JP2952045B2 - ベローズ清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベローズ清掃装置に係
り、ベローズ溝が狭あい部に面している場合に、その清
掃作業を実施するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電関連施設で使用されている配
管、あるいは火力発電プラントや化学プラント等の各種
配管の接続箇所において、配管の大きな熱変位を吸収す
るように、配管の長さ方向の大きな伸縮量を許容する必
要がある場合には、配管の継手部分に成形ベローズや溶
接ベローズが使用される。

【０００３】図６及び図７は、沸騰水型原子炉のサプレ
ッションチェンバにおけるベント管の部分に配されるベ
ローズの取り付け構造例を示すものである。

【０００４】原子炉格納容器Ａの外方に取り付けられた
ベント管Ｂの先端は、サプレッションチェンバＣを貫通
するとともに、その内部において、ベントヘッダＤ及び
ダウンカマＥを介してサプレッションチェンバＣのプー
ル水に連通させられており、ベント管Ｂの回りには、こ
れを環状間隙Ｆを空けて囲むベントノズルＧがサプレッ
ションチェンバＣの壁に取り付けられ、ベント管Ｂとベ
ントノズルＧとの環状間隙Ｆは、サプレッションチェン
バＣの内部に対して連通状態とされるとともに、その反
対側にベローズＨを配することによって、外気から隔離
されている。

【０００５】該ベローズＨは、図７に示すように、ベン
ト管Ｂに対して端板Ｉ及び取り付けスリーブＪを介して
取り付けられ、中間に中間スリーブＫ及び取り付けフラ
ンジＬを介在させており、外側に保護のためにガードパ
イプＭを配した構造とされている。

【０００６】一方、ベローズＨは、内面に波形状の凹凸
が付与されることに基づいて窪部となるベローズ溝Ｘが
形成され、該ベローズ溝Ｘの下方位置となる部分に塵埃
等が堆積し易い構造となっている。したがって、原子炉
の建設時の塵埃の堆積、原子炉運転開始後の放射性物質
の拡散、サプレッションチェンバのプール水によって生
じた水蒸気の結露現象等の要因が重畳して、放射化した
塵埃等がベローズ溝Ｘに付着することが考えられる。

【０００７】このため、原子力発電関連施設に使用され
るベローズＨにおいては、ベローズ溝Ｘの塵埃の付着量
が大きいと、定期検査時等において、原子炉格納容器や
サプレッションチェンバに作業員が立ち入る場合に、放
射線被曝量が大きくなり、定期検査時等の作業性が低下
するものとなるので、例えばサプレッションチェンバＣ
の内部の各種作業に先立って、塵埃等を除去する清掃作
業を行なうことが必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかるベローズＨの内
面の清掃作業は、ベント管ＢとベローズＨとの環状間隙
Ｆが狭あい部分となるために、作業性が著しく損なわれ
るものとなる。図６及び図７に示すベローズＨでは、例
えばベント管Ｂの外径が1464mmないし2075mm、ベントノ
ズルＧの内径が1564mmないし2175mmである場合、ベント
管ＢとベントノズルＧとの間隙寸法が50mm程度であり、
かつ、ベントノズルＧの開口から、端板Ｉまでの奥行き
寸法が、例えば短い部分で1550mm、長い部分で2350mm程
度である。

【０００９】このため、サプレッションチェンバＣの内
部に、例えば特開昭６１−２６５１６８号において提案
されている原子炉の圧力抑制室用足場装置( 足場装置 )
Ｎを設置して、作業用足場を確保した場合においても、
狭あい部分となるベローズＨのベローズ溝Ｘの清掃作業
を人手によって実施することは困難である。また、環状
間隙Ｆに位置するベローズ溝Ｘの内面を清掃する機械的
装置は、未だ開発されていない。

【００１０】本発明は、このような課題を有効に解決す
るものである。つまり、ベローズ溝が狭あい部に面して
いる場合に、その清掃作業を遠隔操縦によって実施する
ことを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決する手
段として、本発明に係るベローズ清掃装置は、ベント管
の外周面に、周方向に沿って相互平行に配設される旋回
ガイドレール及び凹凸リングと、旋回ガイドレールに取
り付けられベント管の軸方向に延ばされた支持枠と、該
支持枠にその長手方向に移動可能に支持される移動枠
と、該移動枠の先端に搭載されベローズ溝の清掃作業を
行なう作業部と、支持枠に搭載され凹凸リングに係合し
て支持枠を旋回させる旋回駆動手段と、支持枠と移動枠
との間に配され移動枠を支持枠の長手方向に移動させる
往復駆動手段とを具備し、前記作業部が、ベローズ溝の
中に揺動可能に挿入されるとともに回転させられる回転
清掃ブラシと、該回転清掃ブラシに連結され回転清掃ブ
ラシをその中心軸線まわりに回転させるブラシ回転用モ
ータと、回転清掃ブラシに連結され回転清掃ブラシをそ
の基端を中心に揺動させる首振り用モータとを有する構
成としている。

【００１２】

【作用】ベント管の外周面に、旋回ガイドレールと凹凸
リングとを配設しておいて、支持枠をベローズ溝に面す
る狭あい部に挿入する。旋回駆動手段の作動により支持
枠をベント管の周方向に移動させて旋回位置の設定を行
ない、往復駆動手段の作動により移動枠を支持枠の長手
方向に移動させて作業位置の設定を行ない、移動枠に搭
載されている作業部の作動によって、ベローズ溝の清掃
作業を実施するものである。この場合、作業部の首振り
用モータによって回転清掃ブラシをその基端を中心に揺
動させて、回転清掃ブラシをベローズ溝内に挿入すると
ともに、ブラシ回転用モータによって回転清掃ブラシを
その中心軸線まわりに回転させながら、前記首振り用モ
ータによって回転清掃ブラシの揺動を行なうことによ
り、ベローズ溝の内部を広範囲に清掃することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るベローズ清掃装置の一実
施例について、図１ないし図５に基づいて説明する。

【００１４】図１ないし図５において、符号１は旋回ガ
イドレール、２は凹凸リング、３は支持枠、４は移動
枠、５は作業部、６は旋回駆動手段、７は往復駆動手段
である。

【００１５】前記旋回ガイドレール１は、図６によって
示したベント管ＢがベントノズルＧから露出している部
分や、環状間隙Ｆの入口近傍に、ベント管Ｂの外周面に
対して密着状態に周方向に沿って配され、かつ、図１に
示すように、左右間隔を空けた状態に一対配される。

【００１６】前記凹凸リング２は、表面に規則的な凹凸
を有する例えばチェーンであり、旋回ガイドレール１の
近傍に相互平行状態に、ベント管Ｂの外周面に密着状態
に一対配される。

【００１７】前記支持枠３は、全体がアルミ材等によっ
て軽量化されており、図１に示すように、一対の旋回ガ
イドレール１の幅の範囲内の旋回フレーム材31と、該旋
回フレーム材31に固定され旋回ガイドレール１及び凹凸
リング２と直交するベント管Ｂの軸方向に延ばされた長
方形形状の挿入フレーム材32と、旋回フレーム材31に接
続されベント管Ｂからの脱落を防止するためベント管Ｂ
を取り巻くとともに途中に旋回移動を補助するローラ等
を備えた連結材33と、旋回フレーム材31に配され旋回ガ
イドレール１に沿って転動する複数の旋回ガイドローラ
34と、挿入フレーム材32の両内側に配されベント管Ｂの
軸方向に間隔を空けた複数の往復移動用ガイドローラ35
とを有するものである。

【００１８】前記移動枠４は、支持枠３における複数の
往復移動用ガイドローラ35にまたがって、ベント管Ｂの
軸方向に移動可能に支持される直進ガイドレール41を有
している。

【００１９】前記作業部５は、移動枠４の先端部に搭載
されるベローズ溝清掃手段51と、ベント管表面清掃手段
52と、点検手段53とによって構成される。

【００２０】前記旋回駆動手段６は、図４に示すよう
に、旋回フレーム材31に搭載される直流モータ等の旋回
用モータ61と、該旋回用モータ61の回転力を伝達する旋
回力伝達系62と、該旋回力伝達系62に連結され凹凸リン
グ２の凹凸部と係合するスプロケット等の係合車63と、
旋回力伝達系62の回転によって旋回量を検出するための
旋回用エンコーダ64とを有するものとされる。

【００２１】前記往復駆動手段７は、図４及び図５に示
すように、支持枠３の挿入フレーム材32の基部に搭載さ
れる直流モータ等の伸縮用駆動モータ71と、伸縮用駆動
モータ71の回転力を伝達しかつ移動枠４の基部等に接続
されている伸縮用駆動ベルト72と、該伸縮用駆動ベルト
72が巻回され支持枠３の中間部等の適宜位置に回転可能
に取り付けられている伸縮用駆動プーリー73とを有する
ものとされる。

【００２２】そして、前記作業部５におけるベローズ溝
清掃手段51は、図４及び図５に示すように、移動枠４の
基部等に搭載されるブラシ回転用モータ5aと、該ブラシ
回転用モータ5aの回転力を伝達する回転力伝達系5bと、
該回転力伝達系5bに連結され回転方向を９０度変換する
とともに移動枠４の先端に対して旋回可能に取り付けら
れベベルギヤを組み合わせたギヤボックス等からなる回
転方向変換部5cと、該回転方向変換部5cに接続されベロ
ーズ溝Ｘの中に挿入されるとともに回転させられる回転
清掃ブラシ5dと、移動枠４の基部等に搭載される首振り
用モータ5eと、該首振り用モータ5eの回転力を伝達する
揺動力伝達系5fと、該揺動力伝達系5fの先端と回転方向
変換部5cとの間を連結し回転清掃ブラシ5dを揺動させる
ためのギヤ群等の接続手段5gとを有するものとされる。

【００２３】前記ベント管表面清掃手段52は、図５に示
すように、ベローズ溝清掃手段51における回転力伝達系
5bの途中に接続されてその回転力が供給されるプーリー
やベルトの組み合わせからなる回転力分岐系5hと、該回
転力分岐系5hに連結されて回転させられかつベント管Ｂ
の表面に接触させられるベント管表面清掃用ブラシ5i
と、該ベント管表面清掃用ブラシ5iを移動枠４の側部等
に回転可能に取り付けるための支持ブラケット5jとを有
するものとされる。

【００２４】なお、前記回転清掃ブラシ5dやベント管表
面清掃用ブラシ5iは、ベローズＨやベント管Ｂに外傷を
付けない程度の柔らかさを有する例えばステンレス製の
細毛等が適用される。

【００２５】前記点検手段53は、移動枠４の先端等の適
宜位置に搭載され、ベローズ溝清掃手段51及びベント管
表面清掃手段52の作業状況や移動枠４の先端近傍のベロ
ーズ溝Ｘにおける異物( 塵埃等 )の堆積状態を映像化す
るためのＴＶカメラや、照明手段等を有するものであ
る。

【００２６】また、点検手段53は、信号伝達ケーブル等
によって狭あい部から離間した監視手段と接続され、該
監視手段は、ＴＶモニタ、ＴＶレコーダ、記録装置等に
よって構成される。

【００２７】このような構成のベローズ清掃装置は、作
業部５の作動によるベローズ溝Ｘの清掃作業やベント管
表面の清掃作業に先立って、図１ないし図３に示すよう
に、清掃所望箇所であるベント管ＢとベントノズルＧと
の環状間隙Ｆに組み付けられる。

【００２８】外周面に旋回ガイドレール１及び凹凸リン
グ２を、ピンジョイント部によって連結する等の適宜手
段によって全体を環状とし、かつ、ベント管Ｂの外周面
に対して一体化状態に配設する。

【００２９】旋回ガイドレール１及び凹凸リング２をベ
ント管Ｂの外周面に取り付けた後、支持枠３における旋
回フレーム材31の部分を、環状間隙Ｆの上部に挿入し
て、ベント管Ｂの上面に載置してその荷重の支持を行な
う。

【００３０】そして、旋回フレーム材31の部分につい
て、複数の旋回ガイドローラ34を旋回ガイドレール１に
係合することによって、ベント管Ｂの軸方向の位置を設
定する。この位置設定によって、支持枠３の一部の旋回
フレーム材31が旋回移動可能な状態となる。

【００３１】旋回フレーム材31の部分について、係合車
63を凹凸リング２の凹凸部分に噛み合わせることによっ
て、旋回フレーム材31が旋回駆動できるようになる。

【００３２】旋回フレーム材31には、その両端に図１に
示すように、複数本の連結材33を接続して、ベント管Ｂ
からの脱落防止を行なう。

【００３３】旋回ガイドレール１に支持させた状態の旋
回フレーム材31の上に、挿入フレーム材32を環状間隙Ｆ
に一部挿入状態に、かつ、その長手方向がベント管Ｂの
軸方向に合うように搭載して、旋回フレーム材31に対し
てボルト止め等によって固定する。

【００３４】また、挿入フレーム材32の上に、移動枠４
及び作業部５を搭載し、移動枠４の直進ガイドレール41
を、往復移動用ガイドローラ35に係合して支持させ、ベ
ント管Ｂの軸方向の移動性を得る。

【００３５】これらの支持枠３への移動枠４及び作業部
５の搭載に際して、支持枠３の重心位置をベント管Ｂの
真上に来るように旋回位置を調整しておくことによっ
て、搭載すべき部分の重量をベント管Ｂに支持させなが
ら、組み付け作業を円滑に実施することができる。

【００３６】支持枠３、移動枠４等は、図２及び図３に
示したように、全体として薄形となり、環状間隙Ｆの厚
さ寸法が例えば５０mmである場合には、その中を自由に
移動できる例えば３０mm程度の厚さに設定される。この
場合にあって、作業部５等もその厚さの範囲内となるよ
うに設定される。

【００３７】以下、ベローズＨのベローズ溝Ｘの清掃作
業と、ベント管Ｂの表面の清掃作業について説明する。

【００３８】旋回駆動手段６の作動によって、支持枠３
をベント管Ｂの周方向に移動させて旋回位置の設定を行
なうとともに、往復駆動手段７の作動によって移動枠４
を支持枠３の長手方向に移動させて、作業部５を所望の
作業位置まで繰り出し、ベント管Ｂの軸方向位置の設定
を行なう。

【００３９】作業部５を所望の位置近傍まで送り込んだ
後、点検手段53を作動させて移動枠４の先端近傍の状況
を映像化し、前述した監視手段のＴＶモニタによって監
視する。

【００４０】ベローズ溝Ｘに異物の堆積が認められる場
合、ベント管Ｂの表面に異物の付着や堆積が認められる
場合等にあっては清掃範囲を設定して、ベローズ溝清掃
手段51とベント管表面清掃手段52との同時作動、また
は、別個作動によってその部分の清掃作業を開始する。

【００４１】ベローズ溝Ｘの清掃を行なう場合である
と、首振り用モータ5eの作動によって回転方向変換部5c
を旋回させて、回転清掃ブラシ5dを清掃すべきベローズ
溝Ｘの中に挿入するとともに、ブラシ回転用モータ5aの
作動によって回転清掃ブラシ5dを回転させ、堆積してい
る異物を除去する。

【００４２】この場合にあって、回転清掃ブラシ5dをベ
ローズ溝Ｘの中で回転させながら、首振り用モータ5eの
作動によって 回転清掃ブラシ5dの揺動を行なうと、ベ
ローズ溝Ｘの内部を広範囲に清掃することができ、旋回
用モータ61の作動によって支持枠３を旋回移動させる
と、回転清掃ブラシ5dをベローズ溝Ｘの長さ方向に沿っ
て周方向に移動させて、清掃位置を変更することができ
る。

【００４３】一方、ベント管Ｂの表面の清掃は、前述し
たように、ベローズ溝Ｘの清掃と同時または別個に行な
われるが、図１ないし図５に示した例では、ブラシ回転
用モータ5aの作動時によって、ベント管表面清掃手段52
が常時回転させられる作動状態となる。

【００４４】したがって、回転清掃ブラシ5dがベローズ
溝Ｘの中で回転させられている場合には、同時清掃状態
となり、回転清掃ブラシ5dがベローズ溝Ｘから外れてい
る場合には、別個の清掃状態となる。

【００４５】このため、回転清掃ブラシ5dをベローズ溝
Ｘから外した状態としておいて、作業部５の位置を周方
向及び往復方向に変更しながら、ブラシ回転用モータ5a
の作動に基づいてベント管表面清掃用ブラシ5iを回転さ
せることによって、ベント管Ｂの表面の任意の位置を別
個に清掃することができる。

【００４６】そして、ベローズ溝Ｘの清掃位置をベント
管Ｂの軸方向に変更する場合には、伸縮用駆動モータ71
を作動して、移動枠４をベローズ溝Ｘの１ピッチ分だけ
移動させることによって行なわれる。

【００４７】ベローズ溝Ｘの内面及びベント管Ｂの表面
の異物の除去後には、再び点検手段53の作動によって、
ベローズ溝Ｘやベント管Ｂの状況を映像化してその確認
を行なう。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るベローズ清掃装置によれ
ば、ベント管の外周面に旋回ガイドレール及び凹凸リン
グが配され、旋回ガイドレールに支持枠が走行可能に取
り付けられ、支持枠に作業部を先端に搭載した移動枠が
移動可能に支持され、作業部の作動によってベローズ溝
の清掃を行なうものとしているから、以下のような効果
を奏する。 （１）旋回ガイドレール等を狭あい部の入口等の作業条
件の良好な箇所に取り付けて、狭あい部に移動枠の先端
を送り込んで、目的とする箇所の清掃作業を確実に実施
することができる。 （２）移動枠を狭あい部に送り込むことによって、作業
部が清掃作業位置に設定され、労力の低減を図ることが
できる。 （３）支持枠、移動枠、作業部に駆動源を搭載すること
によって、遠隔操縦が可能となり、狭あい部から離間し
た位置において、ベローズの清掃作業を実施することが
できる。また、作業部が、ベローズ溝の中に揺動可能に挿入され
るとともに回転させられる回転清掃ブラシと、該回転清
掃ブラシに連結され回転清掃ブラシをその中心軸線まわ
りに回転させるブラシ回転用モータと、回転清掃ブラシ
に連結され回転清掃ブラシをその基端を中心に揺動させ
る首振り用モータとを有するものであるから、清掃作業
時に、作業部の首振り用モータによって回転清掃ブラシ
をその基端を中心に揺動させて、回転清掃ブラシをベロ
ーズ溝内に挿入するとともに、ブラシ回転用モータによ
って回転清掃ブラシをその中心軸線まわりに回転させな
がら、前記首振り用モータによって回転清掃ブラシの揺
動を行なうことにより、ベローズ溝の内部を広範囲に清
掃することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベローズ清掃装置の要部の一実施
例を示す正面図である。

【図２】本発明に係るベローズ清掃装置の要部の一実施
例を示す底面図である。

【図３】本発明に係るベローズ清掃装置の要部の一実施
例を示す右側面図である。

【図４】図１例のベローズ清掃装置の基部の拡大図であ
る。

【図５】図１例のベローズ清掃装置の作業部近傍の拡大
図である。

【図６】沸騰水型原子炉のサプレッションチェンバに配
されるベローズの取り付け構造例を示す一部を断面した
正面図である。

【図７】図６の鎖線Ｇ部分の拡大図である。

【符号の説明】

Ｂ ベント管 Ｆ 環状間隙 Ｇ ベントノズル Ｈ ベローズ Ｘ ベローズ溝 １ 旋回ガイドレール ２ 凹凸リング ３ 支持枠 ４ 移動枠 ５ 作業部 ６ 旋回駆動手段 ７ 往復駆動手段 31 旋回フレーム材 32 挿入フレーム材 33 連結材 34 旋回ガイドローラ 35 往復移動用ガイドローラ 41 直進ガイドレール 51 ベローズ溝清掃手段 52 ベント管表面清掃手段 53 点検手段 61 旋回用モータ 62 旋回力伝達系 63 係合車 64 旋回用エンコーダ 71 伸縮用駆動モータ 72 伸縮用駆動ベルト 73 伸縮用駆動プーリー 5a ブラシ回転用モータ 5b 回転力伝達系 5c 回転方向変換部 5d 回転清掃ブラシ 5e 首振り用モータ 5f 揺動力伝達系 5g 接続手段 5h 回転力分岐系 5i ベント管表面清掃用ブラシ 5j 支持ブラケット

フロントページの続き (72)発明者 穂積 清介 神奈川県横浜市金沢区福浦一丁目９番４ 号 石川島検査計測株式会社 横浜第二 事業所内 (72)発明者 宮原 修二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第一工 場内 (72)発明者 上原 敏雄 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第一工 場内 (56)参考文献 実開 平２−129898（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−129899（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−3489（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B08B 9/02 G21F 9/00 G21F 9/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベント管の外周面に、周方向に沿って相
   互平行に配設される旋回ガイドレール及び凹凸リング
   と、旋回ガイドレールに走行可能に取り付けられベント
   管の軸方向に延ばされた支持枠と、該支持枠にその長手
   方向に移動可能に支持される移動枠と、該移動枠の先端
   に搭載されベローズ溝の清掃作業を行なう作業部と、支
   持枠に搭載され凹凸リングに係合して支持枠を旋回させ
   る旋回駆動手段と、支持枠と移動枠との間に配され移動
   枠を支持枠の長手方向に移動させる往復駆動手段とを具
   備し、 前記作業部が、ベローズ溝の中に揺動可能に挿入される
   とともに回転させられる回転清掃ブラシと、該回転清掃
   ブラシに連結され回転清掃ブラシをその中心軸線まわり
   に回転させるブラシ回転用モータと、回転清掃ブラシに
   連結され回転清掃ブラシをその基端を中心に揺動させる
   首振り用モータとを有する ことを特徴とするベローズ清
   掃装置。