(57)【要約】【課題】核施設について、放射線遮蔽機能を定常的に発揮させ、雰囲気管理や雰囲気安定化を容易にし、核物質の連続搬入時・連続搬出時の作業能率を向上させることができ、しかも構成が簡潔安価な核施設除風装置を提供する。【解決手段】核物質Ｘの出し入れが行われる核施設１１に円筒状の出入室２１が設けられている。出入室２１が、核施設１１外に面する出入室壁に形成された外部開口２２と核施設１１内に面する出入室壁に形成された内部開口２３とを有している。放射状に分布した複数の回転壁３３を有する回転体３１が出入室２１内に回転自在に内装されている。出入室２１と回転体３１との相対関係において、回転体３１の回転変位量にかかわらず出入室２１の外部開口２２と内部開口２３との間が複数の回転壁３３で定常的に遮断されるものである。【選択図】図１
2008058047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核物質の出し入れが行われる核施設に円筒状の出入室が設けられていること、および、出入室が、核施設外に面する出入室壁に形成された外部開口と核施設内に面する出入室壁に形成された内部開口とを有していること、および、放射状に分布した複数の回転壁を有する回転体が出入室内に回転自在に内装されていること、および、出入室と回転体との相対関係において、回転体の回転変位量にかかわらず出入室の外部開口と内部開口との間が複数の回転壁で定常的に遮断されるものであることを特徴とする核施設除風装置。
【請求項２】
回転体が等角度ピッチで放射状に分布した三つ以上の回転壁を有するものである請求項１に記載された核施設除風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は核物質（核原料物質・核燃料物質・使用済み核燃料物質など）を取り扱う技術分野に属するものであって、核施設内雰囲気の負圧維持と放射線遮蔽機能とを適切に保持するための核施設除風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、核物質（核原料物質・核燃料物質・使用済み核燃料物質など）を非密封の状態で貯蔵したり加工したりするための核施設では、外部への核物質の飛散防止対策を講じることが不可欠である。そのための手段の一例として、核施設内を大気圧未満に減圧してこれを保持したり、核施設の外壁を放射線遮蔽機能のあるもので構築したりすることが行われている。このような核施設で核物質の搬入や搬出を行うときは、通常の建物の場合と同様、核施設の開口（出入口）を一時的に開放しなければならない。ゆえに核施設内の圧力が変動し、その開口箇所の放射線遮蔽機能も低下する。
【０００３】
上記に対して、一例では、核施設と外界との間に風除室と称する出入室を設けるのが有効とされている。図４に例示された核施設はこのような考えに基づくものである。
【０００４】
図４を参照して、床面上に建設された核施設１は壁２やその他の構築材で囲われた内部空間３を有するものである。核施設１の壁２の一部には内部開口４が設けられていてその内部開口４に開閉自在な扉５（以下内扉５という）が施されている。核施設１において、内扉５のある壁２の外側には、その壁２と同様の壁材で出入室６が一体的に構築されている。出入室６の前壁には核施設１の内部開口４と対をなす外部開口７が設けられていてその外部開口７に開閉自在な扉８（以下外扉８という）が施されている。核施設１には、また、施設内部を大気圧未満に減圧してその減圧状態（負圧状態）を保持するための排風機９が接続されている。
【０００５】
図４の核施設１は、排風機９を介して、内部が大気圧よりも０．０１９６ｋＰａ以上の負圧に保持される。図４のケースで、外部の核物質Ｘを核施設１内に搬入するときは下記(01)〜(04)のような手順になり、核施設１内の核物質Ｘを外部に搬出するときは下記(05)〜(08)のような手順になる。
(01)外扉８を開けて外部の核物質Ｘを出入室６内に入れる。
(02)外扉８を閉じる。
(03)内扉５を開けて出入室６内の核物質Ｘを核施設１内に移し入れる。
(04)内扉５を閉じる。
(05)内扉５を開けて核施設１内の核物質Ｘを出入室６内に移し入れる。
(06)内扉５を閉じる。
(07)外扉８を開けて出入室６内の核物質Ｘを外部に出す。
(08)外扉８を閉じる。
図４のような出入室（風除室）６を設ける技術は、これを上位概念からみるとき、下記特許文献１〜２に開示された建物分野の技術と軌を一にするものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５０５８９号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４のようにして核物質Ｘを核施設１の内外に出し入れするとき、内扉５と外扉８とのうちのいずれか一方を必ず閉じなければならない。そのため核施設１内外への核物質Ｘの搬入搬出作業を高速かつ連続的に行うのが難しくなる。これはすなわち、図４のような出入室６をもつ核施設１が核物質Ｘの大量搬入や大量搬出に適さないということである。
【０００８】
加えて図４のものは内扉５や外扉８が高重量の放射線遮蔽物である。このような高重量扉は、開閉方向が水平であるか垂直であるかを問わず、また、開閉方式がヒンジ方式であるかスライド方式であるかを問わず、扉開閉時の負担が大きいものになる。その結果、扉を頻繁に開閉するのも難事となる。
【０００９】
本発明はこのような技術上の課題に鑑み、平時だけでなく核物質の核施設内搬入時や核施設外搬出時も含めて定常的に放射線遮蔽機能を発揮させること、核施設内の雰囲気管理や雰囲気安定化を容易にすること、核施設内外への核物質の連続搬入や連続搬出を可能にしてその作業能率を向上させること、出入室やその開閉手段を簡潔な構成にして装置を安価なものにすることなど、これらを満足させる核施設除風装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る核施設除風装置は下記(11)〜(12)の課題解決手段を特徴とし、これらの手段によって所期の目的を達成するものである。
(11)本発明に係る核施設除風装置は、核物質の出し入れが行われる核施設に円筒状の出入室が設けられていること、および、出入室が、核施設外に面する出入室壁に形成された外部開口と核施設内に面する出入室壁に形成された内部開口とを有していること、および、放射状に分布した複数の回転壁を有する回転体が出入室内に回転自在に内装されていること、および、出入室と回転体との相対関係において、回転体の回転変位量にかかわらず、出入室の外部開口と内部開口との間が複数の回転壁によって定常的に遮断されるものであることを特徴とする。
(12)本発明に係る核施設除風装置は、上記(11)において、回転体が等角度ピッチで放射状に分布した三つ以上の回転壁を有するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る核施設除風装置は、出入室内の回転体を回転させることにより、外部の核物質を核施設内に搬入したり核施設内の核物質を外部に搬出したりするものである。搬入の際は、外部開口から出入室内に送り込んだ核物質を回転体の回転壁によって内部開口まで案内し、その位置で核物質を核施設内に取り入れる。搬出の際は、内部開口から出入室内に送り出した核物質を回転体の回転壁によって外部開口まで案内し、その位置で核物質を外部に取り出す。出入室内にある回転体すなわち放射状に分布した複数の回転壁を有する回転体は、回転体の回転変位量にかかわらず、出入室の外部開口と内部開口との間を複数の回転壁によって定常的に遮断する。
【００１２】
本発明に係る核施設除風装置は、上記のように作用することで下記(21)〜(24)のような効果を奏するものである。
(21)出入室内に内装された回転体が所定の放射線遮蔽機能を発揮する。しかもそれは、平時だけでなく核物質の施設内搬入時や施設外搬出時も含めた定常的なものである。加えてこの一貫した放射線遮蔽機能は、核施設外への核物質飛散防止上の万全な対策にもなる。(22)回転体は、また、出入室の内部開口と外部開口との間を定常的に遮断するものであるから、核施設内の圧力変動をも抑制する。したがって核施設内の雰囲気が圧力面で安定するとともに核施設内の雰囲気管理が容易になる。
(23)出入室内で連続回転する回転体に合わせて核物質を連続搬入したり連続搬出したりすることができるから、これらの作業能率が向上する。したがって核物質の大量搬入・大量搬出も高い作業能率に依存して短時間で行うことができる。
(24)出入室が構築の容易な円筒状のものであり、回転体も複数の回転壁を有する簡潔構造物である。加えて回転体は、放射線遮蔽機能・核物質飛散防止機能・圧力変動抑制機能・開口の開閉機能・核物質の案内機能などをこれ一つで兼備するものである。したがって、複数機能をもつ部品に依存して装置構成を簡潔化することができ、それによって当該装置を安価なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る核施設除風装置の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１において、１１は核施設、２１は出入室、３１は回転体、４０は雰囲気制御装置、Ｘは核物質をそれぞれ示す。
【００１５】
図１に例示された核施設１１は、核物質Ｘを非密封の状態で貯蔵したり加工したり処理したりするための施設として建設された建造物である。したがって核施設１１は、核物質Ｘの貯蔵施設・加工施設・処理施設（再処理施設も含む）のいずれかであったり、あるいは、その二つ以上が複合した施設ということができる。核施設１１は内部空間１３を有するものであり、その内部空間１３は壁１２やその他の構築材で囲われている。核施設１１の構築材で代表的なものは鉄製のもの・コンクリート製のもの・ステンレス製のものなどであるが、所定の強度と放射線遮蔽機能がありさえすればよいから、これらに限定されるものではないない。たとえば放射線遮蔽能力を高めるための核施設用構築材として、ボロン入りステンレスの使用または併用があり得るし、コンクリート中に鉛を混合したものの使用もあり得る。
【００１６】
図１に例示された出入室２１は風除室ともいわれる。出入室２１は核施設１１の壁１２の一部に一体化して設けられている。図１の具体例でいうと、出入室２１は上下方向に長い円筒状のものである。出入室２１の外部開口２２は、出入室周壁の一部であって核施設外に面する部位に一定の幅で上下方向に長く形成されている。出入室２１の内部開口２３は、出入室周壁の他の一部であって核施設内に面する部位に一定の幅で上下方向に長く形成されている。出入室２１の下面は床面からなる。したがって出入室２１の下面は床面による閉鎖面である。一例でいうと、出入室２１の床面は核施設１１内の床面や核施設１１外の床面と同一レベルである。出入室２１の上面は天井面で閉鎖されている。出入室２１の上面（天井面）は任意の高さでよい。出入室２１の上面は通常、核施設１１の天井面よりも低いことが多い。外部開口２２や内部開口２３の高さは、一例として出入室２１の天井面の高さと同じ、他の一例として出入室２１の天井面の高さよりも低いものである。出入室２１の構築材も、上述した核施設１１の構築材と同じかそれに準ずるものである。このような出入室２１で簡易なものは、左右一対の円弧状壁材と一つの天井壁材とを主体にして構築することができる。
【００１７】
図１に例示された回転体３１は、単一の回転軸３２と複数の回転壁３３とを主体にして構成されたものであって上下方向に長いものである。具体的一例でいうと、回転軸３２が回転体３１の軸心部にあり、複数の回転壁３３が回転体３１の軸心部から放射状に分布している。回転壁３３は一例として偶数で等角度ピッチ、他の一例としてその偶数の整数倍の数で等角度ピッチであったりする。回転体３１の別の例として、三つ以上の奇数とした回転壁３３が等角度ピッチで放射状に分布していることもある。これら以外の回転体３１として、複数の回転壁３３が不等角度ピッチで放射状に分布していることもある。図１の具体的一例における回転体３１は、四つの回転壁３３が９０゜の等角度ピッチで放射状に分布したものであり、その中心部の上下両端から回転軸３２が突出している。図１において、回転体３１は縦長の姿勢で出入室２１内に回転自在に内装される。その場合に回転体３１は、出入室２１の床面や天井に設けられた軸受（図示せず）を介して回転軸３２が回転自在に支持される。回転体３１には、また、図示しない回転駆動手段が付帯するものである。それは回転体３１の回転軸３２と電動機（または原動機）とにわたり、周知の伝動手段（ベルト伝動系・歯車伝動系・チェーン伝動系など）が設けられて、電動機（または原動機）の動力が回転体３１に伝達されるというものである。回転体３１に関して、回転壁３３の材質も、上述した核施設１１の構築材と同じかそれに準ずるものである。回転体３１の回転軸３２は鋼製など周知の金属からなる。
【００１８】
出入室２１と回転体３１との相対関係は図１を参照してつぎのようなものである。回転体３１の各回転壁３３の先端部は、出入室２１の内周面に対し、微間隙を介在させて近接している。これら回転壁３３の下面部や上面部も、出入室２１の床面や天井面に対し、微間隙を介在させて近接している。各回転壁３３の先端部・下面部・上面部などに滑性（低摩擦性）・弾力性・耐摩耗性・耐久性などを有する高分子物質製（例：合成樹脂製）のライニング材が設けられているときは、これらの部分が出入室２１の上記各面に接触しても構わない。出入室２１と回転体３１は、また、つぎのような相対関係も有している。それは図１において、相互に隣接する各回転壁３３の先端部間の幅をＨ１、外部開口２２の幅をＨ２、内部開口２３の幅をＨ３とした場合、Ｈ１≧Ｈ２やＨ１≧Ｈ３を満足させるものである。出入室２１と回転体３１とがこれらの条件を満足させるときは、回転体３１の回転変位量にかかわらず、出入室２１の外部開口３２と内部開口３３との間が複数の回転壁３３によって必ず遮断される。したがって出入室２１の付帯した核施設１１の場合は、出入室２１内に内装された回転体３１を介して定常的に気密性が保持されることとなる。
【００１９】
図１に例示された雰囲気制御装置４０は、吸引機能のある排風機４１を主体にして構成されたものである。雰囲気制御装置４０の排風機４１は、吸引口４２と吐出口４３とを有するケーシング４４、該ケーシング４４内に回転自在に内装されたファン（図示せず）、ファンに連結されたモータ（図示せず）、排気量をコントロールするための制御盤（図示せず）などで構成されている。この雰囲気制御装置４０については、ケーシング４４の吸引口４２が配管４５を介して核施設１１の内部に連結されており、ケーシング４４の吐出口４３が配管４６を介して排風処理系に接続されている。
【００２０】
図１に例示された核物質Ｘは、核原料物質・核燃料物質・使用済み核燃料物質などのいずれかであり、しかもそれが周知の保管容器に収容されているものである。図１の核物質Ｘも保管容器に詰め込まれたものが示されている。
【００２１】
本発明に係る核施設除風装置が図１に例示された実施態様からなるとき、核施設１１内に核物質Ｘを搬入したり核施設１１外に核物質Ｘを搬出したりするときの取り扱いはつぎのようになる。
【００２２】
図１に例示された核施設１１の内部は、雰囲気制御装置４０を介して大気圧よりも０．０１９６ｋＰａ以上の負圧に保持される。より具体的には、核施設１１内の雰囲気圧は、大気圧よりも０．０４９０〜０．０９８１ｋＰａ程度以上の負圧に保持される。核施設１１外の核物質Ｘを核施設１１内に搬入するときは以下のようになる。出入室２１内の回転体３１については、これを反時計回り方向（または時計回り方向）へ一定速度で連続回転させる。一方、核施設１１外の核物質Ｘについては、これを搬送手段（例：搬送コンベア）によって一定間隔の整列状態で出入室２１の外部開口２２前まで搬送する。この搬送による一番目の核物質Ｘが外部開口２２前に到達したとき、回転体３１の隣接する二つの回転壁３３がＶ字状を呈して外部開口２２の全幅にまたがる。これと同期し、外部開口２２側に装備されている押し込み手段（例：伝動プッシャ）が一番目の核物質Ｘを外部開口２２から出入室２１内のＶ字状回転壁３３間に押し込む。Ｖ字状回転壁３３間に押し込まれた一番目の核物質Ｘは回転体３１の回転方向へ案内されて出入室２１の内部開口２３側に至る。そして一番目の核物質Ｘが内部開口２３側に到達したとき、すなわち、上記Ｖ字状回転壁３３が内部開口２３の全幅にまたがったときは、核施設１１内で内部開口２３側に装備されている取り込手段（例：電動式ハンド・バキューム式ハンドなど）が、当該一番目の核物質Ｘを核施設１１内に取り込み、それを核施設１１内の搬送手段（例：搬送コンベア）によって所定の位置まで搬入する。核施設１１外にある二番目の核物質Ｘは一番目の核物質Ｘに続き、その一番目の核物質Ｘと同様にして核施設１１内に搬入される。核施設１１外にある三番目以降の核物質Ｘも上記と同様にして核施設１１内に搬入される。
【００２３】
核施設１１外にある多数の核物質Ｘを上記のようにして核施設１１内に連続搬入するとき、回転体３１の（少なくとも二つの）回転壁３３が出入室２１の外部開口２２と内部開口２３との間を定常的に遮断する。したがって核施設１１について設定されている高度の放射線遮蔽機能がその高度状態のまま保持される。かかる遮断状態が確保できるときは、また、大気圧よりも負圧の状態に設定された核施設１１内の圧力が許容値や予測値を超過するような変動をきたしがたいから、核施設１１内の圧力管理も容易に行える。
【００２４】
図１において、核施設１１内にある多数の核物質Ｘを核施設１１外に連続搬出するときも、基本的には上記と同じになる。すなわち、出入室２１内の回転体３１が連続回転している状態において、上記における外部開口２２側の装備や取り扱いを核施設１１内の内部開口２３側で実施し、かつ、上記における内部開口２３側の装備や取り扱いを核施設１１外の外部開口２２側で実施すればよい。こうして核施設１１内にある多数の核物質Ｘを核施設１１外に連続搬出するときも、回転体３１の（少なくとも二つの）回転壁３３が出入室２１の外部開口２２と内部開口２３との間を定常的に遮断するから、核施設１１について上記と同様に高度の放射線遮蔽機能を保持することができ、かつ、核施設１１内の圧力管理についても上記と同様に容易に行える。
【００２５】
図１に例示された本発明装置の実施形態は一例にすぎないものである。したがって本発明装置の実施形態については下記(31)〜(36)のようなものもある。
(31)回転体３１を内蔵した出入室２１が、それぞれの壁１２に一つあて設けられたり、一つの壁１２に複数設けられたりするなど、核施設１１に対して複数設けられる。
(32)出入室２１の外部開口２２が核施設１１の壁１２とほぼ同一線上に並ぶように設けられる。この場合は出入室２１のほとんどが核施設１１内に納まる。
(33)出入室２１の内部開口２３が核施設１１の壁１２とほぼ同一線上に並ぶように設けられる。この場合は出入室２１のほとんどが核施設１１外に突出する。
(34)出入室２１の外部開口２２および内部開口２３が図２のような長目の案内路型に形成される。
(35)出入室２１の外部開口２２と内部開口２３とのうち、その一方のみが図２のような長目の案内路型に形成される。
(36)出入室２１が図３のように形成される。すなわち、外部開口２２の一端部や内部開口２３の一端部が壁１２の外面や内面と接するように形成される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る核施設除風装置は、簡潔かつ安価な構成で放射線遮蔽機能を高維持し、核施設内の雰囲気管理や雰囲気安定化をも容易にするものである。したがって産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明装置の一実施形態を略示した横断平面図である。
【図２】本発明装置の他の一実施形態を略示した横断平面図である。
【図３】本発明装置の上記以外の一実施形態を略示した横断平面図である。
【図４】従来装置を略示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｘ    核物質
１１    核施設
１２    壁
２１    出入室
２２    外部開口
２３    内部開口
３１    回転体
３２    回転軸
３３    回転壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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