JP2014525567A - 表面清掃用装置およびその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、原子炉内部で表面をクリーニングするための水中に沈めうる装置であって、ポンプ（１４）、ポンプ（１４）に接続されて、クリーニングされる表面に面するように配置されるノズル（１２）、クリーニングされる表面上の任意の破片を取り除くことができるクリーニング機構を備える装置に関する。本発明は、クリーニングの適用に応じて装置の浮揚能力を調整することができる調節可能な浮揚手段（５０）をさらに備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力産業の範囲内の表面、特に、原子力プラントまたは廃核燃料の貯蔵所の液体中に置かれる表面をクリーニングするための装置およびその使用に関する。

原子力プラントにおいて、純水を含む原子炉および燃料貯蔵プール、そしてプールの全体の環境は、できるだけ清潔に保たれるべきである。しかしながら、例えば原子炉が運転中であるときに、一定量の放射性破片および粒子（例えば燃料棒からのクラッドまたは原子炉コンポーネント上の損耗からの金属チップ）は、プールおよび水系を循環して、表面（例えばプールおよびパイプの床面および壁面）に堆積する。

これらの表面は、高水準の清潔さを維持するために一定のあらかじめ決められた間隔で清潔になることを必要とする。正常な手続きは、次いで、プールを空にして、高圧水を用いると同様に、機械的クリーニング装置（例えば、ブラシまたはスポンジ）を用いて手動で表面を清掃することである。

それらは時間がかかり、そして労働者を放射線に曝すので、これらの清掃法に関して特定の異議は、上がった。水位を低下させるときにエアロゾルが遊離されるので、これらの表面を可能な限り清掃することも、重要である。これは、この環境のいる人々に悪影響を及ぼすかもしれない。そして、エアロゾルによって環境にもたらされる汚染物質に起因する露出を減らすことが要求された。

労働を減らして、そしてまたプールを空にする必要なしに、表面の清掃を実行してよい多くの装置は、開発された。しかしながら、この種の装置は、床の上を動き回るように特に設計されていて、鉛直表面に用いることができない。他のタイプの清掃装置は、鉛直壁を清掃するために設計されるが、動き回ることを可能にするために追加の器材（例えばリフティング装置）を必要とする。

一般に、開発される装置は、核環境（すなわち、核環境において用いられる器材および材料上の化学的、機械的および電気的要件）に適していない。このように、この領域においてなされるべき改善は、まだある。

本発明の目的は、現状技術の欠点を改善することであり、使用される特定の環境に適していて、そして、清潔にされる水平表面および鉛直表面の両方を扱うのに十分用途が広い、クリーニング装置を提供することである。

この解決策は、独立請求項１の特徴にしたがう装置によって得られる。本発明の好適な実施形態は、従属請求項の主題を形成する。

本発明の主要な態様は、原子力プラント内部の表面をクリーニングするための水中に沈めうる装置であって、ポンプ、ポンプに接続されて、クリーニングされる表面に面するように配置されるノズル、クリーニングされる表面上の任意の破片を取り除くことができるクリーニング機構、を備え、クリーニングの適用に応じて装置の浮揚能力を調整することができる調節可能な浮揚手段をさらに備えることを特徴とする装置、としてのその特徴である。

浮揚手段は、装置が水平表面をクリーニングするかまたは鉛直表面をクリーニングするかに応じて装置の挙動を変更する可能性を提供する。水平表面では、重過ぎると、装置を制御して、推進することが困難であるかまたはやりにくいので、重過ぎない重量は、好ましい。他方で、一般に鉛直表面が清掃される場合、壁に沿った作業を容易にするために、そして、作業中に接触が失われる場合に備えた安全のために、装置は、浮くためにバランスが保たれる重量であるか、または水中で重量がニュートラルであることが好ましい。

１つの解決策によれば、前記浮揚手段は、異なる浮揚能力を有する交換可能な浮揚本体を備える。次いで、１つの浮揚能力を有する１つの本体を、異なる浮揚能力を示す他の本体とちょうど交換することは、容易でもよい。他の可能な解決策において、前記浮揚手段は、浮揚気体の異なるボリュームを含むことができる充填可能なボリュームを備える。この解決策については、ボリュームから気体を加えるかまたは除去することによって浮揚能力を変更することは、容易である。

本発明による１つの好ましい解決策によれば、前記クリーニング機構は、取り除かれた破片をノズルに向けることができるクリーニング部材を備える。このようにして、クリーニング機構によって取り除かれた破片および汚れを集めることは、容易である。これにより、取り除かれた破片が装置が使用されているプールまたは他の量の水において広げられるという危険も低下する。

１つの可能な解決策において、クリーニング機構は、クリーニングされる表面と接触する回転可能な部材を含む。回転運動は、駆動モータによって容易に達成されるという点で、そしてまた、回転は、取り除かれた破片を特定の方向に動かすという点で、有利である。好ましくは、クリーニング機構は、装置の２つの反対の側に適用される。そしてそれは、２つの方向から破片および粒子を集める。あるいは、前部機構は、破片を集めてノズルの方へ移動させ、一方、後部機構は、集めた破片の一部分をノズルが取り除ききらない場合であっても、破片が装置から置き去りにされるのを防止する。

回転可能な部材は、適用およびその要求、そして表面の種類に応じて、ブラシ、スポンジ、レーキなどを含むようないくつかの異なる材料およびデザインから成ってよい。

代わりに、または加えて、クリーニング機構は、高圧下の液体または気体を噴出することができるノズルを含む。そしてそのノズルは、回転可能なキャリア上に配置されてよい。

さらに、破片を取り除くためにキャビテーションまたは圧縮気泡を発生する、超音波クリーニングまたはパルスレーザクリーニングのような間接的な機械的技術は、適用されることができる。

好ましくは、装置は、装置のドライビングを制御するための遠隔制御システムをさらに備える。これにより、オペレータの作業条件を改良する。

本発明については、クリーニング作業の間、装置の実際の位置を追跡して、保存することができるある種の測位システムをさらに配置することは、可能である。また、クリーニング作業の間、データおよび情報を収集することができる追加のセンサおよび装置は、本発明の装置に加えられてよい。例えば、クリーニングされた領域およびまだ取り扱われていない領域を表示するグラフィックプレゼンテーションは、あってよい。

本発明のこれらのそして他の態様および利点は、以下の発明の詳細な説明から、そして添付図面から明らかになる。

以下の発明の詳細な説明において、参照は、添付図面になされる。
図１は、明確にするため取り除かれた特定の詳細を有する本発明の実行可能な実施形態の斜視図を示す。 図２ａ〜２ｃは、本発明を用いて利用されるクリーニング機構を示す。 図３は、図２のクリーニング機構のうちの１つの断面図を示す。 図４は、水平表面を清掃する図１の実施形態の斜視図を示す。 図５は、鉛直表面を清掃する図１の実施形態の斜視図を示す。

本発明の非限定的な実施形態は、添付図面と併せて後述される。

それは、フレーム等中心サポート１０を備える。サポートに、プレート１２が取り付けられる。プレートは、好ましくは中央に、少なくとも１つの開口（図示せず）を有して配置される。そして、プレートは、図１において下を向いた少なくとも１つの開口（ノズル）が形成されるように、または、後述するように吸込みノズルとしての機能するように、形成される。

ポンプ１４は、管またはホースを介して好ましくは開口に接続される。ポンプは、ノズルで高い吸引作用を作成することができる。ポンプは、流出路１６を有して配置される。そしてそれは、可撓性導管またはホース１８（図４、図５）に接続可能である。ホース１８は、次いで、特定の目的のために作られたフィルタ、収集容器等に好ましくは接続される。

装置は、推進手段を用いてさらに調整される。推進手段は、図示の実施形態においてフレームおよび／またはポンプ１４に取り付けた電気モータ２０を備える。好ましくは、電気モータ２０は、歯車装置２２に駆動可能に接続される。歯車装置２２は、２つの出力軸２４とともに配置される。そしてそれは、歯車装置の両側まで延びる。軸２４の各先端には、駆動輪２６が配置される。駆動輪２６は、それらの外周上の（棚のような）プロファイルを有して配置される。これらの棚は、駆動クローラ２８の内面上に配置される対応するリブと協働する。これらのクローラ２８はまた、ノズル１２の反対側の軸上に配置される支持輪３０に沿って走行する。

推進手段の両方の軸において、クリーニング機構３２は、配置される。各クリーニング機構３２は、装置に配置された固定具３６に回転可能に軸支される細長い中空軸３４（図３）を備える。ここで、固定具は、後述するように、好ましくは回動可能に配置される。軸３４上に、クリーニング装置３８は、配置される。そしてそれは、クリーニングされる表面上の汚れ、破片などを取り除くことが可能な管状のブラシ、スポンジ、スクレーパなどでありえる。異なるタイプのクリーニング装置のいくらかの実施形態は、図２に示される。クリーニング装置３８を担持する軸３４は、少なくとも１つの歯車（ｃｏｇ ｗｈｅｅｌ）４０に回転可能に取り付けられる。そしてその歯車４０は、駆動歯車４２（図２）とかみ合う。この駆動歯車４２は、電気モータ４４の駆動軸に取り付けられる。電気モータ４４は、クリーニング機構の固定具３６のうちの１つに取り付けられる。クリーニング装置がその装置の中心、したがってノズルに向けて汚れおよび破片を押すために回転するように、各電気モータ４４は、回転するように調整される。クリーニング機構の全体設計は、自立したユニットを提供して、破損が生じた場合に原子炉プールまたは類似の環境に入っている小さい部品の危険度を最小化することである。これは、図３の断面図に示されてよい。

本発明による装置は、浮揚手段５０を用いてさらに調整される。これらの浮揚手段は、クリーニングの適用に応じて装置の浮揚能力を変更するのに適している。図示の実施形態において、浮揚手段は、水に沈められるときに浮揚能力を変更することができる材料のボリュームである。例えばそれは、空気量を保つことができる数種類のプラスチックフォームでもよい。それは、空気で満たされることができる数種類のバルーンまたはエンクロージャでもよい。

アプリケーションのタイプに応じて、異なる浮揚能力は、要求される。図４は、一般に水平表面に用いられるときに本発明にしたがう装置を開示する。ここで、装置がほとんど沈むことは、有利である。ポンプが開始するときに、ノズルからの吸引作用は、水平表面上の装置を安定させて、推進手段によって装置を面上で前進させてまたは後進させる。このように、吸引作用と装置全体の沈む重量との間には、特定のバランスがある。

さらに、このアプリケーションにおいて装置が水平表面に用いられるときに、クリーニング機構は、回動可能な取付けのせいで、そして重力のせいで、表面との接触において移動する。

本発明による装置が一般に鉛直表面に用いられる場合、それがほとんど浮くことは、有利である。次いで、浮揚手段は、これらの特徴を得るために変更される（図５）。一実施形態において、プラスチックフォームのボリュームは、より良好な浮揚能力を有する他の量に交換される。他の実施形態では、空気で満たされるボリュームを含んで、より大きい空気のボリュームは、導かれてよい。また、使用中に、ポンプは起動して、クリーニングされる鉛直表面に対して装置を引きつける吸引作用を生じさせる。次いで、推進手段は、その面に沿って装置を上下に動かすために起動する。

このアプリケーションでは、重力が使用できないので、クリーニングされる面に対してクリーニング装置の良好な接触を確認するために、ある種の位置決め機構（図示せず）は、使われなければならない。位置決め手段は、例えば、面に対してクリーニング装置を回動することができる渦巻バネ、弾性要素などでよい。

両方のアプリケーションのために、装置が使用後にバックアップをもたらされてよいように、ある種の安全ライン５２を有することが好ましい。鉛直表面用のアプリケーションは、ある種のサポートまたはスタンド５６（図５）によってさらに調整されてよい。そうすると、装置は、それが水平表面に到達したときに立て向き姿勢のままでいてよい。

両方のアプリケーションのために、遠隔制御ユニットは、好ましくは利用される。それによって、オペレータは、清掃作用の間、装置を作動させてよい。この文脈において、装置に搭載するカメラのようなある種の監視手段を使用することは、もちろん可能である。そしてそれは、ユーザに視覚情報を提供する。

また、機械的なクリーニング装置が上記された場合であっても、加圧ウォータージェット、加圧エアジェット、超音波、わずかに言及するパルスレーザのような他のタイプのクリーニング装置を使用することは、もちろん可能である。それから、多くのノズルは、装置の幅をカバーするために調整されてよい。ここで、ジェットが表面にわたって清掃するように、ノズルは、回転キャリア上に傾けて配置されてよい。好ましくは、いかなる取り除かれた破片または汚れも吸込みノズルの方を向くように、ジェットも向く。

さらなる可能性は、装置に位置監視手段を備えることである。それにより、装置の実際の位置は、得られてよい。清掃された表面および清掃されないままの表面をモニタするために、これは、用いることができる。追加の情報を得るためのセンサなどのような追加の装置を有する装置を提供することは、さらに可能である。情報は、例えば、わずかに言及する原子炉容器からサンプリングしているある場所の放射性アクティビティ（原子炉容器の溶接点の状態）でありえる。

上記のおよび図示の実施形態は、本発明の非限定的な例としてだけと考えられて、そしてそれは、特許請求の範囲内でさまざまな仕方で修正されてよいことを理解すべきである。

Claims (15)

1. 原子力プラントまたは廃核燃料の貯蔵所の液体中に置かれる表面をクリーニングするための水中に沈めうる装置であって、
   −ポンプ（１４）、
   −前記ポンプ（１４）に接続されて、クリーニングされる表面に面するように配置されるノズル（１２）、
   −クリーニングされる表面上の任意の破片を取り除くことができるクリーニング機構（３２）、を備え、
   クリーニングの適用に応じて装置の浮揚能力を調整することができる調節可能な浮揚手段（５０）をさらに備えることを特徴とする装置。
2. 前記ノズル（１２）は、前記装置が水平表面に用いられるときに、前記ノズル（１２）からの吸引作用が水平表面上の前記装置を安定させるように、そして、前記装置が鉛直表面に用いられるときに、前記吸引作用がクリーニングされる鉛直表面に対して前記装置を引きつけるように、それが吸込みノズルとして機能するように配置される、請求項１に記載の装置。
3. 前記ノズル（１２）は、前記クリーニング機構（３２）によって取り除かれる破片および汚れを集めるように調整される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記浮揚手段（５０）は、異なる浮揚能力を有する交換可能な浮揚本体を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記浮揚手段（５０）は、浮揚気体の異なるボリュームを含むことができる充填可能なボリュームを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記クリーニング機構（３２）は、取り除かれた破片を前記ノズルに向けることができるクリーニング部材を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記クリーニング部材は、クリーニングされる表面と接触する回転可能な部材（３８）を含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記回転可能な部材（３８）は、ブラシ、スポンジ、レーキを含む、請求項７に記載の装置。
9. 前記クリーニング部材は、高圧下の液体または気体を噴出することができるノズルを含む、請求項６に記載の装置。
10. 前記ノズルは、回転可能なキャリア上に配置される、請求項９に記載の装置。
11. 前記クリーニング機構（３２）は、ユニットとして調整されて、破損が生じた場合に小さい部品の落下の危険を最小化するように設計される、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記装置のドライビングを制御するための遠隔制御システムをさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. クリーニング作業の間、前記装置の実際の位置を追跡して、保存することができる測位システムをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. それは、クリーニング作業の間、データおよび情報を収集することができる追加のセンサおよび装置を備える、請求項１３に記載の装置。
15. 原子力プラントまたは廃核燃料の貯蔵所の液体中に置かれる表面をクリーニングするための請求項１〜１４のいずれか１項に記載の水中に沈めうる装置の使用であって、クリーニングの適用に応じて装置の浮揚能力を変更するステップを含む、装置の使用。

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