JPH0418203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気発生装置（ボイラー）の管及び
管板を遠隔操作により修理するためのマニピユレ
ータに関し、特に、遠隔操作により蒸気発生装置
に着脱することができ、かつ、工具などの補助器
具の迅速な交換を可能にする遠隔修理操作用マニ
ピユレータに関する。

従来の技術 いろいろな環境においていろいろな作業を遠隔
操作により行うためのプラツトホームやキヤリツ
ジを必要とする用例がある。又、作業ステーシヨ
ンを作業又は加工がなされている表面又は部材に
対して移動させることも必要とされる。作業空間
の制限や、人体の安全の面からそのような移動を
遠隔的に制御することが望ましい場合がある。そ
の典型的な例は、原子力エネルギー利用の蒸気発
生装置である。原子力蒸気発生装置においてはそ
の内部の管の幾つかを点検し、あるいは修理する
ことが必要とされる。通常、そのような修理が必
要とされるのは、蒸気発生装置が作動され、従つ
て、放射能で汚染された後である。蒸気発生装置
内の放射能レベルは比較的高いので、その環境内
で人間が過ごすことができる時間は厳しく制限さ
れる。更に、このような環境内で人間が作業する
には、重くて嵩張る衣服を着用しなければならな
いので、著しく動きを制限され、視界を狭めら
れ、スタミナを消耗させられる。従つて、必要な
作業を実施するための遠隔操作及び制御可能な手
段を提供することが望ましく、時には必要不可欠
な場合がある。

例えば渦電流プローブを管内へ通すことなどの
専用機能を実施するための多くの装置が従来から
開発されている。例えば、米国特許第3931752号
には、業界内で「フインガーウオーカ」（finger
walker）と称されるようになつた装置が開示さ
れているが、この装置は、作業速度が遅く、制御
及び正確な位置づけが困難であり、管板にしつか
りと固定した状態に保持することができない。従
つて、この装置即ちマニピユレータは、重い荷重
を担持することができず、貫流型蒸気発生装置の
頂部ヘツド内で操作することはできない。又、こ
の装置を、蒸気発生装置に装着したり、取外した
りするには、人間がその危険な蒸気発生装置内に
入らなければならない。

米国特許第4216832号にも、同様の装置が開示
されているが、この装置も、循環式蒸気発生装置
の底部ヘツド内でしか操作することができず、
又、原子力式蒸気発生装置内への設置及び取外し
は、遠隔操作で行うことができない。従つて、装
置を設置し、取外すには人間が蒸気発生装置のヘ
ツド内へ入らなければならない。

装置の設置及び取外しに必要とされる時間は人
間が実際に蒸気発生装置内に入つて所要の作業を
行うのに必要とされる時間よりは短いが、やはり
人間を蒸気発生装置内で作業させることの不利益
を免れることはできない。なぜなら、装置を設置
し、後でそれを撤去するのに人手を使用しなけれ
ばならず、その作業者が放射能に露呈されるから
である。原子力蒸気発生装置の内部の放射能レベ
ルは、その外部の放射能レベルに比べて、外部放
射能の測定値に蒸気発生装置のマンウエイ（作業
員用通路）からの放出分を含めたとしても、２〜
３倍も高い。従つて、遠隔操作によつて設置し、
取外すことが可能な装置があれば、放射能被曝量
を相当に減少させ、人件費及び所要人員数を少く
することができる。

この問題を克服するための１つの試みが欧州特
許願公報第66791号（1982年12月15日公告）に開
示されている。この発明では、一般にマンウエイ
と称される蒸気発生装置の出入口の外部に延長さ
せた取付ロツドに支持ポールの頂端を取外し可能
に連結する。このポールは、アンカーピンを管板
内へ案内する作業者が保持する。次に、主腕をマ
ンウエイを通し溝形レールに沿つて案内し、支持
ポールの底端に取付ける。この位置から、主腕を
支持ポールに沿つて作業位置にまで持上げる。別
の実施例として、すべに支持ポールに取付けられ
ている主腕に作業用装置を予め組立ておくことが
できる。その場合は、主腕を溝形レールに沿つて
蒸気発生装置内へ挿入する必要はないが、やは
り、作業者がその作業用装置を蒸気発生装置のヘ
ツドの頂部にまで持上げ、位置ぎめ管を位置づけ
し、アンカーピンを適正な管内に装着しなければ
ならない。原子力蒸気発生装置の管は、通常、直
径5/8in（15.875mm）で、密集状態に配置されてい
るが、アンカーピンはそれらの密集した管のうち
の正しい管内に装着しなければならない。さもな
いと、作業装置がその工具を位置づけすべき場所
を知ることができない。作業者は、100lb（45Kg）
以上の重量を有する作業装置をその装置から側方
に３〜４ft（0.9〜1.2ｍ）離れたところで約５ft
（1.5ｍ）持上げなければならない。しかも、作業
者は、マンウエイから放出される放射能から身を
守るために防護衣服を着用しなければならない。
従つて、いずれにしても、作業装置を設置するの
は、大きな力と器用さの両方を必要とする熟練作
業である。しかも、その作業装置は、循環型蒸気
発生装置のヘツド内でしか操作することができな
い。

発明が解決しようとする課題 従つて、蒸気発生装置に遠隔操作によつて設置
し、かつ、取外すことができ、循環型又は貫流型
蒸気発生装置の頂部ヘツド又は底部ヘツド内で操
作することができ、循環型又は貫流型蒸気発生装
置のほとんどすべての管に１つの位置から作業腕
を届かせることができ、１回だけ位置を変えれ
ば、貫流型蒸気発生装置のすべての管に作業腕を
届かせることができ、迅速に変換することができ
るいろいろな工具によつていろいろな操作を実施
することができて、しかも任意の個々の管を任意
の個別工具によつて位置づけすることができ、大
きな撓みを生じることなく大きな荷重及び力を支
えることができる作業装置即ちマニピユレータを
求める要望がある。本発明は、このような要望を
充足することを課題とするものである。

本発明の目的は、人間を蒸気発生装置内に入れ
る必要なしに、即ち、遠隔操作により蒸気発生装
置内に設置し、取外すことができる作業装置即ち
マニピユレータを提供することである。

本発明の他の目的は、貫流型蒸気発生装置内で
も、循環型蒸気発生装置内でも作動することがで
きる作業装置を提供することである。

本発明の他の目的は、貫流型蒸気発生装置の頂
部ヘツド内で操作することができる作業装置を提
供することである。

本発明の他の目的は、貫流型蒸気発生装置の頂
部ヘツド及び底部ヘツドのどちらにおいても１回
だけ位置を変更すればすべての管に届かせること
ができ、位置を変えなくても大多数の管に操作腕
を届かせることができる作業装置を提供すること
である。

本発明の他の目的は、蒸気発生装置内でいろい
ろな工具でいろいろな作業を実施することがで
き、蒸気発生装置内で行われるほとんどどのよう
な管作業に必要とされる荷重にも耐えることがで
き、かつ、精細な作業を実施するのに十分な精度
でもつて位置づけすることができる作業装置を提
供することである。

課題を解決するための手段 本発明によれば、マンウエイの外部から操作し
て、循環型蒸気発生装置（ボイラー）の管板又は
貫流型蒸気発生装置（ボイラー）の底部ヘツド内
の所定のアンカーピンにケーブルを取付け、マス
トと称される垂直支持ビームをそのケーブルに沿
つて吊上げる。このマストを案内して位置ぎめピ
ンにより管板に座着させるのを助成するために、
マストには取付けられない別個の案内ポールを使
用してもよい。あるいは又、上記マストの上端に
は、ボイラーの管を傷めることなく、管の内壁に
圧接するように拡張することができるアンカー指
を設けてもよい。次いで、マストの下端に付設し
た空気圧式足部を下方へ伸長させてボイラーのヘ
ツドの底面に圧接させ、それによつてマストをし
つかり掛止する。

本発明は、又、工具を担持し、所定のボイラー
管に対して位置を定めて作業を行うための関節連
結腕を提供する。この関節連結腕は、マストに連
結したケーブルを用いてマスト上の所定位置に吊
上げ、ボイラーのマンウエイの外部に位置する作
業者によつて操作される案内ポールにより所定位
置へ案内することができる。次いで、関節連結腕
は、ダブルＶ字ブロツク型連結器又は他の適当な
連結手段を介してマストに掛止される。この連結
器は、その雄部分と雌部分に形成された互いに整
合したキー溝内へ空気圧によりピンを打込むこと
によつて錠止される。次いで、コンピユータ制御
される位置づけ装置によりボイラー内で関節連結
腕の工具キヤリアの方位を定め、ボイラー管の清
掃、管にスリーブを嵌める作業、渦電流の検出、
管の溶接、管へのプラグ挿入などの検査、修理作
業を行うために工具キヤリアを任意の指定管のと
ころへ移動させる。

本発明は、又、貫流型ボイラーの底部ヘツド内
で使用するためのターンテーブルを提供する。タ
ーンテーブルは、上記マストを設置する場合と同
様にして位置ぎめピンに取付けたケーブルに沿つ
てボイラー内へ導入する。ジヤツキに類似したタ
ーンテーブル設置用装置も、同様にしてボイラー
内に導入し、ボイラーのヘツドの底面に位置づけ
する。この設置用装置によりターンテーブルを管
板の高さにまで持上げ、該ターンテーブルを所定
のボイラー管に掛止する。この場合、マストは、
ターンテーブルを導入設置した後、ターンテーブ
ルに取付けたテーブルに沿つてボイラー内へ導入
し、ターンテーブルに掛止する。次いで、関節連
結腕を循環型ボイラー内に設置する場合と同様の
態様で設置する。その際、関節連結腕を取付ける
ための前記マストのダブルＶ字ブロツク型連結器
をマンウエイの方に向ける位置にターンテーブル
を錠止する。マストに取付けられた関節連結腕
は、その初期位置から両方向に90°回転させるこ
とができ、それによつて互いに180°離れた２つの
作業位置を提供するので、貫流型ボイラー内のボ
イラー管に360°に亘つて届くことができる。

貫流型ボイラーの頂部ヘツド内で操作すること
を企図した別の実施例では、本発明は、頂部ヘツ
ド内へ導入するための、ターンテーブルに固定さ
れた短マストを提供する。この場合、ケーブルを
担持した設置用支持ポールの一端をボイラーのヘ
ツド内の入口頚部にもたせかけ、他端をヘツドの
マンウエイのフランジに取外し自在に連結する。
上記ケーブルを短マストの上端に連結し、設置用
支持ポールからテイクルを介して短マストを懸吊
し、短マストを該支持ポールに沿つて吊上げる。
短マストを所定の位置にまで移動させたならば、
上記テイクルによつて管板にまで下降させ、アン
カーピンによつて管板に掛止する。短マストの上
端は、無支持のままとする。次に、上記設置用支
持ポールに付設したテイクルによつて関節関結腕
をボイラーのヘツド内へ導入し、該支持ポールに
沿つて短マストに近接する位置に達するまで吊上
げる。次いで、関節連結腕を該テイクルによつて
下降させ、短マストに掛止係合させる。短マスト
と関節連結腕とは、貫流型ボイラーの底部ヘツド
内での操作のための上記実施例の場合と同様に、
ダブルＶ字ブロツク型連結器を介して連結され
る。上記テイクルの下方部分を関節連結腕から取
外し、上記設置用支持ポールを含む設置用装置を
関節連結腕に取付けた工具によるボイラー管のメ
インテナンス作業中ボイラー内に残しておいても
よい。もちろん、所望ならば、短マスト及び関節
連結腕を設置した後、直ちに設置用装置をボイラ
ーから撤去してもよい。

上記どちらの実施例においても、関節連結腕の
垂直方向の高さ位置が制御され、関節連結腕は、
精密な公差を維持し、高い強度を有するＶ字チヤ
ンネル型レールに沿つて移動する。貫流型ボイラ
ーの頂部ヘツドに使用するための上記実施例にお
いては、短マストを下端だけで支持するので、そ
のベースの面積を多少大きくし、短マストの強度
を大きくしなければならない。

又、貫流型ボイラーの頂部ヘツドのための実施
例においては、短マストは、ボイラーの管を傷め
ることなく、ボイラー管の内壁を極めて強固に把
持することができるアンカー指によつてボイラー
管に掛止される。アンカー指は、円錐形の位置ぎ
め鼻部と、該鼻部に近い部分より短マストの取付
プレートに近い部分の方が径が小さくなつている
テーパ付本体と、該鼻部とは反対側のねじ付端と
を有する軸部材から成つている。この軸部材に
は、拡張自在とするように例えば円周に複数個の
スロツトを形成された拡張自在のスリーブが被せ
られている。アンカー指を所定のボイラー管内に
挿入した後、ナツトを締めて上記ねじ付軸部材を
短マストの方に引きつけると同時に、拡張自在の
スリーブを拡張させてボイラー管の内壁に圧着さ
せ、短マストを管板の方に引きつけることによつ
て短マストを管板にしつかりと固定する。

本発明による上記各実施例の作業装置即ちマニ
ピユレータは、作業者がボイラー内に入る必要な
しに工具を迅速に交換又は調節するために工具キ
ヤリアをマンウエイのところにまで差向けること
ができる。工具は、ダブルＶ字ブロツク型連結器
又は他の適当な締着具によつて関節連結腕の工具
キヤリアに取付けられる。

すべての機能は、ボイラーの外部から制御され
る。即ち、関節連結腕及び工具のすべての運動
は、すべて中央空気圧制御盤によつて制御される
空気モータ、空気シリンダ等を介して圧縮空気に
より、あるいは電気モータ及び感知器によつて制
御される。操作者にフイードバツクするために、
マニピユレータにはビデオカメラと照明灯が取付
けられる。工具キヤリアの位置を定めるコンピユ
ータ制御は、当該技術分野で慣用されているもの
であり、ここで詳しく説明する必要はない。

本発明のマニピユレータは、自動操作による場
合、10lb（4.5Kg）の側方力でもつて0.10in（2.54
mm）以内の精度にまで位置ぎめすることができ、
手動操作による場合は0.005in（0.127mm）以内の精
度で位置ぎめすることができる。ボイラーの底部
ヘツド内で操作する場合、このマニピユレータ
は、最少限100lb（45.3Kg）の荷重を管板にまで持
上げることができ、完全に伸長させた関節連結腕
の外端に及ぼされる200lb（90.6Kg）の荷重を支え
ることができ、その場合の腕の撓みは0.5in（12.7
mm）以下である。更に、本発明のマニピユレータ
は、少くとも150〓（51℃）の環境下で操作する
ことができ、1rpmの回転速度で、最少限30lb
（13.6Kg）の側方力でもつて100lb（45.3Kg）以上の
重量の工具を位置づけすることができ、最大30秒
の速さでボイラー内の両極端の間を移動すること
ができる。又、このマニピユレータは、500ft
（152ｍ）離れたところに位置する操作者によつて
遠隔的に制御することができる。

原子力ボイラーは放射能を帯びるので、当然に
マニピユレータも使用後は放射能を帯びている。
従つて、メインテナンスを容易にするために関節
連結腕を簡単に、かつ、迅速に分解し、再組立す
ることができるように設計上特に配慮されてい
る。例えば空気モータや位置ぎめ器の交換などの
多くのメインテナンス作業は、グローブボツクス
内で現場で30分足らずの時間で行うことができ
る。

実施例の説明 第１図を参照すると、典型的な貫流型蒸気発生
装置１０が示されている。蒸気発生装置を、ここ
では単に「ボイラー」と称することとする。循環
型ボイラー１０は、管板１２と、ボイラーヘツド
１６を高温区画と冷温区画とに分離する仕切板１
４を有する。本発明による作業装置即ち遠隔マニ
ピユレータ２０は、循環型ボイラー１０のヘツド
１６内に設置される。遠隔マニピユレータ２０
は、管板１２に定着されるマスト２２を備えてい
る。マスト２２は、そのマストベース８２に取付
けられた複数のアンカー指（繋留指）２４を管板
１２に固定された管２６内に固着することによつ
て管板１２に定着することができる。マスト２２
の、管板１２に定着される側（即ち上端）とは反
対側の下端には、該下端をヘツド１６の底面に固
定するための調節自在の足部２８が入れ子式に
（望遠鏡式に伸縮自在に）連結されている。足部
２８は、例えば空気圧によつて作動させることが
でき、足部を調節することによりマスト２２の高
さを変え、異る寸法のボイラーに適合するように
することができる。後述するようにマスト２２に
担持させた工具キヤリア３０が作業のためにアク
セス（接近）することができる管２６の本数を最
大限にするために、マスト２２は、通常、仕切板
１４に近接し、それに平行に、かつ、仕切板の垂
直中心線に沿つて配置される。マスト２２は、長
手方向軸線を中心として回動自在の長手方向のね
じ桿３２と、該ねじ桿に係合しており、ねじ桿を
回動することによつてねじ桿に沿つて昇降するキ
ヤリツジ３３を備えている。キヤリツジ３３には
それと一緒にマスト２２に沿つて長手方向に昇降
するように可動トロリープレート３４が取付けら
れている。トロリープレート３４には、ダブルＶ
字ブロツク型連結器３８を介して関節連結腕３６
が取付けられている。かくして、ねじ桿３２を例
えば直流ステツプモータ５５によつて回動するこ
とにより、キヤリツジ３３及び可動トロリープレ
ート３４をねじ桿３２に沿つて昇降させ、従つ
て、関節連結腕３６をマスト２２に沿つて昇降さ
せることができるようになされている。ダブルＶ
字ブロツク型連結器３８は、関節連結腕３６に付
設された雄部分と、マスト２２のトロリープレー
ト即ち取付プレート３４に付設された雌部分とか
ら成つている。マスト２２にチヤンネル４５が付
設されており、可動トロリープレート３４は、そ
れに付設された６個（第１図には２個だけが示さ
れている）のトロリーローラ４７がチヤンネル４
５に沿つて転動することにより垂直移動を案内さ
れる。かくして、関節連結腕３６の昇降は、直流
ステツプモータ５５によつて制御自在に回転駆動
されるねじ桿３２により制御される。

関節連結腕３６は、そのトロリー側取付プレー
ト４８に枢着された内方腕４６と、内方腕４６の
外端に枢着された外方腕５０とから成る。トロリ
ー側取付プレート４８は、外方腕５０は、その外
端に工具を取付けるための空圧式掛止ピン４３を
有する工具キヤリア３０を備えている。第１図
は、関節連結腕３６が伸長された位置にあるとこ
ろを示しているが、腕３６は、該腕の２つの枢動
連結部（即ち、内方腕４６と取付プレート４８と
の間の連結部と、内方腕４６と外方腕５０との間
の連結部）において枢動されることによつて平面
内で移動することができる。即ち、関節連結腕３
６は、その２つの連結部の両方又はどちらか一方
を独立してどちらかの方向に枢動させることによ
り180°の円弧範囲で一平面内の任意の位置に位置
づけすることができる。内方接続箱４９内には、
内方腕４６を枢動し制御するためのリゾルバを備
えた電動サーボモータ５７が収容されている。同
様にして、内方腕４６と外方腕５０との連結部に
も、外方腕５０を内方腕４６に対して枢動させる
ためのリゾルバを含む第２の電動サーボモータ５
７が設けられている。

この基本的構成の遠隔マニピユレータ２０は、
循環型ボイラー１０の下半分内、又ぱ貫流型ボイ
ラーの底部ヘツド内で使用することができるが、
このマニピユレータに後述する実施例に示される
ように若干の改変を施せば、360°全面に亘つて操
作することができるので、循環型ボイラーの反対
側の区画にある管２６にも腕３６を届かせること
ができる。更に別の改変を施せば、後述するよう
に、この基本的遠隔マニピユレータ２０を貫流型
ボイラーの頂部ヘツド内で作動させることを可能
にし、かつ、360°の回転平面において作動するこ
とを可能にする別の実施形態を構成することがで
きる。

第２図を参照して説明すると、本発明によれ
ば、ケーブル６２を取付けたアンカーピン６０を
外部からマンウエイ６４を通して上述の管２６
（管板１２の穴に固定されている）の内部に定着
する。ケーブル６２をマンウエイ６４の外部へ延
長し（図示せず）、外部でマスト２２に取付ける。
次いで、マスト２２をケーブル６２によつて吊上
げ、第２図に示されるようにマンウエイ６４を通
してボイラーのヘツド１６内へ導入する。マスト
２２をヘツド１６内で直立させ、マスト２２のア
ンカー指２４を上述の管２６に整列させる。これ
らのアンカー指２４を挿入し座着すべき管板の所
定の管２６には、当該分野で周知のように、ボイ
ラーの苛酷な環境に耐えることができる白色ペン
キで予め印をつけておく。このようにして吊下げ
られたマニピユレータ２０のマスト２２の調節自
在の足部２８を空気圧により作動させて伸長さ
せ、ヘツド１６の底面にしつかりと圧着させる。
マスト２２は、伸長した足部２８により上下端に
及ぼされる圧縮力によつてしつかりと固定され、
関節連結腕３６、及びそれに取付けられる工具、
及び作業中に生じる力を支えるための強固な支持
体を構成する。マスト２２を管板１２に取付ける
上記設置作業に当つて、アンカー指２４を管２６
に対して整列するのを助成するために、作業者が
マンウエイ６４の外にいて位置づけポール（図示
せず）を手で保持し、マスト２２に当てがつて押
すことできるが、これは必ずしも必要なことでは
ない。

第３図を参照して説明すると、一端をマスト２
２に取付けられたプーリケーブル６２の他端を、
マンウエイ６４の外部において、関節連結腕３６
のケーブル繋留具７２に取付ける。ケーブル繋留
具７２は関節連結腕３６の重心に近いところに設
けられている。次いで、マンウエイ６４のところ
でボイラーの外壁に着脱自在に取付けられた手動
ウインチ７４を用いて関節連結腕３６をケーブル
６２に沿つて吊上げ、ボイラーのヘツド１６内へ
導入する。ヘツド１６内において関節連結腕３６
をマスト２２に固定する。この設置作業の際、作
業者は、マンウエイ６４を通して腕を伸ばして関
節連結腕３６を案内することができる。

第２図及び第３図に関連して説明した上記作業
の後、外方腕５０を内方腕４６から離れる方向に
回動させて関節連結腕３６全体を伸長させ、第１
図に示される作業位置に設定する。作業を始める
前に、工具キヤリア３０に工具を取付ける。関節
連結腕３６の上述した２つの連結部を枢動させ、
かつ、該腕の高さを調節することによつて工具キ
ヤリア３０をマンウエイ６４の縁にまで、あるい
は縁を越えて伸長させることができるので、異る
仕事を行うために工具の交換を容易に行うことが
できる。更に、この位置では、腕３６の一部分に
保守サービス及び修理のためにマンウエイ６４の
外部からアクセスすることができる。

遠隔マニピユレータ２０は、上述した設置工程
を逆の順序で行うことによつて循環型ボイラー１
０から取外すことができる。

第４図は、貫流型ボイラーの頂部ヘツド９０内
に使用するための、本発明のマニピユレータの別
の実施形態を示す。このマニピユレータ２０は、
アンカー指２４によつて管板１０４に定着される
短マスト８０を備えている。短マスト８０の上端
は、支持体に取付けられることがなく、ボイラー
の底部ヘツドに関連して先に説明した実施形態の
場合とは異り、遠隔マニピユレータ２０の基部８
２が、このマニピユレータのための支持体全体を
構成する。関節連結腕３６は、上述したものと同
様の態様で短マスト８０に取付けられているが、
外方腕５０が内方腕４６より下にあるという点で
第１図のものとは位置が逆になつている。いうま
でもなく、これは、工具キヤリア３０を管板１０
４に近接させることができるようにするためであ
る。

短マスト８０の一体的部分を構成するターンテ
ーブル８４が、マストベース８２上に回転自在に
載置されている。短マスト８０はターンテーブル
８４に固定的に取付けられている。ターンテーブ
ル８４の回転は、空気圧によつて制御することが
でき、ターンテーブル８４は、３つの位置に選択
的に錠止することができる。そのうちの１つの位
置は、関節連結腕３６の設置を可能にするために
短マスト８０のダブルＶ字ブロツク型連結器をマ
ンウエイ６４の方に向ける初期位置であり、他の
２つの位置は、この初期位置の両側にそれぞれ
90°のところに位置する２つの作業位置であり、
遠隔マニピユレータ２０を互いに180°遠隔した２
つの作業位置のどちらへも回転させることがで
き、それによつて関節連結腕３６を360°回転させ
て操作することを可能にする。それによつて、工
具キヤリア３０は、１つの作業位置から貫流型ボ
イラーの頂部ヘツド９０内の、マストベース８２
に比較的近接した管以外のすべての管に届くこと
ができ、作業位置を１回変えれば、前の作業位置
では届かなかつた管にも届くから、結局、２つの
作業位置からすべての管に届くことになる。第４
図の実施例においても、外方腕５０の作業端の工
具キヤリア３０をマンウエイ６４のところに差向
けることによつて工具を交換したり、腕３６に何
らかの保守サービスを施すことができる。第４図
には、又、遠隔マニピユレータ２０を設置する際
に使用するための設置用支持ポール８６が示され
ている。ポール８６は、マニピユレータ２０を設
置した後も、そのままの位置に残しておくことが
できる。先に述べた実施例の場合と同様に、この
実施例のマニピユレータも、人間をボイラー内に
入れる必要なしにボイラーに設置し、又、ボイラ
ーから取出すことができるが、この実施例は、貫
流型ボイラーの頂部ヘツドに使用するための遠隔
マニピユレータにのみ向けられたものである。

第５図を参照して短マスト８０の設置方法を説
明する。マンウエイ６４の外部に位置する作業者
が設置用支持ポール８６を貫流型ボイラー８８の
頂部ヘツド９０内へ手操作で挿入し、ポール８６
の先方端をヘツド９０の入口頚部９４に寄り掛か
らせ、ポール８６の手前端をマンウエイ６４に近
接したヘツド９０の内壁面に取外し可能に固定す
る。ポール８６には、テイクル９６を予め取付け
ておく。テイクル９６のトロリーは、ケーブル１
００を操作することによつて予め所望の位置に位
置づけし、クランプで固定しておくことができ
る。テイクル９６の下端は、短マスト８０の上端
に取外し自在に取付ける。マンウエイ６４の外部
に位置する作業者は、マンウエイ６４の外側フラ
ンジに取外し自在にボルト止めされたラチエツト
付ウインチ７４を回すことによつてケーブル１０
０を作動させ、テイクル９６及びそれに取付けら
れた短マスト８０をポール８６に沿つて上昇させ
る。所望ならば、案内ポール１０２を短マスト８
０の基部８２に近いところに取外し自在に取付
け、この案内ポール１０２をマンウエイ６４の外
部から作業者が操作することにより、短マスト８
０がその設置作業中過度に揺動するのを防止し、
アンカー指２４を予め印を付けてある管２６に整
列させるのを助成することができる。ただし、短
マスト８０は重力で真直ぐに垂下するので、案内
ポール１０２の使用は必ずしも必要ではない。短
マスト８０が管板１０４の中心点に近い適当な位
置に達したならば、マンウエイ６４の外部からテ
イクルケーブル１０６によつて遠隔的に操作され
るテイクル９６により短マスト８０を管板１０４
にまで下降させる。次いで、アンカー指２４が上
述の予め印を付された指定の管２６内へナツトラ
ナーにより圧入される。このアンカー指２４自体
の構造については後に詳述する。

次に、第６図を参照して関節連結腕３６を設置
する方法を説明する。テイクル９６を手動のフツ
ク端付ケーブルマニピユレータ（図示せず）によ
つて短マスト８０の上端から外してマンウエイ６
４に近接した出発位置へ戻す。この出発位置でテ
イクル９６を関節連結腕３６の、折たたみ状態で
の重心に近い部位に取付け、関節連結腕３６をそ
の設置作業中ほぼ水平位置に維持するようにす
る。次いで、テイクル９６及びラチエツト付ウイ
ンチ７４を用いて関節連結腕３６を短マスト８０
のときと同様にして設置用支持ポール８６に沿つ
て上昇させる。腕３６が適当な位置に達したなら
ば、該腕を、手元端をマンウエイ６４の外部にま
で延長させたテイクルケーブル１０６によりテイ
クル９６を介して下降させる。その際、作業者
は、マンウエイ６４を通して腕を伸ばして関節連
結腕３６を案内することができる。次いで、関節
連結腕３６をダブルＶ字ブロツク型連結器により
マスト８０に錠止する。次に、テイクル９６を関
節連結腕３６から取外し、テイクル９６を、第４
図に示されるように組立てられた遠隔マニピユレ
ータ２０を妨害しない位置へ移動させる。次い
で、工具キヤリア３０に工具を取付けるために関
節連結腕３６をマンウエイ６４のところにまで移
動する。これで、遠隔マニピユレータ２０は、そ
のコンピユータ制御による慣用の位置ぎめ作業を
行う準備が整う。

関節連結腕３６は、先の実施例に関連して説明
した態様で短マスト８０に沿つて昇降させること
ができる。遠隔マニピユレータ２０を頂部ヘツド
９０から取出すには、上述した手順を逆に行えば
よい。

関節連結腕３６は、鋼板を継面に沿つて溶接す
ることによつて形成した断面長方形の中部部材と
することができるが、好ましい実施例では、軽量
化を図るために、マスト２２、短マスト８０及び
関節連結腕３６は、いずれも、環境条件に耐えう
るようにアルマイト化させた焼入アルミニウムで
形成する。その他の部材、締着具及び連結器等
は、強度を高め、腐食を少くするためにステンレ
ス鋼で形成することが望ましい。関節連結腕３６
の取付ブロツク４８と内方腕即ち第１腕４６との
間の連結部、及び第１腕４６と外方腕即ちプロー
プ腕５０との間の連結部の枢動は、慣用の直流ス
テツプモータや、サーボモータのようなその他の
型式の電動又は空気モータによつて行うことがで
き、マスト２２又は短マスト８０に沿つての腕３
６の上下動も同様の手段によつて行うことができ
る。設置用支持ポール８６は、アルミニウム又は
鋼、又は十分な強度と剛性を有する他の適当な材
料で形成することができる。遠隔マニピユレータ
２０を制御する空気圧式作動器を駆動するための
空気供給手段は、慣用の1/4in（6.35mm）径の強化
管によつて構成することができる。工具キヤリア
３０に取付けられた工具を制御し操作するための
空気圧も、同様の管を用いて供給することができ
る。

もちろん、関節連結腕３６は、マスト２２に恒
久的に取付けてもよい。貫流型ボイラーの頂部ヘ
ツドのための遠隔マニピユレータの場合、関節連
結腕３６を短マスト８０に恒久的に取付ければ、
その遠隔マニピユレータ全体を、二部片構造のマ
ニピユレータのマストに関連して先に述べたよう
に１回の作業で設置することができる。単一の組
立体として設置することができるマニピユレータ
は、設置に要する人件費及び時間を削減すること
ができ、関節連結腕３６とマスト２２又は短マス
ト８０を正確に整列させる着脱自在の連結器を設
ける必要がない。そのような単一組立体は、マニ
ピユレータが作業中に受ける荷重が軽いか、中程
度であつて、構造的強度が小さくてよく、従つて
重量を軽くすることができる場合には特に好適で
ある。

第７図は、短マスト８０の取付プレート即ちベ
ースを管板１０４（第４図）に固定するのに使用
される位置ぎめピン６６とアンカー指２４の組立
体を示す。この位置ぎめピン／アンカー指組立体
１２０は、２本の細長い部材即ちアンカー指２４
と位置ぎめピン６６を固定するための取付ブロツ
ク１２２を有している。取付ブロツク１２２は、
例えば短マスト８０の基部８２を構成するものの
ような比較的大きい取付プレートの一部分を構成
するものとすることができる。位置ぎめピン６６
は、円筒形本体１２４と、減径取付端１２６と、
位置ぎめ端である円錐形鼻部１３０とから成る。
取付端１２６は、取付ブロツク１２２の孔１２８
内にプレス嵌め、溶接、螺着又はその他の適当な
手段によつて固定される。アンカー指２４は、取
付ブロツク１２２の孔１３４内に座着され、該ブ
ロツクを貫通してナツト１３８と螺合するねじ付
端１３６を有するマンドレル１３２と、マンドレ
ルの先端に連結された円錐形鼻部１４０を備えて
いる。マンドレル１３２の径は、第７図でみて上
方にいくにつれて増大している。鼻部１３０，１
４０は、いずれも、ボイラーの管２６の中心に正
確に整列していなくても、管を傷めることなく管
に容易に挿入することができるように設計されて
いる。マンドレル１３２の、取付ブロツク１２２
より上方のテーパ付本体部分には拡張自在のスリ
ーブ１４２が被せられている。スリーブ１４２の
上方部分には、その円周方向に可撓性を与えるた
めに複数の長手方向のスロツト１４４が切設され
ている。位置ぎめピン６６は、アンカー指２４よ
り長い。位置ぎめピン６６の直径は、それを挿入
すべきボイラー管の内径より多少小さい寸法とす
ることができる。第７図に示された形態の位置ぎ
めピン／アンカー指組立体１２０は、第２，３図
に示されるようにマスト２２を循環型ボイラーの
ヘツド内に設置するのに、又、第４，５図に示さ
れるようにマストベース８２及びターンテーブル
８４を貫流型ボイラーの頂部ヘツド内に設置する
のに使用される。

設置に当つては、位置ぎめピン６６の鼻部１３
０の先端がボイラー管内に入るように該ピン６６
及び該ピンに取付ブロツク１２２を介して連結さ
れている装置を位置づけし、取付ブロツク１２２
を第７図でみて上方へ押進めて位置ぎめピン６６
を、取付ブロツク１２２の上面が管板に近接する
まで所定の管内へ挿入する。この操作によりアン
カー指２４も、そのほぼ全体がボイラー管内に座
着される。ナツト１３８を締めてマンドレル１３
２を下方へ引きつけ、それによつてスリーブ１４
２の円周を拡大させてスリーブの外周面を管の内
壁面に圧着させる。ナツト１３８を強く締めるほ
ど、ボイラー管の内壁面に及ぼされる力が大きく
なる。それと同時に、取付ブロツク１２２が管板
に圧着される。かくして、アンカー指２４は、ボ
ルト・ナツトと同様の作用をする締着具を構成す
る。この締着具は、金属間接触によるものである
ので、管の損傷を防止するために従来使用されて
いたゴムのような柔軟材料を破壊することなく管
の内壁に大きな力を加えることができる。しか
も、アンカー指２４は管を損傷させることがな
い。第８図は、管板１０４に近接してボイラー管
２６内に装着された別の実施例によるアンカー指
２４を示す。

第８図に示された実施例のアンカー指２４は、
取付ブロツク１２２を越えて下方に延長し、管２
６の直径より大きい直径の肩部１４６を備えてい
る。肩部１４６は、管板１０４（第４図）に座着
し、取付ブロツク１２２を管板から離隔させるス
ペーサの役割を果す。この実施例のアンカー指２
４は、管板１０４から突出している管プラグやそ
の他の障害物を避けて短マスト８０を固定するの
に用いられる。このようなクリアランスは、位置
ぎめピン６６とアンカー指２４の組立体１２０を
第２図に示されるように使用する場合には必要な
い。なぜなら、取付ブロツク１２２の表面積は短
マスト８０の基部８２よりはるかに小さいからで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一部切除された断面図で示される循
環型ボイラー内に設置された本発明のマニピユレ
ータの側面図である。第２図は、マニピユレータ
のマストを循環型ボイラー内に設置するところを
示す概略図である。第３図は、マニピユレータの
関節連結腕を循環型ボイラー内に設置するところ
を示す概略図である。第４図は、貫流型ボイラー
の頂部ヘツド内に設置された本発明のマニピユレ
ータの概略図である。第５図は、短マストを貫流
型ボイラー内に設置するところを示す概略図であ
る。第６図は、関節連結腕を貫流型ボイラー内に
設置するところを示す概略図である。第７図は、
位置ぎめピン／アンカー指組立体の一部断面によ
る側面図である。第８図は、ボイラーの管内に装
着されたアンカー指の一部断面による側面図であ
る。 １２：管板、２０：遠隔マニピユレータ、２
２：マスト、２４：アンカー指、２６：管、２
８：足部、３０：工具キヤリア、３２：ねじ桿、
３３：キヤリツジ、３４：トロリープレート、３
６：関節連結腕、３８：ダブルＶ字ブロツク型連
結器、４３：空気圧式掛止ピン、４５：チヤンネ
ル、４６：内方腕、４８：取付プレート、５０：
外方腕、５５：ステツプモータ、５７：サーボモ
ータ（リゾルバ）、６０：アンカーピン、６２：
ケーブル、６４：マンウエイ、６６：位置ぎめピ
ン、７２：ケーブル繋留具、７４：ウインチ、８
０：短マスト、８２：マストベース、８４：ター
ンテーブル、１０４：管板、１２０：位置ぎめピ
ン／アンカー指組立体、１２４：円筒形本体、１
２６：減径取付端、１３０：円錐形鼻部、１３
２：マンドレル（軸部材）、１３６：ねじ付端、
１３８：ナツト、１４０：円錐形鼻部、１４２：
スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子力エネルギーを利用した蒸気発生装置の
   ヘツド内で管板に取付けられた管に関連して使用
   するための遠隔マニピユレータにおいて、 細長いマストと、 該マストの一端に連結されたケーブル締着手段
   と、 該マストを蒸気発生装置のヘツド内へ吊り上げ
   るために前記ケーブル締着手段に繋留自在のケー
   ブルを有するウインチ手段と、 該マストの他端に固定されたターンテーブル
   と、 該ターンテーブルに回転自在に取付けられたマ
   ストベースと、 該マストベースを前記管板に対して選択された
   特定の位置に位置ぎめするために該管板の特定の
   管内へ挿入し得るように該マストベースに固定さ
   れマストベースから突出せしめられた少くとも１
   つの位置ぎめピンと、 該マストベースを前記管板に対して前記選択さ
   れた特定の位置に繋留するために該管板の前記特
   定の管とは別の管内へ挿入し得るように該マスト
   ベースに固定されマストベースから突出せしめら
   れた少くとも１つのアンカー指と、 前記マストに取付けられており、該マストに平
   行に延長する長手方向軸線を有し、該長手方向軸
   線を中心として回動自在のねじ桿と、 該ねじ桿を回動することにより前記マストに沿
   つて長手方向に昇降することができるように該ね
   じ桿に係合させたキヤリツジと、 前記ねじ桿を回動するための手段と、 前記キヤリツジと共に前記マストに対して長手
   方向に昇降するように該キヤリツジに取付けられ
   たトロリープレートと、 前記マストから側方に離隔し該マストに平行な
   軸線を中心として枢動自在に前記トロリープレー
   トに取付けられた内方腕と、該マストから側方に
   離隔しマストに平行な軸線を中心として枢動自在
   に該内方腕に取付けられた外方腕から成る関節連
   結腕と、 該関節連結腕を前記トロリープレートと共に長
   手方向に移動するように該トロリープレートに取
   外し自在に掛止するための空気圧式連結器と、 前記関節連結腕に取外し自在に工具を取付ける
   ための空気圧式掛止手段と、 前記関節連結腕の内方腕を前記トロリープレー
   トに対して枢動させるための手段と、 前記関節連結腕の外方腕を前記内方腕に対して
   枢動させるための手段と、 前記工具を前記マストの長手方向及び半径方向
   に直線的に移動させ、該工具を前記管板のすべて
   の管に届かせることができるように該マストに対
   する前記内方腕及び外方腕の位置を制御するため
   の制御手段と、 から成る遠隔マニピユレータ。 ２ 前記関節連結腕は、その重心近くに結合され
   たケーブル繋留具を備えており、該関節連結腕を
   前記蒸気発生装置のヘツド内へ吊り上げ、前記ト
   ロリープレートに掛止するために前記マストに近
   い位置へもたらすために、前記ウインチ手段のケ
   ーブルを該関節連結腕のケーブル繋留具に繋留す
   ることができるようになされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の遠隔マニピユ
   レータ。 ３ 前記蒸気発生装置のヘツドに固定することが
   できるようになされたアンカーピンを備えてお
   り、前記マスト及び関節連結腕を該蒸気発生装置
   のヘツド内へ吊り上げるために前記ウインチ手段
   を該アンカーピンに連結することができるように
   なされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の遠隔マニピユレータ。 ４ 前記ターンテーブルは、前記関節連結腕を前
   記マストに連結するための中央位置と、該関節連
   結腕を前記管板の実質的にすべての管に届かせる
   ことができるようにするための、該中央位置の両
   側に中央位置から90°離隔した２つの位置とを含
   む３つの回転角度位置に前記マストをマストベー
   スに対して位置ぎめするための位置ぎめ手段を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の遠隔マニピユレータ。 ５ 前記アンカー指は、一端に円錐形部分を有
   し、他端を前記マストベース内へ突入させたマン
   ドレルと、該マンドレルの一端に螺合させたナツ
   トと、該マンドレルの、該マストベースから突出
   した部分に被せられた拡張自在のスリーブとから
   成り、前記マンドレル及びスリーブを前記管板の
   管に挿入した後、前記ナツトを回すことにより該
   マンドレルの円錐形部分を該スリーブ内へより深
   く進入させて該スリーブを拡張させ、それによつ
   て前記マストベースを管板に錠止するようになさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の遠隔マニピユレータ。 ６ 前記位置ぎめピン及びアンカー指は、それぞ
   れ、前記マストベースから突出した端部にテーパ
   付鼻部を有し、該位置ぎめピンは、該アンカー指
   より長くされていることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項に記載の遠隔マニピユレータ。 ７ 前記アンカー指は、一端に円錐形部分を有
   し、他端を前記マストベース内へ突入させたマン
   ドレルと、該マンドレルの一端に螺合させたナツ
   トと、該マンドレルの、該マストベースから突出
   した部分に被せられた拡張自在のスリーブとから
   成り、前記マンドレル及びスリーブを前記管板の
   管に挿入した後、前記ナツトを回すことにより該
   マンドレルの円錐形部分を該スリーブ内へより深
   く進入させて該スリーブを拡張させ、それによつ
   て前記マストベースを管板に錠止するようになさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の遠隔マニピユレータ。 ８ 前記マストの、ターンテーブルのある側とは
   反対側の端部に調節自在の足部が入れ子式に連結
   されており、該側部を調節することによつて該マ
   ストの実効高さを変更することができるようにな
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の遠隔マニピユレータ。