(57)【要約】【課題】  定量型ポンプの脈動を除去して、給送先における供給状態を安定させるようにする定量型ポンプ用脈動除去装置を提供する。【解決手段】  チューブポンプからなるモルタル供給ポンプ３の吐出側配管の途中に脈動除去装置20を設けるもので、逆円錐台形の受容容器21にその母線の方向に摺動可能に供給配管22を設け、この供給配管22から給送されたモルタルをを受容容器21に供給する。供給配管22の供給口を接線方向に指向させることによりモルタルは螺旋を描いて排出口20aに達するから、流動時の抵抗によって脈動が減衰され消滅する。排出口20aを給送先であるドラム缶11に連通させたモルタル供給管10に接続して、ドラム缶11にモルタルを供給する。ポンプ３の運転休止時には、配管等を水洗すれば容易に洗浄することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定量型ポンプの脈動が、この定量型ポンプによる給送先に伝達することを阻止する定量型ポンプ用脈動除去装置において、
逆円錐形の頂部に排出口を有する受容容器と、
前記受容容器の内側壁に母線の方向に沿って設けられ、先端に供給口を形成した供給配管とからなり、
前記供給口が指向する方向を、受容容器の母線と交差する方向とし、
前記定量型ポンプから吐出された液体を前記供給配管に導入し、前記供給口から前記受容容器に供給し、この受容容器の前記排出口から給送先へ供給することを特徴とする定量型ポンプ用脈動除去装置。
【請求項２】
前記供給配管を受容容器に対して移動可能として、前記供給口の受容容器内における位置を調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の定量型ポンプ用脈動除去装置。
【請求項３】
前記供給配管が受容容器の母線の方向に摺動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定量型ポンプ用脈動除去装置。
【請求項４】
前記供給配管が受容容器の内面に対して揺動可能で、この揺動によって前記供給口の指向方向が変化することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の定量型ポンプ用脈動除去装置。
【請求項５】
前記供給配管と定量ポンプとの吐出側に接続された配管とをフレキシブルホースで接続させたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の定量型ポンプ用脈動除去装置。
【請求項６】
前記定量ポンプがチューブポンプであり、給送される液体がモルタルであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の定量型ポンプ用脈動除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定量型ポンプの吐出液の流動に生じる脈動を、この吐出液の供給路の途中で除去する装置に関し、特にチューブポンプにより生じる脈動を除去するのに適した定量型ポンプ用脈動除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定量型ポンプは単位時間当たりの吐出量が一定とされたものであるが、ポンプの吐出作動時には吐出圧が変化することにより脈動を生じることになる。この種の定量型ポンプとしてチューブポンプがある。これは弾性を有するチューブをローラーで押し潰しながら移動させることによりチューブ内の液体を押し出し、ローラーが通過した部分は弾性によって原形状に復帰する。このとき、チューブ内に生じる負圧によって液体を吸引して当該部分に液体が充填されるから、このローラーによる押し出し移動を連続して行って、吸引と吐出を行わせるようにしたものである。このチューブポンプは弁構造を有さないため、スラリーや粘性液体を移送することが簡便となり、しかも液体と接触する部分はチューブ内面のみであるから、洗浄水をチューブ内に流通させることにより容易に洗浄することができる利点がある。
【０００３】
ところで、再処理施設やMOX燃料加工施設の燃料サイクル施設等、核燃料取扱施設では、廃棄物の処理の一態様として放射性廃棄物をドラム缶等の処理容器に収容させ、これにモルタルを充填して固化させた後、地下に埋設処理することが要望されている。このとき、処理容器に充填するモルタルの給送に前記チューブポンプが利用されている。これは、上述のように、スラリーを移送しやすく、洗浄もしやすいためである。
【０００４】
前述したように、チューブポンプでは吐出圧の変動によって脈動が生じることにより、放射性廃棄物の処理容器にモルタルを充填する場合には、次の様な不都合が生じる。
【０００５】
放射性廃棄物の処理は被曝のおそれがあるため、作業者が直接処理容器等を取り扱うことができず、処理容器の交換作業等は自動化されている。この交換作業に際して、処理容器とモルタル用の配管との接続作業も自動化されている。他方、チューブポンプからのモルタルの充填作業の際に、処理容器への充填が進行して液位が高くなると、噴射されたモルタルによって液面が跳ね上がって飛散し、供給口等に付着するおそれがある。付着したモルタルが供給口で固化してしまうと、次の処理容器に交換する際に、処理容器の供給口とモルタル用配管との着脱作業に支障が生じるおそれがある。このため、処理容器へのモルタルの充填作業では、液位が低い時点ではチューブポンプの吐出量を大きくし、液位が高くなると徐々に吐出量を減じて、液位が高くなった場合に液面での跳ね上がりがないようにしている。しかし、前記脈動によって噴射されるモルタルによって液位が叩かれることは避けられず、跳ね上がりを抑止することは困難である。このため、脈動を除去することが要求される。
【０００６】
チューブポンプの脈動を防止する装置として、例えば吐出配管にエアチャンバーを設けて吐出圧を一定化させることが考えられる。しかし、配管内が満液の場合には脈動除去の効果を期待できるが、チューブポンプの場合の吐出側は、特にモルタル配管では重力による流動を行わせることが好ましいから、配管内が満液となることがなく、効果を期待できない。また、特許文献１には、位相をずらした複数台のチューブポンプを設け、これらの吐出配管を合流させることにより脈動を抑制するチューブポンプシステムが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２８０７４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した特許文献１に開示されたチューブポンプシステムによる場合には、複数のチューブポンプの吐出側の配管経路が多岐となってしまい、洗浄の際には吐出配管をチューブポンプから取り外す必要が生じるおそれがあり、煩雑な作業が必要となる。しかも、洗浄作業に長時間を要する場合には、処理容器へのモルタルの充填作業が停止してしまうことなるから、モルタルを充填するために複数の系統を備えさせて、それぞれの系統に複数台のチューブポンプを備えさせなければならないことになり、設備コストが増大してしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、この発明は、定量型ポンプ、特にチューブポンプにより生じる脈動を除去して、液体の給送先における吐出状態を極力安定化させる定量型ポンプ用脈動除去装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、定量型ポンプの脈動が、この定量型ポンプによる給送先に伝達することを阻止する定量型ポンプ用脈動除去装置において、逆円錐形の頂部に排出口を有する受容容器と、前記受容容器の内側壁に母線の方向に沿って設けられ、先端に供給口を形成した供給配管とからなり、前記供給口が指向する方向を、受容容器の母線と交差する方向とし、記定量型ポンプから吐出された液体を前記供給配管に導入し、前記供給口から前記受容容器に供給し、この受容容器の前記排出口から給送先へ供給することを特徴としている。
【００１１】
前記定量型ポンプから吐出された液体は、前記供給口から受容容器に吐出される。このとき、供給口が母線と交差する方向、例えば受容容器の逆円錐の接線方向を指向しているとすると、吐出された液体は受容容器内を螺旋に沿って旋回しながら前記排出口に流動する。このとき、受容容器の壁面との間の摩擦力による抵抗を受けて流れるから、吐出された際の脈動が減衰される。そして、受容容器の排出口から給送先へ供給される際には、脈動が消滅した状態となる。
【００１２】
また、請求項２の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、前記供給配管を受容容器に対して移動可能として、前記供給口の受容容器内における位置を調整可能としたことを特徴としている。
【００１３】
供給口の受容容器における位置を調整可能として、流路長の変更により流動時の抵抗の大きさを変化させて、液体がこの受容容器内を流動する時間を異ならせることができるようにしたもので、定量型ポンプの吐出量を変更した場合に、受容容器に供給されてから排出されるまでの時間を調整して給送先への供給量を安定させるようにしたものである。
【００１４】
また、請求項３の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、前記供給配管が受容容器の母線の方向に摺動可能であることを特徴としている。
【００１５】
前記供給口の位置の調整を、供給配管を受容容器の母線の方向へ摺動することのより調整するようにしたもので、この摺動により供給口と受容容器の前記排出口との距離が変更される。
【００１６】
また、請求項４の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、前記供給配管が受容容器の内面に対して揺動可能で、この揺動によって前記供給口の指向方向が変化することを特徴としている。
【００１７】
前記供給配管の供給口の指向方向を変更すると、供給口から供給される液体の方向が変化して、受容容器の排出口までの流路の長さが変更される。これにより、液体が受ける抵抗が変化するから、受容容器内を流れる時間が変更されて、定量型ポンプの吐出量の変更に追随させるようにしたものである。なお、脈動の低流量時には流路長が短くなる方向に、高流量時には流路長が長くなる方向に変更するようにする。
【００１８】
また、請求項５の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、前記供給配管と定量ポンプとの吐出側に接続された配管とをフレキシブルホースで接続させたことを特徴としている。
【００１９】
供給配管を摺動あるいは揺動により移動可能とした場合に、供給配管の移動に支障が生じないよう、フレキシブルホースで接続させたものである。
【００２０】
また、請求項６の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置は、前記定量ポンプがチューブポンプであり、給送される液体がモルタルであることを特徴としている。
【００２１】
特に、放射性廃棄物をモルタルで固化させる際に、このモルタルの給送装置に用いられるチューブポンプの脈動を除去してモルタルを処理容器に供給するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２２】
この発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、この定量型ポンプにより発生する脈動は前記受容容器内を流動することにより減衰され、受容容器から排出される際に消滅するから、この受容容器を経由した液体は、給送先には脈動のない状態で供給される。しかも、配管や受容容器を水洗によって簡単に洗浄することができる。
【００２３】
また、請求項２の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、受容容器内の液体の流路の長さを調整できるから、定量ポンプの吐出量の変更に追随させることができる。
【００２４】
また、請求項３の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、供給配管を摺動可能に支持させることによるから、簡単な構造で供給口の位置の変更を行うことができる。
【００２５】
また、請求項４の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、供給配管を揺動させることにより供給口の指向方向が変更されるから、この受容容器に供給される液体の供給方向が変更されることになり、流路の長さの調整を容易に行うことができる。そして、供給配管を揺動可能に支持させることによるから、簡単な構造とすることができる。
【００２６】
さらに、供給配管を、摺動可能で、かつ、揺動可能に支持させることにより、定量型ポンプの吐出量の変更に極力正確に追随させることができる。
【００２７】
また、請求項５の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、供給配管の移動を簡便な構造で許容することができる。
【００２８】
また、請求項６の発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、モルタルのように短時間で流動性を喪失してしまう材質についても用いることができるから、放射性廃棄物をモルタルで固化する処理設備におけるモルタルの給送用に使用することができる。しかも、チューブポンプから受容容器に至る配管と、受容容器から処理容器に至る配管のいずれも容易に水洗することができるから、モルタル給送後の洗浄処理を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置を具体的に説明する。なお、この実施形態では、定量型ポンプとしてチューブポンプを用いて、モルタルを給送して放射性廃棄物が収容された処理容器に供給する系統について説明する。
【００３０】
図５は前記モルタル給送系の概略を示す図で、モルタルはモルタル槽１内で生成または貯留され、底部の排出弁1aを通って排出される。なお、モルタル槽１は攪拌装置２によって攪拌されている。排出弁1aの下流側には定量型ポンプとしてのチューブポンプからなるモルタル供給ポンプ３の吸込口3aが接続されており、このモルタル供給ポンプ３の作動によってモルタル槽１からモルタルが吸引される。モルタル供給ポンプ６の吐出口3bには短管４を介して入口側鉛直管５が接続されている。また、この入口側鉛直管５を挟んで前記短管４の反対側には洗浄水を供給するための水洗管６が接続されている。前記入口側鉛直管５には、後述する脈動除去装置20が配されており、この脈動除去装置20の排出口20aには出口側鉛直管７が接続されている。
【００３１】
ところで、放射性廃棄物を扱う施設では、放射能汚染および放射線量のない非管理区域と、放射能汚染または放射線量がある管理区域とに区画されており、前記モルタル槽１から前記出口側鉛直管７は放射能汚染および放射線量がないから非管理区域に配設されている。すなわち、図５に示すように、これらモルタル槽１から出口側鉛直管７は、非管理区域である上階Ｕに配されている。そして、この出口側鉛直管７が上階Ｕから下階Ｄにかけて上階Ｕの床Ｆを貫通させてあり、下階Ｄが管理区域とされている。
【００３２】
前記排出側鉛直管７の下端部には短管８が接続されており、この短管８に遮断弁９が配されている。遮断弁９の下流側には鉛直方向のモルタル供給管10が接続されており、このモルタル供給管10の下端部に処理容器であるドラム缶11が着脱自在に接続されるようにしてある。また、モルタル供給管10の上部には、洗浄管12が接続されており、この洗浄管12が遮断弁13を介して図示しないモルタル供給管洗浄装置が接続されている。なお、前記出口側鉛直管７の下端部には、洗浄水排出管14が遮断弁15を介して接続されている。
【００３３】
図１〜図３は前記脈動除去装置20を示しており、この脈動除去装置20は、逆円錐形をした受容容器21とこの受容容器21にモルタルを供給する供給配管22とを主体として構成されている。受容容器21は上部が開放されており、下部の頂部には前記排出口20aが設けられている。前記供給配管22は、図１に示すように、受容容器21の内側壁面に沿って逆円錐形の母線の方向を長手方向として設けられており、基端部には前記入口側鉛直管５と接続させたフレキシブルホース23が接続されている。また、基端部近傍には支持ブラケット24が取り付けられている。受容容器21の外側にはピストン−シリンダ機構25が取り付けられており、このピストン25aの先端部に軸ピン26を介して前記支持ブラケット24が連接されている。このため、シリンダ25bの作動によるピストン25aの進退動作により、供給配管22が前記母線に沿って摺動するようにしてある。また、前記ピストン−シリンダ機構25を受容容器21の壁面を貫通する方向を軸として揺動可能に支持させてあれば、この揺動によって供給配管22を揺動させることができる。また、この揺動機構を設けた場合には、シリンダ25bの方向によって供給配管22は前記母線と交差する方向へも摺動することとなる。
【００３４】
前記供給配管22の先端部22aは、図２に示すように、受容容器21の母線の方向と交差する方向に折曲してあり、この先端部22aに開口が形成されて供給口22bとされている。また、図３に示すように、揺動機構は前記支持ブラケット24に、前記母線よりも先端部22aの側で、前記軸ピン26よりも上方に取り付けられた錘27と、支持ブラケット24に保持される供給配管22とのバランスにより構成され、供給配管22内にモルタルが少ない場合は先端部22aが接線方向よりも排出口20aを指向し、供給配管22内にモルタルが多くなると先端部22aが接線方向を指向するようにする。このため、この揺動機構の軸ピン26の位置は、供給配管22とモルタル、錘27との重量と、モルタルが供給口22bから噴出する際の反力を考慮して決定するものとする。なお、図２は、先端部22aの前記供給口22bを、逆円錐形の接線方向を指向させた場合を示してある。すなわち、供給配管22を母線に沿って摺動させることにより、この先端部22aの供給口22bの受容容器21内における位置が変更され、この供給配管22を揺動させることによって供給口22bが指向する方向が変更される。
【００３５】
以上により構成されたこの発明の実施形態に係る定量型ポンプ用脈動除去装置の作用を、以下に説明する。
【００３６】
前記モルタル供給ポンプ３が作動すると、モルタル槽１からモルタルが吸引されて吐出口3bから吐出される。吐出されたモルタルは前記入口側鉛直管５から重力により流下し、前記フレキシブルホース23を通過し、前記供給配管22の供給口22bから受容容器21内に供給される。また、供給配管22内をモルタルが通過すると、図３(ａ)に示すように、鉛直方向から傾いた状態にある供給配管22が、錘27の重量との関係で、同図(ｂ)に示すように鉛直方向側に揺動し、供給口22bが接線を指向することになり、モルタルは図２上矢標Ｐで示すように、螺旋を描きながら流動して排出口20aに達することになる。このため、配管内のモルタルが多くなるほど、モルタルの流路が長くなって受容容器21の壁面との摩擦により受ける抵抗が大きくなって、流速が減じられる。チューブポンプ3の脈動によりモルタル流量が減少してくると、供給配管22内のモルタルが減少するため自重が小さくなり、供給口22bは排出口20a側を向くため、前述の矢標Ｐよりも短い流路で排出口20aに達するため、前記抵抗が小さくなり流速が大きくなる。したがって、受容容器21に供給されたモルタルはこの受容容器21の流動時に脈動が減衰されることになり、排出口20aから排出されるときには脈動が消滅した状態となる。
【００３７】
排出口20aから排出されたモルタルは、出口側鉛直管７を重力により流下して、前記モルタル供給管10からドラム缶11へ給送されて、ドラム缶11に充填されることとなる。ドラム缶11に供給される際には、モルタルの流れに脈動がないから、モルタルの液面を激しく叩くことがなく、液面が跳ね上がることがない。
【００３８】
ドラム缶11へのモルタルの供給は、迅速であることが望ましいから、ドラム缶11に充填されたモルタルの液位が低い場合には前記モルタル供給ポンプ３の吐出量を多くし、液位の上昇と共に徐々に少なくすることがある。このため、前記脈動除去装置20に供給されるモルタルの量が変化することになる。そこで、前記供給配管22を移動させて、供給口22bから排出されたモルタルが排出口20aに達するまでの流路の長さを調整する。すなわち、モルタル供給ポンプ3の吐出量が多く、チューブポンプの脈動の間隔が短いときには、受容容器21の壁面を流れるモルタルの一部が残留してモルタルが相対的に流れやすくなる場合があるため、供給口22bを受容容器21の縁部側に移動させて流路を長くする。先端部22aおよびその供給口22bの位置の変更は、前記シリンダ25bを作動させてピストン25aを摺動させれば、このピストン25aの摺動方向に応じて供給配管22が移動することによる。
【００３９】
ドラム缶11へのモルタルの充填が完了したならば、モルタル供給ポンプ３を停止し、前記モルタル槽１からモルタル供給管10までに洗浄水を流して洗浄する。前記脈動除去装置20の受容容器21は上部が開放されているから、ここから洗浄水を噴霧することで容易に洗浄することができる。また、放射能汚染の管理対象となるモルタル供給管10の洗浄は、前記遮断弁９を閉じた状態で図示しないモルタル供給管洗浄装置により洗浄を行う。
【００４０】
図４はこの発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置の他の実施形態の概略構造を示す図である。この脈動除去装置30は、前記脈動除去装置20と同様に、入口側鉛直配管５と出口側鉛直配管７との間に介在させるものであり、受容容器31と可動堰32とを主体として構成されている。受容容器31の底板31aは一方の側壁31bから他方の側壁31cにかけて傾斜させて設けられており、最下位の部分に排出口33が設けられている。他方、最上位の部分の上方に前記入口側鉛直管５からモルタルが供給されるようにしてある。そして、前記可動堰32は、モルタルが供給される側と排出口33との側を区画する位置に、前記底板31aに対して昇降可能に設けられており、その昇降によって底板31aとの間の間隙Ｇの大きさを変更するようにしてある。
【００４１】
この第２実施形態に係る脈動除去装置30では、受容容器31に供給されたモルタルは底板31aと可動堰32との間隙Ｇを通過する際に流量が制限され、脈動による流れの大きい時には受容容器31の一方の壁31bと可動堰32との間に一部が貯まり、脈動による流れの小さい時にはこの貯まりが間隙Ｇを流れ、排出口33から排出される際には脈動が消滅していることになる。したがって、排出口33を前記モルタル給送管10に接続させてドラム缶11に給送すれば、ドラム缶11への供給時には脈動の影響を受けることがない。そして、モルタル供給ポンプ３の吐出量の変更に対しては、前記可動堰32を昇降させて前記間隙Ｇの大きさを調整することにより対応させる。すなわち、間隙Ｇが大きい場合には多量のモルタルを排出口33の側に流すことができ、間隙Ｇを小さくした場合には排出口33からの排出量が少なくなる。したがって、モルタル供給ポンプ３の吐出量が、多くなった場合には可動堰32を上昇させて間隙Ｇを大きくし、少なくなった場合には可動堰32を下降させて間隙Ｇを調整する。また、洗浄の際には、受容容器31と可動堰32とに洗浄水を噴霧することにより容易に水洗することができる。
【００４２】
以上説明した実施形態では、モルタルをチューブポンプにより給送する場合について説明したが、チューブポンプに限らずダイヤフラムポンプ等のように脈動を生じる定量型ポンプであればこの脈状除去装置を利用することができる。また、送液の対象はモルタルに限らず、定量型ポンプにより給送される液体であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明に係る定量型ポンプ用脈動除去装置によれば、定量型ポンプの吐出圧の変動による脈動を確実に除去でき、しかも送液部を容易に洗浄することができるから、特に確実な洗浄を要するモルタルを給送する系統に利用するのに適しており、放射性廃棄物を固化するためのモルタルを給送するのに最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１実施形態に係る脈動除去装置の概略構造を説明する一部を切断して示す正面図である。
【図２】図１に示す脈動除去装置の概略の平面図である。
【図３】図１に示す脈動除去装置の要部の動作を説明する図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る脈動除去装置の概略構造を説明する一部を切断して示す正面図である。
【図５】この発明に係る脈動除去装置を実装するのに適した放射性廃棄物をモルタルで固化させる系統を説明する配管図で、チューブポンプでモルタルを給送する系統を示している。
【符号の説明】
【００４５】
１  モルタル槽
３  モルタル供給ポンプ(定量型ポンプ)
５  入口側鉛直管
７  出口側鉛直管
10  モルタル供給管
11  ドラム缶(処理容器)
20  脈動除去装置
20a  排出口
21  受容容器
22  供給配管
22a  先端部
22b  供給口
23  フレキシブルホース
24  支持ブラケット
25  ピストン−シリンダ機構
25a  ピストン
25b  シリンダ
27  錘
30  脈動除去装置
31  受容容器
31a  底板
32  可動堰
33  排出口
Ｇ  間隙
【図１】
2007270722.tif 000003
【図２】
2007270722.tif 000004
【図３】
2007270722.tif 000005
【図４】
2007270722.tif 000006
【図５】
2007270722.tif 000007