JP3022303U - レ−ザ光による自走式配管内壁除染装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本考案は、運転中の巡回点検・定期検査時の
補修点検あるいは解体撤去時において作業者の被ばく線
量の軽減化を図るため、施設を運転状態のままでも行う
ことの可能な除染装置の改良に関る。 【解決手段】 原子力施設における配管内壁に付着する
汚染の除去装置において、レ−ザ光を照射して付着汚染
物の剥離・吸引除去を司るレ−ザ光照射・剥離物吸引ユ
ニットＡと、直管部と曲管部における装置の円滑な前後
進を司る一対の伸縮式管内ならい走行ユニットＢ₁とＢ₂
及び旋回走行、装置の伸縮及び剥離物を回収浄化を制御
するユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットＣとで構
成し、夫々を自在継手で連結した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、原子力施設における比較的大口径の配管内に付着する放射性汚染物 質を除去し、作業環境を改善するための除染装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の配管除染は、(１)流動物に研磨材等を混入して研削除去する方法、(２) 高圧水を挿入ランス・ノズルから吹き付けて洗浄する方法、及び(３)化学薬品に より溶解除去する方法等により行ってきた。このような除染方法のうち、流動物 研磨や化学除染においては、流動物や化学除染剤が廃棄物化し、二次廃棄物とな るという問題がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

原子力施設の供用中、あるいは廃止後の解体撤去を問わず、系統配管内に付着 蓄積されている放射性汚染物により、配管周辺の放射線量当量率が上昇する。本 考案は、運転中の巡回点検・定期検査時の補修点検あるいは解体撤去時において 作業者の被ばく線量の軽減化を図るため、前記公知例をさらに改良し、施設を運 転状態のままでも行うことの可能なレ−ザ光を使った除染装置に関るものである 。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

（１） 原子力施設における配管内壁に付着する汚染の除去装置において、レ− ザ光を照射して付着汚染物の剥離と吸引除去を司るレ−ザ光照射・剥離物吸引ユ ニットＡと、直管部と曲管部における装置の円滑な前後進を司る一対の伸縮式管 内ならい走行ユニットＢ₁とＢ₂及び旋回走行、装置の伸縮及び剥離物の回収浄化 を制御するユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットＣとからなり、 レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニットＡは照射するレ−ザ光によって、管内壁に 付着する汚染物質を剥離し、さらに再付着を防ぐべく照射するレ−ザ光Ｌの回転 と同調して回転する剥離物吸引口６により剥離物を即座に吸引回収する機能を備 えており、 伸縮式管内ならい走行ユニットＢ₁，Ｂ₂は、パンタグラフ式の支持装置に支持 された３個の走行車輪１７を有し、該走行車輪１７の管径に対するならいをパン タグラフ式の支持装置の支持部を中心軸１４上で軸方向に移動して間隔を調整す ることにより可能にし、かつ３個の走行車輪１７の内一輪を駆動輪とすることに より自走機能と曲管内走行を可能とし、 ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットＣは、発振機からのレ−ザ光を受け てレ−ザ光照射・剥離物吸引ユニットＡに伝送し、走行ユニットＢ₁，Ｂ₂等の伸 縮駆動用のエア−及び電気を制御・供給し、かつ剥離した汚染物等を捕集する機 能を有している。

【０００５】 （２） レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニットＡは、固定軸１と、これと同軸の回 転軸１′と、回転軸１′を配管の中心位置に確保するため軸に対称に配設し、伸 縮シリンダ１２で伸縮可能な一対のガイドロ−ラ２と、レ−ザ光反射ミラ−３と 、レ−ザ光Ｌを線状に集光するシリンドリカルレンズ４と、レンズ４の焦点を管 径の違いに合わせて変化させる焦点可変駆動機構５と、レ−ザ光Ｌの照射部に近 接して設けた剥離物吸引口６とから構成され、かつ前記伸縮シリンダ１２の伸縮 によって曲り部の偏心に対し対処するようにした。

【０００６】 （３） 伸縮式管内ならい走行ユニットＢ₁，Ｂ₂は、中心軸１４と１２０°の間 隔を置いて放射状に延びる３個のパンタグラフ式支持装置に支持された走行車輪 １７を具えており、該中心軸１４は一端に固定ストッパ１５ａ、他端にねじ１４ ａを備え、該ねじ１４ａに可動ストッパ１５が係合し、パンタグラフ式支持装置 は中心軸１４のストッパ１５，１５ａとの間にスプリング１９を介し遊嵌された 左右２個のスリ−ブ管１８と、各スリ−ブ管１８に枢着された支持ア−ム１６と 、支持ア−ム１６の他端を枢着支持する車輪軸１７ａとで構成され、走行車輪１ ７の車輪軸１７ａはその下部に設けたエアシリンダ２２によって伸縮可能で、か つこれの伸縮により曲り部の偏心に対し対処するようにし、これら３個の走行車 輪１７のうち１個は車輪軸１７ａに取付けたモ−タ２０でプ−リ２１を介し駆動 される駆動輪となっている。

【０００７】 （４） ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットＣは、発振機より発するレ− ザ光ＬがユニットＣに一度伝送され、光ファイバ−７を介してユニットＡに送ら れるようにし、 照射中心軸や車輪軸１７ａの伸縮用エアシリンダ２２の供縮エア−は、エアタ ンク２４より電磁弁を介してコントロ−ルされ、エア−管９で供給され、レ−ザ 光照射・剥離物吸引ユニットＡの旋回用のモ−タ１１の駆動電源は制御リレ−ユ ニット２５により制御され、剥離物の回収は先端部より回収チュ−ブ２６を介し てフイルタハウジング２７内のフイルタエレメント２８に捕集されるようブロア ２９により吸引され、濾過捕集後の排気は排気口３０よりユニット外に排出され るよう構成し、該ユニットＣの走行は車輪３２により管壁上を走行するようにし 、曲り部の偏心に対し、伸縮シリンダ３３の伸縮により対処するようにした。

【０００８】

【考案の実施の形態】

本考案は、下水道等の管路の点検に内視鏡カメラ等の光学機器を利用している ことに注目し、レ−ザ光が光であることから、これを利用して同様な機構が適用 できること、また、電車のパンタグラフの構造が、管径の違いに対応するのに十 分使えることをヒントにして開発したものである。一方、除染による二次廃棄物 の発生防止に対しては、光であるレ−ザ−が二次廃棄物とならないこと、剥離汚 染物を出来る限り発生源に近い所で回収してしまうことにより、剥離物の送り配 管などが廃棄物として発生することを抑制しようとするものである。以下図１〜 図５を参照して説明する。

【０００９】 本考案による除染装置は、レ−ザ光により管内壁に付着する汚染物を剥離する レ−ザ−光照射・剥離物吸引ユニットＡ、管の内壁にならい前後に自走させる伸 縮式管内ならい走行ユニットＢ₁，Ｂ₂、そして装置の前・後進走行、曲路での走 行車輪の伸縮、レ−ザ光出射、吸引ノズル部分の旋回、レ−ザ光照点の調整及び 吸引ブロア等の駆動用ユ−ティリティの供給と吸引剥離物の捕集フイルタを内蔵 するユ−ティリティ供給、剥離物捕集ユニットＣとからなっている。これらユニ ットＡ，Ｂ₁，Ｂ₂及びＣは夫々自由に曲げることができる自在継手１３で連結さ れ、直管又は曲管の何れにも使用可能である。

【００１０】 本考案の装置は、上に述べたように三種類で計４つのユニットＡ，Ｂ₁・Ｂ₂及 びＣから構成され、夫々自在継手１３により連結され、曲管内壁を走行面とする 走行方式によって自走し、先端部からレ−ザ光Ｌを出射し、これによって管内壁 に付着する汚染物を熱分解より剥離し回収する装置である。以下図を参照して各 ユニットの構成・機能について詳細に説明する。

【００１１】 レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニットＡは、図１，図２及び図３に示すように本 考案による装置の先端にあって、付着汚染物の剥離・吸引除去部である。固定軸 １と、これと同軸の回転軸１′とを具え、回転軸１′を配管の中心位置に確保す るための軸に対称に隔てて設けた２個のガイドロ−ラ２と（ロ−ラ２はその支持 軸２ａに対し５〜１０°傾いており(図３)、これによりレ−ザ光Ｌのならいを円 滑にし、前後走行に支障のないようになっている）、レ−ザ光反射ミラ−３と、 レ−ザ光Ｌを線状に集光するシリンドリカルレンズ４と、同レンズの焦点を管径 の違いに合わせて変化させる焦点可変駆動機構５と、レ−ザ光Ｌの照射部に近接 する剥離物吸引口６とから構成されている。

【００１２】 レ−ザ光Ｌは、光ファイバ−７により伝送され、固定軸１と回転軸１′の中心 部に設けた三重の同軸管８，８ａ，８ｂの最内管８を経由し、さらにミラ−３、 シリンドリカルレンズ４により壁面対象物に焦光され、熱反応により付着物を剥 離除去する。剥離除去された汚染物は、レ−ザ光照射の動きに追随して旋回する 剥離物吸引口６により吸引回収されて同軸管の最外管８ｂを経由して後方に送ら れる。ユニットＡの駆動源はエア−及び電気であり、後方よりエア−管９、電気 ケ−ブル１０によって送られる。エア−は同軸管８ａ、また電気は固定軸１，回 転軸１′の間に設けるスリット８ｃを介して夫々供給される。回転軸１′の回転 は駆動モ−タ１１で行ない、回転に伴ってガイドロ−ラ２が壁面をならい、レ− ザ光が照射される。図２に示すとおり、曲管部では管の中心から壁面までの距離 が異なるので、ガイドロ−ラ２の支持軸２ａの基部に設けた伸縮シリンダ１２を 伸縮調整し、巾Ｗ₁或いはＷ₂に対応させる。なお剥離物吸引口６は常に壁面に押 し付けられて移動し、押し付け抵抗に対し自在に伸縮する構造となっている。ま た、先端部のユニットＡは自在継手１３により、走行ユニットＢ₁と連続されて いる。

【００１３】 伸縮式管内ならい走行ユニットＢ₁，Ｂ₂は図１，図２及び図４に示すように本 考案による装置の前後進を行わせる部分で同一構造の２つのユニットで構成され ている。各ユニットＢ₁とＢ₂は上下３点で管壁と接触し、安定走行を可能にして いる。ユニットＢ₁（又はＢ₂）は中心軸１４と１２０°の間隔を置いて放射状に 延びる３個のパンタグラフ式支持装置１６に支持された走行車輪１７を具えてい る。中心軸１４は一端に固定ストッパ１５ａ、他端にねじ１４ａを備え、該ねじ １４ａに可動ストッパ１５が係合している。パンタグラフ式支持装置は中心軸１ ４のストッパ１５，１５ａとの間にスプリング１９を介し遊嵌された左右２個の スリ−ブ管１８と、各スリ−ブ管１８に枢着された支持ア−ム１６と、支持ア− ム１６の他端を枢着支持する車輪軸１７ａとで構成されている。走行車輪１７の 車輪軸１７ａはその下部に設けたエアシリンダ２２によって伸縮可能である。３ 個の走行車輪１７のうち１個は車輪軸１７ａに取付けたモ−タ２０でプ−リ２１ を介し駆動される駆動源となっている。

【００１４】 中心軸１４の一端に設けたねじ１４ａとかみ合うストッパ１５を図の外側に移 動させると、走行車輪１７が支持ア−ム１６の中心軸１４に向って引き寄せられ 、中心軸１４との角度が狭くなる。その結果走行車輪１７は中心軸１４に近づき 、より管径の小さい管に適用できるようになる。反対にストッパ１５を内に移行 させると、走行車輪１７は中心軸１４から遠ざかってより大口径の管に適用可能 となる。ストッパ１５とスリ−ブ管１８の間にはスプリング１９が取付けられて いるので、このスプリング１９の弾性により、管壁の多少の凹凸、管径のいびつ に対しても自在にならうことができるようになっている。また、図２に示す曲管 部の内側では、走行車輪１７の一端が管壁に接しないのでエアチュ−ブ２２ａに より供給されるエアによってエアシリンダ２２を伸縮し、曲管部の内側にある走 行車輪１７を押し出し管壁に押し付けて走行の安定化を図っている。なお走行ユ ニットＢ₁，Ｂ₂及び前後のユニットＡ，Ｃは、自在継手１３で連結されている。

【００１５】 ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットＣは、図１，図２及び図５に示すよ うに本考案による装置の後端にあって、旋回・走行、伸縮の制御を行い、また剥 離物をフイルタ−で回収浄化する。ユニットＣは、保護ケ−ス２３に内装される これらの機器により構成される。これらの機能は、次のとおりである。レ−ザ光 は発振機よりユニットＣに一度伝送され、光ファイバ−７を介してユニットＡに 送られる。これにより無理な曲げによるレ−ザ光Ｌの散乱を防ぐことができる。

【００１６】 照射中心軸や走行軸の伸縮用エアシリンダ２２への供給エア−は、エアタンク ２４より電磁弁（内蔵）を介してコントロ−ルされ、エア−管９で供給される。 また、先端部の旋回・走行用のモ−タ１１の駆動電源は制御リレ−ユニット２５ により制御され、同様に電気ケ−ブル１０により供給される。剥離物は先端部よ り回収チュ−ブ２６を介してフイルタハウジング２７内のフイルタエレメント２ ８に捕集されるようブロア２９により吸引される。濾過捕集後の排気は排気口３ ０よりユニット外に排出される。この際、フイルタエレメント２８は、吸引した 汚染物を含む排気内の放射性汚染の粒径を考慮して選定する。また、フイルタハ ウジング２７は、保護ケ−ス２３の蓋２３ａを開け、さらにフイルタハウジング ２７の蓋２７ａを開けて、フイルタエレメント２８を取り外し、新しいものと交 換できるようになっている。即ちフイルタエレメント２８は２重に蓋２３ａと２ ７ａで押し付けられている。なおユニットＡ，Ｂ₁，Ｂ₂と同様にユニットＣの走 行は１２０°宛隔てられた車輪３２により管壁上を走行する。曲り部の偏心は伸 縮シリンダ３３により行う。また、走行ユニットＢ₂との連結は自在継手１３に より行なう。

【００１７】

【考案の効果】

（ａ） 本考案により、 流動研磨や化学除染の場合には流動物や化学除染剤が廃棄物化し、二次廃 棄物となるが、レ−ザ光による場合は剥離汚染物の回収系統のみが汚染するだけ であるから、廃棄物発生量を極めて少なくすることができる。特に大口径配管に 対する効果が大きい。 高圧水の挿入ランス・ノズルは、反力が比較的大きく長距離送水の圧力低 下などの問題があるが、レ−ザ光伝送は光伝達技術により数１００ｍの伝送が可 能であり、伝送管等の反力もないので、長い管路にも適用が可能である。 汚染物の剥離・回収、走行(前・後)、これらの制御用ユ−ティリティの供 給、剥離物の捕集の機能を各々独立したユニットにし、自在継手で連結すること により、装置外部からはエア−・電気源、制御信号、レ−ザ光を供給するだけで 、装置内に汚染物を隔離収納することができる。なお、汚染物を簡便に交換でき るフィルタハウジング内に回収するので、交換をワンタッチ化するなどにより被 爆の低減化が容易に可能である。 これにより、回収するのに必要な吸引ホ−スの距離を短くすることができ 、二次廃棄物を軽減させる効果がある。

【００１８】 （ｂ） 走行車輪は伸縮シリンダで伸縮し、ユニットＢはパンタグラフ式支持装 置に支持された走行車輪の１つが駆動され、かつエアシリンダ２２で伸縮し、ユ ニットＣは伸縮シリンダで車輪を調整できるので、自在継手で連結されていても 曲管部での走行をスム−ズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直管におけるユニット構成を示し、
(ａ)は側断面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図。

【図２】同じく曲管におけるユニット構成を示す。

【図３】レ−ザ光照射剥離物吸引ユニット詳細図を示
し、(ａ)は側断面図、(ｂ)はエア−等の送給同軸管部、
(ｃ)は(ａ)の右側面図。

【図４】伸縮式管内ならい走行ユニット詳細図で、(ａ)
は側面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図。

【図５】ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニットの詳
細図で、(ａ)は側面図、(ｂ)は(ａ)の右側面図。

【符号の説明】

Ａ レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニット Ｂ₁，Ｂ₂ 走行ユニット Ｃ ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニット Ｌ レ−ザ光 １ 固定軸 １′ 回転軸 ２ ガイドロ−ラ ３ レ−ザ光反射ミ
ラ− ４ シリンドリカルレンズ ５ 焦点可変駆動機
構 ６ 剥離物吸引口 ７ 光ファイバ− ８,8a,8b 同軸管 8c スリット ９ エア−管 10 電気ケ−ブル 11 駆動モ−タ 12 伸縮シリンダ 13 自在継手 14 中心軸 14a ねじ 15 可動ストッパ 15a 固定ストッパ 16 支持ア−ム 17 走行車輪 17a 車輪軸 18 スリ−ブ管 19 スプリング 20 駆動用モ−タ 21 プ−リ 22 伸縮シリンダ 22a エアチュ−ブ 23 保護ケ−ス 23a 蓋 24 エアタンク 25 制御リレ−ユニ
ット 26 回収チュ−ブ 27 フイルタハウジ
ング 27a 蓋 28 フイルタエレメ
ント 29 ブロア 30 排気口 31 モ−タ 32 車輪 33 伸縮シリンダ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子力施設における配管内壁に付着する
   汚染の除去装置において、レ−ザ光を照射して付着汚染
   物の剥離と吸引除去を司るレ−ザ光照射・剥離物吸引ユ
   ニット(Ａ)と、直管部と曲管部における装置の円滑な前
   後進を司る一対の伸縮式管内ならい走行ユニット（Ｂ₁
   とＢ₂）及び旋回走行、装置の伸縮及び剥離物の回収浄
   化を制御するユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニット
   (Ｃ)とからなり、 レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニット(Ａ)は照射するレ−
   ザ光によって、管内壁に付着する汚染物質を剥離し、さ
   らに再付着を防ぐべく照射するレ−ザ光照射・剥離物吸
   引ユニット(Ａ)の回転と同調して旋回する剥離物吸引口
   (６)により剥離物を即座に吸引回収する機能を備えてお
   り、 伸縮式管内ならい走行ユニット(Ｂ₁，Ｂ₂)は、１２０°
   の間隔をおいて放射状に延びる３個のパンタグラフ式の
   支持装置(16)に支持された３個の走行車輪(17)を有し、
   該走行車輪(17)の管径に対するならいをパンタグラフ式
   の支持装置の支持部を中心軸(14)上で軸方向に移動して
   間隔を調整することにより可能とし、かつ３個の走行車
   輪(17)の内一輪を駆動輪とすることにより自走機能と曲
   管内走行を可能とし、 ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニット(Ｃ)は、発振
   機からのレ−ザ光を受けてレ−ザ光照射・剥離物吸引ユ
   ニット(Ａ)に伝送し、走行ユニット(Ｂ₁，Ｂ₂)等の伸縮
   駆動用のエア−及び電気を制御・供給し、かつ剥離した
   汚染物等を捕集回収する機能を有している、 レ−ザ光による自走式配管内壁除染装置。
2. 【請求項２】 レ−ザ光照射・剥離物吸引ユニット(Ａ)
   は、固定軸(１)と、これと同軸の回転軸(１′)と、回転
   軸(１′)を配管の中心位置に確保するため軸に対称に配
   設し伸縮シリンダ(12)で伸縮可能な一対のガイドロ−ラ
   (２)と、レ−ザ光反射ミラ−(３)と、レ−ザ光(Ｌ)を線
   状に集光するシリンドリカルレンズ(４)と、レンズ(４)
   の焦点を管径の違いに合わせて変化させる焦点可変駆動
   機構(５)と、レ−ザ光(Ｌ)の照射部に近接して設けた剥
   離物吸引口(６)とから構成され、前記伸縮シリンダ(12)
   の伸縮により曲り部の偏心に対し対処するようにした請
   求項１のレ−ザ光による自走式配管内壁除染装置。
3. 【請求項３】 伸縮式管内ならい走行ユニット(Ｂ₁，Ｂ
   ₂)は中心軸(14)と１２０°の間隔をおいて放射状に延び
   る３個のパンタグラフ式支持装置に支持された３個の走
   行車輪(17)を具えており、該中心軸(14)は一端に固定ス
   トッパ(15a)、他端にねじ(14a）を備え、該ねじ(14a）
   に可動ストッパ(15)が係合し、パンタグラフ式支持装置
   は中心軸(14)のストッパ(15,15a)との間にスプリング(1
   9)を介し遊嵌された左右２個のスリ−ブ管(18)と、各ス
   リ−ブ管(18)に枢着された支持ア−ム(16)と、支持ア−
   ム(16)の他端を枢着支持する車輪軸(17a）とで構成さ
   れ、走行車輪(17)の車輪軸(17a）はその下部に設けたエ
   アシリンダ(22)によって伸縮可能、かつこれの伸縮で曲
   り部の偏心に対し対処するようにし、これら３個の走行
   車輪(17)のうち１個は車輪軸(17a）に取付けたモ−タ(2
   0)でプ−リ(21)を介し駆動される駆動輪となっている請
   求項１のレ−ザ光による自走式配管内壁除染装置。
4. 【請求項４】 ユ−ティリティ供給・剥離物捕集ユニッ
   ト(Ｃ)は、発振機より発するレ−ザ光(Ｌ)がユニット
   (Ｃ)に一度伝送され、光ファイバ−(７)を介してユニッ
   ト(Ａ)に送られるようにし、 照射中心軸や車輪軸(17a）の伸縮用エアシリンダ(22)の
   供縮エア−は、エアタンク(24)より電磁弁を介してコン
   トロ−ルされ、エア−管(９)で供給され、レ−ザ光照射
   ・剥離物吸引ユニット(Ａ)の旋回・走行用のモ−タ(11)
   の駆動電源は制御リレ−ユニット(25)により制御され、
   剥離物の回収は先端部より回収チュ−ブ(26)を介してフ
   イルタハウジング(27)内のフイルタエレメント(28)に捕
   集されるようブロア(29)により吸引され、濾過捕集後の
   排気は排気口(30)よりユニット外に排出されるよう構成
   し、該ユニット(Ｃ)の走行は車輪(32)により管壁上を走
   行するようにし、かつ曲り部の偏心に対し伸縮シリンダ
   (33)の伸縮により対処するようにした請求項１のレ−ザ
   光による自走式配管内壁除染装置。