JPH0261705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電所の圧力容器などの容器
を超音波探触子などの検査用センサを用いて容器
の健全性を検査する容器検査装置に関する。

原子力発電所の圧力容器及びその付近の構造は
第１図の通りであり、圧力容器は、胴体部１、下
鏡部３、スカート９の他にフランジ７，８によつ
て一体となる上鏡部２とから構成される。原子力
発電所の場合は、溶接線の近傍を定期的に超音波
などによつて検査することが規定されている。こ
のため、胴体部１の長手溶接線１０と周溶接線１
１についても検査する必要があるが、その周囲に
は保温材５とガンマーシールド６があり、その間
の空間は人間が通ることができない寸法である。
そこで、プラント建設時に予め溶接線に沿つて設
置した軌道に開口部１２の位置から駆動装置を取
付け、遠隔からこの超音波探触子を装着した駆動
装置を自動走査して検査を実施している。

第２図は、従来の長手軌道だけが設置された場
合の例を示したものであるが、駆動装置２５は長
手軌道２４の下部あるいは上部に取付けられた軌
道２４に沿つて走行するとともに探触子２６をア
ーム２７に沿つて走査することによつて長手軌道
２３及び周軌道２２の一部を検査することができ
る。この軌道２４にはラツ２９があり、駆動装置
２５のモータと連結したピニオン３２が噛合つて
移動する。この場合、走行途中でモータ駆動用の
ケーブル３１の断線あるいは何らかの原因でモー
タが遠隔から駆動できなくなつた時には、予め駆
動装置２５に取付けてあるワイヤ３０を引くこと
によつて、ピニオン３２とモータ間に設けたスベ
リクラツチをすべらせて回収する方式が用いられ
ている。この方式の欠点は、(1)引かない場合には
その場所に停止し、引いた場合のみ動くことが必
要であること、通常の走査には絶対にすべりクラ
ツチが動作しないこと、などから、かなり大きな
摩擦力を必要とするため、引く力もかなり必要と
し、回収する場合に苦労していた。(2)第３図のよ
うに圧力容器の胴体部２１に周軌道４０を設けタ
ーンテーブル４２により縦横に移動させた場合
は、引く方向と駆動装置２５の動く方向が異なる
ため滑車４１を設けたとしても引き戻すことがで
きない、ことである。

一方圧力容器胴体部の中間部には作業時間、放
射線被曝等の点から人間が近づくことが非常に難
しいため万一駆動装置がトラブルを起したとして
も確実に回収できることが必要である。このた
め、駆動装置は絶対にトラブルを発生させない機
構にする必要とともに万一発生した種々のトラブ
ルの場合も必ず回収できる機構がなければならな
い。このように、この装置には高い信頼性が要求
されている。しかし、従来は長手軌道の走査だけ
であつたため、周軌道上での回収は考える必要が
なかつたが、今後は周軌道の走査の要求されるた
めこの周軌道上でのトラブル時にも対処できるこ
とが必要である。それには駆動装置を引き戻すの
が胴体部の上下に限定されるため、垂直方向の力
を水平に変える機構と少ない力で駆動装置が周軌
道上を楽に走行できるようにすることが必要であ
る。

本発明の目的は、探触子駆動装置が周軌道はも
ちろんのこと縦軌道である長手軌道にあつても、
万一トラブルが発生し、駆動装置を遠隔から駆動
できなくなつた場合、問題なく楽に回収できる装
置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第一に、ラツクと
ピニオンの噛み合わせ及びその解除をする機構を
設ける。第二に、駆動装置に軌道に接触する接触
部を設け、接触部を軌道から接触させたり離した
りする機構を設ける。さらに第三に、前記接触部
が前記周方向軌道に接触しないように段差を設け
る。

第一の手段によつて、回収時に駆動装置の駆動
部が負荷とならないために引く力が小さくて済
む。さらに、確実に回収するためには、第一の手
段はトラブル発生時にピニオンがラツクから自動
的に離れるか、遠隔で制御できることが望まし
い。

第一の手段に第二の手段を付加すると、駆動装
置を縦軌道である長手軌道に沿つて落下方向（重
力方向）に回収する場合に、駆動装置と軌道との
間に適切な摩擦力を与えることができるので、駆
動装置が落下することなく安全に回収できる。こ
の時、接触部を車輪し、減速機構などの前記車輪
の回転し易さを調節する手段を設けることより、
駆動装置の自重と接触部に発生する負荷とのバラ
ンスを採ることによつて、ワイヤを引かなくても
安定に回収することができる。また、駆動装置を
縦軌道である長手軌道に沿つて反重力方向に回収
する場合に、接触部を車輪とし、ワンウエイクラ
ツチなどの接触車輪の回転方向を限定する手段を
設けることによつて、落下させることなく安定に
回収することができる。

さらに、第二の手段を設けると駆動装置が周軌
道にいる場合、第二の手段が駆動装置をワイヤで
引くときの負荷になる。このことを避けるため
に、周軌道では、接触部を軌道から離すように制
御するか、前記接触部が周方向軌道に接触しない
ように凹みなどの段差を設ける第三の手段を講じ
る。

圧力容器の胴体部を長手方向と周方向とについ
て遠隔から自動超音波探触子を走査するための駆
動装置の走査方式を第３図から説明すれば、以下
の通りである。探触子２６を装備した駆動装置２
５は長手軌道２４の下部あるいは上部に取付けら
れる。長手軌道２４から周軌道４０に移動させる
場合は、駆動装置２５をターンテーブル４２に乗
せた後、保温材５あるいはガンマーシールドを貫
通したハンドルによりターンテーブル４２を回転
し同軌道４０と方向を同じにする。また、周軌道
４０に移動させると同様にターンテーブル４２を
操作して長手軌道２４にも移動させることができ
る。

探触子駆動装置の構成を第４図，第５図に示
す。第４図は、駆動装置を保温材側から見た場合
の平面図であり、軌道２４、軌道４０からなる軌
道１２１に沿つて動くためのモータ１０１と、そ
のモータ１０１と一体になつたウオームと噛み合
つて回転し回転の方向を変えるとともにモータ１
０１の停止状態にあつても駆動装置を軌道のその
位置に停止しておくためのウオームギヤ１０５
と、それと一体になつて回転するシヤフト１０４
と、そのシヤフト１０４とともに回転するギヤ１
５０と、このギヤ１５０によつて同じ回転が与え
られ軌道１２１上のラツクと噛み合つて軌道方向
に動くための複数からなるピニオン１０２，１５
１と、その回転数から移動距離を検出するための
エンーダ１０３とから構成される軌道方向駆動部
がある。また、探触子ヘツド１０６を軌道１２１
と直角をなす方向に走査するためのアーム１１６
があり、アーム１１６は送りネジ１０７と２本の
パイプ１０８とからなり、探触子ヘツド１０６近
くに実装したモータにより回転が与えられ、送り
ネジ１０７が回転し、探触子ヘツド１０６をアー
ム１１６に沿つて動かすアーム方向駆動部があ
る。さらに、アーム１１６をアーム１１６の長手
方向の左右に動かすことによつて縦溶接線のシー
ムごとによるずれに対処するためのシフト機構が
ある。モータ１１０によつて得られた回転力を送
りネジ１１３に与えることにより、アーム１１５
は軌道１２１と直角の方向に移動する。この場
合、このアーム１１５は、アーム１１６と一体を
なしており、アーム１１５の移動に伴つて被検体
の曲率に近い曲率をもつたレール１０９に従つて
ロール１１２が回転することにより、アーム１１
６をシフトすることができる。すなわち、シーム
ごとの溶接線のずれに伴つてアーム１１６の中心
を溶接線の中心にシフトさせることにより、溶接
線のずれに対処した検査ができる。左右にシフト
できることにより、圧力容器胴体の上部から駆動
装置を走査する場合あるいは下部から走査した場
合の縦溶接線のずれの方向が逆になつても何ら問
題なく適用できる。ローラ１１７は、軌道１２１
に取付けるために設けられる。第５図は、駆動装
置の側面図であり、アーム１１６は探触子ヘツド
１０６が軌道１２１と直角をなす方向に動けるよ
うになつているとともに台車１２０に取付けられ
ている。この台車１２０には複数のローラ１１２
があり、アーム１１５の動きに応じてレール１０
９に沿つて動くことによりアーム１１６のシフト
を行う。レール１０９は、圧力容器胴体の周方向
に動くためにその曲率に近い曲率を設け、探触子
１０６を被検体に近づけるようにしてある。この
他、探触子１０６を被検体に押付けて走査する
と、その接触面が摩擦するだけでなく、走行摩擦
が大きくなるため、被数個のボール１１９によつ
て検査に支障を与えない程度、例えば、探触子１
０６と被検体の間に0.5mmのギヤツプを作るよう
に探触子１０６を取付けてある。また、この押付
けを一定圧力で行なうためにエアーシリンダー１
１８がある。

探触子をアーム方向に動かすためのアーム方向
駆動部を第６図によつて説明すれば、モータ１３
０の回転力を一旦ギヤヘツド１３１で減速すると
ともにトルクを大きくしてギヤ１３４に伝える。
ギヤ１３４からさらにギヤ１３５に回転が与えら
れることによつて送りネジ１０７が回転する。こ
こで、ギヤ１３５はストツパー１３２及び２本の
パイプ１８によつて回転だけに限定されているた
め、このモータ１３０を含めた部分が送りネジ１
０７に従つて移動する。この移動部分と接触子を
一体とすることによつてアーム上を軌道と直角方
向に移動することができる。また、ギヤ１３５の
回転はさらにギヤ１３３にも伝えられ、エンコー
ダ１３７を回転させることによつて探触子の移動
距離が検出される。

永久配置される軌道は、プラント稼動中に300
℃近い高温雰囲気になるため熱膨張するが、検査
を実施する場合はプラントが停止するため常温近
い温度になり収縮する。そこで、この軌道におい
て熱膨張に対処する目的で一定間隔ごとに第７図
のように軌道１２１Ａ，１２１Ｂの間に空間を設
けている。軌道を挟むように駆動装置上に設けら
れたローラ１１７が軌道側面上の溝１６１を走行
するため、駆動装置２５は軌道から脱離すること
はない。この場合、ローラ１１７Ａが軌道１２１
Ａと軌道１２１Ｂの接続部の空間にくると脱輪す
るが、それと組合つた他のローラ１１７Ｂと、他
の組のローラ１１７Ｃ，１１７Ｄとによつて駆動
装置２５を軌道１２１に取付けた状態にできる。
その後、駆動装置２５が進行するとローラ１１７
Ａは軌道１２１Ｂに取付き、ローラ１１７Ｂが脱
輪するが、ローラ１１７Ａとともにローラ１１７
Ｃ，１１７Ｄとで軌道１２１に駆動装置２５を取
付けた状態にできる。このように軌道１２１Ａ，
１２１Ｂの間に空間があつても少なくとも６個の
ローラが接するため、なんら問題なく駆動装置２
５を走行させることができる。

第３図の駆動装置２５がターンテーブル４２か
ら周軌道４０に移動する場合のダブルピニオンの
動作を第８図から説明すれば、ターンテーブル４
２に乗つた駆動装置２５は、ターンテーブル４２
と周軌道４０とのギヤツプを乗越して周軌道４０
に移動させるため、モータの回転力が伝えられる
ギヤ１５０を介したピニオン１５１がラツク１５
２と噛み合つて走行する。ギヤツプ手前で一旦駆
動装置２５を停止させる。この位置合せは、周軌
道４０に設けたカウンドツクを駆動装置２５に装
備したセンサによつて検出し信号によつて行う。
次にギヤ１５０から同じ回転が与えられているピ
ニオン１０２をエアーシリンダ１５５に遠隔から
空気圧をかけ、ラツク１５３に押付けて噛み合せ
る。次にエアーシリンダ１５４の空気圧を遠隔か
らの操作により低下させピニオン１５１をラツク
１５２から外す。この状態でギヤ１５０に連なる
モータに回転を与えれば、駆動装置２５はギヤツ
プを乗り越して周軌道４０に移動できる。周軌道
４０上の走行時は、ピニオン１５１をラツク１５
２に噛み合せて両ピニオン１５１，１０２でもよ
いし、ピニオン１０２あるいはピニオン１５１の
各々単独で走行してもよい。

第３図の周軌道４０上に駆動装置２５がある場
合に空気圧供給系統の配管がなんらかの原因で切
断した場合は、エアーシリンダへの空気圧の供給
が停止するため、両ピニオンがラツクから外れ、
駆動装置２５の走行ができなくなる。このため、
駆動装置２５を取付位置まで回収するため、ケー
ブル３１内に設けたワイヤによつて手動で引くこ
とにより滑車４１を支点としてターンテーブル４
２上の所定の位置に乗せ、ターンテーブル４２を
回転させ長手軌道２４に移動させる。この場合、
重力により駆動装置２５が落下するため、駆動装
置２５には、第９図に示すようなスローダウン機
構がある。通常状態での駆動装置２５は、軌道４
０側面の溝ローラ１１７が入り、かつ、モータ５
５の回転力はギヤ５４を介してピニオン５２に伝
えられ、ラツク５１と噛み合つて軌道４０に沿つ
て走行する。空気圧断などでエアーシリンダ１５
５はスプリング６９により戻され、これと連結し
たピニオン１０２はラツク１５３から離れる。こ
のため長手軌道にある場合は重力により落下する
が、これを防止するため、別のエアーシリンダ５
９に連結したローラ５７をスプリング５８によつ
て軌道４０に押付ける。このローラ５７は通常エ
アーシリンダ５９に供給された空気圧６６の力に
よつてスプリング５８を収縮した状態にしてあ
る。ローラ５７にはワンウエイクラツチ６１とギ
ヤボツクス６０が連結してある。長手軌道の下部
から駆動装置２５を取付けた場合は、下部に回収
する必要があるため、予めレバー６５を操作して
ギヤ６３，６４，６２を連結しておく。すなわ
ち、下部に回収する場合は、空気圧６６断により
ローラ５７が軌道４０に押付けられると重力と摩
擦力によりローラ５７は回転し、その回転力はワ
ンウエイクラツチ６１を介してギヤボツクス６０
に伝達される。この場合のワンウエイクラツチ６
１は、回転力が伝えられるような方向になつてい
る。このため、ローラ５７の回転速度はギヤボツ
クス６０によつて低速化され、駆動装置２５をス
ローダウンさせることができる。また、長手軌道
の上部から駆動装置を取付けた場合は、予めレバ
ー６５を操作してギヤ６４をギヤ６３，６２とか
ら外しておく。上部、下部のいずれの場合でも駆
動装置２５は必ずケーブルのトラブルを防止する
ためケーブル取付部の反対側に進むように取付け
られる。このため、空気圧断になると頭の方向か
ら落下しようとする。すなわち、下部の場合と方
向がまつたく逆になる。この場合は、ローラ５７
が下側に向けて回転しようとする力がワンウエイ
クラツチ６１によつて停止される。そこで、ワイ
ヤを引いた方向にのみ動き、上部に駆動装置２５
を回収することができる。

他方、周軌道に駆動装置２５がある場合は、空
気圧６６断によりエアーシリンダ５９が作動しロ
ーラ５７を押出し、ローラ５７を軌道４０に押付
けるように動作するが、周軌道の場合には溝６７
が設けてあるため軌道４０とローラ５７とは接触
せず、ワイヤーを手動で引けば駆動装置２５を楽
にターンテーブルまで移動させることができる。
この後の長手軌道上の回収は、前記したように各
各上部、下部から取付けた場合と同様である。次
に、ワイヤを手動で引いた場合のターンテーブル
上での位置決めは、第１０図のように周軌道４０
に設けた溝６７に沿つてローラ５７は移動する
が、ターンテーブル４２に設けた溝７０は、ター
ンテーブルの途中でなくなつているためローラ５
７はここで停止する。このようにして駆動装置を
位置合せすることができる。ここで、ハンドル７
１を回転させれば、ターンテーブル４２の溝７０
のない部分を接触し、下部取付の場合は重力と摩
擦力によつて駆動装置がスローダウンする。ま
た、上部取付の場合は引き上げることができる。
ここで、ローラ５７にはゴム等の摩擦係数の大き
いものが適切である。

第９図から空気圧６６断によつてエアーシリン
ダ５９，６９が同時に動作させるのでなく、ま
ず、エアーシリンダ５９の方が先に動作した方が
駆動装置２５の落下を防止できる。このため、ス
プリング６９よりスプリング５８が強いことある
いはエアーシリンダ５９の方が高い空気圧で動作
することが必要である。

本実施例によれば、次のような効果がある。

(1) ピニオンを必要に応じて遠隔からの操作によ
りラツクから離すことができる。また、空気圧
が得られなくなつた時あるいは配管破断などで
空気圧が得られなくなつた時もラツクからピニ
オンを離すことができる。

(2) ピニオンをダブルピニオンとし、各々を独立
して操作する方式にしたため、軌道とターンテ
ーブルなどのギヤツプをピニオンを切換えるこ
とによつて確実に乗越すことができる。

(3) 駆動装置が長手軌道上にある場合あるいは周
軌道上にある場合のそれぞれに合致した回収を
することができる。すなわち、長手軌道下部か
ら取付けた場合は、ゆつくりとした速度で降下
させることができる。また、長手軌道上部から
取付けた場合は、その位置に停止し引き戻す力
の方向のみ動くことができる。さらに、周軌道
にある場合は、小さな力にでも引戻せるように
なつており、ターンテーブル移動後は前記長手
軌道上における回収方法により、回収できる。

(4) 引き戻す小さな力を与えればよく細かな操作
を必要としないこと、及び機械が単純であるた
め装置重量や大きさに影響がほとんどなく、信
頼性も高い。

尚本発明は、これまで説明されたことに限定さ
れることなく、次のような場合にも応用できる。

(1) ピニオンへの回転力伝達をギヤから直接与え
られるような方式にしたが、例えば、この間に
チエーンなどを介することによつてそれらの間
隔を自由に変える方式にしてもよい。

(2) ピニオン押付け用エアーシリンダへ空気圧供
給系続が破断するなど空気圧低下する場合のト
ラブルについて説明したが、当然ながら空気圧
が抜けず高圧状態で遠隔から操作できない場合
も考えられる。このため、このような場合に対
処して空気圧供給系統のエアーシリンダ近くに
電磁弁を入れ、非常電源によつて外部に空気を
逃がすこともできる。

(3) 周軌道に凹部を設け回収機構のローラと接触
しないようにしたが、これに限定されることな
く、例えば、周軌道を平にし、長手軌道に凸部
を設け、ローラが長手軌道の凸部とのみ接触す
るようにしてもよい。

(4) 軌道とターンテーブルとのギヤツプを切換え
る方式について説明したが、このギヤツプ間と
接するラツクのピツチが合つていればピニオン
の切換をする必要がない。また、このピツチの
ずれ分に対処して予めピニオンの間隔が変化で
きるようにした場合もピニオンの切換をする必
要がない。

(5) ピニオンをエアーシリンダで直接作動させる
方式について説明したが、これに限定されるも
のでなく、レバーなどの機構を中間に介してエ
アーシリンダの作動方向とピニオンの動く方向
を変えることもできるし、そのレバーの支点を
変えることによつて押付け力を増加、減少させ
ることもできる。

(6) 回収機構の押付けローラを軌道長手方向に１
個だけ取付けた例について説明したが、軌道長
手方向にギヤツプを乗越せるような間隔に２個
設けてもよいし、また、軌道幅方向に摩擦力を
高めるために２個以上列べることも有効であ
る。

(7) 作動流体は空気に限定されることなく、他の
種類の気体あるいは目的に応じて液体を使用し
ても何ら目的から逸脱するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は検査対象の圧力容器を説明するための
図、第２図は従来の検査方法を説明するための
図、第３図は本発明を説明するための検査方法を
説明するための図、第４図，第５図は駆動装置の
構成を説明する図、第６図，第７図は駆動機構の
動作を説明するための図、第８図は軌道ギヤツプ
を乗越すためのダブルピニオンの動作説明図、第
９図は回収機構の構成と動作を説明するための
図、第１０図はターンテーブル上での位置決めの
一例を説明するための図である。 ２４…長手軌道、２５…探触子駆動装置、４０
…周軌道、１０２，１５１…ピニオン、１５２，
１５３…ラツク、１５４，１５５…エアーシリン
ダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器に沿つて縦方向、周方向に敷設されラツ
   クを具備する軌道と、前記軌道に複数の車輪によ
   つて装着され前記ラツクに噛み合うピニオンによ
   つて前記軌道上を走行する駆動装置と、前記駆動
   装置に取付けられ前記駆動装置を回収するための
   牽引手段とを有する容器検査装置において、 前記ラツクとピニオンの噛み合わせ及びその解
   除をする機構を設けたことを特徴とする容器検査
   装置。 ２ 前記駆動装置に前記軌道に接触する接触部を
   設け、前記接触部を軌道から接触させたり離した
   りする機構を設けたことを特徴とする特許請求範
   囲第１項記載の容器検査装置。 ３ 前記接触部を車輪とし、前記接触車輪の回転
   し易さを調節する手段を設けたことを特徴とする
   特許請求範囲第２項記載の容器検査装置。 ４ 前記接触部を車輪とし、前記接触車輪の回転
   方向を限定する手段を設けたことを特徴とする特
   許請求範囲第２項記載の容器検査装置。 ５ 前記接触部が前記周方向軌道に接触しないよ
   うに段差を設けたことを特徴とする特許請求範囲
   第２項、第３項又は第４項記載の容器検査装置。