JP4691654B2 - 耐圧容器、及びそれを備える爆破処理施設 - Google Patents

Description

本発明は、有害物質又は爆発物を内部で爆破処理する耐圧容器の構成に関し、更には、それを備える爆破処理施設に関する。

化学兵器等（例えば、銃弾、爆弾、地雷、機雷）の軍事用の弾薬の構成としては、鋼製の弾殻の内部に、炸薬と、人体に有害な化学剤が充填されたものが知られている。化学剤の例としては、人体に有害なマスタードやルイサイト等である。

そして、このような化学兵器や、有機ハロゲン等の有害物質の処理・無害化の一つの方法として、爆破による処理方法が知られている。軍事用弾薬の爆破による処理は、解体作業が不要であることから、保存状態が良好な弾薬のみならず、経年劣化・変形などにより解体が困難になった弾薬も処理可能であり、また、爆発に基づく超高温・超高圧によって化学剤のほとんど全てを分解できる利点がある。このような処理方法は、例えば特許文献１に開示されている。

この爆破処理は、化学剤の外部漏洩防止の観点や、爆破処理による音や振動などの環境への影響を低減する観点から、密閉された耐圧容器内で行うことが多く行われている。また、耐圧容器の内部を真空引きした状態で爆破処理を行い、処理後も耐圧容器内を負圧に保つこととすると、化学剤の外部漏洩を確実に防止できる利点がある。
特開平７−２０８８９９号公報

しかし、上記特許文献１のような方法で爆破処理する場合、上記耐圧容器は爆発の音や衝撃に耐え得るように堅固なものとなっているが、それでも兵器の弾殻などの固形物の破片が爆破時に相当な速度で飛散して容器に衝突し、容器の内壁を損傷させてしまうことが多い。また、弾薬以外の有害物質の処理においても、その有害物質を入れた容器の破片が相当な高速で容器に衝突することになる。従って、何回か処理を行うと容器に傷や凹み等の損傷が生じ、少ない回数の処理ですぐに交換が必要となってしまう。耐圧容器はサイズが大きく重量物であるため、その交換作業の手間及びコストは小さくない。

なお、近時、日本国政府は化学兵器禁止条約に批准し、旧日本軍によって中国に遺棄された化学兵器を廃棄する条約上の義務を負うことになった。内閣府遺棄化学兵器処理担当室が平成１４年１０月に発表した「中国における旧日本軍遺棄化学兵器処理事業の概要」では、中国各地に各種の遺棄化学兵器が約７０万発存在するものと推定され、その処理施設の設計に当たっては、３年間で７０万発の処理を行うことを想定し、１時間に１２０発程度の処理能力を有するように考慮すべきとしている。

従って、例えば上記のような弾薬の爆破処理において、多数の遺棄化学兵器を低コストで且つ効率良く処理していくには、容器が損傷しないように爆破処理でき、容器の交換の手間や時間、コストを低減できることが強く望まれるのである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

◆本発明の第１の観点によれば、有害物質又は爆発物を内部で爆破処理するための耐圧容器であって、爆破処理時に該耐圧容器内を減圧状態又は真空状態にするとともに、爆発時の圧力を保持する防爆構造をとる外筒と、爆発時に飛散する処理対象物の破片を衝突させて受け止めて前記外筒を破片による損傷から保護する内筒と、を備え、前記内筒が前記破片から受けた爆破の衝撃を前記外筒に直接伝えないように、前記内筒と前記外筒との間に寸法的な遊びを設け、前記外筒内で前記内筒が移動可能に、前記内筒と前記外筒とが連結されている耐圧容器が提供される。

これにより、通常の耐圧容器と同様に外筒によって圧力を保持する一方で、爆破時に高速で飛散する弾殻や容器の破片を内筒によって受け止め、外筒を破片の衝突による損傷から保護することができる。また、内筒が相当に損傷した場合でも外筒は無傷であるので、耐圧容器の全体を交換する必要がなく、内筒を交換することで再び処理を行うことができる。従って、圧力を保持する外筒の耐久性を著しく向上させることができる。
また、爆発の衝撃および飛散物衝突により発生する衝撃を外筒に直接に伝えないようにできる。またさらに、外筒との連結部分に過大な力が加わらないため、当該連結部分も損傷しにくくなり、耐圧容器の耐久性を向上させることができる。

◆前記の耐圧容器においては、前記内筒は、前記外筒の内面のほぼ全体を覆うように構成されていることが好ましい。

これにより、外筒の損傷がより確実に防止され、外筒の耐久性を一層向上させることができる。

◆前記の耐圧容器においては、前記外筒は一端側に耐圧蓋を備え、前記内筒は、前記耐圧蓋に対応する側に内蓋を備えることが好ましい。

この構成では、耐圧蓋と内蓋が同一側に設けられているから、処理対象物の耐圧容器内への搬入や、爆破後の破片等の除去作業を、容易に短時間で行うことができる。

◆前記の耐圧容器においては、前記内筒は前記外筒に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。

これにより、内筒の損傷がひどくなった場合でも新しい内筒への交換作業を容易に行ういことができる。

◆本発明の第２の観点によれば、上記の耐圧容器を備える爆破処理施設が提供される。

これにより、耐圧容器の耐久性に優れ、ランニングコストの低い爆破処理施設を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る爆破処理施設の一実施形態について説明する。

まず、本実施形態に係る爆破処理施設で爆破処理する爆発物の一例として、化学兵器である化学爆弾について図３に基づいて説明する。図３は、化学爆弾の概略構成を示した断面図である。

図３に示すように、化学爆弾（爆発物）１００は、弾頭１１０と、炸薬筒１１１と、爆弾殻１２０と、姿勢制御羽根１３０とから構成されている。炸薬筒１１１には、炸薬（爆薬）１１２が収容されている。弾頭１１０には、炸薬筒１１１内の炸薬１１２を炸裂させる信管１１３が内設されている。爆弾殻１２０は、炸薬筒１１１を収容する状態で弾頭１１０に接続され、内部に液状の化学剤（有害物質）１２１が充填されている。姿勢制御羽根１３０は、爆弾殻１２０の弾頭１１０の反対側に配設され、投下時における化学爆弾１００の姿勢を制御するものである。尚、爆弾殻１２０の上部には、この化学爆弾１００を飛行機に搭載するために、この化学爆弾１００を吊り上げる吊り環１４０が付設されている。

このように、処理される爆発物１００は、少なくとも爆薬１１２と、化学剤１２１を有する化学爆弾の全部又は一部である。なお、爆発物として、上述の如く化学剤１２１が充填された状態の化学爆弾１００を爆破処理する場合に限らず、爆発物として、化学爆弾を解体した後の炸薬部のみを耐圧容器内で爆破処理する場合にも適用することができる。

上記の爆薬としては、ＴＮＴ、ピクリン酸、ＲＯＸ等軍事用爆薬に適用することができる。また、化学剤として、マスタード、ルイサイド等のびらん剤、ＤＣ、ＤＡ等のくしゃみ剤、ホスゲン、サリン、青酸等に適用することができる。

なお、例示した化学爆弾１００のみならず、例えば有機ハロゲン等の有害物質を容器に入れた状態で爆破処理する場合も、本実施形態の爆破処理施設で処理することが可能である。

次に、上述の化学爆弾１００等の爆発物を爆破処理する施設の一例として、屋外の爆破処理施設について図１に基づいて説明する。図１は、爆破処理施設の概略構成を示した模式図である。

図１に示すように、爆破処理施設１は、爆破チャンバ（耐圧容器）１０と、この爆破チャンバ１０を内部に収容したチャンバテント２０と、を主要な構成として備えている。

爆破チャンバ１０は、鉄等により形成された防爆構造の耐圧容器であり、内部で化学爆弾１００等の爆発物を爆破処理する際に、その爆圧に耐えられるように堅固に構成している。なお、爆破チャンバ１０は外筒３１と内筒３２の二重構造とされており、詳細な構成は後述する。

爆破チャンバ１０（外筒３１）の片側側面部には、着脱可能な耐圧蓋１１が備えられている。耐圧蓋１１は、本体から取り外した状態とすることで、搬送されてくる化学爆弾１００等の爆発物を内部に導き入れることができる。化学爆弾１００等を搬入し、図示されない固定手段で爆破チャンバ１０の内部に固定して、前記の耐圧蓋１１を本体に取り付けると、内部が密閉状態になって、この状態で化学爆弾１００等の爆発物を爆破処理するように構成されている。

爆破チャンバ１０の上部には、複数の注入口１２が備えられている。これらの注入口１２は、爆破処理前に爆破チャンバ１０内に酸素を注入したり、爆破処理後の除染作業の際に爆破チャンバ１０内に空気、水、洗浄剤等を注入したりすることができるように構成されている。

また、爆破チャンバ１０の上部及び耐圧蓋１１の反対側の側面部には、排気口１３が備えられている。排気口１３は、真空ポンプ１３ａを用いて爆破処理前に爆破チャンバ１０内からフィルタ１３ｂを通して空気を排気して減圧状態又は真空状態にしたり、爆破処理後にベッセルベント等の槽類廃気を爆破チャンバ１０内からフィルタ１３ｃを通して排気したりすることができるように構成されている。

更に、爆破チャンバ１０の底部には、排水口１４が備えられている。排水口１４は、除染作業後の廃液を処理槽１５に排水することができるように構成されている。

尚、爆破チャンバ１０の外部には、爆破チャンバ１０内に固定された化学爆弾１００等の爆発物を点火するための図示されない点火装置を備えており、遠隔操作により爆破処理が行えるようになっている。

なお、化学爆弾１００等の爆発物が万一仮に爆破チャンバ１０を打ち破った場合であっても、チャンバテント２０を保護できるように、爆破チャンバ１０の周囲に強固な壁を設置することが好ましい。チャンバテント２０には図示しないドアが備えられており、ドアを開状態にして、爆破チャンバ１０や化学爆弾１００等の爆発物を内部に搬入するように構成されている。また、チャンバテント２０には、排気口２１が備えられており、ブロア２１ａを用いて、チャンバテント２０の内部から活性炭等のフィルタ２１ｂを通して排気することができるように構成されている。

このように、本実施形態では、少なくとも爆破チャンバ１０を有する爆破処理施設１によって、前述の化学爆弾１００の爆破処理が行われる。

次に、前記爆破チャンバ１０の詳細な構成を、図２を参照して説明する。図２は爆破チャンバの概略構成を示した断面図である。

図２に示すように、爆破チャンバ１０は外筒３１と内筒３２とを備えて構成されている。外筒３１は爆破時の圧力を保持するために鉄製などの強固な耐圧容器となっており、また、内筒３２は破片の衝突に耐えるために鉄などの強固な材質で製造されている。

外筒３１は、一端を閉鎖し他端を開放した円筒状に形成されており、その開放された他端には、前述の耐圧蓋１１が着脱可能に設けられている。また、内筒３２も同様に、一端を閉鎖し他端を開放した円筒状に形成されており、その開放された他端が前記耐圧蓋１１側を向くように配置されている。そして、この内筒３２の開放された他端には、内蓋３３が着脱自在に設けられている。

なお、前記内筒３２は、前記外筒３１に対し緊密には固定されず、緩やかに外筒３１へ固定されている。このように緩やかな固定形態を採ることで、爆発の衝撃および飛散物衝突による衝撃を外筒３１に直接伝えないようにすることができ、また、内筒３２と外筒３１との連結部分（固定部）に過大な力が加わらないので、当該連結部分が損傷しにくくなり、爆破チャンバ１０の耐久性を向上させることができる。内筒３２を外筒３１へ緩装する方法としては様々に考えられるが、例えば、両筒３１・３２の間に寸法的な遊びを設け、外筒３１内で内筒３２が若干量移動可能となるように連結したり、両筒３１・３２の固定部の箇所に振動吸収材を介在させつつボルト等で固定したりすればよい。

以上の構成で、爆破チャンバ１０の内筒３２の内部に化学爆弾１００を設置し、内蓋３３及び耐圧蓋１１を取り付けて閉鎖した状態で、化学爆弾１００を、図示しない起爆装置を用いて爆破する。その際、化学爆弾１００の弾殻等の金属破片が高速で飛散するが、この破片は内筒３２や内蓋３３に衝突して受け止められる。内筒３２や内蓋３３には勿論傷が生じるが、外筒３１や耐圧蓋１１は内筒３２等で保護されているため、破片の衝突を受けず、爆破処理を繰り返しても外筒３１には損傷が生じない。

本発明の有用性を確認するため、発明者は、実際に内筒３２と外筒３１とを備えた爆破チャンバ１０を用いて、上記化学爆弾の構成及び爆薬量を模した模擬化学爆弾を適宜の量の爆薬を用いて爆破処理することを４１回繰返し、その後の内筒３２及び外筒３１の様子を目視で観察した。結果は表１のようになった。

以上のとおり、内筒３２には無数の傷が発生したが、外筒３１の損傷は皆無であった。

以上に示すように、本実施形態の爆破チャンバ１０は、爆破時の圧力を保持する外筒３１と、化学爆弾１００等の処理対象物の破片を受け止めて前記外筒３１を破片による損傷から保護する内筒３２と、を備える。これにより、通常の耐圧容器と同様に外筒３１によって圧力を保持する一方で、爆破時に高速で飛散する弾殻や容器の破片を内筒３２によって受け止め、外筒３１を破片の衝突による損傷から保護することができる。また、内筒３２が相当に損傷した場合でも外筒３１は無傷であるので、爆破チャンバ１０の全体を交換する必要がなく、内筒３２のみを交換することで再び処理を行える。従って、爆破処理施設１のランニングコストを低減できる。

なお、内筒３２は前記外筒３１のように爆破時の圧力を保持する必要（防爆構造とする必要）がないため、内筒３２としては簡素な構造のものを採用することができる。従って、この意味でも爆破処理施設１のランニングコストを低減できている。

また、本実施形態においては、前記内筒３２は、前記外筒３１の内面のほぼ全体を覆うように構成されている。よって、外筒３１の損傷がより確実に防止され、外筒３１の耐久性を一層向上させることができる。

また、前記内筒３２は前記外筒３１に対し緩やかに取り付けられているので、爆発処理時の衝撃が外筒３１に直接伝わらず、また、内筒３２と外筒３１との連結部分にも過大な力が加わらないので、当該連結部分が損傷しにくくなり、爆破チャンバ１０の耐久性を向上させることができる。

また、外筒３１は一端側に耐圧蓋１１を備え、内筒３２は、耐圧蓋１１に対応する側に内蓋３３を備えている。従って、耐圧蓋１１と内蓋３３が同一側に設けられているから、化学爆弾１００の爆破チャンバ１０内への搬入や、爆破後の破片等の除去作業を、容易に短時間で行うことができる。

また、本実施形態において、内筒３２は外筒３１に対して着脱可能に設けられている。従って、内筒３２の損傷がひどくなった場合でも新しい内筒３２への交換作業を容易に行える。

なお、上記の実施形態では屋外の爆破処理施設を説明したが、この場合に限定されず、爆発物を密閉した爆破チャンバを地下に埋設した状態で爆破処理を行う場合についても本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態に係る爆破処理施設の全体的な構成を示した模式図。 爆破チャンバの断面図。 化学爆弾の概略構成を示す断面図。

符号の説明

１ 爆破処理施設
１０ 爆破チャンバ（耐圧容器）
３１ 外筒
３２ 内筒
１００ 化学爆弾（爆発物、処理対象物）
１２１ 化学剤（有害物質）

Claims (6)

1. 有害物質又は爆発物を内部で爆破処理するための耐圧容器であって、爆破処理時に該耐圧容器内を減圧状態又は真空状態にするとともに、爆発時の圧力を保持する防爆構造をとる外筒と、爆発時に飛散する処理対象物の破片を衝突させて受け止めて前記外筒を破片による損傷から保護する内筒と、を備え、前記内筒が前記破片から受けた爆破の衝撃を前記外筒に直接伝えないように、前記内筒と前記外筒との間に寸法的な遊びを設け、前記外筒内で前記内筒が移動可能に、前記内筒と前記外筒とが連結されていることを特徴とする耐圧容器。
2. 請求項１に記載の耐圧容器であって、前記内筒は前記外筒の内面のほぼ全体を覆うように構成されていることを特徴とする耐圧容器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の耐圧容器であって、前記外筒は一端側に耐圧蓋を備え、前記内筒は、前記耐圧蓋に対応する側に内蓋を備えることを特徴とする、耐圧容器。
4. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の耐圧容器であって、前記内筒は前記外筒に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする耐圧容器。
5. 請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の耐圧容器を備えることを特徴とする爆破処理施設。
6. 有害物質又は爆発物を内部で爆破処理するための耐圧容器であって、爆破処理時に該耐圧容器内を減圧状態又は真空状態にするとともに、爆発時の圧力を保持する防爆構造をとる外筒と、爆発時に飛散する処理対象物の破片を衝突させて受け止めて前記外筒を破片による損傷から保護する内筒と、を備え、前記内筒が前記破片から受けた爆破の衝撃により前記内筒を前記外筒内で移動させるための寸法的な遊びが、前記内筒と前記外筒との間に設けられていることを特徴とする耐圧容器。

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