JPS58195196A - 燃料ペレットをトレイに装荷する方法と装置 - 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】 −１ 原子炉用燃料は一般に、好ましくは直円柱形に構成され
るＵＯ２または他の核分裂性物質の燃料棒、燃料管、燃
料ビンまたは被覆管に実質的に充填したものを包含する
。この種の燃料を使用する１ ′）′″１５″＝″Ｗ“４“・０１恍１９６２ｆｆＣ？
１０つ・ヒル・ブック・カンパ三−（Ｍｃ　Ｇｒａｗ　
Ｈｉｌｌ　３ｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ）により出版され
たエルワキ）Ｌｔ　（Ｍ、　Ｍ、　Ｅ　Ｉ　−Ｗａｋｉ
ｌ）著［原子カニ学（Ｎｕｃｌｅａｒ　　Ｐｏｗｅｒ　
　ＥｎＯｉｎｅｅｒｉｎ（１）　Ｊに記載されている。

燃料ペレットは米国特許第４．２４３．０７８号に示さ
れるように波形トレイから燃料棒または燃料管内に装填
されつる。

従って本発明の目的は、このようなトレイに燃料ペレッ
トを整然と載置する方法と装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ペレットを燃料棒、燃料管または
燃料要素に充填するに先立って燃料ペレットトレイの装
荷を自動化することである。

本発明の別の目的は、トレイ上に燃料ペレットを複数の
列をなすようにかつまた複数のレベル、層あるいは段を
なすように積上げることである。

要　　約 上記目的の実現に当たり、ここに最適の態様の１′・ ものとして記−するトレイ装荷装置および方法が□、１ 発明された。こめ装置は、波形づけされうるトレイを含
む受取り装置または割出し装置上に複数列　　　λの直
円柱形ペレットを機械的に載置する。

各ペレット列は集合され次いで１対のブレード上の落下
位置まで押される。両ブレードは開口または拡開して各
ペレット列または各ペレット集積体をトレイの選択され
た位置あるいは既に移載されたペレット列の上に落下さ
せる。トレイは水平および垂直に位置決め可能であるか
ら、ブレードの開口は各ペレット列の正確な位置づけを
もたらす。

ペレットは個々にブレード上に送給されて列をなす。到
着は落下位置へペレット列を進めるためのブツシャを作
動させつる多数のセンサの一つにより検知される。その
後ブレードが操作されてペレット列を下方のトレイ上に
載置する。

このトレイは、計量装置に向かって下方に垂下する脚を
有するテーブルにより支持される。トレイが充分に降下
されると、テーブル脚は計量装置と係合する。

テーブル自体は水平に可動のプラットホームにより支持
され、このプラットホームは垂直に可動のプラットホー
ムにより支持されている。各プラットホームはモータに
よって駆動され、そしてモータは、例えば、各ペレット
列の形成を検知するセンサからの入力を受取るマイクロ
］ンビューラまたはプロセッサあるいは制御機器によっ
て電気的に制御される。ペレット列が載置された後、ト
レイは後述のように割出しすなわち位置調節される。

次に、添付図面を参照して、本発明の好適または最適実
施例を説明する。

゛　　　の１ 第１図は好適態様の本発明装置を示す。好ましくは直円
柱形の核燃料ペレット１１が個々に到着しそしてプーリ
１４．１４’　、１４”によって駆動されるベルト１３
．１３’間を移動する。

ベルト１３．１３’　はペレット１１を進めるための送
給手段の一部として作用し、そしてペレット１］は一般
にベルト１３．１３’間を互いの間隔がまちまちの状態
で移動する。ペレット１１は、ペレットを随時搬送する
連続移動式ベルト手段（図示せず）からベルト１３．１
３’　により受取られうる。この・ベルト手段は例えば
、ペレットを移動するコンベアでよく、またその移動方
式は連続運動から散発的な運動へあるいはその逆に変化
しつる。このようなペレット１１の供給源は、本件と同
じ日付の米国特許出願（発明者：レオナルドφエヌφグ
ロスマン（Ｌｅｏｎａｌｄ　　Ｎ、　Ｇｒｏｓｓｇｉａ
ｎ）他４名〉の主題である「自動化検査システム」でよ
い。ペレット１１の運送を取扱う他の米国特許出願とし
て「輸送装置」と題するものがある（発明者：フレデリ
ック・シー・シミーニゲ（Ｆｒｅｄｒｉｋ　　Ｃ，５ｃ
ｈｏｅｎｉｏ　）他２名）。これも本件と同じ日付の米
国特許出願である。両米国特許出願はそれぞれ参照によ
ってここに包含される。

ペレット１１の到着とベルト１３．１３’　間のペレッ
トの進行の状況が第２図に示されている。

第２図はプーリ１７を駆動するモータ１６を示し、プー
リ１７はベルト１８を介じてプーリ１４′を■ 駆動する。ペレット１１はベルト１３．１３’間に支持
されている。ベルト１３．１３’　はプーリ１４相互間
に、少くとも１枚の内方に押圧された板１９によって支
持されている。板１９はプーリ１４閤のベルト１３．１
３’のわん曲を除去するものである。さらに詳述すると
、板１９の一つは固定し得そして他方はペレット１１が
ベルト１３゜１３′間に支持されることを保＆Ｔ′ｒｊ
るため内方にばねで押圧されている。板１９はペレット
１１がベルト１３．１３’園に確実に保持されることを
保証する。ベルト１３．１３’　がペレット１１のどれ
かを十分に支持しえない揚台、そのペレット１１はテー
ブル表面２３上に取付けられたＶ形バー２１により支持
される。従って、Ｖ形バー２１はベルト１３．１３’間
に入ったペレット１１に対する案内である。プーリ１７
を駆動するモータ１６はこの表面２３の下側に設置され
るが、軸２５はプーリ１７の駆動をもたらすために表面
２３を貫通している弓 ペレット１１の一進または進行に役立つように、ベルト
１３．１３”′→互いに逆向きに回転する。

すなわち、一方は時計方向にそして他方は反時計（方向
に進行する。プーリ１４′は２つのレベルを有し、そし
てベルト１８の回転運動を伝達してベルト１３′を反時
計方向に駆動する。―車３１〜３４が協働してプーリ１
４″を時計方向に回す。

これは、プーリ１４′の軸をテーブル表面２３の下方に
延ばし、そこに歯車３１〜３４を取付けることにより達
成される。この実施例では４つの歯車が存在する。第１
の歯車３１はプーリ１４′の軸に取付けられそして反時
計方向に回転する。第１歯車３１は第２１１車３２の歯
と適切にかみ合い、第２１ｉ車３２を時計方向に回転さ
せる。同様の原理により、第３歯車３３は反時計方向に
回転する。

第４の歯車３４の軸は時計方向運動をプーリ１４″に伝
えて、ベルト１３を時計方向に回転させる。

ペレット１１は、ベルト１３．１３’間を剛れると、第
１図に示す集合域（位置）３７に到着する。光学式検・
吊器３８が以下に示す理由のためベルト１３．１３’間
の領域を検査する。ペレット１１が次々と送出されるに
つれ、それらは集合域３７を満たしそして連接状態でブ
レード４２，４２′上へ進む。

第５図に示すように、光電式検出器３８は、例えばセン
サ３８″と協働する適当な光１３８’　を含みそしてブ
ラケット３９に取付けられており、ベルト１３．１３’
の端におけるペレット１１の有無を検知するのに効果的
である。検出器３８はペレット１１の位置を表す状態指
示信号を発生するもので、これらの指示信号を以下に述
べるブ［］セセラに伝える手段（図示せず）を含む。ブ
レード４２．４２’　　（第１図）は枢動可能な細長い
部材であり、そして接近して相隔たる平行回転軸線を中
心として回動する。ブレード間の最小距離はペレット１
１の代表的なものの直径に相当する距離の範囲より小さ
い距離である。ブレード４２゜４２′は、集合域３７に
おけるベレット列形成後ベレット１１を列毎に下方レベ
ルへ落すための落下位置を画定する。各列は、落下位置
に集合または載置された後、以下に述べる可動手段の所
定数のトレイ位置およびレベルに落下してそれらを埋め
ていく。

ブレード４２．４２’　は１対として作用し、そしてベ
レット流れ方向に配設される近接した水平平行軸線を中
心として回転することにより開口または拡開して１列に
並んだペレット１１を落下させる。これらブレード４２
．４２’の端における小軸４５がブレード４２．４２’
からそれぞれの回転軸線に沿って延在し、そして支持構
造体４７における受入れ孔内へ突入して支持されている
。

支持構造体４７の一つは部分４９を含み、小軸４５はこ
の部分を構過して歯車５１．５２内に延びており、両歯
車はブレード４２．４２’の一方の例において小軸４５
の端に取付けられている。ブレード４２．４２’　は歯
車５１．５２のかみ合いにより協働し、ブレード４２．
４２’　の各々が中央基準面から向きは反対ではあるが
同じ傾斜を持つことを保証する。歯車の、７方を回転さ
せると他方も開鎖だけただし反対向きに回転する。レバ
ー□ ５６に：ｆｆＥＪｉｔ８７２ｋ“ヅ、ぴ７′−゛“′・
。

２′の傾度を決定する。、、・ンシャ５５は空気シリン
ダ５７により液圧的に駆動されつる。ブツシャ５５は一
方の歯車の回転およびその結果として両方の歯車５１．
５２の回転をひき起こすための載置体作動器として機能
する。シリンダ５７は、そこから往復運動式に突出と引
込みを繰返すピストンロッド５７′を含み−、ピストン
ロッド５７′の先端はレバー５６の歯車５１．５２から
遠い側の端にＩｆＡ＠されている。　　　　　゛集合域
３７におけるペレット集合体がブレード４２．４２’上
に押出されてくるに従い、複数の光学式検出器６１の一
つが、それぞれの一般位置６２の一つと呼ばれる位置に
おいて第１到着ペレット１１を検知する。選択された位
置６２の特定の一つは、ペレット１１の列の長さが予定
の所望長さに達したことを示す。

この実施例の検出器６１はフロリダ州ディヤフィールド
のスカンアマチック（３ｋａｎ　−ａ　−ｍａｔｉＣ）
から入手しうる。一般位置６２は集合１ｆｉ３７から押
出された。、ｒのペレット１１の到着位置を示す。検出
器６１はブレード４２′上に取付けられた光源を組込ん
でおりそして各場合におい−Ｃ光＆　　　　〜はそれぞ
れのセンサ６１と協働する。

幾つかの一般位置６２はそれらと集合域３７との間のペ
レット列の相異なる長さを定める。これらペレット列長
さの最長のものは以下に説明するトレイ内に直接置かれ
るペレット列の長さを定める。次の長さのものは、トレ
イ上でのペレットの一つ以上の次の層またはレベルのペ
レット列を定める。ペレット列の最短のものはもちろん
ペレット１１の最上層である。ペレット列の最前端が落
下域に達するようにブレード４２．４２’　上にペレッ
ト１１の各列を完全に位置決めするために、プロセッサ
８０はブツシャ７１がペレット１１を落下位置に移行さ
せるように適切にプログラムを組まれている。検出器６
１はペレット列形成を指示する信号を適切に発生かつ伝
送し、その後ペレット列が落下域に押出される。

ブツシャ７１は、特定の列を構成するペレット１１の最
後のものの背後にフィンガ７２を挿入することによりペ
レット列を集合域３７から除去する。フィンガ７２がペ
レット列の背後に挿入されそしてブツシャ７１がペレッ
ト列をコントローラ、制御手段またはプロセッサ８０（
第４図）により決定される位置まで押進める。プロセッ
サ８０は、後述のように、トレイ位置および層に基づい
てこの位置を決定する（後述）。プロセッサ８０は、ト
レイを垂直および水平に割出しそしてその操作を指令し
そしてペレット１１に関する位置指示信号を受取る。検
出器６１により確認されるように完全な列が集合域３７
に載置されそして検出器３８が第５図に示すようにベレ
ット１１相互間に障害のない空間を見出す時、モータ１
６とベルト１３．１３’　が停止または逆転する。これ
は、フィンガ７２がペレット１１の集合体の背後に挿入
される時ブツシャ７１がペレットに当らないことを保証
する。

フィンガ７２（第１図）は、構造体７７によって支持さ
れたねじ７６をそれ自体の軸線を中心として回すモータ
７５により水平にそしてペレット列の軸線と平行に駆動
される。ねじ７６が回転する時、フィンガ７２を保持す
る搬送台８１がねじ７６の回転に応じてねじ７６に沿っ
て直進する。

搬送台８１は、構造体７７の一つの表面に当接すること
により、ねじ７６の軸線を中心として回転することなく
構造体７７に対して整列状態にとどまる。

ねじ７６における搬送台８１の水平移動の範囲は、集合
域３７において形成された１列のベレット１１の背後に
達しそしてペレット列をブレード４２．４２’上の落下
域まで動かすのに十分な範囲である。

フィンガ７２を保持するブロック８３は空気シリンダ８
６の制御により搬送台８１において垂直に移動する。０
ツド８９がブロック８３を整列状態に保つ。フィンガ７
２はブロック８３から下方に延在する。

ベレット１１の列がプツシ！７１により落下域まで移さ
れた後、ペレット列体トレイ１０１上にいつでも移載さ
れる状態にある。。トレイ１０１は複数の波形凹所を具
備し得１．．．．．−、、波形凹所は１列のベレット１
１を保持しつる。

□　　トレイ１０１はブレニド４２．４２’　の下側に
位置づけられ、そして計Ｎ機１０８に向かって延在する
［１１０６を有するテーブル１０５により支持されてい
る。トレイ１０１は水平可動プラントホーム１１３を支
持する垂直可動プラットホーム１１４を含む可動手段の
一部である。

計量機１０８は一定基準面に支持されモしてトレイ１０
１は垂直および水平に位置決め可能である。この実施例
において水平トレイ位置決めは前方および逆方向に可能
である。

テーブル１０５は降下され得、従って、脚１０６は水平
および垂直可動プラットホーム１１３゜１１４の下方に
延びて計量機１０８の上面と係合することが可能となる
。これはトレイ１０１上のペレット１１の重量の測定を
可能にする。

テーブル１０５は第３図に示すプラットホーム１１３．
１１４により支持される。プラットホーひ：１： ム１１３，１１４の昇降は作動器１１５により達′宴。

成される。これらの作動器はモーター２０により、１１
形の形態をとりうる軸１２６の連結系を介して　　　　
　覧駆動される。これらの軸１２６は歯車１２７を介し
【互いに結合され、これは単一の軸１２６の回転に吟じ
てすべての軸１２６が整合して回転できるようにする。

モータ１２０自体は、これら軸１２６の一つと他の同様
の歯車１２８を介して係合している。従って、モータ１
２０はすべての軸の同期回転をもたらし、そして作動装
置１１５がプラットホーム１１３．１１４をそれらの一
般に水平の配置を損なうことなく上下動するようにする
。プラットホーム１１３はプラットホーム１１４の表面
で水平（すなわち前後）に移動しうる。

プラットホーム１１３は、プラットホーム１１４上に設
置されるレール１３２に沿って滑動するブシュ１３１に
取付けられている。前後移動はねじ１４２を回転するモ
ータ１４１によりもたらされる。テーブル１０５の脚１
０６（第１図）はプラットホーム１１３．１１４の穴ま
たは切欠き１５０（第３図）を貫通しており、これによ
り両プラットホームは積載中テーブル１０５を支持しう
るとともにトレイ１０１およびその積載ベレット１１の
計量を可能にする。

プラットホーム１１３，１１４の移動によりトレイ１０
１がその位置を垂直および水平に調整しうろことにより
、ペレット１１の列がブレード４２．４２’　からトレ
イ１０１の選択位置に落下すなわち移載され、こうして
トレイの整然とした装荷が可能になる。。

トレイ１０１上に複数のレベル、層または段をなすよう
にペレット１１を積上げることが望ましいと考えられる
。換言すれば、トレイ１０１上にペレット１１を載置す
るだけでなくペレット１１の上に直接ペレット１１を積
上げることが有利であると思われる。

しかし、最初は、トレイ１０１上に単一層のベレット１
１が直接載置されることになるのは明らかである。これ
を都合良く可能ならしめそしてトレイ１０１上のベレッ
ト１１の水平移動を防止するために、平行な溝と突起か
ら成る波形部が複数個トレイ１０１の表面に形成される
。一つの波形部がトレイ上の第１層として置かれる各ペ
レット列の受入れに使用されうる。

トレイ１０１上へのベレットＩＩｔＭは、ベレット１１
の各列の載置後トレイ１０１の水平位置を割出すよう適
切にプログラムを組まれたプロセッサ８０（第４図参照
）の制御のもとに達成される。

プロセッサ８０を操作するソフトフェアに設定された初
期条件に従って、トレイ１０１は第ルベルのベレット１
１の受取りに適する垂直位置にセットされる。トレイ１
０１はまた第１列切ベレット１１を受取るよう水平に位
置決めされる。水平割出しによって、トレイ１０１は、
好ましくはすぐその前に置いたペレット列に隣合う次の
水平受取り位置に進められる。

特定のトレイ１０１上の一つのレベルに置かれるペレッ
ト列の数はトレイ讐０１の寸法に依存する定数であり、
そしてこの数はプロセッサメモリ１１す に記憶され、第ルベルにわいて実行される水平：１□ｉ
ｌ□；。

列載置数の限界数を設定する−この限界数に達すると、
トレイ１０１は第２レベルのベレット１１のために垂直
割出しされるとともに出発位置に水平に再位置決めされ
る。第ルベル後の一つのレベルにおける各ペレット列は
その直ぐ下のレベルの列間に置かれ、そして−っのレベ
ルに置かれるペレット列の数はそのすぐ下側のレベルに
おけるペレット列の数より少くとも一つ少ない。例えば
、第２レベルの第１列は第１ペレツトレベルの第１列と
第２列との間の水平位置に置かれることが好ましい。本
発明の好適実施例では、トレイ上に３つのレベルのベレ
ットが積載される。

次の市販物がここに記載した本発明の実施例に使用され
る。

ボデイン（Ｂｏｄｉｎｅ　）　５２７バリスピーｔ’（
Ｖａｒｉｓｐｅｅｄ）モータ。これはベルト１′３．１
３’　を駆動する。

ＭｏＯ２−ＦＵｊ０６スローシン（ｓｌｏ−ｓｙｎ）モ
ータ。これはプ（ラシャ７１のねじを駆動する。

ダフ・モートン゛争カンパニー（ＤｕｆｆＭｏ＼ｔｏｎ
、、′°・□。

Ｃｏｍｐａｎｙ）により販売されるアクチュエータ（作
動器）１１５゜　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　■レール１３２にプラットホーム１１３を担持するト
ンプソン（Ｔｈｏ＊ｐｓｏｎ　）ボールブシュ７３１゜
検出器３８．６１から情報を受取りそしてモータ１６．
７５．１２０を制御する好ましくはインテル（Ｉｎｔｅ
ｌ）　８６／１２−８型マイクロコンピユータ装置であ
るプロセッサ８０゜ 好ましくは、表示用遠隔読出＼装置を備えるディジタル
式はかりである計量装置１０８゜以上本発明の実施例に
ついて説明したが、もちろん、本発明はそれに限定され
るものではなく、幾多の改変が本発明の範囲内で可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一方向から見たトレイ装荷装置の幾つかの特徴
を示す斜視図である。第２図は装置の装入側から見たト
レイ装荷装置の特徴を示す部分斜視図であり、装置の駆
動機構を明示するために幾つかの部分を破除しである。 第３図は、第１図に示したトレイ装荷装置の、第１図で
隠されている幾つかの特１！（例えば、垂直および水平
駆動装置）を示す斜視図である。第４図は、本発明にお
けるプロセッサの制御機能を例示するブロック図である
。第５図は、ベレットを集積するための集合域に到着し
ているベレットの側面図であり、個別に到着しつつある
ベレット相互間のギャップの存在と集合ベレットの列と
を監視する光学式センサも併せて示す。 １′１・・・・・・ベレット、１３．１３’・・・・・
・ベルト、１６・・・・・・モータ、３７・・・・・・
集合域、３８・・・・・・光学式検出器、４２．４２’
・・・・・・ブレード、５１゜５２・・・・・・歯車、
５５・・・・・・ブツシャ、５６・・・・・・レバー、
５７・・・・・・空気シリンダ、６１・・・・・・光学
式検出器、７１・・・・・・ブツシャ、７２・・・・・
・フィンガ、７５・・・・・・モータ、７６・・・・・
・ねじ、８０・・・・・・プロセッサ、８１・・・・・
・搬送台、８６・・・・・・空気シリンダ、１０１・・
・・・・トレイ、１０５・・・・・・テーブル、１０６
・・・・・・脚、１０８・・・・・・計醋機、１１３・
・・・・・水平可動プラットホーム、１１４・・・・・
・垂直可動プラットボーム、１１５・・・・・・作動器
、１２０・・・・・・モータ、１２６・・・・・・軸、
１３２・・・・・・レール、１４１・・・・・・モータ
、１４２・・・・・・ねじ。 Ｆｉグ、／ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、Ｊ Ｆｉｇ、　４ Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）直円柱状のペレットを位置づけるための装置であ
   って、前記ペレットを受取るための垂直および水平に可
   動の手段と、該可動手段上に前記ペレットの列を載置す
   るまで該ペレット列を保持する枢動自在手段と、該枢動
   自在手段への送給の準備として集合域においてのペレッ
   ト列を形成する手段と、前記枢動手段上の落下位置に前
   記ペレットを載置する手段とを包含し、前記枢動手段は
   前記可動手段上にペレット列を落とすために開閉しつる
   ようになっているペレット位置づけ装置。 （２）前記ペレットの位置についての指示信号を受取る
   制御手段を具備し、該制御手段は前記可動手段の作動を
   指令するように働く、特許請求の範囲第（１）項記載の
   装置。 （３）前記ペレットの位置を表す状態指示信号を発生す
   る手段を具備し、該発生手段は前記指示信号を前記制御
   手段へ伝達するように働く、特許請求の範囲第（２）項
   記載の装置。 （４〉前記枢動手段は、近接して相隔たる平行回転軸線
   を中心として回動する１対の協働的に枢動じつるブレー
   ドを含む特許請求の範囲第（１）項記載の装置。 （５）前記ペレット列形成手段はペレットを前記集合域
   に送る作用をなす１対のベルトを含む特許請求の範囲第
   （１）項記載の装置。 （６）前記可動手段は垂直可動プラットホームを含みそ
   してこの垂直可動プラットホームは水平可動プラットホ
   ームを支持し、前記可動手段は前記垂直および水平可動
   プラットホームの下方に突出しうる脚を含むテーブルを
   含んでいる、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。 （７）前記可動手段は前記垂直および水平可動プラット
   ホームの下方に突出しうる脚を含むテーブルを含んでい
   る、特許請求の範囲第〈６）項記載の装置。 （８）前記脚は前記ペレットを計かする手段上に支持さ
   れつる、特許請求の範囲第（７）項記載の装置。 （９）前記可動手段は前記ペレットの複数列の載置体を
   受取るトレイを含む特許請求の範囲第（１）項記載の装
   置。 （１０）前記ペレットを計量する手段をさらに含む特許
   請求の範囲第（１）項記載の装置。