JP6117505B2

JP6117505B2 - 吸引保持装置

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Publication number: JP6117505B2
Application number: JP2012220630A
Authority: JP
Inventors: 崎誠伊; 本苑絵坂; 木憲一朽; 田俊也角
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: JP2014073882A

Description

本発明は、圧力差を利用して搬送対象物を吸引し、保持する吸引保持装置に関する。

従来、搬送対象物を保持するための手段として、真空吸着パッド（吸着盤）を利用した真空吸着装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この種の真空吸着装置においては、搬送対象物の平滑な平面に対して真空吸着パッドを密着させて密閉空間を形成し、この密閉空間内の空気を真空ポンプ等の吸引手段によって吸引し、当該密閉空間の内部を真空状態にする。

これにより、真空吸着パッドが搬送対象物の平滑な平面に吸着するので、クレーンや搬送ロボット等の適切な搬送手段によって、真空吸着バッドと共に搬送対象物を所定の搬送先まで搬送する。

そして、搬送対象物を所定の搬送先まで搬送したら、真空吸着パッドと搬送対象物との間に形成された前述の密閉空間内の真空を解除して、真空吸着パッドから搬送対象物を切り離し、搬送先にて載置する。

ここで、クレーン等を用いて搬送する搬送対象物としては、原子力発電所等の原子力施設から発生した低レベル放射性廃棄物の溶融固化体があげられる。この溶融固化体は、原子力施設から発生した主に金属製の低レベル放射性廃棄物を、セラミック製のルツボ内で溶融することで減容処理を施したものである。

そして、ルツボ内で固化した溶融固化体は、ルツボと共にドラム缶等の収容容器の内部に挿入され、ドラム缶が封止されて所定の貯蔵サイトで貯蔵される（以下、溶融固化体とこれを収容するルツボとからなる搬送対象物を「溶融固化搬送物」と呼ぶ）。

ここで、溶融固化搬送物を貯蔵するための貯蔵サイトの収容空間を有効に利用するために、ドラム缶の直径は、ドラム缶の内部に挿入される溶融固化搬送物の直径に対して僅かに大きな寸法（＋１０ｍｍ以下）とされている。

このため、溶融固化搬送物をドラム缶の中に挿入する際には、ドラム缶の内壁面と溶融固化搬送物の外壁面との間に形成された僅かな隙間（１０ｍｍ以下）を利用できるような搬送対象物の保持機構を備えた搬送手段が必要となる。

ここで、溶融固化搬送物は強度その他の点から、フックによる保持等でその上部のみを支持することはできず、また溶融固化搬送物の側周面を把持する方法では、上述したようにドラム缶の内壁面との間の隙間が小さいので、ドラム缶の底近辺まで吊下ろすことができず、通常の方法では溶融固化搬送物を損傷無しにドラム缶に詰めることが困難である。

そこで、上述の要求に応えるために、これまでにも各種の提案がなされている。

例えば、くさび効果を利用して小さな隙間で溶融固化搬送物の保持が可能なくさび方式（特許文献２）、予め溶融固化搬送物の天地を逆さまにしておき、上方に位置するその底部からドラム缶を被せ、さらにドラム缶毎ひっくり返して元に戻す方法（特許文献３）、ドラム缶を傾けて設置し、溶融固化搬送物を傾けて挿入する方法（特許文献４）、ハンドにより溶融固化搬送物をその底から抱えるようにしてドラム缶内に挿入する方法（特許文献５）、リンク機構による割りバンドの締付けにより溶融固化搬送物を縦ビームに吊下げ、縦ビーム下端をドラム缶内に挿入した後、リンク機構を緩めて溶融固化搬送物を収納する方法（特許文献６）、溶融固化搬送物とドラム缶との隙間に密閉シールを設け、溶融固化搬送物の挿入により発生する隙間の上昇内圧により挿入速度を抑制する収納方法（特許文献７）、ドラム缶の地板中心に溶融固化搬送物を載置しておき、地板（底）の無いドラム缶の胴体を溶融固化搬送物に被せた後、ドラム缶の胴体下端縁と地板の周縁とを接合する方法（特許文献８）、ドラム缶と溶融固化搬送物との隙間に入れたチューブの空気膨張による摩擦による挿入方式（特許文献９）等が提案されている。

特開平７−１７４８９３号公報特開２０１１−８５５１２号公報特許第２８７７７１８号公報特許第２９３９２３３号公報特開２００４−７７３９２号公報特開２００４−３３３４２３号公報特開２００５−１００３７号公報特開２００４−３３１２０１号公報特開２００８−６４６２２号公報

上述したように溶融固化搬送物の外壁面とドラム缶の内壁面との間には僅かな隙間（１０ｍｍ以下）しか存在しないため、溶融固化搬送物の側面を保持する搬送手段の保持機構においては、その半径方向の寸法（厚さ）において制約がある。

このため、溶融固化搬送物の側面ではなく、溶融固化搬送物の上面、即ち溶融固化体の上面を、例えば真空吸着パッドにより吸着して保持し、溶融固化搬送物の側面には保持機構が存在しないようにできれば都合が良い。

しかしながら、実際には溶融固化体の上面は平滑な平面ではなく、多数の凹凸が存在するため、真空吸着パッドを溶融固化体の上面に密着させて密閉空間を形成することが極めて困難もしくは不可能である。

また、真空吸着パッドによる吸着力は、真空吸着パッドの吸着面の面積に依存するので、もし仮に真空吸着パッドにより溶融固化搬送物を保持できたとしても、吸着力が作用する面積は溶融固化体の上面の全体ではなく、その一部に過ぎない。このため、重量物である溶融固化搬送物を保持するために十分な吸着力を確保することが困難であるという問題もある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、搬送対象物の形状や表面の性状等による影響を受け難い吸引保持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に、第１の特徴による本発明は、搬送対象物を搬送する際に保持する吸引保持装置の保持具であって、前記搬送対象物の上部からかぶせると、前記搬送対象物との間で減圧空間および当該減圧空間と外部環境との気体の連絡流路を形成することができることを特徴とする。

また、好ましくは、前記保持具は、前記減圧空間の内部気体を排気するための排気ポートを備える。

また、好ましくは、前記減圧空間が前記搬送対象物の上部に形成され、前記連絡流路が前記搬送対象物の側部に形成される。

また、好ましくは、前記保持具は、前記搬送対象物の前記側部をその全周にわたって覆う筒状部材を含む。

また、好ましくは、前記筒状部材の少なくとも一部は、前記減圧空間の内部が減圧された際に内側に撓むように可撓性材料によって形成されている。

また、好ましくは、前記保持具は、保持された前記搬送対象物との間に前記減圧空間を確保するための減圧空間確保手段を含む。

また、好ましくは、前記減圧空間確保手段は、保持された前記搬送対象物に当接される当接部を含む。

また、好ましくは、原子力施設から発生した放射性廃棄物の溶融固化体を含む前記搬送対象物の上部と側部の少なくとも一部とを被覆するように構成されている。

上記課題を解決するために、第２の特徴による本発明は、搬送対象物を搬送する際に保持する吸引保持装置であって、前記搬送対象物の上部からかぶせると、前記搬送対象物との間で減圧空間および当該減圧空間と外部環境との気体の連絡流路を形成することができる保持具と、前記減圧空間の内部気体を排気するための減圧手段と、を備えたことを特徴とする。

また、好ましくは、前記減圧空間が前記搬送対象物の上部に形成され、前記連絡流路が前記搬送対象物の側部に形成され、前記減圧空間の内部気体を前記減圧手段により排気することにより、外部環境の圧力と前記減圧空間の圧力との圧力差を前記連絡流路における気体流の圧力損失によって発生させ、当該圧力差によって前記減圧空間の方向に発生した吸引力により前記保持具内に収納した前記搬送対象物を吸引保持する。

また、好ましくは、保持された前記搬送対象物との間に前記減圧空間を確保するための減圧空間確保手段を含む。

また、好ましくは、前記保持具が、前記減圧空間の内部気体を排気するための排気ポートを備える。

本発明による吸引保持装置は、搬送対象物の形状や表面の性状等による影響を受け難いという有利な効果を奏するものである。

本発明の一実施形態による吸引保持装置によって溶融固化搬送物を保持してドラム缶の内部に挿入する様子を示した上面図。図１Ａに示した吸引保持装置によって溶融固化搬送物を保持してドラム缶の内部に挿入する様子を示した縦断面図。図１Ｂに示した吸引保持装置の一部を拡大して示した縦断面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって溶融固化搬送物を吸引保持するメカニズムを説明するための図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって溶融固化搬送物を搬送する際の操作手順を示したフローチャート。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって溶融固化搬送物を搬送する際の操作フローの前半を示した図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって溶融固化搬送物を搬送する際の操作フローの後半を示した図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって様々な形状の搬送対象物を保持できることを説明するための図であり、（ａ）は円柱形状の搬送対象物を保持した状態を示した縦断面図、（ｂ）は同上面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置によって様々な形状の搬送対象物を保持できることを説明するための図であり、（ａ）は球形状の搬送対象物を保持した状態を示した縦断面図、（ｂ）は同上面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置の第１変形例を示した部分縦断面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置の第２変形例を示した部分縦断面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置の第３変形例を示した部分縦断面図。図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置の吸引力を説明するための図。

以下、本発明による吸引保持装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の吸引保持装置１による搬送対象物としては、原子力施設からの放射性廃棄物を溶融・減量処理して生成された略円柱状の溶融固化搬送物５０を想定している。

図１Ａ、１Ｂに示した吸引保持装置１は、圧力差を利用して溶融固化搬送物５０を吸引保持するものであり、クレーン等の搬送機（図示せず）によって吊り上げられ、溶融固化搬送物５０と一緒に所定の場所まで搬送されるように構成されている。

吸引保持装置１は、溶融固化搬送物５０をその内部に受け入れて保持する保持具２と、溶融固化搬送物５０に対する吸引保持力を生成するための減圧手段３とを備えている。

保持具２は、溶融固化搬送物５０をその上方から覆って溶融固化搬送物５０の上部と側部の少なくとも一部とを被覆すると共に、溶融固化搬送物５０との間に減圧空間４を形成する。

吸引保持装置１の保持具２は、溶融固化搬送物５０よりも僅かに大径の円板状の上部部材５と、溶融固化搬送物５０の側面をその全周にわたって覆う円筒状の薄板から成る側部部材６とを備えている。

円筒状の側部部材６の内径は、溶融固化搬送物５０の上方から側部部材６を被せる際に必要な間隙が確保されるように決定される。具体的には、遠隔操作による位置決め精度を考慮して、或いは溶融固化搬送物５０の外表面に付着している高さ数ｍｍのスプラッシュ（溶融物の微小なハネが固化したもの）を乗り越えられるように、側部部材６の内径が決定される。

円板状の上部部材５は、減圧手段３によって減圧空間４の内部を減圧した際に、溶融固化搬送物５０の外部環境の圧力と減圧空間４の内部の圧力との圧力差によって、溶融固化搬送物５０との間で吸引力が作用するように構成されている。

円板状の上部部材５の下面周縁部には、吸引保持装置１によって保持された溶融固化搬送物５０と上部部材５の下面との間に減圧空間４を確保するための減圧空間確保手段として、複数の当接部７が突設されている。これらの当接部７は、吸引保持装置１によって保持された溶融固化搬送物５０の上部に当接されるように構成されている。

図２に示したように円筒状の側部部材６は、減圧空間４と溶融固化搬送物５０の外部環境との間を連通する連絡流路８を溶融固化搬送物５０の側部との間に形成し、減圧空間４の内部の気体（通常は空気）を減圧手段３によって排出する際に連絡流路８を介して溶融固化搬送物５０の外部環境の気体が減圧空間４の内部に流入するように構成されている。

側部部材６と溶融固化搬送物５０との間に形成された連絡流路８は、減圧手段３によって減圧空間４の内部の気体を排出する際に連絡流路８の内部で流動抵抗が生じ、溶融固化搬送物５０の外部環境の圧力（通常は大気圧）と減圧空間４の内部の圧力との圧力差が、連絡流路８内の流動抵抗によって発生維持され、これにより吸引力が生成されて溶融固化搬送物５０の保持力が維持されるように構成されている。

減圧手段３は、減圧空間４の内部の気体を排出して減圧空間４の内部を減圧するものである。より具体的には、この減圧手段３は、円板状の上部部材５の中央に形成された排気ポート９に一端が接続された可撓性の減圧用配管１０と、この減圧用配管１０の他端に連通する減圧装置１１とを備えている。

なお、減圧空間４の容積を十分確保でき、減圧空間４内の圧力分布をほぼ一定にできれば、減圧用の排気ポート９は、円板状の上部部材５に対して正確に中心に設ける必要はない。排気ポート９を中心から少しずらすことにより、吊具部１２と減圧用配管１０との干渉を回避できる。

減圧装置１１は、例えば、真空ポンプ又はエジェクタによって構成することができる。なお、減圧装置１１は、保持具２の上部部材５の上に設置しても良いし、本実施形態のように可撓性の減圧用配管１０を介して別置きとしても良い。また、１台の減圧装置１１を、複数の吸引保持装置１の間で共用することもできる。

円板状の上部部材５の中央部には吊具部１２が設けられており、この吊具部１２にクレーンのフック等を引っ掛けることによって、吸引保持装置１が溶融固化搬送物５０と共に吊り上げられる。

本実施形態の吸引保持装置１における吸引保持のメカニズムを、図３を参照してさらに具体的又は詳細に説明すると次のようになる。

減圧空間４において、周方向の偏流がなく、周方向の圧力が一様とすれば、減圧空間４において溶融固化搬送物５０に対する下向きの力Ｆｉは下記式（１）で表される。

Ｒｉ：溶融固化搬送物５０の上面中心からの半径方向の距離
Ｐｉ：半径ｒにおける圧力

外部環境の圧力は、実質的に一定なので、溶融固化搬送物５０に対する上向きの力Ｆ_０は下記式（２）で表される。

Ｓ_０：溶融固化搬送物５０の下面の全面積
Ｐ_０：外部環境の圧力

従って、溶融固化搬送物５０に対する全体での上向きの力Ｆは、下記式（３）で表される。

なお、溶融固化搬送物５０に対して水平方向に作用する側面の力は、全体として釣り合っている。

また、減圧空間４の高さが十分にあれば、即ち、当接部７の高さを十分に高くとっておけば、Ｐｉの径方向の分布は無視できるため、減圧空間４において溶融固化搬送物５０に対する下向きの力Ｆｉは、半径Ｒｉの場合の面積をＳｉとすると、下記式（４）、（５）で表される。

ここで、Ｓｉ＝Ｓ_０＝Ｓ（Ｓ：溶融固化搬送物５０の上面の全面積）であれば、溶融固化搬送物５０に対する全体での上向きの力Ｆは、下記式（６）で表される。

ΔＰ：連絡流路８内の流動抵抗により生じる圧力損失

上記の説明から分かるように、減圧装置１１による排気を継続的に実施することにより、減圧空間４の内部の圧力を、溶融固化搬送物５０の外部環境の圧力（大気圧）よりも低く維持することができる。

より具体的には、減圧空間４の内部の圧力は、減圧装置１１の容量（排気量）と、連絡流路８を介して減圧空間４の内部に流入する気体（空気）の量とのバランスによって決定される。そして、減圧空間４の内部の圧力と外部環境の圧力（大気圧）との差によって、溶融固化搬送物５０に対する吸引力が決定される。

なお、減圧空間４において、高さが十分ではなく、十分な空間を確保できないと、減圧空間４の内部において流動抵抗が生じ、半径方向の圧力の分布が生じる。この場合、減圧装置１１の能力により、到達真空度（負圧）が一定と考えれば、減圧空間４の中心部の圧力は、減圧空間４において半径方向の圧力分布があってもなくても同じになる。その結果、減圧空間４の半径方向の圧力は周囲になるほど高くなることにより、下向きの力Ｆｉが大きくなるため、全体として上方へ引き上げる力Ｆが小さくなる。

従って、当接部７を高くとり、減圧空間４を十分な容積を確保して減圧空間４における半径方向の圧力分布を極力小さくすることは効果的である。

逆に言えば、減圧空間４における圧力損失を減少させることにより、減圧装置１１の負担も減少する、あるいはより小さな能力のもので足りる。

次に、本実施形態による吸引保持装置１によって溶融固化搬送物５０を吸引し保持して搬送する際のプロセスについて、図４、図５Ａ、５Ｂを参照して説明する。

まず、吸引保持装置１の保持具２の吊具部１２にクレーンのフックを引っ掛けて吊り上げ、クレーンを操作して溶融固化搬送物５０に吸引保持装置１の保持具２を被せる（図４のステップ１、図５Ａの（ａ）、（ｂ））。

このとき、溶融固化搬送物５０の上端に吸引保持装置１の保持具２の複数の当接部７が当接されることにより、保持具２が溶融固化搬送物５０に対して上下方向において位置決めされるので、この時点でクレーンのフックの降下を停止する（図４のステップ２、図５Ａの（ｃ））。

このように保持具２を溶融固化搬送物５０に被せた状態（図５Ａの（ｃ））で、減圧用配管１０に接続された減圧装置１１によって、吸引保持装置１の保持具２と溶融固化搬送物５０との間に形成された減圧空間４の内部の気体を排出する（図４のステップ３）。

すると、上述したように保持具２の上部部材５の下面と溶融固化搬送物５０の上面との間に上下方向の吸引力が生成され、保持具２に対して溶融固化搬送物５０が吸引され、保持される（図４のステップ４）。

この状態でクレーンを操作してフックを上昇させ、吸引保持装置１と一緒に溶融固化搬送物５０を持ち上げる（図５Ａの（ｄ））。

そして、吸引保持装置１と一緒に溶融固化搬送物５０をドラム缶６０（図１Ｂ参照。図５Ｂでは２点鎖線で図示。）の上方まで搬送したら、そこで降下させ（図４のステップ５、図５Ｂの（ｅ））、溶融固化搬送物５０の底面がドラム缶６０の底に着地したら、クレーンのフックの降下を停止する（図４のステップ６、図５Ｂの（ｆ））。

この状態で減圧装置１１を停止し、減圧空間４の内部が大気圧に戻った時点で、クレーンを操作してフックを上昇させる（図４のステップ７、図５Ｂの（ｇ））。

すると、溶融固化搬送物５０がドラム缶６０の内部に残置された状態で、吸引保持装置１のみが引き上げられ、ドラム缶６０内への溶融固化搬送物５０の搬入が終了する（図４のステップ７、図５Ｂの（ｈ））。

なお、ドラム缶６０の内部に溶融固化搬送物５０を挿入する際には、上述したようにクレーンを操作してフックを降下させ、吸引保持装置１と一緒に溶融固化搬送物５０を降下させても良いが、他の方法を取ることもできる。

具体的には、ドラム缶６０の上端付近に溶融固化搬送物５０の下端が来た時点、或いは溶融固化搬送物５０の底部のみがドラム缶６０の内部に挿入された時点で、クレーンを操作してフックの降下を停止する。

そして、この状態で減圧装置１１を操作してその排気量を徐々に減少させるか、或いは減圧用配管１０の途中に設けたバルブの開度を調整して減圧空間４からの気体の排気量を徐々に減少させる。

これにより、減圧空間４の内部の減圧状態が徐々に解除され、これに伴って溶融固化搬送物５０に対する吸引力が減少するので、溶融固化搬送物５０は側部部材６に沿って徐々に降下して、ドラム缶６０の内部にゆっくりと挿入される。

このようにすれば、もし仮に保持具２の円筒状の側部部材６をドラム缶６０の内部に挿入できない場合でも、溶融固化搬送物５０をスムースにドラム缶６０内に挿入することができる。また、上記と逆の操作を行うことにより、ドラム缶６０内に収容されている溶融固化搬送物５０を吸引し、ドラム缶６０の中から上方に取り出すこともできる。

また、ドラム缶６０は上部のみ開放され、側部と下部は密閉構造となっており、かつ溶融固化搬送物５０の外周部とドラム缶内面の間隙が狭いため、溶融固化搬送物５０をドラム缶６０内に上部から挿入する際にドラム缶６０内の空気の外部への排出が困難となる構造となっている。このため、溶融固化搬送物５０に対する吸引力を一気に「０」として落下させたとしても、ドラム缶６０内部に存在する空気の圧縮性により、溶融固化搬送物５０は直ちに底まで落下しない。ただし現実には、空気の逃げがあるから、理想的にはならないが、ドラム缶６０との間のギャップが少ないため、空気の逃げが制限され、このダンパ効果を利用して、溶融固化搬送物５０をドラム缶６０内にスムースに挿入することができる。

なお、上述の実施形態においては、図６Ａに示したように円柱状の搬送対象物５０を吸引保持する例について説明したが、図６Ｂに示したように搬送対象物５１が球形であっても、その直径が図６Ａに示した円柱状の搬送対象物５０の直径と略同一であれば、保持具２の側部部材６と球状の搬送対象物５１の最大径部分との間に上述の連絡流路８が形成され、減圧空間４内の減圧状態を確保して球状の搬送対象物５１を吸引保持することができる。

また、搬送対象物の横断面の形状に合わせて、保持具２の側部部材６の形状を設定することにより、様々な形状の搬送対象物を吸引保持することが可能となる。

例えば、搬送対象物の形状が三角柱であれば、その横断面（三角形）よりも僅かに大きな横断面（三角形）を有するように保持具２の側部部材６を構成すれば良い。搬送対象物の形状が四角柱等の場合も同様である。

さらに、例えば搬送対象物がカップ状の形体を備えている場合でも、保持具２をカップ状の搬送対象物に被せ、減圧装置１１により減圧空間４（この場合は、カップ部材の内部空間も減圧空間４の一部を形成する）を減圧することにより、カップ部材の内側底面に吸引力が作用し、搬送対象物が保持される。

以上述べたように、本実施形態による吸引保持装置１によれば、搬送対象物５０、５１に対して吸引力を発生させるための減圧空間（減圧空間）４の境界が、真空吸着パッドのように搬送対象物の平滑な表面に限定されないので、搬送対象物の表面における平滑性が問題とならない。

このため、溶融固化搬送物５０のように真空吸着パッドで吸着可能な平滑な平面を持たない搬送対象物であっても、圧力差による吸引保持力を利用した簡単な構造にて容易に保持することができる。

また、本実施形態による吸引保持装置１においては、搬送対象物５０、５１において吸引保持力を作用させる部分の面積が、真空吸着パッドのようにパッド面積によって限定されることがなく、搬送対象物５０、５１の上面（その形状によっては底面）の全体に作用させることができる。これにより、圧力差による吸引保持力を、搬送対象物５０、５１に対して効率的に作用させることができる。

また、本実施形態による吸引保持装置１においては、減圧空間４内の減圧度を徐々に低下させる（大気圧に近づける）ことにより、側部部材６に沿って搬送対象物５０、５１をその降下速度を抑制しながら開放・軟着陸させることが可能である。

これは、真空吸着パッドのように搬送対象物の平滑な平面との間に密閉空間を形成し、この密閉空間内を真空にすることで搬送対象物を吸着保持する方式では達成し得ない効果である。

上記の通り本実施形態による吸引保持装置１においては、減圧空間４内の減圧度を徐々に低下させることにより、その降下速度を抑制しながら搬送対象物５０、５１を開放・軟着陸させることができるので、搬送対象物５０、５１とこれを挿入する容器（上述の例ではドラム缶６０）との間に本装置を挿入できないような小さい隙間しか存在しない場合でも、搬送対象物５０、５１を容器内に円滑に挿入することができる。

また、減圧空間４内の減圧度を徐々に低下させて搬送対象物５０、５１をゆっくりと降下させることで、厳密な高さ制御が不要となるので、システムを簡素化できると共に、搬送処理に要する時間を短縮することができる。

また、減圧装置１１及び保持具２の吊具部１２により保持・昇降させるクレーンのみで作動するので、構造も簡便でかつ厳密な高さ制御等も必要ないので、大型・高価な機械装置も不要であり、気密構造を有する放射性物質取り扱い場所（いわゆるセル）内における遠隔取扱作業性の観点からも優れたものであると言える。

また、溶融固化搬送物５０の底部を除きほぼ全体で均一に保持できることから、損傷を受けやすい溶融固化搬送物５０を破損させる恐れがなく、また、上記の通りドラム缶６０内にスムースな着地、開放が可能であり、挿入のみならずドラム缶６０から取り出すことも可能である等の優れた特徴を有する。なお、上述したダンパ効果を利用して、溶融固化搬送物５０をドラム缶６０内にスムースに着地させることも可能である。

上述した実施形態の変形例としては、保持具２の円筒状の側部部材６の少なくとも一部を、減圧装置１１によって減圧空間４の内部が減圧された際に内側に撓むように可撓性材料によって形成しても良い。そのような可撓性材料としては、薄膜状のビニール、ゴム等を用いることができる。

そのような可撓性材料を用いた具体的な構造例としては、以下のものが考えられる。

第１に、図７Ａに示したように、上述した円筒状の側部部材６を、円筒状の金属部材６Ａと、この金属部材６Ａの下端部から同心状に延びる円筒状の可撓性シート６Ｂとにより構成することができる。

第２に、図７Ｂに示したように、上述した円筒状の側部部材６を、上下に分割された一対の円筒状の金属部材６Ａ、６Ａと、これら一対の金属部材６Ａ、６Ａの間に介装された円筒状の可撓性シート６Ｂとにより構成することもできる。

第３に、図７Ｃに示したように、上述した円筒状の側部部材６を、その全体を円筒状の可撓性シート６Ｂにより構成することもできる。

なお、上記第１乃至第３の変形例においても、円筒状の可撓性シート６Ｂは、搬送対象物よりも大径に形成されており、減圧装置１１によって減圧空間４の内部が減圧された際に内側に撓み、上述した連絡流路８が狭まり、流動抵抗が高くなるので、減圧空間４の減圧が効率的に達成できることから、減圧装置１１の小容量化・小型化が可能となる。

上述したように保持具２の側部部材６の少なくとも一部に可撓性シート６Ｂを用いることにより、減圧前の状態において側部部材６と搬送対象物との間に比較的大きな隙間があっても、減圧時に可撓性シート６Ｂが内側に撓んで該隙間が狭くなるので、搬送対象物に対する十分な吸引力を達成するために必要な流動抵抗を確保することができる。これは特に、搬送対象物毎にそれらの外形寸法が変化するような場合に有効である。

以下、上述した吸引保持装置１による吸引力について、図８を参照して説明する。

１．基礎式
簡単のため、保持対象物（溶融固化搬送物５０）を円柱とする。

対象物の上下方向に作用する吸引力Ｆ［Ｎ］は、対象物の上面と下面との圧力差ΔＰ［Ｐａ］に上面／下面の面積Ｓ［ｍ^２］を乗じたものになるから、対象物を吊り上げるために必要な圧力差は、下記式（１）で表される。

ΔＰ＝Ｆ／Ｓ（１）

また、吸引力Ｆは、少なくとも荷重Ｗである必要があるからＦ＝Ｗであり、ΔＰは下記式（１）で表される。

ΔＰ＝Ｗ／Ｓ（２）

２．計算
下記２つの固化体サンプル（円柱形状）にて吸引力を試算する。

（１）固化体サンプルＡ
下向き荷重Ｗ＝１３０ｇ［Ｎ］（ｇは重力加速度＝９．８［ｍ／ｓ^２］）となり、
ΔＰ＝１３０ｘ９．８／０．０７３５
＝０．０１７［ＭＰａ］
となるから、圧力差を０．０２ＭＰａ（０．２気圧）程度とすれば良い。すなわち、減圧装置１１により０．２気圧の負圧(減圧空間４の圧力０．２気圧）を発生すれば対象物である固化体（溶融固化搬送物５０）を吸引保持することができる。

なお、溶融固化体がすべて鉄であるとしても、圧力差は０．０２６ＭＰａとなるため、吸引力としては十分である。

（２）固化体サンプルＢ
下向き荷重Ｗ＝９００ｇ［Ｎ］となり、
ΔＰ＝９００ｘ９．８／０．２３８
＝０．０３７［ＭＰａ］
となるから、圧力差を０．０４ＭＰａ（０．４気圧）程度とすれば良い。すなわち、減圧装置１１により０．４気圧の負圧（減圧空間４の圧力０．２気圧）を発生すれば対象物である固化体（溶融固化搬送物５０）を吸引保持することができる。

１吸引保持装置
２保持具
３減圧手段
４減圧空間
５上部部材
６、６Ａ、６Ｂ側部部材
７当接部（減圧空間確保手段）
８連絡流路
９上部部材の排気ポート
１０減圧用配管
１１減圧装置
１２吊具部
５０溶融固化搬送物（円柱状の搬送対象物）
５１球形の搬送対象物
６０ドラム缶

Claims

搬送対象物を搬送する際に保持する吸引保持装置の保持具であって、
前記搬送対象物を保持した際に前記搬送対象物の上方に位置する上部部材と、前記搬送対象物の側方に位置する側部部材と、を備え、
前記側部部材の内部の横断面の寸法は、前記搬送対象物の横断面の寸法よりも僅かに大きく設定されており、前記保持具を前記搬送対象物の上部からかぶせると、前記保持具の内面と前記搬送対象物の表面との間で減圧空間および当該減圧空間と外部環境との気体の連絡流路が形成され、前記減圧空間の内部の気体を排出する際に前記連絡流路の内部で流動抵抗が生じ、これにより、前記減圧空間と前記外部環境との間に前記搬送対象物を保持するための吸引力を生成する圧力差が生じるように構成されている、保持具。
前記減圧空間の内部気体を排気するための排気ポートを備えた請求項１記載の保持具。
前記減圧空間が前記搬送対象物の上部に形成され、前記連絡流路が前記搬送対象物の側部に形成される請求項１又は２に記載の保持具。
前記搬送対象物の前記側部をその全周にわたって覆う筒状部材を含む、請求項３記載の保持具。
前記筒状部材の少なくとも一部は、前記減圧空間の内部が減圧された際に内側に撓むように可撓性材料によって形成されている、請求項４記載の保持具。
保持された前記搬送対象物との間に前記減圧空間を確保するための減圧空間確保手段を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の保持具。
前記減圧空間確保手段は、保持された前記搬送対象物に当接される当接部を含む、請求項６記載の保持具。
原子力施設から発生した放射性廃棄物の溶融固化体を含む前記搬送対象物の上部と側部の少なくとも一部とを被覆するように構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の保持具。
搬送対象物を搬送する際に保持する吸引保持装置において、
前記搬送対象物を保持した際に前記搬送対象物の上方に位置する上部部材と、前記搬送対象物の側方に位置する側部部材と、を備えた保持具であって、前記側部部材の内部の横断面の寸法は、前記搬送対象物の横断面の寸法よりも僅かに大きく設定されており、前記保持具を前記搬送対象物の上部からかぶせると、前記保持具の内面と前記搬送対象物の表面との間で減圧空間および当該減圧空間と外部環境との気体の連絡流路が形成され、前記減圧空間の内部の気体を排出する際に前記連絡流路の内部で流動抵抗が生じ、これにより、前記減圧空間と前記外部環境との間に前記搬送対象物を保持するための吸引力を生成する圧力差が生じるように構成されている、保持具と、
前記減圧空間の内部気体を排気するための減圧手段と、
を備える吸引保持装置。
前記減圧空間が前記搬送対象物の上部に形成され、前記連絡流路が前記搬送対象物の側部に形成される、請求項９記載の吸引保持装置。
前記保持具は、前記搬送対象物の前記側部をその全周にわたって覆う筒状部材を含む、請求項１０記載の吸引保持装置。
前記筒状部材の少なくとも一部は、前記減圧空間の内部が減圧された際に内側に撓むように可撓性材料によって形成されている、請求項１１記載の吸引保持装置。
保持された前記搬送対象物との間に前記減圧空間を確保するための減圧空間確保手段を含む、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の吸引保持装置。
前記減圧空間確保手段は、保持された前記搬送対象物に当接される当接部を含む、請求項１３記載の吸引保持装置。
前記保持具が、前記減圧空間の内部気体を排気するための排気ポートを備えた請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の吸引保持装置。
原子力施設から発生した放射性廃棄物の溶融固化体を含む前記搬送対象物の上部と側部の少なくとも一部とを被覆するように構成されている、請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の吸引保持装置。