JPH0792357B2 - 自動洗浄装置 - Google Patents

自動洗浄装置

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JPH0792357B2
JPH0792357B2 JP61063976A JP6397686A JPH0792357B2 JP H0792357 B2 JPH0792357 B2 JP H0792357B2 JP 61063976 A JP61063976 A JP 61063976A JP 6397686 A JP6397686 A JP 6397686A JP H0792357 B2 JPH0792357 B2 JP H0792357B2
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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、特に原子力発電所の復水
器のように多数の伝熱管を有する熱交換器の自動洗浄装
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で稼働しているター
ビンの復水器は、冷却水に海水を使用しているため復水
器内に延在する多数の伝熱管内部に海洋生物や水垢等が
付着し易く、その性能を維持するために定期的に伝熱管
内部を洗浄し海洋生物等を取り除く必要がある。
従来、この洗浄作業は、復水器の水室に通じる海水取入
弁を閉鎖したのち作業者が洗浄器材を携えて水室内に入
り、各伝熱管入口部に挿入した洗浄弾を手動式洗浄ガン
の水圧で圧送して洗浄弾が伝熱管内部を貫通することに
より行なわれ、作業者が手作業で長時間かけて行なって
いた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この方法では、作業中に誤って海水取入
弁を開いた場合水室内に多量の海水が流入し作業者が危
険に陥る恐れがあり、また水室の壁面等に付着した海洋
生物の腐蝕により水室内は臭気がひどく、さらに復水器
を片肺運転した場合水室内温度が約40℃、湿度がほぼ10
0%にも達し、作業環境としては著しく条件が悪く、労
働安全衛生上問題があった。また、原子力発電所の場
合、上記洗浄作業中に作業者が放射線を被曝する恐れが
あった。
そこで本発明は、上記従来技術が有する問題点を解消
し、高温、多湿、悪臭という悪環境での洗浄作業から作
業者を開放し、復水器の伝熱管の洗浄を効率よく人手に
よらずに行え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。
〔発明の構成〕
(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、複数の伝熱管を
備えた熱交換器の管板に沿って設けられ、垂直方向に延
在する一対のガイドレールを含むガイドと、伝熱管の開
口にクランプ機構を挿入することにより上記ガイドを上
記管板に対して固定する固定装置と、上記ガイドに装架
され上記ガイドレールに沿って、上下方向に移動する昇
降台と、この昇降台に固着され、水平方向に延在する走
行レールと、この走行レールに懸装され水平方向に移動
可能な作業台と、この作業台に取付けられ、上記管板に
沿って回転可能なスカラアームと、このスカラアーム上
に設けられ上記伝熱管に挿入可能な洗浄ガンとから構成
される。
(作 用) 熱交換器の管板に沿ったガイドが固定装置により管板か
ら所定距離離れて管板に固定される。このガイドに沿っ
て管板から所定距離離れて可動装置が移動する。可動装
置にスカラアームを連結する取り付け手段は可動装置と
ともに管板に沿って移動する。また、スララアームも管
板に沿って回転する。しかして、スカラアーム上に設け
られた洗浄ガンは、可動装置、取り付け手段およびスカ
ラアームの各運動の組合わせにより管板に沿って管板上
に任意の位置に移動する。そして、この任意の位置に位
置決めされた洗浄ガンを管板に開口する伝熱管に挿入
し、圧力水を噴射することにより、伝熱管入口部に挿入
された洗浄弾が圧送され、伝熱管内が洗浄される。
(実施例) 以下、本発明による自動洗浄装置の実施例を第1図乃至
第13図を参照して説明する。
第1図および第2図は自動洗浄装置の第1実施例を示
し、図中符号1は復水器内部を熱交換室2と水室3に垂
直方向に仕切る管板を示す。管板1には熱交換室2内を
延在する複数の伝熱管4が開口するように固定され、水
室3内の海水が伝熱管4に流入するようになっている。
また、上記水室3の管板1上には、所定距離離れて全体
を符号Mで示す自動洗浄装置が固定され、この自動洗浄
装置Mは、第2図に示すように、略十字状に形成され、
大別として管板1に沿って垂直方向に延びる昇降ユニッ
トMVと管板1に沿って水平方法に延びる作業ユニットMH
とから構成されている。
上記自動洗浄装置の昇降ユニットMVは、管板1に沿って
垂直方向の延びる支柱5の両端に水平方向に延びる上部
ベース板6と下部ベース板7を固定したもので、上記支
柱5の管板1側には支柱5と所定距離離れかつ平行にな
るようなガイドレール8が2本上記ベース板6,7間に設
けられ、全体として枠体状のガイドを構成している。上
記ガイドレール8には、管板1と相対向するように上下
に移動する可動装置として昇降台9が設けられ、この昇
降台9はガイドレール8間にガイドレールに沿って設け
られたボールねじ(図示せず)を噛み合っている。しか
して、上記上部ベース板6上面に設けられたサーボモー
タ、エンコーダ等から構成される駆動装置10により上記
ボールねじが回転することにより上記昇降台9は駆動さ
れる。また、上記上部ベース板6と下部ベース板7の側
縁部には、管板1に向かって延びる上部スライドベース
板11および下部スライドベース板12がそれぞれ2枚ずつ
設けられており、このスライドベース板11,12はリニア
クロスローラベアリング(図示せず)等により上記ベー
ス板6,7に対して摺動可能にかつ剛性をもつように形成
されている。上記スライドベース板11,12の管板1側縁
部には、それぞれ空気シリンダ13と空気シリンダ13に接
続され管板1に向かって延びるクランプ機構14から構成
される固定装置15が設けられている。この固定装置15
は、クランプ機構14の爪部14aを管板1に開口する伝熱
管4内に挿入し、空気圧で空気シリンダ13を引圧し上記
爪部14aを拡げてその先端部を伝熱管4内面に押圧する
もので、上記昇降ユニットMVは4つの固定装置15により
管板1上に固定されると共に管板1上における位置が決
められる。また、各固定装置15は、上下左右にスライド
することができ爪部14aを挿入する伝熱管4と伝熱管4
の距離に合わせて固定装置15問の距離を調節することが
できる。また、上記下部ベース板7には、作動時の自動
洗浄装置Mの安全性や安定性を考慮して垂直方向に伸縮
自在で床面に接地した後は伸縮が防止されるような支持
脚16が下方に向けて設けられている。
一方、前記自動洗浄装置の作業ユニットMHとして、前記
昇降台9の管板1側側面には、管板1に沿って水平方向
に延びる走行レール17が設けられている。この走行レー
ル17は、ガイドとして働くスプライン(図示せず)が内
部を挿通する断面略C字状のチャンネル(図示せず)に
より構成され、このチャンネル下面には長手方向に駆動
ラック(図示せず)が設けられている。また、上記走行
レール17には、走行レールのチャンネルと係合する作業
台18が2台懸装され、この作業台18は、サーボモータ、
エンコーダ、減速機、ピニオンギヤ等から構成される駆
動装置19のピニオンギヤ(図示せず)と上記駆動ラック
の噛合により第2図中左右方向に移動することができ
る。また、各作業台18の管板1側側面には、作業台18に
設けられたサーボモータ、エンコーダ、減速機等から構
成される駆動装置20により管板1と所定距離保ちつつ回
転するスカラアーム21が設けられている。しかして、ス
カラアーム21は走行レール17と作業台18から構成される
取り付け手段を介して前記昇降台9に連結されることに
なる。また、スカラアーム21は外部に設けられた圧力水
源(図示せず)から送給される圧力水が流れる配水管と
しても働き、スカラアーム21先端にはこの圧力水を伝熱
管4に向けて噴射する洗浄ガン22が設けられている。そ
して、この洗浄ガン22により前もって伝熱管4入口部に
挿入された洗浄弾(図示せず)を圧送することにより伝
熱管4内部の洗浄が行なわれる。また、2台の作業台18
は、各作業台の洗浄範囲を例えば第2図に示すように左
側と右側に分け、洗浄作業中干渉し合わないようにして
いる。さらに、各作業台18の下面には空気シリンダ23と
クランプ機構24から構成される補助固定装置25が設けら
れ、クランプ機構24の爪部24aを伝熱管4内に挿入し、
爪部24aを拡げることにより上記作業ユニットMHを管板
1上に固定することができる。そして、上記補助固定装
置25を作動させ、前記固定装置15を解除した後前記駆動
装置10を駆動すれば、前記昇降台9の代りに昇降台をガ
イドするガイドレール8、支柱5、上部および下部ベー
ス板6,7等から構成される枠体が上下に移動し、その後
上記固定装置15を作動させて補助固定装置25を解除する
ことにより自動洗浄装置Mを管板1に沿って上下に移動
させることができる。
第3図は上記洗浄ガン22を詳細に示したもので、洗浄ガ
ン22は大別して噴射ユニット22Aと保持ユニット22Bから
構成されている。保持ユニット22Bは、前記スカラアー
ム21先端に設けられたシリンダ装置26とこのシリンダ装
置26に設けられた第1支持台27および第2支持台28で構
成され、この第1支持台27内にはスプリング29が縮装さ
れ、第2支持台28内には球面軸受30が設けられている。
また、上記噴射ユニット22Aは、噴射口31が伝熱管4の
入口部に相対向するように上記第1および第2支持台2
7,28に支持され、噴射口31は噴射ユニット22Aを伝熱管
4内に案内するようテーパ状に形成されている。また、
上記噴射口31の基部には、軟質のゴムで形成されたシー
ルリング32が装着されている。しかして、前記昇降台9
と作業台18を移動させ、さらにスカラアーム21を回転さ
せて洗浄ガン22を所定の伝熱管4に向けて位置決めし、
上記シリンダ装置26を第4図に示すように管板1に向か
って移動させて洗浄ガン22を伝熱管4入口部に挿入すれ
ば、スカラアーム21等の撓みで洗浄ガン22の軸線と伝熱
管4の軸線が第3図のようにΔdだけずれていたとして
も、上記第1支持台27の上部スプリング29aが伸びると
共に下部スプリング29bが縮み、第2支持台28の球面軸
受30が微少角度Δθだけ回転するので噴射ユニット22A
は下方に向けて首振りし、洗浄ガン22はスムーズに伝熱
管4に挿入される。また、噴射口31基部のシールリング
32が伝熱管4の入口端と密着するので、圧力水を噴射し
ても圧力水が伝熱管入口端より外部に漏れることはな
く、洗浄作業の効率を低下させることはない。
第5図は前記スカラアーム21の回転部を示したもので、
内部を圧力水が流れるスカラアーム21の基端はスイベル
ジョイント33の回転継手34に接続されている。また水平
方向に延びるスカラアームの基端部21aには、スカラア
ーム21に駆動力を伝える駆動用歯車35とスカラアーム21
を回転可能に保持するラジアル軸受36が設けられてい
る。また、上記スイベルジョイント33には、外部の圧力
水源から圧力水を供給するホース37が接続されており、
これにより図中矢印で示すような洗浄ガン22への圧力水
供給ラインが形成される。このようにスイベルジョイン
ト33を介してスカラアーム21とホース37を接続したの
で、スカラアーム21が回転してもホース37が捩れること
はなく、捩れによるホースの破損を防ぐことができる。
また、スカラアーム21基端とホース37を接続する折曲部
に重量の嵩む耐圧性ホースを用いる必要がないので、ホ
ース重量分だけ軽量化することができる。
次に、上述のように構成された自動洗浄装置Mを用いて
復水器の伝熱管4を洗浄する手順を説明する。
まず復水器のマンホール38より水室3内に作業者が入り
込み、各伝熱管4入口部に洗浄弾(図示せず)を挿入す
る。次いで昇降ユニットMVと作業ユニットMHに分けて上
記マンホール38より水室3内に自動洗浄装置Mを搬入
し、水室3内で組み立てる。さらに、管板1を複数の洗
浄区域に分け洗浄対象の伝熱管4をいくつかのグループ
に分ける。これは、上記自動洗浄装置Mを管板1に沿っ
て上下左右に何回も移動させると、固定装置15および補
助固定装置25のクランプ機構14,24が解除している時間
が長くなり、自動洗浄装置Mが管板1上から落下する危
険性が増大し作業の安定性が欠けるので、自動洗浄装置
Mの洗浄区域を細分化し洗浄装置の移動回数を少なくす
るためである。例えば第6図に示すように洗浄区域をA
乃至Fの6つの区域に分けた場合、水室3内に2台の自
動洗浄装置Mを搬入し、一方の装置に洗浄区域A乃至C
を受けもたせると共に他方の装置に洗浄区域D乃至Fを
受けもたせる。そして、A区域の伝熱管4の洗浄が終了
したら自動洗浄装置Mの昇降台9、固定装置15、補助固
定装置25等を作動させて洗浄装置をB区域に移動させ
る。さらに同様にしてB区域からC区域に移動させる。
このようにすれば、A乃至C区域およびD乃至F区域を
受けもつ2台の自動洗浄装置Mの移動回数はそれぞれ2
回で済すことができ、自動洗浄装置Mの移動によるクラ
ンプ機構14,24の解除時間を短かくすることができ、洗
浄作業の安定性を向上させることができる。
また、第7図は自動洗浄装置Mの運転方法を説明するも
ので、伝熱管4がn1,n2,n3iniと並んでいる場合、第
7図(A)に示すように走行レール17とスカラアーム21
の角度をθに固定し洗浄ガン22をn1列に合せたのち作
業台18を左右方向に移動させn1列の伝熱管4を順次洗浄
していく。n1列の洗浄が完了したらスカラアーム21を回
転させて走行レール17とスカラアーム21の角度をθ
変更し、洗浄ガン22をn2列に合わせ同様にしてn2列を洗
浄する。このようにすれば、スカラアーム21の腕の長さ
以内に点在する伝熱管4の洗浄は、作業台18とスカラア
ーム21を作動させるだけでよく、無駄に昇降台(図示せ
ず)を作動させて走行レール17を上下に移動させる必要
がなく、伝熱管4を短時間で効率良く洗浄することがで
きる。また、第7図(B)に示すように、走行レール17
とスカラアーム21の角度をθに固定し洗浄ガン22をn1
列に合わせたのち作業台18を左右方向に移動させてn1
の洗浄を行ない、次いで昇降台(図示せず)を作動させ
て走行レール17を下方に移動させ洗浄ガン22をn2列に合
わせてn2列の洗浄を行なうような繰り返し動作により順
次洗浄を行なっていくようにしてもよい。このように、
管板1の形状、伝熱管4の配列等に応じて自動洗浄装置
Mの運転方法を適宜選択すれば、伝熱管4を効率良く洗
浄することができる。
次に、自動洗浄装置Mの制御方法について説明する。第
8図において符号39は自動洗浄装置Mを作動させるため
の制御装置を示し、この制御装置39は洗浄装置の作動を
管理するCPU40と、このCPU40に接続される外部記憶装置
41、データ入力装置42、CRT43および入出力装置44から
構成される。復水器の伝熱管4の配列位置は発電所によ
って異なり、また同じ発電所でもユニットごとに異なる
場合が多いので、各復水器の伝熱管4の配列、ピッチ、
伝熱管本数等のデータをフロッピディスク等の着脱容易
な記憶媒体に記憶させ、洗浄対象となる復水器の記憶媒
体をデータ入力装置42にセットしてデータを入力すれ
ば、データはCPU40を介して外部記憶装置41に格納され
る。この外部記憶装置41の代りに内部記憶装置であるRO
Mを用いてもよく、また入力したデータはCRT43で随時確
認することができるようになっている。この記憶された
データは、随時取り出されてCPU40で処理され入出力装
置44から動作命令として自動洗浄装置の作動部45に出力
される。この作動部45は、前記駆動装置10、空気シリン
ダ13等を代表して示したもので、上記動作命令に従って
作動部45のサーボモータ46、エンコーダ47および空圧機
器48が所定の動作を行なう。また、この作動部45の動作
によってセンサ類49が働いた場合、検知信号が直ちに入
出力装置44にフィードバックされ、制御装置39は次の動
作命令を出力するようになっている。
第9図は自動洗浄装置の第2実施例を示し、前記第1実
施例と同一部分には同一符号を用いその説明を省略す
る。この自動洗浄装置M2は、洗浄対象の伝熱管4が図示
のように整然と配列されている場合に用いるもので、昇
降台9には枢支ピン50を介してスカラアーム21が直接取
り付けられている。伝熱管4の配列が単純な場合は、昇
降台9の上下の直線運動とスカラアーム21の回転運動を
組み合わせるだけで洗浄ガン22を所定の伝熱管4上に移
動でき、第1実施例のような作業台18による洗浄ガンの
左右の直線運動はスカラアーム21の腕の長さとその回転
角度で充分に補完することができる。このため自動洗浄
装置M2の機構が単純になり、総重量を軽減することがで
きる。
第10図は自動洗浄装置の第3実施例を示し、同様に同一
符号を用いている。この自動洗浄装置M3は、伝熱管4の
配列が非常に複雑で所所で伝熱管4の配列角度が変化す
る場合に用いられるもので、スカラアーム21上にはアー
ムに沿って直線移動するアーム台51が設けられ、このア
ーム台51に洗浄ガン22が設けられている。従って、洗浄
対象の伝熱管4の配列角度と走行レール17とスカラアー
ム21の角度θを一致させアーム台51をスカラアーム21
に沿って移動させれば、所定の配列角度を有する伝熱管
4も順次効率良く洗浄することができ、伝熱管4の配列
が複雑な場合でも容易に対応することができる。
第11図は自動洗浄装置の第4実施例を示し、同様に同一
符号を用いている。この自動洗浄装置M4は、昇降台9お
よび走行レール17がそれぞれ2つ設けられ、各走行レー
ル17には洗浄ガン22を備える作業台が2台ずつ設けられ
ている。本実施例によれば、洗浄ガン22の総数が前記第
1実施例と比較して倍増するので、洗浄作業の時間を半
減することができる。
第12図は自動洗浄装置の第5実施例を示し、同様に同一
符号を用いている。この自動洗浄装置M5は、第1実施例
の支持脚16の代りに支持レール52が設けられたもので、
この支持レール52は支柱5を貫通し管板1に沿って垂直
方向に延びている。また、支持レール52は伸縮機構(図
示せず)を備え、洗浄装置の昇降ユニットに連結手段
(図示せず)を介して連結されている。しかして、支持
レールの伸縮機構を作動させ、支持レール52を水室の天
井53と床面54の間に突っぱった状態で固定すると、この
支持レール52はレールに連結された自動洗浄装置M5の支
柱として働き、洗浄装置はしっかりと支持される。ま
た、自動洗浄装置M5と支持レール52の連結部に駆動装置
55を設ければ、洗浄装置は支持レール52に沿って上下に
移動できるようになり、第6図に示すような洗浄区域間
の洗浄装置の移動を自動化することができかつ安全に行
なうことができる。なお、この場合も自動洗浄装置M5
管板上での位置決めは、前述のように容易でかつ精度が
高い固定装置5によって行ない、上記支持レール52と駆
動装置55の組み合わせは用いない。
以上説明した実施例では、スカラアーム21を取り付け手
段を介して連結する可動装置が管板1に沿って垂直方向
に移動する場合を説明したが、第13図に示すように第1
実施例の自動洗浄装置Mを90゜回転させて管板1に固定
し、上記可動装置が水平方向に移動するようにしてもよ
い。この場合、自動洗浄装置Mの移動方向は図示のよう
に水平方向になり、洗浄装置を3台搬入してD乃至F区
域の各洗浄区域に据え付け、各洗浄装置をD→A区域、
E→B区域、F→C区域と移動させるようにすれば、洗
浄装置を3台同時に作動させることができ、より洗浄時
間を短縮することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明の構成によれ
ば、洗浄ガンに対してガイドレールに沿った垂直運動
と、走行レールに沿った水平運動と、スカラアームによ
る円運動とを組み合わせた運動が与えられるので、伝熱
管が均一に配管されていないような熱交換器に対しても
洗浄ガンをそれぞれの伝熱管の開口部に挿着して洗浄す
ることができ、熱交換器の伝熱管の配列状態の如何かか
わらず、洗浄範囲を拡大することができる。
【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第1実施例を示す
側面図、第2図は上記第1実施例の正面図、第3図は本
発明に用いる洗浄ガンを示す側面図、第4図は上記洗浄
ガンの作動を示す側面図、第5図は本発明に用いるスカ
ラアームの回転部を示す側面図、第6図は本発明による
自動洗浄装置を用いた洗浄手順を示す正面概略図、第7
図は本発明による自動洗浄装置の運転方法を示す概略
図、第8図は本発明による自動洗浄装置の制御方法を示
すブロック図、第9図は本発明による自動洗浄装置の第
2実施例を示す正面図、第10図は本発明による自動洗浄
装置の第3実施例を示す正面図、第11図は本発明による
自動洗浄装置の第4実施例を示す正面図、第12図は本発
明による自動洗浄装置の第5実施例を示す正面図、第13
図は本発明による自動洗浄装置の運転方法の変形例を示
す概略図である。 1……管板、2……熱交換室、3……水室、4……伝熱
管、5……支柱、6……上部ベース板、7……下部ベー
ス板、8……ガイドレール、9……昇降台、10,19,20,5
5……駆動装置、11……上部スライドベース板、12……
下部スライドベース板、13,23……空気シリンダ、14,24
……クランプ機構、15……固定装置、16……支持脚、17
……走行レール、18……作業台、21……スカラアーム、
22……洗浄ガン、22A……噴射ユニット、22B……保持ユ
ニット、25……補助固定装置、26……シリンダ装置、2
7,28……支持台、29……スプリング、30……球面軸受、
31……噴射口、32……シールリング、33……スイベルジ
ョイント、34……回転継手、35……駆動用歯車、36……
ラジアル軸受、37……ホース、39……制御装置、40……
CPU、41……外部記憶装置、42……データ入力装置、43
……CRT、44……入出力装置、45……作動部、50……枢
支ピン、51……アーム台、52……支持レール、M1,M2,
M3,M4,M5……自動洗浄装置、MV……昇降ユニット、MH
…作業ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 光一 神奈川県横浜市鶴見区末広町2の4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 末永 光一郎 神奈川県横浜市鶴見区末広町2の4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 加藤 晃 神奈川県横浜市鶴見区末広町2の4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 神原 一巳 東京都千代田区内幸町1丁目1番1号 株 式会社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭54−3602(JP,A) 特開 昭60−240997(JP,A) 実開 昭58−165498(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の伝熱管を備えた熱交換器の管板に沿
    って設けられ、垂直方向に延在する一対のガイドレール
    を含むガイドと、伝熱管の開口にクランプ機構を挿入す
    ることにより上記ガイドを上記管板に対して固定する固
    定装置と、上記ガイドに装架され上記ガイドレールに沿
    って、上下方向に移動する昇降台と、この昇降台に固着
    され、水平方向に延在する走行レールと、この走行レー
    ルに懸装され水平方向に移動可能な作業台と、この作業
    台に取付けられ、上記管板に沿って回転可能なスカラア
    ームと、このスカラアーム上に設けられ上記伝熱管に挿
    入可能な洗浄ガンとからなることを特徴とする自動洗浄
    装置。
  2. 【請求項2】上記洗浄ガンは、スカラアーム上に固定さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    自動洗浄装置。
  3. 【請求項3】上記洗浄ガンは、スカラアーム上を移動可
    能に懸装されていることを特徴とる特許請求の範囲第1
    項記載の自動洗浄装置。
  4. 【請求項4】上記洗浄ガンは、球面軸受けを介して揺動
    可能にスカラアームに取付けられていることを特徴弦特
    許請求の範囲第1項記載の自動洗浄装置。
JP61063976A 1986-03-24 1986-03-24 自動洗浄装置 Expired - Lifetime JPH0792357B2 (ja)

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