JPH0238857A - 熱交換器のｕ字形管の検査用超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば原子力発電所の蒸気発生器の中で使
用されるようなＵ字形管束を備えた熱交換器の管の検査
用超音波プローブに関する。

［従来の技術］ 欧州特許出願公開第００８８３４１号公報から円筒形の
中空空間の非破壊検査のための超音波プローブが知られ
ており、この超音波プローブでは回転する検査ヘッドが
用いられ、この検査ヘッドは一方の側を案内先端部の中
にまた他方の側を円筒形の剛性のスリーブの中に回転自
在に軸受支持されている。検査へ一、ドは保持体を備え
、この保持体は半径方向にすなわちプローブの長手軸線
に対し垂直に延びる孔の中に超音波振動子を内蔵する。

この超音波振動子はこの孔の中で半径方向に移動可能に
配置されボルトにより固定されている。プローブを貫い
て導かれているホースを経て、超音波振動子には整合液
が供給される。回転する検査ヘッドのための駆動装置と
して減速装置付き電動機が用いられ、この電動機はプロ
ーブの円筒形の剛性のスリーブの内部に収容されている
。スリーブには１１止体を備えた案内部が接続され、こ
の案内部には押し込み用ホースが取り付けられている。

押し込み用ホースには押し込み装置が旧設され、この押
し込み装置を用いてプローブが熱交換器の検査しようと
する管の中へ押し込まれる。

ａ　ｆｆ波波目ローブこの公知の構造によれば、熱交換
器の管束のまっすぐな管部分しか検査できない、この超
音波プローブは管束の管の湾曲部の中へ導入することが
できない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、Ｕ字形管の湾曲部でも超音波測定を実施で
きるような、超音波検査のための簡単に構成された装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき、Ｕ字形管束を備えた熱交
換器の管の検査用超音波プローブにおいて、超音波振動
子を内蔵する検査ヘッドユニットの両端部がそれぞれた
わみやすい中空軸に接続され、その際一方の中空軸が案
内先端部の中に回転自在に軸受支持され、また他方の中
空軸が円筒形のスリーブの中に回転自在に軸受支持され
て、電動駆動ユニットにトルク伝達可能に結合され、円
筒形のスリーブには超音波振動子の整合のために用いら
れる液のための封止体と押し込み用ホースとが接続され
、たわみやすい中空軸が所定の軸方向間隔を置いて複数
の支持体を備えることにより達成される。

［作用効果］ このようにして検査ヘッドの回転運動のために管湾曲部
の苑囲で発生されなければならない駆動力を小さく保つ
ことができるので、プローブの中に収容された電動機を
小さい寸法にもかかわらず検査ヘッドの駆動のために使
用することができる。

整合液はプローブの押し込み方向に見てスリーブの封止
体の後方で流出し、検査しようとする管の内壁とプロー
ブ表面との間の空間を充填するので、支持体の良好な滑
りもまた保証される。案内先端部が湾曲管の中でＬに向
かう位置から下に向かう位置へ移行する際に整合液が流
出することを防止するために、円筒形のスリーブに配置
された封止体に加えて案内先端部の外周にも封ＩＬ体が
配置されている。

プローブの滑り特性の一層の４片従って駆動力の低減は
、案内先端部に超音波振動子の整合のために用いられる
液の流出口が配置されることにより達成可能である。こ
の構成によりプローブを検査しようとする管の中へ導入
する際に、案内先端部と検査ヘッドに前置された支持体
とが濡らされるので、これらの部分が一層容易に滑る。

支持体を滑りリングとして構成するのが右利である。

玉軸受を介してたわみやすい中空軸に軸受支持されたリ
ングにより支持体を構成するのが特に有利である。それ
により管内壁でのプローブの摩擦が最小限に低減される
ので、電動機ユニットの駆動力を特に小さく保つことが
できる。

超音波振動子を整合する液のために案内先端部に設けら
れた流出口に止め弁を有するのが有利であり、この止め
弁は、超音波プローブの案内先端部が上に向かう位置を
取る間は、重力を利用して流出口が検査しようとする管
に対して開放され、案内先端部が下に向かう位置に達し
たときには流出口が閉鎖されるように、構成されている
。それにより案内先端部が上に向かう位置から下に向か
う位置へ移行した場合に、超音波振動子の整合のために
用いられる液が検査しようとする管から流出することが
防止される。

湾曲部において管内壁の曲率に検査ヘッドを良好に適合
させることができるようにするために、超音波ヘッドを
保持体にカルダン方式でつり下げるのが合目的である。

たわみやすい中空軸が螺旋形に巻かれたばね線材から成
り、ばね線材のターンが相互に半径方向に噛み合ってい
るのが有利である。

ｆ実施例］ 次にこの発明に基づく超音波プローブの一実施例を示す
図面により、この発明の詳細な説明する。

第２図に示された超音波プローブは検査ヘッドユニット
１を有し、検査ヘッドユニットの両端部がそれぞれたわ
みやすい中空軸１６又は１７を介して、一方の側を案内
先端部２の中にまた他方の側を駆動兼信号伝送ユニット
３の中に回転自在に軸受支持されている。たわみやすい
中空軸１６゜１７には所定の軸方向間隔を置いて複数の
支持体１４が配置されている。

駆動兼信号伝送ユニット３には封止体５を備えた案内部
４が接続し、この案内部には押し込み用ホース６が取り
付けられている。この押し込み用ホース６を用いてプロ
ーブが熱交換器の管の中へ押し込まれる。このためにそ
れ自体は公知の押し込み装置が用いられる。

縦断面で第１図に示すように、検査ヘッドユニットｌは
超音波振動子７を備えた検査へラド８のための保持体１
０を有する。保持体ｌＯは軸受ピボット９ａ、９ｂ、９
Ｃ１９ｄを介して相互に直交する二つの軸線上で可動で
あり、従ってカルダン方式でつり下げられている。その
際軸受ピポッ）９ａないし９ｄは平行な二つの傾動レバ
ー１１とリンク１２とを介して保持体１０につり下げら
れている。保持体１０に取り付けられたばね１３は、傾
動レバー１１を介して検査へラド８を検査しようとする
管の内壁に押し付ける。

保持体１０はその両端部に付加片１０ａ、１０ｂを備え
、これらの付加片には滑りリングにより構成された支持
体１４が取り付けられている。付加片１０ａはめねじ１
５を有し、このめねじの中にたわみやすい中空軸１６の
一方の端部１６ａがねじ込まれている。中空軸１６は一
つ又は複数の支持体１４を備える。たわみやすい中空軸
１６の他方の端部はジャーナル１８のめねじ１８ａの中
にねじ込まれ、このジャーナルは二つの玉軸受１９ａ、
１９ｂを介して案内先端部２のカバー２ａの中に回転自
在に配置されている。カバー２ａは管の中に支持するた
めに用いられるカラー２ｂと封止体２０とを支持し、こ
の封止体は二つのゴム円板２０ａ、２０ｂにより構成さ
れ、これらのゴム円板はねじキャップ２０ｃにより保持
されている。このねじキャップには案内先端部２の端部
片２２に向かって折り曲げられ弾性を有する舌状案内部
２１が配置されている。この端部片２２は円錐台形に構
成され、ジャーナル１８上にねじ込まれている。駆動側
には検査へラド８の保持体１０がめねじ１５を備えた付
加片１０ｂを有し、この付加片の中には同様に弾性を有
する中空軸１７がねじ込まれている。この中空軸１７は
、複数の支持体１４（図示されていない）と信号伝送ユ
ニットを備えた中空のジャーナル２３と減速装置２４及
び電動機２５から成る駆動ユニット３とを中間に接続さ
れて、トルク伝達可能に結合されている。駆動兼信号伝
送ユニット３は外被体２６に配置され、この外被体には
ジャーナル２３も玉軸受３１を介して軸受支持されてい
る。

外被体２６はスリーブ２７により囲まれかつこのスリー
ブと着脱自在に結合されている。外被体２６の検査へラ
ド８に向かう側の端部は、外被体２６のねじ２６ａ上に
ねじ込まれたキャップ２８を支持する。スリーブ２７と
外被体２６との間に又はキャップ２８と外被体２６との
間に、封止のためにリングパツキン２９．３０が組み込
まれている。玉軸受３１はリングナラ）３１ａによりジ
ャーナル２３上に固定されている。

キャップ２８の外ではジャーナル２３上に二重転がり軸
受３２が配置され、この転がり軸受の外側軸受ハウジン
グ３３は駆動ユニット３を検査しようとする管に支持す
るための指状の弾性を有するセグメント３４を備えてい
る。更にキャップ２８と二重転がり軸受３２との間には
Ｖ字形リングパツキン３５が配置され、このリングパツ
キンは駆動ユニット３の内部空Ｍを整合液の侵入に対し
封止する。この内部空間の中にはリングナツト３１ａと
玉軸受３１’　　との間に種々のすり接点３６が配置さ
れ、これらのすり接点により超音波振動子のケーブル３
７を経て伝送される電気信号が固定の接続線３８へ伝送
され、外被体２６の端部のプラグ３９（第２図参照）へ
通じている。別の導線４０はダイオードを中間に接続さ
れて″Ｉｔｆ動機２５からプラグ３９へ通じている。駆
動ユニー。

ト３と案内部４との間の容易に分解可能な機械的かつ電
気的な結合が得られるように、プラグ３９にはバヨネッ
ト継手が付設されている。

接続体４１により封止体５を介して案内部４に接続され
た押し込み用ホース６の中には　、［１ｆｇ波波動動子
電気信号の伝送のために同軸ケーブル４２が設けられで
いる。別のケーブル４３は直流により駆動される電動機
の給電のために用いられる。更に別のケーブル４４は検
査ヘッドの回転速度と角度位置とを導き出す信号を伝送
する。

押し込み用ホース６の中には更にホース４５が収容され
、このホースは案内部４にまで導かれ、振動子の整合の
ために用いられる液例えば水の供給のために役立つ。接
続体の中に設けられこのホースの導入されている溝４１
ａは流出口４１ｂを備えているので、整合液は検査しよ
うとする管の内壁と封Ｗ体５の円板とスリーブとにより
画成された空間を経て超音波振動子７へ達し、更に案内
先端部２のゴム円板２０ａ、２０ｂへ達することができ
る。

第１図に示すように、中空軸１６の端部１６ａ又はジャ
ーナル１８又は保持体ｌＯの回転可能な部分は外から内
に向かって通じる孔４６を有し。

この孔を通って整合液がジャーナル１８の中空空間の中
へ達することができる。そこから孔４７が案内先端部２
の端部片２２まで通じ、案内先端部は折り曲げられた舌
状案内部２１へ向かう流出口４８．４９を備えている。

この流出口の前にはジャーナル１８の中空空間の中に配
置された止め弁５０が前ご接続され、この止め弁は、ａ
音波プローブの案内先端部２がとに向かう位置を取る間
は、東方を利用しながら弁出口が検査しようとする管に
勾し開放され、案内先端部２が下に向かう位ａに達した
ときには弁出口が閉鎖されるように、構成されている。

それにより検査しようとする管の上に向かう湾曲部の中
にプローブを導入する際に１案内先端？Ａ２の案内のた
めに用いられ折り曲げられた舌状案内部２１と封止リン
グ２０ａ、２０ｂとが液により濡らされるので、プロー
ブは比較的容易に滑ることができる。案内先端部２が管
の中の上に向かう位置からＦに向かう位置へ移行したと
きには止め弁５０が閉じるので、案内先端部２からの整
合液の流出が防止される。止め弁５０は簡単な方式で封
止座５２を備えたポール弁として構成することができ、
その際案内先端部２が下に向かう位置に到達したときに
は、重力を利用しながらポール５１が封止座５２に接触
し液の貫流を阻止する。案内先端部の別の位置ではポー
ル５１は液の通過が自由であるような位ｎを取る。

中空軸１６．１７を部分中空軸から構成し、これらの部
分を支持体１４を中間に接続しながら継ぎ合わせるのが
有利である。

たわみやすい中空軸１６．１７は螺旋形に巻かれたばね
線材５３から成り、ばね線材のターンがＮｌＴｌ−に噛
み合うのが有利である。中空軸はおねじを構成する螺旋
形のリブ５３ａを有する。支持体１４は両端部にリング
状の付加部５６を有し、これらの付加部はめねじ５６ａ
を備えるので、中空軸１６．１７又は部分中空軸を支持
体の中へねじ込んで固定することができる。支持体１４
は玉軸受５５を介してたわみやすい中空軸１６．１７又
は部分中空軸に軸受支持されたリングにより構成される
のが合目的である。案内先端部２に一端を固定され検査
しようとする管からプローブ全体を引、き出すために用
いられるローブ５４がプローブを通って導かれている。

超音波振動子７の組み込み個所では、ロープ５４はカル
ダン方式でつり下げられたヘッド８を迂回して導かれて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく超音波プローブの一実施例の
要部拡大縦断面図、第２図は第１図に示すプローブの部
分断面を含む側面図である。 ■・・・検査ヘットユニット ２・・・案内先端部 ３・・・電動駆動ユニット ４・・・案内部 ５．２０・・・封止体 ６・・・押し込みホース ７・・・ＭＵ、ｊ’ｉ、波振動子 ８・・・検査ヘッド ｌＯ・・・保持体 １４・・・支持体 １６．１７・・・中空軸 ２７・・・スリーブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超音波振動子（７）を内蔵する検査ヘッドユニット
   （１）の両端部がそれぞれたわみやすい中空軸（１６、
   １７）に接続され、その際一方の中空軸（１６）が案内
   先端部（２）の中に回転自在に軸受支持され、また他方
   の中空軸（１７）が円筒形のスリーブ（２７）の中に回
   転自在に軸受支持されて、電動駆動ユニット（３）にト
   ルク伝達可能に結合さ れ、円筒形のスリーブ（２７）には超音波振動子（７）
   の整合のために用いられる液のための封止体（５）と押
   し込み用ホース（６）とが接続され、たわみやすい中空
   軸（１６、１７）が所定の軸方向間隔を置いて複数の支
   持体（１４）を備えることを特徴とする熱交換器のＵ字
   形管の検査用超音波プローブ。 ２）案内先端部（２）の外周にも封止体 （２０）が配置されていることを特徴とする請求項１記
   載の超音波プローブ。 ３）案内先端部（２）には整合液のための少なくとも一
   つの流出口（４８、４９）が配置されていることを特徴
   とする請求項２記載の超音波プローブ。 ４）支持体（１４）が滑りリングにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３の一つに記載の超音
   波プローブ。 ５）支持体（１４）が玉軸受（５５）を介してたわみや
   すい中空軸（１６、１７）に軸受支持されたリングによ
   り構成されていること を特徴とする請求項１記載の超音波プロー ブ。 ６）超音波振動子（７）を整合する液のために案内先端
   部（２）に設けられた流出口に止め弁（５０）が前置接
   続され、この止め弁は、超音波プローブの案内先端部（
   ２）が上に向かう位置を取る間は、重力を利用して弁出
   口が検査しようとする管に対して開放され、案内先端部
   （２）が下に向かう位置に達したときには弁出口が閉鎖
   されるように、構成されていることを特徴とする請求項
   １ないし５の一つに記載の超音波プローブ。 ７）超音波振動子（７）が保持体（１０）にカルダン方
   式でつり下げられていることを特徴とする請求項１ない
   し６の一つに記載の超音波プローブ。 ８）たわみやすい中空軸（１６、１７）が螺旋形に巻か
   れたばね線材（５３）から成り、ばね線材のターンが相
   互に噛み合っていることを特徴とする請求項１ないし７
   の一つに記載の超音波プローブ。