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発明の名称 エア配管および前記エア配管を有する原子燃料取扱工具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−155591(P2007−155591A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−353448(P2005−353448)
出願日 平成17年12月7日(2005.12.7)
代理人 【識別番号】100078813
【弁理士】
【氏名又は名称】上代 哲司
発明者 中筋 広順 / 北川 裕士
要約 課題
水中に設けられた原子燃料や、原子燃料周辺部材を取扱う原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管であって、エア配管が耐腐食性の剛性材料からなり、かつ水中に設置された原子燃料、および原子燃料周辺部材からの放射線が、エア配管の内部を通過して、水面上方まで達することがないエア配管を提供する。

解決手段
原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管であって、エア配管が、耐腐食性の剛性材料からなり、かつ屈曲部を有することを特徴とするエア配管。特に、前記エア配管の屈曲部の角度が、略直角であることを特徴とするエア配管。さらに、このようなエア配管を有する原子燃料取扱工具。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管であって、エア配管が、耐腐食性の剛性材料からなり、かつ屈曲部を有することを特徴とするエア配管。
【請求項2】
エア配管の屈曲部の角度が、略直角であることを特徴とする請求項1に記載のエア配管。
【請求項3】
エア配管が、外管と内管からなり、エア配管の一端における外管と内管が、他端における外管と内管と、それぞれ略同一形状であり、かつ外管と内管の相対的な位置が、エア配管の両端において略同一であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエア配管。
【請求項4】
内管が、クランク状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のエア配管。
【請求項5】
エア配管が、収束部と分岐部を有し、分岐部が、収束部を中心として、対称的に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエア配管。
【請求項6】
耐腐食性の剛性材料が、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のエア配管。
【請求項7】
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のエア配管を有することを特徴とする原子燃料取扱工具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子燃料や、原子燃料周辺部材を取扱う原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダにエアを供給する、または、前記エアシリンダからエアを排気する、エア配管、および前記エア配管を有する原子燃料取扱工具に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電所などで用いられる原子燃料は、通常、原子燃料集合体などに収納され、水中に保管されている。これは、原子燃料、特に使用済原子燃料から放出されるγ線や中性子線等の放射線を、水による吸収や散乱により遮蔽し、作業員の被曝低減を図るためである。
【0003】
このような水中に保管された原子燃料や、原子燃料の周辺に位置する原子燃料集合体などの原子燃料周辺部材の取扱いは、原子燃料取扱工具により行われている。
【0004】
原子燃料や原子燃料周辺部材が、水中にあり、原子燃料取扱工具により、これらを取扱う場合、原子燃料取扱工具の原子燃料や原子燃料周辺部材を、直接に操作する部分も、水中に配置されるため、これらの部分の駆動については、完全な防水処理を施す必要があるモータ等の電気部品は使用せず、エアシリンダを使用したエア駆動が一般的に使用されている。
【0005】
そして、エアシリンダをエア駆動させるためには、エアの供給、排出が必要であり、エアシリンダと水面上方との間に、エア給排用のエア配管が必要となる。
【0006】
このようなエア配管として、従来、樹脂製の柔軟性のあるホースが用いられていた。
【0007】
図1は、原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管として、樹脂製の柔軟性のあるホースからなるエア配管が用いられている一例の模式図である。図中の矢印は、放射線の放出方向を示す。
原子燃料集合体11の水中からの取出し作業などを行う場合、通常、原子燃料取扱工具12を、原子燃料集合体11の真上に、鉛直方向に、配置して、各種の作業が行われる。
【0008】
図1の場合、原子燃料取扱工具12に設けられたエアシリンダ13から、樹脂製の柔軟性のあるホースからなるエア配管14が、水面上方まで、曲線状に設けられている。放射線は、空気中では、直線性を有するため、原子燃料集合体11に収納された原子燃料(図示せず)からの放射線は、曲線状のエア配管14の内部を通過して水面上方まで達するということはなく、放射線の多くは、水中を通過して、水による吸収や散乱により遮蔽される。
しかし、樹脂製の柔軟性のあるホースは、経年劣化や、放射線による劣化が激しく、エア漏れ防止のために、頻度高く交換する必要があった。
【0009】
このため、エア配管をステンレス鋼管などの耐腐食性で、かつ剛性の高い剛性材料を用いることが考えられる。このような剛性材料を用いたエア配管の場合、さらに動力伝達の機能を合わせ持たすことができる。
【0010】
図2は、エア配管として、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管を用いた一例の模式図である。原子燃料取扱工具22は、原子燃料集合体21の真上に、鉛直方向に、配置されており、原子燃料取扱工具22に設けられたエアシリンダ23から、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管24が、水面上方まで、原子燃料取扱工具22の長手方向に沿って、鉛直方向に直線状に設けられている。
このような剛性材料を用いたエア配管24の場合、エア配管24が直線状に構成されているため、原子燃料集合体21に収納された原子燃料からの放射線が、エア配管24の内部のエアを通過して水面上方まで達し、水による遮蔽効果を得ることができず、原子燃料や原子燃料周辺部材からの放射線を、遮蔽することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明が解決しようとする課題は、原子燃料や、原子燃料周辺部材を取扱う原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管であって、エア配管が耐腐食性の剛性材料からなり、かつ水中に設置された原子燃料や原子燃料周辺部材などを取扱う場合に、これらからの放射線が、エア配管の内部を通過して、水面上方まで達することがない、エア配管を提供することにある。
【0012】
また、本発明が解決しようとする課題は、前記のエア配管を有する原子燃料取扱工具を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者は、鋭意検討の結果、原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管として、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管を用いる場合であっても、エア配管に屈曲部を設けることにより、前記の課題を達成させることができることを見出し、本発明を完成した。
【0014】
即ち、本発明は、原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管であって、エア配管が、耐腐食性の剛性材料からなり、かつ屈曲部を有することを特徴とするエア配管を提供するものである。
【0015】
本発明は、原子燃料取扱工具に設けられたエアシリンダのエア給排用のエア配管として、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管が用いられているため、経年劣化や、放射線による劣化が少なく、エア漏れ防止のための交換が、ほとんど必要なく、また動力伝達の機能を合わせ持たすことができる。
【0016】
また、エア配管が屈曲部を有するため、原子燃料集合体に収納された原子燃料や、原子燃料周辺部材からの放射線が、エア配管の内部のエアを通過して水面上方まで達するということがなく、水により放射線の多くが遮蔽される。
【0017】
なお、原子燃料周辺部材には、原子燃料集合体の外、加圧水型原子力発電所における制御棒クラスタ、バーナブルポイズン、シンブルプラグ、中性子源など燃料内挿物や、沸騰水型原子力発電所におけるチャンネルボックスなどがある。
【0018】
本発明は、さらに以下の発明を提供する。
即ち、前記のエア配管であって、エア配管の屈曲部の角度が、略直角であることを特徴とするエア配管を提供する。
【0019】
エア配管の屈曲部の角度が、略直角でない場合、原子燃料などからの放射線が、エア配管内部を部分的に通過する領域が多くなる。このため、屈曲部の角度は、略直角であることが好ましい。
なお、略直角とは、真直角に限られず、本発明の趣旨を失わない範囲で、直角に近い角度を含むことを意味する。
【0020】
次に、本発明は、前記のエア配管であって、エア配管が、外管と内管からなり、エア配管の一端における外管と内管が、他端における外管と内管と、それぞれ略同一形状であり、かつ外管と内管の相対的な位置が、エア配管の両端において略同一であることを特徴とするエア配管を提供する。
【0021】
この発明の場合、エア配管の分割が可能となり、運搬や製造時に便利な短尺のエア配管を製造し、これを接続して長尺のエア配管を設けることが可能となる。原子燃料取扱工具の長さは、通常10m以上あり、エアシリンダは、通常、原子燃料取扱工具の底部に設けられているため、エア配管も10m程度の長尺になっており、短尺のエア配管を製造し、これを接続して長尺のエア配管を設置できる効果は大きい。
なお、略同一とは、本発明の趣旨を失わない範囲で、同一に近い範囲を含むことを意味する。
また、内管は、クランク状に形成されていることが、動力伝達機能を効果的に発揮でき、かつ構造が簡単であるので好ましい。
【0022】
次に、本発明は、前記のエア配管であって、エア配管が、収束部と分岐部を有し、分岐部が、収束部を中心として、対称的に設けられていることを特徴とするエア配管を提供する。
【0023】
この発明の場合、エア配管の一部が分岐された部分からなる分岐部が、分岐された部分を収束している収束部を中心として、対称的に設けられているため、一部の屈曲部に過大な曲げモーメントが加わることがなく、また必要以上の径の配管や、肉厚の配管を用いる必要がない。
【0024】
次に、本発明は、前記のエア配管であって、耐腐食性の剛性材料が、ステンレス鋼であることを特徴とするエア配管を提供する。
【0025】
本発明の耐腐食性の剛性材料としては、ステンレス鋼が好ましい。
【0026】
次に、本発明は、前記のエア配管を有することを特徴とする原子燃料取扱工具を提供する。
このような原子燃料取扱工具は、水中に保管された原子燃料や、原子燃料周辺部材を取扱う際に、水による放射線の遮蔽効果が十分得られ、またエア配管の経年劣化や放射線による劣化に基づく交換の頻度も少なく、さらにエア配管を動力伝達機能として利用できるため、単純でコンパクトな構造にすることができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明により、経年劣化や、放射線による劣化が少なく、エア漏れを防止するためのエア配管の交換が、ほとんど必要がなく、また動力伝達機能を合わせ持つ、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管を用いて、水中に設置された原子燃料や原子燃料周辺部材からの放射線が、エア配管の内部を通過して、水面上方まで達することがない、エア配管を提供することができる。
また、前記のエア配管の利点を利用した原子燃料取扱工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
図3は、本発明の一例を示す模式図である。
原子燃料取扱工具32は、原子燃料集合体31の真上に、鉛直方向に、配置されており、原子燃料取扱工具32に設けられたエアシリンダ33から、耐腐食性の剛性材料からなるエア配管34が、水面上方まで設けられており、エア配管34には、略直角の屈曲部351、屈曲部352が設けられている。
【0029】
即ち、エア配管34は、その下端側の一部が、鉛直方向に直線状に設けられた第1の鉛直部を有し、途中で、略直角に屈曲されて、水平部を有し、さらに前記とは逆方向に略直角に屈曲された第2の鉛直部を有している。
【0030】
図3の場合、エア配管34には、屈曲部351、屈曲部352が設けられており、特に、略直角の屈曲部351、屈曲部352が逆方向に設けられているため、原子燃料集合体21に収納された原子燃料からの放射線は、屈曲部351において、水中に放出され、水面に至るまで、エア配管34と交差することがなく、水による吸収や散乱によりその多くが遮蔽される。
【0031】
エア配管34の屈曲部の角度は、必ずしも略直角である必要はないが、略直角に構成されていることが好ましい。
【0032】
また、図3の如く、略直角の屈曲部を2つ以上設け、原子燃料取扱工具32の長手方向に沿った長い直線部を有している場合には、動力の伝達が効果的に行われるので好ましい。
なお、図3より理解できる通り、屈曲部351を、原子燃料集合体31に近い位置に設け、放射線がエア配管34内部を通過する領域をできるだけ短くし、水中を通過する領域を長くすることが好ましい。
【0033】
図4は、エア配管を分割タイプとした態様を示す模式図である。
耐腐食性の剛性材料で構成されたエア配管41は、外管411と内管412とからなり、内管412は、クランク状に形成されている。即ち、内管412の下端側の一部が、鉛直方向に直線状に設けられた第1の鉛直部を有し、途中で、屈曲されて、第1の水平部を有し、さらに屈曲されて、第2の鉛直部を有する。さらに第2の鉛直部上方で、第2の水平部を、第1の水平部とは逆方向に有し、さらに屈曲されて第2の鉛直部を有している。そして、外管411と内管412の相対的な位置が、エア配管41の両端で略同一に設けられている。
【0034】
次に、このようなエア配管と同様に構成されたエア配管42を、エア配管41に接続して、長尺のエア配管が作製されている。
【0035】
このような構成にすることにより、水による遮蔽効果が得られると共に、外管411と内管412の相対的な位置が、エア配管41の両端で略同一に設けられているため、同一構造の2つのエア配管の接続が簡単にでき、10m以上の長尺を要するエア配管を、容易に分割して製造、運搬することが可能となる。
【0036】
図5は、本発明のさらに別の態様を示す模式図である。
エア配管54には、その下端側の一部に、鉛直方向に直線状に構成された、収束部としての第1の鉛直部55が設けられている。続いて、分岐部56が設けられており、分岐部56には、第1の鉛直部55から、それぞれに分岐された第1の水平部と第2の水平部が設けられ、さらに両水平部の対称的位置において屈曲されて、第3の鉛直部と第4の鉛直部が設けられ、さらに第3の鉛直部と第4の鉛直部の上方で、第3の水平部と第4の水平部が設けられている。そして、このような分岐部56が、収束されて、収束部としての第4の鉛直部57に繋がっている。
【0037】
このように、エア配管の一部が分岐された部分からなる分岐部が、分岐された部分を収束している収束部を中心として、対称的に設けられているため、エア配管の自重や、エア配管上端に加えられた力が、分散され、かつ屈曲部の対称の位置において均等な曲げモーメントが加わることになる。
【0038】
即ち、図3や図4の如く、屈曲部が対称的に設けられていない場合、屈曲部に過大な曲げモーメントが加わるが、図5の例の場合には、このようなことが起こらず、必要以上の径の配管や、肉厚の配管を用いる必要がない。
【0039】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】従来の樹脂製の柔軟性のエア配管の一例を示す模式図である。
【図2】耐腐食性の剛性材料のエア配管の一例を示す模式図である。
【図3】本発明の一例を示す模式図である。
【図4】本発明の他の態様を示す模式図である。
【図5】本発明のさらに他の態様を示す模式図である。
【符号の説明】
【0041】
11、21、31 原子燃料集合体
12、22、32 原子燃料取扱工具
13、23、33 エアシリンダ
14、24、34、41、42、54 エア配管
351、352 屈曲部
411 外管
412 内管
55 第1の鉛直部
56 分岐部
57 第4の鉛直部




 

 


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