JP3476474B2 - 爆薬の爆轟を封じ込め且つ抑制する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、爆薬の爆轟を封じ込め、制御し、抑制する
方法及び装置に関し、特に金属の爆発加工方法及び装置
並びに望ましくない爆発資材及び有害物の処理方法及び
装置に関する。

発明の背景 爆薬は、オーステナイトマンガン合金鋼の表面硬化、
表面デポジッションコーティング、金属化合物の溶接、
粉末媒体及び顆粒媒体からの組成物の圧縮成型、及び望
ましくない爆発物又は有害物の処理など、多くの産業上
有用な用途を有する。

従来の技術は、ノイズ、衝撃及び有害汚染爆発生成物
の抑制のために爆発工程を封じ込めようとしてきた。

ハンペル（Hampel）の5,419,862号明細書は、大きな
爆発室を開示する。ここでは、爆発ワークピースがエア
ロックを介して真空室内に導入されて、真空室内で起爆
され、起爆後、爆発生成物が大気中に逃がされるように
なっている。室は、アンカーロッドによって土台に機械
的に固着されている。

ガンバロヴ（Gambarov）らの4,100,783号明細書は、
筒状封じ込め容器を開示する。この筒状封じ込め容器
は、直径に沿って分離用裂け目を有し、鉄道の轍叉、砕
石機摩耗部分などの大きなワークピースを挿入するため
に開くことができるようになっている。ワークピース及
び爆薬の挿入後、室は閉じられ且つロックされて、組み
込まれている起爆装置によって爆薬が起爆される。爆発
燃焼生成物は、エアバルブを介して、大気中に排気可能
である。

デリバス（Deribas）の4,085,883号明細書及びミニン
（Minin）の4,081,982号明細書は、底部の開口を有する
球形封じ込め容器を開示する。この開口を介して、爆薬
と共働するワークピースがエレベータ手段によって導入
され、ワークピースが定置に置かれるときに、連続的な
送り線電極が電気的に絶縁されている起爆装置との接点
を形成するために用いられる。後者の特許（4,081,982
号）は、さらに、爆発後に、爆発の毒性副産物を中和す
るための内部液体スプレイを導入する手段を開示する。

スミルノブ（Smirnov）らの4,079,612号明細書は、ほ
ぼ半球体の封じ込め容器を開示する。この封じ込め容器
は、ワークピース及び爆薬材料を支持するための衝撃吸
収ワークテーブルを有するコンクリート土台の上に載置
されている。ワークピース及び爆薬材料は、封じ込め容
器の開口を介して外側に案内されている電気点火線によ
って起爆される。

異なったアプローチがパトン等（Paton,el al.）に与
えられた米国特許第3,910,084号に開示されており、こ
れによれば多数の閉端形状のパイプが中央コラム（colu
mn）の周りに半径方向に配置され、このコラム内で爆発
が開始され、その衝撃波はチューブ内の内部バッフルに
より減衰される。部屋へのアクセスは取り外し可能の頂
部カバー板を通して行われる。

クレイン等（Klein,el al.）に与えられた米国特許第
3,611,766号は、垂直方向爆発室を開示し、この室は、
ワークピース及び爆薬装填物（explosive charge）を支
持するクッション付きワークテーブルと、爆発時の圧力
波を吸収する鋼製格子からなる内部衝撃取付け型（shoc
k−mounted）機械的減衰手段とを含む。クレイン（Klei
n）に与えられた米国特許第3,464,249号は、同様の爆発
抑制容器（containment vessel）を開示しており、該容
器は球形であるが、ワークピース及び爆薬装填物を支持
するための砂のような目の粗い（loose）粒状材料の底
部カバー体を有する。爆発生成物は、ノイズ消音器を収
容する垂直方向パイプを通して排出され、組立体全体が
補強された煉瓦又はコンクリート製ピットの中で衝撃吸
収手段により支持されて衝撃及びノイズの更なる抑制が
行われる。

上記従来技術装置の全ては、マンガン鋼のレール構成
要素の爆発硬化のために最初に使用される方法における
改良を表しており、この改良は、開放された領域又は棄
てられた砂礫のピットの如き開放ピットの底部に爆薬で
覆われたワークピースを置き、その開放雰囲気において
爆発させるが、その結果としてノイズ、ほこり、環境の
騒乱及び汚染を生じさせる。加えて、爆薬の制御不可能
の使用により、大きなスペースを必要とし、装備及び人
員に危険を生じさせ、点火リード線やワークピース表面
や爆薬の直ぐ近くにある他のあらゆるものを破壊するよ
うな好ましくない結果を生じさせる。

それゆえ、本発明の主たる目的は、工業的目的に使用
される爆薬の爆轟（explosive detonation）の効果を封
じ込め、制御しかつ抑制する改良された方法及び装置を
提供することである。本発明の目的は、各爆発を封じ込
めかつ抑制することにより周囲のプラント、装備又は環
境に危険を及ぼさない封じ込め装置（containment devi
ce）を提供することである。

本発明の他の目的は、ワークピースを迅速にかつ好都
合に装填及び除去し得る方法及び装置を提供することで
あり、これにより従来技術装置及びテクニックを使用す
るよりはるかに大きな生産効率を達成しうる。関連した
目的としては、爆薬抑制容器を提供することであり、こ
れによれば従来の溶接技術を使用して安価に通常の材料
により構成されるが、品質の低下が無く何カ月及び何カ
年の継続した使用に十分耐えうるよう頑強である。関連
した目的としては、複雑で高価な内部スプリングや金属
格子等に比して、シリカ砂及び豆砂利の如き安価な消耗
性の材料が減衰用及び衝撃吸収用剤として使用される。

他の目的は、一端が容易に開放されてフォークリフト
のような従来の手段によってワークピークを充填及び取
り出し可能にしかつ保守作業員が容易に出入りできるよ
うにする爆発封じ込めチャンバを提供することである。
更に他の目的は、保守作業員がチャンバ内に即座に入っ
て処理されたワークピースを取り除きかつ他のワークピ
ースを次の操作のために設置できるように、爆轟後のガ
ス状の爆発副産物を迅速かつ効果的に除去できるように
することである。

別の目的は、爆轟開始システム用の電導線が爆風の影
響から保護されかつ多数回の爆発サイクルに亘って再使
用可能であり、爆発サイクル後に破壊されることなくか
つ取り換えを必要としない内部点火システムを提供する
ことである。

本発明の別の主目的は、ガス状の爆発副生物をスクラ
バーに通すことによってその副産物を迅速に除去できか
つ処理し、その結果、新たなワークピース及び爆発充填
が準備されているとき、スクラバーが前の爆発の生成物
を処理し続ける間に操作員がチャンバ内に再度直ぐに入
ることができる手段を提供することである。爆発生成物
がスクラバーを通過するとき爆発生成物の長い移動通路
のために各爆轟からの衝撃多び騒音を減衰しかつ抑制す
るスクラバーを提供することも目的である。

本発明の特に重要な目的は、爆発の使用されないエネ
ルギを吸収し、チャンバ内の温度及び圧力を即座に減少
し、同時に爆発副産物内のほこり及び粒子を抑制する簡
単で安価な手段を提供することである。

本発明の更に別の主目的は、弾薬を収容している多数
の爆発性ユニット（集束爆弾武器）を爆轟によって制御
可能に破壊する方法及び装置を提供することである。

発明の概要 本発明の改良された爆発室は、コンクリートの土台に
固定された２重壁の鋼製爆発室を有し、新しいワークピ
ースを装填するための二重壁アクセスドアを有し、更に
爆発後の生成物を排出するための二重壁ベントドアを有
する。爆発室、アクセスドア及びベントドアの二重壁
は、ケイ砂のような粒状衝撃吸収剤が充填され、爆発室
の床は豆砂利のような粒状衝撃吸収剤の床で被われてい
る。

爆発室の外側に沿って鉄製マニホールドが形成され、
そこから爆発室の二重壁を直線配置のベント管が貫通し
ており、各管は爆発燃焼生成物が通過する硬化した鋼鉄
製のオリフィスで終わる。

爆発室内には、好ましくは含水プラスチックポリマー
フィルムバッグを有するエネルギー吸収媒体の事前に測
定されたコンテナが、爆発室の各端部において、爆薬材
料上で鋼線から吊されている。電気点火リードワイヤ
が、下方に面するアクセス開口を有するスチールフード
を介して爆発室内に入る。アクセス開口は、粒状床の表
面下方の保護領域に位置決めされているが、電気雷管を
素早く取り付けることができるようにオペレータがアク
セス可能である。

アクセスドア及びベントドアは、両方のドアが積極的
に閉じられなければ、着火ができないように電気点火器
とインターロックされている。爆轟後にドアが開けられ
たときに、爆発室から爆発燃焼生成物を排気して且つア
クセスドアを介して新鮮な空気を吸引するようにベント
ファンが位置づけられている。ガス状燃焼生成物をさら
に冷却し且つ環境処理するために、マニホールド及びベ
ントドアはスクラバー内に排出する。

本発明の操作方法は、アクセスドアを介して粒状床に
爆薬ワークピースを配置する工程と、爆薬の重量に近い
水分量を含むプラスチックバッグを吊す工程と、点火器
リード線に電気雷管を取り付ける工程と、アクセスドア
及びベントドアを閉鎖する工程と、爆薬を電気的に起爆
する工程と、アクセスドア及びベントドアを直ちに開け
る工程と、及び次の爆薬ワークピースを挿入するための
準備として爆発室から爆轟の燃焼生成物を排出するため
にファン手段を使用する工程とを有する。

その後、マニホールド及びベント排出物に存在するガ
ス燃焼生成物を冷却し、大気に放出する前にスクラバー
内で環境的に処理する。

軍需品の配置に使用するときは、分解収納ユニット
（FCU）を使用する。FCUは重い壁のバケット形状の鋳造
物、好ましくはマンガン鋼であり、その底部にケイ砂の
床を備え、そこに軍需品を配置して１以上の石膏ボード
で支持する。FCUでは、従来のスチールケーブルまたは
チェインブラストマットが爆発室の屋根から吊されてい
る。軍需品はスタータチャージによって起爆され、FCU
及びブラストマットがどんな破片や榴散弾の衝撃も吸収
する。そして爆発室は爆発の残りのエネルギを吸収し、
上述した方法で爆発燃焼生成物を散逸することができ
る。

図面の簡単な説明 図中、図１は、本発明の改良された爆発抑制室の第１
の好ましい実施例の切欠き斜視図であり、 図２は、気体状の爆発生成物を大気中に排気する前に
同爆発生成物を清掃するためのスクラバーを有する、図
１の室の反対側の端部の一部切欠き斜視図であり、 図３は、前述の図の爆発室の一部断面を含む平面図で
あり、 図４は、前述の図の爆発室の一部断面を含む側面図で
あり、 図５は、前述の図の爆発室を、その全長に亘って縮小
した断面の状態で示した平面図であり、爆発硬化処理を
施されるように配置された鉄道軌条用加工部品を示し、 図６は、前述の図の爆発室の端部の入口ドア６を示す
端部縦断面図であり、 図７は、前述の図の爆発室の端部の出口ドア７を示す
端部縦断面図であり、処理される鉄道軌条用加工部品が
共に示されている図であり、 図８は、前述の図の爆発室に点火ワイヤを挿入する位
置における、爆発室の一部を拡大した端部縦断面図であ
り、 図９は、本発明によって安全に処理され得る代表的な
弾薬である、88に個々に成形され、充填された、対人用
小型爆弾を含む、アメリカ合衆国陸軍155mm.M483弾丸等
の、代表的な複合兵器即ち「クラスター爆弾」砲の弾薬
の、側面の縦断面図であり、 図10は、10ユニットの８つのカラムに配置された個々
の小型爆弾を示す、図10の弾薬の端部断面図であり、 図11は、図９の弾薬中の複数の小型爆弾が、本発明に
従い、FCU内に装填される前に、プラスチック製保持管
内に如何にして一群として発射されるかを示す斜視図で
あり、 図12は、前述の図の爆発室と共に使用されるように構
成された破片抑制装置即ちFCUの縦側面図であり、前述
の図の保持管内に収容されたクラスター弾の爆発性内容
物を示し、そして、 図13は、弾薬処理用に構成された爆発室の好ましい第
二実施例の側面の部分的な縦断面図であり、爆発室内に
配置され、かつ、FCU内に配置された弾薬の内容物を破
壊しようとするときの、図９のFCU抑制装置を示す。

発明の詳細な説明 図１を参照すると、図１は、本発明の改良に係る爆発
チャンバの断面斜視図である。該チャンバは、天井と、
床と、側壁と、端部とを有し、従来の溶接技術を使用し
て薄板鋼で製造された内側ケーシング１を備えている。
隔てられた複数の周縁フランジ又はリブ２が内側ケーシ
ング１を取り囲んでおり、該フランジ又はリブの上方に
て、溶接した薄板鋼外側ケーシング３が構成され、リブ
２により外側ケーシング３は、内側ケーシング１から隔
てられ且つ空隙を残し、次に、この空隙には、粒状の衝
撃減衰材料が充填される。鉄道軌道工作物を爆発表面硬
化処理に特に適用可能とされた、図１乃至図８に図示し
た第一の好適な実施の形態において、内側及び外側の金
属製ケーシングは、0.6096m（２フィート）毎に隔てら
れた周方向の鋼Ｉ・ビームリブ２により分離された19.0
5mm（3/4インチ）の厚さの薄板鋼で出来ている。全ての
継ぎ目は、連続的に溶接されている。本発明によれば、
内側ケーシングと外側ケーシング３との空間は、好まし
くは、ケイ砂である、硬い粒状の衝撃吸収材料で充填さ
れている。

爆発チャンバは、ボルト又はその他の適当な手段（図
示せず）により強化コンクリート基礎５に固定されてい
る。図示した好適な実施の形態において、爆発チャンバ
の内部寸法は、2.4384m（８フィート）高さ、1.8288m
（６フィート）幅、16.24m（50フィート）長さである。
強化コンクリートの基礎５は、少なくとも1.2192m（４
フィート）の厚さであることが好ましい。

本発明の主要な有利な点の１つとして、チャンバの内
部寸法は、操作員が入り、立ち上がり且つ容易に作業す
ることを可能にし、第一の好適な実施の形態におけるそ
の長さは、特注製作の軌道工作物の以前に溶接した長い
部分を挿入し且つ爆発硬化することを可能にし、このこ
とは、従来技術の爆発チャンバでは不可能のことであっ
た。

チャンバには、出入り扉６と、通気扉７という２つの
扉が設けられている。双方の扉は、チャンバ壁と同様の
二重壁付きの溶接鋼で出来ている。扉の各々は、内方に
向けて開放するようにヒンジ止めされている。扉の側柱
は、各扉が密封関係にて取り付けられ、チャンバ内の増
大した圧力が扉をそのフレームに対してより緊密に密封
するような構造とされている。二重壁付きの扉内の容積
は、また、ケイ砂であることが好ましい衝撃減衰材料で
充填される。

チャンバの床は、好ましくは、小砂利であることであ
ることが好ましい、粒状の衝撃減衰材料の床８で略0.30
48m（略１フィート）の均一の深さまで覆われ、これに
より、工作物、及び爆轟させるべく爆薬に対する支持面
を形成することが好ましい。

爆薬の着火を開始させるため、電線の発火導線９が圧
力密封した開口部10を貫通してチャンバ内に貫入し、粒
状の衝撃減衰材料の表面の下方に配置された下向きの開
口部を有する溶接薄板の遮蔽ボックス又はフード11から
出る。爆轟のため工作物及び弾薬を準備すべく適当な電
気爆轟キャップ12が爆薬の装薬内に挿入され、その線の
導線13の端部は、発火線のフード11の上方に進む。発火
線の導線９の端部を露出させるために小砂利をすくい取
り、導線を共に撚って、発火回路を完成させ、次に、フ
ード11の開放端部を再度取り囲み且つ包み込み得るよう
に小砂利を爆轟キャップ導線13の上方で拭き払う。爆轟
キャップの導線13が爆発により実質的に分離される間
に、発火線導線９は、フード11の下方で保護された状態
を保ち、このため、繰り返して再使用することができ
る。

本発明の１つの主要な特徴として、チャンバの１つ以
上の内側の側壁の中心線に沿って配置された複数の通気
管の形態にて衝撃抑制手段がチャンバに対して提供され
る。通気管の各々は、チャンバの二重壁を通じて長い鋼
製マニホルド15手段と連通し、該マニホルド手段は、各
側部にてチャンバに並んで伸長し且つ排出出口16にて終
わっている。第一の好適な実施の形態において、マニホ
ルド15の各々は、25.4cm（10インチ）平方であり、63.5
mm（２・1/2インチ）の鋼板から連続的なシーム溶接に
より製造される。リブ２は、60.96cm（２フィート）隔
てられた457.2mm（18インチ）のＩ・ビーム部分から成
っている。通気管14は、直径50.8mm（２インチ）の鋼管
であり、同様のリブ２は、60.96cm（２フィート）隔て
られている。チャンバの内壁に接続する場合、通気管の
各々には、直径19.05mm（3/4インチ）の硬化鋼のオリフ
ィス17が取り付けられる。第一の好適な実施の形態にお
いて、15.24m（50フィート）のチャンバは、一側部当た
り24の通気管14及びオリフィス17を有しており、合計で
48の通気管14及びオリフィス17があることになる。

爆薬物は、かかる臨界的な点にて異常な高圧を付与す
る傾向があるため、チャンバ内にて四角の隅部が生ずる
のが防止されている。このため、隅肉片18が各隅部に溶
接され、90度の四角の隅部を２つの45度の部分に仕切
り、このことは、隅部を丸くし且つ応力を増大させる隅
部又は空所を解消し、かかる隅部又は空所は、さもなけ
れば隅部の溶接部に望ましくない破壊的な力を付与する
虞れがある。

本発明の第一の好適な実施の形態において、外側チャ
ンバ及びマニホルド15の外面を公知の組成の剛性なポリ
ウレタン発泡被覆20にて少なくとも101.6mm（４イン
チ）の深さまで被覆することにより、更なる音の抑制が
可能である。発泡材で被覆した構造体の全体は、空気の
自由な循環を許容し得るようにスクリーン付きの換気ス
ロットを有する堅牢な木製の物入れ（図示せず）のよう
な囲い物内に更に包み込まれる。

出入り及び通気扉７を開閉するため、二重作用の液圧
シリンダ19が提供される。本発明の更なる特徴として、
出入り扉６と、通気扉７と、着火手段との間の電気的な
相互係止部の一部として（図示せず）、各扉に対しセン
サ手段21を提供することにより、重要な安全上の課題が
達成され、これにより、着火手段を作動させることがで
きる前に、出入り扉６の双方は、閉じ且つ密封した位置
になければならない。このようにして、扉が完全に閉じ
られる前に、爆薬の装薬を過早に誤って爆轟させること
が不可能となり、かかる過早の爆轟が生じれば、換気フ
ァン22のような装置が著しく破壊され且つ損傷を受け、
出入り扉６の付近にいる操作員が身体的な損傷を受ける
ことは言うまでもない。

第一の好適な実施の形態において、チャンバの天井に
は、特に長い長さの鋼製軌道工作物又は同様の形状の他
の工作物を挿入し且つ除去するためのトロリーとして使
用すべく溶接したＩ・ビームが取り付けられる。

本発明の別の主要な特徴は、チャンバの内側の中心線
に沿って略配置された液体で充填したエネルギ吸収モジ
ュールが各爆発のために提供されるようにした点であ
る。これらの装置は、ガス状の爆発生成物を冷却すると
共に、各爆発後のチャンバ内の塵埃及び屑を抑制する働
きをする。

双方の好適な実施の形態において、エネルギ吸収装置
は、水が充填された自己密封ポリエチレンバッグであ
り、該バッグは、工作物及び爆薬の装薬上方で且つその
周りでチャンバの略中心線に沿ってハンガーワイヤー25
から吊り下げられている。直径152.4×203.2mm（６×８
インチ）、厚さ0.0508mm（0.002インチ）（２ミル）の
市販の「ジップロック（Zip−Lock）」商標名のサンド
ウィッチ・バッグがこの目的に満足し得ることも判明し
ている。水であることが好ましいが、任意のエネルギ吸
収性の蒸発可能な材料を使用することもできる。

本発明に従って、各爆発のためにチャンバ内に配置さ
れる水の量は、爆轟すべき爆薬の量と重量の点で略等し
いように選択される。この水の量は、幾つかのバッグ内
に分配され、該バッグは、水に、爆薬の付近でチャンバ
の中心線に略沿ってずらした列状に吊り下げられる。水
バッグ24は、チャンバの天井に溶接された９ゲージの鋼
ロッドのフック付き端部から吊り下げられることが好ま
しい。

水で充填されたエネルギ吸収手段を使用することによ
り、爆発の瞬間的な理論圧力は1/2以上、低下し、ま
た、爆轟の瞬間に及びその後に水分がチャンバ内に導入
されることは、塵埃を抑制すると共に、爆発生成物を瞬
間的に冷却させるという有利な効果があることが判明し
た。水で充填したバッグを使用しない爆発の場合と対照
的に、この爆発の感知される衝撃及び音は著しく低下
し、１つの工作物を除去し、その工作物を次の工作物と
交換するため、操作員が各爆轟の直後にチャンバに入る
ことができる。

実際上、追加的な水バッグ26が、出入り扉６から約1.
2192m（約４フィート）、通気扉７から3.6576m（12フィ
ート）離れて、工作物から離れた位置にてチャンバの各
端部に配置されるならば、水バッグ24の有利な効果が向
上することが判明しているが、その他の間隔でも同様に
満足し得る。

実際上、本発明の方法にて、水バッグ24を使用する結
果、水バッグ及びポリエチレンバッグの双方を完全に蒸
発させ、実質的に塵埃又は残留物を全く残すことなく、
望ましくない爆発の衝撃を吸収し且つ抑制する働きをす
る。各爆発後、出入り扉６を直ちに開放し、１条の水蒸
気しか見えず、この水蒸気は、本明細書にて更に説明し
た方法にて通気扉７から排除される。

本発明の別の重要な特徴によれば、全てのガス状の爆
発副生成物は、制御された方法にてチャンバから迅速に
排気される。各爆発後に、通気扉７及び出入り扉６は、
同時に開放し、換気ファン22が作動されて、ャンバから
ガス状の爆発生成物が、通気扉７の開口部を通じて吸引
される一方、チャンバ内の雰囲気は開放した出入り扉６
を通じて吸引された新気と置換される。実際上、説明し
た方法及び装置を使用することにより、出入り及び通気
扉７は、各爆発後に直ちに開放して、これにより、処理
した工作物を除去し且つその工作物を次の工作物と交換
するために、操作員が各爆発の直後に、チャンバに入る
ことを許容する。

本発明の別の主要な特徴は、ガス状爆発生成物の全て
が制御可能に排出され且つスクラバ27のような適当な環
境処理手段内に向けられる点である。図示した実施の形
態において、側部に取り付けられたマニホルド15及び換
気ファン22の双方からの排気を受け取るために従来構造
の水噴霧スクラバ27が使用される。ガス状の爆発生成物
が未処理の雰囲気中に逃げ出すことがない。更に、スク
ラバ27により提供される曲がりくねった通路が衝撃及び
音を更に有利な程度まで抑制する。

衝撃を減衰するケイ砂が沈下すること起因して、チャ
ンバの壁に生ずる空隙を再充填することを可能にするた
め、チャンバの上方に、隔たった開口部29を有する容器
又はホッパ８が設けられ、壁内の砂が各爆轟後に沈澱し
又は圧縮されるとき、砂がこの開口部を通って移動し、
失われた容積に置換する。かかる圧縮にもかかわらず、
（煉瓦用の砂を使用することに代えて）、ケイ砂を使用
することは衝撃減衰効果を何ら低下させることにはなら
ない。

各爆薬の爆轟の巨大な爆発力にもかかわらず、その通
気管14及びエネルギ吸収液体モジュールを備える、本発
明のチャンバは、実際上、トロリービーム23が実質的に
影響を受けない程度まで各爆発の余分な爆発エネルギを
減少させることが判明した。同様に、エネルギ吸収水バ
ッグ24を吊り下げる懸架ワイヤーは、実質的に、各衝風
後に影響を受けない。このことは、チャンバを連続的に
使用することを許容し、１時間、10回又は12回という多
数の爆発を可能にし、効率性を向上させる。これは、従
来技術の任意の爆発チャンバが許容し又は従来の開放坑
爆発技術によるよりも１単位、より大きい程度である。

実際上、説明した好適な実施の形態において、本発明
の方法及び装置は、0.908乃至6.81Kg（２乃至15ポン
ド）のC2プラスチック爆薬（PETNとしても公知）の範囲
の広範囲に亙る寸法の爆薬を安全に爆轟させるために良
好に利用され、衝撃、音及び環境に対する悪影響が最小
限であることが判明している。驚くべきことに、爆発チ
ャンバから僅か69.96m（200フィート）だけ離れた隣接
するオフィス建物内のビジネスオフィスの仕事は完全に
通常の方法で行うことができ、 爆発は、オフィス環境の通常の背景雑音と識別すること
ができない。

図11、図12、図13に図示した、本発明の第二の実施の
形態は、特に破砕性軍需物のような不要な軍需物又は不
良な軍需物を破壊し得るようにしてある。図９及び図10
には、米国軍M483 155mmの「クラスタ爆弾」の補助殻
体であるかかる軍需物30の１つが図示されており、この
殻体の各々が、８つの手榴弾の10層内に配置された極小
型の個々の装薬手榴弾又は小型爆弾31を88個保持してい
る。これら全ては、155mmの榴弾砲から発射し得るよう
にされた円筒形の殻体内に封じ込まれている。軍需物
は、その前端がねじ付き円錐体又は仮帽33により閉じら
れ、その基部が基部の栓３により閉じられた円筒形の金
属本体32を備えている。仮帽33の先端には、ヒューズ及
び爆薬の装薬35がある。軍需物が発射されて、その標的
に接近すると、ヒューズが爆薬の装薬33を着火し、手榴
弾の列を後方に駆動し、基部34を本体32及び個々の手榴
弾から分離させ、空中に分散させる。一度び分散された
ならば、個々の手榴弾の各々は、高速回転するリボンヒ
ューズ（図示せず）により充填され、任意の硬い表面に
接触したときに爆轟する。手榴弾の各々は、爆轟したと
き球状の部片に破砕する弱体な金属殻体を有しており、
また、防護具を貫き得る設計とされた所要形状の装薬成
分を有している。

かかる軍需物を作用不能にし且つ処分するため、装薬
成分を手で分解し且つ除去する従来の技術は、各クラス
タ爆弾の軍需物内に個々の小さい手榴弾が多数封じ込ま
れているため、危険であり、実際的ではない。軍需物が
不良又は不安定であることが疑われるならば、その問題
点は更に増幅する。

本発明の第二の実施の形態によれば、処分しようとす
る軍需物30は、最初に、その仮帽33及び基部栓34を剥ぎ
取り、これにより露出させ且つ殻体の両端から個々の手
榴弾31のスタック列にアクセスし得るようにする。次
に、ポリ塩化ビニール（PVC）のような任意の適当な軽
量で有機系のプラスチック材料から成る円筒形のキャリ
ア管36を殻体本体32の開放した基端と一列に配置する。
次に、手榴弾全体の列を殻体本体32からキャリア管36内
に単一体として押し込み、手榴弾の何れも操作者が個々
に取り扱う必要がないようにするだけでよい。この操作
は、比較的簡単であるため、ロボット式の操作手段（図
示せず）を通じて遠隔制御によっても行い得るようにさ
れている。

手榴弾31の列が殻体本体32からキャリア管36まで搬送
されると、キャリア管は、本明細書にて破片封じ込め装
置又は「FCU」と称する頂部開放の円筒形の容器37内に
入れられる。FCU37は、軍需物を爆轟させる一次的な封
じ込めチャンバとして機能し、爆発を部分的に抑制し且
つ封じ込めると共に、爆発による破片及び屑の最初の高
速の衝撃を吸収する働きをする。FCUによって封じ込め
られなかったガス状の爆発生成物及び破片屑は、封じ込
めチャンバ内で偏向され且つ上方に逃げ、この封じ込め
チャンバは、図１乃至図８に図示した仕方にて構成され
且つ上記に説明してある。

軍需物の破壊のためFCUと共に使用することを目的と
する主爆発チャンバは、平面図で見たとき実質的に四角
であるように、側部及び端部壁が等しい長さである、内
側寸法を有することが好ましい。また、実際的で且つ妥
当な構造技術と一致する最大の内部容積を提供する目的
のため、この爆発チャンバは、同様により高い内部高さ
の構造とすることも好ましい。主として、弾薬の処分を
目的とする本発明のこの実施の形態において、チャンバ
は、各側部にて4.8768mm（16フィート）の内側寸法及び
4.2672mm（14フィート）の高さの構造とすることが好ま
しい。

図12及び図13に図示した好適な実施の形態において、
その口（上端）におけるFCUの内側寸法は1066.8mm（42
インチ）で、肉厚88.9mm（3.5インチ）、高さ1219.2mm
（48インチ）である。その基部において、FCUの内側直
径は1914.4mm（36インチ）のテーパが付けられている。
FCU37は、衝撃硬化特性を持たせると共に、手榴弾の破
片の衝撃に対してより抵抗力があるようにするため、マ
ンガン合金鋼で鋳造されることが好ましい。FCUの各側
部には、フォークリフト装置（図示せず）の爪を受け入
れ、FCUがチャンバの外側にて軍需物を装填し得るよう
にした開口部が形成された一体の鋳造ハンドル突出部38
がある。次に、このFCUは、フォークリフトによりチャ
ンバ内に運ばれ且つ爆轟に適した位置に配置される。

FCUの底部には、ケイ砂のようなエネルギ吸収材料の
約304.8mm（12インチ）の粒状層39が配置されることが
好ましい。本発明の別の形態によれば、砂層39の頂部に
は、キャリア管32を直立に且つFCU内で中央に配置され
た状態を保つため、支持プラットフォーム40が配置され
る。該支持プラットフォームは、石膏板（紙覆いを有す
る水酸化合物硫化カルシウムシート）の１つ以上の層で
出来ていることが好ましい。この低廉で容易に入手可能
な材料は、検出可能な残留物を残さずにその後の爆轟で
完全に分離され、軍需物から除去した後、小型爆弾31の
列を保持するキャリア管32がその上に配置される堅牢で
且つ安定的な平坦面を提供する。

これと代替的に、不規則な形状な軍需物（図示せず）
を支持すべく手で基部内に取り付けることのできる粒状
材料を使用してもよい。市販の猫便器のような水酸化合
物粒状の鉱物材料がこの目的に極めて適していることが
判明し、石膏板と同様に、この鉱物材料は爆轟後、何ら
残留物を残さない。

チャンバ内にて、織った鋼ケーブル又は連結したチェ
ーンの相互係止した鋼ブラストマット43がFCU37の真上
にてチャンバの天井から吊り下げられている。ブラスト
マット43は、FCU内に封じ込められない全ての榴散弾の
破片又は屑の衝撃を吸収する働きをする。

本発明の第一の好適な実施の形態の場合と同様に、液
体のエネルギ吸収モジュールが、軍需物の爆轟エネルギ
を吸収し且つ分散させ得るようにFCUに近接してより大
きいチャンバ内に分散されている。従来と同様に、これ
らは、水で充填されたプラスチック膜バッグ（図示せ
ず）を備える蒸発可能な容器であることが好ましく、該
バッグは、上述した方法にてワイヤーハンガによりFCU
の周りで且つFCUの上方の空間内で実質的に均一に分配
されている。

エネルギ吸収モジュール内に使用される水の体積は、
爆轟すべき爆薬の型式及びその体積に依存することが判
明している。爆薬単位当たり放出されるエネルギは、関
係する爆薬の型式に応じて変化するため、衝風を最適に
抑制するためには、水対爆薬の体積比も変化させなけれ
ばならない。次の比が表示した型式の爆薬に使用するの
に実質的に最適であると判断されている。

爆薬 Btu/lb 水／爆薬の比 HMX 3,402 2.50 RDX 2,970 2.20 PETN 2,700 2.00 Ｃ−２ 1,700 1.25 キャリア管32内に封じ込めた手榴弾の列又は別個の軍
事物の何れかとして、処分すべき軍事物でFCU37が装填
されたならば、FCUは、そのハンドル突出部38によりフ
ォークリフト（図示せず）に取り上げられ且つ図12に図
示する爆発チャンバ内に投入される。小さい開始装薬41
が軍事物に取り付けられ且つ上述した方法にて外部から
作動させるために線で接続される。

FCUがチャンバ内に配置され、開始装薬が着火のため
線で接続されたならば、チャンバの扉を閉じ、その閉じ
た状態を確認する。次に、開始火薬41を爆轟させ、これ
により、軍事物を爆轟させる。その最初の衝風及び破片
は完全ではないが、実質的に、FCUにより封じ込まれ、
衝風の他の力は偏向されチャンバ自体内に上方に向けら
れる。FCUよりも遥かに大きい封じ込め容積を有する爆
発チャンバは、上述した方法にてガス状の爆発生成物を
抑制し且つ排出する一方、残った破片は、別個に取り上
げられ処分される。軽量なPVCプラスチックで出来たキ
ャリア管32は、石膏板の支持プラットフォーム40の場合
と同様に、実質的に蒸発され、このため、次の軍事物を
爆轟のために装填する前に、除去しなければならない他
の屑は実質的に存在しない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F42B 33/06 B21D 26/08 B21J 5/04 F42D 3/00

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御状態下で軍需品を爆轟によって破壊処
   理する装置であって、 チャンバと、少なくとも１つの密封用ドアと、上面が開
   口すると共に前記チャンバ内に配置された軍需品を収納
   設置する着脱自在な破片封入装置と、該破片封入装置の
   内部に配置された爆薬を爆発させて前記軍需品を爆轟さ
   せる点火手段とを備え、 完全に蒸発可能な液体が内部に注入された複数のエネル
   ギー吸収モジュールを、前記軍需品に近接して前記チャ
   ンバの内部に離間した状態で列状に垂設したことを特徴
   する装置。
2. 【請求項２】制御状態下で軍需品を爆轟によって破壊処
   理する装置であって、 天井と、フロアと、側壁と、端部とを有する、密閉され
   た金属製の内側ケーシングと、 前記内側ケーシングから離間して該内側ケーシングを囲
   繞して対称的な２重壁チャンバを形成する、密閉された
   金属製の外側ケーシングと、 前記外側ケーシングを前記内側ケーシングから離間した
   状態で連結するスペーサー手段と、 前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの間に注入
   された粒状の衝撃吸収剤と、 一端側に開放自在に取り付けられ、前記チャンバ内の差
   圧が増大するにつれて密封度を高める封止手段を有す
   る、金属製の２重壁構造体であるアクセス用のドアと、 他端側に開放自在に取り付けられ、前記チャンバ内の差
   圧が増大するにつれて密封度を高める封止手段を有す
   る、金属製の２重壁構造体である通気用のドアと、 前記チャンバのフロアを一様な深さで被覆して、爆発さ
   せる爆薬及び該爆薬を爆発させるための点火手段を支持
   する支持面を形成する追加の粒状衝撃吸収剤と、 前記チャンバの前記内壁を長尺の金属製マニホールド手
   段に連結する複数の通気用のパイプを有する衝撃抑制手
   段と、 前記通気用のパイプから爆発生成物を受け取り且つ案内
   すると共に外部の排出地点まで延在する前記マニホール
   ド手段と、 鋼合金で形成されると共に、前記軍需品を担持するベー
   スを構成する粒状の衝撃吸収在の層を底部に備え、上面
   が開口すると共に、前記チャンバの内部に位置する前記
   軍需品を収納配置する着脱自在な破片封入装置と、 前記軍需品に近接して前記チャンバの内部に離間した状
   態で列状に垂下されると共に、内部に液体が注入された
   複数のエネルギー吸収モジュールと、 を具備することを特徴とする装置。
3. 【請求項３】前記破片封入装置の上方に可撓性のスチー
   ル製爆風マットが垂設され、該爆風マットは、前記軍需
   品が爆轟した際に上方に向けて発生するエネルギーを吸
   収する請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記エネルギー吸収モジュールは、水が充
   填された蒸発可能な容器を有する請求項２に記載の装
   置。
5. 【請求項５】前記水の質量は、前記軍需品の爆発性主成
   分に応じて、爆発させる爆薬の質量と合致するように決
   定される請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】前記蒸発可能な容器はワイヤでもって前記
   軍需品の上方から垂下され、又、該蒸発可能な容器はポ
   リエチレン製のシートで作製された独立したバッグであ
   る請求項４に記載の装置。
7. 【請求項７】前記破片封入装置は、前記粒状の衝撃吸収
   剤の層上に粒状の水化鉱物質材料の層が設けられた請求
   項２に記載の装置。
8. 【請求項８】前記破片封入装置は、前記粒状の衝撃吸収
   物質の層上に石膏ボードの層が設けられた請求項２に記
   載の装置。
9. 【請求項９】少なくとも一つの密封用ドアと、爆発物を
   爆発させる点火手段とを備えるチャンバの内部に配置さ
   れた軍需品を収納設置すると共に、上面が開口した、着
   脱自在な破片封入装置の内部で該軍需品を制御状態下で
   爆轟させて破壊処理する方法であって、前記破片封入装
   置の内部に前記軍需品を設置する段階と、該破片封入装
   置と該軍需品を前記チャンバの内部に配置する段階と、
   前記軍需品に前記点火手段を取り付ける段階と、完全に
   蒸発可能な液体が注入された複数のエネルギー吸収モジ
   ュールを、前記軍需品に近接した前記チャンバの内部に
   離間した状態で列状に垂設する段階と、前記チャンバの
   前記ドアを密封状態に閉塞する段階と、前記軍需品を爆
   轟させる段階と、前記ドアを開ける段階と、次に処理す
   る軍需品を配置する前にガス状の爆発燃焼生成物を該ド
   アから排出する段階とを含むことを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】軍需品を爆轟によって制御状態下で破壊
    処理する方法であって、 着脱自在且つ上面が開口した構成で、爆轟する軍需品を
    支持するベースを構成する粒状の衝撃吸収物質の層を底
    部に備える鋼合金製の破片封入装置の内部に破壊処理す
    る軍需品を配置する第一の段階と、 天井と、フロアと、側壁と、端部とを有する、密閉され
    た長尺の金属製内側ケーシングと、前記内側ケーシング
    から離間して該内側ケーシングを囲繞して軸方向に対称
    的な長尺の２重壁チャンバを形成する、密閉された長尺
    の金属製外側ケーシングと、前記外側ケーシングを前記
    内側ケーシングから離間した状態で連結するスペーサー
    手段と、前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの
    間に注入された粒状の衝撃吸収剤と、一端側に開放自在
    に取り付けられ、前記チャンバ内の差圧が増大するにつ
    れて密封度を高める封止手段を有する、金属製の２重壁
    構造体であるアクセス用のドアと、他端側に開放自在に
    取り付けられ、前記チャンバ内の差圧が増大するにつれ
    て密封度を高める封止手段を有する、金属製の２重壁構
    造体である通気用のドアと、前記チャンバのフロアを一
    様な深さで被覆して、前記破片封入装置及び前記爆薬を
    爆発させるための点火手段を支持する支持面を形成する
    追加の粒状衝撃吸収剤と、前記チャンバの前記内壁を長
    尺の金属製マニホールド手段に連結する複数の通気用の
    パイプを有する衝撃抑制手段と、前記通気用のパイプか
    ら爆発生成物を受け取り且つ案内すると共に外部の排出
    地点まで延在する前記マニホールド手段とを具備するチ
    ャンバの内部に前記破片封入装置を設置する第二の段階
    と、 液体が注入された複数のエネルギー吸収モジュールを破
    壊処分する軍需品の上方且つ近傍において離間した状態
    で列状に吊設する第三の段階と、 前記アクセス用のドア及び前記通気用のドアを閉めて密
    封する第四の段階と、 前記軍需品を爆轟させる第五の段階とを含む方法。
11. 【請求項１１】前記アクセス用のドア及び前記通気用の
    ドアを開け、もって、爆発によって発生したガス状の爆
    発燃焼生成物を該通気用のドアから排出する一方、新鮮
    な空気を該アクセス用のドアから前記チャンバ内に取り
    込む段階を更に含む請求項10に記載の方法。
12. 【請求項１２】前記ガス状の爆発燃焼生成物を前記マニ
    フォールド手段及び前記アクセス用のドアからスクラバ
    手段へ案内する段階を更に含み、該スクラバ手段は前記
    ガス状の爆発燃焼生成物から粒状物質及び有毒な蒸気を
    除去する請求項10に記載の方法。
13. 【請求項１３】前記エネルギー吸収モジュールは水が注
    入されたプラスチックフィルム製の容器を有する請求項
    ９に記載の方法。
14. 【請求項１４】前記容器はポリエチレン製のシートで作
    製された独立したバッグであり、該バッグを吊すために
    前記チャンバの天井に複数のワイヤ支持部材が取り付け
    られた請求項13に記載の方法。
15. 【請求項１５】前記水の質量は、前記軍需品の爆発性主
    成分に応じて、爆発させる爆薬の質量と合致するように
    決定される請求項13に記載の方法。
16. 【請求項１６】前記破片封入装置の上方に可撓性のスチ
    ール製爆風マットが垂設され、該爆風マットは、前記軍
    需品が爆発した際に上方に向けて発生するエネルギーを
    吸収する請求項９に記載の方法。
17. 【請求項１７】前記破片封入装置は、前記粒状の衝撃吸
    収剤の層上に粒状の水化鉱物質材料の層が設けられ、前
    記軍需品のための支持ベースを構成する請求項10に記載
    の方法。
18. 【請求項１８】前記破片封入装置は、前記粒状の衝撃吸
    収剤の層上に石膏ボードの追加層が設けられ、前記軍需
    品のための支持ベースを構成する請求項10に記載の方
    法。
19. 【請求項１９】前記破片封入装置はマンガン合金鋼で鋳
    造された請求項10に記載の方法。
20. 【請求項２０】密封された筒状のシェル内に束ねられた
    状態の小型爆弾を多数有する多弾爆発装置（クラスタ爆
    弾）を制御下で破壊処分する方法であって、 前記シェルの両端を除去して前記小型爆弾を露出させる
    段階と、 束ねられた前記小型爆弾をそのままの状態で前記シェル
    を介して同じ直径の搬送管へ送出する段階と、 束ねられた前記小型爆弾を含む前記搬送管を、少なくと
    も一つの密封されたドアを有するチャンバ内に位置する
    と共に上面が開口した構成の破片封入装置に配置する段
    階と、スタータと小型爆弾を爆発させる点火手段を前記
    チャンバ内に取り付ける段階と、 液体が注入された複数のエネルギ吸収モジュールを前記
    チャンバ内に前記搬送管の近傍に離間した状態で一列に
    吊設する段階と、前記チャンバのドアを閉めて密封する
    段階と、前記チャンバを開ける段階と、前記チャンバに
    新しい処理すべき爆弾を配置する前にガス状の爆発燃焼
    生成物を前記ドアから排出する段階とを含んで成る方
    法。
21. 【請求項２１】束ねられた状態の前記小型爆弾を含む前
    記搬送管は、前記破片封入装置の閉められた底部に向け
    て下方に配置された装填物と共に配置された請求項20に
    記載の方法。