特許第6621707号(P6621707)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6621707ポンプ点検方法、点検装置、ガイド部材及び治具
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6621707
(24)【登録日】2019年11月29日
(45)【発行日】2019年12月18日
(54)【発明の名称】ポンプ点検方法、点検装置、ガイド部材及び治具
(51)【国際特許分類】
   F04D 29/60 20060101AFI20191209BHJP
   F04D 29/52 20060101ALI20191209BHJP
   F04D 13/08 20060101ALI20191209BHJP
【FI】
   F04D29/60 D
   F04D29/52 A
   F04D13/08 R
【請求項の数】11
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2016-103335(P2016-103335)
(22)【出願日】2016年5月24日
(65)【公開番号】特開2017-210895(P2017-210895A)
(43)【公開日】2017年11月30日
【審査請求日】2018年11月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】230104019
【弁護士】
【氏名又は名称】大野 聖二
(74)【代理人】
【識別番号】230112025
【弁護士】
【氏名又は名称】小林 英了
(74)【代理人】
【識別番号】230117802
【弁護士】
【氏名又は名称】大野 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100106840
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 耕司
(74)【代理人】
【識別番号】100131451
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 理
(74)【代理人】
【識別番号】100167933
【弁理士】
【氏名又は名称】松野 知紘
(74)【代理人】
【識別番号】100174137
【弁理士】
【氏名又は名称】酒谷 誠一
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100184181
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 裕史
(72)【発明者】
【氏名】石渡 隆行
【審査官】 山崎 孔徳
(56)【参考文献】
【文献】 特開2008−151046(JP,A)
【文献】 特開2007−285253(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04D 29/60
F04D 13/08
F04D 29/52
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
立軸ポンプを点検するポンプ点検方法であって、
前記立軸ポンプの静翼の上に当該静翼に沿って、溝または穴が長手方向に設けられているガイド部材を設置する工程と、
画像取得手段を有するケーブルを、前記ガイド部材の溝または穴に沿って進展させる工程と、
前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記立軸ポンプ内の画像を取得する工程と、
前記取得された画像を用いて、前記静翼より下方にある部材を点検する工程と、
を有するポンプ点検方法。
【請求項2】
長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有する治具によって、前記画像取得手段を有するケーブルが回転不能に保持されており、
前記進展する工程において、前記治具が前記ガイド部材の溝に嵌って摺動させることにより前記ケーブルを進展させる請求項1に記載のポンプ点検方法。
【請求項3】
前記立軸ポンプの主軸に設けられたキーの基準角度からの回転角度を求め、当該回転角度を用いて、前記ガイド部材が設置された静翼の下端に相当する水平位置に点検対象の羽根が位置するように、前記主軸を回転させる
請求項1または2に記載のポンプ点検方法。
【請求項4】
前記ケーブルを沿わせる前記溝または前記穴に応じて前記画像取得手段が点検対象の羽根に到達したときの位置を決定し、前記画像取得手段が前記点検対象の羽根に到達したときからの前記ケーブルの挿入量で当該羽根に沿って移動した場合の移動先における位置及び前記画像取得手段の視野方向を決定する工程と、
前記画像を取得する工程において、前記移動先において前記画像取得手段が画像を取得し、
前記点検する工程において、前記移動先において取得された画像と、前記移動先の位置における前記画像取得手段の視野方向のCAD図とを比較することによって点検する
請求項1から3のいずれか一項に記載のポンプ点検方法。
【請求項5】
前記画像取得手段は、前記ケーブルの一端部に設けられており、
操作者の操作に応じて前記ケーブルの一端部の向きが可変であり、
前記点検する工程において、前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記操作者の操作に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更し、変更後のCAD図と前記取得された画像とを比較する
請求項4に記載のポンプ点検方法。
【請求項6】
前記ガイド部材はフックを有し、
前記設置する工程において、前記フックを前記静翼の上端に引っかけて前記ガイド部材を設置する
請求項1から5のいずれか一項に記載のポンプ点検方法。
【請求項7】
前記画像を取得する工程において、羽根車の羽根及び/または当該羽根に対向するケーシングライナの画像を取得し、
前記点検する工程において、前記羽根の状態及び/または前記ケーシングライナの状態及び/または前記羽根と前記ケーシングライナとの間の隙間量を点検する
請求項1から6のいずれか一項に記載のポンプ点検方法。
【請求項8】
前記画像取得手段は撮像素子を含み、
前記ケーブルの内部には、前記撮像素子により撮像して得られた電気信号が通る配線が設けられている
請求項1から7のいずれか一項に記載のポンプ点検方法。
【請求項9】
立軸ポンプを点検する点検装置であって、
前記立軸ポンプの静翼の上に当該静翼に沿って、溝または穴が長手方向に設けられているガイド部材を設置する設置手段と、
画像取得手段を有するケーブルを、前記ガイド部材の溝または穴に沿って進展させる進展手段と、
前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記画像取得手段に前記立軸ポンプ内の画像を取得させる制御手段と、
を備え、
前記取得された画像を用いて、前記静翼より下方にある部材が点検される点検装置。

【請求項10】
立軸ポンプの静翼に沿って設置されるガイド部材であって、
前記静翼より下に設けられた部材の画像を取得するための画像取得手段を有するケーブルを沿わせるための溝または穴が長手方向に設けられている
ガイド部材。
【請求項11】
請求項10のガイド部材の溝に嵌るように、長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有し、画像取得手段を有するケーブルを回転不能に保持する貫通孔が設けられている
治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポンプ点検方法、点検装置、ガイド部材及び治具に関する。
【背景技術】
【0002】
排水機場において、河川水などを移送するためポンプ(例えば、立軸ポンプ)が設置されている。このようなポンプにおける部品(例えば羽根車あるいはケーシングライナなど)の摩耗状況や腐食の発生状況を正確に把握するために、ポンプを解体し、クレーンなどによりポンプを引き上げて分解点検する方法がある。
【0003】
しかし、この方法だと、正確に羽根車の摩耗状況や腐食の発生状況を確認できるが以下のような問題がある。第1に、クレーンを用いた引き上げ作業には作業員が多数必要となり費用が嵩む。第2に、上記確認作業ではポンプの引上げ、点検、再設置、芯出し、試運転など多くの作業が必要となり、多くの日数を要する。また、その間はポンプの運転が出来ないため緊急時における排水の要請に対応できない。第3に、ポンプは大型で重量が重いため、引き上げ作業には常に危険を伴う。
【0004】
ポンプを引き上げずに据え付けた状態で点検する方法として、画像取得手段をポンプケーシング外部からポンプケーシング内部の所定の点検箇所まで案内する導管を設け、この
画像取得手段を介して部品の摩耗具合を確認する構成が開示されている(特許文献1参照)。
また、ポンプを引き上げずに据え付けた状態で点検する他の方法として、ポンプケーシングの上部の点検口にレールを固定し、レールに撮影装置(例えば、ファイバースコープ)をぶら下げることにより撮影装置がポンプケーシング内を上下方向に移動可能に構成され、撮影装置がポンプケーシング内部の画像を撮影することによって、点検を行う方法がある(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第5243751号公報
【特許文献2】特開2015−96707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1及び特許文献2の技術に鑑みると、ポンプを引き上げずに据え付けた状態で点検する方法として、内視鏡あるいはファイバースコープをポンプの点検口から挿入し観察することが考えられる。この方法であれば安価でかつ容易に行なうことが可能である。しかしながら、動圧を回復するために羽根車の下流側に静翼が設置されている立軸ポンプの場合、ただ単に内視鏡だけを挿入するだけでは、希望する観察位置まで到達させることが困難であり、以下の問題点から観察を十分に行なえなかった。
【0007】
ポンプの上部に設けられた点検口から観察した場合、この静翼が羽根車を隠すため、羽根車の位置を目視で確認することができず、内視鏡などのケーブルに設けられた画像取得手段の位置を把握することができず、どの部分を観察しているのか分からないという第1の問題がある。
【0008】
また、内視鏡などの画像取得手段を有するケーブルは、ケーブル内にワイヤを用いて可動するようになっている。しかし、操作できるのは先端だけで途中部分は自由に曲るため自重で変形することとなるため、ケーブルの先端を簡単に任意の場所に合わせることができない。特に、表面が湾曲している静翼にケーブルを這わせると、その湾曲に応じてケーブルが曲がってしまい、静翼より下方の所望の位置にケーブルの先端を到達させることができず、静翼より下方の所望の位置を観察できないという第2の問題がある。
【0009】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、立軸ポンプにおいて、画像取得手段の位置を把握しつつ静翼より下方の所望の位置を観察することを可能とするポンプ点検方法、点検装置、ガイド部材及び治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に第1の態様に係るポンプ点検方法は、立軸ポンプを点検するポンプ点検方法であって、前記立軸ポンプの静翼に沿って、溝または穴が長手方向に設けられているガイド部材を設置する工程と、画像取得手段を有するケーブルを、前記ガイド部材の溝または穴に沿って進展させる工程と、前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記立軸ポンプ内の画像を取得する工程と、前記取得された画像を用いて、前記静翼より下方にある部材を点検する工程と、を有する。
【0011】
この構成によれば、立軸ポンプにおいて、画像取得手段を有するケーブルを、静翼に沿って設置されたガイド部材の溝または穴に沿って進展させることにより、ケーブルの先端を所望の位置に持って行くことができる。これにより、画像取得手段の位置を把握しつつ、静翼より下方の所望の位置を観察することができる。
【0012】
本発明に第2の態様に係るポンプ点検方法は、第1の態様に係るポンプ点検方法であって、長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有する治具によって、前記画像取得手段を有するケーブルが回転不能に保持されており、前記進展する工程において、前記治具が前記ガイド部材の溝に嵌って摺動させることにより前記ケーブルを進展させる。
【0013】
この構成によれば、ケーブルが回転することを防止することができるので、ケーブルの先端の向きが一意に定まり、画像の上下左右の方向を把握することができる。
【0014】
本発明に第3の態様に係るポンプ点検方法は、第1または2の態様に係るポンプ点検方法であって、前記立軸ポンプの主軸に設けられたキーの基準角度からの回転角度を求め、当該回転角度を用いて、前記ガイド部材が設置された静翼の下端に相当する水平位置に点検対象の羽根が位置するように、前記主軸を回転させる。
【0015】
この構成によれば、ケーブルをガイド部材の溝に沿って進展させることで、点検対象の羽根にケーブルを到達させることができるので、ケーブルに設けられた画像取得手段によって点検対象の羽根を観察することができる。
【0016】
本発明に第4の態様に係るポンプ点検方法は、第1から3のいずれかの態様に係るポンプ点検方法であって、前記ケーブルを沿わせる前記溝または前記穴に応じて前記画像取得手段が点検対象の羽根に到達したときの位置を決定し、前記画像取得手段が前記点検対象の羽根に到達したときからの前記ケーブルの挿入量で当該羽根に沿って移動した場合の移動先における位置及び前記画像取得手段の視野方向を決定する工程と、前記画像を取得する工程において、前記移動先において前記画像取得手段が画像を取得し、前記点検する工程において、前記移動先において取得された画像と、前記移動先の位置における前記画像取得手段の視野方向のCAD図とを比較することによって点検する。
【0017】
この構成によれば、画像取得手段が取得した画像を、当該画像に対応する位置のCAD図と比較することができるので、静翼より下方にある部材を点検することができる。
【0018】
本発明に第5の態様に係るポンプ点検方法は、第4の態様に係るポンプ点検方法であって、前記画像取得手段は、前記ケーブルの一端部に設けられており、操作者の操作に応じて前記ケーブルの一端部の向きが可変であり、前記点検する工程において、前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記操作者の操作に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更し、変更後のCAD図と前記取得された画像とを比較する。
【0019】
この構成によれば、ケーブルの一端部の向きが変って取得画像のアングルが変ったとしても、操作者の操作に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更することにより、CAD図を取得画像と同じアングルで比較することができる。
【0020】
本発明に第6の態様に係るポンプ点検方法は、第5の態様に係るポンプ点検方法であって、前記ガイド部材はフックを有し、前記設置する工程において、前記フックを前記静翼の上端に引っかけて前記ガイド部材を設置する。
【0021】
この構成によれば、ガイド部材を静翼からずり落ちないようにすることができ、ガイド部材の位置を固定することができる。
【0022】
本発明に第7の態様に係るポンプ点検方法は、第1から6のいずれかの態様に係るポンプ点検方法であって、前記画像を取得する工程において、羽根車の羽根及び/または当該羽根に対向するケーシングライナの画像を取得し、前記点検する工程において、前記羽根の状態及び/または前記ケーシングライナの状態及び/または前記羽根と前記ケーシングライナとの間の隙間量を点検する。
【0023】
この構成によれば、羽根の状態及び/またはケーシングライナの状態及び/または羽根とケーシングライナとの間の隙間量を点検することができる。
【0024】
本発明に第8の態様に係るポンプ点検方法は、第1から7のいずれかの態様に係るポンプ点検方法であって、前記画像取得手段は撮像素子を含み、前記ケーブルの内部には、前記撮像素子により撮像して得られた電気信号が通る配線が設けられている。
【0025】
この構成によれば、撮像して得られた電気信号が配線に沿って伝送され、撮像された画像を取得することができる。
【0026】
本発明に第9の態様に係る点検装置は、立軸ポンプを点検する点検装置であって、前記立軸ポンプの静翼に沿って、溝または穴が長手方向に設けられているガイド部材を設置する設置手段と、画像取得手段を有するケーブルを、前記ガイド部材の溝または穴に沿って進展させる進展手段と、前記画像取得手段が目的の位置に到達後、前記画像取得手段に前記立軸ポンプ内の画像を取得させる制御手段と、を備え、前記取得された画像を用いて、前記静翼より下方にある部材が点検される。
【0027】
この構成によれば、立軸ポンプにおいて、画像取得手段を有するケーブルを、静翼に沿って設置されたガイド部材の溝または穴に沿って進展させることにより、ケーブルの先端を所望の位置に持って行くことができる。これにより、画像取得手段の位置を把握しつつ、静翼より上流側の所望の位置を観察することができる。
【0028】
本発明に第10の態様に係るガイド部材は、立軸ポンプの静翼に沿って設置されるガイド部材であって、前記静翼より下に設けられた部材の画像を取得するための画像取得手段を有するケーブルを沿わせるための溝または穴が長手方向に設けられている。
【0029】
この構成によれば、ケーブルをガイド部材の溝に沿って進展させることで、ケーブルの先端を所望の位置に持って行くことを可能とする。
【0030】
本発明に第11の態様に係る治具は、第9の態様に係るガイド部材の溝に嵌るように、長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有し、画像取得手段を有するケーブルを回転不能に保持する貫通孔が設けられている。
【0031】
この構成によれば、治具をガイド部材の溝に嵌めながら摺動させることにより、進展させることができる。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、立軸ポンプにおいて、画像取得手段を有するケーブルを、静翼に沿って設置されたガイド部材の溝または穴に沿って進展させることにより、ケーブルの先端を所望の位置に持って行くことができる。これにより、画像取得手段の位置を把握しつつ、静翼より上流側の所望の位置を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
図1】本実施形態に係る立軸ポンプPの模式断面図である。
図2図1のA−A矢視概略図である。
図3図2において静翼SV1のみを抽出した図である。
図4】羽根車VNの羽根の平面図である。
図5】固定するレールの位置を示す模式断面図である。
図6】ガイド部材GDの概略斜視図である。
図7】治具JGの概略斜視図である。
図8】ガイド部材GDと治具JGの使用態様を示す斜視図である。
図9図8のB−B断面図である。
図10】ガイド部材GDの設置する方法を説明するための模式断面図である。
図11図10のC−C断面図である。
図12】静翼SV1の斜視図である。
図13】静翼SV1の断面図である。
図14】プレートPTが設置された場合のA−A断面図である。
図15】ガイド部材を設置した静翼の下端に点検対象の羽根を合わせることを説明するための図である。
図16】ケーブルの挿入態様を示す模式図である。
図17】羽根の観察態様を示す模式図である。
図18】測定点のマップを示す模式図である。
図19】CAD図と取得画像との比較を説明するためのイメージ図である。
図20】測定の向きの把握方法を説明するための図である。
図21】操作者の操作量に応じてCAD図の向きを変更することを説明するための図である。
図22】本実施形態に係る点検方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図23】変形例1に係るガイド部材GDの概略断面図である。
図24】変形例2に係るガイド部材GD3の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本実施形態では、羽根車の下流側に静翼が設置されている立軸ポンプを点検するポンプ点検方法について説明する。以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る立軸ポンプPの模式断面図である。図1に示すように、立軸ポンプPは立軸ポンプであり、主軸MSと、主軸MSに連結され不図示の減速機に連結された回転軸RSと、主軸MSを回転可能に支持する水中軸受SBと、主軸MSの端部に連結され主軸MSの回転とともに回転する羽根車VNと、羽根車VNの下流側に設けられた静翼SVとを備える。
【0035】
更に、立軸ポンプPは、下方に水を吸い込む開口が設けられ且つ吐出ボウルDBを有するポンプケーシングVPを備える。ポンプケーシングVPは、羽根車VNと静翼SVを包含する。また主軸MSは、ポンプケーシングVPの内部から外部へ貫通している。
ポンプケーシングVPの内側であって羽根車VNに対向するケーシングライナCLが設けられている。主軸MSを摺動している水中軸受SBが摩耗し、水中軸受SBの隙間が広がっていくと、羽根車VNとケーシングライナCLが接触し、ケーシングライナCLは削られて摩耗する。
【0036】
主軸MSには、ポンプケーシングVPの上方側にキーK1が設けられ、ポンプケーシングVPの内部の羽根車VNが連結された付近にキーK2が設けられている。キーK1とキーK2は同位相の位置にあるので、キーK1の向きを確認することによってキーK2の向きを把握でき、羽根車を構成する各羽根の位置が把握できる。
【0037】
また、ポンプケーシングVPの上部には、点検口ID1、ID2が設けられている。具体的には図1の紙面手前側に点検口ID1が設けられ、図1の紙面奥側に点検口ID2が設けられている。
【0038】
図2は、図1のA−A矢視概略図である。図2のA−A矢視図において、主軸MSの周りに複数の静翼SVが観測されており、各静翼の上端が実線で示されている。
図3は、図2において静翼SV1のみを抽出した図である。静翼SV1は主軸MSの周り回り込みながら下方に向かって湾曲しており、図3に示すように、静翼SV1の上端と静翼SV1の下端は離れている。
【0039】
図4は、羽根車VNの羽根の平面図である。羽根車VNは主軸MSの周りに羽根VN1、VN2、VN3を有する。また上述したように主軸MSにはキーK2が設けられている。
【0040】
図5は、固定するレールの位置を示す模式断面図である。図5に示すように、両側の点検口を開口し、レール(梁ともいう)BMを片方の点検口から通して、レールBMを両側の点検口ID1、ID2に固定する。
【0041】
続いて、静翼に沿って設置されるガイド部材GDについて説明する。図6は、ガイド部材GDの概略斜視図である。図6に示すように、ガイド部材GDは、ガイド本体GDBとフックFKとを備える。ガイド本体GDBには、長手方向に溝DC1、DC2、DC3が設けられている。
【0042】
図7は、治具JGの概略斜視図である。図7に示すように、治具JGには、内視鏡のケーブルCBを通す貫通孔HLが設けられている。治具JGは、ガイド部材GDの溝にはまるように、長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有する。貫通孔HLは、画像取得手段を有するケーブルを回転不能に保持することが可能である。これにより、治具JGをガイド部材GDの溝に嵌めながら摺動させることにより、進展させることができる。
【0043】
図8は、ガイド部材GDと治具JGの使用態様を示す斜視図である。図9は、図8のB−B断面図である。図8及び図9に示すように治具JGは、ケーブルCBを回転不能に保持する。ここで上述した第1の問題及び第2の問題に加えて、画像取得手段を有するケーブルの先端が、羽根車の所望の観察位置に到達したとしても、ケーブルの先端が目視出来ないため、画像取得手段(例えば、内視鏡の撮像部)を有するケーブルの先端の向きが把握できず、画像取得手段によって取得された画像の上下左右の方向を把握することは難しいという第3の問題がある。
【0044】
それに対し、本実施形態では、図8に示すように長手方向に沿って外縁が凹凸の形状を有する治具JGによって、画像取得手段IUを有するケーブルCBが回転不能に保持されており、治具JGがガイド部材GDの溝に嵌って摺動することにより進展する。これにより、ケーブルが回転することを防止することができるので、ケーブルの先端の向きが一意に定まり、画像の上下左右の方向を把握することができる。
【0045】
図8に示すようにケーブルCBは、静翼SVより下に設けられた羽根車VNまたはケーシングライナCLの画像を取得するための画像取得手段IUを一端部に有する。ここで画像取得手段は、例えば内視鏡の撮像部あるいはファイバースコープなどである。本実施形態では、一例として羽根車VNまたはケーシングライナCLの点検に内視鏡を用いることとし、画像取得手段は内視鏡の撮像部である。画像取得手段は撮像素子を含み、ケーブルの内部には、撮像素子により撮像して得られた電気信号が通る配線が設けられている。これにより、撮像して得られた電気信号が配線に沿って伝送され、撮像された画像を取得することができる。
【0046】
図10は、ガイド部材GDの設置する方法を説明するための模式断面図である。図10に示すように、ガイド部材GDに連結された支持紐SP1及びSP2を用いて、レールBMからガイド部材GDを降ろしていき、所望の静翼の上に設置する。
【0047】
図11は、図10のC−C断面図である。図11に示すように、主軸MSの周りに静翼SV1〜SV7が設けられている。主軸MSの回転方向に溝DC1〜DC3が沿うように、ガイド部材GDが静翼SV1の上に設けられる。
【0048】
図12は、静翼SV1の斜視図である。図13は、静翼SV1の断面図である。図12及び図13に示すように、フックFKを静翼SV1の上端に引っかけてガイド部材GDを設置する。これによって、ガイド部材GDを静翼SV1からずり落ちないようにすることができ、ガイド部材GDの位置を固定することができる。また図13に示すように、ガイド部材GDは静翼の形状に合せ柔軟に変形できるものである。ガイド部材GDの材質は、例えばゴムや樹脂製等である。
【0049】
図14は、プレートPTが設置された場合のA−A断面図である。図14に示すように、現在のキーK1の基準角度からの回転角度を求めるために、レールBMに、内側に角度が記載されたプレートPTを設置する。プレートPTの内側には、キーK2の基準角度に相当する位置に基準点SPが設けられている。
【0050】
現在のキーK1の基準角度からの回転角度を求めるために、例えば、図14に示すように、主軸MSの表面の位置であって現在のキーK1の角度と同じ角度を有する位置に、レーザ光発信器LDを設置する。このとき、レーザ光の出射が主軸MSの法線方向になるようにレーザ光発信器LDを設置する。そして、プレートPTにおけるレーザ光のスポット位置LPと基準点SPとの間の角度θを現在のキーK1の基準角度からの回転角度として求める。
【0051】
図15は、ガイド部材を設置した静翼の下端に点検対象の羽根を合わせることを説明するための図である。点検対象の羽根を一例として羽根VN1とすると、図15の矢印に示すように、ガイド部材GDが設置された静翼SV1の下端に相当する水平位置に、点検対象の羽根VN1の端EGが位置するように、主軸MSを回転させる。
【0052】
図15の左側の図は、キーK2が基準角度にある場合の図である。キーK2と点検対象の羽根(ここでは一例として羽根VN1)の端EGとの間の主軸MSを中心とする角度差は固定である。このため、ガイド部材GDが設置された静翼SV1の下端に相当する水平位置に、点検対象の羽根VN1の端EGが位置するようにするために、左回りに主軸MSを回転させる角度αは既知である。図15の右側の図は、図15の左側の図から、主軸MSを角度αだけ左回りに回転させた図である。
【0053】
図14に示すように、キーK2の回転角度が基準角度よりも角度θだけ右回りにずれている場合には、ガイド部材GDが設置された静翼SV1の下端に相当する水平位置に、点検対象の羽根VN1の端EGが位置するようにするために左回りに主軸MSを回転させる角度はα+θとなる。このように、主軸MSに設けられたキーK1の基準角度からの回転角度を求め、当該回転角度を用いて、ガイド部材GDが設置された静翼のSV1下端に相当する水平位置に当該点検対象の羽根VN1の端が位置するように、主軸MSを回転させる。
【0054】
ここで上述した第1〜3の問題に加えて、羽根車は任意の位置で止まっており、どの羽根を観察しているかがわからないという第4の問題がある。この第4の問題に対して、本実施形態では、ガイド部材GDが設置された静翼SVの下端に相当する水平位置に点検対象の羽根VN1(本実施形態ではその一例として羽根VN1の外縁)が位置するように、主軸MSを回転させる。これにより、ケーブルCBをガイド部材GDの溝に沿って進展させることで、点検対象の羽根VN1にケーブルCBを到達させることができるので、ケーブルCBに設けられた画像取得手段IUによって点検対象の羽根VN1を観察することができる。
【0055】
図16は、ケーブルの挿入態様を示す模式図である。図16に示すようにケーブルCBの他端部は、操作部OUに接続されている。操作部OUは、操作者からの操作を受け付け、この操作に応じてケーブルCBの一端部の向きを変更する。このように、操作者の操作に応じてケーブルCBの一端部の向きが可変である。操作部OUは、例えばジョイスティックなどである。また、操作部OUは表示部DUに信号線を介して接続されている。操作部OUは、ケーブルCBの一端部に設けられた画像取得手段IUによって取得された画像を受け取り、受け取った画像を表示部DUに表示させる。なお、操作部OUと表示部DUは一体になっていてもよい。
【0056】
続いて、ケーブルCBの挿入方法について説明する。図16に示すように、ガイド部材GDを設置した後に、レールBMに伸縮可能な筒TBを設置する。筒TBをガイド部材GDの場所まで伸張させる。その後、図8に示すように、治具JGにケーブルCBの端を通す。その後、この筒TBの内部に、治具JGが装着されたケーブルCBを通し、ガイド部材GDまで到達させる。そして、図8に示すように、治具JGをガイド部材GDに嵌って摺動させることにより、ケーブルCBを進展させる。
【0057】
図17は、羽根の観察態様を示す模式図である。図17に示すように、治具JGの端部がガイド部材GDの端部に到達した場合、ケーブルCBの一端部の向きを、点検対象の羽根VN1に向ける。これにより、ケーブルCBの一端部に設けられた画像取得手段IUは、点検対象の羽根VN1の画像を取得することができる。
【0058】
なお、羽根車VNに代えてあるいは加えて、羽根車VNに対向するケーシングライナCLの画像を取得してもよい。そして、羽根車VNの状態及び/またはケーシングライナCLの状態及び/または羽根車VNとケーシングライナCLとの間の隙間量を点検する。ここで羽根車VNの状態は例えば、羽根VN1〜VN3が欠けているか否か、または羽根のVN1〜VN3の表面状態などである。ケーシングライナCLの状態は例えば、ケーシングライナCLの摩耗量などである。
【0059】
図18は、測定点のマップを示す模式図である。ここではガイド部材GDが一例して溝DC1〜DC4を有するものとして説明する。ケーブルCBを溝DC1〜DC4に沿って進展させることにより、図18に示すように、画像取得手段IUは、格子状の測定点において画像を取得することができる。これにより、羽根VN1の各部位の画像を、当該部位の位置と関連づけて取得することができる。
【0060】
図19は、CAD(Computer-Aided Design)図と取得画像との比較を説明するためのイメージ図である。本実施形態におけるCAD図は一例として3次元CAD図(3D−CAD図)である。図19に示すように、ガイド部材GDによるガイド方向から見た場合に想定される羽根車の曲面を示すCAD図W−CADと、画像取得手段IUにより取得された取得画像W−Iとを比較する。これにより、取得画像W−I中の領域DPから、羽根の腐食を把握することができる。
【0061】
図18において、ケーブルCBを沿わせる溝に応じて画像取得手段IUが点検対象の羽根VN1に到達したときの位置を決定する。そして、画像取得手段IUが点検対象の羽根VN1に到達したときからのケーブルCBの挿入量で当該羽根に沿って移動した場合の移動先における位置及び画像取得手段IUの視野方向を決定する。当該移動先において画像取得手段IUが画像を取得する。そして、図19に示すように、移動先において取得された画像と、移動先の位置における画像取得手段IUの視野方向のCAD図とを比較することによって点検する。これにより、取得画像を、当該取得画像に対応する位置のCAD図と比較することができるので、静翼より下方にある部材(例えば、羽根VN1、ケーシングライナCLなど)を点検することができる。また、この点検の際、例えば、羽根VN1の状態及び/または羽根に対向するケーシングライナCLの状態及び/または羽根VN1とケーシングライナCLとの間の隙間量を点検する。
【0062】
図20は、測定の向きの把握方法を説明するための図である。図21は、操作者の操作量に応じてCAD図の向きを変更することを説明するための図である。図20に示すように、操作者の操作量(例えば、ジョイステックの操作量)に比例した角度φ、ケーブルCBの一端部の向きが変わる。このため、ケーブルCBの一端部に設けられた画像取得手段の視野範囲の向き(例えば、撮像の向き)も変わるため、それに応じて取得画像に写る羽根の向きも変わる。
【0063】
そこで図21に示すように、操作部OUは、操作者から受け付けた操作の向きに応じてCAD図W―CAD1の向きを変更し、操作者から受け付けた操作量に応じてCAD図W―CAD1の角度を変更する。このように、操作者の操作に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更する。そして、操作部OUは、回転後のCAD図W―CAD2を表示部DUに表示させる。その後、操作者または操作部OUは、変更後のCAD図W―CAD2と取得画像とを比較する。これにより、ケーブルCBの一端部の向きが変って取得画像のアングルが変ったとしても、操作者の操作に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更することにより、CAD図を取得画像と同じアングルで比較することができる。
【0064】
続いて、本実施形態に係る点検方法の処理の流れについて説明する。図22は、本実施形態に係る点検方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0065】
(ステップS101)まず、図5で説明したように、両側の点検口ID1、ID2にレール(梁)BMを設置する。
【0066】
(ステップS102)次に、図10で説明したように、ガイド部材GDを静翼SVに設置する。
【0067】
(ステップS103)次に、図14に示すように、角度を予め記載したプレートPTをレール(梁)MBに設置する。
【0068】
(ステップS104)次に、主軸MSの表面の位置であって現在のキーK1の角度と同じ角度を有する位置に、レーザ光発信器LDを設置する。
【0069】
(ステップS105)次に、主軸に設けられたキーK1の基準角度からの回転角度を計測する。
【0070】
(ステップS106)次に、ステップS105で計測された回転角度を用いて、ガイド部材GDが設置された静翼SV1の下端に相当する水平位置に当該点検対象の羽根VN1の端が位置するように、主軸MSを回転させる。
【0071】
(ステップS107)次に、内視鏡のケーブルCBを保持する治具JGをガイド部材GDの溝に嵌りながら摺動させることにより進展させる。
【0072】
(ステップS108)次に、点検対象の羽根VN1に、内視鏡のケーブルCBの先端が到達後、画像取得手段IUは、羽根VN1あるいは羽根VN1に対向するケーシングライナCLを撮像する。これにより、画像取得手段IUは、羽根VN1あるいは羽根VN1に対向するケーシングライナCLの画像を取得する。
【0073】
(ステップS109)次に、取得画像と3D−CAD図を比較して、羽根VN1あるいは羽根VN1に対向するケーシングライナCLを点検する。
【0074】
以上、本実施形態に係るポンプ点検方法は、立軸ポンプPを点検するポンプ点検方法であって、立軸ポンプPの静翼SVに沿って、溝が長手方向に設けられているガイド部材GDを設置する工程を有する。更にポンプ点検方法は、画像取得手段IUを有するケーブルCBを、ガイド部材GDの溝に沿って進展させる工程を有する。更にポンプ点検方法は、画像取得手段IUが目的の位置に到達後、立軸ポンプP内の画像を取得する工程を有する。更にポンプ点検方法は、取得された画像を用いて、静翼SVより下方にある部材を点検する工程を有する。
【0075】
この構成によれば、立軸ポンプPにおいて、画像取得手段IUを有するケーブルCBを、静翼SVに沿って設置されたガイド部材GDの溝に沿って進展させることにより、ケーブルCBの先端を所望の位置に持って行くことができる。これにより、画像取得手段IUの位置を把握しつつ、静翼SVより下方の所望の位置を観察することができる。
【0076】
なお、ガイド部材GDは、図23に示すような構造であってもよい。図23は、変形例1に係るガイド部材GDの概略断面図である。図23に示すように変形例に係るガイド部材GDは、突出部PP1と突出部PP2が間隔を設けてガイド本体GDB2に形成されることにより溝が形成されている。突出部PP1と突出部PP2は、上部で互いの方向に向くように折れ曲がっている。また、図23に示すように、図8とは異なり治具JGの平坦部分がガイド本体GDB2に摺動するように治具JGが挿入される。ガイド部材GDがこのような構造を有することにより、突出部PP1と突出部PP2が治具JGの平坦部分を抑える役目を果たし、溝DC2から治具JGを外れないようにすることができる。
【0077】
図24には、変形例2に係るガイド部材GD3の概略断面図である。図24に示すように、ガイド部材GD3には溝ではなく、ケーブルCBが通る貫通孔H1、H2、H3が設けられていてもよい。貫通孔H1〜H3は、ケーブルCBを通した後は、ケーブルCBが貫通孔H1〜H3の中で動かないように強固に固定されることが好ましい。
【0078】
なお、本実施形態では、人手によって、ガイド部材を設置し、画像取得手段IUを有するケーブルを、ガイド部材GDの溝または穴に沿って進展させたが、これに限ったものではない。人手に代わって点検装置がガイド部材を設置し、画像取得手段IUを有するケーブルを、前記ガイド部材の溝または穴に沿って進展させてもよい。この場合、立軸ポンプを点検する点検装置が、立軸ポンプPの静翼SVに沿って、溝または穴が長手方向に設けられているガイド部材を設置する設置手段と、画像取得手段IUを有するケーブルを、ガイド部材GDの溝または穴に沿って進展させる進展手段と、を備える。設置手段は例えばロボットアームなどである。進展手段は例えばアクチュエータなどケーブルを押し出す手段である。
【0079】
更に、点検装置は、画像取得手段IUが目的の位置に到達後、画像取得手段IUに立軸ポンプP内の画像を取得させる制御手段を備えてもよい。取得された画像を用いて、静翼SVより下方にある部材が点検される。ここで点検には、羽根VN1〜VN3の状態及び/またはケーシングライナCLの状態及び/または羽根VN1〜VN3とケーシングライナCLとの間の隙間量を点検するなどが含まれる。
【0080】
制御手段は、取得された画像を用いて、羽根VN1〜VN3の状態及び/またはケーシングライナCLの状態及び/または羽根VN1〜VN3とケーシングライナCLとの間の隙間量を判定してもよい。このとき制御手段は、ケーブルを沿わせる溝または穴に応じて画像取得手段IUが点検対象の羽根に到達したときの位置を決定し、画像取得手段IUが点検対象の羽根に到達したときからのケーブルの挿入量で当該羽根に沿って移動した場合の移動先における位置及び画像取得手段IUの視野方向を決定し、移動先において画像取得手段IUが画像を取得させ、移動先において取得された画像と、移動先の位置における画像取得手段IUの視野方向のCAD図とを比較してもよい。また、制御手段は、画像取得手段IUが目的の位置に到達後、画像取得手段IUの視野方向の向き及び/または角度に応じてCAD図の向き及び/または角度を変更し、変更後のCAD図と取得された画像とを比較してもよい。
【0081】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0082】
P:立軸ポンプ
MS:主軸
RS:回転軸
SB:水中軸受
VN:羽根車
VN1、VN2、VN3:羽根
SV、SV1〜SV7:静翼
DB:吐出ボウル
VP:ポンプケーシング
K1、K2:キー
ID1、ID2:点検口
BM:レール(梁)
SP1、SP2:支持紐
PT:プレート
TB:筒
IU:画像取得手段
OU:操作部
DU:表示部
GD、GD3 ガイド部材
GDB、GDB2:ガイド本体
DC1、DC2、DC3、DC4:溝
FK:フック
JG:治具
HL、H1、H2、H3:貫通孔
LD:レーザ光発信器
PP1、PP2:突出部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
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