JP2952059B2 - ベローズ清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベローズ清掃装置に係
り、ベローズ溝が狭隘部に面している場合に、狭隘部に
機器を送り込んでベローズ溝の清掃作業を実施するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電関連施設で使用されている配
管、あるいは火力発電プラントや化学プラント等の各種
配管の接続箇所において、配管に大きな熱変位が付与さ
れること等に基づく長さ方向の伸縮量を吸収する目的
で、配管の継手部分に成形ベローズや溶接ベローズが使
用される。

【０００３】図９及び図10は、沸騰水型原子炉のサプレ
ッションチェンバにおけるベント管の部分に配されるベ
ローズの取り付け構造例を示すものである。

【０００４】原子炉格納容器Ａの外方に取り付けられた
ベント管Ｂの先端は、サプレッションチェンバＣを貫通
するとともに、その内部において、ベントヘッダＤ及び
ダウンカマＥを介してサプレッションチェンバＣのプー
ル水に連通させられており、ベント管Ｂの回りには、こ
れを環状間隙Ｆを空けて囲むベントノズルＧがサプレッ
ションチェンバＣの壁に取り付けられ、ベント管Ｂとベ
ントノズルＧとの環状間隙Ｆは、サプレッションチェン
バＣの内部に対して連通状態とされるとともに、その反
対側にベローズＨを配することによって、外気から隔離
されている。

【０００５】該ベローズＨは、図10に示すように、ベン
ト管Ｂに対して端板Ｉ及び取り付けスリーブＪを介して
取り付けられ、中間に中間スリーブＫ及び取り付けフラ
ンジＬを介在させており、外側に保護のためにガードパ
イプＭを配した構造とされている。

【０００６】一方、ベローズＨは、内面に波形状の凹凸
が付与されることに基づいて窪部となるベローズ溝Ｘが
形成され、該ベローズ溝Ｘの下方位置となる部分に塵埃
等が堆積し易い構造となっている。したがって、原子炉
の建設時の塵埃の堆積、原子炉運転開始後の放射性物質
の拡散、サプレッションチェンバＣのプール水によって
生じた水蒸気の結露現象等の要因が重畳して、放射化し
た塵埃等がベローズ溝Ｘに付着することが考えられる。

【０００７】このため、原子力発電関連施設に使用され
るベローズＨにおいては、ベローズ溝Ｘの塵埃の付着量
が大きいと、定期検査時等において、原子炉格納容器Ａ
やサプレッションチェンバＣに作業員が立ち入る場合
に、放射線被曝量が大きくなり、定期検査時等の作業性
が低下するものとなるので、例えばサプレッションチェ
ンバＣの内部の各種作業に先立って、塵埃等を除去する
清掃作業を行なうことが必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかるベローズＨの内
面の清掃作業は、ベント管ＢとベローズＨとの環状間隙
Ｆが狭隘部分となるために、作業性が著しく損なわれる
ものとなる。図９及び図10に示すベローズＨでは、例え
ばベント管Ｂの外径が1464mmないし2075mm、ベントノズ
ルＧの内径が1564mmないし2175mmである場合、ベント管
ＢとベントノズルＧとの間隙寸法が50mm程度であり、か
つ、ベントノズルＧの開口から、端板Ｉまでの奥行き寸
法が、例えば短い部分で1550mm、長い部分で2350mm程度
である。

【０００９】このため、サプレッションチェンバＣの内
部に、例えば特開昭６１−２６５１６８号において提案
されている原子炉の圧力抑制室用足場装置( 足場装置 )
Ｎを設置して、作業用足場を確保した場合においても、
狭隘部分となるベローズＨのベローズ溝Ｘの清掃作業を
人手によって実施することは困難である。また、環状間
隙Ｆに位置するベローズ溝Ｘの内面を清掃する機械的装
置は、未だ開発されていない。

【００１０】本発明は、このような課題を有効に解決す
るものである。つまり、ベローズ溝が狭隘部に面してい
る場合に、清掃作業用の機器を自由に自走させて目的位
置に送り込んで、清掃用機器を操作して効率良く清掃を
実施することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決する手
段として、本発明の請求項１は、ベント管の外表面に取
り付けられ狭隘部の中に挿入される走行枠と、該走行枠
に配設され走行枠をベント管の周方向及び軸方向に走行
させる旋回駆動手段及び軸方向駆動手段と、走行枠に搭
載されベローズ溝の清掃を行なう作業部とを具備し、前
記旋回駆動手段及び軸方向駆動手段が、走行枠に対して
ベント管の半径方向に移動可能に取り付けられる複数の
駆動輪と、旋回駆動手段及び軸方向駆動手段の駆動輪を
前記半径方向に選択的に移動させる駆動輪切り替え手段
とからなる構成のベローズ清掃装置としている。本発明
の請求項２は、複数の駆動輪が、狭隘部の内外両面に緊
密に接触させられるゴムローラとされる構成を請求項１
に付加している。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１にあっては、ベント管の外周
面における任意位置、つまり、作業環境の良好な位置等
に走行枠を取り付けて、駆動手段の作動によって走行枠
をベント管の周方向及び軸方向に作業目的位置まで走行
させ、その後、作業部の作動によってベローズの清掃が
実施される。この場合、旋回駆動手段と軸方向駆動手段
とが駆動輪切り替え手段の作動で選択的に切り替えら
れ、旋回移動及び軸方向移動時の相互干渉を避けて、走
行時の精度を向上させる。本発明の請求項２にあって
は、駆動輪を狭隘部の内外両面に接触させることによ
り、走行枠の作業位置の設定と固定とを確実に行なうよ
うにしている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るベローズ清掃装置の一実
施例について、図１ないし図８に基づいて説明する。

【００１４】各図において、符号１は走行枠、２は旋回
駆動手段、３は軸方向駆動手段、４は駆動輪切り替え手
段、５は作業部である。

【００１５】これらの詳細について以下説明する。

【００１６】前記走行枠１は、全体がアルミ材等によっ
て軽量化されており、旋回駆動手段２、軸方向駆動手段
３、駆動輪切り替え手段４、作業部５等を搭載した状態
で、ベント管Ｂの周方向及び軸方向に自在に走行させら
れる。

【００１７】前記旋回駆動手段２は、図１に示すよう
に、走行枠１の角部の４箇所に配される直流モータ等の
旋回用モータ21と、該旋回用モータ21の回転力を伝達す
る旋回力伝達系22と、該旋回力伝達系22の途中に介在さ
せられるユニバーサルジョイント23と、旋回力伝達系22
に接続され例えばマグネットホイールとされてベント管
Ｂの外表面に磁着させる駆動輪24と、該駆動輪24をベン
ト管Ｂの半径方向に移動可能に支持するブラケット25
と、走行枠１に回転可能に取り付けられる従動輪26とを
有する構造である。

【００１８】前記軸方向駆動手段３は、図１に示すよう
に、旋回駆動手段２と同様に走行枠１の角部の４箇所に
配される直流モータ等の軸方向移動用モータ31と、該軸
方向移動用モータ31の回転力を伝達する回転力伝達系32
及びユニバーサルジョイント33と、回転力伝達系32によ
って回転駆動させられかつ前記ブラケット25に支持され
るマグネットホイール等からなる駆動輪34とを有する構
造である。

【００１９】前記駆動輪切り替え手段４は、図２及び図
３に示すように、走行枠１とブラケット25との間に介在
した状態に配されるエアシリンダからなるアクチュエー
タ等とされ、走行枠１に対してピン41を介して揺動可能
に支持されるブラケット25を、ベント管Ｂの半径方向に
選択的に移動させて、旋回用の駆動輪24または軸方向移
動用の駆動輪34をベント管Ｂの外表面に緊密に接触させ
て駆動力を得るものである。

【００２０】なお、前記従動輪26は、図３に示すよう
に、スプリング等の弾発部材27によってベント管Ｂの外
表面と対向するベントノズルＧの内面に常時接触するよ
うに設定されており、かつ、摩擦力を得るために、例え
ばゴムローラとされる。

【００２１】前記作業部５は、図１に示すように、走行
枠４に、ベローズ溝清掃手段51と点検手段52とを搭載し
てなるものとされる。

【００２２】そして、清掃手段51は、図１に示すよう
に、走行枠４に搭載され回転力を発生させるブラシ回転
駆動源( 直流モータ )5aと、該ブラシ回転駆動源5aの回
転力を伝達するスプロケット・チェーン等のブラシ回転
力伝達系5bと、該ブラシ回転力伝達系5bに接続されるブ
ラシ回転軸5cと、該ブラシ回転軸5cを回転可能に支持し
自身が回動可能にかつ軸方向に移動可能に走行枠４に支
持される揺動力伝達スリーブ5dと、該揺動力伝達スリー
ブ5dに配されるスライド部5eと、該スライド部5eによっ
て往復移動可能に支持されるブラシ支持アーム5fと、該
ブラシ支持アーム5fの先端に回転可能に取り付けられる
回転清掃ブラシ5gと、ブラシ回転軸5cの先端に取り付け
られる図１に示す駆動プーリー5hと、回転清掃ブラシ5g
の部分に取り付けられる被駆動プーリー5iと、これら両
プーリー5h・5iの間に巻回される回転用ベルト5jと、走
行枠４に搭載されるブラシ揺動駆動源5kと、該ブラシ揺
動駆動源5kと揺動力伝達スリーブ5dとの間に巻回状態に
配される揺動力伝達ベルト5mとを有している。

【００２３】なお、前記回転清掃ブラシ5dは、ベローズ
溝Ｘの内表面に外傷を付けない程度の柔らかさを有する
例えばステンレス製の細毛等が適用される。

【００２４】また、清掃手段51におけるスライド部5eの
部分には、ブラシ回転軸5cの軸方向のスライド移動量を
検出するためのスライド位置センサ等が必要に応じて配
される。

【００２５】したがって、スライド部5eは、揺動力伝達
スリーブ5dの回動によって、ブラシ支持アーム5fを旋回
揺動させるともに、揺動伝達スリーブ5dとブラシ支持ア
ーム5fとの間を揺動伝達スリーブ5dの軸方向に移動可能
に接続するものである。

【００２６】前記点検手段52は、走行枠４の先端等の適
宜位置に搭載され、ベローズ溝清掃手段51の作業状況や
ベローズ溝Ｘにおける異物( 塵埃等 )の堆積状態を映像
化するための撮像部となるＴＶカメラ (ＣＣＤカメラ
等) 5pと、その先に首振り可能に取り付けられる撮像ミ
ラー5qと、その近傍に配されるミラー駆動用モータ5r
と、ミラー駆動用モータ5rと撮像ミラー5qとの間を接続
して撮像ミラー5qの向きを設定する揺動力伝達系5sと、
これらについて狭隘部と外部との信号伝達を行なうため
の信号伝達ケーブル等とを有するものとされる。点検手
段52の近傍には、撮像箇所等の照明手段が適宜配され
る。

【００２７】さらに、回転正装ブラシ5gの近傍には、外
部の洗浄液供給装置に接続される洗浄液噴射ノズル5t等
が配される。

【００２８】一方、図５ないし図７は、旋回駆動手段２
の他の実施例を示すもので、ベント管Ｂとベントノズル
Ｇとの両表面に接触させるゴムローラ等の一対の駆動輪
24を配しておいて、駆動輪切り替え手段４の作動によっ
て、一対の駆動輪24をベント管Ｂの半径方向に繰り出し
て、内外両面と接触させることによって、走行枠１を固
定する構造としている。

【００２９】このような構成によって、走行枠１や作業
部５等は、図２や図８に示すように、全体として薄形と
なり、環状間隙Ｆの厚さ寸法が例えば５０mmである場合
には、その中を自由に移動できる例えば３０mm程度の厚
さに設定される。

【００３０】ベローズ清掃装置は、作業部５の作動によ
るベローズ溝Ｘの清掃作業に先立って、図２ないし図
５、図７及び図８に示すように、清掃所望箇所であるベ
ント管ＢとベントノズルＧとの環状間隙Ｆに挿入状態に
組み入れられる。

【００３１】以下、ベローズＨのベローズ溝Ｘの清掃作
業について説明すると、図４や図８に示すように、ベン
ト管ＢとベントノズルＧとの環状間隙（狭隘部）Ｆに走
行枠１を挿入した状態で、駆動輪切り替え手段４の作動
によって、旋回用の駆動輪24または軸方向移動用の駆動
輪34の一方をベント管Ｂの外表面に接触させて、旋回用
モータ21または軸方向移動用モータ31を選択的に作動さ
せることによって、走行枠１を走行させ、作業部５を図
４の破線で示すように、所望の作業位置に設定する。

【００３２】旋回方向および軸方向の移動に際して、複
数のモータを有しているために、これらを同時に作動さ
せると回転数の相異が生じるが、各モータを直流モータ
とすること等によって、トルクの整合を図って円滑な回
転状態とし、走行枠１の旋回または軸方向移動を支障な
く行なうことができる。

【００３３】次いで、走行枠１を所望の位置に設定した
状態で作動させることによって、ベローズＨのベローズ
溝Ｘの清掃作業を開始する。

【００３４】図１に示す点検装置52のＴＶカメラ5p及び
ミラー駆動用モータ5rを作動させることによって、撮像
ミラー5qをベローズ溝Ｘに向けて、異物( 塵埃等 )の堆
積状況等を映像化し、ＴＶモニタ等によって監視して、
清掃範囲を設定するとともに、必要に応じて洗浄液噴射
ノズル5tから洗浄液を噴出して、塵埃を軟化させる等の
前処理を行なっておく。

【００３５】走行枠１を環状間隙Ｆに挿入する際に、図
１に示すように、予め走行枠１の厚さの範囲内に収める
ように待避させておいたブラシ支持アーム5fについて、
ブラシ揺動駆動源5kの作動によって、図８に示すよう
に、ブラシ支持アーム5fをベローズ溝Ｘに向けて揺動旋
回させることにより、回転清掃ブラシ5gをベローズ溝Ｘ
の中に挿入する。

【００３６】また、設定された清掃位置にあっては、ブ
ラシ回転駆動源5aを作動させて、回転力を回転力伝達系
5b、ブラシ回転軸5c、回転用ベルト5j、被駆動プーリー
5iを介して伝達し、回転清掃ブラシ5gを回転させること
によって、ベローズ溝Ｘの所望部分の清掃を実施する。

【００３７】この場合にあって、回転清掃ブラシ5gをベ
ローズ溝Ｘの中で回転させながら、旋回駆動手段２の作
動によって走行枠１を旋回移動させると、回転清掃ブラ
シ5gをベローズ溝Ｘの長さ方向に沿って周方向に移動さ
せて、清掃位置を変更することができる。

【００３８】回転清掃ブラシ5gがベローズ溝Ｘの中心か
らずれていると、ベローズ溝Ｘの内側面に回転清掃ブラ
シ5gが片当り状態に接触することに基づいて抵抗を受
け、スライド部5eが配されているために、回転清掃ブラ
シ5gをベローズ溝Ｘの中心に位置させる清掃位置の設定
が自動的に行なわれる。

【００３９】なお、スライド部5eの調整範囲を越える修
正を必要とする場合には、スライド部5eに適宜設置して
おいた位置センサ等によって検出して、軸方向駆動手段
３を作動させることによって、作業位置の設定を行な
う。

【００４０】異物の除去後に前述した点検装置52を作動
させ、ＴＶカメラ5pの撮像ミラー5gを清掃後のベローズ
溝Ｘに向けて、清掃後のベローズ溝Ｘの状況を映像化し
てその確認を行なう。

【００４１】かかるベローズ清掃装置は、狭隘部の外に
ＴＶモニタ等の監視手段を設置して監視することによっ
て、通常遠隔操縦によって行なわれ、作業部５を狭隘部
である環状間隙Ｆの奥まで挿入して、所望の部分を自由
に清掃することができるものとなる。

【００４２】一方、ベローズ溝Ｘの清掃位置や点検位置
をベント管Ｂの軸方向に変更する場合には、ブラシ揺動
駆動源5kの作動によって、揺動力伝達ベルト5m、揺動力
伝達スリーブ5d、ブラシ支持アーム5fを介して、回転清
掃ブラシ5gを走行枠１の厚さの範囲内に収容するように
待避させ、その後、軸方向駆動手段３を作動して、走行
枠１をベローズ溝Ｘの１ピッチ分だけ移動させることに
よって行なわれる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の請求項１のベローズ清掃装置に
よれば、狭隘部に挿入されるベント管の外表面を自走す
る走行枠に、旋回及び軸方向の駆動手段と、作業部とを
搭載し、旋回駆動手段及び軸方向駆動手段に、駆動輪切
り替え手段を有して、旋回時または軸方向移動時に、駆
動輪をベント管の外表面から浮すようにしているので、
以下のような効果を奏するものとなる。 （１） 走行枠をベント管の外表面に取り付けて自走さ
せることによって、狭隘部の任意の位置に送り込んで、
ベローズの清掃作業を実施することができ、作業性の向
上が図れる。 （２） 走行枠をベント管の外表面に乗せることにより
設置され、清掃装置の取り付け及び撤去作業を容易にす
ることができる。 （３） 旋回駆動手段と軸方向駆動手段との作動によっ
て、作業部の位置変更が自在に行なわれ、狭隘部におけ
る操縦性を向上させることができる。（４） 走行枠の旋回移動あるいは軸方向移動が選択的
に行なわれて、移動時に他方の駆動源が干渉を生じるこ
とがなく、移動方向の切り替えを円滑に行なうことがで
きる。（５） 上記により、移動方向及び移動量を正確に設定
してベローズの清掃作業性を向上させることができる。本発明の請求項２の ベローズ清掃装置によれば、複数の
駆動輪が、狭隘部の内外両面に接触させられるゴムロー
ラとされているので、作業位置における走行枠の正確な
位置の設定と確実な固定とを行なうことができる等の効
果を奏するものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベローズ清掃装置の一実施例を示
す要部の正面図である。

【図２】図１における旋回駆動手段の底面図である。

【図３】図１における旋回駆動手段の側面図である。

【図４】本発明に係るベローズ清掃装置のベント管への
取り付け例を示す正面図である。

【図５】図１に示す旋回駆動手段の他の実施例を示す側
面図である。

【図６】図５に示す旋回駆動手段の正面図である。

【図７】図５に示す旋回駆動手段による狭隘部への設置
状況を示す側面図である。

【図８】本発明に係るベローズ清掃装置と狭隘部との関
係を示す底面図である。

【図９】沸騰水型原子炉のサプレッションチェンバに配
されるベローズの取り付け構造例を示す一部を断面した
正面図である。

【図10】図９の鎖線Ｊ部分の拡大図である。

【符号の説明】

Ｂ ベント管 Ｆ 環状間隙（狭隘部） Ｇ ベントノズル Ｈ ベローズ Ｘ ベローズ溝 １ 走行枠 ２ 旋回駆動手段 ３ 軸方向駆動手段 ４ 駆動輪切り替え手段（アクチュエータ） ５ 作業部 21 旋回用モータ 22 旋回力伝達系 23 ユニバーサルジョイント 24 駆動輪 25 ブラケット 26 従動輪 27 弾発部材 31 軸方向移動用モータ 32 回転力伝達系 33 ユニバーサルジョイント 34 駆動輪 41 ピン 51 ベローズ溝清掃手段 52 点検手段 5a ブラシ回転駆動源 5b 回転力伝達系 5c ブラシ回転軸 5d 揺動力伝達スリーブ 5e スライド部 5f ブラシ支持アーム 5g 回転清掃ブラシ 5h 駆動プーリー 5i 被駆動プーリー 5j 回転用ベルト 5k ブラシ揺動駆動源 5m 揺動力伝達ベルト 5p ＴＶカメラ 5q 撮像ミラー 5r ミラー駆動用モータ 5s 揺動力伝達系 5t 洗浄液噴射ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穂積 清介 神奈川県横浜市金沢区福浦一丁目９番４ 号 石川島検査計測株式会社 横浜第二 事業所内 (72)発明者 宮原 修二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第一工 場内 (72)発明者 上原 敏雄 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第一工 場内 (56)参考文献 実開 平３−83690（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−3489（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−129899（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B08B 9/02 - 9/06 G21F 9/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベント管の外表面に取り付けられ狭隘部
   の中に挿入される走行枠と、該走行枠に配設され走行枠
   をベント管の周方向及び軸方向に走行させる旋回駆動手
   段及び軸方向駆動手段と、走行枠に搭載されベローズ溝
   の清掃を行なう作業部とを具備し、 前記旋回駆動手段及び軸方向駆動手段が、走行枠に対し
   てベント管の半径方向に移動可能に取り付けられる複数
   の駆動輪と、旋回駆動手段及び軸方向駆動手段の駆動輪
   を前記半径方向に選択的に移動させる駆動輪切り替え手
   段とからなる ことを特徴とするベローズ清掃装置。
2. 【請求項２】 複数の駆動輪が、狭隘部の内外両面に緊
   密に接触させられるゴムローラとされることを特徴とす
   る請求項１記載のベローズ清掃装置。