空気中の塩分を除去する装置
【課題】動力機器を用いずに自然空冷方式のみで施設内を換気するにあたって、空気中に含まれている塩分をさらに効率よく低減する。
【解決手段】被収容物を収容する収容室（建屋２）を自然通風で換気するにあたって収容室２の外の空気を収容室２の内に取り入れる空気通路７と、空気通路７の途中に設けられ、当該空気通路７内を流れる空気に接触する水３９を溜める水溜部９と、水溜部９の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０を有する複数の突起１１を備え、底側突起１１の頂点３４と天井側突起１１の下端３５は水３９の水面よりも上に位置するものである。
【解決手段】被収容物を収容する収容室（建屋２）を自然通風で換気するにあたって収容室２の外の空気を収容室２の内に取り入れる空気通路７と、空気通路７の途中に設けられ、当該空気通路７内を流れる空気に接触する水３９を溜める水溜部９と、水溜部９の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０を有する複数の突起１１を備え、底側突起１１の頂点３４と天井側突起１１の下端３５は水３９の水面よりも上に位置するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気に含まれている塩分を除去する空気中の塩分を除去する装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば使用済み核燃料が収容されている収容室を自然通風で換気するにあたって収容室内に取り入れる空気に含まれている塩分を除去する際に用いて好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に原子炉の使用済み核燃料を貯蔵し、使用済み核燃料の除熱を行なう施設では、施設内に置かれた使用済み核燃料を入れた容器から放出される熱による浮力を利用した自然空冷方式が採用されている。しかし、自然通風で施設内を換気する自然空冷方式の場合、空気中に塩分が含まれていると、その塩分が使用済み核燃料を密封しているキャニスタと呼ばれる金属容器の表面に付着し、ＳＣＣと呼ばれる応力腐食割れを引き起こす虞がある。ＳＣＣの発生を防止するためには、キャニスタ表面に付着する塩分濃度がＳＣＣの発生に対する限界の表面付着塩分濃度を超えないようにする必要がある。
【０００３】
施設内への塩分の流入を防止するための技術としては、エアーフィルタを用いて微細粉塵を除去する技術（特許文献１）や外気に含まれる塩分粒子をフィルタで除去して送風機で給気を行なう技術（特許文献２）、自然通風によって施設内を換気する為に外気を取り込む際に水に接触させて潮解現象により塩分を除去する技術（特許文献３）が知られている。
【特許文献１】特開平６−１８２１２７号
【特許文献２】特開平７−３１０９３８号
【特許文献３】特開２００７−１５５３１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２の技術では、フィルタを介して外気を取り込むようにしているので圧力損失が大きく、施設内に冷風を送るには送風機等の動力機器が必要になるといった問題が生じる。また、特許文献２の技術では送風機を用いて給気を行なう強制空冷方式を採用しているが、自然空冷方式に比べて設備コストが大きくなるとともに送風機が止まった場合の安全性が保証できないといった問題が生じる。また、フィルタや送風機を用いるとメンテナンスが面倒であり、メンテナンスにかかるコストが大きくなってしまうといった問題が生じる。
【０００５】
一方、特許文献３の技術では、動力機器を用いずに施設内を換気することができる点で優れているものの、圧力損失の増加を抑えつつ塩分除去をより効率よく行うことができれば更に実用的なものとなる。
【０００６】
そこで本発明は、動力機器を用いずに自然空冷方式のみで施設内を換気するにあたってスムーズに換気することができ、空気中に含まれている塩分をさらに効率よく低減することができる空気中の塩分を除去する装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ランニングコストを削減することができ、メンテナンスを容易に行なうことができる空気中の塩分を除去する装置を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置は、被収容物を収容する収容室を自然通風で換気するにあたって収容室の外の空気を収容室の内に取り入れる空気通路と、空気通路の途中に設けられ、当該空気通路内を流れる空気に接触する水を溜める水溜部と、水溜部の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面を有する複数の突起を備え、底側突起の頂点と天井側突起の下端は水の水面よりも上に位置するものである。
【０００８】
したがって、空気通路に流入してきた空気が空気通路の途中の水溜部に溜められている水の水面に接触すると、潮解現象によって空気中の塩分が水に溶解する。これにより塩分が低減された空気によって収容室内が換気される。水溜部の天井面と底面には突起が交互に設けられているので、水溜部を通過する空気の流れは強制的に上下に蛇行され、繰り返し何度も水面に衝突させられる。天井側突起の下端は水面よりも上に位置しているので、即ち水中に没していないので空気が流れる空間は確保され、水溜部の水と天井側突起によって空気通路が塞がれることはない。
【０００９】
また、請求項２記載の空気中の塩分を除去する装置は、底側突起の頂点が天井側突起の下端よりも上に位置するものである。したがって、水溜部を通過する空気は、天井側突起によって一旦底側突起の頂点よりも低い位置まで下げられた後、底側突起によって上昇されることになり、空気の流れがより確実に蛇行する。
【００１０】
また、請求項３記載の空気中の塩分を除去する装置は、底側突起の斜面が濡れているものである。したがって、空気が底側突起の斜面に沿って上昇する際にも潮解現象によって空気中の塩分が水に溶解する。斜面を濡らす手段としては、特に限定されるものではないが、例えば斜面を布、不織布、フェルト等の吸水性の部材で覆い、その部材の端を水中に付けることで水を吸わせて常に濡れた状態にしておくことが考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置によれば、水溜部の上下に突起を交互に設けているので、空気の流れを強制的に上下に蛇行させて繰り返し水面に衝突させることができる。このため、空気が水面に確実に接触する機会を増やすことができ、収容室内を換気する空気の塩分濃度を効率よく低減することができる。しかも、空気の流れを蛇行させるだけであるので、塩分濃度を低減できる割には圧力損失はそれほど増加しない。また、フィルタを用いる場合のように目詰まりによる圧力損失もない。このように、フィルタを使用せずに収容室内へ流入する外気から効率的に塩分を除去でき、目詰まりによるフィルタ交換の必要がなく低コストで収容室内の機器類における錆の発生防止を図ることができる。
【００１２】
また、請求項２記載の空気中の塩分を除去する装置の場合、水溜部を通過する空気の流れをより確実に蛇行させることができ、空気の塩分濃度をより一層効率よく低減することができる。
【００１３】
また、請求項３記載の空気中の塩分を除去する装置の場合、空気が水に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水に溶解させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１から図３に本発明の空気中の塩分を除去する装置の第一の実施形態を示す。この実施形態の空気中の塩分を除去する装置（以下、塩分除去装置という）１は、キャニスタとキャスク３の二重容器に格納された図示しない使用済み核燃料を収容する収容室（一般に建屋と呼ばれている。以下、建屋と呼ぶ。）２を自然通風で換気するにあたって外気取り入れ口４の付近に設置されて空気中の塩分を除去するものである。同塩分除去装置１は、建屋２の外の空気を建屋２の内に取り入れる空気通路７と、空気通路７の途中に設けられ、当該空気通路７内を流れる空気に接触する水３９を溜める水溜部９と、水溜部９の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０を有する複数の突起１１を備えている。本実施形態では、水溜部９の底面にトレイ状の窪み（以下、トレイという）を形成することで水３９を溜めるようにしている。なお、以下、建屋２の外を「屋外」と称し、建屋２の内を「屋内」と称する。
【００１６】
建屋２には屋外の空気を屋内に取り入れる外気取り入れ口４と排気口５とが備えられ、キャスク３から放出される熱によって温められた空気が上昇気流を発生させて屋内の空気を屋外に排出するように構成されている。塩分除去装置１は建屋２の内側の低い位置、例えば壁際の床に設けられており、外気取り入れ口４に取り付けられている。高い位置に設けられた排気口５から温かい空気が排出されると、この空気と入れ替わるようにして屋外の空気が外気取り入れ口４から塩分除去装置１を介して屋内に流入する。このように建屋２は外気取り入れ口４と排気口５によって自然通風で換気が行なわれるように構成されている。
【００１７】
塩分除去装置１の空気通路７は、例えばダクト６内に設けられている。ダクト６内は上下複数の隔壁３３によって複数段の空気通路７に仕切られており、複数の入口６ａと複数の出口６ｂを有している。本実施形態では、ダクト６内を５段の空気通路７に仕切っている。ただし、空気通路７の段数は５段に限るものではなく、２〜４段、６段以上でも良い。各段の出口６ｂはダクト６の軸方向に沿って階段状にずれて配置され、水溜部９に形成されたトレイの中に溜まる水３９が順次上の段から下の段へ溢流するように設けられている。
【００１８】
空気通路７の水溜部９は空気の中に含まれている塩分を回収するものであり、屋外から外気取り入れ口４を介して流入してきた空気を案内する案内部８の下流に設けられている。水溜部９のトレイの先端部は出口６ｂからダクト６の軸方向に沿って屋内の奥側に向かって突出している。また、各段のトレイは上方から水３９が流れ落ちてきた際にその水３９を受け入れ易くするように階段状に積み重ねられるように形成されている。
【００１９】
水溜部９の天井面と底面には複数の突起１１が設けられている。天井側突起１１と底側突起１１は、空気の流れる方向に沿って交互に設けられている。各突起１１は、例えば横断面形状三角形の突条であり、例えば図３に示すようにダクト６をその幅方向に横切り、ダクト６の両側壁の間にわたって設けられている。なお、底側突起１１は水溜部９の幅方向に複数に分割されており、隣り合う底側突起１１の間を水３９が流れるようにし、各段のトレイ上に水３９が均一に行き渡るようになっている。突起１１には、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０が設けられている。また、底側突起１１の頂点３４は水面よりも上に位置している。同様に、天井側突起１１の下端３５も水面よりも上に位置し、空気が流れる空間が確保されている。本実施形態では、底側突起１１の頂点３４は天井側突起１１の下端３５よりも上に位置しており、空気の流れがより確実に蛇行するように図られている。ただし、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５よりも上に位置させなくても良く、例えば図４（Ａ）に示すように、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５と同じ高さにしても良く、図４（Ｂ）に示すように、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５よりも下に位置させても良い。これらの場合であっても各突起１１の斜面１０によって空気の流れを上下に蛇行させることができる。
【００２０】
なお、突起１１を設ける数は各段毎に変えても良く、全ての段で同一にしても良い。また、突起１１の横断面の形状・大きさは全ての突起１１について同一でも、相違していても良く、あるいは一部の突起１１のみを相違させても良い。また、各段毎に突起１１の横断面の形状・大きさを相違させても良い。また、底側突起１１の横断面の形状・大きさと天井側突起１１の横断面の形状・大きさを同一にしても良く、相違させても良い。さらに、水溜部９の全領域にわたって突起１１を形成しても良く、一部領域を残して突起１１を形成しても良い。
【００２１】
案内部８は屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を水溜部９に案内するものである。案内部８はダクト６の各入口６ａと外気取り入れ口４とが連通するように外気取り入れ口４の縁に取り付けられている。屋外の空気が外気取り入れ口４及び入口６ａを介して案内部８に流入してくると、その空気はトレイ上に導かれる。また、案内部８は屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を水３９に向けて下降させるように屈曲した形状に形成されている。つまり、案内部８には屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を下降気流にしてトレイ上に導く下り傾斜部１２が形成されている。したがって、トレイに水３９が溜められた際には、屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して案内部８に流入してきた空気はトレイ上の水３９に衝突するようになる。
【００２２】
建屋２の屋根１３には雨水を屋内に取り入れるための孔１３ａが形成されている。この孔１３ａは雨水通路１４を介して建屋２の内部に連通している。屋根１３を伝う雨水は孔１３ａに流入し、雨水通路１４を通ってダクト６の上面に導かれる。ダクト６の上面にはダクト６の軸方向に沿って長溝（図示省略）が形成されている。この長溝はダクト６の最上段の水溜部９のトレイに向かって形成されている。したがって、雨水通路１４の排水口１４ａから流れ落ちてくる雨水は長溝に流れ込み、この長溝によってダクト６の最上段の水溜部９のトレイに導かれる。この最上段のトレイでオーバーフローした雨水３９はその１つ下の段のトレイに流れ込む。各トレイでオーバーフローした雨水３９は順次に下段のトレイに流れ込む。最下段のトレイからオーバーフローした雨水３９はダクト６の下方に設置されている排水管１５に流れ込み、排水口１６から屋外に排出される。
【００２３】
ダクト６の最上段のトレイには水位計１７が設置されている。雨が降らずにトレイに溜められている水３９の水位が蒸発などによって予め定められた水位を下回った際には、これを水位計１７が検知し、この検知結果を受けてソレノイド（図示省略）がオンされる。ソレノイドがオンされると水道のバルブ１８が開かれ、最上段のトレイに水道水３９が供給される。したがって、トレイは雨水の有無に関わらず常に水３９が満たされた状態になっている。
【００２４】
以上のように構成された塩分除去装置１においては、屋外の空気が案内部８に流入すると、その空気は水溜部９の水面に向かって導かれる。屋外から案内部８に流入してきた空気は下り傾斜部１２で水溜部９の水面に向かって下降し、水面に衝突する。このようにして空気が水３９に接触すると、空気中に塩分が含まれている場合にはその塩分が潮解現象によって水３９に溶解する。また、案内部８から水溜部９に空気が流入すると、突起１１によって空気の流れが上下に蛇行される。即ち、天井側突起１１と底側突起１１とが交互に形成されているので、空気の流れを確実に蛇行させることができる。これによって空気が水面に確実に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。また、ダクト６内には複数段の空気通路７を形成しているので、屋外からダクト６に流入してきた空気と水３９との接触面積を大きくすることができ、これにより屋外からダクト６に流入してきた空気に含まれている塩分を効率的に捕捉することができる。さらに、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出るときに出口６ｂを覆うようにして上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。このように屋内を自然通風で換気するにあたって塩分除去装置１を用いることにより、屋外から屋内に流入する空気の流れを遮ることなく、その空気中に含まれている塩分を大幅に低減することができる。したがって、屋内を自然通風で十分に換気することができ、塩分除去装置１を十分に実用的なものにすることができる。また、屋内に置かれている金属性の機器の錆の発生を抑えることができる。また、構造が簡素であるのでランニングコストを大幅に削減することができる。また、構造が簡素であるのでメンテナンス作業が容易になる。
【００２５】
本発明の塩分除去装置１では、水溜部９の上下に突起１１を交互に設けているので、空気の流れを強制的に上下に蛇行させて繰り返し水面に衝突させることができる。このため、空気が水面に確実に接触する機会を増やすことができ、収容室内を換気する空気の塩分濃度を効率よく低減することができる。しかも、空気の流れを蛇行させるだけであるので、塩分濃度を低減できる割には圧力損失はそれほど増加しない。また、フィルタを用いる場合のように目詰まりによる圧力損失もない。このように、フィルタを使用せずに収容室内へ流入する外気から効率的に塩分を除去でき、目詰まりによるフィルタ交換の必要がなく低コストで収容室内の機器類における錆の発生防止を図ることができる。
【００２６】
本発明の塩分除去装置１は、キャスク３を収容する建屋２に備えられるばかりではなく、キャスク３が露天で貯蔵される場合にはキャスク３に直接装備させるようにしても良い。この第二の実施形態を図５に示す。なお、第一の実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
図５に示すように、キャスク３は使用済み核燃料１９を密封する金属容器であるキャニスタ２０を収容し、このキャニスタ２０を自然空冷で除熱するものである。キャスク３は、キャスク３の有底円筒状の本体部２１と、この本体部２１の内側に形成されている中空部２２の開口２２ａを塞ぐ蓋２３とから構成されている。キャスク３はキャスク３の外側の空気をキャスク３の内側に取り入れる外気取り入れ口２４と、本体部２１の内部に収容されるキャニスタ２０の発熱によって温められ、上昇した空気をキャスク３の外側に排出する排気口２５とを備えている。外気取り入れ口２４は階段状に屈曲している通路２６を介して中空部２２に連通している。中空部２２を形成している内壁面２７の底２７ａには複数の台座２８が固定されている。キャニスタ２０は開口２２ａから中空部２２に入れられ、本体部２１の内壁面２７とキャニスタ２０の外壁面２９との間に隙間が形成されるように台座２８の上に載置される。開口２２ａが蓋２３で塞がれると、蓋２３の内側面２３ａとキャニスタ２０の外壁面２９との間に隙間が形成され、蓋２３の内側面２３ａと本体部２１の上面２１ａとの間に複数の通路３０が形成される。この通路３０は階段状に屈曲しており、排気口２５と中空部２２とを連通している。塩分除去装置１は外気取り入れ口２４と出口６ｂとが対向し、且つ出口６ｂが外気取り入れ口２４に近接するように配置されている。塩分除去装置１は支持部材３１を介して例えばキャスク３の外壁面や地面などに固定されている。なお、図５に示す実施形態ではトレイには水道水が供給されるものとする。
【００２８】
キャスク３内の空気はキャニスタ２０から放出される熱によって温められ、上昇気流となってキャニスタ２０の上部の排気口２５から排出される。排気口２５から温かい空気が排出されると、この空気と入れ替わるようにしてキャスク３の外の空気が塩分除去装置１と外気取り入れ口２４を介してキャスク３内に流入してくる。
【００２９】
キャスク３の外側の空気が各段の空気通路７の案内部８に流入すると、その空気は水溜部９の水面に向かって導かれる。キャスク３の外側から案内部８に流入してきた空気は下り傾斜部１２でトレイ上の水面に向かって下降し、やがて水面に衝突する。このようにして空気が水３９に接触すると、空気中に塩分が含まれている場合にはその塩分が潮解現象によって水３９に溶解する。また、案内部８から水溜部９に空気が流入すると、上下の突起１１によって空気の流れが上下に蛇行される。これによって空気が水面に確実に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。さらに、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出るときに上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。
【００３０】
このようにキャスク３内を自然通風で換気するにあたって塩分除去装置１を用いることにより、キャスク３の外側から内側に流入する空気の流れを遮ることなく、その空気中に含まれている塩分を大幅に低減することができる。したがって、キャスク３内を自然通風で十分に換気することができ、塩分除去装置１を十分に実用的なものにすることができる。また、キャニスタ２０に塩分が付着することによって引き起こされるＳＣＣを抑止することができる。また、動力を必要とせず、かつ構造が簡素であるので設備コスト並びにランニングコストを大幅に削減することができる。また、構造が簡素であるのでメンテナンス作業が容易になる。
【００３１】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、使用済み核燃料を収容する施設の例としてキャスク３を収容する建屋２の例を挙げて説明したが、ボールト貯蔵施設のような自然通風による冷却方式を採用する他の施設にも適用できることは言うまでもない。さらに、本発明の塩分除去装置は、上述した実施形態でとりあげた原子力関係の施設に限られず、例えば沿岸地域に立地すると共に外気を取り入れて換気を行う施設であって施設内の設備や保存物にとって外気中の塩分が有害でそれを除去する必要がある場合に広く適用することができる。
【００３２】
また、上述した実施形態では、ダクト６を隔壁３３で仕切って複数の空気通路７を形成するようにしたが、ダクト６を仕切らずに塩分除去装置１を１本の空気通路７で構成しても良い。
【００３３】
また、上述した実施形態では最下段のトレイからオーバーフローした水３９を排水管１５によって屋外に排水するようにしたが、そのオーバーフローした水３９をポンプなどで循環させてトレイに再度供給するようにしても良い。
【００３４】
また、上述した第一の実施形態では塩分除去装置１を屋内に設置するようにしたが、図６に示すように、建屋２の外壁に塩分除去装置１を取り付けても良い。この第三の実施形態の場合、ダクト６が屋外に晒されるので、雨水通路１４を設けなくても雨樋からの雨水をトレイに直接供給することができる。
【００３５】
さらに、図７に示すように、建屋２の外側に塩分除去装置１を設けるようにしても良い。この第四の実施形態の塩分除去装置１では、ダクト６内に案内部８と下り傾斜部１２を設けておらず、ダクト６内に取り込んだ空気を直接水溜部９に導く構成となっている。そして、この第四の実施形態の場合も、ダクト６の各入口６ａから塩分除去装置１に流入した屋外の空気はトレイ上の水３９と接触し、潮解現象によって空気中の塩分が水３９に溶解する。さらに、屋外の空気が各入口６ａから流入するときに各入口６ａを覆うようにして上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。
【００３６】
また、上述の説明では、ダクト６内を隔壁３３で仕切ることで複数段の空気通路７を形成していたが、ダクト６内に複数段の空気通路７を形成する手段としてはこの構成に限るものではない。例えばダクト６内に独立した部品としてのトレイを取り付けて仕切ることで複数段の空気通路７を形成するようにしても良い。
【００３７】
なお、第四の実施形態のように下り傾斜部１２を設けない構成とした場合も、ダクト６の各入口６ａから流入した空気の流れを上下の突起１１によって上下に蛇行させて水面に衝突させ、水３９に塩分を溶解させることができる。
【００３８】
また、上述した第一の実施形態では建屋２に対して塩分除去装置１を用いた例を挙げて説明し、第二の実施形態ではキャスク３に対して塩分除去装置１を用いた例を挙げて説明したが、塩分除去装置１を備えるキャスク３を収容する建屋２に対して塩分除去装置１を備えるようにしても良い。これにより建屋２に対して備えた塩分除去装置１で捕捉しきれなかった塩分をキャスク３に対して備えた塩分除去装置１で捕捉することができるので、キャニスタに付着する塩分の量をより一層低減することができる。
【００３９】
また、底側突起１１の斜面１０を常時濡らすようにしても良い。この場合の一例を図８に示す。斜面１０は、例えば布、ガーゼ、不織布、フェルト等の吸水性の表面部材３６で覆われている。この表面部材３６の下端は水３９に漬されており、水３９を吸い上げて全体が常に濡れている。このように濡れた表面部材３６で斜面１０を覆うことで、斜面１０を常時濡れた状態にすることができる。ただし、斜面１０を濡らす手段としては、これに限るものではない。例えば、上段の水溜部９の底面に孔をあけて下段の水溜部９の底側突起１１の斜面１０上に水３９を滴下させて当該斜面１０を常時濡らすようにしても良く、その他の手段でも良い。底側突起１１の斜面１０を常時濡らすことで、空気と水３９との接触面積が増え、より多くの塩分を水３９に溶解させて空気中の塩分をより多く除去することができる。
【００４０】
また、上述の説明では、入口６ａ又は出口６ｂにおいて上段のトレイの水３９を下段のトレイに流れ落ちるようにしていたが、即ちトレイの端から水３９が流れ落ちるようにしていたが、流れ落ちる位置はトレイの端に限るものではなく、トレイの途中の位置から流れ落ちるようにしても良い。
【００４１】
また、上述の説明では、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出る時又は屋内の空気が入口６ａから流入する時に上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触させるようにしていたが、このような構成にしなくても良い。
【００４２】
また、水溜部９に当該水溜部９の水３９を吸い上げて保持し空気通路７内を流れる空気に接触させる水保持部材３７を設けても良い。水保持部材３７は全ての段に設けても良いし、一部の段に設けても良い。この場合の一例を図９及び図１０に示す。なお、図１０では水３９の記載を省略している。この例の水保持部材３７は空気の流れに沿う壁状を成しており、各段毎に例えば６枚ずつダクト６の幅方向に並んで設けられている。即ち、各段の水溜部９は６枚の水保持部材３７によって７列の通路に仕切られている。６枚の水保持部材３７は例えば等間隔で配置されている。ただし、各水保持部材３７を必ずしも等間隔で配置する必要はない。また、水保持部材３７の枚数は６枚に限るものではなく、５枚以下あるいは７枚以上でも良く、通路面積等に応じて適宜決定される。
【００４３】
水保持部材３７は水溜部９の底面に設けられ、その上端と天井面との間には隙間が設けられている。ただし、水保持部材３７の上端と天井面との間に隙間を設けなくても良い。水保持部材３７の水没する部位には、例えば小孔、スリット、切り欠き等の流路３８が設けられており、水保持部材３７を挟んだ両側の水３９の流れを可能にして水位を均一にする。ただし、水保持部材３７を例えば天井面に設けても良く、この場合には、水保持部材３７の下端と水溜部９の底面との間に隙間を設けることで水３９の流れを可能にできるので流路３８の形成を省略することができる。
【００４４】
水保持部材３７は、水溜部９に形成されたトレイのほぼ全長にわたって設けられている。ただし、必ずしもトレイのほぼ全長にわたって水保持部材３７を設ける必要なく、部分的に水保持部材３７を設けても良い。また、水保持部材３７を空気の流れ方向に沿って複数に分割し、間隔をあけて各水保持部材３７を設けても良い。
【００４５】
水保持部材３７は、例えば図１１に示すように、例えば布、ガーゼ、不織布、フェルト等の吸水性の表面部材４０で覆われている。この表面部材４０の下端は水３９に漬されており、水３９を吸い上げて全体が常に濡れている。このように濡れた表面部材４０で水保持部材３７の表面を覆うことで、水保持部材３７の表面を常時濡れた状態にすることができる。ただし、水保持部材３７の表面を濡れた状態に保持する手段としては、これに限るものではない。例えば、上段の水溜部９の底面に孔をあけて下段の水溜部９の水保持部材３７上に水３９を滴下させることでその表面を常時濡れた状態にしても良く、その他の手段でも良い。
【００４６】
空気通路７に流入した空気はトレイ上の水３９と水保持部材３７の表面に保持された水３９とに接触しながら、且つ上下の突起１１によって確実に上下に蛇行を繰り返しながら水溜部９を通過する。このように水溜部９を通過する空気はトレイ上の水３９の他、水保持部材３７の表面に保持されている水３９にも接触するので、空気と水３９との接触面積が大きくなる。また、流れの蛇行によってトレイ上の水３９に確実に接触する機会が増える。これらのため、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。水保持部材３７は空気の流れに沿う壁状を成しているので、水保持部材３７は大きな空気抵抗にならず、水保持部材３７を設けても圧力損失を大幅に増加させずに塩分をより効率よく除去することができる。
【００４７】
また、上述の説明では、水保持部材３７を空気の流れに沿う壁状にしていたが、棒状にしても良い。この場合の一例を図１２に示す。水保持部材３７は水溜部９の底面に設けられ、天井面に向けて真っ直ぐ延びている。ただし、水保持部材３７を天井面に設けても良い。また、水保持部材３７を空気の流れ方向上流側又は下流側に向けて傾斜させても良い。水保持部材３７は、各空気通路７毎に複数列設けられている。また、各列は複数本の水保持部材３７から構成されている。水保持部材３７が棒状を成している場合であっても、空気と水３９との接触面積を増加させることができ、空気中の塩分をより一層効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の空気中の塩分を除去する装置とキャスクが建屋の中に設置されているときの態様（第一の実施形態）を示す縦断面図である。
【図２】第一の実施形態の空気中の塩分を除去する装置の概略構造を示す側面視縦断面図である。
【図３】同空気中の塩分を除去する装置の水溜部の断面図である。
【図４】同空気中の塩分を除去する装置の水溜部に設けた突起を示し、（Ａ）は底側突起の頂点と天井側突起の下端との高さを同じにした場合の概念図、（Ｂ）は底側突起の頂点を天井側突起の下端よりも低くした場合の概念図である。
【図５】第二の実施形態を示す空気中の塩分を除去する装置とキャスクの縦断面図である。
【図６】空気中の塩分を除去する装置を建屋の外壁に取り付けたときの態様（第三の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図７】空気中の塩分を除去する装置を建屋の外側に設置したときの態様（第四の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図８】底側突起の斜面を吸水性の部材で覆った様子を示す断面図である。
【図９】水溜部に水保持部材を設けたときの態様（第五の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図１０】第五の実施形態の空気中の塩分を除去する装置の水溜部を示す断面図である。
【図１１】水保持部材の断面図である。
【図１２】水溜部に水保持部材を設けたときの態様（第六の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 空気中の塩分を除去する装置
２ 建屋（収容室）
７ 空気通路
９ 水溜部
１０ 斜面
１１ 突起
３４ 底側突起の頂点
３５ 天井側突起１１の下端
３９ 空気に接触する水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気に含まれている塩分を除去する空気中の塩分を除去する装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば使用済み核燃料が収容されている収容室を自然通風で換気するにあたって収容室内に取り入れる空気に含まれている塩分を除去する際に用いて好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に原子炉の使用済み核燃料を貯蔵し、使用済み核燃料の除熱を行なう施設では、施設内に置かれた使用済み核燃料を入れた容器から放出される熱による浮力を利用した自然空冷方式が採用されている。しかし、自然通風で施設内を換気する自然空冷方式の場合、空気中に塩分が含まれていると、その塩分が使用済み核燃料を密封しているキャニスタと呼ばれる金属容器の表面に付着し、ＳＣＣと呼ばれる応力腐食割れを引き起こす虞がある。ＳＣＣの発生を防止するためには、キャニスタ表面に付着する塩分濃度がＳＣＣの発生に対する限界の表面付着塩分濃度を超えないようにする必要がある。
【０００３】
施設内への塩分の流入を防止するための技術としては、エアーフィルタを用いて微細粉塵を除去する技術（特許文献１）や外気に含まれる塩分粒子をフィルタで除去して送風機で給気を行なう技術（特許文献２）、自然通風によって施設内を換気する為に外気を取り込む際に水に接触させて潮解現象により塩分を除去する技術（特許文献３）が知られている。
【特許文献１】特開平６−１８２１２７号
【特許文献２】特開平７−３１０９３８号
【特許文献３】特開２００７−１５５３１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２の技術では、フィルタを介して外気を取り込むようにしているので圧力損失が大きく、施設内に冷風を送るには送風機等の動力機器が必要になるといった問題が生じる。また、特許文献２の技術では送風機を用いて給気を行なう強制空冷方式を採用しているが、自然空冷方式に比べて設備コストが大きくなるとともに送風機が止まった場合の安全性が保証できないといった問題が生じる。また、フィルタや送風機を用いるとメンテナンスが面倒であり、メンテナンスにかかるコストが大きくなってしまうといった問題が生じる。
【０００５】
一方、特許文献３の技術では、動力機器を用いずに施設内を換気することができる点で優れているものの、圧力損失の増加を抑えつつ塩分除去をより効率よく行うことができれば更に実用的なものとなる。
【０００６】
そこで本発明は、動力機器を用いずに自然空冷方式のみで施設内を換気するにあたってスムーズに換気することができ、空気中に含まれている塩分をさらに効率よく低減することができる空気中の塩分を除去する装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ランニングコストを削減することができ、メンテナンスを容易に行なうことができる空気中の塩分を除去する装置を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置は、被収容物を収容する収容室を自然通風で換気するにあたって収容室の外の空気を収容室の内に取り入れる空気通路と、空気通路の途中に設けられ、当該空気通路内を流れる空気に接触する水を溜める水溜部と、水溜部の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面を有する複数の突起を備え、底側突起の頂点と天井側突起の下端は水の水面よりも上に位置するものである。
【０００８】
したがって、空気通路に流入してきた空気が空気通路の途中の水溜部に溜められている水の水面に接触すると、潮解現象によって空気中の塩分が水に溶解する。これにより塩分が低減された空気によって収容室内が換気される。水溜部の天井面と底面には突起が交互に設けられているので、水溜部を通過する空気の流れは強制的に上下に蛇行され、繰り返し何度も水面に衝突させられる。天井側突起の下端は水面よりも上に位置しているので、即ち水中に没していないので空気が流れる空間は確保され、水溜部の水と天井側突起によって空気通路が塞がれることはない。
【０００９】
また、請求項２記載の空気中の塩分を除去する装置は、底側突起の頂点が天井側突起の下端よりも上に位置するものである。したがって、水溜部を通過する空気は、天井側突起によって一旦底側突起の頂点よりも低い位置まで下げられた後、底側突起によって上昇されることになり、空気の流れがより確実に蛇行する。
【００１０】
また、請求項３記載の空気中の塩分を除去する装置は、底側突起の斜面が濡れているものである。したがって、空気が底側突起の斜面に沿って上昇する際にも潮解現象によって空気中の塩分が水に溶解する。斜面を濡らす手段としては、特に限定されるものではないが、例えば斜面を布、不織布、フェルト等の吸水性の部材で覆い、その部材の端を水中に付けることで水を吸わせて常に濡れた状態にしておくことが考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置によれば、水溜部の上下に突起を交互に設けているので、空気の流れを強制的に上下に蛇行させて繰り返し水面に衝突させることができる。このため、空気が水面に確実に接触する機会を増やすことができ、収容室内を換気する空気の塩分濃度を効率よく低減することができる。しかも、空気の流れを蛇行させるだけであるので、塩分濃度を低減できる割には圧力損失はそれほど増加しない。また、フィルタを用いる場合のように目詰まりによる圧力損失もない。このように、フィルタを使用せずに収容室内へ流入する外気から効率的に塩分を除去でき、目詰まりによるフィルタ交換の必要がなく低コストで収容室内の機器類における錆の発生防止を図ることができる。
【００１２】
また、請求項２記載の空気中の塩分を除去する装置の場合、水溜部を通過する空気の流れをより確実に蛇行させることができ、空気の塩分濃度をより一層効率よく低減することができる。
【００１３】
また、請求項３記載の空気中の塩分を除去する装置の場合、空気が水に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水に溶解させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１から図３に本発明の空気中の塩分を除去する装置の第一の実施形態を示す。この実施形態の空気中の塩分を除去する装置（以下、塩分除去装置という）１は、キャニスタとキャスク３の二重容器に格納された図示しない使用済み核燃料を収容する収容室（一般に建屋と呼ばれている。以下、建屋と呼ぶ。）２を自然通風で換気するにあたって外気取り入れ口４の付近に設置されて空気中の塩分を除去するものである。同塩分除去装置１は、建屋２の外の空気を建屋２の内に取り入れる空気通路７と、空気通路７の途中に設けられ、当該空気通路７内を流れる空気に接触する水３９を溜める水溜部９と、水溜部９の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０を有する複数の突起１１を備えている。本実施形態では、水溜部９の底面にトレイ状の窪み（以下、トレイという）を形成することで水３９を溜めるようにしている。なお、以下、建屋２の外を「屋外」と称し、建屋２の内を「屋内」と称する。
【００１６】
建屋２には屋外の空気を屋内に取り入れる外気取り入れ口４と排気口５とが備えられ、キャスク３から放出される熱によって温められた空気が上昇気流を発生させて屋内の空気を屋外に排出するように構成されている。塩分除去装置１は建屋２の内側の低い位置、例えば壁際の床に設けられており、外気取り入れ口４に取り付けられている。高い位置に設けられた排気口５から温かい空気が排出されると、この空気と入れ替わるようにして屋外の空気が外気取り入れ口４から塩分除去装置１を介して屋内に流入する。このように建屋２は外気取り入れ口４と排気口５によって自然通風で換気が行なわれるように構成されている。
【００１７】
塩分除去装置１の空気通路７は、例えばダクト６内に設けられている。ダクト６内は上下複数の隔壁３３によって複数段の空気通路７に仕切られており、複数の入口６ａと複数の出口６ｂを有している。本実施形態では、ダクト６内を５段の空気通路７に仕切っている。ただし、空気通路７の段数は５段に限るものではなく、２〜４段、６段以上でも良い。各段の出口６ｂはダクト６の軸方向に沿って階段状にずれて配置され、水溜部９に形成されたトレイの中に溜まる水３９が順次上の段から下の段へ溢流するように設けられている。
【００１８】
空気通路７の水溜部９は空気の中に含まれている塩分を回収するものであり、屋外から外気取り入れ口４を介して流入してきた空気を案内する案内部８の下流に設けられている。水溜部９のトレイの先端部は出口６ｂからダクト６の軸方向に沿って屋内の奥側に向かって突出している。また、各段のトレイは上方から水３９が流れ落ちてきた際にその水３９を受け入れ易くするように階段状に積み重ねられるように形成されている。
【００１９】
水溜部９の天井面と底面には複数の突起１１が設けられている。天井側突起１１と底側突起１１は、空気の流れる方向に沿って交互に設けられている。各突起１１は、例えば横断面形状三角形の突条であり、例えば図３に示すようにダクト６をその幅方向に横切り、ダクト６の両側壁の間にわたって設けられている。なお、底側突起１１は水溜部９の幅方向に複数に分割されており、隣り合う底側突起１１の間を水３９が流れるようにし、各段のトレイ上に水３９が均一に行き渡るようになっている。突起１１には、空気の流れを上下に蛇行させる斜面１０が設けられている。また、底側突起１１の頂点３４は水面よりも上に位置している。同様に、天井側突起１１の下端３５も水面よりも上に位置し、空気が流れる空間が確保されている。本実施形態では、底側突起１１の頂点３４は天井側突起１１の下端３５よりも上に位置しており、空気の流れがより確実に蛇行するように図られている。ただし、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５よりも上に位置させなくても良く、例えば図４（Ａ）に示すように、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５と同じ高さにしても良く、図４（Ｂ）に示すように、底側突起１１の頂点３４を天井側突起１１の下端３５よりも下に位置させても良い。これらの場合であっても各突起１１の斜面１０によって空気の流れを上下に蛇行させることができる。
【００２０】
なお、突起１１を設ける数は各段毎に変えても良く、全ての段で同一にしても良い。また、突起１１の横断面の形状・大きさは全ての突起１１について同一でも、相違していても良く、あるいは一部の突起１１のみを相違させても良い。また、各段毎に突起１１の横断面の形状・大きさを相違させても良い。また、底側突起１１の横断面の形状・大きさと天井側突起１１の横断面の形状・大きさを同一にしても良く、相違させても良い。さらに、水溜部９の全領域にわたって突起１１を形成しても良く、一部領域を残して突起１１を形成しても良い。
【００２１】
案内部８は屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を水溜部９に案内するものである。案内部８はダクト６の各入口６ａと外気取り入れ口４とが連通するように外気取り入れ口４の縁に取り付けられている。屋外の空気が外気取り入れ口４及び入口６ａを介して案内部８に流入してくると、その空気はトレイ上に導かれる。また、案内部８は屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を水３９に向けて下降させるように屈曲した形状に形成されている。つまり、案内部８には屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して流入してきた空気を下降気流にしてトレイ上に導く下り傾斜部１２が形成されている。したがって、トレイに水３９が溜められた際には、屋外から外気取り入れ口４及び入口６ａを介して案内部８に流入してきた空気はトレイ上の水３９に衝突するようになる。
【００２２】
建屋２の屋根１３には雨水を屋内に取り入れるための孔１３ａが形成されている。この孔１３ａは雨水通路１４を介して建屋２の内部に連通している。屋根１３を伝う雨水は孔１３ａに流入し、雨水通路１４を通ってダクト６の上面に導かれる。ダクト６の上面にはダクト６の軸方向に沿って長溝（図示省略）が形成されている。この長溝はダクト６の最上段の水溜部９のトレイに向かって形成されている。したがって、雨水通路１４の排水口１４ａから流れ落ちてくる雨水は長溝に流れ込み、この長溝によってダクト６の最上段の水溜部９のトレイに導かれる。この最上段のトレイでオーバーフローした雨水３９はその１つ下の段のトレイに流れ込む。各トレイでオーバーフローした雨水３９は順次に下段のトレイに流れ込む。最下段のトレイからオーバーフローした雨水３９はダクト６の下方に設置されている排水管１５に流れ込み、排水口１６から屋外に排出される。
【００２３】
ダクト６の最上段のトレイには水位計１７が設置されている。雨が降らずにトレイに溜められている水３９の水位が蒸発などによって予め定められた水位を下回った際には、これを水位計１７が検知し、この検知結果を受けてソレノイド（図示省略）がオンされる。ソレノイドがオンされると水道のバルブ１８が開かれ、最上段のトレイに水道水３９が供給される。したがって、トレイは雨水の有無に関わらず常に水３９が満たされた状態になっている。
【００２４】
以上のように構成された塩分除去装置１においては、屋外の空気が案内部８に流入すると、その空気は水溜部９の水面に向かって導かれる。屋外から案内部８に流入してきた空気は下り傾斜部１２で水溜部９の水面に向かって下降し、水面に衝突する。このようにして空気が水３９に接触すると、空気中に塩分が含まれている場合にはその塩分が潮解現象によって水３９に溶解する。また、案内部８から水溜部９に空気が流入すると、突起１１によって空気の流れが上下に蛇行される。即ち、天井側突起１１と底側突起１１とが交互に形成されているので、空気の流れを確実に蛇行させることができる。これによって空気が水面に確実に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。また、ダクト６内には複数段の空気通路７を形成しているので、屋外からダクト６に流入してきた空気と水３９との接触面積を大きくすることができ、これにより屋外からダクト６に流入してきた空気に含まれている塩分を効率的に捕捉することができる。さらに、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出るときに出口６ｂを覆うようにして上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。このように屋内を自然通風で換気するにあたって塩分除去装置１を用いることにより、屋外から屋内に流入する空気の流れを遮ることなく、その空気中に含まれている塩分を大幅に低減することができる。したがって、屋内を自然通風で十分に換気することができ、塩分除去装置１を十分に実用的なものにすることができる。また、屋内に置かれている金属性の機器の錆の発生を抑えることができる。また、構造が簡素であるのでランニングコストを大幅に削減することができる。また、構造が簡素であるのでメンテナンス作業が容易になる。
【００２５】
本発明の塩分除去装置１では、水溜部９の上下に突起１１を交互に設けているので、空気の流れを強制的に上下に蛇行させて繰り返し水面に衝突させることができる。このため、空気が水面に確実に接触する機会を増やすことができ、収容室内を換気する空気の塩分濃度を効率よく低減することができる。しかも、空気の流れを蛇行させるだけであるので、塩分濃度を低減できる割には圧力損失はそれほど増加しない。また、フィルタを用いる場合のように目詰まりによる圧力損失もない。このように、フィルタを使用せずに収容室内へ流入する外気から効率的に塩分を除去でき、目詰まりによるフィルタ交換の必要がなく低コストで収容室内の機器類における錆の発生防止を図ることができる。
【００２６】
本発明の塩分除去装置１は、キャスク３を収容する建屋２に備えられるばかりではなく、キャスク３が露天で貯蔵される場合にはキャスク３に直接装備させるようにしても良い。この第二の実施形態を図５に示す。なお、第一の実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
図５に示すように、キャスク３は使用済み核燃料１９を密封する金属容器であるキャニスタ２０を収容し、このキャニスタ２０を自然空冷で除熱するものである。キャスク３は、キャスク３の有底円筒状の本体部２１と、この本体部２１の内側に形成されている中空部２２の開口２２ａを塞ぐ蓋２３とから構成されている。キャスク３はキャスク３の外側の空気をキャスク３の内側に取り入れる外気取り入れ口２４と、本体部２１の内部に収容されるキャニスタ２０の発熱によって温められ、上昇した空気をキャスク３の外側に排出する排気口２５とを備えている。外気取り入れ口２４は階段状に屈曲している通路２６を介して中空部２２に連通している。中空部２２を形成している内壁面２７の底２７ａには複数の台座２８が固定されている。キャニスタ２０は開口２２ａから中空部２２に入れられ、本体部２１の内壁面２７とキャニスタ２０の外壁面２９との間に隙間が形成されるように台座２８の上に載置される。開口２２ａが蓋２３で塞がれると、蓋２３の内側面２３ａとキャニスタ２０の外壁面２９との間に隙間が形成され、蓋２３の内側面２３ａと本体部２１の上面２１ａとの間に複数の通路３０が形成される。この通路３０は階段状に屈曲しており、排気口２５と中空部２２とを連通している。塩分除去装置１は外気取り入れ口２４と出口６ｂとが対向し、且つ出口６ｂが外気取り入れ口２４に近接するように配置されている。塩分除去装置１は支持部材３１を介して例えばキャスク３の外壁面や地面などに固定されている。なお、図５に示す実施形態ではトレイには水道水が供給されるものとする。
【００２８】
キャスク３内の空気はキャニスタ２０から放出される熱によって温められ、上昇気流となってキャニスタ２０の上部の排気口２５から排出される。排気口２５から温かい空気が排出されると、この空気と入れ替わるようにしてキャスク３の外の空気が塩分除去装置１と外気取り入れ口２４を介してキャスク３内に流入してくる。
【００２９】
キャスク３の外側の空気が各段の空気通路７の案内部８に流入すると、その空気は水溜部９の水面に向かって導かれる。キャスク３の外側から案内部８に流入してきた空気は下り傾斜部１２でトレイ上の水面に向かって下降し、やがて水面に衝突する。このようにして空気が水３９に接触すると、空気中に塩分が含まれている場合にはその塩分が潮解現象によって水３９に溶解する。また、案内部８から水溜部９に空気が流入すると、上下の突起１１によって空気の流れが上下に蛇行される。これによって空気が水面に確実に接触する機会が増え、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。さらに、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出るときに上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。
【００３０】
このようにキャスク３内を自然通風で換気するにあたって塩分除去装置１を用いることにより、キャスク３の外側から内側に流入する空気の流れを遮ることなく、その空気中に含まれている塩分を大幅に低減することができる。したがって、キャスク３内を自然通風で十分に換気することができ、塩分除去装置１を十分に実用的なものにすることができる。また、キャニスタ２０に塩分が付着することによって引き起こされるＳＣＣを抑止することができる。また、動力を必要とせず、かつ構造が簡素であるので設備コスト並びにランニングコストを大幅に削減することができる。また、構造が簡素であるのでメンテナンス作業が容易になる。
【００３１】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、使用済み核燃料を収容する施設の例としてキャスク３を収容する建屋２の例を挙げて説明したが、ボールト貯蔵施設のような自然通風による冷却方式を採用する他の施設にも適用できることは言うまでもない。さらに、本発明の塩分除去装置は、上述した実施形態でとりあげた原子力関係の施設に限られず、例えば沿岸地域に立地すると共に外気を取り入れて換気を行う施設であって施設内の設備や保存物にとって外気中の塩分が有害でそれを除去する必要がある場合に広く適用することができる。
【００３２】
また、上述した実施形態では、ダクト６を隔壁３３で仕切って複数の空気通路７を形成するようにしたが、ダクト６を仕切らずに塩分除去装置１を１本の空気通路７で構成しても良い。
【００３３】
また、上述した実施形態では最下段のトレイからオーバーフローした水３９を排水管１５によって屋外に排水するようにしたが、そのオーバーフローした水３９をポンプなどで循環させてトレイに再度供給するようにしても良い。
【００３４】
また、上述した第一の実施形態では塩分除去装置１を屋内に設置するようにしたが、図６に示すように、建屋２の外壁に塩分除去装置１を取り付けても良い。この第三の実施形態の場合、ダクト６が屋外に晒されるので、雨水通路１４を設けなくても雨樋からの雨水をトレイに直接供給することができる。
【００３５】
さらに、図７に示すように、建屋２の外側に塩分除去装置１を設けるようにしても良い。この第四の実施形態の塩分除去装置１では、ダクト６内に案内部８と下り傾斜部１２を設けておらず、ダクト６内に取り込んだ空気を直接水溜部９に導く構成となっている。そして、この第四の実施形態の場合も、ダクト６の各入口６ａから塩分除去装置１に流入した屋外の空気はトレイ上の水３９と接触し、潮解現象によって空気中の塩分が水３９に溶解する。さらに、屋外の空気が各入口６ａから流入するときに各入口６ａを覆うようにして上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触するので、ここでも潮解現象を利用して空気中の塩分を溶解させることができる。
【００３６】
また、上述の説明では、ダクト６内を隔壁３３で仕切ることで複数段の空気通路７を形成していたが、ダクト６内に複数段の空気通路７を形成する手段としてはこの構成に限るものではない。例えばダクト６内に独立した部品としてのトレイを取り付けて仕切ることで複数段の空気通路７を形成するようにしても良い。
【００３７】
なお、第四の実施形態のように下り傾斜部１２を設けない構成とした場合も、ダクト６の各入口６ａから流入した空気の流れを上下の突起１１によって上下に蛇行させて水面に衝突させ、水３９に塩分を溶解させることができる。
【００３８】
また、上述した第一の実施形態では建屋２に対して塩分除去装置１を用いた例を挙げて説明し、第二の実施形態ではキャスク３に対して塩分除去装置１を用いた例を挙げて説明したが、塩分除去装置１を備えるキャスク３を収容する建屋２に対して塩分除去装置１を備えるようにしても良い。これにより建屋２に対して備えた塩分除去装置１で捕捉しきれなかった塩分をキャスク３に対して備えた塩分除去装置１で捕捉することができるので、キャニスタに付着する塩分の量をより一層低減することができる。
【００３９】
また、底側突起１１の斜面１０を常時濡らすようにしても良い。この場合の一例を図８に示す。斜面１０は、例えば布、ガーゼ、不織布、フェルト等の吸水性の表面部材３６で覆われている。この表面部材３６の下端は水３９に漬されており、水３９を吸い上げて全体が常に濡れている。このように濡れた表面部材３６で斜面１０を覆うことで、斜面１０を常時濡れた状態にすることができる。ただし、斜面１０を濡らす手段としては、これに限るものではない。例えば、上段の水溜部９の底面に孔をあけて下段の水溜部９の底側突起１１の斜面１０上に水３９を滴下させて当該斜面１０を常時濡らすようにしても良く、その他の手段でも良い。底側突起１１の斜面１０を常時濡らすことで、空気と水３９との接触面積が増え、より多くの塩分を水３９に溶解させて空気中の塩分をより多く除去することができる。
【００４０】
また、上述の説明では、入口６ａ又は出口６ｂにおいて上段のトレイの水３９を下段のトレイに流れ落ちるようにしていたが、即ちトレイの端から水３９が流れ落ちるようにしていたが、流れ落ちる位置はトレイの端に限るものではなく、トレイの途中の位置から流れ落ちるようにしても良い。
【００４１】
また、上述の説明では、水溜部９を通過した空気が出口６ｂから出る時又は屋内の空気が入口６ａから流入する時に上段のトレイから流れ落ちてくる水３９に接触させるようにしていたが、このような構成にしなくても良い。
【００４２】
また、水溜部９に当該水溜部９の水３９を吸い上げて保持し空気通路７内を流れる空気に接触させる水保持部材３７を設けても良い。水保持部材３７は全ての段に設けても良いし、一部の段に設けても良い。この場合の一例を図９及び図１０に示す。なお、図１０では水３９の記載を省略している。この例の水保持部材３７は空気の流れに沿う壁状を成しており、各段毎に例えば６枚ずつダクト６の幅方向に並んで設けられている。即ち、各段の水溜部９は６枚の水保持部材３７によって７列の通路に仕切られている。６枚の水保持部材３７は例えば等間隔で配置されている。ただし、各水保持部材３７を必ずしも等間隔で配置する必要はない。また、水保持部材３７の枚数は６枚に限るものではなく、５枚以下あるいは７枚以上でも良く、通路面積等に応じて適宜決定される。
【００４３】
水保持部材３７は水溜部９の底面に設けられ、その上端と天井面との間には隙間が設けられている。ただし、水保持部材３７の上端と天井面との間に隙間を設けなくても良い。水保持部材３７の水没する部位には、例えば小孔、スリット、切り欠き等の流路３８が設けられており、水保持部材３７を挟んだ両側の水３９の流れを可能にして水位を均一にする。ただし、水保持部材３７を例えば天井面に設けても良く、この場合には、水保持部材３７の下端と水溜部９の底面との間に隙間を設けることで水３９の流れを可能にできるので流路３８の形成を省略することができる。
【００４４】
水保持部材３７は、水溜部９に形成されたトレイのほぼ全長にわたって設けられている。ただし、必ずしもトレイのほぼ全長にわたって水保持部材３７を設ける必要なく、部分的に水保持部材３７を設けても良い。また、水保持部材３７を空気の流れ方向に沿って複数に分割し、間隔をあけて各水保持部材３７を設けても良い。
【００４５】
水保持部材３７は、例えば図１１に示すように、例えば布、ガーゼ、不織布、フェルト等の吸水性の表面部材４０で覆われている。この表面部材４０の下端は水３９に漬されており、水３９を吸い上げて全体が常に濡れている。このように濡れた表面部材４０で水保持部材３７の表面を覆うことで、水保持部材３７の表面を常時濡れた状態にすることができる。ただし、水保持部材３７の表面を濡れた状態に保持する手段としては、これに限るものではない。例えば、上段の水溜部９の底面に孔をあけて下段の水溜部９の水保持部材３７上に水３９を滴下させることでその表面を常時濡れた状態にしても良く、その他の手段でも良い。
【００４６】
空気通路７に流入した空気はトレイ上の水３９と水保持部材３７の表面に保持された水３９とに接触しながら、且つ上下の突起１１によって確実に上下に蛇行を繰り返しながら水溜部９を通過する。このように水溜部９を通過する空気はトレイ上の水３９の他、水保持部材３７の表面に保持されている水３９にも接触するので、空気と水３９との接触面積が大きくなる。また、流れの蛇行によってトレイ上の水３９に確実に接触する機会が増える。これらのため、より一層多くの塩分を水３９に溶解させることができる。水保持部材３７は空気の流れに沿う壁状を成しているので、水保持部材３７は大きな空気抵抗にならず、水保持部材３７を設けても圧力損失を大幅に増加させずに塩分をより効率よく除去することができる。
【００４７】
また、上述の説明では、水保持部材３７を空気の流れに沿う壁状にしていたが、棒状にしても良い。この場合の一例を図１２に示す。水保持部材３７は水溜部９の底面に設けられ、天井面に向けて真っ直ぐ延びている。ただし、水保持部材３７を天井面に設けても良い。また、水保持部材３７を空気の流れ方向上流側又は下流側に向けて傾斜させても良い。水保持部材３７は、各空気通路７毎に複数列設けられている。また、各列は複数本の水保持部材３７から構成されている。水保持部材３７が棒状を成している場合であっても、空気と水３９との接触面積を増加させることができ、空気中の塩分をより一層効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の空気中の塩分を除去する装置とキャスクが建屋の中に設置されているときの態様（第一の実施形態）を示す縦断面図である。
【図２】第一の実施形態の空気中の塩分を除去する装置の概略構造を示す側面視縦断面図である。
【図３】同空気中の塩分を除去する装置の水溜部の断面図である。
【図４】同空気中の塩分を除去する装置の水溜部に設けた突起を示し、（Ａ）は底側突起の頂点と天井側突起の下端との高さを同じにした場合の概念図、（Ｂ）は底側突起の頂点を天井側突起の下端よりも低くした場合の概念図である。
【図５】第二の実施形態を示す空気中の塩分を除去する装置とキャスクの縦断面図である。
【図６】空気中の塩分を除去する装置を建屋の外壁に取り付けたときの態様（第三の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図７】空気中の塩分を除去する装置を建屋の外側に設置したときの態様（第四の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図８】底側突起の斜面を吸水性の部材で覆った様子を示す断面図である。
【図９】水溜部に水保持部材を設けたときの態様（第五の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【図１０】第五の実施形態の空気中の塩分を除去する装置の水溜部を示す断面図である。
【図１１】水保持部材の断面図である。
【図１２】水溜部に水保持部材を設けたときの態様（第六の実施形態）を示す側面視縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 空気中の塩分を除去する装置
２ 建屋（収容室）
７ 空気通路
９ 水溜部
１０ 斜面
１１ 突起
３４ 底側突起の頂点
３５ 天井側突起１１の下端
３９ 空気に接触する水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被収容物を収容する収容室を自然通風で換気するにあたって前記収容室の外の空気を前記収容室の内に取り入れる空気通路と、前記空気通路の途中に設けられ、当該空気通路内を流れる空気に接触する水を溜める水溜部と、前記水溜部の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、前記空気の流れを上下に蛇行させる斜面を有する複数の突起を備え、前記底側突起の頂点と前記天井側突起の下端は前記水の水面よりも上に位置することを特徴とする空気中の塩分を除去する装置。
【請求項２】
前記底側突起の頂点は前記天井側突起の下端よりも上に位置することを特徴とする請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置。
【請求項３】
前記底側突起の斜面は濡れていることを特徴とする請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置。
【請求項１】
被収容物を収容する収容室を自然通風で換気するにあたって前記収容室の外の空気を前記収容室の内に取り入れる空気通路と、前記空気通路の途中に設けられ、当該空気通路内を流れる空気に接触する水を溜める水溜部と、前記水溜部の天井面と底面に空気の流れる方向に沿って交互に設けられ、前記空気の流れを上下に蛇行させる斜面を有する複数の突起を備え、前記底側突起の頂点と前記天井側突起の下端は前記水の水面よりも上に位置することを特徴とする空気中の塩分を除去する装置。
【請求項２】
前記底側突起の頂点は前記天井側突起の下端よりも上に位置することを特徴とする請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置。
【請求項３】
前記底側突起の斜面は濡れていることを特徴とする請求項１記載の空気中の塩分を除去する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１５０６０６（Ｐ２００９−１５０６０６Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２９２１５（Ｐ２００７−３２９２１５）
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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