(57)【要約】      （修正有）【課題】水位測定の実証試験を行う試験体の小型化及び容器内水位模擬装置の小型化を図る。【解決手段】容器の一部を模擬した円弧状の外周部３を有する試験体２と、試験体が固着された回転軸５と、回転軸を回転自在に支持する架台脚部７と、試験体を回転させる回転手段１２，１３と、外周部の内周面に設けられ、内部に水を貯溜する内部水槽２３とを具備し、外周部の位置と、内部水槽内の水位とにより容器内の水位環境を模擬する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の一部を模擬した円弧状の外周部を有する試験体と、該試験体が固着された回転軸と、該回転軸を回転自在に支持する架台脚部と、前記試験体を回転させる回転手段と、前記外周部の内周面に設けられ、内部に水を貯溜する内部水槽とを具備し、前記外周部の位置と、前記内部水槽内の水位とにより前記容器内の水位環境を模擬することを特徴とする容器内水位模擬装置。
【請求項２】
前記試験体の最大回転半径は、前記外周部の曲率半径よりも小さい請求項１の容器内水位模擬装置。
【請求項３】
前記回転軸に、前記試験体とバランスするカウンターウェイトを設けた請求項１又は請求項２の容器内水位模擬装置。
【請求項４】
前記回転手段は、駆動モータ及び該駆動モータの回転を減速して前記回転軸に伝達する減速機を有する請求項１〜請求項３の内いずれか１項に記載の容器内水位模擬装置。
【請求項５】
前記内部水槽を前記外周部の内周面に沿って周方向に摺動可能とした請求項１〜請求項４の内いずれか１項に記載の容器内水位模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型のタンクや容器内部の水位測定の実証試験を行う為に、大型のタンクや容器内の水位環境を模擬する容器内水位模擬装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水位測定装置を遠隔操作し、大型のタンクや容器、例えば原子炉のサプレッションチャンバ内部の水位を測定する遠隔水位測定装置の開発が求められており、遠隔水位測定装置の実証試験を行う為、サプレッションチャンバを模擬した試験体の製作が必要となる。サプレッションチャンバは原子炉格納容器の一部であり、実環境での試験は費用や申請等の点で困難である為、開発環境での試験が重要となる。
【０００３】
サプレッションチャンバは、直径が９ｍの円環形状の大型機器であり、試験に必要な外周のみを模擬しても高さ９ｍ、幅４．５ｍの円弧状の試験体が必要となる。遠隔水位測定装置の実証試験の為に試験体を製作する場合、広大なスペースの確保が必要となると共に、製作費、材料費が高額になる等の問題があった。
【０００４】
尚、特許文献１には、上部配管を取り巻くように取り付けられた超音波センサから、気相と液相の界面に向かって超音波パルスを入射し、透過率の違いにより気相と液相の界面で反射した超音波パルスをセンサで捉えることで前記上部配管内の液位を監視し、又圧力検出器により前記上部配管内の圧力を検出し、該上部配管内が満水状態でないことを検出した時に警報を発報する非常用炉心冷却系の満水監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、水位測定の実証試験を行う試験体の小型化及び容器内水位模擬装置の小型化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、容器の一部を模擬した円弧状の外周部を有する試験体と、該試験体が固着された回転軸と、該回転軸を回転自在に支持する架台脚部と、前記試験体を回転させる回転手段と、前記外周部の内周面に設けられ、内部に水を貯溜する内部水槽とを具備し、前記外周部の位置と、前記内部水槽内の水位とにより前記容器内の水位環境を模擬する容器内水位模擬装置に係るものである。
【０００８】
又本発明は、前記試験体の最大回転半径は、前記外周部の曲率半径よりも小さい容器内水位模擬装置に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記回転軸に、前記試験体とバランスするカウンターウェイトを設けた容器内水位模擬装置に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記回転手段は、駆動モータ及び該駆動モータの回転を減速して前記回転軸に伝達する減速機を有する容器内水位模擬装置に係るものである。
【００１１】
更に又本発明は、前記内部水槽を前記外周部の内周面に沿って周方向に摺動可能とした容器内水位模擬装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、容器の一部を模擬した円弧状の外周部を有する試験体と、該試験体が固着された回転軸と、該回転軸を回転自在に支持する架台脚部と、前記試験体を回転させる回転手段と、前記外周部の内周面に設けられ、内部に水を貯溜する内部水槽とを具備し、前記外周部の位置と、前記内部水槽内の水位とにより前記容器内の水位環境を模擬するので、前記容器全周分の試験体を製作する必要がなくなり、該試験体の小型化及び装置全体の小型化を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る容器内水位模擬装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る容器内水位模擬装置を示す正面図である。
【図３】前記容器内水位模擬装置の回転角指示部及び目盛り板を示す拡大図である。
【図４】前記容器内水位模擬装置の試験体の曲率と半径との関係を説明する説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記容器内水位模擬装置を用いた容器内水位環境の模擬を説明する説明図である。
【図６】前記容器内水位模擬装置の変形例を説明する説明図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は前記試験体を手動で動かす場合の固定手段を説明する要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１５】
先ず、図１〜図３に於いて、本発明の実施例に係る容器内水位模擬装置１について説明する。
【００１６】
該容器内水位模擬装置１は試験体２を有し、該試験体２はサプレッションチャンバ等の大型容器の一部、例えば全周の１／４程度を模擬した円弧状の板材である外周部３と、該外周部３の両端に固着された支持部４，４とから構成されている。該支持部４，４は扇状の板材であり、前記外周部３から垂直方向に延出し、回転軸５に固着されている。
【００１７】
該回転軸５は、その両端部がそれぞれ軸受け６，６を介して架台脚部７，７に支持されている。該架台脚部７は、土台部８と、該土台部８に三角形状に立設された脚部９，９から構成され、該脚部９，９の上端部に前記軸受け６が設けられている。又、前記土台部８，８間には補強部材１１が掛渡され、前記架台脚部７，７が補強されている。
【００１８】
前記回転軸５の一端には、減速機１２を介して駆動モータ１３が連結されている。該駆動モータ１３は前記減速機１２を介して、サプレッションチャンバの少なくとも半周分を再現できる範囲、例えば０°〜１８０°の範囲で、前記回転軸５及び該回転軸５に固着された前記試験体２を回転可能となっている。例えば、該試験体２が全周の１／４であれば、該試験体２を少なくとも９０°回転可能となっている。尚、前記減速機１２と前記駆動モータ１３とにより、前記試験体２の回転手段が構成される。
【００１９】
又、前記回転軸５の他端には、該回転軸５と一体に回転する回転角指示部１４が固着され、該回転角指示部１４には半径方向に延出する指標針１５が形成されている。
【００２０】
前記架台脚部７の前記回転角指示部１４に対峙する側面には、円板状の目盛り板１６が取付けられ、前記回転角指示部１４は前記目盛り板１６の中心を貫通している。該目盛り板１６には等角度ピッチ（例えば４５°ピッチ）で目盛り１７が刻設されており、前記回転軸５の回転により、前記回転角指示部１４が一体に回転し、前記指標針１５が所定の前記目盛り１７を指し示す様になっている。前記指標針１５が指し示した前記目盛り１７により、前記回転軸５の回転角が判別可能となっている。
【００２１】
又、該回転軸５の中心部には円筒状のボス１８が固着され、該ボス１８は前記回転軸５と一体に回転する。前記ボス１８には、前記試験体２の重心と対向する方向に延出するシャフト１９が固着され、該シャフト１９の先端に錘２１が固着されている。前記ボス１８、前記シャフト１９、前記錘２１によりカウンターウェイト２２が構成され、該カウンターウェイト２２が前記試験体２とバランスする様前記シャフト１９の長さと前記錘２１の重量が設定される。尚、本実施例に於いては、前記シャフト１９が水平である状態を初期状態としている。
【００２２】
更に、前記外周部３の内周面には、該外周部３の曲面に沿った曲率を有する円弧状の内部水槽２３が設けられ、該内部水槽２３に水を導入可能であると共に、内部に水を貯溜できる様液密構造となっている。又、該内部水槽２３には目視可能な様に液面計２４が取付けられ、該液面計２４により前記内部水槽２３の水位が検出できる様になっている。尚、水位の検出は目視で行ってもよく、或は水位検出センサを設け電気的に行ってもよい。又、前記内部水槽２３の大きさは、該内部水槽２３を傾けた場合であっても前記液面計２４により水位が検出できる大きさ、例えば１．５ｍ×０．８ｍ×１．０ｍ程度とするのが好ましい。
【００２３】
上記した前記容器内水位模擬装置１に於いては、前記試験体２の回転角を基に、現在の前記外周部３の位置がサプレッションチャンバのどの部分を模擬しているかが判断できる。又、前記液面計２４によりその時の水位を検出することで、前記容器内水位模擬装置１がサプレッションチャンバ内にどの程度の水位がある状態を模擬したのかを判断することができる。
【００２４】
従って、前記容器内水位模擬装置１は、前記試験体２の回転角、前記液面計２４の検出値を基に、サプレッションチャンバの、任意の水位の容器内水位環境を模擬することができる。
【００２５】
図４は、前記試験体２の曲率と半径との関係を模擬した説明図となっている。図４中、ｒ1 が前記試験体２の回転中心と前記外周部３の周方向中心との間の距離（最短半径）を示し、ｒ2 が前記試験体２の回転中心と前記外周部３の周方向端との間の距離（最長半径）を示し、Ｒは該外周部３の曲率半径を示している。又、図４中、αは回転中心と周方向両端部を結ぶ２つの直線がなす角度を示し、βは該外周部３の曲率中心と該外周部３曲面の周方向両端とがなす角度を示している。
【００２６】
図４に示される様に、該外周部３の曲率半径Ｒ、最短半径ｒ1 、最長半径ｒ2 との関係は、Ｒ＞ｒ2 ＞ｒ1 であり、前記外周部３の回転半径をＲより大幅に小さくすることができる。更に、αとβの関係は、試験対象となる容器の規模によって変化する。即ち、大型の容器ではβは小さくなり、小型の容器では大きくなる。従って、前記試験体２の最大回転半径は、前記外周部３の曲率半径Ｒよりも大幅に小さくなり、前記容器内水位模擬装置１の小型化が可能である。
【００２７】
次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に於いて、該容器内水位模擬装置１により、容器内水位環境を模擬する場合について説明する。
【００２８】
図５（Ａ）は、前記容器内水位模擬装置１により、サプレッションチャンバ内の水量が半分より少ない状態を模擬した場合を示している。
【００２９】
この場合には、前記駆動モータ１３を駆動させ、前記外周部３がサプレッションチャンバの下半分を模擬する位置となる様前記試験体２を回転させることで、サプレッションチャンバ内の水位が半分よりも低い状態を模擬することができる。尚、前記容器内水位模擬装置１により模擬されたサプレッションチャンバ内の水位が所望の水位と一致していない場合には、前記液面計２４の検出値を基に前記駆動モータ１３を駆動させ、前記試験体２の回転角を調整することで、所望の水位のサプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬することができる。又、前記容器内水位模擬装置１を用いた水位測定では、超音波センサを搭載した自走型の遠隔水位測定装置が用いられる。該遠隔水位測定装置は、例えば走行輪が磁石となっており、全姿勢で前記外周部３の外周面を走行できる様になっている。
【００３０】
図５（Ｂ）は、前記容器内水位模擬装置１により、サプレッションチャンバ内の水量が半分程度である状態を模擬した場合を示している。
【００３１】
この場合には、前記液面計２４の検出値を基に、前記駆動モータ１３を駆動させ、前記試験体２の回転角を調整することで、所望の水位のサプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬することができる。
【００３２】
図５（Ｃ）は、前記容器内水位模擬装置１により、サプレッションチャンバ内の水量が半分より多い状態を模擬した場合を示している。
【００３３】
この場合には、前記駆動モータ１３を駆動させ、前記外周部３がサプレッションチャンバの上半分を模擬する位置となる様前記試験体２を回転させることで、サプレッションチャンバ内の水位が半分よりも高い状態を模擬することができる。尚、前記容器内水位模擬装置１により模擬されたサプレッションチャンバ内の水位が所望の水位と一致していない場合には、前記液面計２４の検出値を基に前記駆動モータ１３を駆動させ、前記試験体２の回転角を調整することで、所望の水位のサプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬することができる。
【００３４】
サプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬した後は、図示しない前記遠隔水位測定装置により、前記外周部３の外側から前記内部水槽２３の水位を測定し、測定した水位と前記容器内水位模擬装置１により模擬した水位とが一致するかどうかを比較することで、前記遠隔水位測定装置の実証試験を行うことができる。
【００３５】
図６は、前記容器内水位模擬装置１の変形例を示しており、該変形例では前記容器内水位模擬装置１が収納された外部水槽２５を更に具備している。
【００３６】
該外部水槽２５に水を導入し、前記試験体２を水没させることで、サプレッションチャンバが水没した環境を模擬することができ、サプレッションチャンバが水没した環境下に於ける遠隔水位測定装置の実証試験を行うことができる。
【００３７】
尚、前記容器内水位模擬装置１をプール等に直接沈めた場合にも、前記外部水槽２５を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
上述の様に、本実施例では、サプレッションチャンバの一部を模擬した前記外周部３を有する前記試験体２を製作し、該試験体２を回転させることでサプレッションチャンバ全周を模擬できるので、サプレッションチャンバの全周分の試験体を製作する必要がなくなり、前記試験体２の小型化が図れると共に前記容器内水位模擬装置１の小型化が図れ、又該容器内水位模擬装置１の設置に必要なスペースを省略できる。更に、前記試験体２、前記容器内水位模擬装置１の小型化に伴い、製作コストの低減を図ることができる。
【００３９】
又、前記外周部３の内周面に、該外周部３の曲面に沿う前記内部水槽２３を設け、該内部水槽２３に導入した水の水位を基にサプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬するので、使用する水の量を低減でき前記容器内水位模擬装置１の軽量化が図れ、又水の導入に要する時間を短縮することができ、容器内水位環境の模擬作業を効率よく行うことができる。
【００４０】
又、前記試験体２の回転半径は、前記外周部３の曲率半径Ｒよりも小さくなっているので、前記容器内水位模擬装置１を小型化することができ、前記容器内水位模擬装置１の省スペース化及び製作コストの低減を図ることができる。
【００４１】
又、前記回転軸５に前記試験体２とバランスする前記カウンターウェイト２２を設けているので、前記試験体２を回転させる為に必要な力は僅かでよく、該試験体２を回転させる前記駆動モータ１３を小型化することができる。又、前記試験体２を前記減速機１２を介して回転させる様に、該減速機１２の歯車列にウォームギアを介在させることで、該減速機１２が前記試験体２の保持手段となり、該試験体２を固定させる為の機構が不要となる。
【００４２】
又、等角度ピッチで前記目盛り１７が刻設された前記目盛り板１６の中心を、前記回転角指示部１４が貫通し、前記試験体２が回転された際には前記回転角指示部１４に形成された前記指標針１５が前記回転軸５と一体に回転するので、前記指標針１５が指し示す前記目盛り１７を読取ることで、前記試験体２の回転角を容易に把握することができる。
【００４３】
尚、前記駆動モータ１３の駆動を制御装置（図示せず）により制御する場合には、該制御装置で回転角を検出する様にすれば、前記回転角指示部１４と前記指標針１５と前記目盛り板１６は省略してもよい。
【００４４】
又、本実施例では、前記内部水槽２３を固定的に設けているが、該内部水槽２３を前記外周部３の内周面に沿って周方向に摺動可能に設け、前記内部水槽２３を任意の位置で固定する様にすれば、前記内部水槽２３の摺動により模擬する水位の調整を行うことができる。
【００４５】
尚、本実施例に於いては、前記試験体２を回転させる回転手段として、前記駆動モータ１３を用いているが、前記試験体２は手動で回転させてもよい。例えば、前記減速機１２及び前記駆動モータ１３に変えて、ウォームギア等により前記回転軸５を回転させるハンドルを回転手段としてもよいし、前記試験体２を直接回転させる様にしても良い。
【００４６】
この場合、例えば図７（Ａ）（Ｂ）に示される様に、中心を前記回転軸５が貫通する凸形状のフランジ部２６を前記回転軸５に固着させる。前記フランジ部２６には等角度ピッチで複数の孔２７が穿設され、前記回転軸５と一体に回転する様になっている。
【００４７】
又、前記架台脚部７の前記孔２７と対応する位置には、所定箇所、例えば対向する２箇所に螺子穴が形成されている。前記試験体２を固定する際には、前記孔２７のいずれかと前記螺子穴が一致した状態で、ボルト等の固着具２８により前記孔２７を介して前記フランジ部２６を前記架台脚部７に螺子止めすることで、前記試験体２を所定の回転角で固定することができる。尚、前記試験体２の回転角が分る様、前記フランジ部２６に目盛りを刻設してもよい。
【００４８】
又、前記試験体２は、工場に設置されている天井クレーン等を回転手段とし、前記試験体２を前記天井クレーンで吊下げた状態で、該天井クレーンによる上げ、下げにより前記試験体２の回転、保持を行う様にしてもよい。この場合、前記カウンターウェイト２２は省略してもよい。
【００４９】
更に、本実施例では、前記容器内水位模擬装置１によりサプレッションチャンバの容器内水位環境を模擬しているが、内部に水が導入された容器であれば、他の種類の容器にも前記容器内水位模擬装置１が適用可能であるのは言う迄もない。
【符号の説明】
【００５０】
１    容器内水位模擬装置      ２    試験体
３    外周部                  ４    支持部
５    回転軸                  ７    架台脚部
１３  駆動モータ              １８  ボス
１９  シャフト                ２１  錘
２２  カウンターウェイト      ２３  内部水槽
２４  液面計
【図１】
2015152737.tif 000003
【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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