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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023003708
(43)【公開日】2023-01-17
(54)【発明の名称】ブローアウトパネル装置
(51)【国際特許分類】
G21C 9/004 20060101AFI20230110BHJP
F16K 17/14 20060101ALI20230110BHJP
【ＦＩ】
G21C9/004
F16K17/14
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021104947
(22)【出願日】2021-06-24
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-10-13
(71)【出願人】
【識別番号】509328928
【氏名又は名称】株式会社日立プラントコンストラクション
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】上野 博司
(72)【発明者】
【氏名】宇佐美 靖浩
【テーマコード（参考）】
2G002
3H059
【Ｆターム（参考）】
2G002CA01
2G002DA01
2G002EA03
3H059AA11
3H059AA13
3H059BB04
3H059CF05
3H059DD13
3H059EE02
3H059FF06
3H059FF20
(57)【要約】
【課題】建屋からの蒸気流出が止まったのちに確実に閉止することができるブローアウトパネル装置を提供する。
【解決手段】ブローアウトパネル装置３０は、原子力関連施設の建屋の内外を貫通するように設けられた壁面開口部に設置される、開口部を有する気密架台１と、気密架台１の上部に配置されたヒンジ機構４により開閉可能であり、開口部を塞ぐブローアウトパネル３と、ブローアウトパネル３が開放後、建屋の内圧低下時にブローアウトパネル３が元の位置に戻ったときに、ブローアウトパネル３を気密架台１に押圧する電動押込み機構７と、を備える。電動押込み機構７は、回転軸の周りを偏芯回転体が回転することによりブローアウトパネル３を押圧して閉止する。
【選択図】図１
【解決手段】ブローアウトパネル装置３０は、原子力関連施設の建屋の内外を貫通するように設けられた壁面開口部に設置される、開口部を有する気密架台１と、気密架台１の上部に配置されたヒンジ機構４により開閉可能であり、開口部を塞ぐブローアウトパネル３と、ブローアウトパネル３が開放後、建屋の内圧低下時にブローアウトパネル３が元の位置に戻ったときに、ブローアウトパネル３を気密架台１に押圧する電動押込み機構７と、を備える。電動押込み機構７は、回転軸の周りを偏芯回転体が回転することによりブローアウトパネル３を押圧して閉止する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原子力関連施設の建屋の内外を貫通するように設けられた壁面開口部に設置される、開口部を有する気密架台と、
前記気密架台の上部に配置されたヒンジ機構により開閉可能であり、前記開口部を塞ぐブローアウトパネルと、
前記ブローアウトパネルが開放後、前記建屋の内圧低下時に前記ブローアウトパネルが元の位置に戻ったときに、前記ブローアウトパネルを前記気密架台に押圧する押込み機構と、を備える
ことを特徴とするブローアウトパネル装置。
前記気密架台の上部に配置されたヒンジ機構により開閉可能であり、前記開口部を塞ぐブローアウトパネルと、
前記ブローアウトパネルが開放後、前記建屋の内圧低下時に前記ブローアウトパネルが元の位置に戻ったときに、前記ブローアウトパネルを前記気密架台に押圧する押込み機構と、を備える
ことを特徴とするブローアウトパネル装置。
【請求項2】
前記押込み機構は、回転軸の周りを偏芯回転体が回転することにより前記ブローアウトパネルを押圧して閉止する
ことを特徴とする請求項１に記載のブローアウトパネル装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のブローアウトパネル装置。
【請求項3】
前記偏芯回転体の側面は、テーパ又は凸部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
【請求項4】
前記偏芯回転体は、そろばん玉形状である
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
【請求項5】
前記押込み機構は、前記回転軸を回転させる駆動部を有し、前記駆動部は前記気密架台内に配設されている
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
ことを特徴とする請求項２に記載のブローアウトパネル装置。
【請求項6】
前記駆動部は、電動により前記回転軸を回転する
ことを特徴とする請求項５に記載のブローアウトパネル装置。
ことを特徴とする請求項５に記載のブローアウトパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブローアウトパネル装置に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力関連施設の建屋において、建屋の開口が所定の内圧によって解放され、その後建屋内圧がある程度まで低下したならば、自動的に開口を閉止（閉鎖）するブローアウトパネルが提案されている。
【0003】
特許文献１に係るブローアウトパネル装置において、ブローアウトパネルにはその建屋外の面からハンガーアームが突出され、このハンガーアームの先端は開口部に向けて下り勾配に設置したレールに可動に係合されている。なお、レールは主蒸気配管破裂時に流出した蒸気を誘導するダクトの上側内面に固定されている。また、ダクトの側壁内面にはハンガーアームの基端に対向して緩衝装置が設けられている。
【0004】
従って、特許文献１に係るブローアウトパネル装置では、ブローアウトパネルのハンガーアームの先端がレールに移動自在に係合されているため、主蒸気配管破裂時に流出した蒸気の内圧が作用した時、ブローアウトパネルはレールに沿って急速に移動する。また、緩衝装置がブローアウトパネルを受け止めることで、ブローアウトパネルに作用する衝撃を緩和し、その破損を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平３－７７０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に係るブローアウトパネル装置において、建屋からの蒸気流出が止まると、ブローアウトパネルはその自重で開口部まで戻る。しかし、ブローアウトパネルはその自重で開口部へ押し付けるため、ブローアウトパネルが開口部を確実に閉止できないおそれがあった。
【0007】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、建屋からの蒸気流出が止まったのちに確実に閉止することができるブローアウトパネル装置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】
【0008】
前記目的を達成するため、本発明のブローアウトパネル装置は、原子力関連施設の建屋の内外を貫通するように設けられた壁面開口部に設置される、開口部を有する気密架台と、前記気密架台の上部に配置されたヒンジ機構により開閉可能であり、前記開口部を塞ぐブローアウトパネルと、前記ブローアウトパネルが開放後、前記建屋の内圧低下時に前記ブローアウトパネルが元の位置に戻ったときに、前記ブローアウトパネルを前記気密架台に押圧する押込み機構と、を備えることを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、建屋からの蒸気流出が止まったのちに確実に閉止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態に係る原子炉関連施設の建屋に設けられたブローアウトパネル装置を示す正面図である。
【図4】テーパ偏芯ローラ及びシャーピンのホルダを示す拡大図である。
【図5】テーパ偏芯ローラ周りの詳細を示す側面図である。
【図6】電動押込み機構の駆動部の構造を示す上面図である。
【図7】電動押込み機構の駆動部の構造を示す正面図である。
【図8A】ブローアウトパネルに加重が生じる場合を示す側面図である。
【図8B】シャーピンに加重が生じる場合を示す側面図である。
【図8C】シャーピンが破断した場合を示す側面図である。
【図9A】内圧を受け上部ヒンジ機構によりブローアウトパネルが開いた状態を示す説明図である。
【図9B】自重によりブローアウトパネルが再閉止状態を示す説明図である。
【図10】電動押込み機構の駆動部の駆動状態を示す説明図である。
【図12A】テーパ偏芯ローラの回転前の状態を示す説明図である。
【図12B】テーパ偏芯ローラの回転後の状態を示す説明図である。
【図13】複数のブローアウトパネル装置を配置した一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る原子炉関連施設の建屋に設けられたブローアウトパネル装置３０を示す正面図である。図２は、ブローアウトパネル３０の構造を示す図１のＡＡ断面図である。図３は、電動押込み機構７を示す図１のＢＢ断面図である。図４は、テーパ偏芯ローラ１０及びシャーピン５のホルダ６を示す拡大図である。図５は、テーパ偏芯ローラ１０周りの詳細を示す側面図である。
図１は、実施形態に係る原子炉関連施設の建屋に設けられたブローアウトパネル装置３０を示す正面図である。図２は、ブローアウトパネル３０の構造を示す図１のＡＡ断面図である。図３は、電動押込み機構７を示す図１のＢＢ断面図である。図４は、テーパ偏芯ローラ１０及びシャーピン５のホルダ６を示す拡大図である。図５は、テーパ偏芯ローラ１０周りの詳細を示す側面図である。
【0012】
ブローアウトパネル装置３０は、原子力関連施設の建屋１００の壁面の壁面開口部１１０に設けるブローアウトパネル装置である。ブローアウトパネル装置３０は、壁面開口部１１０に設置される、開口部９を有する気密架台１と、気密架台１の上部に配置されたヒンジ機構４により開閉可能であり、開口部９を塞ぐブローアウトパネル３と、ブローアウトパネル３を閉止するシャーピン５と、ブローアウトパネル３が開放後、ブローアウトパネル３を再度閉止するための電動押込み機構７と、を備える。建屋１００の内圧上昇時にシャーピン５の破断によりブローアウトパネル３が開放され、建屋１００の内圧低下時にブローアウトパネル３が元の位置に戻ったときに、電動押込み機構７でブローアウトパネル３を閉止する。
【0013】
図１に示すように、ベースプレート２の上部の２個所にヒンジ機構４が設けられ、ベースプレート２の下部の２個所にシャーピン５を固定するホルダ６が設けられている。また、ベースプレート２の下部の２個所に電動押込み機構７が設けられている。ベースプレート２は、気密架台１に配設される。
【0014】
図２には、平常時におけるブローアウトパネル３の位置と、建屋１００の内圧上昇時におけるブローアウトパネル３の位置を示している。平常時には、ブローアウトパネル３は、ブローアウトパネル３の下部に設けたシャーピン５がホルダ６により固定され、シール材８を押圧して気密が保たれている。建屋１００の内圧上昇時には、シャーピン５が破断して、ブローアウトパネル３は二点鎖線で示すように開放される。本実施形態では、シャーピン５での保持機構を示しているが、これに限定されるわけではない。保持機構は材料の破壊の他ある一定の圧力により弾性変形し開放する機構でもよい。
【0015】
図３は、再閉止時における電動押込み機構７のテーパ偏芯ローラ１０の位置を示している。テーパ偏芯ローラ１０は、回転中心１１に対し偏芯ローラである。再閉止時において、テーパ偏芯ローラ１０は、ブローアウトパネル３の先端部に設けたローラ係止部３ａに係合し、ブローアウトパネル３を閉止する。テーパ偏芯ローラ１０は、例えば、そろばん玉形状、テーパを有する四角形状、三角形状などであってもよい。テーパ偏芯ローラ１０（偏芯回転体）の側面は、テーパ又は凸部を有する。
【0016】
図４は、テーパ偏芯ローラ１０の平常時の位置と、再閉止時の位置関係を示す。テーパ偏芯ローラ１０は、平常時には、テーパ偏芯ローラ１０は、ローラ係止部３ａ（図３参照）に係合しておらず、再閉止時にローラ係止部３ａに係合する。
【0017】
図５は、テーパ偏芯ローラ１０周りの詳細を示す。テーパ偏芯ローラ１０は、ローラ回転軸１２に配設され、ローラ回転軸１２の他端には、ローラ回転歯車１３を設けている。ローラ回転歯車１３は、後述する駆動部２０（図５、図６参照）により回転することができる。ローラ係止部３ａには、気密補強部３ｂが接合されており、気密補強部３ｂがシール材８を押圧することにより気密性を高めている。
【0018】
図６は、電動押込み機構７の駆動部２０の構造を示す上面図である。図７は、電動押込み機構７の駆動部２０の構造を示す正面図である。
駆動部２０は、電動シリンダ１８と、駆動軸回転歯車１７、駆動軸１６、ラック移動歯車１５、ラック１４を含んで構成されている。電動シリンダ１８のピストンロッドには直線状に歯切りされており、駆動軸回転歯車１７の円形歯車と係合することにより、ピストンロッド（電動シリンダ１８）の直線運動を駆動軸回転歯車１７（駆動軸１６、ラック移動歯車１５）の回転運動に変換する。駆動軸１６の一端には、駆動軸回転歯車１７が設けられ、他端にはラック移動歯車１５が設けられている。ラック１４の両端は、直線状に歯切りされており、ラック１４の一端の歯車はラック移動歯車１５と係合し、ラック１４の他端の歯車はローラ回転歯車１３と係合している。そこで、電動シリンダ１８のピストンロッドを、図面右側に引くと（矢印参照）、ラック移動歯車１５は、反時計周りに回転し、左右のラック１４はそれぞれ移動することができる。なお、図７のように、この例ではラック１４は２本あり、右側のラック１４と左側のラック１４は、ラック１４の移動方向を示す矢印のように、それぞれ反対方向に移動する。この詳細な構造については図１１に示す。図１１には、電動シリンダ１８での直線運動を回転運動に変換したラックアンドピニオン方式を示しているが、回転モータより複数の歯車により変換することで左右逆の動きに変換もしくは回転モータを直線運動に変換する機構でも同様の機構を達成できる。
駆動部２０は、電動シリンダ１８と、駆動軸回転歯車１７、駆動軸１６、ラック移動歯車１５、ラック１４を含んで構成されている。電動シリンダ１８のピストンロッドには直線状に歯切りされており、駆動軸回転歯車１７の円形歯車と係合することにより、ピストンロッド（電動シリンダ１８）の直線運動を駆動軸回転歯車１７（駆動軸１６、ラック移動歯車１５）の回転運動に変換する。駆動軸１６の一端には、駆動軸回転歯車１７が設けられ、他端にはラック移動歯車１５が設けられている。ラック１４の両端は、直線状に歯切りされており、ラック１４の一端の歯車はラック移動歯車１５と係合し、ラック１４の他端の歯車はローラ回転歯車１３と係合している。そこで、電動シリンダ１８のピストンロッドを、図面右側に引くと（矢印参照）、ラック移動歯車１５は、反時計周りに回転し、左右のラック１４はそれぞれ移動することができる。なお、図７のように、この例ではラック１４は２本あり、右側のラック１４と左側のラック１４は、ラック１４の移動方向を示す矢印のように、それぞれ反対方向に移動する。この詳細な構造については図１１に示す。図１１には、電動シリンダ１８での直線運動を回転運動に変換したラックアンドピニオン方式を示しているが、回転モータより複数の歯車により変換することで左右逆の動きに変換もしくは回転モータを直線運動に変換する機構でも同様の機構を達成できる。
【0019】
次に、図８Ａ～図１２を参照して、ブローアウトパネル３の再閉止の動作を説明する。
図８Ａは、ブローアウトパネル３に加重が生じる場合を示す側面図である。図８Ｂは、シャーピン５に加重が生じる場合を示す側面図である。図８Ｃは、シャーピン５が破断した場合を示す側面図である。図９Ａは、内圧を受け上部のヒンジ機構４によりブローアウトパネル３が開いた状態を示す説明図である。図９Ｂは、自重によりブローアウトパネル３が再閉止状態を示す説明図である。図１０は、電動押込み機構７の駆動部２０の駆動状態を示す説明図である。図１１は、図１０のＣ部から見た電動シリンダ１８周りの構造を示す斜視図である。図１２Ａは、テーパ偏芯ローラ１０の回転前の状態を示す説明図である。図１２Ｂは、テーパ偏芯ローラ１０の回転後の状態を示す説明図である。なお、図１０の上図は図６と同じ図であり、図１０の下図は図７の抜粋である。
図８Ａは、ブローアウトパネル３に加重が生じる場合を示す側面図である。図８Ｂは、シャーピン５に加重が生じる場合を示す側面図である。図８Ｃは、シャーピン５が破断した場合を示す側面図である。図９Ａは、内圧を受け上部のヒンジ機構４によりブローアウトパネル３が開いた状態を示す説明図である。図９Ｂは、自重によりブローアウトパネル３が再閉止状態を示す説明図である。図１０は、電動押込み機構７の駆動部２０の駆動状態を示す説明図である。図１１は、図１０のＣ部から見た電動シリンダ１８周りの構造を示す斜視図である。図１２Ａは、テーパ偏芯ローラ１０の回転前の状態を示す説明図である。図１２Ｂは、テーパ偏芯ローラ１０の回転後の状態を示す説明図である。なお、図１０の上図は図６と同じ図であり、図１０の下図は図７の抜粋である。
【0020】
（１）水蒸気により建屋１００内の内圧が上昇し、ブローアウトパネル３の面板に荷重が生じる（図８Ａ参照）。
（２）ブローアウトパネル３を施錠していたシャーピン５に荷重が伝播し破断する（図８Ｂ、図８Ｃ参照）。
（３）内圧を受け、上部のヒンジ機構４によりブローアウトパネル３が開く（図９Ａ参照）。
（４）建屋１００内外の圧力が均一になり、自重によりブローアウトパネル３が降りる（図９Ｂ参照）。
（５）電動シリンダの昇降（押し引き）運動を駆動軸回転歯車１７により回転運動に変換する（図１０参照、図１１参照）。
（６）ラック移動歯車１５の回転運動が、ラック１４（ラック１４Ｌ，１４Ｒ）を介してローラ回転歯車１３（ローラ回転歯車１３Ｌ，１３Ｒ）に伝わる（図１０参照、図１１参照）。
（７）左右のローラ回転歯車１３と同軸のテーパ偏芯ローラ１０が偏芯して回転する（図１２Ａ参照）。
（８）テーパ偏芯ローラ１０がブローアウトパネル３のローラ係止部３ａの内部に挿入し、ブローアウトパネル３が押し付くことで、ブローアウトパネル３を再閉止することができる（図１２Ｂ参照）。
（２）ブローアウトパネル３を施錠していたシャーピン５に荷重が伝播し破断する（図８Ｂ、図８Ｃ参照）。
（３）内圧を受け、上部のヒンジ機構４によりブローアウトパネル３が開く（図９Ａ参照）。
（４）建屋１００内外の圧力が均一になり、自重によりブローアウトパネル３が降りる（図９Ｂ参照）。
（５）電動シリンダの昇降（押し引き）運動を駆動軸回転歯車１７により回転運動に変換する（図１０参照、図１１参照）。
（６）ラック移動歯車１５の回転運動が、ラック１４（ラック１４Ｌ，１４Ｒ）を介してローラ回転歯車１３（ローラ回転歯車１３Ｌ，１３Ｒ）に伝わる（図１０参照、図１１参照）。
（７）左右のローラ回転歯車１３と同軸のテーパ偏芯ローラ１０が偏芯して回転する（図１２Ａ参照）。
（８）テーパ偏芯ローラ１０がブローアウトパネル３のローラ係止部３ａの内部に挿入し、ブローアウトパネル３が押し付くことで、ブローアウトパネル３を再閉止することができる（図１２Ｂ参照）。
【0021】
電動シリンダ１８の動作のタイミングは、ブローアウトパネル３が戻ったことを検知する検知スイッチの指令で自動的に動作させてもよいし、建屋１００の内外の圧力が均一となったことを管理者が判断した際に動作させてもよい。
【0022】
また、本実施形態の場合、駆動部２０に電動シリンダ１８を用いているが、建屋１００内の電源喪失の場合を考慮して、マニュアルで手動できるシリンダを用いてもよい。
【0023】
図１３は、複数のブローアウトパネル装置３０を配置した一例を示す正面図である。図１３は、建屋１００の壁面開口部１１０（図２参照）が大きい場合に、図１に示したブローアウトパネル装置３０を８個配置した場合を示す。
【0024】
図１４は、図１３において、電動押込み機構７を動作させた状態を示す図である。テーパ偏芯ローラ１０が、ブローアウトパネル３を再閉止できる位置に回転していることがわかる。定期点検時に、電動押込み機構７（図１参照）を駆動させることにより、テーパ偏芯ローラ１０が定常時の状態位置か、再閉止時の状態位置かを確認することができる。
【0025】
＜作用効果＞
特許文献１に係るブローアウトパネル装置では、建屋からの蒸気流出が止まると、ブローアウトパネルはその自重で開口部まで戻る。しかし、ブローアウトパネルから開口部への押し付け力が弱くなり、ブローアウトパネルが開口部を確実に閉止できない課題があった。本実施形態によれば、電動押込み機構７がテーパ偏芯ローラ１０を回転することで、開放された開口部９をブローアウトパネル３によって確実に閉止することができる。また、ブローアウトパネル装置３０は、電動押込み機構７を有しているので、遠隔からの指示でブローアウトパネル３を再閉止することが可能である。
特許文献１に係るブローアウトパネル装置では、建屋からの蒸気流出が止まると、ブローアウトパネルはその自重で開口部まで戻る。しかし、ブローアウトパネルから開口部への押し付け力が弱くなり、ブローアウトパネルが開口部を確実に閉止できない課題があった。本実施形態によれば、電動押込み機構７がテーパ偏芯ローラ１０を回転することで、開放された開口部９をブローアウトパネル３によって確実に閉止することができる。また、ブローアウトパネル装置３０は、電動押込み機構７を有しているので、遠隔からの指示でブローアウトパネル３を再閉止することが可能である。
【符号の説明】
【0026】
１ 気密架台
２ ベースプレート
３ ブローアウトパネル
３ａ ローラ係止部
３ｂ 気密補強部
４ ヒンジ機構
５ シャーピン
６ ホルダ
７ 電動押込み機構（押込み機構）
８ シール材
９ 開口部
１０ テーパ偏芯ローラ（偏芯回転体、そろばん玉）
１１ 回転中心
１２ ローラ回転軸（回転軸）
１３，１３Ｌ，１３Ｒ ローラ回転歯車
１４，１４Ｌ，１４Ｒ ラック
１５ ラック移動歯車
１６ 駆動軸
１７ 駆動軸回転歯車
１８ 電動シリンダ
２０ 駆動部
３０ ブローアウトパネル装置
１００ 建屋
１１０ 壁面開口部
２ ベースプレート
３ ブローアウトパネル
３ａ ローラ係止部
３ｂ 気密補強部
４ ヒンジ機構
５ シャーピン
６ ホルダ
７ 電動押込み機構（押込み機構）
８ シール材
９ 開口部
１０ テーパ偏芯ローラ（偏芯回転体、そろばん玉）
１１ 回転中心
１２ ローラ回転軸（回転軸）
１３，１３Ｌ，１３Ｒ ローラ回転歯車
１４，１４Ｌ，１４Ｒ ラック
１５ ラック移動歯車
１６ 駆動軸
１７ 駆動軸回転歯車
１８ 電動シリンダ
２０ 駆動部
３０ ブローアウトパネル装置
１００ 建屋
１１０ 壁面開口部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
