JPH086893B2 - ボイラ管壁点検システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は一般に、遠隔操作によって位置決めし得る清
掃及び点検システムに関する。更に詳しくは、本発明は
ボイラ管壁の清掃及び点検のための折畳式の“H"型構造
を具備するモジュール形式の壁クローラに関する。

〔従来技術の説明〕

ボイラ内側管壁の定期検査は伝統的に、携帯用点検装
置を装備した人員によって為されてきた。そうした表面
への接近は、足場組み或は“スカイクライマー”、“ボ
ースンズ チェアー”その他類似の、作業者がその他手
段によっては接近しがたい領域での位置決めを適切なも
のとし得る用具によって可能とされてきた。こうした方
策は時間浪費的であり、然も運転に係わる人間にとって
危険でもある。言及された以外の接近モードの為の内側
足場或はリギングの組み立ては、ユニットが人間が長期
間入り込むに十分に冷却されるまで開始することができ
ない。足場組立プロセス及びそれに引続く取外しには点
検に携わらない人間が関与し、従ってこれが運転休止状
態における全体費用に付加される。

米国特許第4,671,382号には、ボイラ内部或は点検、
補修、維持等の為の傾斜底壁を具備する類似の大型の内
側空間で使用する、モジュール化されたポスト−アンド
−ランナ形式の足場の為の台座として特に有益な足場支
持アセンブリが記載される。足場格子の垂直材は好まし
くは、足場格子を均衡状態に締着させる為の安定用斜材
を受容するべく改変された標準構成の回り継手ベースを
具備している。足場支柱の脚は、そこにアタッチメント
を取付けることなく傾斜表面上に載置され、隣合う足場
支柱の一つの位置に剛着され、斯くして脚は然るべき位
置に固着される。管の点検の大部分が為される高さは人
間にとって非常に危険である。そうした環境は、実際の
管点検に先立つ管壁清掃中に特に汚染され従って熟練し
た点検技術者チームが最高の効率且つ生産性をもって作
業するには全く所望されざるものである。彼らが管壁か
ら剥れた有害量の物質を吸込まないようにする為の有効
な装備が要求される。

こうした作業の所望されざる様相を、点検コストを大
幅に増大することなく回避する方法が要求される。

米国特許第4,653,409号には、炉の側壁に設けた空気
通路を調整し且つ清掃する為の装置が記載される。該装
置は、インナーブロックに往復自在に取付けされ且つ空
気通路に差込み得るスリーブ部材を具備している。スリ
ーブ部材の後方開口は空気箱の壁の長手方向に摺動自在
に取付けられ且つ前記壁を貫いて延伸される細長ホルダ
の中空部に結合されまたそれによって支持される。前記
装置は必要に応じ空気通路をクリーンな状態としておく
為に、内側端部が炉内に延伸される様な調整位置から前
方へと押出すことにより、“ポーク”させることが出来
る。更には、ホルダの中空区画はその本来の位置に於て
実質的に閉じ、そこへの空気の吸入を阻止する少くとも
１つの空気取入れ口を具備する。スリーブ部材が第２
の、即ち前進位置にある場合は、取入れ口はハウジング
部材の外側にあって空気箱からの空気をして取入れ口を
通してスリーブ部材へと流通可能ならしめる。

この装置は大型であり従って炉のある領域に固定する
必要がある。これはボイラ管壁の為に必要とされる携帯
性に欠ける。

米国特許第4,241,609号には、その長手方向に沿って
ベンド及び湾曲部を有する管及びチューブの肉厚を測定
する為の内部測定用機器が記載される。該装置は超音波
パルス／エコートランスジューサを使用することによっ
てチューブ内の傷を検出する為にもまた使用される。こ
うした内部検査装置はチューブの内側表面に接近させる
必要がある。そうした要件を動力工業、特にボイラ水管
壁チューブに於て満足させことは非常に困難である。ボ
イラ水管壁チューブへの接近はチューブ切断口を通して
或は然るべき位置に溶接された水管壁ヘッダ検査口を通
し達成される。前記装置はチューブ内径よりも直径の小
さい回転自在のディスクサポートを含み、該ディスクは
チューブの長手方向を貫いてそこを蛇行するようになっ
ている。

この装置は携帯用であり且つ必要人員は最少である
が、小面積と同様に大面積に於て効率的に機能し得る為
の融通性に欠けている。また、該装置は検査に先立って
或は検査と同時にボイラ管を清掃出来ない。

従って、ボイラの人員専用通路アクセス口を通して挿
通し得且つ管壁の全領域に渡って自由に位置決めし得
る、遠隔操作可能なボイラ管壁の清掃及び検査システム
に対する要望がある。

〔発明の概要〕

本発明は前述の問題を、ボイラの人員通路アクセス口
を通して挿通し得且つ清掃及び或は点検を実施する為に
管壁の全ての領域に渡って自在に位置決めし得る、遠隔
操作によって位置決め自在の清掃及び点検システムを提
供することによって解決する。

装置の出し入れに際して瞬間的に入る以外はボイラ内
部に人員が入ることはない。ここに記載された本発明
は、管壁領域から全ての作業員を実質的に排除する。こ
うして、点検費用並びに関連する人員への危険が実質的
に低減される。

〔発明の目的〕

従って、本発明の一つの目的は、作業員を熱、高所か
ら、そしてこの種の作業に通常関連する吸込みによる危
険性から遠ざけることにある。

本発明の別の目的は、点検作業チームに対する作業環
境が極めて快適であり、従って個人的に不快感を感ずる
ことなく仕事に集中することを可能とし、それによって
点検データの質を改良することにある。

本発明の更に別の目的は、任意の予備作業に先立つユ
ニット冷却の為に通常決められたかなりの時間をもはや
不用ならしめ、そうした時間を装置の実際の設置の為に
使用可能とし、点検及び清掃時間を節約することにあ
る。

本発明の更に別の目的は、本システムのデータ獲得率
によって、人力及び機能停止時間を更に低減させること
にある。

本発明は、その全てが遠隔操作によって作動し得且つ
位置決めされ得るキャリッジに装着された従来からの非
破壊検査用トランスジューサ、カメラ及びその間連照
明、管清掃機構、そしてキャリッジを、管壁全体を越え
て移動させるに必要な位置決め機構を含んでいる。これ
ら特定装置は、作業員がボイラ外側から遠隔操作によっ
て選択し且つ作動し得る。キャリッジの位置、従って選
択された装置の位置は、オペレータによって運転の進行
を視覚的或はその他手段によって監視しつつ、変更可能
である。

〔実施例の説明〕

同じ参照番号は同じ部品を示す図面を参照するに、第
１図にはボイラ管壁に位置決めされた本発明の好ましい
具体例が示されている。上方レール10及び下方レール14
が、それらの間に中間レール12を横断方向に位置付けた
状態で相互に平行配列される。上方レール10及び下方レ
ール14は、ボイラ管壁30のシェル外側のアクセス開口を
通し、ウインチ18の補助の下に外側へと伸延される一組
の引張ケーブル１によって位置決めされ且つ安定され
る。第１図から、引張ケーブル16を手動によってか或
は、マイクロプロセッサコントローラ28によって伝達制
御ライン32を介して制御される電動ウインチを使用して
緊張状態とさせ得ることが明らかである。

“H"型の“クロスバー”、即ち中間レール12は、上方レ
ール10及び下方レール14間に縦方向に位置決めされ、キ
ャリッジ20が、伝達制御ライン34、36の夫々を通してマ
イクロプロセッサコントローラ28に指示された従来通り
の点検用装置22及び或は清掃用装置24と共にその上を移
動し得る軌道として作用する。キャリッジ20は、清掃、
点検そして炉の管壁表面の状況を確認する為に必要な装
置の為の全方向搬送ビークルとして作用する。従って、
キャリッジ20は以下の部材、即ち閉回路テレビカメラ、
超音波或は電磁音響トランスジューサアセンブリ等の如
き点検装置、清掃用の回転ワイヤブラシ用具、ブラスタ
ー等、位置エンコーダ（２軸式、出来れば３軸式）、位
置マーカ（ペイント或はチョーク）、の幾つか或は全て
を装備するべきである。これら全てを常に配置するかど
うかは特定状況に依存する。表面清掃機構及び超音波或
は電磁音響トランスジューサアセンブリが同時に担持さ
れることは恐らくない。

データ確認システム42は、点検用装置22からの信号出
力を信号出力ライン44を介して受ける。点検装置22から
受ける信号はビデオ信号、超音波信号或は電磁信号であ
り得る。発生されたデータは、伝達ライン46を含む伝達
手段によってマイクロプロセッサコントローラ28へと送
出され次いでオペレータの入手するところとなる。

中間レール12の配向は、清掃及び或は走査方向へと再
位置決めされるべき点検用装置22、清掃装置24の質量を
最少化する為に選択された。しかしながら、別の配向も
また運転上可能であることを理解されたい。ボイラ管は
通常は縦に配向されることから研削及び或は清掃は主に
縦方向において為される。

走査中は従来通りの清掃用装置24及び或は点検用装置
22を担持するキャリッジ20だけが移動される。そして中
間レール12を、モータ駆動されるローラアセンブリ26か
らなる手段によって一方の側の次の位置へと移動し得
る。該ローラアセンブリ26は、マイクロプロセッサコン
トローラ28により伝達制御ライン38を介して遠隔操作に
よって制御される。

モータ駆動されるローラアセンブリ26には、中間レー
ル12を然るべき位置に保持或は錠止し得るブレーキアセ
ンブリが設けられる。ローラアセンブリ26には更に、３
つの各レール10、12、14を“Z"字形に折畳可能とする、
３つの平行ビームからなるヒンジが設けられる。この様
式に於ては、ボイラ管壁30の底部付近のアクセス口を通
して上記各レールをユニットとして水平に挿通可能であ
る。ボイラのルーフ48のケーブル開口から引張ケーブル
16が降下され、水平状態の上方レール10の端部に装着さ
れる。水平状態の下方レール14は、引張ケーブル16を下
方のアクセス口から外へと伸延させることによってその
位置に拘束される。上方レール10を上方へと引上げるこ
とにより、中間レール12は自動的に適正位置付けされ
る。このシーケンスは第２図に例示される。

蝶着状態でのローラアセンブリ26の移動は、ダイレク
トギヤカップリングか或はフリクションホイール形式で
モータ駆動される。前記移動は、移動軸の各々に関連す
るケーブル及びプーリ配列によっても為し得る。キャリ
ッジ20はまた、少くとも長手方向及び横方向の運動を達
成する為にケーブルドライブ、フリクションホイールか
或は中間レール12及びキャリッジ20間のギヤカップリン
グからなる手段によって、少くとも２つの方向に於てモ
ータ駆動される。こうした双方向的な運動は、管壁に対
する点検用装置22及び或は清掃用装置24の完全接近性を
提供する。マイクロプロセッサコントローラ28は伝達制
御ライン40から成る手段によってキャリッジ20を制御す
る。

キャリッジ20の運動の為の原動機は電気ステップモー
タとするべきである。それら電気ステップモータは、運
動させるべき部分に直接取付けられ、伝達制御ライン、
即ち電気的なアンバイリカルコード40によってマイクロ
プロセッサコントローラ28の出力側に接続されるか或は
それら電気ステップモータを他の場所に取付け、機械的
ケーブル及びプーリから成るリンク機構によって運動部
材に結合される。キャリッジ20の運動は真のX,Z座標系
において為される。ボイラ管壁30の平面が使用状況から
歪み、走査系の方向がそれる場合があり得る。この不整
列状態を補償する為にキャリッジ20はその運動の主たる
方向に直交する２軸における内側での運動能力を有す
る。これは、管の湾曲部及び横方向オフセットに追従さ
せる為の装置の使用を可能ならしめる。

既存のボイラにおける炉の管壁寸法の変化は広範囲で
あり、一つの寸法のシステムでその全てに対応させるこ
とは不可能である。理想的には走査システムは、フレー
ムを再位置決めすることなく管壁全体をカバーするべき
であるが、これは大型ユニットでは恐らく不可能であ
る。第３図のシーケンスは、システムが作業するべき最
も小さいユニットを完全に取扱う為の寸法とされた場合
の、スケジュール中断が最小限である状況下でより大型
のユニットを取扱う為のシステムの再位置決め方法を示
す。キャリッジ20及び中間レール12が上方レール10及び
下方レール14の長さ方向に限定された領域を覆う間、
“H"型構造体が１つの位置に固定される。構造体全体は
次で、複数の引張ケーブル16、ウインチ18配列構成或は
液圧リフタの如き任意の適宜の遠隔操作によって制御さ
れる手段より隣合う領域に移動され、そこでキャリッジ
20及び中間レール12の運動が再開される。

各レールの長さが従来からのボイラ管壁の寸法或は特
定用途によって決定されることは明らかである。同様に
上方レール10、中間レール12、下方レール14は従来から
の点検用装置22及び或は清掃用装置24を支持するに十分
な強度の材料、例えばアルミニュームの如き材料から作
成される。キャリッジ20に更に、双方向運動を容易化す
る為のサブキャリッジを設けることも可能である。

運転の為のマイクロプロセッサコントローラ28及びデ
ータ確認システム42は外側に配置され装置及びオペレー
タ双方の為のより良好な信頼性を提供する。マイクロプ
ロセッサコントローラを具備する従来からのコンピュー
タは適宜の制御用手段であり、従来からの順応性を有す
るアダプテーションを具備するコンピュータは適宜のデ
ータ確認手段である。これらにより、オペレータはキャ
リッジ及びそのセンサーの位置を継続的に入手可能とな
る。データのロギングはコントローラに座標を入力する
だけでオペレータが所定の関心位置へと復帰し得るよ
う、システム座標と連結される。

本発明は性質上若干の改変が容易である。例えば、幾
つかの形態の電磁式その他遠隔操作によって制御される
クランプ装置をフレームの各コーナーに配置し、巻き上
げ及びケーブル配列構成を補助し得る。同様に上方レー
ル10及び下方レール14のコーナーを結合する、ヒンジ結
合された補助的なフレーム補強材を追加することが出来
る。

パソコンと接続されたマイクロエレクトロニクス、改
良された光学システム、そしてもっと効率的なモータ及
び位置エンコーダを利用し得ることで、10年前にはそう
した装置の追加質量だけによっては不可能だった分野が
今日可能となる。

以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の
内で多くの変更を為し得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラの路管壁に配置された本発明の好ましい
具体例の概略断面図である。 第２図は本発明の、ボイラ管壁における組立及び設置方
法を例示する概略断面図である。 第３図は大型の炉壁構造体における本発明の使用方法を
例示する概略断面図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 10:上方レール 12:中間レール 14:下方レール 16:引張ケーブル 18:ウインチ 20:キャリッジ 26:ローラアセンブリ 28:マイクロプロセッサコントローラ 30:ボイラ管壁 32,34,36,38:伝達制御ライン 40:電気的なアンバイリカルコード 42:データ確認システム 44:信号出力ライン 48:ルーフ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラ管壁を清掃する為の装置であって、 上方レールと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに折り畳み可能とする状
   態でヒンジ結合され且つそれらの間で可動とされた中間
   レールと、 該中間レールに結合された、ボイラ管壁のための清掃手
   段と、 前記上方レール、下方レール及び中間レールをボイラ管
   壁内部で移動させる為の移動手段と を含むボイラ管壁を清掃する為の装置。
2. 【請求項２】ボイラ管壁を点検する為の装置であって、 上方レールと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに折り畳み可能とする状
   態でヒンジ結合され且つそれらの間で可動とされた中間
   レールと、 該中間レールに結合された、ボイラ管壁のための点検手
   段と、前記上方レール、下方レール及び中間レールをボ
   イラ管壁内部で移動させる為の移動手段と を含むボイラ管壁を点検する為の装置。
3. 【請求項３】ボイラ管壁を清掃且つ点検する為の装置で
   あって、上方レールと、 該上方レールと平行な下方レールと、 前記上方レール及び下方レールに折り畳み可能とする状
   態でヒンジ結合され且つそれらの間で可動とされた中間
   レールと、 前記中間レールに可動状態で結合されたキャリッジと、 ボイラ管壁の為の、前記キャリッジに締着された清掃手
   段と、 ボイラ管壁の為の、前記キャリッジに締着された点検手
   段と、 前記上方レール、下方レール及び中間レールをボイラ管
   壁内部で移動させる為の移動手段と を含むボイラ管壁を清掃且つ点検する為の装置。