JPH0543438B2 - - Google Patents

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、自動洗浄装置に係り、特に火力発電
所や原子力発電所で使用されている復水器の冷却
系配管の内面を洗浄するのに適した自動洗浄装置
に関する。

（従来の技術） 一般に火力発電所や原子力発電所の復水器は、
冷却水に海水を使用しているため復水器の冷却系
配管の内面に貝などの海洋生物が付着し易く、そ
のままにしておくと管内面積の縮小や管内抵抗が
増大して冷却効果が低下し、また海洋生物の剥離
した一部が復水器内部へ流入して復水器内の冷却
細管が腐食するなどの問題があつた。そこで従来
は、プラント定期点検ごとにこれら海洋生物を作
業者が手作業で取除いていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記冷却系配管は径が大きくか
つ長くしかも深い構造であるため、上記海洋生物
を取除くのが非常に困難で多大な労力を必要とし
ていた。また配管の垂直部では作業者が縄梯子に
つかまつて下降しながら作業をするため、作業性
が著しく悪くかつ危険であつた。さらに貝類は死
滅後に悪臭や有毒ガスを発生するので、配管内は
作業環境としての条件が著しく悪く作業者の安全
衛生面で多くの問題があつた。

そこで本発明は、上記従来技術が有する問題点
を解消し、悪環境下での洗浄作業から作業者を解
放し、水平管、垂直管および曲管などの配管の種
類にかかわらず、冷却系配管の内面に付着した海
洋生物を能率良くかつ安全に取除けるようにした
自動洗浄装置を提供することを目的とする。

（問題点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、管軸方
向に離れて配設される一対のフレームと、この一
対のフレームを管軸方向に伸縮可能にした移動装
置と、上記各フレームに配設され、各フレームを
管内に保持する固定装置と、上記各フレームに配
設され、管の形状に合わせて装置全体を管軸と垂
直な面内で回動させる姿勢制御装置と、上記フレ
ームに取り付けられ、管内壁面を洗浄する洗浄ノ
ズル装置とを備え、上記移動装置は、中央部で交
差してピン結合された一対のアーム部材とこのア
ーム部材を揺動させる駆動シリンダ装置とを有
し、上記アーム部材の一端が枢支ピンを介して上
記フレームの一端部に枢着されるとともに他端が
少なくとも一つのガイドピンを介してフレームの
他端部に形成された少なくとも１つのガイド溝内
を摺動するように係合され、 上記ガイドピンがシリンダにより進退される直
管用および曲管用の一対のガイドピンとして構成
されるとともに、上記ガイド溝が直管用のガイド
溝とこの直管用ガイド溝に対して所定の角度で傾
斜する曲管用のガイド溝からなる一対のガイド溝
からなり、管の形状に合わせて前記対応するガイ
ドピンを直管用または曲管用のガイド溝に係合さ
せるように構成したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 上記構成に基づいて作用を説明すると、移動装
置と固定装置の共同作業により一対のフレームを
交互に管内に保持しながら洗浄装置全体が管軸方
向に移動する。すなわち、管内の直管部を移動す
るときには、ガイドピンが直管用のガイド溝に係
合し、管内の曲管部を移動するときには、ガイド
ピンが曲管用のガイド溝に係合し、直管部および
曲管部のいずれをも円滑に連続歩行することがで
きる。また随時姿勢制御装置を作動させ移動しよ
うとする管の形状に合わせて洗浄装置全体を管軸
と垂直な面内で回動させることにより管の形状に
合わせてスムースに洗浄装置を移動させることが
できる。そしてこの移動時に洗浄ノズル装置より
高圧水を管内面に向けて噴射することにより人手
によらずに管内壁面を能率良くかつ安全に洗浄す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明による自動洗浄装置の一実施例を
第１図乃至第７図を参照して説明する。

第１図および第２図において符号Ａは復水器の
冷却系配管を示し、この配管Ａ内には全体の符号
Ｍで示す自動洗浄装置が配設されている。この自
動洗浄装置Ｍは管軸方向に離れた一対の角形フレ
ーム１，２を有し、この第１および第２角形フレ
ーム１，２にはそれぞれ形状、機能が等しい固定
装置３および姿勢制御装置４が組込まれ、また第
２角形フレーム２には洗浄ノズル装置５が取付け
られている。

上記固定装置３は上記第１および第２角形フレ
ーム１，２の隅部にそれぞれ４組設けられてお
り、各固定装置３は洗浄装置を管内に保持しかつ
移動を容易にするために管軸方向に向いて配設さ
れた車輪６と、洗浄装置を管内に保持するための
加圧板７とを備え、この加圧板７の管の半径方向
に伸縮する直動シリンダ８のロツド先端に固着さ
れている。また上記車輪６と直動シリンダ８は各
角形フレーム上にＸ字状に配設された４組のジヤ
ツキ装置９のそれぞれのネジ軸１０先端にブラケ
ツト１１を介して取付けられている。上記各ジヤ
ツキ装置９にはウオームギヤを用いたネジ軸駆動
装置１２が設けられており、このネジ軸駆動装置
１２にフレーム上に配設された駆動モータ１３の
駆動力がチエン１４を介して伝達されることによ
り管の内径寸法の変化に対応してネジ軸１０が半
径方向に伸縮し、ネジ軸１０先端に取付けられた
車輪６が常に管内壁面に接触するようになつてい
る。

また、上記第１および第２角形フレーム１，２
には、上記固定装置３と共同して洗浄装置を管軸
方向に移動させる移動装置として、中央部がピン
１５を介して結合されＸ字状に交差した一対のア
ーム１６ａ，１６ｂが架設されている。このアー
ム１６ａおよび１６ｂの一端はピン１７を介して
各角形フレーム１，２の側壁の一端部に枢着され
ており、また他端部にはそれぞれロツド先端にガ
イドピン（図示せず）を有した一対の直動シリン
ダ１８，２１が固着されている。そしてこの一対
の直動シリンダ１８，２１の作動により、一方の
直動シリンダ１８のガイドピンが各角形フレーム
１，２の他端部に固着されたブラケツト１９の案
内溝２０内に挿入、係合されるとともに他方の直
動シリンダ２１のガイドピンが各角形フレーム
１，２の他端部に形成された案内溝２２に挿入、
係合されるようになつている。

ここで上記第１および第２角形フレーム１，２
の他端部の案内溝２２は直管部を洗浄する時の移
動に使用されるもので第３図に示したように角形
フレーム上のピン１７とアーム１６上の直動シリ
ンダ２１のガイドピンとを結ぶ直線Ｂ上に形成さ
れ、一方上記ブラケツト１９の案内溝２０は曲管
部を洗浄する時の移動に使用され、上記直線Ｂの
平行線B′に対して角度θとなるように形成され
ている。また上記角度θは洗浄装置が曲管部を移
動する時の第１および第２角形フレーム１，２の
なす角度である歩行角度αの1/2の角度に決めら
れている。しかして、管の形状に合わせて上記直
動シリンダ１８，２１を選択的に作動させて対応
するガイドピンとガイド溝を係合させ、後述する
駆動シリンダ２３を作動させることにより上記移
動装置を管軸方向に伸縮して洗浄装置を移動させ
ることができる。さらに、上記一方のアーム１６
ｂにはアーム１６ａ，１６ｂと共同して移動装置
を構成する駆動シリンダ２３が設けられており、
この駆動シリンダ２３のロツド先端がピン２４を
介してアーム１６ｂと結合されるとともに駆動シ
リンダ２３の後端が第１角形フレーム１に固定さ
れたブラケツト２５に対してピン２６を介して枢
着されている。そして、上記駆動シリンダ２３の
作動により両端が第１および第２角形フレーム
１，２と結合されたアーム１６ａおよび１６ｂが
ピン１５中心に揺動し、角形フレーム１，２が管
軸方向に接近したり離れたりする。

一方、姿勢制御装置４は上記固定装置３で挟ま
れた第１および第２角形フレーム１，２の対向位
置にそれぞれ２組設けられており、各姿勢制御装
置４は管の周方向に向いて列設され駆動モータ２
７で回転する一対の駆動車輪２８と、この駆動車
輪２８の間に配設され管の半径方向に伸縮する直
動シリンダ３０のロツド先端に固着された加圧板
２９とを備え、上記一対の駆動車輪２８および加
圧板２９は支持台３１に固定されている。一方上
記ジヤツキ装置９で挟まれた角形フレーム上の対
向位置には２組のジヤツキ装置３２が設けられて
おり、この各ジヤツキ装置３２はウオームギヤか
ら構成されるネジ軸駆動装置３４を備えたネジ軸
３３を有し、フレーム上に配設された駆動モータ
３５の駆動力がチエン３６を介して上記ネジ軸駆
動装置３４に伝達されることにより管の内径寸法
の変化に対応してネジ軸３３が管の半径方向に伸
縮するようになつている。また上記ネジ軸３３の
先端にはブラケツト３７が固着されており、この
ブラケツト３７と上記支持台３１はパンタグラフ
状のアーム３８で連結されている。このアーム３
８はブラケツト３７側のアーム３８ａの一端がピ
ン３９ａによりブラケツト３７に枢着されるとと
もに支持台３１側のアーム３８ｂの一端がピン３
９ｂにより支持台３１に枢着されており、上記ア
ーム３８ａおよび３８ｂの他端はアーム３８の対
角線位置に配設され両端部にそれぞれ右ネジ部お
よび左ネジ部が形成されたネジ軸４２に螺合され
たネジ付トラニオン４１にピン４０を介して枢着
されている。また上記ネジ軸４２はフレキシブル
シヤフト４３を介してフレーム上に配設された駆
動モータ４４と連結されており、駆動モータ４４
の回転によりネジ軸４２が回転しネジ付トラニオ
ン４１がネジ軸４２に沿つて移動することにより
上記アーム３８が伸縮する。そしてこのアーム３
８の伸縮と上記ネジ軸３３の伸縮により上記駆動
車輪２８および加圧板２９が取付けられた支持台
３１が管の半径方向に移動し、駆動車輪２８が管
内壁面に接触するようになつている。

また、第２角形フレーム２に取付けられた洗浄
ノズル装置５は、第２図に示したように、第２角
形フレーム２の中央部に管軸方向に向いて支持さ
れた支柱４５と、この支柱４５の先端に管の半径
方向に向いて支持された腕４６とを備え、この腕
４６の先端にはブラケツト４７を介して噴出口が
管内壁面に向いたノズル４８が取付けられてい
る。上記支柱４５および腕４６の側面にはそれぞ
れラツク４９が設けられており、このラツクとそ
れぞれ咬合するピニオン（図示せず）が角形フレ
ーム２および支柱４５に設けられた駆動モータ５
０の駆動力により回転することにより、支柱４５
が管軸方向に移動するとともに腕４６が管の半径
方向に移動するようになつている。また上記支柱
４５の先端部には腕４６を回転させる回転装置５
１が設けられ、腕４６の先端に設けらけたノズル
４８が管内壁面に沿つて周方向に移動できるよう
になつており、また上記ノズル４８は枢支ピン５
２を介してブラケツト４７に取付けられるととも
にブラケツト４７に設けられた直動シリンダ５３
のロツド端とピンを介して連結されているので、
上記直動シリンダ５３の作動によりピン５２を支
点にして任意の角度に傾斜するようになつてい
る。

次に上述のように構成された自動洗浄装置の作
用について説明する。

第４図ａ，ｂ，ｃは水平管または垂直管で構成
された冷却系配管内に配設された自動洗浄装置を
図中矢印方向に移動し、管内壁面を洗浄する場合
を説明するもので、はじめに第４図ａに示したよ
うに、第１および第２角形フレーム１，２の各姿
勢制御装置４のアーム３８を縮小し、駆動車輪２
８を管内壁面から離すとともにアーム１６ａ，１
６ｂの直動シリンダ２１のガイドピンを各角形フ
レーム１，２の案内溝２２内にそれぞれ挿入、係
合し、さらに第１角形フレーム１の固定装置３の
加圧板７を管内壁面に押圧して第１角形フレーム
１を管内に保持する。次に一方のアーム１６ｂと
第１角形フレーム１との間に取付けられた駆動シ
リンダ２３を縮小して第４図ｂに示したようにア
ーム１６ａ，１６ｂを管軸方向に伸長し、第２角
形フレーム２を図中矢印方向に移動される。さら
に、第４図ｃに示したように第２角形フレーム２
の固定装置３の加圧板７を管内壁面に押圧して第
２角形フレーム２を管内に保持するとともに第１
角形フレーム１の押圧板７を管内壁面から離して
第１角形フレーム１の保持を解除し、上記駆動シ
リンダ２３を伸長してアーム１６ａ，１６ｂを縮
小することにより第１角形フレーム１を第２角形
フレーム２側に移動させる。しかして、このよう
な動作を順次繰返すことにより洗浄装置は管内を
移動し、この洗浄装置の移動時に第２角形フレー
ム１に取付けられた洗浄ノズル装置５を作動させ
てノズル４８を管内壁面に沿つて周方向に移動
し、図示しない水圧ポンプで発生した高圧水を図
示しないパイプを通してノズル４８より管内壁面
に噴射することにより、管内面に付着した貝類、
水垢などを剥離して洗浄することができる。

また上記自動洗浄装置を曲管で構成された冷却
系配管内で移動して洗浄作業を行なう場合は上記
直管部における移動と異なり、第５図ａ，ｂに示
したように上記アーム１６ａ，１６ｂの直動シリ
ンダ１８のガイドピンを第１および第２角形フレ
ーム１，２に固着されたブラケツト１９の案内溝
２０内にそれぞれ挿入、係合させる。このほかの
点は上記直管部の場合と同じで、第１角形フレー
ム１および第２角形フレーム２を交互に管内に保
持するとともに駆動シリンダ２３を伸縮してアー
ム１６ａ，１６ｂを管内方向に伸縮させることに
より洗浄装置が図中矢印方向に移動する。この場
合、案内溝２０は上述したように、歩行角度αの
１／２の角度をなすようになつているので、曲管部
の曲率半径の中心点を仮想中心として強制的に歩
行するようになる。この移動時にノズル４８より
高圧水を噴射することにより管内面を洗浄するこ
とができる。なお曲管内面に適正な噴射角度で高
圧水を噴射するために適宜ノズル４８に取付けら
れた直動シリンダ５３を作動させてノズル４８を
適正な角度に傾斜させることができる。

さらに上記自動洗浄装置を直管部および曲管部
が連続する冷却系配管内で移動して洗浄作業を行
なう場合は、直管部において上記案内溝２２内に
直動シリンダ２１のガイドピンを挿入、係合して
洗浄装置を移動させながらノズル４８より高圧水
を噴射し、また曲管部に達したら上記案内溝２０
内に直動シリンダ１８のガイドピンを挿入、係合
するとともに上記案内溝２２と直動シリンダ２１
のガイドピンとの係合を解除して洗浄装置を連続
的に移動させながらノズル４８より高圧水を噴射
することにより直管部と曲管部を連続して洗浄す
ることができる。なお上記直動シリンダ１８，２
１の作動の切替えは図示しない切替弁により容易
に行なうことができる。

また上記自動洗浄装置が上述のように直管部か
ら曲管部に向けて曲管の曲率半径に倣つてスムー
スに移動できるように移行部において姿勢制御装
置４を作動させる。すなわち、洗浄装置が曲管部
手前に位置した時に、第１図に示した第１および
第２角形フレーム１，２の各姿勢制御装置４の駆
動モータ４４を回転しフレキシブルシヤフト４３
を介してネジ軸４２を回転すると、ネジ軸４２の
右ネジ部および左ネジ部に螺合された各ネジ付ト
ラニオン４１がネジ軸４２の回転とともにネジ軸
４２の長手方向中心位置にむけて移動する。この
ネジ付トラニオン４１の移動によりネジ付トラニ
オン４１とピン結合したパンタグラフ状のアーム
３８ａ，３８ｂが伸長し、アーム３８ｂの先端に
取付けられた駆動車輪２８が管内壁面に当接し、
この駆動車輪２８を介して洗浄装置が管内に保持
される。次に各固定装置３のジヤツキ装置９を作
動して歩行用の車輪６と管内壁面との接触を解除
した状態で上記駆動車輪２８の駆動モータ２７を
回転し、洗浄装置全体を管軸と垂直な面内で回動
して装置を任意の位置で停止することにより、移
動しようとする曲管部の曲率半径に沿つた洗浄装
置の姿勢制御を行なうことができ、この姿勢制御
により洗浄装置は直管部および曲管部が連続した
冷却系配管内をスムースに移動することができ
る。

また上記自動洗浄装置を径異いの冷却系配管内
で移動して洗浄作業を行なう場合、例えば第６図
に示したように洗浄装置をφCの小径管からφDの
大径管に移動させる場合は、まず洗浄装置が大径
管の手前に位置した時に第１角形フレーム１を小
径管内に保持し、次いで駆動シリンダ２３の縮小
によりアーム１６ａ，１６ｂを管軸方向に伸長し
て第２角形フレーム２を大径管内に移動させる。
その後第２角形フレーム２の姿勢制御装置４を作
動させ、アーム３８ａ，３８ｂの伸長によりアー
ム３８ｂ先端の駆動車輪２８を管内壁面に当接さ
せるとともに駆動車輪２８間に配設された加圧板
２９を管内壁面に押圧させ第２角形フレーム２を
大径管内に保持する。さらに第１角形フレーム１
の保持を解除し駆動シリンダ２３を伸長してアー
ム１６ａ，１６ｂを縮小することにより第１角形
フレーム１を第２角形フレーム２が保持された大
径管内に移動させる。ここで移行部におけるノズ
ル４８と管内壁面との噴射距離は、図示しないセ
ンサの指令により駆動モータ５０を作動させラツ
ク４９およびピニオンを介して支柱４５および腕
４６を移動させることにより容易に調整すること
ができ、またノズル４８の噴射角度は直動シリン
ダ５３の作動により調整することができる。

さらに上記自動洗浄装置を大径の冷却系配管内
で移動して洗浄作業を行なう場合は、第７図に示
したように第１および第２角形フレーム１，２の
各固定装置３のジヤツキ装置９を作動させ、ネジ
軸駆動装置１２によりネジ軸１０を伸長してネジ
軸先端に取付けられた車輪６を管内壁面に当接さ
せるとともに、各角形フレーム１，２の各姿勢制
御装置４のジヤツキ装置３２を作動させ、ネジ軸
駆動装置３４によりネジ軸３３を伸長してネジ軸
先端にアーム３８ａ，３８ｂを介して取付けられ
た駆動車輪２８を管内壁面近傍まで接近させて洗
浄装置を管内に保持する。その後上述した手順に
より洗浄装置を作動させることにより管内の洗浄
を行なうことができる。ここで上記ジヤツキ装置
９，３２の作動制御はジヤツキ装置の先端が管内
壁面に当接したり接近した時に図示しないセンサ
より出力される指令により行なわれる。しかして
上記ジヤツキ装置９，３２の作動によりジヤツキ
装置のストロークの範囲内において径管の変化に
対応して洗浄装置を使用することができる。

なお、上述した実施例において固定装置３の車
輪６は作動車輪として構成されているが、駆動モ
ータを併設して駆動車輪として構成し洗浄装置の
直管部における移動速度を速めて作業能率を向上
させることができ、また上述のように駆動源に電
力を用いずに空気圧または水圧を用いることによ
り上記洗浄装置を爆発などの恐れがある危険な個
所でも使用することができる。さらに上記第２角
形フレーム２に取付けられた腕４６先端のノズル
４８に代えて検査機器、塗装ガンなどを取付ける
ことにより上記洗浄装置を洗浄作業だけでなく管
内点検作業や管内塗装作業などの他の用途にも利
用することができる。

〔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、固定装置を交差して組合わせたアーム部材で
連結し、このアーム部材に直管用および曲管用の
ガイドピンを設けるとともに、これらのガイドピ
ンが係合する直管用のガイド溝および曲管用のガ
イド溝を設け、それぞれのガイドピンの係合およ
び開放を管の形状に対応させて行うように移動装
置を構成したので、非常に簡単な構造および制御
方式でもつて管内の直管部および曲管部を連続歩
行しながら、洗浄することができる。しかも、曲
管部では、直管用ガイド溝に対して所定の角度を
なす曲管用ガイド溝にガイドピンを係合させてア
ーム部材の移動を機械的に制御することで、複雑
な歩行制御を行わないでも、円滑な歩行が可能に
なる。また、姿勢制御装置を設けたので、洗浄装
置全体を管軸垂直面内で回動させ曲管歩行方向に
変えることができるので、水平、垂直および斜め
曲管等、あらゆる方向の曲管を円滑に容易に歩行
洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動洗浄装置の一実施例
を示す正面図、第２図は上記自動洗浄装置の側面
図、第３図は上記自動洗浄装置に形成されたガイ
ド溝の説明図、第４図は上記自動洗浄装置の直管
部における移動の説明図、第５図は上記自動洗浄
装置の曲管部における移動の説明図、第６図は上
記自動洗浄装置の径異い管部における移動の説明
図、第７図は上記自動洗浄装置の大径管部の移動
の説明図である。 １，２…角形フレーム、３…固定装置、４…姿
勢制御装置、５…洗浄ノズル装置、６…車輪、７
…加圧板、９…ジヤツキ装置、１０…ネジ軸、１
６ａ，１６ｂ…アーム、１８，２１…直動シリン
ダ、２０，２２…案内溝、２３…駆動シリンダ、
２８…駆動車輪、２９…加圧板、３１…支持台、
３２…ジヤツキ装置、３３…ネジ軸、３８ａ，３
８ｂ…アーム、４１…ネジ付トラニオン、４２…
ネジ軸、４５…支柱、４６…腕、４８…ノズル、
４９…ラツク、５１…回転装置、５３…直動シリ
ンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管軸方向に離れて配設される一対のフレーム
   と、この一対のフレームを管軸方向に伸縮可能に
   した移動装置と、 上記各フレームに配設され、各フレームを管内
   に保持する固定装置と、上記各フレームに配設さ
   れ、管の形状に合わせて装置全体を管軸と垂直な
   面内で回動させる姿勢制御装置と、上記フレーム
   に取り付けられ、管内壁面を洗浄する洗浄ノズル
   装置とを備え、 上記移動装置は、中央部で交差してピン結合さ
   れた一対のアーム部材とこのアーム部材を揺動さ
   せる駆動シリンダ装置とを有し、上記アーム部材
   の一端が枢支ピンを介して上記フレームの一端部
   に枢着されるとともに他端が少なくとも一つのガ
   イドピンを介してフレームの他端部に形成された
   少なくとも１つのガイド溝内を摺動するように係
   合され、 上記ガイドピンがシリンダにより進退される直
   管用および曲管用の一対のガイドピンとして構成
   されるとともに、上記ガイド溝が選択的に直管用
   のガイド溝とこの直管用ガイド溝に対して所定の
   角度で傾斜する曲管用のガイド溝からなる一対の
   ガイド溝からなり、管の形状に合わせて前記対応
   するガイドピンを直管用または曲管用のガイド溝
   に係合させるように構成したことを特徴とする自
   動洗浄装置。 ２ 上記直管用ガイド溝に対して曲管用ガイド溝
   は前記フレームの歩行角度αの1/2の角度をなす
   ように形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の自動洗浄装置。 ３ 上記固定装置は、管の半径方向に伸縮するジ
   ヤツキ装置と、このジヤツキ装置の先端部に取付
   られたシリンダ装置および車輪とからなり、管径
   の大きさに応じて上記ジヤツキ装置を伸縮させる
   とともに上記シリンダ装置を伸縮させ、シリンダ
   装置に固着された加圧板を管内壁面に押圧可能に
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の自動洗浄装置。 ４ 上記姿勢制御装置は、管の半径方向に伸縮す
   るジヤツキ装置と、このジヤツキ装置の先端部に
   取付けられ管の半径方向に伸縮するアーム装置
   と、このアーム装置の先端部に取付られた加圧板
   および駆動車輪とからなり、管径の変化に対応し
   て上記ジヤツキ装置を伸縮させるとともに上記ア
   ーム装置の伸縮により上記駆動車輪を管内壁面に
   当接させ、駆動車輪の回転により装置全体を管軸
   と垂直な面内で回動させるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の自動洗浄装
   置。