JP2007007763A - 管状物切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管状物を適切に切断できるようにする。
【解決手段】ほぼ鉛直に延びる管状物Ｐを切断する管状物切断装置であって、ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動可能な台車１０と、台車１０に対して設けられ、ほぼ鉛直に延び、自身の長さ方向に沿って移動可能であるとともに自身の軸回り方向に回転可能なロッド３０Ａと、台車１０の上側に位置し、ロッド３０Ａの先端部に設けられ、管状物Ｐの長さ方向とほぼ直角の方向に研掃材を含んだ高圧水を噴射するノズル３５Ａとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管状物を切断する管状物切断装置に関するものである。

原子力発電所（原子炉）等においては、強固な金属から形成され管状をなすもの（管状物ともいうこととする）が使用されている。
例えば、いわゆる新型転換炉においては、棒状をなす多数の燃料要素が集合された燃料集合体が、圧力管といわれる管状物（その長さ方向の一部は、カランドリア管といわれるものとの２重構造となっている）の内部に収容されている。
そして、その原子炉が解体される場合等においては、その管状物を切断することが必要とされる。

しかしながら、従来において、管状物（特に強固な金属等から形成されているもの）を容易に切断する装置として適切なものが考えられなかった。
また、特に、原子炉の圧力管等のように、放射能の問題があって遠隔的な操作が必要な場合において、容易に遠隔的な操作をして切断することが可能なものが模索されていた。

本発明は、管状物を適切に切断できるとともに、遠隔操作も容易となり得る装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、管状物を切断する管状物切断装置であって、自身の長さ方向に沿って移動可能であるとともに自身の軸回り方向に回転可能なロッドと、前記ロッドの先端部に設けられ、前記管状物の長さ方向と直角の方向の成分を有する方向に液体を噴射するノズルとを有する、管状物切断装置である。

ここで、「液体」には、水等がある。また、研掃材等の固体粒子が含まれているものも含まれる。

この発明の管状物切断装置では、ロッドが自身の長さ方向に沿って移動されることによって、ロッド（そのうちのノズルの側）が管状物の内部に挿入され、その状態で、ロッドが自身の軸回り方向に回転しつつ、ノズルから液体が管状物の長さ方向と直角の方向の成分を有する方向に噴射される。
こうして、この発明の管状物切断装置では、その液体によって管状物が適切に切断される。
また、この発明の管状物切断装置では、遠隔操作も容易に行われ得る。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の管状物切断装置であって、ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動可能な移動体を有し、前記管状物はほぼ鉛直に延びるものであり、前記ロッドは、前記移動体に対して設けられ、ほぼ鉛直に延びるものであり、前記ノズルは、前記移動体の上側に位置している、管状物切断装置である。

この発明の管状物切断装置では、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の管状物切断装置では、管状物の下側において、ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動体が移動する。そして、移動体が管状物に対応する位置に位置する状態において、ロッドがその長さ方向に沿って上昇することによって、ロッド（そのうちのノズルの側）が、管状物の下方から、管状物の内部に挿入される。その状態で、ロッドが自身の軸回り方向に回転しつつ、ノズルから液体が管状物の長さ方向と直角の方向の成分を有する方向に噴射される。
こうして、その液体によって管状物が切断される。
このため、この管状物切断装置では、多数の管状物が並列的に存在している場合において、各管状物を切断するのに特に有効である。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の管状物切断装置であって、ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動可能な移動体を有し、前記管状物はほぼ鉛直に延びるものであり、前記ロッドは、前記移動体に対して設けられ、ほぼ鉛直に延びるものであり、前記ノズルは、前記移動体の下側に位置している、管状物切断装置である。

この発明の管状物切断装置では、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の管状物切断装置では、管状物の上側において、ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動体が移動する。そして、移動体が管状物に対応する位置に位置する状態において、ロッドがその長さ方向に沿って下降することによって、ロッド（そのうちのノズルの側）が、管状物の上方から、管状物の内部に挿入される。その状態で、ロッドが自身の軸回り方向に回転しつつ、ノズルから液体が管状物の長さ方向と直角の方向の成分を有する方向に噴射される。
こうして、その液体によって管状物が切断される。
このため、この管状物切断装置では、多数の管状物が並列的に存在している場合において、各管状物を切断するのに特に有効である。

請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに係る発明の管状物切断装置であって、前記ロッドの先端部の近傍に設けられ、前記管状物の内面に対応した外縁部を有し、当該管状物の内面に対して当該管状物の長さ方向及び軸回り方向に摺動可能であり、当該ロッドがそのほぼ中心軸線上に位置する中心維持部材を有する、管状物切断装置である。

この発明の管状物切断装置では、請求項１〜請求項３のいずれかに係る発明の管状物切断装置の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、ロッド（そのうちのノズルの側）が管状物の内部に挿入された状態で、中心維持部材によって、ロッドが自身の長さ方向に沿って移動すること及び自身の軸回り方向に回転することが阻害されないとともに、ロッドが管状物のほぼ中心軸線上に位置することが維持される。
すなわち、ノズルから液体が噴射されることによって、ロッドには、その噴射方向とは反対方向に向かう力が作用するが、その際でも、中心維持部材によって、ロッドが管状物の中心軸線上（又ははぼ中心軸線上）に位置することが維持されるのである。
このことは、管状物の長さが長い場合に特に有効である。

なお、「中心維持部材」の形状としては、管状物の内面に対応した外面（外縁部）を有する円柱状の形状が代表例であるが、管状物の内面よりも十分に細い管状をなすとともに、その周壁部から放射状に複数の突出部を有する形状であってもよい。その際は、複数の突出部の各先端部（外縁部）が管状物の内面に対応する。

［実施形態１］
次に、本発明の実施形態１について、図１に基づいて説明する。
この管状物切断装置は、台車１０（移動体）及びロッド３０Ａを有している。
ロッド３０Ａは、台車１０に対してほぼ直角方向に（ほぼ鉛直に）延びており、台車１０に形成された貫通孔部（図示省略）を貫通している。

台車１０は、４つ（２対）のローラ１２を有している。台車１０には走行用モータ１５が設けられ、走行用モータ１５の回転軸（図示省略）に設けられたスプロケット１６と、一対のローラ１２と同心的に設けられたスプロケット１３との間に、チェーン１４がかけ渡されている。
こうして、走行用モータ１５の駆動によって、台車１０は、ほぼ水平に延びる一対の走行レール２０Ａに沿って走行可能である。

台車１０の上方には、ターンテーブル４０が、そのほぼ鉛直な中心軸線回りに回転可能に設けられている。ターンテーブル４０に対しては、回転用ギア４２が、ターンテーブル４０と同心的に固定されている。
台車１０には、回転用モータ４５が設けられている。そして、回転用モータ４５の回転軸（図示省略）に固定された駆動ギア４６と回転用ギア４２とがかみ合わされている。
こうして、回転用モータ４５の駆動に基づいて、回転用ギア４２とともにターンテーブル４０が、その中心軸線回りに回転する。

ロッド３０Ａは中空の四角形断面を有し、台車１０及びターンテーブル４０に対してほぼ直角方向に（ほぼ鉛直に）延びている。
ロッド３０Ａは、ターンテーブル４０及び回転用ギア４２等の中心軸線上に形成された貫通孔部（図示省略）を貫通し、台車１０に形成された貫通孔部（図示省略）を貫通している（このことは前述）。

ロッド３０Ａは、ターンテーブル４０に対して、その軸回り方向において相対的に回転不可能とされている。一方、ロッド３０Ａは、台車１０に対しては、その軸回り方向において回転可能とされている。
こうして、回転用モータ４５の駆動に基づいてターンテーブル４０が回転する（このことは前述）ことによって、ロッド３０Ａも、その軸回り方向に回転する。
ターンテーブル４０は、所定の基準角度位置を中心に両方向に２４０度ずつ往復回動するようにされている。こうして、ロッド３０Ａも、所定の基準角度位置を中心に両方向に２４０度ずつ往復回動する。

ロッド３０Ａは、台車１０に対して、その長さ方向に沿って移動可能とされているとともに、回転用ギア４２及びターンテーブル４０等に対しても、その長さ方向に沿って移動可能とされている。
ターンテーブル４０には、昇降用モータ５５が設けられており、昇降用モータ５５の回転軸（図示省略）にはピニオン５６が設けられている。ロッド３０Ａにはラック３６が設けられており、ラック３６はピニオン５６とかみ合わされている。
こうして、昇降用モータ５５の駆動に基づいて、ロッド３０Ａが、その長さ方向に沿って上昇又は下降する。

なお、ターンテーブル４０には、その中心軸線を中心として複数の柱状部５１が立設されており、複数の柱状部５１の上部には、円筒状の支持部５２が設けられている。ロッド３０Ａは、支持部５２の中心の貫通孔部５３を摺動可能（少なくともその長さ方向に摺動可能）に貫通している。
こうして、ロッド３０Ａが台車１０に対して直角方向（ほぼ鉛直方向）に延びることが維持されている。

ロッド３０Ａの先端部（上端部）にはノズルヘッド３４Ａが設けられ、ノズルヘッド３４Ａにはノズル３５Ａが設けられている。ノズル３５Ａは、ロッド３０Ａと直角の方向に向いている。
ノズル３５Ａは、ロッド３０Ａが上述のように昇降する際において、いずれの状態においても、台車１０よりも上方に位置している。

ロッド３０Ａは中空状とされており、ロッド３０Ａの内部には、高圧水供給管３２ａ，研掃材供給管３２ｂが配設されている。高圧水供給管３２ａの上流部には、ポンプ３３ａが接続されている。研掃材供給管３２ｂの上流部には研掃材供給装置３３ｂが接続されている。ポンプ３３ａの上流側には、水供給源（図示省略）が接続されている。
高圧水供給管３２ａ及び研掃材供給管３２ｂは、その各下流部（ノズル３５Ａの直前の部分）において合流し、研掃材が混入した高圧水がノズル３５Ａから噴射される。

ロッド３０Ａの先端部の近傍には、中心維持部材３７が設けられている。各中心維持部材３７は、切断の対象となる管状物Ｐの内面に対応した円柱状をしておいる。すなわち、中心維持部材３７の外面は、切断の対象となる管状物Ｐの内面よりも若干小さく形成されており、中心維持部材３７の外面は、管状物Ｐの内面に対して、管状物Ｐの長さ方向及び軸回り方向に摺動可能である。そして、ロッド３０Ａは、各中心維持部材３７の中心軸線上に位置している。

次に、この管状物切断装置の作用効果について説明する。
ほぼ鉛直に延びる管状物Ｐが並列して多数存在している場合において、各管状物Ｐを切断する場合について説明する。
台車１０が、多数の管状物Ｐの下側において、レール２０Ａに沿ってほぼ水平に移動され、所定の管状物Ｐに対応する位置において停止される。

そして、昇降用モータ５５が駆動されて、ロッド３０Ａが、その長さ方向に沿って上昇し、ロッド３０Ａ（そのうちのノズル３５Ａの側）が、管状物Ｐの下方から管状物Ｐの内部に挿入され、所定の高さ位置で停止される。
その状態で、回転用モータ４５が駆動されてロッド３０Ａがその軸回り方向に回転（往復回動）しつつ、ノズル３５Ａから研掃材を含む高圧水が、管状物Ｐに対して、ほぼ水平方向に（管状物Ｐに対してほぼ直角に）噴射される。
こうして、その高圧水によって、管状物Ｐが切断される。
なお、上述の際、中心維持部材３７によって、ロッド３０Ａが管状物Ｐのほぼ中心軸線上に位置することが維持される。

また、同じ管状物Ｐのうちのさらに高い部分も切断する場合には、上述の切断の後、再度昇降用モータ５５が駆動されてロッド３０Ａがさらに上昇され、上述と同様にして切断される。

所定の１つの管状物Ｐの切断が終了した後には、昇降用モータ５５が上述とは逆に駆動されてロッド３０Ａが下降され、台車１０がレール２０Ａに沿って再度移動され、次の管状物Ｐに対応する位置において停止される。
そして、上述と同様にして、その管状物Ｐが切断される。
以上が繰り返されることによって、多数の管状物Ｐが切断される。

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２について、実施形態１との相違点を中心に、図２に基づいて説明する。共通する要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

この管状物切断装置は、台車１０（移動体）及びロッド３０Ｂを有している。
ロッド３０Ｂも、台車１０に対して、その長さ方向に沿って移動可能（昇降可能）に、かつ、その軸回り方向に回転可能とされている。

ターンテーブル４０は、台車１０の上方において、回転可能に設けられている。
ロッド３０Ｂは、ターンテーブル４０等に対して、その軸回り方向において相対的に回転不可能とされているとともに、その長さ方向に沿って（ほぼ鉛直方向に）移動可能とされている。そして、回転用モータ４５の駆動に基づいて、ターンテーブル４０が回転し、ロッド３０Ｂも、その軸回り方向に回転する。
また、昇降用モータ５５の駆動に基づいて、ロッド３０Ｂが、その長さ方向に沿って上昇又は下降する。

ロッド３０Ｂの先端部（下端部）にはノズルヘッド３４Ｂが設けられ、ノズルヘッド３４Ｂにはノズル３５Ｂが設けられている。ノズル３５Ｂは、ロッド３０Ｂが上述のように昇降する際において、いずれの状態においても、台車１０よりも下方に位置している。

次に、この管状物切断装置の作用効果について説明する。
台車１０が、多数の管状物Ｐの上側において、レール２０Ｂに沿ってほぼ水平に移動され、所定の管状物Ｐに対応する位置において停止される。
そして、昇降用モータ５５が駆動されてロッド３０Ｂがその長さ方向に沿って下降し、ロッド３０Ｂ（そのうちのノズル３５Ｂの側）が、管状物Ｐの上方から管状物Ｐの内部に挿入され、所定の高さ位置で停止される。
その状態で、回転用モータ４５が駆動されてロッド３０Ｂがその軸回り方向に回転しつつ、ノズル３５Ｂから研掃材を含む高圧水が、管状物Ｐに対して、ほぼ水平方向に（管状物Ｐに対してほぼ直角に）噴射される。
こうして、その高圧水によって、管状物Ｐが切断される。

なお、同じ管状物Ｐのうちのさらに低い部分も切断する場合には、上述の切断の後、再度昇降用モータ５５が駆動されてロッド３０Ｂがさらに下降され、上述と同様にして切断される。

所定の１つの管状物Ｐの切断が終了した後には、昇降用モータ５５が上述とは逆に駆動されてロッド３０Ｂが上昇され、台車１０がレール２０Ｂに沿って再度移動され、次の管状物Ｐに対応する位置において停止される。
そして、上述と同様にして、その管状物Ｐが切断される。
以上が繰り返されることによって、多数の管状物Ｐが切断される。

なお、上記のものはあくまで本発明の一実施形態にすぎず、当業者の知識に基づき種々の変更を加えた態様で本発明を実施できることはもちろんである。
例えば、台車１０（移動体）は、ほぼ水平方向のうちのいずれの方向に移動可能なものであってもよい。
また、台車１０（移動体）は、他の装置又は作業員によって移動されるものであってもよい。

本発明の実施形態１の管状物切断装置を示す側面図である。 本発明の実施形態２の管状物切断装置を示す側面図である。

符号の説明

１０ 台車（移動体）
３０Ａ，３０Ｂ ロッド
３５Ａ，３５Ｂ ノズル
３７ 中心維持部材
Ｐ 管状物

Claims (4)

1. 管状物を切断する管状物切断装置であって、
   自身の長さ方向に沿って移動可能であるとともに自身の軸回り方向に回転可能なロッドと、
   前記ロッドの先端部に設けられ、前記管状物の長さ方向と直角の方向の成分を有する方向に液体を噴射するノズルと
   を有する、管状物切断装置。
2. 請求項１に記載の管状物切断装置であって、
   ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動可能な移動体を有し、
   前記管状物はほぼ鉛直に延びるものであり、
   前記ロッドは、前記移動体に対して設けられ、ほぼ鉛直に延びるものであり、
   前記ノズルは、前記移動体の上側に位置している、
   管状物切断装置。
3. 請求項１に記載の管状物切断装置であって、
   ほぼ水平方向の少なくとも一方向に移動可能な移動体を有し、
   前記管状物はほぼ鉛直に延びるものであり、
   前記ロッドは、前記移動体に対して設けられ、ほぼ鉛直に延びるものであり、
   前記ノズルは、前記移動体の下側に位置している、
   管状物切断装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の管状物切断装置であって、
   前記ロッドの先端部の近傍に設けられ、前記管状物の内面に対応した外縁部を有し、当該管状物の内面に対して当該管状物の長さ方向及び軸回り方向に摺動可能であり、当該ロッドがそのほぼ中心軸線上に位置する中心維持部材を有する、
   管状物切断装置。
   
   

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