(57)【要約】【課題】水中に位置しないことを確実に判断できる水位計を提供する。【解決手段】水位計10は、検出部15、スリーブ14および水滴逃し部18を備える。検出部15は、熱電対およびヒータを有する。スリーブ14は、検出部15を収容する。水滴逃し部18は、スリーブ14の外側で検出部15の収容位置の上側近傍に配設され、検出部15の収容位置よりも上方からスリーブ14の外側を伝わって流れ落ちる水滴ｗをスリーブ14から分離させて落下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対およびヒータを有する検出部と、
前記検出部を収容するスリーブと、
前記スリーブの外側で前記検出部の収容位置の上側近傍に配設され、前記検出部の収容位置よりも上方から前記スリーブの外側を伝わって流れ落ちる水滴を前記スリーブから分離させて落下させる水滴逃し部と
を具備することを特徴とする水位計。
【請求項２】
前記水滴逃し部は、前記スリーブの外側から外方へ向けて下降傾斜しながら突出する
ことを特徴とする請求項１記載の水位計。
【請求項３】
前記スリーブ内に充填される無機系ＡＬ2Ｏ3の絶縁物を具備する
ことを特徴とする請求項１または２記載の水位計。
【請求項４】
前記スリーブ内に充填される無機系ＭｇＯの絶縁物を具備する
ことを特徴とする請求項１または２記載の水位計。
【請求項５】
前記熱電対は、非接地型シース熱電対である
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の水位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水位の計測に用いられる水位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水位計として、熱電対とヒータを近傍に配置し、それらを絶縁物で覆ってスリーブ内に収めたヒートサーモ式水位計がある。
【０００３】
この水位計が水中に位置する場合、ヒータをオンすると、水中への放熱作用があることにより、熱電対による計測温度は１０℃程度しか上昇せず、一定時間経過後に一定温度に到達して安定する。
【０００４】
また、水位計が水中に位置しない場合、ヒータをオンすると、水中への放熱作用がないことにより、熱電対による計測温度が急激に上昇し、一定時間経過後に１００℃〜２００℃の間の一定温度に到達して安定する。
【０００５】
このような温度変化の差を利用して水の有無を判断することができる。この水位計を水槽の水位増減の方向に位置をずらして複数配置することで、水位のレベルを計測することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−７７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば原子炉建屋内の燃料プールの水位の測定に上記水位計を使用した場合に、原子炉建屋内で急激な温度上昇が発生し、燃料プール内の冷却水が蒸発して水位が減少し、水位計が水中から出たとする。この場合、原子炉建屋内の湿度が上昇しており、水位計のスリーブの外側に多量の水滴が付着し、この水滴が集まってスリーブの外側を流れ落ち、熱電対等を収容した収容位置に到達する。
【０００８】
このとき、水位計が水中に位置しないにも関わらず、流れ落ちてきた水滴の蒸発作用によって気化熱が奪われ、ヒータのオンで水位を計測した際に、熱電対による測定温度が急激に上昇しないため、水位計が水中に位置すると誤って計測してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、水中に位置しないことを確実に判断できる水位計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態の水位計は、熱電対およびヒータを有する検出部と、前記検出部を収容するスリーブと、前記スリーブの外側で前記検出部の収容位置の上側近傍に配設され、前記検出部の収容位置よりも上方から前記スリーブの外側を伝わって流れ落ちる水滴を前記スリーブから分離させて落下させる水滴逃し部とを具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態を示す水位計の側面図である。
【図２】同上水位計の斜視図である。
【図３】同上水位計による計測原理を示すものであって、時間毎の水位の変化に伴う水位計の温度トレンドを示すグラフである。
【図４】同上水位計の水滴逃し部を備えない場合の比較例を示す側面図である。
【図５】同上水位計の水位を計測するための配列を示す側面図である。
【図６】同上水位計を用いた水位計測装置の側面図である。
【図７】同上水位計測装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、一実施形態を、図１ないし図７を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２に示すように、ヒートサーモ式の水位計10を示す。この水位計10は、熱電対11とヒータ12とを近傍に配置し、これらを絶縁物13で覆ってスリーブ14内に収容して構成されている。
【００１４】
熱電対11には、ノイズ対策のために、非接地型シース熱電対が用いられている。
【００１５】
絶縁物13には、例えば無機系ＡＬ2Ｏ3または無機系ＭｇＯ等の耐熱性を有する絶縁物が用いられている。
【００１６】
スリーブ14は、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４（Ｌ）もしくはＳＵＳ３１６等の材質で、下端が閉塞され、上端が開口された円筒状に形成されている。
【００１７】
そして、スリーブ14内の下端近傍に熱電対11およびヒータ12が配置されて絶縁物13で覆われており、これら熱電対11およびヒータ12等が水位を検出するための検出部15として構成されている。
【００１８】
また、スリーブ14の外側で検出部15の収容位置の上側近傍に、検出部15の収容位置よりも上方からスリーブ14の外側を伝わって流れ落ちる水滴ｗをスリーブ14から分離させて落下させる水滴逃し部18が配設されている。この水滴逃し部18は、中心にスリーブ14が貫通する取付孔19が設けられた円筒形に形成されており、この取付孔19をスリーブ14の外側に嵌め込んで固定されている。なお、水滴逃し部18をスリーブ14の外側に溶接などで固定してもよい。
【００１９】
水滴逃し部18は、スリーブ14の外側から外方（外径方向あるいは放射方向）へ向けて下降傾斜しながら突出する笠状に形成されている。水滴逃し部18の上面18aは、外方へ向けて下降傾斜する傾斜面に形成されている。水滴逃し部18の下面18bは、水滴ｗが水滴逃し部18の外径部分から下面18bを伝わってスリーブ14に流れないように外径側より内径側の高さ位置が高いことが好ましく、例えば上面18aと平行に外方へ向けて下降傾斜する傾斜面に設けてもよい。
【００２０】
また、図１には、水槽22を示し、水槽22内の水23の水位を水位計10で計測することができる。
【００２１】
図３は、水位計10による計測原理を示すグラフである。グラフの横軸は時間、縦軸は水位計10の温度トレンドおよび水位をそれぞれ示している。
【００２２】
水位計10が水中に位置する場合（図１の水23の水位が水位計10の検出部15より上にある場合）、ヒータ12をオンすると、水中への放熱作用があることにより、熱電対11による計測温度は１０℃程度しか上昇せず、一定時間経過後に水有時の一定温度に到達して安定する（図１の実線参照）。
【００２３】
この一定温度で安定した状態で、水位が減少すると、水中への放熱作用がないことにより、熱電対11による計測温度が急激に上昇し、また、その後、水位が回復すると、水中への放熱作用が回復することにより、熱電対11による計測温度が下降し、一定時間経過後に水有時の一定温度に到達して安定する。
【００２４】
また、水位計10が水中に位置しない場合（図１の水23の水位が水位計10の検出部15より下にある場合）、ヒータ12をオンすると、水中への放熱作用がないことにより、熱電対11による計測温度が急激に上昇し、一定時間経過後に１００℃〜２００℃の間の一定温度に到達して安定する（図１の破線参照）。
【００２５】
このような温度変化の差を利用して水23の有無を判断することができる。そして、図４に示すように、複数の水位計10を水槽22の水位増減の方向に位置をずらして配置することで、水23の水位のレベルを計測することが可能となる。なお、図４には、４本の水位計10を用いて４レベルの水位を計測可能であるが、水位計10を任意の本数用いることによって任意のレベルの水位を計測可能となる。
【００２６】
また、図１に示すように、温度上昇が発生し、水槽22内の水23が蒸発して水位が減少し、水位計10が水中から出たとする。この場合、湿度が上昇し、水位計10のスリーブ14の外側に多量の水滴ｗが付着し、この水滴ｗが集まってスリーブ14の外側を流れ落ちることになる。
【００２７】
例えば図５に示すように、水位計10のスリーブ14の外側に水滴逃し部18を備えない場合、スリーブ14の外側を流れ落ちる水滴ｗがスリーブ14の下端の検出部15の収容位置に到達する。そのため、水位計10が水中に位置しないにも関わらず、流れ落ちてきた水滴ｗの蒸発作用によって気化熱が奪われ、ヒータ12のオンで水位を計測した際に、熱電対11による測定温度が急激に上昇しないため、水位計10が水中に位置すると誤って計測してしまうおそれがある。
【００２８】
それに対して、図１に示すように、水位計10のスリーブ14の外側に水滴逃し部18を備える場合、スリーブ14の外側を流れ落ちる水滴ｗが水滴逃し部18によってスリーブ14の外側から分離されるとともに水滴逃し部18の下降傾斜する上面18aを滑り落ち、水滴逃し部18の最外径部から下方へ落下する。そのため、水滴逃し部18より上側でスリーブ14の外側を滑り落ちる水滴ｗがスリーブ14における検出部15の収容位置に流れ落ちるのが防止される。
【００２９】
このように、水滴逃し部18より上側でスリーブ14の外側を滑り落ちる水滴ｗがスリーブ14における検出部15の収容位置に流れ落ちるのを防止できるため、水滴ｗの蒸発作用によって気化熱が奪われることが起こらず、ヒータ12のオンで水位を計測した際に、熱電対11の温度が急激に立ち上がるため、水位計10が水中に位置しないことを確実に判断できる。
【００３０】
また、図６および図７には、水位計10を用いた水位計測装置26を示す。
【００３１】
水位計測装置26では、８本の水位計10を水位の増減方向の位置を１０００ｍｍ間隔でずらして支持サポート27に設けられた挿通孔27aに通して設置し、さらに、気相部に位置するように性能確認用の１本の水位計10を支持サポート27に通して設置する。支持サポート27は、薄い円盤形状に形成され、複数の支持サポート27が支持管28の軸方向に適切な間隔をあけて配置されるとともに溶接固定されている。支持サポート27および支持管28の外側に保護管29を被せる。これを水位計集合体30とし、複数個所の取付部31によって例えば核燃料保存用の燃料プール32に設置する。なお、支持サポート27、支持管28および保護管29の材質はＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４（Ｌ）もしくはＳＵＳ３１６等が用いられている。
【００３２】
そして、原子炉事故などで燃料プール32の水位が急激に低下し、建屋内が高温多湿になった際においても、水位計10を用いて燃料プール32の水位がどのレベルにあるかを８段階で確実に計測することが可能となる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
10    水位計
11    熱電対
12    ヒータ
13    絶縁物
14    スリーブ
15    検出部
18    水滴逃し部
ｗ    水滴
【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】
2015055576.tif 000007
【図６】
2015055576.tif 000008
【図７】
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