特許 5969929 アイソカイネティックプローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969929

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】アイソカイネティックプローブ

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/02 20060101AFI20160804BHJP

   G01N 1/26 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   G01N1/02 C

   G01N1/26

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-14138(P2013-14138)

(22)【出願日】2013年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-145650(P2014-145650A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】村木 厚哉

(72)【発明者】

【氏名】清水 毅

【審査官】 高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１７９２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８５８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１６４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１５１８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５９５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０６４６５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００８４１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭６３−０７９５４９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １／０２−１／２６

Ｇ２１Ｃ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子力発電プラントの排気筒から放出される排気中の放射性物質の濃度を測定するためのアイソカイネティックプローブであって、
前記排気筒の対向する部位に測定孔を形成して、測定孔をフランジで封止するとともに、１対のフランジの間に中空のガイドレールを固定し、該中空のガイドレール内部に収納箱を挿入、支持し、前記収納箱内には、サンプリングノズルおよびサンプリング配管が収納されて前記フランジから外部に取り出され、前記サンプリングノズルは前記中空のガイドレールの排気接触面に形成された排気導入孔から前記排気を取り込むように構成されたことを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項2】

請求項１に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記中空のガイドレールの排気接触面に形成された排気導入孔は、前記中空のガイドレールの排気接触面に前記収納箱の挿入方向に沿って形成された切り欠き部であり、前記収納箱を前記中空のガイドレールに取付けるときには前記サンプリングノズルの通過部分とされている特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項3】

請求項１に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記中空のガイドレールの排気接触面に形成された排気導入孔は、前記中空のガイドレール内部に前記収納箱を挿入した状態において、前記収納箱の前記サンプリングノズルの設置位置に対向する前記中空のガイドレールの排気接触面に形成されていることを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記収納箱の一部が前記中空のガイドレール内部に接触しながら挿入され、支持されることを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記収納箱の横方向には横方向支持部材が取り付けられており、横方向支持部材が前記中空のガイドレール内部に接触しながら挿入され、支持されることを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項6】

請求項５に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記収納箱の排気接触面側には高さ方向支持部材が取り付けられており、高さ方向支持部材が前記中空のガイドレール内部の排気接触面側に接触しながら挿入され、支持されることを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアイソカイネティックプローブであって、
前記収納箱の先端部には楔状固定具を設け、収納箱の先端面が当接するフランジ側の当接面に前記楔状固定具を受ける先端抑えブロックを備えていることを特徴とするアイソカイネティックプローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アイソカイネティックプローブに係り、特に排気筒取付け時の振動発生を抑制することができるアイソカイネティックプローブに関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電プラントでは、気体放射性廃棄物を処理した排気は排気筒を通じて大気中に放出する。排出に際しては、排気中の放射性物質濃度を監視しており、排気筒内の排気の一部をサンプリングし放射線レベルの計測を行う。サンプリングでは、排気筒内の適当な位置のサンプル点より、サンプル流体の成分濃度を変化させる事なく計測に必要な量をサンプリングする事が必要となる。

【0003】

サンプル流体の成分濃度を変化させずにサンプリングする為に、そのサンプル点における排気筒内流速と等速でサンプルをプローブより吸引する目的でアイソカイネティックプローブが設置されている。

【0004】

アイソカイネティックプローブを用いた従来のサンプリングプローブの外観を図１１に示す。図１１において１は排気筒であり、図示の下方から上方に向かって排気Ｆが流れている。９は、排気筒１を横断する方向に固定的に配置されたサポート部であって、サポート部９にはレール１０が取り付けられている。レール１０の両端側の排気筒１には、測定孔５が形成されており、測定孔５はフランジ６によって閉止可能にされている。

【0005】

この測定孔５の一方端から、サンプリングノズル２とサンプリング配管３と収集管４を搭載した取付板７が挿入される。取付板７は、取付板７に設けられたローラー８が、排気筒１に固定されたサポート部側のレール１０に挿入されることで排気筒１内に設置される。なお、取付板７の脱着を行うときには適宜フランジ６を外して行われる。

【0006】

図１１に図示したサンプリングプローブによれば、排気筒１内の流速に応じてサンプリングノズル２の径が選定され、排気Ｆは等速吸引にてサンプリング配管３を通じ収集管４に集められ、図示せぬ放射能計測器に導かれる。サンプリング配管３は、排気筒１の測定孔５に設けられたフランジ６にて外部と接続される。サンプリング配管３は、取付板７に取り付けられ、取付板７の上部にはローラー８が設けられている。

【0007】

サンプリングノズル２、サンプリング配管３、収集管４、取付板７、及びローラー８から構成されるアイソカイネティックプローブ本体は、アイソカイネティックプローブサポート９により固定されているレール１０内に、本体のローラー８を挿入することで排気筒１内に設置される。

【0008】

本構造を用いたアイソカイネティックプローブに、特許文献１がある。特許文献１には、「強度を有する一本のサンプリング配管に複数個のサンプリングノズルを配設させることにより、サンプリング配管取付サポートを不要とすることができるので、アイソカイネティックプローブの構造をコンパクトにできる」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開昭６３−１７９２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

図１１に示す形態の従来のアイソカイネティックプローブでは、アイソカイネティックプローブ本体をレール１０に固定する要素がローラー８のみであるため接触面積が小さく、なおかつアイソカイネティックプローブ本体が露出した構造であるため、排気風にアイソカイネティックプローブ本体が煽られて振動が発生する問題がある。そのため、振動に伴って異音が発生し、騒音問題上も好ましくはない。

【0011】

また、常に雨風等室外環境に晒されている事に加えて上記振動の発生も相まって、アイソカイネティックプローブ本体のみならずアイソカイネティックプローブサポート９も劣化が早まり、アイソカイネティックプローブ本体の重量を支えるアイソカイネティックプローブサポート９の強度にも十分な考慮が必要である。

【0012】

特許文献１には、アイソカイネティックプローブの構造をコンパクトにできる仕組みが記載されている。しかし、特許文献１の構造では振動を抑制することができない。

【0013】

本発明の目的は、排気筒内に設置するアイソカイネティックプローブの振動発生を抑制することが可能なアイソカイネティックプローブを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

以上のことから本発明は、原子力発電プラントの排気筒から放出される排気中の放射性物質の濃度を測定するためのアイソカイネティックプローブであって、排気筒内に中空のガイドレールを固定し、中空のガイドレール内部に収納箱を挿入、支持し、収納箱内には、サンプリングノズルおよびサンプリング配管が収納されてフランジから外部に取り出され、サンプリングノズルは中空のガイドレールの排気接触面に形成された排気導入孔から排気を取り込むように構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、アイソカイネティックプローブ本体の振動の発生を抑制することが可能なアイソカイネティックプローブを提供することができる。

【0016】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１のアイソカイネティックプローブの平面図。

【図2】実施例１のアイソカイネティックプローブのＡ−Ａ断面図。

【図3】実施例２のアイソカイネティックプローブの平面図。

【図4】実施例２のアイソカイネティックプローブのＢ−Ｂ断面図。

【図5】実施例３のアイソカイネティックプローブの平面図。

【図6】実施例３のアイソカイネティックプローブの底面図。

【図7】実施例４のアイソカイネティックプローブの平面図。

【図8】実施例４のアイソカイネティックプローブのＢ−Ｂ断面図。

【図9】実施例５のアイソカイネティックプローブの平面図。

【図10】実施例５のアイソカイネティックプローブのＣ−Ｃ断面図。

【図11】アイソカイネティックプローブの従来構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、実施例について図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0019】

実施例１では、振動抑制機構を有するアイソカイネティックプローブの例を説明する。図１、図２は、実施例１のアイソカイネティックプローブの構成図の例である。図１は平面図、図２はＡ−Ａ断面図を示している。

【0020】

図１の平面図に示すように、排気筒１の対向する部位に測定孔５を形成し、ここを１対のフランジ６Ａ，６Ｂで封止する構成としている。また１対のフランジ６Ａ，６Ｂ部分にはガイドレールサポート１０２を夫々形成し、両端のガイドレールサポート１０２によりガイドレール１０３の各端を固定し、支持する。これによりガイドレール１０３は、排気筒１内の排気Ｆに交差する方向に設置されたことになる。なお測定孔５に形成されるフランジ６Ａ，６Ｂは、排気筒１から突出して形成された筒部６Ａ２，６Ｂ２と筒部６Ａ２，６Ｂ２を塞ぐ蓋部６Ａ１、６Ｂ１とで構成され、ガイドレール１０３は例えばフランジ６Ａ，６Ｂの筒部６Ａ２，６Ｂ２から両端のガイドレールサポート１０２により支持、固定される。

【0021】

ガイドレール１０３は中空とされており、中空のガイドレール１０３内部にその長手方向に沿って収納箱１０１が挿入、嵌合する形で取り付けられる。従って、収納箱１０１もまた排気筒１内の排気Ｆに交差する方向に設置されたことになる。収納箱１０１内は中空であって、その内部にサンプリングノズル２、サンプリング配管３が搭載されている。サンプリングノズル２は、ガイドレール１０３を介して排気Ｆに対向する位置に取り付けられている。

【0022】

なお中空のガイドレール１０３内部に挿入される収納箱１０１は、その先端はガイドレール１０３に沿ってフランジ６Ｂ側に挿入されるが、その後端はフランジ６Ａの蓋部６Ａ１に固定されている。従って、収納箱１０１の取付時には、フランジ６Ａの蓋部６Ａ１と一体に形成された収納箱１０１をガイドレール１０３内部に挿入し、最後にフランジ６Ａの蓋部６Ａ１をフランジ６Ａの筒部６Ａ２に固定することで行われる。

【0023】

図２のＡ−Ａ断面図に明らかなように、ガイドレール１０３は中空、かつ矩形であって、これに嵌合する収納箱１０１もまた中空、矩形とされている。なおこれらは必ずしも矩形である理由はなく、円形であってもよいが嵌合できる形状関係にある必要がある。また中空のガイドレール１０３は、その下面（排気Ｆに対向する側の面）に切り欠部１０５を長手方向に形成している。収納箱１０１の下面（排気Ｆに対向する側の面）には複数のサンプリングノズル２がその長手方向に取り付けられており、サンプリングノズル２が中空のガイドレール１０３の下面の切り欠部１０５から突出して排気Ｆに接触している。

【0024】

このようにアイソカイネティックプローブ１００は、サンプリングノズル２、サンプリング配管３、収集管４、及びこれらを収納する収納箱１０１から構成されるアイソカイネティックプローブ本体と、ガイドレールサポート１０２によって排気筒に固定されるガイドレール１０３により構成されている。

【0025】

アイソカイネティックプローブ本体はフランジ６に接続されており、測定孔５よりガイドレール１０３内に挿入される。ガイドレール１０３は矩形の筒形状を有しており、アイソカイネティックプローブ本体を挿入する際に妨げにならないよう、サンプリングノズル２の通過する部分が取り除かれている。この切り欠き部分１０５は、取付時におけるサンプリングノズル２の通過部分であるとともに、取付後はサンプリングノズル２の排気導入孔として機能する。その他の構成は、既に説明した図１０に示された同一の符合を付された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

【0026】

実施例１のアイソカイネティックプローブ１００では、アイソカイネティックプローブ本体をガイドレール１０３で包み込むように固定するため接触面積が大きく、なおかつアイソカイネティックプローブ本体をガイドレール１０３内に収納できるため外部に露出される部分が小さくなる。

【0027】

この結果、排気風による影響を低減でき振動の発生を抑制することが可能となる。さらに、ガイドレールサポート１０２が測定孔５内に存在するため、当該サポートに直接雨が降りかかる事が無く、劣化を抑制することが可能である。

【0028】

実施例１では、収納箱１０１とガイドレール１０３の断面形状が例えば矩形状のように
同じであり、かつ収納箱１０１の外形寸法がガイドレール１０３の内径寸法よりも若干小さくされることで、収納箱１０１がガイドレール１０３内に挿入され、嵌装されることになる。この実施例１は、収納箱１０１をガイドレール１０３により直接支持している構造を示している。これに対し、収納箱１０１をガイドレール１０３により間接支持する構造とすることができる。以降の実施例では間接指示する例を紹介する。

【実施例2】

【0029】

実施例２では、振動抑制機構に加え、保守性を向上したアイソカイネティックプローブの例を説明する。図３、図４は、実施例２のアイソカイネティックプローブの構成図の例である。図３は平面図、図４はＢ−Ｂ断面図を示している。

【0030】

図３の平面図は収納箱１０１をガイドレール１０３に取り付け完了した後の状態を示している。図３の平面図が図１の平面図と相違する点は、収納箱１０１の側面にリブ２０１、底面にボス２０２を設け、これらを介して収納箱１０１をガイドレール１０３に支持させた点にある。つまり、実施例１は収納箱１０１をガイドレール１０３により直接支持している構造であるが、実施例２は収納箱１０１をリブ２０１、ボス２０２を介してガイドレール１０３により間接支持する構造の一例を示している。

【0031】

図４のＢ−Ｂ断面図によれば、収納箱１０１の外形寸法は、ガイドレール１０３の内径寸法に対して、十分に小さい。収納箱１０１の両側面に設けられたリブ２０１（横方向支持部材）により側面方向の寸法差が補われ、収納箱１０１の底面に設けられたボス２０２（高さ方向支持部材）により高さ方向の寸法差が補われることにより収納箱１０１がガイドレール１０３に支持、固定される。なおその他の構成は、既に説明した図１、図２に示された同一の符合を付された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

【0032】

アイソカイネティックプローブ２００は、リブ２０１及びボス２０２の存在によりアイソカイネティックプローブ本体とガイドレール１０３との摩擦が低減されるため、アイソカイネティックプローブ本体の出し入れが容易に行えるようになり、保守性の向上を図ることができる。さらに、図１のアイソカイネティックプローブ１００と同様に振動抑制機構を有しているため、振動の発生を抑制することが可能であることは言うまでもない。

【0033】

なお、アイソカイネティックプローブ２００においてアイソカイネティックプローブ本体に設ける構造は上述したものに限られない。例えばボス２０２の代わりにローラーを用いることによって、さらにアイソカイネティックプローブ本体とガイドレール１０３との摩擦の低減を図ることが可能になると考えられる。

【実施例3】

【0034】

実施例３では、振動抑制機構に加え、アイソカイネティックプローブ本体の劣化低減を図ったアイソカイネティックプローブの例を説明する。図５、図６は、実施例３におけるアイソカイネティックプローブ３００を示す構成図の例である。図５は平面図、図６は底面図を示している。

【0035】

図５の平面図も収納箱１０１をガイドレール３０１に取り付け完了した後の状態を示している。図５の平面図が図１、図３の平面図と相違する点は、サンプリングノズル２がガイドレール３０１の下面から突出していない点である。実施例１、実施例２のガイドレール１０３では、その底面長手方向に切り欠部１０５が形成されており、収納箱１０１をガイドレール１０３に挿入する時にサンプリングノズル２が切り欠部１０５から突出したまま挿入できるようにされている。

【0036】

図５の実施例３では、サンプリングノズル２の下部位置は、ボス２０２の下部位置よりも若干高い位置にくるようにされている。このため、収納箱１０１をガイドレール３０１に挿入して取り付けるときにサンプリングノズル２の下面がガイドレール３０１に擦らないようにされる。

【0037】

なおサンプリングノズル２の下面は排気Ｆに接触させる必要があることから、収納箱１０１をガイドレール３０１に取付完了状態での、サンプリングノズル２の下面位置に対向するガイドレール３０１部分に排気吸入孔３０５が形成されている。サンプリングノズル２にはガイドレール３０１の排気吸入孔３０５を経由して排気Ｆが導入される。

【0038】

図６の底面図によれば、ガイドレール３０１の底部の排気吸入孔３０５の位置にサンプリングノズル２が見えていることが分かる。なお、図５の平面図におけるその他の構成は、既に説明した図１あるいは、図３に示された同一の符合を付された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

【0039】

このように図５、図６のアイソカイネティックプローブ３００は、図３のアイソカイネティックプローブ２００のガイドレール１０３を大型化し、アイソカイネティックプローブ本体のサンプリングノズル２までも内部に収納するようにしたものである。図５のガイドレール３０１において、サンプリングノズル２の直下に当たる部分には、排気の吸入を行うための穴が設けられている。アイソカイネティックプローブ本体は底面に設けられたボス２０２によって、ガイドレール３０１内に支持されている。

【0040】

実施例３のアイソカイネティックプローブ３００は、アイソカイネティックプローブ本体が排気の吸入を行う部分を除いて完全にガイドレール３０１内に収納されているため、雨風にさらされる面積が最小限となっている。そのため、上述の課題に対し、アイソカイネティックプローブの長寿命化を実現することが可能となっている。さらに、図１、図２のアイソカイネティックプローブ１００と同様に振動抑制機構を有しているため、振動の発生を抑制することが可能である。

【実施例4】

【0041】

実施例４では、振動抑制機構に加え、騒音対策を施したアイソカイネティックプローブの例を説明する。図７、図８は、実施例４のアイソカイネティックプローブの構成図の例である。図７は平面図、図８はＢ−Ｂ断面図を示している。

【0042】

図７、図８に示した実施例４と、図３、図４に示した実施例２を比較して明確なように、実施例４は実施例２のリブ２０１、ボス２０２を防振ゴム４０１に変更したものである。その他の構成は、既に説明した図３、図４に示された同一の符合を付された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

【0043】

実施例４のアイソカイネティックプローブ４００は、アイソカイネティックプローブ本体とガイドレール１０３との間に防振ゴム４０１が存在するため、何らかの要因によりアイソカイネティックプローブ本体、あるいはガイドレール１０３に振動が発生した場合においても、防振ゴム４０１が振動を吸収するため騒音の発生を抑制することが可能である。

【実施例5】

【0044】

本実施例では、更なる振動抑制機構として、楔状固定具を備えたアイソカイネティックプローブの例を説明する。図９、図１０は、実施例４のアイソカイネティックプローブの構成図の例である。図９は平面図、図１０はＣ−Ｃ断面図を示している。

【0045】

図９の平面図が図１の平面図と相違する点は、収納箱１０１の先端面に楔状固定具５０１を設けた点である。さらに収納箱１０１が、ガイドレール１０３に挿入完了されたときに、収納箱１０１の先端面が当接する当接面がフランジ６Ｂの筒部６Ｂ２内に形成されており、これが先端抑えブロック５０２である。図９、図１０におけるその他の構成は、既に説明した図１、図２に示された同一の符合を付された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

【0046】

実施例５によれば、アイソカイネティックプローブ５００は、アイソカイネティックプローブ本体をガイドレール１０３に挿入する際、楔状固定具５０１が挿入方向直線上にある先端抑えブロック５０２とかみ合う構造になっている。そのため、アイソカイネティックプローブ本体とガイドレール１０３との固定が強固になり、更なる振動抑制効果を得ることが可能である。

【0047】

以上、本発明の実施例について幾つかの例をあげて説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0048】

１：排気筒
２：サンプリングノズル
３：サンプリング配管
４：収集管
５：測定孔
６：フランジ
７：取付板
８：ローラー
９：アイソカイネティックプローブサポート
１０：レール
１００：振動抑制機構を有するアイソカイネティックプローブ
１０１：収納箱
１０２：ガイドレールサポート
１０３：ガイドレール
２００：保守性を向上した振動抑制機構を有するアイソカイネティックプローブ
２０１：リブ
２０２：ボス
３００：劣化低減を図った振動抑制機構を有するアイソカイネティックプローブ
３０１：ガイドレール
４００：騒音対策を施した振動抑制機構を有するアイソカイネティックプローブ
４０１：防振ゴム
５００：楔状の固定具を備えたアイソカイネティックプローブ
５０１：楔状固定具
５０２：先端抑えブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】