JPS6361635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は掴み装置に関するもものであり、特に
核燃料集合体等の原子炉の種々の炉内要素を掴
み、持ち上げ、移送し、降下し、据付けるのに用
いる掴み装置に関するものである。

このような場合、動かそうとする要素は高温水
中あるいは液体ナトリウム中等の有害環境中に在
つて、放射性であるかあるいは放射線領域内にあ
る。操作者は普通作業現場から離れていて要素も
掴み装置も見ることができないことが多い。この
ような困難にも拘らず、間隙が小さく安全性の必
要上から掴み作業は正確に注意深く行なわねばな
らない。掴み作業を迅速に行なえば、プラント停
止時間を短かくし作業員被曝時間を短かくでき
る。

現在用いられている掴み装置は様々な電気的お
よび機械的装置を用いて掴み装置の位置および状
態を監視し、掴み装置の運転を制御している。掴
み装置が正しく位置されたことはしばしば目視に
より確認され、その後操作者によつて掴み作業を
する。目視が妨害されあるいは不可能である場合
には操作者は時間の掛かる試行錯誤により作業を
行なわねばならない。

従つて本発明の目的は、安全で信頼性高く、操
作者の目視確認を要さずに自動的に動作する掴み
装置を得ることである。

従つて本発明は掴み装置の円錐形下端を受け入
れるようにされた管状頂端部を有する要素に釈放
可能に係合する掴み装置であつて、管状のハウジ
ングと、上記ハウジング内で枢動可能に装架さ
れ、下端に上記要素に係合する支持棚部を有する
複数の掴み指と、上記ハウジング内に軸方向に可
動に設けられた作動桿であつて、上記作動桿がそ
の軸方向の移動範囲両端位置のうちいずれか一方
の位置あるいは他方の位置に動かされたとき、上
記掴み指を内側に動かして上記要素との係合を外
しあるいは外側に動かして上記要素と係合させる
ように上記掴み指に近接して設けられた操作カム
とを備えた掴み装置に於て、上記作動桿を上記一
方の位置に固定する固定装置と、上記作動桿を上
記他方の位置に偏倚させるばね装置と、上記固定
装置に組合わされ、上記掴み装置が係合すべき上
記要素上に適正に着座したとき上記要素に向つて
延びるトリガーロツドと、上記作動桿を上記ばね
装置の作用力に抗して上記一方の位置に引込ませ
る引込装置とを備え、上記トリガーロツドは、上
記固定装置を釈放して上記作動桿が上記他方の位
置に動いて上記掴み指が上記要素に係合できるよ
うに構成されてなる掴み装置に在る。

次に添附図面に示す本発明の実施例に沿つて本
発明を説明する。

ここで説明する掴み装置の一般的作業は、初め
原子炉、使用済燃料ピツト、キヤスク等内にあつ
た要素３の掴み、移送、据付である。掴み装置を
用いる要素３は、以下に説明する掴み装置と要素
３との整列および着座ができるように持上げソケ
ツト即ち管状頂端部２４を備えていなければなら
ない。

要素３は液体ナトリウム中に浸漬されることが
あるので、掴み装置をナトリウム溜りから出した
とき掴み装置内でナトリウムが固化するのを防ぐ
ことが望ましい。従つて、排出口１８および３４
が設けられていて、ナトリウムが排出されるよう
にしてある。望ましくは９個の排出口１８が設け
られる。

要素３を冷却するのに必要な液体の流れを掴み
装置を通して流せるようにするため、流路が設け
られている。この流路は、排出口１８からシリン
ダーの底孔３３、側孔３６および作動桿の孔４３
を通つて掴み装置の頂部に達している。

例えば液体溜りに入れられたときの熱衝撃を防
ぐ等のために、第１図に例示してある如き加熱コ
イル等の加熱装置４２を設けても良い。

図では簡単のために平坦に示してある外表面
は、液体金属の排出を早めるために凹面等の適当
な形にすることができる。この原理の例としては
第１図の表面４１がある。

掴み装置は、使用される過酷な条件に耐える材
料で形成される。液体ナトリウム中で使用するた
めには、掴み装置ブツシング３７（第３図）、掴
みカム１５および釈放カム１４をステライト３
（商標）で作り、他の部品を440Cあるいは300シ
リーズのステンレス鋼又はインコネル718（商標）
で作るのが望ましい。

掴み装置は要素３に適切に整列するために普通
の周知の構成を用いている。掴み装置の先端１は
整形先端面２を有し、この面２は、掴み装置を管
状頂端部２４上に降下させるとき、最初に頂端部
の縁４に接触して掴み装置を案内する。掴み装置
の先端表面１９が頂端部２４のソケツト表面２０
に接触すると掴み装置が要素３に対して正しく整
列されたことになる。この構成により、クレーン
等の掴み装置の支持手段の位置決めの不正確さが
持上げソケツト即ち管状頂端部２４の半径よりも
小さい場合には、目視監視せずに適切な整列が行
なわれる。

掴み装置は要素３を複数の掴み指１３の拡縮に
より掴みあるいは釈放する。第３図に示す如く掴
み指１３は120゜の等間隔で離間し径方向に配置３
本設けるのが望ましい。掴み指１３の拡張は、作
動ばね１７の力による作動桿１６上の掴みカム１
５の下向運動により行なわれる。掴み指１３の縮
径は作動桿１６に作用する外部からの力により釈
放カム１４の上向運動により行なわれる。この外
部の力は電動機駆動作動子、手動装置等の動力源
から得られる。

掴み指１３は、掴み装置が第２図に示す掴み位
置にあるときに持上げソケツト即ち管状頂端部２
４の持上げ面２３と合うテーパー面２２を持つて
いる。要素３が下方で等、掴み装置でない手段に
よつて支持されている場合、掴み装置の重量のた
め掴み装置は頂端部２４よりも僅かに下方に在
り、第２図に示す如くテーパー面２２と持上げ面
２３とは接触していない。掴み指１３は釈放動作
中に回動して弧を描くため、掴み指１３は頂端部
２４から離れることができる。

要素が掴み装置によつて支持されたとき、テー
パー面２２は直接持上げ面２３に接触して、掴み
指１３の回動を阻止して要素３が釈放されぬよう
にしてある。更に、掴みカム１５もこの掴み指１
３の回動を防ぐ。

本発明の重要な特徴は機械的球戻り止めラツチ
である。これは、ラツチが固定されているとき掴
み装置が要素３を掴めないようにし、ラツチが解
錠されているとき掴み装置が自動的に要素３を掴
むようにする掴み固定装置である。球戻り止めラ
ツチは、望ましくは３組の球の組１１と、戻り止
めシリンダー１２と、戻り止めばね２７とラツチ
機構シリンダー２６とで構成されている。ラツチ
機構シリンダー２６は球の組１１を収容し、球が
周溝３５に沿つて移動するのを防ぐ球室３８を備
えている。球の移動は戻り止めシリンダー１２に
よつても拘束されている。後に説明する機械的ト
リガー装置により制御される戻り止めシリンダー
１２の垂直位置により、球が第４図および第５図
に示す位置間で転がる。これにより作動桿１６が
下方に動けるようにあるいは動けぬようになり、
ラツチをロツクあるいはアンロツクする。第４図
（ラツチはロツクしてない）では作動桿１６は自
由に下方に動き得、第５図（ラツチはロツクされ
ている）では球２１が周溝３５内に入つているの
で作動桿１６は下方に動けない。

球戻り止め装置によれば、中程度の戻り止めば
ね２７から得られる小さな垂直方向の力により大
型の作動ばね１７からの大きな垂直方向の力（約
15lb）の釈放を制御できる。望ましい実施例に於
ては、球の組１１は３個の等しい直径の球からな
つている。代りに球の数を増減してもあるいは直
径を異ならしても良いが、製造および保守が複雑
になる。球の代りにローラー軸受を用いて作動桿
１６の断面形を多角形としてローラー軸受収容溝
を有するようにしても良い。この例は、ローラー
がより広い面積で作動桿１６に接触するのでロー
ラーおよび戻り止めシリンダー１２への熱伝達が
良くなるため、掴み装置が加熱される場合に望ま
しいものである。

掴む前には、第５図に示す如く、各組１１のう
ち１個の球２１が、各球の組１１により伝達され
る力の作用によつて作動桿１６の周溝３５内に保
持されている。作動ばね１７による垂直方向の力
は、球の組１１の球により径方向外側に伝えら
れ、掴み装置外筒６と接触しているため径方向に
動けない戻り止めシリンダーから反作用を受け
る。球２１は作動桿１６の下向（および上向）運
動を防ぐ。戻り止めシリンダー１２は戻り止めば
ね２７とラツチ機構シリンダー２６とによりしつ
かりと所定位置に保持されている。

球の組１１の動作は、第４図および第５図に示
す如き球の組１１と周溝３５の構成のとき最も良
いと考えられる。球２１は第５図では固定位置即
ちロツク位置で示され、望ましい実施例として、
作動桿１６の上部桿表面２９と球２１の中心線４
５の延長線との間の上部距離２８があり、作動桿
１６の下部桿表面３０と球２１の中心線４５との
間に下部距離３２がある例が示されている。また
周溝３５はテーパー面３１も有している。

本発明の別の重要な特徴は、掴み装置が持上げ
ソケツト即ち管状頂端部２４に正しく整列してそ
の上に着座したかどうかに応じて球戻り止めラツ
チをロツクあるいはアンロツクする機械的論理で
ある機械的トリガー装置である。機械的論理は望
ましい実施例に於ては複数のトリガーロツド即ち
トリガー指９と、戻しばね１０と、掴み装置外筒
６の円形の溝即ち凹部５内のトリガー環８とから
なつている。望ましくは３つのトリガー指９と戻
しばね１０とは外筒６内の孔の中に設ける。トリ
ガー指９は戻り止めシリンダー１２に支承され、
トリガー環８により力が加えられたとき戻り止め
シリンダー１２を持ち上げあるいは降下させるこ
とができる。トリガー環８は、持上げソケツト２
４の端面７がトリガー環８に当接したときに上述
の力を伝えることができ、これは掴み装置が持上
げソケツト即ち頂端部２４に正しく整列して着座
したときだけ起こるのである。

球戻り止めラツチおよびトリガー装置の機械的
性質は、過酷な環境に於いては同等の電気的装置
に対して優れた信頼性を有している。

以上説明した如く、掴み装置は降下工程中に自
動整列する。降下工程中、頂端部２４の端面７は
トリガー環８に当接する。トリガー環８はトリガ
ー装置の誤動作を防ぐため凹部５内に設けられて
いる。頂端部２４の端面７とトリガー環８が接触
する前に、掴み指１３のテーパー面２２が頂端部
２４の持上げ面２３の下を通過する。更に降下さ
せると端面７がトリガー環８を押上げ始める。す
ると戻しばね１０が圧縮されて戻り止めシリンダ
ー１２を持上げ、戻り止めばね２７を圧縮し、球
の組１１の球２１を第１図および第５図に示す状
態の周溝３５から転出させて第２図および第４図
の状態にする。これにより作動桿１６が作動ばね
１７の力により自由に動けるようになり、掴みカ
ム１５が掴み指１３に作用して掴み指１３を拡げ
て要素３の頂端部２４を掴む。持上げ桿小組立体
２５に外力を加えて持ち上げ、移送し、要素３を
降下させることができる。

要素３の重さが外部で支持され、掴み指１３の
テーパー面２２から除去されたとき作動桿１６に
上向き外力を与える。作動桿１６が上向に動くと
釈放カム１４が掴み指１３を引込ませて要素３を
解放する。作動桿１６の上方への動きにより作動
ばね１７が再び圧縮される。掴み装置が要素３の
頂端部２４から離れると、トリガー戻しばね１０
がトリガー指９とトリガー環８とを押下げて、ト
リガーを再設定する。同時に戻り止めばね２７が
戻り止めシリンダー１２を下方に押し、球の組１
１の球を第４図の状態から第５図の状態にする。
球２１は周溝３５内に入り球戻り止めラツチを再
ラツチさせる。こうして掴み装置は再び次の掴み
作業に使用できる。

掴み装置の外径は持上げソケツト即ち頂端部２
４の直径よりも大きくても良い。この場合トリガ
ー環８が掴み装置外筒６内に完全に囲まれて、偶
発的な衝突により意図しない掴み作業を行なうこ
とを防止できる。

第１図の外筒６は接続部４４で交換のために持
上げ桿小組立体２５から外すことができる。接続
部４４はねじ等で良く固定ピン４６を設けること
ができる。

上述の掴み装置は、安全で信頼性高く自動化さ
れた掴み装置である。即ち、(1)先端の構造により
適正な整列および着座ができ、(2)適正に整列し着
座したとき機械的論理により自動的に掴み作業が
開始され、(3)凹部に設けたトリガーにより誤動作
が防がれている。このような構成の組合わせによ
り、視認性の低い条件下でも労費時間が最小限で
掴み装置を作動させることができる。掴み作業は
完全に自動化されているので、燃料交換作業を完
全にコンピユーター制御化できる。この可能性は
本発明の掴み装置が視認監視無しで運転できるこ
とによるものである。

掴み装置の動作原理は模型による試験により確
認され良い結果が得られた。

本発明の掴み装置は現存技術に対して大きな進
歩であり、産業に広く用いられるものと考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は掴み装置を掴み作業前の状態で示す部
分断面図、第２図は掴み装置を掴み位置で示す部
分断面図、第３図は第２図の線―に沿つた断
面図、第４図は球戻り止めラツチをアンロツク状
態で示す断面図、第５図は球戻り止めラツチをロ
ツク状態で示す断面図である。 ３……要素、５……溝（凹部）、９……トリガ
ーロツド（トリガー指）、１１……球の組、１２
……戻り止めシリンダー、１３……掴み指、１
４，１５……操作カム（１４：釈放カム、１５：
掴みカム）、１６……作動桿、１７……ばね装置
（作動ばね）、２２……支持棚部（テーパー面）、
２４……管状頂端部（持上げソケツト）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 掴み装置の円錐形下端を受け入れるようにさ
   れた管状頂端部を有する要素に釈放可能に係合す
   る掴み装置であつて、 管状のハウジングと、 上記ハウジング内で枢動可能に装架され、下端
   に上記要素に係合する支持棚部を有する複数の掴
   み指と、 上記ハウジング内に軸方向に可動に設けられた
   作動桿であつて、上記作動桿がその軸方向の移動
   範囲両端位置のうちいずれか一方の位置あるいは
   他方の位置に動かされたとき、上記掴み指を内側
   に動かして上記要素との係合を外しあるいは外側
   に動かして上記要素と係合させるように上記掴み
   指に近接して設けられた操作カムとを備えた掴み
   装置に於て、 上記作動桿を上記一方の位置に固定する固定装
   置と、 上記作動桿を上記他方の位置に偏倚させるばね
   装置と、 上記固定装置に組合わされ、上記掴み装置が係
   合すべき上記要素上に適正に着座したとき上記要
   素に向つて延びるトリガーロツドと、 上記作動桿を上記ばね装置の作用力に抗して上
   記一方の位置に引込ませる引込装置とを備え、 上記トリガーロツドは、上記固定装置を釈放し
   て上記作動桿が上記他方の位置に動いて上記掴み
   指が上記要素に係合できるように構成されてなる
   掴み装置。 ２ 上記ハウジングが、上記要素の上記頂端部を
   受け入れるように構成された円形の溝を有し、上
   記掴み装置の上記下端が上記管状の頂端部内に完
   全に受け入れられたとき上記溝が上記要素の上記
   頂端部で係合されるよう構成されてなる特許請求
   の範囲第１項記載の掴み装置。 ３ 上記固定装置が、上記ハウジングの開口内に
   設けられた複数の球と、上記開口の周囲に軸方向
   に可動に設けられ上記トリガーロツドにより操作
   される戻り止めシリンダーとを備え、上記作動桿
   は、上記作動桿を固定するように上記球の一部を
   受入れる周溝を有し、上記戻り止めシリンダー
   は、上記球の一部を受入れ得る凹みを有し、上記
   掴み装置が上記要素に係合して上記トリガーロツ
   ドにより動かされたとき、上記球が上記周溝から
   逃げて上記作動桿を釈放させるようにしてなる特
   許請求の範囲第２項記載の掴み装置。 ４ 上記円錐形下端が排出口を有して、掴み装置
   がナトリウム冷却材から引出されたとき掴み装置
   ハウジングから液体ナトリウムが排出されるよう
   にしてなる特許請求の範囲第１項、第２項あるい
   は第３項記載の掴み装置。 ５ 上記ハウジングが、上記ハウジングを加熱す
   る加熱装置を有する特許請求の範囲第４項記載の
   掴み装置。