(57)【要約】【課題】液体ポンプのモータがその機能を喪失したとしても、強制的に海水ポンプを回転させることができる電動機強制回転システムを提供する。【解決手段】モータ６の回転軸６１に接続するように形成され、モータ６の回転軸６１を回転させる臨時駆動軸２と、臨時駆動軸２に接続するように形成され、臨時駆動軸２を回転させる強制駆動装置（原動部材３、回転部材駆動軸４、回転部材５）とを備え、モータ６の機能喪失時に、モータ６の回転軸６１と臨時駆動軸２と強制駆動装置とを接続させた状態で、強制駆動装置を駆動させる電動機強制回転システム１００を提供する。【選択図】図１
2014224516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ポンプのモータの電動機強制回転システムにおいて、
前記モータの回転軸に接続するように形成され、前記モータの前記回転軸を回転させる臨時駆動軸と、
前記臨時駆動軸に接続するように形成され、前記臨時駆動軸を回転させる強制駆動装置とを備え、
前記モータの機能喪失時に、前記モータの前記回転軸と前記臨時駆動軸と前記強制駆動装置とを接続させた状態で、前記強制駆動装置を駆動させる電動機強制回転システム。
【請求項２】
前記強制駆動装置は、前記臨時駆動軸に接続される回転部材と、前記回転部材に接続される原動機とを有し、
前記原動機が前記回転部材を回転させ、前記回転部材が前記臨時駆動軸を回転させる請求項１に記載の電動機強制回転システム。
【請求項３】
前記臨時駆動軸は、前記モータの通常運転時には収縮して、前記回転軸と離れて形成されており、前記モータの機能喪失時には伸長して、前記回転軸に接続するように形成されている請求項２に記載の電動機強制回転システム。
【請求項４】
前記臨時駆動軸の内部には、前記モータの機能喪失時に前記モータの送信機から発信される停止信号を受信する受信機と、
前記臨時駆動軸を伸縮させる臨時駆動軸伸縮電動機と
前記受信機が前記停止信号を受信すると、前記臨時駆動軸伸縮電動機に前記臨時駆動軸を前記回転軸の方向に伸長させるよう指示する制御部とを有する請求項３に記載の電動機強制回転システム。
【請求項５】
前記受信機と、前記臨時駆動軸伸縮電動機と、前記制御部とは、それぞれに非常電源を有している請求項４に記載の電動機強制回転システム。
【請求項６】
前記回転部材は、環状のベルトの内周面に前記ベルトの内側に突出した複数の歯部を有して形成され、
前記臨時駆動軸の前記回転部材に接続される端部は、各前記歯部と噛み合う歯車部が形成されている請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の電動機強制回転システム。
【請求項７】
前記原動機は、前記回転部材に接続される回転部材駆動軸と、
前記回転部材駆動軸に接続される原動部材とにて形成されている請求項６に記載の電動機強制回転システム。
【請求項８】
前記回転部材駆動軸は、前記モータを囲むように形成されている防護壁の内部に設置され形成されている請求項７に記載の電動機強制回転システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体ポンプのモータが、その機能を喪失した時に、強制的に液体ポンプを回転させる電動機強制回転システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子力発電所では、冷却水として海水を使用し、その汲み上げのために海水ポンプを使用している。
津波対策として防波堤を設置しているが、大震災等で防波堤を越える大津波が発生し発電所に襲来すると、海水ポンプモータに水が入り、その機能を喪失する場合がある。
そうなると、ヒートシンクを冷却する真水を、海水によって冷却することができなくなり、最終的にヒートシンク喪失等の大事故に発展してしまうことになる。
そこで、従来のプラント冷却系海水システムとして、取水槽内に設置されたケーシングと、ケーシング内に収納されたインペラと、インペラを回転駆動して取水槽内の水を搬送するための原動機とを備え、原動機は、取水槽の設計最低水位より下方に設置するという技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
この技術によれば、大津波が発生しても、原動機は取水槽の設計最低水位より下方に設置されているため、大津波の影響を受けずに原動機がインペラを回転駆動させて、取水槽に溜まった海水をヒートシンクに搬送できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で提案されているプラント冷却系海水システムにおいて、大津波等の発生により、例えば原動機の電源部分がショートしたり、原動機の配線が破損したりする等の原動機を駆動させる機能以外の部分の不具合が発生し、原動機が稼働しなくなるといった事態が起こった場合に、対応できないという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、液体ポンプのモータがその機能を喪失したとしても、強制的に液体ポンプを回転させることができる電動機強制回転システム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】
【０００６】
この発明に係る電動機強制回転システムは、
液体ポンプのモータの電動機強制回転システムにおいて、
前記モータの回転軸に接続するように形成され、前記モータの前記回転軸を回転させる臨時駆動軸と、
前記臨時駆動軸に接続するように形成され、前記臨時駆動軸を回転させる強制駆動装置とを備え、
前記モータの機能喪失時に、前記モータの前記回転軸と前記臨時駆動軸と前記強制駆動装置とを接続させた状態で、前記強制駆動装置を駆動させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電動機強制回転システムによれば、
大地震発生後の津波襲来時に、液体ポンプのモータが浸水して、その機能を喪失したとしても、臨時駆動軸に接続された強制駆動装置を駆動させることにより、その駆動力を臨時駆動軸に接続された液体ポンプのモータの回転軸に伝え、強制的に液体ポンプを回転させることができる。
そして、液体ポンプを回転させることで、原子炉の熱を最終的に海へ放出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動機強制回転システムの設置例を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転部材駆動軸の端部接続部が回転部材に接続されている状態を示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転部材の平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る臨時駆動軸の上端接続部と、モータ接続部とを示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る臨時駆動軸の上端接続部が回転部材に接続されている状態を示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るモータの回転軸の臨時駆動軸接続部の平面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る電動機強制回転システムの設置例を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る臨時駆動軸の断面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る電動機強制回転システムの設置例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る電動機強制回転システムについて、図に基づいて説明する。
図１は、電動機強制回転システム１００の設置例を示す断面図である。
電動機強制回転システム１００は、原子力発電所等で設置される海水系冷却設備１０の非常時に使用するシステムである。
海水系冷却設備１０は、海水を汲み上げて、図示しない冷却装置に送水するものである。
海水系冷却設備１０は、取水ピット８と、海水ポンプ１とを備えている。
海水ポンプ１は、回転軸６１の回転により駆動し、取水ピット８から海水を汲み上げるモータ６を有する。
モータ６は、地上にあり、取水ピット８は、海面下に配置されている。
海水は、モータ６により取水ピット８から矢印Ａ方向に汲み上げられて、吐出口９を通って矢印Ｂ方向に送られる。
電動機強制回転システム１００は、例えばモータ６の水没によるショートなど、モータ６の機能喪失時に起動して、モータ６の回転軸６１を強制的に回転させるものである。
【００１０】
電動機強制回転システム１００の構成について説明する。
電動機強制回転システム１００は、２台の原動部材３と、２本の回転部材駆動軸４と、回転部材５と、臨時駆動軸２とから構成される。
これら２台の原動部材３と２本の回転部材駆動軸４と回転部材５とにより、特許請求の範囲でいう強制駆動装置が構成されることとなる。
２台の原動部材３は、モータ６が機能を喪失した時に図示しない指令系統によりそれぞれ起動するものである。
原動部材３は、地中に埋設されているため、海水の影響を受けないことから、津波等の発生時に、その機能を確保できる。
【００１１】
２本の回転部材駆動軸４は、原動部材３が駆動すると回転し、その駆動力を回転部材５に伝達するものである。
２本の回転部材駆動軸４は、回転軸６１に平行にそれぞれ延在し、それぞれの一端は、取水ピット８の左右にある原動部材３に接続されている。
それぞれの他端には、回転部材５の両端にそれぞれ接続される端部接続部４１を有する。
図２は、回転部材駆動軸４の端部接続部４１が回転部材５に接続されている一端側の状態を示す平面図である。
回転部材５の他端側も同様に、端部接続部４１が回転部材５に接続されている。
図３は、回転部材５の平面図である。
回転部材５は、回転部材駆動軸４からの駆動力を臨時駆動軸２に伝達するものである。
回転部材５は、環状のベルトであり、その内周面にベルトの内側に突出する複数の歯部５１が形成されている。
図に示すように、端部接続部４１は、歯車の形状をしており、回転部材５の内側から後述する歯部と噛み合って接続されている。
【００１２】
臨時駆動軸２は、回転部材５の中央部分に接続されており、回転部材５からの駆動力をモータ６の回転軸６１に伝達するものである。
図４（ａ）は、臨時駆動軸２の上端接続部２１の平面図である。
図４（ｂ）は、臨時駆動軸２のモータ接続部２２の平面図である。
図５は、上端接続部２１が回転部材５に接続されている状態を示す平面図である。
図６は、モータ６の回転軸６１の臨時駆動軸接続部６１ａの平面図である。
臨時駆動軸２は、回転軸６１と同軸に延在し、その一端部に回転部材５の内側に接続される上端接続部２１（特許請求の範囲では、歯車部という）と、他端部にモータ６の回転軸６１に接続されるモータ接続部２２とを有する。
【００１３】
上端接続部２１は、歯車の形状をしており、回転部材５の中央部分の内側から歯部５１と噛み合って接続されている。
従って、回転部材５が図５に示すＸ方向（以下、Ｘ方向という）に回転すると、上端接続部２１が、Ｙ方向に潤滑に回転する。
モータ接続部２２は、その内周面に複数の歯部が径方向に突出して形成されている。
モータ６の回転軸６１は、モータ接続部２２の形状と噛み合う歯車形状の臨時駆動軸接続部６１ａを有している。
そして、モータ接続部２２と、回転軸６１の臨時駆動軸接続部６１ａとは噛み合って接続されている。
臨時駆動軸２と、回転部材５の両端に接続された２本の回転部材駆動軸４とは、図１の上方から見た時に、一直線上に配置されている。
回転部材５と、臨時駆動軸２と、回転部材駆動軸４は、常に外部に曝されるため、それぞれの部材にチタンを使用する。
電動機強制回転システム１００の外側には円筒状の防護壁７が配置されている。
【００１４】
次に、電動機強制回転システム１００の作動内容について説明する。
大津波等の影響により、モータ６が機能を喪失したとする。
すると、図示しない指令系統により、２台の原動部材３が起動する。
各原動部材３が駆動すると、これに接続されている各回転部材駆動軸４が回転する。
その回転により、各端部接続部４１に接続されている回転部材５が回転する。
次に、回転部材５が回転すると、回転部材５に接続されている臨時駆動軸２が回転する。
そして、臨時駆動軸２に接続されているモータ６の回転軸６１が回転する。
このように、モータ６の機能喪失時に、強制的にモータ６の回転軸６１を回転させるために、原動部材３を駆動させて、回転部材駆動軸４、回転部材５、臨時駆動軸２、回転軸６１へとその駆動力を伝えていく。
モータ６の回転軸６１と、臨時駆動軸２は、常時接続されているが、電動機強制回転システム１００には、図示しないクラッチを備えており、通常運転時においては、モータ６の駆動力を電動機強制回転システム１００に伝達させないように構成されている。
【００１５】
以上のように、本発明の実施の形態１の電動機強制回転システムによれば、大地震発生後の津波襲来時に、海水ポンプのモータが浸水して機能を喪失したとしても、原動部材を駆動させることにより、回転部材駆動軸、回転部材、臨時駆動軸へと駆動力を伝えていき、強制的に海水ポンプのモータの回転軸を回転させることができるので、原子炉の熱を最終的に海へ放出させることができる。
また、臨時駆動軸の上端接続部と回転部材駆動軸の端部接続部とは、それぞれ回転部材の歯部に噛み合う歯車形状にて形成されているので、回転部材駆動軸が回転すると、回転部材、臨時駆動軸は潤滑に回転することができる。
【００１６】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る電動機強制回転システムについて、図に基づいて説明する。
実施の形態１と本実施の形態との異なる部分は、臨時駆動軸の構造が異なる点であり、その他の部分は、実施の形態１と同様である。
図７は、電動機強制回転システム２００の設置例を示す断面図である。
実施の形態１では、臨時駆動軸２とモータ６の回転軸６１は常時接続されている例を示しているが、実施の形態２では、臨時駆動軸２０２とモータ６の回転軸６１は、常時接続されておらず、海水系冷却設備１０の非常時に、臨時駆動軸２０２とモータ６の回転軸６１とを接続させることとした。
【００１７】
臨時駆動軸２０２は、回転軸６１の方向に伸縮可能な部材である。
臨時駆動軸２０２は、モータ６の通常運転時には収縮して、回転軸６１と離れて形成されており、モータ６の機能喪失時には、図７の矢印Ｚ方向（以下、単にＺ方向という）に伸長するように形成されている。
図７は、モータ６の機能喪失時に、臨時駆動軸２０２をＺ方向に伸長して、回転軸６１に接続した状態を示している。
図８は、臨時駆動軸２０２の断面図である。
モータ６の内部には、モータ６が浸水し、その機能を喪失した時に停止信号を発信する送信機６２を有する。
【００１８】
臨時駆動軸２０２の内部には、モータ６の送信機６２からの停止信号を受信する受信機２２５と、受信機２２５が停止信号を受信した後に電池付小型モータ２２７に臨時駆動軸２０２を伸縮させるように指示する制御部２２６と、制御部２２６から指示を受けて臨時駆動軸２０２を伸縮させる電池付小型モータ２２７（特許請求の範囲では、臨時駆動軸伸縮電動機という）とが設置されている。
送信機６２と受信機２２５と制御部２２６も、それぞれに非常電源を有している。
【００１９】
次に、モータ６の機能喪失時に臨時駆動軸２０２が伸長して、回転軸６１に接続する動作について説明する。
津波襲来後にモータ６が浸水し、その機能を喪失した時には、モータ６の送信機６２から停止信号が受信機２２５に発信され、その停止信号を受信機２２５が受信する。
受信機２２５が停止信号を受信すると、制御部２２６が電池付小型モータ２２７に臨時駆動軸２０２をＺ方向に伸長させるように指示する。
電池付小型モータ２２７が制御部２２６からその指示を受信すると、電池付小型モータ２２７が臨時駆動軸２０２をＺ方向に伸長させて、モータ６の回転軸６１に臨時駆動軸２０２を接続する。
そして、原動部材３を駆動させて、モータ６の回転軸６１を強制的に回転させる。
【００２０】
以上のように、本発明の実施の形態２の電動機強制回転システムによれば、海水ポンプのモータの通常運転時には臨時駆動軸を収縮させて、モータの回転軸と離れて形成されているため、津波襲来前の地震による臨時駆動軸の損傷を低減することができる。
また、臨時駆動軸の内部に非常電源を有する受信機と制御部と電池付小型モータを有することにより、外部電源に頼らずに、臨時駆動軸が自律的に海水ポンプのモータの回転軸に接続することができる。
【００２１】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係る電動機強制回転システムについて図に基づいて説明する。
実施の形態１と本実施の形態との異なる部分は、回転部材駆動軸が防護壁の内部に設置されている点であり、その他の部分は、実施の形態１と同じである。
図８は、電動機強制回転システム３００の設置例を示す断面図である。
回転部材駆動軸３０４が防護壁３０７の内部に設置されている。
また、回転部材駆動軸３０４と回転部材３０５との接続部分も防護壁３０７の内部に設置されている。
以上のように、本発明の実施の形態３の電動機強制回転システムによれば、津波の襲来や瓦礫との衝突による回転部材駆動軸の損傷を防止することができる。
【００２２】
尚、各実施の形態では、津波の襲来によって、液体ポンプのモータが機能を喪失したことについて述べているが、海水に限らず、真水等の液体によりモータが浸水した場合であっても、同様の効果が得られる。
また、浸水により液体ポンプのモータが機能を喪失した場合の他に、そのモータを駆動させる機能以外の部分の不具合が発生し、モータが稼働しなくなった場合も同様の効果が得られる。
【００２３】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  海水ポンプ、２，２０２  臨時駆動軸、３  原動部材、
４，３０４  回転部材駆動軸、５，３０５  回転部材、６  モータ、
７，３０７  防護壁、８  取水ピット、９  吐出口、１０  海水系冷却設備、
２１  上端接続部、２２  モータ接続部、５１  歯部、４１  端部接続部、
６１  回転軸、６１ａ  臨時駆動軸接続部、６２  送信機、
１００，２００，３００  電動機強制回転システム、２２５  受信機、２２６  制御部、２２７  電池付小型モータ。
【図１】
2014224516.tif 000003
【図２】
2014224516.tif 000004
【図３】
2014224516.tif 000005
【図４】
2014224516.tif 000006
【図５】
2014224516.tif 000007
【図６】
2014224516.tif 000008
【図７】
2014224516.tif 000009
【図８】
2014224516.tif 000010
【図９】
2014224516.tif 000011