JPH029550B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジルカロイ製ストラツプからなる燃
料棒格子（以下、単に“格子”ともいう）をレー
ザ溶接により溶接するのに使用する装置に関し、
特に、格子を形成するストラツプを適正な整列及
び方向に保持すると共に、ストラツプの一部を形
成する羽根を保持するために、格子上に置かれる
溶接プレートに関するものである。

棒束型燃料集合体は、複数の行及び列に配列さ
れ、この希望の配列に複数の燃料棒格子によつて
保持される核燃料棒のマトリツクスを含んでい
る。該格子を形成するストラツプは、直線状に延
びる大体矩形の部材であつて、１つの縁からスト
ラツプの高さの約半分まで延びるスロツトを有す
ることを特徴とするものである。該ストラツプ
は、１枚のストラツプが他のストラツプに組み合
う状態に組み立てられる。従つて、１枚のストラ
ツプのスロツトは、その部分が他のストラツプの
スロツトに整列して、該部分で他のストラツプに
係合し、その結果、格子は該格子を形成する各ス
トラツプと同じ高さになる。こうして形成した格
子は、互いに実質的に平行であり且つ等しく隔置
された第１組のストラツプと、互いに実質的に平
行であり且つ等しく隔置された第２組のストラツ
プとを有しており、一方の組のストラツプは他方
の組のストラツプに対して垂直である。前述した
ストラツプの全ては内側ストラツプと呼ばれるも
のであつて、組み合う関係に置かれていて、前述
した行と列になる正方形のセルからなる正方形の
格子を形成する。また、格子の四辺には外側スト
ラツプも設けられている。

内側ストラツプ及び外側ストラツプは、セルを
通過する水に渦流若しくは乱流運動を与えるため
に、該ストラツプから十分な角度で延びる羽根を
備えていた。一旦、内側ストラツプ及び外側スト
ラツプを組み立てて格子を形成したら、ろう付け
材料を結合個所に付け、組み立てた格子をろう付
け材料と共に炉の中に入れ、そこでろう付けを行
なうことによりストラツプを相互に結合し、頑丈
な格子を形成していた。

上述した方法は満足できるものであつたが、イ
ンコネル製ストラツプの使用を伴つていた。イン
コネルは希望よりも核燃料の使用効率を低くする
ことが分かつていたので、ジルカロイで製作した
燃料棒格子ストラツプの開発が行なわれてきた。
このジルカロイ材料は核燃料のもつと有効な使用
を可能にする。しかし、ジルカロイはろう付けに
必要な温度にさらすことはできないので、ジルカ
ロイをろう付けにより結合することはできない。
その結果、レーザ光線を使用してジルカロイ製ス
トラツプを溶接する技術の開発が必要になつた。
格子を溶接するのにレーザ光線を使用すると、交
差する１対の格子ストラツプによつて形成される
格子の各交点の精確な位置決めの必要性、各格子
ストラツプ組の格子ストラツプの平行度及び均一
間隔の確保、一方の格子ストラツプ組の他方の格
子ストラツプ組に対する垂直度、格子ストラツプ
の縁の直線性の確保等を含む新たな要求が生まれ
てきた。また、ジルカロイは繰返し曲げ応力を受
けさせることのできない材料として知られてお
り、従つて、格子ストラツプは一方の側に羽根を
備えているので、この羽根を保持して羽根が下に
曲がるのを防止することにより、羽根が折損する
のを妨ぐ必要がある。更に、レーザ光線技術を使
用すると、前述したように格子ストラツプを保持
する必要だけに限らず、レーザ光線が被溶接個所
の各々、特に格子ストラツプの交差部に接近する
必要がある。

従つて本発明の目的は、レーザ溶接技術による
燃料棒格子の溶接に関して上述の必要性を満たす
溶接プレートを提供することである。

この目的から本発明は、平行に隔置されたスロ
ツト付きストラツプを２組備え、一方の組のスト
ラツプが他方の組のストラツプに対して垂直であ
り且つ他方の組のストラツプにあるスロツトに交
差して入る格子の一方の側に、前記ストラツプ
は、該ストラツプに対して第１の角度で該ストラ
ツプから延び且つ第２の角度に弾性的に変形した
弾性羽根を有しており、前記第２の角度が前記第
１の角度よりも大きい、格子の羽根側の溶接に使
用する羽根側溶接プレートにおいて、各組のスト
ラツプを平行に保持すると共に一方の組のストラ
ツプを他方の組のストラツプに対して垂直に保持
するストラツプ保持装置と、前記弾性羽根をスト
ラツプに対して前記第１の角度に保持する羽根保
持装置と、を備えるものである。

本発明による燃料棒格子の羽根側溶接プレート
は、上述のように、各組のストラツプを平行に保
持すると共に一方の組のストラツプを他方の組の
ストラツプに対して垂直に保持するストラツプ保
持装置（溝）を備えているために、交差する１対
のストラツプによつて形成される格子の各交点の
精確な位置決めが可能となり、各組のストラツプ
の平行度及び均一間隔を確保することができ、一
方の組のストラツプに対する他方の組のストラツ
プの垂直度を確保することができ、また、ストラ
ツプの縁の直線性を確保することができるので、
レーザ光線を使用してりジルカロイ製のストラツ
プを好適に溶接することが可能になる。しかも、
本発明の羽根側溶接プレートは、相対的に大きな
第２の角度に変形した弾性羽根をストラツプに対
して相対的に小さな第１の角度に保持する羽根保
持装置を備えているので、繰返し曲げ応力に弱い
ジルカロイ製のストラツプであつても、同ストラ
ツプに形成された羽根が下方に曲がつて折損する
のを防ぐことができる。

また、本発明の好適な実施例による羽根側溶接
プレートにおいては、上述のストラツプ保持装置
は溶接プレートを貫通する通し孔を含んでおり、
該通し孔がストラツプの交点に整列しているため
に、レーザ光線を該交点にアクセスもしくは接近
させることもできる。

更に本発明の好適な実施例によれば、羽根側溶
接プレート及びスリーブ側溶接プレートが開示さ
れている。該プレートの各々は等間隔で隔置され
た第１組の平行な溝と、等間隔で隔置され且つ第
１組の溝に関して垂直な第２組の平行な溝とを備
えており、第１組の溝には一方の組のストラツプ
の縁が収容され、第２組の溝には他方の組のスト
ラツプが係合する。格子ストラツプが交差する交
点のところにはプレートを貫通する開口が設けら
れているので、レーザ光線は格子の交点に到達可
能である。

次に、本発明の好適な実施例を下記の項目に分
け添付図面について詳細に説明する。

(1) 棒束型燃料集合体及び燃料棒格子 (2) 格子組立ジグ及び保持帯材 (3) 格子組立方法 (4) ストラツプ及び羽根位置決めジグと溶接プレ
ートの格子への適用 (5) ストラツプ及び羽根位置決めジグ 格子用溶接プレート (1) 棒束型燃料集合体及び燃料棒格子 本発明の装置は、図面の第１図に示したような
棒束型燃料集合体１０の一部として特に設計され
ている。図示のように、燃料集合体１０は、上部
ノズル組体１２と、下部ノズル組体１４と、両ノ
ズルの間に配置され、複数の燃料棒格子１６によ
り複数の行及び列から成る配列形態に保持された
燃料棒１８のマトリツクスとから成り、１つのま
とまつたユニツトである。第１図には示してない
が、燃料棒１８のマトリツクス中の選定された個
所には、制御棒が配設されている。ノズル組体１
２，１４及び燃料棒格子１６は、燃料棒１８及び
制御棒を支持するための骨格構造を形成してい
る。燃料集合体１０は原子炉内部の所定位置に装
荷されるため、燃料棒１８の相互に対する配向は
厳密に制御される。

本発明は、代表的な実施例によれば、第２Ａ図
に示した燃料棒格子１６の製造に関連している。
燃料棒格子１６は大体正方形の形状であり、その
外周は、４枚の外側格子ストラツプ２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ及び２２ｄにより形成されている。外
側格子ストラツプ２２（代表的に説明する場合は
添え字を付けない）の両端は、隅溶接部３０（シ
ーム溶接部）によつて、別の垂直に配設した外側
格子ストラツプ２２の先端に溶接されている。平
行に隔置された複数の内側格子ストラツプ２０
は、複数の行及び列の２組になつて相互に直角に
配設され、制御棒及び燃料棒１８を収容するため
の多数のセルがその間に形成される。列及び行と
して配設された内側格子ストラツプ２０は、交点
２４をつくる嵌合スロツトを備えている。各々の
交点２４に交点溶接部３２を形成することによつ
て剛な格子構造が形成される。また各内側格子ス
トラツプ２０は、第２Ａ図に示すように、外側格
子ストラツプ２２に形成された上部及び下部列の
スロツト２８にきつく収容される大きさ及び形状
の１対の突片ないしタブ２６を両端に備えてい
る。外側格子ストラツプ２２のスロツト２８によ
り形成された上部列と下部列に沿つて、スロツト
−タブ溶接部３４が形成される。また複数の案内
スリーブ３６は、燃料棒格子１６の最上面に、そ
の内部に配置される制御棒を収納し、案内するよ
うに取付けられている。複数の切欠き溶接部３８
（シーム溶接）によつて、内側格子ストラツプ２
０に形成した対応の切欠き４０に案内スリーブ３
６を堅固に取付ける。精密レーザ溶接装置は、
各々の溶接部３０，３２，３４，３８を形成する
ための一連の制御された溶接作業を実行するのに
特に適したものである。特開昭59−156592号公報
及び特開昭59−156593号公報に記載された精密レ
ーザ溶接装置は、各レーザパルスの幅と高さ及び
溶接部に供給するパルス数に関連してレーザ発生
のいろいろのパラメータを制御するだけでなく、
レーザ光線に対する燃料棒格子１６の逐次位置決
めも制御する。燃料棒格子１６が各溶接部の形成
後に再位置決めされ、また所望の特定形式の溶接
部を得るためにレーザ光線の焦点が変更されるこ
とは言うまでもない。

第２Ｂ図は格子１６の一部を開示しており、２
本の案内スリーブ３６が内側格子ストラツプ２０
のあるものに結合されることを示している。第２
ｃ図は４枚の交差するストラツプで形成されたセ
ルの中に弾性を有する指状部材４４があることを
示している。指状部材は、連続する金属帯材から
ストラツプを形成する作業中に、該ストラツプの
材料から打ち出される。また、第２ｃ図に示すよ
うに格子１６の底部には羽根４２が設けられてい
る。該羽根は種々のストラツプ２０，２２から延
びており、そして該羽根が延びるストラツプを含
む平面に対して傾斜して設けられている。また、
弾性を有する間隔保持用の指状部材４６を設けら
れている。

第２Ｄ図において、外側格子ストラツプ２２ｂ
と２２ｃ及び内側格子ストラツプ２０ａと２０ｂ
が分解斜視図で示されている。内側格子ストラツ
プ２０ａはその上縁に沿つて突出タブ４８を有
し、その下縁に沿つて下縁スロツト５２ａの両側
にタブ部分５０ａ及び５０ｂを有する。内側格子
ストラツプ２０ａの両端には、上部及び下部タブ
２６があるのが分かる。内側格子ストラツプ２０
ｂにはその上縁に沿つて上縁スロツト５２ｂが設
けられており、そして通常の方法で内側格子スト
ラツプ２０ａ及び２０ｂは組み合うスロツト５２
ａ及び５２ｂで結合され、互いに関し垂直に延び
る。外側格子ストラツプ２２ｂ及び２２ｃはそれ
等の両端に隅タブ５４，５４ｂ，５４ｃを備えて
いる。第２Ｅ図において、これ等の隅タブ５４は
重合した関係で示されており、且つ該隅タブによ
つてその一部が形成されている外側格子ストラツ
プに対して45゜の角度で延びるように示されてい
る。外側格子ストラツプ２２ｂ，２２ｃは下縁に
羽根５６、上縁に羽根５８を有する。前述のよう
に、外側格子ストラツプ２２ｂ及び２２ｃの各々
は内側格子ストラツプ２０ａ及び２０ｂの上部、
下部タブ２６を受け容れるため上部列、下部列に
なつて設けられたスロツト２８を備える。第２Ｅ
図は、一方の組のストラツプが他方の組のストラ
ツプに垂直になつて組み合う２組の平行ストラツ
プによつて形成されるセルと、セルを貫流する水
に乱流状態をつくるためセルに幾分かぶさるよう
に延びる羽根４２とを開示している。

(2) 格子組立ジグ及び保持帯材 第３Ａ図及び第３Ｂ図において、正方形の平面
形状からなる大体平らな板６１と、その各側返に
ある突出部６２とを有する格子組立ジグ６０が示
されている。各突出部６２はそこを貫通する一連
の孔６２ａを有する。ジグ６０の上面には、周辺
の突出部６６ａと中間の突出部６６ｂとを残し
て、１対の凹部６４ａ及び６４ｂが設けられてい
る。該突出部６６には、平行に隔置された第１組
の溝６８ａと、平行に隔置された第２組の溝６８
ｂとが、内側格子ストラツプ２０を受け容れるた
めに設けられている。溝６８ａが溝６８ｂと交差
する個所には、孔７０が設けられている。該孔７
０は、第３Ａ図に示すように最下方の溝６８ｂが
溝６８ａと交差する個所にある孔７０ａを除い
て、全て同じ大きさである。孔７０ａは孔７０よ
りも小さく、位置決め孔として機能する。

第３Ｂ図に示すように、位置決めピン７２は、
格子組立ジグ６０の板６１の各隅近傍で上方に延
びている。格子組立ジグ６０は適当な支持体７４
に装着されていて、該支持体により格子組立ジグ
を垂直軸及び水平軸を中心として回転させること
ができる。支持体７４は、ジグ６０上に格子１６
を着脱自在に保持するため、ジグ６０の板６１の
隣接する側に１対のクランプ７４ａを有する。

第３ｃ図は上縁から下方に延びたスロツト５２
ｂを有する内側ストラツプ２０ａを示している。
ジグ６０には孔７０が見えており、該孔７０が、
内側格子ストラツプ２０ｂの下縁から延びる突出
タブ４８を受け容れている。著しく小さい孔７０
ａは内側ストラツプ２０ｂの端の近くにあるタブ
４８を受け容れて、位置決め孔として機能し、ジ
グ６０への各内側格子ストラツプ２０ｂの適切な
配設を容易にしている。このように配設すること
によつて、内側格子ストラツプ２０ａの下縁は、
該下縁が入る溝６８の底で止まる。諒解されるよ
うに、溝６８ａ及び６８ｂの底は共通の平面上に
あるので、該共通平面は、内側格子ストラツプ２
０ａ及び２０ｂの下縁によつて形成される平面と
一致している。また、第３Ｃ図は凹部６４ａ及び
６４ｂに多数の突出タブ４８が入つていることも
示している。

第３Ｄ図を参照すると、突出部６２に乗る外側
格子ストラツプ２２が仮想線で示されていること
が分かる。孔６２ａは外側格子ストラツプ２２の
下縁から延びる羽根５６を受け容れる。第３Ｂ図
及び第３Ｃ図も参照されたい。

第４図において、４本の実質的に同一の棒８２
ａ，８２ｂ，８２ｃ及び８２ｄからなる保持帯材
８０が示されている。棒８２ａについて見ると、
それは１対の端部ポスト８４ａ及び８４ｂを有す
るほぼＨ形のものであつて、各端部ポストの上部
及び下部には貫通孔８６がある。端部ポスト８４
ａ及び８４ｂは横棒部分８８で結合されている。
棒８２ａ及び８２ｂの端部ポスト８４ｂと棒８２
ｃ及び８２ｄの端部ポスト８４ｂとは、それ等か
ら延びるヒンジ部材９０を有し、棒８２ａ及び８
２ｂを対にして一緒にヒンジ結合すると共に、棒
８２ｃ及び８２ｄを対にして一緒にヒンジ結合す
るようになつている。２つの端部ポスト８４ｂの
隣接する縁の間には、該端部ポストからヒンジ部
材９０が延長していることにより、十分なスペー
スが形成されている。

棒８２ｃの端部ポスト８４ｂ及び棒８２ｄの端
部ポスト８４ａには、そこに設けられた孔にねじ
係合するねじ９２があり、そこを貫通している。

端部ポスト８４ａの各々からは、上下に隔置さ
れた結合片９４が、該結合片によつて一部を構成
される棒の平面に対して45゜の角度で延びる（第
５Ａ図も参照されたい）。これ等の結合片９４に
は孔９４ａが設けられていて、ねじを切られた取
着具９４ｂが該孔９４ａに受け容れられる。第５
Ａ図に示すように、結合片９４及び取着具９４ｂ
は棒８２ｂ及び８２ｄを一体に結合し、そして同
様に棒８２ａ及び８２ｃを一に結合し、かくして
２対の棒を着脱自在に結合する。第５Ａ図に示す
ように、２つの孔８６は内側格子ストラツプ２０
にある上部及び下部の突出タブ２６と整列してお
り、且つ横棒部分８８よりも上方及び下方にある
ので、スロツト及びタブ溶接部３４を形成するレ
ーザ光線Ｂに対して接近を可能にしている。

第５Ｂ図において、第５Ａ図の構造の側面図が
示されている。第５Ｂ図では、内側格子ストラツ
プを組み合わせ交差させ、そして該内側格子スト
ラツプのタブ２６に外側格子ストラツプ２２を取
り付けることによつてすでに格子１６が形成され
てしまつている。従つて、保持帯材８０は組み立
て済みの格子１６の周辺を囲繞し、内側ストラツ
プ２０及び外側ストラツプ２２を図示の組立状態
に保持している。ねじ９２は保持帯板８０によつ
て加えられるクランプ力の大きさをある程度調節
するために設けられている。第５Ｂ図において、
端部ポスト８４ｄ及び８４ａを有する棒８２ｄ
は、該端部ポストを貫通する各孔８６をタブ２６
に整列させていることが分かる。横棒部分８８は
上部及び下部のタブ２６の間に在るので、該タブ
に、スロツト及びタブ溶接部３４を形成するレー
ザ光線の作用を受けさせることができる。第５Ｃ
図において、内側格子ストラツプ２０及び外側格
子ストラツプ２２から形成された格子１６と、保
持帯材８０の棒８２ｄ，８２ｂ及び８２ａと、直
交する関係にある２枚の外側格子ストラツプ２２
に対して当接するねじ９２とが示されている。更
に、第５Ｂ図及び第５Ｃ図は、保持帯材８０を形
成する棒８２（８２ａ〜８２ｄ）の隣接縁間には
スペースがあつて、該スペースが、隅タブ５４の
隅シーム溶接部３０を形成するレーザ光線の進入
を可能にすることを示している。該スペースの形
成は、隅タブ５４への接近を可能にするヒンジ部
材９０及び結合片９４の延長構造と、該ヒンジ部
材及び結合片の上下方向の分離とにより達成され
る。

(3) 格子組立方法 第６Ａ図を参照すると、水平面上に置かれた若
しくは若干傾斜した格子組立ジグ６０が開示され
ており、該ジグの溝６８には内側格子ストラツプ
２０ｂが挿入され、平行に隔置された関係で保持
されている。該ストラツプ２０ｂが第１組のスト
ラツプを形成する。該ストラツプのスロツト５２
ｂはその上縁にあり、最も端にある突出タブ４８
は孔７０ａに入つており、スロツトのない下縁は
溝の中にある。かかる内側格子ストラツプ２０ｂ
を全て挿入した後、ジグ６０を90゜回転させ、そ
して第６Ｂ図に示すように、第２組のストラツプ
を構成する内側格子ストラツプ２０ａが、その下
縁にあるスロツト５２ａ（第２Ｄ図）を内側格子
ストラツプ２０ｂにあるスロツト５２ｂに協働さ
せ、一方の組のストラツプが他方の組のストラツ
プのスロツトに入るように、挿入される。ストラ
ツプ２０ａ及び２０ｂの位置決めは、溝６８によ
る案内、内側格子ストラツプ２０ａ及び２０ｂの
組み合い関係、並びに孔７０ａを通じて行なわれ
る。

次に、水平軸を中心としてジグ６０を運動させ
る支持体７４の能力を利用して、ジグ６０の面が
水平に対して傾くように、しかも便利なのは水平
及び垂直に対して約45゜傾くように、ジグ６０を
傾斜させせる。これは第６Ｃ図に示した姿勢であ
り、この姿勢において、２枚の外側格子ストラツ
プ２２が内側格子ストラツプ２０の、上方へ延び
ているタブ２６の上に置かれる。タブ２６は外側
格子ストラツプ２２にあるスロツト２８（第２Ｄ
図）に進入するであろうから、進入が行なわれた
後、保持帯材８０の一部を半分完成した格子１６
上の所定位置に置く。

即ち、ねじ９２を有する１対のヒンジ結合した
棒８２ｃ及び８２ｄを２枚の外側格子ストラツプ
２２の上に置く。クランプ７４ａを働かせて外側
格子ストラツプ２２に幾らか圧力を加えてもよ
く、また、タブ２６のどれか１つでもスロツト２
８に通つていなければ、クランプ７４ａからの圧
力は既知の工具の助けを多分借りて、スロツトへ
の挿通を行なう際に、役立つであろう。諒解され
るように、クランプ７４ａは棒８２の横棒部分８
８に当接して軽く圧力を加える。従つて、棒は外
側格子ストラツプ２２に対峙して所定位置に保持
される。

第６Ｄ図を参照すると、第３図に示したものが
約180゜すでに回転されており、従つて棒８２ｃ及
び８２ｄは半分完成した格子１６の下方部分にあ
る。前のように、残りの２枚の外側格子ストラツ
プ２２は、タブ２６の全て又は一部をスロツト２
８に進入させて、取り付けられている。実際に
は、これ等の外側格子ストラツプ２２を大体の位
置に確実に保持するのに十分な数と分布位置にあ
るタブ２６がスロツト２８に挿入される。

外側格子ストラツプ２２を所定位置に置く際、
それ等は第３Ｄ図に開示した方法でジグ６０の突
出部６２上に置かれる。

第６Ｄ図に示した位置へのジグ６０、内側格子
ストラツプ２０、外側格子ストラツプ２２、棒８
２ｃ及び８２ｄの回転後、そして最後の２枚の外
側格子ストラツプ２２の取付け後、最後の２本の
棒８２が上を向いた外側格子ストラツプ２２の上
に置かれる。従つて、第６Ｄ図においては、棒８
２ａ及び８２ｂが見えている。そして孔９４ａを
適切に整列させた後、取着具９４ｂをこの孔に通
し、保持帯材８０の組立を完了するようにする。
もし必要なら、スロツト２８に入つていないなど
のタブでも、好ましくは最後の２本の棒８２を取
り付ける前に、スロツトの中に入れることができ
る。格子１６を形成する内側格子ストラツプ２０
及び外側格子ストラツプ２２の組立がこのように
することで完了し、これ等のストラツプが保持帯
材８０によつて適切な位置に保持される。次のス
テツプでジグ６０を水平位置に戻し、その後クラ
ンプ７４ａをゆるめると共に、内側格子ストラツ
プ２０、外側格子ストラツプ２２及び保持帯材８
０の組体をジグ６０から持ち上げ、その後の処理
に向けることができる。

(4) ストラツプ及び羽根位置決めジグと溶接プレ
ートの格子への適用 第７Ａ図に示した格子１６には保持帯材８０
が、上端に当接規制板１０６を有するロツド１０
４を含む多数の直立要素と、板体１０２とを備え
たストラツプ及び羽根位置決めジグ１００上の所
定位置に、１つのユニツトとして配設されてい
る。以下に詳細に説明する取付装置又はジグ１０
０は、格子１６を形成する複数のストラツプから
或る角度で延長する羽根を偏向させる働らきをす
る。第７Ａ図には羽根側溶接プレート１２０も図
示され、羽根側溶接プレート１２０は、格子１６
のストラツプの羽根がジグ１００によつて偏向さ
れた後に、格子１６上に配置され、羽根側溶接プ
レート１２０の通し孔と整列するように羽根を位
置させると共に、各々のストラツプが実質的に同
一平面内に含まれるように、ジルカロイ製のスト
ラツプの上部縁を位置させる。保持帯材８０を載
置して格子１６を組立てた時、内側ストラツプの
或るものは多少の偏向を受けていることがあるた
め、その上部縁は所望のように真直にならなかつ
たり、その他の何らかの理由により格子１６が理
想格子（各組の全部のストラツプがその組の他の
ストラツプと正確に平行になり、一方の組のスト
ラツプが他方の組のストラツプと正確に垂直にな
り、各々の交点２４が１つおきの交点２４に対し
て四角形の格子パターンに従つて正確に位置され
た格子）に近付かない。羽根側溶接プレート１２
０は、格子１６が適当な溶接装置例えばレーザ溶
接装置によつてすみやかに正確に溶接されるよう
に、より平行に近い位置にストラツプを保持させ
る機能を行う。このレーザ溶接装置は、特開昭59
−156592号公報に開示されている。

第７Ｂ図には、格子１６の処理の次のステツプ
即ち羽根をより平行に近い位置に上述したように
保持するために羽根側溶接プレート１２０を格子
１６上にこれと係合するように位置させるステツ
プが図示されている。次にジグ１００を除去し、
それによつて、羽根側と反対側の格子１６の側面
即ち第７Ａ図に示した側面と反対側の格子１６の
側面を露呈させる。次に格子１６と保持帯材８０
と羽根側溶接プレート１２０とを、第７Ｂ図に矢
印Ａによつて示す方向に回動させることによつて
反転させ、羽根側溶接プレート１２０が下部側に
おかれる上方位置に、格子１６の反対側の側面を
もつて来る。次にスリーブ側と呼ばれる格子１６
の反対側の側面、スリーブ側溶接ジグ又はプレー
ト１５０が配設される。第７Ｃ図に示す組立てに
おいて、次のステツプは、例えばレーザ溶接によ
り格子１６を溶接することにある。このステツプ
には、一般に、格子１６の両側の交点２４の溶
接、その隅角部の溶接並びに格子１６の外側スト
ラツプのスロツト中に延長している格子１６のス
トラツプのタブの溶接が含まれる。

(5) ストラツプ及び羽根位置決めジグ ジグ１００を平面図によつて示す第８Ａ〜８Ｄ
図を参照すると、周辺部にロツド１０４ａを備え
た比較的扁平な四角形の板体１０２があり、各々
のロツド１０４ａは、１枚の翼部を備えた当接規
制板１０６ａを有している。ロツド１０４ａは第
１群のロツドを形成し、第２群のロツド１０４ｂ
は全部の内側ロツドを形成している。内側のロツ
ド１０４ｂは当接規制板１０６ｂを有し、各々の
当接規制板１０６ｂは１対の向い合いに延長した
翼部を備えている。第８Ａ図には可調節の当接板
１０８及び案内ピン１１０も図示されている。

第８Ｂ図には、羽根４２を延出させた内側スト
ラツプ２０ａ，２０ｂを含む格子１６の一部が拡
大して図示されている。２個宛の隣接する内側ス
トラツプ２０ａと２個宛の内側ストラツプ２０ｂ
とによつて１つのセルが形成される。

第２Ｄ図を参照すると、内側ストラツプ２０
ａ，２０ｂが図示され、羽根４２はストラツプ２
０ａの下部縁から延長している。内側ストラツプ
２０ａについて説明すると、羽根４２と同じ縁
（第２Ｄ図では下部縁）から延長するスロツト５
２ａは、内側ストラツプ２０ａの下半部を複数の
ストラツプ部分に仕切つている。羽根４２は内側
ストラツプ２０ａの１つおきの部分に設けられて
いるが、全部の内側ストラツプ２０ａが羽根４２
の数及び位置について同一というわけではない。
内側ストラツプ２０ｂのスロツト５２ｂは、内側
ストラツプ２０ａとは相違して、羽根４２を延長
させた縁部と反対側の縁部から延長している。ス
トラツプ２０ａが受ける打抜き加工による応力
と、取扱い及び収納作業とにより、ストラツプ２
０ａのストラツプ部分は、ストラツプ２０ａの理
論的な平面には含まれず、スロツト５２ａの底部
を通り延長し内側ストラツプ２０ａの上下縁に平
行な直線にほぼ沿つて曲がり得ることが判明し
た。これらのストラツプ部分は、第３Ｃ図に最も
良く示され、この図において内側ストラツプ２０
ａは、その数及び羽根４２の位置について、第２
Ｄ図に示す内側ストラツプ２０ａと多少相違して
いる。スロツト５２ａにより画定されたストラツ
プ部分も図示され、各々のスロツト５２ａは、ス
トラツプ２０ａの深さの約半分の個所まで延長し
ているため、これらのスロツトの下端部は共通の
直線上にある。スロツト５２ａ間のストラツプ部
分は、この直線に沿つて、理論的な平面整列状態
から離れるように偏向され、又は曲げられる。

第８Ｂ図は格子１６の一部を示し、ストラツプ
２０ａは水平に延長し、ストラツプ２０ｂは垂直
に延長し、羽根４２はストラツプ２０ａ，２０ｂ
から隣接セルの上方に延長している。従つて上述
したように偏向又は他の形態の不整列を生ずるの
は、内側ストラツプ２０ａのこれらのストラツプ
部分である。第８Ｂ図において、中間の内側スト
ラツプ２０ａのストラツプ部分２０ｃは上方に偏
向され、同じ内側ストラツプ２０ａのストラツプ
部分２０ｄは下方に偏向されている。

第８Ｂ図に示した構造と同じ構造が第８Ｃ図に
示されているが、第８Ｃ図によれば、格子１６は
ジグ１００の上方にあるため、ロツド１０４は、
種々のセル中に延長するようにされる。また第８
Ｃ図に示すように２枚の翼部を備えた形式の当接
規制板１０６は、偏向されたどのストラツプ部分
の羽根４２とも係合してこれらのストラツプ部分
を内側ストラツプ２０ａの他の部分との整列状態
に復帰させる。これは第８Ｂ、８Ｃ図のストラツ
プ部分２０ｃ，２０ａの羽根４２及びこれらのス
トラツプ部分の位置を比較することによつて明瞭
になる。なお第８Ｃ図には、内側のロツド群のう
ちのロツド１０４ｂ即ち２個の翼部を備えた当接
規制板を有するロツドのみが図示されている。

第８Ｄ図には、格子１６を所定位置に取付けた
ジグ１００が部分的に断面により示され、本発明
による保持帯材８０も１点鎖線により示されてい
る。

ジグ１００は、実質的に扁平な板体１０２を備
えている。１対の内孔１１２にはボルト１１２ａ
が通され、ボルト１１２ａにはナツト１１２ｂが
ねじ止めされ、ナツト１１２ｂはジグ１００を支
持するための脚部を形成している。可調節の当接
部材１０８は、内孔１１４中にねじ込まれたボル
トの形状を有し、これらのボルトにはナツト１０
８ａが取付けてあり、慣用されるように当接部材
１０８がその溝付き頭部により軸方向に動かさ
れ、その上面の位置が調節される。なお、羽根４
２と向い合う格子１６の側面と係合するのは、可
調節の当接部材１０８の上面であり、この上面は
本明細書において、スリーブ側と呼ばれている。

第８Ｄ図に１個のみ示した案内ピン１１０はそ
の下端に、通し孔１１６に通されたねじ延長部１
１０ａを有し、ねじ延長部１１０ａには、案内ピ
ン１１０を確実に位置決めしてそれを板体１０２
に対し強く保持するためのナツト１１０ｂがねじ
止めされている。

ロツド１０４ａ，１０４ｂは図示したように板
体１０２上に支持され、板体１０２の通し孔１１
８に通されたねじ延長部１０４ｃを有し、板体１
０２にナツト１０４ｄにより固定されている。板
体１０２の周囲部にあるロツド１０４ａは、１個
の翼部を備えた当接規制板１０６ａを有し、周囲
部にないロツド１０４ｂは、２個の翼部を備えた
当接規制板１０６ｂを有している。各々の当接規
制板１０６ａ，１０６ｂは、１つ又は２つの羽根
４２と係合し、不整列になつた且つ羽根４２を固
定したストラツプ部分を偏向させる。これにより
各々のストラツプ２０ａの全部のストラツプ部分
が第８Ｃ，８Ｄ図に示すように単一の平面内に整
列される。ロツド１０４ａ，１０４ｂの数及び位
置は、羽根４２を接近用通し孔１２２に入らせな
い方向に不整列のストラツプ部分に固着され又は
このストラツプ部分から延長している各々の羽根
４２が、当接規制板１０６ａ，１０６ｂと係合
し、これにより偏向されるように選定する。その
ため格子１６の内側ストラツプ２０ａのこれらの
各ストラツプ部分は、ストラツプ２０ａの他の各
ストラツプ部分と整列された同一平面内に含まれ
る位置に偏向される。

内側ストラツプ２０ａの全部の羽根４２を係合
させてこれらを多少過偏向させ、羽根４２がその
一部をなしている内側ストラツプ２０ａの下部と
の実際の理論的な同一平面内の配向を少し超えた
位置とすることが望ましい場合がある。これは一
種の安全対策であり、後述するように羽根側溶接
プレートの接近用通し孔１２２に全部の羽根４２
が入ることが保証される。

(6) 格子用溶接プレート 第９図には、格子１６、保持帯材８０、羽根側
溶接プレート１２０及びスリーブ側溶接プレート
１５０の一部から成る組立体が平面図により図示
されている。羽根側溶接プレート１２０は、スト
ラツプ２０の交点と合致した複数の接近用通し孔
１２２を備えている。これらの通し孔１２２は、
各々の交点においてストラツプ２０を溶接するた
めのレーザ光線の接近用の通し孔である。

羽根側溶接プレート１２０は、内側ストラツプ
２０の交点においてレーザ光線を格子１６上に作
用させるための上述した接近用通し孔１２２を備
えている。これらの通し孔は、羽根側溶接プレー
ト１２０に適切な強度を付与することと両立する
ように、できるだけ大きくする。従つて通し孔１
２２を囲む羽根側溶接プレート１２０の或る部分
が残され、これらの部分には、羽根側溶接プレー
ト１２０が格子１６と雄雌係合される際に、羽根
４２が係合することができる。通し孔１２２と整
列していないどの羽根４２も、羽根側溶接プレー
ト１２０と係合し、完全な雄雌係合を阻止する。
従つてジグ１００の機能は、羽根４２及びそれら
が関連した内側ストラツプ２０ａのストラツプ部
分を、羽根４２が通し孔１２２に入る適切な位置
とすることによつて、羽根４２と通し孔１２２と
の整列を確保することにある。

羽根側溶接プレート１２０は、平面図で見る
と、大体正方形状であり、各辺に延長部分１２４
ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄを備えてい
る。各々のこれらの延長部分中には、通し孔１２
６の列がある。延長部分１２４ａ，１２４ｃは、
突出部分１２８ａ，１２８ｃをそれぞれ有し、突
出部分１２８ａ，１２８ｃは通し孔１３０ａ，１
３０ｃをそれぞれ有している。通し孔１３０ａ，
１３０ｃには精密ブツシユ１３２ａ，１３２ｃが
設けられている。これらのブツシユは、支持取付
け具（図示しない）上のピンと共働するように正
確な位置に設けられ、これらのピンは、支持取付
け具に対し全体の組立体を第９図に示すように正
確に位帯決めするようにブツシユ１３２ａ，１３
２ｃ中に延長させる。次に上記特開昭59−156592
号公報に開示された適当なレーザ溶接装置を用い
て溶接を行う。第９図に示す組立体の正確な位置
決めを助けるために、突出部分１２８ａ，１２８
ｃは大体三角形状であり、面取り加工した側部縁
を備えている。

第１０図は、第９図に示した組立体の立面図で
あり、溶接室取付け具１３６及び位置決めピン１
３８は１点鎖線により示されている。位置決めピ
ン１３８は、スリープ側溶接プレート１５０中の
その一部をなすブツシユ１３２ａに通されること
によつて、第９図の組立体を溶接室取付け具１３
６に固定される。第１０図には羽根側溶接プレー
ト１２０及び面取り加工した側部縁１３４ｃを備
えた突出部分１２８ｃも見られる。通し孔１２６
を備えた延長部分１２４ｂも図示されている。こ
れらの通し孔１２６は、格子１６の外側ストラツ
プ２２から延長した羽根５６と照合し、これらを
受入れる。羽根側溶接プレート１２０の下面に
は、第１０図に示すように、複数の等間隔の平行
な溝１４０があり、これらの溝は、格子１６を形
成する内側ストラツプ２０を等間隔の厳密に平行
な位置関係に保持し、溝１４０と係合するストラ
ツプ２０の各々の縁部が近似的に直線状になるよ
うにする。これはもちろん羽根側溶接プレート１
２０に溝１４０を精密に形成することにより達成
される。第１０図には示されていない第２組の溝
は、後述するように溝１４０と直角に配列されて
いる。

羽根側溶接プレート１２０からこれと平行に隔
てられたスリーブ側溶接プレート１５０も第１０
図に図示されている。隔離ピン１５２と締付けボ
ルト１７０とはこれらの溶接プレート間に延長し
ている。

第１１図に示したスリーブ側溶接プレート１５
０は、平面図で見た時大体正方形状であり、延長
部分１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄか
ら成る延長部分１５４をその各辺に備えている。
これらの延長部分の各々は通し孔１５６の列を備
えている。延長部分１５４ｂ，１５４ｄは、大体
において三角形状の突出部分１５８ｂ，１５８ｄ
を有し、各々の突出部分１５８ｂ，１５８ｄは通
し孔１６０を有し、各々の通し孔１６０中にはブ
ツシユ１６２が配設されている。三角形状の突出
部分１５８ｂ，１５８ｄは面取り加工した側部縁
１６４を備えている。スリーブ側溶接プレート１
５０の表面には、等間隔の平行な溝１６６ａと、
該溝１６６ａに直交する等間隔の平行な溝１６６
ｂとが形成されている。格子１６（第１１図には
図示しない）特にその内側ストラツプ２０の交点
に接近できるようにするための通し孔１６８が上
記溝の交点に形成されている。第１１図には、そ
の位置並びに格子１６の位置を示すための保持帯
材８０も見られる。

第１１図の種々の個所には複数の隔離ピン１５
２及び締付けボルト１７０も見られる。

溝１６６ａ，１６６ｂは、種々の内側ストラツ
プ２０と係合してこれらを保持するので、各組の
ストラツプ２０は、互に等間隔の、厳密に平行な
位置関係に保持され、一の組のストラツプ２０は
他の組のストラツプ２０と厳密に平行になる。ま
た溝１６６ａ，１６６ｂはストラツプ２０の縁部
が可能な限り厳密な公差範囲内で真直になり、交
差するストラツプ２０の交点が正確な間隔をも
ち、ストラツプ２０の他の交点に対し正確に整列
されるようにする。

第１２図には、羽根側溶接プレート１２０、格
子１６、保持帯材８０（１点鎖線によつて示す）、
スリーブ側溶接プレート１５０、隔離ピン１５２
及び締付けボルト１７０を含む組立体が示されて
いる。スリーブ側溶接プレート１５０の延長部分
１５４、通し孔１６０中のブツシユ１６２及び溶
接室取付け具１３６に全体の組立体を正確に固定
させるためのブツシユ１６２を通つて延長する位
置決めピン１３８も見られる。内側ストラツプ２
０は上述したように羽根側溶接プレート１２０の
溝１４０及びスリーブ側溶接プレート１５０の溝
１６６中に保持される。また外側ストラツプ２２
も羽根側溶接プレート１２０及びスリーブ側溶接
プレート１５０によつて保持され、羽根５６，５
８は羽根側溶接プレート１２０とスリーブ側溶接
プレート１５０との通し孔中に保持されている。

各々の隔離ピン１５２は、スリーブ側溶接プレ
ート１５０のねじ孔中にねじ止めされ、肩部１５
２ｂはスリーブ側溶接プレート１５０の上面と係
合し、扁平端１５２ｄは羽根側溶接プレート１２
０の表面と係合している。肩部１５２ｂと扁平端
１５２ｄとの間の距離は、羽根側溶接プレート１
２０とスリーブ側溶接プレート１５０との間の距
離を定めるように正確に定められる。

第１３図には、羽根側溶接プレート１２０の通
し孔１２２が示され、これらの通し孔は一般に細
長く、２列に配設され、一方の列の通し孔の軸線
は他方の列の通し孔の軸線と直交している。第１
３図には溝１４０，１４２が示され、これらの溝
は互に直交している。図には締付けボルト１７０
も示されている。

第１４図には羽根側溶接プレート１２０が示さ
れ、溶接プレート１２０を通る通し孔１２２は内
側ストラツプ２０の交点への接近を可能にする。
羽根４２は上述したしかたで接近用通し孔１２２
の壁部と係合している。通し孔１７６ａは、羽根
側溶接プレート１２０の通し孔１２２と整列さ
れ、締付けボルト１７０の頭部１７６の下方にあ
る内側ストラツプ２０の交点に羽根側溶接プレー
ト１２０及び締付けボルト１７０の頭部１７６を
経て接近することを可能にする。

第１５図には締付けボルト１７０が分解図によ
つて示され、この締付ボルトは、ねじ孔１７４ａ
付き小径延長部分１７４を備えたシヤンク１７２
を有している。締付けボルト１７０は、４個のレ
ーザ光線接近用通し孔１７６ａ及び４個のねじ孔
１７６ｂを備えた大径頭部１７６も有している。
締付けボルト１７０の構造は、ねじ１７８、ワツ
シヤー１７８ａ及びブツシユ１７８ｂを含む締結
装置により完成される。この締結装置は、第１２
図に示され、ねじ１７８はワツシヤー１７８ａを
通過し、ブツシユ１７８ｂはスリーブ側溶接プレ
ート１５０の下面に係合し、ブツシユ１７８ｂの
小径部分はプレート１５０の通し孔１８０中に延
長している。頭部１７６は羽根側溶接プレート１
２０の上面の短い支柱１４４の上面と係合し、支
柱１４４は、締付けボルト７０のねじ孔１７６ａ
を通り延長するねじ１４６を受入れるためのねじ
孔を有している。

理解されるように、締付けボルト７０の構造、
羽根側溶接プレート１２０及びスリーブ側溶接プ
レート１５０との締付けボルト１７０の係合は、
溶接プレート１２０と１５０を互に接近させるよ
うになされており、その接近の限界は隔離ピン１
５２によつて定められる。

本発明に従う羽根側溶接プレート及びスリーブ
側溶接プレートにより、１組の格子ストラツプ
は、互に平行な隔だてられた関係に保持され、別
の組の格子ストラツプはこれと直角の互に平行な
隔だてられた関係に保持される。またストラツプ
の交点は相互に対し正確に位置され、ストラツプ
の縁部も平行線に保持される。

本発明の羽根側溶接プレートによれば、ジルカ
ロイ合金製ストラツプの羽根は、これらの羽根の
通常の角度よりも小さい角度の偏向された位置に
保持される。どちらの溶接プレートも格子の両側
においてストラツプの全部の交点にレーザ光線を
導くための接近用通し孔を備えている。また締付
けボルトの頭部の下方にある格子交点への接近手
段を備えた締付けボルト構造が提供される。

また本発明による溶接プレートは、格子の正確
なレーザ溶接のための適当なジグ中に溶接プレー
ト及びその間に保持された格子を正確に配置する
ために、通し孔及びその内部の精密ブツシユ付き
の延長部分を備えている。

本発明については、ここに開示した内容は説明
に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲によつ
て決定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は棒束型燃料集合体の斜視図、第２Ａ図
は完成した格子の斜視図、第２Ｂ図は第２Ａ図の
格子の一部を示す平面図、第２Ｃ図は第２Ｂ図の
Ｃ−Ｃ線断面図、第２Ｄ図は組み立て前の関
係にある内側格子ストラツプ及び外側格子ストラ
ツプを示す斜視図、第２Ｅ図は第２Ａ図で表われ
ていない側から見た格子の一部の平面図、第３Ａ
図は格子組立ジグの平面図、第３Ｂ図は格子組立
ジグをその支持体と共に示す立面図、第３Ｃ図は
第３Ｂ図のＣ−Ｃ線に沿つて切断した、所定
位置にある内側格子ストラツプを示す断面図、第
３Ｄ図は第３Ｃ図のＤ−Ｄ線断面図、第４図
は特に組み立て前の関係にある本発明の保持帯材
の斜視図、第５Ａ図は第５Ｂ図のＡ−Ａ線に
沿つて切断した、格子の一部と保持帯材の一部と
を示す断面図、第５Ｂ図は保持帯材の付いた格子
の立面図、第５Ｃ図は第５Ｂ図のＣ−Ｃ線断
面図、第６Ａ図は本発明の方法に従つた第１ステ
ツプを示す斜視図、第６Ｂ図は第２組のストラツ
プを所定位置に置く第２ステツプを示す斜視図、
第６Ｃ図は格子を回した後、保持帯材の最初の対
の棒を置くことを示す斜視図、第６Ｄ図は第６Ｃ
図のものを約180゜回した後、保持帯材の別の２本
の棒を格子に置いた状態を示す斜視図、第７Ａ図
は所定位置に保持帯材を有する格子と、羽根偏向
プレートと、羽根側溶接ジグとを示す分解斜視
図、第７Ｂ図は格子及び保持帯材、並びに該格子
上の所定位置にある羽根側溶接プレートを示す斜
視図、第７Ｃ図は第７Ｂ図に示した姿勢から逆転
して、羽根側溶接ジグが格子の下側にあり、スリ
ーブ側溶接ジグが格子上の所定位置にある格子及
び保持帯材の斜視図、第８Ａ図は羽根偏向プレー
トの平面図、第８Ｂ図は格子の一部、特に羽根を
示す拡大図、第８Ｃ図は第８Ｂ図と類似している
が、羽根を偏向させる羽根偏向ジグの当接規制板
が所定位置に設けられている状態を示す拡大図、
第８Ｄ図は第８Ａ図のＤ−Ｄ線断面図、第９
図はスリーブ側溶接ジグが設けられている格子の
所定位置にある羽根側溶接ジグの平面図、第１０
図は第７Ｃの−線断面図、第１１図は羽根側
溶接プレート、スリーブ側溶接プレート、格子及
び保持帯材（仮想線）の立面図、第１２図は第１
０図のXI−XI線断面図、第１３図は第１１図のXII
−XII線断面図、第１４図は第１２図の−
線断面図、第１５図は双方の溶接プレートを格子
に組立関係に接続する締付けボルトの分解斜視図
である。 図中、１６は格子、２０ａ及び２０ｂはストラ
ツプ、４２は羽根、５２ａ及び５２ｂはスロツ
ト、１２０は羽根側溶接プレート、１２２は羽根
保持装置である通し孔、１４０及び１４２はスト
ラツプ保持装置である溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平行に隔置されたスロツト付きストラツプを
   ２組備え、一方の組のストラツプが他方の組のス
   トラツプに対して垂直であり且つ他方の組のスト
   ラツプにあるスロツトに交差して入る格子の一方
   の側に、前記ストラツプは、該ストラツプに対し
   て第１の角度で該ストラツプから延び且つ第２の
   角度に弾性的に変形した弾性羽根を有しており、
   前記第２の角度が前記第１の角度よりも大きい、
   格子の羽根側の溶接に使用する羽根側溶接プレー
   トにおいて、 各組のストラツプを平行に保持すると共に一方
   の組のストラツプを他方の組のストラツプに対し
   て垂直に保持するストラツプ保持装置と、 前記弾性羽根をストラツプに対して前記第１の
   角度に保持する羽根保持装置と、 を備える燃料棒格子の羽根側溶接プレート。