JPH04204034A - ガスサンプル希釈採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放射性ガスサンプル等を自動的に希釈して
、所定の採取容器に採取するガスサンプル希釈採取装置
に関する。

〔従来の技術〕

原子力発電所等において発生する放射性カスを測定する
ため、ガスサンプルを採取する場合にガスの希釈作業が
行われる。従来、この種のガス希釈作業は、第４図に示
すプロセスによって行われる。しかるに、第４図におい
て、参照符号１０は希釈ポットを示し、この希釈ポット
１０に対しガスサンプル供給系１２と希釈ガス供給系１
４とがそれぞれ開閉弁１６．１８を介して接続される。

また、この希釈ポット１０から希釈ガス排出系２０か導
出され、この排出系２０にはそれぞれ第１開閉弁２２．
採取容器２３の接続部２４、第２開閉弁２６、真空ポン
プ２８が順次接続配置される。なお、前記希釈ポット１
０には、圧力計１１が設けられている。

次に、前記構成からなる従来のガスサンプル希釈プロセ
スについて説明する。

まず、ガスサンプル供給系１２と希釈ガス供給系１４に
設けた開閉弁１６．１８を閉じ、排出系２０の第１およ
び第２開閉弁２２゜２６を開放して真空ポンプ２８を作
動し、希釈ポット１０および採取容器２３内の真空引き
を行う。その後、前記全部の開閉弁を閉じると共に真空
ポンプ２８の作動を停止する。

この結果、前記希釈ポット１０および採取容器２３の内
部は所定の負圧状態に保持される。

そこで、最初にガスサンプル供給系１２の開閉弁１６を
開放して希釈ポット１０内へガスサンプルを負圧作用下
に導入し、続いて、希釈ガス供給系１４の開閉弁１８を
開放して希釈ポット１０内へ希釈ガスとして例えば空気
または窒素ガス（Ｎ２）を加圧導入し、所定の圧力状態
になった時点で前記開閉弁１８を閉じる。これにより、
前記希釈ポット１０内において、導入されたガスサンプ
ルの希釈ガスによる所定倍率の希釈が達成される。しか
る後、排出系２０の第１開閉弁２２を開放すれば、希釈
ポット１０内において加圧状態に保持された希釈ガスサ
ンプルは、採取容器２３内へ容易に導入することができ
る。

〔発明か解決しようとする課題〕

前述した従来のガスサンプルの希釈および採取プロセス
によれば、希釈ポットの圧力条件の設定およびこれに伴
う各系統に設けられる開閉弁の開閉タイミングとその制
御には熟練か必要であり、しかも熟練者による手作業に
より操作するため、作業者の個人差によってガスの希釈
状態が異なり、これにより分析結果に誤差が生じる難点
かある。

また、従来の装置では、特にガスサンプルが原子力発電
プラントにおける放射性ガスである場合には、半減期の
短い核種サンプルを採取するために被曝の危険が大きく
、安全のためには操作を迅速に行う必要があり、しかも
全て手作業による場合は作業も煩雑となることから一層
熟練を要する等の問題がある。

さらに、従来の装置では、真空ポンプやアスピレータ等
の付帯設備を必要とするばかりでなく、作業的にも全て
の操作を自動化することは到底困難であり、装置も大型
となる等の難点かある。

特に、希釈ポットは高圧容器となるため、法的規制の対
象となり、その構成材料、溶接検査等の公的検査を受け
る必要から製造コストか大幅に増大する欠点かある。

そこで、本発明の目的は、ガスサンプルの希釈工程の全
ての作業と希釈ガスサンプルの採取作業とを自動化し、
これにより作業性の改善と共に作業者に対する被曝の危
険性を十分低減して、安全性を向上させたガスサンプル
希釈採取装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るガスサンプル希釈採取装置は、外部操作可
能なピストンを備えた希釈シリンダを設け、この希釈シ
リンダのピストンで画成された一方の画室に対しガスサ
ンプル採取系とコネクタを介して接続する入口管および
出口管を開゛閉弁を介して接続すると共に外部より空気
を供給するフィルタを備えた給気管を接続し、前記希釈
シリンダの中位部に分離された希釈ガスを所要の容器に
採取するための採取管を開閉弁を介して連通接続し、さ
らに前記ピストンで画成された希釈シリンダの他方の画
室に対し前記採取管に分岐接続される分岐管を開閉弁を
介して連通接続すると共に外部への排気を行うための排
気管を接続し、前記希釈シリンダのピストンの外部操作
と各開閉弁の開閉操作を自動的に行う制御系を設けるこ
とを特徴とする。

前記のガスサンプル希釈採取装置において、希釈シリン
ダのピストンは、前記一方の画室を拡大する方向に操作
して該画室および採取管に接続される容器の内部を減圧
し、次いて前記画室内にガスサンプルを導入し、さらに
前記画室を拡大する方向にピストンを操作することによ
り画室内のガスサンプルに対し所定の気体を導入してそ
の容積変化に対応する所要倍率の希釈を行うよう構成す
る。

また、希釈シリンダのピストンは、前記−方の画室内で
ガスサンプルの希釈を行った後、前記一方の画室を縮小
する方向に操作して該画室の内部を加圧し、前記画室内
の希釈カスを採取管に接続される容器の内部に導入する
よう構成する。

〔作用〕

本発明に係るガスサンプル希釈採取装置によれば、希釈
シリンダのピストンを、最初前記一方の画室に対し接続
された入口管および出口管の開閉弁を閉じかつ採取管の
開閉弁も閉じた状態で、前記一方の画室を拡大する方向
に操作することにより該画室の内部が減圧され、その後
採取管の開閉弁を開放することにより採取管に接続され
る容器の内部を減圧し、次いで前記入口管の開閉弁を開
放することにより前記画室内に所定量のガスサンプルを
導入し、しかる後前記入口管の開閉弁を閉じてさらに前
記画室を拡大する方向にピストンを操作することにより
画室内へ所定量の希釈ガスを導入して、ガスサンプルの
希釈を行うことができる。

また、前記一方の画室内でガスサンプルの所定比率の希
釈を行った後、前記一方の画室を縮小する方向に前記ピ
ストンを操作することにより該画室の内部か加圧され、
前記画室内の希釈ガスサンプルを採取管に接続される容
器の内部に導入することかできる。

このような、希釈シリンダのピストンの外部操作と各開
閉弁の開閉操作を所要の制御系により自動的に行うこと
により、作業性および安全性に優れしかも精度の高いガ
スサンプル希釈採取を容易に達成することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係るガスサンプル希釈採取装置の実施例
につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明に係るガスサンプル希釈採取装置の一
実施例を示す系統図である。第１図において、参照符号
３０は母カス系を示し、この母カス系３０に減圧装置３
．２を設けてその下流側にガスサンプル採取系３４が分
岐接続されている。そして、このガスサンプル採取系３
４には、バージカス供給系３６との切換え接続を行うこ
とかできる外部切換弁装置３８を設け、さらにコネクタ
４０．４０を介してガス希釈採取装置４２に接続されて
いる。

しかるに、このガス希釈採取装置４２は、希釈シリンダ
４４を備え、この希釈シリンダ４４に対し前記コネクタ
４０．．４０と接続してガスサンプルを導入しかつ排出
する入口管４６と出口管４８がそれぞれ開閉弁５０，５
２を介して連通接続される。この希釈シリンダ　４４は
、第２図に詳細に示すように、内部にピストン５４を有
し、このピストン５４はピストンロッド５６を介してシ
リンダ４４の上部に設けたエアシリンダ５８により、適
宜上下方向に操作可能に構成される。そして、この希釈
シリンダ４４のピストン５４により仕切られた下方の画
室６０ａには、下部に前記入口管４６と接続する開口６
２が設けられ、またその外周部に前記出口管４８と接続
する開口６４がそれぞれ設けられ、さらに前記開口６４
と同様にして外部より希釈ガスとしての空気を供給する
フィルタ６５を備えた希釈ガス供給管６６と接続する開
口（図示せず）が適宜設けられる。

また、前記希釈シリンダ４４の中位部には、希釈された
ガスサンプルをバイアル６８に採取するための採取管７
０を接続する開ロア２が設けられる。

さらに、希釈シリンダ４４のピストン５４により仕切ら
れた上方の画室６０ｂには、上部に前記採取管７０より
分岐された分岐管下４と接続する開口アロが設けられ、
そして外部への排気を行うための排気管７８と接続する
開口（図示せず）か前記開口アロと同様に設けられる。

なお、前記採取管７０および分岐管７４には、それぞれ
開閉弁８０．８２が設けられ、また希釈ガス供給管６６
および排気管７８には、それぞれ逆止弁８４．８６が設
けられる。

そして、前記開閉弁８０．８２は電気信号系により制御
され、また前記開閉弁５０．５２並びにエアシリンダ５
８はそれぞれ空気信号系により制御されるよう構成され
ている。さらに、外部切換弁３８を構成する各開閉弁８
８．９０も、空気信号系により制御されるよう構成され
ている（第１図参照）。また、第１図において、参照符
号９２は、前記各開閉弁の開閉制御を電気信号系により
シーケンシャルに行うプログラマブルコントローラ９４
を備えた１制御盤を示す。

次に、前記構成からなるガスサンプル希釈採取装置の動
作につき、第３図（２）〜（ｈ）に示す希釈シリンダ４
４の動作状態を参照しながら説明する。

第３図（２）において、ガスサンプル採取系３４と連通
ずる入口管４６および出口管４８に設けた開閉弁５０．
５２を閉じると共に採取管７０の開閉弁８０も閉した状
態で、分岐管７４の開閉弁８２を開放する。次いで、希
釈シリンダ４４のピストン５４をその中位部より若干下
方へ下降させる。これにより、前記希釈シリンダ４４の
上部画室６０ｂに連通ずるバイアル６８の吸気が行われ
る。その後、直ちに分岐管７４の開閉弁８２を閉じる。

■ガスサンプルの導入工程 第３図（ｂ）において、前記工程に引き続き、ガスサン
プル採取系３４と連通ずる入口管４６および出口管４８
に設けた開閉弁５０゜５２を開放する。この時、外部切
換弁３８は、ガスサンプルの母ガス系３０と接続される
。

このようにして、希釈シリンダ４４の下部画室６０ａに
ガスサンプルが導入される。

■ガスサンプルの封入工程 第３図（ｃ）において、前記工程に引き続き、ガスサン
プル採取系３４と連通ずる入口管４６および出口管４８
に設けた開閉弁５０゜５２を閉しる。これにより、希釈
シリンダ４４の下部画室６０ａにガスサンプルか封入さ
れる。

■希釈工程 第３図（ｄ）において、前記工程に引き続き、希釈シリ
ンダ４４のピストン５４を十分上昇させる。この時、希
釈シリンダ４４の上部画室６０ｂの余剰気体は排気管７
８を介して排出される。一方、前記希釈シリンダ４４の
下部画室６０ａには、容積の拡大に伴い希釈ガス供給管
６６よりフィルタ６５を介して希釈ガスとしての清浄な
外部空気が導入されてガスサンプルの希釈が行われる。

■バイアルへの希釈ガスサンプル採取工程第３図（ｃ）
において、前記工程に引き続き、採取管７０の開閉弁８
０を開放させて、希釈シリンダ４４のピストン５４を若
干下降させる。これにより、予め吸気保持されたパイア
ル６８の内部に希釈ガスサンプルが円滑に注入される。

このようにして、バイアル６８に希釈ガスサンプルを注
入後、直ちに採取管７０の開閉弁８０を閉じる。

■ガスサンプルの排出工程 第３図（１）において、前記工程に引き続き、希釈シリ
ンダ４４のピストン５４をさらに下降させると共に、ピ
ストン５４か前記希釈シリンダ４４の中位部に設けた採
取管７０と接続する開ロア２を閉塞した際、ガスサンプ
ル採取系３４と連通ずる出口管４８に設けた開閉弁５２
のみを開放する。この結果、前記ピストン５４の下降と
共に希釈シリンダ４４の下部画室６０ａ内の残留ガスサ
ンプルを出口管４８へ排出する。

■パージ工程 第３図（ｇ）において、前記工程に引き続き、外部切換
弁３８をパージガス供給系３６と接続するよう切換え操
作した後、ガスサンプル採取系３４と連通ずる入口舎４
６に設けた開閉弁５０を開放する。これにより、希釈シ
リンダ４４の下部画室６０ａ内へパージガスか供給され
てその内部を清浄にする。なお、この時、バイアルに対
する採取管７０および分岐管７４に設けた各開閉弁８０
．８２も開放させる。

■完了 ゛第３図（ｈ）において、前記のパージ工程か終了し、
ガスサンプル採取系３４と連通ずる入口管４６および８
０管４８に設けた開閉弁５０．５２を閉じると共に採取
管７０および分岐管７４に設けた各開閉弁８０．８２も
閉じる。そして、前記採取管７０に新たなバイアル６８
を接続し、外部切換弁３８を母ガス系３０と接続するよ
う切換え操作すれば、−連のガスサンプル希釈採取作業
を完了し、次回のガスサンプル希釈採取作業に備えるこ
とができる。

なお、前述した実施例において、希釈ガス供給系として
は、大気から空気導入する場合を示したが、この希釈カ
ス供給系として大気圧以上の窒素ガスまたは空気を供給
するものとして構成することもできる。この場合、希釈
シリンダ４４への導入口には、圧力調整弁を設けたり、
あるいは圧力検知器（圧力伝送器、圧力スイッチ等）に
より一定圧まで加圧して希釈ガスの導入を停止する機構
を設けることにより、ガスサンプルの希釈率を可変に設
定することかできる。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
ガス希釈採取装置４２を単体のユニットとして構成し、
これを直接ガスサンプル採取系３４へ着脱自在に接続し
、前述した■〜■の各工程における弁の開閉制御並びに
エアシリンダ５８の操作を全て制御盤９２においてシー
ケンシャルに自動制御することができる。従って、作業
者が手作業を必要とするのは、前記ガス希釈採取装置の
着脱、制御盤との電気信号系および空気信号系との接続
、バイアルの着脱くらいてあり、その他の操作は全て自
動化することかでき、作業性の改善と共に作業能率およ
び安全性の向上を達成することかできる。

また、前記カス希釈採取装置は、極めて小型に構成する
ことかできるため、ガスサンプル採取系に恒設化するこ
とかできると共に既設のプラントに対してもスペースの
制約を受けることなく設置することか可能である。そし
て、真空ポンプ等の負圧ラインもしくは負圧設備を必要
としないため、既設のプラントに対し低コストに設置し
て、その作業性を著しく改善することができる。

さらに、本発明によれば、ガス希釈および採取操作のほ
ぼ全工程を自動化することができることから、従来のよ
うに作業者の個人的技量の差による測定精度のばらつき
を防止して常に精度の高い分析を実現することができる
ばかりでなく、操作時間の短縮も極めて容易となり、こ
の結果短寿命核種の分析も有利に達成することができる
等、この種ガスサンプル希釈採取装置の性能の向上に寄
与する効果は極めて大きい。

以上、本発明の好適な実施例について説明したか、本発
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガスサンプル希釈採取装置の一実
施例を示す系統図、第２図は第１図に示す希釈シリンダ
の詳細構造を示す要部断面側面図、第３図（Ａ）〜　（
ｈ）は本発明に係るガスサンプル希釈採取装置の各工程
における動作状態説明図、第４図は従来の原子力発電プ
ラントにおけるガスサンプルの典型的な希釈採取プロセ
スを示す系統図である。 ３０・・・母ガス系　　　　３２・・・減圧装置３４・
・・ガスサンプル採取系 ３６・・・パージガス供給系 ３８・・・外部切換弁装置　４０・・・コネクタ４２・
・・ガス希釈採取装置 ４４・・・希釈シリンダ　　４６・・・入口管４８・・
・出口管　　　　　５０．５２・・・開閉弁５４・・・
ピストン　　　　５６・・・ピストンロッド５８・・・
エアシリンダ　　６０ａ・・・画室（下方）６０ｂ・・
・画室（上方）６２・・・開口６４・・・開口　　　　
　　６５・・・フィルタ６６・・・希釈ガス供給管　６
８・・・バイアル７０・・・採取管　　　　　７２・・
・開ロア４・・・分岐管　　　　　７６・・・開ロア８
・・・排気管　　　　　８０．８２・・・開閉弁Ｉｔ４
．８６・・・逆止弁　　　８８．９（１・・・開閉弁９
２・・・制御盤 ９４・・・シーケンスコントローラ 特許比願人　　　九州電力株式会社 ＦＩＧ、３（ａ）　　　　　　　　　ＦＩＧ、３（ｂ）
ＦＩＧ、３（ｃ’）　　　　　　　　　　ＦＩＧ、３（
ｄ）ＦＩＧ、　３（ｅ）　　　　　　　ＦＩＧ、　３（
ｆ）ＦＩＧ、　３（ｇ）　　　　　　　　　ＦＩＧ、　
３（ｈ）ＦＩＧ　４ 手続補正書（肚） 平成　３年６月２８日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部操作可能なピストンを備えた希釈シリンダを
   設け、この希釈シリンダのピストンで画成された一方の
   画室に対しガスサンプル採取系とコネクタを介して接続
   する入口管および出口管を開閉弁を介して接続すると共
   に外部より空気を供給するフィルタを備えた給気管を接
   続し、前記希釈シリンダの中位部に分離された希釈ガス
   を所要の容器に採取するための採取管を開閉弁を介して
   連通接続し、さらに前記ピストンで画成された希釈シリ
   ンダの他方の画室に対し前記採取管に分岐接続される分
   岐管を開閉弁を介して連通接続すると共に外部への排気
   を行うための排気管を接続し、前記希釈シリンダのピス
   トンの外部操作と各開閉弁の開閉操作を自動的に行う制
   御系を設けることを特徴とするガスサンプル希釈採取装
   置。
2. （２）希釈シリンダのピストンは、前記一方の画室を拡
   大する方向に操作して該画室および採取管に接続される
   容器の内部を減圧し、次いで前記画室内にガスサンプル
   を導入し、さらに前記画室を拡大する方向にピストンを
   操作することにより画室内のガスサンプルに対し所定の
   気体を導入してその容積変化に対応する所要倍率の希釈
   を行うよう構成してなる請求項１記載のガスサンプル希
   釈採取装置。
3. （３）希釈シリンダのピストンは、前記一方の画室内で
   ガスサンプルの希釈を行った後、前記一方の画室を縮小
   する方向に操作して該画室の内部を加圧し、前記画室内
   の希釈ガスを採取管に接続される容器の内部に導入する
   よう構成してなる請求項１記載のガスサンプル希釈採取
   装置。