JPH069740B2 - ア−クソ−切断装置の回転電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば原子力発電プラントにおいて、原子炉容
器等の鋼材を水中で切断する際使用されるオークソー切
断装置の回転電極に関する。

（従来の技術） 例えば原子力発電プラントにおいて、原子炉圧力容器等
の機器は長期使用の後寿命を抑える。その場合には原子
炉圧力容器等の機器を完全に解体・撤去する必要があ
る。その際水中で構造物を切断する必要があり、かかる
作業には以下のような切断方法がある。すなわちガス切
断法、ガス切断法とガウジング法とを組合わせた方法、
溶極式ウォータジェット切断方法、プラズマ切断方法、
および放電加工法等である。ところがのような方法で
は、例えば原子炉内にて放射化された厚肉の板および管
等の鋼材を水中にて切断するには問題がある。例えば上
記ガス切断法の場合には、オーステナイト系ステンレス
鋼のクラッドがある場合には切断不能となってしまう。
またガス切断法およびガウジウング法とを組合わせた方
法はいまだ実用化されていないのが現像であり、仮に実
用化されたとしても切断速度が遅いと同時に切断時の副
時生産物が多い為に放射性物質の切断には適当ではな
い。

このような実状のもとにアークソー切断なる切断方法が
考えられている。以下第６図乃至第８図を参照して従来
例を説明する。第６図中符号１は回転電極であり、この
回転電極１はケーシング２内に回転可能に設置されたシ
ャフト３に固着されている。上記回転電極１の外周縁部
には第６図に示すようにスリット１Ａが周方向等間隔に
形成されており、このスリット１Ａにより切断時に発生
する溶融物（溶融ノロ）を掻出して排除する。このシャ
フト３は上記ケーシング２の外に設置された油圧モータ
に連結されており、この油圧モータを駆動させることに
より上記回転電極１を回転させる。上記ケーシング２内
であって、シャフト３の外周には銅製ブラシ５が設置さ
れており、この銅製ブラシ５はケーブル５はケーブル６
を介して直流電源７の一方の極（−極）に接続されてい
る。一方この直流電源７の他方の極（＋極）にはケーブ
ル８を介して被切断物９が接続されている。

上記ケーシング２は油圧シリンダ機構１０のピストン１
１に連結されており、よってこのピストン１１のユライ
ドによりケーシング２は上記被切断物９に対して離接す
る方向にスライドする。上記油圧シリンダ機構１０はサ
ーボ系１２により制御されている。すなわち回転電極１
を被切断物９に接近させて切断を行なう場合の切断電流
は、前記ケーブル６に介挿された電流計１３により検出
され、その検出信号は電流比較器１４に入力される。こ
の電流比較器１４には、上記検出信号の他に制御盤１５
により予め設定された制御信号が入力される。電流比較
器１４はこれらの検出信号及び制御信号を比較して、そ
の差分を差信号として前記サーボ系１２に出力する。サ
ーボ系１２はこの差信号を基にして油圧シリンダ機構１
０を制御して、切断電流を一定保持せんとするものであ
る。尚図中符号１６は空気注入口を示し、この空気注入
口１６を介してケーシング２内にシールドガスとしての
圧縮空気を注入し、回転電極１の給電部をシールドして
いる。

上記構成によると以下のような問題があった。すなわち
従来の構成で厚い被切断物９を切断しようとする場合に
は、第８図に示すように一定電流制御をしているにも拘
らず、アーク電流が不安定となる現象が発生し、所要の
切断を行なうことができず切断途中で短絡現象が発生し
て切断不能となるといった問題があった。尚第８図は横
軸に回転電極送りをとり縦軸に電流をとって電流変化を
示したものである。また途中で切断を中断した場合には
切断面に酸化被膜が形成され、該酸化被膜の影響により
アークが発生しにくくなり以降切断を継続することが不
可能となってしまうという問題があった。上記短絡の原
因としては被切断物９の切断溝の側面と回転電極１の側
面との間で電流の流れが異常に増大し、切断に要する回
転電極１の先端部での電流が不足することに起因するこ
とが判明している。

上記問題点を解決するべく回転電極１の側面を絶縁材で
覆い、切断電流を先端部に集中させる構成が考えられて
いる。しかしながらこのような構成のものにあっては次
のような問題があった。すなわち上記構成のものは、非
絶縁部と絶縁部と長さが特定されておらず、例えば非絶
縁部の短いもの（50mm以下）にあっては切断時に発生し
た溶融金属が論理的には回転電極１の遠心力によって排
除されることになっているが、実際には絶縁材と切断溝
側面との間に進入してそこで冷却・固化されてしまう。
そしてこの冷却・固化された溶融金属は電流による溶融
がないので回転電極１の側面との間で回転抵抗となり、
その動作を阻害してしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の構成にあっては、非絶縁部と絶縁部と
の長さについての特定がなされておらず、それによる作
用・効果も明確でないとともに、溶融金属が切断溝に進
入して冷却・固化されて切断動作の抵抗になってしまう
という問題があり、本発明はそのような点に基づいてな
されたものでその目的とするところは、回転電極の側面
を絶縁部材により覆う構成のものにあって、回転電極の
先端部に電流を集中させるとともに、溶融金属が切断溝
内に進入して、冷却・固化されて切断動作の抵抗となる
といった問題を効果的に解消することが可能なアークソ
ー切断装置の回転電極を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、金属製の円板と、この円板の両面に
設けられたリング状の絶縁部材とを具備してなるアーク
ソー切断装置の回転電極において、上記円板の外周縁部
を上記絶縁部材の外周縁部から半径方向に１００〜１５
０ｍｍ程度突出させるとともに、上記絶縁部材の表面を
上記円板の側面から少なくとも０．５ｍｍ以上凹んだ位
置に設けたことを特徴とする。

（作用） つまり金属製の円板の両面に絶縁部材を同心状に取付け
た回転電極にあって、円板の外周部に100〜150mmの幅で
非絶縁部を確保するとともに、絶縁部材によって覆われ
た絶縁部を他の非絶縁部より凹ませることにより、短絡
現象の防止、及び溶融金属の固化それによる回転抵抗の
増大を防止するものである。

（実施例） 以下第１図乃至第５図を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は本実施例による回転電極の平面図であ
り、第２図は第１図のII−II断面図である。図中符号１
０１は金属製の円板であり、この円板１の外周部には複
数のスリット１０１Ａが形成されている。また円板１０
１の中心部には回転軸を固定する為の貫通穴１０１Ｂが
形成されている。上記円板１０１の両面には第２図に示
すように環状凹部１０２が夫々形成されており、これら
各環状凹部１０２には環状の絶縁部材１０３が取付けら
れている。上記絶縁部材１０３は複数のビス１０４によ
り円板１０１に固定されている。そして円板１０１の上
記絶縁部材１０３に覆われていない外周部（以下非絶縁
部という）の幅（第２図中ｌで示す）は100〜150mmであ
る。これは100mm以下の場合にはアークを飛ばす側面部
の面積が縮小されて溶融金属の掻出し機能が損われるか
らである。また150mm以下としたのはそれより大きくな
ると電流を先端部に集中させることができなくなるから
である。また絶縁部材１０３を取付けた部分はその他の
分よりも窪んでおり、第２図に示すようにその窪み量
（第２図中符号ｈで示す）は0.5mm以上である。これは
溶融機能が無い絶縁部と被切断物１０５との間に適当に
隙間を設けることにより溶融金属の付着・個化を効果的
に防止する為である。

以上の機構を基にその作用を説明する。すなわち第３図
及び第４図に示すように、回転電極は外周部で電流を流
しながら被切断物１０５を溶融切断していく。そして第
４図に示すように回転電極は図中Ａ方向に移動してい
き、その際非絶縁部の側面でも非切断物１０５の溝側面
との間で電流を流しながら切断していくとともに、スリ
ット１０１Ａの機能とあいまって溶融金属をを掻出す。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

まず絶縁部材１０３が取付けられているので、切断を
継続する際被切断物１０５の切断済みの溝側面と回転電
極との間に漏洩する電流は上記絶縁部材１０３によって
効果的に防止される。したがって円板１０１の外周部に
アーク電流を集中させることができるとともに、短絡防
止を図ることが可能となる。

また円板１０１の外周部に適当な長さ（100〜150mm）
の被絶縁部を確保しているので、上記外周部へのアーク
電流の集中化という効果とともに、側面にもアークをと
ばす領域を確保することができ、スリット１０１Ａの機
能とあいまって溶融金属を効果的に掻出すことができ
る。

また絶縁部材１０３の部分を窪ませているので（５mm
以上）絶縁部と被切断物１０５との間に適当な隙間を確
保することができ、従来懸念されていた溶融金属の絶縁
部への付着・固化、それによる回転抵抗の増大を効果的
に防止することができる。特に本実施例の場合には回転
電極の両面をそのように構成にしているので極めて効果
的である。

以上の効果より、例えば厚い板材を切断する場合に問
題となっていた短絡現象の発生、回転抵抗の増大による
回転数の低下、さらには回転不能といった問題は効果的
に解消され、切断作業が大幅に用意になるとともに作業
時間も短縮され、原子力設備の解体作業等の場合には作
業員の放射線被曝を効果的に解消することができる。尚
本実施例の場合の電流の変化を第５図に示す。この第５
図に示すように大きな乱れは無く、安定した切断動作が
行われていることがわかる。

尚本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、例
えば絶縁部の凹み量は０．５mm以上でなくてもよい。前
述したように０．５mm以上の場合には特に効果的ではあ
るがそれ以下の量で凹ませた場合も本発明の範囲であ
る。また場合によっては回転電極のいずれかの面のみを
凹ませた構成でもよい。例えば回転電極が水平状態で回
転する場合にはその上面側での溶融金属の付着・固化が
懸念され、その場合には少なくとも上面側を凹ませただ
けでも効果はあるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によるアークソー切断装置の
回転電極によると、切断途中における短絡現象を防止す
るとともに、溶融金属の付着・固化それによる回転抵抗
の増大といった問題を効果的に解決することができ、円
滑な切断動作を提供することができる等その効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は回転電極の平面図、第２図は第１図のII−II断面
図、第３図は作用を示す断面図、第４図は第３図のIV−
IV矢視図、第５図は切断時の電流変化を示す特性図、第
６図乃至第８図は従来例の説明にしようした図で、第６
図はアークソー切断装置の概略構成を示す図、第７図は
回転電極の平面図、第８図は切断時の電流変化を示す特
性図である。 １０１…円板、１０２…環状凹部、１０３絶縁部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の円板と、この円板の両面に設けら
   れた環状の絶縁部材とを具備してなるアークソー切断装
   置の回転電極において、上記円板の外周縁部を上記絶縁
   部材の外周縁部から半径方向に１００〜１５０ｍｍ程度
   突出させるとともに、上記絶縁部材の表面を上記円板の
   側面から少なくとも０．５ｍｍ以上凹んだ位置に設けた
   ことを特徴とするアークソー切断装置の回転電極。