JP4795725B2 - ハンドリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、大容量立型ポンプを反転させることができるハンドリング装置に関する。

原子力発電プラント用原子炉冷却材ポンプなどの大容量立型ポンプ(以下”ポンプ”と略す)を点検、分解あるいは補修する時に、そのポンプを反転させることが可能なハンドリング装置が使われている。これまで使用されてきた装置の例を図６および図７に示す。

図６に示すハンドリング装置は最も一般的なものであり、構成は以下の通りである。べースフレーム１の上に上端に軸受部１４を有する支柱２が左右に二本立設され、前記軸受部１４に軸支される回転軸４を有し該一対の支柱２の内側で回動可能なサイドバー３を有している。サイドバー３の上方にはポンプ固定用のネジ貫通穴９が設けられ、ポンプ固定用ボルト６によりポンプ（作業対象ワーク）６０が固定される。サイドバー３の下方にはサイドバー固定用ネジ穴１０が設けられ、サイドバー固定用ピン５によりサイドバー３は支柱２に固定され回動不能となる。なおサイドバー３の上方にもサイドバー固定用ネジ穴１０があるが、これは１８０度反転したときに支柱２に固定されるためのものである。

この装置へのポンプ６０の取り付けは以下のように行われている。ポンプ６０は天井クレーン３３によりワイヤーで吊されて運ばれ、本ハンドリング装置の真上近傍で停止する。ポンプ６０はクレーン３３によって徐々に下ろされながら、ポンプ固定用ネジ貫通孔９がポンプフランジ部６１の側面のネジ穴と一致するように水平および垂直方向の位置合わせが行われ、取り付けボルト６によってサイドバー３に固定される。

点検作業時にポンプ６０を反転する時には、ポンプ６０をサイドバー３に固定したまま天井クレーン３３によりポンプ６０を支持し、ピン５を外して天井クレーン３３により回転軸４を軸にサイドバー３及びポンプ６０を１８０度反転させる。反転後はサイドバー３の下端部をピン５にて支柱２に固定してポンプ６０を回動不可能とし、点検作業を行う。

図７に示すハンドリング装置は特許文献１に示されたものである。上述した図６の装置においては、ポンプ６０の反転時にクレーン作業を行わなければならずクレーン作業に時間がかかるといった問題があり、図７の装置はその問題を解決するために考案されたものである。すなわちポンプ６０は旋回座５５の内面側に取り付けられたクランプ治具（図示せず）によって固定され、旋回座５５を旋回駆動用モータ５７で回転させることができる。また旋回ベースリング４４は軸受４３によって傾動可能に取り付けられており、傾動用回転駆動モータ４７を駆動させることにより傾動用ギア４６を回転させポンプ６０を反転させることができる。

実開平５−２２４０７号公報

図６に示した装置ではポンプを該装置に固定するために、該装置のサイドバー３の上方にあるネジ貫通穴９の位置とポンプフランジ部６１の側面にあるネジ穴の位置を、ポンプを天井クレーン３３で吊った状態で正確に合わせる必要がある。この位置合わせは、穴の位置を目視でチェックする人の合図をもとに天井クレーン３３を操作する人が大きなポンプをわずかずつ動かすことによって行う。このため目視チェック者の意図が天井クレーン操作者に正確に伝わらない、また正確に伝わっても天井クレーン３３を上手く操作できないことがあり、位置合わせに時間が掛かりすぎるという大きな問題がある。

またポンプ毎に寸法が微妙に違っていることに起因して、ポンプによっては反転装置への取り付けによってサイドバー３に過度な変形が発生し、回転軸が湾曲し反転させにくくなることがある。

図７に示した装置では、上述した図６の装置における問題点は解決されている。しかしながらポンプを旋回および傾動させるための減速機や歯車の組み合わせを有するため、図６に示した装置よりも装置全体としての寸法が大きくなり、発電所またはプラント所内に設置場所が確保できないケースが多いという問題がある。

上記の課題を解決するために本発明は以下の特徴を有する。請求項１に係る本発明のハンドリング装置は、床面に敷置されるベースフレームと、前記ベースフレームに立設し軸受部を有する一対の支柱と、前記軸受部に軸支される回転軸を有し前記一対の支柱間でワークを固定する回動可能な一対のサイドバーと、からなるハンドリング装置において、前記一対のサイドバーに取り付けられワークを保持する保持部材と、軸心を有する棒状に形成され、かつ前記軸心が前記サイドバーの長手方向と平行になるように前記保持部材あるいは前記サイドバーに取り付けられているとともに、先端よりも大きな前記ワークのフランジ端面のボルト穴に侵入して、前記保持部材に接触した前記ワークのフランジ側面のネジ穴と前記サイドバーのネジ貫通穴とを一致させるガイドピンと、を備え、前記サイドバーの両端部には、前記支柱から突出するピンが侵入する穴が設けられていることを特徴とする。

また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ガイドピンの先端にロープ取り付け手段を設けたことを特徴とする。

また請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記サイドバーが回転軸の軸方向に移動可能なように、前記支柱の前記軸受に隣接する軸方向変位吸収手段を設置したことを特徴とする。

さらに請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に係る発明において、前記サイドバーの回転軸に接続する油圧アクチュエータ式反転用駆動機が設置されたことを特徴とする。

本発明は上述したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

本発明のハンドリング装置の請求項１の構成によれば、ポンプをクレーンで下ろしながらワークのフランジ端面に設けられたボルト穴にガイドピンを挿入することにより、フランジ部側面にあるネジ穴とサイドバーのネジ貫通穴の位置が直ぐに合わせることが可能となる。このためその位置合わせに要する時間及び労力が従来と比べ低減するという効果がある。

また本発明のハンドリング装置の請求項２の構成によれば、ガイドピン先端のロープ取り付け手段に取り付けたロープを操ることにより、ワークのフランジ部端面に設けられたボルト穴をガイドピンの直上に引き寄せることが容易となり、設置作業に要する時間及び労力がさらに低減するという効果がある。

また本発明のハンドリング装置の請求項３の構成によれば、上記ハンドリング装置のサイドバーが回転軸の軸方向に移動可能にして一対のサイドバーの面間距離を可変とすることで、ポンプの寸法がポンプ毎に若干異なっていてもサイドバーを無理に変形させることなくポンプに固定させることができるようになる。その結果、サイドバーの外側に接続している回転軸と軸受との片当たりや回転軸の湾曲を防止することができるようになり、また反転に必要な駆動力も低減できるという効果がある。

さらに本発明のハンドリング装置の請求項４の構成によれば、ポンプを反転するのに天井クレーンを操作することが不要となる。これによって作業者の負担および作業時間が大いに軽減するという効果がある。さらに図７に示した減速機や歯車の組み合わせを有する旋回機構および傾動機構に比べ油圧アクチュエータ式反転用駆動機は比較的小型となるので、発電所またはプラント所内に設置場所が確保できないといった問題が生じることが少なくなる。

本発明のハンドリング装置及びその装置を用いた点検方法に係わる最良の形態について、以下に図面を参照しながら説明するが、これは実施の形態の一例にすぎず、これに限定されるものではない。

図１に実施例を示す。このハンドリング装置は、ベースフレーム１と、左右一対の支柱２と、軸受部１４と、一対のサイドバー３と、ポンプの保持部材であるブラケット８と、ガイドピン７と、ポンプ固定冶具２１と、取り付け金具１５と、駆動機２０とからなる。

基礎に接するベースフレーム１の上に左右一対の支柱２が立設され、その支柱２の上方に左右同じ高さで同軸線上に軸受部１４が設けられ、一対の支柱２の内側で回転可能な一対のサイドバー３の回転軸４が軸受部１４によって支えられる。サイドバー３には、上方にポンプ上部のフランジ６１を固定するためのボルト６を通すネジ貫通穴９と、両端部に支柱２に固定するためのピン５を受ける穴１０とが設けられている。

また、サイドバー３のポンプに対面した側面にポンプの保持部材であるブラケット８が取り付けられており、ガイドピン７はその軸心がサイドバー３の長手方向と平行になるようにブラケット８に取り付けられている。ガイドピン７は円錐台状で先端に向かい細くなり、かつ先端がほぼ半球状となっており、その先端付近の直径はポンプのフランジ端面に設けられたケーシングボルト用のボルト穴６２と比べて十分小さい。また上下位置の目安として、二本のガイドピンの外周の複数箇所に同じ高さに微小な溝が刻まれている。(図示省略)またガイドピン７とポンプの保持部材は一体物であってもよく、あるいはサイドバー３とポンプの保持部材が一体物であってもよい。さらにポンプの保持部材とは別にガイドピン７が直接サイドバー３に取り付けられてもよい。

ポンプ固定冶具２１は、ポンプを挟持する治具であり、ボルト６の負荷を低減すると同時にポンプを本ハンドリング装置に安定的に保持するために取り付けられる。ポンプ固定治具２１は２つの部品から構成され、取り付け金具１５によってサイドバー３に取り付けられている。

また反転用の駆動機２０は支柱２の軸受部１４に接続している。

ハンドリング装置にポンプを取り付ける様子を図２に示す。まずハンドリング装置のサイドバー３が回転しないよう固定用ピン５によってサイドバー３は支柱２に固定される。次にポンプ６０は常設位置から取り外されてクレーン３３によって吊り上げられ、ハンドリング装置の上方に運ばれ、ハンドリング装置の中心軸とポンプの中心軸とがほぼ一致する位置で一旦停止する。その後ポンプは、フランジ端面のボルト穴６２のうちの対象の二箇所に一対のガイドピン７が挿入するように、クレーンの水平方向位置を微調整しながら徐々に下げられる。ガイドピン７の先端の大きさはポンプのフランジ端面のボルト穴の寸法と比べて十分小さいので、クレーンの水平方向位置があまり正確でなくてもボルト穴６２にガイドピン７を挿入するのは容易であり短時間でできる。

一旦ガイドピン７の先端がボルト穴６２に緩挿してしまえば、そのままポンプ６０を下げてゆけば最終的にはガイドピン７の底部に接続するブラケット８にポンプのフランジ部が接触し、この時点でサイドバー３の上部にあるネジ貫通穴６の中心線とポンプフランジ部６１側面のネジ穴の中心線が一致する。この状態が確認されるとネジ貫通穴９にボルト６が挿入され締結される。その後ポンプ６０下部がポンプ固定冶具２１によって挟持されて取り付けは完了する。

このように本発明では図６に示した従来の装置と比べ、位置合わせに要する時間および労力を低減することが可能である。その後ポンプ６０の周りに作業用足場を架設してポンプの分解、点検、補修等の作業を行い、反転が必要な時には回転軸の終端部にある反転用駆動機２０によって反転させられる。

重量物を天井クレーンで吊り下げた時に重量物は空中で回転することがあり、この回転によってガイドピン７の先端がボルト穴６２に緩挿しにくいことがある。そこで図３に示すように、ガイドピン７の先端にロープ取り付け手段としての開口部１７を設けた例を示す。開口部１７にロープ３１の一端を固定し、他端を吊り下げ途中のポンプの予め決められた穴６２に通し、作業者が目標位置を見ながらロープ３１を操作する。これによりポンプを制動し短時間でハンドリング装置の所定の上方位置に静止させることが可能となり、設置作業に要する時間及び労力がさらに低減するという効果がある。図にはガイドピン７は１本しか書かれていないが、一対すなわち２本のガイドピンにロープを固定して作業を行うとより効率的に作業を進めることができる。

次に、サイドバー３が回転軸の軸方向に移動可能なように、支柱２の軸受１４に隣接して軸方向変位吸収手段を設置した例を図４に示す。図には、サイドバー３の回転軸４を支承する軸受部１４の近傍の断面図を示す。回転軸４を支持する軸受１４ａの軸方向両端に皿バネ１１が設置されている。すなわちサイドバー３と軸受１４との間には、バネ受１２、四個の皿バネ１１及びバネ受１２が挟持され、軸方向変位吸収手段を構成している。四個の皿バネ１１は交互の向きに設けられている。軸受１４の反対側も同様に２つのバネ受１２とその間に四個の皿バネ１１が挟持されている。また回転軸４の端部には止めナット１３が螺嵌され、さらに止めナット１３の回り止め部材（図示せず）が締結されている。また皿バネ１１と回転軸４とのすべりを良くする目的で、回転軸４の周りにフッ素樹脂シート（図示せず）を巻くことは可能である。

上記構成によれば皿バネ１１が撓む範囲でサイドバー３が軸方向に移動可能となる。これより一対のサイドバー３に挟まれるポンプ６０の寸法がポンプによってばらついているとしても、そのばらつきに対応して皿バネ１１が変形し一対のサイドバー３の面間距離が調節されることで、サイドバー３が無理に曲げられることなく、またポンプ６０とサイドバー３との固定部分の角度を適正に保つことが可能となる。さらにサイドバー３の外側に接続している回転軸４と軸受１４ａとの片当たりを防止でき、反転に必要な駆動力が低減し軸受１４ａの信頼性が高まる。

次にサイドバー３の回転軸４に接続する反転用の駆動機としての油圧アクチュエータ式反転用駆動機およびその作動概念を図５に示す。油圧アクチュエータ２０は、ピストン２２を内蔵したシリンダ２４が４組と、それら４組のシリンダの中央に位置するピニオン２６と、ピニオン２６の両側に該ピニオンと噛み合う平行な二本のラック２３とで構成されている。油の出入り口であるポート２１を通じて圧油がアクチュエータ２０に導入あるいは排出されると、ピストン２２が作動してラック２３が動き、それによって中央のピニオン２６および回転軸４が回転する。またコントロールユニット内の電磁弁２７が作動すると油の流れは反対となり、それに伴ってピニオン２６および回転軸４も逆転する。

本発明の反転用駆動機はラックとそれに駆動されるピニオンとで構成されるため、図７に示した従来の反転（傾動）のための装置と比べるとかなり小型化できる。したがって図６に示した装置とほぼ同じ広さのスペースに設置できるので、所内に設置できる場所が確保できないケースが多いという問題が解決される。

本発明に係るハンドリング装置の正面図。 本発明に係るハンドリング装置とポンプとの位置関係を示す概念図。 本発明に係るガイドピン上端部ロープ取り付け手段の活用模式図。 本発明に係る軸方向変位吸収手段の断面図。 本発明に係る油圧アクチュエータ式反転用駆動機の正面図（ａ）と作動原理の説明図（ｂ）。 第１の従来例に係るハンドリング装置の斜視図。 第２の従来例に係るハンドリング装置の正面図。

符号の説明

１ ベースフレーム
２ 支柱
３ サイドバー
４ 回転軸
５ サイドバー固定用ピン
６ ポンプ固定用ボルト
７ ガイドピン
８ ブラケット
９ ポンプ固定用ネジ貫通穴
１０ サイドバー固定用ネジ穴
１１ 皿バネ
１２ バネ受
１３ 止めナット
１４ 軸受部
１４ａ 軸受
１５ ポンプ固定冶具取り付け金具
１７ 開口部
２０ アクチュエータ
２１ ポート
２２ ピストン
２３ ラック
２４ シリンダ
２６ ピニオン
２７ 電磁弁
２８ 油圧ポンプ
２９ ホース
３１ ロープ
３２ ポンプ固定冶具
３３ 天井クレーン
４１ ベースフレーム
４３ 軸受
４４ 旋回ベースリング
４６ 傾動用ギア
４７ 傾動用回転駆動モータ
５５ 旋回座
５７ 旋回駆動用モータ
６０ 大容量立型ポンプ
６１ ポンプのフランジ部
６２ ポンプフランジ端面のボルト貫通穴

Claims (4)

1. 床面に敷置されるベースフレームと、
   前記ベースフレームに立設し軸受部を有する一対の支柱と、
   前記軸受部に軸支される回転軸を有し前記一対の支柱間でワークを固定する回動可能な一対のサイドバーと、からなるハンドリング装置において、
   前記一対のサイドバーに取り付けられワークを保持する保持部材と、
   軸心を有する棒状に形成され、かつ前記軸心が前記サイドバーの長手方向と平行になるように前記保持部材あるいは前記サイドバーに取り付けられているとともに、先端よりも大きな前記ワークのフランジ端面のボルト穴に侵入して、前記保持部材に接触した前記ワークのフランジ側面のネジ穴と前記サイドバーのネジ貫通穴とを一致させるガイドピンと、を備え、
   前記サイドバーの両端部には、前記支柱から突出するピンが侵入する穴が設けられていることを特徴とするハンドリング装置。
2. 前記ガイドピンの先端にロープ取り付け手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
3. 前記サイドバーが回転軸の軸方向に移動可能なように、前記支柱の前記軸受に隣接する軸方向変位吸収手段を設置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハンドリング装置。
4. 前記サイドバーの回転軸に接続する油圧アクチュエータ式反転用駆動機が設置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のハンドリング装置。

Images