(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の表面にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し調査する遠隔表面調査装置において、
前記被検体の表面との間に隙間を形成する隙間形成部材と、前記隙間形成部材と前記被検体により形成される隙間にレプリカ剤を遠隔操作で供給するレプリカ剤供給手段と、前記隙間形成部材と前記レプリカ剤供給手段を前記被検体の表面近傍まで移送する装置移送手段とを備え、
前記隙間形成部材は、前記被検体に対面する面を有する対面部材と、前記隙間内の前記レプリカ剤を前記レプリカ剤の表面張力で保持できる位置に前記対面する面を離間させる離間部材と、を有することを特徴とする遠隔表面調査装置。
【請求項２】
前記レプリカ剤を前記隙間に供給するレプリカ剤供給口を前記対面する面に設けたことを特徴とする請求項１に記載の遠隔表面調査装置。
【請求項３】
前記対面する面は、前記被検体の凹凸形状に類似した形状を有することを特徴とする請求項１叉は２に記載の遠隔表面調査装置。
【請求項４】
前記レプリカ剤は二液硬化型であることを特徴とする請求項１叉は２に記載の遠隔表面調査装置。
【請求項５】
被検体の表面にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し調査する遠隔表面調査方法において、
前記被検体に対面する面を有する対面部材を前記被検体に遠隔で対面させて前記被検体の表面との間に隙間を形成させ、その後前記レプリカ剤を前記隙間内に供給し、前記レプリカ剤を前記隙間内に所定時間保持して前記レプリカ剤を硬化させて前記被検体の表面形状を前記レプリカ剤に転写させ、
前記隙間の形成は、前記対面する面を前記隙間内の前記レプリカ剤を前記レプリカ剤の表面張力で保持できる位置に離間させて行うことを特徴とする遠隔表面調査方法。
【請求項６】
原子炉炉内構造物の水中にある被検体にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し観察する原子炉炉内構造の水中遠隔表面調査方法において、
請求項１から請求項４のいずれかの遠隔表面調査装置の前記隙間形成部材を水上からの遠隔操作で前記被検体まで誘導して前記被検体の表面との間に隙間を形成した状態で固定し、前記隙間内に前記レプリカ剤を供給し、前記レプリカ剤を前記隙間内に所定時間保持して前記レプリカ剤を硬化させて前記被検体の表面形状を前記レプリカ剤に転写させ、その後前記遠隔表面調査装置とともに前記被検体の表面形状を転写した前記レプリカ剤を回収し、前記回収した前記レプリカ剤に転写された前記被検体の表面形状を観察することを特徴とする原子炉炉内構造物の水中遠隔表面調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作により原子炉炉内構造物等の表面形状をレプリカ剤で調査する遠隔表面調査装置及び遠隔表面調査方法並びに原子炉炉内構造物の水中遠隔表面調査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子力発電プラントの原子炉炉内構造物にき裂が生じた場合、き裂の寸法や形状は、き裂の発生原因究明やその後の進展予測を行う上で重要な評価指標となる。このため、原子炉炉内構造物表面の表面形状を簡易に観察することが望まれている。原子炉炉内構造物表面の表面形状を観察する方法としては、被検体表面への検査員の接近が原子炉運転後困難となるため、原子炉炉内構造物の表面形状を遠隔操作で転写したレプリカを拡大観察することが、特許文献４に示されている。また、原子炉炉内構造物の表面形状を遠隔操作で転写する方法および装置については、被検体表面とレプリカ採取装置により密閉空間を形成し、密閉空間内にレプリカ剤を注入する方法および装置が特許文献1から特許文献４に示されている。
【０００３】
特許文献１から特許文献４の方法は、いずれも構造物の表面形状を遠隔操作で転写する方法および装置に関して、被検体表面とレプリカ採取装置により密閉空間を形成し、密閉空間内にレプリカ剤を注入する特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２５１８４号公報
【特許文献２】特開２００２−７１５３７号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２６９５号公報
【特許文献４】特開２０１０−９６５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、原子炉底部の溶接部など複雑な曲面形状については、被検体表面とレプリカ採取装置により密閉空間を形成するのが困難な場合もあり、密閉空間を形成する必要がないレプリカ採取方法が望まれている。
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、人が直接近づけない場所に存在し、特に複雑な曲面形状の構造物に対し、密閉空間を形成することなく簡易に構造物の表面形状をレプリカに転写し、表面形状を観察できる遠隔表面調査装置又は遠隔表面調査方法或いは原子炉炉内構造物の水中遠隔表面調査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
被検体の表面にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し調査する遠隔表面調査装置において、前記被検体の表面との間に隙間を形成する隙間形成部材と、前記隙間形成部材と被検体により形成される隙間にレプリカ剤を遠隔操作で供給する装置移送手段と、前記隙間形成部材と前記レプリカ剤供給手段を被検体の表面近傍まで移送する装置移送手段とを備えることを第１の特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、被検体の表面にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し調査する遠隔表面調査方法において、前記被検体に対面する面を有する対面部材を前記被検体に遠隔で対面させて前記被検体の表面との間に隙間を形成させ、その後前記レプリカ剤を前記隙間内に供給し、前記レプリカ剤を隙間内に所定時間保持して前記レプリカ剤を硬化させて前記被検体の表面形状を前記レプリカ剤に転写させることを第２の特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明は、前記隙間形成部材は、前記被検体に対面する面を有する対面部材と、前記隙間内に前記レプリカ剤を前記レプリカ剤の表面張力で保持できる位置に前記対面する面を離間させる離間部材とを有することを第３の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記対面する面は、前記被検体の凹凸形状に類似した形状を有することを第４特徴とする。
さらに、前記レプリカ剤は二液硬化型であることを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記レプリカ剤を前記隙間に供給するレプリカ剤供給口を前記対面する面に設けたことを第６の特徴とする
さらに、本発明は、水中にある被検体にレプリカ剤を供給し、前記被検体の表面形状を遠隔操作で転写し観察する原子炉炉内構造の水中遠隔表面調査方法において、第１又は第３乃至第６の特徴のいずれかの遠隔表面調査装置の前記隙間形成部材を水上からの遠隔操作で被検体まで誘導して前記被検体の表面との間に隙間を形成した状態で固定し、前記隙間内にレプリカ剤を供給し、前記レプリカ剤を隙間内に所定時間保持して前記レプリカ剤を硬化させて前記被検体の表面形状を前記レプリカ剤に転写させ、その後前記遠隔表面調査装置とともに前記被検体の表面形状を転写したレプリカ剤を回収し、前記回収したレプリカ剤に転写された被検体の表面形状を観察することを第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、人が直接近づけない場所に存在し、特に複雑な曲面形状の構造物に対し、密閉空間を形成することなく簡易に当該領域の表面形状をレプリカに転写し、表面形状を観察できる遠隔表面調査装置又は遠隔表面調査方法或いは原子炉炉内構造物の水中遠隔表面調査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】人が直接近づけない場所に存在する構造物の表面形状を二液硬化型のレプリカ剤により転写する装置の第１の実施例を説明する図である。
【図２】人が直接近づけない場所に存在する構造物の表面形状を転写する方法の実施例を説明する図である。
【図３】曲面の被検体表面との間に隙間を形成する部材の実施例を説明する図である。
【図４】原子炉炉内構造物表面形状を調査する水中遠隔調査方法の実施例を説明する図である。
【図５】原子炉炉内構造物表面形状を調査する水中遠隔調査方法の実施例の手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、本実施形態の特徴である構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２について、図１を用いて説明する。図１は、人が直接近づけない場所に存在する構造物の表面形状を二液硬化型のレプリカ剤により転写し、調査する遠隔表面調査装置の実施例を示すものである。本実施例は、操作ポール１の先端に取付けた構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２の本体部分を遠隔操作で構造物（被検体３）まで誘導して、被検体３表面との間に隙間４を形成し、被検体３の表面形状をレプリカ剤５に転写し、調査する遠隔表面調査装置の例である。
【００１３】
構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２には少なくとも、被検体３の表面との間に隙間を形成する隙間形成部材６と、隙間形成部材６と被検体３により形成される隙間４に二液硬化型のレプリカ剤５を遠隔操作で供給するレプリカ剤供給手段７と、前記隙間形成部材６と前記レプリカ剤供給手段７を被検体３の表面まで移送する装置移送手段８を備えている。
【００１４】
被検体表面との間に隙間を形成する隙間形成部材６は、少なくとも、被検体表面に対面する面を有する対面部材９と、対面部材９と被検体３で形成する隙間４に二液硬化型のレプリカ剤５を供給するレプリカ剤供給口１０と、使用するレプリカ剤５の表面張力で隙間内にレプリカ剤５が保持できる隙間４の最大寸法以下の高さ寸法、即ち対面部材９の対面と被検体との離間距離を規定する離間部材である突起物１１とを備えている。レプリカ剤供給口１０はレプリカ剤供給管１２により二液硬化型のレプリカ剤５のレプリカ剤カートリッジ１３と連結されている。
【００１５】
レプリカ剤供給手段７は、少なくとも、前記レプリカ剤カートリッジ１３と水圧シリンダ１４とを備えている。前記水圧シリンダ１４に耐圧ホース１５を介して接続される手押しポンプ等から水を供給することで前記水圧シリンダ１４を伸ばし、前記レプリカ剤カートリッジ１３から隙間４にレプリカ剤５を供給できる。
【００１６】
装置移送手段８としては、本実施例では操作ポール１を用いている。他の方法としては、構造物に設けられたレール上を遠隔表面調査装置２の架台２７を摺動させて、被検体３まで移動させる方法がある。
【００１７】
次に、本実施例１における構造物表面形状の表面転写方法について、図１と図２を用いて説明する。図２は人が直接近づけない場所に存在する構造物の表面形状を図１の遠隔表面調査装置２を用いて転写する方法の例を示すものであり、施工手順の例である。
【００１８】
被検体３の表面形状のレプリカ転写では、まず、装置移送手段８を用いて隙間形成部材６とレプリカ剤供給手段7とを被検体３の表面形状のレプリカ転写位置まで移送する（Ｓｔｅｐ１）。この際、周辺の干渉物および目的位置を図示しないCCDカメラ等により確認しながら操作ポール１を操作するのが望ましい。隙間形成部材６の突起物１１を被検体３の表面に接触させることで被検体３と対面部材９との間に隙間４を形成する（Ｓｔｅｐ２）。続いて、例えば、架台１６が被検体３の方向に押圧されるように装置移送手段８である操作ポール１を固定することで隙間４の状態を保持する（Ｓｔｅｐ３）。続いて、レプリカ剤供給手段７の水圧シリンダ１４を伸ばして二液硬化型のレプリカ剤５を隙間4内に供給する（Ｓｔｅｐ４）。この際、供給されたレプリカ剤５は自己の表面張力により隙間４内に保持される。レプリカ剤５が硬化するまでの時間が経過後（Ｓｔｅｐ５）、装置移送手段８による固定を解除し、被検体３の表面形状が転写されたレプリカ剤５を回収する（Ｓｔｅｐ６）。
【００１９】
以上の説明した実施例１によれば、レプリカ剤を対面部材９と被検体３との間に隙間４を設け、形成困難な密閉空間を形成することなく、遠隔で構造物の表面形状を転写したレプリカを得ることができる遠隔表面調査装置及び遠隔表面調査方法を提供できる。
（実施例２）
次に、本発明の構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２を構成する被検体表面との間に隙間を形成する隙間形成部材６のより具体的な構成について、図３を用いて説明する。図３は曲面形状の被検体３表面との間に隙間４を形成する隙間形成部材６の例で、原子炉炉底部溶接部２３に代表される曲面形状の被検体３表面形状のレプリカを得る場合を示す図である。
【００２０】
隙間形成部材６は、少なくとも被検体に対面する面を有する対面部材９と、対面部材９と被検体３で形成した隙間４に二液硬化型のレプリカ剤５を供給可能なレプリカ剤供給口１２と、対面部材９と被検体３との間に形成する隙間４の高さ寸法、即ち対面部材９の対面と被検体と離間距離を規定する離間部材である突起物１１を備えている。対面部材９と被検体３との間に形成する隙間４の高さ寸法(離間距離)については、レプリカ採取位置と同等の環境下（温度、圧力、気中または水中）で、事前に使用するレプリカ剤５の表面張力で隙間内にレプリカ剤５が保持できる最大隙間高さ寸法を確認しておき、最大隙間高さ寸法以下となる様に突起物１１の高さを設定する。具体的には、設定した隙間高さ寸法で隙間内にレプリカ剤５が保持できない場合には、隙間内にレプリカ剤５が保持できるまで突起物１１の高さを低くする。また、前記対面部材９の形状は被検体３の凹凸形状に類似した形状を採用するのが望ましい。例えば、図３に示すような被検体３が曲面形状を有する場合には、前記対面部材９の形状を被検体３の形状に類似した曲面とする。
【００２１】
以上の説明した実施例２によれば、レプリカ剤を対面部材９と被検体３との間に形成した隙間４内にレプリカ剤５をその表面張力で保持する高さを有する突起物１１を設けることで、原子炉炉底部溶接部２３に代表される曲面形状の場合に形成困難な密閉空間を形成することなく、遠隔で構造物の表面に設けられた被検体３の表面形状を転写したレプリカを得ることできる遠隔表面調査装置及び遠隔表面調査方法を提供できる。
【００２２】
また、以上説明した実施例２によれば、被検体表面の凹凸形状が異なる場合でも、対面部材９の表面形状が被検体３の表面形状に類似し、レプリカ剤５の表面張力で前記隙間４内にレプリカ剤５を保持できる範囲では、同じ対面部材９を使用して被検体３の表面形状を転写したレプリカを得ることできる。
（実施例３）
本発明の遠隔表面調査装置２を原子炉炉内構造物表面形状を調査する遠隔調査方法に用いた実施例３を、図４と図５を用いて説明する。図４は原子炉炉内構造物表面形状を調査する遠隔調査方法の例、図５は調査手順の例である。
【００２３】
原子炉炉内構造物の表面形状を観察する方法では、まず、構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２を水上からの遠隔操作で被検体３まで誘導して被検体３表面との間に隙間４を形成した状態で固定する（Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３）。水上からの遠隔操作は操作ポール1を採用できるが、図示しないマニュプレータも採用できる。なお、採用するマニュプレータは先端の座標位置を制御できることが望ましい。また、被検体３までの誘導は、周辺の干渉物および目的位置をＣＣＤカメラ１６により撮影し、その映像をテレビモニタ１７で確認しながら実施する（Ｓｔｅｐ１）。突起物１１が被検体３に接触することで被検体３の表面と対面部材９の間に隙間４を形成する（Ｓｔｅｐ２）。この状態で水圧シリンダ１８により構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２を被検体３表面に押付けて固定する（Ｓｔｅｐ３）。水圧シリンダ１８は、耐圧ホース１９に接続された手押しポンプ２０により水を水圧シリンダ１８に供給することで駆動する。なお、水圧シリンダ１８は、原子炉炉内構造物である支柱２５に接触している支持台座２６に設けられている。支柱２５の具体例としては、シュラウドサポートレグや制御棒駆動機構ハウジングなどが採用できる。
【００２４】
その後、被検体３表面との間に形成した隙間４内にレプリカ剤５を供給する（Ｓｔｅｐ４）。レプリカ剤５の供給はレプリカ剤供給手段７により実施する。具体的には、耐圧ホース１５に接続された手押しポンプ２１により水を水圧シリンダ１４に供給することで水圧シリンダ１４を駆動し、レプリカ剤カートリッジ１３内からレプリカ剤供給管１２を介して、レプリカ剤供給口１０からレプリカ剤５を隙間４内に供給する。この際、供給されたレプリカ剤５は自己の表面張力により隙間４内に保持される。
【００２５】
次に、レプリカ剤５が硬化するまでの時間が経過後（Ｓｔｅｐ５）、水圧シリンダ１８による構造物の表面形状を調査する遠隔表面調査装置２の固定を解除し（Ｓｔｅｐ６）、被検体３の表面形状が転写されたレプリカ剤５を構造物表面形状を調査する遠隔表面調査装置２とともに回収する（Ｓｔｅｐ７）。回収したレプリカ剤５に転写された被検体３の表面形状を光学顕微鏡等で拡大観察することで、原子炉炉内構造物の表面形状を詳細に観察する（Ｓｔｅｐ８）。
【００２６】
以上説明した実施例３によれば、形成困難な密閉空間を形成することなく、遠隔で水中間環境にある原子炉炉内構造物の表面形状を転写したレプリカを得ることができ、原子炉炉内構造物の表面形状を詳細に観察できる遠隔表面調査装置及びその遠隔表面調査方法を提供できる。
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、被検体の表面形状のレプリカを採取する際の要求事項が、被検体表面を含む密閉空間の形成から、被検体表面との間の隙間形成へと変更される。これにより、被検体の三次元形状とレプリカ採取装置の寸法誤差に対する許容値が大幅に大きくなるため、レプリカ採取装置の適用範囲が大幅に拡大することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、人が直接近づけない温度、圧力、気中または水中の環境下において、レプリカを作成するための密閉空間を形成するのが困難な構造部の表面状態の調査に適用できる。特に、水中遠隔操作で適用することが可能であり、原子力発電所の原子炉炉内構造物に対する調査に最適である。
【符号の説明】
【００２９】
１：操作ポール                    ２：遠隔表面調査装置
３：被検体                        ４：隙間
５：レプリカ剤                    ６：隙間形成部材
７：レプリカ剤供給手段            ８：装置移送手段
９：対面部材                      １０：レプリカ剤供給口
１１：突起物                      １２：レプリカ剤供給管
１３：レプリカ剤カートリッジ      １４、１８：水圧シリンダ
１５、１９：耐圧ホース            １６：ＣＣＤカメラ
１７：テレビモニタ                ２０、２１：手押しポンプ
２３：原子炉炉底部溶接部          ２５：支柱
２６：支持台座                    ２７：架台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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