JP2875568B2 - フランジシート面研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧力容器胴体フランジシート面研磨装置に
係り、特に原子炉圧力容器胴体フランジシート面の付着
物、塵挨などを除去清掃するフランジシート面研磨装置
に関する。

（従来の技術） 原子炉圧力容器は、第17図、第18図に示すように、上
蓋41と胴体42とを多数のスタッドボルト34、ナット43、
ワッシャ44を用いて緊締し圧力容器としての締結部を構
成している。すなわち、スタッドボルト34は、ねじ部46
を介して胴体フランジ45に植設されており、スタッドボ
ルト34を貫通孔48に貫挿し上蓋フランジ47と胴体フラン
ジ45とを対接させワッシャ44を介してナット43をねじ部
49に締結することにより、上蓋41と胴体42とを緊締する
ものである。

第19図は上蓋41と胴体42の密封構造図、第20図は第19
図の部分拡大詳細図を示す。第20図に明らかなように、
上蓋フランジ47と胴体フランジ45とはシート面33、33に
よって対接しており、上蓋フランジ47のシート面33には
Ｏリング取付溝51を形成し、その内部にＯリング50を装
着している。

上記スタッドボルト34とナット43の締結により、Ｏリ
ング50の断面形状は楕円形に弾性変形し、変形に伴う反
力によってシート面33、33の密封力を保持する。さらに
Ｏリング50の外表面には銀メッキを施し、上記緊締によ
り銀メッキ膜がシート面33、33間の微細な空隙に侵入し
て密封性を高めるようになっている。

一方、原子炉圧力容器は、概ね１年に１回定期点検の
ため上蓋41を開放しＯリング50を新規のものと交換す
る。この交換作業においては、使用済のＯリング50の上
記銀メッキ粉末若しくはシート面に付着した塵挨等の異
物を除去し、清浄化をすることが、密封性を保持するた
めに重要である。

胴体フランジ45のシート面33は、装置全体から見る
と、第21図に示すように、原子炉建屋54内オペレーショ
ンフロア52の下方に位置する原子炉圧力容器の一局部表
面である。また、第22図に示す斜視図のように、多数林
立するスタッドボルト34で囲まれた胴体フランジ45の内
側に位置し、スタッドボルト34の相互間隔は実寸で人の
片手しか入れることができない程度のものである。しか
も胴体フランジ45の内部には水55が湛えられている。

このような作業環境下で、原子炉内からの被曝を最小
限に留めるため、作業員は低い姿勢でスタッドボルト34
とスタッドボルト34間から手作業で、砥石を用いた研磨
によりシート面33の清掃を実施するのが通例である。

機械装置を使用してこの種の清掃を実施する技術とし
ては、実会昭60−134200号公報、実公昭59−7900号公報
に開示の技術があり、また実願昭61−97786号が先行出
願されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術のうち手作業は、高濃度汚染領域での作
業であるから、防護服と防護用具の着用が必要である
が、なお体内被曝の危険性を有する上に作業効率の低下
が問題であった。

また清掃研磨の自動化を図るために考案された実公昭
60−134200号考案は、前記スタッドボルトの取付け取り
外しが必要で、作業時間が長くなれば作業員の被曝の危
険が増し非効率的で経済的にも問題があり、実願昭61−
97786号先行考案については、周辺設備の簡易化と取扱
いの容易化及び小型化についてさらに配慮することが好
ましい。

本発明は従来技術の上記課題を解決し、原子炉圧力容
器胴体フランジシート面の清掃と研磨作業を安定的に機
械化し、研磨作業によって発生し飛散しやすい塵挨を集
塵装置により回収し、放射能による作業環境の汚染、作
業員の被曝防止が可能な小形で取扱の容易な胴体フラン
ジシート面研磨装置を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的は、前記胴体フランジシート面に沿って設
けた走行プレートと、該走行プレートに軸支した１対の
前輪並びに１対の後輪と、前記前輪と後輪とを連動して
回転駆動させる走行部と、前記フランジシート面を研磨
する研磨部と、前記胴体フランジの外円周と前記前輪及
び後輪の車軸線との交点を通る接線と前記前輪若しくは
後輪の前記車軸線との交叉角が、前記進行方向に関して
鋭角をなすように、前記前輪と後輪とを同一方向に連動
させるステアリング機構と、前記胴体フランジの内側に
接する脱輪機構とを有することを特徴とするフランジシ
ート面研磨装置によって達成される。

（作用） 上記の構成により、大型の装置支持架台を設置するこ
となく装置を容易に胴体フランジ面への取付ることによ
り、安定的な自動走行によるフランジシート面の清掃研
磨が可能となる。

（実施例） 本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は本発明に係るフランジシート面研磨装置の全
体配置図で、走行プレート１には走行用モータ４からの
回転力を伝達して前輪２及び後輪３を駆動する走行部70
と、昇降プレート15に配設され、回転砥石11を含む研磨
部80と、集塵装置36を含む外部ユニット90（第２図に示
す）とから構成されている。走行部70は第３図、第４図
に示すように、前記胴体フランジ45と概ね等しい曲率半
径を有する走行プレート１の前後に前輪2a、2bと後輪3
a、3bを有する自走車で、走行用モータ４、走行用ギヤ
ボックス５、プーリ６、ベルトA7を経て前輪2aが、さら
にベルトB8を経て後輪3aが駆動され、前進と後退運動を
行なう。23はガイドローラ、26はベルトガイドローラで
ある。

前輪2bの走行距離と前輪2aの走行距離は、曲率半径の
差だけ前者が大きく、つまり前輪2bの回転数は前輪2aの
回転数より多くなり、この関係は後輪3aと3bについても
同様である。従って前輪2bと前輪2a、後輪3bと後輪3aと
は何れも、互いに他の側の回転運動によって拘束されな
いように軸受支持されている。

前輪2a、2bの軸受25及び後輪3a、3bの軸受25は、第５
図、第６図のようにそれぞれ軸受固定ピン27によって水
平方向に回動可能に支持され、かつ両軸受25は第７図に
示すように、リンク29を介してレバーA30、レバーB31に
より連結され、リンク29の一端はエアシリンダ28によっ
て駆動されているから、前輪2a、2b、後輪3a、3bは互い
に同一方向に連動的にステアリングすることができる。
これにより、走行プレート１が矢印ａ方向に前進すると
きには、前輪2a、2b若しくは後輪3a、3bの軸線が、胴体
フランジ45の接線Ｆと、進行方向矢印ａに対して形成す
る角度αが、第５図に示すように鋭角となるように調整
される。このため、走行プレート１は、スタッドボルト
34に接近する方向にステアリングされるが、第８図に示
すように、走行プレート１に取り付けられたガイドロー
ラ23が胴体フランジ45の内側面に接触しているため、走
行プレート１は胴体フランジ45から離脱することなく、
胴体フランジ45に沿って前進する。請求項１記載の脱輪
機構とは例えばガイドローラ23を指すものである。後退
するときは、シリンダ28を前記と逆方向に駆動すること
により、第６図に示すように前輪2a、2b若しくは後輪3
a、3bの軸線が、胴体フランジ45の接線Ｆと進行方向矢
印ｂに対して形成する角度βが鋭角となるように調整さ
れる。従って、走行プレート１はシート面33に追従して
常に安定した走行をすることが可能である。これが前記
ステアリング機構の動作原理である。

また、第１図に示す前輪２、後輪３の近傍に設けられ
た１対のセンサ24は、第９図に示すように、シート面33
を感知している状態では走行を続け、第10図に示すよう
に、少なくともセンサ24の何れか一方がシート面を感知
しなくなったときは、走行用モータ４を自動停止させる
作用を有する。これにより、ステアリング機構の故障に
伴う走行プレート１の脱輪を防止することができる。さ
らにセンサ24は、走行用モータ４のみならず、研磨用モ
ータ13をも停止させるように制御され、走行及び研磨に
関する全ての機能停止を行なわせることができる。

次に研磨部80の構成について第11図、第12図によって
説明する。昇降プレート15は研磨用モータ13、研磨用ギ
ヤボックス14を搭載し、さらにギヤボックス14は、軸受
10によって支持された回転砥石11を三角指示部９を介し
て固定している。32は回転砥石11による回転研磨時の塵
挨防止のダストカバーである。研磨用モータ13の動力は
ギヤボックス14を介しプーリA59、タイニングベルト1
2、プーリB60を経て回転砥石へ伝動される。

第12図は第11図の回転砥石11近傍の断面図で、回転軸
65には回転砥石11がボルト66を用いて固定されており、
回転砥石11の交換が可能のように構成されている。ダス
トカバー32は回転砥石11を覆い、シート面33の研磨によ
って発生した塵挨の飛散を防止するため、シート面33の
直近に位置止めビス55を用いて軸受10に固定されてい
る。ダストカバー32の排出口37には外部ユニット90を構
成する集塵装置36の吸収ホース38が接続され（第16図）
塵挨を吸収する。

ギヤボックス14の上部に固定された重錘58は、研磨に
必要な回転砥石11のシート面33に対する押圧力を付与す
る。

次に、走行部70と研磨部80との接続構造について説明
する。昇降プレート15と走行プレート１とは第13図（第
１図Ａ部）、第14図（同Ｂ部）、第15図（同Ｃ部）によ
って係着されている。第13図のように、と走行プレート
１とはそれぞれブラケットB21とブラケットA20とを用い
てピン22を介して連結され、ピン22を支点として昇降プ
レート15が回動可能に支持されている。他方、昇降プレ
ート15の端部には第14図のように、ブラケットD17とピ
ン19を介してエアシリンダ16が支持固定されており、か
つ、第15図のように、エアシリンダ16のシリンダロッド
35はプレート１に固定されたブラケットC18と上下方向
の長穴によりルーズに支持されている。回転砥石11はエ
アシリンダ16の作用により自動的に上下方向に移動が可
能であり、これにより、研磨作業の開始前及び終了後に
は、回転砥石11をシート面33から離して走行部70全体を
移動させる際に、上下方向の移動運動が可能となる。ま
た重錘58は、ピン22を支点として昇降プレート15を傾動
させ、回転砥石11にシート面33に対する適正な押圧力を
負荷させることにより、回転砥石11の摩耗に追従して均
一な研磨を行なわせるためのものである。

次に、運転シーケンスについて述べる。まず、前進す
る場合は、図示しないコントロールボックスの前進スイ
ッチをONすることで、集塵装置36が起動し、ステアリン
グ機構の作用により前輪2a、2b及び後輪3a、3bのステア
リング角が第５図に示す状態となり研磨用モータ14が起
動する。次いで、エアシリンダ16が作動し回転砥石11が
シート面33に接触し、直ちに走行用モータ５が起動し前
進運動及び研磨作業が開始される。研磨作業中に万一、
走行プレート１に取り付けられたセンサ24が第10図シー
ト面33から外れたことを感知した場合は、前進運動及び
研磨運動が停止されることは前述の通りであるが、停止
の順序は、まず、エアシリンダ16が作動し回転砥石11が
シート面から離れたのち、走行用モータ４が停止する。
この理由は、走行プレート１が停止する際、研磨作業を
開始する直前または研磨作業を終了する直前に、回転砥
石11がシート面33の同一部位に静止したまま回転を続け
ると、局部的な研磨によってシート面の平坦度が低下す
ることを防止するためである。

外部ユニット90は第２図に示すように、胴体フランジ
45の外側にあり、集塵装置36はキャスタ付で走行部70及
び研磨部80の移動と共に移動する。後記するエアシリン
ダを動作させるコンプレッサは図示を省略してある。集
塵装置36は一定時間作動し、十分に塵挨を除去したのち
停止する。停止の際は、スイッチ操作により研磨用モー
タ13、走行用モータ４及び集塵装置36が停止するが、停
止の順序は局部的な研磨ムラを防止し、かつ塵挨を十分
に除去するために、センサ24が作動した場合と全く同様
である。後退する場合は、後退スイッチをONすることに
より、まず、ステアリング機構の作用により、前輪2a、
2b若しくは後輪3a、3bが第６図の状態になり後退運動が
開始される。後退中は回転砥石11はシート面から離れて
おり研磨は行なわれない。これらの各作業は運転作業員
により胴体フランジ45の外側からの遠隔操作によって実
行される。

最後に本発明のフランジシート面研磨装置による清掃
手順について、第２図、第17図によって説明する。集塵
装置36の吸収ホース38をダストカバー32の排出口37に接
続する。次いでコントロールケーブル39及び２個のエア
シリンダを作動するためのエア管62を、集塵装置36に取
り付けられ、かつ充分な剛性を有する支柱40に固定する
ことによって、スタッドボルト34との干渉を防止してい
る。次に本発明の装置本体をシート面33上に取り付け
る。このとき、定期点検時には、スタッドボルト34は抜
取り検査を実施するため、通常数本が外されているか
ら、その空間を利用して装置の据付けを行うのが便利で
ある。第８図に示すように、ガイドローラ23が胴体フラ
ンジ45の内壁と当接するように据付けを行うことによ
り、前輪2a、2b及び後輪3a、3bはシート面33に回転砥石
11が対向するように適応して位置決めされる。このの
ち、胴体フランジ45の外側にいる運転員は、コントロー
ルボックスの前進スイッチをONすれば、前記運転シーケ
ンスに従って自動的にシート面33の研磨作業が実施され
る。このとき、運転員以外にシート面33の研磨状態を監
視する監視員を配置すれば好適で、万一、研磨ムラを発
見したときは、監視員の指示により装置を停止させ、後
退して再研磨を行うことができる。なお、作業中に地震
等の事故が発生した場合においても、装置はワイヤケー
ブル63及び吸引ホース38によって所要の剛性を備えた支
柱に吊り下げられ、原子炉内部に装置が落下するのを防
止することが可能である。

（発明の効果） 本発明の実施により、原子炉圧力容器胴体フランジシ
ート面の清掃と研磨作業を安定的に機械化し、研磨作業
によって発生し飛散しやすい塵挨を集塵装置により回収
し、放射能による作業環境の汚染、作業員の被曝防止が
可能な小形で取扱の容易な胴体フランジシート面研磨装
置を提供することができ、原子炉の放射能による作業環
境の改善効果は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフランジシート面研磨装置の全体
配置図、第２図は胴体フランジのシート面にセットされ
た外部ユニット90を含む本発明のフランジシート面研磨
装置の斜視図、第３図は第１図中の走行部の側面図、第
４図は同上面図、第５図は前進運動時の前輪の走行プレ
ートに対する取付け角を示す上面図、第６図は後退運動
時の前輪の走行プレートに対する取付け角を示す上面
図、第７図は前後輪のステアリング機構を示す平面図、
第８図は走行中の本発明のフランジシート面研磨装置の
正面図、第９図は本発明のフランジシート面研磨装置の
正常走行時を示す正面図、第10図は本発明のフランジシ
ート面研磨装置の非正常走行時を示す図、第11図は第１
図中の研磨部の側面図、第12図は第11図の部分断面図、
第13図、第14図、第15図は第１図の部分詳細図、第16図
は本発明のフランジシート面研磨装置による研磨清掃中
の正面図、第17図は原子炉圧力容器の上蓋と胴体との締
結部を示す図、第18図は第17図の部分拡大詳細図、第19
図は上蓋と胴体との密封構造図、第20図は第19図の部分
拡大詳細図、第21図は原子炉圧力容器の上蓋開放状態を
示す全体図、第22図は胴体フランジ内側からのシート面
の斜視図である。 １……走行プレート、2a、2b……前輪 3a、3b……後輪、４……走行用モータ ５……走行用ギヤボックス、６……プーリＣ ７……ベルトＡ、８……ベルトＢ ９……三角支持部、10……軸受 11……回転砥石、12……タイニングベルト 13……研磨用モータ、14……研磨用ギヤボックス 15……昇降プレート、16……エアシリンダＡ 17……ブラケットＤ、18……ブラケットＣ 19……ピン、20……ブラケットＡ 21……ブラケットＢ、22……ピン 23……ガイドローラ、24……センサ 25……軸受、26……ベルトガイドローラ 27……軸受固定ピン、28……エアシリンダ 29……リンク、30……レバーＡ 31……レバーＢ、32……ダストカバー 33……シート面、34……スタッドボルト 35……シリンダロッド、36……集塵装置 37……排出口、38……吸引ホース 39……コントロールケーブル 40……支柱、41……上蓋 42……胴体、43……ナット 44……ワッシャ、45……胴体フランジ 46……ねじ部、47……上蓋フランジ 48……貫通孔、49……ねじ部 50……Ｏリング、51……Ｏリング取付溝 52……オペレーションフロア 53……原子炉圧力容器、54……原子炉建屋 55……水、56……ボルトＡ 57……ボルトＢ、58……重錘 59……プーリＡ、60……プーリＢ 62……エア管、63……ワイヤケーブル 64……ケーブルフック、65……回転軸 66……ボルトＣ 70……走行部、80……研磨部 90……外部ユニット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力容器の胴体フランジの周囲を走行して
   前記フランジシート面を研磨する胴体フランジ面研磨装
   置において、前記フランジシート面に沿って設けた走行
   プレートと、該走行プレートに軸支した１対の前輪並び
   に１対の後輪と、前記前輪と後輪とを連動して回転駆動
   させる走行部と、前記フランジシート面を研磨する研磨
   部と、前記胴体フランジの外円周と前記前輪及び後輪の
   車軸線との交点を通る接線と前記前輪若しくは後輪の前
   記車軸線との交叉角が、前記進行方向に関して鋭角をな
   すように、前記前輪と後輪とを同一方向に連動させるス
   テアリング機構と、前記胴体フランジの内側に接する脱
   輪機構とを有することを特徴とするフランジシート面研
   磨装置。
2. 【請求項２】前記胴体フランジの外側に前記研磨部で発
   生した塵挨を処理する集塵装置を帯同していることを特
   徴とする請求項１記載のフランジシート面研磨装置。