JP5078983B2 - 互いに組合されて一つのユニットを形成する多数の個々に容易に取扱われるセグメントの形の交換可能な内部裂片化保護体を持つ破壊室 - Google Patents

Description

本発明は、弾薬製品及び他の爆薬製品の破壊のために意図された、容易に交換可能な内部爆発及び裂片化保護体を持つ破壊または爆発室を提供するための新しい方法に関する。本発明による爆発及び裂片化保護体の特別な特徴は、それが多数の同一セグメントを含み、それらのセグメントが少数の相互作用しかつ相互に補完する異形体の形をとることができ、それらの全てが、取扱うのが比較的容易でありかつ破壊室の内部に送出されることができ、そこでそれらは閉鎖可能な開口を通して所定場所に取付けられ、それは破壊室の操作時にその中で破壊される爆薬物質を装填するために使用される。

冷戦が経過して以来、もはやどのような機能も満たさず、処分するのが最良であり、そして爆発及び燃焼による以外のどのような方法でもスクラップ化されるのが難しい、砲弾、地雷等のような古い廃弾薬の大量の貯蔵が世界中多くの場所にある。これは、費用効果的に分解するのを可能とするには小さすぎる口径を持つ薬莢弾薬、または好ましくない条件下の長い貯蔵を通してそれらを分解し及び構成爆薬を溶融して取出すことを試みることは誰がしても極めて危険すぎるものとなったそれらの弾薬成分を含むことができる。別の因子は、これらの弾薬成分が一般的に含む全ての価値あるスクラップ金属を利用したいという希望である。

かかる弾薬を野外で爆発したり、またはそれを海の深い水中にまたは廃坑に沈めたら、そこでは弾薬が含むことが多い環境的に有害な成分が時間経過により環境を汚染したことから、幸いにも我々は今やそれを破壊すること、すなわちかかる余剰弾薬を特別な目的のために作られた破壊設備内で爆発することを十分に検討した。その設備は、工程中に形成された全てのスクラップを利用すること、及び同時に発生される全ての環境的に有害な燃焼ガスを精製することを可能とする。破壊は爆発と燃焼を組合せた工程として実施され、それは初期弾薬中に入っていた全ての爆薬を破壊し、従って最終生成物は再生されることができる無害のスクラップ金属である。

非常に一般的な用語では、前述のタイプの破壊設備の主な要素は、裂片化、圧力及び熱に対して抵抗性の破壊室からなり、そこでは破壊されるべき弾薬の構成爆薬は爆発及び／または燃焼される。破壊された弾薬の構成爆薬の燃焼で形成される燃焼ガスは通常、健康に対して多少有害であり、かつ大量のかかるガスが一ヶ所で、すなわち破壊室内で発生されるので、燃焼ガスが大気中に排出される前に管理されかつ精製されることができるように、この破壊室は気密に作られなければならない。これは、破壊室が弾薬の爆発で形成された裂片、及び高脈動圧及び高温に耐えなければならないことを意味する。従って、かかる破壊室の摩滅は極めて大きいので、多くの場合、破壊室の壁構造を交換可能な裂片及び衝撃波吸収内殻及び圧力吸収気密外殻に分割することが必要である。

爆薬を爆発させることから絶えず繰り返される爆発のような全ての圧力波に関して破壊室のための最も有利な形状はおそらく球状形状であろうが、これはまた、製造が困難でありかつ高価である。従って、適当な妥協は、比較的短い円筒状チューブ形状の中心部を含み、そのそれぞれの端部で截頭円錐形状の端部に移行する、通常閉じた平坦端部側面を持つ室であることが見出された。破壊室の中心に接近した爆発により、この破壊室形状は、圧力波が室壁に到達する前に圧力波が略等しい距離移動することをもたらす。これは、加圧応力が原則的に室壁のどこでも等しいことを意味する。このタイプの破壊室の欠点は、特にかかる破壊室で通常許容されうる唯一の開放可能な入口及び出口が截頭円錐形端部の平坦端部側面に設けられなければならないので、交換可能な内部裂片化保護体を備えることが非常に厄介なことである。従って、これらの開放可能な入口及び出口はまた、破壊のための物質を装填するために及び破壊後に得られるスクラップ金属を除去するために使用されるものであるであろう。

さて、破壊室がどのような形状をとるかに係わらず、それに交換可能な裂片吸収内殻を備えるという問題が起こり、その内殻の古い摩耗した部分は室から除去されることができかつ新しいものは現存する開放可能な入口及び／または出口を通して提供され、すなわち破壊室の気密で、従って好ましくは完全に溶接された外殻を部分に分割する必要がない。明らかに、実際上の理由のため、破壊室開口は室の内部と同じ幅を持って決して作られることはなく、一方で室の内部は破壊のための物質の爆発により形成された圧力波を吸収することができるようにある容積を持たなければならない。

従って、本発明は、新しいタイプの内部裂片化及び摩耗保護体をかかる破壊設備内の破壊室に設けるための方法に関する。本発明による裂片化及び摩耗保護体の実際の主要な利点は、それが多数の異なる部品またはセグメントを含むという事実に係わらず、本発明の基本的原理によれば、これらの部品またはセグメントの略全てが同じ形状を持つことである。本発明の展開によれば、これらのセグメントは各セグメントタイプ内で互いに組合されることができる数個の、好ましくは２個の、同一形状で存在することができる。ユニットを形成するように互いに組合されることができる種々のセグメントに加えて、本発明による裂片化及び摩耗保護体はまた、特別なロック部品を含み、それら部品は裂片化保護セグメントと一緒に構造全体を自動ロックとする。これらのロック部品のうち、一つは好ましくは管状形状を持ち、これは破壊室の開放可能な入口の内側に直接置かれ、一方他方は平坦な円形板の形をとり、それは破壊室のその入口に対向した平坦端部側面の上部の内部に置かれる。二つのロック部品の機能は、裂片化保護セグメントのそれぞれの端部が室の内部に向けて内側に移動するのを防ぐことであり、それによりセグメントはそれらのそれぞれの場所に固定される。従って、嵌合されたロック部品により、裂片化保護体の各セグメントはその一つの内部端により平坦な円形ロック素子の縁に対してもたれかかり、かつその他方の外部端により破壊室の出口のレベルの管状ロック素子に対してもたれかかる。

裂片化保護体の全てのセグメントはさらに、いったんそれらが摩耗したら、それらが操業時に破壊される弾薬成分を導入するために使用される開口を通して容易に除去されることができ、同じように交換部品が容易に同じ装填開口を通して導入されることができる設計形状をそれぞれ持つ。本発明はさらに、これらの個々に導入された裂片化及び摩耗保護体セグメントが、いったん破壊室の内側に置かれたら、破壊室の圧力外殻に、破壊室の内部に形成されかつ分散された全ての裂片に対して及び裂片化を起こす爆発により放出される圧力波に対して、及び当然にある範囲で破壊室内で放出される熱に対して極めて良好な内部保護を与える連続保護層を一緒に形成することを確実にするための方法を包含する。

従って、一般的に円形断面の全ての破壊及び爆発室に適用される本発明によれば、前記室をライニングするために使用される裂片化及び摩耗保護体はセグメントとして多数の同一部品を含み、それらは互いに対してぴったりともたれかかって室の内側周りに配置され、それらのそれぞれは、曲がっているがもし必要なら鋭い角により多数の堅固に相互連結された真直ぐな部分に分割され、爆発室の一端の円形断面の軸に接近した領域から爆発室の他端の同じ軸の近くに延びている。

本発明の基本的原理は、球の一つの軸周りに配置された限られた直径の円形開口を通して導入されることができる複数のセグメントを含む内部保護層を持つ球状破壊室を提供するための方法であると言うことができる。それぞれのかかるセグメントは、それが実質的に球の形状を持ち、いったん所定場所に固定されたら球の二つの子午線間の領域を覆うことを意図されることを特徴とする。二つの子午線間の表面として、この基本形状はそのときその先細り端のそれぞれで截頭により修正されることができ、従ってそれは、基本球状形状が、截頭されかつそのそれぞれの軸方向経路周りに部分的に平坦化された球を形成するように修正されるときに同じ機能を満たす。従って、かかる保護層の一部を形成する各セグメントは、互いに離れた二つの縁側面及び互いに離れた二つの曲がった幅広の側面を持つ曲がった梁の形状を持つであろう。二つの縁側面の形状は上述の子午線と一致し、これらの二つの曲がった幅広の側面の外側のものは外を向いており、内側のものは内を向いており、それらの外側のものは破壊室の気密外殻の内側に対してもたれかかるように適応されなければならず、かつ他方の内側のものは破壊室の内部に向けて内向きに面することを意図されている。従って、所定場所に取付けられたとき、これらの曲がった梁要素はそれぞれ破壊室の内壁面積のより小さい部分を覆うが、それらの縁側面が子午線に追従するという事実のため、それらは互いに対してぴったりともたれかからせられることができ、従って一緒にそれらは破壊室の内側の連続ライニングを形成する。このライニングは、破壊室の一端の中心軸に接近した領域からその他端の破壊室の軸に接近した領域中に延びる。もし破壊室の球状形状がそれ自身の軸周りの端部に向けて截頭されかつ平坦化されるなら、これらの部分は何らかの他の方式で覆われねばならず、本発明の基本原理によれば、これは一体的な特別なロッキング部品によりなされる。通常、それは破壊室の入口開口であり、かつ本発明による曲がった梁セグメントにより覆われないその対向截頭端である。

上述されたのと同じ基本的思想はさらに、前記破壊室が管状中間部と二つの截頭円錐形端部を持つ本体、または平坦端部側面を持つ純粋に円筒形の主要部を形成するように修正されるときにも使用されることができる。後者の二つの場合の両方において、セグメントまたは梁は、均一幅の中間または中心部と二つの連続的に先細りとなる端部を持つ真直ぐな縁と幅広の側面を持つのみであろう。

互いに対してぴったりともたれかかる前述の梁要素間の最良の可能なシールを得るために、これらは、少なくともそれらの対向縁の部分に沿って、突出する雄形フランジと凹んだ雌形溝を交互に備えることができ、それらは、梁要素が互いに対してもたれかからせられるときに互いに係合する。従って、この付加的概念は、各梁要素が雄形及び雌形側面を持たなければならないか、または殆どの場合でたぶん最も適当であるように、それぞれが次の梁要素に対してもたれかかるその縁が如何に形成されているかに従って示されている雄形及び雌形梁要素が交互に使用されるかのいずれかを意味する。

いったん本発明による裂片化及び摩耗保護体を形成する梁要素が、それらが一緒に破壊室の内側を完全に覆うように、互いに対してぴったりともたれかかるそれらの子午線状の縁側面を伴なってそれらのそれぞれの場所に置かれたら、これらの要素は所定場所に固定されなければならない。この固定は、破壊室が先に述べられた二重円錐形タイプのものであるとき、円筒形板の形の内部ロック部品（その外部縁に対して種々の梁要素の内部縁端が載る）と、円筒状ロックリング（それは破壊室の内側でその装填開口を取り囲み、室の内部に面するその縁側面に沿って梁要素の外部縁端を固定する）によりなされる。

本発明は、特許請求項にさらに詳細に特定されており、添付図面に関して幾らか詳細に述べられるであろう。

図１は、球の子午線及び二つの子午線間の二つの曲がった線により境界付けられた表面を斜投影法で示す。

図２は、斜投影法でかつ部分的断面形で破壊室を示し、その内部形状は短い円筒状部と截頭円錐形の形の二つの端部により特徴付けられる。

図３は、図２による装置の一部を形成する裂片化保護セグメントを斜投影法で示す。

図４は、図２に示されたタイプの破壊室を通しての縦断面の右手半分を示す。

図５は、図４に示された破壊室の４分円の断面を示すが、ここでは修正されたタイプの裂片化保護セグメントを与えられている。

まず図１を参照すると、それは軸２及び赤道３を持つ球１を示し、二つの子午線４及び５が描かれており、かつそれらの間のこれらの線は領域６を規定している。これは、本発明の基本思想が独立した梁要素の使用に基づいているからであり、その対向する縁側面は、球状または続いてその最終形状に多少大きく修正される当初球状の破壊室上の想像上の子午線（いわゆる原則として線４及び５）に追従する。本発明に従ってそれらの想像位置で組立てられると、梁要素は破壊室の気密の外殻の内側に沿って互いに対してぴったりと固定され、それにより連続的な容易に交換可能な裂片化及び爆発保護体を形成し、そこでは各梁要素は原則として二つの子午線間の領域を覆い、それは原則として図１の領域６にたとえられることができる。

もし基本球状形状が一方または他方の軸経路周りの、例えばアクセス開口（ここでは７により示される）の偏平化により截頭され、従って多少の固定されたライニングにより覆われなければ、本発明の特徴のタイプの梁要素により覆われた領域は対応する程度に境界付けられなければならない。図では境界領域は８により示されている。

しかし、球状破壊室は、主としてそれらが製造するのが高価でかつ困難であるため、あまり一般的でない。しかし、本発明の基本原理はまた、修正された球状形状を持つ、例えば図２に示されたタイプの、破壊室で優れた機能を発揮する。明確化のため、爆発室の気密のかつ完全に溶接された外殻の内側のみが図に描かれている。この外殻の内側は図に示されたのと正確に同じ形状を持ち、本発明の特徴の梁要素はこの内側に対してもたれかかることを意図されている。従って、この破壊室の基本形状は円筒状中心部１０及び二つの截頭円錐形端部１１及び１２を含む。破壊室の軸は１３により示される。端部１１は入口管１４により外向きに閉じられ、一方端部１２は平坦底板１５により外向きに閉じられる。図には四本の子午線１６−１９がさらに描かれている。これらの子午線は、図に描かれた三つの裂片化及び爆発保護梁要素２０−２２の境界縁を示す。梁要素２０−２２の直接形状、従って破壊室の内側周りの全軌跡は図３からより良く見ることができる。

図３から見ることができるように、図２に示されたタイプの破壊室のかかる梁要素のそれぞれは互いに関して角度の付いた三つの堅固に相互連結された梁部２３−２５を含み、それらの中間要素２４はその全長に渡り全く均一な幅を持ち、一方、二つの外部要素２３及び２５は破壊室の軸に対しての半径に比例してそれらの端部に向けて先細りとなっている。また、下部梁部２５はヒール２６により終わり、その使用は、図２に示されたタイプの破壊室の右手半分の縦断面を示す図４から見ることができる。

図４に示された破壊室の半分では、管状首部３０により取り囲まれた装填開口２９を備えた室２７の気密で完全に溶接された外殻２８を確認することができる。梁要素２０−２２と同じタイプの梁要素もまた、室の内側に見ることができる。梁要素はここでは３１により示されている。図３におけるのと同じ下部梁ヒール２６もまたここに見ることができる。そして図から見ることができるように、ここではそれは先細り縁を備えた円形のゆるく挿入された底板３２に対してロックする。その相互作用する斜めに面取りされた縁は、底板と種々の梁要素が互いにインターロックすることを意味する。梁要素の上縁４１で、これらはそのとき管状ロック部３３によりロックされ、それは装填開口の管状首部中に挿入され、室中に落ちるのをロック縁３４により防がれる。また、図から見ることができるのは、梁要素３１に固定された持ち上げループ及び先に室中に集められた既に破壊された当初の爆薬物質からの幾らかのスクラップ３５である。

次いで図５を参照すると、ここでは３６−３８により示された図中で断面を持つ梁要素は二つの異なるタイプを持ち、それらのうち３６及び３８はそれらのそれぞれの側縁に沿って凹んでいる雌形溝（ここでは３９により示される）を同じく形成され、これらの溝中に、介在する梁要素３７の同様に横方向に突出する雄形フランジ４０が挿入されることをこの図から知ることは重要である。雌形溝３９と雄形フランジ４０は一緒に、爆薬物質の破壊により形成された衝撃波及び燃焼ガスに対し簡単であるが効果的なラビリンスシールを形成する。このようにしてこれらの雌形溝及び雄形フランジは本発明のさらなる展開を構成する。

球の子午線及び二つの子午線間の二つの曲がった線により境界付けられた表面を斜投影法で示す。 斜投影法でかつ部分的断面形で破壊室を示す。 図２による装置の一部を形成する裂片化保護セグメントを斜投影法で示す。 図２に示されたタイプの破壊室を通しての縦断面の右手半分を示す。 図４に示された破壊室の４分円の断面を示す。

Claims (8)

1. 古い弾薬等のような爆薬充填体の破壊のために使用される破壊室（１，９及び２７）の交換可能な裂片吸収内殻及び爆発保護体を形成するための方法であって、前記内殻が円筒状形状、球状形状、または中央円筒状中間部（１０）を持ち、その端部のそれぞれが截頭円錐形の形（１１，１２）で終っている修正球状形状のような円形内部断面を持つものにおいて、使用される交換可能な内殻が複数の曲がった梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）の形をとり、それらの梁要素が、破壊室（１，９及び２７）の内側に沿って並んで互いに対してぴったりと配置され、かつ多数の堅固に相互連結された真直ぐなまたは曲がった部分（２３−２５）を含むことができ、破壊室（１，９及び２７）の内側に面するそれらの梁要素の幅広の側面が破壊室に一致させられ、前記幅広の側面が縁側面により境界付けられており、所定場所に取付けられた梁要素が同じ方法で形成された隣り合う梁要素の縁側面に対してぴったりともたれかかり、前記縁側面が、それらの全長に渡ってそれらが破壊室（１，９及び２７）の内側に沿って一端のその中心軸（２）からその他端の同じ軸（２）まで想像上の子午線（４，５，１６−１９）に追従するように形成されていること、及び曲がった梁要素と一緒に、爆薬充填体の破壊のために使用される破壊室及び交換可能な内殻を自動ロックするロック手段を与えることを特徴とする方法。
2. いったん破壊室の内側に沿って互いに対してぴったりと配置されると、曲がった梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が内部端及び外部端（２６，４１）で所定場所に固定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 破壊室（１，９及び２７）が、中央円筒状中間部（１０）及びそのいずれかの方向にとがった二つの截頭円錐形端部（１１，１２）を持つ修正球状形状を持ち、破壊室（１，９及び２７）の内殻を一緒に形成する梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が均一な幅の中央の真直ぐな中間部（２４）を含む形状を与えられ、それが、それらのそれぞれの自由な外部端に向けて先細りとなりかつ中間部に対して角度を付けているが同じ分割面のまわりに向けられている二つの外部梁部（２３及び２５）と固く結合されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 破壊室の内部に配置され、連続した破壊されない裂片化及び爆発保護体を一緒に形成する全ての梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）をしっかりと固定するための請求項２に記載の方法において、この目的のために使用される曲がった梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が、第一に截頭円錐形端部の内部終点で破壊室の内部平坦端部表面に対して挿入された保護板（３２）の円形外縁に対してそれらの内部端（２６）により、かつ第二に破壊室の閉鎖可能な装填開口（２９）の内面を取り囲むその外部端に配置された環状ロック要素（３３）に対して梁要素の外部端（４１）により、それらのそれぞれの場所に固定されることを特徴とする方法。
5. 互いに対してぴったりともたれかかる梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が、それらの対向縁に沿って、突出する雄形フランジ（４０）または凹んだ雌形溝（３９）を交互に形成されており、それらは互いに調和しており、それらは梁要素が互いに対してもたれかかるときに互いに係合し、それにより破壊室内に発生した爆発及び加圧ガス波のための簡単なラビリンスシールを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
6. 破壊室をライニングするために使用される曲がった梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が二つの主なタイプ（３６，３８及び３７）で設計されており、それらが破壊室の内側周りに交互に配置され、一つ置きに雄形フランジ（４０）または雌形溝（３９）のいずれかが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 請求項１から６に記載の方法のいずれか一つに従って設計された弾薬及び他の爆薬製品を破壊するための破壊室（１，９及び２７）のための裂片化及び爆発保護体において、裂片化及び爆発保護体が多数の梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）を含み、それらが、破壊室の内側で互いに対してぴったりともたれかかりかつ破壊室の内側周りに配置された曲がった要素、または互いに対して角度の付いた断面を持つ多数の真直ぐな部分（２３−２５）に分割された要素のいずれかであり、互いから離れかつ隣接する梁要素の方に面している要素の縁側面が破壊室の内側に沿った想像上の子午線（４，５，１６−１９）に追従すること、及び裂片化及び爆発保護体がさらに、曲がった梁要素と一緒に、爆薬充填体の破壊のために使用される破壊室及び交換可能な内殻を自動ロックするロック手段を含むことを特徴とする裂片化及び爆発保護体。
8. 請求項７に記載の弾薬及び他の爆薬製品を破壊するための破壊室のための裂片化及び爆発保護体において、隣接する梁要素（２０−２２，３０，３６−３８）が、突出する雄形フランジ（４０）または凹んだ雌形溝（３９）を交互に形成されており、それらは梁が互いに対してもたれかかるときに破壊室の内側で発生した圧力波及び燃焼ガスのためのラビリンスシールを形成することを特徴とする裂片化及び爆発保護体。

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