JPS6326439A - 緩衝装置 - 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） 本発明は、核燃料輸送装置（キャスク）や放射性廃棄物
を収容した容器（キャニスタ）などが落下した時の衝撃
を緩衝するための緩衝装置に関するものである。

（従来技術） 近年、原子力施設や使用済燃料の再処理施設等において
は放射性物質を含む廃ＴＪ！物、あるいは放射性物質に
て汚染された廃棄物など、放射性を有する物質が多量に
排出されている。これらは処理施設などで減容や固化な
どの処理が施されて容器（キャニスタ）に収納され、し
かるべき場所で貯蔵や処分をされることになる。

したがって、これらの放射性物質を処理施設へ輸送した
り、処理ｍ股肉の処理段＠（ビットと称す）へ輸送する
にあたっては、落下事故などの衝撃にそなえ、その容器
がｔ損し放射性物質あるいは放射線が漏洩することのな
いよう充分な容器の保護を行う必要がある。

第１図は上記ビットに放射性物質を収納したキャニスタ
を収納している状態を示したものである。

ビット１０１は中空円筒状に形成されており、その外部
には地盤１０２が存在している。

そして、このビット１０１内に、吊り具１０３により吊
り下げられながら、放射性物質を収納したキャニスタ１
０４が多段積みで順次積込まれており、最下段のキャニ
スタ１０４とビット１０１底部との間には緩衝体１０５
が設けられている。

ここで、吊り具１０３が切断してキャニスタ１０６が落
下した場合を考える。このとき、落下したキャニスタ１
０６は先に積込まれたキャニスタ１０４の頂部１０４ａ
に衝突し、その衝撃は上記緩衝体１０５に伝達されるこ
とになる。

ところで従来は、上記緩衝体１０５と同様の働きをする
ものとして、例えばばねなどで構成されたものが用いら
れていたが、このような構造の場合、キャニスタ落下時
の衝撃力は低下させることができるが、衝撃力に対する
緩１！！ｉ装置の変形が大きいために、緩衝装置を大型
にしなければならない。したがって、比較的小規模（コ
ンパクト）であるビットの内部に設けることは困難なも
のになってしまう。また、各キャニスタ間に緩衝体を設
けることも考えられているが、作業工数（ハンドリング
の回数）が増大する問題があった。

また、逆に変形を小さくするために、剛性の大きな構造
にした緩衝装置では、底部の緩衝体１０５で衝撃エネル
ギーが吸収される前に、落下したキャニスタとすでに積
込まれたキャニスタの衝突部が衝撃的に圧壊してしまい
、放射能の漏洩や、ビットからのキャニスタの取出しが
困難となってしまうことが考えられる。

また、従来のＭ衝装置は複雑な構造を持つものが多く、
施工を容易にして生産コストを下げるためになるべく簡
単で小型の構造のものが望まれる。

（発明の目的） 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、衝撃部から遠く離れた所に設けられても衝撃エネル
ギーを十分に吸収することができるとともに、衝撃を受
けた時の変形量が小さくて小型化が可能であり、しかも
簡単な構造による緩衝装置を提供することを目的とする
。

（発明の構成） 本発明は、上下に開口するように中空状に形成した第１
部材および第２部材を、その一方が他方の内側になるよ
うに基板上に立直させ、上記第２部材は第１部材よりも
上下方向に短くしかも第１部材よりも高い圧縮強度をも
つように形成し、上記基板に対向し上記第２部材の上端
との間に空間ができるように上記第１部材の上端に底部
板を設けたものである。

このような構成によれば、大きな衝撃力が発生したとき
に、まず圧縮強度の低い第１部材が変形して衝撃時のシ
ョックを和らげ、次に第１部材よりも圧縮強度の高い第
２部材が変形して残りの衝撃エネルギーを吸収すること
になる。

このように段階的に各部材が変形することにより、！ｌ
ｉ撃を受けた瞬間のエネルギーは変形し易い第１部材に
より吸収することができるため小さな初期衝撃力しか発
生せず、しがも、その後に変形量の小さい第２部材が変
形するようになっているので全体としての変形ｍも小さ
く抑えることができる。このような理想的な！１ＷｉＪ
のメカニズムはビット内の緩ＷｊＪ装置としても、また
キャスク内の緩衝装置としても同様に動く。

（実施例） 本発明の第１実廁例を第１〜３図および第１１〜１２図
により説明する。

地盤’１０２内に埋設され、中空円筒状に形成されたビ
ット１０１の内部に、放射性物質を収納した複数へのキ
ャニスタ１０３が積込まれる。最下段キャニスタ１０４
とビット１０１底部との間には緩衝装置１０５が設置さ
れている。

緩衝装置１０５は次のような構造になっている。

円板状に形成された基板１１に立直するように、中空円
筒状に形成された第１部材１３と第２部材１４が設けら
れており、この第１部材１３の上端には、上記基板１１
に対向するように底部板１２が設けられている。なお、
ここでは基板１１および底部板１２は円板状に形成され
ているが、本発明ではその形状は問わず、容器に応じた
形状に形成すればよい。

上記第２部材１４は、第１部材１３の内側に設けられて
おり、しかも第１部材１３よりも上下方向の寸法が短く
、かつ厚内に形成されており、第１部材１３に比べると
圧縮強度の高い、つまり変形しにくい構造となっている
。

次に、最下段にキャニスタ１０４が設置されている状態
で、次のキャニスタ１０６が事故等により落下した時の
作用について説明する。

第２図においてキャニスタの衝突により緩ｍ装置に上方
より圧縮するような外力が急激に加えられると、まず薄
肉で圧縮像度の低い第１部材１３が変形を始め、この変
形により、衝撃を受けた瞬間の衝撃エネルギーがある程
度吸収される。

そして、第１部材の変形が進行していき、底部板１２が
第２部材１４の上端まで変位すると、今度は厚肉で圧縮
強度の高い第２部材１４が変形を始め、残りの衝撃エネ
ルギーが吸収される。

次に、第１表に示した３つの場合における、時間と衝撃
力の関係および時間と変形量の関係を、第１１図（ａ）
（ｂ）（ｃ）および第１２図（ａ）（ｂ）（ｃ）により
説明する。

第１表 第１表において、ｔｌは第１部材の肉厚、ｔ２は第２部
材の肉厚、Ｒ１は第１部材の半径、Ｒ２は第２部材の半
径、Ｓは第２部材の上端と底部板の距離である。すなわ
ち、ｃａｓｅ　（ａ＞は第１部材のみの構造であり、ｃ
ａｓｅ　（ｃ）は第１部材と第２部材が同じ高さに形成
された構造、すなわら第２部材も底部板に接触した構造
になっている。またここでは、それぞれの部材は降伏応
力σｙ　＝　５　、６に９／ｍｔｔ＋’の材料（アルミ
ニウム）で形成されている。

これに対し、第１１図（ａ＞（ｂ）（ｃ）は、上記Ｃａ
５ｅ　（ａ）（ｂ）（Ｃ）において、それぞれ上方から
′ｌ！Ｉ徂４８０　Ｋ９の剛体が１８３３０履／　５ｅ
ＩＣの速度で衝突した時の時間と衝撃力の関係を示した
グラフであり、第１２図は同状態における上記ｃａｓｅ
　（ａ）（ｂ）（ｃ）の時間と変形量の関係を示したグ
ラフである。

まず第１１図を参照すると、衝撃直後の衝撃力はｃａｓ
ｅ　（ａ）（ｂ）に比べｃａｓｅ　（ｃ）が断然大きい
。したがってｃａｓｅ　（ｃ）では、前述したように衝
突エネルギーが吸収される前にキャニスタ１０４が圧壊
してしまう恐れがある。

次に第１２図を参照すると、ｃａｓｅ　（ａ）はｃａｓ
ｅ　（ｂ）（Ｃ）に比べて１０倍以上の変形を生じてい
ることがわかる。

このような結果から判断すると、衝撃を受けた瞬間に大
きな衝撃力が生じることを防止し、しかも変形量の小さ
い緩衝装置としては、ｃａｓｅ（ｂ）のように段構造に
したものが上記３つのＣａ５ｅの中で最も好ましいとい
える。

一般に、半径Ｒ１肉厚ｔ１の薄肉円筒がＳだけ変形する
と、吸収されるエネルギーＷは次のようになる。

ッ＝１□、６．．ｙ　、Ｒ／ｉ、、１％、ＳＹ すなわち当実施例では、まず薄肉構造の第１部材１３の
変形により上記エネルギーＷが吸収され、これにより上
記キャニスタ−０４の圧壊が防止されると同時に、上記
第１部材１３の変形後に厚肉構造の第２部材１４が変形
を始める構成になっているので、第１部材１３だけの構
造にくらべ、変形量を小さく抑えることができる。

また、本発明では第１部材および第２部材の断面形状は
円に限らず、例えば多角形や楕円状のものでも構わない
。

次に第２実施例を第４図に示す。ここでは第１部材２３
および第２部材２４を中空円錐状に形成して緩衝装置Ｃ
２を構成している。このような構造においても上記第１
実施例と同様の効果を得ることができる。

第３実施例を第５図に示す。ここでは、第１部材３３が
第２部材３４の内側に位置するように緩衝装置Ｃ３を構
成している。

第４実施例を第６図に示す。ここに示される緩衝装置Ｃ
４は、第１部材４３の内側に設けられた第２部材４４の
さ＼らに内側に、上記第１部材４３および第２部材４４
と同様に中空状に形成され、しかも上記第１部材４３お
よび第２部材４４よりも上下方向に短くて圧縮強度の高
い第３部材４５を基板１１上に立直させたものである。

このように部材を多数個設けていくことにより、より段
階的にｌｉ！することができる。

第５実施例を第７図に示す。ここに示される緩衝装ＮＣ
５は、細い柱である第１部材５３を互いに隣接させなが
ら基板１１上に円軌跡を描くように多数配設することに
より全体を中空円筒状になるように形成し、その内側に
、同様にして上記第１部材５３よりも太い柱である第２
部材５４を配設したものである。このように、本発明は
第１部材および第２部材を必ずしも一体に形成する必要
はない。

第６実施例を第８図および第９図に示す。ここでは、第
１部材６３を中空円筒状に形成して基板１１上に複数個
配設し、この第１部材６３と同軸になるように、第１部
材６３よりも小径の中空円筒状に形成された第２部材６
４を第１部材６３の各々内側に配設して緩衝装置Ｃ６を
構成している。

なお、本発明は使用状態において上下方向は関係なく、
基板を上にして用いても構わない。またキャニスタとビ
ットの間に用いるだけでなく、キャニスタとキャニスタ
の間に用いても本発明の緩ＷＪ装置を適用することがで
きる。

また、本発明の緩衝装置は、第１０図に示すように、キ
ャスク内に収納されたキャニスタの落下衝撃緩衝にも有
効である。同図において、キャスク１は中空円筒形状に
構成されており、その上下にキャスク１本体の落下衝撃
板Ｉｌｉ装置５が取付けられている。キャスク１内には
、核燃料２を積載した複数のキャニスタ３が収納されて
おり、キャニスタ３同士の間にはスペーサ４が設置され
、キャニスタ３とキャスク１本体との間には本発明によ
る緩衝装置Ｃ１が設けられている。落下衝撃時にはキャ
スク１本体に比ベキャニスタ強度がかなり低いためキャ
スク本体緩衝装置５だけではキャニスタ３の健全性を保
つことが困難となる恐れがあり、この様な構成において
も本！！！ｌｉ装置が有効となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、！ｉ撃を受けた時に、ま
ず圧縮強度の低い第１部材が容易に変形して衝撃エネル
ギーを吸収するため、エネルギーを吸収する前にキャニ
スタの衝突部等が圧壊することがない。

しかも、圧縮強度の高い第２部材を設けることにより、
全体として変形量を小さく抑えることができるため、緩
衝装置全体を小型化にすることが可能であり、比較的狭
い容器内やビット内においても適用することができ、し
かも運搬が容易となる。

また、その構造は従来のものに比べて簡単なものであり
、施工が容易で、生産コストの低減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はビット内へのキャニスタの積込み状態を示す縦
断面図、第２図は本発明の第１実施例の縦断面図、第３
図は第２図のＩ［ｌ−１１［線断面図、第４図は第２実
施例の縦断面図、第５図は第３実施例の縦断面図、第６
図は第４実施例の縦断面図、第７図は第５実施例の横断
面図、第８図は第６実施例の縦断面図、第９図は第８図
の■−ＩＸ線断面図、第１０図は本発明をキャスク内に
使用した状態を示す縦断面図、第１１図（ａ）（ｂ）（
ｃ）は時間と衝撃力の関係を示すグラフ、第１２図（ａ
）（ｂ）（ｃ）は時間と変形口の関係を示すグラフであ
る。 １０５、Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６・・・緩
衝装置、１１・・・基板、１２・・・底部板、１３゜２
３．３３，４３．５３．６３・・・第１部材、１４゜２
４．３４，４４．５４．６４・・・第２部材。 特許出願人　　　　　株式会社　神戸製ｍ所代　理　人
　　　　　弁理士　　小書　悦司同　　　　　　　弁理
士　　長１）　正量　　　　　　　弁理士　　板書　康
夫茅　　２　　Ａ 第　　３　　図 第　　４　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　７　　図 第　　８　　図 第　　９　　図 第１０図 変形Ｖ＜ｃｎ）　ｘ１０’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下に開口するように中空状に形成した第１部材お
   よび第２部材を、その一方が他方の内側になるように基
   板上に立直させ、上記第２部材は第１部材よりも上下方
   向に短くしかも第１部材よりも高い圧縮強度をもつよう
   に形成し、上記基板に対向し上記第２部材の上端との間
   に空間ができるように上記第１部材の上端に底部板を設
   けたことを特徴とする緩衝装置。 ２、上記第１部材または第２部材を中空円筒状に形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の緩衝装
   置。 ３、上記第１部材または第２部材を中空円錐状に形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の緩衝装
   置。 ４、上記第１部材および第２部材と同様に中空状に形成
   されしかも上記第１部材および第２部材よりも上下方向
   に短くて第１部材よりも圧縮強度の高い部材を上記基板
   上に立直させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の緩衝装置。 ５、上記第１部材または第２部材を、多数本の柱を互い
   に隣接させながら基板上に閉曲線を描くように配設する
   ことにより全体を中空円筒状に形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の緩衝装置。 ６、上記第１部材を中空円筒状に形成して上記基板上に
   複数個配設し、この第１部材と同軸になるように、上記
   第１部材と径の異なる中空円筒状に形成された第２部材
   を配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の緩衝装置。