TWI575348B - Air supply system - Google Patents

Description

空氣供給系統

本發明的實施形態，是關於將來自空氣貯藏容器的空氣供給至預定對象空間的空氣供給系統。

於核能發電廠，設有防震重要建築物等能夠處理重大事故等的設施。在如此設施的周邊，當重大事故發生時，外部空氣可能會受到放射性物質等所污染的情形。為了確保設施的居住性，故對於該設施內的特定空間(以下，稱之為「對象空間」)，被要求在預定期間中，要能夠不使外部空氣進入。為了防止外部空氣朝向對象空間流入，就必須對該對象空間供給沒有被污染的空氣，並將該對象空間的壓力保持在比外部空氣還高。

因此，被檢討有從可貯藏被加壓於空氣高壓罐等之空氣的容器(以下，稱之為「空氣貯藏容器」)，將所加壓的空氣供給至對象空間的系統(以下，僅稱之為「空氣供給系統」)。空氣供給系統，是將被貯藏於空氣貯藏容器內的高壓空氣予以減壓，並且以預定的流量供給於對象空間，藉此能夠將該對象空間予以加壓。亦有文獻 揭示對於使用複數個不同口徑的減壓閥，來減壓高壓蒸氣的方法。

[先前技術文獻] [非專利文獻]

[非專利文獻1]“DP27型、DP27E型、DP27R型以及DP27Y型導引式減壓閥操作說明書”，online，2012年版，Spirax Sarco Limited，2014年12月3日檢索，internet(URL：http：//www2.spiraxsarco.com/jp/pdfs/IM/im-p470-03_ch6_dp27.pdf)

於上述的空氣供給系統，是將來自空氣貯藏容器的空氣於減壓閥減壓後供給至對象空間於供給。對於如此的減壓閥，為了使出口壓力安定，被要求要將入口壓力，設在減壓閥的最低使用壓力(minimum working pressure)等之預定值(例如，5MPa)以上。因此，在空氣貯藏容器中，會殘留有低於該預定值之壓力的空氣。若如此之殘留於空氣貯藏容器的空氣量過多時，由於有殘留量的關係，就必須要有更多數量的空氣貯藏容器。因此，在上述的空氣供給系統中，被期望一種以預定流量將空氣持續地供給至對象空間，同時使殘留於空氣貯藏容器的空氣量更加降低的技術。

本發明的實施形態，是有鑑於上述情事所研創的，其目的在於提供一種以預定流量供給來自空氣貯藏容器的空氣來持續地加壓對象空間，同時能夠使殘留於空氣貯藏容器的空氣量更加降低的空氣供給系統。

為了達成上述的目的，故本發明之實施形態的空氣供給系統，是將來自空氣貯藏容器的空氣供給至預定之對象空間的空氣供給系統，其特徵為具備有：主流路，其係將來自上述空氣貯藏容器的空氣導引至上述對象空間、及第1減壓閥，其係設置於上述主流路，用以將來自上述空氣貯藏容器的空氣減壓至預定的出口壓力、及第1阻斷閥，其係設置於上述主流路，並能夠阻斷空氣的流動、及旁通流路，其係於上述主流路之中從比第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側所分歧而設置，使來自上述空氣貯藏容器的空氣，迴避第1減壓閥及第1阻斷閥，並朝向上述對象空間進行導引、及第2阻斷閥，其係設置於上述旁通流路，並能夠阻斷空氣的流動、及壓力測量裝置，其係能夠測量上述主流路之中比第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側的壓力、以及流量控制閥，其係用以控制被供給至上述對象空間的空氣流量。

依據本發明的實施形態，可以以預定的流量 持續地供給來自空氣貯藏容器的空氣來加壓對象空間，同時可使殘留於空氣貯藏容器的空氣量更加降低。

1‧‧‧對象空間

2‧‧‧空氣貯藏容器(空氣壓力罐)

4‧‧‧壓力指示開關(壓力測量裝置)

5‧‧‧主流路

5a‧‧‧供給流路(主流路)

5e‧‧‧匯流流路(主流路)

6‧‧‧旁通流路

7‧‧‧第1阻斷閥

8‧‧‧第1減壓閥

9‧‧‧第2阻斷閥

10‧‧‧匯流部

12‧‧‧流量調整閥(流量控制閥)

13‧‧‧第2減壓閥

14‧‧‧流量計

15‧‧‧節流閥(流量控制閥)

16‧‧‧壓力指示計(壓力測量裝置)

17‧‧‧第1阻斷閥

18‧‧‧第2阻斷閥

19‧‧‧第2減壓閥

20‧‧‧流量計

21‧‧‧第1節流閥(節流閥；流量控制閥)

22‧‧‧流量計

23‧‧‧第2節流閥(節流閥；流量控制閥)

第1圖是顯示第1實施形態之空氣供給系統之構成的模式圖。

第2圖是顯示第2實施形態之空氣供給系統之構成的模式圖。

第3圖是顯示第3實施形態之空氣供給系統之構成的模式圖。

第4圖是顯示第4實施形態之空氣供給系統之構成的模式圖。

第5圖是顯示第5實施形態之空氣供給系統之構成的模式圖。

於以下，對於本發明的實施形態參照圖面進行說明。又，本發明並不受以下所說明的實施形態所限定，在不超出其實質主旨的範圍內可以進行各種的變更。

[第1實施形態]

對於第1實施形態之空氣供給系統之構成，使用第1圖來進行說明。第1圖，是顯示第1實施形態之空氣供給 系統之構成的模式圖。

(空氣供給系統之構成)

如第1圖所示，對象空間1，設置於核能設施內，是由構成核能設施的壁體所包圍的空間。對象空間1，係從後述的空氣貯藏容器2接受空氣供給。於本實施形態中，於區劃對象空間1的壁體，係設置有能夠使外部與對象空間1連通之沒有圖示出的通氣管(duct)。若外部空氣被污染時，在該通氣管關閉的狀態下，對象空間1，是從複數個空氣貯藏容器2接受空氣供給。空氣供給系統，是藉由從空氣貯藏容器2接受空氣供給，進行比外部空氣更高壓力的加壓，藉此防止受到放射性物質等所污染的外部空氣，流入至對象空間1。

空氣供給系統，係具備有複數個空氣貯藏容器2，來作為將空氣供給至對象空間1的空氣供給源。於本實施形態中，空氣貯藏容器2，為大致圓筒形，是能夠貯藏高壓空氣的容器，構成為所謂「空氣高壓罐」。於各空氣貯藏容器2，充填、貯藏有高壓的空氣。此外，空氣供給系統，具備有主流路5，用以作為將來自空氣貯藏容器2的空氣導引至對象空間1的流路。主流路5，是在空氣貯藏容器2殘留著比較高壓力的空氣時，作為將來自空氣貯藏容器2的空氣導引至對象空間1的流路。

又，於以下的說明中，空氣的流動方向之中，將空氣貯藏容器2側，簡稱為「上游側」；將對象空 間1側，簡稱為「下游側」。又，在以下所說明的各種閥中，將上游側的壓力稱為「入口壓力」，將下游側的壓力稱為「出口壓力」。

於主流路5，設有用以將來自空氣貯藏容器2的空氣予以減壓的減壓閥(pressure regulator，以下稱為「第1減壓閥」)8。第1減壓閥8，是以將所謂出口壓力(比入口壓力更較低範圍)確保在預定值的方式所構成。

又，在主流路5中，比第1減壓閥8更上游側，設置有可以阻斷該主流路5之空氣的流動的阻斷閥(isolating valve，以下稱為「第1阻斷閥」)7。第1阻斷閥7，是藉由電磁鐵所操作，為所謂的電磁閥。第1阻斷閥7的開閉，是藉由後述的壓力指示開關4所控制。

又，主流路5之中，在下游側之端部的匯流流路5e，是貫通過上述的壁體而延伸至對象空間1內。主流路5之中，在對象空間1內，設置有電動式的流量調整閥12來作為控制流入至對象空間1之空氣流量的流量控制閥。

流量調整閥12，是能夠以電力驅動閥體者，且無關於入口壓力的變化，能夠將流量保持在預定值者。亦即，流量調整閥12，是具有壓力補償功能。又，流量調整閥12，亦可以以兼具有流量計之功能者來實施。

又，主流路5之中，在比第1阻斷閥7更上游側，設置有壓力指示開關4來作為能夠測量空氣貯藏容 器2內以及供給流路5a之空氣壓力的壓力測量裝置。壓力指示開關4，是其所測量的壓力達到預定值時就會開閉電氣迴路的機器。對於本實施形態之壓力指示開關4的功能，於後述之。

本實施形態的空氣供給系統，設置有：將來自空氣貯藏容器2的空氣，使之迴避上述的第1減壓閥8及第1阻斷閥7而朝向對象空間1導引的流路(以下，稱為旁通流路(bypass flow path))6。旁通流路6之上游側的端部，於主流路5之中，是從比第1減壓閥8及第1阻斷閥7更上游側所分歧而設置。

旁通流路6之下游側的端部，於主流路5之中，是比流量調整閥12更上游側，且連接於比第1減壓閥8更下游側。旁通流路6，是將來自空氣貯藏容器2的空氣，使之迴避第1阻斷閥7及第1減壓閥8而導引至流量調整閥12的上游側。

又，於以下的說明中，將主流路5之中比旁通流路6更上游側，特別稱之為「供給流路5a」。於本實施形態中，壓力指示開關4，是設置於供給流路5a。

又，將主流路5之中比旁通流路6更下游側，特別稱之為「匯流流路5e」。又，於各圖面中，在旁通流路6的下游側，將旁通流路6的空氣匯流於主流路5的部分作為匯流部10。於本實施形態的匯流流路5e，設置有流量調整閥12。

又，於旁通流路6，設置有：能夠將該旁通流 路6之空氣的流動予以阻斷的阻斷閥(以下，稱為「第2阻斷閥」)9。第2阻斷閥9，是藉由電磁鐵所操作，為所謂的電磁閥。第2阻斷閥9的開閉，是藉由壓力指示開關4所控制。

壓力指示開關4，是能夠控制第1阻斷閥7及第2阻斷閥9之各別的開閉而構成，且是，當測量到的壓力，也就是空氣貯藏容器2內以及供給流路5a的壓力，低於預定的閾值(threshold value)之情形時，便以將開啟中的第1阻斷閥7關閉，並且將關閉中的第2阻斷閥9開啟之方式所構成。

(空氣供給系統之動作)

於如以上所構成之本實施形態的空氣供給系統中，將設置於主流路5的第1阻斷閥7開啟並且將旁通流路6中的第2阻斷閥9關閉，藉此，被貯藏在空氣貯藏容器2內的高壓空氣，是通過該第1阻斷閥7，於第1減壓閥8中被減壓至預定的出口壓力。由第1減壓閥8所減壓後的空氣，通過匯流流路5e後藉由流量調整閥12使流量受到調整，然後被供給至對象空間1。

另一方面，若於空氣貯藏容器2內所貯藏的空氣殘餘量變少時，供給流路5a的壓力會降低。壓力指示開關4，其所測量到之供給流路5a的壓力在低於預定之閾值的情形時，便在開啟第2阻斷閥9後關閉第1阻斷閥7。

藉此，來自空氣貯藏容器2的空氣，便從供給流路5a經由旁通流路6而流入匯流流路5e。旁通流路6，是使來自空氣貯藏容器2的空氣，迴避第1減壓閥8及第1阻斷閥7，而導引朝向對象空間1。流動於匯流流路5e的空氣，藉由流量調整閥12使流量受到調整，然後被供給至對象空間1。

依據本實施形態，只要空氣貯藏容器2內之空氣的壓力比對象空間1的壓力還高，就可以將來自空氣貯藏容器2的空氣，一直以預定的流量供給至對象空間1。

[第2實施形態]

對於第2實施形態之空氣供給系統的構成，是使用第2圖來進行說明。第2圖，是顯示本實施形態之空氣供給系統的構成的模式圖(pattern diagram)。又，對於與第1實施形態共通之構成，標示相同的符號並省略其說明。

如第2圖所示，於本實施形態的空氣供給系統中，於旁通流路6中之第2阻斷閥9的更下游側，設置有將來自空氣貯藏容器2的空氣予以減壓的減壓閥(以下，稱之為「第2減壓閥」)13。第2減壓閥13，是與第1減壓閥8相同樣地構成為可將出口壓力保持於預定值。

第2減壓閥13，為了正常動作其所必須之入口壓力的最低使用壓力，是與上述的第1減壓閥8不同。於本實施形態中，第2減壓閥13，其入口壓力的最低使 用壓力，是以比第1減壓閥8之入口壓力的最低使用壓力更低值的方式所構成。又，第2減壓閥13與第1減壓閥8，其出口壓力為相同值之方式所構成。第1減壓閥8及第2減壓閥13，是當其入口壓力為預定的最低使用壓力以上時為正常動作，並將出口壓力保持於預定之值。

又，於主流路5之中的匯流流路5e，設置有藉由節流作用而限制流量的節流閥15，來作為控制供給至對象空間1之空氣流量的流量控制閥。於匯流流路5e之中比節流閥15更上游側，設有流量計14，用以測量並顯示流入對象空間1的空氣流量。

於本實施形態的空氣供給系統中，亦是當空氣貯藏容器2內所貯藏的空氣殘餘量變少，致使供給流路5a的壓力降低並低於預定的閾值時，壓力指示開關4，就開啟第2阻斷閥9之後，關閉第1阻斷閥7。藉此，來自空氣貯藏容器2的空氣，便從供給流路5a流經旁通流路6，由第2減壓閥13所減壓。被減壓後的空氣，於匯流流路5e中藉由節流閥15調整流量後，供給至對象空間1。

於本實施形態中，第1減壓閥8與第2減壓閥13，由於是以出口壓力為相同之方式所構成，所以對於通過節流閥15而被供給至對象空間1的供給空氣量，不會產生變化。

依據本實施形態，空氣貯藏容器2內的空氣壓力，在直到比第1減壓閥8還低之值，也就是直到成為第2減壓閥13之入口壓力的最低使用壓力為止，可以一 直保持將預定流量的空氣供給至對象空間1。入口壓力即使低於第1減壓閥8的最低使用壓力，仍可以使用空氣貯藏容器2內的空氣，直到成為第2減壓閥13的最低使用壓力為止。

又，於本實施形態中，作為對供給至對象空間1的空氣流量進行控制的流量控制閥，雖是採用節流閥15來作說明，但本發明中的流量控制閥，並非僅限定於此者。流量控制閥，只要能夠控制空氣流量者即可，取代本實施形態的節流閥15，亦可使用具有壓力補償功能(pressure compensation function)的流量調整閥12(請參照第1圖)來實施亦佳。

[第3實施形態]

對於第3實施形態之空氣供給系統的構成，是使用第1圖及第3圖來進行說明。第3圖，是顯示本實施形態之空氣供給系統的構成的模式圖。又，對於與第1實施形態共通之構成，標示相同的符號並省略其說明。

如第3圖所示，於本實施形態的空氣供給系統中，設置於主流路5的第1阻斷閥17以及設置於旁通流路6的第2阻斷閥18，為能夠手動操作(manual operation available)地構成。除此之外，於主流路5之中，作為能夠測量比第1阻斷閥17及第1減壓閥8更上游側之壓力的壓力測量裝置者，為設有可測量並顯示供給流路5a之壓力的壓力指示計16。

於本實施形態中，包含供給流路5a的主流路5以及旁通流路6，其一部分是經過對象空間1內，其中能夠手動操作的第1阻斷閥17及第2阻斷閥18、以及可顯示所測得之壓力的壓力指示計16，是被配置在對象空間1內。

依據本實施形態的空氣供給系統，在對象空間1內的作業員，可以察看到壓力指示計16，並藉由手動來操作第1阻斷閥17及第2阻斷閥18。在空氣貯藏容器2內的空氣壓力已降低之情形時，將第2阻斷閥18開啟後，將第1阻斷閥17關閉。藉此，可以使來自空氣貯藏容器2的空氣，通過入口壓力的最低使用壓力比第1減壓閥8還低的第2減壓閥13之後，對對象空間1進行供給。藉此，即使在電源喪失的狀態下，也能夠一直保持將預定流量的空氣供給至對象空間1。

[第4實施形態]

對於第4實施形態之空氣供給系統的構成，是使用第1圖及第4圖來進行說明。第4圖，是顯示本實施形態之空氣供給系統的構成的模式圖。又，對於與第1及第3實施形態共通之構成，標示相同的符號並省略其說明。

如第4圖所示，於本實施形態的空氣供給系統中，設置於旁通流路6的第2減壓閥19，是以使其出口壓力與設置於主流路5的第1減壓閥8為不同值的方式所構成。例如，第2減壓閥19，相較於第1減壓閥8是 以使出口壓力為較低值之方式所構成。

又，於主流路5之中的匯流流路5e，設置有上述的流量調整閥12。流量調整閥12，是無關於入口壓力的變化地，可將流量保持於預定值者。在空氣貯藏容器2內的空氣壓力降低，空氣貯藏容器2內的空氣壓力降低之情形時，藉由開啟第2阻斷閥9後將第1阻斷閥7關閉，使來自空氣貯藏容器2的空氣，通過位在旁通流路6的第2減壓閥19，而供給至對象空間1。

依據本實施形態，第2減壓閥19，由於其出口壓力與第1減壓閥8不同，故匯流流路5e的壓力，亦即流量調整閥12的入口壓力雖有所變化，不過由於流量調整閥12，能夠與該入口壓力的變化無關地將空氣流量保持於預定值，所以對於供給至對象空間1的空氣流量並不會產生變動。即使在第1減壓閥8與第2減壓閥19其出口壓力為不同之情形時，仍可以持續地將預定流量的空氣供給至對象空間1。

[第5實施形態]

對於第5實施形態之空氣供給系統的構成，是使用第1圖及第5圖來進行說明。第5圖，是顯示本實施形態之空氣供給系統的構成的模式圖。又，對於與第1及第4實施形態共通之構成，標示相同的符號並省略其說明。

如第5圖所示，於本實施形態的空氣供給系統中，旁通流路6，為延伸至對象空間1內，並將從主流 路5流入的空氣直接導引至對象空間1。又，設置於旁通流路6的第2減壓閥19，是以使其出口壓力與設置於主流路5的第1減壓閥8為不同值的方式所構成。

於本實施形態中，設置有節流閥21、23來作為對供給至對象空間1的空氣流量進行控制的流量控制閥。節流閥21與節流閥23，是分別設置於主流路5與旁通流路6。於主流路5之中延伸至對象空間1內的部分，設置有第1節流閥21；於旁通流路6之中延伸至對象空間1內的部分，設置有第2節流閥23。

於對象空間1內，於主流路5之中比第1節流閥21更上游側，設置有流量計20，可測量並顯示通過第1節流閥21供給至對象空間1的空氣流量。同樣地，於旁通流路6之中比第2節流閥23更上游側，設置有流量計22，可測量並顯示通過第2節流閥23供給至對象空間1的空氣流量。

藉由設置於主流路5的第1減壓閥8，將來自空氣貯藏容器2的空氣予以減壓後，從第1節流閥21供給至對象空間1之情形時，設置於旁通流路6的第2阻斷閥9及第2節流閥23是關閉著。

將供給空氣至對象空間1的流路，由主流路5切換成旁通流路6時，首先，藉由開啟第2阻斷閥9，將第1阻斷閥7及第2阻斷閥9雙方皆為開啟狀態之後，一面確認流量計20及流量計22所顯示的流量，並一面慢慢地增大第2節流閥23的流量，並且慢慢地減少第1節流 閥21的流量。當第2節流閥23的流量為預定之值時，關閉第1節流閥21之後並關閉第1阻斷閥7。

依據本實施形態，即使設置於旁通流路6的第2減壓閥19的出口壓力，與設置於主流路5的第1減壓閥8的出口壓力有所不同之情形時，在從主流路5切換到旁通流路6時，可以持續地將預定流量的空氣供給至對象空間1內。

又，於本實施形態中，作為對供給至對象空間1的空氣流量進行控制的流量控制閥，雖是採用第1節流閥21及第2節流閥23來作說明，但本發明中的流量控制閥，並非僅限定於此者。對於第1節流閥21及第2節流閥23之中之至少一方，亦可使用具有壓力補償功能的流量調整閥12(請參照第1圖)來實施亦佳。

[其他實施形態]

於以上所說明的各實施形態中，於主流路5的供給流路5a，雖以設置有壓力指示計或者是壓力指示開關來作說明，但本發明中的壓力測量裝置，並不受該態樣所限定者。本發明中的壓力測量裝置，只要設在主流路5之中比第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側，也就是能夠測量從空氣貯藏容器2所吐出的空氣壓力者即可。

又，於各實施形態中，用以貯藏被加壓空氣的空氣貯藏容器2，雖是以大致圓筒形，能夠貯藏高壓空氣之容器的空氣高壓罐來作說明，但本發明中的空氣貯藏 容器，並不受該態樣所限定者。空氣貯藏容器，只要能夠貯藏被加壓空氣者即可，例如，亦可以使用各式各樣形狀的加壓儲槽。

以上，雖對於本發明的幾種實施形態進行了說明，此等實施形態，是作為例示來提示者，並無用以限定發明範圍的意圖。此等實施形態是能夠以其他各式各樣的形態來實施，在不超出發明實質內容的範圍，可以進行各種的省略、置換、變更。此等之實施形態或者其變形例，係與發明實質內容所包含者相同樣地，是被包含在與申請專利範圍所記載的發明均等的範圍中。

1‧‧‧對象空間

2‧‧‧空氣貯藏容器

4‧‧‧壓力測量裝置(壓力指示開關)

5‧‧‧主流路

5a‧‧‧供給流路

5e‧‧‧匯流流路

6‧‧‧旁通流路

7‧‧‧第1阻斷閥

8‧‧‧第1減壓閥

9‧‧‧第2阻斷閥

10‧‧‧匯流部

12‧‧‧流量控制閥(流量調整閥)

Claims (7)

1. 一種空氣供給系統，是將來自空氣貯藏容器的空氣供給至預定之對象空間的空氣供給系統，其特徵為具備有：主流路，其係將來自上述空氣貯藏容器的空氣導引至上述對象空間、及第1減壓閥，其係設置於上述主流路，用以將來自上述空氣貯藏容器的空氣減壓至預定的出口壓力、及第1阻斷閥，其係設置於上述主流路，並能夠阻斷空氣的流動、及旁通流路，其係於上述主流路之中從比第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側所分歧而設置，使來自上述空氣貯藏容器的空氣，迴避第1減壓閥及第1阻斷閥，並朝向上述對象空間進行導引、及第2阻斷閥，其係設置於上述旁通流路，並能夠阻斷空氣的流動、及壓力測量裝置，其係能夠測量上述主流路之中比第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側的壓力、以及流量控制閥，其係用以控制被供給至上述對象空間的空氣流量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的空氣供給系統，其中，上述壓力測量裝置，是能夠分別控制第1阻斷閥及第2阻斷閥之各別的開閉而構成，並且，當測量到的壓力低 於預定的閾值時，以開啟第2阻斷閥之後關閉第1阻斷閥之方式所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述的空氣供給系統，其中，第1阻斷閥及第2阻斷閥，是能夠手動操作地構成，上述壓力測量裝置為壓力指示計，是用以測量並顯示上述主流路之中比該第1減壓閥及第1阻斷閥更上游側的壓力，第1阻斷閥、第2阻斷閥、以及該壓力指示計，是被配置於上述對象空間內。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的空氣供給系統，其中，更具備有第2減壓閥，其係設置於上述旁通流路之中比第2阻斷閥更下游側，用以將來自上述空氣貯藏容器的空氣減壓至上述出口壓力，並且，其入口壓力的最低使用壓力是以成為比第1減壓閥還低的值之方式所構成。
5. 如申請專利範圍第4項所述的空氣供給系統，其中，第2減壓閥，其出口壓力相較於第1減壓閥是以成為不同的值之方式所構成。
6. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述的空氣供給系統，其中，上述流量控制閥，是無關於入口壓力變化地，能夠將流量保持於預定之值的流量調整閥。
7. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述的空氣供給系統，其中，上述旁通流路，是用以將從上述主流路所流入的空氣直接導引至上述對象空間者，上述流量控制閥，是各別地對應於該旁通流路與該主流路而設置。