JP2018004068A - 止水機構、止水作業空間形成装置および止水作業空間形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分なシール面圧を得る。【解決手段】シール対象面１０１ｂに接触可能な接触面２１ａが形成された弾性を有する第一シール層２１と、第一シール層２１の接触面２１ａと相反する側で第一シール層２１と一体に設けられた第二シール層２２と、を備え、シール対象面１０１ｂ側に向けて荷重Ｇが付与されて第一シール層２１の接触面２１ａがシール対象面１０１ｂに接触する場合、第一シール層２１の変位量ΔＸ１と、第二シール層２２の変位量ΔＸ２と、第一シール層２１のバネ定数ｋ１と、第二シール層２２のバネ定数ｋ２との関係をｋ１・ΔＸ１＝ｋ２・ΔＸ２とし、バネ定数ｋ１とバネ定数ｋ２との関係をｋ１＜ｋ２とする。【選択図】図９

Description

本発明は、止水機構、止水作業空間形成装置および止水作業空間形成方法に関する。

従来、例えば、特許文献１には、止水作業空間の構築方法および止水作業函について記載されている。特許文献１の止水作業函は、前面および上面を開口した函体と、この函体の前面の前端部に延設された止水材とを備え、止水材が不透水性の軟質独立気泡体であり、この止水材に沿ってその背面に延設される膨張するゴムチューブと、函体の内部と外部とを連通可能な開閉する連通口と、止水材が当接する水際の壁状体に対して函体を固定する固定手段と、を備えている。また、特許文献１において、止水材は、外内２つの層で構成し、それぞれの層の硬さを異ならせて、外層を内層よりも柔らかくした仕様にすることが記載されている。

特許文献１の止水作業空間の構築方法は、前面および上面を開口した函体を、この函体の前面の前端部に延設した止水材を水際の壁状体に当接させることにより所定位置に設置し、その後、この函体内部の水を外部に排出して函体内部に作業空間を構築する止水作業空間の構築方法であって、止水材が不透水性の軟質独立気泡体であり、この函体を所定位置に設置する際に、函体の内部と外部とを連通可能な連通口を開いて函体内部に水を流入させた状態にしながら、止水材を壁状体に当接させて、壁状体に対して函体を固定手段で固定し、次いで前記連通口を閉じて函体内部の水を外部に排出する前に、または、排出した後に、前記止水材に沿ってその背面に延設したゴムチューブを膨張させることにより止水材を壁状体に押圧する。

また、従来、例えば、特許文献２には、建物開口部の水密材について記載されている。特許文献２の水密材は、内装材と外装材を枠材を介して張設したパネルの開口部にサッシ枠を固定し、サッシ枠のフランジと外装材との間に嵌装してビスで緊締する水密材であって、水密材を低弾性のゴムまたは合成樹脂可塑物よりなる硬質材で形成すると共に、硬質材の外装材に接する側面に超弾性のゴムまたは合成樹脂可塑物よりなる軟質材を設けることが記載されている。

特開２０１２−２０２０８２号公報 実開昭５３−１２５２５４号公報

ところで、原子力発電プラントに使用される原子炉として、加圧水型原子炉や沸騰水型原子炉などがある。このような原子炉では、内部に多数の燃料集合体（核燃料）を配置すると共に、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、核燃料が核分裂することで発生した熱により軽水を加熱し、この加熱された軽水（蒸気）により発電を行っている。この原子炉では、既に使用された使用済の燃料集合体や新たに使用する未使用の燃料集合体を水中で一時的に貯蔵する燃料ピットが原子炉建屋に設けられている。燃料ピットは、コンクリートにより形成された貯水槽の内面にステンレス鋼板により形成されたライニングが敷設されて構成されている。このライニングは、溶接により複数接続されている場合は溶接部の溶接線が周囲と比べて突出している可能性がある。また、ライニング自体も表面が必ずしも平坦でなくうねっている可能性がある。

このような燃料ピットにおいて、貯蔵されている燃料集合体を他で貯蔵することができないことから、燃料ピットに燃料集合体を貯蔵し水を張ったままの状態で内面の補修などの工事を行うことが要望されている。このため、特許文献１に記載されているような止水作業空間を形成することが必要である。

しかしながら、燃料ピットの内面は、上述したように溶接線が突出していたり、ライニングの表面がうねっていたりするため、函体であるチャンバと、チャンバを押し当てる燃料ピットの内面の間とで、適切な面圧を持ってシール材を押し当てることが困難であり、その結果、十分なシール面圧が得られない問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、十分なシール面圧を得ることのできる止水機構、十分なシール面圧により止水作業空間を形成することのできる止水作業空間形成装置および止水作業空間形成方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る止水機構は、シール対象面に接触可能な接触面が形成された弾性を有する第一シール層と、前記第一シール層の前記接触面と相反する側で前記第一シール層と一体に設けられた第二シール層と、を備え、前記シール対象面側に向けて荷重が付与されて前記第一シール層の接触面が前記シール対象面に接触する場合、前記第一シール層の変位量ΔＸ１と、前記第二シール層の変位量ΔＸ２と、前記第一シール層のバネ定数ｋ１と、前記第二シール層のバネ定数ｋ２との関係をｋ１・ΔＸ１＝ｋ２・ΔＸ２とし、前記バネ定数ｋ１と前記バネ定数ｋ２との関係をｋ１＜ｋ２とする。

この止水機構によれば、第一シール層は、第二シール層の変位量ΔＸ２よりも大きい変位量ΔＸ１（または小さいバネ定数ｋ１）であるため、シール対象面の表面に、例えば、溶接部の溶接線が突出していたり、表面が平坦でなくうねっていたりしても、この凹凸形状に接触面を追従させることができる。ただし、第一シール層の変位量ΔＸ１のみであると、潰れ代に対して圧縮反力が小さくなり、シール対象面に接触するシール面圧が十分ではない。このため、第二シール層の少ない変位量ΔＸ２（または大きいバネ定数ｋ２）により圧縮反力を大きくして第一シール層の接触面に十分なシール面圧を生じさせる。この結果、十分なシール面圧を得ることができ、止水性能を向上することができる。

また、本発明の一態様に係る止水機構では、荷重が付与された場合の前記第一シール層および前記第二シール層の圧縮率が３０％以上であることが好ましい。

この止水機構によれば、第一シール層および第二シール層を介在した内側と外側との差圧０．１２ＭＰａに対し、止水状態を維持することができる。

また、本発明の一態様に係る止水機構では、前記第一シール層の接触面を前記シール対象面に押し付ける面圧が０．１５Ｍｐａ以上であることが好ましい。

この止水機構によれば、圧縮率５０％を超えると差圧０．１２ＭＰａに対する止水機能が低下する傾向となる。そして、圧縮率５０％を得るには、例えば、第一シール層および第二シール層の幅（受圧幅）を２０ｍｍとして長さを１０００ｍｍとした場合に、荷重が最大３．０２ｋＮ／ｍ必要であり、すなわち、第一シール層および第二シール層幅（受圧幅）の面に掛かる面圧として０．１５ＭＰａ以上必要となる。従って、第一シール層の接触面をシール対象面に押し付ける面圧が０．１５Ｍｐａ以上であることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る止水機構では、加圧流体を発生させる加圧部と、加圧流体を前記第二シール層側に送る送出部と、前記送出部に送る加圧流体の圧力を検出する圧力検出部と、前記加圧部を制御する制御部と、を有する加圧流体供給手段を備え、前記制御部は、前記第一シール層の変位量ΔＸ１と前記第二シール層の変位量ΔＸ２とを加えた総変位量ΔＸとする前記加圧部における加圧流体の発生圧力の範囲が予め設定され、前記圧力検出部により検出される圧力に応じて前記加圧部を制御して前記発生圧力を前記範囲に維持することが好ましい。

この止水機構によれば、加圧流体供給手段を備えることで、第一シール層および第二シール層を所望とする総変位量ΔＸに変位させる荷重を付与することができる。

また、本発明の一態様に係る止水機構では、前記加圧流体供給手段は、前記加圧部を複数有することが好ましい。

この止水機構によれば、加圧部を複数有することで、例えば、２つの加圧部のうちの一方が所望の圧力の加圧流体を発生することが困難な場合に、他方の加圧部に変更して所望の圧力の加圧流体を発生させることができる。したがって、第一シール層および第二シール層を所望とする総変位量ΔＸに変位させる荷重を確実に付与することができる。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る止水作業空間形成装置は、一側が開放する開口部を有する剛体のチャンバと、前記チャンバの内部から外部に水を排出する排水機構と、上述したいずれか１つに記載の止水機構と、を備え、前記チャンバの開口部に沿って前記止水機構の第二シール層を設けると共に、前記第二シール層における前記開口部の開放側に前記止水機構の第一シール層を設ける。

この止水作業空間形成装置によれば、十分なシール面圧を得ることができ、止水性能を向上した止水作業空間をチャンバ内に形成することができる。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る止水作業空間形成方法は、一側が開放する開口部を剛体として有するチャンバと、前記チャンバの内部から外部に水を排出する排水機構と、上述したいずれか１つに記載の止水機構と、を備え、前記チャンバの開口部に沿って前記止水機構の第二シール層を設けると共に、前記第二シール層における前記開口部の開放側に前記止水機構の第一シール層を設ける止水作業空間形成装置を用いる止水作業空間形成方法であって、水中のシール対象面に対して前記止水機構の第一シール層を接触させつつ前記チャンバを前記シール対象面側に押し付ける押付工程と、前記押付工程中に前記排水機構により前記チャンバの内部の水を外部に排出する排水工程と、前記排水工程の後に前記押し付けを解除する解除工程と、を含む。

この止水作業空間形成方法によれば、十分なシール面圧を得ることができ、止水性能を向上した止水作業空間をチャンバ内に形成することができる。

本発明によれば、十分なシール面圧を得ることができ、このシール面圧により止水作業空間を形成することができる。

図１は、燃料ピットの側断面図である。 図２は、燃料ピットの平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る止水作業空間形成装置のチャンバの斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係る止水作業空間形成装置のチャンバの正面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る止水作業空間形成装置の設置工程を示す側断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る止水作業空間形成装置の設置工程を示す側断面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る止水作業空間形成装置の設置工程を示す側断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る止水機構の断面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る止水機構の作用を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る止水機構の他の例の断面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る止水機構の他の例の作用を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る止水機構の他の例の断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、燃料ピットの側断面図である。図２は、燃料ピットの平面図である。

燃料ピット１０１は、原子力発電プラントにおいて原子炉にて使用された使用済みの燃料集合体や、未使用の燃料集合体が貯蔵される。燃料集合体は、複数の核燃料（燃料棒）が束ねられた集合体である。燃料ピット１０１は、矩形状で上部が開放されたコンクリート躯体のプールとして構成されている。燃料ピット１０１は、床面１０１ａおよび周囲の側壁面１０１ｂを有している。この燃料ピット１０１は、床面１０１ａに燃料収納ラック１０２が設置される。燃料収納ラック１０２は上部が開放されて格子状に区画された複数の燃料収納部１０２ａが設けられている。そして、燃料ピット１０１は、内部に水Ｗが貯留された状態で、燃料収納ラック１０２の各燃料収納部１０２ａに燃料集合体が立てられた状態で収納されて貯蔵される。

燃料ピット１０１は、その床面１０１ａおよび側壁面１０１ｂの内面であるコンクリート面にライニングが張り付けられている。ライニングは、厚さ６ｍｍ程度のオーステナイト系ステンレス鋼からなり、燃料ピット１０１の床面１０１ａおよび側壁面１０１ｂの内面を保護するものである。

このような燃料ピット１０１において、例えば、ライニングの定期点検において側壁面１０１ｂの補修が必要になった場合、貯留している水Ｗを排除して作業空間を形成しなければならない。貯蔵されている燃料集合体を他で貯蔵することができない場合、燃料ピット１０１に燃料集合体を貯蔵し水Ｗを張ったままの状態で作業を行うことになる。

このため、本実施形態では、当該作業を可能にするための止水作業空間を形成する止水作業空間形成装置および止水作業空間形成方法を提供する。また、止水作業空間を形成するための止水機構２を提供する。

図３は、本実施形態に係る止水作業空間形成装置のチャンバの斜視図である。図４は、本実施形態に係る止水作業空間形成装置のチャンバの正面図である。

図３および図４に示すように、止水作業空間形成装置は、チャンバ１を有する。チャンバ１は、止水作業空間をなすもので、平面視で両側および背面側を囲むコ字状に形成された側板１１と、側板１１の下部を閉塞する底板１２とを有している。チャンバ１は、両側の側板１１および底板１２により囲まれて、正面側である一側および上部が開放する開口部１Ａが形成されている。このチャンバ１は、側板１１および底板１２が、例えば、鋼材や炭素繊維にて形成された剛体を構成する。

チャンバ１は、開口部１Ａを囲む両側の側板１１および底板１２の正面側の端面１１ａ，１２ａに、当該開口部１Ａに沿って上部が開放する凹溝１３が形成されている。そして、凹溝１３に、止水機構２が設けられている。

止水機構２は、シール部材２０が凹溝１３に設けられている。シール部材２０は、ゴム材などの弾性材からなり、凹溝１３に沿って開口部１Ａを囲む両側の側板１１および底板１２の正面側の端面１１ａ，１２ａの延在方向に沿って連続するように設けられている。シール部材２０は、シール対象面である燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂに接触することで、チャンバ１と側壁面１０１ｂとの間において、チャンバ１の内側である一側と外側である他側との間に介在してチャンバ１の内側と外側との間を止水するためのものである。この止水機構２のシール部材２０の詳細については後述する。

図５から図７は、本実施形態に係る止水作業空間形成装置の設置工程を示す側断面図である。

止水作業空間形成装置は、図５および図６に示すように、上記チャンバ１に加えて、押付機構１５および排水機構１６を有する。押付機構１５は、止水機構２のシール部材２０を側壁面１０１ｂに押し付けるものである。押付機構１５は、燃料ピット１０１の外周縁をなす上面部１０１ｃに取り付けられて燃料ピット１０１の水Ｗを張った内側に向けて迫り出す支持梁１５ａと、支持梁１５ａが燃料ピット１０１の内側に迫り出した部分から下方に延在して燃料ピット１０１の水Ｗの内部に配置される受部１５ｂと、燃料ピット１０１の水Ｗの内部に入れられたチャンバ１の背面側の側板１１と受部１５ｂとの間に配置されるジャッキ１５ｃと、を有する。

排水機構１６は、図６に示すように、止水機構２のシール部材２０が側壁面１０１ｂに押し付けられた状態のチャンバ１の内部の水Ｗを外部に排出するものである。排水機構１６は、チャンバ１の内部から外部に至る排水管１６ａと、排水管１６ａにおいてチャンバ１の内部から外部に水Ｗを送り出すポンプ１６ｂと、を有する。

このように構成された止水作業空間形成装置において、止水作業空間を形成する止水作業空間形成方法を説明する。

まず、図５に示すように、チャンバ１を燃料ピット１０１の作業対象の側壁面１０１ｂに対して開口部１Ａが向き、水Ｗの水面Ｗａから上端が出るように燃料ピット１０１の内部に配置する。また、チャンバ１の背面側の側板１１の外側に受部１５ｂを沿わせるように押付機構１５を設置する。この際、チャンバ１や押付機構１５が干渉し得る燃料収納ラック１０２に収納されている燃料集合体は、燃料ピット１０１内の他の燃料収納ラック１０２に移送し、燃料収納ラック１０２は燃料ピット１０１内のチャンバ１や押付機構１５が干渉しない位置に移動させるか燃料ピット１０１外に取り出す。

そして、図５に示すように、押付機構１５のジャッキ１５ｃにより剛体であるチャンバ１をシール対象面である側壁面１０１ｂに押し付けるように荷重を付与する（押付工程）。これにより、チャンバ１の開口部１Ａがシール部材２０により止水状態となって側壁面１０１ｂに設置される。なお、押付機構１５による荷重は、後に排水機構１６によりチャンバ１と側壁面１０１ｂとの間の領域から水Ｗを排出した後に燃料ピット１０１の内部の水Ｗによりチャンバ１に掛かる水圧による荷重Ｇと同等にする。

次に、図６に示すように、排水機構１６によりチャンバ１と側壁面１０１ｂとの間の領域から水Ｗを排出する（排水工程）。このため、チャンバ１と側壁面１０１ｂとの間の領域に空間Ｓが形成される。このとき、図７に示すように、燃料ピット１０１の内部の水Ｗの水圧がチャンバ１に掛かり、この水圧によりチャンバ１側から側壁面１０１ｂ側に荷重Ｇが付与され、シール部材２０によりチャンバ１の開口部１Ａの側壁面１０１ｂに対する止水状態が維持され、空間Ｓが止水作業空間となる。

次に、空間Ｓが形成された後、図７に示すように、押付機構１５による押し付けを解除する（解除工程）。その後、押付機構１５および排水機構１６は、除去してもよい。また、チャンバ１は、燃料ピット１０１の内部の水Ｗに対して浮き沈みしないことが、水Ｗによるチャンバ１の内側と外側との差圧によりチャンバ１が燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂにシール部材２０を押し付けた状態を維持するうえで好ましい。従って、チャンバ１は、水Ｗと比重が同等であることが好ましい。

以下、止水機構２の詳細について説明する。図８は、本実施形態に係る止水機構の断面図である。図９は、本実施形態に係る止水機構の作用を示す断面図である。

止水機構２のシール部材２０は、第一シール層２１と第二シール層２２で構成されている。第一シール層２１は、断面が矩形状に形成されて、シール対象面である燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂに接触可能な平坦な接触面２１ａが形成されている。接触面２１ａは、凹溝１３に沿って連続して形成された平面をなす。第二シール層２２は、断面が矩形状に形成されて、第一シール層２１のチャンバ１側に積層されて、凹溝１３に沿って連続して形成されている。すなわち、第二シール層２２は、第一シール層２１の接触面２１ａと相反する側で第一シール層２１と一体に設けられている。これら第一シール層２１および第二シール層２２からなるシール部材２０は、チャンバ１の凹溝１３において、少なくとも第一シール層２１の接触面２１ａ側を凹溝１３から突出させて凹溝１３の内部に設けられている。なお、シール部材２０は、凹溝１３から脱落しないように、第二シール層２２が凹溝１３の溝底に接着や嵌め込みなどにより取り付けられる。

このシール部材２０は、図９（図７）に示すように、剛体であるチャンバ１側からシール対象面である側壁面１０１ｂ側に荷重Ｇが付与されて第一シール層２１の接触面２１ａがシール対象面である燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂに接触する場合、第一シール層２１および第二シール層２２が潰れて弾性変形することで、第一シール層２１の接触面２１ａが側壁面１０１ｂに押し付けられると共に、第一シール層２１および第二シール層２２が凹溝１３の内面に押し付けられることで、チャンバ１と側壁面１０１ｂとの間において、チャンバ１の内側と外側との間を止水する。

図８および図９に示すように、第一シール層２１は、荷重Ｇが掛かる方向ｇ（以下、荷重方向という）において、荷重Ｇが掛かる以前の寸法Ｄ１が、荷重Ｇが掛かって弾性変形することで変位量ΔＸ１にて変位する。また、第二シール層２２は、荷重方向ｇにおいて、荷重Ｇが掛かる以前の寸法Ｄ２が、荷重Ｇが掛かって弾性変形することで変位量ΔＸ２にて変位する。従って、シール部材２０は、第一シール層２１の変位量ΔＸ１と、第二シール層２２の変位量ΔＸ２とを加えた総変位量ΔＸにて変位する。また、荷重方向ｇにおいて、第一シール層２１のバネ定数ｋ１と、第二シール層２２のバネ定数ｋ２とは、ｋ１・ΔＸ１＝ｋ２・ΔＸ２の関係にある。このため、第二シール層２２の変位量ΔＸ２は、ΔＸ２＝（ｋ１／ｋ２）ΔＸ１であり、総変位量ΔＸは、ΔＸ＝（（ｋ１／ｋ２）＋１）ΔＸ１となる。さらに、第一シール層２１のバネ定数ｋ１と、第二シール層２２のバネ定数ｋ２とは、ｋ１＜ｋ２の関係にある。このため、第一シール層２１の変位量ΔＸ１と、第二シール層２２の変位量ΔＸ２とは、ΔＸ２＜ΔＸ１の関係となる。

このような止水機構２によれば、第一シール層２１は、第二シール層２２の変位量ΔＸ２よりも大きい変位量ΔＸ１（または小さいバネ定数ｋ１）であるため、シール対象面である燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂを構成するライニングの表面に溶接部の溶接線が突出していたり、ライニングの表面が平坦でなくうねっていたりしても、側壁面１０１ｂの凹凸形状に接触面２１ａを追従させることができる。ただし、第一シール層２１の変位量ΔＸ１のみであると、潰れ代に対して圧縮反力が小さくなり、側壁面１０１ｂに接触するシール面圧Ｐが十分ではない。このため、第二シール層２２の少ない変位量ΔＸ２（または大きいバネ定数ｋ２）により圧縮反力を大きくして第一シール層２１の接触面２１ａに十分なシール面圧Ｐを生じさせる。この結果、十分なシール面圧Ｐを得ることができ、チャンバ１と側壁面１０１ｂとの間において、チャンバ１の内側と外側との間を止水する止水性能を向上することができる。なお、第一シール層２１は、シール対象面である側壁面１０１ｂの凹凸形状に接触面２１ａを追従させるために比較的モジュラスの低い性質を持った材質（例えばゴム製：成形性の観点から液状ゴムを原料にしたものが好ましい。）の使用が考えられる。また、第二シール層２２は、第一シール層２１の接触面２１ａをシール対象面である側壁面１０１ｂに押し付けるために比較的圧縮復元性の高い性質を持った材質（例えばゴム製：成形性の観点から液状ゴムを原料にしたものが好ましい。）の使用が考えられる。第一シール層２１と第二シール層２２とを比較した場合は、第一シール層２１を低モジュラスとして第二シール層２２を高モジュラスとし、第一シール層２１を低圧縮復元性として第二シール層２２を高圧縮復元性とする。

また、本実施形態の止水構造では、荷重Ｇが付与された場合に第一シール層２１および第二シール層２２を加えた圧縮率（［（ΔＸ１＋ΔＸ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）］×１００）が３０％以上であることが好ましい。

この止水構造によれば、シール対象面である側壁面１０１ｂと剛体であるチャンバ１の開口部１Ａとの間で、第一シール層２１および第二シール層２２を介在した内側と外側との差圧０．１２ＭＰａに対し、止水状態を維持することができる。

なお、圧縮率５０％を超えると差圧０．１２ＭＰａに対する止水機能が低下する傾向となる。そして、圧縮率５０％を得るには、例えば、シール部材２０の幅（受圧幅）Ｈを２０ｍｍとして長さＬ（図９における紙面奥行き方向）を１０００ｍｍとした場合に、荷重Ｇが最大３．０２ｋＮ／ｍ必要であり、すなわち、シール部材２０の幅（受圧幅）Ｈの面に掛かる面圧として０．１５ＭＰａ以上必要となる。従って、本実施形態の止水構造では、シール部材２０における第一シール層２１の接触面２１ａをシール対象面である側壁面１０１ｂに押し付ける面圧が０．１５Ｍｐａ以上であることが好ましい。

ここで、図１０は、本実施形態に係る止水機構の他の例の断面図である。図１１は、本実施形態に係る止水機構の他の例の作用を示す断面図である。図１２は、本実施形態に係る止水機構の他の例の断面図である。

図１０および図１１に示すように、本実施形態の止水機構２は、加圧流体供給手段３を備える。加圧流体供給手段３は、加圧部３１と、送出部３２と、圧力検出部３３と、制御部３４と、を有する。

加圧部３１は、流体（例えば、空気）を圧縮して加圧することで加圧流体を発生させる。送出部３２は、剛体であるチャンバ１の凹溝１３内であってチャンバ１と第二シール層２２との間と、加圧部３１とを連通する通路を形成する。圧力検出部３３は、剛体であるチャンバ１と第二シール層２２との間の圧力を検出する。本実施形態では、圧力検出部３３は、加圧部３１から送出部３２に送られる加圧流体の圧力を検出する。制御部３４は、圧力検出部３３により検出された圧力を取得し、この圧力に応じて加圧部３１を制御する。具体的に、制御部３４は、第一シール層２１の変位量ΔＸ１と第二シール層２２の変位量ΔＸ２とを加えた総変位量ΔＸとするための加圧部３１における加圧流体の発生圧力の範囲が予め設定されており、この発生圧力の範囲を記憶している。そして、制御部３４は、圧力検出部３３により検出された圧力を、発生圧力とするように加圧部３１を制御する。

上述したように、剛体であるチャンバ１側からシール対象面である側壁面１０１ｂ側に荷重Ｇが付与されて第一シール層２１の接触面２１ａがシール対象面である燃料ピット１０１の側壁面１０１ｂに接触する場合、第一シール層２１および第二シール層２２が潰れて弾性変形することで、第一シール層２１の接触面２１ａが側壁面１０１ｂに押し付けられると共に、第一シール層２１および第二シール層２２が凹溝１３の内面に押し付けられることで、チャンバ１と側壁面１０１ｂとの間において、チャンバ１の内側と外側との間を止水する。本実施形態の加圧流体供給手段３は、第一シール層２１および第二シール層２２（少なくとも第二シール層２２）が凹溝１３の内面に押し付けられることで、加圧流体を凹溝１３内でチャンバ１と第二シール層２２との間に封じ込め、これにより加圧部３１による加圧流体により上記荷重Ｇを付与する。

このように、本実施形態の止水機構２は、加圧流体供給手段３を備えることで、第一シール層２１および第二シール層２２を所望とする総変位量ΔＸに変位させる荷重Ｇを付与することができる。

また、図１２に示すように、加圧流体供給手段３は、加圧部３１を複数有することが好ましい。図１２に示すように、加圧部３１は、上記機能を有する複数（本実施形態では２つ）の加圧部３１Ａ，３１Ｂが設けられている。各加圧部３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ分岐した送出部３２に接続されている。また、分岐した送出部３２には、開閉弁３５Ａ，３５Ｂがそれぞれ設けられている。開閉弁３５Ａは、開状態において分岐した送出部３２の一方と加圧部３１Ａとを開通させ、閉状態において分岐した送出部３２の一方と加圧部３１Ａとの間を閉止する。また、開閉弁３５Ｂは、開状態において分岐した送出部３２の他方と加圧部３１Ｂとを開通させ、閉状態において分岐した送出部３２の他方と加圧部３１Ｂとの間を閉止する。これら開閉弁３５Ａ，３５Ｂの開閉動作は、制御部３４に制御される。

すなわち、制御部３４は、例えば、開閉弁３５Ａを開状態に制御し、開閉弁３５Ｂを閉状態に制御して加圧部３１Ａにて加圧した加圧流体を送るようにしているとき、圧力検出部３３により検出された圧力が、総変位量ΔＸとするための加圧流体の発生圧力に満たない場合、開閉弁３５Ａを閉状態に制御し、開閉弁３５Ｂを開状態に制御して加圧部３１Ｂにて加圧した加圧流体を送るように変更する。そして、制御部３４は、圧力検出部３３により検出された圧力を発生圧力とするように加圧部３１Ｂを制御する。

このように、本実施形態の止水機構２では、加圧部３１を複数有することで、例えば加圧部３１Ａが所望の圧力の加圧流体を発生することが困難な場合に、他の加圧部３１Ｂに変更して所望の圧力の加圧流体を発生させる。したがって、この止水機構２によれば、第一シール層２１および第二シール層２２を所望とする総変位量ΔＸに変位させる荷重Ｇを確実に付与することができる。

なお、上述した止水機構２、止水作業空間形成装置および止水作業空間形成方法は、燃料ピット１０１の水Ｗに止水作業空間Ｓを形成することで説明したが、これに限らない。例えば、水に浸された様々な側壁面にチャンバ１により止水作業空間Ｓを形成することに用いることができる。

１ チャンバ（剛体）
１Ａ 開口部
１１ 側板
１２ 底板
１３ 凹溝
１５ 押付機構
１５ａ 支持梁
１５ｂ 受部
１５ｃ ジャッキ
１６ 排水機構
１６ａ 排水管
１６ｂ ポンプ
２ 止水機構
２０ シール部材
２１ 第一シール層
２１ａ 接触面
２２ 第二シール層
３ 加圧流体供給手段
３１ 加圧部
３１Ａ，３１Ｂ 加圧部
３２ 送出部
３３ 圧力検出部
３４ 制御部
３５Ａ，３５Ｂ 開閉弁
１０１ 燃料ピット
１０１ａ 床面
１０１ｂ 側壁面（シール対象面）
１０１ｃ 上面部
１０２ 燃料収納ラック
１０２ａ 燃料収納部
ｋ１ 第一シール層のバネ定数
ｋ２ 第二シール層のバネ定数
Ｐ シール面圧
Ｓ 空間
Ｗ 水
Ｗａ 水面
ΔＸ 総変位量
ΔＸ１ 第一シール層の変位量
ΔＸ２ 第二シール層の変位量

Claims (7)

1. シール対象面に接触可能な接触面が形成された弾性を有する第一シール層と、
   前記第一シール層の前記接触面と相反する側で前記第一シール層と一体に設けられた第二シール層と、
   を備え、
   前記シール対象面側に向けて荷重が付与されて前記第一シール層の接触面が前記シール対象面に接触する場合、前記第一シール層の変位量ΔＸ１と、前記第二シール層の変位量ΔＸ２と、前記第一シール層のバネ定数ｋ１と、前記第二シール層のバネ定数ｋ２との関係をｋ１・ΔＸ１＝ｋ２・ΔＸ２とし、前記バネ定数ｋ１と前記バネ定数ｋ２との関係をｋ１＜ｋ２とする止水機構。
2. 荷重が付与された場合の前記第一シール層および前記第二シール層の圧縮率が３０％以上である請求項１に記載の止水機構。
3. 前記第一シール層の接触面を前記シール対象面に押し付ける面圧が０．１５Ｍｐａ以上である請求項１または２に記載の止水機構。
4. 加圧流体を発生させる加圧部と、加圧流体を前記第二シール層側に送る送出部と、前記送出部に送る加圧流体の圧力を検出する圧力検出部と、前記加圧部を制御する制御部と、を有する加圧流体供給手段を備え、
   前記制御部は、前記第一シール層の変位量ΔＸ１と前記第二シール層の変位量ΔＸ２とを加えた総変位量ΔＸとする前記加圧部における加圧流体の発生圧力の範囲が予め設定され、前記圧力検出部により検出される圧力に応じて前記加圧部を制御して前記発生圧力を前記範囲に維持する請求項１から３のいずれか１つに記載の止水機構。
5. 前記加圧流体供給手段は、前記加圧部を複数有する請求項４に記載の止水機構。
6. 一側が開放する開口部を有する剛体のチャンバと、
   前記チャンバの内部から外部に水を排出する排水機構と、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の止水機構と、
   を備え、
   前記チャンバの開口部に沿って前記止水機構の第二シール層を設けると共に、前記第二シール層における前記開口部の開放側に前記止水機構の第一シール層を設ける止水作業空間形成装置。
7. 一側が開放する開口部を剛体として有するチャンバと、前記チャンバの内部から外部に水を排出する排水機構と、請求項１から６のいずれか１つに記載の止水機構と、を備え、前記チャンバの開口部に沿って前記止水機構の第二シール層を設けると共に、前記第二シール層における前記開口部の開放側に前記止水機構の第一シール層を設ける止水作業空間形成装置を用いる止水作業空間形成方法であって、
   水中のシール対象面に対して前記止水機構の第一シール層を接触させつつ前記チャンバを前記シール対象面側に押し付ける押付工程と、
   前記押付工程中に前記排水機構により前記チャンバの内部の水を外部に排出する排水工程と、
   前記排水工程の後に前記押し付けを解除する解除工程と、
   を含む止水作業空間形成方法。

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