JP2017058094A - 耐爆容器 - Google Patents

Abstract

【課題】爆発物の信管除去処理時に当該爆発物が爆破したときに生じる爆発物の破片の外部への飛散を防止可能な耐爆容器を提供する。
【解決手段】耐爆容器であって、爆発物を収容する内側容器２０と、内側容器２０を取り囲む形状を有し、内側容器２０の外周面から離間しかつ内側容器２０を包囲するように配置された外側容器３０と、を備え、内側容器２０及び外側容器３０は、それぞれ、４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有するとともに、当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織を有する高張力鋼により形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐爆容器に関するものである。

従来、不発弾等の爆発物が発見された場合、その場で信管除去等の安全処理がなされるか、あるいは、処理場まで爆発物が搬送された後に処理場でその爆発物が処理されることが多い。また、爆発物の発見現場での信管除去が要求される地域もある。このような地域で爆発物が発見された場合、通常、その発見現場において、数か月をかけて爆発物の信管除去処理を行うための壕が掘られ、その中で処理が行われる。

この信管除去処理に、例えば、特許文献１に記載される密閉式の耐爆容器を用いることが考えられる。この耐爆容器は、爆発物を収容する内側容器と、内側容器を取り込む外側容器と、を有している。外側容器は、当該外側容器の内周面と内側容器の外周面との間に隙間が形成されるように配置されている。この耐爆容器を用いることにより、爆発物の発見現場において壕を掘る作業が省略されるので、爆発物の放置時間の短縮による盗難リスク及び誤爆リスクが低減される。また、当該爆発物の誤爆時の周辺の人的被害や物損が防止され、安全性が向上する。また、この耐爆容器を用いることにより、現場での信管処理のみならず、爆発物の保管や輸送も可能となる。

ここで、爆発物を耐爆容器内に収容した状態での信管除去の処理中に当該爆発物が耐爆容器内で誤爆したときの安全を確保するために、耐爆容器には、主に以下の要件が求められる。

（１）耐爆容器に用いられる材料が爆発物の爆破時に生じる衝撃波により破壊されないものであること
（２）爆発物の爆破時に飛翔する爆発物の破片（飛翔体）が容器を貫通して当該容器外に飛散したり、飛翔体の容器への衝突時に当該容器にスポール破壊が生じることによって形成される容器の剥離片が外部に飛散したりしないこと
（３）爆破時にフランジ部から漏洩した衝撃波が対物（ガラス等）及び対人（肺や鼓膜等）の安全基準を満たすこと

特許第４６９１６５４号公報

耐爆容器に求められる上記３つの要件のうち、特に２つ目の要件を満足することが困難である。具体的に、爆発物の破片である飛翔体が高速で容器に衝突すると、その際に生じる衝撃波が容器内を伝搬する過程で当該容器に非常に大きなパルス状の引張応力（侵徹力）が生じる。このため、容器にスポール破壊が生じるおそれ、すなわち、容器の剥離片が外部に飛散するおそれがある。

本発明の目的は、爆発物の信管除去処理時に当該爆発物が爆破したときに生じる爆発物の破片の外部への飛散を防止可能な耐爆容器を提供することである。

前記課題を解決する手段として、本発明は、爆発物を内部で信管除去処理するための耐爆容器であって、前記爆発物を収容する内側容器と、前記内側容器を取り囲む形状を有し、前記内側容器の外周面から離間しかつ前記内側容器を包囲するように配置された外側容器と、を備え、前記内側容器及び前記外側容器は、それぞれ、４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有するとともに、当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織を有する高張力鋼により形成されている、耐爆容器を提供する。

本耐爆容器では、内側容器が４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有する高張力鋼により形成されているので、内側容器は、爆発物（５インチの艦砲弾等）の爆発時に生じる当該爆発物の破片である飛翔体の侵徹力に抵抗しながら飛翔体の有する衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収する。さらに、内側容器が当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織を有するため、内側容器にスポール後にバンド状組織に沿って破壊が生じることによって当該内側容器の外面に剥離が生じたとしても、その剥離片の面積は大きくなる。このため、前記剥離片の外側容器への単位面積当たりの衝突エネルギーが小さくなる。外側容器も内側容器と同じ高張力鋼により形成されているため、飛翔体が内側容器を貫通することによって当該飛翔体及び内側容器の面積の大きな破片が外側容器に衝突したとしても、外側容器は、外側に膨出するように塑性変形しながら大きな面積にわたって前記衝突エネルギーを吸収する。よって、飛翔体及び内側容器の破片が外側容器を貫通して当該外側容器の外部に飛散することや、外側容器にスポール破壊が生じること（外側容器の剥離片が飛散すること）が防止される。

この場合において、前記内側容器の厚みは、２５ｍｍ以上に設定されており、前記外側容器の厚みは、５〜１０ｍｍに設定されていることが好ましい。

このようにすれば、内側容器が飛翔体の有する衝突エネルギーの一部をより有効に吸収し、かつ、外側容器が塑性変形しながら前記衝突エネルギーの残りを有効に吸収するので、飛翔体の耐爆容器外への飛散がより確実に防止される。

また、本発明において、前記内側容器と前記外側容器との隙間は、５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されていることが好ましい。

このようにすれば、内側容器に飛翔体が衝突したときの衝撃波によって内側容器に生じる応力波が外側容器に伝わることが有効に抑制されるので、外側容器の破損がより確実に防止される。

また、本発明において、前記内側容器の直径は、１ｍに設定されていることが好ましい。

このようにすれば、比較的小型の車両（３トントラック等）に耐爆容器を積載することができるので、当該耐爆容器を狭隘路を通じて輸送することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、爆発物の信管除去処理時に当該爆発物が爆破したときに生じる爆発物の破片の外部への飛散を防止可能な耐爆容器を提供することができる。

本発明の一実施形態の耐爆容器の概略図である。 外側容器及び内側容器の材料断面の拡大図である。 模擬飛翔体の斜視図である。 実施例１の内側板材の外面を示す図である。 実施例１の外側板材の外面を示す図である。 図５の側面図である。 飛翔体が内側板材に衝突する前の状態の解析結果を示す図である。 飛翔体が外側板材に衝突した状態の解析結果を示す図である。 実施例２の内側板材の外面を示す図である。 実施例２の外側板材の外面を示す図である。 図１０の側面図である。 比較例１の内側板材の外面を示す図である。 比較例１の内側板材の剥離片を示す図である。 比較例２の内側板材の内面を示す図である。 比較例２の内側板材の外面を示す図である。

本発明の一実施形態の耐爆容器１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。

本耐爆容器１０は、爆発物１００（５インチの艦砲弾等）を内部で信管除去処理するための二重構造の容器である。具体的に、耐爆容器１０は、内側容器２０と、外側容器３０と、を備えている。

内側容器２０は、爆発物１００を収容可能な形状を有している。具体的に、内側容器２０は、円筒状の内側胴部２２と、内側胴部２２の一端側の開口を閉塞する第１内側閉塞壁２４と、内側胴部２２の他端側の開口を閉塞する第２内側閉塞壁２６と、を有している。

外側容器３０は、内側容器２０を取り囲む形状を有している。外側容器３０は、内側容器２０の外周面から離間しかつ内側容器２０を包囲するように配置されている。具体的に、外側容器３０は、内側胴部２２をその外側から取り囲む円筒状の外側胴部３２と、外側胴部３２の一端側の開口を閉塞する第１外側閉塞壁３４と、外側胴部３２の他端側の開口を閉塞する第２外側閉塞壁３６と、を有している。第１外側閉塞壁３４は、第１内側閉塞壁２４の外側に配置され、第２外側閉塞壁３６は、第２内側閉塞壁２６の外側に配置される。外側容器３０は、一定の間隔をおいて内側容器２０と結合されており、また第２外側容器３６は、一定の間隔をおいて第２内側容器２６に結合されている。

一体的に結合された外側容器３０及び内側容器２０は、一体的に結合された第２外側閉塞壁３６及び第２内側閉塞壁２６からなる蓋で着脱自在に接続されている。

本実施形態では、内側容器２０及び外側容器３０は、それぞれ、４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有するとともに、当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織（図２を参照）を有する高張力鋼により形成されている。このような鋼材として、例えば、ＳＭ４９０やＳＭ５２０が挙げられる。なお、図２は、ＳＭ４９０Ａの断面を１００倍に拡大した状態を示している。この図２の上下方向は、内側容器２０の厚さ方向に相当する。

内側容器２０の厚さは、２５ｍｍ以上に設定されることが好ましい。外側容器３０の厚さは、５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されることが好ましい。外側容器３０の内周面と内側容器２０の外周面との隙間は、５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されることが好ましい。本実施形態では、内側胴部２２の内径は、１ｍに設定されている。

次に、耐爆容器１０内で爆発物１００が爆発したときについて説明する。

内側容器２０内で５インチの艦砲弾等の爆発物１００が爆発すると、その爆発により生じた爆発物１００の破片である飛翔体が内側容器２０の内面に衝突する。このとき、その衝突に起因する衝撃波が内側容器２０内を伝搬する過程で当該内側容器２０に非常に大きなパルス状の引張応力（侵徹力）が生じる。本実施形態の内側容器２０は、４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有する高張力鋼により形成されているので、この内側容器２０は、前記侵徹力に有効に対抗しながら飛翔体の有する衝撃エネルギーを吸収する。さらに、内側容器２０は、当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織を有するため、内側容器２０にスポール破壊が生じることによって当該内側容器２０の外面に剥離が生じたとしても、その剥離片の面積は大きくなる。このため、前記剥離片の外側容器３０への単位面積当たりの衝突エネルギーが小さくなる。しかも、外側容器３０も内側容器２０と同じ高張力鋼により形成されているので、飛翔体が内側容器２０を貫通することによって当該飛翔体及び内側容器２０の破片が外側容器３０に衝突したとしても、外側容器３０は、外側に膨出するように塑性変形しながら大きな面積で前記衝突エネルギーを吸収する。よって、飛翔体及び内側容器の破片が外側容器３０を貫通して当該外側容器３０の外部に飛散することや、外側容器３０にスポール破壊が生じること（外側容器３０の剥離片が飛散すること）が防止される。

また、本実施形態では、内側容器２０の厚みは、２５ｍｍ以上に設定されており、外側容器３０の厚みは、５〜１０ｍｍに設定されている。このため、内側容器２０が飛翔体の有する衝突エネルギーの一部をより有効に吸収し、かつ、外側容器３０が塑性変形しながら前記衝突エネルギーの残りを有効に吸収するので、飛翔体の耐爆容器１０外への飛散がより確実に防止される。

また、本実施形態では、内側容器２０と外側容器３０との隙間は、５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されている。このため、内側容器２０に飛翔体が衝突したときの衝撃波によって内側容器２０に生じる応力波が外側容器３０に伝わることが有効に抑制される。よって、外側容器３０の破損がより確実に防止される。

さらに、本実施形態では、内側容器２０の内側胴部２２の直径は、１ｍに設定されている。このため、比較的小型の車両（３トントラック等）に耐爆容器１０を積載することができるので、当該耐爆容器１０を狭隘路を通じて輸送することが可能となる。

なお、上記に示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、内側容器２０と外側容器３０との隙間は、５ｍｍ〜１０ｍｍとは異なる任意に値に設定されることが可能である。

次に、図３及び図１５を参照しながら、上記実施形態の実施例（試験結果）について、比較例とともに説明する。

この実施例では、上記実施形態の耐爆容器１０を模した試験板材を用いて試験を行った。この試験板材は、内側容器２０に相当する内側板材２００及び外側容器３０に相当する外側板材３００を有している。各板材２００，３００はともにＳＭ４９０により形成されており、内側板材２００の厚さが２５ｍｍであり、外側板材３００の厚さが６ｍｍであり、内側板材２００と外側板材３００との隙間が７ｍｍである。この試験板材は、３トン以下の重量の耐爆容器１０に相当する。

この試験板材の内側板材２００に対し、内側板材２００から１ｍ離間した位置から模擬飛翔体５０（図３を参照）を衝突させた。模擬飛翔体５０は、５インチの艦砲弾の爆発時に形成されることが想定される代表的な破片を模した飛翔体５２と、飛翔体５２を保持する保持体５４と、を有している。飛翔体５２は、円板状に形成されている。飛翔体５２は、重さが１０３ｇであり、直径が３３．４ｍｍであり、厚さが１５ｍｍである。保持体５４は、高密度ポリエチレンにより形成されている。この模擬飛翔体５０の重量は、１５０ｇである。

（実施例１）
上記試験板材に対して模擬飛翔体５０を１１４０ｍ／ｓで衝突させた。図４〜図６は、この結果を示している。また、図７及び図８は、このときの試験板材の挙動の解析結果を示している。

図４〜図８に示されるように、模擬飛翔体５０の内側板材２００への衝突後、模擬飛翔体５０は内側板材２００を貫通して外側板材３００に衝突するものの、外側板材３００が外側に膨出するように塑性変形しながら大きな面積で模擬飛翔体５０の有する衝突エネルギーを吸収したため、模擬飛翔体５０や内側板材２００の破片２１０の外側板材３００外への飛散は生じなかった。

（実施例２）
上記試験板材に対して模擬飛翔体５０を１１６０ｍ／ｓで衝突させた。図９〜図１１は、この結果を示している。この場合においても、実施例１と同様に、模擬飛翔体５０や内側板材２００の破片２１０の外側板材３００の貫通、すなわち、外側板材３００外への飛散は生じなかった。

（比較例１）
比較例１で用いた試験板材は、次のとおりである。すなわち、この試験板材は、外側板材３００を有しておらず、ＳＭ４９０により形成された内側板材２００のみを有している。内側板材２００の厚さは３０ｍｍである。この試験板材は、３トン以下の重量の耐爆容器１０に相当する。

この試験板材に対して模擬飛翔体５０を１１４０ｍ／ｓで衝突させた。この結果、図１２及び図１３に示されるように、内側板材２００の外面に９１ｍｍ×９４ｍｍの剥離片２０１が生じ、模擬飛翔体５０は内側板材２００を貫通した。

（比較例２）
比較例２で用いた試験板材は、内側板材２００の形成材料がＳＨＹ６８５である点でのみ上記比較例１の試験板材と異なり、その他の構造は上記比較例１の試験板材のそれと同じである。

この試験板材に対して模擬飛翔体５０を１１４０ｍ／ｓで衝突させた。この結果、図１４及び図１５に示されるように、内側板材２００の外面に剥離が生じ、４個の破片２０２の外部への飛散が生じた。

１０ 耐爆容器
２０ 内側容器
３０ 外側容器
５０ 模擬飛翔体
１００ 爆発物（５インチの艦砲弾）
２００ 内側板材
３００ 外側板材

Claims (4)

1. 爆発物を内部で信管除去処理するための耐爆容器であって、
   前記爆発物を収容する内側容器と、
   前記内側容器を取り囲む形状を有し、前記内側容器の外周面から離間しかつ前記内側容器を包囲するように配置された外側容器と、を備え、
   前記内側容器及び前記外側容器は、それぞれ、４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６４０Ｎ／ｍｍ^２の引張強さを有するとともに、当該容器の厚さ方向に沿って二相組織が交互に並ぶバンド状組織を有する高張力鋼により形成されている、耐爆容器。
2. 請求項１に記載の耐爆容器において、
   前記内側容器の厚みは、２５ｍｍ以上に設定されており、
   前記外側容器の厚みは、５〜１０ｍｍに設定されている、耐爆容器。
3. 請求項１又は２に記載の耐爆容器において、
   前記内側容器と前記外側容器との隙間は、５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されている、耐爆容器。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の耐爆容器において、
   前記内側容器の直径は、１ｍに設定されている、耐爆容器。