(57)【要約】      （修正有）【課題】外殻が衝撃力を受けたときの変形量を抑制でき、かつ落下時における衝撃荷重を緩和可能なキャスク用緩衝体を提供する。【解決手段】外殻２１に、キャスクの端部を収納する窪み部２０と、衝撃吸収材を充填する中央部１４、中部１２，１２’、周囲角部１３，１３’及び端周囲部１１，１１’を形成し、中央部１４と周囲角部１３，１３’と端周囲部１１，１１’には、応力ひずみ特性が高い方位をキャスクの中心軸に対して垂直な方向に向けて衝撃吸収材を充填し、中部１２，１２’には、応力ひずみ特性が高い方位をキャスクの中心軸と平行な方向に向けて衝撃吸収材を充填する。中部１２，１２’は、内径が窪み部２０の外径よりも小さく、外径が窪み部２０の外径よりも大きいリング形とし、窪み部２０からの突出幅Ｌｗ２を、中部１２，１２’内に充填される衝撃吸収材の径方向幅Ｌｗ１の半分以下とする。【選択図】図２
2010181327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱状に形成されたキャスクの端部が収納される窪み部を片面に有する中空形状の外殻と、この外殻の内部に充填された、前記キャスクの中心軸方向に作用する衝撃力を主に吸収する第１の衝撃吸収材および前記キャスクの中心軸の垂直方向に作用する衝撃力を主に吸収する第２の衝撃吸収材とを備えたキャスク用緩衝体において、
前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記窪み部の外径よりも小さく、外径が前記窪み部の外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記第１の衝撃吸収材の径方向幅の１／２以下に制限したことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項２】
請求項１に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻は、内部が少なくとも４領域から構成され、前記４領域は、前記キャスクの端面側において前記窪み部に面した部分に配置される中央部と、この中央部の外側であって内周側が前記窪み部に面した部分に配置され、外周側が前記窪み部よりも外側に配置されるリング状の中部と、この中部の外側であって前記外殻の最外周部分に配置される周囲角部と、前記キャスクの径方向において前記窪み部に面した部分に配置される端周囲部とからなり、
前記第１及び第２の衝撃吸収材は、応力ひずみ特性の異方性を有する木材または木質ボードをもって形成され、これら木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位が、前記中央部、前記周囲角部および前記端周囲部については前記キャスクの中心軸に対して垂直な方向に向けられると共に、前記中部については前記キャスクの中心軸と平行な方向に向けられていることを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項３】
請求項２に記載のキャスク用緩衝体において、
前記端周囲部をリング状に形成し、前記端周囲部の中央開口を前記窪み部として用いると共に、前記端周囲部の片面を、前記窪み部における前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記中部の突出部と、前記周囲角部とに接して配置することを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項４】
請求項２に記載のキャスク用緩衝体において、
前記端周囲部の片面中央に前記窪み部を形成し、前記端周囲部の前記窪み部が形成されない面に、前記中央部、中部および周囲角部を接して配置することを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項５】
請求項１に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻は、内部が少なくとも３領域から構成され、前記３領域は、前記キャスクの端面側において内周側が前記窪み部に面した部分に配置され、外周側が前記窪み部の外側に配置されるリング状の中部と、この中部の外側であって前記外殻の最外周部分に配置される周囲角部と、前記キャスクの径方向において前記窪み部に面した部分に配置される端周囲部とからなり、
前記第１及び第２の衝撃吸収材は、応力ひずみ特性の異方性を有する木材または木質ボードをもって形成され、これら木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位が、前記周囲角部および前記端周囲部については前記キャスクの中心軸に対して垂直な方向に向けられると共に、前記中部については前記キャスクの中心軸と平行な方向に向けられていることを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項６】
請求項５に記載のキャスク用緩衝体において、前記リング状に形成された中部の中央開口内に、断熱材または防火材を内装したことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻の前記窪み部が形成される面の中央部分に、外径が前記窪み部の直径よりも大きく、かつ板厚が他の部分よりも大きな厚肉部を形成したことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項８】
請求項７に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記キャスクの外径よりも小さく、外径が前記キャスクの外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記厚肉部の外端から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅の１／２以下に制限したことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻の板厚を全周にわたって均一に形成すると共に、少なくとも前記窪み部を形成する部分を含む所要の部分に補強リブを設けたことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【請求項１０】
請求項９に記載のキャスク用緩衝体において、
前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記キャスクの外径よりも小さく、外径が前記キャスクの外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記補強リブの外端から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅の１／２以下に制限したことを特徴とするキャスク用緩衝体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料等を輸送するキャスクに取り付けられるキャスク用緩衝体に係り、特に、外殻内に充填される衝撃吸収材の配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、使用済燃料は、原子力発電所内に設けられた冷却プールで放射線量が一定レベル以下に低下するまで保管されたのち、遮へい機能及び密封機能を有するキャスクに収められ、燃料処理施設まで輸送されるか、中間貯蔵施設まで輸送した後、キャスクに収納された状態で貯蔵される。キャスク用緩衝体は、輸送時および取扱い時における万一の事故に備えるためにキャスクの両端部に取り付けられるもので、万一キャスクが高所から落下した場合にも、その衝撃を十分に緩和させ、所定の遮へい機能と密封機能を確保できることが要求される。
【０００３】
キャスク用緩衝体は、キャスクとの寸法の取合いから、どのような姿勢で落下した場合にもキャスク自体が着床するのを防ぐために必要な落下姿勢毎の許容変形量があり、落下に対してこの許容変形量内で衝撃を吸収するために、落下姿勢に対応して変形する領域毎に所定の圧縮応力を発生する材料が衝撃吸収材として用いられる。なお、キャスクの燃料収納効率を高めるには、強度設計上、許容変形量内で落下時の加速度を極力抑えることができることが要求されるので、圧縮応力が収縮の初期から終了まで一定値を示す衝撃吸収材を用いることが望ましい。従来、圧縮時においてこのような圧縮特性を示す衝撃吸収材としては、周囲を拘束した木材または木質ボードの繊維方向圧縮、金属パイプの軸方向圧縮、及びハニカム構造材のセル角筒軸方向圧縮等、材料の座屈現象を利用したものが知られているが、キャスク用緩衝体としては、木材または木質ボードの繊維方向圧縮を利用したものが最も多く適用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載された従来のキャスク用緩衝体は、キャスク本体の両端部に外装されるもので、衝撃吸収材である木材または木質ボードを配置する領域が複数に分割されており、少なくとも１領域には、キャスクの軸方向に木目または繊維を向けて木材または木質ボードを配置し、少なくとも他の１領域には、それと直交する方向に木目または繊維を向けて木材または木質ボードを配置している。木材または木質ボードは、応力ひずみ特性の異方性を有し、木目または繊維の方向に作用する衝撃力に対して大きな衝撃吸収効果を発揮するので、かかる構成にすることにより、どのような姿勢で落下した場合にもキャスクに作用する衝撃力を緩和でき、キャスクを保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のキャスク用緩衝体は、外殻が比較的薄い均一厚さの金属板をもって形成されているので、落下時の衝撃を受けたときに外殻が変形しやすく、落下方向に木目または繊維を向けて配置された木材または木質ボードの配列によっては、落下時の衝撃を効率的に吸収できない場合を生じるという問題がある。即ち、例えばキャスクが垂直もしくは垂直に近い姿勢で落下した場合、その衝撃力は、木目または繊維がキャスクの中心軸方向に向けられた木材または木質ボードにより主に吸収するが、その木材または木質ボードの外径が過大である場合には、衝撃力によって外殻が座屈し、径方向に膨らむと、それに伴って木目または繊維がキャスクの中心軸方向に向けられた木材または木質ボードが外向きに変形するため、木材または木質ボードが木目または繊維の方向に圧縮されず、キャスク用緩衝体の衝撃吸収能力が低下する。また、落下時の衝撃力によって衝突面の裏面側が変形した場合には、木材の圧縮量が小さくなるため、やはりキャスク用緩衝体の衝撃吸収能力が低下する。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、外殻が衝撃力を受けたときの変形量を抑制でき、かつ落下時における衝撃荷重を緩和可能なキャスク用緩衝体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するため、第１に、略円柱状に形成されたキャスクの端部が収納される窪み部を片面に有する中空形状の外殻と、この外殻の内部に充填された、前記キャスクの中心軸方向に作用する衝撃力を主に吸収する第１の衝撃吸収材および前記キャスクの中心軸の垂直方向に作用する衝撃力を主に吸収する第２の衝撃吸収材とを備えたキャスク用緩衝体において、前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記窪み部の外径よりも小さく、外径が前記窪み部の外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記第１の衝撃吸収材の径方向幅の１／２以下に制限するという構成にした。
【０００９】
外殻内におけるキャスクの端面側に、キャスクの中心軸方向に作用する衝撃力を主に吸収する第１の衝撃吸収材であって、内径が前記キャスクの外径よりも小さく、外径がキャスクの外径よりも大きいリング状に形成されたものを窪み部と同心に配置した場合、窪み部を形成する外殻の外面からキャスクの径方向に突出する第１の衝撃吸収材の突出幅が過大であると、キャスクの中心軸方向に作用する衝撃力を受けたとき、外殻の変形に伴って第１の衝撃吸収材がキャスクの径方向に変形しやすくなるため、所要の衝撃吸収能力を発揮することが難しくなる。これに対して、第１の衝撃吸収材の突出幅を第１の衝撃吸収材の径方向幅の１／２以下に制限すると、外殻の変形に伴う第１の衝撃吸収材の変形が抑制されるため、所要の衝撃吸収能力を発揮することができる。
【００１０】
本発明は第２に、前記第１のキャスク用緩衝体において、前記外殻は、内部が少なくとも４領域から構成され、前記４領域は、前記キャスクの端面側において前記窪み部に面した部分に配置される中央部と、この中央部の外側であって内周側が前記窪み部に面した部分に配置され、外周側が前記窪み部よりも外側に配置されるリング状の中部と、この中部の外側であって前記外殻の最外周部分に配置される周囲角部と、前記キャスクの径方向において前記窪み部に面した部分に配置される端周囲部とからなり、前記第１及び第２の衝撃吸収材は、応力ひずみ特性の異方性を有する木材または木質ボードをもって形成され、これら木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位が、前記中央部、前記周囲角部および前記端周囲部については前記キャスクの中心軸に対して垂直な方向に向けられると共に、前記中部については前記キャスクの中心軸と平行な方向に向けられているという構成にした。
【００１１】
かかる構成によると、外殻を中央部、中部、周囲角部及び端周囲部の４領域に分割し、中央部、周囲角部および端周囲部については木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位をキャスクの中心軸に対して垂直な方向に向け、また、中部については木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位をキャスクの中心軸と平行な方向に向けるので、垂直落下（キャスクの中心軸が垂直になる姿勢での落下）に対しては中部が主に衝撃力を吸収し、水平落下（キャスクの中心軸が水平になる姿勢での落下）に対しては端周囲部が主に衝撃力を吸収し、コーナー落下（キャスクの中心軸が傾斜する姿勢での落下）に対しては周囲角部が主に衝撃力を吸収することができ、落下姿勢に拘わらず、所要の衝撃吸収能力を発揮することができて、キャスクを保護することができる。
【００１２】
本発明は第３に、前記第２のキャスク緩衝体において、前記端周囲部をリング状に形成し、前記端周囲部の中央開口を前記窪み部として用いると共に、前記端周囲部の片面を、前記窪み部における前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記中部の突出部と、前記周囲角部とに接して配置するという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、端周囲部の厚みを小さくできるので、相対的に中部の厚型化を図ることができ、垂直落下に対する衝撃吸収能力を高めることができる。
【００１４】
本発明は第４に、前記第２のキャスク用緩衝体において、前記端周囲部の片面中央に前記窪み部を形成し、前記端周囲部の前記窪み部が形成されない面に、前記中央部、中部および周囲角部を接して配置するという構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、端周囲部を厚型化できるので、水平落下に対する衝撃吸収能力を高めることができる。
【００１６】
本発明は第５に、前記第１のキャスク用緩衝体において、前記外殻は、内部が少なくとも３領域から構成され、前記３領域は、前記キャスクの端面側において内周側が前記窪み部に面した部分に配置され、外周側が前記窪み部の外側に配置されるリング状の中部と、この中部の外側であって前記外殻の最外周部分に配置される周囲角部と、前記キャスクの径方向において前記窪み部に面した部分に配置される端周囲部とからなり、前記第１及び第２の衝撃吸収材は、応力ひずみ特性の異方性を有する木材または木質ボードをもって形成され、これら木材または木質ボードの応力ひずみ特性が高い方位が、前記周囲角部および前記端周囲部については前記キャスクの中心軸に対して垂直な方向に向けられると共に、前記中部については前記キャスクの中心軸と平行な方向に向けられているという構成にした。
【００１７】
中央部は、衝撃力の吸収能力に関して他の領域よりも寄与するところが小さいので、これを省略しても、キャスクの保護が可能である。
【００１８】
本発明は第６に、前記第５のキャスク用緩衝体において、前記リング状に形成された中部の中央開口内に、断熱材または防火材を内装するという構成にした。
【００１９】
上述のように、中央部については衝撃吸収材を省略しても、キャスクを衝撃力から保護することができるが、該部の衝撃吸収材を省略すると、キャスクの端部に外部からの熱が入熱しやすくなり、火災時等の対処が問題になる。そこで、中部の中央開口内に断熱材または防火材を内装すると、キャスクへの入熱が遮断されるので、火災時等における安全性についても高めることができる。
【００２０】
本発明は第７に、前記第１乃至第６のキャスク用緩衝体において、前記外殻の前記窪み部が形成される面の中央部分に、外径が前記窪み部の直径よりも大きく、かつ板厚が他の部分よりも大きな厚肉部を形成するという構成にした。
【００２１】
かかる構成によると、キャスクが垂直落下したときに、衝突面の裏面側を変形しにくくすることができるので、中部に充填された衝撃吸収材の圧縮量を確保することができ、キャスク用緩衝体の衝撃吸収能力を高めることができる。
【００２２】
本発明は第８に、前記第７のキャスク用緩衝体において、前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記キャスクの外径よりも小さく、外径が前記キャスクの外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記厚肉部の外端から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅の１／２以下に制限するという構成にした。
【００２３】
かかる構成によると、高剛性の厚肉部からの第１の衝撃吸収材の突出幅を小さな値に制限するので、外殻の薄肉部分が衝撃力を受けて変形した場合にも、第１の衝撃吸収材の変形を抑制することができて、所要の衝撃吸収能力を発揮することができる。
【００２４】
本発明は第９に、前記第１乃至第６のキャスク用緩衝体において、前記外殻の板厚を全周にわたって均一に形成すると共に、少なくとも前記窪み部を形成する部分を含む所要の部分に補強リブを設けるという構成にした。
【００２５】
かかる構成によっても、キャスクが垂直落下したときに、衝突面の裏面側を変形しにくくすることができるので、中部に充填された衝撃吸収材の圧縮量を確保することができ、キャスク用緩衝体の衝撃吸収能力を高めることができる。
【００２６】
本発明は第１０に、前記第９のキャスク用緩衝体において、前記外殻内における前記キャスクの端面側に、内径が前記キャスクの外径よりも小さく、外径が前記キャスクの外径よりも大きいリング状に形成された前記第１の衝撃吸収材を前記窪み部と同心に配置し、前記補強リブの外端から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅を、前記窪み部を形成する前記外殻の外面から前記キャスクの径方向に突出する前記第１の衝撃吸収材の突出幅の１／２以下に制限するという構成にした。
【００２７】
かかる構成によっても、高剛性の補強リブ形成部からの第１の衝撃吸収材の突出幅を小さな値に制限するので、外殻の薄肉部分が衝撃力を受けて変形した場合にも、第１の衝撃吸収材の変形を抑制することができて、所要の衝撃吸収能力を発揮することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、使用済燃料の輸送用および貯蔵用に用いられるキャスクが取り扱い中に万一落下した場合にも、キャスク用緩衝体を適度に変形させることができるので、キャスク用緩衝体の変形量を小さく抑えることができて、キャスクに作用する衝撃加速度を大幅に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係るキャスク用緩衝体のキャスクへの取り付け状態を示す一部断面図である。
【図２】第１実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図３】第２実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図４】第３実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図５】第４実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図６】第５実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図７】第６実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【図８】第７実施例に係るキャスク用緩衝体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図１に示すように、略円柱形状に形成されたキャスク１の両端部にそれぞれ取り付けられるものであり、その片面には、キャスク１の端部を収納するための窪み部２０が形成されている。
【００３１】
キャスク１は、原子力発電所で使用済となった燃料集合体８を輸送や保管などのために収納する容器で、図１に示すように、基本的には、内筒２と、内筒２の内部に収納される使用済燃料集合体８を入れるバスケット（図示せず）と、内筒２の開口部に取り付けられる複数の蓋（本例では、一次蓋３および二次蓋４のみ表示する。）と、内筒２の外側に設けた中性子遮へい材５と、中性子遮へい材５を囲む外筒６と、キャスク１の吊り上げ用および固定用のトラニオン７とで構成される。本例のキャスク１は、内筒２の両端部が外筒６の両端部から外向きに突出する構造となっており、本実施形態に係るキャスク用緩衝体９，１０は、窪み部２０内に内筒２の先端部を収納して、内筒２の端面および外筒６から突出した内筒２の周面を保護する構造となっている。なお、キャスク用緩衝体９，１０は、図示しないボルトを用いてキャスク１に取り付けられる。
【００３２】
以下、本発明に係るキャスク用緩衝体を、各実施例毎に図面を用いて説明する。
【００３３】
〈第１実施例〉
第１実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図２に示すように、片面中央に窪み部２０が形成された中空容器状の外殻２１と、当該外殻２１内に充填された衝撃吸収材（図中に矢印で示す。）とからなる。外殻２１は、屋外で使用されるため、耐食性のあるステンレス鋼や塗装した炭素鋼などの金属材料をもって形成される。一方、衝撃吸収材としては、木材または木質ボードが用いられる。木質ボードは、木材粉をボード状に固型化したものであって、ボードの板方向に木材と同様の木目または繊維があるものとして取り扱うことができる。これらの木材または木質ボードは、木目または繊維に沿う方向と、木目または繊維に直交する方向とで応力ひずみ特性に異方性を有しており、木目または繊維に沿う方向に方向に作用する衝撃力に対して、高い衝撃吸収力を有している。
【００３４】
衝撃吸収材に使用する木材または木質ボードとしては、垂直落下荷重を分担する中部１２，１２’とコーナー落下荷重を分担する周囲角部１３，１３’、および中央部１４には比重の低いバルサ材が最適である。この場合の密度は０．１ｇ／ｃｍ３ から０．２５ｇ／ｃｍ３ である。バルサ材を使用する理由は、これらの領域の落下荷重を負担する面積が大きいので、低い応力で変形する材料が適正なためである。一方、水平荷重を分担する端周囲部１１，１１’には比重が０．５ｇ／ｃｍ３ から０．６ｇ／ｃｍ３ の強度の高い材料が望ましい。更には、積層板が望ましい。具体的には、厚さ３ミリ程度のダグラスファーの薄板を繊維が互いに直交するように積層したファープライウッドが最適である。
【００３５】
外殻２１は、全体が均一厚さの金属板をもって形成されており、その内部が、キャスク１の端面部側において窪み部２０に面した中央部１４と、その外側の中部１２，１２’と、窪み部２０から外れた最外周の周囲角部１３，１３’と、キャスク１の端部側面側において窪み部２０に面し、かつキャスク１の円周方向において主に周囲角部１３，１３’に接する端周囲部１１，１１’の４領域に分割されている。これらの各領域のうち、中央部１４と、周囲角部１３，１３’と、端周囲部１１，１１’については、応力ひずみ特性が高い方位をキャスク１の中心軸に対して垂直な方向に向けて木材または木質ボードが充填され、また、中部１２，１２’については、応力ひずみ特性が高い方位をキャスクの中心軸と平行な方向に向けて木材または木質ボードが充填される。
【００３６】
衝撃吸収材である木材または木質ボードをこのように配置した場合、水平落下に対しては、端周囲部１１，１１’に充填された木材または木質ボードが衝撃力を吸収する。また、垂直落下に対しては、中部１２，１２’ に充填された木材または木質ボードが主に衝撃力を吸収し、一部について中央部１４に充填された木材または木質ボードが二次的に荷重を分担する。さらに、コーナー落下に対しては、周囲角部１３，１３’ に充填された木材または木質ボードが衝撃力を吸収する。したがって、木材または木質ボードをこのように配置することにより、キャスク１の落下姿勢によらず、キャスク１に作用する衝撃力を緩和することができる。なお、前述の各領域は、周方向に関して一連に形成する必要はなく、図３に示すように、複数の小領域に分割し、各小領域ごとに木材または木質ボードを所定の配列で充填することもできる。
【００３７】
中央部１４は、主として中部１２，１２’の圧縮面積を調整するために設けられるもので、これを調整することによって、キャスクに作用する衝撃加速度を許容値以下に抑えることができる。中部１２，１２’は、周囲角部１３，１３’に接しており、周囲角部１３，１３’側において端周囲部１１，１１’側に突出し、端周囲部１１，１１’に接する突出部３０を形成する。この突出部３０を形成することにより、外径が窪み部２０の底を超える領域に垂直落下加重を分担する衝撃吸収材が配置され、周囲角部１３，１３’は窪み部２０から完全にはずれた状態で配置されたことになる。この構成によれば、コーナー落下に対してこの突出部が早めに働いて衝撃力を吸収することができる。コーナー落下に対して周囲角部１３，１３’の木材の水平方向の配置による作用と突出部の木材の垂直方向の配置による作用の相互作用によって衝撃力が吸収される。なお、コーナー落下では、周囲角部１３，１３’が主に落下荷重を分担するが、中部１２，１２’および端周囲部１１，１１’もコーナー落下の荷重を分担するため、全体のバランスから、周囲角部１３，１３’については、応力ひずみ特性が高い方位をキャスク１の中心軸に対して垂直な方向に向けて木材または木質ボードを充填した。
【００３８】
本実施例においては、窪み部２０を構成する厚肉部２２の外径Ｒｓ１対する垂直落下荷重を分担する中部１２，１２’の突出幅Ｌｗ２（＝（Ｒｗ−Ｒｓ１）／２）を、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の径方向幅Ｌｗ１の１／２以下、即ち、Ｌｗ２＜Ｌｗ１／２としている。これは、垂直落下によって中部１２，１２’ 内に充填された衝撃吸収材に荷重が加わった場合、窪み部２０からの突出幅が過大であると、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材が外側に座屈して、想定以上にキャスク用緩衝体９，１０が変形する虞があるからである。突出幅Ｌｗ２を径方向幅Ｌｗ１の１／２以下にすると、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の外側への座屈を防止でき、垂直落下に対する衝撃吸収能力を高めることができる。
【００３９】
〈第２実施例〉
第２実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図３に示すように、外殻２１に厚肉部２２と薄肉部２３とを形成したことを特徴とする。厚肉部２２は、窪み部２０が形成される面の中央部分に設けられ、その外径は、窪み部２０の直径以上、外殻２１の外径以下となっている。また、厚肉部２２の外周からの中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の突出幅Ｌｗ３は、窪み部２０の外周からの中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の突出幅Ｌｗ２の１／２以下、即ち、Ｌｗ３＜Ｌｗ２／２になっている。その他については、第１実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。本例のキャスク用緩衝体９，１０は、垂直落下時における衝突面の裏側に厚肉部２２を形成したので、キャスク１が垂直落下したとき、衝突面の裏面側を変形しにくくすることができ、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の圧縮量を十分に確保することができて、キャスク用緩衝体９，１０の衝撃吸収能力を高めることができる。また、厚肉部２２の外周からの中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の突出幅Ｌｗ３を、窪み部２０の外周からの中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の突出幅Ｌｗ２の１／２以下に規制したので、垂直落下時において、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材が径方向に逃げにくく、垂直落下に対する衝撃吸収能力をさらに高めることができる。
【００４０】
〈第３実施例〉
第３実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図４に示すように、外殻２１を均一厚さの金属板をもって形成すると共に、窪み部２０の周囲に補強リブ２４を設けたことを特徴とする。その他については、第１実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。本例のキャスク用緩衝体９，１０も、窪み部２０の周囲に補強リブ２４を設けて、垂直落下時の衝突面の裏側を強化するので、第２実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同様の効果を奏することができる。なお、厚肉部２２を有する外殻２１に補強リブ２４を設けることもできる。
【００４１】
〈第４実施例〉
第４実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図５に示すように、端周囲部１１，１１’の片面中央に窪み部２０を形成し、この端周囲部１１，１１’の窪み部２０が形成されない面に、中央部１４、中部１２，１２’および周囲角部１３，１３’を接して配置したことを特徴とする。図中の符号３５は、端周囲部１１，１１’の窪み部２０が形成されない面に形成される伸部を示している。その他については、第１実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。本例のキャスク用緩衝体９，１０は、第１実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同様の効果を奏するほか、端周囲部１１，１１’に伸部３５を設けたので、水平落下時の衝撃吸収能力を高めることができる。
【００４２】
〈第５実施例〉
第５実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図６に示すように、外殻２１のうち、端周囲部１１，１１’の片面中央に形成される窪み部２０およびその外周部分を厚肉部２２とし、その他の部分を薄肉部２３としたことを特徴とする。その他については、第４実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。本例のキャスク用緩衝体９，１０は、第４実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同様の効果を奏するほか、垂直落下時における衝突面の裏側に厚肉部２２を形成したので、キャスク１が垂直落下したとき、衝突面の裏面側を変形しにくくすることができ、中部１２，１２’内に充填された衝撃吸収材の圧縮量を十分に確保することができて、キャスク用緩衝体９，１０の衝撃吸収能力を高めることができる。
【００４３】
〈第６実施例〉
第６実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図７に示すように、厚肉部２２の外面側に端周囲部１１，１１’の端部を突き当てるための突起２５を形成すると共に、当該突起２５の内周部分における衝撃吸収材を省略したことを特徴とする。その他については、第５実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。中央部１４は衝撃の吸収に関して寄与するところが比較的低いので、これを省略しても衝撃力からキャスク１を保護することができる。
【００４４】
〈第７実施例〉
第７実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０は、図８に示すように、突起２５の内周部分に断熱材または防火材１６を内装したことを特徴とする。その他については、第６実施例に係るキャスク用緩衝体９，１０と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。第６実施例で説明したように、中央部１４は衝撃の吸収に関して寄与するところが比較的低いので、これを省略しても衝撃力からキャスク１を保護することができるが、該部の衝撃吸収材を省略すると、キャスク１の端部に外部からの熱が入熱しやすくなる。そこで、本例のように、突起２５の内周部分に断熱材または防火材１６を内装することにより、キャスク１への入熱を遮断することができるので、火災時等における安全性を高めることができる。なお、断熱材または防火材１６として、木材、木質ボードを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、使用済燃料等を輸送するキャスクに取り付けられるキャスク用緩衝体に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１    キャスク
２    内筒
３    一次蓋
４    二次蓋
５    中性子遮へい体
６    外筒
７    トラニオン
８    使用済燃料集合体
９    キャスク用緩衝体
１０    キャスク用緩衝体
１１，１１’    端周囲部
１２，１２’    中部
１３，１３’    周囲角部
１４    中央部
１６    断熱材または防火材
２０    窪み部
２１    外殻
２２    厚肉部
２３    薄肉部
２４    リブ
２５    突起
３０    突出部
３５    伸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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