JPS5825510B2 - 清掃機の壁面倣い清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、火力発電所等の冷却水用海水路等の水路壁
面に付着した貝から等の付着物を自動的に剥離清掃する
清掃機の壁面倣い清掃装置に関する。

水路、特に火力発電所等の冷却水用海水路には。

フジッボ、カキ、ムラサキイガ４等の貝が壁面に付着し
１時には壁面付着厚さが２５ｃｍ、にも及び。

長期間の間に水路の有効流れ断面積はその減少を余儀な
くされている。

この貝から等の付着物を除去して水路の閉塞を防止すべ
く、従来においては。

年１回適宜な水温の時期を選んで潜水夫による壁面の清
掃作業が行なわれている。

ところがこの作業はいわゆる手作業であり、上記した発
電所等の冷却水用海水路の如き水路長のあるものの場合
においては、多大の作業日数を要すると共に費用もこれ
に比例して高騰せざるを得ないという欠点が生じている
。

上記の点に鑑み本発明は、水路内の壁面に沿ってスクレ
ーパーが摺接駆動し、壁面に付着した貝から等付着物を
剥離清掃する新たな形式の清掃機に用いられるものであ
って、任意の水路断面形状に適合するようにスクレーパ
ーをして壁面像イ動作をなさしめる清掃機の壁面倣い清
掃装置を提案せんとするものである。

上記の目的を達成するために本発明は、上記形式の清掃
機に用いられるものであって、スクレーパーの車輪をそ
の先端に連繋する伸縮アーム機構とこの機構Ｑこ連繋し
て該アーム機構を連動させる壁面倣い装置と、この壁面
倣い装置のスクレーパー後車輪に圧力水噴出ノズルを連
繋して成り、スクレーパーの前後車輪を壁面に沿って転
動せしめると共警こ、上記ノズルの噴出圧力水【こより
壁面を倣って清掃するようにした壁面倣い清掃装置を提
供するものである。

以下１本発明を図面に示す一実施例に基づいて説明する
。

第１図は１本発明の壁面倣い清掃装置を有する清掃機を
示す正面図、第２図は第１図の右側面図であり、同図に
おいて清掃機１は１作業機本体１ａと、この本体１ａに
増付けられ壁面倣い機構２０に連繋する伸縮アーム機構
１０と、このアーム機構１０の先端に増付けられ圧力水
を噴出するスクレーパー３０とから構成され、上記スク
レーパー３０は、壁面倣い機構２０による上記アーム機
構１０の回動駆動舌こ連繋して水路壁面Ｗを摺接駆動す
ると共に、壁面Ｗに対して所定の角度で圧力水を噴出し
、上記作業機本体１ａの前進作動と相俟って、上記水路
内壁面Ｗを進行方向螺旋状に壁面付着物を剥離していく
ものである。

これを詳説すれば次の通りである。

上記作業機本体１ａは、油圧駆動による図示を省略した
油圧モータより成る、駆動部と、前脚２゜２並びに後脚
３を介して本体１ａに増付けられる車輪４，４とを有し
ており、前輪４は、上記駆動部に連繋するシャフト５の
回転駆動により所定の回転速度で駆動し、これにより作
業機本体１ａは所定速度で前進する。

なお、上記駆動部に送入せられる高圧油は、陸上に設置
した高圧ポンプ装置によりなされ、同様に、後述するス
クレーパー３０から噴出する圧力も、上記高圧ポンプ装
置により送出せられるものである。

また、６，６は作業機本体１ａの前後に設けられた伸縮
調整自在のガイドで、先端には壁面Ｗに当接転動する回
転自在の車輪γが取付けである。

このガイド６．６は１作業機本体１ａが水路内を走行す
る際に、後に詳説するアーム機構１０のアーム回転駆動
軸１１が水路の中央に位置するように案内するものであ
り、清掃機１の清掃作業効率を高めるためには当該ガイ
ド６の設置が望まれる。

上記アーム機構１０は、第１，２図に示すように１作業
機本体１ａの前部ｔこアーム回転駆動軸１１を介して取
付けられており、この作業本体１ａに設けられている駆
動部（こ連繋する上記駆動軸１１の回転管こより、第１
図時計方向に回転駆動する。

このアーム機構１０を詳説すると１本機構１０は、上記
アーム回転駆動軸１１に固定せられるアウターアーム１
２と、このアーム１２に出没自在に嵌挿したインナーア
ーム１３と、このアーム１３の先端部１３ａに連接した
フォーク支持部１４とから成ると共に、壁面倣い機構２
０に連繋している。

この壁面倣い機構２０は、第１３図示 ｔこおいて、上記アウターアーム１２に並設するアーム
伸縮用油圧シリンダ２１により出没作動すると共に、先
端を上記インナーアーム先端部１３ａに支持板２２２２
を介して取付けであるシリンツ ダアーム２３と、インナーアーム先端部１３ａに並設せ
らるべく支持板２２に取付けられスクレーパー３０を壁
面に押圧せしめるフォーク引張用油圧シリンダ２４と、
この油圧シリンダ２４の背部に取付けられ該シリンダ２
４の作動アーム２５の出没状態を検出するメカニカルサ
ーボ弁２６とから構成されている。

更ｔこ上記シリンダ２４と弁２６との連繋を詳説すると
、アーム機構１０の先端部分の拡大正面図たる第３図及
び第３図のＸ−Ｘ矢視の拡大図たる第４図昏こおいて、
シリンダ２４は、その底部を支持板２２に螺着すると共
に作動アーム２５の先端を、スクレーパー３０に連繋す
る連結板たるフォーク１５の一端部１５ａに枢着し、か
つ作動アーム２５ｆこけメカニカルサーボ弁２６の作動
子２１醗こ当接する押金具２８を該弁２６方向に立設し
て構成してあり、上記作動アーム２５が出没作動すると
弁２６の作動子２７も出没作動するようにしである。

なお１作動子２Ｔは１図示を省略したスプリング（こよ
り常時その突出方向へ付勢されている。

また、アーム機構１０のフォーク支持部１４に支持され
る連結板たるフォーク１５ｉ−！、第３図並びに後に詳
説する第５図に示すように、所定の角度αを設けて折曲
した板片を所定の間隔を設けで並設して成り、その長手
方向のほり中央に位置する中央部１５ｂは上記フォーク
支持部１４に枢支Ａされ、一端１５ａは前述したように
フォーク引張用油圧シリンダ２４の作動アーム２５に枢
着Ｂされ、また、他端１５ｃはスクレーパー３０の前車
輪３１の車軸３２に枢着Ｃせられている。

上記のように構成されるアーム機構は、第３図において
、上冒己フォーク１５が中央部１５ｂの枢支点Ａを支点
として回動する場合、フォーク１５とインナーアーム１
３とのなす角度、つまりフォーク１５の枢支点ＡＣとイ
ンナーアーム１３とのなす角度すなわち相対角度（以下
、「相対角度β」と略記する。

）を常に所定角となるように、メカニカルサーボ弁２６
の作用により該アーム１３を出没作動せしめて制御する
ものである。

つまり。上記相対角度βが所定角よりも大きい場合、イ
ンナーアーム１３はアウターアーム１２より突出し。

逆に小さい場合はアウターアーム１２に埋没するように
、前記アーム伸縮用油圧シリンダ２１によってインナー
アーム１３の上記作動がなさしめられるように制御され
ている。

これを詳説すると、フォーク１５は、その一端１５ａが
油圧シリンダ２４により該シリンダ２４の方向に常時引
張されて第３図時計方向の回動をなさしめるモーメント
が付勢されているが、前記したようなインナーアーム１
３の時計方向の回動によりスクレーパー３０が壁面Ｗに
押圧せられてフォーク１５（こ上記モーメントと逆方向
のモーメントすなわち反時計方向のモーメントが付勢さ
れることとなり、しかも、インナーアーム１３を含むア
ーム機構１０を全体を第３図時計方向に回動させる駆動
力が上記油圧シリンダ２４の引張力よりも比較的大きく
設定しであるので、結局上記した第３図反時計方向の回
転モーメントが打ち勝ってフォーク１５は反時計方向に
回動することとなる。

したがって、上記相対角度βは所定角より小さくなるの
で、インナーアーム１３の突出長さを減少させて相対角
度βを所定角に回復すべくアーム伸縮用油圧シリンダ２
１が駆動する。

また、上記とは逆ｔこ、スクレーパー３０が壁面Ｗに当
接していない場合や壁面当接の際、アーム機構１０が回
動してもフォーク１５ｔこ反時計方向の回転モーメント
が付勢されない場合は、油圧シリンダ２４の作動による
回転モーメントの付勢沓こよりフォーク１５は第３図反
計方向昏こ回動し、その結果インナーアーム１３は、上
記相対角度βを減少せしめて所定角に回復すべく突出長
さを増加することとなる。

上記インナーアーム１３の出没動作をメカニカルサーボ
弁２６との関係において説明すると次の通りである。

すなわちフォーク１５が回動して上記相対角度βと所定
角とが異なるようになると該フォーク１５に連繋する油
圧シリンダ２４の作動アーム２５が出没作動をなし、こ
れに伴って押金具２８も移動する。

しかして押金具２８に当接するメカニカルサーボ弁２６
の作動子２Ｔに変位を生ぜしめて該弁２６の油圧切換が
なされ、アーム伸縮用油圧シリンダ２１を駆動させてシ
リンダアーム２３が出没動作をなし、その結果このアー
ム２３に連繋するインナーアーム１３の出没動作がなさ
れて上記相対角度βが再び所定角に回復するように作動
するものである。

なお１発明者の実験によれば、角度α及びβの所定角の
値は、α＝１２０’、所定角−９ｏ°とすることにより
後述するスクレーパー３０の動作と相俟って最も良好な
倣い動作をなしうることが判明している。

上記スクレーパー３０は１．第３図の右側面図たる第５
図及び第３図の平面図たる第６図警こ示すように、壁面
Ｗに倣って転動する前述した前車輪３１と、この車輪３
１に連繋する圧力水配管３３と、この配管３３【こ俄付
けたノズル３４，３４と。

上記配管３３に取付けた後車輪３５．３５とから構成さ
れ、上記アーム機構１０の回動駆動に連繋して壁面Ｗを
摺接駆動し、上記ノズル３４から噴出する圧力水により
壁面Ｗに付着した貝から等の付着物を強制的に剥離する
作動をなすものである。

上記スクレーパー３０の構成を詳説すると、前車輪３１
は、前記フォーク１５の他端１５ｃに枢着している車軸
３２に回動自在に軸装されていると共に、前記アーム機
構１０の回動動作ｔこ伴って壁面Ｗを転動する。

配管３３ｆ−！、略ツクランク形状なす中央部３３ａが
上記前車輪軸３２に回転自在に嵌装して支持されており
、この配管３３にノズル３４は、壁面Ｗｔこ対する所定
の噴出角度γ（第３図）を有して、スクレーパー３０の
進行方向に向けて噴出するもの（前方ノズル３４ａ）２
個並びに進行逆方向へのもの（後方ノズル３４ｂ）４個
がそれぞれ上記前車輪３１に対して対称に配設されてい
る。

上記ノズル３４より噴出する圧力水は、前述した陸上の
高圧ポンプ装置からホース３６を通って送出せられるも
ので、このホース３６と配管３３との間なこけ、スクレ
ーパー３０が移動する関係上回転継手３Ｔが装着しであ
る。

また、ノズル３４における前後方向への噴出流量は異な
っていて、後方への流量（後方ノズル３４ｂの和）は前
方への流量（前方ノズル３４ａの和）の略２倍であり、
この噴出流量の相異から上記ノズル３４及び該ノズル３
４を配設しである配管３３は、上記前車輪軸３２を支点
として第３図時計方向に回動しようとするモーメントが
常時付勢されている。

なお、前方ノズル３４ａは、前車輪３１及び後車輪３５
が転動する際、壁面Ｗの付着物により妨害されずバラン
ス良く進行することができるように、事前に前後車輪３
１３５の前方ツ の壁面Ｗを清掃すべく、その噴出方向が設定せられてい
る。

なお１本実施例會こおける上記噴出角度γは略２０°で
あり、また噴流は壁面を破壊することなく貝から等を剥
離しつる強度のものである。

後車輪３５は、前車輪３１昏こ対しては対称に、配管３
３に対しては支持板３８を介して回転自在に取付けられ
ている。

この支持板３８は、第３図に示すように、後車輪３５の
壁面当接時において。

壁面Ｗと前後方ノズル３４ａ、３４ｂとの距離がそれぞ
れ等しくなるように、配管３３の中央部３３ａに対して
所定の角度を設けて該配管３３に固着しである。

上記壁面Ｗとノズル３４との上述した距離は、少なくと
も２（１７７２程度を設けであることが望ましい。

これは、フジッボ及びカキ類は壁面に上記厚さを有して
比較的強固に付着しており。

これらの貝にノズル３４が当接することによりその噴出
角度が異ならないためである。

また、壁面Ｗに２個以上の厚さをもって付着する他の貝
類は。

ノズル３４が当接すると容易に離脱するものであるから
該ノズル３４の噴出方向が変化することなく、シたがっ
て上記したように間隔を２ｃＩｒＬ設けてあれば問題は
ない。

また、上記配管３３にノズル噴流にて付勢されている回
転モーメントにより。

支持板３８の先端に軸装しである後車輪３５にも第３図
時計方向のモーメントが付勢されており。

したがってこの後車軸３５は壁面Ｗに押圧せられ。

スクレーパー３０の移動に伴って壁面Ｗを転動していく
。

なお、上記ノズル３４の設置位置１個数噴出方向又は噴
出流量の比率は上述したものに限られないことは云うま
でもなく、要するなこ第３図時計方向の回転モーメント
が付勢され、かつ壁面付着物を剥離清掃することができ
るものであればよい。

以上のように構成される清掃機１を断面矩形状の水路内
において実施した場合の本発明に係る壁面倣い動作を説
明すれば次の通りである。

アーム機構１０の回動によりスクレーパー３０が第７図
１に示す水路角部に来ると、アーム機構１０は依然とし
て第１図１時計方向に回動（以下。

第１図１〜４の場合の時計方向の回動を単に「回動」と
略述する。

）を続けるので、フォーク１５とインナーアーム１３と
の前記相対角度βは、スクレーパ−３０自体の、枢支点
Ａを支点とする反時計方向の相対的回動によって所定角
より小さくなり、したがってインナーアーム１３は回動
しつつアウターアーム１２に適当な速度で埋没して行く
。

このとき、スクレーパー３０の前車輪３１は第１図２に
示すように左側壁面Ｗを上方向に転動しはじめ、その結
果下側壁面Ｗ（！：は離反していくと共に、後車輪３５
は、ノズル３４による時計方向の回転モーメントに付勢
されて下側壁面Ｗを左方向へ転動していく。

前車輪３１の上方向への転勤が進むにつれ、今まで下側
壁面Ｗに当接転動していた後車輪３５は、当該当接が解
除されて、第７図３に示すように、左側壁面Ｗに当接す
る位置迄回動することとなり、これに伴ってノズル３４
及びこのオズル３４を配設しである配管３３もその位置
を変更する。

そしてアーム機構１０の回動に伴って、前述したように
、上記相対角度βを所定角に適合させるべく、第１図４
に示すように。

インナーアーム１３は作業機本体１ａ方向へ埋没して適
正長さを保持していく。

しかしてスクレーパー３０は上記したようにアーム機構
１０の回動に伴って壁面Ｗを倣い動作し、水路の左上側
の角部に来て再び第１図１〜３に示したと同様の動作を
なして清掃を続けて行く。

また、このときの作業機本体１ａの前進速度は、スクレ
ーパー３０が水路内を１回転するに要する時間で名クレ
ーパー３０の前後方向の清掃幅の距離を進行するもので
ある。

なお、この場合のスクレーパー３０の移動速度は、０．
２ｍ／秒程度が好ましい。

これによりスクレーパー３０は水路内壁面Ｗを進行方向
螺旋状昏こ円滑かつ確実に貝から等の壁面付着物を漏ら
さず剥離していく。

なお、上記動作は断面矩形状の水路の場合（こついて説
明したが、断面円形状や断面馬蹄形状の場合には、上記
より一層容易（こ実施することができるものである。

しかして、上記断面円形状の場合のスクレーパー３０の
速度は。

上記断面矩形状の場合よりも早（０，６ｍ／秒程度に設
定することができるものである。

以上詳細に説明したように１本発明の壁面倣い清掃装置
は、スクレーパーをその先端に連繋する伸縮アーム機構
とこの機構に連繋する倣い機構とから構成されているの
で、スクレーパーは１円形のみならず馬蹄形、矩形等の
水路断面形状を有する壁面？こ沿って円滑に摺接移動を
なすことができ。

しかも、スクレーパーには前方ノズルと後方ノズルを設
けて圧力水を噴出するよう（こしであるので。

上記壁面ｔこ沿って貝から等の壁面付着物の剥離を強制
的に行ない、自動清掃作業をなすことができる等の効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の清掃装置を有する清掃機を示す正面図
、第２図は第１図の右側面図、第３図はアーム機構の先
端部分拡大正面図、第４図は第３図Ｘ−Ｘ矢視の拡大図
、第５図は第３図の右側面図、第６図は第３図の平面図
、第１図１〜４は水路角部シこおけるスクレーパーの作
動を示す連続図である。 １・・・−・・清掃機、ｌａ・・・・・・作業機本体、
２・・・・・・前脚、４・・・・・・車輪、５・・・・
・・ガイド、１０・・・・−・アーム機構、１１・・・
−・・アーム回転駆動軸、１２・・・・・・アラクーア
ーム、１３・・・・・・インナーアーム、１５・・・・
・・フォーク、２０・・・・・・壁面倣い機構、２１・
・・・・・アーム伸縮用油圧シリンダ、２４・・・・・
・油圧シリンダ。 ２６・・・・・・メカニカルサーボ弁、３０・・・・−
スクレーパー、３１・・・・・・前車輪、３３・・・・
・・圧力水配管。 ３４・・・−・・ノズル、３５・・・・・・後車輪、Ｗ
・・・・・・壁面。 α、β、γ・・・−・角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作業機本体１ａに設ける伸縮アーム機構１０と壁面
   倣い機構２０とスクレーパー３０とからなり、上記伸縮
   アーム機構１０はその先端に連結板１５を介してスクレ
   ーパー３０を連繋し、且つ上記壁面倣い機構２０は同じ
   く連結板１５を介してスクレーパー３０を連繋すると共
   に上記伸縮アーム機構１０を伸縮連動させるようにして
   なり。 上記伸縮アーム機構１０は、アウターアーム１２とイン
   ナーアーム１３とからなると共に、連結板１５を介して
   スクレーパー３０を回動せしめるようにしてなり、上記
   壁面倣い機構２０は、アーム伸縮用シリンダ２１と、該
   シリンダ２１により出没作動するシリンダアーム２３と
   、連結板１５に連繋してスクレーパー３０を壁面に伸圧
   するフォーク引張用油圧シリンダ２４と、該油圧シリン
   ダ２４に連繋してその作動部用没状態を検出するメカニ
   カルサーボ弁２６とからなり、且つ上記スクレーパー３
   ０は、壁面を転動する前車輪３１と後車輪３５を上記連
   結板１５に連繋せしめると共に、壁面に付着した貝から
   等付着物を剥離する圧力水噴出ノズル３４を設けてなり
   。 上記圧力水噴出ノズル３４は、進行方向に噴出する前方
   ノズル３４ａと進行逆方向に噴出する後方ノズル３４ｂ
   とからなり、且つこの圧力水噴出ノズル３４を連繋する
   連結板１５と伸縮アーム機構１０のインナーアーム１３
   との間に相対角変位が生じると、上記倣い機構２０を構
   成するメカニカル与−ボ弁２６の作用によりアーム伸縮
   用シリンダ２１が作動して、そのシリンダアーム２３が
   伸縮アーム機構１０を伸縮連動させスクレーパー３０を
   壁面に沿って可動せしめることを特徴とする清掃機の壁
   面倣い清掃装置。