(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、前記電極を回転駆動及び／又は直線駆動する電極駆動部と、前記電極及び電極駆動部を収納するカバーと、前記カバーの端部に取り付けられ加工対象物に液密に当接するシール部と、前記カバー又はシール部に設けられた注水管及び逆止弁と、を備え、前記加工対象物からサンプル又は欠陥部を採取する放電加工装置において、
前記カバー内は低電気伝導度の充填液が前記注水管から充填され、前記逆止弁から排出されることを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記電極は、円筒型電極、枠型電極、円柱型電極又は角柱型電極であることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記シール部の先端にシール材を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記注水管の先端部に、前記充填液を放電加工箇所に噴射するためのノズルを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記円筒型電極の内部に注水配管を設けたことを特徴とする請求項２に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記充填液は純水であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項７】
加工対象物から放電加工装置によって一部を切り出してサンプル又は欠陥部を採取する放電加工方法において、
放電加工装置の加工対象物に対向する位置にシール部が設けられたカバー内を、当該カバー又はシール部に設けられた注水管から導かれ、かつ前記カバー又はシール部に設けられた逆止弁から排出される低電気伝導度の充填液で充填するとともに、放電加工用の電極として円筒型電極を用い、前記加工対象物に対して前記円筒型電極をその軸方向に移動させながら前記加工対象物を貫通するまで放電加工を行い、前記加工対象物から円柱状のサンプル又は欠陥部を採取することを特徴とする放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、加工対象物からサンプルまたは欠陥部を採取する放電加工装置及び放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントでは、保守点検の際に、炉心シュラウド等の原子炉構造物の欠陥部を除去したり、サンプルを採取することが従来から行われている。
また、最近では、高経年化により運転期間を終了する原子力発電プラントの廃炉措置が検討されている。原子力発電プラントの廃炉作業では、廃棄物の埋設処理や被曝低減を考慮する必要があり、原子炉内の構造物の様々な部位からサンプルを取得して、放射能強度を測定分析する必要がある。
【０００３】
従来、炉心シュラウド等の原子炉構造物の加工技術には、被曝を低減するために、水中遠隔操作による放電加工が用いられている。また、原子炉構造物からサンプルを採取する場合にも、放電加工が利用されており、例えば、円筒型の放電加工電極を用いて原子炉構造物からサンプルを採取する放電加工装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６０２６５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、原子力発電プラントで重大事故が発生した場合、原子炉内に電気伝導度の高い物質を多く含む液体（例えば、海水等）が混入する可能性がある。その場合、原子炉内の液体の電気伝導度が高くなるため、欠陥部の除去やサンプル採取のために放電加工装置を使用できなくなるという課題があった。
【０００６】
本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、加工対象物の周囲が高電気伝導度の液体で満たされている場合でも、加工対象物からサンプルや欠陥部を確実に採取することができる放電加工装置及び放電加工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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本実施形態に係る放電加工装置は、電極と、前記電極を回転駆動及び／又は直線駆動する電極駆動部と、前記電極及び電極駆動部を収納するカバーと、前記カバーの端部に取り付けられ加工対象物に液密に当接するシール部と、前記カバー又はシール部に設けられた注水管及び逆止弁と、を備え、前記加工対象物からサンプル又は欠陥部を採取する放電加工装置において、前記カバー内は低電気伝導度の充填液が前記注水管から充填され、前記逆止弁から排出されることを特徴とする。
【０００８】
また、本実施形態に係る放電加工方法は、加工対象物から放電加工装置によって一部を切り出してサンプル又は欠陥部を採取する放電加工方法において、放電加工装置の加工対象物に対向する位置にシール部が設けられたカバー内を、当該カバー又はシール部に設けられた注水管から導かれ、かつ前記カバー又はシール部に設けられた逆止弁から排出される低電気伝導度の充填液で充填するとともに、放電加工用の電極として円筒型電極を用い、前記加工対象物に対して前記円筒型電極をその軸方向に移動させながら前記加工対象物を貫通するまで放電加工を行い、前記加工対象物から円柱状のサンプル又は欠陥部を採取することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態に係る放電加工装置及び放電加工方法によれば、加工対象物の周囲が高電気伝導度の液体で満たされている場合でも、加工対象物からサンプルや欠陥部を確実に採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図２】第２の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図４】第４の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図５】第５の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図６】第６の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【図７】第７の実施形態に係る放電加工装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る放電加工装置及び放電加工方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本第１の実施形態では、例えば、原子炉構造物である炉心シュラウド等の加工対象物２から円柱状のサンプル２ａを採取する例について、図１を用いて説明する。なお、このサンプル２ａは亀裂等の欠陥部を含むものであってもよく、その場合、サンプル２ａは欠陥部を意味する。
【００１２】
（構成）
本第１の実施形態に係る放電加工装置１は、円筒型電極４、円筒型電極４を保持するホルダー６、円筒型電極４を回転駆動する回転駆動部７、及び円筒型電極４を軸方向に進退移動させる直線駆動部８からなる放電加工部３と、放電加工部３を覆うように設けられ先端にシール部１０ａを有するカバー１０と、カバー１０又はシール部１０ａに設けられた注水管１４及び排水管１５と、から構成される。
なお、回転駆動部７及び／又は直線駆動部８を電極駆動部ともいう。
【００１３】
回転駆動部７は回転軸、ベアリング、歯車等から構成され、小型モータ等（図示せず）により、電極ホルダー６を介して円筒型電極４を回転駆動させる。
直線駆動部８はカバー１０の内面に取り付けられた歯車、レール、ガイド等からなり、小型モータ等（図示せず）により、円筒型電極４を軸方向に進退可能に直線駆動させる。
【００１４】
カバー１０内には、低電気伝導度の充填液１３（例えば、純水）が注水管１４から注入され、排水管１５から排水される。排水管１５から排水された充填液１３は、フィルタ等により加工屑等の不純物が除去された後、ポンプ等により注水管１４へ再循環される（図示せず）。
【００１５】
また、円筒型電極４の内部には、採取したサンプル２ａが収納されるサンプル収納部５が設けられている。
カバー１０の先端に取り付けられたシール部１０ａは、カバー１０内を液密に保持するために、少なくとも加工対象物２に当接する部分を弾性体から構成することが好ましい。
【００１６】
また、このシール部１０ａは、加工対象物２の表面形状に合わせて適宜交換可能としてもよい。さらに、図１の例では、注水管１４及び排水管１５はシール部１０ａに設けられているが、カバー１０に設けてもよい。
【００１７】
（作用）
このように構成された本実施形態において、まず、放電加工部３を収納したカバー１０のシール部１０ａを加工対象物２に当接させて液密状態とし、注水管１４から充填液１３をカバー１０内に注入し、内部を低電気伝導度の充填液１３で満たす。
【００１８】
その状態で放電加工部３を作動させ、円筒型電極４を回転駆動部７及び直線駆動部８により、図１のａ、ｂに示すように、回転駆動及び直線駆動させることで、加工対象物２から円柱状のサンプル２ａを切り取り、円筒型電極４のサンプル収納部５に収納する。
【００１９】
その際、カバー１０内の充填液１３を循環させることで、放電加工時に加工対象物２から発生した加工屑等は排水管１５から排出され、フィルタ等によって捕捉除去された後（図示せず）、清浄な充填液１３が再度注水管１４からカバー１０内へ導入される。
放電加工が終了した後、放電加工装置１を外部に取り出し、サンプル２ａを回収する。
【００２０】
なお、上述したように、サンプル２ａは欠陥部を含むものであってもよく、その場合、サンプル２ａは欠陥部２ａとして切り取り採取され、サンプル収納部５に一時収納された後、取り出される。
【００２１】
（効果）
本実施形態によれば、加工対象物２の周囲が高電気伝導度の液体で満たされている場合であっても、放電加工装置１内に低電気伝導度の充填液１３を充填かつ循環させることで、放電加工を確実に行うことができる。これにより、加工対象物２から円柱状のサンプル又は欠陥部２ａを効率的に採取することができる。
【００２２】
また、放電加工時に発生した加工屑等は、充填液１３の循環流により排水管１５を介して放電加工装置１の外部へ確実に排出することができるため、放電加工効率を向上させることができる。
【００２３】
［第２の実施形態］
本第２の実施形態では、加工対象物２から所定深さの欠陥部２ｂを放電加工装置１により除去する例について、図２を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００２４】
本実施形態では、円柱型又は角柱型等の総型電極１７を用い、直線駆動部８により加工対象物２の欠陥部２ａに対し進退可能に総型電極１７を駆動し（図２のｂ参照）、総型電極１７により所定深さの欠陥部２ａを順次除去する。
【００２５】
本実施形態では、放電加工時に大量の加工屑等が発生する可能性があるが、これらの加工屑は充填液１３の循環流により排水管１５を介して放電加工装置１の外部へ確実に排出することができるため、放電加工効率を向上させることができる。その際、加工屑の発生量に応じて、充填液１３の循環速度を適宜変更可能にしてもよい。
【００２６】
［第３の実施形態］
本第３の実施形態では、例えば炉心シュラウド等の加工対象物２からボート型（舟型）のサンプル２ｃを採取する例について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、図３（ａ）は本実施形態に係る放電加工装置１の断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。また、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００２７】
本実施形態では、枠型電極１９を用い、加工対象物２のサンプル２ｃの端部に枠型電極１９を当接させ、回転駆動部７により枠型電極１９に回転力を付与しながら、ボート型のサンプル２ｃを切り取り採取する。
【００２８】
なお、上述したように、サンプル２ｃは欠陥部を含むものであってもよく、その場合、サンプル２ｃは欠陥部２ｃとして切り取り採取される。
本実施形態によれば、放電加工装置１に用いられる電極の形状を変更することで、所望の形状のサンプルを取得することができる。
【００２９】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る放電加工装置を、図４を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
本実施形態では、排水管１５の代わりに逆止弁２０を用いる構成としている。
【００３０】
上記第１乃至第３の実施形態では、排水量と注水量を同等にする必要があるが、本第４の実施形態では注水を行うだけであるため、流量調整を行う必要がないとともに、排水管や循環装置を省略することができる。これにより、放電加工装置の簡素化、小型化を図ることができるとともに、コストの低減化を図ることができる。
【００３１】
［第５の実施形態］
第５の実施形態に係る放電加工装置を、図５を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００３２】
本実施形態では、シール部１０ａの先端にシール材２２を取り付ける構成としている。
このシール材２２として、加工対象物２の表面に、より密着性が高い状態で当接することが可能な柔軟性のある材料（樹脂、ゴム、等）が用いられる。
【００３３】
本実施形態によれば、放電加工装置１の外部環境が液体のみならず、気体であっても、シール材２２によりカバー１０内を気密に保つことができるため、放電加工を確実に遂行することができる。
【００３４】
［第６の実施形態］
第６の実施形態に係る放電加工装置を、図６を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００３５】
本実施形態では、注水管１４の先端にノズル２４を取り付ける構成としている。
本実施例によれば、注水管１４の先端にノズル２４を取り付けることにより、加工対象物２と円筒型電極４等が接触する位置（放電加工箇所）に、充填液１３を直接吹き付けることが可能となる。
これにより、加工屑は放電加工部から積極的に排除されるため、加工屑が放電加工箇所に滞留することがなくなり、放電加工効率をより向上させることができる。
【００３６】
［第７の実施形態］
第７の実施形態に係る放電加工装置を、図７を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
本実施形態では、注水管１４の代わりに、円筒型電極４内に注水配管２５を設ける構成としている。
【００３７】
本実施形態によれば、放電加工部３をとおして円筒型電極４の内部に充填液１３を注入可能とすることで、充填液１３が加工対象物２の放電加工箇所に直接噴射されるので、第６の実施形態と同様に、放電加工で発生した加工屑をより効率的に排除することが可能となる。なお、この注水配管２５は注水管１４と併用してもよい。
【００３８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１…放電加工装置、２…加工対象物、２ａ、２ｃ…サンプル（欠陥部）、２ｂ…欠陥部、３…放電加工部、４…円筒型電極、５…サンプル収納部、６…電極ホルダー、７…回転駆動部、８…直線駆動部、１０…カバー、１０ａ…シール部、１３…充填液、１４…注水管、１５…排水管、１７…総型電極、１９…枠型電極、２０…逆止弁、２２…シール材、２４…ノズル、２５…注水配管
【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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