JP5091402B2 - 断熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば原子力設備における各種機器に好適に用いられる断熱装置に関するものである。

原子力発電プラントなど原子力設備における配管や機器には、断熱および放射線遮蔽のためのカバーやパネルが被覆されている。図６は、かかる従来のカバーの断面を示す。カバー９０は、被断熱体側に配置される内側板９１、その反対側の外側板９２および厚さ方向に配置される側板９３からなる金属製箱体の内部に、ロックウール、グラスウールまたは薄板金属板からなる断熱材９４を複数配置すると共にその積層内に鉛製遮蔽材９５が配設された構成を有している。このような構成を有する部材は、例えば下記特許文献１などに開示されている。

特開平１１−８２８７４号公報

しかしながら、前記カバーやパネル等の断熱装置の放射線遮蔽性能を高めるため、従来は、内部に設けられる鉛製遮蔽材９５の厚さを２５ｍｍ以上にする必要があり、断熱装置の重量が増大するという問題点がある。また鉛板は軟化点が低いために、その外部をロックウールやグラスウール等の断熱材で被覆する必要があり、断熱装置の製造に手間がかかるという問題点もある。さらに鉛を使用することは環境面から問題視されつつあり、何らかの対策を講ずることが求められている。さらにまた、断熱材としてロックウールやグラスウールを使用すると、仮に放射線で汚染された場合、その洗浄が困難であるという問題点もある。

したがって本発明の目的は、優れた断熱性能を有し、放射線の遮蔽のために鉛を使用せず、軽量であり、装置の製造に手間がかからず、なおかつ仮に放射線で汚染された場合でもその洗浄が容易な断熱装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、被断熱体側に配置される内側板、その反対側の外側板および厚さ方向に配置される側板からなる外殻と、前記外殻内に複数配置される反射板とを備えてなる断熱装置において、前記内側板、外側板、側板および反射板が金属製であるとともに（ただし、鉛は含まない）、前記内側板、外側板および側板がタングステン合金によって構成され、かつ前記内側板の厚さが５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする断熱装置である。
請求項２に記載の発明は、前記タングステン合金が、タングステン−ニッケル−銅系合金、タングステン−ニッケル−モリブデン系合金、タングステン−ニッケル−鉄系合金、タングステン−ニッケル−鉄−モリブデン系合金またはタングステン−ニッケル−銅−鉄系合金であり、かつ、タングステン合金におけるタングステンの割合が９０〜９７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の断熱装置である。
請求項３に記載の発明は、前記被断熱体が配管であり、前記外殻が二つ以上の弧状の構成体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱装置である。
請求項４に記載の発明は、断熱および放射線の遮蔽のために用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の断熱装置である。

本発明によれば、優れた断熱性能を有し、放射線の遮蔽のために鉛を使用せず、軽量であり、装置の製造に手間がかからず、なおかつ仮に放射線で汚染された場合でもその洗浄が容易な断熱装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

実施の形態１
図１（ａ）は、本発明の断熱装置の斜視図であり（一部切取図）、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および（ｂ）において、本発明の断熱装置１は、被断熱体側に配置される内側板２、その反対側の外側板３および厚さ方向に配置される側板４からなる外殻を有する。図１の形態の断熱装置は、箱形の形状を有しているので、内側板２および外側板３をそれぞれ１枚ずつ使用し、側板４を４枚使用している。また、外殻内には反射板５が複数配置されている。反射板５の間にはスペーサ６が設けられ、反射板５の間隔を決定している。また図１（ｂ）に示すように、側板４の端部４０１が内側板２および外側板３に重なるように折れ曲がり、この折れ曲がり部分で側板４と内側板２および外側板３とをリベット７により接合することにより、外殻の構造が堅牢になるとともに、反射板５も固定される。
また図２（ａ）は、本発明の断熱装置の別の形態の斜視図であり（一部切取図）、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図２に示す本発明の断熱装置１はほぼ図１の装置の形態と同様であるが、スペーサ６の替わりに、反射板５自体に設けられたエンボス６’によって反射板５の間隔を決定している。

反射板５は金属製であって、例えばステンレス鋼やアルミニウムが好適である。反射板５の厚さは２０〜２００μｍが好ましい。この範囲内において反射板５の加工性と外殻への装着性が高まる。また反射板５の間隔は、１０ｍｍ以下が好ましい。反射板５の間隔が１０ｍｍを上回ると、空気の対流によって断熱性能が低下することがある。

そして本発明の断熱装置１は、内側板２、外側板３、側板４および反射板５が金属製であるとともに、少なくとも内側板２がタングステン合金によって構成されていることを特徴としている。タングステン合金としては、タングステン−ニッケル−銅系合金、タングステン−ニッケル−モリブデン系合金、タングステン−ニッケル−鉄系合金、タングステン−ニッケル−鉄−モリブデン系合金、タングステン−ニッケル−銅−鉄系合金が好ましいものとして挙げられるが、当該タングステン合金におけるタングステンの割合は９０〜９７質量％、好ましくは９３〜９７質量％であるのが好ましい。タングステンの含有量が９０質量％未満であると、放射線遮蔽性能が低下するため好ましくない。また、タングステンの含有量が９７質量％を上回ると、加工が困難となるため好ましくない。

タングステン合金は、耐熱性に優れるので外殻の構成に使用でき、鉛のように他の断熱部材で被覆する必要がない。また、タングステン合金は放射線遮蔽性能に優れる。内側板として使用するタングステン合金の厚さは、５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。厚さが５ｍｍ未満であると、放射線遮蔽性能が不十分となるため好ましくない。なお厚さが２０ｍｍを超えると外殻の質量が増加するので好ましくない。さらに好ましいタングステン合金の厚さは、５ｍｍ〜１５ｍｍである。

本発明において、内側板以外の外殻の構成に使用する金属としては、例えば厚さ０．５ｍｍ〜２ｍｍのステンレス鋼が好適であり、反射板として使用する金属としては、前記したとおりステンレス鋼やアルミニウムであるが、外側板３、側板４および反射板５から選択された１つまたは２つ以上の部材がタングステン合金によって構成されていてもよい。
内側板および必要に応じてその他の部材を構成するタングステン合金板と他の部材との接合等は前記図１または２で説明した形態と同様である。また、図１または２で説明した断熱装置は、矩形以外にも下記で説明するように曲面を有する弧状の形状を有していてもよい。

実施の形態２
本発明では、被断熱体が配管であり、前記外殻が二つ以上の弧状の構成体からなることが好ましい。以下、この好ましい形態について詳細に説明する。
図３および図４は、本発明の好適な実施の形態に係る断熱装置の組み立て状態および分離状態を示す。断熱装置１１は、相互に分離可能な二つの構成体１３，１５から構成されている。各構成体１３，１５は、内側板２、外側板３および側板４を有する。また各構成体１３，１５は、断面が半円形の弧状の形状を有する。図３に示されるように、構成体１３，１５が組み立てられた状態において、断熱装置１１は全体が筒状となる。また断熱装置１１の構成体１３，１５には、運搬の際の利便性を考慮して取手１７が設けられている。構成体１３，１５における連結部の近傍には、両構成体１３，１５を組み立て状態に固定するバックル１９が、両構成体１３，１５にまたがるように設けられている。また、構成体１５における構成体１３との連結部近傍には、両構成体１３，１５の連結部を覆うカバー２１が設けられている。また内側板２の配管側には板状バネ２２が設けられ、配管との間隔を例えば５〜１５ｍｍに保つと共に、ズレを防止し良好な固定を提供している。

次に、図５に基づいて、各構成体１３，１５の構成を説明する。図５は、構成体１３の長手方向の断面図である。構成体１５も構成体１３と同じ構造を有しているのでここでの説明は省略する。なお図５ではサイズの長い配管を断熱するために、構成体１３と１３’を２つ連結した構成となっている。

構成体１３および１３’は、基本的に実施の形態１で説明した断熱装置と同様の構成を有し、断熱対象となる配管表面と対向する側となる内側板２がタングステン合金から構成され、外側板３および側板４は、ステンレス鋼から構成されている。また、構成体１３および１３’の内部にはアルミニウム製の反射板５が複数配置されている。反射板５は、平面状の反射板とエンボス６’が形成された凸面を有する反射板からなり、これらは交互に配置されている。エンボス６’は、反射板５の間隔を決定している。また構成体１３および１３’の側板４は、端部４０１が内側板２および外側板３に重なるように折れ曲がり、この折れ曲がり部分で側板４と内側板２および外側板３とがリベット７により接合されている。また、構成体１３および１３’の連結部分は、バックル５１によって固定されている。

次に、以上のように構成された断熱装置１１の動作について説明する。まず、各バックル１９を解錠して構成体１３，１５を相互に分離させておき、それぞれ配管表面を覆うように各構成体１３，１５を配置する。そして、断熱装置１１が配管表面の周囲で筒状となる状態で、各バックル１９を施錠し両構成体１３，１５を連結する。このように配管を断熱装置１１で被覆すると、仮に配管から放射線が漏れ出たとしても内側板２を構成するタングステン合金によって効率よく遮蔽され、その洗浄も容易である。また、配管から生じる熱は、該タングステン合金および反射板５により遮断される。

また、メンテナンス時などに、断熱装置１１を配管から取り外す場合には、各バックル１９を解錠するだけで、構成体１３，１５が分離可能となり、短時間の施工作業により簡単に取り外すことができる。さらに、メンテナンス後など断熱装置１１を再取り付けする場合にも、新規に取り付けする場合と同様に、構成体１３，１５を配管外周で筒状となるように配置した後、各バックル１９を施錠するだけでよい。よって、取り外し時と同様に、短時間の施工作業により簡単に取り付けが行え、しかも一度取り外した断熱装置１１を再度利用することができる。

本実施の形態２の断熱装置を構成する構成体の数は、二つに限定されるものではなく、三つ以上の構成体からなる態様でもよい。また、各構成体の連結態様は、相互に完全に分離する態様に限定されず、筒状の状態から配管に対する被覆又は離脱が行えるよう開放できる態様を広く含む。

また、前記の実施の形態では、タングステン合金を内側板のみに使用する形態を説明したが、本発明の断熱装置は、外側板、側板および反射板から選択された１つまたは２つ以上の部材がタングステン合金によって構成されていてもよい。

本発明の断熱装置は、断熱および放射線遮蔽の目的で従来使用されていた鉛を用いずに、タングステン合金を採用しているので、地球環境を汚染することがない。また本発明に使用されるタングステン合金は軽量であり、耐熱性、断熱性能、放射線遮蔽性能、加工性に極めて優れている。したがって所望の特性を有する装置の製造に手間がかからない。さらに本発明の断熱装置は、仮に放射線で汚染された場合でも内側板、外側板、側板および反射板が金属製であるために、洗浄が容易である。

（ａ）は、本発明の断熱装置の斜視図であり（一部切取図）、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、本発明の断熱装置の別の形態の斜視図であり（一部切取図）、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態に係る断熱装置の組み立て状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る断熱装置の分離状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る断熱装置における両構成体の長手方向の断面図である。 従来の断熱用のカバーの断面図である。

符号の説明

１，１１ 断熱装置
２ 内側板
３ 外側板
４ 側板
５ 反射板
６ スペーサ
６’ エンボス
１９，５１ バックル
１３，１３’，１５ 各構成体

Claims (4)

1. 被断熱体側に配置される内側板、その反対側の外側板および厚さ方向に配置される側板からなる外殻と、前記外殻内に複数配置される反射板とを備えてなる断熱装置において、
   前記内側板、外側板、側板および反射板が金属製であるとともに（ただし、鉛は含まない）、前記内側板、外側板および側板がタングステン合金によって構成され、かつ前記内側板の厚さが５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする断熱装置。
2. 前記タングステン合金が、タングステン−ニッケル−銅系合金、タングステン−ニッケル−モリブデン系合金、タングステン−ニッケル−鉄系合金、タングステン−ニッケル−鉄−モリブデン系合金またはタングステン−ニッケル−銅−鉄系合金であり、かつ、タングステン合金におけるタングステンの割合が９０〜９７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の断熱装置。
3. 前記被断熱体が配管であり、前記外殻が二つ以上の弧状の構成体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱装置。
4. 断熱および放射線の遮蔽のために用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の断熱装置。

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