JP2011231902A

JP2011231902A - プラグ

Info

Publication number: JP2011231902A
Application number: JP2010104851A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugiura; 篤杉浦; Noriaki Shimonabe; 典昭下鍋; Yuki Hashikawa; 雄樹橋川; Osamu Fukushige; 治福重; Ei Tsuzuki; 鋭都築
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP5495929B2

Abstract

【課題】空気を使用せずに流体が流通する流体通路をシールすることができると共に、異物の侵入を防止できるプラグを提供することにある。
【解決手段】流体が流通する流体通路をシールするプラグであって、前記流体通路の周方向で隣接して配置された８つのプラグ片１１Ａ〜１１Ｈと、プラグ片１１Ａ〜１１Ｈを支持する支持体１２とを備え、プラグ片１１Ａ〜１１Ｈは、それぞれ、前記流体通路を閉塞する閉塞具２０と、閉塞具２０に設けられ、前記流体通路の内壁部に沿う当接部３１ａ〜３１ｈが形成された当接具３１Ａ〜３１Ｈと、当接具３１Ａ〜３１Ｈを前記流体通路の径方向に移動する移動機構４０とを具備した。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体が流通する通路を閉塞するプラグに関する。

原子力プラントや化学プラントなどにおいて、流体が流通する配管（流体通路）の内壁部を切削・溶接など補修作業を行うことがある。この作業にて生じる切削屑などが配管を通じて他系へ排出することを防ぐためにプラグが用いられている。例えば、原子炉圧力容器の管台を補修する場合には、図１０に示すように、上蓋を取り外した原子炉圧力容器２０１に有底円筒状の容器（プラットフォーム）２０３を取り付け、管台２０２における補修箇所よりも奥側にプラグ２０５を取り付けている。このプラグ２０５は、例えば、図１１に示すように、円盤状のプラグ本体２０６の周壁部２０６ａにリング状のシールゴム２０７を取り付けた機器であって、シールゴム２０７内に空気を供給することにより、径断面が円形状である管台２０２との隙間をシールしている。

特許文献１には、原子炉圧力容器の底部近傍に設けられた再循環出口ノズルを当該原子炉圧力容器側から水密に止栓する再循環出口ノズルシール装置が開示されている。

特許第３９１０８３６号（例えば、［図１］など参照）

上述したプラグ２０５では、シールゴム２０７から空気が抜けてしまうとシール機能が失われるため、空気圧保持のために常時空気を供給するか、もしくは空気を注入した後に空気圧を監視する必要があり多大な労力を要していた。
また、上述した管台２０２の径断面は真円ではなく、表面にはゆるやかな凹凸があるため、半径方向のシール距離は周方向により異なる。このためプラグ２０５は最も長いシール距離を想定した設計が必要となり、プラグの大型化および重量増加が問題となっていた。
また、図１２に示すように、シールゴム２０７の形状によってはシールゴム２０７と管台２０２との間に切削屑などの異物３０１が入り込み、これを取り除くために小さいノズル先端を有する清掃装置を用いなければならず、取り除く作業自体が煩雑になり多大な労力を要していた。

上述した特許文献１に記載の再循環出口ノズルシール装置は、原子炉圧力容器側から水密に止栓する装置であるため、原子炉圧力容器近傍の管台を補修することができなかった。

以上のことから、本発明は前述した課題を解決するために為されたものであって、空気を使用せずに流体が流通する流体通路をシールすることができると共に、異物の侵入を防止できるプラグを提供することを目的としている。

上述した課題を解決する第１の発明に係るプラグは、
流体が流通する流体通路をシールするプラグであって、
前記流体通路の周方向で隣接して配置された複数のプラグ片と、前記複数のプラグ片を支持する支持体とを備え、
前記複数のプラグ片は、それぞれ、前記流体通路を閉塞する閉塞具と、前記閉塞具に設けられ、前記流体通路の内壁部に沿う当接部が形成された当接具と、前記当接具を前記流体通路の径方向に移動する移動機構とを具備した
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係るプラグは、
第１の発明に係るプラグであって、
前記当接具は、硬質弾性体で作製されたものである
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係るプラグは、
第１の発明に係るプラグであって、
前記閉塞具は、前記流体通路の径方向に移動可能な複数の薄板を備える
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係るプラグは、
第１の発明に係るプラグであって、
前記閉塞具は、前記支持体に固定された固定体と、前記固定体に形成された係合部に係合する被係合部を備え、前記流体通路の径方向に移動可能な可動体とを備える
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第５の発明に係るプラグは、
第１の発明に係るプラグであって、
前記移動機構は、前記当接具と前記支持体との間に配置されたバネと、前記当接具と前記支持体との間に配置された伸縮やっとこ機構と、前記当接具に一方の端部が固定されると共に前記支持体に取り付けられた巻き取り手段に他方の端部が固定されたワイヤとを備える
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第６の発明に係るプラグは、
第４の発明に係るプラグであって、
前記移動機構は、前記固定体の端部に形成された凹部に固定された第１の筒体と、前記可動体に固定され、前記第１の筒体に挿通可能な第２の筒体と、前記固定体に一方の端部が固定されると共に前記可動体に他方の端部が固定されたバネと、前記可動体に一方の端部が固定されると共に前記支持体に取り付けられた巻き取り手段に他方の端部が固定されたワイヤとを備える
ことを特徴とする。

本発明に係るプラグによれば、空気を使用せずに流体が流通する流体通路をシールすることができると共に、異物の侵入を防止できる。

本発明の第一番目の実施形態に係るプラグの正面図である。本発明の第一番目の実施形態に係るプラグが具備する８つの当接具の説明図である。本発明の第一番目の実施形態に係るプラグが具備する閉塞具の説明図であって、図３（ａ）にその側面を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）における矢印ＩＩＩを示す。本発明の第一番目の実施形態に係るプラグにより流体通路をシールしたときの説明図である。本発明の第二番目の実施形態に係るプラグの概略図である。本発明の第二番目の実施形態に係るプラグの説明図であって、図６（ａ）に流体通路のシールを解除した状態の正面、図６（ｂ）にその側面、図６（ｃ）に流体通路をシールした状態の正面、図６（ｄ）にその側面を示す。図６（ｄ）における矢印線ＶＩＩ−ＶＩＩの図である。図６（ｄ）における囲み線ＶＩＩＩの拡大図である。本発明の第二番目の実施形態に係るプラグの動作を説明するための図であって、図９（ａ）にワイヤを巻き取った状態を示し、図９（ｂ）にワイヤを巻き出した状態を示す。従来の原子炉圧力容器の管台の補修作業を説明するための図である。従来のプラグの概略図である。従来のプラグの説明図である。

本発明に係るプラグについて各実施形態で具体的に説明する。

［第一番目の実施形態］
本発明の第一番目の実施形態に係るプラグにつき図１〜図４を参照して説明する。図１〜図４にて、Ｘ軸方向が流体通路の長手方向を示し、Ｚ軸方向が流体通路の径方向を示す。

本実施形態に係るプラグは、流体が流通する流体通路をシールするプラグであって、図１に示すように、流体通路の周方向で隣接して配置された複数のプラグ片、ここでは８つのプラグ片１１Ａ〜１１Ｈと、８つのプラグ片１１Ａ〜１１Ｈを支持する支持体（支持具）１２とを備える。流体通路の周方向で隣接するプラグ片は、流体通路の長手方向でも隣接して配置される。隣接するプラグ片の間には、図２に示すように、シール材１３が配置される。これにより、隣接する当接具の間における流体通路の長手方向にてシールすることができる。

各プラグ片１１Ａ〜１１Ｈは、それぞれ、流体通路を閉塞する閉塞具２０と、閉塞具２０に設けられ、流体通路の内壁部に沿う当接部３１ａ〜３１ｈが形成された当接具３１Ａ〜３１Ｈと、当接具３１Ａ〜３１Ｈの位置を調整する位置調整機構４０とを具備する。

閉塞具２０は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、流体通路の径方向に移動可能な複数の薄板、ここでは６枚の薄板２１〜２６で構成されている。６枚の薄板２１〜２６は、支持体１２側および当接具３１Ａ〜３１Ｈ側の端部同士が流体通路の長手方向で前後にて隣接配置されている。６枚の薄板２１〜２６は、位置調整機構４０により、当接具３１Ａ〜３１Ｈを流体通路の内壁部に当接する位置に移動したときには、流体通路の径方向で略扇状をなすように形成されている。これにより、流体通路をシールすることができる。

当接具３１Ａ〜３１Ｈは、水を通さない材質であって、独立気泡構造のスポンジや硬質ゴムなどの硬質弾性体で作製されたものである。これにより、当接具３１Ａ〜３１Ｈを流体通路の内壁部に向けて押圧することにより、図４に示すように、当接具３１Ａ〜３１Ｈはその形状が撓まずに流体通路５１の内壁部５１ａに当接して密着し、流体通路５１を周方向にてシールすることができ、異物の侵入を防止できる。また、複数の当接具３１Ａ〜３１Ｈにより、流体通路の内壁部における周方向にて当接するようにしたことにより、流体通路の径断面形状によらず、複数の当接具３１Ａ〜３１Ｈのそれぞれを流体通路の内壁部に密着させることができる。

位置調整機構４０は、バネ４１と伸縮やっとこ機構４２とワイヤ４３とを備える。バネ４１は当接具３１Ａ〜３１Ｈと支持体１２との間に配置される。バネ４１は、その一方の端部が当接具３１Ａ〜３１Ｈに固定され、その他方の端部が支持体１２に固定される。これにより、各当接具３１Ａ〜３１Ｈを支持体４０側から流体通路の内壁部側に向けて付勢することができる。伸縮やっとこ機構４２（レージトング）は、一対のリンクの中央部を回転自在に連結したＸ状リンクを複数連結したものである。伸縮やっとこ機構４２は、その一方の端部側が当接具３１Ａ〜３１Ｈに固定され、その他方の端部側が支持体１２に固定される。これにより、各当接具３１Ａ〜３１Ｈの移動を流体通路の径方向にて案内することができる。ワイヤ４３は、その一方の端部が当接具３１Ａ〜３１Ｈに固定される。ワイヤ４３は支持体１２を挿通している。ワイヤ４３の他方の端部が支持体１２に取り付けられた巻き取り手段である巻き取り機（図示せず）に固定される。これにより、巻き取り機からワイヤ４３を巻き出すことにより、バネ４１の付勢力を利用して当接具３１Ａ〜３１Ｈを流体通路の内壁部に当接することができ、巻き取り機でワイヤ４３を巻き取ることにより、バネ４１の付勢力に抗し、当接具３１Ａ〜３１Ｈを流体通路の内壁部との当接位置から離間する位置に移動することができる。

支持体１２は、流体通路の長手方向に延在する円筒状である。

ここで、上述した構成のプラグにより、流体通路をシールするときの動作、および流体通路のシールを解除するときの動作について説明する。
まず、流体通路をシールする場合は、流体通路の長手方向における所定の位置にプラグを配置する。巻き取り機のハンドルをワイヤの巻き出し方向に回転することによりワイヤ４３を巻き出す。これにより、バネ４１により、各当接具３１Ａ〜３１Ｈの当接部３１ａ〜３１ｈが流体通路の内壁部に当接する位置に移動し、各当接具３１Ａ〜３１Ｈの当接部３１ａ〜３１ｈが流体通路の内壁部に向けて押圧される。このとき、各当接具３１Ａ〜３１Ｈの当接部３１ａ〜３１ｈが流体通路の内壁部に当接する位置に移動することに伴って、閉塞具２０が流体通路の径方向の全体に亘って広がる。これにより、流体通路をシールすることができる。
続いて、流体通路のシールを解除する場合は、巻き取り機のハンドルをワイヤの巻き取り方向に回転することによりワイヤ４３を巻き取る。これにより、バネ４１の付勢力に抗して、各当接具３１Ａ〜３１Ｈの当接部３１ａ〜３１ｈが流体通路の内壁部と当接する位置から離間し、伸縮やっとこ機構４２により流体通路の径方向に案内されて流体通路の径方向中心部側へ移動し、流体通路のシールが解除される。

したがって、本実施形態に係るプラグによれば、上述した構成にすることにより、空気を使用せずに流体が流通する流体通路をシールすることができると共に、異物の侵入を防止できる。

［第二番目の実施形態］
本発明の第二番目の実施形態に係るプラグについて図５〜図９を参照して説明する。

本実施形態に係るプラグは、流体が流通する流体通路をシールするプラグであって、図５に示すように、流体通路の周方向で隣接して配置された複数のプラグ片、ここでは、８つのプラグ片１１１Ａ〜１１１Ｈと、８つのプラグ片１１１Ａ〜１１１Ｈを支持する支持体（支持具）１１２とを備える。周方向で隣接するプラグ片は、流体通路の長手方向でも隣接して配置される。隣接するプラグ片の間には、図７に示すように、シールピン１１４が配置される。これにより、隣接するプラグ片の間における流体通路の長手方向にてシールすることができる。

各プラグ片１１１Ａ〜１１１Ｈは、図６〜図９に示すように、それぞれ、流体通路を閉塞する閉塞具１２０と、閉塞具１２０に設けられ、流体通路の内壁部に沿う当接部１３０ａが形成された当接具１３０と、当接具１３０の位置を調整する位置調整機構１４０とを具備する。

閉塞具１２０は固定体１２１と可動体１２２とを備える。固定体１２１の背面部１２１ａにおける周壁部１２１ｂ側に凹み部１２１ｃが形成されている。凹み部１２１ｃには溝部１２１ｄが設けられる。溝部１２１ｄにはシール材１１３が配置される。これにより、固定体１２１と可動体１２２の間がシールされる。凹み部１２１ｃにおける溝部１２１ｄ近傍にピン１２５（係合部）が固定されている。

可動体１２２は、係止板部１２３と、係止板部１２３の端部に固定され当接具１３０を支持する当接具支持部１２４とを備える。

係止板部１２３における側端部１２３ａ近傍に、流体通路の径方向にて長径をなす長孔１２３ｂ（被係合部）が形成されている。各長孔１２３ｂの短径は、ピン１２５の頭部よりも小さくピン１２５の軸部が挿通可能な大きさに形成されている。これにより、可動体１２２は、長孔１２３ｂの長径の長さ分だけ当該長孔１２３ｂに沿って流体通路の径方向に移動することができる。

当接具１３０は、水を通さない材質であって、独立気泡構造のスポンジや硬質ゴムなどの硬質弾性体で作製されたものである。これにより、当接具１３０を流体通路の内壁部に向けて押圧することにより、上述した第一の実施形態に係るプラグと同様に、当接具１３０はその形状が撓まずに流体通路の内壁部に当接して密着し、流体通路を周方向にてシールすることができ、異物の侵入を防止できる。また、複数の当接具１３０により、流体通路の内壁部における周方向にて当接するようにしたことにより、流体通路の径断面形状によらず、複数の当接具１３０のそれぞれを流体通路の内壁部に密着させることができる。

位置調整機構１４０は、バネ１４１と、第１の円筒体１４２と、第２の円筒体１４３と、ワイヤ１４４と、ワイヤの巻き取り機１４５とを備える。第１の円筒体１４２は、固定体１２１の周壁部１２１ｂに形成された２つの周壁部側凹部１２１ｅ，１２１ｅのそれぞれに配置される。なお、２つの周壁部側凹部１２１ｅ，１２１ｅ同士は離間している。第１の円筒体１４２は、その一方の端部が周壁部側凹部１２１ｅに固定され、その延在方向が流体通路の径方向に一致するように配置される。第１の円筒体１４２は、後述する第２の円筒体１４３よりも内径が大きく形成されている。第２の円筒体１４３は、可動体１２２の内周部１２２ａにおける固定体１２１の周壁部側凹部１２１ｅ，１２１ｅに対向する箇所に設けられる。第２の円筒体１４３は、その一方の端部が可動体１２２の内周部１２２ａに固定され、その軸心が第１の円筒体１４２の軸心と一致して配置される。これにより、第２の円筒体１４３は、第１の円筒体１４２に沿って移動可能になる。

第１の円筒体１４２の外周部には、バネ１４１が配置される。バネ１４１は、その一端部側が固定体１２１の周壁部側凹部１２１ｅに固定され、その他端部側が可動体１２２の内周部１２２ａに固定される。よって、バネ１４１により可動体１２２を流体通路の内壁部に向けて付勢することになる。ワイヤ１４４の一端部側が可動体１２２の内周部１２２ａに固定される。ワイヤ１４４は、第２の円筒体１４３の内部を挿通し、固定体１２１内に設けられた通路１２１ｆを挿通し、さらに支持体１１２に挿通している。ワイヤ１４４の他端部側が、支持体１１２の端部近傍に設けられたワイヤ巻き取り機１４５に固定されている。これにより、ワイヤ巻き取り機１４５からワイヤ１４４を巻き出すことにより、当接具１３０を流体通路の内壁部に当接することができ、ワイヤ巻き取り機１４５でワイヤ１４４を巻き取ることにより、バネ１４１の付勢力に抗し、当接具１３０を流体通路の内壁部との当接位置から離間する位置に移動することができる。

支持体１１２は、流体通路の長手方向に延在する円筒状である。

ここで、上述した構成のプラグにより、流体通路をシールするときの動作、および流体通路のシールを解除するときの動作について説明する。
まず、流体通路をシールする場合は、流体通路の長手方向における所定の位置にプラグを配置する。ワイヤ巻き取り機１４５のハンドルをワイヤの巻き出し方向に回転することによりワイヤ１４４を巻き出す。これにより、バネ１４１により、各プラグ片１１１Ａ〜１１１Ｈの当接具１３０の当接部１３０ａが流体通路の内壁部に当接する位置に移動し、各当接具１３０の当接部１３０ａが流体通路の内壁部に向けて押圧される。このとき、各当接具１３０の当接部１３０ａが流体通路の内壁部に当接する位置に移動することに伴って、可動体１２２が流体通路の径方向に広がる。よって、固定体１２１および可動体１２２により、流体通路の径方向の全体をシールすることができる。
続いて、流体通路のシールを解除する場合は、ワイヤ巻き取り機１４５のハンドルをワイヤの巻き取り方向に回転することによりワイヤ１４４を巻き取る。これにより、バネ１４１の付勢力に抗して、各当接具１３０の当接部１３０ａが流体通路の内壁部と当接する位置から離間し、長孔１２３ｂおよび第１の円筒体１４２により流体通路の径方向に案内されて流体通路の中心部側へ移動し、流体通路のシールが解除される。

なお、上記では、流体が流通する流体通路をプラグによりシールする場合について説明したが、圧力容器の管台をシールする場合や化学プラントの配管をシールする場合などに適用することも可能である。このような箇所に適用した場合であっても、上述した第一番目及び第二番目の実施形態に係るプラグと同様な作用効果を奏する。

上記では、８つのプラグ片を具備するプラグを用いて説明したが、８つに限らず、４つ〜７つや９つ以上のプラグ片を具備するプラグとすることも可能である。このようなプラグであっても、上述した第一番目及び第二番目の実施形態に係るプラグと同様な作用効果を奏する。

本発明に係るプラグは、空気を使用せずに流体が流通する流体通路をシールすることができると共に、異物の侵入を防止できるため、流体通路の保守処理を行う産業にとって有用である。

１１Ａ〜１１Ｈプラグ片
１２支持体
１３シール材
２０閉塞具
３１Ａ〜３１Ｈ当接具
４０位置調整機構
４１バネ
４２伸縮やっとこ機構
４３ワイヤ
１１１Ａ〜１１１Ｈプラグ片
１１２支持体
１２０閉塞具
１２１固定体
１２２可動体
１３０当接具
１４０位置調整機構
１４１バネ
１４２第１の円筒体
１４３第２の円筒体
１４４ワイヤ
１４５ワイヤ巻き取り機

Claims

流体が流通する流体通路を閉塞するプラグであって、
前記流体通路の周方向で隣接して配置された複数のプラグ片と、前記複数のプラグ片を支持する支持体とを備え、
前記複数のプラグ片は、それぞれ、前記流体通路を閉塞する閉塞具と、前記閉塞具に設けられ、前記流体通路の内壁部に沿う当接部が形成された当接具と、前記当接具を前記流体通路の径方向に移動する移動機構とを具備した
ことを特徴とするプラグ。
請求項１に記載のプラグであって、
前記当接具は、硬質弾性体で作製されたものである
ことを特徴とするプラグ。
請求項１に記載のプラグであって、
前記閉塞具は、前記流体通路の径方向に移動可能な複数の薄板を備える
ことを特徴とするプラグ。
請求項１に記載のプラグであって、
前記閉塞具は、前記支持体に固定された固定体と、前記固定体に形成された係合部に係合する被係合部を備え、前記流体通路の径方向に移動可能な可動体とを備える
ことを特徴とするプラグ。
請求項１に記載のプラグであって、
前記移動機構は、前記当接具と前記支持体との間に配置されたバネと、前記当接具と前記支持体との間に配置された伸縮やっとこ機構と、前記当接具に一方の端部が固定されると共に前記支持体に取り付けられた巻き取り手段に他方の端部が固定されたワイヤとを備える
ことを特徴とするプラグ。
請求項４に記載のプラグであって、
前記移動機構は、前記固定体の端部に形成された凹部に固定された第１の筒体と、前記可動体に固定され、前記第１の筒体に挿通可能な第２の筒体と、前記固定体に一方の端部が固定されると共に前記可動体に他方の端部が固定されたバネと、前記可動体に一方の端部が固定されると共に前記支持体に取り付けられた巻き取り手段に他方の端部が固定されたワイヤとを備える
ことを特徴とするプラグ。