JPH0466154A - 管内面補修塗装用ロボット - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は管内面補修塗装用ロボットに係り、特に火力発
電所等の循環冷却水を導入する鋼製配管の内面を補修塗
装する管内面補修塗装用ロボットに関する。

（従来の技術） 一般に、火力発電所や原子力発電所は臨海地域に建設さ
れ、発電所稼働時のタービン等の冷却には取水された海
水が用いられている。この海水はタービン等を冷却した
後、冷却水循環施設を経由して再び海洋に放水されるよ
うになっている。これらの冷却水循環施設のほとんどは
地下に埋設されており、各施設を結ぶように交錯した複
数の鋼管が敷設されている。また、上記鋼管の内部は海
水で満たされるようになっているため、鋼管の内面には
防錆塗装が施されている。これらの塗装は数年ごとに点
検し、必要な箇所については補修、再塗装をする必要が
あり、口径が２ｍ以上となる大口径鋼管の場合は作業員
か管内部に入り、足場を順次構築し、管内面の点検と補
修を行っている。

ところで、この方法では配管か傾斜管や垂直管の場合に
は足場の構築に多大な労力と時間を要するとともに、高
所作業となり作業の安全上も問題がある。

これらの問題点を解決するために作業員を乗せて走行で
きる台車に管の直径に対応して旋回操作可能なアームを
搭載した有人式補修塗装台車や小口径（口径２ｍ以下）
配管用の無人式遠隔操作補修塗装ロボットが提案されて
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の有人式補修塗装台車や小口径用の
無人式遠隔操作補修塗装ロボットではいずれの場合にも
溶剤型塗料を使用しているため駆動系部品に防爆仕様の
電気部品を使用しなければならず装置が大型化し、重量
も大きくなり取扱いが困難である。また、上述の装置で
は塗料を地上から圧送ホースにより搬送するようになっ
ているため搬送距離が大きい場合には圧送ホース内の圧
力損失を考慮してホース径を大きくしなければならず、
これに対応させるために装置の重量か増加するという問
題かある。さらに有人式補修塗装台車では配管か傾斜管
や垂直管の場合には作業員の落下の危険性もある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、大口径で複雑な流路を形成する冷却水
配管の一連の補修塗装作業を地上から遠隔操作できる安
全て補修塗装効率の良い管内面補修用塗装ロボットを提
供することにある。

〔発明の構成〕

（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、配管内を自走す
るとともにジンバル台座上に下地処理ブラスト装置と塗
料噴霧装置と塗装面検査装置とを順次、着脱自在に搭載
可能な走行台車と、上記各装置に接続されたノズルある
いは検出部が先端に着脱自在に装着されるとともに上記
管内面の形状に倣って伸縮自在に旋回する上記走行台車
に搭載されたアームと、上記配管の内面を撮影して上記
各装置の操作情報を伝達する管内面監視装置と、上記各
装置を遠隔操作するための制御信号と動力電源とを配管
外部から上記走行台車に供給する複合ケーブルとを備え
たことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明によれば、配管内を自走できる走行台車のジンバ
ル台座上に下地処理ブラスト装置と塗料噴霧装置と塗装
面検査装置とを順次搭載し、管内面の形状に倣って伸縮
自在に旋回するアームの先端に塗装用ノズルや検出器を
着脱自在に装着するとともに、上記配管の内面を撮影し
て上記各装置の操作情報を伝達する管内面監視装置を上
記走行台車上に装着し、上記各装置を遠隔操作するため
の制御信号と動力電源とを配管外部から上記走行台車に
供給する複合ケーブルとを備えたので、配管の一連の補
修塗装作業を地上からの遠隔操作で行うことができ、安
全で効率の良い補修塗装作業を行うことができる。

（実施例） 以下本発明による管内面補修用塗装用ロボットの一実施
例を第１図乃至第４図を参照して説明する。

第１図において、図中符号１は走行台車本体を示してい
る。この走行台車１は操舵可能な前輪２ａと駆動後輪２
ｂとを有し、後輪２ｂを駆動する電動モータ等の駆動部
は台車シャーシｌａ上に装備されている。また、上記台
車１上の前部にはモータ３が回転軸３ａを前方に向けて
配置されている。そしてこのモータ３の回転軸３ａには
筒状のアクチュエータ４が固着されており、このアクチ
ュエータ４の内部には管径方向に伸縮自在なアム５が挿
着されている。このアーム５は上記モータ３の回転軸３
ａ回りに旋回するとともに上記アクチュエータ４の作用
により配管の管径に倣って管径方向に伸縮することが可
能である。このアム５の先端にはブラケット５ａが形成
されており、このブラケット５ａに塗装用のエアレスノ
ズルや検査用のテスター等のアタッチメントを装着でき
るようになっている。また、上記走行台車１と上記アー
ム５とにはＴＶカメラ６．６か装備されており、管内面
の補修箇所と走行台車の前方を連続的に撮影し、地上の
操作室から管内面の状態を把握できるようになっている
。

走行台車１の中央部にはジンバル台座７が固着されてい
る。このジンバル台座７は下地処理ブラスト装置本体と
塗装装置本体と塗装面検査装置本体とが別個に揺動可能
に吊持てきるようになっている。すなわち本装置によっ
て管内面の補修箇所の塗装下地処理のブラスト処理を行
う際は上記下地処理ブラスト装置本体を上記ジンバル台
座上に枢着するとともに、上記アーム５の先端にブラス
ト工具を装着すれば良い。次いで本装置によって管内面
の補修箇所の塗装作業を行う際は上記塗装装置本体を上
記ジンバル台座７上に枢着するとともに、上記アーム５
の先端にエアレス工具を装着すれば良い。さらに塗装面
のピンホール検査を行うためには上記ジンバル台座７上
にピンホール検査装置を枢着するとともに、ピンホール
テスタを上記アーム５の先端に装着すれば良い。上記ジ
ンバル台座７上の上記各装置は上記走行台車１が鉛直管
内を下降上昇する際にも上記ジンバル台座７上に揺動可
能に吊持されているので、鉛直姿勢を保持することかで
きる。

さらに上記走行台車１の後部にはアウトリガ−８が回動
可能に枢着されている。このアウトリガ−８は先端にガ
イドローラー９を有し、下部に備えられたアクチュエー
タ１０により回動できるようになっている。上記各作業
を実施する際は、このアクチュエータ １０を操作してアウトリガ−８に取着されているガイド
ローラー９を管の内面に密着させることで台車の安定を
図るようになっている。

一方、この走行台車１は動力給電装置１１及び運転制御
装置１２を地上に装備しているので、地上からの動カケ
ープル１３Ａ及び制御ケーブル１３Ｂが走行台車１の後
部に接続されている。また、上記走行台車１上にはウィ
ンチ１４が装備されている。このウィンチ１４は上記走
行台車１を鉛直管内で下降上昇させるためのもので上記
走行台車１はこのウィンチ１４に巻回されている吊りワ
イヤ１５により鉛直管内を吊持されるようになっている
。なお、上記吊りワイヤ１５が破断した時の走行台車の
落下防止のために走行台車の自重を管内面で保持できる
制動装置が備えられている。

次に、上記管内面補修塗装用ロボットが配管内に配置さ
れた状態を第２図を用いて説明する。第２図において図
中符号１６は循環水管配管を示している。この循環水管
配管１６は発電所建屋の外部の地中に埋設されており、
口径２ｍ以上の鋼製円筒管を敷設したものである。この
配管１６の所定位置には人孔１７が設けられており、こ
の人孔１７は上記走行台車１に動カケープル１３Ａ及び
制御ケーブル１３Ｂを誘導するとともに、上記吊りワイ
ヤ１５を誘導できるようになっている。また、上記人孔
１７の上方に構台１８が架設されており、この構台１８
上には上記動カケープル１３Ａ及び制御ケーブル１３Ｂ
を巻回するためのウィンチ１９が備えられている。さら
にこのウィンチ１９の直下の管底部にはガイドプーリー
２０が軸着され、このガイドプーリー２０は上記動カケ
ープル１３Ａと制御ケーブル１３Ｂの向きを横方向に変
える役目を果たしている。なお、上記動カケープル１３
Ａと制御ケーブル１３Ｂとは１本の複合ケーブル１３を
形成しており、上記ウィンチ１９はこの複合ケーブル１
３を巻回するようになっている。

また、上記構台１８上には固定アンカー２１が設けられ
ており、上記走行台車１からの吊りワイヤ１５か固定で
きるようになっている。この固定アンカー２１に代えて
ウィンチ１４を上記構台１８上に取付け、走行台車の重
量を軽減することも可能である。

一方、地上部に延設された動カケープル１３Ａと制御ケ
ーブル１３Ｂはそれぞれ動力給電装置１１と運転制御装
置１２とに接続されている。この運転制御装置１２の制
御盤には図示しない複数のＴＶモニタと操作ハンドルが
装備されており、このＴＶモニタにより上記走行台車に
搭載されたＴＶ右カメラよって撮影された画像をモニタ
ーすることができる。

次に上記ロボットのジンバル台座上に搭載される各装置
本体の構造とその動作を補修手順に沿って説明する。

第３図はブラスト装置本体２２と上記アーム５の先端に
装着されたブラスト工具２３とを示している。この両者
は耐摩耗性を有する耐圧ホース２４で接続されている。

上記ブラスト装置本体２２は上述のようにジンバル台座
７上に吊持されているので、走行台車１の姿勢にかかわ
らず常に鉛直姿勢を保持することができるようになって
いる。そして、その内部はブラスト粒２５を貯蔵する回
収タンク２６とプラスト粒を噴射させるための加圧タン
ク２７とから構成されており、これらのタンク２６．２
７には圧縮空気を供給するための配管２８が接続されて
いる。上記回収タンク２６の下部にはコニカル型のホッ
パ２６ａが形成され、その下端に上記加圧タンク２７が
連接されている。また、両者の連結部分には可動式のプ
ラグ２９か装着されている。

このプラグ２９は図示しない加圧源から供給される圧縮
空気で作動し、ホッパ孔の開閉を行うことかできる。こ
の圧縮空気は圧力調整弁３０と電動弁３１Ａとを介して
上記プラグ２９の図示しない駆動部に接続されている。

また、上記加圧タンク２７下部のホッパ２７ａ先端には
ブラスト粒供給管３２が接続されており、その回路中に
は電動弁３１Ｂが設けられている。さらにこのブラスト
粒供給管３２内のブラスト粒２５の噴射速度を高めるた
めの圧縮空気供給回路３３と、ブラスト粒の回収効率を
高めるため、回収タンク２６の入口に負圧を発生させる
圧縮空気のバイパス管３４が設けられており、それぞれ
電動弁３１Ｃ１電動弁３１Ｄで開閉制御されるようにな
っている。

ここで上記ブラスト粒２５を噴射させるには電動弁３１
Ａを開いてプラグ２９を閉じ、加圧タンク２７内を加圧
状態にしてその後、ブラスト粒供給管３２の電動弁３１
Ｂを開く操作を行えばよい。

このときブラスト粒２５は耐圧ホース２４Ａを介して上
記ブラスト工具２３から塗装表面に噴射される。このブ
ラスト粒２５は細粒の鉄球等であり、加圧されたブラス
ト粒２５を塗装表面に衝突させ、損傷した塗装被膜を剥
がすようにして下地処理を行うことができる。このとき
、上記ブラスト工具２３の先端には硬質ゴム等のベロー
ズ３５か装着されている。このベローズ３５と配管表面
とを密着させてブラスト粒２５の飛散を防止できるよう
になっている。

一方、噴射されたブラスト粒２５は耐圧ホース２４Ｂを
介して吸引され、上記回収タンク２６内に回収される。

回収タンク２６内で圧縮空気は上方に排気されるととも
に、ブラスト粒２５は内部ホッパ２６ｂを通過してタン
ク底部に貯蔵される。

さらに電動弁３１Ａを閉じて上記プラグ２９を開放する
ことにより上記ブラスト粒２５を加圧タンク２７内に連
続的に再供給することができる。

次に上述の下地処理を施した箇所に実施する塗装作業に
ついて説明する。

第４図は、上記ブラスト装置本体２２、耐圧ホス２４及
びブラスト工具２３に代えて塗装装置本体３６、塗料用
耐圧ホース３７及びエアレス工具３８を搭載したロボッ
トの模式構造図を示している。上記塗装装置本体３６は
上述のブラスト装置本体２２と同様にジンバル台座７上
に吊持されているので、走行台車１の姿勢にかかわらず
常に鉛直姿勢を保持することかできるようになっている
。この塗装装置本体３６の内部にはカートリッジタンク
３９が格納されており、このカートリッジタンク３９に
は既に地上で所定の混合比で混合された２液性混合塗料
４０が収容されている。この２液性混合塗料４０には、
例えば主剤としてエポキシ樹脂系塗料、硬化剤としてポ
リアミドアミン系硬化剤等の消防法上の危険物に該当し
ない無溶剤型塗料が使用されている。この塗料４０を図
示しない加圧源から供給される圧縮空気とともに加圧ポ
ンプ４１に圧入する。このとき、圧縮空気の空気圧は４
　ｋｇ　／　ｃ−に設定されており、このため上記塗料
４０は上記加圧ポンプ４１のピストンの面積比により１
８０）ｃｇ／ｃ−にまで昇圧される。そして上記塗料４
０はこの圧力を保持したままフィルタ４２を通過してア
キュムレータ４３に蓄積される。このアキュムレータ４
３と上記耐圧ホース３７とは電動弁４４を介して接続さ
れている。

一方、アーム５の先端のブラケット５ａにはエアレス工
具３８が取着されており、このエアレス工具３８の内部
にはエアレスノズル３８Ａが装着、されている。また、
上記エアレス工具３８はバネ４３とエアチューブ４４と
によりアーム５の長手方向に伸縮できるように支持され
ている。

塗装作業は上記アーム５に装着されたエアレスノズル３
８Ａの先端と管内面との離れΩがｎ−４００±５０關と
なるように上記アーム５の位置決めを行ったところで電
動弁４４を開き、上記アキュムレータ４３内で加圧され
た塗料４０を瞬時に管表面に噴霧させるという方法で行
う。

また、以上の工程で行った補修塗装作業の品質検査のた
めに上記ロボットを使用してピンホール検査を行うこと
もできる。すなわち、上記塗装装置本体に代えてジンバ
ル台座上に検査装置本体を装着するとともにアームの先
端にピンホールテスタを固着する。そして両者を信号ケ
ーブルで接続し、地上に検査結果を伝送することでリア
ルタイムに塗装品質の検査結果を把握することができる
。

さらに他の実施例として上記塗装装置本体は第５図に示
したように主剤タンク４７と硬化剤タンク４８とを備え
ることができる。この場合、主剤４９と硬化剤５０とを
複動式加圧シリンダ５１により所定の割合でプランジャ
ポンプ５２Ａ、５２Ｂに取出し、さらに上記主剤４９と
硬化剤５０とをミキサ５３に供給する。そしてミキサ５
３により十分混合して上述の実施例と同様に耐圧ホース
３７を介してエアレスノズル３８Ａに圧送することによ
り管内面の塗装を行うことができる。

なお、上記エアレスノズルに代えてローラーや刷毛等に
より塗装することも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、下地
処理ブラスト装置と塗料噴霧装置と塗装面検査装置とを
順次搭載し、旋回可能なアームの先端に塗装用ノズルや
検出器を着脱自在に装着するとともに、上記配管の内面
を撮影する管内面監視装置を上記走行台車上に装着して
配管内面の一連の補修塗装作業を地上からの遠隔操作で
行えるようにしたので、補修塗装作業の安全性や作業効
率が向上する等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による管内面補修塗装用ロボットの一実
施例を示した正面図、第２図は本発明による管内面補修
塗装用ロボットの実施の一態様を示した一部横断面図、
第３図は本発明によるブラスト装置の一実施例を示した
模式構造図、第４図は本発明による塗装装置の一実施例
を示した模式構造図、第５図は本発明による塗装装置の
他の実施例を示した模式構造図である。 １・・・走行台車、３・・・モータ、４．１０・・・ア
クチュエータ、５・・・アーム、６・・・ＴＶ左カメラ
７・・・ジンバル台座、８・・・アウトリガ−１１１・
・・動力電源装置、１２・・・運転制御装置、１３・・
・複合ケーブル、１４．１９・・・ウィンチ、１５・・
・吊りワイヤ、１６・・・配管、２２・・・ブラスト装
置本体、２３・・・ブラスト工具、２４．３７・・・耐
圧ホース、２５・・・ブラスト粒、２６・・・回収タン
ク、２７・・・加圧タンク、３１．４４・・・電動弁、
３５・・・ベローズ、３６・・・塗装装置本体、３８・
・・エアレス工具、３９・・・カートリッジタンク、４
０・・・塗料、４１・・・加圧ポンプ、４２・・・フィ
ルタ、４３・・・アキュムレータ、４７・・・主剤タン
ク、４８・・・硬化剤タンク、５１・・・複動式加圧シ
リンダ、５２・・・プランジャポンプ、５３・・・ミキ
サ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第 図 弗 図 季 囮

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配管内を自走するとともにジンバル台座上に下地処理ブ
   ラスト装置と塗料噴霧装置と塗装面検査装置とを順次、
   着脱自在に搭載可能な走行台車と、上記各装置に接続さ
   れたノズルあるいは検出部が先端に着脱自在に装着され
   るとともに上記管内面の形状に倣って伸縮自在に旋回す
   るように上記走行台車に搭載されたアームと、上記配管
   の内面を撮影して上記各装置の操作情報を伝達する管内
   面監視装置と、上記各装置を遠隔操作するための制御信
   号と動力電源とを配管外部から上記走行台車に供給する
   複合ケーブルとを備えたことを特徴とする管内面補修塗
   装用ロボット。