(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の壁部に形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通された配設部材との空間部を密閉するシール部とを備えるシール構造であって、
前記シール部は、
前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に充填されて水密性を有する充填シール材と、
前記充填シール材における前記貫通孔の貫通方向の一方側に配置されて外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて伸縮性を有する伸縮性部材と、
前記伸縮性部材における前記貫通孔の貫通方向の一方側に配置されて外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて水蒸気不透過性を有する第１水蒸気遮蔽部材と、
を備えることを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記第１水蒸気遮蔽部材は、可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記第１水蒸気遮蔽部材は、弾性エポキシ樹脂により形成されることを特徴とする請求項２に記載のシール構造。
【請求項４】
前記第１水蒸気遮蔽部材における前記貫通孔の貫通方向の一方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて耐熱性を有する第１耐熱性部材が配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項５】
前記第１耐熱性部材は、シリコンシーラントにより形成されることを特徴とする請求項４に記載のシール構造。
【請求項６】
前記伸縮性部材と前記第１水蒸気遮蔽部材との間で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて断熱性を有する断熱性部材が配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項７】
前記充填シール材における前記貫通孔の貫通方向の他方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて水蒸気不透過性を有する第２水蒸気遮蔽部材が配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項８】
前記第２水蒸気遮蔽部材における前記貫通孔の貫通方向の他方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて耐熱性を有する第２耐熱性部材が配置されることを特徴とする請求項７に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋などの外壁を構成する壁部に形成された貫通孔に配管などの配設部材を挿通するとともに、貫通孔の内周壁と配設部材の外周面との間にシール部を設けることで、両者間の水密性を確保するようにしたシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、各種の発電プラントでは、各種の設備が設置された建屋内に外部から配管などを布設する必要があり、建物の壁部に貫通孔を形成し、この貫通孔に配管を挿通した後、貫通孔と配管との空隙部にシール部を設けて密閉している。この場合、例えば、地震などが発生すると、配管と壁部との相対的な位置関係が変化することがあり、シール部による密閉が困難となるおそれがある。そのため、シール部としてシール材と共に伸縮性部材を設けることで、配管と壁部との間に相対的な位置関係の変化が発生しても、十分な水密性が確保されるようにしている。
【０００３】
このようなシール構造として、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６４９６１８号公報
【特許文献２】特開２０１５−０６８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、原子力発電プラントでは、過酷事故（シビアアクシデント）が発生した場合を想定した対策が必要である。即ち、過酷事故が発生すると、１００℃を超える温度の水蒸気が漏洩し、シール部に作用することとなる。シール部は、一般的に、シリコーン樹脂やウレタン樹脂などが用いられることが多く、１００℃を超える温度の水蒸気に曝されると、加水分解が起こる。特に、伸縮部材として使用されることが多いシリコンシーラントは、加水分解すると機械的特性や伸縮性が低下するため、地震の振動により破損する可能性があり、十分な水密性を確保することが困難となる。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、水蒸気に暴露されても高い水密性を確保することができるシール構造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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明のシール構造は、構造物の壁部に形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通された配設部材との空間部を密閉するシール部とを備えるシール構造であって、前記シール部は、前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に充填されて水密性を有する充填シール材と、前記充填シール材における前記貫通孔の貫通方向の一方側に配置されて外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて伸縮性を有する伸縮性部材と、前記伸縮性部材における前記貫通孔の貫通方向の一方側に配置されて外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて水蒸気不透過性を有する第１水蒸気遮蔽部材と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、シール部は、貫通孔と配設部材との間に充填シール材と伸縮性部材と第１水蒸気遮蔽部材が順に配置されて構成されることから、高温の水蒸気が作用しても、この水蒸気が第１水蒸気遮蔽部材により遮蔽されて充填シール材や伸縮性部材に到達しにくくなる。その結果、シール部材が水蒸気に暴露されても、充填シール材や伸縮性部材の加水分解が抑制され、機械的特性や伸縮性が保持されるため、高い水密性を確保することができる。
【０００９】
本発明のシール構造では、前記第１水蒸気遮蔽部材は、可撓性を有することを特徴としている。
【００１０】
従って、第１水蒸気遮蔽部材が可撓性を有することから、壁部と配設部材との間に相対的な位置関係の変化が発生しても、第１水蒸気遮蔽部材が追従することが可能となり、水密性を確保することができる。
【００１１】
本発明のシール構造では、前記第１水蒸気遮蔽部材は、弾性エポキシ樹脂により形成されることを特徴としている。
【００１２】
従って、第１水蒸気遮蔽部材が弾性エポキシ樹脂により形成されることから、水蒸気に対して第１水蒸気遮蔽部材が加水分解することが抑制され、充填シール材や伸縮性部材を水蒸気から保護することができ、水密性を確保できる。
【００１３】
本発明のシール構造では、前記第１水蒸気遮蔽部材における前記貫通孔の貫通方向の一方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて耐熱性を有する第１耐熱性部材が配置されることを特徴としている。
【００１４】
従って、第１水蒸気遮蔽部材における一方側に第１耐熱性部材が配置されることから、シール部に水蒸気が作用しても、熱が第１耐熱性部材により遮断されて第１水蒸気遮蔽部材が加熱されることが抑制され、高温の水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明のシール構造では、前記第１耐熱性部材は、シリコンシーラントにより形成されることを特徴としている。
【００１６】
従って、第１耐熱性部材がシリコンシーラントにより形成されることから、材料コストの増加を抑制することができる一方で、水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【００１７】
本発明のシール構造では、前記伸縮性部材と前記第１水蒸気遮蔽部材との間で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて断熱性を有する断熱性部材が配置されることを特徴としている。
【００１８】
従って、伸縮性部材と第１水蒸気遮蔽部材との間に断熱性部材が配置されることから、伸縮性部材が加熱されることもなく、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００１９】
本発明のシール構造では、前記充填シール材における前記貫通孔の貫通方向の他方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて水蒸気不透過性を有する第２水蒸気遮蔽部材が配置されることを特徴としている。
【００２０】
従って、充填シール材における他方側に第２水蒸気遮蔽部材が配置されることから、シール部に対していずれの方向から高温の水蒸気が作用しても、充填シール材や伸縮性部材に到達することがなく、高い水密性を確保することができる。
【００２１】
本発明のシール構造では、前記第２水蒸気遮蔽部材における前記貫通孔の貫通方向の他方側で外周側が前記貫通孔の内周面に固定されると共に内周側が前記配設部材の外周面に固定されて耐熱性を有する第２耐熱性部材が配置されることを特徴としている。
【００２２】
従って、第２水蒸気遮蔽部材における他方側に第２耐熱性部材が配置されることから、シール部に水蒸気が作用しても、熱が第２耐熱性部材により遮断されて第２水蒸気遮蔽部材が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のシール構造によれば、貫通孔と配設部材との空間部がシール部により密閉され、このシール部を充填シール材と伸縮性部材と第１水蒸気遮蔽部材により構成するので、高温の水蒸気が作用しても、この水蒸気が第１水蒸気遮蔽部材により遮蔽されて充填シール材や伸縮性部材に到達することを抑制し、シール部材が水蒸気に暴露されても高い水密性を一定期間にわたって確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、第１実施形態のシール構造を表す断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態のシール構造における第１変形実施形態を表す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のシール構造における第２変形実施形態を表す断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態のシール構造を表す断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態のシール構造における第１変形実施形態を表す断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造の断面図である。
【図７】図７は、第１実施形態の模擬シール構造における確認実験結果を表す表である。
【図８】図８は、第２実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造の断面図である。
【図９】図９は、第２実施形態の模擬シール構造における確認実験結果を表す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るシール構造の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のシール構造を表す断面図である。
【００２７】
第１実施形態のシール構造において、図１に示すように、構造物としての建屋は、鉛直方向に沿う外壁（壁部）１１を有し、この外壁１１は、水平方向に沿って貫通する貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２に配設部材としての配管１３が挿通されている。外壁１１は、コンクリートなどによって形成されており、所定の水圧に耐えられる十分な厚さ寸法に設定されている。貫通孔１２は、内径が配管１３の外径寸法などの設計仕様に基づいて設定される断面円形の孔であり、水平方向に沿って形成されている。配管１３は、貫通孔１２内のほぼ中心部を水平方向に沿って貫通する円筒管である。この場合、図１の左側が屋内側であり、図１の右側が屋外側である。なお、貫通孔１２や配管１３の形状は、上述したものに限定されるものではない。
【００２８】
貫通孔１２と配管１３とは、貫通孔１２の内周面と配管１３の外周面との間の空間部を密閉してシールするシール部１４が設けられている。このシール部１４は、外壁１１の屋内側から屋外側に向けて配置される充填シール材２１と、ブレーカ材２２と、伸縮性部材２３と、第１水蒸気遮蔽部材２４とから構成されている。
【００２９】
充填シール材２１は、配管１３の内部を通る流体の温度や建屋内温度等に応じた耐熱性を有する弾性発泡材が用いられる。充填シール材２１は、貫通孔１２の内周面１２ａと配管１３の外周面１３ａとの間に液状で充填された後、硬化させることで貫通孔１２の内周面１２ａと配管３の外周面１３ａとの間の水密性を確保する。本実施形態においては、水密性の確保の観点から、ウレタン等の弾性発泡材が用いられている。
【００３０】
伸縮性部材２３は、充填シール材２１より屋外側に配置され、外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に、内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されており、高い伸縮性を有する材料によって形成されている。なお、図示しないが、伸縮性部材２３は、貫通孔１２の内周面１２ａとの間、配管１３の外周面１３ａとの間に、プライマーを介在させてもよい。換言すれば、伸縮性部材２３は、貫通孔１２の内周面１２ａ及び配管１３の外周面１３ａに下地としてのプライマーが塗布された状態で充填されている。
【００３１】
伸縮性部材２３は、高い伸縮性（弾性）を有するシーリング材であり、本実施形態では、シリコンシーラントによって形成されている。即ち、伸縮性部材２３は、施工後に配管１３が動くことにより、配管１３と貫通孔１２との距離が変化しても、配管１３の動きに対して追従する性能を有している。なお、伸縮性部材２３としてシリコンシーラントを用いたが、高い伸縮性を有し、且つ、水密性を有する素材であればこれに限ることはない。例えば、伸縮性部材２３として、ポリブタジエン系の液状ゴムを採用してもよい。また、伸縮性部材２３として、ゴム状シートを採用し、ゴム状シートを配管１３及び貫通孔１２の内壁と接着させて使用してもよい。
【００３２】
また、プライマーは、伸縮性部材２３と貫通孔１２の接着性、伸縮性部材２３と配管１３の接着性を向上させるために塗布される下地材である。プライマーは、伸縮性部材２３が接着される対象に応じて適宜選択される。例えば、コンクリートによって形成された貫通孔１２と伸縮性部材２３との間に塗布するプライマーとしては、シリコーン変性ウレタン系の樹脂を酢酸ブチルの溶剤で溶解させたものが好ましい。また、金属製の配管１３と伸縮性部材２３との間に塗布するプライマーは、シラン系の樹脂をアセトン、ＩＰＡ、トルエンからなる溶剤で溶解させたものが好ましい。
【００３３】
ブレーカ材２２は、充填シール材２１と伸縮性部材２３との配管１３に直交する方向の相対移動を許容する部材である。ブレーカ材２２は、充填シール材２１の軸方向屋外側の一面を覆うとともに、伸縮性部材２３の軸方向屋内側の一面を覆うように充填シール材２１と伸縮性部材２３との間に介在している。
【００３４】
ブレーカ材２２は、発泡ポリエチレンによって形成され、配管１３の延在方向に所定厚みを有する板形状の円板状部材である。具体的に、ブレーカ材２２は、中央に配管１３を挿通するための円形の孔が形成されている円板状の部材であり、配管１３用の孔は、配管１３の外径と略同じか、または、配管１３の外径よりもやや大きく形成されている。また、ブレーカ材２２は、外径が貫通孔１２の内径と略同じか、貫通孔１２の内径よりもやや小さく形成されている。
【００３５】
第１水蒸気遮蔽部材２４は、伸縮性部材２３より屋外側に配置され、外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に、内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されており、高い水蒸気不透過性を有する材料によって形成されている。水蒸気不透過性とは、高温の水蒸気が透過しにくい性質である。
【００３６】
第１水蒸気遮蔽部材２４は、１５０℃以上の水蒸気に曝されることを考慮し、水蒸気透過を抑制するためのシール部材であって、耐熱性が要求されると共に、１５０℃程度の水蒸気に曝されても加水分解しにくいものであることが望ましい。第１水蒸気遮蔽部材２４は、充填シール材２１や伸縮性部材２３に対して屋外側から水蒸気が到達しないように、水蒸気を遮蔽して水蒸気透過性が低いものであることが好ましい。
【００３７】
また、第１水蒸気遮蔽部材２４は、貫通孔１２の内周面１２ａとの接着界面、配管１３の外周面１３ａとの接着界面に高温の水蒸気が浸透すると、これらの界面の接着強さが著しく低下し、界面が剥離して水蒸気が充填シール材２１や伸縮性部材２３側に到達するおそれがある。第１水蒸気遮蔽部材２４は、各界面への水蒸気の浸透を抑えるために、貫通孔１２を形成するコンクリートや配管１３を形成する金属（ステンレスや炭素鋼）に対する接着強さが強いことが求められる。第１水蒸気遮蔽部材２４は、施工後に地震等により亀裂などの損傷が生じると、水蒸気遮蔽効果が低下するため、可撓性を有することが望ましい。但し、垂直方向に沿う外壁１１に形成された水平方向に沿う貫通孔１２、また、水平方向に沿う外壁としての天井に形成された貫通孔１２に対して施工するケースを考慮すると、第１水蒸気遮蔽部材２４は、流動性が高すぎるものは好ましくない。
【００３８】
上述したことを考慮すると、第１水蒸気遮蔽部材２４は、弾性エポキシ樹脂、好ましくは、２液硬化型の弾性エポキシ樹脂、更に好ましくは、アミン系硬化剤を使用した２液硬化型エポキシ樹脂を主成分とする部材が好適であり、弾性エポキシ樹脂は可撓性を有することが好ましい。また、エポキシ樹脂は、分子構造中に水酸基（ＯＨ基）等の極性基を有するため、コンクリートや金属に対する接着強さが強い。更に、アミン系硬化剤で硬化したエポキシ樹脂は、加水分解しやすい官能基が無く、過酷事故（ＳＡ）の発生時に想定される環境条件においても実質的に加水分解しないなど、基本的に第１水蒸気遮蔽部材２４として好適である。
【００３９】
更に、エポキシ樹脂であれば耐熱性も比較的高いものを選ぶことが可能であり、水蒸気透過性はシリコーン樹脂より低く、更に硬化前の流動性を適正に調整しやすいなど、第１水蒸気遮蔽部材２４に要求される特性をバランスさせやすい。この場合、複数の異なる弾性エポキシ樹脂を組み合わせて使用することで、本実施形態の第１水蒸気遮蔽部材２４に要求される特性を満足させるものとしてもよい。なお、本実施形態の第１水蒸気遮蔽部材２４として好適な弾性エポキシ樹脂としては、日米レジン株式会社  アルプロンＳ−１１０、Ｓ−７４２、セメダイン株式会社  ＥＰ−９０、ヘンケルジャパン株式会社  ロックタイト Ｅ−４０ＦＬ、Ｅ−９０ＦＬ等があるが、これらに限るものではない。
【００４０】
ここで、第１実施形態のシール構造の施工方法について説明する。まず、配管１３と貫通孔１２との間であって、貫通孔１２の屋内側に充填シール材２１を充填する。次に、充填シール材２１の屋外側の面に当接するようにブレーカ材２２を取付ける。続いて、伸縮性部材２３における貫通孔１２の内周面１２ａと配管３の外周面１３ａにプライマーを塗布する。そして、伸縮性部材２３をブレーカ材２２の軸方向屋外側に施工する。伸縮性部材２３が硬化すると、この伸縮性部材２３の軸方向屋外側に第１水蒸気遮蔽部材２４を配置することで、シール構造が完成する。
【００４１】
そのため、例えば、過酷事故などの発生時に、高温の水蒸気が発生し、屋外側からシール部１４に作用しても、シール部１４の屋外側に第１水蒸気遮蔽部材２４が配置されていることから、この水蒸気が充填シール材２１や伸縮性部材２３に到達することを抑制することができ、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００４２】
なお、上述した第１実施形態にて、シール部１４を、充填シール材２１とブレーカ材２２と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４とにより構成したが、この構成に限定されるものではない。図２は、第１実施形態のシール構造における第１変形実施形態を表す断面図である。
【００４３】
第１変形実施形態のシール構造において、図２に示すように、建屋は、外壁１１を有し、この外壁１１は、貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２に配管１３が挿通されている。貫通孔１２と配管１３とは、貫通孔１２の内周面と配管１３の外周面との間の空間部を密閉してシールするシール部１４Ａが設けられている。このシール部１４Ａは、外壁１１の屋内側から屋外側に向けて配置される充填シール材２１と、ブレーカ材２２と、伸縮性部材２３と、第１水蒸気遮蔽部材２４と、第１耐熱性部材２５とから構成されている。ここで、充填シール材２１とブレーカ材２２と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４は、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００４４】
第１耐熱性部材２５は、第１水蒸気遮蔽部材２４より屋外側に配置され、外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に、内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されており、高い耐熱性を有する材料によって形成されている。耐熱性とは、水蒸気などの熱媒体が接触しても、自身が熱分解しにくい性質である。第１耐熱性部材２５としては、耐熱用のシリコンシーラントなどが好適である。耐熱用シリコンシーラントとしては、例えば、信越化学工業株式会社の信越シリコーンＫＥ−３４１８などがあるが、これに限るものではない。
【００４５】
そのため、例えば、過酷事故などの発生時に、高温の水蒸気が発生し、屋外側からシール部１４Ａに作用しても、シール部１４Ａの屋外側に第１耐熱性部材２５が配置されていることから、この水蒸気により第１水蒸気遮蔽部材２４が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００４６】
また、上述した第１実施形態では、シール部１４にて、屋外側に向けて、充填シール材２１とブレーカ材２２と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４を積層したが、この構成に限定されるものではない。図３は、第１実施形態のシール構造における第２変形実施形態を表す断面図である。
【００４７】
第２変形実施形態のシール構造において、図３に示すように、建屋は、外壁１１を有し、この外壁１１は、貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２に配管１３が挿通されている。貫通孔１２と配管１３とは、貫通孔１２の内周面と配管１３の外周面との間の空間部を密閉してシールするシール部１４Ｂが設けられている。このシール部１４Ｂは、外壁１１の屋内側から屋外側に向けて配置される充填シール材２１と、ブレーカ材２２と、伸縮性部材２３と、第１水蒸気遮蔽部材２４と、充填シール材２１から屋内側に向けて配置される第２水蒸気遮蔽部材２６と、第２耐熱性部材２７とから構成されている。
【００４８】
ここで、充填シール材２１とブレーカ材２２と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４は、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。また、第２水蒸気遮蔽部材２６と第２耐熱性部材２７は、第１水蒸気遮蔽部材２４と第１耐熱性部材２５と同様の材料により形成される。
【００４９】
そのため、例えば、過酷事故などの発生時に、高温の水蒸気が発生し、屋内側からシール部１４Ｂに作用しても、シール部１４Ｂの屋内側に第２耐熱性部材２７が配置されていることから、この水蒸気により第２水蒸気遮蔽部材２６が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００５０】
このように第１実施形態のシール構造にあっては、建屋の外壁１１に形成された貫通孔１２とこの貫通孔１２に挿通された配管１３との空間部を密閉するシール部１４，１４Ａ，１４Ｂは、貫通孔１２と配管１３との間に充填されて水密性を有する充填シール材２１と、充填シール材２１における貫通孔１２の貫通方向の屋外側に配置されて伸縮性を有する伸縮性部材２３と、伸縮性部材２３における貫通孔１２の貫通方向の屋外側に配置されて水蒸気不透過性を有する第１水蒸気遮蔽部材２４とを備える。
【００５１】
従って、シール部１４，１４Ａ，１４Ｂに対して屋外側から高温の水蒸気が作用しても、この水蒸気が第１水蒸気遮蔽部材２４により遮蔽されて充填シール材２１や伸縮性部材２３に到達することを抑制する。そのため、外壁１１と配管１３との相対的位置関係が変動しても、充填シール材２１や伸縮性部材２３により高い水密性が保持される。その結果、シール部１４，１４Ａ，１４Ｂが水蒸気に暴露されても高い水密性を確保することができる。
【００５２】
第１実施形態のシール構造では、第１水蒸気遮蔽部材２４が可撓性を有している。従って、外壁１１（貫通孔１２）と配管１３との間に相対的な位置関係の変化が発生しても、第１水蒸気遮蔽部材２４が追従して変形することが可能となり、水密性を保持することができる。
【００５３】
第１実施形態のシール構造では、第１水蒸気遮蔽部材２４が弾性エポキシ樹脂により形成されている。従って、水蒸気に対して第１水蒸気遮蔽部材２４が加水分解することが抑制され、水密性を保持することができる。
【００５４】
第１実施形態のシール構造では、第１水蒸気遮蔽部材２４における貫通孔１２の貫通方向の一方（屋外）側で外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されて耐熱性を有する第１耐熱性部材２５が配置されている。従って、シール部１４Ａに水蒸気が作用しても、熱が第１耐熱性部材２５により遮断されて第１水蒸気遮蔽部材２４が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【００５５】
第１実施形態のシール構造では、第１耐熱性部材２５がシリコンシーラントにより形成されている。従って、材料コストの増加を抑制することができる一方で、水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【００５６】
第１実施形態のシール構造では、充填シール材２１における貫通孔１２の貫通方向の他方（屋内）側で外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されて水蒸気不透過性を有する第２水蒸気遮蔽部材２６が配置されている。従って、シール部１４Ｂに対していずれの方向から高温の水蒸気が作用しても、充填シール材２１や伸縮性部材２３に到達することがなく、高い水密性を保持することができる。
【００５７】
第１実施形態のシール構造では、第２水蒸気遮蔽部材２６における貫通孔１２の貫通方向の他方（屋内）側で外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されて耐熱性を有する第２耐熱性部材２７が配置されている。従って、シール部１４Ｂに水蒸気が作用しても、熱が第２耐熱性部材２７により遮断されて第２水蒸気遮蔽部材２６が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下で水密性の低下を抑制することができる。
【００５８】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態のシール構造を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
第２実施形態のシール構造において、図４に示すように、建屋は、外壁１１を有し、この外壁１１は、貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２に配管１３が挿通されている。貫通孔１２と配管１３とは、貫通孔１２の内周面と配管１３の外周面との間の空間部を密閉してシールするシール部１５が設けられている。このシール部１５は、外壁１１の屋内側から屋外側に向けて配置される充填シール材２１と、伸縮性部材２３と、断熱性部材２８、第１水蒸気遮蔽部材２４とから構成されている。ここで、充填シール材２１と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４は、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。なお、図示しないが、充填シール材２１と伸縮性部材２３との間にブレーカ材を介装してもよい。
【００６０】
断熱性部材２８は、伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４との間に配置され、外周側が貫通孔１２の内周面１２ａに固定されると共に、内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されており、高い断熱性を有する材料によって形成されている。断熱性とは、水蒸気などの熱媒体が接触しても、熱を第１水蒸気遮蔽部材２４側に伝達しにくい性質である。断熱性部材２８としては、ニチアス株式会社のパイロジェルＸＴなどがあるが、これに限るものではない。
【００６１】
また、断熱性部材２８は、熱を第１水蒸気遮蔽部材２４側に伝達しにくい性質であることから、熱伝導率が低いものが好ましい。例えば、１５０℃における熱伝導率が０．０４Ｗ／（ｍ・ｋ）以下、好ましくは、０．０３Ｗ／（ｍ・ｋ）以下がよい。
【００６２】
そのため、例えば、過酷事故などの発生時に、高温の水蒸気が発生し、屋外側からシール部１５に作用しても、シール部材１５の屋外側に第１水蒸気遮蔽部材２４が配置されていることから、この水蒸気が充填シール材２１や伸縮性部材２３に到達することが抑制される。また、伸縮性部材２３の屋外側に断熱性部材２８が配置されていることから、伸縮性部材２３が加熱されることも抑制され、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００６３】
また、上述した第２実施形態では、シール部１５を、充填シール材２１と断熱性部材２８と伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４とにより構成したが、この構成に限定されるものではない。図５は、第２実施形態のシール構造における第１変形実施形態を表す断面図である。
【００６４】
第１変形実施形態のシール構造において、図５に示すように、建屋は、外壁１１を有し、この外壁１１は、貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２に配管１３が挿通されている。貫通孔１２と配管１３とは、貫通孔１２の内周面と配管１３の外周面との間の空間部を密閉してシールするシール部１５Ａが設けられている。このシール部１５Ａは、外壁１１の屋内側から屋外側に向けて配置される充填シール材２１と、伸縮性部材２３と、断熱性部材２８と、第１水蒸気遮蔽部材２４と、第１耐熱性部材２５とから構成されている。
【００６５】
ここで、充填シール材２１と伸縮性部材２３と断熱性部材２８と第１水蒸気遮蔽部材２４は、第２実施形態と同様であるため、説明は省略する。また、第１耐熱性部材２５は、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００６６】
そのため、例えば、過酷事故などの発生時に、高温の水蒸気が発生し、屋外側からシール部１５Ａに作用しても、シール部材１５Ａの屋外側に第１耐熱性部材２５が配置されていることから、この水蒸気により第１水蒸気遮蔽部材２４が加熱されることが抑制され、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００６７】
また、上述した第２実施形態にて、第１実施形態のシール構造における第２変形実施形態のように、充填シール材２１から屋内側に向けて第２水蒸気遮蔽部材２６と第２耐熱性部材２７を配置してシール部材を構成してもよい。
【００６８】
このように第２実施形態のシール構造にあっては、伸縮性部材２３と第１水蒸気遮蔽部材２４との間で外周側が貫通孔１２の内周面１２aに固定されると共に内周側が配管１３の外周面１３ａに固定されて断熱性を有する断熱性部材２８が配置されている。
【００６９】
従って、シール部１５，１５Ａに高温の水蒸気が作用しても、熱が断熱性部材２８により断熱されて伸縮性部材２３が加熱されことが抑制され、水蒸気の暴露環境下においても、水密性の低下が抑制される。
【００７０】
ここで、上述した第１実施形態のシール構造の確認実験を実施した結果について説明する。図６は、第１実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造の断面図、図７は、第１実施形態の模擬シール構造における確認実験結果を表す表である。
【００７１】
第１実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造において、図６及び図７に示すように、実施例１、３は、貫通孔１２を模擬した配管３１内にシール部１４Ａを構成する充填シール材２１、ブレーカ材２２、伸縮性部材２３、第１水蒸気遮蔽部材２４、第１耐熱性部材２５を積層するように配置したものである。実施例２は、配管３１内にシール部１４を構成する充填シール材２１、ブレーカ材２２、伸縮性部材２３、第１水蒸気遮蔽部材２４を積層するように配置したものである。比較例１は、配管３１内に従来のシール部を構成する充填シール材２１、ブレーカ材２２、伸縮性部材２３を積層するように配置したものである。比較例２は、配管３１内に従来のシール部を構成する充填シール材２１、ブレーカ材２２、伸縮性部材２３、第１耐熱性部材２５を積層するように配置したものである。
【００７２】
そして、充填シール材２１は、配管１３の内部を通る流体温度などに応じた耐熱性を備えた弾性発泡材が用いられ、液状で充填した後、硬化させることで水密性を確保する。このような水密性の充填シール材としては、ウレタンなどの弾性発泡材、例えば、三菱電線工業株式会社のＤＦシール１６（実施例１、２、比較例１、２）、あるいは、シリコーン樹脂、例えば、ニチアス株式会社のペネシールＣＴ−１８ＨＨ（実施例３）などが好適である。
【００７３】
伸縮性部材２３は、高い伸縮性を有する。そのため、伸縮性部材２３の施工後に配管１３が動いて貫通孔１２の内周面１２ａと配管１３の外周面１３ａとの距離が変化した場合も、配管１３の動きに追従して貫通孔１２の内周面１２ａ及び配管１３の外周面１３ａに固定された状態を維持することで水密性を保持する機能を高める。伸縮性部材２３としては、シリコンシーラント、例えば、ニチアス株式会社のとんぼ  シリコンシーラント＃３０（実施例１−３、比較例１、２）が好適である。ブレーカ材２２は、充填シール材２１と伸縮性部材２３との相対移動を許容するものであればよく、発泡ポリエチレンシート、例えば、積水化成品工業株式会社のライトロン（実施例１−３、比較例１、２）などが好適である。
【００７４】
第１水蒸気遮蔽部材２４としては、アミン系硬化剤を使用した２液硬化型エポキシ樹脂を主成分とする部材が好適である。例えば、セメダイン株式会社  ＥＰ−９０（実施例１、２）、日米レジン株式会社  アルプロンＳ−１１０（実施例３）、Ｓ−７４２、ヘンケルジャパン株式会社  ロックタイト Ｅ−４０ＦＬ、Ｅ−９０ＦＬ等がある。耐熱性部材２５としては、耐熱性シリコンシーラント、例えば、信越化学工業株式会社のＫＥ−３４１８（実施例１、３、比較例２）などが好ましい。
【００７５】
フランジ付の配管３１内に実施例１−３のシール部１４，１４Ａ、比較例１、２のシール部材を施工した後、水蒸気供給側から１６５℃で蒸気圧０．１ｋＰａの加熱蒸気に６時間暴露した。その後、屋内側への水分透過状況を確認した。水分が透過したか否かは塩化コバルト紙の変色の有無により確認した。塩化コバルト紙は、乾燥状態では青色であるが、水分に触れると赤く変色することで水分の有無を確認する試験紙である。
【００７６】
その結果、実施例１−３のシール部１４，１４Ａによるシール構造で、水蒸気透過の無しが確認され、比較例１、２のシール部によるシール構造で、水蒸気透過の有りが確認された。また、実施例２のシール部１４，１４Ａによるシール構造で、第１水蒸気遮蔽部材２４の表面変色が確認された。
【００７７】
また、上述した第２実施形態のシール構造の確認実験を実施した結果について説明する。図８は、第２実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造の断面図、図９は、第２実施形態の模擬シール構造における確認実験結果を表す表である。
【００７８】
第２実施形態のシール構造の確認実験を実施した模擬シール構造において、図８及び図９に示すように、実施例４、５は、配管３１内にシール部１５，１５Ａを構成する充填シール材２１、伸縮性部材２３、断熱性部材２８、第１水蒸気遮蔽部材２４、第１耐熱性部材２５を積層するように配置したものである。比較例３は、配管３１内に従来のシール部を構成する充填シール材２１、伸縮性部材２３、断熱性部材２８を積層するように配置したものである。比較例４は、配管３１内に従来のシール部を構成する充填シール材２１、伸縮性部材２３、断熱性部材２８、第１耐熱性部材２５を積層するように配置したものである。
【００７９】
そして、断熱性部材２８は、高温に曝されるため、耐熱性が高く、断熱性に優れるものであればよい。このような断熱性部材としては、例えば、ニチアス株式会社のパイロジェルＸＴ（実施例４、５、比較例３、４）などが好適である。フランジ付の配管３１内に実施例４、５のシール部１５，１５Ａ、比較例４、５のシール部を施工した後、水蒸気供給側から１６５℃で蒸気圧０．１ｋＰａの加熱蒸気に６時間暴露した。その後、屋内側への水分透過状況を確認した。水分が透過したか否かは塩化コバルト紙の変色の有無により確認した。塩化コバルト紙は、乾燥状態では青色であるが、水分に触れると赤く変色することで水分の有無を確認する試験紙である。
【００８０】
その結果、実施例４、５のシール部１５，１５Ａによるシール構造で、水蒸気透過の無しが確認され、比較例４、５のシール部によるシール構造で、水蒸気透過の有りが確認された。
【符号の説明】
【００８１】
１１  外壁（壁部）
１２  貫通孔
１３  配管（配設部材）
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１５，１５Ａ  シール部
２１  充填シール材
２２  伸縮性部材
２３  ブレーカ材
２４  第１水蒸気遮蔽部材
２５  第１耐熱性部材
２６  第２水蒸気遮蔽部材
２７  第２耐熱性部材
２８  断熱性部材
【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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