JP5479422B2

JP5479422B2 - フロートを用いたダクト内浸水防止構造

Info

Publication number: JP5479422B2
Application number: JP2011191912A
Authority: JP
Inventors: 英一八木; 浩之浦上; 亮平安田
Original assignee: Shinryo Corp
Current assignee: Shinryo Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: JP2013053802A

Description

本発明は、津波災害の予防保全に関し、特に津波によって地下室（ピット）に海水が浸入したときに、空調ダクトを通じて上層の建屋内へと浸水が拡大していくのを防止する構造に関する。

原子力施設の津波対策として、水密化を図り海水の浸入を防ぐエリア（Ａ）と海水の浸入を許容するエリア（Ｂ）とに分けて対応する仕組みとなっている。この場合の「エリア」とは建物以外に建物内の室も含める。従って、同じ建物内でも、海水の浸入を阻止する室と海水の浸入を許容する室とが存在することになる。

例えば、図３の概念図に示すような建物において、地下ピット１０には各種のポンプ，モーター，配管，配線などが大量に配置されているが、一般に津波による浸水は最初に地下ピットに流入する構造になっているため、浸水はやむを得ないものとして許容するエリアとして扱われる。一方、地下ピット１０の天井スラブ１１上の天井内空間１２には、地下ピットに新鮮空気を供給するための比較的大型の給気ダクト１３と、処理済み空気を排出するための比較的小径の排気ダクト１４とが配置され、それぞれ給気用ファン１５と排気用ファン１６に接続され、空気吹出口１７からの給気と空気吸込口１８からの排気とで給排気が行われている（給気と排気が図３と逆の場合もある）。

津波による浸水量が膨大なものであれば、地下ピット１１はやがて海水で満たされ、空気吹出口１７と空気吸込口１８を通じて給気ダクト１３及び排気ダクト１４内に海水が浸入し、接続される空調ダクトを介して建屋（原子炉建屋・タービン建屋・発電機建屋など）２０の上層階へと海水が浸入していくことになる。特に排気ダクトの側は、排気用ファンが回転しているため、浸入した海水が直ちに上層階へと送られてしまうおそれがある。

従来の技術としては、空調ダクトを鉛直方向に延ばして許容可能な水深を高くする方法が考えられているが、最初の設計段階から計画しなければならず、既存の建物には応用できないことと、無駄な空間が拡大するという欠点がある。
また、ダクト系に水の浸入を検知するセンサーを設けて遮断弁で阻止するという方法も考えられているが、停電が発生した場合は電気式のセンサーは検知不能となり、エアポンプが停止するため空気圧式の遮断弁なども動作しなくなるという欠点がある。

特開２０１１−１３２６８４「高浸水を防止する設備」では、海岸線付近に設置したコンクリート壁に隣接して可動式の壁パネルを配置し、壁パネルに取り付けた浮体（フロート）の作用で、壁パネルを上下動させることにより、動力を使用せずに高浸水を阻止できる設備が提案されている。

本発明の目的は、各種建物が津波災害に襲われたときに、海水が建屋の上層階へと浸入することを防止するための構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、地震や津波による停電が発生しても動作可能な浸水防止構造を提供することにある。

本発明は、空気吹出口又は空気吸込口の開口部が比較的大径あるいは角型をしている場合の浸水防止構造を提供する。この浸水防止構造は、鉛直方向下向きに開口した空気吹出口又は空気吸込口の開口部に下側から浸水するのを防止する構造であって、前記開口部に箱型ダクトが気密に接続され、この箱型ダクトの内部に複数の円形穴を有する水平封止板が固定され、前記水平封止板の円形穴の周囲にパッキンが設けられ、前記水平封止板から下方へと複数の案内ロッドが延伸し各案内ロッドの下端は網目状又は格子状の水平底部に固定され、前記箱型ダクトの下端は前記水平底部で終端しており、前記複数の案内ロッドで包囲される空間内に前記案内ロッドに沿って上下動可能な球状の複数のフロートが配置されている。また、前記複数のフロートは鉛直上方に延びた吊り棒に吊り下げられ、前記水平封止板の上方に、前記吊り棒を貫通させて上下に摺動させる案内部材を備えており、前記複数のフロートは前記箱形ダクト内に浸水したときは浮力と水圧を受けて上方へと移動し前記円形穴を封止し、前記開口部内への浸水を防止することを特徴とする。かくして、前記複数のフロートは前記箱型ダクト内に浸水したときは浮力と水圧を受けて上方へと移動し、頂部が円形穴に嵌まると共に前記パッキンに接触し、前記水平封止板の前記円形穴を封止し、前記開口部内への浸水を防止するようになっている。

好適な態様として、フロートはボールタップ用のステンレス鋼製で、円形穴とフロートとの接触部分にパッキンが配置されており、水密性を高める構造となっている。

かかる構成に基づき、本発明の浸水防止構造によれば、
（１）津波による浸水が地下ピットから空調ダクトを介して上層階へと浸入していくのを阻止することができる。
（２）既存のダクトの大幅な改造を必要とせず、短期間で浸水防止構造へと改造することができる。
（３）停電時であっても確実に動作して浸水を防止することができる。

なお、空気吹出口又は空気吸込口の開口部が鉛直方向下向きでなく水平方向あるいは斜め方向を向いているときは、開口部に曲がり管（エルボ）を取り付けて鉛直方向下向きに開口させることにより、本発明を同様に適用することが可能になる。

本発明による浸水防止構造の参考例を表す縦断面図。本発明による浸水防止構造を表す縦断面図。地下ピットからダクトを介して建屋へと浸水する状態を表す概念図。

図１は本発明による浸水防止構造の参考例を表しており、この例は、空気吹出口又は空気吸込口の開口部が比較的小径である場合の浸水防止構造である。図１Ａは津波を受けない初期状態でフロートが最低位置にあり、図１Ｂは津波による浸水を受けてフロートが最高位置まで上昇した状態を表している。

図１Ａにおいて、鉛直方向下向きに開口した空気吹出口又は空気吸込口の開口部１８ａに、異径の円形断面を有する接続ダクト３０が気密に接続されている。接続ダクト３０は、開口部１８ａにアダプタ３８を介して気密に接続される環状の小径管部３１と、小径管部３１の下端から下向きに拡大する切頭円錐形の拡大管部３２と、拡大管部３２の下端に接続される環状の大径管部３３とを有している。

大径管部３３の下端は網目状又は格子状の水平底部３５で終端しており、水平底部３５は空気が自由に流通できる構造になっている。水平底部３５の上には、小径管部３１の内径ｄ（例えば１５０ｍｍ）よりも大きな外径（例えば２００ｍｍ）を有する球状のフロート４０が搭載され、初期状態ではフロート４０の底部は水平底部３５上に着座している。フロート４０は左右に大きく横振れしないように吊り棒３７で案内部材３９から吊り下げられており、吊り棒３７は案内部材３９を貫通して上下に摺動できるように取り付けられている（図１Ｂ参照）。大径管部３３の内径Ｄは例えば３００ｍｍ、接続ダクト３０の高さＨは例えば３５０ｍｍとすることができる。拡大管部３２の内側上端付近にはゴム等の材質から成るパッキン３６が貼り付けられている。

かかる構成に基づき、フロート４０は、地下ピットが浸水を受けて水面が上昇し接続ダクト３０内に浸水し始めると、図１Ｂに示すように浮力と水圧を受けて上方へと移動してパッキン３６に接触し、拡大管部３２を水密状態に封止して開口部１８ａ内への浸水を防止するようになっている。
なお、フロート４０はボールタップ用のステンレス鋼（ＳＵＳ）製が好適であるが、パッキンと同様に各種の耐久性のある材質で代替することが可能である。

図２は本発明による浸水防止構造を表しており、この例は、空気吹出口又は空気吸込口の開口部が比較的大径あるいは角型をしている場合の浸水防止構造である。図２Ａは津波を受けない初期状態でフロートが最低位置にあり、図２Ｂは津波による浸水を受けてフロートが最高位置まで上昇した状態、図２Ｃはフロート部分の水平断面を表している。

図２Ａにおいて、空気吹出口又は空気吸込口である鉛直方向下向きの開口部１７ａにアダプタ５３を介して箱型ダクト５０が気密に接続されている。箱型ダクト５０の外側ケース５０ａの内部には、２つの円形穴５１，５２（図２Ｃ参照）を有する水平封止板５４が固定されている。
水平封止板５４から下方へと複数の案内ロッド５５（図２Ｃ参照）が延伸し、各案内ロッド５５の下端は網目状又は格子状の水平底部５８に固定され、箱型ダクト５０の下端は水平底部５８で終端している。水平底部５８は空気が自由に流通できる構造になっている。

図２Ｃに示すように、複数の案内ロッド５５で包囲される空間内に、案内ロッド５５に沿って上下動可能な球状のフロート４０が収容され、初期状態ではフロート４０の底部は水平底部５８上に着座している。各フロート４０は吊り棒５６から吊り下げられており、水平封止板５４の上方に配置された案内板５９を貫通して上下に摺動できるように取り付けられている（図２Ｂ参照）。水平封止板５４の円形穴５１，５２の周囲にはパッキン５７（図２Ｂ，図２Ｃ参照）が貼り付けられている。

かかる構成に基づき、各フロート４０は、地下ピットが浸水を受けて水面が上昇し箱型ダクト５０内に浸水し始めると、図２Ｂに示すように浮力と水圧を受けて上方へと移動し、頂部が円形穴５１，５２に嵌まると共にパッキン５７に接触し、水平封止板５４を封止して開口部１７ａ内への浸水を防止するようになっている。

なお、図２では開口部１７ａの大きさに合わせて２個のフロートを使用したが、開口部が小さい場合には１個のフロートでもよく、開口部がさらに大きな場合には３個以上のフロートで対応することも可能である。

以上詳細に説明した如く、本発明による浸水防止構造によれば、津波による浸水が地下ピットから空調ダクトを介して上層階へと浸入していくのを阻止することができ、既存のダクトの大幅な改造を必要とせず、短期間で浸水防止構造へと改造することができ、停電時であっても確実に動作して浸水を防止することができるなど、その技術的効果には極めて顕著なものがある。

１０地下ピット１３，１４ダクト
１７空気吹出口１８空気吸込口
１７ａ，１８ａ開口部２０建屋
３０接続ダクト３１小径管部
３２拡大管部３３大径管部
３５水平底部３６パッキン
４０フロート
５０箱型ダクト５１，５２円形穴
５４水平封止板５５案内ロッド
５７パッキン５８水平底部

Claims

鉛直方向下向きに開口した空気吹出口又は空気吸込口の開口部に下側から浸水するのを防止する構造であって、
前記開口部に箱型ダクトが気密に接続され、
この箱型ダクトの内部に複数の円形穴を有する水平封止板が固定され、
前記水平封止板の円形穴の周囲にパッキンが設けられ、
前記水平封止板から下方へと複数の案内ロッドが延伸し各案内ロッドの下端は網目状又は格子状の水平底部に固定され、
前記箱型ダクトの下端は前記水平底部で終端しており、
前記複数の案内ロッドで包囲される空間内に前記案内ロッドに沿って上下動可能な球状の複数のフロートが配置されており、
前記複数のフロートは鉛直上方に延びた吊り棒に吊り下げられ、前記水平封止板の上方に、前記吊り棒を貫通させて上下に摺動させる案内部材を備えており、
前記複数のフロートは前記箱型ダクト内に浸水したときは浮力と水圧を受けて上方へと移動し、頂部が円形穴に嵌まると共に前記パッキンに接触し、前記水平封止板の前記円形穴を封止し、前記開口部内への浸水を防止することを特徴とするダクト内浸水防止構造。
前記フロートはボールタップ用のステンレス鋼製で、前記円形穴とフロートとの接触部分にパッキンが配置されている請求項１記載の浸水防止構造。