JP7125909B2 - 転倒防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、転倒防止装置に関する。

原子力発電所の使用済み燃料を運搬、貯蔵するために貯蔵容器が用いられる。
貯蔵容器は、運搬に際して吊上げられ、横置きの姿勢から縦置きの姿勢にされる。

従来、貯蔵容器を吊上げる場合、専用吊具のアームと貯蔵容器上部のトラニオン２対を接続し、架台に支持された貯蔵容器下部のトラニオンを支点として縦起こしするのが一般的である。
仮に専用吊具と貯蔵容器との接続が切断され、貯蔵容器（金属キャスク）が転倒した際の対策として特許文献１がある。

特許文献１には、貯蔵容器が衝突した際の衝撃加速度を抑制する手段として、貯蔵容器が仮置きされる架台にハニカム構造を設けること、マット等を架台に敷設することが記載されている。
特許文献１には、ハニカム構造について、「架台１の底盤部１aの一半部（図中右半部）がハニカム構造４で構成され、金属キャスク２との衝突の際に、当該金属キャスク２の加速度を抑制し得るようになっている（加速度抑制手段）。」と記載されている。

また、マット等の敷設について、「架台１のスティ部１ｃ内面には、同じく加速度抑制手段として、図３に示すようなバルンマット５や図４に示すようなウレタンマット６や図５に示すスプリングマット７が適宜選択して敷設されている。」と記載されている。

特開２００７－１７８２５９号公報（図２、図３、段落００３２等）

上述したように、特許文献１には、貯蔵容器が転倒した際の衝突時に貯蔵容器の衝撃加速度を抑制するため、架台にハニカム構造を設けること、マット等を敷設することが記載されている。しかし、特許文献１に記載された方法では、貯蔵容器の衝撃加速度を抑制することはできるが、貯蔵容器の転倒自体を防止することはできないという問題がある。

本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、貯蔵容器の転倒を抑制できる転倒防止装置の提供を目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の転倒防止装置は、貯蔵容器の下部トラニオンに係合する固定アームと、前記下部トラニオンに取り付けられた前記固定アームを、前記貯蔵容器が転倒する方向に抗する方向に移動させる駆動装置と、前記駆動装置を稼動させる制御装置と、前記貯蔵容器が転倒することを検知する転倒検知センサとを備え、前記制御装置は、前記転倒検知センサにより前記貯蔵容器が転倒することを検知された際に前記駆動装置を稼動させる。

本発明によれば、貯蔵容器の転倒を抑制できる転倒防止装置を提供することができる。

貯蔵容器と架台に設けられる本発明の実施形態に係る転倒防止装置の正面図。 転倒防止装置の左側面模式図。 （ａ）は専用吊具、固定用アームを貯蔵容器に取り付けた時の正面図、（ｂ）は貯蔵容器の下部トラニオンに固定用アームの係合部の係合孔を係合させる様子を示した拡大斜視図。 貯蔵容器の縦起こし動作の開始時の正面図。 貯蔵容器の縦起こし動作中の正面図。 （ａ）は貯蔵容器の縦起こし後の正面図、（ｂ）は貯蔵容器を垂直に吊上げた状態の正面図。 変形例の固定用アームの係合部を回転する構成とした場合の拡大斜視図。 （ａ）はラッチ機構の動作開始前の正面図、（ｂ）はラッチ機構の動作開始後の正面図。

貯蔵容器は、原子力発電所で使用された使用済み核燃料を貯蔵する容器である。貯蔵容器の内部には、使用済み核燃料が収納されている。
本発明は、貯蔵容器を縦起こしする際に貯蔵容器が転倒することを抑制するために、架台に設置される転倒防止装置に関する。

転倒防止装置は、貯蔵容器の下部トラニオンに固定するための固定用アームを持ち、固定用アームが下部トラニオンに係合される。転倒防止装置は、内部に固定アームの回転を制御する駆動装置をもつ。また、転倒防止装置は、移動手段により、架台の上部を水平方向に移動することができる。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、貯蔵容器１と架台３に設けられる本発明の実施形態に係る転倒防止装置Ｓの正面図である。
貯蔵容器１は、底部に底板１ｄが貯蔵容器１と一体（溶接又は一体鍛造等）となっており、頂部に蓋１ｃが取り付けられている。

貯蔵容器１の上部には、貯蔵容器１を支持するための上部トラニオン１ａが約９０度間隔で４つ設置されている。換言すれば、貯蔵容器１の上部には、一方の約１８０度間隔を空けて設けられる一対の上部トラニオン１ａと、他方の約１８０度間隔を空けて設けられる一対の上部トラニオン１ａとが設置されている。

貯蔵容器１の下部には、貯蔵容器１を支持するための下部トラニオン１ｂが約９０度間隔で４つ設置されている。換言すれば、貯蔵容器１の下部には、一方の約１８０度間隔を空けて設けられる一対の下部トラニオン１ｂと、他方の約１８０度間隔を空けて設けられる一対の下部トラニオン１ｂとが設置されている。

貯蔵容器１の上部および下部には貯蔵容器１の落下による衝撃加速度を抑制するために、緩衝体２が装着されている。緩衝体２は貯蔵容器１の上部の蓋１ｃと下部の底板１ｄに装着されている。緩衝体２は、貯蔵容器１の蓋１ｃと底板１ｄに設けられた雌ねじにボルト締めされている。緩衝体２は、木材が薄い鉄板で覆われ構成されている。

＜架台３＞
貯蔵容器１を水平に支持する架台３には、貯蔵容器１の両サイドの一対の上部トラニオン１ａと両サイドの一対の下部トラニオン１ｂを支持するトラニオン受け部３ａが４つ立設されている。トラニオン受け部３ａは、上部トラニオン１ａと下部トラニオン１ｂとの間隔をもつとともに、両サイドの一対の上部トラニオン１ａ間の間膈と、一対の下部トラニオン１ｂ間の間膈をもって、架台３に設置されている。

図１に示すように、貯蔵容器１は、緩衝体２が上下部に装着された状態で、架台３のトラニオン受け部３ａで、両サイドの１対の上部トラニオン１ａと１対の下部トラニオン１ｂとが支持されている。すなわち、貯蔵容器１の上部トラニオン１ａと下部トラニオン１ｂは、架台３のトラニオン受け部３ａに、それぞれ嵌合して、貯蔵容器１が水平に支持されている。

架台３には、ベース５を有した水平方向に移動可能な転倒防止装置４が設置されている。

＜転倒防止装置Ｓ＞
図２は、転倒防止装置Ｓの左側面模式図である。図３（ａ）は、専用吊具７、固定用アーム４ａを貯蔵容器１に取り付けた時の正面図であり、図３（ｂ）は、貯蔵容器１の下部トラニオン１ｂに固定用アーム４ａの係合部４ｋ１の係合孔４ｉ１を係合させる様子を示した拡大斜視図である。

図１に示す転倒防止装置Ｓは、本体部４と、本体部４が取り付けられるベース５とを備えている。

図２に示すように、本体部４は、制御装置４ｆと電源４ｇとを有している。
本体部４には、固定アーム４ａと第１ギア４ｂ１、第２ギア４ｂ２と、第３ギア４ｃとが設けられている。

固定アーム４ａは、略半円状の形状を有している。固定アーム４ａは、貯蔵容器１の下部トラニオン１ｂに係合するためのアームである（図３（ａ）参照）。固定用アーム４ａの一方端部には、図３（ｂ）に示すように、係合孔４ｉ１をもつ係合部４ｋ１が形成され、固定用アーム４ａの他方端部には係合孔（図示せず）をもつ係合部４ｋ２が形成されている。

第１ギア４ｂ１と第２ギア４ｂ２とは、固定アーム４ａを下方から支持するとともに、固定用アーム４ａの回転を制御する。そのため、固定アーム４ａは、第１ギア４ｂ１と第２ギア４ｂ２とが噛み合う歯４ａ１が形成されている。

第３ギア４ｃは、固定用アーム４ａの回転を制御する。そのため、固定アーム４ａは、第３ギア４ｃが噛み合う歯４ａ２が形成されている。

図２に示すように、第１ギア４ｂ１は、第１支持軸４ｄ１に連結されている。第１支持軸４ｄ１はモータ４ｍ１にダイレクトドライブされるか、または、モータ４ｍ１によって図示しない減速機構を介して稼動される。モータ４ｍ１は制御装置４ｆに電気的に接続されている。
第２ギア４ｂ２は、第２支持軸４ｄ２に連結されている。第２支持軸４ｄ２はモータ４ｍ２にダイレクトドライブされるか、または、モータ４ｍ２によって図示しない減速機構を介して稼動される。モータ４ｍ２は制御装置４ｆに電気的に接続されている。

第３ギア４ｃは、第３支持軸４ｅに連結されている。第３支持軸４ｅはモータ４ｍ３にダイレクトドライブされるか、または、モータ４ｍ３によって図示しない減速機構を介して稼動される。モータ４ｍ３は制御装置４ｆに電気的に接続されている。
制御装置４ｆは、電源４ｇに接続されている。

図１に示すように、固定用アーム４ａの両側には、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２が取り付けられている。加速度センサ４ｓ１、４ｓ２は、図２に示すように、制御装置４ｆと接続されている。加速度センサ４ｓ１、４ｓ２は、安全性向上のために２重化している。つまり、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２の何れか一方が故障した場合にも、何れか他方で貯蔵容器１の転倒を検出し、安全に転倒防止装置Ｓが起動するようにしている。

図５の矢印β１に示すように、貯蔵容器１が転倒すると、固定用アーム４ａは図５の矢印β２方向に回転する。
貯蔵容器１の転倒方向への固定用アーム４ａの回転（図５の矢印β２方向）の加速度が、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２によって検出される。これを契機に制御装置４ｆが起動する。

すると、制御装置４ｆの制御により、モータ４ｍ１、４ｍ２が稼働し、第１・第２支持軸４ｄ１、４ｄ２および第１・第２ギア４ｂ１、４ｂ２は、貯蔵容器１の転倒方向（図５の矢印β１方向）による固定用アーム４ａの回転（図５矢印β２方向）を妨げる方向に回転する（図５の矢印α１、α２方向）。また、モータ４ｍ３が稼働し、第３支持軸４ｅおよび第３ギア４ｃは、貯蔵容器１の転倒方向（図５の矢印β１方向）による固定用アーム４ａの回転（図５矢印β２方向）を妨げる方向に回転する（図５の矢印α２方向）。これにより、固定用アーム４ａを貯蔵容器１の転倒と逆方向（図５の矢印β３）に回転させ、貯蔵容器１を支持して貯蔵容器１が転倒するのを抑制する。

また、制御装置４ｆ（図２参照）には、転倒防止装置Ｓが起動するための起動スイッチ４ｆ１が設けられている。起動スイッチ４ｆ１を作業員が押下することでも、制御装置４ｆは起動し、貯蔵容器１の転倒を抑制できる。

図１に示すように、ベース５の下部には、転倒防止装置Ｓを移動させる移動手段６Ｓとして、駆動輪６ａと、駆動輪６ａを駆動制御する駆動装置６ｋと、車輪６ｂとが設置されている。車輪６ｂは、本体部４に対して回転自在である。駆動装置６ｋは、図示しないモータと減速機構とで構成される。なお、駆動輪６ａをモータでダイレクトドライブしてもよい。

駆動装置６ｋは、制御装置４ｆにより制御される。
駆動輪６ａの稼動により、ベース５は、架台３に対して、γ１方向およびγ２方向に移動する。つまり、ベース５が取り付けられた転倒防止装置Ｓは、架台３に対して、γ１方向およびγ２方向に移動することができる。

これにより、貯蔵容器１の運搬工程に際して、転倒防止装置Ｓを、図１に示す待機位置のＡ位置から図３（ａ）に示す稼動位置のＢ位置に、移動させることができる。

図３（ａ）に示すように、転倒防止装置Ｓのベース５には、固定手段として、ベース５に固定用ボルト６が挿通するための挿通孔５ｈが形成され、架台３に固定用ボルト６が螺着する雌ねじ３ｎが形成されている。
専用吊具７は、クレーン等に取付けて貯蔵容器１を縦起こしするための吊具である。専用吊具７は、上部トラニオン１ａと係合するための一対のアーム７ａと、一対のアーム７ｂとを持つ。

＜貯蔵容器１の運搬＞
次に、貯蔵容器１の運搬作業について説明する。
まず、図１に示す貯蔵容器１からその上部および下部に取り付けられた緩衝体２を取り外す。

その後、移動手段６Ｓによって、図１に示すＡ位置にある転倒防止装置Ｓを、貯蔵容器１の近くまで（図３（ａ）のＢ位置）移動させる（図１の矢印γ１方向）。その際、図３（ｂ）に示すように、転倒防止装置Ｓの固定用アーム４ａの係合部４ｋ１、４ｋ２の係合孔４ｉ１を、貯蔵容器１における一方の一対の下部トラニオン１ｂに係合する。これにより、貯蔵容器１に、固定用アーム４ａが係合される。

なお、貯蔵容器１における他方の一対の下部トラニオン１ｂは、架台３のトラニオン受け部３ａに係合されている。
転倒防止装置Ｓのベース５を図３（ａ）のＢ位置まで移動させた（図１の矢印γ１）後、固定用ボルト６をベース５に形成された挿通孔５ｈを挿通させ、架台３に設けられた架台３の雌ねじ３ｎに螺着し、転倒防止装置Ｓを図３（ａ）のＢ位置に固定する。

これにより、転倒防止装置Ｓが架台３の所定位置（図３（ａ）のＢ位置）に固定される。

図３（ａ）に示すように、貯蔵容器１の一対の上部トラニオン１ａと専用吊具７の一対のアーム７ａの係合孔７ａ１をそれぞれ係合する。
図４は、貯蔵容器１の縦起こし動作の開始した際の正面図である。

図４に示すように、専用吊具７の一対のアーム７aの係合孔７ａ１を、貯蔵容器１の一対の上部トラニオン１ａとそれぞれ係合するとともに、貯蔵容器１の一対の下部トラニオン１ｂと固定用アーム４ａの係合部４ｋ１、４ｋ２の各係合孔４ｉ１とそれぞれ係合することで、貯蔵容器１は縦起こし動作可能な状態となる。
そして、専用吊具７で貯蔵容器１の一対の上部トラニオン１ａを引き上げ、貯蔵容器１の一対の上部トラニオン１aと架台３の一対のトラニオン受け台３aとの各係合を解除する。

図５は、貯蔵容器１の縦起こし動作中の正面図である。
図５に示すように、専用吊具７の一対のアーム７aによって、貯蔵容器１の一対の上部トラニオン１ａが上方に引き上げられ、貯蔵容器１は縦起こしの姿勢にされる。
この際、貯蔵容器１の一方の一対の下部トラニオン１ｂは、固定用アーム４ａの係合部４ｋ１、４ｋ２の各係合孔４ｉ１と係合されている。また、貯蔵容器１の他方の一対の下部トラニオン１ｂは、一対のトラニオン受け部３ａに係合されており、二重の支持状態となっている。

仮に専用吊具７と貯蔵容器１との接続が切断されるおそれがある場合には、作業員が起動スイッチ４ｆ１を押下して制御装置４ｆを起動させる。
或いは、貯蔵容器１が転倒を開始した際には、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２が検出して、制御装置４ｆを起動させる。

制御装置４ｆの起動後、第１・第２支持軸４ｄ１と第１・第２ギア４ｂ１、４ｂ２が貯蔵容器１の転倒（図５の矢印β１）を妨げる方向に回転する（図５の矢印α１）。また、第３支持軸４ｅと第３ギア４ｃが貯蔵容器１の転倒（図５の矢印β１）を妨げる方向に回転する（図５の矢印α２）。これにより、固定用アーム４ａが貯蔵容器１の転倒が妨げられる方向に回転し（図５の矢印β３）、貯蔵容器１の転倒が抑制される（図５の矢印β４）。

図６（ａ）は、貯蔵容器１の縦起こし後の正面図であり、図６（ｂ）は、貯蔵容器１を垂直に吊上げた状態の正面図である。

図６（ａ）に示すように、貯蔵容器１の縦起こし完了後、専用吊具７のアーム７ｂの係合孔７ｂ１と貯蔵容器１の上部トラニオン１ｂとを係合する。また、貯蔵容器１の一対の下部トラニオン１ｂとトラニオン受け部３ａとの係合を解除し、かつ、貯蔵容器１の一対の下部トラニオン１ｂと固定用アーム４ａの係合部４ｋ１の各係合孔４ｉ１との係合を解除する。

その後、図６（ｂ）に示すように、専用吊具７のアーム７ａの係合孔７ａ１と、アーム７ｂの係合孔７ｂ１とで貯蔵容器１の上部トラニオン１ａを保持して、貯蔵容器１を垂直に吊上げて移動することが可能となる。
架台３から貯蔵容器１を専用吊具７のアーム７a、７ｂによって吊り上げた後、ベース５を架台３に固定した固定用ボルト６を取り外す。そして、転倒防止装置Ｓを、移動手段６ＳによりＢ位置（図６（ａ）参照）からＡ位置（図１参照）に移動させる（図６（ａ）の矢印γ２）。

上記構成によれば、架台３に転倒防止装置Ｓを設けることにより、貯蔵容器１の転倒抑制が可能となる。そのため、貯蔵容器１の運搬に際して、従来よりも安全に貯蔵容器１を縦起こしすることができる。

＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では、固定用アーム４ａの係合部４ｋ１、４ｋ２が固定用アーム４ａに一体に形成されている構成を示したが、図７に示すように、固定用アーム４ａの係合部４ｋ３が回転する（図７の矢印α１１）ことで、係合部４ｋ３の係合孔４ｉ３が貯蔵容器１の下部トラニオン１ｂに係合する。また、固定用アーム４ａの係合部４ｋ３を回転させる（図７の矢印α１２）ことで下部トラニオン１ｂとの係合を解除する構成としてもよい。図７は、変形例の固定用アーム４ａの係合部４ｋ３を回転する構成とした場合の拡大斜視図である。

ここで、固定用アーム４ａの係合部４ｋ３は制御装置４ｆの制御によりモータで自動的に回転する構成としてもよいし、作業員が手動操作する構成としてもよい。
なお、係合部４ｋ３を下部トラニオン１ｂとの係合位置と、下部トラニオン１ｂとの非係合位置とに固定する固定手段が、係合部４ｋ３と固定用アーム４ａとに設けられている。固定手段として、例えばボルト、磁石等が挙げられるがこれら以外のものを用いてもよい。

２．なお、前記実施形態では、貯蔵容器１の転倒を検知するセンサとして、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２を例示して説明したが、加速度センサ４ｓ１、４ｓ２以外の回転センサ、光センサ等のセンサを適宜選択して用いてもよい。

３．前記実施形態では、スイッチとして、押しボタン式の起動スイッチ４ｆ１を例に挙げて説明したが、レバー式のスイッチ、タッチパネル式のスイッチでもよく、作業員に操作されるスイッチであれば、任意に選択でき限定されない。

４．前記実施形態では、貯蔵容器１の転倒を防止する方法として、第一・第二・第三ギア４ｂ１、４ｂ２、４ｃが固定用アーム４ａの回転を妨げる方向に回転する方法を例示して説明したが、さらに／または、ラッチ機構９を設けてもよい。図８に示すように、ラッチ機構９は、転倒防止装置Ｓの内部に取り付けられ、ラッチ９ａ、支持部９ｂを有している。さらにラッチ９ａは、第二ギア４ｂ２の歯４ｌ２と噛み合うための歯９ｃを備える。歯９ｃは、図示されていないばね等の装置により、第二ギアの歯４ｌ２に押しつけられる。貯蔵容器１を縦起こす際に第二ギア４ｂ２が矢印α１の方向に回転し、貯蔵容器１が転倒する際に矢印α３の方向に回転するとした時、歯９ｃの形状を適切にすることで、矢印α１の方向には自由に回転するが、矢印α３の方向には回転しない構造とすることで、貯蔵容器１の縦起こしを妨げずに貯蔵容器１の転倒を防止することができる。また、ラッチ機構９は、電気的に制御してもよい。この時、ラッチ機構９は、制御装置４ｆと電気的に接続される。図８（ａ）に示すように、通常は、ラッチ９ａは、第二ギア４ｂ２と離れている。固定用アーム４ａの逆回転を加速度センサ４ｓ１、４ｓ２等で検知した場合または／および起動スイッチ４ｆ１が操作された場合に、図８（ｂ）に示すように制御装置４ｆの電気信号を通じて、支持部９ｂを支点として、ラッチ９ａが回転し、第二ギア４ｂ２の歯４ｌ２とラッチ９ａの歯９ｃがかみ合うことで、第二ギア４ｂ２の回転を防止する。なお、本実施例は、第二ギア４ｂ２を例に挙げて説明したが、第一・第三ギア・固定用アーム４ｂ１、４ｃ、４ａに用いてもよい。

５．前記実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換することが可能である。

６．また、本発明は、特許請求の範囲に記載した範囲内で様々な変形形態、具体的形態が可能であり、説明した実施形態に限定されない。

１ 貯蔵容器
１ｂ 下部トラニオン
３ 架台
３ｎ 雌ねじ（固定装置）
４ａ 固定用アーム
４ｂ１ 第１ギア（駆動装置）
４ｂ２ 第２ギア（駆動装置）
４ｃ 第３ギア（駆動装置）
４ｄ１ 第１支持軸（駆動装置）
４ｄ２ 第２支持軸（駆動装置）
４ｅ 第３支持軸（駆動装置）
４ｆ 制御装置
４ｆ１ 起動スイッチ（スイッチ）
４ｇ 電源
４ｍ１ モータ（駆動装置）
４ｍ２ モータ（駆動装置）
４ｍ３ モータ（駆動装置）
４ｓ１、４ｓ２ 加速度センサ（転倒検知センサ）
５ｈ 挿通孔（固定装置）
６ 固定用ボルト（固定装置）
６ａ 駆動輪（移動装置）
６ｂ 車輪（移動装置）
６ｋ 駆動装置（移動装置）
９ ラッチ機構（転倒阻止装置）
Ｓ 転倒防止装置

Claims (3)

1. 貯蔵容器の下部トラニオンに係合する固定アームと、
   前記下部トラニオンに取り付けられた前記固定アームを、前記貯蔵容器が転倒する方向に抗する方向に移動させる駆動装置と、
   前記駆動装置を稼動させる制御装置と、
   前記貯蔵容器が転倒することを検知する転倒検知センサとを備え、
   前記制御装置は、前記転倒検知センサにより前記貯蔵容器が転倒することを検知された際に前記駆動装置を稼動させる
   ことを特徴とする転倒防止装置。
2. 請求項１に記載の転倒防止装置において、
   スイッチを備え、
   前記制御装置は、前記スイッチが操作された際に前記駆動装置を稼動させる
   ことを特徴とする転倒防止装置。
3. 貯蔵容器の下部トラニオンに係合する固定アームと、
   前記下部トラニオンに取り付けられた前記固定アームに対して、前記貯蔵容器が転倒する方向に抗する方向に力を加える転倒阻止装置と、
   前記転倒阻止装置を稼動させる制御装置と、
   前記貯蔵容器が転倒することを検知する転倒検知センサとを備え、
   前記制御装置は、前記転倒検知センサにより前記貯蔵容器が転倒することを検知された際に前記転倒阻止装置を稼動させる
   ことを特徴とする転倒防止装置。

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