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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-06
(54)【発明の名称】制御棒遠隔連結解除機構
(51)【国際特許分類】
G21C 7/14 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
G21C7/14 110
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525288
(86)(22)【出願日】2022-10-31
(85)【翻訳文提出日】2024-05-23
(86)【国際出願番号】 US2022048421
(87)【国際公開番号】W WO2023076672
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】63/273,687
(32)【優先日】2021-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521315799
【氏名又は名称】ビーダブリューエックスティー アドバンスト テクノロジーズ、エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シャーゴッツ、スコット、ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ジーグラー、ライアン、ゼット．
(72)【発明者】
【氏名】ブラウン、ジェイソン、シー．
(72)【発明者】
【氏名】ハスレット、デイビット、ケイ．
(72)【発明者】
【氏名】フレミング、エミリー、ディー．
(57)【要約】
トルク・チューブと、連結棒とスパイダとを備える制御棒組立体と、連結棒の下端に回転可能に固定され、係止カムを含む係止カム組立体と、スパイダ内に回転不能に配設され、進入スロットを有する係止凹部を含む係止環部と、を有し、第１の軸位置では係止カム組立体がトルク・チューブに対して回転可能であり、第２の軸位置では係止カム組立体がトルク・チューブに対して回転不能である、制御棒駆動機構。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中央内腔を画定する内面を備えるトルク・チューブと、前記トルク・チューブの前記中央内腔内に配設された連結棒とスパイダとを含み、前記連結棒が前記スパイダに離脱自在に固定可能である、制御棒組立体と、
前記連結棒の下端に回転可能に固定される係止カム組立体であって、前記係止カム組立体は、本体部と前記本体部から外径方向に延出する少なくとも１つの係止カムとを含む、係止カム組立体と、
前記スパイダ内に回転不能に配設される係止環部であって、前記係止環部は、中央内腔を画定する内面と前記内面中にある少なくとも１つの係止凹部とを含み、前記係止凹部が前記係止環部の上縁から下方に延在する進入スロットを含む、係止環部と、
を備え、
前記連結棒は、前記係止カム組立体が前記トルク・チューブに対して回転可能である第１の位置と、前記係止カム組立体が前記トルク・チューブに対して回転不能である第２の位置との間を、前記トルク・チューブに関して軸方向に可動である、制御棒駆動機構。
【請求項2】
前記少なくとも１つの係止カムが前記少なくとも１つの係止凹部の前記進入スロット内に配設される場合、前記係止カム組立体は、前記係止環部に対して回転不能であり、前記係止環部に対して軸方向に可動である、請求項１に記載の制御棒駆動機構。
【請求項3】
前記連結棒が前記第１の位置にある場合、前記係止カム組立体は前記係止環部の上方にあり、前記連結棒が前記第２の位置にある場合、前記少なくとも１つのカムは前記係止凹部内に配設される、請求項１に記載の制御棒駆動機構。
【請求項4】
前記少なくとも１つの係止凹部が、第１のカム面と、第２のカム面と、前記第１のカム面と前記第２のカム面との間に延在する係止面と、を更に備える、請求項３に記載の制御棒駆動機構。
【請求項5】
前記第１のカム面及び前記第２のカム面が、前記係止環部の長手方向中央軸に対して同一の傾きである、請求項４に記載の制御棒駆動機構。
【請求項6】
前記少なくとも１つの係止カムが、垂直な係止面と、前記少なくとも１つの係止凹部の前記第１のカム面及び前記第２のカム面と同一の前記傾きを有する斜めのカム面と、を含む、請求項５に記載の制御棒駆動機構。
【請求項7】
前記係止面が、前記係止環部の前記長手方向中央軸を含む垂直面中に存在する、請求項５に記載の制御棒駆動機構。
【請求項8】
前記係止カム組立体の前記少なくとも１つのカムは、２つのカムを含み、前記係止環部の前記少なくとも１つの係止凹部は、２つの係止凹部を含む、
請求項１に記載の制御棒駆動機構。
【請求項9】
前記連結棒は、円筒状内腔を画定する下端を含み、前記係止カム組立体の前記本体部は、前記円筒状内腔内に回転可能に配設される、請求項１に記載の制御棒駆動機構。
【請求項10】
トルク・チューブを有する制御棒駆動機構とともに用いられる連結解除機構であって、前記トルク・チューブ内に回転不能に配設される連結棒と、
前記連結棒の下端に回転可能に固定される係止カム組立体であって、前記係止カム組立体は、本体部と前記本体部から外径方向に延出する少なくとも１つの係止カムとを含む、係止カム組立体と、
前記トルク・チューブ内に回転不能に配設される係止環部であって、前記係止環部は、中央内腔を画定する内面と前記内面中にある少なくとも１つの係止凹部とを含み、係止凹部が前記係止環部の上縁から下方に延在する進入スロットを含む、係止環部と、
を備え、
前記連結棒は、前記係止カム組立体が前記連結棒に対して回転可能である第１の位置と、前記係止カム組立体が前記連結棒に対して回転不能である第２の位置との間を、前記制御棒駆動機構に関して軸方向に可動である、連結解除機構。
【請求項11】
前記少なくとも１つの係止カムが前記少なくとも１つの係止凹部の前記進入スロット内に配設される場合、前記係止カム組立体は、前記係止環部に対して回転不能であり、前記係止環部に対して軸方向に可動である、請求項１０に記載の連結解除機構。
【請求項12】
前記連結棒が前記第１の位置にある場合、前記係止カム組立体は前記係止環部の上方に配設され、前記連結棒が前記第２の位置にある場合、前記少なくとも１つのカムは前記係止凹部内に配設される、請求項１０に記載の連結解除機構。
【請求項13】
前記少なくとも１つの係止凹部は、第１のカム面と、第２のカム面と、前記第１のカム面と前記第２のカム面との間に延在する係止面とを更に備え、前記第１のカム面及び前記第２のカム面は、前記係止環部の長手方向中央軸に対して同一の傾きである、請求項１２に記載の連結解除機構。
【請求項14】
前記少なくとも１つの係止カムが、垂直な係止面と、前記少なくとも１つの係止凹部の前記第１のカム面及び前記第２のカム面と同一の前記傾きを有する斜めのカム面と、を含む、請求項１３に記載の連結解除機構。
【請求項15】
前記係止面が、前記固持環部の前記長手方向中央軸を含む垂直面中に存在する、請求項１３に記載の連結解除機構。
【請求項16】
前記係止カム組立体の前記少なくとも１つのカムは、２つのカムを含み、前記係止環部の前記少なくとも１つの係止凹部は、２つの係止凹部を含む、
請求項１０に記載の連結解除機構。
【請求項17】
前記連結棒は、円筒状内腔を画定する下端を含み、前記係止カム組立体の前記本体部は、前記円筒状内腔内に回転自在に配設される、請求項１１に記載の連結解除機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、開示内容が参照により本明細書に組み込まれている、２０２１年１０月２９日に出願した米国特許仮出願番号６３／２７３，６８７号の優先権を主張するものである。
【0002】
本明細書にて開示される発明は、一般に、原子炉における反応炉出力レベルを制御するシステム及びその使用方法に関し、より詳細には、熱原子炉用制御棒の動作を制御するシステム及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【0003】
熱原子力発電所において、原子炉心は、所望の核分裂連鎖反応を支持するように選択されたサイズ及び組成を有する核分裂性物質を備える。炉心は、一次冷却水中に浸漬された圧力容器内に配設される。更に、中性子吸収材を備える「制御棒」を反応炉心を通過する案内管に挿入することで、反応を制御し又は停止させることが知られている。制御棒は、挿入されると、連鎖反応を減速又は停止させるように中性子を吸収する。
【0004】
制御棒は、制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｏｄ ｄｒｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によって動作される。制御棒を「調整する（ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ）」ことによって、反応速度制御を連続的に調節可能にするように制御棒の挿入を連続的に調節可能である。「停止（ｓｈｕｔｄｏｗｎ）」用の制御棒については、挿入度合いは全挿入か全引抜かのいずれかである。通常稼働では停止棒は反応炉心から完全に引き抜かれているが、スクラム（ＳＣＲＡＭ）時には連鎖反応を迅速に停止させるように停止棒が完全に挿入される。制御棒は調整棒と停止棒の双方の機能を果たすように設計されることもできる。いくつかのそのような二重の機能を持った制御棒では、ＳＣＲＡＭ発生時に制御棒がＣＲＤＭから取り外し可能となって、外れた制御棒が重力の作用で反応炉心内に落下するように構成されている。艦船のシステム等のいくつかのシステムでは、液圧又は他の（重力以外の）積極的な力も加えて、外れた制御棒を炉心内に駆動する。
【0005】
制御システムを完全にするために、制御棒／ＣＲＤＭ結合が設けられる。既知の結合は、下端にスパイダが固定されている連結棒を含む。連結棒の上部は、ＣＲＤＭと動作可能に連結する。調整棒では、この連結部は、送りねじ又は他の漸進的な調節要素を含む。従来、送りねじは、連結棒、スパイダ及び制御棒とともに、並進する組立体（「制御棒組立体」としても知られる）として緊急脱落する。しかし、いくつかの既知の手法では、送りねじはＣＲＤＭ内に保持することができ、制御棒組立体の残りの部分が緊急脱落する。費用とシステム全体の複雑性を軽減するために、典型的には単独のＣＲＤＭがスパイダを介して複数の制御棒と連結される。この仕組みでは、全ての制御棒が単独のスパイダと、ともに並進する制御棒組立体（ＣＲＡ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｏｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）として結合する。実際には、多少の冗長性をもたらすように、いくつかのＣＲＤＭユニットが設けられ、その各々がスパイダを介して複数の制御棒と結合する。スパイダは、連結棒の下端から横方向に延在して、複数の制御棒の取り付け箇所が設けられる。
【0006】
例えばメンテナンスのための長期停止等のある種の作業の際には、ＣＲＡの並進する制御棒を反応炉心中に長期間全挿入することが必要となる場合がある。従って、並進する制御棒を、連結棒とスパイダとの間等の決まった位置で、連結棒の垂直運動によって遠隔でＣＲＤＭに対する係合及び係合解除が可能であることが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施の形態は、中央内腔を画定する内面を有するトルク・チューブと、トルク・チューブの中央内腔内に配設された連結棒とスパイダとを含み、連結棒がスパイダに離脱自在に固定可能である、制御棒組立体と、連結棒の下端に回転可能に固定される係止カム組立体であって、係止カム組立体は、本体部と本体部から外径方向に延出する少なくとも１つの係止カムとを含む、係止カム組立体と、スパイダ内に回転不能に配設される係止環部であって、係止環部は、中央内腔を画定する内面と内面中にある少なくとも１つの係止凹部とを含み、係止凹部が、係止環部の上縁から下方に延在する進入スロットを備える、係止環部と、を有し、連結棒は、係止カム組立体がトルク・チューブに対して回転可能である第１の位置と、係止カム組立体がトルク・チューブに対して回転不能である第２の位置との間を、トルク・チューブに関して軸方向に可動である、制御棒駆動機構を提供する。
【0008】
本開示の別の一実施の形態は、トルク・チューブを有する制御棒駆動機構とともに用いられる連結解除機構であって、トルク・チューブ内に回転不能に配設される連結棒と、連結棒の下端に回転可能に固定される係止カム組立体であって、係止カム組立体は、本体部と本体部から外径方向に延出する少なくとも１つの係止カムとを含む、係止カム組立体と、トルク・チューブ内に回転不能に配設される係止環部であって、係止環部は、中央内腔を画定する内面と内面中にある少なくとも１つの係止凹部とを含み、係止凹部が係止環部の上縁から下方に延在する進入スロットを含む、係止環部と、を含み、連結棒は、係止カム組立体が連結棒に対して回転可能である第１の位置と、係止カム組立体が連結棒に対して回転不能である第２の位置との間を、制御棒駆動機構に関して軸方向に可動である、連結解除機構を提供する。
【0009】
添付の図面は、本明細書に組み込まれその一部を構成しており、本発明の１つ又は複数の実施の形態を図示し、且つその記述とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。
【0010】
以下で、添付の図面を参照して本発明の記述をより十全に行うが、図面において本発明の実施の形態をいくつか示すものの、その全ては示さない。実際、本発明は多くの異なった形態で実施することができ、本明細書に記載する実施の形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、本開示が該当する法的要件を満たすようにそれらの実施の形態は提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】例示的な制御棒組立体を含む、原子炉圧力容器の下部の部分斜視断面図である。
【図4A】本開示の一実施の形態による連結解除機構を含む制御棒組立体の下端の側面図である。
【図4B】本開示の一実施の形態による連結解除機構を含む制御棒組立体の下端の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書及び図面では参照符号を反復使用するが、そのことによって本開示に基づく本発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すことが意図されている。
【0013】
以下で、本発明の現在の好ましい実施の形態について述べるが、そのうちの１つ又は複数の例を添付の図面に示す。各例は本発明を限定するためではなく、説明するために提供される。実際、本発明においてはその範囲及び精神から逸脱することなく変更及び変形が可能であることが当業者に明らかとなる。例えば、一実施の形態の部分として図示又は記述される特徴は、別の一実施の形態に用いられて、更に別の一実施の形態を生み出すことができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれに相当するものの範囲内に該当するような変更及び変形を含むものとする。
【0014】
本明細書では、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」又は「下方（ｂｅｌｏｗ）」等の、しかしこれらに限定されない、遠隔の連結解除機構を有する制御棒組立体の向きに対する方向又は位置を指す言葉は、本明細書の図に示す、通常の意図する操作における連結解除機構の向きに対する方向及び相対位置を指す。従って、例えば「垂直」及び「上」という語は、図の視点における垂直の方向及び相対的に上の位置を指し、時に反応炉が異なった向きに配置されるとしても、上記の意味合いで理解すべきものである。
【0015】
更に、本開示及び添付の特許請求の範囲で用いる「又は（ｏｒ）」の語は、排他的な「又は」ではなく、両立的な「又は」を意味することが意図されている。すなわち、別段の指定があるか、文脈から明らかであるのでない限り、「ＸはＡ又はＢを用いる」という文言は、自然数個取り出す組合せ（ｎａｔｕｒａｌ ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）のうちの任意のものを意味することが意図されている。つまり、「ＸはＡ又はＢを用いる」という文言は、「ＸはＡを用いる」、「ＸはＢを用いる」又は「ＸはＡとＢの双方を用いる」という場合のうちの任意のものによって満たされる。加えて、本出願及び添付の特許請求の範囲で用いる冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、単数形に関するものであるように別段の指定があるか、文脈から明らかであるのでない限り、一般に「１つ又は複数の」を意味すると解釈されるべきである。本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、以下の用語は、文脈で別様に定まるのでない限り、ここで明示的に関連付けた意味を少なくとも有する。以下で特定する意味は必ずしも用語を限定せず、単に用語の説明的な例を記載したものである。「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」の意味は複数を指すことを含んでよく、「～に（ｉｎ）」の意味は「～内に（ｉｎ）」及び「～上に（ｏｎ）」を含んでよい。本明細書で用いる「一実施の形態において」という句は、同一の実施の形態を指す場合があるとはいえ、必ずしもそうであるとは限らない。
【0016】
図１を参照すると、例示的な原子炉圧力容器１０の関連する部分は、圧力容器１０の底に近接して配置される反応炉心１２を含む。炉心１２は、例として濃縮酸化ウラン（すなわち、２３５Ｕ／２３８Ｕ比を上げるように処理されたＵＯ２）等の放射性物質を含む、又は含有する。制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）１４組立体を概略的に図示する。例示的なＣＲＤＭ１４は、圧力容器１０の内に配設された内部型ＣＲＤＭである。代替の実施の形態では、外部型ＣＲＤＭを採用することができる。通常、各々複数の制御棒と結合する複数のＣＲＤＭユニットが存在するが、図１においてこれらのＣＲＤＭユニットは追加して示さない。圧力容器１０は、そのような追加のＣＲＤＭユニットのための空間を示して描かれている。
【0017】
ＣＲＤＭ１４の下方には制御棒案内フレーム１６が存在し、図１の斜視図では制御棒／ＣＲＤＭ結合組立体（すなわちスパイダ３２及び連結棒３０、両者とも図３に示す）を視界から遮蔽している。案内フレーム１６の下方に延出しているのが、複数の制御棒１８である。図１は、制御棒１８が炉心１２内に最大限挿入される全挿入の位置における制御棒１８を示す。全挿入の位置では、スパイダ３２（図３）は、制御棒案内フレーム１６内の下部位置２０に位置する。図１の例示的な実施の形態では、ＣＲＤＭ１４及び制御棒案内フレーム１６は、両端がそれぞれＣＲＤＭ１４及び案内フレーム１６と結合し内部を連結棒３０（図３）が通過する中空管を備えるスタンドオフ２２によって、離隔される。
【0018】
図１は、例示的な圧力容器１０の下部のみを示す。原子炉を稼働させる際には、図示の開いた上端２４が１つ又は複数の圧力容器上部（図示せず）と連結され、この上部が圧力容器１０の図示した下部とともに、反応炉心１２、制御棒１８、案内フレーム１６及び内部型ＣＲＤＭ１４を収容する密閉圧力空間を形成する。代替の一実施の形態では、ＣＲＤＭ１４は外部型であり、反応炉圧力容器の上方に位置する。このような実施の形態では、外部型ＣＲＤＭは、連結棒３０が圧力容器の上部の門部を通って延出する制御棒／ＣＲＤＭ結合組立体によって、制御棒１８と連結される。図２を参照すると、ＣＲＤＭ１４、制御棒案内フレーム１６、介在するスタンドオフ２２及び制御棒１８を含む制御組立体が、反応炉圧力容器から分離されて示されている。図３を参照すると、制御棒１８及び制御棒組立体４０の連結棒３０が、それらを隠蔽するいかなる構成要素もなしに（例えば、案内フレーム、スタンドオフ又はＣＲＤＭなしに）示されている。スパイダ３２によって、複数の制御棒１８が対応する連結棒３０の下端と連結される。
【0019】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本開示による連結解除機構５０が示されている。連結解除機構５０は、制御棒駆動機構１４のスパイダ３２の中央内腔２８内に回転不能に固定された係止環部５２を含む。図に示すように、スパイダ３２は、その本体部２１から上方に延在し中央内腔２８を画定する装着管２６を含む。装着管２６は、自らの内に連結棒３０の下端を選択的に受けるように構成されている。以下でより詳細に検討するように、係止環部５２（図６Ａ～図６Ｃ）は、係止カム組立体３３から外径方向に延出する突起によって形成されるカム３８を選択的に受けるように構成された少なくとも１つの係止凹部５４を含み、係止カム組立体３３は、制御棒組立体４０の連結棒３０の下端３３に回転可能に受けられる。連結解除機構５０の実施の形態は、僅か１つの係止凹部５４及び１つの対応するカム３８を含んでもよいものの、連結解除機構５０は、本実施の形態に示されるように、少なくとも一対の対向した係止凹部５４と一対の対応する対向した係止カム３８とを含むことが好ましい。
【0020】
当技術分野で知られていることであるが、制御棒組立体４０の送りねじ（図示せず）と制御棒駆動機構１４のローラ・ナットとの間の摩擦力によって、連結棒３０がＣＲＤＭ１４のトルク・チューブ（図示せず）に対して回転することがある。以下でより詳細に検討するように、連結棒３０が回転しないことが、それにより連結棒３０と係止環部５２との適切な位置合わせが保たれるので望ましい。図に示すように、当技術分野で知られていることであるが、本実施の形態では、連結棒３０のトルク・チューブに対する回転は、トルク・チューブの内面に回転不能に固定された鍵部（図示せず）、及び鍵部スロット（図示せず）の仕組みによって防止される。知られているように、鍵部スロットは連結棒３０の外面に形成されている。
【0021】
図５Ａ及び図５Ｂにおいて最もよく分かるように、連結棒３０の下縁２７は、一連の交互に存在する尖頭部４５及び谷部４７によって形成される複数の突起２５を含む。隣接する尖頭部４５及び谷部４７は、係止カム組立体３３の係止カム３８と摺動可能に係合するように構成された複数の斜めのカム面４９でつながっている。加えて図４Ｂを参照すると、連結棒３０の下端は、上部内部レッジ４１と下部内部レッジ４３との間に広がる円筒状内腔３１も画定する。円筒状内腔３１は、自らの内に係止カム組立体３３の本体部３５を摺動可能に受け、それにより係止カム組立体３３が連結棒３０の中へ及び外へ限定的に摺動可能であるように構成される。係止カム組立体３３の上部で外側に迫り出すフランジ３７は、上部レッジ４１と下部レッジ４３との間に摺動可能に受けられ、それにより係止カム組立体３３の連結棒３０に関する軸方向運動が制限される。選択的なコイルばね（図示せず）を係止カム組立体３３の上部フランジ３７と連結棒３０の上部レッジ４１との間に配設することができる。コイルばねは、組立体の上部フランジ３７が連結棒３０の下部レッジ４３と接触するまで組立体を下方に推進することで、反応炉の通常稼働時の係止カム組立体３３の振動を軽減するために用いることができる。
【0022】
図６Ａ～図６Ｃに示すように、係止環部５２は、同心の外面６４及び内面６６によって形成されている。ここに示す実施の形態は、各々が係止環部５２の内面６６から内径方向に延出する突起５５により画定された２つの係止凹部５４を含む。各々の係止凹部５４は、第１の斜めのカム面６０と止め面６１と第２の斜めのカム面６２とを含む。図６Ｃから最もよく分かるように、第１のカム面６０は係止環部５２の最下縁６７から止め面６１の上端へと上方に延在し、止め面６１は止め面６１の上部から上方に延在し係止環部５２の長手方向中央軸と平行である。第２のカム面６２も、係止環部５２の最下縁６７から対応する１つの進入スロット５６と交わるまで上方向に傾斜している。一対の進入スロット５６は突起５５を分離し、各々の進入スロット５６が係止環部５２の上縁６８から下方に延在し、自らの内に対応する係止カム３８を摺動可能に受けるように構成される。各々の進入スロット５６の上端は、係止カム組立体３３の対応する係止カム３８及び鍵部５１の双方を摺動可能に受けることが容易になるよう広がっていることが好ましい。連結棒３０の鍵部５１が係止環部５２の進入スロット５６及び通過スロット５３と相互作用することで、連結棒３０の係止環部５２に対する回転が更に防止されることに留意されたい。係止環部５２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、スパイダ３２の上端に回転不能に固定されている。
【0023】
再び図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、本実施の形態の係止カム組立体３３は、各々が係止凹部５４の各々に対応する一対の対向するカム突起３８を含むことが好ましい。図に示すように、各々の係止カム３８は、斜めの底面５１と、斜めのカム面５３と、底面５１からカム面５３に上方に延在し係止カム組立体３３の長手方向中央軸に平行な止め面５７と、を備える。図に示すように、各々のカム３８の斜めのカム面５３の傾きは、係止凹部５４の第１のカム面６０及び第２のカム面６２の傾き、並びに連結棒３０の下縁２７のカム面４９の傾きと同じである。
【0024】
ここで図４Ａ、図４Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、連結解除機構５０の動作を検討する。図７Ａに示すように、反応炉が長期間停止している間、係止カム組立体３３の係止カム３８は、連結棒３０の運動によってスパイダ３２、ひいては制御棒１８（図３）の位置が変わらないように、係止環部５２の進入スロット５６と位置合わせされている。従って、係止カム組立体３３の係止カム３８は係止環部５２の上方に配設することができ、その結果係止環部５２が制御棒組立体４０の連結棒３０と係合しなくなる。先述の通り、連結棒３０はトルク・チューブ２６に回転不能に固定されている。
【0025】
操作者が制御棒組立体４０のスパイダ３２を連結棒３０と係合させることを望む場合、連結棒３０をトルク・チューブ２６内で下方に移動させるために制御棒駆動機構１４が用いられる。図７Ｂに示すように、各々の進入スロット５６の上端は、対応する係止カム３８が容易に入るように広がっており、係止カム３８は、スロット５６に容易に入るように斜めの下端５１を含む。係止カム３８が係止環部５２と係合していない時、スパイダ３２のコイルばね６７は完全に伸びている。連結棒３０が下方に移動し続けると、係止カム組立体３３の端面２９がばね６７と接触し、この時係止カム組立体３３は、フランジ３７が内腔３１の上部レッジ４１と接触するまで連結棒３０に対して上方に動く。この時、コイルばね６７は圧縮され始める。
【0026】
連結棒３０がトルク・チューブ２６に対して下方に移動し続けると、係止カム３８が進入スロット５６の下端から脱出し、それにより突起５５の最下縁６７を通過し、この時係止カム組立体３３はトルク・チューブ２６ひいては係止環部５２に対して自在に回転する。加えて図７Ａを参照すると、各々の係止カム３８の止め面５７の最上部が対応する進入スロット５６の下端を一たび通過すると、コイルばね６７によって係止カム組立体３３に上方向の力がかかることで、係止カム組立体３３は連結棒３０と係止環部５２の双方に対して上方に動かされる。図に示すように、連結棒３０の下縁２７のカム面４９の相互作用によって、カム係止組立体３３が連結棒３０を上方から見た場合における時計回り方向に回転する。また、係止カム組立体３３は、係止カム３８のカム面５３が係止凹部５４の第１のカム面６０に沿って上方に摺動するように、係止環部５２及び連結棒３０に対して回転する。係止カム組立体３３の上方運動及び時計回りの回転は、各々のカム３８の止め面５７が対応する係止凹部５４の係止面６１と接触するまで続く。この際、係止カム３８は係止環部５２の係止凹部５４内に堅固に嵌入し、その結果対応する制御棒組立体４０（図３）が係止環部５２に完全に支持され、制御棒１８がＣＲＤＭ１４によって所望の通りに操縦できる。
【0027】
連結棒３０ひいてはＣＲＤＭ１４をスパイダ３２から連結解除するためには、制御棒駆動機構１４を作動させ、制御棒組立体４０（図３）の送りねじを、連結棒３０を下方向に動かすように係合させる。連結棒３０の下縁２７のカム面４９は、最終的に対応する係止カム３８のカム面５３と接触する。連結棒３０が下方に移動し続けることで、係止カム組立体３３の端面２９は今一たびコイルばね６７と接触し、それによりコイルばね６７が圧縮される。各々の係止カム３８の止め面５７の下端が各々の係止凹部５４の係止面６１の最下端を一たび通過すると、係止カム組立体３３は今一たび係止環部５２と連結棒３０との双方に対して時計回り方向に自在に回転する。図７Ｂから最もよく分かるように、コイルばね６７によってかかる上方向の力及び連結棒３０のカム面４９の相互作用によって、各々の係止カム３８が対応する進入スロット５６に入るまで、係止カム３８のカム面５３は係止凹部５４の第２のカム面６２に沿って上方向に摺動する。図７Ｂに示すように、連結棒３０はこの時制御棒１８から独立して上方に移動自在であり、その結果制御棒１８が反応炉中に全挿入されたままとなることが可能となる。
【0028】
本発明の１つ又は複数の好ましい実施の形態を上記で記述しているが、本発明においてはその範囲及び精神から逸脱することなく種々の変更及び変形が可能であると当業者は認識すべきである。本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれに相当するものの範囲及び精神内に該当するような変更及び変形を含むものとする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【国際調査報告】