JP2020196110A - 配管切断装置および配管切断装置用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】配管切断時に、配管内部に残留するバリや切粉を抑制し、バリや切粉の回収手間を削減できる配管切断装置を提供する。また、消耗した回転刃を容易に交換できる技術を提供する。【解決手段】軸水平状態に固定した配管Ｗを鉛直上下方向から挟持する配管固定部材２と、配管Ｗと同軸に設けられた回転刃ユニット３と、回転刃ユニット３を配管Ｗに向けて圧送する圧送機構５を設ける。また、回転刃を交換するためのカートリッジを設け、カートリッジに、回転刃を回転自在に保持するホルダー部と、ホルダー部を回転刃ユニット３に着脱自在に取り付ける取付片を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、主に原子力関連施設で用いられ、放射能汚染の可能性のある配管を汚染測定のために切断する配管切断装置および配管切断装置の回転刃を交換するためのカートリッジに関する。

従来、放射能汚染の可能性のある配管を多段構成の回転刃を用いて長手方向に切断する技術が知られている。例えば、特許文献１には、配管切断装置の内部に多段構成の回転刃を相対させて配置し、相対する回転刃の間に配管を押し込むことによって、配管を外部から切断する技術が記載されている。

特開２０１８−１１８３４９号公報

ところが、特許文献１の技術によると、バリや切粉が配管内部に入り込み、これらの回収作業が煩雑になるという問題があった。また、配管を繰り返し切断しているうちに、回転刃は次第に消耗する。しかし、特許文献１の技術によると、装置内部に回転刃が固定配置されているため、消耗した回転刃の交換が難しいという問題もあった。

そこで、本発明の目的は、配管内部へのバリや切粉の残留を抑制し、また、消耗した回転刃を容易に交換できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の配管切断装置は、配管を縦割りする配管切断装置であって、軸水平状態に配置した配管を鉛直上下方向から挟持する一対の配管固定部材と、配管と同軸に設けられた回転刃ユニットと、回転刃ユニットを配管内部に向けて圧送する圧送機構と、を備え、回転刃ユニットは、鉛直上下方向に相対する少なくとも一対の回転刃を含み、回転刃は、配管を内部から圧切することを特徴とする。

また、本発明の配管切断装置に用いるカートリッジは、回転刃と、回転刃を回転自在に保持するホルダー部材と、ホルダー部材を回転刃ユニットに着脱自在に取り付ける取付片と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、回転刃ユニットを配管と同軸に設け、圧送機構を用いて回転刃ユニットを配管内部に圧送し、回転刃ユニットに設けられた回転刃が、配管を内部から圧切するため、バリや切粉が配管内部に残留し難くなり、バリや切粉の回収の手間を低減できるという効果を奏する。また、カートリッジを交換することによって消耗した回転刃を容易に交換することができるという優れた効果を奏する。

本発明の実施形態を示す配管切断装置の模式図である。 配管切断装置を挿通方向下手から見た場合の模式図である。 配管切断装置の配管固定部材の、（ａ）Ａ−Ａ拡大断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ拡大断面図である。 カートリッジ装着部の、（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）分解正面図である。 カートリッジの、（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）分解正面図である。 配管内における回転刃ユニットの様子を示す説明図である。 配管固定部材への加圧を示す説明図である。

以下、本発明の配管切断装置を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。各図において、同一の符号は同一または類似する構成要素を示す。

図１に示すように、配管切断装置１は、配管Ｗを軸水平状態に配置し、また、配管Ｗを鉛直上下方向から挟持する一対の配管固定部材２と、配管Ｗの外周面を鉛直上方向から加圧する加圧機構６と、配管Ｗと同軸に設けられた回転刃ユニット３と、回転刃ユニット３を配管固定部材２の内部に向けて圧送する圧送機構５とから構成される。このとき、外装パネル７に載置台８等（図２参照）を設け、配管固定部材２を載置台８に着脱可能に固定することが可能である。配管Ｗは、原子力関連施設において、放射性物質を内包する可能性のある流体を輸送するために用いられる配管であり、配管のサイズは、長さ約１０００ｍｍ程度、口径約６０．５ｍｍ以上、肉厚約５．５ｍｍ程度である。また、配管Ｗの材質は、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅等が想定され、内壁面に、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、塩化ビニル、ゴム等の樹脂による表面処理を施したものもある。

回転刃ユニット３は、鉛直上下方向に相対する少なくとも一対の回転刃３０を含む（図４（ｃ）参照）。回転刃３０は、回転刃ユニット３の長手方向に沿って１〜２０組程度、列設することが可能である。また、回転刃ユニット３は、回転刃ユニット３を圧送機構５に着脱自在に取り付ける取付部４を含む。取付部４は、圧送機構５の先端部に設けられた雄螺子部と螺合する雌螺子部を含み、回転刃ユニット３を回転させることによって、回転刃ユニット３全体を圧送機構５から取り外すことができる。

図２は、配管切断装置１を回転刃ユニット３の挿通方向下手から見た図である。図２に示すように、配管切断装置１の外装パネル７には開口部１１が設けられ、回転刃ユニット３は、開口部１１を通じて配管Ｗの内部に挿通される。

図３は、配管固定部材２のＡ−Ａ断面図である。配管固定部材２は、配管Ｗの外周面を受け入れる弧面２２と、弧面２２の一部に形成された、回転刃３０の刃先を受ける刃受け部２１とから構成されている。ここで、刃受け部２１の材質としては、回転刃３０の耐久性のため、回転刃３０よりも柔らかい材質が好ましい。また、刃受け部２１の形状としては、回転刃３０の刃先が当接する位置に、回転刃３０の刃先に沿うＶ字溝２１ａを形成しても良い（図７参照）。Ｖ字溝２１ａの代わりに、コ字形状の溝やＵ字形状の溝も採用できる。その他、刃受け部２１を空洞に設けても良い。

図４，５に示すように、カートリッジ３１は、回転刃３０を回転自在に保持するホルダー部３２と、ホルダー部３２を回転刃ユニット３に着脱自在に取り付ける取付片３３から構成されている。取付片３３は、ネジ等によって回転刃ユニット３に固定されている。回転刃３０は、回転軸３４を介してホルダー部３２に支持され、また、図４（ｃ）に示すように、カートリッジ３１は、回転刃ユニット３の中心軸対象に対向して設けられている。

図５に示すように、カートリッジ３１のホルダー部３２には、ホルダー部３２の長手方向に沿って複数の回転刃３０ａ〜３０ｇが列設されている。この例では、回転刃３０ａ〜３０ｇの順に、配管Ｗに挿通されるものとして説明する。

回転刃３０ａ〜３０ｇは、配管Ｗの内部に送り込まれるにつれて配管Ｗの内壁面に食い込むように、少なくとも一つの回転刃３０ｇが、他の回転刃３０ａよりも回転刃ユニット３から刃先が突出するように配置されている。また、回転刃３０ａ〜３０ｇは、配管Ｗの内部に送り込まれるにつれて配管Ｗの内壁面に食い込むように、複数の回転刃のうち少なくとも一つの回転刃３０ｇが、他の回転刃３０ａよりも大径に設けられている。さらに、回転刃３０ａ〜３０ｇは、配管Ｗの内部に送り込まれるにつれて配管Ｗの内壁面を切り開いてゆくように、複数の回転刃のうち少なくとも一つの回転刃３０ｇが、他の回転刃３０ａよりも肉厚に設けられている。

次に、配管切断装置１の配管固定部材２に配管Ｗを固定し、回転刃３０を配管固定部材２に固定された配管Ｗに挿通した場合の動作を図６，７に従って説明する。図６は、（１）〜（３）の位置による断面図である。図６に示すように、回転刃３０を配管Ｗに挿通してゆくと、挿通方向上手に配置された回転刃３０ａが、まず、配管Ｗに小さく切り込みを入れ、挿通方向中間に配置された回転刃３０ｄが配管Ｗの中途まで切り開き、最後の回転刃３０ｇが配管Ｗを完全に切断している。このように、段階的に配管Ｗを切断してゆくことにより、各回転刃３０ａ〜３０ｇへの負担を低減できる。

ところで、配管Ｗを回転刃３０で切断する際には、回転刃３０を配管Ｗの内壁面に押し当てて切断するため、回転刃３０から圧力を受けた配管Ｗ’は、図７に示すように、径方向外側への変形が発生する。そこで、加圧機構６を用いて配管Ｗを回転刃３０の刃先に向けて圧迫することにより、配管Ｗの切断時の変形を低減することが可能となる。

以上のように構成された配管切断装置１によれば、配管Ｗを配管内部から外部に向けて切断するため、配管Ｗの内部にバリや切粉が残留し難く、バリや切粉の回収手間を軽減できるという効果を有する。また、回転刃３０を用いて配管Ｗを圧し切るため、配管切断装置１の周辺に飛び散るバリや切粉を低減するとともに、回転刃３０と配管Ｗとの間の摩擦熱を抑制し、摩擦熱を冷却する冷却水が不要となって、汚染された冷却水、つまり、二次廃棄物の処理が不要となる。さらに、カートリッジ３１を交換することによって、消耗した回転刃３０を容易に交換することができるという利点もある。また、回転刃ユニット３が、圧送機構５に着脱可能に取り付ける取付部４を備えたため、回転刃ユニット３を圧送機構５から取り外して、切断した配管Ｗを容易に取り出すことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、下記のように、各部の形状ならびに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）配管固定部材２および、回転刃３０を水平方向に相対するように設け、配管Ｗを水平に縦割りする。
（２）圧送機構５を、配管Ｗの材質や肉厚により「高中低」、「シームレス」に速度調整しつつ回転刃ユニット３を配管Ｗの内部に送り込むように制御する。例えば、配管Ｗに切れ込みが入るまではゆっくり、切れ込みが入ってからは高速にする。

１ 配管切断装置
２ 配管固定部材
３ 回転刃ユニット
４ 取付部
５ 圧送機構
６ 加圧機構
１１ 開口部
２１ 刃受け部
３０ 回転刃
３１ カートリッジ
３２ ホルダー部
３３ 取付片
Ｗ 配管

Claims (8)

1. 配管を縦割りする配管切断装置であって、
   軸水平状態に配置した前記配管を鉛直上下方向から挟持する一対の配管固定部材と、前記配管と同軸に設けられた回転刃ユニットと、前記回転刃ユニットを前記配管内部に向けて圧送する圧送機構と、を備え、
   前記回転刃ユニットは、鉛直上下方向に相対する少なくとも一対の回転刃を含み、
   前記回転刃は、前記配管を内部から圧切することを特徴とする配管切断装置。
2. 前記配管の外周面を加圧して配管の圧切時変形を抑制する加圧機構を備え、
   前記配管固定部が、前記配管の外周面を受け入れる弧面を含み、
   前記配管固定部が、前記弧面の略中央線部に、前記回転刃の刃先を受ける刃受け部を含み、
   前記加圧機構は、前記刃受け部を前記刃先に向けて押圧する請求項１に記載の配管切断装置。
3. 前記回転刃ユニットは、自身を前記圧送機構に着脱可能に取り付ける取付部を含む請求項１または２に記載の配管切断装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の配管切断装置に用いられる回転刃交換用のカートリッジであって、
   回転刃と、前記回転刃を回転自在に保持するホルダー部材と、前記ホルダー部材を前記回転刃ユニットに着脱自在に取り付ける取付片と、を備えたことを特徴とするカートリッジ。
5. 複数の前記回転刃が、前記ホルダー部材の長手方向に沿って列設されている請求項４に記載のカートリッジ。
6. 前記複数の回転刃のうち少なくとも一つの回転刃が、他の回転刃よりも前記回転刃ユニットから刃先が突出するように配置されている請求項５に記載のカートリッジ。
7. 前記複数の回転刃のうち少なくとも一つの回転刃が、他の回転刃よりも大径に設けられている請求項５または６に記載のカートリッジ。
8. 前記複数の回転刃のうち少なくとも一つの回転刃が、他の回転刃よりも肉厚に設けられている請求項５〜７の何れか一項に記載のカートリッジ。

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