JP2016533977A - 密封ボルトおよび密封システム - Google Patents

Abstract

本発明は、容器の蓋（４）を容器本体（６）に密封するための密封ボルト（２）に関する。密封ボルト（２）は、容器本体（６）に取り付けられた密封スタッド（１０）、容器の蓋（４）を接続するための密封ヘッド（８）、及び密封ヘッド（８）を密封スタッド（１０）に接続するピン（１４）を包含する。容器の蓋（４）は、密封ヘッド（８）を密封スタッド（１０）に接続することによって、容器本体（６）に接続される。本発明の１観点によれば、破断ケーブル（３０）は、ピン（１４）の横方向通路（２４）を通って送られ、密封ヘッド（８）及び／又は密封スタッド（１０）に対するピン（１４）の回転または並進運動は、破断ケーブル（３０）の破損を引き起こすように配置されている。本発明は、容器の蓋（４）を容器本体（６）に密封するための密封システムにも関し、前記密封システムは、このような複数の密封ボルト（２）、破断ケーブル（３０）及び／又は接続ケーブルの破断を検知するよう配置および設計された光ファイバ読取装置（３４）と密封ボルト（２）間に配置された接続ケーブルを包含する。

Description

本発明は、一般的には密封ボルト、特に、核容器の密封用の密封ボルトに関する。このような密封ボルトは、容器の蓋を容器本体にしっかりと連結し、かつ個々の容器を同定するための手段を包含する。本発明は、さらにこのような密封ボルトを包含する密封システムに関する。

ある環境下においては、容器の安全な密封が必要である。このような容器が例えば剥離性材料（fissile material）のような危険な物質を保持する場合にはとくに重要である。多くの場合、容器の蓋は、少なくとも一つの密封ボルトにより容器本体に連結される。このような密封ボルトは、最も多くの場合、不法行為があった場合に破損し、それによって容器が弄られたことを暴露するある種の一体性要素（integrity element）を含んでいる。このような破損可能な一体性要素は、密封ボルト内のどこかに隠すことで、標準的な密封ボルトと付加的な安全特性を備えた密封ボルトとの区別を一層困難にすることができる。それによって、しっかりと密封するに必要な安全特性を備えた密封ボルトの数を減らすことができる。

一例として、最も基本的な設計になる密封ボルトが、ＧＢ−Ａ―２０６７６９９に開示されている。その開示の一実施形態においては、密封ヘッドが、締め付け工程中に所定のトルクで破損する折れやすい一体性要素によってスタッドに連結されている。しかしながら、ボルトヘッドは、折れやすい要素が破損してかつプラスチックキャップの上の初期位置に留まるという証拠はない。もし、密封ボルトをそのヘッドを回して外そうとすると、プラスチックキャップは目視可能に破損され、それにより弄られたことを表示する。このボルトの問題は、一旦折れやすい要素が破損されると、ネジ止め状態からスタッドを取り外すことが困難であるということである。しかしながら、一旦密封ボルトを取り外してしまうと、容器が弄られたことを暴露することなく、同じタイプの別のボルトに取り換えることができる。

密封ボルトのさらなる安全性を向上させるため、最初の密封ボルトを同じタイプの別の密封ボルトに交換したとしても、それを暴露するために識別要素を密封ボルトの内部に隠しておくことができる。もし、密封ボルトの識別が異なりかつ／または一体性要素が破損すると、密封装置かつ／または容器の内容物が弄られた可能性があるということになる。

ＥＰ０６５８２５０Ｂ１は、破損可能な安全要素に対して二つの超音波要素を付加することで、密封ボルトの一義的な識別についての解決に関するものである。各超音波要素は一つの識別信号を提供し、二つの識別信号を重ねることで第３の識別信号を提供している。識別信号を比較することにより、弄られたことを暴露できる。

既存の密封ボルトにより既に容器は非常に安全に密封されるが、安全性のさらなる改善だけではなく、このような容器の安全な密封に必要な保守努力を低減させる必要がある。

本発明の目的は、請求項１で規定するような、改善された安全特性と、保守努力が低減できる密封ボルトを提供することである。本発明の別の目的は、請求項８で規定するように、容器を安全に密封するための密封システムを提供することである。

本発明は、容器の蓋を容器本体に密封するための密封ボルトに関する。この密封ボルトは、容器本体に取り付けられた密封スタッドと、容器の蓋に取り付けられた密封ヘッドと、密封ヘッドを密封スタッドに連結するピンを包含する。容器の蓋は密封ヘッドを密封スタッドに連結することにより、容器本体に連結される。本発明の一側面によれば、破断ケーブルがピン中の横方向通路を通って送り込まれており、かつ密封ヘッド及び／又は密封スタッドに対してピンが回転又は並進移動することで、破断ケーブルが破損するように配置されている。ピン中における横方向通路は、例えば、貫通孔または溝として具現化されておりかつ破断ケーブルは光ファイバである。

したがって、密封ヘッドを外そうとするいかなる試みも、破断ケーブルの破損を引き起こす。破損した破断ケーブルは容器が弄られたことの証として理解される。他方、破断ケーブルが無傷である間は、綿密な調査は不要であろう。この点は、例えば、容器が放射線照射される区域のような、危険性の高い区域に配置される場合にとくに重要である。もし、破断ケーブルが未傷であれば、他の安全装置をチェックする必要がないであろう。

密封ヘッドは、穿設孔、さらに好ましくは軸方向の穿設孔とヘッダプレートを包含している。ピンはヘッダプレートに接続されかつ穿設孔を貫通している。

好ましくは、ピンは、肉薄区域を包含し、ピンの肉薄区域の引張応力又はせん断応力が所定値に達すると、上記ピンを機能不全にする弱化点を提供する。このような、肉薄区域は、例えば、ヘッド板に近接配置されており、それによって、ピンは、残りの部分を無傷の状態に残してピンをヘッド板の近傍で破損することができる。

密封スタッドは、さらに、ピンをピンにつながる密封スタッドに接続すると共にピンが外れるのを防止するクランプ要素を包含している。ヘッダプレートに続いてピンに対して手で垂直な力を加えることで、ピンはクランプ要素に滑りこむことができるため、このようなクランプ要素は、密封スタッドに対する密封ヘッドの簡易な設備（installation）を提供することができる。その後は、ピンはピンの一体性を破壊しない限り外すことはできない。

好ましくは、ピンはコーン形端部分を包含しており、それによってピンの端部をクランプ要素内に滑り込ませるのに必要な垂直な力を低減している。

有利にも、密封ヘッドは、ピンの横方向通路と整合する横通路を包含している。これらの横通路は、好ましくは破断ケーブルが、一方の横通路を通り、ピンの横方向通路を通り、かつそれから他方の横通路を通り抜けるように配置されている。

好ましくは、ピンの通路は、容器の蓋の表面領域の下方に位置されており、それによって横通路の入口孔と容器の蓋の表面領域の間で、その一体性を損なうことなく密封ボルトを切断する可能性をなくすことができる。

密封ボルトは、さらにピン及び／又は密封ボルトの識別を立証するための識別手段を包含している。そのような識別手段は、例えば密封ボルト、容器およびその内容物を一義的に識別するＲＦＩＤタグ又は超音波要素であるものとする。超音波要素は、さらに密封ボルトの一体性をモニタするために使用可能である。

本発明の実施形態によれば、少なくとも一つの光ファイバコネクタが破断ケーブルの二つの端部の少なくとも一方に配置されている。

本発明は、さらに、容器の蓋を容器本体に密封する密封システムに関する。そのような密封システムは、複数の密封ボルトと、密封ボルト間に配置された接続ケーブルを包含している。接続ケーブルは、好ましくは光ファイバである。光ファイバ読取装置は、破断ケーブル及び／又は接続ケーブルの破断を検知するよう配置及び設計されている。

有利には、破断ケーブル及び接続ケーブルは、密封ボルトを光ファイバ読取装置に光学的に結合するため、一つの光ファイバを形成するよう一体に形成されている。

代替的には、接続ケーブルは、密封ボルトを光ファイバ読取装置に光学的に結合するため、光ファイバコネクタを介して破断ケーブルに光学的に接続されている。好ましくは、破断ケーブルは、その両端部に光ファイバコネクタを有している。結果として、密封ボルトは光ファイバコネクタにより接続ケーブルから外すことができるので、複数の密封ボルトを包含する密封システムにおける密封ボルトの交換のための時間消費は小さい。

光ファイバ読取装置は、この破断ケーブル及び／又は接続ケーブルの破損を検知するような配置及び設計になっている。この光ファイバ読取装置は、破断ケーブル及び／又は接続ケーブルの一体性を連続的に監視することができる。このシステムは、複数の密封ボルトを監視するために一つの光ファイバ読取装置が必要であるだけであるから、コストが低減できる。もし、密封ボルトのいずれかが弄られると、破断ケーブル及び／又は接続ケーブルが破壊され、かつ弄られたことが光ファイバ読取装置で検知される。

密封システムは、光ファイバ読取装置と協働する通信手段であって、接続ケーブル及び／又は破断ケーブルの現況情報を遠隔地に伝送するよう配置及び設計された通信手段をさらに包含する。このようにして、勝手に弄る試みは、直ぐに検知されかつ検知時に直ちに遠隔地に伝送される。したがって、容器の一体性は、遠隔地からリアルタイムで監視できる。接続ケーブルと破断ケーブルの連続性の立証は、容器が、放射線照射領域などのような危険性の高い区域に配置されたとき特に重要である。接続ケーブルおよび破断ケーブルが不作動である限り、容器は弄られていないと見做すことができる。
例えば、超音波識別手段または一体化手段（integrity features）のような他の安全装置は、危険性の高い区域でチェックする必要がない。実際、容器を密封する時点でこれらの他の安全手段はチェックされ、測定されかつ記録される。容器が開放される直前に、これらの安全手段は再度チェックされる。もし必要ならば、なお容器の密封と開放間における定期的なチェックが実施される。このような定期的なチェックは、本発明のお陰で、極めて長い間隔で実施され、そのため、人を危険性が高い領域を支配する危険に不必要に晒すことが回避される。

通信手段は、現状情報を暗号化する暗号化手段を包含する。密封システムから遠隔地に送られる情報は全て安全に搬出され、それによって他人が現況情報の伝送に干渉できないようにしている。

本発明のさらなる細部構造および利点は、添付の図面を参照して、以下のいくつかの非限定的な実施形態についての詳細な説明から明らかとなろう。
本発明の実施形態による組み立てられた密封ボルトの断面図である。 破壊された図１の密封ボルトの断面図である。 密封システムの好ましい実施形態の概略図である。

図１は、組み立てられ、容器の蓋４を容器本体６に密封する状態にある密封ボルト２の好ましい実施形態を示す。密封ボルト２は、密封ヘッド８と密封スタッド１０を包含し、後者は容器本体６に固定して配置されている。密封ヘッド８は、密封ヘッド８の垂直軸に沿って配置された穿設孔１２を包含している。穿設孔１２は、それを貫通するピン１４を受け入れるための寸法に形成されると共に配置されている。ピン１４は、その上端部でヘッダプレート１６に連結され、ヘッダプレート１６は次に密封ヘッド８に接続されている。ピン１４は、その下端部で密封スタッド１０に連結されている。

ピン１４は、密封ヘッド８が密封スタッド１０に対して相対移動するときピン１４が破損する区域である、肉薄区域１８を包含している。

ピン１４の下端部は、密封スタッド１０と連動するクランプ要素２２に係合するよう設計されたコーン形の先端部２０を包含している。図１に示すように、コーン形の先端部２０は、クランプ要素２２に押し込まれるように設計されている。クランプ要素２２に一度係合されると、ピン１４は、ピン１４を破断しない限り取り外すことはできない。

本発明によれば、密封ボルト２は、さらに、ピン１４を通って配置された横方向通路２４と、密封ボルト２が組み立てられたとき、横方向通路２４と整合するように設計された二つの横通路２６，２８を包含している。破断ケーブルと同様に、光ファイバ３０が第一の横通路２６、横方向通路２４及び第２の横通路２８を通されている。この光ファイバ３０は密封ボルト２の正しい取り付けだけではなく、密封ボルト２の一体性をも検証するのに用いられる。

図示する実施形態は、単一の光ファイバ３０を包含しているということに留意されたい。換言すれば、密封ボルト中に配置された破断ケーブル及び密封ボルト間に配置された接続ケーブルは、いずれも単体で形成されている。図示しない、他の実施形態によれば、破断及び接続ケーブルは、光ファイバコネクタによって互いに光学的に接続された光ファイバの区分された長さであり得る。

図１の密封ボルト２の破損した状態を示す図２から明らかなように、密封ヘッド８を外そうとすると、ピン１４を密封スタッド１０に対して移動させることになる。しかしながら、ピン１４のコーン形の先端部２０は、密封スタッド１０のクランプ要素２２にしっかり係合されているので、ピン１４の並進運動は制限される。ピン１４は、肉薄区域１８で破断される。その結果、密封ヘッド８はピン１４に相対的に移動できるようになる。密封ヘッド８の引き抜きに際して、依然としてクランプ要素２２に係合している破断されたピン１４は、取り残される。これによりピン１４の横方向通路２４は、二つの横通路２６，２８と整合しなくなる。これにより、今度は、光ファイバ３０が破断される。図２に示すように、光ファイバ３０は、二箇所で破断されかつ光ファイバ３０の部分３０’はピン１４内に取り残されることになる。

光ファイバ３０の破断は、光ファイバ３０を通過する信号が中断することで、密封ボルト２の開放を検知するのに使用される。

さらに、光ファイバ３０の破断はピンに対する密封ヘッドの横向き動作の場合だけではなく、回転動作によっても生じるということに留意されたい。

さらに、密封ヘッド８は、密封ボルト２の一義的な識別情報を蓄積する識別手段３２を備えている。このような識別手段３２は、ＲＦＩＤタグ又は超音波識別手段のような手段を包含するものとする。

密封ボルト２が設置された状態において、横方向通路２４の位置は、好ましくは容器の蓋４の上面の下側の領域にあり、それによって、光ファイバ３０の一体性を破損することなく、密封ヘッド８を密封スタッド１０から外す困難性が高まる。密封ボルト２を完全に組み立てた後には、密封ヘッド８は、ピン１４と光ファイバ３０の一体性を破壊することなく外すことはできない。

追加の密封ボルトを付加することができ、それによって、図３に示す密封システムが得られる。光ファイバ３０は複数の密封ボルト２、２．１、２．２、２．３、２．４にネジ込まれ、その後、光ファイバの両端部は読取装置３４に供給される。光ファイバ読取装置３４は、光ファイバ３０の現況を監視する。このお陰で、一台の光ファイバ読取装置３４で異なる密封ボルト２、２．１、２．２、２．３、２．４の現況を連続監視することができる。光ファイバ読取装置３４は、光ファイバ３０の現況を監視すると共に、適切な暗号化コードを用いて、光ファイバ３０の現況を遠隔地に伝送することができる。この改良により、人は、密封材を設置するときに危険性の高い区域に入る必要があるだけである。全ての他のチェックは、光ファイバで実行することができる。もし、光ファイバ読取装置の読取内容に疑問があるか、または光ファイバ読取装置が光ファイバの破断を示したときは、超音波識別手段またはＲＦＩＤタグを追加的に用いて、密封ボルト２、２．１、２．２、２．３、２．４の現況をチェックすることができる。

２ 密封ボルト、
４ 容器の蓋、
６ 容器本体、
８ 密封ヘッド、
１０ 密封スタッド、
１２ 穿設孔、
１４ ピン、
１６ ヘッダプレート、
１８ 肉薄区域、
２０ コーン型の先端部、
２２ クランプ要素、
２４ 横方向通路、
２６ 第１の横通路、
２８ 第２の横通路、
３０ 光ファイバ、
３２ 識別手段、
３４ 光ファイバ読取装置。

Claims (13)

1. 容器の蓋に取り付けられた密封ヘッドと、容器本体に取り付けられた密封スタッドと、前記密封ヘッドを前記密封スタッドに連結するピンを包含する密封ボルトであって、
   破断ケーブルは光ファイバであって、前記ピン中の横方向通路を貫通して配置され、前記密封ヘッド及び／又は前記密封スタッドに対して前記ピンが回転又は並進移動することで、破断ケーブルが破損するように配置されていることを特徴とする、容器の蓋を容器本体に密封するための密封ボルト。
2. 前記密封ヘッドが、穿設孔とヘッダプレートを包含し、前記ピンは前記ヘッダプレートに接続されかつ前記穿設孔を貫通している、請求項１に記載された密封ボルト。
3. 前記ピンが、肉薄区域を包含し、それによって、前記ピンの前記肉薄区域の引張応力又はせん断応力が所定値に達すると、前記ピンを機能不全にする弱化点を提供する、請求項２に記載された密封ボルト。
4. 前記密封スタッドが前記ピンを前記密封スタッドに接続すると共に前記ピンが外れるのを防止するクランプ要素を包含している、請求項１ないし３のいずれかに記載された密封ボルト。
5. 前記ピンがコーン形端部分を包含し、前記コーン形端部分は前記密封スタッドのクランプ要素に係合している、請求項４に記載された密封ボルト。
6. 前記密封ヘッドは、前記ピンの横方向通路と整合する横通路を包含し、かつ前記破断ケーブルが前記横通路と前記横方向通路を通して配置される、請求項１ないし５のいずれかに記載された密封ボルト。
7. 識別手段であって、
   超音波識別手段、
   ＲＦＩＤタグ、
   の一以上を包含する識別手段を更に包含する、請求項１ないし６のいずれかに記載された密封ボルト。
8. 前記破断ケーブルが二つの端部を有し、少なくともその一方の端部に一つの光ファイバコネクタを備えている、請求項１ないし７のいずれかに記載された密封ボルト。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載された複数の密封ボルトと、
   前記密封ボルト間に配置された接続ケーブルであって、光ファイバである前記接続ケーブルと、
   前記破断ケーブル及び／又は前記接続ケーブルの破断を検知するよう配置及び設計された光ファイバ読取装置、
   を包含する密封システムであって、容器の蓋を容器本体に密封する密封システム。
10. 前記接続ケーブル及び前記破断ケーブルは、一つの光ファイバを形成するよう一体に形成されている、請求項９に記載された密封システム。
11. 前記接続ケーブルは、光ファイバコネクタを介して前記破断ケーブルに光学的に接続されている、請求項９に記載された密封システム。
12. 前記光ファイバ読取装置と協働する通信手段であって、前記破断ケーブル又は接続ケーブルの現況情報を、前記光ファイバ読取装置から遠隔地に伝送するよう配置及び設計された通信手段をさらに包含する、請求項９ないし１１のいずれかに記載された密封システム。
13. 前記通信手段が前記現況情報を暗号化する暗号化手段をさらに包含する、請求項９ないし１２のいずれかに記載された密封システム。
    
    
    

Images