JP7227816B2

JP7227816B2 - ダクト装置

Info

Publication number: JP7227816B2
Application number: JP2019059269A
Authority: JP
Inventors: 和也黒目; 博雅西野; 太郎戸田; 邦男加藤; 謙一杉田; 成昭根岸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2023-02-22
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: JP2020159625A

Description

本発明は、ダクト装置に関する。

福島第一原発の事故を受けて、市民の原子力防災に対する意識が向上している。現在、新規制基準対応などの対策工事が進められているものの、原発立地自治体周辺の市民は、漠然とした不安を抱いているものと想定される。最近では、気密性を高めた戸建住宅、マンション等の建造物が増えていることもあり、万が一原子力災害が発生した際に、屋内での被ばくを軽減することが可能な、フィルタシステムの実現が期待されている。

特開２００６－０９８０３１号公報

一般的な換気装置（例えば特許文献１参照）は、屋内の空気を排出するとともに、屋外の空気をそのまま取り込むものであって、屋外の空気に含まれる放射性物質に対し、フィルタとしての機能を有していないため、内部被ばくの問題を回避することは難しい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、屋内での被ばくを軽減することが可能なダクト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。

（１）本発明の一態様に係るダクト装置は、屋内に開口する第一屋内側開口および第二屋内側開口、屋外に連通する屋外連通口を有するダクト本体と、前記ダクト本体の内部空間を、第一屋内側開口、及び第二屋内側開口に連通する第一流路と屋外連通口に連通する第二流路とに分かれるように仕切り、前記第一流路と前記第二流路とを連通させる第一流路間開口および第二流路間開口を有する仕切り部と、前記第一流路に設けられたファンと、前記第二流路に設けられた放射性物質除去用のフィルタと、前記第一流路間開口を開放することで前記第一流路と前記第二流路とを連通させ、かつ前記第一屋内側開口を閉塞した第一状態と、前記第一流路間開口を閉塞し、かつ前記第一屋内側開口を開放した第二状態とを切り替える第一切替部と、前記第二屋内側開口を開放することで前記第二屋内側開口を通じて屋内と前記第一流路を連通させる第三状態と、前記第二屋内側開口を閉塞することで前記第二流路間開口を通じて前記第一流路と前記第二流路とを連通させる第四状態とを切り替える第二切替部と、を備え、通常時には、前記第一切替部を前記第一状態とし、かつ前記第二切替部を前記第三状態とすることで屋内の空気を屋外に排気し、事故発生時には、前記第一切替部を前記第二状態とし、かつ前記第二切替部を前記第四状態とすることで屋外の空気から前記フィルタによって放射性物質を除去した状態で屋内に供給する。

（２）前記（１）に記載のダクト装置において、前記第一切替部が、前記第一流路と前記第二流路の境界上に設けられた第一棒状部材と、前記第一棒状部材を軸として回転するように、前記第一棒状部材に対して側面を固定された第一板状部材と、を備え、前記第一屋内側開口および前記第一流路間開口が、前記第一板状部材の回転軌道上に設けられていてもよい。

（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載のダクト装置において、前記第二切替部が、前記第一流路と前記第二流路の境界上に設けられた第二棒状部材と、前記第二棒状部材を軸として回転するように、前記第二棒状部材に対して側面を固定された第二板状部材と、を備え、前記第二屋内側開口および前記第二流路間開口が、前記第二板状部材の回転軌道上に設けられていてもよい。

本発明のダクト装置は、フィルタが設置されている流路と、設置されていない流路を備えており、二つの流路のうち一方を屋内と連通させ、他方を屋内に対して閉塞させることができるように構成されている。そのため、本発明のダクト装置では、通常時に、フィルタが設置されていない流路を屋内と連通させ、事故発生時には、フィルターが設置されている流路を屋内と連通させることができる。事故発生時の空気は、フィルターを経由し、放射性物質が除去された状態で屋内に取り込まれることになるため、屋内での被ばくを軽減することができる。

通常時における、本発明の第一実施形態に係るダクト装置の断面図である。事故発生時における、本発明の第一実施形態に係るダクト装置の断面図である。通常時における、本発明の第二実施形態に係るダクト装置の断面図である。事故発生時における、本発明の第二実施形態に係るダクト装置の断面図である。

以下、本発明を適用した実施形態に係るダクト装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

＜第一実施形態＞
図１、２は、本発明の第一実施形態に係るダクト装置１００と、ダクト装置１００を取り付けた建物１０の要部断面図である。建物１０の外枠は、主に壁１１、屋根１２および床１３で構成されている。図１は事故が発生していない通常状態を示し、図２は事故発生時（原子力災害の発生時）の状態に対応している。なお、ダクト装置１００は、壁１１と直交する任意の軸に対し、回転させた状態で取り付けられていてもよい。

ダクト装置１００は、主に、ダクト本体１０１と、仕切り部１０２と、ファン１０３と、放射性物質除去用のフィルタ１０４と、第一切替部１０５と、第二切替部１０６と、を備えている。

ダクト本体１０１は、建物１０の壁の内側（以下では屋内と呼ぶ）１０ａに開口する第一屋内側開口１０７および第二屋内側開口１０８、建物の壁の外側（以下では屋外と呼ぶ）１０ｂに連通する屋外連通口１０９を有する。屋外連通口１０９は、仕切り部の開口（第一流路間開口）１０２ａと、ダクト本体１０１の壁１１側の開口１０１ａとを連通する部分を意味している。

ダクト本体１０１の内部空間は、仕切り部（壁）１０２によって、第一屋内側開口１０７と第二屋内側開口１０８を連結し、かつ屋外連通口１０９と第二屋内側開口１０８を連結する第一流路１１０と、屋外連通口１０９を介して第一流路１１０と連結する第二流路１１１と、に分かれるように仕切られている。仕切り部１０２は、屋外連通口１０９と反対側に、第一流路１１０と第二流路１１１とを連通させる第二流路間開口１１２を有する。

ファン１０３は、第一流路１１０に設けられている。排気時には、第二屋内側開口１０８から屋外連通口１０９に向かう順方向Ｄに、第一流路１１０に沿って送風が行われるように、ファン１０３が駆動される。

ここでは、ファン１０３が第一流路１１０の中央に配置されている場合について、例示しているが、ファン１０３の配置が限定されることはない。第一流路１１０が広い場合には、送風を妨げない範囲で、配置するファン１０３の数を増やしてもよい。

フィルタ１０４は、第二流路１１１内において、第二流路１１１の断面を塞ぐように設けられている。第二流路１１１を流れる全ての空気は、このフィルタ１０４を経由することになる。フィルタ１０４は、ヨウ素等の放射性物質を捕獲する機能を有するため、フィルタ１０４を経由した空気は、放射性物質の含有量が低減されたものとなる。

第一切替部１０５は、第一棒状部材１０５ａと、第一板状部材１０５ｂとを備えている。第一棒状部材１０５ａは、ファン１０３による順方向Ｄの送風の下流側において、第一流路１１０と第二流路１１１の境界上に設けられている。第一板状部材１０５ｂは、第一棒状部材１０５ａを軸として回転するように、第一棒状部材１０５ａに対して側面を固定されている。

第一屋内側開口１０７および屋外連通口１０９は、第一板状部材１０５ｂの回転軌道上に設けられている。したがって、第一板状部材１０５ｂを回転させることにより、第一屋内側開口１０７、または第一流路間開口１０２ａを閉塞させることができる。第一屋内側開口１０７および第一流路間開口１０２ａのうち、一方を閉塞している間、他方は開放されていることになる。つまり、第一流路１１０に対し、第一流路間開口１０２ａを開放し、かつ第一屋内側開口１０７を閉塞した状態と、第一流路間開口１０２ａを閉塞し、かつ第一屋内側開口１０７を開放した状態と、を切り替えることが可能な構造を有している。本明細書における「閉塞」は、厳密に密閉されて空気を通さない状態だけでなく、目視において塞がっていると判断できる程度に軽く閉じられて多少の空気が通ることが可能な状態も含むものとする。

第二切替部１０６は、第二棒状部材１０６ａと、第二板状部材１０６ｂとを備えている。第二棒状部材１０６ａは、ファン１０３による順方向Ｄの送風の上流側において、第一流路１１０と第二流路１１１の境界上に設けられている。第二板状部材１０６ｂは、第二棒状部材１０６ａを軸として回転するように、第二棒状部材１０６ａに対して側面を固定されている。

第二屋内側開口１０８および第二流路間開口１１２は、第二板状部材１０６ａの回転軌道上に設けられている。したがって、第二板状部材１０６ｂを回転させることにより、第二屋内側開口１０８の開閉を行うことができる。つまり、第二切替部１０６は、第一流路１１０に対し、第二屋内側開口１０８の開放した状態と、閉塞した状態とを切り替えることが可能な構造を有している。なお、一例では、図１及び図２に示すように、第二切替部１０６は、第一流路１１０に対し、第二屋内側開口１０８を開放し、かつ第二流路間開口１１２を閉塞した状態と、第二屋内側開口１０８を閉塞し、かつ第二流路間開口１１２を開放した状態とを切り替えることが可能な構造を有していてもよい。

事故が発生していない通常時には、図１に示すように、第一板状部材１０５ｂが第一屋内側開口１０７を閉塞し、第一流路間開口１０２ａを開放した状態とする。また、第二板状部材１０６ｂが第二屋内側開口１０８を開放した状態とする。

この状態でファン１０３を図１に示す順方向Ｄに駆動することにより、屋内１０ａの空気が第二屋内側開口１０８からダクト本体１０１内に入り、第一流路１１０を通って、屋外連通口１０９から屋外１０ｂに排気される。

一方、事故発生時には、図２に示すように、第一板状部材１０５ｂが第一流路間開口１０２ａを閉塞し、第一屋内側開口１０７を開放した状態とし、また、第二板状部材１０６ｂが第二屋内側開口１０８を閉塞した状態とする。

この状態で、ファン１０３を、図２に示す順方向Ｄに駆動することにより、放射性物質を含む屋外１０ｂの空気が、屋外連通口１０９からダクト本体１０１内に入り、第二流路１１１、第二流路間開口１１２、第一流路１１０を順に通って、第一屋内側開口１０７から屋内１０ａに給気される。第二流路１１１を通る屋外１０ｂの空気は、フィルタ１０４を経由することになり、その際に、この空気から放射性物質が除去されるため、その後に第一流路１１０を通って屋内１０ａに入る空気は、放射性物質の含有量が大きく低減したものとなる。

以上により、本実施形態に係るダクト装置１００は、フィルタ１０４が設置されている流路と、設置されていない流路を備えており、二つの流路のうち一方を屋内１０ａと連通させ、他方を屋内に対して閉塞させることができるように構成されている。そのため、本実施形態のダクト装置１００では、通常時に、フィルタ１０４が設置されていない流路を屋内１０ａと連通させ、事故発生時には、フィルター１０４が設置されている流路を屋内１０ａと連通させることができる。事故発生時の空気は、フィルター１０４を経由し、放射性物質が除去された状態で屋内に取り込まれることになるため、屋内１０ａでの被ばくを軽減することができる。

＜第二実施形態＞
図３、４は、本発明の第二実施形態に係るダクト装置２００と、ダクト装置２００を取り付けた建物２０の要部断面図である。本実施形態では、第一切替部１０５、第二切替部１０６の構成が、第一実施形態のダクト装置１００と異なっている。その他の構成については、ダクト装置１００と同様であり、対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。

本実施形態では、第一屋内側開口１０７と、第一流路間開口１０２ａとが離れた位置にあるため、第一切替部１０５が、第一屋内側開口１０７の開閉用と第一流路間開口１０２ａの開閉用とに分けられ、互いに離間して設置されている。

第一屋内側開口１０７の開閉用に設置されている第一切替部１０５は、第一棒状部材１０５ｃと、第一板状部材１０５ｄとを備えている。第一棒状部材１０５ｃは、ファン１０３による順方向Ｄの送風の下流側において、ダクト本体１０１の側壁に設けられている。第一板状部材１０５ｄは、第一棒状部材１０５ｃを軸として回転するように、第一棒状部材１０５ｃに対して側面を固定されている。

第一流路間開口１０２ａの開閉用に設置されている第一切替部１０５は、第一棒状部材１０５ｅと、第一板状部材１０５ｆとを備えている。第一棒状部材１０５ｅは、ファン１０３による順方向Ｄの送風の下流側において、仕切り部１０２に設けられている。第一板状部材１０５ｆは、第一棒状部材１０５ｅを軸として回転するように、第一棒状部材１０５ｅに対して側面を固定されている。

第一屋内側開口１０７は、第一板状部材１０５ｄの回転軌道上に設けられており、第一板状部材１０５ｄを回転させることにより、第一屋内側開口１０７を閉塞させることができる。第一流路間開口１０２ａは、第一板状部材１０５ｆの回転軌道上に設けられており、第一板状部材１０５ｆを回転させることにより、第一流路間開口１０２ａを閉塞させることができる。二つの第一切替部１０５をそれぞれ別々に制御することにより、第一屋内側開口１０７、第一流路間開口１０２ａのうち一方を開放させ、他方を閉塞させることができる。

本実施形態の第二切替部１０６は、ファン１０３による順方向Ｄの送風の上流側が開閉されるように、ダクト本体１０１の側壁に設置されている。第二切替部１０６は、第二棒状部材１０６ａと、第二板状部材１０６ｂとを備えている。第二屋内側開口１０８は、第二板状部材１０６ｂの回転軌道上に設けられており、第二板状部材１０６ｂを回転させることにより、第二屋内側開口１０８を閉塞させることができる。

事故が発生していない通常時には、図３に示すように、第一板状部材１０５ｄが第一屋内側開口１０７を閉塞し、第一板状部材１０５ｆが第一流路間開口１０２ａを開放し、かつ第二流路１１１を閉塞した状態とし、また、第二板状部材１０６ｂが第二屋内側開口１０８を開放した状態とする。

この状態でファン１０３を図３に示す順方向Ｄに駆動することにより、屋内１０ａの空気が第二屋内側開口１０８からダクト本体１０１内に入り、第一流路１１０を通って、屋外連通口１０９から屋外１０ｂに排気される。

一方、事故発生時には、図４に示すように、第一板状部材１０５ｄが第一屋内側開口１０７を開放し、第一板状部材１０５ｆが第一流路間開口１０２ａを閉塞し、かつ第二流路１１１を開放した状態とし、また、第二板状部材１０６ｂが第二屋内側開口１０８を閉塞した状態とする。

この状態で、ファン１０３を、図４に示す順方向Ｄに駆動することにより、放射性物質を含む屋外１０ｂの空気が、屋外連通口１０９からダクト本体１０１内に入り、第二流路１１１、第二流路間開口１１２、第一流路１１０を順に通って、第一屋内側開口１０７から屋内１０ａに給気される。第二流路１１１を通る屋外１０ｂの空気は、フィルタ１０４を経由することになり、その際に、この空気から放射性物質が除去されるため、その後に第一流路１１０を通って屋内１０ａに入る空気は、放射性物質の含有量が低減したものとなる。

このように、本実施形態に係るダクト装置２００でも、第一実施形態のダクト装置１００と同様の給気および排気を行うことができるため、事故発生時の空気による屋内１０ａでの被ばくを軽減することができる。

上述した実施形態では、切替部が棒状部材と板状部材で構成される場合について例示しているが、切替部は他の構成を有していてもよい。例えば、それぞれの開口部を、蓋を着脱して開け閉めする構成を有していてもよいし、それぞれの開口部にシャッターを設け、これを開け閉めする構成を有していてもよい。

１００、２００・・・ダクト装置
１０１・・・ダクト本体
１０１ａ・・・ダクト本体の開口
１０２・・・仕切り部
１０２ａ・・・第一流路間開口
１０３・・・ファン
１０４・・・フィルタ
１０５・・・第一切替部
１０５ａ、１０５ｃ、１０５ｅ・・・棒状部材
１０５ｂ、１０５ｄ、１０５ｆ・・・板状部材
１０６・・・第二切替部
１０６ａ・・・棒状部材
１０６ｂ・・・板状部材
１０７・・・第一屋内側開口
１０８・・・第二屋内側開口
１０９・・・屋外連通口
１１０・・・第一流路
１１１・・・第二流路
１１２・・・第二流路間開口
１０、２０・・・建物
１０ａ・・・屋内
１０ｂ・・・屋外
１１・・・壁
１２・・・屋根
１３・・・床
Ｄ・・・順方向

Claims

屋内に開口する第一屋内側開口および第二屋内側開口、屋外に連通する屋外連通口を有するダクト本体と、
前記ダクト本体の内部空間を、第一屋内側開口、及び第二屋内側開口に連通する第一流路と屋外連通口に連通する第二流路とに分かれるように仕切り、前記第一流路と前記第二流路とを連通させる第一流路間開口および第二流路間開口を有する仕切り部と、
前記第一流路に設けられたファンと、
前記第二流路に設けられた放射性物質除去用のフィルタと、
前記第一流路間開口を開放することで前記第一流路と前記第二流路とを連通させ、かつ前記第一屋内側開口を閉塞した第一状態と、前記第一流路間開口を閉塞し、かつ前記第一屋内側開口を開放した第二状態とを切り替える第一切替部と、
前記第二屋内側開口を開放することで前記第二屋内側開口を通じて屋内と前記第一流路を連通させる第三状態と、前記第二屋内側開口を閉塞することで前記第二流路間開口を通じて前記第一流路と前記第二流路とを連通させる第四状態とを切り替える第二切替部と、を備え、
通常時には、前記第一切替部を前記第一状態とし、かつ前記第二切替部を前記第三状態とすることで屋内の空気を屋外に排気し、
事故発生時には、前記第一切替部を前記第二状態とし、かつ前記第二切替部を前記第四状態とすることで屋外の空気から前記フィルタによって放射性物質を除去した状態で屋内に供給することを特徴とするダクト装置。
前記第一切替部が、
前記第一流路と前記第二流路の境界上に設けられた第一棒状部材と、
前記第一棒状部材を軸として回転するように、前記第一棒状部材に対して側面を固定された第一板状部材と、を備え、
前記第一屋内側開口および前記第一流路間開口が、前記第一板状部材の回転軌道上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダクト装置。
前記第二切替部が、
前記第一流路と前記第二流路の境界上に設けられた第二棒状部材と、
前記第二棒状部材を軸として回転するように、前記第二棒状部材に対して側面を固定された第二板状部材と、を備え、
前記第二屋内側開口および前記第二流路間開口が、前記第二板状部材の回転軌道上に設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のダクト装置。