(57)【要約】【課題】容積式流量計の転倒枡の転倒動作確認を遠隔で行ない、これによって容積式流量計の信頼性を高める。【解決手段】容積式流量計は、転倒枡４と、転倒枡４を回動可能に支持する支持体３と、転倒枡４の転倒を検出する検出器と、検出器で検出された転倒枡４の転倒の回数を数える積算カウンタ５と、測定対象流体が溜まっているかどうかにかかわりなく転倒枡４を強制的に遠隔で転倒させる強制転倒手段と、を有する。強制転倒手段は、電気的切り替えによって突出動作と引き込み動作が可能で支持体３に固定されたソレノイド８を含み、突出動作によって転倒枡４を押して転倒枡４を転倒させる。【選択図】図１
2010237056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、
前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、
前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、
前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、
測定対象流体が溜まっているかどうかにかかわりなく前記転倒枡を強制的に遠隔で転倒させる強制転倒手段と、
を有することを特徴とする容積式流量計。
【請求項２】
前記強制転倒手段は、電気的切り替えによって突出動作と引き込み動作が可能で前記支持体に固定されたソレノイドを含み、突出動作によって前記転倒枡を押して前記転倒枡を転倒させるものであることを特徴とする請求項１に記載の容積式流量計。
【請求項３】
前記強制転倒手段は、前記転倒枡に固定された強制転倒用永久磁石と、この強制転倒用永久磁石の近傍で前記支持体に固定された電磁石とを含み、前記電磁石を励磁したときに前記強制転倒用永久磁石と電磁石による吸引力または反発力により前記転倒枡を転倒させるものであることを特徴とする請求項１に記載の容積式流量計。
【請求項４】
前記検出器は、前記転倒枡に固定された検出器用永久磁石と、前記支持体に固定されて前記検出器用永久磁石が近くを通過するときにパルス電圧を発生するリードスイッチとを含み、
当該容積式流量計が前記パルス電圧の高さおよび幅を検出する手段をさらに含むこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の容積式流量計。
【請求項５】
前記検出器は、前記転倒枡に固定された検出器用永久磁石と、前記支持体に固定されて前記検出器用永久磁石が近くを通過するときにパルス電圧を発生する電磁ピックアップとを含むこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の容積式流量計。
【請求項６】
前記強制転倒手段は、前記転倒枡に固定された強制転倒用永久磁石と、この強制転倒用永久磁石の近傍で前記支持体に固定された電磁石とを含み、電磁石を励磁したときに前記強制転倒用永久磁石と電磁石による吸引力または反発力により前記転倒枡を転倒させるものであって、
前記検出器用永久磁石が前記強制転倒用永久磁石を兼ねること、
を特徴とする請求項４または請求項５に記載の容積式流量計。
【請求項７】
所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、
前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、
前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、
前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、
を有し、
前記検出器は前記転倒枡の転倒によって生じる加速度を検出する加速度計を含むことを特徴とする容積式流量計。
【請求項８】
前記加速度計は前記支持体に固定され、前記加速度計は前記転倒枡の転倒によって前記支持体に生じる衝撃波を測定するものであることを特徴とする請求項７に記載の容積式流量計。
【請求項９】
前記加速度計の出力のうちで、前記転倒枡の転倒によって生じる加速度と地震によって生じる加速度とを識別する手段をさらに有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の容積式流量計。
【請求項１０】
前記検出器は、前記転倒枡に固定された検出器用永久磁石と、前記支持体に固定されて前記検出器用永久磁石が近くを通過するときにパルス電圧を発生するリードスイッチまたは電磁ピックアップの少なくとも一方と、を含むことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の容積式流量計。
【請求項１１】
前記積算カウンタの出力と前記測定対象流体の流量との相関関係に基づいてあらかじめ設定された関数によって、前記積算カウンタの出力を前記測定対象流体の流量に比例する出力に変換する線形補正回路をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の容積式流量計。
【請求項１２】
所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、
前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、
前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、
前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、
を有する容積式流量計の動作確認方法であって、
測定対象流体が溜まっているかどうかにかかわりなく前記転倒枡を強制的に転倒させる強制転倒工程と、
前記強制転倒工程によって発生した前記検出器の出力を確認する確認工程と、
を有することを特徴とする容積式流量計の動作確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定量の測定対象流体が溜まるごとに繰り返して転倒する転倒枡を用いた容積式流量計とその動作確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小流量の容積式流量計として転倒枡（バケット）を用いるものが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。たとえば原子力発電プラントでは、原子炉格納容器内の漏洩検出を目的として転倒枡を用いた容積式流量計が設置されている。
【０００３】
この容積式流量計の発信器は、転倒枡に取り付けられているマグネットと流量計本体に取り付けられているリードスイッチにより、転倒枡の転倒を検出してパルス出力を変換器へ出力する構造となっている。
【０００４】
当該流量計は、転倒枡の転倒回数を検出する発信器と、その発信器からの信号を受けて流量に換算して出力する変換器を有する。発信器は、流量計ケース、マグネット付き転倒枡、転倒枡取り付け用席板、流量計ケースに取り付けられたリードスイッチユニット等で構成される。転倒枡は一定容量の漏洩水が溜まると転倒する。この際、転倒枡に付いているマグネットも同時に動き、流量計ケースに取り付けられたリードスイッチ部を通過する。この際にマグネットの磁力により、リードスイッチがＯＦＦ−ＯＮ動作するので、このＯＦＦ−ＯＮ信号（パルス）を変換器に出力する。このパルス信号は、転倒枡が転倒する毎に１パルス出力されることから、変換器ではこのパルス信号を単位時間（たとえば１分間）あたりで積算し、この値に１転倒の定格容量を乗算して流量を求め、流量信号として外部に出力する。
【０００５】
原子力発電プラントで用いられるこの種の流量計は原子炉格納容器内に設置されており、漏洩水の流量を常時監視する必要があること、プラント運転中は立ち入りできないため、監視・点検等の保守ができないこと、定検中においても放射能レベルが高く短時間でしか保守ができないこと等より、高信頼性とともに保守の容易性が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３９５２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
変換器では、転倒枡が転倒しても発信器からパルス出力されない不具合事象がまれに発生しうる。このような不具合事象を考慮し、変換器出力の妥当性を確認して信頼性を向上することが求められている。
【０００８】
従来は、実際に流量信号が大きく変化した場合は、その流量信号が正しいのか流量計が異常なのかを判断するために、他のパラメータを確認して評価する方法もあった。
【０００９】
しかし、流量計の異常の可能性がある場合に、転倒回数をリードスイッチ部で正常に検出しているか、転倒枡が正常に動作しているか等については、目視点検でしか確認できないことも多い。この場合に、流量計の近くに人が立ち入れないと、確認が困難なことが多い。
【００１０】
この発明は、上記課題に鑑み、容積式流量計の転倒枡の転倒動作確認を遠隔で行ない、これによって容積式流量計の信頼性を高めることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る容積式流量計は、所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、測定対象流体が溜まっているかどうかにかかわりなく前記転倒枡を強制的に遠隔で転倒させる強制転倒手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の一つの態様に係る容積式流量計は、所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、を有し、前記検出器は前記転倒枡の転倒によって生じる加速度を検出する加速度計を含むことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の一つの態様に係る容積式流量計の動作確認方法は、所定量の測定対象流体を受容し、そこに所定量の測定対象流体が溜まったときに、その測定対象流体の重さによって転倒して、そこに溜まった測定対象流体が溢れ出し、その後も、前記測定対象流体の受容と転倒の動作を繰り返すように構成された転倒枡と、前記転倒枡を回動可能に支持する支持体と、前記転倒枡の転倒を検出する検出器と、前記検出器で検出された前記転倒枡の転倒の回数を数える積算カウンタと、を有する容積式流量計の動作確認方法であって、測定対象流体が溜まっているかどうかにかかわりなく前記転倒枡を強制的に転倒させる強制転倒工程と、前記強制転倒工程によって発生した前記検出器の出力を確認する確認工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、容積式流量計の転倒枡の転倒動作確認を遠隔で行なうことができ、これによって容積式流量計の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る容積式流量計の第１の実施形態のケースの蓋を外した状態を示す正面図。
【図２】図１の転倒枡とその周辺を取り出して示す斜視図。
【図３】図１の転倒枡の機能を模式的に示す縦断面図。
【図４】本発明に係る容積式流量計の第１の実施形態の変換器におけるデータ処理の流れを示すブロック図。
【図５】本発明に係る容積式流量計の第１の実施形態におけるリードスイッチの出力の例を示すタイムチャート。
【図６】本発明に係る容積式流量計の第２の実施形態における転倒枡とその周辺を取り出して模式的に示す斜視図。
【図７】本発明に係る容積式流量計の第３の実施形態におけるリードスイッチの出力の例を示すタイムチャート。
【図８】本発明に係る容積式流量計の第４の実施形態における転倒枡とその周辺を取り出して示す斜視図。
【図９】本発明に係る容積式流量計の第４の実施形態における電磁ピックアップの出力の例を示すタイムチャート。
【図１０】本発明に係る容積式流量計の第５の実施形態のケースの蓋を外した状態を示す正面図。
【図１１】本発明に係る容積式流量計の第５の実施形態における加速度計の出力の例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る容積式流量計の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
この実施形態の容積式流量計は、たとえば原子炉格納容器の漏洩検出に適したものである。図１は本発明に係る容積式流量計の第１の実施形態のケースの蓋を外した状態を示す正面図、図２は図１の転倒枡とその周辺を取り出して示す斜視図、図３は図１の転倒枡の機能を模式的に示す縦断面図である。
【００１８】
ケース１の内部に席板（支持体）３が固定され、この席板３に対して往復回動可能に転倒枡（バケット）４が配置されている。転倒枡４は二つの枡４ａ、４ｂを有し、一方の枡４ａに水が注がれて所定量が溜まるとその重さによってその水が溜まった枡４ａが下降するように転倒してその溜まった水が排水され、それと同時に反対側の枡４ｂが上昇して、その上昇した枡４ｂに水が溜まり始める。こうして、転倒枡４が転倒するごとに水が注がれる枡４ａ、４ｂが交代し、この転倒の回数を数えることによって流量を測定することができる。
【００１９】
ケース１を貫通して入口水パイプ２が取り付けられ、この入口水パイプ２から水が落下して転倒枡４の一方の側に注がれる。転倒枡４が転倒したときにその回動の範囲を規制するために、２箇所にストッパ５がケース１または席板３に固定されている。転倒枡４にはマグネット（永久磁石）６が取り付けられ、転倒枡４が転倒するときにマグネット６が通過する近くの位置にリードスイッチ７が配置されている。リードスイッチ７は、リードスイッチ取り付け板９によって席板４に固定されている。
【００２０】
前述のように、転倒枡４は、二つの枡４ａ、４ｂの一方に所定量の水が溜まると転倒する。この際、転倒枡４に取り付けられたマグネット６もともに動き、リードスイッチ７付近を通過する。この際にマグネット６の磁力により、リードスイッチ７がＯＦＦ−ＯＮ動作するので、このＯＦＦ−ＯＮ信号（パルス信号）を変換器２０に出力する。
【００２１】
図４は第１の実施形態の変換器におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。また、ず５は、第１の実施形態におけるリードスイッチ７のパルス信号の例を示すタイムチャートである。
【００２２】
リードスイッチ７のパルス信号は、転倒枡４が転倒するごとに１パルス出力されることから、変換器２０ではこのパルス信号を単位時間（１分間）あたりで積算し、この値に１転倒の定格容量を乗算して流量を求め、流量信号として外部に出力する。
【００２３】
図４に示すように、変換器２０は、電源に接続されたリレー１０と、検出回路１１と、積算カウンタ１２と、演算器１３と、線形補正回路（リニアライザ）１４を有する。
【００２４】
リードスイッチ７のパルス信号は、リレー１０と検出回路１１によってパルス出力として検出され、積算カウンタ１２でそのパルス数がカウントされる。演算器１３にはあらかじめ、転倒枡４の１回の転倒に相当する流体量（１転倒量）のデータが入力され保存されており、カウント数と１転倒量の乗算により、カウント数から流量に換算される。演算器１３で得られた流量信号は、その後に線形補正回路１４で補正される。これは、転倒枡４が転倒動作をしている途中など、転倒枡４に向かって流れてきた流体の一部が転倒枡４に入らずにそのまま排出され、その量は流量が大きいほど大きくなることなどから、所定時間内の転倒回数と流量が必ずしも比例関係にないことを補正するものである。
【００２５】
この実施形態では、図１および図３に示すように、席板３に二つのソレノイド８が取り付けられている。ソレノイド８は、遠隔から動作信号を送ることによって電気的に動作し、突出動作と引き込み動作を行なうことができる。そして、一方のソレノイド８の突出動作によって転倒枡４の一方の側の底部を上方に押し上げ、これによって、転倒枡４を強制的に転倒させることができる。また、反対側のソレノイド８に突出動作をさせることによって転倒枡４を反対側に転倒させることができる。
【００２６】
したがって、適時にソレノイド８を動作させて転倒枡４を強制的に転倒させ、このときにリードスイッチ７がＯＦＦ−ＯＮ信号（パルス信号）を出すことを確認することにより、この流量計の動作をチェックすることができる。
【００２７】
さらに、たとえば定格流量相当の転倒回数を強制転倒によって模擬することで、リードスイッチ７の健全性を確認することができる。これにより、この流量計の信頼性を高めることができる。
【００２８】
［第２の実施形態］
図６は、本発明に係る容積式流量計の第２の実施形態における転倒枡とその周辺を取り出して模式的に示す斜視図である。この第２の実施形態の容積式流量計では、第１の実施形態のソレノイド８の代わりに２個の電磁石１５がケース１（図１参照）に固定されている。これらの電磁石１５の電源（図示せず）の入り切りによって、電磁石１５にＳ−Ｎ極の磁界を作り、転倒枡４に固定されたマグネット（永久磁石）６と電磁石１５の間で吸引力または反発力を発生させ、これによって、転倒枡４を強制的に転倒させることができる。それにより、第１の実施形態と同様に、この流量計の動作をチェックでき、さらにはこの流量計の信頼性を高めることができる。
【００２９】
［第３の実施形態］
図７は本発明に係る容積式流量計の第３の実施形態におけるリードスイッチの出力の例を示すタイムチャートである。この第３の実施形態の容積式流量計は、第１の実施形態または第２の実施形態の変形例であって、第１の実施形態または第２の実施形態と同様の構成・作用により、遠隔操作で強制的に転倒枡４を転倒させることができる。さらにこの実施形態では、この遠隔操作で強制的に転倒枡４を転倒させたときの出力パルス幅、パルス波高値を測定し、動作が正常であるか判定をすることができる。
【００３０】
図７の例では、Ａ部がパルス幅の大きいパルスを示し、Ｂ部がパルス高の高いパルスを示している。
【００３１】
［第４の実施形態］
図８は本発明に係る容積式流量計の第４の実施形態における転倒枡とその周辺を取り出して示す斜視図であり、図９は第４の実施形態における電磁ピックアップの出力の例を示すタイムチャートである。
【００３２】
この第４の実施形態の容積式流量計は、第１の実施形態または第２の実施形態の変形例であって、第１の実施形態または第２の実施形態におけるリードスイッチ７の代わりに電磁ピックアップ１６がケース１に固定されている。さらに、この実施形態では、第１の実施形態のソレノイド８および第２の実施形態の電磁石１５が取り付けられていない。
【００３３】
この第４の実施形態は、転倒枡４の転倒回数の検出を行なうに当たり、可動部がない電磁ピックアップ１６を設置することにより、検出器としての長寿命化を可能とする。
【００３４】
また、電磁ピックアップ１６のコイルを電磁石とすることで電源入り切りにより、Ｓ−Ｎ極の磁界を作り、マグネット６との反作用により転倒枡４を強制的に転倒させることができる。それにより、第１の実施形態と同様に、この流量計の動作をチェックでき、さらにはこの流量計の信頼性を高めることができる。
【００３５】
［第５の実施形態］
図１０は本発明に係る容積式流量計の第５の実施形態のケースの蓋を外した状態を示す正面図であり、図１１は第５の実施形態における加速度計の出力の例を示すタイムチャートである。
【００３６】
この第５の実施形態の容積式流量計では、ケース１および席板３に加速度計１７が取り付けられている。この実施形態では、転倒枡４が転倒する際、転倒枡４がストッパ５に衝突したときに発生する衝撃が加速度計１７により検出される。したがって、加速度計１７の出力に現れるこの衝撃の回数が転倒枡４の転倒回数として検出される。
【００３７】
なお、この加速度計１７の波形を連続監視することにより、加速度計１７の出力に現れる衝撃が転倒枡４の転倒によるものか地震などの外部振動によるものかを判定することも可能である。
【００３８】
なお、図示の例では加速度計１７がケース１と席板３の両方に取り付けられているが、ケース１または席板３の一方のみに取り付けてもよい。
【００３９】
［他の実施形態］
以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、二つまたは三つ以上の実施形態の特徴を組み合わせてもよい。具体例としては、たとえば、転倒枡４の転倒回数の検出を、リードスイッチ７、電磁ピックアップ１６、加速度計１７のうちの二つまたは三つを組み合わせて、２重化または３重化することにより、信頼性をさらに向上させることもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、転倒枡４としては、支点をはさんで対称位置に２個の枡４ａ、４ｂを有する例を示したが、他の例として、通常のししおどし（鹿威し）と同様な構成で、枡は片側だけとして、反対側は固体の錘とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  …  ケース
２  …  入水口パイプ
３  …  席板（支持体）
４  …  転倒枡
４ａ、４ｂ  …  枡
５  …  ストッパ
６  …  マグネット
７  …  リードスイッチ
８  …  ソレノイド
９  …  リードスイッチ取付け板
１０  …  リレー
１１  …  検出回路
１２  …  積算カウンタ
１３  …  演算器
１４  …  線形補正回路（リニアライザ）
１５  …  電磁石
１６  …  電磁ピックアップ
１７  …  加速度計
２０  …  変換器
【図１】
2010237056.tif 000003
【図２】
2010237056.tif 000004
【図３】
2010237056.tif 000005
【図４】
2010237056.tif 000006
【図５】
2010237056.tif 000007
【図６】
2010237056.tif 000008
【図７】
2010237056.tif 000009
【図８】
2010237056.tif 000010
【図９】
2010237056.tif 000011
【図１０】
2010237056.tif 000012
【図１１】
2010237056.tif 000013