JP6688817B2 - 鉛板の切断方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、鉛板の切断方法よび装置、特に、鉛板を金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる、鉛板の切断方法および装置に関するものである。

例えば、原子力発電所の廃止措置作業の一つに、放射線の遮蔽材として用いられている鉛板の切断作業がある。

鉛板の切断法として、鋼板等の切断に使用されるエアーソーやディスクグラインダー等の機械的切断機器を使用することが考えられるが、鉛は、金属の中で非常に軟らかい部類に属するので、切断中に切断機器の刃やディスクに鉛が入り込み、この結果、切断が円滑に行えないといった問題があった。

また、別の鉛板切断法として、バーナーによる熱切断が考えられるが、有害な金属ヒュームの発生等の問題がある。

さらに、別の鉛板切断法として、レーザービームによる切断法が特許文献１に開示されているが、切断装置の構造が複雑で、コストがかかる。

特開２０００−３１７６５９号公報

上述したように、機械的切断機器を使用した鉛板切断法は、切断中に切断機器の刃やディスクに鉛が入り込み、この結果、切断が円滑に行えず、バーナーによる熱切断法は、有害な金属ヒュームの発生等の問題があり、レーザービームによる切断法は、切断装置の構造が複雑で、コストがかかるといった問題があった。

従って、この発明の目的は、鉛板を金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる、鉛板の切断方法および装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、鉛板に超音波カッターの加熱した刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記超音波カッターを前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断することに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記刃先を１３９℃以上の温度に加熱することに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記刃先を板状に形成することに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記合金材を帯状に形成することに特徴を有するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記刃先を電熱ヒーターにより加熱することに特徴を有するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記鉛板は、原子力発電所における、放射線の遮蔽材であることに特徴を有するものである。

請求項７に記載の発明は、鉛板に加熱した刃先があてがわれる超音波カッターと、前記刃先があてがわれる部分の前記鉛板に、ＢｉとＳｎからなる合金材を供給する合金材供給手段とを備えたことに特徴を有するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記刃先は、板状に形成されていることに特徴を有するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記刃先の前記合金材の供給側の面には、前記鉛板の切断方向に沿って溝が形成されていることに特徴を有するものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項７または９に記載の発明において、前記合金材は、帯状に形成されていることに特徴を有するものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項７から１０の何れか１つに記載の発明において、前記鉛板は、原子力発電所における、放射線の遮蔽材であることに特徴を有するものである。

この発明によれば、鉛板に超音波カッターの加熱した刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を刃先があてがわれた部分の鉛板に供給し、かくして、刃先があてがわれた部分の鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させることによって、超音波カッターにより鉛板を金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる。

また、この発明によれば、切断が終了した鉛板の切断部は、冷えた低融点合金を介して接着されるので、切断された鉛板が未切断の鉛板から分離するおそれはない。この結果、切断された鉛板の落下による事故を未然に防止することができる。なお、冷えた低融点合金は、金属結晶構造が粗いとともに鉛に比べて硬く、脆いために、切断された鉛板にハンマー等で打撃を加えると、切断された鉛板は、未切断の鉛板から容易に剥がれるので、鉛板の撤去作業は、容易に行える。

この発明の、鉛板の切断装置により鉛板を切断する状態を示す概略斜視図である。 この発明の、鉛板の切断装置により鉛板を切断する状態を示す概略断面図である。 鉛板の切断が進行した状態を示す概略断面図である。 合金材の供給側の面に溝が形成された刃先を示す概略斜視図である。

この発明の、鉛板の切断装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の、鉛板の切断装置により鉛板を切断する状態を示す概略斜視図、図２は、この発明の、鉛板の切断装置により鉛板を切断する状態を示す概略断面図、図３は、鉛板の切断が進行した状態を示す概略断面図である。

図１から図３において、１は、鉛板である。鉛板１は、例えば、原子力発電所における、放射線の遮蔽材である。２は、板状の刃先３が鉛板１にあてがわれる超音波カッターである。刃先３は、電熱ヒーター４等により１３９℃以上に加熱される。５は、刃先３があてがわれる部分（Ｓ）（図１、図２参照）の鉛板１に、融点が１３９℃のＢｉとＳｎからなる合金材６を、ガイド７を介して供給する合金材供給手段である。

超音波カッター２は、刃物をその長手方向に１０μｍから７０μｍの幅で、毎秒２０，０００回から４０，０００回振動させて物を切断するカッターである。

合金材６は、刃先３に合わせて、例えば、帯状に形成され、その融点は、１３９℃である。

合金材供給手段５は、例えば、コイル状に巻かれた合金材６を順次、刃先３があてがわれる部分（Ｓ）の鉛板１に供給する。

この発明の、鉛板の切断装置により鉛板を切断するには、図１および図２に示すように、鉛板１に電熱ヒーター４により１３９℃以上に加熱された超音波カッター２の刃先３をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材６を刃先３があてがわれた部分（Ｓ）の鉛板１にガイド７を介して供給する。この場合、合金材６は、刃先３があてがわれた部分（Ｓ）に、刃先３に対して斜めに供給する。この理由は、先端部分以外の合金材６が加熱された刃先３に接触して溶融するのを防止するためである。

合金材６の融点は、１３９℃であるので、合金材６は、鉛板１にあてがわれた刃先３と接触することにより溶融し、これによって、刃先３があてがわれた部分（Ｓ）の鉛板１は、融点が９５℃のＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金となり、液相になって軟化する。

この状態で、図３に示すように、超音波カッター２を合金材６の供給と共に下降させれば、合金材６が供給された部分（Ｓ）のＢｉとＰｂとＳｎからなる合金は、液相になって軟化し、これによって、鉛板１を金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる。

なお、図４に示すように、合金材６の供給側の刃先３の面に、鉛板１の切断方向に沿って溝８を形成すれば、ＢｉとＳｎからなる合金材６の流れが形成されるので、ＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金が形成されやすくなる。これは、特に、鉛板１の切断が進行したときに有効である。

切断が終了した鉛板の切断部は、冷えた低融点合金を介して接着されるので、切断された鉛板が未切断の鉛板から分離するおそれはない。この結果、切断された鉛板の落下による事故を未然に防止することができる。なお、冷えた低融点合金は、金属結晶構造が粗いとともに鉛に比べて硬く、脆いために、切断された鉛板にハンマー等で打撃を加えると、切断された鉛板は、未切断の鉛板から容易に剥がれるので、鉛板の撤去作業は、容易に行える。

以上、説明したように、この発明によれば、鉛板１に超音波カッター２の１３９℃以上に加熱された刃先３をあてがい、合金材供給手段５から融点が１３９℃のＢｉとＳｎからなる合金材６を、刃先３があてがわれた部分（Ｓ）の鉛板１に供給する。これにより、合金材６は、鉛板１にあてがわれた刃先３と接触することにより溶融して、刃先３があてがわれた部分（Ｓ）の鉛板１は、融点が９５℃のＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金となり、液相になって軟化する。これによって、鉛板１を超音波カッター２により金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる。

また、この発明によれば、切断が終了した鉛板の切断部は、冷えた低融点合金を介して接着されるので、切断された鉛板が未切断の鉛板から分離するおそれはない。この結果、切断された鉛板の落下による事故を未然に防止することができる。なお、冷えた低融点合金は、金属結晶構造が粗いとともに鉛に比べて硬く、脆いために、切断された鉛板にハンマー等で打撃を加えると、切断された鉛板は、未切断の鉛板から容易に剥がれるので、鉛板の撤去作業は、容易に行える。

１：鉛板
２：超音波カッター
３：刃先
４：電熱ヒーター
５：合金材供給手段
６：合金材
７：ガイド
８：溝

Claims (11)

1. 鉛板に超音波カッターの加熱した刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記超音波カッターを前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断することを特徴とする、鉛板の切断方法。
2. 前記刃先を１３９℃以上の温度に加熱することを特徴とする、請求項１の、鉛板の切断方法。
3. 前記刃先を板状に形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の、鉛板の切断方法。
4. 前記合金材を帯状に形成することを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の、鉛板の切断方法。
5. 前記刃先を電熱ヒーターにより加熱することを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の、鉛板の切断方法。
6. 前記鉛板は、原子力発電所における、放射線の遮蔽材であることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の、鉛板の切断方法。
7. 鉛板に加熱した刃先があてがわれる超音波カッターと、前記刃先があてがわれる部分の前記鉛板に、ＢｉとＳｎからなる合金材を供給する合金材供給手段とを備えたことを特徴とする、鉛板の切断装置。
8. 前記刃先は、板状に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の、鉛板の切断装置。
9. 前記刃先の前記合金材の供給側の面には、前記鉛板の切断方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の、鉛板の切断装置。
10. 前記合金材は、帯状に形成されていることを特徴とする、請求項７から９の何れか１つに記載の、鉛板の切断装置。
11. 前記鉛板は、原子力発電所における、放射線の遮蔽材であることを特徴とする、請求項７から１０の何れか１つに記載の、鉛板の切断装置。

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