JP2007326185A - パイプ半割り切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、パイプ半割り切断装置に関し、配管の切断作業を能率良くできる様にし、工期短縮とコスト低減を図ることが課題である。
【解決手段】配管２をその長手方向に沿って半割りにする切断装置において、前記配管をその長手方向に沿って基台上に載置する載置台４と、前記載置台に載置された配管を当該配管の長手方向に直交する方向に昇降自在な複数個の固定ガイドで固定する昇降式座屈防止装置６と、前記載置台に載置された配管をその長手方向に沿って切断する切断刃７と、前記切断刃を固定支持して前記載置された配管の一端から他端へと長手方向に沿って押し込んで移動させる圧延兼用押圧装置８と、を少なくとも有して構成されているパイプ半割り切断装置１とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、比較的小口径の金属製パイプ（以下、配管）をその長手方向において半割するパイプ半割り切断装置に関するものである。

従来、原子力発電所において、機器の更新に伴い古い機器の除去を行う場合に、大量の放射性廃棄物の処理が必要となる。これらの放射性廃棄物は、ガイガーカウンタ等の計測装置で汚染を測定・監視（サーベイ）し、その結果により必要に応じた処理がなされている。かかる処理において、汚染レベルの高い廃棄物に関しては、それを細かく分割してからキャスクと称される専用タンクに入れ、安定した地層の格納庫に収納される処理（地層処理と称される）が行われるので、その処理費用は非常に高いものとなる。

一方、汚染レベルの低い廃棄物に関しては、除染等のクリーニング処理がなされ、不要物品として低コストで処理されている。原子力発電所の熱交換器（復水器，給水加熱器等）は、一般に容器内に多数の管が配設された構造物であり、その配管は１台あたり数十トンもの物量がある。

前記熱交換器の除去を行う場合、まず、容器と小口径の金属製パイプである配管とを分離し、汚染レベルの測定が行われる。この場合、前記配管は小径で長尺なパイプであるので、ガイガーカウンタ等の計測装置では内部の汚染状態を確認することができない。それで、汚染レベルの有無にかかわらず、その配管の全てが専用タンクであるキャスクに詰められ、地層処理されている。このことから、配管の処理にコストが嵩むことになる。

そこで、前記配管を半割にして汚染レベルを容易に計測することができるようにするために、当該配管を熱容断する方法がある（従来例１）。また、前記配管を連続的に切断し半割に分割する装置（従来例２）等が提案され知られている（特許文献１参照）。これは、周方向に多数の切歯を有する左右一対の円盤状チップソーからなる一対の切断ディスクと、切断対称の配管と同心配置した切断ガイド棒とを芯金にして、前記配管を連続的に半割に切断するものである。
特開２００５−７４８３号公報

しかし、従来のパイプ半割り切断装置では、例えば、前記従来例１では、容断の際に放射化した金属や放射性物質を帯びた塵埃が空気中に飛散して、作業者がこれを吸い込み被爆するおそれがあり、更に、放射性物質が配管内部に溶け込んで除染作業が困難になる。 また、前記従来例２のように、切歯を有する円盤状チップソーを使用するので、その切断の際に発生する切粉を真空掃除機を用いて回収する必要があり、切断装置全体の構造が複雑になり、その製作コストが嵩む。本発明に係るパイプ半割り切断装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係るパイプ半割り切断装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、配管をその長手方向に沿って半割りにする切断装置において、前記配管をその長手方向に沿って基台上に載置する載置台と、前記載置台に載置された配管を当該配管の長手方向に直交する方向に昇降自在な複数個の固定ガイドで固定するとともに切断刃の接近により待避するように制御装置で制御される昇降式座屈防止装置と、前記載置台に載置され前記固定ガイドで固定された配管をその長手方向に沿って切断する切断刃と、前記切断刃を固定支持して前記載置された配管の一端から他端へと長手方向に沿って押し込んで移動させる圧延兼用押圧装置と、を少なくとも有して構成されていることである。

また、前記圧延兼用押圧装置は、その下面と載置台との間に所要の間隙を維持することで、切断刃によって開かれた配管を平板状に押圧して展開し、圧延兼用押圧装置の先端部には切断刃の一部端面と連続する曲面形状の導入部が形成されていること、；
前記昇降式座屈防止装置は、圧延兼用押圧装置で押し込まれた切断刃が所定の距離まで接近したときに、制御装置で駆動される昇降手段により固定ガイドを上昇させて、配管への固定作用を解除して前記固定ガイドを待避させること、；
更に、前記載置台の両側の近傍で前記配管の長手方向に平行にして基台上に敷設されるガイドレールと、前記両ガイドレール上に移動自在に摺接して門型に跨設され上下移動しないように係止されるとともに、この門型の天板で圧延兼用押圧装置を介して切断刃を吊持し、該切断刃の配管切断中における浮き上がり防止する移動ガイド装置とが設けられていること、；
前記配管の長手方向に沿った載置台の一端側には、前記配管の端面が突き当たる位置決め壁を有するストッパー受け台が基台上に固設されており、前記位置決め壁には、切断刃が配管の端面まで切断・押圧できるように、刃先をオーバーラップさせて前進させる刃先用溝が設けられていること、；
を含むものである。

本発明のパイプ半割り切断装置によれば、原子力発電所の熱交換器から取り外され撤去された配管を切断刃により、その長手方向に沿って容易に半割りにする事ができる。
前記切断刃は、円筒状の配管をその周方向において１箇所または２箇所で切断する楔形の刃先と、切断された配管を前記切断箇所から長手方向に直交する方向に開いて展開させる側壁が設けられているので、配管を切断しつつ左右に開くことができる。そして、前記圧延兼用押圧装置の切断刃によって前記開かれた配管を、載置台との所要の間隙を維持し当該圧延兼用押圧装置の重量で押圧することにより、平坦な板に形成することができる。

前記昇降式座屈防止装置は、圧延兼用押圧装置で押し込まれた切断刃が所定の距離まで接近したときに、制御装置で駆動される昇降手段により固定ガイドを上昇させて配管への固定作用を解除して待避するので、配管の切断作業を遂行できるとともに、直前まで配管を座屈させず動かないように固定することができる。

前記載置台の両側の近傍で前記配管の長手方向に平行にして基台上に敷設されるガイドレールと、前記両ガイドレール上に移動自在に摺接して門型に跨設され上下移動しないように係止されるとともに、この門型の天板で圧延兼用押圧装置を介して切断刃を吊持し、該切断刃の配管切断中における浮き上がり防止する移動ガイド装置とが設けられているので、切断刃及び圧延兼用押圧装置が、切断抵抗力と平坦に開くときの抵抗力によりに、上に持ち上げられるが、それをこの移動ガイド装置によって規制することで、安定した切断・開きの作用がなされる。

配管の長手方向に沿った載置台の一端側には、前記配管の後端面が突き当たる位置決め壁を有するストッパー受け台が基台上に固設されており、配管をこの載置台にセットしやすくしている。

前記位置決め壁には、載置台に載置された配管の一端側端面が当接し、前記長手方向に移動されてきた切断刃によって切断される配管は、当該長手方向に移動しないように維持され、前記切断刃は前記位置決め壁から更に前進して、刃先用溝に進入してオーバーラップするので、配管がその一端側端面まで切断・押圧されるようになる。

本発明に係るパイプ半割り切断装置１は、図１乃至図２に示すように、原子炉の熱交換器で使用され廃棄される小口径金属製パイプの配管２を洗浄して放射能レベルの測定を可能とする為に、その長手方向に沿って半割りにする切断装置であり、前記配管２をその長手方向に沿って基台３上に載置する載置台４がある。

前記載置台４は、前記基台３を構成する一部であり、矩形状の剛性な台座であって、上面は平坦にされている。また、この載置台４に載置された配管２が、後述の切断刃７で一端側から水平に押された際に、座屈しないように固定する複数の昇降式座屈防止装置６がある。

前記座屈防止装置６は、前記配管２の長手方向に直交する方向（図では上方向）に、制御装置（図示せず）で制御されて、図１乃至図２及び図７に示すように、例えばエアーシリンダによって昇降自在にされる複数個の固定ガイド５ｂ〜５ｎで、載置台４上の配管２を押さえるものである。

前記載置台４に載置された配管２をその長手方向に沿って切断する切断刃７がある。図３に示すように、この切断刃７は、２種類用意されており、その一方の切断刃７ａは、同図３（Ａ）に示すように、円筒状の配管２を対称に２分割するように、上下２箇所で切断する、全体が楔形の刃先７ｃが設けられている。

また、他方の切断刃７ｂには、図３（Ｂ）に示すように、この切断刃７ｂの下部を配管２の下部よりもその肉厚分以上に浮かせて、円筒状の配管２をその周方向において上側の１箇所で切断する楔形の刃先７ｄと、切断された配管２を前記切断箇所から長手方向に直交する方向の左右方向に開いて展開させる曲面状の側壁７ｅとが設けられている。

本発明の第１実施例は、前記切断刃７ｂを使用するパイプ半割り切断装置１であって、図４に示すように、前記切断刃７ｂを着脱自在に固定支持して、前記載置台４に載置された配管２の端部から、長手方向に沿って押し込んで切断し、移動させる圧延兼用押圧装置８がある。

この圧延兼用押圧装置８は、図４乃至図６に示すように、矩形状の剛体でその長さが約２ｍ程度であって、その先端部は、図５に示すように、移動ガイド装置１１にボルト１１ｂでねじ孔８ａに締結することで吊持されている。また、その後端部が、図１に示すように、パイプ半割り切断装置１後部の油圧ユニット９のロッド９ａに接続されている。

前記圧延兼用押圧装置８の先端部には、図４乃至図５に示すように、一対の平板状の取付ブロック８ｂが並列に設けられ、片側のブロック８ｂには横方向設されたボルト孔があり、ここにボルト８ｃを差し込んで、当該取付ブロック８ｂ間に差し込んだ切断刃７ｂの後部７ｇに設けられたねじ孔７ｆ（図３（Ｂ）参照）に螺合させて、当該切断刃７ｂを固定し、着脱自在に支持している。

このようにして、前記圧延兼用押圧装置８は、油圧ユニット９によって載置台４上に載置された配管２の長手方向に沿って前進・後退されるものである。また、前記圧延兼用押圧装置８の先端部は、図４乃至図５に示すように、移動ガイド装置１１によって吊持されていて、この圧延兼用押圧装置８の下面８ｄと、前記載置台４の上面４ａとの間には、配管２の圧延のために隙間αが設けられている。よって、圧延兼用押圧装置８は、前記移動ガイド装置１１と共に、前記長手方向に直線的に往復移動するものである。

前記圧延兼用押圧装置８は、この圧延兼用押圧装置８の重量によって、前記切断刃７ｂで切断されて開かれた配管２を、前記間隙αに導入することで平板状にするものである。そのため、圧延兼用押圧装置８の先端部の下部において、図６に示すように、配管２の導入を容易にするための、曲面形状の導入部８ｅが形成されている。

前記ガイドレール１０は、図２及び図４に示すように、縦に細長く長手方向には約２ｍ程度の長さにされた矩形状のブロックであり、上部には、その断面が逆台形状のほぞである、あり（蟻）の仕口が形成されて、あり桟１０ａとなっている。

また、前記移動ガイド装置１１は、図４に示すように、全体が矩形状の平板体であり、その両側に脚部１１ｃがボルト１１ｄによって固定されて垂設されている。この脚部１１ｃが、前記ガイドレール１０のあり桟１０ａと蟻継ぎされている。この移動ガイド装置１１は、前記ガイドレール１０に案内されて水平方向に往復移動するものである。

更に、図４乃至図５に示すように、前記移動ガイド装置１１の前方には、開口部１１ｅが設けられ、一定回数の使用後に交換される切断刃７ｂの交換作業を容易にしている。また、配管２を位置規制する位置規制用のブロック５ａの交換も容易にしている。

前記ブロック５ａは、前記切断刃７ｂの前方近傍において配管２の浮き上がり・座屈を防止するものであり、移動ガイド装置１１の前部に設けられた昇降機１３によって、上下方向に位置決めして設置される。

配管２が載置台４上にセットされた後に、この昇降機１３で前記ブロック５ａを押し下げて、配管２の上部直近に当該ブロック５ａのＶ溝状の下面を位置決めするものである。このブロック５ａと切断刃７ｂと圧延兼用押圧装置８とが、移動ガイド装置１１に案内されて同時に往復移動するものである。

前記昇降式座屈防止装置６は、図２（Ｅ）及び図７乃至図８に示すように、基台３上の一対のガイドレール１０を跨ぐようにして立設された門形の支持枠１４の天板１４ａに、エアーシリンダーが備えられ、上下方向に昇降するロッド６ａで固定ガイド５ｂ〜５ｎ（ｎは所要数の最後の数）を昇降させる。

これにより、前記圧延兼用押圧装置８で長手方向に押し込まれた切断刃７ｂとブロック５ａとが、前記固定ガイド５ｂ等に対して所定の距離まで接近したときに、前記ロッド６ａにより、複数個の固定ガイド５ｂ〜５ｎを順次、上昇させて配管２に対する固定作用を解除して待避させる。

これは、前記固定ガイド５ｂ〜５ｎが、載置台４上の約２ｍ以内の長さがある配管２を載置台４に押さえつけて、該配管２の座屈を防止しているが、切断刃７ｂにより切断作用が進行されて、それによって生じる裂け目２ｄが前記固定ガイド５ｂ〜５ｎに近づいたときに、切断作用の邪魔にならないよう、且つ、切断刃７ｂとの衝突を避けるために、上に待避させるものである。

この固定ガイド５ｂ〜５ｎの待避のタイミングについては、前記圧延兼用押圧装置８の側方における近傍で、油圧ユニット９にセンサーを長手方向に沿って複数個設けてあり、その位置センサーからの信号で、圧延兼用押圧装置８の移動距離を制御装置で計測し、複数個のエアーシリンダーのロッド６ａを順番に上方へ待避するように、作動させるものである。

更に、図１乃至図２、図８に示すように、配管２の長手方向に沿った載置台４の前方には、前記配管２の片側端面が突き当たる、位置決め壁１２ａを有するストッパー受け台１２が基台３上に固設されている。

前記位置決め壁１２ａには、図８乃至図９に示すように、前記切断刃７ｂの刃先７ｄがオーバーラップして入り込む、刃先用溝１２ｂが設けられている。これにより、前進してきた切断刃７ｂは、前記刃先用溝１２ｂに入り込み、配管２を最後の端面まで切断する。また、同時に前進してきた圧延兼用押圧装置８は、その前端面の下部が前記位置決め壁１２ａの端面に当接して停止する。更に、前記切断刃７ｂと同時に前進してきたブロック５ａは、前記位置決め壁１２ａの上を通過して、ブロック１２ｃの端面近傍で停止する。

更に、前記長手方向に適宜間隔で配置される複数個の昇降式座屈防止装置６の間隙において、載置台４の長手方向に直交する水平方向に伸縮するイジェクト装置（図示せず）が、複数箇所に設けられている。このイジェクト装置により、図８に示すように、平板体に形成された載置台４上の配管２を、基台３において前記載置台４の側部近傍に設けられた空間部１５から落下させ、回収容器に収納させるものである。

以上のように構成されてなるパイプ半割り切断装置１の使用方法について説明する。このパイプ半割り切断装置１における圧延兼用押圧装置８が切断刃７を前進させる前の状態において、前記移動ガイド装置１１と前記ストッパー受け台１２との間に収まる（約２ｍ）ように切断された配管２を、載置台４の上に載置する。この時、前記配管２の一端部においては、前記ストッパー受け台１２の位置決め壁１２ａの端面に当接させる。

前記載置台４の配管２に対して、ブロック５ａをエアー昇降機１３で降下させるとともに、複数個の前記昇降式座屈防止装置６のロッド６ａを全部降下させ、その下端部の固定ガイド５ｂ〜５ｎによって、前記配管２を動かないように固定する。次に、切断刃７を前進させる。

前記切断刃７は、配管２の切断方法により、図３（Ａ）に示すように左右に分割する場合の切断刃７ａ、若しくは、図３（Ｂ）に示すように平坦に開く場合の切断刃７ｂを用意しておく。なお、この一実施例では、図５に示すように、前記切断刃７ｂを使用して、配管２を平板状に開くものである。

前記切断刃７ｂを、油圧ユニット９を作動させ、そのロッド９ａを前進させることで、圧延兼用押圧装置８を介して前進させる。前記切断刃７ｂが、ガイドレール１０に沿って移動する移動ガイド装置１１によって浮き上がらないように押さえられながら、該移動ガイド装置１１とともに長手方向に沿って移動し、配管２を、図３（Ｂ）に示すように切断していく。

また、前記切断刃７ｂの移動具合により、その切断刃７ｂの接近を制御装置で油圧ユニット９に設けられたセンサーからの信号で計測し、昇降式座屈防止装置６の前記固定ガイド５ｂ〜５ｎが、前記制御装置で制御されて順番にエアーシリンダーの働きで上に上昇し、配管２に対する固定作用が解除されて待避させられる。

前記切断刃７ｂが前記長手方向に沿って前進し、配管２の一端側まで至ると、圧延兼用押圧装置８の先端部がストッパー受け部材１２に当接する。切断刃７ｂの刃先７ｄは、刃先用溝１２ｂにオーバーラップして入り込み、配管２が最後まで切断され平板体にされる。その後、圧延兼用押圧装置８，切断刃７ｂ，移動ガイド装置１１は、油圧ユニット９によって、元の位置へと後退される。

前記切断された配管２は、その後、イジェクト装置で空間部１５から基台３下の回収容器に落とされ、その後、回収され除染等のクリーニング処理がなされ、不要物品として処理される。これにより、切子・粉塵が発生する事なく低コストで廃棄処理できるものである。

本発明に係るパイプ半割り切断装置１の側面図（Ａ），平面図（Ｂ）である。 同本発明のパイプ半割り切断装置１における、図１（Ｂ）において示すＡ位置〜Ｆ位置の端面図（Ａ）〜（Ｆ）である。 パイプ半割り切断装置１による切断刃７ａ，７ｂでの配管２の切断方法を示す説明図（Ａ），（Ｂ）である。 同パイプ半割り切断装置１における、移動ガイド装置１１に圧延兼用押圧装置８及び切断刃７ｂが取り付けられている様子を示す一部拡大斜視図である。 同パイプ半割り切断装置１における一部拡大側面図である。 同パイプ半割り切断装置１における、圧延兼用押圧装置８の先端部に切断刃７ｂを固定している状態を示す一部拡大斜視図である。 同本発明に係るパイプ半割り切断装置１による配管切断の概略を示す説明図である。 同パイプ半割り切断装置１の一端側の構成を示す一部拡大斜視図である。 同パイプ半割り切断装置１における、一端側で配管２を最後の端面まで切断する様子を示す一部拡大正面図である。

符号の説明

１ パイプ半割り切断装置、
２ 配管、 ２ａ，２ｂ 配管、
２ｄ 裂け目、
３，３ａ 基台、
４ 載置台、 ４ａ 上面、
５ａ ブロック、 ５ｂ〜５ｎ 固定ガイド、
６ 昇降式座屈防止装置、 ６ａ ロッド、
７ａ，７ｂ 切断刃、 ７ｃ 刃先、
７ｄ 刃先、 ７ｅ 側壁、
７ｆ ねじ孔、 ７ｇ 後部、
８ 圧延兼用押圧装置、 ８ａ ねじ孔、
８ｂ ブロック、 ８ｃ ボルト、
８ｄ 下面、 ８ｅ 導入部、
９ 油圧ユニット、 ９ａ ロッド、
１０ ガイドレール、 １０ａ あり桟、
１１ 移動ガイド装置、 １１ａ 下面、
１１ｂ ボルト、 １１ｃ 脚部、
１１ｄ ボルト、 １１ｅ 開口部、
１２ ストッパー受け台、 １２ａ 位置決め壁、
１２ｂ 刃先用溝、 １２ｃ ブロック、
１３ 昇降機、
１４ 支持枠、 １４ａ 天板。
１５ 空間部。

Claims (5)

1. 配管をその長手方向に沿って半割りにする切断装置において、
   前記配管をその長手方向に沿って基台上に載置する載置台と、
   前記載置台に載置された配管を当該配管の長手方向に直交する方向に昇降自在な複数個の固定ガイドで固定するとともに切断刃の接近により待避するように制御装置で制御される昇降式座屈防止装置と、
   前記載置台に載置され前記固定ガイドで固定された配管をその長手方向に沿って切断する切断刃と、
   前記切断刃を固定支持して前記載置された配管の一端から他端へと長手方向に沿って押し込んで移動させる圧延兼用押圧装置と、を少なくとも有して構成されていること、
   を特徴とするパイプ半割り切断装置。
2. 圧延兼用押圧装置は、その下面と載置台との間に所要の間隙を維持することで、切断刃によって開かれた配管を平板状に押圧して展開し、圧延兼用押圧装置の先端部には切断刃の一部端面と連続する曲面形状の導入部が形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のパイプ半割り切断装置。
3. 昇降式座屈防止装置は、圧延兼用押圧装置で押し込まれた切断刃が所定の距離まで接近したときに、制御装置で駆動される昇降手段により固定ガイドを上昇させて、配管への固定作用を解除して前記固定ガイドを待避させること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のパイプ半割り切断装置。
4. 載置台の両側の近傍で前記配管の長手方向に平行にして基台上に敷設されるガイドレールと、
   前記両ガイドレール上に移動自在に摺接して門型に跨設され上下移動しないように係止されるとともに、この門型の天板で圧延兼用押圧装置を介して切断刃を吊持し、該切断刃の配管切断中における浮き上がり防止する移動ガイド装置とが設けられていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパイプ半割り切断装置。
5. 配管の長手方向に沿った載置台の一端側には、前記配管の端面が突き当たる位置決め壁を有するストッパー受け台が基台上に固設されており、
   前記位置決め壁には、切断刃が配管の端面まで切断・押圧できるように、刃先をオーバーラップさせて前進させる刃先用溝が設けられていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパイプ半割り切断装置。

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