(57)【要約】【課題】簡単な構成で熱疲労試験を行うことができるとともに評価対象物において疲労き裂が発生した個所を容易に特定することができる熱疲労試験装置及び熱疲労試験方法を提供する。【解決手段】評価対象物に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験装置は、高温液体が評価対象物に接するように高温液体を収容する高温室と、高温液体よりも温度の低い低温液体が評価対象物に接するように低温液体を収容する低温室と、高温室と低温室とを仕切るとともに高温室側及び低温室側へ往復移動可能に構成された仕切部材と、仕切部材を往復移動させるための動力源とを備える。【選択図】図１
2019045407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象物に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験装置であって、
高温液体が前記評価対象物に接するように前記高温液体を収容する高温室と、
前記高温液体よりも温度の低い低温液体が前記評価対象物に接するように前記低温液体を収容する低温室と、
前記高温室と前記低温室とを仕切るとともに前記高温室側及び前記低温室側へ往復移動可能に構成された仕切部材と、
前記仕切部材を往復移動させるための動力源と
を備える熱疲労試験装置。
【請求項２】
前記高温室側の前記仕切部材の表面及び前記低温室側の前記仕切部材の表面の少なくとも一方に断熱材を備える、請求項１に記載の熱疲労試験装置。
【請求項３】
前記仕切部材と前記評価対象物との間には隙間が形成され、前記仕切部材には、前記隙間を少なくとも部分的にシールするシール部材を備える、請求項１または２に記載の熱疲労試験装置。
【請求項４】
前記仕切部材に接続されるとともに前記仕切部材が直線的に移動するように案内するための案内部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱疲労試験装置。
【請求項５】
前記仕切部材が往復移動する範囲以外の前記高温室及び前記低温室を、前記評価対象物を介在させて少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの温度調整器をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱疲労試験装置。
【請求項６】
前記高温液体が前記高温室に流入するための少なくとも１つの高温液体流入口と、
前記高温液体が前記高温室から流出するための少なくとも１つの高温液体流出口と、
前記低温液体が前記低温室に流入するための少なくとも１つの低温液体流入口と、
前記低温液体が前記低温室から流出するための少なくとも１つの低温液体流出口と
をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱疲労試験装置。
【請求項７】
前記評価対象物及び前記仕切部材とともに前記低温室を画定する低温室隔壁と、
前記動力源から供給される動力を前記仕切部材に伝達して該仕切部材を往復移動させる棒状の動力伝達部材と
をさらに備え、
前記動力伝達部材は前記低温室内で前記仕切部材に接続され、前記動力伝達部材の軸方向に対する一部は前記低温室隔壁を貫通して前記低温室の外部で前記動力源と直接的又は間接的に連結し、前記低温室隔壁は、前記動力伝達部材が前記低温室隔壁を貫通する部分において、前記低温室隔壁と前記動力伝達部材との間をシールするシール機構を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱疲労試験装置。
【請求項８】
前記評価対象物は筒状形状を有し、前記評価対象物の内部に前記高温室及び前記低温室が画定され、前記仕切部材は前記評価対象物の内部を往復移動する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱疲労試験装置。
【請求項９】
評価対象物に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験方法であって、
高温液体を収容する高温室と、前記高温液体よりも温度の低い低温液体を収容する低温室とが仕切部材によって仕切られた状態で、前記高温液体及び前記低温液体を前記評価対象物に接触させるステップと、
前記高温液体及び前記低温液体を前記評価対象物に接触させた状態で、前記仕切部材を前記高温室側及び前記低温室側に往復移動させるステップと、
往復移動させるステップの後、前記高温液体及び前記低温液体が前記評価対象物に接触した領域のうち前記仕切部材が往復移動した範囲に対して熱疲労の評価を行うステップと
を含む熱疲労試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱疲労試験装置及び熱疲労試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントに用いられる配管等の耐熱疲労性を評価するために熱疲労試験が行われる。特許文献１には、板状の評価対象物の厚さ方向に温度差を与え、実機における温度条件と同一条件のもとで熱疲労試験を行う熱疲労試験装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２５０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の熱疲労試験装置は、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができるものの、評価対象物において疲労き裂が発生した個所を特定するのに手間がかかるといった問題点があった。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも１つの実施形態は、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができるとともに評価対象物において疲労き裂が発生した個所を容易に特定することができる熱疲労試験装置及び熱疲労試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る熱疲労試験装置は、
評価対象物に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験装置であって、
高温液体が前記評価対象物に接するように前記高温液体を収容する高温室と、
前記高温液体よりも温度の低い低温液体が前記評価対象物に接するように前記低温液体を収容する低温室と、
前記高温室と前記低温室とを仕切るとともに前記高温室側及び前記低温室側へ往復移動可能に構成された仕切部材と、
前記仕切部材を往復移動させるための動力源と
を備える。
【０００７】
上記（１）の構成によると、高温室に収容された高温液体及び低温室に収容された低温液体を評価対象物に接触させた状態で仕切部材を高温室側及び低温室側に往復移動させることにより、評価対象物の表面の一部に高温液体と低温液体とが交互に接触して、評価対象物の表面の一部の温度を強制的に変化させることができるので、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができる。また、表面の温度が変化する領域は、仕切部材が往復移動する範囲であることから、疲労き裂が発生し得る箇所もこの範囲である。このため、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面に疲労き裂が発生しているか否かを確認すればよいので、評価対象物に発生した疲労き裂を容易に特定することができる。
【０００８】
（２）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記高温室側の前記仕切部材の表面及び前記低温室側の前記仕切部材の表面の少なくとも一方に断熱材を備える。
【０００９】
上記（２）の構成によると、仕切部材を介した高温液体から低温液体への熱移動が断熱材によって抑制されることにより、高温液体と低温液体との温度差が確保されるので、仕切部材に断熱材が設けられない場合に比べて、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面の温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００１０】
（３）いくつかの実施形態では、上記（１）または（２）の構成において、
前記仕切部材と前記評価対象物との間には隙間が形成され、前記仕切部材には、前記隙間を少なくとも部分的にシールするシール部材を備える。
【００１１】
上記（３）の構成によると、シール部材によって高温室と低温室との間の高温液体又は低温液体のリークを抑制できるので、高温液体と低温液体との温度差が確保されて、シール部材がない場合に比べて、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面の温度変化をより確実に生じさせることができる。ただし、仕切部材が往復移動する際にシール部材が評価対象物の表面に傷をつけてしまい、熱疲労の評価を正確に行えないことがあり得る。そこで、仕切部材と評価対象物との間の隙間に、部分的にこの隙間をシールしない領域を設けることにより、仕切部材が往復移動してもこの領域は、評価対象物の表面に傷をつけることがないので、少なくともこの領域が往復移動する範囲における評価対象物の表面に対して熱疲労の評価を正確に行うことができる。
【００１２】
（４）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、
前記仕切部材に接続されるとともに前記仕切部材が直線的に移動するように案内するための案内部材をさらに備える。
【００１３】
上記（４）の構成によると、仕切部材の往復移動方向に対して傾いて仕切部材が往復移動することにより、仕切部材の一部が評価対象物の表面に接触して評価対象物の表面に傷をつけてしまう可能性を抑制することができる。
【００１４】
（５）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（４）のいずれかの構成において、
前記仕切部材が往復移動する範囲以外の前記高温室及び前記低温室を、前記評価対象物を介在させて少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの温度調整器をさらに備える。
【００１５】
上記（５）の構成によると、高温室内の高温液体及び低温室内の低温液体の温度を安定させることができるので、高温液体と低温液体との温度差が確保されて、温度調整器がない場合に比べて、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面の温度変化をより確実に生じさせることができる。また、温度調整器は、仕切部材が往復移動する範囲を評価対象物を介在させて囲んでいないので、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面の温度変化が阻害されることを抑制できる。
【００１６】
（６）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（５）のいずれかの構成において、
前記高温液体が前記高温室に流入するための少なくとも１つの高温液体流入口と、
前記高温液体が前記高温室から流出するための少なくとも１つの高温液体流出口と、
前記低温液体が前記低温室に流入するための少なくとも１つの低温液体流入口と、
前記低温液体が前記低温室から流出するための少なくとも１つの低温液体流出口と
をさらに備える。
【００１７】
上記（６）の構成によると、高温室内の高温液体及び低温室内の低温液体のそれぞれが、高温室及び低温室のそれぞれに新たに供給される高温液体及び低温液体によって置き換えられることにより、高温室内の高温液体及び低温室内の低温液体それぞれの温度の変動が抑制されて安定するので、高温液体と低温液体との温度差が確保されて、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面の温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００１８】
（７）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（６）のいずれかの構成において、
前記評価対象物及び前記仕切部材とともに前記低温室を画定する低温室隔壁と、
前記動力源から供給される動力を前記仕切部材に伝達して該仕切部材を往復移動させる棒状の動力伝達部材と
をさらに備え、
前記動力伝達部材は前記低温室内で前記仕切部材に接続され、前記動力伝達部材の軸方向に対する一部は前記低温室隔壁を貫通して前記低温室の外部で前記動力源と直接的又は間接的に連結し、前記低温室隔壁は、前記動力伝達部材が前記低温室隔壁を貫通する部分において、前記低温室隔壁と前記動力伝達部材との間をシールするシール機構を備える。
【００１９】
シール機構によってリークが抑制される液体の温度が高いほど、シール機構によるリークの抑制が難しくなる。しかしながら、上記（７）の構成によると、動力伝達部材の軸方向に対する一部は低温室隔壁を貫通して低温室の外部に位置し、動力伝達部材が低温室隔壁を貫通する部分において、低温室隔壁と動力伝達部材との間をシールするシール機構が設けられているので、動力伝達部材が高温室内を延びて動力伝達部材の軸方向に対する一部が高温室の外部に位置する構成に比べて、シール機構によるリークの抑制効果を高めることができる。
【００２０】
（８）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（７）のいずれかの構成において、
前記評価対象物は筒状形状を有し、前記評価対象物の内部に前記高温室及び前記低温室が画定され、前記仕切部材は前記評価対象物の内部を往復移動する。
【００２１】
上記（８）の構成によると、原子力プラント等に用いられる配管、継手部、管台等のような筒状形状を有する評価対象物に対して熱疲労試験を行うことができる。
【００２２】
（９）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る熱疲労試験方法は、
評価対象物に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験方法であって、
高温液体を収容する高温室と、前記高温液体よりも温度の低い低温液体を収容する低温室とが仕切部材によって仕切られた状態で、前記高温液体及び前記低温液体を前記評価対象物に接触させるステップと、
前記高温液体及び前記低温液体を前記評価対象物に接触させた状態で、前記仕切部材を前記高温室側及び前記低温室側に往復移動させるステップと、
往復移動させるステップの後、前記高温液体及び前記低温液体が前記評価対象物に接触した領域のうち前記仕切部材が往復移動した範囲に対して熱疲労の評価を行うステップと
を含む。
【００２３】
上記（９）の方法によると、高温室に収容された高温液体及び低温室に収容された低温液体を評価対象物に接触させた状態で仕切部材を高温室側及び低温室側に往復移動させることにより、評価対象物の表面の一部に高温液体と低温液体とが交互に接触して、評価対象物の表面の一部の温度を強制的に変化させることができるので、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができる。また、表面の温度が変化する領域は、仕切部材が往復移動する範囲であることから、疲労き裂が発生し得る箇所もこの範囲である。このため、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面に疲労き裂が発生しているか否かを確認すればよいので、評価対象物に発生した疲労き裂を容易に特定することができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の少なくとも１つの実施形態によれば、高温室に収容された高温液体及び低温室に収容された低温液体を評価対象物に接触させた状態で仕切部材を高温室側及び低温室側に往復移動させることにより、評価対象物の表面の一部に高温液体と低温液体とが交互に接触して、評価対象物の表面の一部の温度を強制的に変化させることができるので、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができる。また、表面の温度が変化する領域は、仕切部材が往復移動する範囲であることから、疲労き裂が発生し得る箇所もこの範囲である。このため、仕切部材が往復移動する範囲における評価対象物の表面に疲労き裂が発生しているか否かを確認すればよいので、評価対象物に発生した疲労き裂を容易に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１に係る熱疲労試験装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る熱疲労試験装置によって熱疲労試験を行った配管を２つの半割管に切断した状態を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る熱疲労試験装置の仕切部材及び動力伝達部材の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る熱疲労試験装置の仕切部材及び動力伝達部材の構成を示す正面図及び平面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る熱疲労試験装置によって熱疲労試験を行った配管を２つの半割管に切断した状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態４に係る熱疲労試験装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態５に係る熱疲労試験装置の構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態６に係る熱疲労試験装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２７】
（実施形態１）
図１には、評価対象物である円筒形状の配管１に対して熱疲労試験を行うための熱疲労試験装置１０が示されている。熱疲労試験装置１０は、配管１内を２つの室に仕切る円板形状の仕切部材１１と、仕切部材１１の一方の表面１１ａに一端が接続される棒状の動力伝達部材１２と、配管１の外部に設けられるとともに配管１の外部で動力伝達部材１２に接続される油圧シリンダー等の動力源１３とを備えている。動力源１３が動力伝達部材１２をその軸方向に往復移動させることにより、その往復移動が仕切部材１１に伝達されて、仕切部材１１が配管１内を配管１の軸方向に往復移動するようになっている。
【００２８】
配管１の両端部はそれぞれ、溶接等の任意の手段により高温室隔壁２及び低温室隔壁３によって閉じられているが、一方の低温室隔壁３には、その中央部分に貫通孔３ａが形成されており、この貫通孔３ａに動力伝達部材１２が挿入されて、動力伝達部材１２の他端が配管１の外部に位置するようになっている。貫通孔３ａには、動力伝達部材１２がスライド可能に低温室隔壁３と動力伝達部材１２との間をシールする公知のシール機構１４が設けられている。
【００２９】
上述したように、配管１の内部は、仕切部材１１によって２つの室、すなわち、仕切部材１１と高温室隔壁２との間に画定された高温室４と、仕切部材１１と低温室隔壁３との間に画定された低温室５とに仕切られている。高温室４は、高温液体である高温水（約３００〜３６０℃）が高温室４内に流入するための高温液体流入口４ａと、高温水が高温室４から流出するための高温液体流出口４ｂとを備え、高温室４内には高温水が収容されている。低温室５は、低温液体である低温水（約１０〜３００℃）が低温室５内に流入するための低温液体流入口５ａと、低温水が低温室５から流出するための低温液体流出口５ｂとを備え、低温室５内には低温水が収容されている。この構成により、高温室４内では配管１の内壁１ａが高温水に接し、低温室５内では配管１の内壁１ａが低温水に接している。尚、高温室４内の圧力と低温室５内の圧力は同等に維持されている。これにより、仕切部材１１と配管１の内壁１ａとの間を高温水又は低温水がリークするのを抑制するとともに、仕切部材１１が往復移動しやすくなる。
【００３０】
次に、本発明の実施形態１に係る熱疲労試験装置の動作について説明する。
図１に示されるように、高温液体流入口４ａを介して、図示しない供給源から高温室４内に、温度調整された高温水が供給される。高温室４内に供給された高温水は、高温室４内を任意の時間滞留した後、高温液体流出口４ｂを介して高温室４から流出する。したがって、高温室４内の高温水は、高温室４に新たに供給される高温水によって置き換えられるようになっている。これと同時に、低温液体流入口５ａを介して、図示しない供給源から低温室５内に、温度調整された低温水が供給される。低温室５内に供給された低温水は、低温室５内を任意の時間滞留した後、低温液体流出口５ｂを介して低温室５から流出する。したがって、低温室５内の低温水は、低温室５に新たに供給される低温水によって置き換えられるようになっている。これにより、高温室４内の高温水及び低温室５内の低温水それぞれの温度の変動が抑制されて安定するので、高温水と低温水との温度差が確保される。
【００３１】
高温室４内に高温水が収容されると、高温室４を画定する配管１の内壁１ａには高温水が接触する。一方、低温室５内に低温水が収容されると、低温室５を画定する配管１の内壁１ａには低温水が接触する。高温水及び低温水が配管１の内壁１ａに接触した状態で、動力源１３が動力伝達部材１２をその軸方向に往復移動させることにより、配管１内で仕切部材１１を高温室４側及び低温室５側へ往復移動させる。仕切部材１１は、高温液体流入口４ａと低温液体流入口５ａとの間（図１では、２つの一点鎖線の間）を往復移動する。仕切部材１１が往復移動する領域を、以下では往復移動領域６とする。
【００３２】
仕切部材１１が高温液体流入口４ａに最も近づいた状態では、往復移動領域６における配管１の内壁１ａには低温水が接触する。一方、仕切部材１１が低温液体流入口５ａに最も近づいた状態では、往復移動領域６における配管１の内壁１ａには高温水が接触する。仕切部材１１が周期的に往復移動すると、往復移動領域６における配管１の内壁１ａには、高温水及び低温水が周期的に交互に接触する。すなわち、往復移動領域６における配管１の内壁１ａは、高温水及び低温水の温度差に周期的に曝されることになり、表面温度が周期的に変化する。この表面温度の周期的な変化により、往復移動領域６における配管１の内壁１ａには熱応力が発生し、疲労き裂が発生し得るようになる。
【００３３】
仕切部材１１の往復移動を所定期間行った後、仕切部材１１の往復移動を停止する。仕切部材１１の往復移動の停止後、高温室隔壁２及び低温室隔壁３を取り外して、配管１の内部から仕切部材１１及び動力伝達部材１２を取り除く。仕切部材１１及び動力伝達部材１２を取り除いた後、配管１を切断、例えば、配管１の軸方向に配管１を半分に切断して、図２に示されるように、２つの半割管１ｂ，１ｃを得る。次に、半割管１ｂ，１ｃのそれぞれの内壁１ａにおける疲労き裂の有無を確認することで、熱疲労の評価を行う。上述したように、疲労き裂が発生し得るのは往復移動領域６における内壁１ａであり、内壁１ａ全体のうち往復移動領域６においてのみ疲労き裂の有無を確認すればよいので、配管１に発生した疲労き裂を容易に特定することができる。
【００３４】
このように、高温室４に収容された高温水及び低温室５に収容された低温水を配管１の内壁１ａに接触させた状態で仕切部材１１を高温室４側及び低温室５側に往復移動させることにより、往復移動領域６における配管１の内壁１ａに高温水と低温水とが交互に接触して、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度を強制的に変化させることができるので、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができる。また、表面の温度が変化する領域は、仕切部材１１が往復移動する往復移動領域６であることから、疲労き裂が発生し得る箇所もこの範囲である。このため、往復移動領域６における配管１の内壁１ａに疲労き裂が発生しているか否かを確認すればよいので、配管１の内壁１ａに発生した疲労き裂を容易に特定することができる。
【００３５】
実施形態１では、上述したように、高温室４内の高温水及び低温室５内の低温水が、高温室４及び低温室５のそれぞれに新たに供給される高温水及び低温水によって置き換えられることにより、高温室４内の高温水及び低温室５内の低温水それぞれの温度の変動が抑制されて安定するので、高温水と低温水との温度差が確保されて、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００３６】
また、実施形態１では、往復移動領域６の近傍に高温液体流入口４ａ及び低温液体流入口５ａが設けられていることにより、高温室４及び低温室５に流入したばかりの高温水及び低温水が、往復移動領域６における配管１の内壁１ａに接触しやすくなる。このため、往復移動領域６における高温水と低温水との温度差が確保されて、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００３７】
さらに、実施形態１では、貫通孔３ａに、動力伝達部材１２がスライド可能に低温室隔壁３と動力伝達部材１２との間をシールする公知のシール機構１４が設けられている。一般に、このシール機構１４によってリークが抑制される液体の温度が高いほど、シール機構１４によるリークの抑制が難しくなる。実施形態１では、動力伝達部材１２が貫通孔３ａにおいて、低温室隔壁３と動力伝達部材１２との間をシールするシール機構１４が設けられているので、動力伝達部材１２が高温室４内を延びて高温室隔壁２を貫通し、高温室隔壁２にシール機構１４が設けられる構成に比べて、シール機構１４によるリークの抑制効果を高めることができる。
【００３８】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る熱疲労試験装置について説明する。実施形態２に係る熱疲労試験装置は、実施形態１に対して、仕切部材１１に断熱材を設けたものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
図３に示されるように、仕切部材１１の低温室５（図１参照）側の表面１１ａと、仕切部材１１の高温室４（図１参照）側の表面１１ｂとのそれぞれには、セラミックス等の断熱材２０がコーティングされている。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００４０】
実施形態２では、仕切部材１１を介した高温水から低温水への熱移動が断熱材２０によって抑制されることにより、高温水と低温水との温度差が確保されるので、仕切部材１１に断熱材２０が設けられない場合に比べて、往復移動領域６（図１参照）における配管１の内壁１ａ（図１参照）の温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００４１】
尚、実施形態２では、仕切部材１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に断熱材２０がコーティングされていたが、表面１１ａのみ、又は、表面１１ｂのみに断熱材２０が設けられてもよい。
【００４２】
（実施形態３）
次に、実施形態３に係る熱疲労試験装置について説明する。実施形態３に係る熱疲労試験装置は、実施形態１及び２のそれぞれに対して、仕切部材１１と配管１の内壁１ａとの間をシールするシール部材を仕切部材１１に設けたものである。以下では、実施形態１の構成にシール部材を付加した形態で実施形態３を説明するが、実施形態２の構成にシール部材を付加して実施形態３とすることもできる。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４（ａ）に示されるように、仕切部材１１において表面１１ａと表面１１ｂとをつなぐ側面１１ｃには、その周方向に沿って、シール部材であるＣリング３０が設けられている。図４（ｂ）に示されるように、仕切部材１１と配管１の内壁１ａとの間には隙間３５が形成され、Ｃリング３０は、隙間３５をその周方向に沿って部分的にシールしている。Ｃリング３０の両端部３０ａ，３０ｂ間の領域３１は、隙間３５をシールしていない。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００４４】
実施形態３では、Ｃリング３０によって隙間３５をシールすることにより高温室４（図１参照）と低温室５（図１参照）との間の高温水又は低温水のリークを抑制できるので、高温水と低温水との温度差が確保されて、Ｃリング３０がない場合に比べて、往復移動領域６（図１参照）における配管１の内壁１ａの温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００４５】
ただし、仕切部材１１が往復移動する際にＣリング３０が配管１の内壁１ａに傷をつけてしまい、熱疲労の評価を正確に行えないことがあり得る。しかし、領域３１は、隙間３５をシールしていないことから、仕切部材１１の往復移動中に配管１の内壁１ａに傷をつけることがないので、領域３１の往復移動領域では熱疲労の評価を正確に行うことができる。
【００４６】
さらに、領域３１以外の部分は、Ｃリング３０によって配管１の内壁１ａに傷をつけるおそれがあることから、この領域３１の往復移動領域だけ、すなわち、図５に示されるように、往復移動領域６における内壁１ａのうちの一部分３２だけに対して熱疲労の評価を行ってもよい。これにより、発生した疲労き裂をより容易に特定することができる。
【００４７】
実施形態３では、シール部材がＣリング３０であり、隙間３５をシールしない領域３１が側面１１ｃの周方向に沿って１つだけ設けられているが、この形態に限定するものではない。側面１１ｃの周方向に沿って２つ以上の領域３１を有するようなシール部材を設けてもよい。また、配管１の内壁１ａに傷をつけないような材質でシール部材が形成されていれば、シール部材としてＯリングを用いてもよい。この場合には、隙間３５を全周にわたってシールすることができ、高温室４と低温室５との間の高温水又は低温水のリークをより確実に抑制することができる。
【００４８】
（実施形態４）
次に、実施形態４に係る熱疲労試験装置について説明する。実施形態４に係る熱疲労試験装置は、実施形態１〜３のそれぞれに対して、仕切部材１１が直線的に移動するように案内するための案内部材を設けたものである。以下では、実施形態１の構成に案内部材を付加した形態で実施形態４を説明するが、実施形態２及び３の構成に案内部材を付加して実施形態４とすることもできる。尚、実施形態４において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図６に示されるように、仕切部材１１の側面１１ｃと配管１の内壁１ａとの間には、側面１１ｃの周方向に等間隔をあけて、案内部材である４つのリニアモーションガイド４０がそれぞれ、配管１の軸方向に沿って延びるように設けられている。側面１１ｃの周方向に対して隣り合うリニアモーションガイド４０，４０間、且つ、仕切部材１１の側面１１ｃと配管１の内壁１ａとの間に位置するように側面１１ｃには、耐熱性ゴムのような柔軟性のある材料又は配管１よりも硬度の低い金属等で形成された断熱部材４１が設けられている。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００５０】
リニアモーションガイド４０に接続された側面１１ｃの部分は、リニアモーションガイド４０に沿って直線的に移動する。側面１１ｃの周方向に等間隔をあけて４つのリニアモーションガイド４０が設けられていることにより、仕切部材１１の全体が、リニアモーションガイド４０に沿って、すなわち、配管１の軸方向に沿って移動する。これにより、仕切部材１１の往復移動方向に対して仕切部材１１が傾かずに往復移動するように案内される。この結果、仕切部材１１の往復移動方向に対して傾いて仕切部材１１が往復移動することにより、仕切部材１１の周縁部が配管１の内壁１ａに接触して内壁１ａに傷をつけてしまう可能性を抑制することができる。
【００５１】
また、仕切部材１１の側面１１ｃと配管１の内壁１ａとの間にリニアモーションガイド４０を設けることにより、リニアモーションガイド４０が設けられた部分以外で仕切部材１１の側面１１ｃと配管１の内壁１ａとの間に隙間が生じてしまう。この隙間を埋めるように側面１１ｃに断熱部材４１を設けることによって、この隙間を介した高温水又は低温水のリークと、高温水から低温水への熱移動とを抑制することができるので、往復移動領域６における高温水と低温水との温度差が確保されて、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度変化をより確実に生じさせることができる。
【００５２】
（実施形態５）
次に、実施形態５に係る熱疲労試験装置について説明する。実施形態５に係る熱疲労試験装置は、実施形態１〜４のそれぞれに対して、高温室４内及び低温室５内のそれぞれの温度を調整するための温度調整器を設けたものである。以下では、実施形態１の構成に温度調整器を付加した形態で実施形態５を説明するが、実施形態２〜４のそれぞれの構成に温度調整器を付加して実施形態５とすることもできる。尚、実施形態５において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
図７に示されるように、往復移動領域６を除いた高温室４を配管１を介在させて囲むように、高温室４内の温度を調整するための第１温度調整器であるジャケット５１が設けられている。ジャケット５１内に、高圧蒸気が流通するようになっている。また、往復移動領域６を除いた低温室５を配管１を介在させて囲むように、低温室５内の温度を調整するための第２温度調整器であるジャケット５２が設けられている。ジャケット５２内に、温水が流通するようになっている。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００５４】
ジャケット５１を流通する高圧蒸気の温度は、高温室４内に収容される高温水と同等の温度に調節され、ジャケット５２を流通する温水の温度は、低温室５内に収容されている低温水と同等の温度に調節される。これにより、高温室４内の高温水及び低温室５内の低温水それぞれの温度の変動が抑制されて安定するので、高温水と低温水との温度差が確保されて、ジャケット５１及び５２がない場合に比べて、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度変化をより確実に生じさせることができる。また、ジャケット５１及び５２は両方とも、往復移動領域６を配管１を介在させて囲んでいないので、往復移動領域６における配管１の内壁１ａの温度変化が阻害されることを抑制できる。
【００５５】
実施形態５では、高圧蒸気が流通するジャケット５１が第１温度調整器であり、温水が流通するジャケット５２が第２温度調整器であったが、この形態に限定するものではない。第１温度調整器及び第２温度調整器は、配管１の外周に巻回された電熱線等の任意の加熱装置であってもよい。また、第１温度調整器及び第２温度調整器のそれぞれが互いに異なる種類の温度調整器であってもよく、例えば、第１温度調整器が電熱線であり、第２温度調整器が、内部を温水が流通するジャケットであってもよい。
【００５６】
また、実施形態５では、往復移動領域６を除いた高温室４及び往復移動領域６を除いた低温室５のそれぞれを全体的に囲むようにジャケット５１及び５２が設けられているが、部分的に囲むように設けられてもよい。また、往復移動領域６を除いた高温室４又は低温室５のいずれか一方を少なくとも部分的に囲むようにジャケット５１又は５２が設けられてもよい。すなわち、往復移動領域６以外の高温室４及び低温室５を、配管１を介在させて少なくとも部分的に囲むように少なくとも１つの温度調整器が設けられていればよい。
【００５７】
実施形態１〜５において、評価対象物は円筒形状の配管１であったが、配管に限定するものではない。原子力プラント等に用いられる、円筒形状に限定されない筒形状の配管、継手部、管台等であってもよい。
【００５８】
（実施形態６）
次に、実施形態６に係る熱疲労試験装置について説明する。実施形態６に係る熱疲労試験装置は、実施形態１〜５のそれぞれに対して、評価対象物を平板形状の部材としたものである。以下では、実施形態１の構成に対して評価対象物を平板形状の部材とした形態で実施形態６を説明するが、実施形態２〜５のそれぞれの構成に対して評価対象物を平板形状の部材として実施形態６とすることもできる。尚、実施形態６において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
図８に示されるように、仕切部材１１及び動力伝達部材１２が設けられた箱型形状の筐体６０に、評価対象物である平板形状の部材６１を溶接等の任意の手段により接合させて、筐体６０の内部に高温室４及び低温室５を画定されている。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００６０】
実施形態６においても、実施形態１と同様に、仕切部材１１を往復移動させることで、往復移動領域６における平板形状の部材６１の内壁６１ａの一部に高温水と低温水とが交互に接触して、往復移動領域６における平板形状の部材６１の内壁６１ａの温度を強制的に変化させることができるので、簡単な構成で熱疲労試験を行うことができ、実施形態１と同じ効果を得ることができる。
【００６１】
実施形態１〜６において、高温水及び低温水の温度範囲をそれぞれ特定していたが、これらの温度範囲は単なる例示であり、高温水及び低温水はこれらの温度範囲に限定するものではない。熱疲労試験を行う評価対象物の種類により、高温水及び低温水の温度は任意に変更可能である。
【００６２】
実施形態１〜６において、動力源１３として油圧シリンダーを例示していたが、これに限定するものではない。仕切部材１１を往復移動させるための動力を提供できるものであればどのようなものでもよく、モータ等であってもよい。また、動力伝達部材１２が動力源１３に直接接続されていなくてもよい。例えば、動力源１３としてモータを用いた場合に、モータの回転運動を直線運動に変換するラック・アンド・ピニオンのような部材を介して、動力伝達部材１２が動力源１３に間接的に接続されてもよい。
【００６３】
実施形態１〜６において、高温液体流入口４ａ、高温液体流出口４ｂ、低温液体流入口５ａ、低温液体流出口５ｂはそれぞれ１つずつ設けられていたが、それら全てが複数設けられてもよく、あるいは、それらのうちのいずれかが複数設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  配管（評価対象物）
１ａ  （配管の）内壁
１ｂ  半割管
１ｃ  半割管
２  高温室隔壁
３  低温室隔壁
４  高温室
４ａ  高温液体流入口
４ｂ  高温液体流出口
５  低温室
５ａ  低温液体流入口
５ｂ  低温液体流出口
６  往復移動領域
１０  熱疲労試験装置
１１  仕切部材
１１ａ  （仕切部材の）表面
１１ｂ  （仕切部材の）表面
１１ｃ  （仕切部材の）側面
１２  動力伝達部材
１３  動力源
１４  シール機構
２０  断熱材
３０  Ｃリング（シール部材）
３０ａ  （Ｃリングの）端部
３０ｂ  （Ｃリングの）端部
３１  領域
３２  一部分
３５  隙間
４０  リニアモーションガイド（案内部材）
４１  断熱部材
５１  ジャケット（温度調整器）
５２  ジャケット（温度調整器）
６０  筐体
６１  平板形状の部材
６１ａ  （平板形状の部材の）内壁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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