(57)【要約】【課題】人為的な破壊や、災害による破壊が発生する可能性を低減することができるとともに、外部からのエネルギーの供給を必要とすることなく監視を行うことのできる監視装置を提供する。【解決手段】発熱体を収容する収容機構の状態を監視するための監視装置であって、前記発熱体からの熱を利用して発電する発電機構と、前記発電機構からの電気によって作動し、前記収容機構の状態を計測する計測機構とを具備したことを特徴とする。【選択図】図１
2012237671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を収容する収容機構の状態を監視するための監視装置であって、
前記発熱体からの熱を利用して発電する発電機構と、
前記発電機構からの電気によって作動し、前記収容機構の状態を計測する計測機構と
を具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の監視装置であって、
前記発電機構からの電気によって作動し、前記計測機構による計測結果を前記収容機構の外部に伝達する通信機構を具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項３】
請求項２記載の監視装置であって、
前記発熱体を収容するための前記収容機構の筺体の内部に、前記発電機構と、前記計測機構と、前記通信機構が配設されていることを特徴とする監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載の監視装置であって、
前記発電機構が、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子によって発電を行うことを特徴とする監視装置。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか１項記載の監視装置であって、
前記発電機構が、前記発熱体の熱によって生じる流体の流れを利用して発電することを特徴とする監視装置。
【請求項６】
請求項５記載の監視装置であって、
前記発電機構が、前記発熱体の熱によって生じる気体又は流体の流れによって回転する回転機構によって発電することを特徴とする監視装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載の監視装置であって、
前記計測機器が、温度計、圧力計、湿度計、ガス検知器、放射線検知器、歪みゲージのうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする監視装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載の監視装置であって、
前記発電機構からの電気によって作動し、前記収容機構の存在する場所の位置情報を発信する装置を有することを特徴とする監視装置。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項記載の監視装置であって、
前記発熱体が、原子核の崩壊熱によって発熱する物質を含むことを特徴とする監視装置。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載の監視装置であって、
前記発電機構からの電気によって作動し、前記計測機器による監視結果を周囲に伝達する伝達装置を具備することを特徴とする監視装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の監視装置であって、
前記伝達装置が、光又は音によって監視結果を周囲に伝達することを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を収容する収容機構の状態を監視するための監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱する物質を含む発熱体が収容された収容機構によって、発熱体を輸送及び貯蔵する際には、内容物に応じて、温度や圧力等を監視する必要性が生じる。このため、温度計や圧力計等を備えた監視装置を設け、発熱体が収容された収容機構の内部の状態を監視することが行われている。従来、このような監視を行う監視装置は、測定者が、発熱体が収納された収容機構に外部から取り付け、外部電源等により外部からエネルギーの供給を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、発熱体を収納する収容機構の監視を、収容機構の外部に取り付けた監視装置に、外部からエネルギーを供給して行った場合、エネルギーを供給する装置が人為的に破壊された場合や、災害によって破壊された場合、監視装置へのエネルギーの供給を継続することが困難になることが想定される。このように、監視装置へエネルギーを供給する装置が破壊されると、監視装置の機能が失われ、継続して監視を行うことが不可能となる。同様に、監視装置についても、収容機構に外部から取り付けて監視を行っているため、人為的に破壊された場合や、災害によって破壊された場合、監視装置の機能が失われ、継続して監視を行うことが不可能となる。
【０００４】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、人為的な破壊や、災害による破壊が発生する可能性を低減することができるとともに、外部からのエネルギーの供給を必要とすることなく監視を行うことのできる監視装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の監視装置の一態様は、発熱体を収容する収容機構の状態を監視するための監視装置であって、前記発熱体からの熱を利用して発電する発電機構と、前記発電機構からの電気によって作動し、前記収容機構の状態を計測する計測機構とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、人為的な破壊や、災害による破壊が発生する可能性を低減することができるとともに、外部からのエネルギーの供給を必要とすることなく監視を行うことのできる監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る監視装置の構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る監視装置の構成を模式的に示す図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る監視装置の構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照し説明する。
【０００９】
図１は、本発明を、内部に使用済み原子燃料が収納された使用済み原子燃料収納容器１を収容し、搬送を行うための収容機構である輸送装置１０に適用した第１実施形態の監視装置の構成を示すものである。使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料は、原子核の崩壊熱により発熱する発熱体である。
【００１０】
輸送装置１０は、使用済み原子燃料収納容器１を内部に収容する筺体２を具備しており、この筺体２には、熱電素子３が配設されている。熱電素子３は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する素子であり、例えば熱電対等からなる。そして、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料からの熱によって暖められた筺体２の内壁２ａと、外気温によって冷却される外壁２ｂとの間に配設されており、内壁２ａ側と外壁２ｂ側との温度差によって発電するように構成されている。
【００１１】
筺体２内には、温度計４と、警報機５と、無線機６が配設されている。これらの温度計４、警報機５、無線機６には、熱電素子３から導電線７を介して電力が供給され、この熱電素子３から電力によって駆動するよう構成されている。すなわち、熱電素子３と、温度計４と、警報機５と、無線機６とによって、発熱体である使用済み原子燃料（使用済み原子燃料収納容器１）を内部に収容する輸送装置１０の監視装置が構成されている。
【００１２】
上記温度計４は、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された発熱体である使用済み原子燃料の温度を検出し、使用済み原子燃料における放射性崩壊の状況を監視する。そして、この監視結果に異常があった際には、警報機５を鳴動させることによって、輸送装置１０の周囲に異常を伝達するようになっている。なお、警報機５は、音によって監視結果を周囲に伝達するが、光によって監視結果を周囲に伝達する装置を用いてもよい。
【００１３】
また、温度計４による監視結果は、無線機６によって外部に無線送信されるようになっている。さらに、無線機６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の測位機能を具備しており、これによって得られた位置情報を無線機６によって外部に無線送信するようになっている。
【００１４】
上記構成の第１実施形態では、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料における原子核の崩壊による発熱を熱エネルギーとして利用し、熱電素子３により電気エネルギーとして取り出すことによって、外部からのエネルギー供給が無い場合においても、継続的に使用済み原子燃料の状態の監視を行うことができる。このように、輸送装置１０の内部に、監視に必要な電気エネルギーを供給するシステムを設置することにより、輸送装置１０の外部からの電気エネルギーの供給が断たれた際にも、監視を継続することが可能であり、また、監視結果に異常が発生した際には、警報機５による警報の発報が可能となる。
【００１５】
輸送装置１０の筺体２は、内部に収容されている使用済み原子燃料からの放射線を遮蔽し、外部への放射線の漏洩を抑制する機能を具備している。したがって、人体への影響を考慮すると、筺体２を容易に解放することができない。このため、輸送装置１０の筺体２の内部に、熱電素子３、温度計４、警報機５、無線機６を配設することで、これらの機器が、人為的に外部から取り外されたり、人為的に外部から破壊されたりすることを抑制することができる。
【００１６】
すなわち、災害や人為的な破壊によって、輸送装置１０の筺体２が破壊されない限り、熱電素子３、温度計４、警報機５、無線機６が外部からの破壊から防護された状態となっている。また、上記のように、内部に使用済み原子燃料１を収容する輸送装置１０の場合、筺体２の内部に設置した機器類を取り外したり破壊することを、容易に行うことができないため、筺体２の内部に位置情報を外部に向けて発信する装置を設置することで、輸送装置１０の紛失や盗難が発生した際にも、輸送装置１０の存在する位置に関する位置情報を、継続して得ることができる。これによって、輸送装置１０の発見が容易となる。
【００１７】
なお、上記の第１実施形態では、監視を行うための計測機構として、温度計４を用いた場合について説明したが、監視を行うための計測機構としては、温度計４の他、監視対象物によってあらゆる計測機構、例えば、圧力を検出するための圧力計、湿度を測定するための湿度計、ガスの漏洩を検出するためのガス検知器、放射線量を測定するための放射線検知器、使用済み原子燃料収納容器１や筺体２等の歪みを検出するための歪みゲージ等を１又は複数配設して用いることができる。
【００１８】
次に、図２を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る輸送装置１０ａは、第１実施形態に係る輸送装置１０において、筺体２内を冷却するための冷却装置を設け、この冷却装置による空気（流体）の流れによって電気エネルギーを得るように構成したものである。なお、図２に示す第２実施形態に係る輸送装置１０ａにおいて、図１に示した第１実施形態に係る輸送装置１０と対応する部分には、同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
【００１９】
図２に示すように、第２実施形態に係る輸送装置１０ａは、使用済み原子燃料が収容された使用済み原子燃料収納容器１を内部に収容するための筺体２を具備している。筺体２の側壁部の底部近傍には、外部から冷却のための空気を取り入れる空気取り込み口８ａが配設されている。また、筺体２の側壁部の頂部近傍には、空気取り込み口８ａから取り込まれ、筺体２の内部を流通した空気を外部に排出するための空気排出口８ｂが配設されている。
【００２０】
空気取り込み口８ａ及び空気排出口８ｂには、風車９ａとこの風車９ａに連結された発電機９ｂとからなる発電機構９が夫々配設されている。すなわち、これらの発電機構９は、空気の流れによって風車９ａが回転し、風車９ａに連結された発電機９ｂが回転することによって発電するようになっている。
【００２１】
使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料では、原子核の崩壊による発熱があり、原子燃料収納容器１は内部から加熱されその外側部分は周囲の気温より高い温度となっている。このため、筺体２の内部では、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料の発熱に起因する上昇気流が発生しており、空気取り込み口８ａから筺体２の外側の空気が取り入れられ、加熱されて上昇した空気が空気排出口８ｂから筺体２の外部に排出される。このような空気の流れによって、使用済み原子燃料収納容器１の冷却が行われる。
【００２２】
また、上記の空気の流れによって、風車９ａが回転し発電機９ｂが回転することによって発電され、この発電機９ｂからの電気が、導電線７を介して、温度計４、警報機５、無線機６に供給される。温度計４、警報機５、無線機６は、この発電機９ｂから供給される電力によって駆動するよう構成されている。
【００２３】
上記温度計４は、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された発熱体である使用済み原子燃料の温度を検出し、使用済み原子燃料における放射性崩壊の状況を監視する。そして、この監視結果に異常があった際には、警報機５を鳴動させることによって、輸送装置１０ａの周囲に異常を知らせるようになっている。また、温度計４による監視結果は、無線機６によって得られた位置情報とともに、外部に無線送信される。
【００２４】
第２実施形態に係る輸送装置１０ａでは、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料における原子核の崩壊による発熱を熱エネルギーとして利用し、熱エネルギーにより発生する空気の流れで発電する発電機構９によって電気エネルギーとして取り出す。これによって、外部からのエネルギー供給が無い場合においても、継続的に使用済み原子燃料の状態の監視を行うことができる。
【００２５】
以上説明した第２実施形態に係る輸送装置１０ａでは、第１実施形態に係る輸送装置１０と同様な効果を得ることができる。なお、上記第２実施形態では、発熱体からの熱によって発生する空気の流れによって発電する場合について説明したが、空気以外の他の流体の流れによって発電する構成としてもよい。
【００２６】
次に、図３を参照して第３実施形態に係る貯蔵装置２０について説明する。第１実施形態及び第２実施形態では、本発明を、使用済み原子燃料を輸送するための輸送装置に適用した場合について説明したが、第３実施形態では、内部に複数の使用済み原子燃料を収容して貯蔵するためのより大型の貯蔵装置２０に適用した場合について説明する。
【００２７】
図３に示すように、第３実施形態に係る貯蔵装置２０は、使用済み原子燃料が収容された使用済み原子燃料収納容器１を複数内部に収容するための大型の筺体２１を具備している。この筺体２１の側壁部には、熱電素子３が配設されている。熱電素子３は、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料からの熱によって暖められた筺体２１の内壁２１ａと、外気温によって冷却される外壁２１ｂとの間に配設されており、内壁２１ａ側と外壁２１ｂ側との温度差によって発電するように構成されている。
【００２８】
また、筺体２１の側壁部の底部近傍には、外部から冷却のための空気を取り入れる空気取り込み口８ａが配設されている。また、筺体２１の側壁部の頂部近傍には、空気取り込み口８ａから取り込まれ、筺体２１の内部を流通した空気を外部に排出するための空気排出口８ｂが配設されている。
【００２９】
空気取り込み口８ａ及び空気排出口８ｂには、風車９ａとこの風車９ａに連結された発電機９ｂとからなる発電機構９が夫々配設されている。すなわち、これらの発電機構９は、空気の流れによって風車９ａが回転し、風車９ａに連結された発電機９ｂが回転することによって発電するようになっている。
【００３０】
筺体２１内には、複数の温度計４と、警報機５と、無線機６及び冷却機２２が配設されている。これらの温度計４、警報機５、無線機６及び冷却機２２には、熱電素子３及び発電機構９から導電線７を介して電力が供給され、この熱電素子３及び発電機構９から電力によって駆動するよう構成されている。
【００３１】
上記温度計４は、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された発熱体である使用済み原子燃料の温度を検出し、使用済み原子燃料における放射性崩壊の状況を監視する。そして、この監視結果に異常があった際には、警報機５を鳴動させることによって、貯蔵装置２０の周囲に異常を知らせるようになっている。また、温度計４による監視結果は、無線機６によって外部に無線送信される。
【００３２】
第３実施形態に係る貯蔵装置２０では、使用済み原子燃料収納容器１内に収容された使用済み原子燃料における原子核の崩壊による発熱を熱エネルギーとして利用し、熱電素子３によって電気エネルギーとして取り出すとともに、熱エネルギーにより発生する空気の流れで発電する発電機構９によって電気エネルギーとして取り出す。これによって、外部からのエネルギー供給が無い場合においても、継続的に使用済み原子燃料の状態の監視を行うことができる。
【００３３】
このように、第３実施形態に係る貯蔵装置２０では、第１実施形態及び第２施形態と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
また、貯蔵装置２０では、内部に複数の使用済み原子燃料収納容器１を収容するため、筺体２１の内部における発熱量が多いため、内部を冷却することが好ましい。第３実施形態に係る貯蔵装置２０では、内部に冷却機２２を具備しており、この冷却機２２を、発熱体である使用済み原子燃料における原子核の崩壊による発熱を利用して熱電素子３及び風車９ａと発電機９ｂによって電気エネルギーとして取り出すことによって、外部からのエネルギー供給が無い場合においても、継続的に冷却を行うことができる。これにより、貯蔵装置２０の内部の温度が急激に上昇して、内部に収容する使用済み原子燃料収納容器１及び貯蔵装置２０自体が損傷を受けることを防止することができる。
【００３５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１……使用済み原子燃料収納容器、２……筺体、３……熱電素子、４……温度計、５……警報機、６……無線機、７……導電線、８ａ……空気取り込み口、８ｂ……空気排出口、９ａ……風車、９ｂ……発電機、９……発電機構、１０，１０ａ……輸送装置、……、２０……貯蔵装置、２１……筺体、２２……冷却機。
【図１】
2012237671.tif 000003
【図２】
2012237671.tif 000004
【図３】
2012237671.tif 000005