JPS6333199Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は原子炉用燃料棒の両端部にスプリン
グの挿入と端栓の圧入を自動的に行なう端栓圧入
装置に関する。

従来、原子炉には燃料集合体が装荷されてお
り、この燃料集合体には燃料棒が組み込まれてい
る。この燃料棒を製作するには、第１図に示すよ
うに、被覆管１内に複数個の燃料ペレツト２を嵌
入してその一端または両端に核分裂生成物の溜り
空間としてのプレナム部３を設け、このプレナム
部３に燃料ペレツト２の移動、損傷を防ぐための
スプリング４を嵌入し、次いで被覆管１の両端部
に少なくとも一方は貫通小孔を有する端栓５，６
を嵌め込んで溶接し、さらに被覆管１内に必要に
応じて不活性ガス（例えばヘリウムガス）を充填
した後、前記貫通小孔を溶封している。

ところで、被覆管１内へスプリング４を挿入す
る時に、湾曲し易いスプリング４の端面が被覆管
端面に接触して傷を発生させることがあるので、
被覆管１内へスプリング４を通常手作業により挿
入していた。

しかしながら、この作業の処理量が増大して手
間がかかるため、燃料棒製作における高能率化、
省力化、コスト低減及び管端傷発生防止の見地か
らこの工程の自動化が強く望まれていた。

この考案は前記事情に鑑みてなされたもので、
ロツド受け具、上下動台、スプリング・端栓装備
機構、端栓圧入機構、ロツド端部保持機構、ロツ
ドストツパ端栓装備器等を設けることにより、ロ
ツドの端部にスプリングの挿入及び端栓の圧入を
自動的に行なうことができ、ひいては燃料棒の製
作において高能率化、省力化がはかられコストが
安くなり被覆管端傷発生を防止する端栓圧入装置
を提供することを目的とする。

以下、この考案の一実施例を第２図乃至第１２
図に基づいて説明する。第２図中１１はベースフ
レーム（ベース）であり、このベースフレームは
中段を有し、この中段にはそれぞれ一対の台１３
が取り付けられている。一対の台１３，１３，１
３，１３，１３間にはそれぞれ間隔が設けられて
いる。

ベースフレーム１１の最上部中央にはトツプバ
ー１６が水平に取り付けられている。このトツプ
バー１６の下面には断面Ｌ字形で長尺の支持押え
１７，１７が取り付けられ、これら支持押え１
７，１７の下部には長尺帯板状のロツド受け具１
８がトツプバー１６と平行に取り付けられてい
る。ロツド受け具１８の下面には逆Ｖ字形溝１９
が形成されている。

台１３上には第３図に示すようにローラコンベ
ア２０が設けられている。このローラコンベア２
０上にはロツドトレイ２１が第３図における矢印
Ａ，Ｂ方向へ移動自在に載置されている。ロツド
トレイ２１の上面にはＶ字形溝２２が第４図にお
けるＣ，Ｄ方向に所定のピツチで形成されてい
る。Ｖ字型溝２２にはロツド（燃料棒被覆管）２
３が嵌入されて保持されている。

また、台１３にはロツドトレイ位置決め機構２
４が設けられている。このロツドトレイ位置決め
機構２４は、ローラコンベア２０に固定されたス
テツピングモータ２５と、このステツピングモー
タ２５にベルト２６を介して回転自在に連結され
た送りねじ棒２７と、この送りねじ棒２７に螺合
され、送りねじ棒２７の回転により第４図におい
て矢印Ｃ，Ｄ方向に移動可能とされ、爪先がロツ
ドトレイ２１の棧２１ａに引掛けられた爪２７ａ
と、ローラコンベア２０の上下に対向離間して設
けられた発光体２８ａ、受光体２８ｂを有する光
学検出装置２８とからなり、この光学検出装置２
８のロツド検出信号によりロツドトレイ２１を第
４図において矢印Ｃ方向へロツド２３の１ピツチ
ずつ間欠移動させるようになされている。

また、ロツド受け具１８の真下には、ロツド受
け具２９が配設されている。ロツド受け具２９の
上面にはＶ字形溝３０がロツド受け具１８の逆Ｖ
字形溝１９に対向して形成されている。このロツ
ド受け具２９はその下方に配設された上下動台３
１に取り付けられている。上下動台３１はベース
フレーム１１に取り付けられたシリンダ機構３２
に連続されて上下動自在とされている。

また、ロツド受け具１８，２９の第２図におけ
る左側にはスプリング・端栓装備機構３４が設け
られている。

スプリング・端栓装備機構３４は第５図乃至第
７図に示すように構成されている。即ち、台１５
上には案内管取付板３６，３７を介して案内管支
持板３８，３９が取り付けられている。これら案
内管支持板３８，３９上には案内管４０が取り付
けられている。

案内管４０は第６図に示すように案内管支持板
３８，３９に固着された管半割形の案内管下体４
１と、この案内管下体４１の上部に設けられた管
半割形の案内管上体４２とからなつている。案内
管下体４１、案内管上体４２の一側にはそれぞれ
一体的にブラケツト４３、突起４４が設けられ、
この突起４４はブラケツト４３にピン４５を介し
て回動自在に取り付けられている。また、案内管
上体４２の外周面の略中央部には突起４６が一体
的に設けられている。

案内管取付板３７の第５図における左部にはブ
ラケツト４７，４７が一体的に設けられ、このブ
ラケツト４７にはシリンダ機構４８が第５図に示
すように約45゜傾斜して回動自在に取り付けられ
ている。シリンダ機構４８のピストンロツドは案
内管上体４２の突起４６に回動自在に連結されて
いる。従つて、シリンダ機構４８を伸縮させるこ
とによりピン４５を中心に案内管上体４２が回動
し、案内管下体４１に対し案内管上体４２が開閉
するようになされている。

また、案内管下体４１には第５図、第７図、第
８図に示すように端栓カートリツジ４９、スプリ
ングカートリツジ台５０が連結されている。

即ち、端栓カートリツジ４９は案内管下体４１
に固着されたＵ字形の底部材５１と、この底部材
５１に一体的に接続され、この底部材５１に連通
された角筒５２とからなつている。

スプリングカートリツジ台５０は扁平なくの字
形角筒からなり、このスプリングカートリツジ台
５０は案内管下体４１に設けられたブラケツト５
３に固着されている。ブラケツト５３は案内管下
体４１の一側に設けられた底板と、案内管下体４
１の両端に設けられた側板とからなるコ字形のも
のである。スプリングカートリツジ台５０の下端
はブラケツト５３の底板から所定間隔離間させら
れている。スプリングカートリツジ台５０の上部
にはＴ字形板５４が一体的に設けられている。

スプリングカートリツジ台５０の上部には扁平
角筒状のスプリングカートリツジ５６が嵌入され
て着脱自在に取り付けられている。このスプリン
グカートリツジ５６の下部にはボツクス形のハウ
ジング５７が設けられている。このハウジング５
７のＴ字形板５４側の壁にはこのＴ字形板５４が
嵌入する長方形孔５８が形成されている。また、
ハウジング５７内にはストツパ板５９がハウジン
グ５７に挿通された軸６０を介して回動自在に設
けられている。ストツパ板５９はその上端とハウ
ジング５７の上板との間に取り付けられたスプリ
ング（図示せず）により第５図において軸６０を
中心とする矢印Ｇ回動方向へ付勢されている。

スプリングカートリツジ５６内には、燃料棒内
に封入される数10本のスプリング４が横転可能状
態で第５図に示された方向に向けて積み重ね状に
嵌入されるが、スプリングカートリツジ台５０か
らスプリングカートリツジ５６が離間した状態で
はストツパ板５９が第５図に二点鎖線で示された
位置に回動して、スプリングカートリツジ５０か
らのスプリング４の脱落を防止するようになされ
ている。そして、スプリングカートリツジ台５０
にスプリングカートリツジ５６を嵌入すると長方
形孔５８にＴ字形板５４が嵌入してストツパ板５
９の上端を押圧する。これにより、ストツパ板５
９は軸６０を中心に矢印Ｈ方向に回動し、スプリ
ングカートリツジ５６からスプリングカートリツ
ジ台５０へのスプリング４の移動を許容するよう
になされている。

ブラケツト５３の底板部に固定されたブラケツ
ト６２を介してシリンダ機構６３が取り付けられ
ている。シリンダ機構６３のピストンロツドには
押出し板６４が取り付けられ、この押出し板６４
はスプリングカートリツジ台５０の下方に位置し
て、ブラケツト５３の底板上で摺動移動させられ
るようにされている。

また、ブラケツト５３にはストツパ板６５が軸
６６を介して回動自在に取り付けられている。こ
のストツパ板６５はスプリングカートリツジ台５
０の下方で案内管４０側に位置し、下垂状態にお
いて押出し板６４に対向するように設けられてい
る。また、ストツパ板６５は、その下部に取り付
けられたスプリング（図示せず）により通常下垂
状態を保たせられ、押出し板６４が後退したとき
にはスプリングカートリツジ台５０内のスプリン
グ４が案内管４０側へ出ないようになされてい
る。

また、第２図におけるスプリングカートリツジ
台５０の左側に隣接してスプリング・端栓圧入装
置３５が台１５に取り付けられて設けられてい
る。この圧入装置３５は、台１５に取り付けられ
たシリンダ機構６７と、このシリンダ機構６７の
ピストンロツドに連結されて台１５の上面上を第
２図、第９図において矢印Ａ，Ｂ方向へ摺動移動
する移動板６８と、この移動板６８に取り付けら
れたシリンダ機構６９と、このシリンダ機構６９
のピストンロツドに取り付けられた圧入棒７０と
からなつている。この圧入棒７０は端栓カートリ
ツジ及び案内管４０に対し挿入、脱出可能とされ
ている。

また、案内管４０、スプリングカートリツジ台
５０及びスプリングカートリツジ５６とロツド受
け具１８との間にはロツド端部保持機構７１が設
けられている。このロツド端部保持機構７１につ
いて説明すると、第１０図、第１１図に示すよう
にトツプバー１６に取り付けられたブラケツト７
２にシリンダ機構７３，７４が対向させられて取
り付けられている。これらシリンダ機構７３，７
４のピストンロツドの先端にはそれぞれブロツク
７５が取り付けられている。これらブロツク７５
はトツプバー１６と直交してブラケツト７２に取
り付けられたガイドバー７６に摺動自在に嵌合さ
れて第１０図において矢印Ｃ，Ｄ方向へ移動自在
とされている。各ブロツク７５の下部にはそれぞ
れロツド端部保持ブロツク７７が取り付けられて
いる。これらロツド端部保持ブロツク７７には対
向してＶ溝７８が形成されている。これらＶ溝７
８間にはロツド２３が挟持される。また、各ブロ
ツク７５の下部にはロツド端部保持ブロツク７７
に隣接してそれぞれブロツク７９が取り付けられ
ている。各ブロツク７９にはそれぞれコ字形のブ
ラケツト８０が取り付けられている。各ブラケツ
ト８０にはシリンダ機構８１が取り付けられ、こ
れらシリンダ機構８１のピストンロツドにはブロ
ツク７９に摺動自在に嵌挿されたガイド棒８２が
取り付けられている。各ガイド棒８２の先端には
スプリング・端栓ガイドブロツク８３が取り付け
られ、これらスプリング・端栓ガイドブロツク８
３には対向して半円溝８４が形成されている。

そして、スプリング端栓ガイドブロツク８３が
閉じた時には両半円溝８４で形成された孔部８５
がロツド２３の内径にほぼ等しくなり、スプリン
グ４がロツド２３内に挿入されるとき、スプリン
グ４がたわんで被覆管１の管端に当つて管端を傷
つけることがないように、スプリング４を案内し
てこのスプリング４がロツド２３内にスムースに
入るようにされている。またスプリング４の先端
部がロツド２３の内部に入ると両スプリング・端
栓ガイドブロツク８３が若干開き、孔部８５の内
径がスプリング４の後からくる端栓６の外径にほ
ぼ等しくなり、この端栓６がロツド８内にスムー
スに圧入されるようになされている。

また、ロツド端部保持ブロツク７７の下部には
ロツドストツパ８６が上下動自在に設けられてい
る。このロツドストツパ８６は台１５に取り付け
られたシリンダ機構８７のピストンロツドに連結
されロツド端部保持ブロツク７７が開いた状態の
時上下動するようになつている。

また、ロツド受け具１８，２９の第２図におけ
る右側には端栓圧入装置８８が台１２に取り付け
られて設けられている。この端栓圧入装置８８は
第１２図に示すように台１２に取り付けられたシ
リンダ機構８９と、このシリンダ機構８９のピス
トンロツドに連結されて台１５の上面上を第２
図、第１２図において矢印Ａ，Ｂ方向へ摺動移動
する移動板９０と、この移動板９０に取り付けら
れたシリンダ機構９１と、このシリンダ機構９１
のピストンロツドに取り付けられた圧入棒９２と
からなつている。

ロツド受け具１８，２９と端栓圧入装置８８と
の間には、端栓装備器９３が設けられている。こ
の端栓装備器９３は、移動板９０にブラケツト９
４を介して取り付けられた端栓案内管９５と、こ
の端栓案内管９５に連通するようにこの端栓案内
管９５の一端上部に一体的に設けられた角筒９６
とからなつている。圧入棒９２は端栓案内管９５
に対し挿入脱出可能とされている。

次に、前記のように構成された端栓圧入装置の
作用について説明する。

(1) 予め、燃料ペレツト２を充填したロツド２３
をロツドトレイ２１上に配列した後、このロツ
ドトレイ２１を所定位置に搬送する（第３図、
第４図）。

(2) ロツドトレイ２１の前方の棧２１ａにロツド
トレイ位置決め機構２４の爪２７ａを係合し、
光学検出装置の作用によりステツピングモータ
２５を作動させてロツドトレイ２１を、その上
の最右端のロツド２３がロツド受け具２９の直
上に位置するように移送する（第３図）。

(3) 次に、シリンダ機構３２を駆動して伸長さ
せ、上下動台３１を介してロツド受け具２９を
上昇せしめ、そのＶ字形溝３０でロツド２３を
受けてこのロツド２３を持ち上げ、ロツド受け
具１８の逆Ｖ字形溝１９との間にロツド２３を
挟持する（第２図、第３図、第４図）。

(4) 次に、シリンダ機構８７が駆動して伸長し、
ロツドストツパ８６が上昇して開いた状態のロ
ツド端部保持ブロツク７７間に位置する。

(5) 次に、端栓圧入機構８８のシリンダ機構８９
を駆動してシリンダ機構９１、端栓装備器９
３、を第２図における矢印Ｂ方向へ移動せしめ
端栓案内管９５内にロツド２３を嵌入せしめ
る。

(6) 次に、シリンダ機構８８を駆動して圧入棒９
２を第２図における矢印Ｂ方向へ前進せしめ、
前記端栓案内管９５内にある端栓５をロツド２
３の先端部に圧入嵌合せしめる。この時、ロツ
ド２３の他端は前記４で述べたロツドストツパ
８６によりストツプされている。

(7) 次に、シリンダ機構８９を縮小して圧入棒９
２を若干後退せしめ、圧入棒９２の先端部をロ
ツド２３の先に圧入された端栓５の頭部より離
す。この時、シリンダ機構９１のピストンロツ
ドは移動しないので次の位置の端栓５は端栓案
内管９５内に落下しない。

(8) 次に、シリンダ機構８７を縮小してロツドス
トツパ８６を下降させる。

(9) ロツドストツパ８６が下降した後、再度シリ
ンダ機構８９を伸長させ、圧入棒９２をロツド
２３に圧入された端栓５の頭部に押し当ててロ
ツド２３の他端への端栓６の圧入時のストツパ
の役目をする。

(10) 次に、シリンダ機構４８を駆動し、案内管上
体４２を案内管下体４１から開いた後、シリン
ダ機構６３を伸長させて押出し板６４を前進
（第５図における左方へ移動）せしめ、スプリ
ングカートリツジ台５０の最も下方に位置する
スプリング４を案内管４０内に供給する（第５
図）。

(11) 次に、シリンダ機構６３を縮小させ、押出し
板６４を第５図に示す元の位置まで後退せしめ
た後、シリンダ機構４８を伸長して案内管上体
４２を案内管下体４１に対し閉じる。

(12) 次に、ロツド端部保持機構７１のシリンダ機
構７３，７４を伸長駆動してロツド端部保持ブ
ロツク７７，７７を前進させてロツド２３を挟
持する。その後、シリンダ機構８１，８１が伸
長駆動して、スプリング・端栓ガイドブロツク
８３，８３を前進させ、孔部８５をロツド２３
の内径にほぼ等しくする。

(13) 次に、スプリング・端栓圧入装置３５のシ
リンダ機構６７を伸長駆動して、シリンダ機構
６９を第２図における矢印Ａ方向へ移動させ、
端栓カートリツジ４９内の端栓６及び案内管４
０内のスプリング４を第２図における矢印Ａ方
向へ移動せしめ、スプリング４の先端部をロツ
ド２３の内部に挿入する。

(14) シリンダ機構６７の前記駆動が完了する
と、スプリング・端栓ガイドブロツク８３，８
３が若干開き、孔部８５の内径を端栓６の外径
にほぼ等しくする。

(15) 次に、シリンダ機構６９を伸長駆動して、
圧入棒７０を第２図における矢印Ａ方向へ前進
せしめ、前記案内管４０内にあるスプリング４
及び端栓６をロツド２３内に挿入し、端栓６を
ロツド２３の端部に圧入嵌合せしめる。この
時、前記(7)で述べた圧入棒９２がロツド２３の
第２図における右端をストツプさせている。

(16) 次に、シリンダ機構６９を縮小駆動して圧
入棒７０を後退せしめた後、シリンダ機構６７
も縮小駆動して、スプリング・端栓圧入装置３
５を第２図における元の位置に戻す。前記圧入
棒７０の後退により端栓カートリツジ４９内の
端栓６は落下して案内管４０内に挿入される。

(17) 前記（16）の動作と同時にシリンダ機構８
９，９１も縮小駆動して元の位置に戻り、角筒
９６内の最も下の端栓５は落下して端栓案内管
９５内に挿入される。

(18) 次に、ロツド端部保持機構７１のシリンダ
機構７３，７４が縮小駆動してブロツク７５，
７５を後退させ、ロツド２３の挟持を開放す
る。

(19) 次に、シリンダ機構３２を縮小駆動し、上
下動台３１を介してロツド受け具２９を下降さ
せ、これによりロツド２３を下降させ、ロツド
トレイ２１上の最初の位置に戻す。

(20) 次にステツピングモータ２５を駆動し、ベ
ルト２６、送りねじ棒２７、爪２７ａを介しロ
ツドトレイ２１をロツド２３配列の一ピツチ分
第４図における矢印Ｃ方向へ移動させる。

(21) 以下、前記(1)〜（20）を繰り返してロツド
の一端に端栓５をロツドの他端にスプリング４
及び端栓６を圧入する。

以上説明したようにこの考案によればベース
と、このベース上にローラコンベアを介して載置
されたロツドトレイと、前記ベースに設けられ、
前記ロツドトレイ上に所定のピツチで配列された
ロツドを所定位置で略水平に挟持する上下一組の
ロツド受け具と、前記ベースに設けられ前記一組
のロツド受け具のうちの下方のロツド受け具に連
結されてこの下方のロツド受け具を上下動させる
上下動機構と、前記一組のロツド受け具の一端側
に設けられた端栓装備器及びこの端栓装備器内に
嵌入された端栓を押し出す端栓圧入機構と、前記
一組のロツド受け具の他端側に内側から外側へ向
けて順次設けられ、前記ロツド受け具により挟持
されたロツドの端部を保持するロツド端部保持機
構、スプリング・端栓装備機構及びこのスプリン
グ・端栓装備機構内に嵌入されたスプリング、端
栓を押し出す端栓圧入機構と、前記ロツド端部保
持機構に保持されたロツドの端部に当接してこの
ロツドの軸線方向の移動を阻止するように上下動
自在に前記ベースに連結されたロツドストツパと
からなり、前記ロツドの端部に前記スプリング及
び前記端栓を圧入する構成であるから、従来困難
とされていた燃料棒内へのスプリングの自動充填
を可能とし、かつ端栓の燃料棒内への供給圧入も
同時に自動的に行なうことができ、手間がかから
ず、燃料棒の製作において高能率化、省力化がは
かれコストが安くなり、被覆管端傷の発生を防止
する等の著大な効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉用燃料棒の一部省略縦断面図、
第２図はこの考案の一実施例を示す正面図、第３
図は第２図の−線に沿う断面図、第４図はそ
のロツドトレイ位置決め機構の概略説明図、第５
図は第２図の−線に沿う断面図、第６図はそ
の案内管の拡大詳細図、第７図は第５図の矢視
図、第８図は第７図の矢視図、第９図はその要
部の拡大概略説明図、第１０図はそのロツド端部
保持機構の拡大説明図、第１１図はそのロツド端
部保持機構の分解斜視図、第１２図はその要部の
拡大概略説明図である。 ４……スプリング、５，６……端栓、１１……
ベースフレーム（ベース）、１８，２９……ロツ
ド受け具、２０……ローラコンベア、２１……ロ
ツドトレイ、２３……ロツド（燃料棒被覆管）、
３１……上下動台、３４……スプリング・端栓装
備機構、３５……スプリング・端栓圧入装置（端
栓圧入機構）、８８……端栓圧入装置（端栓圧入
機構）、７１……ロツド端部保持機構、８６……
ロツドストツパ、９３……端栓装備器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースと、このベース上にローラコンベアを介
   して載置されたロツドトレイと、前記ベースに設
   けられ、前記ロツドトレイ上に所定のピツチで配
   列されたロツドを所定位置で略水平に挟持する上
   下一組のロツド受け具と、前記ベースに設けられ
   前記一組のロツド受け具のうちの下方のロツド受
   け具に連結されてこの下方のロツド受け具を上下
   動させる上下動機構と、前記一組のロツド受け具
   の一端側に設けられた端栓装備器及びこの端栓装
   備器内に嵌入された端栓を押し出す端栓圧入機構
   と、前記一組のロツド受け具の他端側に内側から
   外側へ向けて順次設けられ、前記ロツド受け具に
   より挟持されたロツドの端部を保持するロツド端
   部保持機構、スプリング・端栓装備機構及びこの
   スプリング・端栓装備機構内に嵌入されたスプリ
   ング、端栓を押し出す端栓圧入機構と、前記ロツ
   ド端部保持機構に保持されたロツドの端部に当接
   してこのロツドの軸線方向の移動を阻止するよう
   に上下動自在に前記ベースに連結されたロツドス
   トツパとからなり、前記ロツドの端部に前記スプ
   リング及び前記端栓を圧入することを特徴とする
   端栓圧入装置。