JPS6186982A - パイプ自動洗浄装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば石油コンビナート設備において、原油
を加熱して海水、あるいは工業用水で熱交換する熱交換
器の外筒内面の洗浄装置に関する。

〔従来の技術〕

この種石油コンビナート設備における熱交換器の外筒内
面は、海水、または工業用水によるヘドロやサビが付着
するため、定期的に洗浄しなければならない。従来では
、２人の作業者がパイプ内に入り、ワイヤブラシなどの
洗浄具で清掃しても、約ｇ時間装した。つまり７日に１
本しか洗浄し得ない状態にあった。

而もこの種のパイプは、他の装置とパイプ連結されてい
ることから、内部に有害なガスが発生することがあり、
このガスを完全に抜かないと作業者がパイプ内に入るこ
とができない。このガス抜き作業には、通常コダ時間程
度の時間を必要とすることから、従来の清浄作業は遅々
として進まず、かつ、作業者に対する危険性を伴うなど
重大な問題点があり、洗浄作業の改善が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、簡単
な面も合理的手段によって従来技術の問題点を解消せし
め、ガス抜き作業を施すことなく、そのま−の状態での
無人化洗浄を可能となし１最深部に鏡板を有するパイプ
の内面全域を完全に洗浄するとともに、きわめて短時間
で洗浄処理しうる装置を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

従来技術の問題点を解決する本発明のパイプ自動洗浄装
置は、最深部が鏡板で閉塞された長尺パイプ内を進退す
るクローラを備えた台座上に、先端に、互いに対称的な
軌跡上で回転し）がつＡクローラの進退軸線方間と平行
な一対のワイヤブラシ及びセンターワイヤブラシを設け
た機体を昇降可能に搭載せしめ、機体の上部に、被洗浄
パイプの開口内側端を検知し、クローラを一時停止させ
る超音波などのセンサーを設けるとともに、このセンサ
ーの検知信号により、パイプの天壁内面に機体に設けた
案内転子を圧接し、この案内転子と上記台座との中間に
機体を上昇させ、かつ、上記センターワイヤブラシをパ
イプの中心軸線に適合させる駆動機構を機体に設け、上
記一対のワイヤブラシを、機体に中心が軸支され、ｌざ
グ範囲を往復回動する牙ｌアームの両端に対して一端が
軸支され、而も中心部から外方に向は夫々対称的に移動
する矛λアームの先端に回転駆動可能に軸着せしめ、こ
の矛コアームの他端に、短尺の第３アームの一端を軸支
し、この第３アームの他端に、夫々ワイヤブラシの軸線
と平行で、かつ、先端が上記ワイヤブラシの先端より若
干内方に位置し、而も、パイプ鏡板に接してワイヤブラ
シの回転を開始させる伸縮可能な鏡板センサーを設け、
上を已第３アームの他端と上記牙／アームの端部とを連
杆にて接続し、両ワイヤブラシの回転軸が、２ｔアーム
の中心回転軸を中心として画く軌跡上に、上記Ｚｌ板セ
ンサーが常時位置するようにｊｉＧ成し、上記一対のワ
イヤーブラシのパイプ側壁に対する圧接力が、設定値を
超えた信号により、上記クローラがワイヤブラシの長さ
を超えないストローク範囲で、間欠的に後退するよう構
成せしめたことを特徴とするものである。

〔実施例の説明〕

図面について本発明実施例の詳ボｍを説明する。

：Ａ−１図は説明図、矛コ図は装置のパイプ内姿勢を示
す説明図、第３図は装置の一部切欠側面図、＋ダ図は同
上正面図、牙５図はワイヤブラシと鏡板センサーの軌跡
を示す説明図、矛６図及び牙り図はパイプとワイヤブラ
シ、鏡板センサーの対応を示す説明図である。

第３〜Ｓ図について本発明装置の詳細を説明する。（Ｉ
Ｊは矛ダ図から明らかなように、台座（２）の左右に設
けられたクローラで、矛コ図に示すように、パイプ（３
）の内底面に接しながらパイプ（３）内を進退するよう
に構成されている。上記台座（２）上には、機体（４）
が昇降可能に搭載してあり、この機体（４）の内部には
、クローラｆ１’）を進退させる動力装置（５）が内蔵
しである。（６）、（７１は、上記台座（２）の前後部
に垂設されたラック歯（図示略）を有する内筒で、これ
に夫々機体（４）に設けた外筒（８）、（９１が上下動
可能に被嵌してあり、この外筒（８）、　（９）の下部
に設けたピニオンＱ■、０υが上記内筒ｆ６Ｌｆ力のラ
ック歯に噛合している。

（１つは上記内外筒の中間に設けられ、下端を機体（４
）に固着した外筒で、該外筒α２には、上端に左右一対
の案内転子α四を設けた内筒α（イ）が昇降可能に挿嵌
されており、この内筒α荀に設けたラック歯（図示略）
に、外筒（１２の上部に装着せるピニオン（１５１が噛
合している。そして、上記各ピニオンａ■、Ｑｌ）。

（１５）の軸に設けたスプロケット（１６１，αＤ、ａ
Ｑ間に囲優繞したチェノＨに、上記動力装置（５）の出
力軸に設けたスプロケット１２＠が係合し、各ピニオン
αα、αＤ。

α■が矢印方間に回動するように構成し、機体（４）及
び案内転子αｙが上昇されるようにしたものである。

（２Ｉ）は、上記案内転子αｙを備えた円筒（４）より
若干下手側の機体（４）上に設けられた超音波センサー
で、このセンサー（２Ｉ）によりパイプ（３）の開口端
の検知が行われるようにしである。

（２７Ｊは、上記機体（４）の前部に内蔵された油圧揺
動モータで１該油圧揺動モータ器により、機体（４ンの
前部に設けられ、かつ、油圧揺動モータ、詳しくは、機
体（４）の前進方向に対して直交する第１アーム（ハ）
を／ざグ往復回動するよう構成しである。この第１アー
ム（ハ）の中央部が油圧揺動モータ（２２）の出力軸に
直交的にとりつけられている。矛！アーム（２３）の中
央には、パイプ（３）の鏡板（３α）の中心部に接触す
るセンターワイヤブラシＱ４）が油圧モータ（図示略）
により回転可能にとりつけである。

牙ダ図及び牙左図に示すように、上記第１アーム（ハ）
の両端には、第２アーム（２５１の一端が軸支され、ま
た、この第２アーム（２５）の他端には、油圧モータ（
２ｆｉｌによって回転駆動され、かつ、りｐ−ラ（１１
の進行方向と平行するワイヤブラシ（２７）がとりつけ
られている。この矛コアームｔ２５）の他端、詳しくは
１ワイヤブラシ（２７）がとりつけられている端部に、
短尺の第３アーム然）の一端が軸支されており、この第
３アーム（２〜の他端に、クローラ（１）の進行方向と
平行で、かつ、先端が上記ワイヤブラシ（２７）の先端
より内方に位置する鏡板（３α）面に接する鏡板センサ
ー（２９）カとりつけである。図中（３０）は、該鏡板
センサーＣ湧のマイクロスイッチ（図下路）の保護カバ
ーである。また牙ｌアームのの両端には、夫々間きを異
にした連結板６υの一端が固定してあり、この連結板（
３υの他端と、上記］ア３アーム（至）の他端、詳しく
は、鏡板センサー２９）がとりつけられている端部とを
連杆Ｃ３ツによって連結する。更に、第１アーム０２３
１の一側端に、シリンダ（側の一端を軸支するとともに
）このシリンダ（ト）の他端を、一方の矛コアーム（ハ
）の基部に軸支し、牙！アーム（ハ）の他側端と他方の
第２アーム（ハ）の基部とを連杆（ロ）にて連結せしめ
、シリンダ怒の作用で、第２アーム（ハ）の先端が外周
きに移動、即ち、ワイヤブラシ（２７）の公転軌跡が変
化されるようにしたものである。

そして本発明は、矛／アーム（２）に対する第２アーム
（支）の取合い、第２アーム（ハ）に対する第３アーム
（ハ）の取・合い、連杆Ｃ３ａの長さ決定により、ワイ
ヤブラシ（２７）の回転軸Ｃ３５＋の公転軌跡上に、鏡
板センサー（ハ）が追従するように、詳しくは、第１ア
ームのの中心回転軸を中心とした鏡板センサー四の公転
軌跡上を、ワイヤブラシ（２７）の回転軸Ｃ３５１が追
従するようにしたものである。

また上記鏡板センサー（２９）の先端がバ・イブ（３）
の鏡板センサーＧ！→がタッチし、該鏡板センサー彌が
押圧されてマイクロスイッチ（図示路）がＯＮとなった
信号により、油圧モータ（２Ｇ）が回転するよう−にｔ
ｔ７７成し、その後洗浄作用が完了するまで、この状態
が保持されるように電気回路が構成されている。

またセンターワイヤブラシ（５）は、鏡板センサー（２
９）が鏡板（３α）面にタッチした時点で、油圧モータ
により回転を開始し、一定時間経過後、自動的に停止す
るようになっている。

また、シリンダ（ト）が徐々に伸長し、ワイヤブラシ（
２７）による鏡板（３α）の洗浄が、鏡板（３α）の中
心部から外周に及び、このワイヤブラシ（２７）がパイ
プ（３）の′側面に押圧される面圧が、ある設定値、例
えば１０〜１００〜を超えると、この信号がコンピュー
タに入力され、動力装置（５）によりクローラ（１）を
、ワイヤブラシ（２′Ｏの長さを超えないストロークの
範囲後退させ、この操作を間欠的に繰り返し行うように
電気及び油圧回路が構成されている。図中（３６）はス
イベルジヨイントである。

〔発明の動作〕

上記実施例装置の動作を説明する。矛１図に示スヨうに
１本発明装置をフォークリフトトラックｃ３７）に搭載
し、フォークのレベルをパイプ（３）の底辺高さに適合
させたところで、動力装置（５）によりクローラ（１）
を動かし、装置をパイプ（３）内に進入せしめる。そし
て矛１図、第３図に示すように、機体（４）の上部に設
けた超音波センサー（２１）がパイプ（３）ノ開ロ端に
位置すると、超音波がパ、イブの天井壁面に当って反射
し、該センサーが作動する。この動作信号により、りｐ
−ラ（１）が停止するとともに、動力装置（５）によっ
てスプロケット（１７）が矢印方間に回転駆動し、チェ
ノ（ｔｌを矢印方間に進行せしめる。

このチェノ←９の走行により、スプロケットａ６）、α
η。

ＯＷカ夫々矢印方回に回動するとともに、このスプｔ”
ｒ　７　）　（１６）　＊　’Ｊｎ　、　（１８ｊ　Ｊ
−同ｆＱＩｌ上ｃｒ）　ピニオン（ｔｏ）　＋　（１１
）　ｔｏ５）が同様に矢印方間に回転駆動される。中間
のピニオン（１５）の回転駆動で、上端に案内転子α〜
を設けた内筒−が上昇し、遂には、この案内転子ａ３が
パイプ（３）の天壁内面に圧接せしめられる。これと同
時に、前後のピニオンαＩ、（ｉｌｌの矢印方向回転駆
動で、内１ｆ６）、　（７）に夫々下向きの応力が付勢
される。

しかしながら、この内筒（６Ｌ（力の下端は台座（２）
上に固定されているため、上記応力の反力により機体（
４）が浮上せしめられる。即ち、機体（４）　ｔｒｉ　
、上記案内転子α段がパイプ（３）の天壁内面に圧接さ
れるまで上昇する。そして、機体（４）の中心部、詳し
くは、センターワイヤブラシ（２４）がパイプ（３）の
中心軸線には！一致する位置まで機体（４）を上昇浮上
するものである。この時点でスプロケット■の回転駆動
を停止し、この状態を作業完了まで保持する。

機体（４）が所定の位置に浮上された信号により、りｐ
−ラ（１）が再び作動し、装置全体をパイプ（３）の深
部方向に進入せしめる。装置が進行し、ワイヤブラシ（
２７）、センターワイヤブラシ（財）を鏡板面に押圧接
したのち、一本の鏡板センサーＱ１）がパイプ（３）の
鏡板（３α）内面にタッチし、所定のストｐ−り縮少さ
れると、マイク四スイッチ（図示略）がＯＮまたはＯＦ
Ｆとなり、この信号によって油圧揺動モータ（２りと油
圧モータ（イ）が駆動を開始する。油圧揺動モータ（２
４の駆動により、第１アーム（２りがｔｒｉの範囲で往
復回動し、また、油圧モータ（２ｆｉｌの駆動にてワイ
ヤブラシ（２７）及びセンターワイヤブラシＣ１１）が
回転し、第１アーム（ハ）の往復動範囲に相当する鏡板
（Ｊα）面の洗浄を行う。矛／アーム（ハ）の往復運動
が設定口数行われると、シリンダ（ト）が一定のストロ
ークだけ伸長せしめられ、第２アーム（ハ）、第３アー
ム（２印、連杆０？Ｊによるリンク運動により、ワイヤ
ブラシ（２７）が外方に所定量、詳しくは、ワイヤブラ
シ（２力の圧接面長を趨えない範囲移動し、上記と同様
な作用で、鏡板（３α）の未洗浄部分を洗浄する。この
とき、センターワイヤブラシ２４）は役割を終え、その
回転駆動は停止する。このように、ワイヤブラシ（２７
）を鏡板（３α）の中心部から外方に向け順次半径を増
大させ、パイプ（３）の側面に至るまで洗浄を行う。こ
のとき、ワイヤブラシ翰の中心は、常に鏡板センサー四
の軌跡、詳しくは、牙ｌアーム［有］の中心軸点を中心
とした円上を移動する鏡板センサーＣ９の軌跡上を追従
させるので、鏡板（３α）の洗浄ムラがなく、鏡板は同
心状の輪の広がりにそって洗浄せしめられる。

鏡板（Ｊα）面の洗浄が上述のように行われ、一本のワ
イヤブラシ（５）の側面部が、シリンダ（ハ）の伸長作
用にてパイプ（３）の側壁面に圧接され、この圧接力が
設定圧力値を超えると、コンピュータの信号により、り
四−ラ（１）がワイヤブラシ（２７）の長さを超えない
長さだけ役退し、パイプ（３）の側壁面の洗浄を行う。

この操作を順次繰り返し、パイプ（３）の開口端までの
洗浄が完了すると、シリンダ□□□が再び縮少し、リン
ク作用によりワイヤブラシ（資）を中心部に目視させる
とともに、油圧揺動モータ（２７Ｊ、各油圧モータ（２
ｇｌの駆動を停止し、クローラ［１）は再びフォークリ
フトＧＤ上に移乗せしめられ、全ての作業は終了するっ
この間パイプ規模により時間差はあるが、大体３Ｏ−Ｉ
ＩＯ分程度である。

〔効　　果〕

このように本発明によれば、次のような効果が得られる
。

（ａ）装置全体がシボット構造であるため、鏡板を有す
るパイプ内面の洗浄が無人化でき、従来技術のように作
業者に危険を及ぼすことなく、省力化、洗浄効率の大巾
な同上が計りうる。

（ｂ）機体全体が、クローラと案内転子間に支持される
ので、装置のパイプ内での走行安定性がよく、洗浄ムラ
がない。

（ｃ）　　ｉ／アームの回転中心軸を中心とした円軌跡
上を、鏡板センサーとワイヤブラシの中心が公転し、ワ
イヤブラシが自転するので、洗浄ムラがなく、鏡板が、
その中心から外方に広がる同心状の輪の広がりで洗浄さ
れるため、効率のよい洗浄がなしうる。

【図面の簡単な説明】

＞ｉ図は説明図、矛２図は装置のパイプ内姿勢を示す説
明図、】・３図は装置の一部切欠側面図。 矛ダ図は同上正面図、第３図はワイヤブラシと鏡板セン
サーの軌跡を示す説明図、牙６図及び矛り図はワイヤブ
ラシ、鏡板センサーの対応を示す説明図である。 （１）・・・クローラ、（２）・・・台座、（３）・・
・パイプ、（３α）・・・鏡板、（４）・・・機体、（
５）・・・動力装置、　（６１、（７１・・・内筒。 （８）　、、　（９１・・・外筒、α〔、αυ・・・ピ
ニオン、、（１２）・・・外筒、ａ３）・・・案内転子
、α枦・・内筒、　（１５）・・・ビニオン、α６１．
（ｌで。 ０υ・・・スプロケット、ｕｌ−・・チェノ、（２Ｑ・
・・スブロケツ）、α２１）・・・超音波センサー、（
２り・・・油圧揺動モータ。 ■・・・２ｔアーム、　（２４）・・・センターワイヤ
ブラシ、２５１・・・第２アーム、（イ）・・・油圧モ
ータ、　（２７）・・・ワイヤブラシー、（淘・・・第
３アーム、＠・・・鏡板センサー、（７）・・・保護カ
バー、６υ・・・連結板、　（３２１・・・連杆、（ト
）・・・シリンダ。 Ｃ３，１＋・・・連杆、田・・・回転軸、０６）・・・
−スイベルジヨイント。 Ｃ３η・・・フォークリフトトラック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）最深部が鏡板で閉塞された長尺パイプ内を進退す
   るクローラを備えた台座上に、先端に、互いに対称的な
   軌跡上で回転し、かつ、クローラの進退軸線方向と平行
   な一対のワイヤブラシ及びセンターワイヤブラシを設け
   た機体を昇降可能に搭載せしめ、 （ｂ）機体の上部に、被洗浄パイプの開口内側端を検知
   し、クローラを一時停止させる超音波などのセンサーを
   設けるとともに、このセンサーの検知信号により、パイ
   プの天壁内面に機体に設けた案内転子を圧接し、この案
   内転子と上記台座との中間に機体を上昇させ、かつ、上
   記センターワイヤブラシをパイプの中心軸線に適合させ
   る駆動機構を機体に設け、 （ｃ）上記一対のワイヤブラシを、機体に中心が軸支さ
   れ、１８０°範囲を往復回動する第１アームの両端に対
   して一端が軸支され、而も中心部から外方に向け夫々対
   称的に移動する第２アームの先端に回転駆動可能に軸着
   せしめ、 （ｄ）この第２アームの他端に、短尺の第３アームの一
   端を軸支し、この第３アームの他端に、夫々ワイヤブラ
   シの軸線と平行で、かつ、先端が上記ワイヤブラシの先
   端より若干内方に位置し、而も、パイプ鏡板に接してワ
   イヤブラシの回転を開始させる伸縮可能な鏡板センサー
   を設け、（ｅ）上記第３アームの他端と上記第１アーム
   の端部とを連杆にて接続し、両ワイヤブラシの回転軸が
   、第１アームの中心回転軸を中心として画く軌跡上に、
   上記鏡板センサーが常時位置するように構成し、 （ｆ）上記一対のワイヤブラシのパイプ側壁に対する圧
   接力が、設定値を超えた信号により、上記クローラがワ
   イヤブラシの長さを超えないストローク範囲で、間欠的
   に後退するよう構成せしめたことを特徴とするパイプ自
   動洗浄装置。