JP4448761B2 - 液中作業装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体中を航行する移動体を利用して液体中で各種作業を実施する装置及びその作業方法に関するものである。

従来、水中に存在する物体を回収する水中作業装置としては、沈殿池や水路の除貝を目的としたロボットや回収装置がある（例えば、特許文献１，２参照）。また、原子力関連施設では固体廃棄物貯槽における廃棄物の回収方法の公知例として水を排除してから回収する方法がある（例えば、特許文献３参照）。また、タンク内や容器中の水中点検・清掃ロボットの公知例もある（例えば、特許文献４参照）。

特開平０５−１６３７１６号公報 特開平０７−２１４０１９号公報 特開平１０−２７４６９８号公報 特開平１１−１８８３２７号公報

沈殿池や水路の除貝を目的としたロボットや回収装置では、狭隘部や障害物がある場合の回収までは考慮されていなかった。また、固体廃棄物貯槽における廃棄物の回収方法では水を排除してからの回収方法のため水中での回収方法は考慮されていなかった。また、タンク内や容器の中の水中で点検したり清掃したりするロボットは水中で作業を行うロボットではあるが、狭隘部や障害物の裏を点検したり、点検の障害となる障害物などを回収して退かすことまでは考慮されていなかった。

本発明の第１目的は、液中での作業に障害となる障害物を退かして作業環境を改善する作業に従事する装置を提供することであり、第２目的は、液中でのカメラによる観察作業の障害となる障害物が有っても観察作業しやすい装置を提供することであり、第３目的は、液中の壁面に付着した物質を回収する装置を提供することである。

本発明の第１目的を達成するための液中作業装置の基本的構成は、液中を航行する移動体と、前記移動体に装備されて前記液中の物体を保持及び保持解除するハンドリング装置と、前記ハンドリング装置に接続された牽引装置と、を備えた点である。

本発明の第２目的を達成するための液中作業装置の基本的構成は、液中を航行する移動体と、前記移動体から突き出るように前記移動体に装備された固定アームと、前記移動体に観察対象物の方向へ進退自在にして装備した可動アームと、前記可動アームの可動端部分に懸垂支持されるとともに、観察対象像の取り込み口の方向が可変できる観察装置と、を備えた点である。

本発明の第３目的を達成するための液中作業装置の基本的構成は、液中を航行する移動体と、前記移動体に装備されたフードと、前記フードの内側で前記フードの開口部の方向へ進退自在に支持された回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動する原動機と、前記フード内の液体を吸引する吸引装置と、前記フード内の圧力を調整する圧力制御装置と、前記フードの開口部の縁に設けられたシール部材と、を備えた点である。

本発明による液中作業装置を用いれば、プール等の液体を貯留する施設の水を抜くことなく、液中で、狭隘部や障害物があっても、その部位に対して目的とする観察，点検，検査，異物回収，補修、あるいは障害物などの回収の作業を行うことができる。

以下に、本発明の第１実施例を説明する。図１，図２のように、水を貯留する施設である貯蔵プール１は、コンクリート製の躯体１ａの内壁面にライニング４が施され、上方には開口部３が一部分だけ設けられている構成を有する。このような貯蔵プール１は、原子力関連施設に限らず、下水処理施設関連や化学プラントの人体にはあまり好ましくない液体を貯蔵する沈澱貯層や地下タンクなどに用いられている。

本実施例では、原子力関連施設の一つとして、放射性廃棄物を密封した円筒状の容器２を貯蔵プール１内に投棄して水没状態にて保管する施設に本発明を適用した内容で説明する。

貯蔵プール１の躯体１ａの垂直な壁の上方には、補強ベース１６ｈが置かれる。その補強ベース１６ｈの上方には貯蔵プール１の上方を覆うように補強床１６ｉが置かれる。その補強床１６ｉは貯蔵プール１の開口部３の真上にその開口部３と同じ大きさの開口１ｂを備えている。

図１において、貯蔵プール１の水面１ｃ下、即ち水中には、水中作業時に障害となる容器２が多数おかれている。貯蔵プール１内は放射線環境下にあり、人による直接作業は困難である。貯蔵プール１の天井より上部、即ち躯体１ａより上側では作業員が耐放射線上必要な管理をすれば作業のできる空間がある。また、貯蔵プール１の天井には、開口部３があって、貯蔵プール１内へ容器２が投棄される。そのため、容器２が邪魔となりライニング４を直接に観察，検査，点検，補修などの各種作業を行うことは難しい。

図２は、図１に示す狭隘な部分の要因となる容器２を安全に現状の位置から移動，回収する作業を実施するための水中作業装置を貯蔵プール１に適用した状態を示しており、図３はその水中作業装置の全体構成を、図４は水中作業装置の遠隔操縦式移動体（以下、
ＲＯＶという。）６に搭載した吸着パッド６ａの構成を、図５は容器回収装置１６の詳細構成を示す。

図２，図３において、貯蔵プール１内の水中を浮遊移動して航行可能なＲＯＶ６は水中の容器２を把持および移動する為の吸着パッド６ａと、浮力増加用の大きさの可変制御可能な空気袋６ｂを持つ。このＲＯＶ６は水平と垂直を含めて三次元方向への推進装置を備え、その三次元方向へ水中を航行できる。このＲＯＶ６には、照明装置とビデオカメラとが搭載されている。

このＲＯＶ６には、ジョイント６ｄによって上下回転自在なフレーム６ｃが装備される。そのフレーム６ｃの回転自由端側部分には、貯蔵物体である容器２を保持及び保持解除するハンドリング装置の一部である吸着パッド６ａが固定されている。このＲＯＶ６には、そのフレーム６ｃを上下方向へ回転させる駆動装置が内蔵されている。このようなROV6は、貯蔵プール１の外の場所に置かれた操作卓１３で遠隔操縦される。その操縦に必要な信号やＲＯＶ６の駆動に必要な電力はＲＯＶ６に接続されたケーブル６ｍによって供給されている。操作卓１３とＲＯＶ６に接続されたケーブル６ｍの途中は貯蔵プール１の外側でケーブルコネクタ９ｄで着脱自在に接続されている。

ＲＯＶ６はその操作卓からの遠隔操縦により、水中での三次元方向への航行やフレーム６ｃの回転駆動制御を行得る。その操縦に際しては、ＲＯＶ６に搭載した照明装置によって照らし出された場所をビデオカメラで撮像してモニタ１４乃至は操作卓の画像表示装置に画像として、その画像を見ながらＲＯＶ６を遠隔操縦する。

フレーム６ｃに装着されているハンドリング装置は、吸着パッド６ａと吸着パッド６ａに真空吸着力を付与するハンドリング装置の動力源とその動力源から吸着パッド６ａへ接続したホース６ｋとから構成されている。そのハンドリング装置の動力源は、ホース６ｋが接続されたタンク１２と、そのタンク１２へ接続されたエアポンプ１２ｂと、同じくそのタンク１２に接続された真空ポンプ１２ａを構成として備えている。

その真空ポンプ１２ａを駆動してタンク１２内の気体を真空ポンプ１２ａで排気するとそのタンク１２内とホース６ｋ内が真空となってその真空が吸着パッドへ供給され、その吸着パッド６ａは真空吸着力を発揮することができる。また、エアポンプ１２ｂを駆動してそのタンク１２内に空気を供給してやると、タンク１２内やホース６ｋ内の真空状態は解消されて吸着パッド６ａの真空吸着力は解消される。そのため、吸着パッド６ａは真空吸着力を発揮することで容器２を吸着保持することが出来、真空を解消することで容器２の保持を解除することができる。そのホース６ｋの途中は補強床１６ｉの上方においてホース６ｋの途中を着脱するコネクタ９ｃで接続されている。

この吸着パッド６ａは、図４のように、容器２の外周面の曲率と同じ曲率の内周面を有するケーシング６ｆと、そのケーシング６ｆの内周面に、ケーシング６ｆの縁に沿って装着したシール部材６ｅと、そのケーシング６ｆの内周面に間隔を置いて固定されて容器２の外周面との間に空間６ｈを形成維持する為のスペーサと、その空間６ｈへ連通するようにケーシング６ｆに固定した吸気口６ｇとしての配管とで構成されている。その吸気口
６ｇにはホース６ｋが接続されている。そのため、ホース６ｋを介してその空間６ｈに真空が供給されたり、空間６ｈの真空が解消されたりして、上述のように吸着パッド６ａが容器２に真空吸着して保持した真空が解消されてその保持を解除したりできる。

吸着パッド６ａのケーシング６ｆの中央部には、図３のように、浮力体として空気袋
６ｂが接続され、その空気袋６ｂには、ホース６ｎを介してタンク１１が接続され、そのタンク１１にはエアポンプ１１ｂと真空ポンプ１１ａとが接続されている。そのエアポンプ１１ｂを駆動すると、タンク１１内の圧力が上昇してホース６ｎを介して空気袋６ｂにタンク１１から圧縮空気が供給され、空気袋６ｂが膨張する。また、真空ポンプ１１ａを駆動してタンク１１内の空気を排気すると、空気袋６ｂ内の空気が空気袋６ｂから排気されて空気袋６ｂが収縮する。このように、空気袋６ｂを膨張及び収縮させることによって、空気袋６ｂによる吸着パッド６ａやＲＯＶ６へ与える浮力の大きさを制御する。そのホース６ｎの途中は貯蔵プール１の外側でホースコネクタ９ｂで着脱自在に接続されている。

吸着パッド６ａのケーシング６ｆの中央部には、牽引装置が接続されている。その牽引装置は、図３のように、ケーシング６ｆの中央部に一端が接続されているワイヤロープ７と、そのワイヤロープ７の他端が巻き取り及び繰り出し自在に接続されている電動ウインチ８と、その電動ウインチ８に接続してその電動ウインチ８を貯蔵プールの水面と貯蔵プールの天井との間の気相空間の位置に懸垂支持するワイヤロープ６ｐとを備えている。そのワイヤロープ６ｐは途中がコネクタ９ａで着脱自在に接続され、そのワイヤロープ６ｐの端部は補強床１６ｉ上の支持架台１０に連結されている。ワイヤロープ７の一端をケーシング６ｆに接続する代わりにワイヤロープ７の一端をＲＯＶ６へ接続することで牽引装置をＲＯＶ６に接続するようにしても良い。

図５のように、補強床１６ｉ上には、容器回収装置１６が配備されている。その容器回収装置１６は以下のような構成を有する。即ち、キャスタ１６ｇの取り付いたハウジング１６ｆが台車として補強床１６ｉの上に平面移動自在に装備されている。そのハウジング１６ｆには、放射線遮蔽材を用いて造られた遮蔽キャスク１６ｃが遮蔽容器として備えられている。その遮蔽キャスク１６ｃは下方のみが開口し、その開口は放射線遮蔽材を用いて造られた開閉式キャスク底１６ｄによって開閉自在にされている。その開閉式キャスク底１６ｄはキャスク底開閉装置１６ｅで遮蔽キャスク１６ｃの開口を閉じる方向と開く方向へ駆動できる。そのキャスク底開閉装置１６ｅは、開閉式キャスク底１６ｄに固定したラックと、そのラックに噛合うピニオンと、ハウジング１６ｆに設けられてピニオンを回転駆動する電動モータとで構成される。その電動モータによるピニオンの回転方向によって開閉式キャスク底１６ｄによる遮蔽キャスク１６ｃの開口の開閉作用が達成される。

その遮蔽キャスク１６ｃにはゴンドラ昇降装置１６ｂが昇降装置として設置されている。ゴンドラ昇降装置１６ｂはボールスクリューネジ軸とそのボールスクリューネジ軸が通されたボールナットと、そのボールナットを回転駆動する電動モータとで構成される。ゴンドラ昇降装置１６ｂは、そのボールスクリューネジ軸の下方への延長部分が遮蔽キャスク内を貫通して貯蔵プールの水面下に達する昇降ストロークを設定してある。そのボールスクリューネジ軸の下方への延長部分である昇降シャフト１６ｋには、容器２を収納するゴンドラ１６ａが固定されている。

ゴンドラ１６ａは、容器２が一個収納できる大きさを有し、且つ上下が閉鎖された円筒状の形状を有し、その円筒側面は１８０度の角度の領域が蝶番１６ｐを回転中心とした観音開きの蓋１６ｍで開閉自在とされている。その蓋１６ｍは蝶番１６ｐに組み込んだ水密にシールドされたモータによって開閉駆動し、その開閉駆動の制御は遠隔制御によって行う。そのため、蝶番１６ｐに組み込んだモータを遠隔で駆動制御するリモートコントローラを備えている。そのゴンドラ１６ａの天井の外側面には照明装置１６ｎが設置されゴンドラ１６ａの周辺での作業環境を明るくできるようにしてある。

このようなゴンドラ昇降装置１６ｂにあっては、電動モータでボールナットを回転駆動すると、ボールスクリューネジ軸がその回転量に応じ、且つその回転方向に応じて上下にストロークする。そのため、開閉式キャスク底を開いている状態において前述のストロークを行うと、ゴンドラ１６ａが貯蔵プール１の水面下と遮蔽キャスク１６ｃ内との間で昇降できる。

容器回収装置１６の構成として、遮蔽キャスク１６ｃに乾燥装置１６ｊと洗浄装置16ｏとが設けられている。その洗浄装置１６ｏは洗浄液を遮蔽キャスク１６ｃ内に噴射する装置と、その噴射後の使用済洗浄液を回収して濾過して再利用する装置とを備えている。乾燥装置１６ｊは、遮蔽キャスク１３ｃ内に温風を供給する温風発生装置と遮蔽キャスク
１３ｃ内供給された温風を吸い込んでその温風に同伴されてきた塵や水分を補足する集塵装置とを備えている。

容器回収装置１６が貯蔵プール１の天井に直接搭載されることはその天井の強度上避けるべきである。そのため、貯蔵プール１を囲むコンクリート壁の真上に当たる床面に補強ベース１６ｈを設置し、補強ベース１６ｈの上に補強床１６ｉを乗せ、この補強床１６ｉの上を容器回収装置１６はキャスタ１６ｇによって移動するようにしている。この補強床１６ｉに乗る装置や機器などの荷重は補強ベース１６ｈによって貯蔵プールの周囲全体に分散される。

図６に示したＲＯＶ１７は、貯蔵プール１のライニング４の表面の状態、或いはその表面に付着した物質を観察する作業に用いる水中作業装置である。そのＲＯＶ１７とその操縦のための操作卓２３は、図３の操作卓１３やＲＯＶ６との関係と同様で、ＲＯＶ１７を操作卓２３で遠隔操縦できる構成となっている。そのＲＯＶ１７と操作卓２３とを接続するケーブル６ｍは、貯蔵プール１の外側で途中が着脱自在なジョイント２３ａによって接続されている。

そのＲＯＶ１７には、少なくとも３本以上の複数本の固定アームが水平に突き出されて固定されている。また、そのＲＯＶ１７には、ジョイント１９で平行リンク構造の可動アーム２０が上下回転自在に装備され、そのＲＯＶ１７に内蔵したモータでその可動アーム２０を上下回転自在に駆動できるように構成してある。その可動アーム２０の回転自由端側のリンクメンバーには水平に内視鏡ホルダ２１が固定されている。

その内視鏡ホルダ２１には内視鏡のケーブル６ｒの途中部分が懸垂支持されている。その内視鏡カメラ２２の下端は観察対象の像を取り込む窓口となっている。観察対象がライニング４の面である場合には、その面の像が取り込めるように内視鏡カメラ２２の下端が水平方向に曲がることができる。このように、内視鏡カメラ２２の下端は操作卓２３から向きを変化させる制御ができるように構成されている。

操作卓２３には、内視鏡カメラが取り込んだ検査対象の像を画像として表示するモニタと、その画像を記録する記録装置とが接続されている。そのモニタには、ＲＯＶ１７に搭載したビデオカメラで取り込んだ像を表示できるようにも構成されている。

図７に示したＲＯＶ２６は、貯蔵プール１のライニング４の表面に付着した物質を採取する作業に用いる水中作業装置である。そのＲＯＶ２６とその操縦のための操作卓３４は、図３の操作卓１３やＲＯＶ６との関係と同様で、ＲＯＶ２６を操作卓３４で遠隔操縦できる構成となっている。そのＲＯＶ２６と操作卓３４とを接続するケーブル６ｍは、貯蔵プール１の外側で途中が着脱自在なコネクタ３０ｃによって接続されている。

図７に示すＲＯＶ２６には、ジョイント２７を介して可動アーム２８が上下回転自在に装着され、その可動アーム２８はＲＯＶ２６に内蔵したモータでジョイント２７を回転中心部とした上下回転方向に駆動できる構成を有する。その可動アーム２８の回転自由端部分にはサンプリングヘッド２９が固定されている。

サンプリングヘッド２９は図８のように、可動アーム２８に固定されたフード２９ｄと、そのフード２９ｄ内で押し付けばね２９ｂで支持された回転ブラシ２９ａと、回転ブラシ２９ａを押し付けばね２９ｂとともにライニングに沿って上下方向に移動させる送り機構２９ｃと、を備えている。その押し付けばね２９ｂのばねストローク量だけ回転ブラシ２９ａはフードの開口部の方向へ進退自在である。そのフード２９ｄには、上方にそのフード２９ｄ内に連通するエア供給口２９ｆが備わり、下方にそのフード２９ｄ内に連通する吸水口２９ｇが備わる。その図８のフード２９ｄの左側にはフード２９ｄの開口が設けられ、その開口の縁にはシール部材２９ｅが開口全周囲に配置されて設けられている。

このようなサンプリングヘッド２９のエア供給口２９ｆにはホース２９ｈがポンプ３１との間で接続され、その途中は貯蔵プール１の外側で着脱自在なコネクタ３０ａで接続されている。同じく吸水口２９ｇには、ホース２９ｉがフィルタ３２との間で接続され、その途中は着脱自在なコネクタ３０ｂで接続されている。そのフィルタ３２には吸水ポンプ３３が接続されていて、吸水ポンプ３３でフード２９ｄ内の液体をホース２９ｉとフィルタ３２を通じて吸い込むことができる。

フード内の送り機構と押付ばねと回転ブラシとの組合せ構成は図９，図１０，図１１の通りである。即ち、回転ブラシ２９ａの回転機構は、駆動モータ３６軸から動力を伝え、軸受３９ａで支持される軸３７ａに取り付けられた歯車３８ａと、軸３７ａとは平行且つ段違いの場所に配置された軸３７ｃ，歯車３８ｂ、及び軸３７ｄ，歯車３８ｃと、前記歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｄに動力を伝達するベルト４１と、ケーシング２９ｌに設けられたガイド溝に沿って図の左右方向へのスライドが可能であり、軸受３９ｄ，３９ｅを有すスライドバー４０ａ，４０ｂと、ベルト４１から動力を伝達される歯車３８ｄが取り付けられ、スライドバー４０ａ，４０ｂとともにスライドする軸３７ｅによって構成され、回転ブラシ２９ａは軸３７ｅに取り付けられる。スライドバー４０ａ，４０ｂには押し付けばね２９ｂが取り付けられている為、対象面に回転ブラシ２９ａを押し付けると、反力と押し付けばね力の平衡する場所にスライドバーは移動する。送り機構２９ｃは軸３７ａに取り付けられた歯車４２ａと、軸受３９ｃによって支持される軸３７ｂと、減速用歯車
４２ｂとフード２９ｄの内壁に固定したラック４３、およびフード２９ｄの内壁にレール部が設置されたガイドレール２９ｍで構成される。この機構を用いれば、回転ブラシ29ａと送り機構２９ｃは１台の駆動モータ３６で駆動することができる。また、押し付けばね２９ｂにより回転ブラシ２９ａが図の左右方向へと移動した場合でも、ベルト４１に歯車３８ｄがかみ合う為、回転ブラシ２９ａの駆動が可能である。このとき、回転ブラシと送り機構２９ｃが所定の速度となるように、各構成要素間が適切な減速比及び回転方向となるような減速機構を設けても良い。

次に、各水中作業装置による各作業を以下に説明する。貯蔵容器のライニングに容器が寄りかかっていると、その容器とライニングとの間は狭隘でライニングの表面を観察できない。その場合には、図２の様に、ＲＯＶ６を貯蔵プール１の水中に投入して、そのROV6を利用してライニングに寄りかかって邪魔な容器２を安全に現状の位置から移動，回収する作業を行う。

その作業では、まず、容器回収装置１６のゴンドラ１６ａを開口部３から貯蔵プール１の水中へゴンドラ昇降装置１６ｂによって下ろす。ゴンドラ１６ａが下ろされている間は作業性の向上のため照明１６ｎを点灯しておき、ゴンドラ１６ａが水中に達した地点で蓋１６ｍを開く。また、同様に貯蔵プール１の水中に開口部３からＲＯＶ６を投入した後、作業員は操作卓１３でＲＯＶ６を遠隔操縦して、ＲＯＶ６に搭載したビデオカメラによる画像を操作卓１３の表示装置又はモニタ１４で見ながら、回収目標とする容器２にＲＯＶ６を到達させる。

次にＲＯＶ６は目標の容器２の静止状態の角度に吸着パッド６ａの角度が合うようにフレーム６ｃをジョイント６ｄを回転中心に回転させ、その容器２に吸着パッド６ａのシール部材６ｅを、例えば図４のように、接触させる。そして真空ポンプ１２ａを駆動してタンク１２を真空にすることで吸着パッド６ａを容器２に吸着させ保持させる。

その容器２の吸着パッド６ａによる保持が完了した後、電動ウインチ８でワイヤ７を巻き上げ、吸着パッド６ａを上方へ牽引することで吸着パッド６ａで保持した容器２を引き上げる。この方法は、容器２の重量が重い場合にＲＯＶ６に負担をかけないので有効である。このとき、引き上げられた容器２は開口部３の鉛直下で宙吊りの状態となる。開口部３は貯蔵プール１の側面のライニング４から離れた中央部にあるので、ここでエアポンプ１２ｂを駆動して吸着パッド６ａの容器２への吸着を解除すると、容器２が吸着パッド
６ａから離れて水中を降下して、開口部３の真下へ移し変える移動作業ができる。

容器２の移動作業に際しては、空気袋６ｂを用いて容器２の中性浮力化を図り、ＲＯＶ６の推力を用いて吸着パッド６ａで保持した容器２を移動させても良い。この方法では、エアポンプ１１ｂでタンク１１内を加圧して加圧した空気をタンク１１から空気袋６ｂへ供給して空気袋６ｂを膨張させる。この時の空気袋６ｂへ供給する空気量の調節により、容器２の中世浮力化が可能であり、またはそれ以上の浮力の獲得も行え、容器２の移動が容易になる。また、真空ポンプ１１ａを駆動してタンク１１内の空気を排出すれば、空気袋６ｂは縮小して浮力が低下して次の容器を回収する作業に移行できる。

このように、空気袋６ｂを活用すれば、ＲＯＶ６の推進力で容器２を貯蔵プール１の開口部３の真下に移動させることができるので、ワイヤ７と電動ウインチ８を活用して牽引する必要もない。しかし、ＲＯＶ６にワイヤ７と電動ウインチ８による牽引装置を接続して空気袋６ｂとともに両者を活用するようにしても良い。

この場合では、容器２の周囲で空気袋６ｂを膨張させるスペースが取れない場合などに、吸着パッド６ａで容器２を把持した後に牽引装置で十分スペースの取れる位置まで牽引し、空気袋６ｂを膨らませて容器２を中性浮力化し、ＲＯＶ６の推力を用いて移動させることができる。

また、垂直なライニング４の近く投棄されている容器２の回収を行う場合は、空気袋
６ｂを膨張させて容器の中性浮力化を行い、ＲＯＶ６の推力によって容器２をゴンドラ
１６ａ内まで移動させ、ゴンドラ１６ａのケーシング１６ｌに容器２を納め、吸着パッド６ａの容器２への吸着を解除する。ＲＯＶ６がゴンドラ１６ａ付近から安全な位置まで退避した後、ケーシング１６ｌの蓋１６ｍを閉じ、ゴンドラ１６ａをゴンドラ昇降装置16ｂによって上昇させ遮蔽キャスク１６ｃ内へ到着させ、その容器２をゴンドラ１６ａごと収納する。

その後に、開閉式キャスク底１６ｄをキャスク底開閉装置１６ｅによって閉じる。そして、蓋１６ｍを開いた状態で遮蔽キャスク１６ｃ内部に洗浄装置１６ｏからの洗浄液を噴出させてゴンドラ１６ａや容器２を洗浄液で浄化させる。洗浄液は再度浄化されて再度遮蔽キャスク内に噴出させられる。その洗浄の作業が終了した後に、乾燥装置の温風発生装置１６ｊから遮蔽キャスク１６ｃ内へ温風が吹き込まれ、ゴンドラ１６ａや容器２や遮蔽キャスク１６ｃ内が十分乾燥させられる。その乾燥作業に際して遮蔽キャスク１６ｃ内に吹き込まれた温風は再度温風発生装置内に吸い込まれてフィルタで濾過され且つ過熱されて再度吹き込まれることになる。このように、浄化及び乾燥された容器２は遮蔽キャスク１６ｃ内に収納されたまま、回収装置１６がキャスタ１６ｇによって移動することで目的地まで運搬され、運搬先で他の貯蔵プール等に移し変えられ、回収作業が終る。

ライニング４を観察する際に障害となっていた容器を全て回収乃至は邪魔でない位置に移動させた後は、電動ウインチ８は貯蔵プール１の内側で使用されたものであり、ワイヤ７や電動ウインチ８は汚染された水が付着している。そこで、作業員の作業空間、即ち貯蔵プール１の外側にあるジョイント９ａを切り離すことで、電動ウインチ８は人が直接汚染部位に触れることなく貯蔵プール１内に廃棄する。また、ＲＯＶ６の構成機器に放射線による劣化が生じた場合は、コネクタ９ｂ，コネクタ９ｃ、及びコネクタ９ｄを切り離すことによって貯蔵プール１内に投棄することも可能である。

以上のように、ライニング４に接触していた、もしくは接近していた容器２を移動することにより、ライニング４の観察，検査，ライニング４への付着物の回収、およびライニング４の補修などの各種作業が行えるスペースを確保することができ、観察，検査，回収、および補修などを行う装置によって作業を行うことができる。また、作業員が汚染物質に直接触れることなく、容器２の移動及び回収作業を安全に行うことができる。

このようにライニング４の観察場所近くに広い観察作業スペースが確保されたとしても、容器２が観察作業スペース周囲に存在してまだ十分な作業スペースが得られないような場合には、観察作業を行うＲＯＶ１７を開口部３から所蔵プール１内の水中に投入する。その後に、操作卓２３でＲＯＶ１７を遠隔操縦する。操縦者はＲＯＶ１７に内蔵するビデオカメラによって得られる水中の映像をモニタ２４で確認しながら、ＲＯＶ１７を観察個所の上方へ移動させる。

次に、ＲＯＶ１７をライニング４の方向へ推進させ、ＲＯＶ１７の推進力で固定アームをライニング４に押し当てて静止させる。その静止位置は、可動アーム２０を回転して内視鏡カメラ２２の先端が観察個所に到達可能な位置とする。これによりＲＯＶ１７がライニング４へ推進力で押付固定され、内視鏡カメラ２２による観察中の内視鏡カメラ２２の揺れを防止できる。

このときライニング４付近の狭隘なスペースに内視鏡カメラ２２は先端部のみでアクセスすることになるので、内視鏡カメラ２２が挿入できる程度のわずかな隙間があれば、内視鏡カメラ２２の首振り機構を利用してその狭隘な個所のライニング４の表面の映像を入手することができる。また、可動アーム２０を上下に回転移動させることにより、内視鏡カメラ２２の正確な位置決めや微調整が可能である。

内視鏡カメラ２２によるライニング４の表面の観察作業中は内視鏡カメラ２２の映像を収集し、記録装置２５に映像を記録する。また、ＲＯＶ１７の構成機器に放射線による劣化が生じた場合は、ジョイント２３ａ、およびコネクタ２３ｂを切り離すことによって
ＲＯＶ１７を貯蔵プール１内に投棄することも可能である。

このようにして、ライニング４に接近している容器を移動乃至は回収してＲＯＶ１７が到達できるスペースを確保し、そのスペースに静止させたＲＯＶ１７から内視鏡カメラ
２２を懸垂して、狭隘なスペースにおけるライニング４部の観察作業が可能となる。その観察個所が移動させた容器２が接触していたライニング４の部位である場合には、その内視鏡カメラ２２の下端はその個所に向けられて、その個所を撮影して記録することができる。

ライニング４の表面を観察した後に、その表面に付着している付着物を採取する場合には、次のような採取作業が行われる。即ち、図７に示した構成を用いてライニング４に付着した付着物のサンプルを採取するが、その方法は以下の通りである。先ず、作業員は開口部３からＲＯＶ２６を貯蔵プール１内の水中に投入し、操作卓３４でＲＯＶ２６を遠隔操縦する。操縦者はＲＯＶ２６に内蔵するカメラによって得られる水中の映像をモニタ
３５で確認しながら、ＲＯＶ２６を付着物のあるライニング４の壁面へ移動させる。

その壁面手前でＲＯＶ２６の可動アーム２８を水平となる方向へ回転させ、サンプリングヘッド２９のフード２９ｄの開口部が壁面に正対するようにする。その後に、サンプリングヘッド２９をＲＯＶ２６の推力を用いてライニング４に押し付ける。このようにすると、サンプリングヘッド２９のフード２９ｄ内部はライニング４に接触するシール部材
２９ｅによって密閉される。

このように、フード２９ｄ内部を密閉した後に、吸水ポンプ３３を駆動することによって吸引ホース２９ｉを通じてフード２９ｄ内の水を吸水してフード２９ｄ内がフード29ｄの外に比較して負圧にする。そのフード２９ｄの内外間の負圧の関係が成立するように流量を調整しながらホースを介してエアポンプ３１から空気をフード２９ｄ内に送る。このことにより、サンプリングヘッド２９は壁面に吸着し、ＲＯＶ２６もライニング４側へ固定することができる。

次に、壁面に押し付けられた回転ブラシ２９ａを駆動モータ３６で回転駆動してライニングに付着した付着物をサンプルとして回転ブラシ２９ａでライニングから掻きとって剥離させ、付着物をフード２９ｄ内に採集する。サンプルの採取が終了した後、フード29ｄ内への浸水による剥離サンプルの希薄を避けるため、ＲＯＶ２６の推力でサンプリングヘッド２９を押し付けながら、もしくはフード２９ｄ内の負圧を維持させながら、エアポンプ３１から空気をフード２９ｄ内に供給しつつ、吸水ポンプ３３によってフード２９ｄ内の剥離したサンプルをフード２９ｄ内部の水と一緒に吸引する。

このようにして吸引した剥離サンプルはフィルタ３２で濾し取られる。このフィルタ
３２を回収することで作業員は最低の被爆量でサンプルを回収することができる。また、ＲＯＶ２６の構成機器に放射線による劣化が生じた場合は、コネクタ３０ａ，コネクタ
３０ｂおよびコネクタ３０ｃを切り離すことによって貯蔵プール１内にＲＯＶ２６を投棄することができる。以上により、ライニング４に付着した付着物のサンプルを採取することができる。

図１２に示した吸着パッドは、図３，図４に示した吸着パッド６ａの代替え品である。即ち、図１２に示すように、円筒状且つ円筒曲面が蛇腹形状の吸着部６１ｉは、一端部が閉止板で閉鎖され、もう一端側が開口している。その閉止板には吸着部６１ｉの内外を通じる配管が排出口６１ｊとして設けられ、その排出口６１ｊを構成する配管の端部を塞ぐように蓋６１ｋが開閉自在に設けられている。蓋６１ｋは、ばね力により自動的に排出口６１ｊを閉じるように排出口６１ｊを構成する配管に取り付けられている。

その蓋６１ｋにはワイヤ６１ｌが接続され、そのワイヤ６１ｌは巻上モータ６１ｍで駆動される巻上装置に巻きかけられている。そのため、巻上モータ６１ｍで巻上装置を駆動すると、その回転駆動方向に応じてワイヤ６１ｌを巻上装置に巻き取ったり繰り出したりできる。その巻上装置は巻上モータ６１ｍとともに図３のＲＯＶ６の中に内蔵してもよいし、貯蔵プール１の外に配置しておいても良い。

このような図１２に示した吸着パッドは、図３のＲＯＶ６に装着した吸着パッド６ａの変わりに装着される。その装着はＲＯＶ６のフレーム６ｃの回転自由端に吸着部６１ｉの閉止板を固定して成される。

図１２に示した吸着パッドは回収乃至は移動させる容器２にＲＯＶ６の推進力を用いて吸着部６１ｉの開口部分を押し付けると、吸着部６１ｉの蛇腹構造部分が縮まって吸着部６１ｉ内の圧力が高まり、排出口６１ｊから水が蓋６１ｋを押し上げ、外部に排出される。水が排出され終わると、蓋６１ｋはばね力によりすぐに閉じる為、縮んだ吸着部６１ｉの蛇腹構造部分が元の状態に伸びない。そのため、吸着部６１ｉ内は負圧となり、吸着部６１ｉは容器２に吸着して容器を保持可能になる。

容器２を図１２に示した吸着パッドから放すときは、巻上げモータ６１ｍによりワイヤ
６１ｌを巻き取って、ワイヤ６１ｌを引けば、蓋６１ｋはばね力に抗して開き、吸着部
６１ｉ内に周囲の水が排出口６１ｊを通じて流入する。このように、吸着部６１ｉ内に周囲の水が排出口６１ｊを通じて流入すると、吸着部６１ｉ内の圧力は周囲の圧力と均等になって容器を吸着している力が喪失し、容器２は吸着部６１ｉから離れることができる。

以上により図１２に示した吸着パッドは容器２の把持，開放ができ、この吸着パッドによって図３に示す吸引用のタンク１２やホース６ｋを用いずに、図３に示した水中作業装置と同等な作業を行うことが可能である。また、この吸着パッドは水中の図１に示す容器２の形状でなくとも、平面や球面を持つものであれば吸着が可能である。

図１３に示した可動アームと内視鏡ホルダの組合せは、図６に示した可動アーム２０と内視鏡ホルダ２１との組合せ構造と置き換えて使用される構成である。即ち、図６に示した平行リンク形式の可動アーム２０の代わりに可動アーム５５がＲＯＶ１７へ固定ジョイント５４部分で水平に固定される。その可動アーム５５は、図１３のように、テレスコピック構造による伸縮構造を備え、一端が固定ジョイント５４に固定されている。その可動アーム５５は、可動アーム５５内部に設けたピストン・シリンダ装置で伸縮駆動可能とされている。

その可動アーム５５の伸縮端部には内視鏡ホルダ２１が固定されている。その内視鏡ホルダ２１は、内視鏡ホルダ２１に内蔵したモータ２１ｂで回転駆動される一対のローラ
２１ａと、上下端部に一対ずつ回転自在に設けたガイドローラとを備えている。

その一対のローラ２１ａとガイドローラは内視鏡ホルダ２１内で内視鏡カメラ２２のケーブルを上下方向に通過させるように挟み込んでいる。そのため、モータ２１ｂでローラ２１ａを回転駆動すると、その回転駆動方向に応じて内視鏡カメラ２２を上下方向へ移動させ、内視鏡カメラ２２の撮像高さを調整できる。

このような図１３に示した可動アーム５５と内視鏡ホルダ２１を図６のＲＯＶ１７に採用すれば、可動アーム５５を水平方向へ伸縮させることによって、内視鏡カメラ２２のライニング４の壁面への寄り付きを調整することができ、内視鏡ホルダ２１による内視鏡カメラ２２の上下方向の移動で内視鏡カメラ２２の深さ方向への距離を調整することができ、狭隘部へ内視鏡カメラ２２の先端を挿入できる。以上の図１３に示した構成要素を搭載したＲＯＶ１７においても、図６のＲＯＶ１７による水中観察作業は可能であり、この構成要素を用いれば、内視鏡カメラの先端部寄り付き時の位置決めが水平方向，垂直方向の直線操作となるので容易である。

図１４に示したサンプリングヘッドは、図７，図８に示すサンプリングヘッド２９に置き換えて、図７のＲＯＶ２６に採用して使用されるものである。図１４に示したサンプリングヘッドは、図７のＲＯＶ２６の可動アーム２８の回転自由端部に固定されたフード
２９ｄを有する。そのフード２９ｄは、図１４のように、空気溜り４４が形成されている。その空気溜り４４の上部には空気供給口２９ｆと並行にして空気の吸引口２９ｊが取り付けられている。その吸引口２９ｊにはホース２９ｋが接続され、そのホース２９ｋは貯蔵プール１の外側において真空ポンプ４５へジョイント３０を介して接続されている。その他の構成は図７から図１１までに示した構成と同じである。

このようなサンプリングヘッドを用いてサンプリング作業する場合は、ライニング４の壁面にサンプリングヘッドを押し付ける前に、エアポンプ３１から空気を供給し、空気溜り４４に空気を溜める。次にその壁面にサンプリングヘッドを押し付けた後、真空ポンプ４５で空気溜り４４内の空気を排気しフード２９ｄ内を外周囲に比較して負圧にする。このようなサンプリングヘッドを搭載したＲＯＶにおいても、図７から図１１までに示した実施例と同様な作業は可能である。

図１４のサンプリングヘッドを用いることで、サンプリングヘッド内の水量を減少させ、サンプルの希薄防止が可能である。また、サンプリングヘッド内の密閉が不完全な場合に負圧化するための吸水を行うと、ホース内に吸い込んだ水がサンプルを希薄させることになるが、図１４のサンプリングヘッドの構成の場合はその恐れがない。

図１６に示した回転ブラシの駆動及び送り機構は、図７から図１１までに示した回転ブラシ２９ａの駆動及び送り機構２９ｃに代えて採用するものである。その図１６に示した回転ブラシの駆動及び送り機構は以下の通りである。

ここでは、図７から図１１での実施例で解説した構成と重複する構成部分には同じ番号をつけてその説明を割愛する。回転ブラシ２９ａの回転機構は、駆動モータ３６の軸37ａに取り付けられたかさ歯車３８ｅと、軸３７ａに直行し、軸受３９ｈ，３９ｉによって支持される軸５０と、軸５０に動力を伝えるかさ歯車４９と、軸５０に取り付けられた歯車５１と、軸５０に平行に配置され、軸受３９ｊとともにケーシング２９ｌに設けられたガイド溝に沿って図の左右方向にスライドが可能なスライドバー４０ｃ及び軸受３９ｋによって支持される軸５２と、歯車５１から動力を伝えられ、且つ軸５２とともにスライドする歯幅の広い歯車５３とによって構成される。この機構を用いれば、回転ブラシ２９ａと送り機構２９ｃは１台の駆動モータで駆動することができる。また、反力と押し付けばね力の平衡する場所にスライドバーが移動し、回転ブラシ２９ａが図の左右方向へと移動した場合でも、歯車５３が歯車５１を歯幅以内に収める限り回転ブラシ２９ａの駆動が可能である。

以上の回転ブラシ２９ａと送り機構２９ｃの駆動力を一つの駆動モータ３６で連動させる機構を用いたサンプリングヘッドを図７のＲＯＶ２６においても、図７から図１１での実施例によるサンプル採取の作業は可能である。図１６の構成を用いると、回転ブラシをライニング４の壁面に対して平行に回転させるので、図７から図１１での実施例による縦回転駆動の回転ブラシの回転時に受ける不規則なライニング４壁からの反力が低減され、ライニング４壁から回転ブラシが跳ね上がることを防止でき、安定して付着物の採取作業を行うことができる。

本発明は、放射性廃棄物が収容された容器を貯蔵した貯蔵プールや、下水関連や化学プラントの人体にはあまり好ましくない液体を貯蔵する沈殿貯層や地下タンクなどの点検，検査，異物回収，補修、あるいは物体の回収などの用途に適用できる。

本発明を適用した放射性廃棄物が収容された容器を貯蔵した貯蔵プールの断面図である。 本発明の実施例１を適用した放射性廃棄物が収容された容器を貯蔵した貯蔵プールの断面図である。 本発明の実施例１におけるＲＯＶの構成を示した全体図である。 本発明の実施例１におけるＲＯＶに搭載する吸着パッドを示す図であり、 （ａ）図は吸着パッドの内側面を見た図であり、（ｂ）図は吸着パッドの縦断面図であり、（ｃ）図は（ｂ）図のＡ−Ａ断面図である。 実施例１における回収装置の断面図である。 本発明の実施例２を適用したＲＯＶの構成を示した全体図である。 本発明の実施例３を適用したＲＯＶの構成を示した全体図である。 図７におけるサンプリングヘッドの内部概要を示した断面図である。 図８における回転ブラシと送り機構を一つの駆動モータで駆動する為の機構を示した平断面図である。 図８における回転ブラシと送り機構を一つの駆動モータで駆動する為の機構を示した立面図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例による吸着パッドの変形例を示した図であり、（ａ）図は一部断面表示による全体構成図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の実施例による可動アームと内視鏡ホルダの組合せ構成の変形例を示した図であり、（ａ）図は一部断面表示による全体構成図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視図である。 図７におけるサンプリングヘッドの変形例を示した断面図である。 図１４のサンプリングヘッドを採用したＲＯＶを有する水中作業装置の全体図である。 図８における回転ブラシと送り機構を一つの駆動モータで駆動する為の機構の変形例を示したもので、（ａ）図はその機構の平断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視図である。

符号の説明

１…貯蔵プール、２…容器、３…開口部、４…ライニング、６，１７，２６…ＲＯＶ、６ａ…吸着パッド、６ｂ…空気袋、６ｃ…フレーム、６ｄ，９，１９，２３ａ，２７…ジョイント、６ｅ，２９ｅ…シール部材、６ｆ，１６ｌ，２９ｌ…ケーシング、６ｇ…吸気口、６ｈ…空間、６ｉ…排出口、６ｊ…吸着部、６ｌ，７…ワイヤ、８…電動ウインチ、９ａ，９ｂ，９ｃ，２３ｂ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…コネクタ、１０…支持架台、１１，１２…タンク、１３，２３，３４…操作卓、１４，２４，３５…モニタ、１５，２５…記録装置、１６…容器回収装置、１６ａ…ゴンドラ、１６ｂ…ゴンドラ昇降装置、１６ｃ…遮蔽キャスク、１６ｄ…キャスク底、１６ｅ…キャスク底開閉装置、１６ｆ…ハウジング、１６ｇ…キャスタ、１６ｈ…補強ベース、１６ｉ…補強床、１６ｊ…乾燥装置、16ｋ…昇降シャフト、１６ｍ…蓋、１６ｎ…照明装置、１６ｏ…洗浄装置、１８…固定アーム、２０，２８，５５…可動アーム、２１…内視鏡ホルダ、２１ａ…回転ローラ、２２…内視鏡カメラ、２９…サンプリングヘッド、２９ａ…回転ブラシ、２９ｂ…押し付けばね、２９ｃ…送り機構、２９ｄ…フード、２９ｆ…供給口、２９ｇ…吸水口、２９ｈ，２９ｉ，２９ｋ…ホース、２９ｊ…吸引口、２９ｍ…ガイドレール、３１…エアポンプ、３２…フィルタ、３３…吸水ポンプ、３６…駆動モータ、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，
３７ｅ，５０，５２…軸、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，４２ａ，５１，５３…歯車、３８ｅ，４９…かさ歯車、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇ，３９ｈ，３９ｉ，３９ｊ，３９ｋ…軸受、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…スライドバー、
４１…ベルト、４２ｂ…減速用歯車、４３…ラック、４４…空気溜り、５４…固定ジョイント。

Claims (6)

1. 液中を航行する移動体と、
   前記移動体に装備されて前記液中の物体を保持及び保持解除するハンドリング装置と、
   前記ハンドリング装置に接続された牽引装置と、
   前記物体を収納するゴンドラと、
   前記ゴンドラを前記液中から前記液の液面の上方の間で上下方向に移動させる昇降装置と、
   前記昇降してきた前記ゴンドラを前記液面の上方で受け入れる位置に配置されて前記ゴンドラを受け入れる開口が開閉自在な遮蔽キャスクと、
   前記遮蔽キャスクを支持して移動する運搬装置と、を備え、
   前記遮蔽キャスクは内部が集塵装置と乾燥装置に接続されている液中作業装置。
2. 請求項１において、前記移動体は操作卓からの遠隔操縦で前記液中を航行するものであ
   り、前記移動体の操作卓と前記液中に投入される前記移動体の部分の間、前記ハンドリン
   グ装置の動力源と前記液中に投入される前記移動体の部分の間、前記牽引装置と前記牽引
   装置を支持する架台との間、をそれぞれ着脱自在な連結装置で接続してある液中作業装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記ハンドリング装置は、前記物体へ吸着する吸着パ
   ッドと、前記吸着パッドの内圧を加減する圧力制御装置と、を備えた液中作業装置。
4. 請求項１又は請求項２又は請求項３において、前記ハンドリング装置又は前記移動体に
   接続された浮力体と、前記浮力体の浮力を調整する浮力調整装置とを備えた液中作業装置。
5. 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４において、前記牽引装置は、前記ハン
   ドリング装置又は前記移動体に接続された柔軟性の有る紐状の長尺物と、前記長尺物を巻き取り及び繰り出す巻上装置とを構成として備えた液中作業装置。
6. 請求項１において、前記遮蔽キャスクは、前記物体を浄化する洗浄装置を有する液中作業装置。

Images