JP6534199B2 - 煙突内検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、煙突の内部を検査する装置及び方法に関する。

煙突の内壁の検査は、旧来、煙突の頂部や点検口からの目視にて行っていた。しかし、目視では、煙突の内径や高さ等によって確認できない箇所が出来る。また、目視であるため、記録の信頼性が低い。その対策として、例えば特許文献１では、耐熱容器内に４台のテレビカメラを設置し、煙突の内壁を４方向から撮影して録画している。

特許第５３０６０１９号公報

特許文献１の装置は、大掛かりであり、重量も重い。そのため、人力で持ち上げるのは不可能であり、大型クレーンで煙突の頂部まで吊り上げて煙突の内部に吊り降ろす必要があった。したがって、近くに大型クレーンを設置できない場所では使用することができなかった。また大型であるため、小径の煙突には挿入不能であった。

前記問題点を解決するために、本発明装置は、煙突の内部を検査する煙突内検査装置であって、
前記煙突内に吊り降し可能なカメラヘッドと、
前記煙突の外部に配置されるとともに前記カメラヘッドと有線接続されたコントローラと、
を備え、
前記カメラヘッドが、吊り力受け部を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に支持されるとともに少なくとも側方及び下方を撮影可能かつ撮影方向可変のカメラと、前記カメラの撮影方向を変更するカメラ駆動部とを含み、
前記コントローラが、前記カメラからの撮影画像をモニタに表示させる表示処理部と、前記カメラ駆動部を遠隔操作する遠隔操作部とを含むことを特徴とする。

この煙突内検査装置によれば、特許文献１等の従来の煙突内検査装置と比べ、カメラの数を少なくでき、カメラヘッドをコンパクト化及び軽量化できる。したがって、小径の煙突にも確実に挿入できる。その一方で、カメラを撮影方向可変とすることによって、カメラの数が少なくても、煙突内の観察したい方向又は箇所を確実に観察することができ、検査の信頼性を確保できる。
また、カメラヘッドとコントローラとを有線接続することによって信号の伝送不良（通信不良）が起きるのを確実に防止でき、煙突内の観察やカメラヘッドの制御を支障なく確実に行うことができるだけでなく、カメラヘッドに無線送受信機を積み込む必要が無く、カメラヘッドを一層コンパクト化及び軽量化できる。
したがって、カメラヘッドを作業者が持って煙突に上がる等、取扱いを容易化でき、煙突内検査を簡易に行うことができる。この結果、施工期間を短縮でき、施工コストを低廉化できる。

前記カメラが、前記ヘッド本体に対して鉛直軸線及び水平軸線のうち少なくとも鉛直軸線のまわりに回転可能であることが好ましい。これによって、カメラヘッドを確実に撮影方向可変にできる。また、カメラヘッドの側方の煙突内壁を周方向にわたって撮影でき、検査の信頼性を高めることができる。
ここで、鉛直軸線は、吊り下げられたカメラヘッドが中立位置（揺れていないときの位置又は揺れの中心の位置）にあるときほぼ鉛直を向く軸線であり、厳密な鉛直に限られず、鉛直に対して多少（例えば２０°程度以内）傾いていてもよい。また、水平軸線は、前記中立位置でほぼ水平を向く軸線であり、厳密な水平に限られず、水平に対して多少（例えば２０°程度以内）傾いていてもよい。

前記煙突内における前記カメラヘッドの挿入深度を計測する深度計を備え、
前記表示処理部が、前記計測した挿入深度を前記撮影画像と共に前記モニタに表示することが好ましい。
これによって、モニタに表示された画像が、煙突内のどの高さのものであるかを簡単に判別でき、検査の効率を高めることができる。

また、本発明方法は、煙突の内部を検査する煙突内検査方法であって、
少なくとも側方及び下方を撮影可能かつ撮影方向可変のカメラを搭載したカメラヘッドを煙突の頂部から内部に吊り降ろし、
前記カメラによって煙突の内部を撮影し、
前記煙突の外部において前記カメラの撮影画像をモニタに表示するとともに、前記カメラヘッドと有線接続したコントローラによって前記カメラの撮影方向を遠隔制御することを特徴とする。
これによって、カメラヘッドをコンパクト化及び軽量化して、小径の煙突にも確実に挿入できる。また、カメラヘッドを作業者が持って煙突に上がることができる等、取扱いを容易化できる。これによって、煙突内検査を簡易に行うことができる。この結果、施工期間を短縮でき、施工コストを低廉化できる。しかも、煙突内の観察したい方向又は箇所を確実に観察することができ、検査の信頼性を確保できる。

煙突内において前記カメラにて下方を撮影しながら前記カメラヘッドを間欠的に下降させ、かつ、下降を停止する度に、前記カメラを前記カメラヘッドに対して鉛直な軸線まわりに回転させながら側方を撮影することが好ましい。
これによって、煙突内を隈なく観察できる。また、下降時には下方を撮影することによって、カメラヘッドより下側の煙突の内部の概要を把握できるとともに、煙突内に障害物が有った場合、カメラヘッドがその障害物に当たるのを回避できる。

本発明によれば、煙突内を撮影するカメラヘッドをコンパクト化及び軽量化して、煙突内検査を簡易に行うことができる。また、煙突内の観察したい方向又は箇所を確実に観察することができ、検査の信頼性を確保できる。

図１は、本発明の第１実施形態を示し、煙突内検査装置によって比較的低い煙突の内部を検査する様子を概略的に示す側面図である。 図２（ａ）は、前記煙突内検査装置のカメラヘッドの正面図である。図２（ｂ）は、前記カメラヘッドの内部構造を解説的に示す側面図である。図２（ｃ）は、前記カメラヘッドの底面図である。 図３は、本発明の第２実施形態を示し、煙突内検査装置によって比較的高い煙突の内部を検査する様子を概略的に示す側面図である。 図４は、本発明の第３実施形態を示し、煙突内検査装置によってビル用の煙突の内部を検査する様子を概略的に示す側面図である。 図５は、本発明の第４実施形態であり、同図（ａ）は、カメラの内部構造の変形例を示す側面図である。同図（ｂ）は、カメラの内部構造の他の変形例を示す側面図である。 図６は、本発明の第５実施形態であり、同図（ａ）は、カメラヘッドの変形例を示す正面図である。同図（ｂ）は、同図（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿う側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図２は、本発明の第１実施形態を示したものである。図１に示すように、第１実施形態では、比較的低い煙突９Ｌを煙突内検査装置１によって検査している。煙突９Ｌの高さは、例えば数十ｍ以下である。煙突内検査装置１は、カメラヘッド１０と、コントローラ２０とを備えている。カメラヘッド１０は煙突９Ｌの内部に挿入される。コントローラ２０は、煙突９Ｌの外部に配置される。

詳述すると、図２に示すように、カメラヘッド１０は、ヘッド本体１１と、カメラ１２と、カメラ駆動部１３を含み、軸線Ｌ_１を鉛直に向けた筒状になっている。カメラヘッド１０の直径は、例えば１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度であり、好ましくは１５０ｍｍ程度である。したがって、カメラヘッド１０は、内径２００ｍｍ程度以上の煙突９Ｌであれば十分に挿入可能である。カメラヘッド１０の軸長は、例えば３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度であり、好ましくは３５０ｍｍ〜４００ｍｍ程度である。カメラヘッド１０の重量は、数ｋｇであり、例えば３ｋｇ〜５ｋｇ程度である。

図２に示すように、ヘッド本体１１は筒状になっている。ヘッド本体１１の上面部には、アイボルト１１ｂ（吊り力受け部）及びケーブルコネクタ１１ｃが設けられている。図１に示すように、アイボルト１１ｂには、スイベルフック３２（回転力縁切り手段）を介して吊りケーブル３０の先端部が繋止されている。吊りケーブル３０は、地上Ｆに設置したウィンチ３１から繰り出されている。この吊りケーブル３０によってカメラヘッド１０が吊り下げられた状態で煙突９Ｌ内に差し入れられている。

ヘッド本体１１の下側部にカメラ１２が支持されている。カメラ１２は、ヘッド本体１１よりも少し小径の筒状になっており、ヘッド本体１１から下方へ突出されている。カメラ１２は、ヘッド本体１１に対して軸線Ｌ_１のまわりに３６０°回転可能になっている。

図２に示すように、カメラ１２は、２つの対物レンズ１２ａ，１２ｂと、切り替え手段１２ｃと、撮像素子１２ｄを有している。図２（ａ）に示すように、側方視対物レンズ１２ａは、カメラ１２の外周面の一箇所に設けられている。図２（ｃ）に示すように、下方視対物レンズ１２ｂは、カメラ１２の下端面に設けられている。したがって、カメラ１２は側方及び下方を撮影できる。しかも、軸線Ｌ_１のまわりに回転されることによって、側方を全周にわたって撮影できる。要するに、カメラ１２は、撮影方向可変になっている。
各対物レンズ１２ａ，１２ｂの周囲には、ＬＥＤからなる照明１４が設けられている。

図２（ｂ）に示す切り替え手段１２ｃは、例えば反射鏡などの光学素子や、この光学素子や撮像素子１２ｄを動かす移動機構や遮断器などの機械素子にて構成されている。この切り替え手段１２ｃによって、側方視対物レンズ１２ａ及び下方視対物レンズ１２ｂのうち何れか一方からの入射光が選択され、他方からの入射光は遮断される。選択された入射光が撮像素子１２ｄに結像される。撮像素子１２ｄは、例えばＣＣＤにて構成され、結像した光を電気信号に変換する。

図２（ｂ）において簡略的に図示するが、カメラ駆動部１３は、光学系駆動部１３ａ、切り替え駆動部１３ｃ、回転駆動部１３ｆ等を含む。光学系駆動部１３ａの駆動によってカメラ１２のフォーカス、ズーム、アイリス等の各種カメラ機能が調節される。また、切り替え駆動部１３ｃの駆動によって切り替え手段１２ｃが操作され、撮像素子１２ｄに結像される入射光が切り替わり、ひいては側方視と下方視が切り替わる。回転駆動部１３ｆは、モータ及び回転力伝達機構を含む。回転力伝達機構は、歯車、チェーン、ベルト・プーリ等にて構成され、モータの回転トルクをカメラ１２に伝達する。これによってカメラ１２を鉛直軸線Ｌ_１まわりに回転駆動させることができる。

さらに、カメラ１２には方位計１５が格納されている。方位計１５は、磁気センサにて構成され、地磁気を検知するとともにこの地磁気に対するカメラ１２の向き（方位）に応じた電気信号を出力する。

図１に示すように、コントローラ２０は、地上Ｆに設置されている。コントローラ２０には、表示処理部２２、遠隔操作部２３、及び電源回路２６等が格納されている。また、コントローラ２０には、モニタ２９が付設されている。表示処理部２２がモニタ２９に接続されている。遠隔操作部２３は、マイコン等を含む処理回路のほか、コントローラ２０の操作盤に設けられた各種操作ツマミ２３ａ，２３ｃ，２３ｆ等を含む。光学系操作ツマミ２３ａは、光学系駆動部１３ａの遠隔操作に用いられる。切り替え操作ツマミ２３ｃは、切り替え駆動部１３ｃの遠隔操作に用いられる。回転操作ツマミ２３ｆは、回転駆動部１３ｆの遠隔操作に用いられる。電源回路２６は、外部電源（図示せず）に接続され、外部電源から電力を受けるとともに、煙突内検査装置１の各電気要素へ電力を供給する。

カメラヘッド１０とコントローラ２０とは、信号ケーブル４０を介して有線接続されている。信号ケーブル４０の煙突９Ｌ側の端部には先端コネクタ４１が設けられ、この先端コネクタ４１がカメラヘッド１０のケーブルコネクタ１１ｃに着脱可能に接続されている。信号ケーブル４０の地上Ｆ側の端部には基端コネクタ４２が設けられ、この基端コネクタ４２がコントローラ２０に着脱可能に接続されている。詳細な図示は省略するが、信号ケーブル４０には、撮像素子１２ｄからの画像信号を表示処理部２２へ伝送する画像信号線、遠隔操作部２３からの操作信号をカメラ駆動部１３等へ伝送する操作信号線、方位計１５の方位計測信号をコントローラ２０へ伝送する方位信号線、電源回路２６からの電力をカメラ駆動部１３や照明１４等へ供給する電力線等が収容されている。

更に、図１に示すように、地上Ｆ（煙突９Ｌの外部）には、深度計５０が設置されている。深度計５０は、プーリ５１と、回転量計測部５２とを有している。プーリ５１に信号ケーブル４０の中途部が掛け回されている。信号ケーブル４０の繰り出しに応じてプーリ５１が回転される。回転量計測部５２は、プーリ５１の回転量を計測してその計測値をコントローラ２０に入力する。プーリ５１の回転量は、煙突９Ｌ内におけるカメラヘッド１０の挿入深度（煙突９Ｌの頂部からカメラヘッド１０までの距離）と相関する。

煙突内検査装置１によって煙突９Ｌの内壁の検査する方法を説明する。
＜準備工程＞
まず、煙突９Ｌの外側に足場（図示省略）を組む。この足場の上部に作業台９３を設置する。この作業台９３上に吊り架台９１を組んで煙突９Ｌの頂部上に架け渡す。なお、作業台９３は、昇降可能なゴンドラであってもよい。また、煙突９Ｌの頂部付近の外周部にデッキが一体に設けられている場合は、このデッキを作業台９３として利用できる。
煙突９Ｌの内部には、４つ（複数）の目印ケーブル４を周方向に間隔をあけてほぼ鉛直に張り渡す。４つの目印ケーブル４は、互いに色が異なっており、煙突９Ｌ内の向き（方位）の目印となる。

次いで、カメラヘッド１０を地上Ｆから煙突９Ｌの頂部まで上げる。カメラヘッド１０は、軽量かつ小型であるから、ゴンドラ等で十分に運搬可能である。或いは、作業者がカメラヘッド１０を持って足場を昇ることもできる。したがって、クレーンを用いる必要が無い。よって、煙突内検査装置１は、クレーンを設置するのが困難な場所にある煙突９Ｌに対しても適用することができる。

また、信号ケーブル４０の先端部を煙突９Ｌの頂部まで上げて、先端コネクタ４１をカメラヘッド１０のケーブルコネクタ１１ｃに接続する。地上Ｆにはコントローラ２０を設置し、これに基端コネクタ４２を接続する。さらに、ウィンチ３１から吊りケーブル３０を繰り出す。この吊りケーブル３０の先端部を煙突９Ｌの頂部まで上げて、吊り架台９１の滑車９２に掛け回すとともに、スイベルフック３２を介してカメラヘッド１０のアイボルト１１ｂに繋止する。これによって、カメラヘッド１０を吊り下げる。

＜検査工程＞
煙突９Ｌ内の検査は、複数の作業者Ａ１〜Ａ５等によって行う。なお、図１において、作業者Ａ１は、カメラヘッド１０の降下に伴って信号ケーブル４０を煙突９Ｌ内に挿し入れる係りであり、作業者Ａ２は、連絡係りであり、作業者Ａ３は、ウィンチ３１の操作係りであり、作業者Ａ４は、コントローラ２０によってカメラ１２を遠隔操作する係りであり、作業者Ａ５は補助者である。

これら作業者Ａ１〜Ａ５等の連携によって、ウィンチ３１を動かして吊りケーブル３０を繰り出すことで、カメラヘッド１０を下降させて煙突９Ｌの頂部から煙突９Ｌの内部に挿し入れる。カメラヘッド１０は小径でコンパクトであるから、内径の小さい小型の煙突９Ｌにも確実に挿入することができる。

そして、カメラ１２によって煙突９Ｌの内壁を撮影する。側方視対物レンズ１２ａによってカメラヘッド１０の側方の煙突内壁を撮影できる。このとき、回転操作ツマミ２３ｆによって回転駆動部１３ｆを遠隔操作することにより、カメラ１２を軸線Ｌ_１まわりに回転させて撮影方向を周方向に変更できる。これによって、側方を周方向の広範囲にわたって撮影でき、更には全周にわたって撮影できる。

また、下方視対物レンズ１２ｂによってカメラヘッド１０よりも下方の煙突内部を撮影できる。カメラ１２は側方視と下方視との間でも撮影方向可変である。側方視と下方視を切り替える際は、切り替え操作ツマミ２３ｃによって、切り替え駆動部１３ｃを介して、切り替え手段１２ｃを遠隔操作する。これによって、側方視対物レンズ１２ａ及び下方視対物レンズ１２ｂのうち入射光を取り込むレンズが選択される。選択された入射光が撮像素子１２ｄによって電気信号（撮像信号）に変換される。したがって、１つの撮像素子１２ｄによって側方視と下方視の両方に対応できる。

前記撮像信号は、信号ケーブル４０を伝ってコントローラ２０の表示処理部２２に入力される。表示処理部２２は、この撮像信号をビデオ信号に変換してモニタ２９に出力する。これによって、カメラ１２による煙突９Ｌ内の撮影画像（映像）をモニタ２９によってリアルタイムに観察できる。そして、モニタ２９の画像を見ながら、光学系操作ツマミ２３ａによって光学系駆動部１３ａを遠隔操作することによって、カメラ１２のフォーカス、ズーム、アイリス等を調節できる。したがって、煙突９Ｌ内の観察したい箇所の画像を確実に、かつ鮮明に撮ることができ、検査精度を向上できる。
煙突９Ｌ内が暗くても、照明１４をつけることによって確実に撮影できる。なお、ＬＥＤからなる照明１４は指向性が高いから、補助ランプや照射光散乱材を設けて照明範囲を広げてもよい。

好ましくは、下方視対物レンズ１２ｂによって下方を撮影しながらカメラヘッド１０を下降させ、かつ、ある高さだけ下降したら、そこで下降を止める。そして、カメラ１２を回転させながら側方視対物レンズ１２ａによって側方を撮影する。この操作を繰り返す。これによって、煙突９Ｌ内を隈なく確実に観察できる。下降のピッチは、例えば１ｍ〜１０ｍ程度であり、好ましくは５ｍ程度である。下降時には下方を撮影することによって、煙突９Ｌ内に障害物が有った場合、カメラヘッド１０がその障害物に当たるのを回避できる。また、下方視の画像にはカメラヘッド１０より下側の煙突９Ｌの内壁の全周が入るから、煙突９Ｌの内部の概要を把握することができる。

カメラヘッド１０の下降に伴って、信号ケーブル４０が繰り出され、プーリ５１が回転する。この回転量が回転量計測部５２にて計測されてコントローラ２０に入力される。コントローラ２０は、この計測回転量に基づいて、カメラヘッド１０の煙突９Ｌ内への挿入深度（煙突９Ｌの頂部からカメラヘッド１０までの距離）を算出する。算出した挿入深度は、撮影画像と共にモニタ２９に表示できる。これによって、その撮影画像が、煙突９Ｌ内のどの高さのものであるかを簡単に判別でき、検査の効率を高めることができる。

また、方位計１５によってカメラ１２の向きが検知される。この方位検知信号が信号ケーブル４０を介してコントローラ２０に入力される。コントローラ２０は、検知した方位をも、撮影画像と共にモニタ２９に表示する。これによって、撮影画像の向き（方位）を簡単に判別できる。側方視においては、煙突９Ｌ内のどの周方向位置を撮っているかを簡単に判別できる。これによって、検査効率を一層高めることができる。

好ましくは、撮影画像をＤＶＤ等の記憶媒体に記憶させる。これによって、検査の信頼性を確保できる。より好ましくは、前記挿入深度や方位をも撮影画像と一緒に記憶させておく。

煙突内検査装置１によれば、特許文献１等の従来の煙突内検査装置と比べ、カメラ１２の数を少なくすることで、カメラヘッド１０をコンパクト化及び軽量化できる。
その一方で、カメラ１２を撮影方向可変とすることによって、カメラ１２の数が少なくても、煙突９Ｌ内の観察したい方向又は箇所を確実に観察することができる。さらには、カメラ１２の撮影方向を３６０°にわたって可変にすることによって、カメラ１２の数が１つだけであっても、煙突９Ｌ内の任意の方向を観察することができる。これによって、検査の信頼性を高めることができる。
また、スイベルフック３２によって、吊りケーブル３０とヘッド本体１１との間で回転力又は捩り力が伝達されるのを遮断できる。これによって、ヘッド本体１１の向きを安定させることができる。したがって、カメラ１２を所望の方向に容易に向けることができ、所望箇所の観察を確実に行うことができる。

また、煙突内検査装置１によれば、カメラヘッド１０とコントローラ２０とを信号ケーブル４０によって有線接続することによって、撮影信号や操作信号をカメラヘッド１０及びコントローラ２０どうし間で確実に伝送でき、通信不良が起きるのを確実に防止できる。したがって、煙突９Ｌ内の観察やカメラヘッド１０の制御を支障なく確実に行うことができる。しかも、有線接続とすることによって、カメラヘッド１０に無線送受信機を積み込む必要が無く、カメラヘッド１０を一層コンパクト化及び軽量化でき、かつ設備コストを低減できる。
さらには、信号ケーブル４０を介して外部からカメラヘッド１０に電力供給できるから、カメラヘッド１０にバッテリーを積み込む必要がなく、より一層のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。かつ照明１４としてＬＥＤを用いることで、一層確実にコンパクト化及び軽量化できる。
したがって、前述したように、カメラヘッド１０を作業者が持ったりゴンドラに積んだりして煙突９Ｌの頂部まで簡単に運べる等、取扱いを容易化でき、煙突内検査を簡易に行うことができる。この結果、施工期間を短縮でき、施工コストを低廉化できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、比較的高い煙突９Ｈを煙突内検査装置１にて検査している。煙突９Ｈの高さは、例えば百ｍ超〜数百ｍである。煙突９Ｈの外側には、複数のマスト状足場９４が鉛直に組まれている。これらマスト状足場９４には、昇降作業台９５（ワークプラットホーム）が昇降可能に設置されている。この昇降作業台９５にコントローラ２０及びウィンチ３１を搭載する。コントローラ２０及びウィンチ３１は、昇降作業台９５に余裕をもって搭載可能な大きさ及び重量である。そして、昇降作業台９５を上昇させることによって、昇降作業台９５ひいてはコントローラ２０及びウィンチ３１を煙突９Ｈの頂部近くに配置する。これによって、高い煙突９Ｈであっても、吊りケーブル３０及び信号ケーブル４０の必要長さを、地上Ｆから吊りケーブル３０及び信号ケーブル４０を繰り出す場合よりも短くできる。
なお、深度計５０は、煙突９Ｈの頂部の縁に設けられているが、作業台９３又は９５に設けてもよい。

第２実施形態においても、下方視対物レンズ１２ｂによって下方を撮影しながらカメラヘッド１０を間欠的に下降させ、かつ、下降を停止するたびに、カメラ１２を回転させながら側方視対物レンズ１２ａによって側方を撮影することが好ましい。下降ピッチは、例えば１ｍ〜１０ｍ程度、好ましくは５ｍ程度である。また、煙突９Ｈ内の挿入深度などに応じて下降のピッチを変えてもよい。

図４は、本発明の第３実施形態を示したものである。この実施形態では、ビル９６（建物）に付属した煙突９Ｂを煙突内検査装置１にて検査している。煙突９Ｂは、ビル９６の内部から立ち上がり、又は外壁に沿って立設されるとともに、屋上９６ａから上へ突出されている。この場合、屋上９６ａに足場９７を煙突９Ｂに沿うように構築する。この足場９７を利用して、煙突９Ｂの頂部に水平ガイド９８を設置する。

また、カメラヘッド１０、コントローラ２０及び深度計５０等を屋上９６ａまで搬送する。搬送は、ビル９６のエレベータを使って簡単に行なうことができる。さらに、カメラヘッド１０については、足場９７を使って煙突９Ｂの頂上近くまで上げる。カメラヘッド１０は軽量かつ小型であるため、人手で簡単に持ち運ぶことができる。

そして、水平ガイド９８から信号ケーブル４０の先端部を煙突９Ｂ内に向けて垂らすとともに、先端コネクタ４１にカメラヘッド１０のケーブルコネクタ１１ｃを連結する。この信号ケーブル４０によってカメラヘッド１０を吊った状態で支持する。したがって、第３実施形態においては、ケーブルコネクタ１１ｃが吊り力受け部となる。信号ケーブル４０には耐張力ワイヤが内蔵されており、カメラヘッド１０の荷重（数ｋｇ）を十分に負担し得る引張強度を有している。したがって、吊りケーブル３０は不要である。また、スイベルフック３２に代えて、複数の回り止めロープ５をアイボルト１１ｂに繋止するとともに、これら回り止めロープ５を煙突９Ｂの頂部の互いに異なる周方向位置へ向けて張り渡す。これによって、ヘッド本体１１を回り止めできる。

その後、信号ケーブル４０を繰り出すことによって、カメラヘッド１０を下降させながら煙突９Ｂの内部を撮影する。通常、ビル用の煙突９Ｂの直径は２００ｍｍ程度であるが、カメラヘッド１０はこれよりも十分に小径にできる。したがって、カメラヘッド１０を煙突９Ｂ内に支障なく挿入できる。

図５に示す第４実施形態は、カメラ１２の内部構造の変形例に係る。図５（ａ）に示す変形例では、カメラ１２の内部に、各対物レンズ１２ａ，１２ｂに対応する２つの撮像素子１２ｄ，１２ｄと、信号切り替え手段１２ｅとが設けられている。信号切り替え手段１２ｅによって２つの撮像素子１２ｄ，１２ｄからの撮像信号の何れか一方が選択される。選択された撮像信号が、図１等に示す信号ケーブル４０によってコントローラ２０へ伝送される。これによって、モニタ２９において、側方視と下方視を切り替えて表示することができる。コントローラ２０の切り替え操作ツマミ２３ｃによって、切り替え駆動部１３ｃを介して信号切り替え手段１２ｅを遠隔操作することによって、前記側方視と下方視の切り替えを行うことができる。

図５（ｂ）に示す変形例では、カメラ１２の内部に、各対物レンズ１２ａ，１２ｂに対応する２つの撮像素子１２ｄ，１２ｄが設けられる一方、切り替え手段１２ｃ，１２ｅ及び切り替え駆動部１３ｃは省略されている。これによって、２つの撮像素子１２ｄ，１２ｄからの画像信号が、同時併行して、信号ケーブル４０によってコントローラ２０へ伝送される。詳細な図示は省略するが、信号ケーブル４０には、２つの撮像素子１２ｄ，１２ｄに対応して、２つの画像信号線が収容されている。これによって、側方視の画像と下方視の画像の両方を同時にモニタ２９に表示させることができる。なお、コントローラ２０に画像切り替え手段を設けることによって、側方視の画像と下方視の画像の何れか一方を選択して、モニタ２９に表示させるようにしてもよい。

図６に示す第５実施形態は、カメラヘッドの変形例に係る。このカメラヘッド６０は、ヘッド本体６１と、カメラ６２とを備えている。ヘッド本体６１の上端部には、アイボルト１１ｂ及びケーブルコネクタ１１ｃが設けられている。ヘッド本体６１の内部にはカメラ駆動部１３が格納されている。ヘッド本体６１の周側部には補助照明６４Ａが設けられている。補助照明６４Ａは、例えばハロゲンランプにて構成されている。

ヘッド本体６１の下方に連結機構６３を介してカメラ６２が設けられている。カメラ６２の先端面に対物レンズ６２ａが設けられている。対物レンズ６２ａのまわりには、複数の照明６４が設けられている。照明６４は、ハロゲンランプ又はＬＥＤにて構成されている。第５実施形態における対物レンズ６２ａの数は１つである。したがって、カメラ６２には切り替え手段１２ｃが設けられていない。また、カメラ駆動部１３には切り替え駆動部１３ｃが設けられていない。さらに図示は省略するが、コントローラ２０の切り替え操作ツマミ２３ｃは不要である。

連結機構６３は、回転盤６３ａと、一対の支持脚部６３ｂ，６３ｂとを含む。回転盤６３ａは、ヘッド本体６１の底部に配置されるとともに、鉛直な軸線Ｌ_１まわりに３６０°回転可能になっている。この回転盤６３ａから一対の支持脚部６３ｂ，６３ｂが垂下されている。支持脚部６３ｂ，６３ｂは、軸線Ｌ_１と直交する水平な軸線Ｌ_２に沿って対向している。これら支持脚部６３ｂ，６３ｂどうしの間にカメラ６２が挟持されている。回転盤６３ａが軸線Ｌ_１まわりに回転すると、これと一体になってカメラ６２も軸線Ｌ_１まわりに回転される。しかも、カメラ６２は、先端面が真下を向く位置（図６（ａ）の二点鎖線）を中心にして軸線Ｌ_２のまわりに１８０°回転可能になっている。したがって、カメラ６２は、連結機構６３を介して、ヘッド本体６１に対して２つの直交する軸線Ｌ_１，Ｌ_２のまわりに回転可能に連結されている。

詳細な図示は省略するが、カメラ駆動部１３の回転駆動部１３ｆは、内蔵モータの回転トルクを、回転盤６３ａの軸線Ｌ_１まわりの回転トルクと、カメラ６２の軸線Ｌ_２まわりの回転トルクとの一方に選択的に変換する変換機構を含む。前記変換機構を含むカメラ駆動部１３は、遠隔操作部２３（図１等参照）によって遠隔操作される。これによって、回転盤６３ａひいてはカメラ６２を軸線Ｌ_１のまわりに回転させたり、カメラ６２を軸線Ｌ_２のまわりに回転させたりできる。したがって、第５実施形態のカメラヘッド６０によれば、１つの対物レンズ６２ａ及び１つの撮像素子１２ｄによって撮影方向可変になっている。しかも、カメラヘッド６０より下側の半球領域内の任意の方向を撮影することができる。つまり、側方及び下方だけでなく、斜め下方向をも観察できる。
なお、回転駆動部１３ｆが、回転盤６３ａを軸線Ｌ_１まわりに回転させるモータと、カメラ６２を軸線Ｌ_２まわりに回転させるモータとを別々に有していてもよい。

片側の支持脚部６３ｂには方位計支持部６６が設けられている。方位計支持部６６は、支持脚部６３ｂから下方へ延びるとともに、下端部がＬ字状に折れ曲がった板形状になっている。この方位計支持部６６の下端部に方位計６５が上向きに支持されている。これによって、図６（ａ）の二点鎖線にて示すように、カメラ６２を下方へ向けると、カメラ６２の撮影領域内に方位計６５が入ることで、モニタ２９に方位計６５が映される。これによって、カメラヘッド６０の向きを確認できる。ひいては、煙突９Ｌ，９Ｈ，９Ｂのどの方向（方位）の内壁を見ているかを判別できる。

本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、カメラヘッドの構造は、適宜改変できる。
カメラの外周部に、複数の側方視対物レンズ１２ａ，１２ａ…を互いに周方向に間隔を置いて配置し、これら側方視対物レンズ１２ａ，１２ａ…への入射光の何れか１つを選択的に撮像素子１２ｄに結像させることで、周方向に撮影方向可変にしてもよい。この場合、カメラは、カメラヘッドに対して回転可能でなくてもよい。
なお、回転可能とする場合は、カメラが、ヘッド本体に対して鉛直軸線及び水平軸線のうち少なくとも鉛直軸線のまわりに回転可能であることが好ましい（第１実施形態等参照）。
カメラが、当該カメラより上側方向をも撮影できるようにしてもよく、水平方向及び鉛直方向のほぼ全方位にわたって撮影できるようにしてもよい。
第１実施形態等のカメラヘッド１０において、カメラ１２のヘッド本体１１に対する鉛直軸線Ｌ_１のまわりの回転可能範囲は、３６０°未満であってもよく、３６０°超であってもよい。

煙突の内壁を遠隔操作によって触診する遠隔触診部をカメラヘッドに付加してもよい。あるいは、超音波等で非破壊検査する検査部をカメラヘッドに付加してもよい。
途中に折れ曲がり部を有する煙突に対応するために、カメラヘッドに自走機構を付加してもよい。
吊りケーブル３０の捩じれ等によってカメラヘッド全体が回転するときは、カメラを、カメラヘッドの回転とは逆回りに回転させることで、周方向の定位置を観察するようにしてもよい。
複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、ビル用煙突９Ｂ以外の煙突９Ｌ，９Ｈにおいても、信号ケーブル４０にてカメラヘッド１０を吊り下げ支持することとし、吊りケーブル３０を省略してもよい。また、ビル用煙突９Ｂにおいても、カメラヘッド１０を吊りケーブル３０によって吊り下げ支持することにしてもよい。
検査対象の煙突の種類は、実施形態の煙突９Ｌ，９Ｈ，９Ｂに限られない。

本発明は、例えば煙突の内部を検査する検査システムに適用できる。

１ 煙突内検査装置
９Ｌ，９Ｈ，９Ｂ 煙突
１０ カメラヘッド
１１ ヘッド本体
１２ カメラ
１３ カメラ駆動部
２０ コントローラ
２２ 表示処理部
２３ 遠隔操作部
２９ モニタ
４０ 信号ケーブル
５０ 深度計
６０ カメラヘッド
６１ ヘッド本体
６２ カメラ
Ｌ_１ 鉛直軸線
Ｌ_２ 水平軸線

Claims (5)

1. 煙突の内部を検査する煙突内検査装置であって、
   前記煙突内に吊り降し可能なカメラヘッドと、
   前記煙突の外部に配置されるとともに前記カメラヘッドと有線接続されたコントローラと、
   を備え、
   前記カメラヘッドが、吊り力受け部を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に支持されるとともに少なくとも側方及び下方を撮影可能かつ撮影方向可変のカメラと、前記カメラの撮影方向を変更するカメラ駆動部とを含み、
   前記コントローラが、前記カメラからの撮影画像をモニタに表示させる表示処理部と、前記カメラ駆動部を遠隔操作する遠隔操作部とを含み、
   前記カメラの下端面には下方視対物レンズが設けられており、前記カメラヘッドには、該カメラヘッドの一側部から下方へ延びるとともに下端部がＬ字状に折れ曲がった板形状の方位計支持部が設けられ、前記方位計支持部の前記下端部の上面に方位計が上向きに支持されており、前記カメラの下方への撮影領域内に前記方位計が入ることを特徴とする煙突内検査装置。
2. 煙突の内部を検査する煙突内検査装置であって、
   前記煙突内に吊り降し可能なカメラヘッドと、
   前記煙突の外部に配置されるとともに前記カメラヘッドと有線接続されたコントローラと、
   を備え、
   前記カメラヘッドが、吊り力受け部を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に支持されるとともに少なくとも側方及び下方を撮影可能かつ撮影方向可変のカメラと、前記カメラの撮影方向を変更するカメラ駆動部とを含み、
   前記コントローラが、前記カメラからの撮影画像をモニタに表示させる表示処理部と、前記カメラ駆動部を遠隔操作する遠隔操作部とを含み、
   前記カメラが、前記ヘッド本体に対して鉛直軸線まわりに回転可能かつ水平軸線まわりに回転可能であり、前記カメラヘッドには、該カメラヘッドの一側部から下方へ延びるとともに下端部がＬ字状に折れ曲がった板形状の方位計支持部が設けられ、前記方位計支持部の前記下端部の上面に方位計が上向きに支持されており、前記カメラの下方への撮影領域内に前記方位計が入ることを特徴とする煙突内検査装置。
3. 前記煙突内における前記カメラヘッドの挿入深度を計測する深度計を備え、
   前記表示処理部が、前記計測した挿入深度を前記撮影画像と共に前記モニタに表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の煙突内検査装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の煙突内検査装置を用いて煙突の内部を検査する煙突内検査方法であって、
   前記煙突内検査装置のカメラヘッドを煙突の頂部から内部に吊り降ろし、
   前記カメラヘッドのカメラによって煙突の内部を撮影し、
   前記煙突の外部において前記カメラの撮影画像をモニタに表示するとともに、前記カメラヘッドと有線接続したコントローラによって前記カメラの撮影方向を遠隔制御し、
   前記カメラによって下方を撮影するとき、前記カメラヘッドから下方へ延びる板形状の方位計支持部のＬ字状に折れ曲がった下端部の上面に上向きに支持された方位計が撮影領域内に入ることを特徴とする煙突内検査方法。
5. 煙突内において前記カメラにて下方を撮影しながら前記カメラヘッドを間欠的に下降させ、かつ、下降を停止する度に、前記カメラを前記カメラヘッドに対して鉛直な軸線まわりに回転させながら側方を撮影することを特徴とする請求項４に記載の煙突内検査方法。

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