部基盤３１に係留された吊下ロープ
３６を介して上記本体部３４が吊持されている。この気
球３５は作業開始にあたって、煙突１の底部１ｃから本
体部３４を吊持して浮揚させて塔頂から外部へ少し出る
位置まで運搬させるためのものである。

【００１６】上記本体部３４における下部基盤３２の外
周側には、図５に示すように複数の固定脚３７が配列さ
れている。これら固定脚３７は図６に示すようにその基
端部３７ａが該基盤３２に固着された軸受部材３８を介
して回動可能に枢支されており、これにより、固定脚３
７は、煙突１の径方向へ開閉可能に構成されている。上
記固定脚３７の各先端３７ｂには、上下面にそれぞれワ
イヤ係留部３８，３９を有する略三角形の固定金具４０
が固着されている。

【００１７】上記上部基盤３１には、ＤＣギャードモー
タ４１で回転駆動されて、上記固定金具４０の上記ワイ
ヤ係留部３８に係留された固定脚駆動ワイヤ４２を巻き
取るプーリ４３が取り付けられている。４４は上記モー
タ４１とプーリ４３との間に介在されたラチェット機構
である。４５は上記基盤３１上に設置された上記モータ
４１を駆動制御する制御器であり、バッテリ４６やリレ
ー回路４７、さらには送信機４８Ａおよび受信機４８Ｂ
などを備えており、上記モータ４１やプーリ４３など共
に、固定脚開閉機構４９を構成している。すなわち、上
記制御器４５は、上記本体部３４を気球３５で浮揚させ
た際、ロボット昇降用ワイヤ３の繰り出し量に基づいて
地上から発信された信号を受けて、固定脚３７が煙突１
の塔頂部付近で少し開脚し、塔頂から外部に少し出た位
置では全開するように上記モータ４１を駆動させるよう
になっている。

【００１８】５０は上記固定脚３７が開脚される際、所
定の開度を検出して制御器４５を介して上記モータ４１
の駆動を停止させるリミットスイッチ、５１は上記モー
タ４１の停止時に固定脚３７を所定開度に保たせるソレ
ノイド式ストッパである。５２は展張ワイヤであり、上
記固定金具４０の下部ワイヤ係留部３９とロボット昇降
用ワイヤ３が係留されたワイヤ展張器具５３との間に張
設されている。

【００１９】上記固定金具４０には、固定脚３７が全開
状態となって装置本体３４が下降した際に、該固定金具
４０を煙突１の塔頂側開口端部１ｂに案内するガイド部
材５４が下向きに取り付けられている。また、上記固定
金具４０の下面には、上記開口端部１ｂに接触した際の
接触圧を検出して制御器４５に信号を送出する圧力セン
サ５５が取り付けられている。

【００２０】つぎに、上記構成による動作について説明
する。まず、気球３５を煙突１の底部１ｃから内部に搬
入した後、この気球３５にワイヤ固定装置２の本体部３
４を吊り下げて該気球３５を膨らませて浮揚させると、
上記本体部３４が塔頂部１ａへ向けて運搬される。この
時、上記ワイヤ固定装置３４の固定脚３７はロボット昇
降用ワイヤ３の自重により垂れて閉脚状態となっている
。

【００２１】上記気球３５に浮揚されて運ばれる本体部
３４の高さ位置は、地上側でロボット昇降用ワイヤ３の
繰り出し量から逐次演算されている。この繰り出し量か
ら上記本体部３４が煙突１の塔頂部１ａに近づいたと判
断された際には、地上から無線で開脚信号を送りワイヤ
固定装置３４側の受信機４８Ａで受信させる。そしてＤ
Ｃギャードモータ４１を駆動してプーリ４３で固定脚駆
動ワイヤ４２を巻き取らせることにより、固定脚３７を
少しだけ開脚させる。この場合、上記固定脚３７の先端
が図８のように煙突１の塔頂部１ａの内面に接触する程
度の開度に設定しておけば、ワイヤ固定装置３４を煙突
１の軸心に位置させることができる。

【００２２】上記固定脚３７が図８の開度状態でワイヤ
固定装置２の本体部３４が煙突１の塔頂から外部に出た
高さに到達したと判断すれば、地上から再び開脚信号を
無線で送り、図９のように固定脚３７を全開させる。固
定脚３７の全開状態はリミットスイッチ５０により検出
され、その検出信号は送信機４８Ｂから地上側へ送られ
るので、地上では、上記固定脚３７が全開状態にあるこ
とを確認することができる。

【００２３】また、上記リミットスイッチ５０の検出信
号により、リレー回路４７を介してＤＣギャードモータ
４１が停止される。この時、固定脚３７が自重で垂れ下
ろうとするが、ソレノイド式ストッパ５１が作動して上
記垂れ下りを阻止するので固定脚３７は全開状態に保た
れる。

【００２４】上記固定脚３７が煙突１の塔頂部１ａの外
で全開状態にあることが確認されると、地上では、ロボ
ット昇降用ワイヤ３を引込操作してワイヤ固定装置３４
をそのまま少しずつ下降させる。これに伴って固定脚３
７の固定金具４０に取り付けられたガイド部材５４が塔
頂側開口端部１ｂの内縁に摺接するので、上記固定金具
４０はガイド作用を受けて図１０に示すように上記開口
端部１ｂに接触し、上記ワイヤ固定装置３４が上記固定
脚３７を介して塔頂側開口端部１ｂに自動的に設置され
ることになる。

【００２５】上記固定金具４０が開口端部１ｂに接触す
ると、圧力センサ５５により接触圧が検出され、その検
出信号が送信機４８Ｂから地上側へ送信されるので、地
上では、ロボット昇降用ワイヤ３の引き込みを止めて上
記ワイヤ固定装置３４を上記開口端部に適正状態に設置
させることができる。

【００２６】この場合、ワイヤ固定装置２の本体部３４
を気球３５を使って運搬させて煙突１の塔頂側開口端部
１ｂに自動的に設置できるので、準備作業の工数が低減
され作業性の改善を図ることができる。とくに、上記ワ
イヤ固定装置３４に設けた開閉可能な固定脚３７を介し
て設置させるので、径の異なる煙突１であっても、上記
固定脚３７の開脚度を変えることによって容易に対応す
ることができる。

【００２７】上記ワイヤ固定装置２が上記開口端部１ｂ
に設置されれば、地上の支援装置５によりロボット本体
４を遠隔操作して煙突１の内面の清掃作業を開始する。 すなわち、支援装置５からの指令によりエンドレスウイ
ンチ２３を作動させてロボット本体４を上下方向へ選択
的に移動させる一方、多関節形アーム１６の先端の吸引
機構付回転ブラシ１７を円周方向へ旋回させれば、煙突
１の内面のライニング表面が連続的に清掃される。煤や
灰などの除去物はロボット本体４における本体フレーム
１１に装着したエゼクタ（図示を省略）によって吸引さ
れ、搬送ホース（図示せず）を通して地上側で回収され
る。ここで、ロボット本体４として、多関節形ロボット
本体を使用したことにより、アーム長を可変できるので
、煙突径に関係なく、適正に作業を進めることができる
。

【００２８】また、煙突１の内面の点検を行なう場合は
、アーム１６の先端に所定の器具を取り付ければよい。 この場合、ロボット本体４を所定の高さに固定する一方
、押付脚２５を延ばして遊動車輪２６を煙突１の内面に
押し当てれば、ロボット本体４の揺動などが防止されて
正確な点検を行なうことができる。

【００２９】上記清掃や点検作業が終了すれば、ロボッ
ト本体４をロボット昇降用ワイヤ３から外した後、該ワ
イヤ３を緩める。そして、ワイヤ固定装置２を設置位置
から十分上方位置に変移させた後、地上からの無線によ
り、固定脚３７の閉脚信号を送る。ワイヤ固定装置２で
はこの信号を受けると、ソレノイド式ストッパ５１が後
退するので、上記ワイヤ３の自重で固定脚３７が垂れ下
って閉脚状態となる。この状態でロボット昇降用ワイヤ
３を地上側で巻き取ることにより、ワイヤ固定装置２が
地上に回収される。

【００３０】なお、煙突１の塔頂側開口端部１ｂの形状
が異なる場合には、図１１に示すように、その形状に応
じた固定金具５６を用いればよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、煙突内
に張設されたロボット昇降用ワイヤに沿って昇降するロ
ボット本体により、煙突内の清掃や点検作業等を自動的
に行なえることはもとより、ワイヤ固定装置の本体部を
気球によって煙突の塔頂側まで運搬して設置するように
したので、清掃や点検作業等を開始する際の準備作業時
の高所作業も全く不要であるとともに、その準備作業の
迅速化、能率化を達成することができる。また、上記ワ
イヤ固定装置における開閉可能な固定脚を利用して塔頂
側の開口端部に設置させる構成とすることにより、煙突
径の異なるものに対しても固定脚の開脚度を調整するの
みで、煙突径に容易に対応させることが可能となり、ロ
ポットの汎用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る煙突保全用ロボットを
示す概念図である。

【図２】ロボット本体の構成を示す断面図である。

【図３】ワイヤ固定装置の構成を示す断面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】ワイヤ固定装置における固定脚開閉機構を示す
斜視図である。

【図７】ワイヤ固定装置における固定脚開閉機構のブロ
ック図である。

【図８】ワイヤ固定装置が煙突塔頂部付近にある時の固
定脚の開脚状態を示す説明図である。

【図９】ワイヤ固定装置の固定脚が全開状態に設定され
た際の動作説明図である。

【図１０】ワイヤ固定装置の固定脚が煙突塔頂側開口端
部に位置した際の動作説明図である。

【図１１】固定脚の先端の固定金具の変形構造を示す図
である。

【符号の説明】

１　　煙突 １ａ　　塔頂部 １ｂ　　開口端部 １ｃ　　底部 ２　　ワイヤ固定装置 ３　　ロボット昇降用ワイヤ ４　　ロボット本体 ５　　支援装置 ３４　　本体部 ３５（３５Ａ）（３５Ｂ）　　気球 ３７　　固定脚 ４９　　固定脚開閉機構 ５５　　センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　煙突の塔頂側の開口端部に設置される
   ワイヤ固定装置と、上記煙突内で上記ワイヤ固定装置側
   と煙突底部側との間に張設されるロボット昇降用ワイヤ
   と、このロボット昇降用ワイヤに沿って煙突内を昇降し
   ながら所定の作業を行なうロボット本体と、地上側にお
   いて上記ワイヤ固定装置およびロボットを遠隔制御する
   支援装置とを備え、上記ワイヤ固定装置は、その本体部
   を煙突塔頂から外部へ出るまで浮揚させる気球と、上記
   煙突の径方向へ開閉可能に上記本体部の外周側に等間隔
   を隔てて枢支された複数の固定脚と、煙突内で閉脚状態
   にある上記固定脚を上記本体部が上記塔頂部から外部に
   出た際に全開させ、その位置から本体部が下方へ引込み
   駆動されて上記開口端部に接触するまで全開状態を維持
   させる固定脚開閉機構とを具備していることを特徴とす
   る煙突保全用のロボット。
2. 【請求項２】　　全開状態の固定脚の先端部がワイヤ固
   定装置における本体部の下降に伴って塔頂側の開口端部
   に接触した際、その接触圧力を検出して制御信号を送出
   するセンサを上記固定脚の先端部に設けた請求項１記載
   の煙突保全用のロボット。