(57)【要約】【課題】予めドラム缶の内面にコンクリートライニングを形成することを必要とせず、作業現場における取り扱いを容易なものとすることが可能な、放射性廃棄物のドラム缶内における浮き上がり防止装置を提供する。【解決手段】ドラム缶４０の内部においてドラム缶内充填物より比重の小さな物品の浮き上がりを防止する装置において、物品を収容可能な容器２０と、容器をドラム缶内に固定可能な固定部２３ａ〜２３ｄとを備え、容器はドラム缶胴体の内径より小さな外径とドラム缶胴体の内高より小さな高さを有する円筒部と、円筒部に固定された底面部と円筒部に着脱自在に設けられる天面部とを備えるとともに、少なくとも一部がドラム缶内充填物を容器の内外へ流通可能とする有孔材又は網材により形成して、固定部は円筒部に固定された基部２２ａ〜２２ｄと、該基部から容器の径方向外方に長さ調整可能に突設するとともに、その先端部がドラムの内周面に当接可能となるように構成された当接部材２３ａ〜２３ｄとを備え、固定部は底面部と略平行な平面内に少なくとも２箇所設ける。【選択図】      図３
2004191211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム缶の内部においてドラム缶内充填物より比重の小さな物品の浮き上がりを防止する装置であって、
前記物品を収容可能な容器と、前記容器をドラム缶内に固定可能な固定部と、を具備し、
前記容器は、前記ドラム缶胴体の内径より小さな外径と前記ドラム缶胴体の内高より小さな高さを有する円筒部と、前記円筒部に固定された底面部と、前記円筒部に着脱自在に設けられる天面部とを備えるとともに、少なくとも一部が前記ドラム缶内充填物を前記容器の内外へ流通可能とする有孔材、又は網材により形成されており、
前記固定部は、前記円筒部に固定された基部と、該基部から前記容器の径方向外方に長さ調整可能に突設されるとともに、その先端部が前記ドラムの内周面に当接可能となるように構成された当接部材とを備え、
前記固定部は前記底面部と略平行な平面内に少なくとも２箇所設けられていることを特徴とするドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置。
【請求項２】
前記固定部は、前記容器を前記ドラム缶内に収容したときに、前記ドラム缶の輪帯内面に対応する位置に配置されている請求項１に記載のドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置。
【請求項３】
前記基部は、前記容器に設けられた雌ねじ部であり、前記当接部材は前記雌ねじ部に螺合するボルトであって、
前記ボルトは前記容器内部側から回転できるように構成されている請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記容器には前記円筒部から上方に突出する金属の係止片が取り付けられており、前記天面部は前記係止片を折り曲げて前記円筒部に固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置に関し、より詳しくは、原子力施設から発生する放射能で汚染された衣類等をドラム缶内にコンクリートとともに入れて、固化させた状態で貯蔵又は廃棄する際に好適に用いられる浮き上がり防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エネルギー源を多様化するため、国内各電力会社において、発電所における火力から原子力への燃料転換には目をみはるものがあり、一部の電力会社ではすでに年間総発電量の４０％以上が原子力エネルギーにより賄われている。したがって、原子力発電所等から排出される放射性廃棄物の量は増加の一途を辿っている。この様な放射性廃棄物のうち、低レベル放射性廃棄物、及び低レベル放射性廃棄物処理に使用された二次的汚染物等はドラム缶の様な金属容器に入れ、コンクリート等の固形化材で固化して、蓋をして密閉した上で貯蔵されている。かかる放射性廃棄物の処理方法においては、コンクリート等で固化する際に、ドラム缶に入れられた放射性廃棄物のうち、例えば衣類（作業着）等の物品は比重がコンクリートの比重よりも小さいために、コンクリートをドラム缶に注入して固化する時に比重の差によってコンクリートの上面に浮き上がってしまう。したがってこのまま固化してしまったのでは、衣類等がコンクリートの表面に露出し不適切な状態のまま貯蔵されることになりかねない。
【０００３】
この点に関して、特許文献１には、容器内に放射性廃棄物を入れ、容器上部に放射性廃棄物用の浮上防止板を取付け、固形化材を容器内に注入して放射性廃棄物の浮上を浮上防止板で防止しつつ放射性廃棄物を固化するようにしたことを特徴とする放射性廃棄物固化浮上防止方法が開示されている。
【特許文献１】
特開平８−２６２１８９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示されている方法は、予めドラム缶の内面にコンクリートライニングを形成することを前提としており、その形成のための工程を別途必要とするものであった。また、コンクリートライニングが形成されたドラム缶は必然的に重量が重くなり、原子力発電所等の作業現場における取り扱いが容易ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、予めドラム缶の内面にコンクリートライニングを形成することを必要とせず、現場における取り扱いを容易なものとすることが可能な、放射性廃棄物のドラム缶内における浮き上がり防止装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ドラム缶の内部においてドラム缶内充填物より比重の小さな物品の浮き上がりを防止する装置であって、物品を収容可能な容器と、容器をドラム缶内に固定可能な固定部とを具備し、容器はドラム缶胴体の内径より小さな外径とドラム缶胴体の内高より小さな高さを有する円筒部と、円筒部に固定された底面部と円筒部に着脱自在に設けられる天面部とを備えるとともに、少なくとも一部がドラム缶内充填物を容器の内外へ流通可能とする有孔材又は網材により形成されており、固定部は円筒部に固定された基部と、該基部から容器の径方向外方に長さ調整可能に突設されるとともに、その先端部がドラムの内周面に当接可能となるように構成された当接部材とを備え、固定部は底面部と略平行な平面内に少なくとも２箇所設けられていることを特徴とするドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置を提供するものである。
【０００７】
また、前記固定部は前記容器を前記ドラム缶内に収容したときに、ドラム缶の輪帯内面に対応する位置に配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、前記基部は前記容器に設けられた雌ねじ部であり、当接部材は雌ねじ部に螺合するボルトであって、前記ボルトは前記容器内部側から回転できるように構成されていることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記容器には前記円筒部から上方に突出する金属の係止片が取り付けられており、前記天面部は前記係止片を折り曲げて前記円筒部に固定されていることが好ましい。
【００１０】
【作用】
この発明のドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置を使用して廃棄物をドラム缶内に収めるには、まずこの装置をドラム缶内に収容する。次に固定部により容器をドラム缶内面に固定する。そして、容器内に廃棄物を投入して、天面部を容器に固定する。その後、ドラム缶内充填物（コンクリート）をドラム缶内に注入する。
【００１１】
ドラム缶内に注入されたコンクリートは、容器の少なくとも一部に形成されている有孔材又は網材の間隙部分を通じて容器内に流入される。容器内にコンクリートが流入されると比重の小さな廃棄物はコンクリートの上面に浮かび上がってしまうが、容器円筒部の上面には天面部が固定されているので、それより上への廃棄物の浮き上がりは天面部により規制され、さらにコンクリートが注入されても廃棄物が浮き上がることはない。
【００１２】
また、容器円筒部はドラム缶の内径、内高より小さな外径、高さを有しているので、コンクリートが注入固化されることによって、該円筒部とドラム缶との隙間に同時にライニングが形成される。
【００１３】
また、固定部をドラム缶の輪帯部に一致させることにより、容器のドラム缶への固定をより堅固なものとすることができる。
【００１４】
また、固定部の基部を容器に設けられた雌ねじ部として、当接部材をその雌ねじ部に螺合するボルトとして構成し、ボルトは容器内部側から回転できるようにすることにより、簡易な構造により容易に容器をドラム缶に固定することが可能となる。
【００１５】
さらに、円筒部から上方に突出する金属の係止片を取り付け、天面部をこの係止片を折り曲げて円筒部に固定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。図１は、組立前の容器を示す分解斜視図である。容器２０は、容器の本体を形成する円筒部１０と、この円筒部１０の底部をふさぐ底面板２と、円筒部１０の上部開口をふさぐ天面板１とを備えている。これら円筒部１０、天面板１、及び底面板２は、網目状平面材をそれぞれ長方形、円形、円形に切断したものである。
【００１７】
円筒部１０を形成すべく長方形に切り取られた網目状平面材１１は長手方向表裏に４条の補強板１２ａ〜１２ｄ（表裏２枚の補強板を便宜上１つの符号１２ａ等にてあらわす。以下同じ。）が貼り付けられ、筒状に丸められる。補強板１２ａ〜１２ｄは、後述するボルト２１ａ〜２１ｄ、及びこれらのボルトに螺合されるナットにより網目状平面材１１に固定されるが、必要に応じて溶接やねじ止め等、公知の方法によりさらに固定を強化してもよい。
【００１８】
各補強板１２ａ〜１２ｄの長手方向両端には一対の孔１３ａ、１４ａ；１３ｂ、１４ｂ；１３ｃ、１４ｃ；１３ｄ、１４ｄが設けられている。円筒部１０を使用状態に配置した時に上部から２番目に位置する補強板１２ｂには上記孔１３ｂ、１４ｂに加えて、周方向等間隔に４つの孔１５ａ〜１５ｄが設けられている。なお、補強板１２ｂは、容器２０をドラム缶内に収容した場合、ドラム缶の輪帯部に対応する高さに設けられている（図３参照）。これについては後に説明する。
【００１９】
最下部の補強板１２ｄには、４箇所に「コ」の字状の切り込み１６ａ〜１６ｄ（１６ｃ、及び１６ｄは図面に現れていない。）が設けられている。
【００２０】
天面板１は、円形に切り取られた網目状平面材であり、その直径は円筒部１０の水平断面（円形）の内径より大きく形成されている。底面板２は、円形に切り取られた網目状平面材の周囲に補強用の円形線状部材が張り渡されており、その直径は円筒部１０の水平断面（円形）の内径とほぼ同一に形成されている。
【００２１】
図２は、天面板１を取り付ける前の容器２０を示す斜視図である。この図からも分かるように、各補強板１２ａ〜１２ｄの長手方向両端に設けられた一対の孔１３ａ、１４ａ；１３ｂ、１４ｂ；１３ｃ、１４ｃ；１３ｄ、１４ｄそれぞれに容器２０の内側よりボルト２１ａ〜２１ｄが差し入れられて、ナットと螺合されることにより、円筒部１０が形成されている。
【００２２】
このように形成された円筒部１０の補強板１２ａから１２ｂにかけて、４本の垂直アーム２２ａ〜２２ｄが架け渡されている。補強板と垂直アームとの接合は、溶接、ねじ止め等周知の方法により行われている。さらに垂直アーム２２ａ〜２２ｄのそれぞれには、補強板１２ｂとの接合部の外周側にナット２４ａ〜２４ｄ（ナット２４ｃ、及び２４ｄは図面に現れていない。）が溶接等の方法により取り付けられている。この際、各ナットの穴は補強板１２ｂの４つの孔１５ａ〜１５ｄに位置合わせされている。ナット２４ａ〜２４ｄには、円筒部１０内部側からボルト２３ａ〜２３ｄが差し入れられ、螺合されている。したがって各ボルト２３ａ〜２３ｄの先端は、外周方向に円筒部１０から突出している。また円筒部１０から外方への突出長さは、ボルト２３ａ〜２３ｄを、円筒部１０の内側から、回転させることにより調整可能に構成されている。
【００２３】
垂直アーム２２ａ〜２２ｄは、その上端部が補強板１２ａから上方に突出して設けられている。垂直アーム２２ａ〜２２ｄの突出部には、角孔３０ａ〜３０ｄが設けられているとともに、その上端部は係止片を構成している。
【００２４】
図２の上部に示されているのは、天面板１を円筒部１０に固定するための固定金具２５である。固定金具２５は、平行に配置された棒状部材２６及び２７に略直交する方向に２本の棒状部材２８及び２９が架け渡されて構成されている。棒状部材２６はその両端２６ａ、２６ｂが自由端となっている。また棒状部材２７の両端２７ａ、２７ｂも自由端となっている。
【００２５】
本装置の使用状態において最下部に配置される補強板１２ｄに設けられた４箇所の切り込み１６ａ〜１６ｄは、端部が外周側に引き起こされて補強板外方に突出する支持片１６ａ´〜１６ｄ´（支持片１６ｃ´、及び１６ｄ´は図面に現れていない。）を形成している。
【００２６】
図３は、ドラム缶と、ドラム缶内に収容した本発明装置を模式的に示す正面図である。図から明らかなように、ボルト２３ｂ、２３ｄの先端は、ドラム缶４０の輪帯部４１内面に当接され、ドラム缶４０への容器２０の固定が図られている。また、図面に示されていないが、ボルト２３ａ、２３ｃもドラム缶４０の輪帯部４１内面に当接され、これらにより容器２０がドラム缶４０に堅固に固定されている。さらに４つの支持片１６ａ´〜１６ｄ´も、ドラム缶４０底面直上の側面に当接され、これらによっても容器２０のドラム缶４０内面への固定が図られている。したがって、補強板１２ｄの切り込み１６ａ〜１６ｄを引き起こして支持片１６ａ´〜１６ｄ´を形成する場合、容器２０の外径と、ドラム缶４０の内径との差を考慮して、上記引き起こしの長さが決定される。
【００２７】
本発明において、物品の浮き上がり防止装置とともに使用されるドラム缶の種類は特に限定されるものではないが、ボルト２３ａ〜２３ｄの先端の突出長をドラムの輪帯部４１に合わせることを容易なものとするため、一定サイズのドラム缶を使用することが望ましい。かかる一定サイズのドラム缶として、ＪＩＳ  Ｚ１６００−１９９３  の１種に規定される鋼製オープンドラム（以下において「ＪＩＳ規格オープンドラム」という。）の使用が推奨される。このＪＩＳ規格オープンドラムは、呼び容量２００Ｌ、内径５６７±３ｍｍ、内高８３０±１０ｍｍであって、容器本体は上部に開口を有しており、その開口はボルト式バンドにて取り付けられる天蓋により閉鎖される。このＪＩＳ規格オープンドラムは、特注の金属容器に比べ、安価で入手が容易であり、このＪＩＳ規格オープンドラムとの併用を前提に本願発明の物品の浮き上がり防止装置の各部形状、寸法等を決定することが便利である。
【００２８】
再び図３に戻り説明する。図３に示されるドラム缶４０の内径はＤ、内高はＨで示されている。容器２０の外径はＤより小さく、高さはＨより小さく設けられている。ドラム缶４０が上述のＪＩＳ規格オープンドラムである場合、ドラム缶４０と容器２０との間の間隙を保って十分な安全性を確保するという観点から、容器の外径は、４００ｍｍ〜５３０ｍｍの範囲にあることが望ましい。また、容器の高さは６７０ｍｍ〜７８０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。
【００２９】
本発明において、底面板２の取り付け位置は容器の下部であれば特に限定されるものではないが、ドラム缶４０の底板からの距離を保って十分な安全性を確保するという観点からは、底面板２の取り付け位置は容器２０の最低位から上方０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３０】
また同様な観点から、天面板１の容器２０への取付位置は、容器２０の最低位から上方５７０ｍｍ〜７８０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。
【００３１】
図４は、本発明装置を使用して、放射性廃棄物をドラム缶４０内に収容する方法を示す図である。図４（ａ）においては説明のために容器２０のみ表しているが、実際には容器２０は図３に示される状態にてドラム缶４０内にあるものとする。したがって図４（ａ）の状態では、４つのボルト２３ａ〜２３ｄ、及び４片の支持片１６ａ´〜１６ｄ´によって、容器２０はドラム缶４０の内部に堅固に固定されている。この状態において容器２０の内部に収納すべき物品、すなわち、低レベル放射性廃棄物、低レベル放射性廃棄物処理に使用された二次的汚染物等（具体的には、作業着、手袋、マスク、ウエス、作業めがね、ヘルメット、靴、等）を投入する。次いで、容器２０の上部開口部を、天面板１を載置して閉鎖する。前述したように天面板１の直径は容器２０の内径より大きく形成されているので、天面板１が容器２０内に落下することが防止される（図４（ｂ）参照）。
【００３２】
次に、固定金具２５を天面板１上に配置して、棒状部材２６の自由端２６ａを垂直アーム２２ａの角孔３０ａに、棒状部材２７の自由端２７ａを垂直アーム２２ｄの角孔３０ｄに深く差し入れる。次いで、棒状部材２６の反対側の自由端２６ｂを垂直アーム２２ｂの角孔３０ｂに、棒状部材２７の反対側の自由端２７ｃを垂直アーム２２ｃの角孔３０ｃに差し入れる（図４（ｃ）参照）。
【００３３】
この状態から、垂直アーム２２ａ〜２２ｄの容器２０の上方に突出する頭部（係止片）をハンマー等で打つなどして、内周側に略９０°折り曲げる。図４（ｄ）は、４つの垂直アームの内２２ａ、２２ｂの頭部が折り曲げられた状態を示している。このようにして天面板１は係止片により容器２０に堅固に固定される。なお、係止片の折り曲げを容易にするという観点からは、その材質は金属であることが好ましい。
【００３４】
しかる後にドラム缶４０内にドラム缶内充填物（コンクリート等の固形化材）を注入する。ドラム缶４０内に注入されたコンクリートは、容器２０の円筒部１０及び天面板１の網目状部材の空隙部分を通じて容器２０内に流入される。さらに容器２０内に流入されたコンクリートは底面板２を通じて底面板２とドラム缶底板４３（図３参照）との隙間に充填される。容器２０内にコンクリートが流入されて内部に充満すると比重の小さな廃棄物はコンクリートの上面に浮かび上がるが、容器２０の上面には天面板１が固定されているので、それより上への廃棄物の浮き上がりは天面板１により規制され、それ以上にコンクリートが注入されても廃棄物が浮き上がることはない。
【００３５】
また、容器２０はドラム缶３０の内径、内高より小さな外径、高さを有しており、容器２０とドラム缶３０とは、４つのボルト２３ａ〜２３ｄ、及び４片の支持片１６ａ´〜１６ｄ´によって、径方向に一様に間隔を保つことが可能とされているのでいるので、コンクリートが注入固化されると同時に、ドラム缶との隙間に均一な厚さのライニングを形成可能である。したがって、あらかじめドラム缶の内面にライニングを形成しておく必要がないので、工程をひとつ省略することが可能となる。また、内面にライニングが形成されて重量のかさむドラム缶を作業現場まで搬送する必要がないのでハンドリング上有利である。
【００３６】
また、ボルト２３ａ〜２３ｄの位置をドラム缶４０の輪帯部４１に一致させることにより、容器２０のドラム缶４０への固定をより堅固なものとすることができる。
【００３７】
また、ボルト２３ａ〜２３ｄを容器２０内部側から回転することにより、ボルト先端部の突出長さを調整することができるので、簡易な構造により容易に容器２０をドラム缶４０に固定することが可能となる。
【００３８】
図５は、容器２０に使用することができる材料の例を示す図である。以上の説明においては、図５（ａ）に示す水平方向に約４５°の角度をなす網目状部材を使用した例を説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンクリート等の固形化材を流通することができるものであればその形状を問わない。例えば図５（ｂ）に示す網目が水平方向と垂直方向に形成された網目状部材、図５（ｃ）に示す有孔材、図５（ｄ）に示すハニカム状メッシュ材等を好ましく使用することができる。
【００３９】
また、これらの材料は、容器の全面に使用される必要は必ずしもなく、容器内外へのコンクリート等固形化材の流通を確保できるものであれば、容器の一部にこれらが使用されているものでもよい。この場合、コンクリートの流通を良好に保つという観点から、これら網目状部材等は容器２０の高さ方向に複数配置されることが望ましい。また容器全体の表面積に対する、これら網目状部材が占める面積比は、５％以上であることが好ましく、１５％以上であるとさらに好ましい。
【００４０】
網目状部材として、ＪＩＳ  Ｇ  ３３５１（１９８７）に規定されているエキスパンドメタル(Expanded Metals)を使用する場合、スタンダード（ＸＳ）の品番３１以上であることが好ましく、ＸＳ３２以上であることがより好ましい。
【００４１】
さらに、実際にコンクリート等固形化材が流通可能な部分の面積が容器表面全体の面積に占める面積（開口率）は、４０％以上が好ましく、６０％以上であればなお良い。
【００４２】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うドラム缶内における物品の浮き上がり防止装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。以下に示す変形例は当然に本発明の技術的範囲に属するものと解釈されなければならないものである。
【００４３】
＜変形例＞
垂直アーム、及びそれに取り付けられてドラムの輪帯部に当接されるボルト（固定部）の数は、上記説明では４本であったが、直径方向に２本、あるいは１２０°毎３本設けても良い。支持片についても同様である。
【００４４】
天面板１を容器２０に固定する際に、垂直アームの頭部を容器内周側に折り曲げる方法を説明したが、ねじ留め等公知の方法により係止してもよい。
【００４５】
容器を構成する材料は鉄等の金属であることを前提としているが、十分な強度を有することを条件として、プラスチック等に置き換えても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、予めドラム缶の内面にコンクリートライニングを形成することを必要とせず、作業現場における取り扱いを容易なものとすることが可能な、放射性廃棄物のドラム缶内における浮き上がり防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】組立前の容器を示す分解斜視図である。
【図２】天面板を取り付ける前の容器を示す斜視図である。
【図３】ドラム缶内に収容した物品の浮き上がり防止装置を示す正面図である。
【図４】物品の浮き上がり防止装置の使用方法を示す図である。
【図５】容器に使用することができる材料の例を示す図である。
【符号の説明】
１  天面板（天面部）
２  底面板（底面部）
１０  円筒部
２０  容器
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  垂直アーム
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  ボルト（固定部）
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  雌ねじ（基部）
４０  ドラム缶
４１  輪帯部
【図１】
2004191211.tif 000003
【図２】
2004191211.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004191211.tif 000006
【図５】
2004191211.tif 000007