(57)【要約】【課題】確実かつ円滑に作動すること。【解決手段】回転軸１７Ａの軸シール構造であって、周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで分割部分が当接して周方向に連続すると共に回転軸１７Ａの周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリング１と、シールリング１を半径方向内側に押圧する押圧位置と当該押圧位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた押圧部材２と、押圧部材２を押圧位置に向けて弾性力により付勢する弾性部材３と、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する一方、所定温度以上で押圧部材２の押圧位置への移動を許容する支持部材４と、回転軸１７Ａの外周部と支持部材４の外周部との間を連通する連通部５と、を備える。【選択図】図４
2019039490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸シール構造であって、
周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、
前記シールリングを半径方向内側に押圧する押圧位置と当該押圧位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた押圧部材と、
前記押圧部材を前記押圧位置に向けて弾性力により付勢する弾性部材と、
前記弾性部材の弾性力に抗して前記押圧部材を前記退避位置で支持する一方、所定温度以上で前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する支持部材と、
前記回転軸の外周部と前記支持部材の外周部との間を連通する連通部と、
を備える軸シール構造。
【請求項２】
前記連通部は、前記押圧部材を貫通して設けられている請求項１に記載の軸シール構造。
【請求項３】
前記連通部は、前記シールリングを半径方向に貫通して設けられている請求項１または２に記載の軸シール構造。
【請求項４】
前記支持部材は、表面に凹凸部が形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項５】
前記支持部材は、表面に凹凸部が形成されており、前記シールリングおよび前記支持部材の少なくとも一方の表面に前記支持部材の前記凹凸部に噛み合う凹凸部が形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項６】
前記支持部材は、所定温度以上で軟化する樹脂材料と、熱伝導性を有する熱伝導性材料とを混合して形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項７】
前記支持部材は、所定温度以上で軟化する軟化部と、熱伝導性を有する伝熱部と、に分割して形成され、前記軟化部と前記伝熱部とが前記押圧部材の移動方向に沿って設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項８】
前記支持部材は、所定温度以上で軟化する軟化部と、熱伝導性を有する伝熱部と、に分割して形成され、前記軟化部と前記伝熱部とが前記押圧部材の移動方向に交差する方向で並設されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項９】
前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を移動方向に抗して支持し所定温度以上で軟化する板状部材を有し、前記板状部材が前記押圧部材の移動方向に延在する複数の切溝により周方向に分割して形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１０】
前記支持部材は、各前記板片に前記押圧部材の押圧位置への移動を許容し得る座屈を生じさせる初期不整部が設けられている請求項９に記載の軸シール構造。
【請求項１１】
前記支持部材は、貫通穴が形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１２】
前記支持部材は、所定温度以上で溶ける溶化部を介在した形態で前記弾性部材の弾性力に抗した引張力により前記押圧部材を前記退避位置で支持する請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１３】
前記支持部材は、前記押圧部材との周方向への相対移動により前記押圧部材の押圧位置への移動を許容するように設けられ、前記押圧部材の退避位置において前記支持部材と前記押圧部材との周方向への相対移動を規制する一方で、所定温度以上で座屈して前記支持部材と前記押圧部材との周方向への相対移動を許容する座屈部材を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１４】
前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を支持し所定温度以上で軟化する爪状部材と、前記押圧部材の押圧位置への移動を許容し得る座屈を前記爪状部材に生じさせる初期不整部と、を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１５】
前記押圧部材の移動に伴って前記爪状部材の座屈を助勢する押出部を有している請求項１４に記載の軸シール構造。
【請求項１６】
前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を支持し所定温度以上で軟化する爪状部材と、所定温度以上で熱膨張することで前記爪状部材を変形させて前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する膨張部材と、を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項１７】
回転軸の軸シール構造であって、
周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、
前記シールリングを半径方向内側に押圧する押圧位置と当該押圧位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた押圧部材と、
前記押圧部材を前記押圧位置に向けて弾性力により付勢する弾性部材と、
前記弾性部材の弾性力に抗して前記押圧部材を前記退避位置で支持する一方、所定圧力以上で前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する支持部材と、
前記回転軸の外周部と前記支持部材の外周部との間を連通する連通部と、
を備える軸シール構造。
【請求項１８】
前記連通部は、前記押圧部材を貫通して設けられている請求項１７に記載の軸シール構造。
【請求項１９】
前記連通部は、前記シールリングを半径方向に貫通して設けられている請求項１７または１８に記載の軸シール構造。
【請求項２０】
前記支持部材は、中空部が形成されている請求項１７〜１９のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項２１】
前記シールリングおよび前記押圧部材は、押圧位置に移動する前記押圧部材が前記シールリングを押圧するために互いに接触して摺り合う各摺接面を有し、各前記摺接面に摩擦抵抗を低減する表面処理が施されている請求項１〜２０のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項２２】
回転軸の軸シール構造であって、
周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、
前記シールリングの半径方向外側で周方向に沿って設けられて所定温度以上で半径方向内側に収縮する熱収縮リングと、
を備える軸シール構造。
【請求項２３】
前記回転軸の外周部と前記熱収縮リングの外周部との間を連通する連通部をさらに備える請求項２２に記載の軸シール構造。
【請求項２４】
前記回転軸の周囲に設けられて、前記シールリングおよび前記熱収縮リングを収容するリング状の凹部が設けられたシールハウジングを備え、前記連通部は、シールハウジングに形成されている請求項２３に記載の軸シール構造。
【請求項２５】
前記連通部は、前記シールリングを半径方向に貫通して設けられている請求項２３または２４に記載の軸シール構造。
【請求項２６】
前記シールリングは、前記回転軸から離れた状態および前記回転軸に接触した状態を維持される嵌合部をさらに備える請求項２２〜２５のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項２７】
前記熱収縮リングの半径方向外側に周方向に伝熱リングをさらに備える請求項２２〜２６のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項２８】
前記シールリングは、熱伝導性を有する熱伝導性材料が含有されている請求項２２〜２７のいずれか１つに記載の軸シール構造。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか１つに記載の軸シール構造を備えることを特徴とする一次冷却材循環ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子力発電プラントにおいて、原子炉内に対して一次冷却材を循環させるポンプからの一次冷却材の漏洩を防止する軸シール構造、および軸シール構造が適用される一次冷却材循環ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントは、原子炉格納容器の内部に原子炉および蒸気発生器が格納されて構成されており、原子炉と蒸気発生器とは冷却材配管を介して連結され、この冷却材配管に一次冷却材循環ポンプが設けられている。一次冷却材循環ポンプは、主軸の周囲に軸方向に沿って複数組のシールが設けられている。この複数組のシールは、一次冷却材循環ポンプの作動時、主軸がシールハウジングの中で回転しつつ、ポンプハウジングの内部とシールハウジングの外部との間を封止する。
【０００３】
ところで、原子力発電プラントにおいて、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｏｕｔ）時には、通常運転時に７０℃程度である一次冷却材の温度が約３００℃まで上昇することが想定される。このとき、約３００℃で、かつ、約１６ＭＰａの一次冷却材がシールに到達する。このシールは、この程度の温度や圧力に対して長時間にわたって十分に耐久性を有するものであるが、さらなる安全性の向上が求められている。
【０００４】
一次冷却材循環ポンプの軸シール構造として、例えば、特許文献１に記載された受動停止封止装置がある。この装置は、シールリングと、ピストンと、ロック／アンロック手段と、弾性手段と、を含む。シールリングは、主軸の外周面との間でリーク流が許容されている非起動位置、およびリーク流を止める起動位置を有するように分割されている。ピストンは、シールリングを各位置に位置させるためのものである。ロック／アンロック手段は、自身の温度が閾値温度より低いときにシールリングを非起動位置とする位置でピストンをロックする一方、自身の温度が閾値温度を超えるときにピストンの位置を解放する可溶性の材料から作られたリングである。弾性手段は、ピストンが解放されたときにシールリングを起動位置に位置させるようにピストンを動かす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５０７１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された装置では、高温の一次冷却材からロック／アンロック手段に伝わる熱は、必ずしもリングの円周方向に一様に伝わらない。このため、ロック／アンロック手段がピストンをロックする機械的強度は円周方向で一様に低下せず、一部のピストンが開放されず、主軸の外周面に対しシールリングが円周方向で一様に密着しないことが懸念される。その結果、漏れ流路が残る可能性がある。また、上述した特許文献１に記載された装置では、ピストンは、シールリングと互いに面取した壁で接触することにより、シールリングを主軸の外周面に押し付ける構成であるが、ロック／アンロック手段の機械的強度が低下して弾性手段の弾性力に抗しきれなくなったとき、互いの面取した壁の接触において、確実かつ円滑な相対変化を生じさせることが必須である。
【０００７】
また、上述した特許文献１に記載された装置では、シールリングがポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｅｒ  Ｅｔｈｅｒ  Ｋｅｔｏｎｅ、以下ＰＥＥＫとする）樹脂であり高温になると軟化する。そのためシールリングを半径方向内向きに押し込むためには、高温時にロック／アンロック手段が溶出することなく、設置された場所に留まる必要がある。もし、ロック／アンロック手段が設置された場所に留まらずそこから溶出した場合、ピストンに押されたシールリングが変形してロック／アンロック手段が設置された場所に向けて主軸の外周面から離れる方向に入り込み、シールリングに半径方向内向きの力が伝わらないおそれがある。上述した特許文献１に記載された装置において、ロック／アンロック手段は、閾値温度を超えて機械的強度を低下させるため、流動性が高くなる材料を用いることが予想されるが、流動性が高いと上述の流出リスクがあるため、シールリング、ピストン、ポンプケーシングの間に隙間を極力設けないことが予想される。このため、全交流電源喪失時に一次冷却材からロック／アンロック手段に伝わる熱は、必ずしもロック／アンロック手段のリングの円周方向に一様に伝わらず、ロック／アンロック手段は円周方向に温度差が生じる。その結果、ピストンをロックする機械的強度は円周方向で一様に低下せず、一部のピストンが開放されず、主軸の外周面に対しシールリングが円周方向で一様に密着しないことが懸念される。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、確実かつ円滑に作動することのできる軸シール構造および一次冷却材循環ポンプ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】
【０００９】
本発明の一態様に係る軸シール構造は、回転軸の軸シール構造であって、周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、前記シールリングを半径方向内側に押圧する押圧位置と当該押圧位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置に向けて弾性力により付勢する弾性部材と、前記弾性部材の弾性力に抗して前記押圧部材を前記退避位置で支持する一方、所定温度以上で前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する支持部材と、前記回転軸の外周部と前記支持部材の外周部との間を連通する連通部と、を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記連通部は、前記押圧部材を貫通して設けられていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記連通部は、前記シールリングを半径方向に貫通して設けられていることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、表面に凹凸部が形成されていることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、表面に凹凸部が形成されており、前記シールリングおよび前記支持部材の少なくとも一方の表面に前記支持部材の前記凹凸部に噛み合う凹凸部が形成されていることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、所定温度以上で軟化する樹脂材料と、熱伝導性を有する熱伝導性材料とを混合して形成されていることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、所定温度以上で軟化する軟化部と、熱伝導性を有する伝熱部と、に分割して形成され、前記軟化部と前記伝熱部とが前記押圧部材の移動方向に沿って設けられていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、所定温度以上で軟化する軟化部と、熱伝導性を有する伝熱部と、に分割して形成され、前記軟化部と前記伝熱部とが前記押圧部材の移動方向に交差する方向で並設されていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を移動方向に抗して支持し所定温度以上で軟化する板状部材を有し、前記板状部材が前記押圧部材の移動方向に延在する複数の切溝により周方向に分割して形成されていることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、各前記板片に前記押圧部材の押圧位置への移動を許容し得る座屈を生じさせる初期不整部が設けられていることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、貫通穴が形成されていることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、所定温度以上で溶ける溶化部を介在した形態で前記弾性部材の弾性力に抗した引張力により前記押圧部材を前記退避位置で支持することが望ましい。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、前記押圧部材との周方向への相対移動により前記押圧部材の押圧位置への移動を許容するように設けられ、前記押圧部材の退避位置において前記支持部材と前記押圧部材との周方向への相対移動を規制する一方で、所定温度以上で座屈して前記支持部材と前記押圧部材との周方向への相対移動を許容する座屈部材を有していることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を支持し所定温度以上で軟化する爪状部材と、前記押圧部材の押圧位置への移動を許容し得る座屈を前記爪状部材に生じさせる初期不整部と、を有していることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記押圧部材の移動に伴って前記爪状部材の座屈を助勢する押出部を有していることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、退避位置の前記押圧部材を支持し所定温度以上で軟化する爪状部材と、所定温度以上で熱膨張することで前記爪状部材を変形させて前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する膨張部材と、を有していることが望ましい。
【００２５】
本発明の一態様に係る軸シール構造は、回転軸の軸シール構造であって、周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、前記シールリングを半径方向内側に押圧する押圧位置と当該押圧位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置に向けて弾性力により付勢する弾性部材と、前記弾性部材の弾性力に抗して前記押圧部材を前記退避位置で支持する一方、所定圧力以上で前記押圧部材の押圧位置への移動を許容する支持部材と、前記回転軸の外周部と前記支持部材の外周部との間を連通する連通部と、を備える。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記支持部材は、中空部が形成されていることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記シールリングおよび前記押圧部材は、押圧位置に移動する前記押圧部材が前記シールリングを押圧するために互いに接触して摺り合う各摺接面を有し、各前記摺接面に摩擦抵抗を低減する表面処理が施されていることが望ましい。
【００２８】
本発明の一態様に係る軸シール構造は、回転軸の軸シール構造であって、周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで前記分割部分が当接して周方向に連続すると共に前記回転軸の周方向に沿って外周面に接触可能に設けられたシールリングと、前記シールリングの半径方向外側で周方向に沿って設けられて所定温度以上で半径方向内側に収縮する熱収縮リングと、を備える。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記回転軸の外周部と前記熱収縮リングの外周部との間を連通する連通部をさらに備えることが望ましい。
【００３０】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記回転軸の周囲に設けられて、前記シールリングおよび前記熱収縮リングを収容するリング状の凹部が設けられたシールハウジングを備え、前記連通部は、シールハウジングに形成されていることが望ましい。
【００３１】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記連通部は、前記シールリングを半径方向に貫通して設けられていることが望ましい。
【００３２】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記シールリングは、前記回転軸から離れた状態および前記回転軸に接触した状態を維持される嵌合部をさらに備えることが望ましい。
【００３３】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記熱収縮リングの半径方向外側に周方向に伝熱リングをさらに備えることが望ましい。
【００３４】
また、本発明の一態様に係る軸シール構造では、前記シールリングは、熱伝導性を有する熱伝導性材料が含有されていることが望ましい。
【００３５】
本発明の一態様に係る一次冷却材循環ポンプは、前記軸シール構造を備える。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、所定温度以上の一次冷却材を連通部を介して支持部材の外周部に至らせることができ、支持部材の周方向全体に一様に温度を伝えることができる。この結果、支持部材を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリングを周方向で一様に回転軸に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る一次冷却材循環ポンプが適用される原子力プラントの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール部の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール部の部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態６に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態６に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態７に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態７に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態８に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態８に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態９に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態９に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。
【図２７】図２７は、本発明の実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図２８】図２８は、本発明の実施形態１３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図３０】図３０は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【図３１】図３１は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図３２】図３２は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【図３３】図３３は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。
【図３４】図３４は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大側面図である。
【図３５】図３５は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る一次冷却材循環ポンプが適用される原子力プラントの概略構成図である。
【００４０】
図１に示す原子力プラントにおいて、原子炉は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。
【００４１】
この原子力プラントにおいて、図１に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２および蒸気発生器１３が格納されている。加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは配管１４，１５を介して連結されている。配管１４は、加圧器１６が設けられている。配管１５は、一次冷却材循環ポンプ１７が設けられている。従って、加圧水型原子炉１２にて、炉心を構成する燃料により一次冷却材として軽水が加熱され、高温の軽水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧の軽水（一次冷却材）と二次冷却材との間で熱交換が行われ、冷やされた軽水が一次冷却材循環ポンプ１７により配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００４２】
蒸気発生器１３は、蒸気配管１８を介して図示しない蒸気タービンに連結されている。また、蒸気発生器１３は、蒸気タービンを駆動した後に冷却された二次冷却材の復水が戻る復水配管１９が連結されている。従って、蒸気発生器１３にて、高温高圧の一次冷却材と熱交換を行って生成された二次冷却材の蒸気は、蒸気配管１８を通して蒸気タービンに送られ、この蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行う。そして、蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、復水配管１９を通して蒸気発生器１３に戻される。
【００４３】
図２は、本実施形態に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール部の概略構成図である。図３は、本実施形態に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール部の部分断面図である。
【００４４】
一次冷却材循環ポンプ１７は、図２に示すように、上下方向に回転軸１７Ａが延在して設けられ、図には明示しないが、回転軸（主軸）１７Ａの下端部に羽車が設けられて下部にポンプ部が配置され、上端部にモータが接続されて上部に駆動部が配置されている。一次冷却材循環ポンプ１７の軸シール部は、ポンプ部と駆動部との間に配置されて回転軸１７Ａと、当該回転軸１７Ａの外周を覆うシールハウジング１７Ｂとの間に、回転軸１７Ａの延在方向に沿って下側から上側に向かって第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅの順に配置されて構成されている。これら第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅは、それぞれモータの駆動による回転軸１７Ａの回転に伴って回転する回転リング１７Ｃａ，１７Ｄａ，１７Ｅａと、シールハウジング１７Ｂ側に設けられた静止リング１７Ｃｂ，１７Ｄｂ，１７Ｅｂとを有し、回転リング１７Ｃａ，１７Ｄａ，１７Ｅａの回転により機能する。本実施形態の軸シール構造では、図２において一点鎖線で囲んだ部分であって、第１シール１７Ｃと第２シール１７Ｄとの間のシールハウジング１７Ｂに設けられ、全交流電源喪失（ＳＢＯ）時に、第１シール１７Ｃと第２シール１７Ｄとの間において回転軸１７Ａの外周部における一次冷却材（流体）の漏洩を防止し、各シールの安全性および信頼性を向上させるものである。
【００４５】
また、図３に示すように、本実施形態の軸シール構造が設けられるシールハウジング１７Ｂは、図示しないポンプハウジングの内側に設置されており、複数の構成部材２２，２３，２４が連結部材２５ならびにＯリング２７，２８で一体に組み合わされて構成されている。構成部材２２，２３，２４は、円筒形状をなし、回転軸１７Ａの周囲に軸方向に沿って配置されており、その間にＯリング２７，２８が配置されている。Ｏリング２７，２８は、構成部材２２，２３，２４間の漏洩を抑制する。シールハウジング１７Ｂ（構成部材２２，２３）は、その内周面２２ａ，２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間に半径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定されている。所定隙間Ｓ１は、ポンプ通常運転時において第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅの機能を維持するためのものである。
【００４６】
なお、軸方向とは、回転軸１７Ａが延在する方向である。また、半径方向とは、回転軸１７Ａの軸方向に直交する方向であり、回転軸１７Ａに近づく方向を半径方向内側といい、回転軸１７Ａと回転軸から離れる方向を半径方向外側という。また、周方向とは、回転軸１７Ａの周り方向である。
【００４７】
［実施形態１］
図４は、実施形態１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図５は、実施形態１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【００４８】
実施形態１の軸シール構造は、図４に示すように、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の半径方向内側であって、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向するように配置されている。なお、図には明示しないが、実施形態１の軸シール構造は、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２２の半径方向内側であって、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向するように配置されていてもよい。
【００４９】
実施形態１の軸シール構造は、シールリング１と、押圧部材２と、弾性部材３と、支持部材４と、連通部５と、を備えている。これらの構成の軸シール構造は、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の内周面２３ａ（または、構成部材２２の内周面２２ａ）に半径方向外側に凹んで形成され、かつ周方向に連続して形成された凹部１７Ｂａに配置されている。
【００５０】
シールリング１は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されている。シールリング１は、周方向の一部が分割され、軸方向で見てＣ字形状に形成されている。シールリング１は、半径方向内側に縮径することで分割部分が当接して周方向に連続すると共に回転軸１７Ａの周方向に沿って外周面１７Ａａに接触可能に構成されている。
【００５１】
シールリング１は、図４に示すように、その断面形状が四角形状の１辺が傾斜し、残りの３辺が直角に配置された台形状に形成されている。シールリング１は、傾斜した傾斜面１ａが、半径方向内側から半径方向外側に至り軸方向上側に傾斜して半径方向外側および軸方向下側に向けて周方向に沿って円弧状に配置されている。また、シールリング１は、傾斜面１ａに隣接して半径方向内側に向く面が軸方向および周方向に沿って円弧状に形成され、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向して接触可能な接触面１ｂとして構成されている。また、シールリング１は、傾斜面１ａに相反して軸方向上側に向く面が半径方向に沿って平坦状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面（ここでは構成部材２２の下面）に接触可能な上面１ｃとして構成されている。また、シールリング１は、接触面１ｂに相反して半径方向外側に向く面が軸方向および周方向に沿って円弧状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥方に向く外面１ｄとして構成されている。
【００５２】
シールリング１は、耐食性や、回転軸１７Ａに接触したときの密着面における密封性や、温度上昇時の耐熱性や、圧力上昇時の耐圧性、および強度があることが望ましい。また、シールリング１は、回転している回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する可能性があることから、低摩擦係数であることなどが望ましい。シールリング１は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂や、ガラスまたは炭素繊維で充填されたＰＥＥＫ複合材料や、ポリマー材料で作られる。また、シールリング１は、例えば、ステンレス鋼などの金属材で作られる。なお、シールリング１は、金属材の表面に軟質材料のコーティング（例えば、銀メッキ、合成樹脂コーティング、ゴム焼付けなど）が施されてもよい。また、シールリング１は、コーティングではなく、同様の軟質材料を金属材にインサートしてもよい。これにより、シールリング１は、回転軸１７Ａやシールハウジング１７Ｂに接触したときの密着性を向上させることができる。
【００５３】
シールリング１は、自身が弾性力を有しており、分割部分が互いに離れる方向であって、径方向外側に拡径するように付勢されていることで、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように構成されていることが望ましい。
【００５４】
押圧部材２は、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部において軸方向（上下方向）に移動可能に設けられている。押圧部材２は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、周方向に沿って複数箇所に配置されていてもよい。複数箇所に配置されている場合、押圧部材２は、少なくとも３箇所に配置され、周方向で等間隔に配置され、個々がシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部において軸方向（上下方向）に移動可能に支持されていることが望ましい。
【００５５】
押圧部材２は、図４に示すように、その断面形状が四角形状の１辺が傾斜し、残りの３辺が直角に配置された台形状に形成されている。押圧部材２は、傾斜した傾斜面２ａが、半径方向内側から半径方向外側に至り軸方向上側に傾斜して半径方向内側および軸方向上側に向けて配置されている。また、押圧部材２は、傾斜面１ａに隣接して軸方向上側に向く面が半径方向に沿って平坦状に形成された上面２ｂとして構成されている。また、押圧部材２は、上面２ｂに隣接して半径方向外側に向く面が軸方向および周方向に沿って円弧状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥面に接触する外面２ｃとして構成されている。なお、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥面は、押圧部材２の外面２ｃと同形状に軸方向および周方向に沿って円弧状に形成されている。従って、押圧部材２は、外面２ｃがシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥面に接触しつつ軸方向（上下方向）に移動可能に案内される。また、押圧部材２は、上面２ｂに相反して軸方向下側に向く面に下側に開口する穴部２ｄが形成されている。
【００５６】
押圧部材２は、耐食性や、温度上昇時の耐熱性や、圧力上昇時の耐圧性、および強度があることが望ましく、例えば、ステンレス鋼などの金属材で作られる。
【００５７】
弾性部材３は、圧縮バネとして形成されている。具体的に、弾性部材３は、圧縮コイルバネや板状バネとして形成されている。弾性部材３は、押圧部材２の穴部２ｄに収容され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面と押圧部材２との間で弾性力により押圧部材２を軸方向上側に移動するように付勢する。なお、弾性部材３は、引張バネとして形成されていてもよい。
【００５８】
ここで、押圧部材２の傾斜面２ａは、シールリング１の傾斜面１ａと同形状に形成されている。従って、弾性部材３の弾性力により押圧部材２が軸方向上側に移動した場合、図５に示すように、シールリング１は、軸方向上側および半径方向内側に押圧される。シールリング１は、その上面１ｃがシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面と接触しているため、半径方向内側に移動する。このため、シールリング１は、半径方向内側に縮径される。半径方向内側に縮径されたシールリング１は、その分割部分が互いに当接して周方向に連続する。これと共にシールリング１は、回転軸１７Ａの周方向に沿って接触面１ｂが外周面１７Ａａに接触する。このような状態のシールリング１は、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１を閉塞し、回転軸１７Ａとシールハウジング１７Ｂとの間で回転軸１７Ａの軸方向を上下に仕切る。この結果、隙間Ｓ１における一次冷却材の流れを抑え、一次冷却材の漏洩を阻止する。そして、図５に示すような、シールリング１を縮径させて接触面１ｂを回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触させる押圧部材２の移動位置を押圧位置という。一方、図４に示すような、シールリング１が拡径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように押圧部材２を押圧位置から退避させた移動位置を退避位置という。そして、シールリング１の接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように設けられていると、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保されることとなる。
【００５９】
支持部材４は、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する。また、支持部材４は、所定温度以上で押圧部材２の押圧位置への移動を許容する。支持部材４は、予め設定された所定温度未満では、その形状が維持され機械的強度を確保することができる。支持部材４は、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、押圧部材２の上面２ｂおよびシールリング１の外面１ｄとで区画される空間に配置されている。支持部材４は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。支持部材４は、図４において、矩形状の断面形状をなしているがこの形状に限定されるものではない。支持部材４は、所定温度未満で機械的強度が確保されている場合、押圧部材２の上面２ｂと凹部１７Ｂａの上面との間に介在されていることで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２が軸方向上側に移動することを阻止している。このため、押圧部材２は、退避位置で支持される。従って、シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置される。
【００６０】
支持部材４は、所定温度以上で座屈して機械的強度を損なう。所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で座屈する支持部材４の材料は、樹脂材料であって、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。また、座屈とは、支持部材４が、弾性部材３の弾性力に耐えられずに軟化して変形する動作であり、全部が変形しても一部が変形してもよい。また、支持部材４は、所定温度以上で変形するものの、溶融しないことが望ましい。支持部材４は、座屈により機械的強度を損なうことで、弾性部材３の弾性力に耐えられず、押圧部材２の押圧位置への移動を許容する。従って、シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触するように配置される。
【００６１】
連通部５は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａと支持部材４の外周部との間を連通する。連通部５は、図４に示すように、押圧部材２を半径方向および軸方向に貫通し、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部とを連通するように設けられている。また、連通部５は、図４に示すように、シールリング１の接触面１ｂと外面１ｄとを半径方向に貫通し、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部とを連通するように設けられている。連通部５は、押圧部材２およびシールリング１の少なくとも一方に設けられている。
【００６２】
実施形態１の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、図４に示すように、支持部材４は、機械的強度が確保され押圧部材２を退避位置で支持する。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図４に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【００６３】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。そして、図５に破線の矢印で示すように、所定温度以上の一次冷却材が、連通部５を介して回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから支持部材４の外周部に至る。支持部材４は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、軟化して変形し、その形状を維持できずに座屈する。すると、押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。なお、図５において、支持部材４は、変形して座屈しているが、その形態を省略している。図５において、支持部材４は、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、押圧部材２の上面２ｂおよびシールリング１の外面１ｄとで区画される空間に存在する。
【００６４】
このように、実施形態１の軸シール構造は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａと支持部材４の外周部との間を連通する連通部５を備えている。このため、所定温度以上の一次冷却材を連通部５を介して支持部材４の外周部に至らせることができ、支持部材４の周方向全体に一様に温度を伝えることができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態１の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００６５】
なお、シールリング１は、接触面１ｂおよび上面１ｃが連続する肩部に、接触面１ｂおよび上面１ｃの一部を構成するように反突出し環と呼ばれる分割環１ｅが一体に設けられている。分割環１ｅは、例外的に、一次冷却材がシールリング１の機械的な性質が劣化するような高温度となる状況のとき、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａへの接触を確保し、一次冷却材の流れの抑止を確保できるものである。
【００６６】
［実施形態２］
図６は、実施形態２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【００６７】
実施形態２の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【００６８】
支持部材４は、図６に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状で一部が分割して形成されていてもよい。この支持部材４は、図６に示すように、表面に凹凸部４ａが形成されている。凹凸部４ａは、支持部材４の表面に複数の凹部（切欠）が並設されていることにより形成されていても、支持部材４の表面に複数の凸部（フィン）が並設されていることにより形成されていてもよい。図６に示す凹凸部４ａは、凸部または凹部が軸方向に連続して設けられていることにより軸方向に沿って形成されている。図には明示しないが、凹凸部４ａは、凸部または凹部が周方向に連続して設けられていることにより周方向に沿って形成されていてもよい。または、図には明示しないが、凹凸部４ａは、凸部または凹部が螺旋方向（軸方向および周方向を複合した方向）に連続して設けられていることにより螺旋方向に沿って形成されていてもよい。あるいは、図には明示しないが、凹凸部４ａは、上述した形態が組み合わされて形成されていてもよい。また、凹凸部４ａは、図６において、凸部または凹部が矩形状に凸設または凹設して設けられた形態を示しているが、凸部また凹部は、円弧状に凸設または凹設して設けられていてもよい。また、凹凸部４ａは、図６において、凸部または凹部が線状に連続して形成されているが、部分的に支持部材４の表面に突起として設けられた凸部や、ディンプルとして設けられた凹部であってもよい。また、凹凸部４ａは、図６において、リング形状の支持部材４の半径方向外側の表面に設けられているが、半径方向外側の表面や、半径方向内側の表面や、軸方向上側の表面や、軸方向下側の表面の少なくとも１つに設けられていてもよい。なお、凹凸部４ａは、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時において、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する機械的強度を確保できるように設計されている。
【００６９】
実施形態２の軸シール構造は、支持部材４は、図６に示すように、表面に凹凸部４ａが形成されている。このため、凹凸部４ａにより支持部材４において一次冷却材に接触する接触面積が増大し、支持部材４における熱の伝達を促進することができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態２の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００７０】
なお、実施形態２の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した凹凸部４ａを有する支持部材４の構成としてもよい。
【００７１】
［実施形態３］
図７は、実施形態３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。図８は、実施形態３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。
【００７２】
実施形態３の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、図７に示すように、シールリング１および支持部材４の構成が異なる。また、実施形態３の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、図８に示すように、押圧部材２および支持部材４の構成が異なる。
【００７３】
支持部材４は、図７に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状で一部が分割して形成されていてもよい。この支持部材４は、図７に示すように、半径方向内側の表面に凹凸部４ｂが形成されている。凹凸部４ｂは、支持部材４の表面に複数の凹部（切欠）が並設されていることにより形成されていても、支持部材４の表面に複数の凸部（フィン）が並設されていることにより形成されていてもよい。図７に示す凹凸部４ｂは、凸部または凹部が軸方向に連続して設けられていることにより軸方向に沿って形成されている。図には明示しないが、凹凸部４ｂは、凸部または凹部が周方向に連続して設けられていることにより周方向に沿って形成されていてもよい。または、図には明示しないが、凹凸部４ｂは、凸部または凹部が螺旋方向（軸方向および周方向を複合した方向）に連続して設けられていることにより螺旋方向に沿って形成されていてもよい。あるいは、図には明示しないが、凹凸部４ｂは、上述した形態が組み合わされて形成されていてもよい。また、凹凸部４ｂは、図７において、凸部または凹部が矩形状に凸設または凹設して設けられた形態を示しているが、凸部また凹部は、円弧状に凸設または凹設して設けられていてもよい。また、凹凸部４ｂは、図７において、凸部または凹部が線状に連続して形成されているが、部分的に支持部材４の表面に突起として設けられた凸部や、ディンプルとして設けられた凹部であってもよい。なお、凹凸部４ａは、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時において、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する機械的強度を確保できるように設計されている。
【００７４】
そして、図７に示すように、シールリング１は、支持部材４の表面と対向する外面１ｄに、支持部材４の凹凸部４ｂに噛み合う凹凸部１ｆが形成されている。シールリング１の凹凸部１ｆの形状は、支持部材４の凹凸部４ｂの形状に準ずる。
【００７５】
実施形態３の軸シール構造は、図７に示すように、支持部材４の表面に凹凸部４ｂが形成され、シールリング１の表面に支持部材４の凹凸部４ｂに噛み合う凹凸部１ｆが形成されている。このため、凹凸部４ｂにより支持部材４において一次冷却材に接触する接触面積が増大し、支持部材４における熱の伝達を促進することができる。しかも、凹凸部４ｂと凹凸部１ｆとの噛み合いによりシールリング１を介して支持部材４への熱の伝達を促進することができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態３の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００７６】
なお、支持部材４の凹凸部４ｂおよびシールリング１の凹凸部１ｆは、シールリング１が押圧位置に至る押圧部材２の軸方向上側への移動に伴い押圧されることから、図７に示すように、軸方向に沿って連続して形成されていることが、シールリング１の移動を円滑にするうえで望ましい。
【００７７】
図８に示すように、支持部材４は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状で一部が分割して形成されていてもよい。この支持部材４は、図８に示すように、軸方向下側の表面に凹凸部４ｃが形成されている。凹凸部４ｃは、支持部材４の表面に複数の凹部（切欠）が並設されていることにより形成されていても、支持部材４の表面に複数の凸部（フィン）が並設されていることにより形成されていてもよい。図８に示す凹凸部４ｃは、凸部または凹部が半径方向に連続して設けられていることにより半径方向に沿って形成されている。図には明示しないが、凹凸部４ｃは、凸部または凹部が周方向に連続して設けられていることにより周方向に沿って形成されていてもよい。または、図には明示しないが、凹凸部４ｃは、凸部または凹部が渦巻方向（半径方向および周方向を複合した方向）に連続して設けられていることにより渦巻方向に沿って形成されていてもよい。あるいは、図には明示しないが、凹凸部４ｃは、上述した形態が組み合わされて形成されていてもよい。また、凹凸部４ｃは、図８において、凸部または凹部が矩形状に凸設または凹設して設けられた形態を示しているが、凸部また凹部は、円弧状に凸設または凹設して設けられていてもよい。また、凹凸部４ｃは、図８において、凸部または凹部が線状に連続して形成されているが、部分的に支持部材４の表面に突起として設けられた凸部や、ディンプルとして設けられた凹部であってもよい。なお、凹凸部４ｃは、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時において、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する機械的強度を確保できるように設計されている。
【００７８】
そして、図８に示すように、押圧部材２は、支持部材４の軸方向下側の表面と対向する上面２ｂに、支持部材４の凹凸部４ｃに噛み合う凹凸部２ｅが形成されている。押圧部材２の凹凸部２ｅの形状は、支持部材４の凹凸部４ｃの形状に準ずる。なお、押圧部材２は、図８に示すように、リング形状であってもよいが、周方向に沿って複数箇所に配置されていてもよい。
【００７９】
一方、実施形態３の軸シール構造は、図８に示すように、支持部材４の表面に凹凸部４ｃが形成され、押圧部材２の表面に支持部材４の凹凸部４ｃに噛み合う凹凸部２ｅが形成されている。このため、凹凸部４ｃにより支持部材４において一次冷却材に接触する接触面積が増大し、支持部材４における熱の伝達を促進することができる。しかも、凹凸部４ｃと凹凸部２ｅとの噛み合いにより押圧部材２を介して支持部材４への熱の伝達を促進することができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態３の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００８０】
なお、実施形態３の軸シール構造は、図７に示す支持部材４およびシールリング１の構成と、図８に示す支持部材４および押圧部材２の構成を組み合わせてもよい。
【００８１】
なお、実施形態３の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した凹凸部４ｂ，４ｃを有する支持部材４の構成、凹凸部１ｆを有するシールリング１の構成、凹凸部２ｅを有する押圧部材２の構成としてもよい。
【００８２】
［実施形態４］
実施形態４の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【００８３】
支持部材４は、所定温度以上で軟化する樹脂材料と、熱伝導性を有する熱伝導性材料とを混合して形成されている。
【００８４】
樹脂材料が軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【００８５】
熱伝導性材料は、複合材やフィラーがある。複合材としては、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon  fiber  reinforced  plastic）や、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass  fiber  reinforced  plastic）などを適用することが望ましい。フィラーとしては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、窒化ホウ素（ＢＮ）などを適用することが望ましい。
【００８６】
支持部材４の形状は、上述または後述する各実施形態における形状を適用することができる。
【００８７】
実施形態４の軸シール構造は、支持部材４が、所定温度以上で軟化する樹脂材料と、熱伝導性を有する熱伝導性材料とを混合して形成されている。このため、所定温度以上で軟化する樹脂材料だけでは、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ程度であった熱伝導率が、数〜数十Ｗ／ｍ・Ｋに改善され、支持部材４における熱の伝達を向上することができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態４の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００８８】
しかも、実施形態４の軸シール構造は、支持部材４が、所定温度以上で軟化する樹脂材料と、熱伝導性を有する熱伝導性材料とを混合して形成されているため、熱伝導性材料で機械的強度を向上できるため、支持部材４を薄肉化することができ、伝熱性能を高めて少ない入熱で軟化することが可能になる。
【００８９】
なお、実施形態４の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【００９０】
［実施形態５］
図９は、実施形態５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図１０は、実施形態５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【００９１】
実施形態５の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【００９２】
支持部材４は、図９に示すように、軟化部４Ａと、伝熱部４Ｂとに分割して形成されている。
【００９３】
軟化部４Ａは、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。軟化部４Ａは、所定温度以上で軟化する。軟化部４Ａは、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。軟化部４Ａが軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【００９４】
伝熱部４Ｂは、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。伝熱部４Ｂは、銅やアルミ合金などの金属材料からなる。また、伝熱部４Ｂは、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon  fiber  reinforced  plastic）や、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass  fiber  reinforced  plastic）などの複合材からなる。
【００９５】
そして、図９に示すように、支持部材４は、上述した軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとが押圧部材２の移動方向である軸方向に沿って設けられている。図９においては、軟化部４Ａが軸方向上側でシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面に接触し得るように設けられ、伝熱部４Ｂが軸方向下側で押圧部材２の上面２ｂに接触し得るように設けられている。軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとの配置については、上記に限らず、軸方向の配置が逆であってもよい。また、軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとの数は１つずつに限らず、少なくとも一方が複数であって、軸方向に交互に配置されていてもよい。
【００９６】
実施形態５の軸シール構造は、支持部材４が、所定温度以上で軟化する軟化部４Ａと、熱伝導性を有する伝熱部４Ｂと、に分割して形成され、軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとが押圧部材２の移動方向（軸方向）に沿って設けられている。このため、伝熱部４Ｂにより熱伝導性が高められることから、支持部材４（軟化部４Ａ）における熱の伝達を向上することができる。この結果、支持部材４（軟化部４Ａ）を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態５の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【００９７】
なお、実施形態５の軸シール構造は、支持部材４の伝熱部４Ｂは、所定温度以上でも軟化し難い。このため、図１０に示すように、全交流電源喪失時に、押圧部材２が押圧位置に移動してシールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する形態において、伝熱部４Ｂは、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、押圧部材２の上面２ｂおよびシールリング１の外面１ｄとで区画される空間に存在する。伝熱部４Ｂは、この状態において、押圧部材２がシールリング１を押圧する作動に干渉しないような大きさ・形状にする。
【００９８】
なお、支持部材４の軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとは、凹凸などで互いに嵌め合うように形成されていてもよい。このため、押圧部材２を退避位置で支持する際に、軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとの相互の嵌め合いにより支持力を確保することができる。
【００９９】
なお、実施形態５の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１００】
［実施形態６］
図１１は、実施形態６に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図１２は、実施形態６に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１０１】
実施形態６の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１０２】
図１１に示すように、支持部材４は、軟化部４Ａと、伝熱部４Ｂとに分割して形成されている。
【０１０３】
軟化部４Ａは、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。軟化部４Ａは、所定温度以上で軟化する。軟化部４Ａは、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。軟化部４Ａが軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【０１０４】
伝熱部４Ｂは、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。伝熱部４Ｂは、銅やアルミ合金などの金属材料からなる。また、伝熱部４Ｂは、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon  fiber  reinforced  plastic）や、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass  fiber  reinforced  plastic）などの複合材からなる。
【０１０５】
そして、図１１に示すように、支持部材４は、上述した軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとが押圧部材２の移動方向に交差する半径方向に沿って設けられている。図１１においては、軟化部４Ａが半径方向外側に設けられ、伝熱部４Ｂが半径方向内側に設けられている。軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとの配置については、上記に限らず、半径方向の配置が逆であってもよい。軟化部４Ａは、所定温度未満において機械的強度が確保されている場合、押圧部材２の上面２ｂと凹部１７Ｂａの上面との間に介在されていることで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２が軸方向上側に移動することを阻止している。このため、押圧部材２は、退避位置で支持される。従って、シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置される。伝熱部４Ｂは、軟化部４Ａの半径方向に隣接して設けられ、押圧部材２の支持に関与していない。
【０１０６】
実施形態５の軸シール構造は、支持部材４が、所定温度以上で軟化する軟化部４Ａと、熱伝導性を有する伝熱部４Ｂと、に分割して形成され、軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとが押圧部材２の移動方向に交差する半径方向に沿って設けられている。このため、伝熱部４Ｂにより熱伝導性が高められることから、支持部材４（軟化部４Ａ）における熱の伝達を向上することができる。しかも、所定温度以上の一次冷却材が軟化部４Ａと伝熱部４Ｂとの間に侵入できることから、軟化部４Ａにおける熱の伝達を向上することができる。この結果、支持部材４（軟化部４Ａ）を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態６の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１０７】
なお、実施形態６の軸シール構造は、支持部材４の伝熱部４Ｂは、所定温度以上でも軟化し難い。このため、図１２に示すように、全交流電源喪失時に、押圧部材２が押圧位置に移動してシールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する形態において、伝熱部４Ｂは、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、押圧部材２の上面２ｂおよびシールリング１の外面１ｄとで区画される空間に存在する。伝熱部４Ｂは、この状態において、押圧部材２がシールリング１を押圧する作動に干渉しないような大きさ・形状にする。
【０１０８】
なお、実施形態６の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１０９】
［実施形態７］
図１３は、実施形態７に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図１４は、実施形態７に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す概略図である。
【０１１０】
実施形態７の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１１１】
支持部材４は、図１３に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されている。支持部材４は、図１３に示すように、押圧部材２の移動方向となる軸方向に延在する筒状の板状部材４Ｃとして形成されており、周方向の板状部材４Ｃに軸方向に延在する複数の切溝４Ｃａが形成されることで複数の細い柱状の板片４Ｃｂに分割形成されている。分割された各板片４Ｃｂは、切溝４Ｃａが軸方向の途中まで形成されていることでリング状のリング片４Ｃｃにより周方向で連結されている。支持部材４は、所定温度未満で機械的強度が確保される一方、所定温度以上で軟化する。支持部材４は、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。支持部材４が軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【０１１２】
そして、実施形態７の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、支持部材４は、所定温度未満で機械的強度が確保されている。この場合、各板片４Ｃｂが押圧部材２の上面２ｂと凹部１７Ｂａの上面との間に介在されていることで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２が軸方向上側に移動することを突っ張って阻止している。このため、支持部材４は、各板片４Ｃｂにより押圧部材２を退避位置で支持する。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図４に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１１３】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。支持部材４は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、各板片４Ｃｂが軟化して変形し、その形状を維持できずに座屈する。すると、図５に示すように、押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１１４】
このように、実施形態７の軸シール構造は、支持部材４において、退避位置の押圧部材２を移動方向に抗して支持し所定温度以上で軟化する板状部材４Ｃを有し、板状部材４Ｃが押圧部材２の移動方向に延在する複数の切溝４Ｃａにより周方向に分割して形成されている。このように、所定温度以上で軟化する板状部材４Ｃを切溝４Ｃａにより複数の板片４Ｃｂに分割することで、所定温度以上で軟化が促進される。この結果、支持部材４（各板片４Ｃｂ）を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態７の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１１５】
しかも、支持部材４が、複数の板片４Ｃｂに分割されていることで、１つの板片４Ｃｂが座屈すると、ドミノ倒し的に他の板片４Ｃｂが座屈するため、周方向で一様に座屈させることができる。
【０１１６】
なお、各板片４Ｃｂは、筒状の板状部材４Ｃを切溝４Ｃａで分割した構成としたが、この限りではなく、切溝４Ｃａで分割した平坦な板片４Ｃｂであってもよい。平坦な板片４Ｃｂであれば、筒状の板状部材４Ｃを分割した円弧状の板片４Ｃｂと比較して座屈をし易く構成できる。
【０１１７】
また、実施形態７の軸シール構造では、支持部材４は、各板片４Ｃｂに押圧部材２の押圧位置への移動を許容し得る座屈を生じさせる初期不整部４Ｃｄが設けられている。具体的に、図１４の（ａ）に示すように、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時に、座屈を生じさせる部分（図では軸方向の中央部分）に予め初期不整部４Ｃｄとして屈曲部を形成しておく。または、座屈を生じさせる部分（図では軸方向の中央部分）を予め初期不整部４Ｃｄとして薄肉に形成しておく。このように、初期不整部４Ｃｄを設けることで、所定温度以上となったときに初期不整部４Ｃｄを起点としてより確実に座屈を生じさせることができる。従って、実施形態７の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１１８】
なお、実施形態７の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１１９】
［実施形態８］
図１５は、実施形態８に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図１６は、実施形態８に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【０１２０】
実施形態８の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１２１】
支持部材４は、図１５および図１６に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されていてもよく、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。支持部材４は、図１５および図１６に示すように、貫通穴４Ｄが形成されている。貫通穴４Ｄは、図１５では半径方向に支持部材４を貫通し、図１６では軸方向に支持部材４を貫通して形成されている。
【０１２２】
実施形態８の軸シール構造は、支持部材４に貫通穴４Ｄが形成されている。このため、貫通穴４Ｄにより熱伝導性が高められることから、支持部材４における熱の伝達を向上することができる。この結果、支持部材４を周方向で一様に座屈させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態８の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１２３】
なお、図１５に示すように、貫通穴４Ｄが半径方向に支持部材４を貫通する場合、実施形態１においてシールリング１の半径方向を連通する連通部５が貫通穴４Ｄと相互に連通するように形成されていることが望ましい。このため、所定温度以上の一次冷却材を連通部５および貫通穴４Ｄを介して支持部材４の外周部および内部に至らせることができ、支持部材４の周方向全体に一様に温度を伝えることができる。
【０１２４】
なお、実施形態８の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１２５】
［実施形態９］
図１７は、実施形態９に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図１８は、実施形態９に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１２６】
実施形態９の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１２７】
支持部材４は、図１７に示すように、弾性部材３の弾性力に抗する引張力により押圧部材２を退避位置で支持する。弾性部材３は、圧縮バネとして形成され、押圧部材２の軸方向下側であって押圧部材２の穴部２ｄに収容され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面と押圧部材２との間で弾性力により押圧部材２を軸方向上側に移動するように付勢する。
【０１２８】
支持部材４は、弾性部材３と同様に押圧部材２の軸方向下側に配置されている。支持部材４は、ワイヤ４Ｅと、可溶部４Ｆと、を有する。
【０１２９】
ワイヤ４Ｅは、２つに分割して構成され、それぞれの一端が押圧部材２の軸方向下側であって穴部２ｄの上面、およびシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面に固定され、それぞれの他端が軸方向で対向して配置されている。
【０１３０】
可溶部４Ｆは、分割された各ワイヤ４Ｅの他端同士を接続する。可溶部４Ｆは、所定温度以上で溶ける樹脂材料で形成される。可溶部４Ｆが溶ける所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。従って、可溶部４Ｆは、所定温度未満では分割された各ワイヤ４Ｅの他端同士を接続する一方、所定温度以上で溶けて破断し各ワイヤ４Ｅの他端同士の接続を離す。
【０１３１】
そして、支持部材４は、圧縮バネとして形成された弾性部材３と同様に、押圧部材２の軸方向下側であって押圧部材２の穴部２ｄに収容され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面と押圧部材２との間で弾性力に抗した引張力により押圧部材２を退避位置で支持する。この支持部材４は、周方向の複数の位置に設けられて複数で押圧部材２を支持している。
【０１３２】
そして、実施形態９の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、支持部材４は、所定温度未満で分割された各ワイヤ４Ｅの他端同士が可溶部４Ｆで接続された形態であり機械的強度が確保されている。この場合、支持部材４は、弾性部材３の弾性力に抗する引張力により押圧部材２を退避位置で支持する。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図１７に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１３３】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。支持部材４は、所定温度以上の一次冷却材に晒され、可溶部４Ｆが溶けて機械的強度が低下するため弾性部材３の弾性力で破断し、各ワイヤ４Ｅの他端同士の接続が離れる。すると、図１８に示すように、押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１３４】
このように、実施形態９の軸シール構造は、支持部材４において、所定温度以上で溶ける可溶部４Ｆを介在した形態で弾性部材３の弾性力に抗した引張力により押圧部材２を退避位置で支持する。このため、可溶部４Ｆが弾性部材３の弾性力で破断することから、弾性部材３の弾性力により押圧部材２を支持する機械的強度を低下させることができる。また、支持部材４が周方向の複数の位置に設けられていても、一部が破断すれば、弾性部材３の弾性力で他もドミノ倒し的に破断させることができる。この結果、支持部材４の機械的強度を確実に低下させることができ、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態９の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１３５】
また、支持部材４を、圧縮バネで形成された弾性部材３と同様に、押圧部材２の軸方向下側であって押圧部材２の穴部２ｄに収容され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面と押圧部材２との間で弾性力に抗した引張力により押圧部材２を退避位置で支持する。このため、支持部材４は、押圧部材２が押圧位置に移動する側に存在しないため、所定温度以上のときに押圧部材２によるシールリング１の押圧挙動に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。
【０１３６】
なお、実施形態９の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１３７】
[実施形態１０]
図１９は、実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図２０は、実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大斜視図である。図２１は、実施形態１０に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１３８】
実施形態１０の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、押圧部材２および支持部材４の構成が異なる。
【０１３９】
押圧部材２は、図１９〜図２１に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されている。押圧部材２は、軸方向下側の端部に、半径方向に開口する切欠２ｆが１つ形成されている。また、押圧部材２は、外面２ｃから径方向に突出する突起部２ｇが形成されている。押圧部材２は、耐食性や、温度上昇時の耐熱性や、圧力上昇時の耐圧性、および強度があることが望ましく、例えば、ステンレス鋼などの金属材で作られる。
【０１４０】
押圧部材２は、１つの切欠２ｆに１つのストッパ（座屈部材）６が嵌合して取り付けられる。ストッパ６は、押圧部材２の半径方向外側に突出して設けられる。ストッパ６は、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の内周面２３ａ（または、構成部材２２の内周面２２ａ）に半径方向外側に凹んで形成された固定穴１７Ｂｂに嵌合する。このストッパ６は、予め設定された所定温度未満では、その形状が維持され機械的強度を確保することができる。従って、ストッパ６がシールハウジング１７Ｂの固定穴１７Ｂｂに嵌合した状態では、押圧部材２は、周方向への回転移動が阻止される。また、ストッパ６は、所定温度以上で座屈して機械的強度を損なう。所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で座屈するストッパ６の材料は、樹脂材料であって、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。また、座屈とは、ストッパ６が、弾性部材３の弾性力に耐えられずに軟化して変形する動作であり、全部が変形しても一部が変形してもよい。また、ストッパ６は、所定温度以上で変形しても溶融してもよい。ストッパ６は、座屈により機械的強度を損なうことで、押圧部材２の周方向への回転移動を許容する。
【０１４１】
支持部材４は、図１９〜図２１に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成された筒状本体４Ｈをなす。支持部材４は、筒状本体４Ｈの外面から半径方向外側に突出する突起部４Ｈａが形成されている。また、支持部材４は、筒状本体４Ｈの軸方向下側の端部から上側に向かって切り欠かれた切溝４Ｈｂが形成されている。切溝４Ｈｂは、押圧部材２の突起部２ｇが挿通可能な間隔を有している。また、支持部材４は、筒状本体４Ｈの軸方向下側の端部と切溝４Ｈｂの途中とを下側から上側に斜めに連通する傾斜面４Ｈｃが形成されている。支持部材４は、耐食性や、温度上昇時の耐熱性や、圧力上昇時の耐圧性、および強度があることが望ましく、例えば、ステンレス鋼などの金属材で作られる。
【０１４２】
支持部材４は、突起部４Ｈａが、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の内周面２３ａ（または、構成部材２２の内周面２２ａ）に半径方向外側に凹んで形成された固定穴１７Ｂｃに嵌合する。従って、突起部４Ｈａがシールハウジング１７Ｂの固定穴１７Ｂｃに嵌合した状態では、支持部材４は、周方向への回転移動が阻止される。また、支持部材４は、筒状本体４Ｈの軸方向上側の端部がシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面に当接して設けられ、軸方向上側への移動が阻止されている。
【０１４３】
そして、実施形態１０の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、ストッパ６は、所定温度未満で機械的強度が確保されている。この場合、支持部材４は、自身が軸方向への移動および周方向への移動が規制され、かつ押圧部材２の突起部２ｇが傾斜面４Ｈｃに当接することで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２を退避位置で支持する。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図１９に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１４４】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。ストッパ６は、所定温度以上の一次冷却材に晒され座屈する。すると、押圧部材２は、ストッパ６による回転移動の規制から許容され、かつ弾性部材３の弾性力により軸方向上側に付勢される。これにより、押圧部材２は、突起部２ｇが支持部材４の傾斜面４Ｈｃに沿って切溝４Ｈｂに案内されることで回転移動し、切溝４Ｈｂに挿通された後は、図２１に示すように、切溝４Ｈｂに沿って軸方向上側に移動する。すなわち、押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１４５】
なお、実施形態１０では、図には明示しないが、押圧部材２が、ストッパ６を備えず、ストッパ６に代えて半径方向外側に突出する突起部を有し、この突起部により周方向の回転を規制されると共に軸方向に移動を案内されるようにシールハウジング１７Ｂに係合して設けられていてもよい。この場合、支持部材４は、突起部４Ｈａがストッパ６として設けられ、所定温度未満においてストッパ６により周方向の回転移動を規制されて押圧部材２を退避位置で支持する。そして、支持部材４は、所定温度以上でストッパ６が座屈することで、周方向の回転移動を許容される。支持部材４は、押圧部材２の突起部２ｇが支持部材４の傾斜面４Ｈｃに沿って切溝４Ｈｂに案内されることで回転移動する。押圧部材２は、突起部２ｇが切溝４Ｈｂに挿通された後、切溝４Ｈｂに沿って軸方向上側に移動する。すなわち、押圧部材２が押圧位置に移動する。
【０１４６】
このように実施形態１０の軸シール構造は、支持部材４は、押圧部材２との周方向への相対移動により押圧部材２の押圧位置への移動を許容するように設けられている。そして、ストッパ（座屈部材）６により、押圧部材２の退避位置において支持部材４と押圧部材２との周方向への相対移動を規制する一方で、所定温度以上で座屈して支持部材４と押圧部材２との周方向への相対移動を許容する。この結果、押圧部材２を周方向で一様に押圧位置に移動させ、シールリング１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態６の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１４７】
なお、実施形態１０の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４および押圧部材２の構成としてもよい。
【０１４８】
［実施形態１１］
図２２は、実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図２３は、実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。図２４は、実施形態１１に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１４９】
実施形態１１の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１５０】
支持部材４は、図２２〜図２４に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成された筒状本体４Ｉをなす。支持部材４は、筒状本体４Ｉの内面から半径方向内側に突出する爪状部材４Ｉａが形成されている。爪状部材４Ｉａは、筒状本体４Ｉの周方向の少なくとも３箇所（図２３では４箇所）で周方向に等間隔で設けられている。支持部材４の爪状部材４Ｉａは、所定温度未満で機械的強度が確保される一方、所定温度以上で軟化する。支持部材４は、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。支持部材４が軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【０１５１】
支持部材４は、筒状本体４Ｉの軸方向上側の端部がシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面に当接して設けられ、軸方向上側への移動を阻止している。
【０１５２】
支持部材４は、各爪状部材４Ｉａに押圧部材２の押圧位置への移動を許容し得る座屈を生じさせる初期不整部４Ｉｂが設けられている。具体的に、図２２に示すように、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時に、座屈を生じさせる部分（図では筒状本体４Ｉから突出する部分）に予め初期不整部４Ｉｂとして薄肉となるように切欠を形成しておく。または、座屈を生じさせる部分（図では筒状本体４Ｈから突出する部分）に予め初期不整部４Ｉｂとして屈曲部を形成しておく。
【０１５３】
そして、実施形態１１の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、支持部材４の爪状部材４Ｉａは、所定温度未満で機械的強度が確保されている。この場合、各爪状部材４Ｉａが押圧部材２の上面２ｂに当接することで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２が軸方向上側に移動することを阻止している。このため、支持部材４は、各爪状部材４Ｉａにより押圧部材２を退避位置で支持する。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図２２に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１５４】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。支持部材４は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、各爪状部材４Ｉａが軟化して変形し、その形状を維持できずに初期不整部４Ｉｂを起点として座屈する。すると、図２４に示すように、各爪状部材４Ｉａの支持から外れた押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１５５】
このように、実施形態１１の軸シール構造は、支持部材４は、退避位置の押圧部材２を移動方向に対して支持し所定温度以上で軟化する爪状部材４Ｉａと、押圧部材２の押圧位置への移動を許容し得る座屈を爪状部材４Ｉａに生じさせる初期不整部４Ｉｂと、を有している。このように、爪状部材４Ｉａと初期不整部４Ｉｂとを有することで、所定温度以上となったときに初期不整部４Ｉｂを起点として確実に爪状部材４Ｉａに座屈を生じさせることができる。従って、実施形態１１の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１５６】
また、実施形態１１の軸シール構造では、押圧部材２の上面２ｂに、爪状部材４Ｉａに接触し得る押出部２ｈが設けられている。押出部２ｈは、弾性部材３の弾性力により押圧部材２が軸方向上側に押圧されることで、爪状部材４Ｉａを軸方向上側に押圧し、爪状部材４Ｉａの座屈を助勢する。押出部２ｈは、爪状部材４Ｉａの屈曲を助勢するように、楔状（三角形状）に上側に突出して設けられている。
【０１５７】
このように、実施形態１１の軸シール構造は、押圧部材２の移動に伴って爪状部材４Ｉａの座屈を助勢する押出部２ｈを有していることで、その作動をより確実かつ円滑に行うことができる。
【０１５８】
なお、実施形態１１の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１５９】
［実施形態１２］
図２５は、実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図２６は、実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。図２７は、実施形態１２に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１６０】
実施形態１２の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１６１】
支持部材４は、図２５〜図２７に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成された筒状本体４Ｊをなす。支持部材４は、筒状本体４Ｊの内面から半径方向内側に突出する爪状部材４Ｊａが形成されている。爪状部材４Ｊａは、筒状本体４Ｊの周方向の少なくとも３箇所（図２６では４箇所）で周方向に等間隔で設けられている。支持部材４は、所定温度未満で機械的強度が確保される一方、所定温度以上で軟化する。支持部材４は、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。支持部材４が軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で軟化する樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用することが望ましい。
【０１６２】
支持部材４は、筒状本体４Ｊの軸方向上側の端部がシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面に当接して設けられ、軸方向上側への移動を阻止している。また、支持部材４が設けられるシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａは、支持部材４が半径方向外側に移動できる移動代をなす隙間１７Ｂａａが設けられている。
【０１６３】
また、支持部材４における爪状部材４Ｊａの半径方向内側に膨張部材７が設けられている。膨張部材７は、各爪状部材４Ｊａの半径方向内側の端部に接触するようにリング形状に形成されている。膨張部材７は、所定温度以上でも機械的強度が確保され熱膨張する。支持部材４は、所定温度以上で軟化する樹脂材料で形成される。支持部材４が軟化する所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度でも機械的強度が確保される樹脂材料は、例えば、繊維強化したＰＥＥＫ樹脂やポリイミド樹脂などを適用することが望ましい。
【０１６４】
そして、実施形態１２の軸シール構造では、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、支持部材４および膨張部材７は、所定温度未満で機械的強度が確保されている。この場合、支持部材４の各爪状部材４Ｊａが押圧部材２の上面２ｂに当接することで、弾性部材３の弾性力に抗して押圧部材２が軸方向上側に移動することを阻止している。このため、支持部材４は、各爪状部材４Ｊａにより押圧部材２を退避位置で支持する。また、膨張部材７は、各爪状部材４Ｊａの半径方向内側であって押圧部材２の上面２ｂに設けられている。シールリング１は、接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図２５に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１６５】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。支持部材４は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、軟化して変形し、その形状を維持できずに座屈する。さらに、膨張部材７は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、熱膨張して変形し、各爪状部材４Ｊａを半径方向外側に押し拡げて支持部材４を半径方向外側に拡径させる。すると、図２７に示すように、各爪状部材４Ｊａの支持から外れた押圧部材２が押圧位置に移動し、シールリング１が縮径して接触面１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１６６】
このように、実施形態１２の軸シール構造は、支持部材４は、退避位置の押圧部材２を移動方向に対して支持し所定温度以上で軟化する爪状部材４Ｊａと、所定温度以上で熱膨張することで爪状部材４Ｊａを変形させて押圧部材２の押圧位置への移動を許容する膨張部材７と、を有している。このように、所定温度以上で軟化する爪状部材４Ｊａと、所定温度以上で熱膨張して爪状部材４Ｊａを変形させる膨張部材７と、を有することで、所定温度以上となったときに確実に支持部材４を変形させることができる。従って、実施形態１２の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１６７】
なお、実施形態１２の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１６８】
［実施形態１３］
図２８は、実施形態１３に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。
【０１６９】
実施形態１３の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、支持部材４の構成が異なる。
【０１７０】
支持部材４は、図２８に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されている。支持部材４は、中空部４Ｋが形成されている。中空部４Ｋは、周方向に連続していることが望ましい。支持部材４は、所定圧力未満で機械的強度が確保される一方、所定圧力以上で塑性変形する。中空部４Ｋを有する支持部材４が塑性変形する所定圧力は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の圧力を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、支持部材４の周囲圧力は、ポンプ通常運転時に約０．３ＭＰａ〜約１．０ＭＰａである一次冷却材の圧力が、全交流電源喪失時には、約１６ＭＰａまで上昇することが想定されている。そのため、所定圧力は、通常運転時に塑性変形しないように通常運転時の圧力約１．０ＭＰａ以上とし、かつ、全交流電源喪失時の圧力１６ＭＰａ以下に設定することが望ましい。所定圧力で塑性変形する中空部４Ｋを有する支持部材４をなす材料は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂（ガラス転移点１４０〜１７０℃）、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点１３０℃〜１６０℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点１７０℃〜２００℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点２００℃〜２３０℃程度）などを適用し、その際の支持部材４の肉厚は、所定温度での上記材料のヤング率Ｅ、ポアソン比ν、降伏応力σａを用いて、外圧を受ける薄肉円筒の応力計算やＦＥＭ解析などにより、所定圧力における発生応力σが降伏応力σａ以上となる肉厚とする。
【０１７１】
このように、実施形態１３の軸シール構造は、支持部材４において中空部４Ｋが形成されている。このため、支持部材４は、所定圧力以上で塑性変形するため、温度により座屈する構成のように熱の伝わりが一様でない場合と比較して、一様に変形させることができる。従って、実施形態１３の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１７２】
なお、実施形態１３の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した支持部材４の構成としてもよい。
【０１７３】
［実施形態１４］
実施形態１４の軸シール構造では、上述した実施形態１の軸シール構造に対し、シールリング１および押圧部材２は、押圧位置に移動する押圧部材２がシールリング１を押圧するために互いに接触して摺り合う各傾斜面（摺接面）１ａ，２ａにおいて、摩擦抵抗を低減する表面処理が施されている。
【０１７４】
表面処理は、シールリング１と押圧部材２が摺動する所定温度１５０℃以上の耐熱性を有し、かつ、低摩擦係数を示すＤＬＣコーティングやＰＴＦＥコーティングなどを適用することが望ましい。
【０１７５】
この実施形態１４の軸シール構造によれば、表面処理により、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１７６】
なお、実施形態１４の軸シール構造は、上述した実施形態１の軸シール構造における連通部５を有していることは望ましいが、連通部５を有さず、上述した表面処理を有する構成としてもよい。
【０１７７】
［実施形態１５］
図２９は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図３０は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大断面図である。図３１は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。図３２は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。図３３は、本発明の実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大平面図である。図３４は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の部分拡大側面図である。図３５は、実施形態１５に係る一次冷却材循環ポンプの軸シール構造の動作を示す部分拡大断面図である。
【０１７８】
実施形態１５の軸シール構造は、図２９に示すように、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の半径方向内側であって、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向するように配置されている。なお、図には明示しないが、実施形態１の軸シール構造は、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２２の半径方向内側であって、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向するように配置されていてもよい。
【０１７９】
実施形態１５の軸シール構造は、シールリング１０１と、熱収縮リング１０２と、を備えている。これらの構成の軸シール構造は、シールハウジング１７Ｂにおける構成部材２３の内周面２３ａ（または、構成部材２２の内周面２２ａ）に半径方向外側に凹んで形成され、かつ周方向に連続して形成された凹部１７Ｂａに配置されている。
【０１８０】
シールリング１は、図３０に示すように、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されている。シールリング１は、周方向の一部が分割部１０１ａで分割され、軸方向で見てＣ字形状に形成されている。分割部１０１ａ同士は、例えば、図３０に示すように、間隔Ｓ２を空けて設けられている。シールリング１は、図３１および図３２に示すように、半径方向内側に縮径することで分割部１０１ａが当接して周方向に連続すると共に回転軸１７Ａの周方向に沿って外周面１７Ａａに接触可能に構成されている。
【０１８１】
シールリング１０１は、図２９に示すように、その断面形状が四角形状に形成されている。シールリング１０１は、半径方向内側に向く内面が軸方向および周方向に沿って円弧状に形成され、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに対向して接触可能な接触面１０１ｂとして構成されている。また、シールリング１０１は、接触面１０１ｂに隣接して軸方向上側に向く面が半径方向に沿って平坦状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面に接触する上面１０１ｃとして構成されている。また、シールリング１０１は、接触面１０１ｂに隣接して軸方向下側に向く面が半径方向に沿って平坦状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面に接触する下面１０１ｄとして構成されている。また、シールリング１０１は、接触面１０１ｂに相反して半径方向外側に向く面が軸方向および周方向に沿って円弧状に形成され、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥方に向く外面１０１ｅとして構成されている。
【０１８２】
シールリング１０１は、耐食性や、回転軸１７Ａに接触したときの密着面における密封性や、温度上昇時の耐熱性や、圧力上昇時の耐圧性、および強度があることが望ましい。また、シールリング１０１は、回転している回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する可能性があることから、低摩擦係数であることなどが望ましい。シールリング１０１は、例えば、ＰＥＥＫ樹脂や、ガラスまたは炭素繊維で充填されたＰＥＥＫ複合材料や、ポリマー材料で作られる。また、シールリング１０１は、例えば、ステンレス鋼や銀などの金属材で作られる。なお、シールリング１０１は、金属材の表面に軟質材料のコーティング（例えば、銀メッキ、合成樹脂コーティング、ゴム焼付けなど）が施されてもよい。また、シールリング１０１は、コーティングではなく、同様の軟質材料を金属材にインサートしてもよい。これにより、シールリング１０１は、回転軸１７Ａやシールハウジング１７Ｂに接触したときの密着性を向上させることができる。
【０１８３】
シールリング１０１は、接触面１０１ｂから外面１０１ｅに半径方向に貫通する貫通穴（連通部）１０１ｆが形成されていることが望ましい。
【０１８４】
シールリング１０１は、自身が弾性力を有しており、分割部１０１ａが互いに離れる方向であって、径方向外側に拡径するように付勢されていることで、接触面１０１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように構成されていることが望ましい。
【０１８５】
熱収縮リング１０２は、シールリング１０１の半径方向外側において周方向に沿って設けられている。シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、シールリング１０１の半径方向外側に配置されている。熱収縮リング１０２は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されており、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。熱収縮リング１０２は、図２９において、矩形状の断面形状をなしているがこの形状に限定されるものではないが、少なくとも、シールリング１０１の半径方向外側の外面１０１ｅに対向する半径方向内側の内面１０２ａと、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥面に対向する半径方向外側の外面１０２ｂとを有している。
【０１８６】
熱収縮リング１０２は、所定温度以上で収縮する。所定温度は、原子力プラントにおける全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。
【０１８７】
シールリング１０１および熱収縮リング１０２を内部に配置するシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａは、その下面に溝（連通部）１０３ａが形成されていることが望ましい。溝１０３ａは、溝底がシールリング１０１および熱収縮リング１０２から離れるように形成されている。溝１０３ａは、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの下面において、半径方向に沿って、または半径方向に対して傾斜や湾曲して、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの半径方向内側の開口から半径方向外側の奥面に至り形成されている。また、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａは、その奥面に溝（連通部）１０３ｂが形成されていることが望ましい。溝１０３ｂは、溝底が熱収縮リング１０２から離れるように形成されている。溝１０３ｂは、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの奥面において、軸方向に沿って、または軸方向に対して傾斜や湾曲して形成されている。溝１０３ｂは、溝１０３ａと連通していることが望ましい。
【０１８８】
実施形態１５の軸シール構造は、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度よりも低いことから、図２９および図３０に示すように、熱収縮リング１０２は、収縮せず拡径した状態にある。このとき、シールリング１０１は、接触面１０１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置され、シールハウジング１７Ｂ（構成部材２３）の内周面２３ａと回転軸１７Ａの外周面１７Ａａとの間の所定隙間Ｓ１が確保される。このため、図２９に実線の矢印で示すように、所定隙間Ｓ１を軸方向下側から軸方向上側に一次冷却材が流れることができ、一次冷却材循環ポンプ１７の第１シール１７Ｃ、第２シール１７Ｄ、第３シール１７Ｅが機能し、回転軸１７Ａが円滑に回転することができる。
【０１８９】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇し、やがて所定温度以上になる。そして、図２９に破線の矢印で示すように、所定温度以上の一次冷却材が、連通部である貫通穴１０１ｆや溝１０３ａ，１０３ｂを通じて、回転軸１７Ａの外周部からシールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部にある熱収縮リング１０２の外周部に至る。熱収縮リング１０２は、所定温度以上の一次冷却材に外周部が晒され、半径方向内側に収縮して縮径する。すると、シールリング１０１が熱収縮リング１０２に押圧されて半径方向内側に縮径し、分割部１０１ａが当接して図３２に示すように間隔Ｓ２が０になり、かつ図３１に示すように接触面１０１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。また、シールリング１０１の上面１０１ｃおよび下面１０１ｄの一部は、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの上面および下面に接触したままの状態にある。このため、シールリング１と回転軸１７Ａとの隙間における一次冷却材の流れが抑制され、第１シール１７Ｃから第２シール１７Ｄへの一次冷却材の漏洩を抑制することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７における第２シール１７Ｄおよび第３シール１７Ｅの高温化を抑制でき、安全性および信頼性を向上することができる。
【０１９０】
このように、実施形態１５の軸シール構造は、周方向の一部が分割されたリング形状に形成されて半径方向内側に縮径することで分割部１０１ａが当接して周方向に連続すると共に回転軸１７Ａの周方向に沿って外周面１７Ａａに接触可能に設けられたシールリング１０１と、シールリング１０１の半径方向外側で周方向に沿って設けられて所定温度以上で半径方向内側に収縮する熱収縮リング１０２と、を備えている。このため、熱収縮リング１０２によりシールリング１０１を半径方向内側へ回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに向かって押圧し、かつ周方向に縮径させることができ、シールリング１０１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態１５の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０１９１】
また、実施形態１５の軸シール構造では、回転軸１７Ａの外周部と熱収縮リング１０２の外周部との間を連通する連通部として貫通穴１０１ｆや溝１０３ａ，１０３ｂをさらに備える。このため、所定温度以上の一次冷却材を連通部を介して熱収縮リング１０２の外周部に至らせることができ、熱収縮リング１０２に一様に温度を伝えることができる。この結果、熱収縮リング１０２を周方向で一様に収縮させることができ、シールリング１０１を周方向で一様に押圧して周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態１５の軸シール構造によれば、その作動をさらに確実かつ円滑に行うことができる。
【０１９２】
また、実施形態１５の軸シール構造では、図３３および図３４に示すように、シールリング１０１は、嵌合部１０４をさらに備える。
【０１９３】
嵌合部１０４は、対向する分割部１０１ａの一方から周方向に延在する嵌合棒１０４Ａと、対向する分割部１０１ａの他方の内部に周方向に延在して開けられた嵌合穴１０４Ｂと、を有している。嵌合部１０４は、嵌合棒１０４Ａが嵌合穴１０４Ｂの内部に挿入される。図３４に示すように、嵌合棒１０４Ａは、その先端に半球形状または蒲鉾形状の嵌合突起１０４Ａａが形成されている。嵌合穴１０４Ｂは、その途中および奥部に嵌合突起１０４Ａａが嵌まる嵌合凹部１０４Ｂａが形成されている。
【０１９４】
そして、図３３（ａ）および図３４（ａ）に示すように、嵌合部１０４は、嵌合棒１０４Ａが嵌合穴１０４Ｂの途中まで挿入されたとき、嵌合穴１０４Ｂの途中の嵌合凹部１０４Ｂａに嵌合棒１０４Ａの嵌合突起１０４Ａａが嵌まることでその状態が維持される。この状態は、分割部１０１ａ同士が間隔Ｓ２を空けて設けられており、シールリング１０１は、接触面１０１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａから離れるように配置される。
【０１９５】
一方、図３３（ｂ）および図３４（ｂ）に示すように、嵌合部１０４は、嵌合棒１０４Ａが嵌合穴１０４Ｂの奥まで挿入されたとき、嵌合穴１０４Ｂの奥の嵌合凹部１０４Ｂａに嵌合棒１０４Ａの嵌合突起１０４Ａａが嵌まることでその状態が維持される。この状態は、分割部１０１ａ同士が間隔Ｓ２が０になり、シールリング１０１は、接触面１０１ｂが回転軸１７Ａの外周面１７Ａａに接触する。
【０１９６】
このように、シールリング１０１は、回転軸１７Ａから離れた状態および回転軸１７Ａに接触した状態を維持される嵌合部１０４をさらに備える。このため、それぞれ状態をシールリング１０１でも維持することができる。従って、実施形態１５の軸シール構造によれば、その作動をさらに確実に行うことができる。
【０１９７】
また、実施形態１５の軸シール構造では、図３５に示すように、熱収縮リング１０２の半径方向外側に周方向に沿って伝熱リング１０５をさらに備えることが望ましい。
【０１９８】
伝熱リング１０５は、シールハウジング１７Ｂの凹部１７Ｂａの内部であって、熱収縮リング１０２の半径方向外側に配置されている。伝熱リング１０５は、回転軸１７Ａの外周面１７Ａａを囲むように、周方向に沿ってリング形状に形成されており、リング形状の一部が分割して形成されていてもよい。伝熱リング１０５は、熱収縮リング１０２が収縮していない状態において、熱収縮リング１０２の外面１０２ｂに接触するように設けられていることが望ましい。
【０１９９】
伝熱リング１０５は、銅やアルミ合金などの金属材料からなる。また、伝熱部４Ｂは、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon  fiber  reinforced  plastic）や、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass  fiber  reinforced  plastic）などの複合材からなる。
【０２００】
この軸シール構造によれば、伝熱リング１０５を備えることで、熱収縮リング１０２への熱の伝達を向上することができる。この結果、熱収縮リング１０２を周方向で一様に収縮させることができ、シールリング１０１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態１５の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０２０１】
また、実施形態１５の軸シール構造では、シールリング１０１は、熱伝導性を有する熱伝導性材料が含有されていることが望ましい。
【０２０２】
熱伝導性材料は、複合材やフィラーがある。複合材としては、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon  fiber  reinforced  plastic）や、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass  fiber  reinforced  plastic）などを適用することが望ましい。フィラーとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを適用することが望ましい。
【０２０３】
この軸シール構造によれば、シールリング１０１に熱伝導性を有する熱伝導性材料を含有することで、熱収縮リング１０２への熱の伝達を向上することができる。この結果、熱収縮リング１０２を周方向で一様に収縮させることができ、シールリング１０１を周方向で一様に回転軸１７Ａに接触させることができる。従って、実施形態１５の軸シール構造によれば、その作動を確実かつ円滑に行うことができる。
【０２０４】
また、一次冷却材循環ポンプ１７は、上述した各実施形態の軸シール構造を備えることが望ましい。
【０２０５】
従って、シールリング１は、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、回転軸１７Ａの回転を妨げることがなく、一次冷却材循環ポンプが高温化すると、回転軸１７Ａに接触することから、シールリング１と回転軸１７Ａとの間における流体の流れを抑制し、流体の漏洩を阻止することができる。この結果、一次冷却材循環ポンプ１７の安全性および信頼性の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０２０６】
１  シールリング
１ａ  傾斜面
１ｂ  接触面
１ｃ  上面
１ｄ  外面
１ｅ  分割環
１ｆ  凹凸部
２  押圧部材
２ａ  傾斜面
２ｂ  上面
２ｃ  外面
２ｄ  穴部
２ｅ  凹凸部
２ｆ  切欠
２ｇ  突起部
２ｈ  押出部
３  弾性部材
４  支持部材
４ａ  凹凸部
４ｂ  凹凸部
４ｃ  凹凸部
４Ａ  軟化部
４Ｂ  伝熱部
４Ｃ  板状部材
４Ｃａ  切溝
４Ｃｂ  板片
４Ｃｃ  リング片
４Ｃｄ  初期不整部
４Ｄ  貫通穴
４Ｅ  ワイヤ
４Ｆ  可溶部
４Ｈ  筒状本体
４Ｈａ  突起部
４Ｈｂ  切溝
４Ｈｃ  傾斜面
４Ｉ  筒状本体
４Ｉａ  爪状部材
４Ｉｂ  初期不整部
４Ｊ  筒状本体
４Ｊａ  爪状部材
４Ｋ  中空部
５  連通部
６  ストッパ
７  膨張部材
１１  原子炉格納容器
１２  加圧水型原子炉
１３  蒸気発生器
１４，１５  配管
１６  加圧器
１７  一次冷却材循環ポンプ
１７Ａ  回転軸
１７Ａａ  外周面
１７Ｂ  シールハウジング
１７Ｂａ  凹部
１７Ｂａａ  隙間
１７Ｂｂ  固定穴
１７Ｂｃ  固定穴
１７Ｃ  第１シール
１７Ｃａ  回転リング
１７Ｃｂ  静止リング
１７Ｄ  第２シール
１７Ｄａ  回転リング
１７Ｄｂ  静止リング
１７Ｅ  第３シール
１７Ｅａ  回転リング
１７Ｅｂ  静止リング
１８  蒸気配管
１９  復水配管
２２，２３  構成部材
２２ａ，２３ａ  内周面
２５  連結部材
２７，２８  Ｏリング
１０１  シールリング
１０１ａ  分割部
１０１ｂ  接触面
１０１ｃ  上面
１０１ｄ  下面
１０１ｅ  外面
１０１ｆ  貫通穴
１０２  熱収縮リング
１０２ａ  内面
１０２ｂ  外面
１０３ａ，１０３ｂ  溝
１０４  嵌合部
１０４Ａ  嵌合棒
１０４Ａａ  嵌合突起
１０４Ｂ  嵌合穴
１０４Ｂａ  嵌合凹部
１０５  伝熱リング
Ｓ１  隙間
Ｓ２  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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