JP2014157292A - 管内移動装置および管内移動装置挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
分岐部や屈曲部、凹凸部、また、内径が大きく変化する部分等がある配管の内を移動可能な管内移動装置及び管内移動装置挿入方法を提供することである。
【解決手段】
実施形態の管内移動装置は、筒型のガイド冶具と、ガイド冶具の前方の端部の動作を操作する操作機構と、ガイド冶具に挿入される挿入ロッドとを備え、ガイド冶具は、第１のガイドホースと、第１のガイドホースの前方の端部のホース先端部品と、第１のガイドホースに沿う複数本のワイヤとを備えるものとする。
また、実施形態の管内移動装置挿入方法は、筒型のガイド冶具と、ガイド冶具の内側に挿入可能な挿入ロッドとを備え、ガイド冶具の前方の端部が曲がる管内移動装置を配管内に挿入する方法であって、ガイドホースを配管に挿入するステップと、ガイドホースの前方の端部を曲げるステップと、挿入ロッドをガイドホースの内側から繰り出すステップと、を備えるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、管内移動装置および管内移動装置挿入方法に関する。

炉心溶融等の過酷事故が発生した原子炉では、原子炉圧力容器内に放射性物質が飛散している場合などが考えられる。この場合、原子炉圧力容器内の状況を早急に把握する必要がある。しかし、原子炉圧力容器内は線量が高くなっているため、シールドプラグや原子炉圧力容器の上蓋など、大きな開口部をあけて原子炉圧力容器内を調査することができない。

そこで、原子炉圧力容器に接続されている配管から作業装置を挿入する方法が想定される。配管であれは開口部が小さいため放射性各種の飛散を最小限にとどめることができる。

特開２００２−２９６５１０号公報

原子炉圧力容器内に作業装置を挿入する配管として例えば給水管が考えられている。そのためには、給水管内を経て作業装置を原子炉圧力容器内まで移動させることが可能な管内移動装置が必要である。なお、給水管には分岐部や屈曲部、逆止弁等があり、場所により内径が大きく変化する。

本発明が解決しようとする課題は、分岐部や屈曲部、凹凸部、また、内径が大きく変化する部分等がある配管の内を移動可能な管内移動装置及び管内移動装置挿入方法を提供することである。

上記課題を達成するため、実施形態の管内移動装置は、配管に挿入される筒型のガイド冶具と、ガイド冶具の配管挿入方向において前方の端部の動作を操作する操作機構と、ガイド冶具に挿入され可撓性を有する挿入ロッドとを備え、ガイド冶具は、可撓性を有する第１のガイドホースと、第１のガイドホースの配管挿入方向において前方の端部に設けられたホース先端部品と、端部の一方がホース先端部品に固定され、第１のガイドホースの側面に長軸方向に沿うように設けられた複数本のワイヤとを備え、操作機構は、ワイヤの他方の端部が接続され、ワイヤにかかる張力を操作することが可能であり、挿入ロッドはホース先端部品を通過可能であるものとする。

また、上記課題を達成するため、実施形態の管内移動装置挿入方法は、筒型のガイド冶具と、ガイド冶具の内側に挿入されることが可能な挿入ロッドとを備え、ガイド冶具の配管挿入方向において前方の端部を曲げることができる管内移動装置を配管内に挿入する方法であって、ガイドホースを配管に挿入するステップと、ガイドホースの配管挿入方向における前方の端部を配管内で曲げるステップと、配管の径が減少する部分で、挿入ロッドをガイドホースの内側から繰り出し配管内の目的の位置まで挿入するステップと、を備えるものとする。

（ａ）第１の実施形態における管内移動装置の斜視図と、（ｂ）第１の実施形態におけるガイド冶具と挿入ロッドの模式図。 （ａ）第１の実施形態におけるガイド冶具の模式図と、（ｂ）第１の実施形態におけるガイド冶具の長軸方向に垂直な断面図。 第１の実施形態におけるガイド冶具が管内移動補助装置によって配管に挿入される様子を示す模式図。 （ａ）第１の実施形態における配管の逆止弁の断面模式図と、（ｂ）第１の実施形態におけるコアスプレー配管に挿入される管内挿入部の様子を示す模式図と、（ｃ）第１の実施形態における分岐部に挿入される管内移動装置の様子を示す模式図。 配管内を進む管内挿入部の様子を示す模式図。 第２の実施形態における管内挿入部の斜視図。 （ａ）第３の実施形態における自走手段を搭載したガイド冶具の配管内の模式図と、（ｂ）第３の実施形態における自走手段を搭載したガイド冶具を内側に有する配管の断面図。 第３の実施形態における風船を用いた自走手段を搭載したガイド冶具の配管内の模式図

以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１及び図５を用いて説明する。図１（ａ）は第１の実施形態における管内移動装置の斜視図であり、図１（ｂ）は第１の実施形態におけるガイド冶具と挿入ロッドの模式図である。図２（ａ）は第１の実施形態におけるガイド冶具の模式図であり、図２（ｂ）は第１の実施形態におけるガイド冶具の長軸方向に垂直な断面図である。図３は第１の実施形態におけるガイド冶具が管内移動補助装置によって配管に挿入される様子を示す模式図である。図４（ａ）は第１の実施形態における配管の逆止弁の断面模式図であり、図４（ｂ）は第１の実施形態におけるコアスプレー配管に挿入される管内挿入部の様子を示す模式図であり、図４（ｃ）は第１の実施形態における分岐部に挿入される管内移動装置の様子を示す模式図である。図５は配管内を進む管内挿入部の様子を示す模式図である。

（構成）
以下、本実施形態の構成について説明する。管内移動装置１０は配管１２に挿入される筒型のガイド冶具１３と、ガイド冶具１３に挿入され可撓性を有する挿入ロッド１４と、ガイド冶具１３が配管１２に挿入される方向において前方の端部の動作を操作する操作機構１５を備える。管内移動装置１０のうち、ガイド冶具１３と挿入ロッド１４を合わせた構成を管内挿入部８と呼称する。管内挿入部８は図３に示す管内移動補助装置９を用いて配管１２内に挿入され、または引抜かれる。

ここで、以下の前後は、管内挿入部８が配管１２に挿入される挿入方向１１を基準として規定する。挿入方向１１が前方であり、挿入方向１１と反対方向が後方であるとする。

ガイド冶具１３の構成について説明する。ガイド冶具１３は可撓性を有する第１のガイドホース１６を備える。本実施形態において第１のガイドホース１６は円筒形であるが、筒型であればよく、円筒に限られない。第１のガイドホース１６の前方の端部には、例えば金属やセラミックなど、ガイドホース１３よりも硬い材料で構成された第１のホース先端部品１７が取り付けられている。第１のホース先端部品１７は、第１のガイドホース１６の前方の端部にかぶせるように取り付けられており、第１のガイドホース１６内に挿入された挿入ロッド１４はホース先端部品１７を通過することが可能である。そのため、第１のガイドホース１６の内側から前方に挿入ロッド１４を繰り出すことができる。本実施形態において第１のホース先端部品１７は円筒形であるが、内側を挿入ロッド１４が通過することができればよく、円筒に限られない。

第１のホース先端部品１７には、４本のワイヤ１８のそれぞれの端部の一方が固定されている。ワイヤ１８の一方の端部は第１のホース先端部品１７側面の周方向に等間隔に固定され、ワイヤ１８は第１のガイドホース１６の側面に長軸方向に沿うように設けられる。

ワイヤ１８はそれぞれ、筒型のワイヤケーシング１９を通り、ワイヤ１８の後方の一端はアクチュエータ２２に接続される。ワイヤケーシング１９はホース先端部品１７よりも後方であって、第１のガイドホースの側面に長軸方向に沿うように設けられる。本実施形態においてワイヤケーシング１９は円筒形であるが、筒型であればよく、円筒に限られない。また、アクチュエータ２２は、ワイヤ１８を後方に引いて引き張ったり、前方に押し出して緩めたりすることで、ワイヤ１８にかかる張力を操作する。

第１のガイドホース１６の外側側面には第１のガイドホースに沿うように３本のフレキシブルロッドが設けられている。フレキシブルロッドは可撓性を備え、ガイド冶具１３などを配管１２に押し込むことができるほどの剛性を備える棒である。

１本目のフレキシブルロッド２０ａの前方の端部は、第１のガイドホース１６の側面に固定されており、その前方の端部はアクチュエータ２２の前方の端部と同じ位置にある。２本目のフレキシブルロッド２０ｂの前方の先端は、第１のガイドホース１６の側面に固定されており、１本目のフレキシブルロッド２０ａの前方の端部よりも後方に位置している。３本目のフレキシブルロッド２０ｃの前方の先端は、第１のガイドホース１６の側面に固定されており、２本目のフレキシブルロッド２０ｂの前方の端部よりも後方に位置している。２本目のフレキシブルロッド２０ｂと３本目のフレキシブルロッド２０ｃは図３に示されている。

なお、第１のガイドホースに設けられるフレキシブルロッド２０の本数は３本に限られない。少なくとも１本以上あればよく、４本以上あっても良い。いずれのフレキシブルロッドの前方の端部も、アクチュエータ２２の前方の端部より前方の第１のガイドホース側面に固定されることはない。

また、第１のガイドホース１６に設けられるフレキシブルロッドはいずれも、前方の端部のみでガイドホースと固定されているが、フレキシブルロッドの全体が第１のガイドホース１６と固定されていてもよい。また、第１のガイドホース１６と数箇所で固定されていてもよい。また、フレキシブルロッドを、第１のガイドホース１６の内側に通して設けてもよい。

操作機構１５の構成について説明する。操作機構１５はアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２を操作する操作盤２３と、アクチュエータ２２と操作盤２３をつなぐケーブル２４等を備える。アクチュエータ２２はワイヤケーシング１９よりも後方に第１のガイドホース１６の側面に設けられ、例えばエアシリンダーや人工筋肉である。エアシリンダーや人工筋肉は空気が送り込まれたり抜き取られたりすることで、接続されたワイヤ１８の後方端部を第１のガイドホース１６に沿って前進させたり後退させたりすることができる。そして、それぞれのワイヤ１８の張力を操作することで、第１のガイドホース１６の前方の端部を動作させる。

また、アクチュエータ２２の操作は、操作盤２３でアクチュエータ２２に送り込む空気の量を調節することで行う。操作盤２３は手動で操作しても良いし、コンピュータを用いて操作しても良い。なお、人工筋肉として、電気や磁気により動作するものを用いても良い。その際、操作盤２３は電気や磁気を操作するものとする。

ここで、第１のガイドホース１６の前方端部の動作が操作される様子を図２（ａ）と図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は図２（ａ）のＢＢ矢示断面図である。例えば図２（ａ）において、第１のガイドホース１６の先端を矢印Ａの方向に曲げる場合、ワイヤ１８ａに接続するアクチュエータ２２を操作してワイヤ１８ａを後方に引き張る。同時に、ワイヤ１８ｃに接続するアクチュエータ２２を操作してワイヤ１８ｃの後方端部を前進させワイヤ１８ｃを緩めることで、第１のガイドホース１６の先端を矢印Ａの方向に曲げることができる。

他の方向に第１のガイドホース１６の前方端部を曲げる際も同様に、第１のガイドホース１６を曲げる方向のワイヤ１８を引き張る。そして同時に、第１のガイドホース１６を曲げる方向と反対側のワイヤ１８を緩めることで、第１のガイドホース１６の前方端部を曲げることができる。また、複数のワイヤ１８の張力を調節することで、任意の方向に第１のガイドホース１６の前方端部を曲げることができる。

なお、第１のガイドホース１６の前方端部を曲げる方向が限られている場合には、ワイヤ１８同士の間隔は等間隔に限られない。例えば、第１のガイドホース１６の前方端部が鉛直方向下側に曲られることが無い場合は、一または複数のワイヤ１８を第１のホース先端部品１７の側面のうち鉛直方向上側にのみ設けても良い。

また、ワイヤ１８は４本でなくてもよい。例えば３本のワイヤ１８が第１のホース先端部品１７の周方向に等間隔に配されているときにも、第１のガイドホース１６の前方端部を任意の方向に曲げることができる。曲げる方向側のワイヤ１８を引き張り、同時にその他のワイヤ１８を緩めることで、第１のガイドホース１６の前方端部を曲げることができる。

第１のホース先端部品１７やワイヤ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、ワイヤケーシング１９、操作機構１５など、第１のガイドホース１６の前方端部の動きを操作するための構成をまとめて、第１の首振り機構と呼称する。他にも第１のガイドホース１６の前方端部を動作させるために必要な構成があれば、ここに含める。

また、図示していないが第１のホース先端部品１７には配管１２内部を観察可能なカメラが取り付けられている。

次に、挿入ロッド１４の構成について説明する。挿入ロッド１４は可撓性を有する棒であり、第１のガイドホース１６に挿入され、その外径は第１のガイドホース１６及び第１のホース先端部品１７を通過することが可能な大きさである。挿入ロッド１４は例えばフレキシブルロッドで構成される。挿入ロッド１４に用いられるフレキシブルロッドは第１のガイドホース１６に設けられるフレキシブルロッドと可撓性が異なっていても良い。

挿入ロッド１４の前方の端部には、原子炉圧力容器内部の検査や溶接などの作業をするための作業装置２１を取り付けることが可能である。作業装置２１とは例えば、カメラや超音波診断装置、溶接装置、切断装置等であり、本実施形態ではカメラを用いるものとして説明する。作業装置２１は第１のガイドホース１６および第１のホース先端部品１７を通過可能な大きさである。

管内移動補助装置９の構成について説明する。管内移動補助装置９は一方の端部を支点として回動可能に設けられた操作ポール２５と、水平に支持されたまま鉛直方向に移動可能に設けられたリニアガイド２６を備える。リニアガイド２６はリニアガイド支持部２７によって水平に支持され、リニアガイド支持部２７に沿って鉛直方向に移動することが可能である。リニアガイド支持部２７は例えば、横に並んだ鉛直な２本の柱である。リニアガイド２６と操作ポール２５はリンク機構２８により接続され、リンク機構２８は操作ポール２５の回動に応じて、リニアガイド２６上を移動する。また、リンク機構２８は固定具２８ａを備え、固定具２８ａによりリンク機構２８にガイド冶具１３を固定することができる。

例えば、固定具２８ａは、操作ポール２５の回動方向に連動して、フレキシブルロッド２０ａを挟んで固定し、また、離して非固定の状態にすることが可能な構成である。固定具２８ａは、第１のフレキシブルロッド２０を固定し、または非固定の状態とすることで、ガイド冶具１３とリンク機構２８を固定し、または、非固定の状態とする。

ガイド冶具１３を配管１２に挿入する際、固定具２８ａは、操作ポール２５が前方に回動するときフレキシブルロッド２０ａを挟み、操作ポール２５が後方に回動するときフレキシブルロッド２０ａを離す。

また、管内移動補助装置９には固定具２８ａの固定する動作を切り替える、切り替えスイッチ等が設けられているものとする。この切り替えスイッチを切り替えることで、操作ポール２５が後方に回動するときに固定具２８ａはフレキシブルロッド２０ａを挟み、操作ポール２５が前方に回動するときに固定具２８ａはフレキシブルロッド２０ａを離すことが可能となる。そのため、切り替えスイッチを切り替えることで、管内移動補助装置９を用いてガイド冶具１３を配管１２から引き抜くことが可能となる。ガイド冶具１３を手動で配管１２から引き抜く場合には、切り替えスイッチ等の構成は無くてもよい。

また、固定具２８ａはフレキシブルロッド２０ａを固定できるものとしたが、ガイド冶具１３全体を挟んで固定したり、離したりできる構成としても良い。また、固定具２８ａが挟んで固定するのは、フレキシブルロッド２０ｂやフレキシブルロッド２０ｃであってもよいし、複数のフレキシブルロッドであっても良い。

また、配管挿入部８は手動で配管１２内に挿入することが可能であるが、管内移動補助装置９を用いることで、小さい力で管内挿入部８を配管１２に挿入することができ、作業員にかかる負担が少なくすることができる。

次に、配管１２の構成を説明する。本実施形態において、配管１２は原子炉圧力容器に接続された給水管であり、給水管は原子炉圧力容器内に接続している。給水管の一部である給水ノズルは、原子炉圧力容器内で開口している。例えば、図３（ａ）は給水配管の一部分であり、図３（ｂ）は給水ノズルである。給水ノズルは屈曲している。

配管１２の内径は場所により大きく変化する。概ね、原子炉圧力容器から離れた部分では内径が大きく、原子炉圧力容器内に開口する部分に近くなるほど内径が小さくなる。例えば管内移動装置１０を挿入する挿入開始部３２の内径は５０ｃｍほどであるが、配管１２が原子炉圧力容器内に開口する炉内開口部３３の内径は４ｃｍほどである。挿入開始部３２は炉内開口部３３よりも原子炉圧力容器から遠い位置である。

また、配管１２には逆止弁２９や分岐部、屈曲部、図３（ｃ）に示すような径の異なる配管同士の分岐部３０等がある。逆止弁２９は弁座３１が開いた状態であっても配管１２の内側に弁座３１が突出している。逆止弁２９が全開の状態であっても、その内側を通過できるのは、その部分の配管１２の内径の半分程度の外径のものである。管内挿入部８は、逆止弁２９の順方向と同じ方向から挿入される。

（作用）
以下、本実施形態の動作と作用について説明する。管内移動装置１０は、管内挿入部８と、管内挿入部８に沿うように設けられた操作機構１５の一部の構成が配管１２内に挿入され、操作盤２３や挿入補助装置９は配管１２の外に置かれている。管内挿入部８は、配管１２に挿入開始部３２から挿入され、配管１２内を進み原子炉圧力容器に接近し、炉内開口部３３を通って原子炉圧力容器内に挿入される。

配管１２のうち、炉内開口部３３に近い部分は内径が小さく屈曲しており、この部分に挿入される管内挿入部８は外径が小さく剛性が低い必要がある。そのため、炉内開口部３３に近い部分には挿入ロッド１４のみが挿入される。

一方、挿入開始部３２から近い配管１２は内径が大きい。内径が大きい配管１２に外径が大幅に小さく剛性が低い挿入ロッド１４のみが挿入されると、図５に示すように、配管１２内で挿入ロッド１４が蛇行し、たわみが生じる可能性がある。挿入ロッド１４がたわんで配管１２内面に接触した部分は、配管１２内の凹凸に引っかかりやすく、挿入ロッド１４の挿入を阻害する可能性がある。また、たわんでいる分だけ挿入に必要な挿入ロッド１４の長さは、長くなる。

そのため、挿入開始部３２から近い配管１２には外径が大きく剛性が高いガイド冶具１３が挿入され、挿入ロッド１４はガイドホース１６の内側から挿入される。配管１２内で生じるたわみは、配管１２の内径と挿入されるものの外径の差が小さく、管内挿入部８の剛性が高いほうが生じにくい。

ガイド冶具１３は外径が挿入ロッド１４よりも大きい。また、ガイド冶具１３は複数のフレキシブルロッドに支えられているため、挿入ロッド１４よりも剛性が高い。そのため、第１のガイドホース１６は配管１２内でたわみにくい。

また、第１のガイドホース１６の内径と挿入ロッド１４の外径の差は、配管１２の内径と挿入ロッド１４の外径の差に比べて小さく、第１のガイドホース１６の内側に挿入された挿入ロッド１４はたわみにくい。そのため、挿入ロッド１４は第１のガイドホース１６の内側を通ることで、より円滑に配管１２内に挿入される。

以下、配管１２内に管内挿入部８を挿入する方法を説明する。挿入開始部３２からしばらくは、ガイド冶具１３を配管１２内に挿入する。そして、径が減少しガイド冶具１３では挿入が難しくなった部分からは、ガイド冶具１３の内側から挿入ロッド１４を繰り出して目的とする位置まで挿入ロッド１４を挿入する。挿入ロッド１４が原子力圧力容器内など、目的位置に到達すると、作業装置２１は作業を開始する。

以下、分岐部や屈曲部、逆止弁２９等、直線的に管内挿入部８を挿入することができない配管１２の部分に、管内挿入部８を挿入する方法について説明する。直線的に進めない部分では、操作機構１５等を操作して第１のガイドホース１６の前方の端部を任意の方向に曲げ、ガイド冶具１３を配管１２内に挿入する。ガイド冶具１３の前方の端部が引っかかり、挿入が阻害される可能性がある部分を予め回避させて挿入することができる。

分岐部では、進む方向に向かって第１のガイドホース１６の前方の端部を曲げる。逆止弁等の配管１２内に凹凸がある部分では、第１のガイドホース１６の前方の端部を動かして凹凸を回避させる。また、分岐部には、図４（ｃ）に示すように、分岐した先の配管１２の径が小さくなっている分岐部３０がある。この部分では、第１のガイドホース１６の前方先端部を進むべき方向に曲げる。そして、ガイド冶具１３の内側から挿入ロッド１４を繰り出し、挿入ロッド１４を内径の小さい配管１２内に挿入させる。

また、管内移動装置１０は第１の首振り機構を備えていることにより、第１のガイドホース１６が引っかかり動けなくなった場合に、引っ掛かりを解消することができる。なお、第１のガイドホース１６の前方の端部は、第１のホース先端部品１７に取り付けられたカメラで配管１２内を観察しながら動かす。

次に、管内移動補助装置９を用いてガイド冶具１３を配管１２に挿入する方法について説明する。まず、リニアガイド２６の高さを挿入開始部１２配管１２の高さに合わせて調節する。そしてリニアガイド２６に管内挿入部８沿わせ、操作ポール２５を矢印１１方向に回動する。すると、固定具２８ａはフレキシブルロッド２０ａを固定し、リンク機構２８が移動した分だけフレキシブルロッド２０ａが配管１２内に挿入され、ガイド冶具１３全体が配管１２内に挿入される。

そして、操作ポール２５を後方に回動する。すると、固定具２８ａによる固定が解除され、リンク機構２８のみが後方に移動する。そして再び操作ポール２５を前方に回動し、配管１２内にガイド冶具１３を挿入する。配管１２からガイド冶具１３を引き抜く際は、切り替えスイッチで固定具２８ａと回動方向の関係を切り替え、操作ポール２５の回動を繰り返すことでガイド冶具１３を引き抜くことができる。

（効果）
以下、本実施形態の効果について説明する。配管１２は位置により内径が変化する。たとえば炉内開口部３２付近の配管は径が小さく、屈曲している。そのため配管挿入部８は径が小さく可撓性が低い必要がある。しかし、配管１２の挿入開始部の付近の配管１２は径が大きく、この部分に径が小さく可撓性が低いものを挿入することは適していない。

本実施形態の管内移動装置１０は、外径が大きく可撓性が高いガイド冶具１３と、外径が小さく可撓性が低い挿入ロッド１４を備えている。そして、ガイド冶具１３の内側から、挿入ロッド１４を繰り出すことができる。そのため、内径が大きく変化する配管１２にも円滑に配管挿入部８を挿入することができる。

また、本実施形態の管内移動装置１０は、第１のガイドホース１６の前方の端部を動かすことができる。そのため、分岐部や屈曲部、内側に凹凸等がある配管１２に配管挿入部８を挿入することができる。

よって、管内移動装置１０を原子炉圧力容器に適用した場合、既存の給水管から原子炉内部にまで作業装置２１を挿入することができ、大きな開口部を原子炉圧力容器にもうけることなく、原子炉圧力容器内部の様子を観察することができる。

なお、第１の首不振り機構と同様の構成は、挿入ロッド１４の前方の端部に設けることができる。すると、径が小さく複雑に分岐し、または、径が小さく複雑に屈曲した配管にも挿入ロッド１４を挿入することができる。本実施形態において、挿入ロッド１４は屈曲した給水ノズルを通過する。そのため、挿入ロッド１４は首振り機構を備えていることが好ましい。

また、管内移動補助装置８はガイド冶具１３を配管１２内に挿入するものとしたが、挿入ロッド１４も挿入可能な構成としても良い。または、挿入ロッド１４を配管に挿入するための管内移動補助装置９を、ガイド冶具１３を配管１２に挿入するための管内移動補助装置９と別に設けても良い。

また、挿入ロッド１４は、ガイド冶具１３が配管１２に挿入された後、ガイド冶具１３の内側に挿入され、ガイド冶具１３から繰り出されて配管１２内に挿入されても良い。または、ガイド冶具１３前方の端部から露出しない程度に挿入ロッド１４を予め挿入し、挿入ロッド１４が挿入されたガイド冶具１３を配管１２に挿入しても良い。

また、ガイド冶具１３内にあらかじめ挿入ロッド１４を挿入している場合、第１のホース先端部品１７に設けられるカメラは無くても構わない。挿入ロッド１４の先端に設けられた作業装置２１の一部であるカメラで、配管１２内の様子を観察することが可能だからである。

また、第１のガイドホース１６は、挿入開始部３２から第１のガイドホース１６を挿入可能な部分までの長さがあるものとした。しかし、ガイド冶具１３内にあらかじめ挿入ロッド１４を挿入している場合、第１のガイドホース１６は少なくとも第１のホース先端部品１７からワイヤケーシング１９の前方の端部までの長さがあればよい。

また、固定具２８ａはリンク機構２８に複数設け、複数のフレキシブルロッドを固定し、複数のフレキシブルロッドをいっせいに配管１２内に押し込むものとしても良い。

また、第１のガイドホース１６は可撓性があるとしたが、一部金属等で構成された部分を含んでもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の管内移動装置１０について図６を用いて説明する。図６は第２の実施形態における管内挿入部の斜視図である。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
以下、本実施形態の構成を説明する。ガイド冶具１３は、第１のガイドホース１６の内側に挿入されホース先端部品１７から繰り出されることが可能な第２のガイドホース３４を備える。第２のガイドホース３４は、挿入ロッド１４が内側に挿入され前方の端部から挿入ロッド１４を繰り出すことが可能である。

また、第２のガイドホース３４には、第２のホース先端部品３４ａなど、前方の端部の動作を操作するために必要な第２の首振り機構を、第１のガイドホース１６と同様に設けてもよい。

（作用）
以下、本実施形態の動作と作用を説明する。挿入開始部３２からしばらくは、ガイド冶具１３のうち、第１のガイドホース１６を配管１２に挿入する。そして、配管１２の内径が第１のガイドホース１６を挿入するには小さくなった部分で、第１のガイドホース１６の内部から第２のガイドホース３４を繰り出し配管１２内に挿入する。さらに、配管１２の内径が第２のガイドホース３４を挿入するには小さくなった部分で、第２のガイドホース３４の内部から挿入ロッド１４を繰り出し配管１２内に挿入する。

配管１２の内径は挿入開始部３２と炉内開口部３３とで大きく異なる。挿入開始部３２と炉内開口部３３の中間の内径に対応する外径のガイドホースがあれば、より円滑に、かつ管内挿入部８に損傷を与えることなく管内挿入部８を配管１２に挿入することができる。

また、第１の首振り機構と同様の第２の首振り機構を第２のガイドホース３４に設けることで、逆止弁２９や屈曲部、分岐部に第２のガイドホースを円滑に挿入することが可能である。

（効果）
以下、本実施形態の効果について説明する。配管１２は位置により内径が変化する。たとえば炉内開口部３２付近の配管は径が小さく、屈曲している。また、配管１２の挿入開始部３２と炉内開口部３３の径は大きく異なる。

本実施形態の管内移動装置１０は、配管挿入部８は径が大きく可撓性が高い第１のガイドホース１６を備え、第１のガイドホース１６の内側から、第１のガイドホース１６よりも径が小さい第２のガイドホース３４を繰り出すことができる。そして、第２のガイドホース３４の内側から、挿入ロッド１４を繰り出すことができる。そのため、内径が非常に大きく変化する配管１２にも配管挿入部８を円滑に挿入することができる。

よって、管内移動装置１０を原子炉圧力容器に適用した場合、既存の給水管から原子炉内部にまで作業装置２１を挿入することができ、大きな開口部を原子炉圧力容器にもうけることなく、原子炉圧力容器内部の様子を観察することができる。

また、配管１２の内径の変化に即した外径のガイドホースを挿入することができるので、配管挿入部８の挿入が円滑になり作業時間の短縮に繋がる。これにより、作業員の被ばく量を低減することができる。

また、第２のガイドホース３４の前方の端部に第２の首振り機構を設けることにより、分岐部や屈曲部、配管内の凹凸が数多く設けられた配管内であっても、管内導入部８を配管内に挿入することができる。

なお、管内移動補助装置９は、第２のガイドホース３４を配管１２内に挿入可能な構成としても良いし、第２のガイドホース３４を挿入するための管内移動補助装置９を別に設けても良い。

また、第２のガイドホース３４だけでなく、第１のガイドホース１６と挿入ロッド１４の間に、径の異なる複数のガイドホースが設けられていても良い。いずれのガイドホースも、第１のガイドホース１６の内側に挿入され第１のガイドホース１６の内側から繰り出されることが可能である。かつ、挿入ロッド１４が内側に挿入されることが可能であり、内側から挿入ロッド１４を繰り出すことが可能であるものとする。そして、いずれのガイドホースにも首振り機構を設けることが可能である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の管内移動装置１０について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、第３の実施形態における自走手段を搭載したガイド冶具の配管内の模式図であり、図７（ｂ）は第３の実施形態における自走手段を搭載したガイド冶具を内側に有する配管の断面図である。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
以下、本実施形態の構成を説明する。第１のガイドホース１６は配管１２内部を自走するための自走手段３５を備えている。自走手段３５は第１の管内固定手段３６と第２の管内固定手段３７と、第１の管内固定手段３６と第２の管内固定手段３７に接続し配管挿入方向に伸縮する移動用伸縮手段３８を備える。

第１の固定手段３６と第２の固定手段３７は同様の構成である。第１の固定手段について説明する。第１の固定手段３６は、配管挿入方向に伸縮する伸縮手段である第１の固定用ピストン３９を備える。固定用ピストン３９は、シリンダ３９ａとロッド３９ｂを備え、シリンダ３９ａ内圧力を調節することで、ロッド３９ｂをシリンダ３９ａから押し出したり、引き込んだりする。ロッド３９ｂが押し出されたり引き込まれたりする方向は、挿入方向１１と平行である。

第１の固定手段３６は、一方の端部がシリンダ３９ａに回動可能に設けられた棒状の管内固定部４０と、一方の端部がロッド３９ｂに回動可能に設けられた棒状の支持部４１を備える。支持部４１のもう一方の端部は、管内固定部４０の端部以外の一点に回動可能に接続されている。支持部４１は管内固定具４０と同数である。一の管内固定具４０と１の支持部４１の構成を脚部と呼称する。管内固定部４０の端部のうち、シリンダ３９ａと接続していないほうの端部を、管内接触部４０ａと呼称する。

固定用ピストン３９の周囲には、例えば３つの脚部が等間隔に設けられている。

ロッド３８ｂがシリンダ３９ａに引き込まれると、３つの管内固定部４０がピストン３９から離れるように回動し、３つの管内接触部４０ａが配管１２内壁に押し付けられる。すると、管内接触部４０ａと配管１２の内壁との摩擦力によって、第１の固定手段３６は、自身を配管１２内の任意の位置に固定することができる。

一方、ロッド３９ｂがシリンダ３９ａから押し出されると、３つの管内固定部４０が固定用ピストン３９に近づくように回動し、３つの管内接触部４０ａは配管１２の内壁から離れる。そして、第１の固定手段３６は配管１２内に固定されていない状態となる。

次に、第１のピストン３８について説明する。移動用ピストン３８は、移動用シリンダ３８ａと移動用ロッド３８ｂを備え、移動用シリンダ３８ａ内圧力を調節することで、移動用ロッド３８ｂを移動用シリンダ３８ａから押し出したり、引き込んだりする。移動用ロッド３８ｂが押し出されたり引き込まれたりする方向は、挿入方向１１と平行である。

移動用シリンダ３８ｂには、第１の固定手段３６のシリンダ３９ａが接続されている。また、移動用ロッド３８ｂには第２の固定手段のロッド４２ｂが接続されている。

本実施形態において、図７（ｂ）に示すように、第１のガイドホース１６は第２の固定手段３７のシリンダ４２ａの側面に固定されているものとする。第１のガイドホース１６は第２の固定手段の管内固定部４３の間を通る。なお、第１のガイドホース１６は、自走手段３５のいずれの部分に固定されていても良い。

（作用）
以下、本実施形態の自走手段３５が配管１２内自走する様子を説明する。自走手段３５は、第１のガイドホース１６の任意の位置に取り付けられ、配管１２内に挿入される。

まず、図７（ａ）の上段に示すように、第１の固定手段３６を配管１２内に固定し、第２の固定手段を配管１２内に固定しない状態にする。そして、移動用ピストン３８のロッド３８ａを押し出し、第２の固定具を前方に押し出す。

次に図７（ａ）の下段に示すように、第２の固定手段３７を配管１２内に固定し、第１の固定手段３６を配管１２内に固定しない状態にする。そして、移動用ピストン３８のロッド３８ａを引き込み、第１の固定具を前方に移動させる。

この動作を繰り返すことで、自走手段３５は配管内を自走することができ、第１のガイドホース１６を配管１２内に挿入し、または、配管１２内から引き抜くことができる。

（効果）
以下、本実施形態の効果を説明する。配管１２が長くなると、挿入される第１のガイドホース１６の長さが長くなる。すると、第１のガイドホース１６を配管１２の奥に挿入するほど、挿入開始部３２において第１のフレキシブルロッド２０を押し込むために必要な力は増大する。

本実施形態では、自走手段３５を設けることにより、第１のガイドホース１６を挿入するために必要な力の一部を自走手段３５が補う。そのため、挿入開始部３２において第１のフレキシブルロッド２０を押し込むために必要な力は少なくてすみ、作業員の負担を軽減することができる。

また、本実施形態の自走手段３５の固定手段は、配管１２の内径が途中で変化しても、配管１２内に自身を固定することができる。そのため、内径が変化する配管１２においても、第１のガイドホース１６を挿入するために必要な力を低減させ、作業員の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態において、一の固定用ピストン３８に設けられる脚部の数は３つであるが、脚部の数は３つに限られず、最低２以上あればよい。

また、本実施形態において２つの固定手段のうち、前方に設けられた固定手段を第２の固定手段とし、移動用ピストン３８よりも後ろに設けられた固定手段を第１の固定手段と呼称している。

また、いずれのピストンにおいても、シリンダとロッドの前後は本実施形態と逆であっても良い。

また、同様の自走手段３５を第１のガイドホース１６の内側に設けられたガイドホースや挿入ロッド１４に設けることも可能である。また、同様の自走手段を第１のガイドホース１６に設けずに、第１のガイドホース１６の内側に設けられたガイドホースや挿入ロッド１４に設けることも可能である。

また、移動用ピストン３８は伸縮可能な構成であればよく、ピストンには限られない。例えば、アクチュエータ等であっても良い。また、本実施形態のピストンは油圧式であっても良いし、空気圧式であっても良い。

また、第１の固定手段及び第２の固定手段は本実施形態には限られない、例えば、電磁石を用いて、配管内面に固定したり、固定を解除したりできる構成としても良い。また、図８に示すように、第１の固定手段及び第２の固定手段を第１の風船４４及び第２の風船４５とすることが可能である。

第１の風船４４及び第２の風船４５は、弾性があり気密な膜で構成されたドーナツ型の袋である。

ドーナツ型の袋の中央の穴は、ガイド冶具１３の長軸方向に垂直な断面よりも大きく、管内挿入部８を通すことができる。

第１の風船４４及び第２の風船４５は、袋は気体が送り込まれると、内圧上昇により膨張して配管１２の内面に接触する。風船と配管１２の摩擦力によって、第１の風船４４と第２の風船４５は配管１２内に固定される。

また、第１の風船４４及び第２の風船４５から気体が抜き取られると、圧力低下で自らの弾性によって収縮し、管内１２に固定されない状態となる。

第１のガイドホース１６は、第１の風船４４及び第２の風船４５の間の移動用ピストンの移動用シリンダ３８の側面に固定されているものとする。

まず、図８の上段に示すように、第１の風船４４を膨らませて第１の風船４４を配管１２内に固定し、第２の風船４５を萎ませて第２の風船４５を配管１２内に固定しない状態にする。そして、移動用ピストン３８のロッド３８ａを押し出し、第２の固定具を前方に押し出す。

次に、図８の下段に示すように、第２の風船４５を膨らませて第２の風船４５を配管１２内に固定し、第１の風船４４を萎ませて第１の風船４４を配管１２内に固定しない状態にする。そして、移動用ピストン３８のロッド３８ａを引き込み、第１の固定具を前方に移動させる。

この動作を繰り返すことで、風船を用いた自走手段は配管内を自走することができ、第１のガイドホース１６を配管１２内に挿入し、または、配管１２内から引き抜くことができる。

なお、図示していないが、第１の風船４４及び第２の風船４５には、気体を送り込んだり抜き取ったりするためのチューブ等が繋がっているものとする。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の管内移動装置１０について説明する。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
以下、本実施形態の構成を説明する。挿入ロッド１４は前方の端部に近い位置に、振動発生手段を備える。振動発生手段は、挿入ロッド１４が振動により移動することが可能な大きさの振動を発生させるものとする。

（作用）
以下、本実施形態の動作と作用を説明する。挿入ロッド１４が配管１２で何かに引っかかり、それ以上挿入ロッド１４を配管１２内に挿入することができなくなった場合に、振動発生手段を作動させて挿入ロッド１４を振動させる。すると、挿入ロッド１４の振動により引っかかり等が外れ、再び挿入ロッド１４を配管１２内に挿入することが可能になる。

また、曲率の大きい曲折部に挿入し、またはそこから引き抜く場合に、挿入ロッド１４が配管１２内につっぱり移動することができなくなってしまう場合がある。このとき、振動発生手段を作動させて挿入ロッド１４を振動させることでつっぱりが解消され、挿入ロッド１４を挿入、または引き抜くことが可能になる。

（効果）
本実施形態の管内移動装置１０は振動発生手段を備えることにより、配管１２内で挿入ロッド１４に生じた引っかかりや突っ張りを解消することができる。

なお、振動発生手段は必ずしも、挿入ロッド１４は前方の端部に近い位置に設けられていなくてもよい。挿入ロッド１４の引っ掛かりを外す作用を示す位置であれば、他の場所でもよい。

また、振動発生手段は第１のガイドホース１６や第２ガイドホース３４にも設けることができる。すると、ガイドホースの挿入時または引き抜き時に、ガイドホースに生じた引っかかりやつっぱりを解消することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、第１の実施形態及び第３の実施形態は、いずれも適宜組み合わせることが可能である。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、配管１２は原子炉圧力容器に接続する給水管であると記したが、他の配管であってもよい。また配管は、原子力発電所の配管に限られない。

８・・・・・管内挿入部
９・・・・・管内移動補助装置
１０・・・・・管内移動装置
１１・・・・・方向
１２・・・・・配管
１３・・・・・ガイド冶具
１４・・・・・挿入ロッド
１５・・・・・操作機構
１６・・・・・第１のガイドホース
１７・・・・・第１のホース先端部品
１７ａ・・・・・カメラ
１８・・・・・ワイヤ
１８ａ・・・・・ワイヤＡ
１８ｂ・・・・・ワイヤＢ
１８ｃ・・・・・ワイヤＣ
１８ｄ・・・・・ワイヤＤ
１９・・・・・ワイヤケーシング
２０ａ・・・・・フレキシブルロッド
２０ｂ・・・・・フレキシブルロッド
２０ｃ・・・・・フレキシブルロッド
２１・・・・・作業装置
２２・・・・・アクチュエータ
２３・・・・・操作盤
２４・・・・・ケーブル
２５・・・・・操作ポール
２６・・・・・リニアガイド
２７・・・・・リニアガイド支持部
２８・・・・・リンク機構
２８ａ・・・・・固定具
２９・・・・・逆止弁
３０・・・・・径の異なる配管同士の分岐部
３１・・・・・弁座
３２・・・・・挿入開始部
３３・・・・・炉内開口部
３４・・・・・第２のガイドホース
３４ａ・・・・第２のホース先端部
３５・・・・・自走手段
３６・・・・・第１の管内固定手段
３７・・・・・第２の管内固定手段
３８・・・・・移動用ピストン
３８ａ・・・・移動用シリンダ
３８ｂ・・・・移動用ロッド
３９・・・・・固定用ピストン
３９ａ・・・・固定用シリンダ
３９ｂ・・・・固定用ロッド
４０・・・・・管内固定具
４０ａ・・・・管内接触部
４１・・・・・支持部
４２・・・・・第２の固定手段のロッド
４３・・・・・第２の固定手段の管内固定部
４４・・・・・第１の風船
４５・・・・・第２の風船
Ａ・・・・・矢印

Claims (11)

1. 配管に挿入される筒型のガイド冶具と、
   前記ガイド冶具の配管挿入方向において前方の端部の動作を操作する操作機構と、
   前記ガイド冶具に挿入され可撓性を有する挿入ロッドとを備え、
   前記ガイド冶具は、
   可撓性を有する第１のガイドホースと、
   前記第１のガイドホースの前記配管挿入方向において前方の端部に設けられたホース先端部品と、
   端部の一方が前記ホース先端部品に固定され、前記第１のガイドホースの側面に長軸方向に沿うように設けられた複数本のワイヤとを備え、
   前記操作機構は、前記ワイヤの他方の端部が接続され、前記ワイヤにかかる張力を操作することが可能であり、
   前記挿入ロッドは前記ホース先端部品を通過可能である管内移動装置。
2. 前記ワイヤは、前記ホース先端部品よりも前記配管挿入方向において後方であって前記第１のガイドホースの側面に長軸方向に沿うように設けられた、筒型のワイヤケーシングに通され、前記操作機構に接続する請求項１に記載の管内移動装置。
3. 前記ガイド冶具は、前記第１のガイドホースの内側に挿入され前記ホース先端部品から繰り出されることが可能であり、かつ、前記挿入ロッドが内側に挿入され内側から前記挿入ロッドを繰り出すことが可能な第２のガイドホースを備える請求項１または請求項２に記載の管内移動装置。
4. 前記第１のガイドホースは側面に自走手段を備え、
   前記自走手段は、
   前記配管内に自身を固定することが可能な第１の管内固定手段と、
   前記配管内に自身を固定することが可能な第２の管内固定手段と、
   前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段に接続し前記配管挿入方向に伸縮する移動用伸縮手段とを備え、
   前記移動用伸縮手段は、
   前記第１の管内固定手段または前記第２の固定手段のいずれか一方のみが前記配管内に固定されているときに、伸張または収縮することが可能である、
   請求項１乃至請求項３に記載の管内移動装置。
5. 前記第１のガイドホース及び前記第２のガイドホースのうち少なくとも一つは側面に自走手段を備え、
   前記自走手段は、
   前記配管内に自身を固定することが可能な第１の管内固定手段と、
   前記配管内に自身を固定することが可能な第２の管内固定手段と、
   前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段に接続し前記配管挿入方向に伸縮する移動用伸縮手段とを備え、
   前記移動用伸縮手段は、
   前記第１の管内固定手段または前記第２の固定手段のいずれか一方のみが前記配管内に固定されているときに、伸張または収縮することが可能である、
   請求項３に記載の管内移動装置。
6. 前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段はいずれも
   前記配管挿入方向に伸縮する伸縮手段と、
   一方の端部が前記伸縮手段の一端に回動可能に設けられた棒状の複数の管内固定具と、
   一方の端部が前記伸縮手段の他方の一端に回動可能に設けられ、もう一方の端部が前記管内固定具の端部以外の一点に回動可能に設けられた前記管内固定具と同数の支持部と、を備え、
   前記伸縮手段が収縮すると、前記複数の管内固定具は前記収縮手段から離れる方向に回動し、前記管内固定具の前記伸縮手段に設けられていないほうの一端である管内接触部は前記配管の内面に接触し、前記管内接触部と前記配管内面の摩擦力によって、前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段は前記配管内に固定され、
   前記伸縮手段が伸張すると、前記複数の管内固定具は前記収縮手段から近づく方向に回動し、前記管内接触部は前記配管の内面に接触せず、前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段は前記配管内に固定されない状態となり、
   前記移動用伸縮手段は、
   一方の端部が前記第１の管内固定手段の前記伸縮手段の端部に接続し、もう一方の端部が前記第２の管内固定手段の前記伸縮手段の端部に接続している、請求項４または請求項５に記載の管内移動装置。
7. 前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段はいずれも
   弾性があり気密な膜で構成されたドーナツ型の袋を備え、
   前記ドーナツ型の袋の中央の穴は、前記ガイド冶具の長軸方向に垂直な断面よりも大きく、
   前記袋は気体が送り込まれると、内圧上昇により膨張して前記配管の内面に接触し、前記管袋と前記配管内面の摩擦力によって、前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段は前記配管内に固定され、
   前記袋から気体が抜き取られると、圧力低下により前記袋の弾性によって収縮し、前記第１の管内固定手段と前記第２の管内固定手段は前記配管内に固定されない状態となり、
   前記移動用伸縮手段は、
   一方の端部が前記第１の管内固定手段の前記伸縮手段に接続し、もう一方の端部が前記第２の管内固定手段の前記伸縮手段に接続している、請求項４または請求項５に記載の管内移動装置。
8. 前記挿入ロッド及び前記第１のガイドホースのうち少なくともいずれか一つを振動させる振動手段を備えた請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の管内移動装置。
9. 前記挿入ロッド、前記第１のガイドホース及び前記第２のガイドホースのうち少なくともいずれか一つを振動させる振動手段を備えた請求項３または請求項５のいずれか一項に記載の管内移動装置。
10. 一方の端部を支点として回動可能に設けられた操作ポールと、
    水平に支持されたまま鉛直方向に移動可能に設けられたリニアガイドと、
    前記リニアガイドと前記操作ポールを接続させ、前記操作ポールの回動に応じて前記リニアガイド上を移動し、前記ガイド冶具を固定することが可能なリンク機構とを備える管内移動補助装置を備える請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の管内移動装置。
11. 筒型のガイド冶具と、前記ガイド冶具の内側に挿入されることが可能な挿入ロッドとを備え、前記ガイド冶具の配管挿入方向において前方の端部を曲げることができる管内移動装置を配管内の目的の位置まで挿入する方法であって、
    前記ガイドホースを前記配管に挿入するステップと、
    前記ガイドホースの前記配管挿入方向における前方の端部を前記配管内で曲げるステップと、
    前記配管の径が減少する部分で、前記挿入ロッドを前記ガイドホースの内側から繰り出し前記配管内の前記目的の位置まで挿入するステップと、
    を備える管内移動装置挿入方法。

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