JPH0629642B2 - 炉壁検査ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボイラの定期検査等に用いる炉壁検査ロボッ
トに関するものである。

［従来の技術］ 従来、ボイラの定期検査は、炉壁に対して足場を設け、
該足場に人間が上がり、手作業により炉壁を構成する炉
壁管に対して超音波装置等を用いて肉厚検査及び探傷検
査等を行っていた。

しかし、上記手作業によるボイラの定期検査では、能率
が悪く且つ作業に危険が伴うという問題及び、足場の設
置及び撤去に時間が掛かるという問題があり、結果とし
てボイラの運転停止時間が長くなり、又検査費用が多大
になっていた。

そこで上記問題点を解決するために第６図に示すよう
に、検査用のツール３を操作するためのマニプレータ４
を備えたロボット本体５を設け、該ロボット本体５に複
数の電磁石１を備えた中央吸着部２を取付け、ロボット
本体５に対し電磁石１を備えた第一吸着部６を伸縮可能
なアーム７を用いて取付け、ロボット本体５の第一吸着
部６と反対側に電磁石１を備えた第二吸着部８を伸縮可
能なアーム７を用いて取付けて、第一吸着部６及び第二
吸着部８を適宜伸縮してロボット本体５を炉壁９に対し
て尺取り虫状に昇降移動させながらツール３を用いて炉
壁９の検査を行うようにした炉壁検査ロボットが提案さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の炉壁検査ロボットでは、昇降
方式が尺取り虫方式であるため炉壁９を連続的に移動す
ることができず、従って定期検査には依然として時間が
掛かり且つ炉壁９を接続的に検査する場合にはマニプレ
ータ４の操作が複雑化していた。

又、定期検査を行うボイラが例えば石炭焚きボイラのよ
うに炉壁９表面に灰等が付着している場合には確実に炉
壁９に吸着し得る保証がなかった。

本発明は上述の実情に鑑み、炉壁を連続的に移動して、
容易に且つ短時間のうちに炉壁全面の検査を行い得ると
共に、炉壁表面に灰等の付着物がある場合でも確実に炉
壁に吸着し得る炉壁検査ロボットを提供することを目的
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ボイラ天井壁の貫通孔から下ろした吊り部材
によりロボット本体を昇降可能に吊り下げると共に、該
ロボット本体のボイラ炉壁に対向する面に、ボイラ炉壁
表面の凹凸に対応する凹凸の吸着面を有すると共に、該
吸着面に摺動部材を埋設した電磁石を取付け炉壁検査ロ
ボットとしたものである。

［作 用］ 従って本発明では、電磁石を励磁してロボット本体をボ
イラ炉壁に吸着させ、吊り部材を引き上げると、ロボッ
ト本体は電磁石の吸着面に設けられた摺動部材の作用に
より、炉壁に吸着したまま上方に連続的に移動する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例の説明図である。

図示しないボイラ天井壁の貫通孔から図示しないウイン
チ等の巻上装置に巻取ったワイヤ110等の吊り部材を下
ろして該ワイヤ10でロボット支持用リフト11を昇降可能
に吊下げ、ロボット支持用リフト11にワイヤ12を用いて
ロボット本体13を水平位置調整可能に或いは更に昇降可
能に吊り下げる。

該ロボット本体13は、回転式ワイヤブラシ及びグライン
ダ等で構成されるデスラガー等のいわゆる炉壁クリーニ
ング装置14を備え、更に多軸アーム式のマニプレータ15
を複数（第１図では１基のみ図示している）備え、各マ
ニプレータ15にそれぞれ監視用モニターカメラや炉壁16
の肉厚等を測定するUT（超音波センサ）等のセンサ（UT
を用いた場合には併せてスプレーノズル及び水プール用
受け皿を）及び検査終了部にマーキングを施す装置等を
ツールとして取付け可能とする。

又、前記ボイラ天井壁の貫通孔からワイヤ17を用いて動
力ユニット及びコントロールユニット並びにデータ集録
装置等を搭載したメインリフト18を昇降可能に吊下げる
（尚、前記ロボット支持用リフト11及びロボット本体13
並びにメインリフト18にはそれぞれ図示しない近接セン
サ等を設けて互いの或いはボイラーのバーナ部等との接
触を防止している。）。

更に、地上部には中央コントロールユニット19及びユー
ティリティユニット20並びに集塵器及び排出ファン等か
ら成る廃棄物処理ユニット21を据付け、地上の中央コン
トロールユニット19及びユーティリティユニット20から
メインリフト18及びロボット本体13（或いはロボット本
体13に取付けられた各ツール例えば炉壁クリーニング装
置14）を介して地上の廃棄物処理ユニット21を結ぶケー
ブル、ホースライン22が設けられている。

更に、複数の炉壁管２３をフィン24で接続して構成され
る前記炉壁16にに対向するロボット本体13の面に対し、
ロボット本体13と炉壁16との間隔を一定に保ちつつ炉壁
16に沿って上下左右に摺動可能なディスタントプレート
25（例えば表面に柔い部材26を貼付けて炉壁16を保護す
るようにしている）をロボット本体13のコーナー部に取
付ける。

又、ロボッ本体13の上下部に水平方向に延びるスライド
溝27，28を設け、炉壁16に向けて延びる支柱29，30を固
着したシュー31，32を前記スライド溝27，28内部にそれ
ぞれ一組ずつ摺動自在に嵌め込み、水平方向に延びるス
リット33，34を有する部材35，36を用いて前記支柱29，
30をスリット33，34から突出せしめるよう前記スライド
溝27，28を閉止し、前記支柱29，30間に夫々ステー37，
38を架設し、前記部材35，36表面に水平方向のラック3
9，40を設けると共にステー37，38に図示しない駆動装
置により駆動可能なピニオン41，42をブラケットを介し
てラック39，40とピニオン41，42の両者が夫々噛合する
よう取付け、更にステー37，38に、炉壁16の表面に嵌合
する凹凸の吸着面43を有すると共に、該吸着面43にころ
或いはボールベアリング44等の摺動部材を埋設して炉壁
16の表面に沿って上下に摺動可能な電磁石45，46，47，
48を、該電磁石45，46，47，48が炉壁16に接触しない長
さのスプリング機構51を介して取付け、ピニオン41，42
の回転により電磁石45，46，及び47，48の組を別個にロ
ボット本体13に対し水平移動可能とする。

更に、ロボット本体13の中央部に図示しないロータリー
ジョイント及びバルブ機構によりエアーの注入排出が可
能な昇降案内用のタイヤ49を設ける。

尚、50は電磁石45乃至48のコイルである。

次に作動について説明する。ロボット本体13を炉壁16に
対して上昇する場合には、ロボット支持用リフト11にロ
ボット本体13を吊下げているワイヤ12の長さを、中央コ
ントロールユニット19からの指令により調整しロボット
本体13を水平にする。その後、電磁石45，46，47，48を
励磁してロボット本体13をスプリング機構51に逆って炉
壁16に吸着する。この際ロボット本体13の重量はワイヤ
10，12ににより支持しているため、電磁石45，46，47，
48の磁力は大きなものとする必要はない。

この状態でボイラ天井壁から下ろしたワイヤ10或いはワ
イヤ12の一方或は双方を巻き上げると、電磁石45，46，
47，48の吸着面43は、ボールベアリング44により容易に
炉壁16表面に吸着したまま摺動し、ロボット本体13はエ
アーを注入されたタイヤ49に案内され炉壁16に沿って上
昇する。このようにロボット本体13を一定速度で上昇さ
せながら（上昇距離はワイヤ10，12の巻き上げ長さから
測定し或いは定置カメラを設けて光学的に測定し、他方
被検査位置にマーキングを付けておき測定値とマーキン
グの双方を対照し得るようにする）ロボット本体13にマ
ニプレータ15を介して取付けた監視用のモニターカメラ
で監視しつつUT等のセンサを用いて炉壁管23及びフィン
24の検査を連続的に行う（バーナ部等はマニプレータ15
を延ばすことにより検査を行うことができる）。

ロボット本体13を水平方向に移動する場合には、タイヤ
49からエアーを排出してタイヤ49が炉壁管23に引掛らな
い状態にした後、第４図で示すように、先ず電磁石（4
5，46及び47，48）のそれぞれがロボット本体13の図中
左端に位置して炉壁16に吸着した状態から、電磁石47，
48の組を解磁してスプリング機構51により電磁石47，48
を炉壁16から引離し、離れた電磁石47，48の組をピニオ
ン42の時計方向回転によりロボット本体13の図中右端に
移動して励磁し電磁石47，48を再び炉壁16に吸着し、次
に同様の電磁石45，46の組をピニオン41の時計方向回転
によりロボット本体13の図中右側に移動して炉壁16に吸
着し、最後に電磁石（45，46及び47，48）が炉壁16に吸
着した状態で両方のピニオン41，42を反時計方向に回転
してロボット本体13を図中右側に移動する。

尚、電磁石45，46及び47，48の組の一方をロボット本体
3に水平移動可能に取付け他方を水平移動できないよう
に取付けても同様にロボット本体13を水平方向に移動さ
せることができる。

このように、昇降及び水平方向移動可能なロボット本体
13を用いて、例えば上下方向に数10m移動させながら炉
壁16の検査を行い、次に水平方向に数ピッチ移動させた
後上下方向に数10m移動させながら炉壁16の隣りの部分
の検査を行い、以後順次繰返して行くことにより炉壁16
全面を検査することができる。

第５図は本発明の更に他の実施例の説明図であり、第３
図と略同様の構成において、電磁石52，53，54をそれぞ
れスプリング機構51を介してスリーブ55，56，57を取付
け、各スリーブ55，56，57をシャフト58で貫通しシャフ
ト58の両端にストッパ59，60を取付けてスリーブ55，5
6，57をシャフト58に沿って別個に摺動可能とし、中央
のスリーブ56を連結部材61を用いてロボット本体13に固
定すると共に、連結部材61とスリーブ55間及びスリーブ
56とスリーブ57間をそれぞれピストンロッド62′，63′
を備えたシリンダ62，63で連結している。

又、図示しないロータリージョイント及びバルブ機構に
よりエアーの注入及び排出が可能な間隔保持及び昇降案
内用のタイヤ64，65，66をそれぞれスリーブ55，56，57
に回転自在に取付けている。

本実施例では、ロボット本体13の上昇は、第３図と同様
ワイヤ10，12の巻上げにより行うが、ディスタントプレ
ート25がなくスリーブ55，56，57に取付けたタイヤ64，
65，66が壁面反力を支持するのでよりスムーズに炉壁16
を上昇することができ、しかも各電磁石52，53，54に埋
設したボールベアリング44の寿命を延ばすことができ
る。

又、ロボット本体13を水平に移動させる場合には、電磁
石52，53，54を適宜励・解磁しこれに同調させてシリン
ダ62，63のピストンロッド62′，63′を適宜伸縮させる
ことにより電磁石52，53，54を順番に等ピッチずつ移動
して行く。この際タイヤ64，655，66は対応する電磁石5
2，53，54の移動を妨げないようその都度エアーを抜い
てしぼませるようにする。

尚、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、
ワイヤに代えてチェーン等を用い得ること、各電磁石の
吸着面に埋設したボールベアリング等の受ける壁面反力
を軽減してボールベアリング等の寿命を延ばすために各
電磁石にローラ等を併設しても良いこと、又タイヤ及び
ローラ等に駆動装置を設けて自力昇降可能にし得るこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更
を加え得ること等は勿論である。

［発明の効果］ 上記したように、本発明の炉壁検査ロボットによれば、
吊り部材によりロボット本体を昇降可能に吊下げると共
に、吸着面に摺動部材を埋設した電磁石をロボット本体
のボイラ炉壁に対向する面に取付けたことにより、ロボ
ット本体を容易且つ連続的に炉壁に沿って昇降させるこ
とができて連続的な炉壁検査を容易に行い得、その結果
として短時間のうちに炉壁の全面検査を行い得又、ロボ
ット本体の重量は吊り部材が支持しているので、炉壁表
面に灰等の付着物がある場合でも確実に炉壁に吸着し得
てしかも少ない吸着力で炉壁に吸着保持し得、ボイラ炉
壁表面の凹凸に対応する凹凸を有する吸着面を備えてい
るので、ボイラ炉壁に対する位置決め及び昇降時のガイ
ドを確実に行わせることができ、移動時の位置制御を容
易に行い得る等の種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は第１図の
ロボット本体の説明図、第３図は第２図のIII−III矢視
図、第４図はロボット本体の水平移動の説明図、第５図
は本発明の他の実施例の説明図、第６図は従来例の説明
図である。 図中10，12はワイヤ、11はロボット支持用リフト、13は
ロボット本体、16は炉壁、23は炉壁管、24はフィン、43
は吸着面、44ボールベアリング、45，46，47，48，52，
53，54は電磁石、62，63はシリンダを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラ天井壁の貫通孔から下ろした吊り部
   材によりロボット本体を昇降可能に吊り下げると共に、
   該ロボット本体のボイラ炉壁に対向する面に、ボイラ炉
   壁表面の凹凸に対応する凹凸の吸着面を有すると共に、
   該吸着面に摺動部材を埋設した電磁石を取付けたことを
   特徴とする炉壁検査ロボット。