JPH0712573B2 - 導管の切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、管の長手方向軸線に沿う所望の位置に切断装
置を一時的に固定するために弾性袋体を利用した改良型
の内径連打式管切断装置に関するものである。特に本発
明は、原子力蒸気発生器からサンプルとなる熱交換管を
切断するのに有用である。

【従来の技術】

内径管切断装置は従来一般に知られている。最も普通の
型のこの種の切断装置の１つは、カムにより外向きに拡
開可能な１対の対向するブレードを備えている。作動に
当たって、この型の切断装置は、切断すべき管内に滑り
入れられ、そして切断装置が回転している間、ブレード
拡開カムはブレードに形成されているカムスロットに強
制的に楔状に押し入れられる。このような切断装置の切
断作用は、一般家庭で用いられている缶切りの動作に類
似しており、工作物は、缶の壁をブレードが切り込むよ
うに定常的な圧力を加えながら、ブレードに対して回転
せしめられる。 このような内径管切断装置もしくはカッタによれば、多
くの用途において満足な結果が得られるが、この設計の
管カッタを用いて原子炉蒸気発生器から１つ又は２つ以
上の熱交換管サンプルを切断し取り出す場合には或る種
の問題が生ずる。尚、このように熱交換管をサンプルと
して切断し取り出すことは、熱交換管がどの程度腐触し
ているかを調べる上で時として必要とされるものであ
る。例えば、サンプリングしようとする熱交換管（以
下、単に“管”と称することもある）の内径面に、蒸気
発生器支持板の領域で凹凸が形成されていたり或は管に
漏洩状態が生ずるのを阻止するために内部にスリーブが
嵌装されている場合には、このような凹凸部或はスリー
ブの何れかにより管内に生じている狭搾部を介して慣用
の内径管カッタを管内に滑り入れることが不可能になる
場合が起り得る。この場合、このような狭搾部を介して
滑り入れることができるように上記のようなカム作動型
管カッタの幅を単に減少するだけで上の問題の解決を計
ろうと試みた場合には、カッタの機械的強さが減少し、
２、３本の管の切断後にカッタが破断したり摩耗し得
る。 上記のようなカム作動型管カッタと関連する別の問題
は、このようなカッタで管の壁を貫通するのに比較的長
い時間がかかること、及び現在知られているロボットマ
ニピュレータとの両立性が無い点にある。これは、特
に、オンラインの原子力蒸気発生器から管のサンプルを
切断する場合には由々しい問題となる。と言うのはこの
場合、所要の管切断工程が長くなれば長くなる程、この
ような切断工程に携わっている保守作業員が被曝される
放射線量が多くなるからである。 このような従来の管カッタと関連する問題を解決するた
めに、回転している切断ブレードにより管を連打して切
断する連打式管カッタが本出願人により開発された。か
かる連打式管カッタは、特開昭61−38813号公報に開示
されている。概略的に述べると、この連打式管カッタ
は、その上端部近傍の点で、浅いテーパ付きの切断ブレ
ードにより囲繞されている細長い円筒状の切断ヘッドか
ら構成されている。この切断ブレードには、１対の切断
歯を画成するように１個所にセレーションが形成されて
いる。切断ヘッドの下端部は、可撓性の高速駆動軸に接
続されている。部分的に平坦化されたホイールを有する
ホイール列のように、セレーションにより形成される鋭
い縁は、円形の切断ブレードと管の内壁との間における
円滑なホイール対ホイール係合が生ずる機会を阻止す
る。その結果、可撓性の高速駆動軸は、切断ヘッド及び
その浅いセレーションが形成されたブレードを、一連の
重なり合う刻み目が形成されるように充分な力で管の内
壁に対し鞭で打つように連続的に打ち付け、該刻み目は
最終的には重なり合う穿孔となり、管は最終的に切断さ
れることになる。この切断ヘッド及びブレードは、充分
に小さい直径で容易に製作することができ、それにより
切断ヘッド及びその可撓性の駆動軸を容易に、管の開端
部内に挿入してその長手方向に沿う所望の位置までくね
らせるようにして移動することができる。 しかし残念なことに、この連打式管カッタにも或る種の
制限が無い訳ではない。即ち、実際上数秒でインコネル
製の熱交換管の壁を完全に切断することができる小径の
切断ヘッドを備えてはいるが、高速回転する可撓性の軸
の捩れで、セレーションが形成された円形のブレード
は、細い円ではなく幅広のリングに類似したパターンで
管を穿孔することになる。このリング形状の切断パター
ンは、切断ヘッド及び可撓性の軸を管の上部のＵ字ベン
ド部に向けて上方にくねらせながら差し込めば差し込む
程顕著になる。と言うのは、可撓性の駆動軸の捩れはそ
の長さの関数として増々悪影響を及ぼすからである。そ
の最終的な結果として、この連打式管カッタでは時とし
て管を取り巻きギザギザの付いた切断縁が発生する。こ
のようなギザギザのある切断よりも奇麗な良く集束した
切断パターンの方が望ましいことは言う迄もない。と言
うのは、後者によれば、金属屑の量が最小限に抑えら
れ、検査のために管板を介してサンプル管を取り出すの
が容易になるからである。 上に述べた従来の連打式管カッタの別の限界は、殆どの
管保守作業が実施される蒸気発生器の１次側から管の開
端内にカッタを挿入するように設計されていないという
事実である。この従来の連打式管カッタは、外部管切断
工具により管のＵ字形ベンド部を切断した後に、蒸気発
生器の２次側から管の開端を通して挿入されるように設
計されている。最後に、先行技術によるカム型のカッタ
と同様に、この連打式管カッタは、公知のロボットマニ
ピュレータとの両立性が無く、そのため、放射性環境内
での人間である取扱者による使用が必要とされる。

【発明が解決しようとする課題】

上の説明から明らかなように、管内の局部的妨害を乗り
越えるのに十分に小さい直径を有すると共に、長手方向
軸線に沿う任意の位置で管を迅速且つ正確に奇麗に切断
することができる内径管切断装置もしくはカッタに対す
る必要性が存在する。理想的には、このような管カッタ
は、蒸気発生器の１次側及び２次側の双方から使用可能
で、構造が簡単で、公知のロボットマニピュレータによ
り真っ直ぐな管はもとより、曲がった管内にも位置決め
することができ、更に最小限度の取扱者の作業でこれ等
の管を遠隔的に切断することが可能であるべきである。
更に、この種のカッタは、異なった直径を有する管内で
も使用可能であり然もブレードが摩耗した時にブレード
を迅速且つ容易に交換するための何らかの手段を備えて
いるのが望ましい。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもの
であって、第１の発明によれば、導管の切断装置は、導
管内に挿入可能であると共に、該導管の長手方向軸線に
沿って滑動し位置決め可能な支持アセンブリと、該支持
アセンブリ内に回転自在に装着された軸手段と、前記導
管の内側表面を周方向に切断するために一端で前記軸手
段に接続された切断手段と、該切断手段を前記導管の長
手方向軸線に沿った選択位置に位置決めするために前記
支持アセンブリを前記導管の内側表面に一時的に固定す
るための固定手段とを備え、該固定手段が、内部に加圧
流体が導入された時に前記導管の内側表面に摩擦係合す
る弾性袋体を含み、前記支持アセンブリが前記弾性袋体
を支持するためのマンドレルを含んでいる。 また、第２の発明によれば、駆動軸に接続された可撓性
の接続軸を有する切断手段によって、導管を連打動作に
より切断する、導管の切断装置は、ａ）先端部及び末端
部を有し、前記導管の長手方向軸線に沿って滑動自在の
支持アセンブリを備え、該支持アセンブリは、ｉ）同支
持アセンブリの中間部に案内孔付きのマンドレルを含ん
でいて、該案内孔により、前記切断手段の前記可撓性の
接続軸を前記駆動軸に結合する結合軸を支承すると共
に、加圧流体のための流路を形成しており、ii）同支持
アセンブリの末端部に第１継手手段を含んでいて、該第
１継手手段が、前記切断手段の交換を容易にするため
に、前記結合軸を前記切断手段の前記可撓性の接続軸に
取り外し自在に結合しており、更に、iii）スラスト軸
受手段を含んでいて、該スラスト軸受手段が、発生する
導管切削屑の量を最少にしながら細い円形のパターンで
前記切断手段により前記導管の内壁を切断するように、
前記結合軸が切断作業の間前記案内孔の長手方向軸線に
沿って移動する、ことを防止すると共に、iv）同支持ア
センブリの先端部に、前記駆動軸を前記結合軸に取り外
し自在に結合するための第２継手手段を含み、ｂ）前記
導管の長手方向軸線に沿った選択位置の近くに前記切断
手段を位置決めするため、前記導管の内側表面に前記支
持アセンブリを一時的に固定すべく、前記マンドレルの
一部分を取り囲んで同マンドレルに流体封止関係で装着
されていて、該マンドレルにある前記案内孔を少なくと
も部分的に介して加圧流体源に連通する、弾性的に膨張
可能な袋体を備えると共に、ｃ）前記案内孔に導入され
た加圧流体が案内されて前記袋体の中に殆ど入るよう
に、前記支持アセンブリの末端部に配置されて、前記結
合軸を軸支すると共に、前記結合軸と前記案内孔との間
に流体封止関係を形成するための軸支・封止形成手段を
備えている。 上述した本発明は、特に、原子力蒸気発生器の１次側か
ら、該蒸気発生器の熱交換管の内壁を切断するのに有用
である。

【実施例】

先ず、第１図及び第２図を参照して説明する。尚、全図
面を通して同じ参照数字は同じもしくは同様の要素を指
すものとする。 本発明の改良された管切断装置１は、特に、原子炉蒸気
発生器３内で使用するようになっている。この蒸気発生
器３は、１次側５と２次側７と、１次側５を２次側７か
ら流体的に分離し且つ１次側５を２次側７に熱的に結合
する複数のＵ形の熱交換管即ち管11（導管）が取り付け
られている管板９とを備えている。原子炉（図示せず）
からの高温の放射性の水は１次側５内へと流れて管11の
入口に流入し、該管内で該管11のＵ形のベンド部を流
れ、該管の出口端から流出する。１次側５の分割板（図
示せず）は、管11の入口端を出口端から流体的に隔離す
る。管11の壁を介して伝達される熱を受けるために非放
射性の水が２次側７に流入せしめられる。この水は沸騰
して非放射性の蒸気を発生し、この蒸気は発電プラント
の発電機のタービン（図示せず）を回転するのに用いら
れる。 管切断装置１は、凹凸部の在否或は内側にスリーブが嵌
装されているいないに拘わらず、Ｕ形の熱交換管11内の
実質的に任意の位置に容易に挿入して摺動することが可
能なようにその長手方向軸線全体に渡り充分に小さい外
径を有している。 管切断装置１は第２図に最も良く示してあるように、そ
の末端部において、その頂部部分21近傍でそのテーパ付
き切断ブレード17により取り囲まれた切断ヘッド（切断
手段）15を備えている。切断ブレード17は、２つの切断
歯を形成するようにセレーション19を備えるのが有利で
ある。切断ヘッドの円筒状の近端部23は、可撓性の接続
軸（軸手段）27の上端部を受けるための孔を備えてい
る。尚、本明細書で用いている術語「近端部もしくは先
端部及」及び「末端部もしくは遠端部」はそれぞれ、ロ
ボットマニピュレータ54に近い管切断装置１上の部位及
び該マニピュレータから離れている管切断装置１上の部
位を指す。接続軸27は、１対の取付けねじ25a、25bによ
りこの孔内に固定されている。可撓性の接続軸27（及び
可撓性の駆動軸40）は、米国イリノイ州所在のカルコ・
マニファクチヤリング・インコーポレーション（Calco
Manufacturing,Inc.）のフレックス−シャフト・ディヴ
ィジョン（Flex−Shaft Division）から入手可能な1/4
インチワイヤで巻装された可撓性の軸用材料の一部分か
ら形成することができる。この好適な実施例において可
撓性の接続軸27は約4in（10.2cm）〜8in（20.3cm）の長
さであり、最も好ましくは6in（15.2cm）の長さを有す
る。可撓性の接続軸27が8in（20.3cm）より長い場合に
も本発明は実施可能であるが、接続軸は、切断動作中、
切断ブレード17が当たる領域を著しく広げ得るような捩
れが生じないように充分に短くしなければならない。切
断ヘッド15と固定位置の支持アセンブリとの間に比較的
短い可撓性の接続軸27を設けることにより切断ヘッド17
により形成される金属屑の量が最小になるばかりでな
く、切断ブレード17が管11の内壁に当たる領域を細い円
に集束することにより切断ブレード17の切断効率が相当
に高められる。 再び第１図を参照するに、可撓性の接続軸27は、末端部
の継手（第１継手手段）38を介して、支持アセンブリ30
内で結合軸34に接合されて回転駆動される。一般的に述
べると、支持アセンブリ30は、スリーブ状の弾性伸縮可
能な袋体（固定手段である弾性袋体）32により取り囲ま
れている円筒状のマンドレル31を備えている。結合軸34
は、マンドレル31を完全に貫通し中心に位置する案内孔
65（第3A図参照）内に支承されている。支持アセンブリ
30の上端部には、結合軸34の上端部をマンドレル31に同
心的に且つ回転可能に取り付ける働きをする末端部軸受
アセンブリ（軸支・封止形成手段）36を設けられてい
る。支持アセンブリ30の下端部には、駆動モータアセン
ブリ42に終極的に接続されて駆動される可撓性の駆動軸
40が設けられている。この可撓性の駆動軸40は、圧縮空
気供給部（加圧流体源）46から加圧された空気（加圧流
体）を弾性伸縮可能な袋体32に導く働きをすると共に駆
動軸40を包入して支持する働きをする軸ケーシング44に
より全ての部位で取り囲まれている。好適な実施例にお
いては、圧縮空気供給部46は、Ｔ字形の空気継手50を介
して軸ケーシング44内に流入する空気の圧力を可視表示
するための圧力ゲージ48を備えている。該ケーシング44
は、１次側のマンホール52を介してほぼ水平の位置から
熱交換管11の開端部内へと上向きに曲げるのに充分な可
撓性を有するべきであるが、しかしまた、管11の縦軸線
に沿い支持アセンブリ30及び切断ヘッド15を所望の位置
へと摺動的に位置付けるための位置決め支持手段として
使用することができるように充分に剛であるべきであ
る。このような剛性と可撓性の釣合いで、管切断装置１
は、本出願人により開発され特許を受けている「ROSA
（これは、遠隔操作される作業腕を意味し英名:remote
operated servicearmの略称）」のようなロボットマニ
ピュレータとの両立性を付与される。尚、この種のロボ
ットマニピュレータの一例は、米国特許第4,398,110号
明細書に開示されている。本発明の管切断装置１と関連
してロボットマニピュレータ「ROSA」を使用する場合
は、伸長及び退避可能なローラ56a、56bが軸ケーシング
44に当接して、切断ブレード17が管11の長手方向軸線に
沿う所望の点に隣接する位置となるまで、支持アセンブ
リ30及び切断ヘッド15の双方を管11を通して摺動自在に
移動する。 次に第3A図及び第3B図を参照するに、切断ヘッド15の可
撓性の接続軸27を結合軸34に連結する末端継手38は、捲
縮された端片59を備えており、該端片の近端部には、ア
レン（Allen）型の止めねじ63を有する矩形のソケット6
1が設けられている。中心に配置された案内孔65内に支
承されている結合軸34は、マンドレルの上部及び下部か
ら短い距離だけ突出している。更に詳しく述べると、結
合軸34の末端部67は、末端部軸受アセンブリ36の上端か
ら突出していて、捲縮された端片59の底部に設けられて
いる相補形の矩形ソケツト61内に受けられるように矩形
断面を有するように形成されている。該末端部67は、固
定ねじ63によりソケット61内に固定される。 次に、特に第3B図を参照するに、末端部軸受アセンブリ
36の下端部分はねじ切りされた円筒状のスカート70を備
えており、このスカート70は、マンドレル31のねじ切り
された円筒状の末端部72上に螺着することができる。上
部において、この末端部軸受アセンブリ36は、結合軸34
を案内孔65内に心出しし回転可能に取り付けるためのこ
ろ軸受74を備えている。こころ軸受74の直ぐ下方には、
ガスシール78が配設されている。このシール78は、軸ケ
ーシング44を介して膨張可能な袋体32内に流入する圧縮
された空気が、案内孔65の上端部を介して逃げるのを阻
止する。好適な実施例においては、このガスシール78
は、米国カリフォルニア州サンタ・アーナ（Santa An
a）所在のバル・シール・エンジニヤリング・カンパニ
ー（Bal Seal Engin−eering Company）により製作され
ているモデル番号「No.R231−Ｌ−005−FP」のシールリ
ングとすることができる。ガスシール78はその上側部
で、既述のころ軸受74の下側部に当接している。ガスシ
ール78の下側部で、該シールは、軸受アセンブリ36内に
設けられている環状の肩部76内に密接して座着されてい
る。結合軸34（及びそれに接続されている切断ヘッド1
5）が切断加工中に管の縦軸線に沿い移動するのを阻止
するために、末端部軸受アセンブリ36にはスラスト軸受
82が設けられている。このスラスト軸受82は、結合軸34
を取り巻いて形成されている相補形の環状溝86に座着す
ることができる止め輪84を備えている。（楕円形又は矩
形の横断面を有するのは好ましい）止め輪84の下側部は
マンドレル31のねじ切りされた端部72の上面に当接す
る。この止め輪84の上面は、図示の仕方で相補形の環状
の肩部88により捕捉されている。切断加工中、結合軸34
が長手方向に移動するのを阻止するために数多の異なっ
たスラスト軸受構造のうちの任意のものを使用すること
ができるが、スナツプリングを用いるスラスト軸受を使
用するのが有利である。と言うのは、このスラスト軸受
は単純で信頼性があり然も末端部軸受アセンブリ36の組
立及び分解を容易にするからである。 マンドレル31の上端部近傍で、ねじ切りされた末端部係
止スリーブ90が末端部軸受アセンブリ36のスカート70の
直ぐ下に設けられている。スカート70と同様に、この係
止スリーブ90の内面は、マンドレル31のねじ切りされた
端部72に螺合している。末端部係止スリーブ90の下縁部
にはテーパが付けられており、このテーパ付き下縁部
は、膨張可能な袋体32の末端肩部92上に乗り、マンドレ
ル31の上端部に設けられている相補形の環状凹部94内に
該肩部92を強制的に圧入し該袋体32を凹部94に密封態様
で係合せしめる。また、マンドレル31の下端部は、可撓
性の袋体32の近端部の肩部98を同様に、マンドレル31の
下端部に設けられている別の環状の凹部100内に圧入し
て、該袋体32を該凹部100に対し密封する。好適な実施
例においては、膨張可能な袋体は、ペレタン（Pelletha
na）のような弾性のポリウレタンプラスチックから形成
される。 マンドレル31の中央部分は、減径された円筒状の部分10
3を備えている。該狭搾円筒状部分103は、膨張可能な袋
体32の薄壁部分105に隣接している。マンドレル31のこ
の部分103は該マンドレル31と膨張可能な袋体32の薄壁
部分105との間に環状の空間を画成し、該空間は、空気
ポート107からマンドレル31内に流れ出る圧縮空気を捕
捉する。この形態によれば、袋体32は、圧縮空気を袋体
32と狭搾部分103との間の環状空間内に流入する時に、
（点線で示すように）実質的に円筒状のパターンで均等
に膨張せしめられる。このような円筒状の膨張パターン
によれば、有利なことに、膨張可能な袋体32は熱交換管
11の内壁の広い面積に亙り確りと然も柔軟に係合するこ
とができ、それにより支持アセンブリ30（及びそれに取
り付けられている切断ヘッド15）は熱交換管の内壁に傷
を付けたり或は引っ掻くことなく管の長手方向軸線に沿
う任意の所望位置に確実に固定される。管11の内壁を引
っ掻いたり傷付けたりすることなく管11内に切断装置１
を確り固定するとを可能にする袋体の能力は、切断した
管を代表的な治金学的サンプルとして用いる場合に特に
重要な利点である。マンドレル31の下端部は、係止リン
グ96と当接関係でマンドレル31のねじ切りされた近端部
126上に螺着されるねじ切りされた継手リング125を備え
ている。この継手リング125の下端部の外表面は、軸ケ
ーシング44の末端部127の内径もしくは内面を蒸気係合
関係で螺着することができるようにねじ切りされてい
る。マンドレル31の下端部の内部には、結合軸34の近端
部を案内孔65内に支承するためのころ軸受109を備えて
いる。一方、結合軸34の近端部は、継手（第２継手手
段）111を介して駆動軸40に結合されている。この継手1
11は、空気孔119、121及び123を有しており、それによ
り、軸ケーシング44からの圧縮空気は容易に軸受111を
横流することができるようになっている。 次に第４図を参照するに、駆動モータアセンブリ42は、
少なくとも15000rpmの出力を発生することができる1.5
馬力の電動機130を備えている。この目的で、工具を或
る手順で操作するのに用いられている多数の型の電動機
のうちの任意のものを用いることができる。出力軸132
の回転速度を変えることができるようにするために、電
動機130の電気的入力とその電源（図示せず）との間に
は可変速度制御部131が接続されている。この速度制御
部131は、電動機130に対する入力電圧を変えることがで
きる多数の市販品として入手可能な制御回路のうちの任
意の回路とすることができる。本発明の方法に関し後述
する説明から明らかなように、電動機速度制御部131
は、出力軸132の回転速度を3000rpmから15000rpmの範囲
内で制御できる能力を有するべきである。 好適な実施例においては、出力軸132は、可撓性の短軸1
36を捲縮された継手138に接続する捲縮継手134で終端し
ている。継手138は、中心に位置する孔141を有する取付
けフランジ140に配置されており、可撓性の短軸136の出
力端を剛性の接続軸150に接続する働きをする。この取
付けフランジ140は、フランジボルト142により電動機13
0の前面に組み付けられている。電動機の出力軸132と剛
性の接続軸150との間に可撓性の短軸136を設けることに
より、ほぼ完全な同心関係で電動機130の前面上に取付
けフランジ140を取り付ける必要性は回避され、２つの
軸132及び150間に或る程度の「遊び」が存在することが
許容される。 取付けフランジ140は更に、円形の上部板143を備えてお
り、この板143上には、孔141及び可撓性の短軸136と実
質的に同心整列関係で接合スリーブ144が溶接されてい
る。この接合スリーブ144は、120゜の間隔で外径に沿い
離間された３つのボルトスロット145を備えており、円
筒状の接合ブロック146を受ける。該接合ブロック146
は、ボルトスロット145に挿入されてスロット145の下端
部に存在するねじ切りされた孔内に螺入される取付けボ
ルト147によりスリーブ144に固着される。更に、接合ブ
ロック146は、剛性の接続軸150を内部で支承するため
に、その下端部に軸孔148を備えている。接続軸150の近
端部及び末端部には、それぞれ、ころ軸受152及び154が
設けられていて、軸150を孔148内で必出しすと共に、該
軸150を摩擦が最小になるように孔148内に回転自在に取
り付ける働きをする。更に、ころ軸受152の直ぐ上方で
孔148の近端部にはガスシール153が設けられており、ガ
スニップル158に流入する圧縮空気がボルトスロット145
を介して外気に逃げるのを阻止する。 軸孔148の上端部の上方には大径のガス導通孔156があ
る。軸孔148と同様に、ガス導通孔156は、円筒状の接合
ブロック146の縦軸線に沿い同心的に配位されている。
ガス導通孔156の直径は、接続軸150の末端部を可撓性の
駆動軸40の近端部に接続すると共に継手157の外壁とガ
ス導通孔156の内壁との間に環状のガス導通空間を形成
するようにして捲縮された継手157を受けるように充分
に大きく選ぶのが好ましい。このガス導通空間は終局的
には軸ケーシング44の内部と連通している。接合ブロッ
ク146は横方向ガス孔160を備えており、このガス孔160
は、捲縮継手157とガス孔160の壁間に画成された環状の
空間で終端している。（円筒状の接合ブロック146の半
径に対し）このガス孔160の外側部分は拡大されると共
にねじ切りされていて、密封係合関係で既述のガスニッ
プル158を受けるようになっている。ガスニップル158
は、終局的に軸ケーシング44の内部に連通するガス導通
孔156と第１図に示した圧縮空気供給部46との間におけ
る空気継手50を形成する。組立及び分解を容易にするた
めに、ガスニップル158は迅速解放継手162を備えてい
る。 円筒状の接合ブロック146の上端部は、軸ケーシング44
を気密係合関係でブロック146内に結合するための軸ケ
ーシング継手164を備えている。この継手164は、接合ブ
ロック146の上端部に設けられて同心的に配列されてい
る孔168内に螺入する拡大結合ボルト166を備えている。
ねじ切りされた孔168は、図示の仕方でガス導通孔156に
直列に接続されている。更に、結合ボルト166は、別の
中心位置にあるねじ切りされた孔170を備えており、こ
の孔170は結合ボルト166の縦軸線に沿い該結合ボルト16
6を完全に貫通している。ねじ切りされた外部173を有す
る密封スリーブ172がこのねじ切りされた孔170内に螺入
され、その場合、駆動軸のケーシング44の近端部は気密
態様で密封スリーブ172と結合ボルト166との間に捕捉さ
れる。密封スリーブ172はその近端部で、結合ボルト166
の下端に当接するストッパフランジ174で終端してい
る。最後に、Ｏリング175が結合ボルト166の下端面に形
成されている相補形の溝内に座着されて、圧縮ガスが、
密封スリーブ172のねじ切りされた外面と孔168のねじ切
りされた内面との間から逃げるのを阻止する。組立中、
シリコンを基材とするねじ密封ペーストを結合ボルト16
6のねじに塗布して、更にガス漏洩に対し対処する。 本発明の管切断装置１による管11の切断過程は、第１
図、第２図及び第3A図を参照することにより最も良く理
解されよう。第１ステップにおいては、管切断装置は、
蒸気発生器３の特定の部分における熱交換管の冶金学的
状態を表すサンプルを得るために選択された熱交換管11
の開端部内に挿入される。人間であるオペレータが潜在
的に有害な放射に曝されるのを阻止するために、この挿
入ステップは、先に述べた「ROSA」のようなロボットア
ームにより実施するのが好ましい。挿入後、支持アセン
ブリ30及びそれに取り付けられている切断ヘッド15を、
該切断ヘッド15の切断ブレード17が切断すべきサンプル
の所望の端部に隣接して位置するまで管11内で摺動して
位置付ける。既に指摘したように、このステツプは、軸
ケーシングと係合して該軸ケーシングを管11内で上方に
駆動する駆動ローラ56a及び56bにより達成することがで
きる。軸ケーシング44の材料は、支持アセンブリ30及び
切断ヘッド15を顕著な反り或は弛みが生じないようにし
て支持するのに充分な圧縮強さを有するプラスチック材
料から選択するのが好ましい。このようにすれば、前記
ROSのオペレータは、単に、サンプル管11の開端部内に
挿入された軸ケーシング44の長さを記録するだけで、管
11の長手軸線に沿う切断ヘッド15の切断ブレード17の位
置を容易に推定することができる。 切断ブレード17を上記のように位置付けたならば、ROSA
の駆動ローラ56a及び56bを減勢する。次いで、圧縮空気
供給部46内に設けられているソレノイド作動弁（図示せ
ず）を開いて、約6.3kg/cm²（90psi）の圧縮空気を駆動
モータアセンブリ42の接合ブロック146に設けられてい
る既述のガス孔160に流入せしめる。この圧縮空気は、
接合ブロック146に形成されているガス導通孔156を介し
て上方に流れて、駆動軸40と軸ケーシング44の内壁との
間の環状空間内に流入する。そこから圧縮空気は、支持
アセンブリ30の下部捲縮継手113に形成されている下側
空気孔119に流入し、次いで結合軸34の末端部に設けら
れている中心に位置する空気孔123を流れて近端部軸受1
09を横切る。次いで空気は、結合軸34の空気孔121から
排出されて、結合軸34とマンドレル31に設けられている
中心案内孔65との間の環状空間内に流入する。最終的に
圧縮空気は、マンドレル31の中央部分に配設されている
空気ポート107から流出して、マンドレル31の狭搾部103
と膨張可能な袋体32の内壁との間の環状空間に充填され
る。先に述べたように、中心部分における袋体32の薄壁
構造形態により、袋体32の中央部分は、点線で示すよう
に切断すべき管11の内壁に対してほぼ円筒状のパターン
もしくは形態で膨張せしめられる。 このようにして支持アセンブリ30を管11の内壁内に固定
したならば、次いで、駆動アセンブリ42の電動機130を
作動する。電動機130の出力軸134によって発生される回
転運動は可撓性の短軸136及び接続軸150を介して可撓性
の駆動軸40に伝達される。そこで、可撓性の駆動軸40は
マンドレル31内に支承されている結合軸34を回転し、一
方該結合軸は、切断ヘッドが取り付けられている可撓性
の接続軸27を回転する。それにより、切断ブレード17に
形成されているセレーション19によって生起される切断
ヘッド15の離心重量分布で、切断ブレード17の歯は管11
の内壁の円周方向に沿い長手方向で見て細い円形のパタ
ーンで内壁を間欠的に連打し切削する。 切断ヘッド15の切断ブレード17が管11の内壁を切削する
に伴い、この切断ブレードが管11に対して運動すること
ができる半径方向の範囲は、第２図に最も良く示されて
いるように、切断ヘッド15の頂部21により制限される。
更に重要なことは、切断ブレード17の長手方向の運動
が、末端部軸受アセンブリ36内に設けられているスラス
ト軸受82により明確に制限される。可撓性の接続軸27の
捩れ運動の結果として上記のような切断ブレードの長手
方向の運動が生ずるのを阻止するためには、接続軸27の
長さを駆動軸40と比較して短くすべきであることに注意
されたい。好適な実施例においては、接続軸27の長さは
約4in（10.16cm）と8in（20.32cm）との間にあり、外径
19mm（0.75in）のインコネル製の管を切断する場合に
は、6in（15.24cm）が好適な長さである。 サンプル管の切断端部が朝顔状に開くのを最小限度に抑
止するために、切断ヘッド15は、約3000〜15000rpmとの
間で回転する。好適な回転速度は12000rpmである。この
回転速度で、切断は約２秒半かかる。これより速い回転
数を用いれば切断時間は顕著に短くなるが、この速度で
は切断ヘツド15の捩れ回転運動で、歯が、サンプル管11
の開端部の内壁に強く当たり、サンプル管の縁の回りに
加工硬化されたフレア（朝顔状に開いた部分）が形成さ
れてしまい、このようなフレアは管11を原子力蒸気発生
器３から引き抜く際に障害となる。と言うのは、管11及
びそのフレア端部を、管11を密接に取り巻いている管板
９の孔から引き出さなければならないからである。しか
し、切断ヘッド15を上に述べた限界範囲内の速度で回転
した場合には、このようなフレアの形成はそれ程由々し
い程度に生ずることはない。 管11を切断したならば、駆動アセンブリ42の電動機130
を減勢し、膨張可能な袋体32内の空気を排気して、マン
ドレル31を取り巻く初期の非係合形状に戻す。次いでRO
SAの駆動ローラ56a及び56bの方向を反転することにより
管切断装置１を切断が行なわれた管11から引き抜く。次
いで、サンプル管を、本発明を構成しない管引抜き装置
により管板９から取り出す。 膨張可能な袋体32により管11の内壁内に取外し可能に取
り付けることができる支持アセンブリ30を設けることに
より、管切断装置１はサンプル管11の内壁を引っ掻いた
りその他の仕方で損傷することなく、容易に且つ正確に
管の切断を行うことができる。更に、短い可撓性の接続
軸27を介して捩れ回転連打型の切断ヘッド15を駆動する
結合軸67にスラスト軸受82を設けることにより、長手軸
方向に見て細い円形パターンで管11の内壁を切断するこ
とができる管切断装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子力蒸気発生器の熱交換管内に配置された
管切断装置の概略断面図、第２図は、断面で示した熱交
換管内の作動位置にある切断装置の連打型切断ヘッドの
側面図、第3A図は、切断ヘツド及び可撓性の接続軸が支
持アセンブリ内に支承されている結合軸に組み立てられ
る仕方を図解する、管切断装置の部分断面図、第3B図
は、支持アセンブリの頂部に取り付けられた末端軸受ア
センブリの拡大断面図、第４図は、本発明の切断ヘツド
を回転する駆動モータアセンブリの断面図である。 １……管切断装置（導管の切断装置）、11……管又は導
管（蒸気発生器の熱交換管）、15……切断手段（切断ヘ
ッド）、27……接続軸（軸手段）、30……支持アセンブ
リ、31……マンドレル、32……固定手段（弾性袋体）、
34……結合軸、36……軸受アセンブリ（軸支・封止形成
手段）、38……継手（第１継手手段）、40……可撓性の
駆動軸（軸手段）、44……ケーシング、46……圧縮空気
供給部（加圧流体源）、65……案内孔、82……スラスト
軸受（スラスト軸受手段）、111……継手（第２継手手
段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導管内に挿入可能であると共に、該導管の
   長手方向軸線に沿って滑動し位置決め可能な支持アセン
   ブリと、該支持アセンブリ内に回転自在に装着された軸
   手段と、前記導管の内側表面を周方向に切断するために
   一端で前記軸手段に接続された切断手段と、該切断手段
   を前記導管の長手方向軸線に沿った選択位置に位置決め
   するために前記支持アセンブリを前記導管の内側表面に
   一時的に固定するための固定手段とを備え、該固定手段
   が、内部に加圧流体が導入された時に前記導管の内側表
   面に摩擦により係合する弾性袋体を含み、前記支持アセ
   ンブリが前記弾性袋体を支持するためのマンドレルを含
   んでいる、導管の切断装置。
2. 【請求項２】駆動軸に接続された可撓性の接続軸を有す
   る切断手段によって、導管を連打動作により切断する、
   導管の切断装置であって、 ａ） 先端部及び末端部を有すると共に、前記導管の長
   手方向軸線に沿って滑動自在の支持アセンブリを備え、
   該支持アセンブリは、 ｉ） 同支持アセンブリの中間部に案内孔付きのマンド
   レルを含んでいて、該案内孔により、前記切断手段の前
   記可撓性の接続軸を前記駆動軸に結合する結合軸を支承
   すると共に、加圧流体のための流路を形成しており、 ii） 同支持アセンブリの末端部に第１継手手段を含ん
   でいて、該第１継手手段が、前記切断手段の交換を容易
   にするために、前記結合軸を前記切断手段の前記可撓性
   の接続軸に取り外し自在に結合しており、更に、 iii） スラスト軸受手段を含んでいて、該スラスト軸
   受手段が、発生する導管切断屑の量を最少にしながら細
   い円形のパターンで前記切断手段により前記導管の内壁
   を切断するように、前記結合軸が切断作業の間前記案内
   孔の長手方向軸線に沿って移動する、ことを防止すると
   共に、 iv） 同支持アセンブリの先端部に、前記駆動軸を前記
   結合軸に取り外し自在に結合するための第２継手手段を
   含み、 ｂ） 前記導管の長手方向軸線に沿った選択位置の近く
   に前記切断手段を位置決めするため、前記導管の内側表
   面に前記支持アセンブリを一時的に固定すべく、前記マ
   ンドレルの一部分を取り囲んで同マンドレルに流体封止
   関係で装着されていて、該マンドレルにある前記案内孔
   を少なくとも部分的に介して加圧流体源に連通する、弾
   性的に膨張可能な袋体を備えると共に、 ｃ） 前記案内孔に導入された加圧流体が案内されて前
   記袋体の中に殆ど入るように、前記支持アセンブリの末
   端部に配置されて、前記結合軸を軸支すると共に、前記
   結合軸と前記案内孔との間に流体封止関係を形成するた
   めの軸支・封止形成手段を備える、 導管の切断装置。