JPH057527Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は細管主として加圧水型原子炉の蒸気
発生器の伝熱管の内径の変化の状態あるいは損傷
の状態を検査するための渦電流式の検査プローブ
の改良に関する。

（従来の技術） 加圧水型原子炉用の蒸気発生器では周知のよう
に、縦型円筒缶の内部に多数の逆Ｕ字形の伝熱管
（外径約22mm、肉圧約1.3mm、高さ約5m）を底部
端板上に立設する状態に配設し、それらの直立部
と水平天井部を複数の支持板で保持し、端板の下
側は縦仕切で二分し、その一方を入口室、他方を
出口室となし、円筒缶中には二次冷却材を充填
し、原子炉内の高温高圧の一次冷却材を入口室か
ら取入れ、各伝熱管を通過させて出口室から再び
炉に戻し、その過程で二次冷却材を蒸発させるよ
うにしている。しかし、このような蒸気発生器を
長期に使用していると伝熱管の表面特に支持板に
よる保持部分に冷却材中の異物（垢）が付着体積
し、それが支持板と伝熱管との隙間に密実に入り
込んで伝熱管を腐食又は変形させ、強い放射能を
持つ一次冷却部材をリークさせる恐れがあるとこ
ろから、本出願人は上記伝熱管の腐食発生状態及
び内面の変化の状態を検査するための装置（プロ
ーブ）を先に提案した。（特開昭64−6703号） その概略を示せば第５図イ，ロ，ハのとおりで
あり、合成樹脂または軽金属製の駆動部をなすカ
プセル状のプローブボデー１と検知部をなす円筒
状のプローブヘツド２と両者の伝達部をなす多数
の短筒状のビーズ体６からなる長さ2m〜4m程度
のもので、プローブボデーには小型モータと減速
機構が内蔵されると共に外面には複数のセンタリ
ングばね１ａが設けられ、一方プローブヘツド２
は軸方向に深い凹みぞ２ａを備えていて、その凹
みぞ２ａ中には、基板３ａと上端に接触子３ｂを
有する柱体からなる検出素子３が一対のばねによ
り上下動可能に配設され、基板３ａの下面には非
磁性体の金属板３ｃが添設され、この金属板３ｃ
に対向して底壁上にはコイル４が設けられ、ま
た、ヘツド２の前後の周面にはナイロン製ひげ状
の支持材５が取付けられ、また、ボデー１とヘツ
ド２とを結ぶビーズ体６は中心孔を備えたつづみ
形のリンク７とピンでそれぞれ屈折可能に連結さ
れている。

そして、炉の検査時には蒸気発生器内は冷却材
を除いて空にしておき、検査すべき伝熱管Ｐ中に
プローブヘツド２を先頭にして接触子３ａを管内
面に圧接させながら挿入し、かつプローブボデー
１内のモータおよびヘツド２中のコイル４に通電
し、ビーズ体６とリンク７を介してヘツド２をゆ
つくりと回転させながら操作機でゆつくりと送
り、管中を前後進させる。

この動作中に接触子３ｂはらせんを描きながら
前後し、管中の変形部分に行き当たつた際には、
検出子３が変形の程度に応じて上下動し、下側の
金属板３ｃがコイル４に対し遠近することにな
り、このため、コイル４のインピーダンスが変化
し、その変化を外部で検出することにより管の内
面の状態を検査するようになされている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記回転型のプローブでは単一の検
出素子で細管の内面の状態を全周的に連続して精
度よく測定できる利点を備えているが、一面では
駆動部をなすボデーと検出部をなすヘツドとを結
ぶ伝達部は、管内面に当接するような大きさの短
筒状の多くのビーズ体をそれぞれリンクで結合さ
せているため、組立作業が容易でなく、そして、
4m程度の長さになると相当に重くなり、管内面
との摩擦も大きくなつてモータの伝達トルクが充
分にヘツド側に伝わらなくなる恐れがあり、ま
た、ベンド部ではビーズ体が管内面にひつかかる
などの不具合がある。

そこで、この考案が伝達部の組立が容易で、重
量の軽減が図られると共にひつかかりを生ぜず、
トルク伝達の良好なプローブを提供するものであ
る。

（考案が解決するための手段） 上記目的のもとにこの考案は、操作機に接続さ
れモータと伝動機構を内蔵するプローブボデー
と、検出素子とこれに対向するコイルを内蔵させ
たプローブヘツドと、両者を連結する伝達部材と
からなり、プローブヘツドを回転させると同時に
軸方向に移動させて管内面を測定するプローブと
して、伝達部材をコイル状金属線からなるフレキ
シブルシヤフトとなし、その周面上には管の内径
にほぼ等しい大径の球状ビーズ体とこれより小径
の球状ビーズ体とを、小径球状ビーズ体の数個ご
とに一つの大径球状ビーズ体を配置してそれらを
ルーズに嵌合させたことを特徴としている。

（作用） 使用時に、検査すべき管の下側からプローブヘ
ツドを先頭にして挿入し、プローブボデー内のモ
ータを作動すれば、その回転が減速されつつフレ
キシブルシーヤフトを介してプローブヘツドに伝
達され、ヘツドはゆつくり回転すると同時に操作
機の送り操作で前、後進し、検査素子の接触子が
管内面をらせん状に摺動し、管の変形部分に至れ
ば検査素子がその変形の程度に応じて下降、上動
し、コイルに対し近づき、または離れ、それによ
りコイルのインピーダンスが変化し、その変化を
外部において機械的な数値として測定する。そし
て、フレキシブルシヤフトは大径の球状ビーズ体
により常に管の中心部に保持され、かつ管の湾曲
部に至ればその湾曲状態に倣つて自在に曲がり、
モータの回転が支障なくヘツドに伝達される。

（実施例） 第１図ないし第４図はこの考案の実施例を示す
ものであり、第１図において駆動部をなすカプセ
ル状のプローブボデー１１と先端の検出部をなす
円筒状のプローブヘツド１２およびこれらに隣接
するガイド１６，１６′は合成樹脂または軽金属
製で、前記蒸気発生器の伝熱管などの細管より小
径に形成され、プローブボデー１１の内部には小
型モータ１１ａと減速機構１１ｂおよび周方向位
置を検出するエンコーダ１１ｃが収納され、周面
の両側には管中でボデーをセンタリングするため
の板ばね１１ｅがそれぞれ複数ずつ取付けられ、
端部キヤツプ１１ｄにケーブル２１が連結され、
このケーブル２１はボデー１１をプローブ操作機
（図示せず）に接続すると共にコード２１ａによ
りボデー内のモータ１１ａやヘツド内のコイルを
電源に接続している。

プローブボデー１１の前隣りにはガイド筒１６
が配設され、その後半部はボデー１１内の減速機
構１１ｂに連動するようになされた短軸１７にそ
の球状部１７ａを介して一体に回転しかつ屈折可
能にピン結合され、また、前半部にはソケツト軸
１８が球状部１８ａを介し一しよに回転しかつ屈
折可能にピン結合されている。第４図はその結合
状態を示す。一方、プローブヘツド１２は軸方向
の深い凹みぞ１２ａを備え、その凹みぞ１２ａ中
には上端に鉱石、金属ボールなどの接触子１３ｂ
を有する柱体と基板１３ａからなる検出素子１３
が配設され、その基板１３ａがヘツド体上面に取
付けられた前後一対のコイルばねによつて上方に
付勢して保持され、ヘツド１２を管中に挿入した
とき接触子１３ｂが管内面に接触するようになさ
れており、基板１３ａの下面には、銅、アルミニ
ウムなどの非磁性体の金属板１３ｃが添設され、
この金属板１３ｃに対向し一定の間隔をおいて凹
みぞ１２ａの底壁上にはコイル１４が定着され、
ヘツド１２の両側周面にはナイロン製ひげ状の支
持材１５が取付けられている。

プローブヘツド１２の後隣りにはガイド筒１
６′が配設され、その前半部はヘツド１２の後壁
に取付けられた短軸１７′に、その球状部１７
a′を介し一体に回転しかつ屈折可能にピン結合さ
れ、後半部にはソケツト軸１８′が球状部１８
a′を介して同じく一体に回転しかつ屈折可能にピ
ン結合されている。

そして、プローブボデー側のソケツト軸１８の
ソケツト部１８ｂとヘツド側のソケツト軸１８′
のソケツト部１８b′には、第２図のようにコイル
状に巻回した金属線を複数層（図では３層）に重
ねたフレキシブルシヤフト１９の両端部がかしめ
付けて結合されており、その両端部の間の周面上
には、ボデーやヘツドと同じ材質で、フレキシブ
ルシヤフト１９を管の中心部に保持して垂れ下り
を防ぐべく外形を管の内径にほぼ等しくした大径
の球状ビーズ体２０ａと、その半分程度の直径で
間隔子となる小径球状ビーズ体２０ｂが、数個の
小径球状ビーズ体２０ｂごとに一つの大径球状ビ
ーズ体２０ａを位置させてルーズに嵌合されてい
る。そして、ビーズの材質はポリアセタール樹脂
（デルリン）で、比較的に軽量で摩擦係数が小さ
く、プローブのビーズ体に適している。

また、電源からのコード２１ａは短軸１７，１
７′、ソケツト軸１８，１８′およびフレキシブル
シヤフト１９の中心孔を通つてヘツド１２内のコ
イル１４に接続されている。

その使用に当たり、空にした蒸気発生器の底部
一側の入口室から第３図のように検査すべき伝熱
管Ｐ中にプローブヘツド１２を先頭にして操作機
によりプローブ全体を挿入していくが、その際に
は、ヘツド１２およびボデー１１は支持材１５又
は板ばね１１ｅにより、また、フレキシブルシヤ
フト１９は大径の球状ビーズ体２０ａにより、管
内の中心部に保持され、検出素子１３の接触子１
３ｂは管の内面に接触する。

しかして、ボデー１１内のモータ１１ａに通電
して始動させれば、その回転は減速されて第１の
ガイド筒１６、フレキシブルシヤフト１９および
第２のガイド筒１６′を介してプローブヘツドに
伝達され、プローブヘツド１２はゆつくり（４回
転／秒程度）と回転し、かつ操作機の送り操作
（約10mm／秒）でゆつくりと管中を前後進する。
そのため、検出素子の接触子１３ａは細かならせ
んを描いて管内面上を摺動することになる。この
ような動作の過程で、管Ｐに変形がなければ検出
素子１３は動かず、その基板下面の金属板１３ｃ
とコイル１４の間隔は一定に保たれる。一方、管
Ｐに変形があつて接触子１３ｂがこれに行き当た
つた際には、検出素子１３はその変形の程度に応
じて下降、上動し、金属板１３ｃがコイル１４に
近づいたり、遠ざかつたりして、金属板１３ｃに
生じる渦電流に基づくコイル１４のインピーダン
スが変化し、これを外部で検出することにより、
管の変形の状態が測定される。

このようにして、先ず伝熱管Ｐの直立部が検査
され、次いで湾曲部および水平部が検査される
が、プロツブが湾曲部とこれに続く水平部に至つ
た際には、ヘツド１２とボデー１１を結ぶコイル
状金属線からなるフレキシブルシヤフト１９が自
在に管の湾曲状態に適応して曲がり、そして、フ
レキシブルシヤフト１９はその周面上に数個の小
径球状ビーズ体２０ｂごとに配置された大径の球
状ビーズ体２０ａによつて垂れ下がることなく管
の中心部に保持され、管内面には大径の球状ビー
ズ体２０ａだけが接し、多くの小径の球ビーズ体
２０ｂは接触しないで摩擦も小さく、かつ管内面
にひつかかりを生じないので、モータの駆動力が
効率よく伝達され、プローブの挿入が円滑に行わ
れる。

かくて、伝熱管の一半部の検査が終れば、管中
からプローブを取り出し、同様のやり方で他半部
の検査を行い、また、上記操作を繰り返してすべ
ての伝熱管の検査を行う。

なお、上述の例では原子炉の蒸気発生器の伝熱
管を検査する場合について説明したが、これに限
らず通常ボイラの復水器や水管のような細管の検
査にも適用することができ、また、上述の例では
ボデー１１とヘツド１２に隣接させてガイド筒１
６，１６′を設けたものを示したが、これはフレ
キシブルシヤフト１９を結合するのに便宜のため
で、これはなくてもよい。また、上述の例では伝
熱管の内径の変化を測定する場合について説明し
たが、プローブヘツドを同じ渦電流式の探傷プロ
ーブヘツドとして管の探傷検査を行うものについ
ても同様に適用することができる。

（考案の効果） 以上のようにこの考案によれば、モータと伝動
機構を内蔵して駆動部をなすプローブボデーと、
一つの検出素子とコイルを備えて検出部をなすプ
ローブヘツドとを伝達部材で連結し、細管の内面
を全周的に連続して測定するタイプのプローブと
して、ボデーとヘツドとを連結する伝達部材をコ
イル状金属線からなるフレキシブルシヤフトにし
たので、多くの短筒状ビーズ体をリンクで結合す
るこれまでのものに比べ、組立が著しく容易であ
り、そして、フレキシブルシヤフトの周面上に
は、管の内径にほぼ等しい大径の球状ビーズと小
径の球状ビーズ体とを、数個の小径球状ビーズ体
ごとに一つの大径球状ビーズ体を位置させてルー
ブに嵌合させたので、フレキシブルシヤフトを垂
れ下がることなく管の中心部に保持することがで
きると共にビーズ体全体の重量が軽減され、管内
面との摩擦も小さく、モータの伝達トルクを効率
よくヘツドに伝えることができ、しかもビーズ体
が管内面にひつかかる恐れなく、これを損傷しな
いなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の一部切断側面
図。第２図はフレキシブルシヤフトの一部の斜視
図。第３図は使用状態を示す側面図。第４図は第
１図のＸ−Ｘ線部分の断面図。第５図イは先行技
術の使用状態を示す一部切断側面図。同図ロはそ
のプローブヘツドの断面図。同図ハはロ図のＹ−
Ｙ線に沿つた断面図。図中、１１……プローブボ
デー、１１ａ……モータ、１１ｂ……減速機構、
１２……プローブヘツド、１２ａ……凹みぞ、１
３……検出素子、１３ａ……基板、１３ｂ……接
触子、１４……コイル、１５……支持材、１６，
１６′……ガイド筒、１７，１７′……短軸、１
８，１８′……ソケツト軸、１９……フレキシブ
ルシヤフト、２０ａ……大径球状ビーズ体、２０
ｂ……小径球状ビーズ体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操作機に接続されモータと伝動機構を内臓する
   プローブボデーと、検出素子とこれに対向するコ
   イルを内臓させたプローブヘツドと、両者を連結
   する伝達部材とからなり、プローブヘツドを回転
   させると同時に軸方向に移動させて管内面を測定
   するプローブにおいて、上記伝達部材をコイル状
   金属線からなるフレキシブルシヤフトとなし、そ
   の周面上には管の内径にほぼ等しい大径の球状ビ
   ーズ体とこれより小径の球状ビーズ体とを、数個
   の小径球状ビーズ体ごとに一つの大径球状ビーズ
   体を配置してそれらをルーズに嵌合させてなる細
   管検査用のプローブ。