JPH05501147A - 直線状の切断・破砕を行う爆破装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 直線状の切断・破砕を行う爆破装置 技術分野 この発明は、直線状の切断・破砕を行う爆破装置に関する。

背景技術 爆破作業、例えば、石油輸送船のような大型船舶をスクラップにするような爆破 作業では、爆破手段による鉄製の標的をリサイクルする要求が多々ある。

爆破が機械的に切断する方法や燃焼による方法等の他の方法よりも優れている点 は、爆破の瞬間に標的に接近する必要が作業者にはないので安全であるというこ とと、迅速であることと、機械的に切断する方法や燃焼による方法で必要となる 装置に比べるとコノパクトであるために爆破手段の輸送が比較的容易であること 等である。

爆薬は標的の表面に直接取り付けられ爆破される。しかしながら、この取り付け には困難さが伴ったりする場合や、投入された爆薬に対して効果がない場合が多 々あり、また、爆破結果はつねに乱雑であり、不必要な部分まで破壊しかねない という問題があった。また、爆破の際に放出される破片も危険である。

高性能爆薬を用いた爆破装置では、より大きく効果的な爆発によって、山型断面 の金属片が互いに向かって吹き付けられるように行動する。これによって、この 金属片は極端に高速移動し、鉄製の標的すらも貫通してしまう貫通力を持つよう になる。しかしながら、このような装置では剛性が非常に高く、平坦でない面に 対して適応することができない。

爆発によって放出されるエネルギーを利用する他の方法は、標的内で爆発によっ て生じる衝撃波の方間に依存する。この衝撃波は２つの基本的メカニズムにした がって標的を破砕するように強りられる。

破砕すべき面に関する２つの外端部において、標的表面に接触または近接して爆 薬の大部分を起爆することにより、２つの独立した爆轟波はその中心線に沿って 進行して１点に簗中して、互いが突き当たる。このような衝突の極めて高い力が 要因となって第１のメカニズムとなり、この衝突は標的表面において標的を破砕 する極めて高い圧力を狭い幅で発生させる。一方、装置の厚さが標的の厚さの約 ２倍であり、爆発による厚さが十分に短期間の内に発生する圧力パルスのみによ って与えられるならば、破砕メカニズムは標的表面にの遠端がらの張力波反射に よって構成される。この張力波反射は、破砕すべき面を横切る張力を実効として 引き起こして、標的は末端表面から湯薬が配置する表面へに向かって分割される 。実際には、これら両者のメカニズムはどちらか一方が勢力的にはっきりとまさ り、通常同時に発生する。

このようなメカニズムを用いた爆破装置の１つにヨーロッパ特許Ｎｏ、００４３ ２１５があり、これにはゴム製のマトリックスの空胴部において連続爆轟波の衝 突を発生させる技術が開示されている。この装置は破砕すべき面に対して若干の 可撓性を有するが、横方向に対して可撓性はほとんどあるいは全くないものであ る。他の爆破装置としては、イギリス特許Ｎｏ、　８５１３３２５があり、これ には標的と爆発物の小片との間に化学作用の起こさない物質からなるプリズムあ るいはレンズを挿入する技術が開示されている。この装置は、標的の破砕すべき 面に沿って爆発的に発生する衝撃波を集中させるという効果を有する。この装置 では直線状の切断を爆破により行うことが本質的に可能であるが、衝撃波を形成 する部材に磁性ゴムを用いているために極めて磁力が弱い。したがって、この装 置では、その可撓性に制限が大きく付（という問題を有し、実際に使用した場合 に初期形状を回復するためには多くの点で制限が付くという問題がある。

発明の目的 この発明の目的とするところは、従来より知られた装置における可撓性を持たな いという問題を、解決・軽減し、要求される直線を容易に素早く切断・破砕する ことが可能な直線状の切断・破砕を行う爆破装置を提供することにある。

発明の開示 この発明は上述した目的のために、爆発性物質を収容する胸部と、この胴部の両 端に配置する箪１および第２の接続部材から成る接続手段とから主要部材を構成 し、前記第１および第２の接続部材の間を第１の起爆導管とするようにして、前 記接続手段は前記主要部材を互いに少なくとも２つ以上連接可能にし、前記第１ の起爆導管は前記胴部に収容された爆発性物質の燗晶を起爆するための爆発性物 質を収容し、前記主要部材を複数個接続することによって前記第ｌの起爆導管の 連接を構成するようにしている。

また、この発明によれば、前記主要部材は複数個接続して鎖状に連接可能であり 、その内部に爆発性物質が装薬される直線状の切断・破砕を行う爆破装置を提供 する。

前記接続手段は、ヒンジ継手、より好ましくは自在継手にて提供される。

この発明による直線状の切断・破砕を行う爆破装置は互いに連接可能であり、直 線状の切断・破砕を平坦でない面に対しても適合することができる。また、切断 すべき長さに応じて複数の前記主要部材を接続することもできる。

好ましい前記接続手段は、前記胴部の一端に配置する第１の接続部材と前記胴部 の他端に配置する第２の接続部材とから構成され、前記第１および第２の接続部 材は別の部材における第２および第１の接続部材と接続するようになっている。

前記第１および第２の接続部材は、スナップ・フィツト蟹コネクタの相補性部品 から構成されても良く、これにより複数の主要部材が互いに素早く容易に掛止す ることができる。前記第１の接続部材は法相であり、前記第２の接続部材は前記 第１の接続部材の相補性球付受部であっても良く、一方の主要部材における法相 を他方の相隣接する主要部材の法相受部に掛止させることにより、少なくとも２ つ以上の主要部材を接続することが可能になり、主要部材の間において日夜継手 の段別を担う。

前記胸部は前記爆発性物質を収容する凹部から構成される。つまり、前記胸部は 前記凹部を形成する底壁とこの底壁に対して外側に広がる少なくとも１つの周壁 とから構成されても良い。この一実施態様によれば、前記少なくとも１つの周壁 は、少なくとも１つの周壁は対向する側壁と端壁とから構成されるとともに、前 記接続手段は前記側壁の中心線上に位置することになる。

前記胴部は、前記凹部の反対側であって、前記胴部の側に配置する起爆手段から 構成されても良い。前記起爆手段は、前記胴部（例えば、前記接続手段の間）に おける中心線に沿って伸長する箪１の導管と、この第１の導管の一端外側に伸長 して前記第１の導管と連絡する第２、第３の導管と、前記凹部と前記第１、第２ の導管の外端部とを連絡する開口部とから構成されるとともに、前記第１、第２ 、箪３の導管および前記開口部は爆発性物質を収容するように構成しても良い。

前記第２および第３の導管を形成する壁は前記第１の導管から放射状に拡がって も良く、前記開口部は相隣接する端壁と第２あるいは箪３の導管のいずれか一方 との外端部での底壁に開口する孔部から構成されても良い。

さらに、前記胴部は、鉄製の標的に対し磁着することが可能な磁性体を収容する 少なくとも１つの凹部から構成されても良い。

さらに、前記主要部材は前記第１、第２、第３の導管を遮蔽する遮蔽手段を有し ても良い。この遮蔽部材は前記第１、第２、箪３の導管を形成する側壁と摩擦力 によって適合するようにしても良く、また、前記第１の導管の一端での爆轟を支 持する支持手段を有しても良い。

また、前記接続手段は肉厚薄の中空構造である。第１の起爆導管を端から端へと 接続するように、この発明の主要部材が複数個連接されると、起爆導管は切断・ 破砕を行うべき直線の長さに伸長する連続起爆導管列を担う。爆発性物質が装薬 された導管と中空構造の接続手段とによって、爆轟は隣接する接続部品における 肉厚薄の端壁を介して一方の主要部材から隣接する他方の主要部材へと進行する ことが可能となる。各主要部材の第１の導管にて爆発性物質が発生するのと同様 に、爆轟は各主要部材の第２、第３の導管に沿って外側に進行する。この結果、 外端部とは反対側の凹部に装薬されている生薬が、第２、第３の導管における外 端部の開口部を介して爆轟を開始する。このように、前記凹部に装薬されている 生薬の爆轟は、その外端部と反対の内側に進行し、切断すべき線に対して最も効 果的な爆轟形状を与えて、この結果、標的に与える爆轟エネルギーの割合が最大 となる。この装置では、標的に与える爆轟エネルギーの割合は、切断線とは平行 に進行する爆轟を用いた従来の装置よりもはるかにまさる。

この発明による爆破装置では、従来の装置と比べて、直径の大きい鉄製パイプの ような円筒形状の標的にも用いることができるという７１１点がある。切断すべ き線に沿つて進行する爆轟を用いた従来の装置を円筒形状の標的に適応させよう とした場合、装置の内側表面では標的との距離が外側表面との距離よりも短くな り、これにより、標的に沿って進行する爆轟波の先頭は後方へと次第に曲がると いう＃ＩｒＥｉＩをもつことになる。この結果、標的から離れる爆轟エネルギー の割合は大きくなり、周囲にエネルギーが拡散する。この発明の好ましい実施態 様によれば、各主要部材での生薬は、その外端部とは反対側にて起爆し、切断す べき線に向かって内側に進行する。このため、！＆エネルギーが外側に曲がると いう傾向は全くなく、従来の装置と比較すると、周囲に拡散するエネルギーもほ とんどない。

各主要部材における生薬の爆轟が外端部とは反対側から切断すべき線に向かって 内側に進行するということを確実にするためには、ある主要部材を進行する生薬 の爆轟によって他の主要部材の生薬の直接的な起爆あるいは誘爆することを防止 する必要がある。これは次に述べることによって解決されるかもしれない。すな わち、これらは、直接的な起爆を遅延あるいは防止するために隣接する主要部材 の距離を前記接続手段によって十分におくこと、あるいは、隣接する生薬との間 に化学的に不活性な障壁部材を挿入することである。このような化学的に不活性 な障壁部材には、障壁部材としての機能と、鉄製の標的に対して磁着するための 機能とを有する磁性体が用いられる。

隣接する生薬間での誘爆傾向は、相対的に爆轟速度が大きい爆発性物質を用いる ことによって大幅に減少する。ある主要部材において要求される起爆パターンは 、生薬と起爆列とを用いる１＃ｉ類の爆発性物質であるというよりむしろ、主要 部材を進行するとともに、生薬の起爆からの衝撃波が到達する前に進行するとい うことを確実にする。

どの主要部材でも、主要部材を進行する破壊影響が主要部材を破壊、あるいは上 述した正確な機能を減じるかぎりまで影響する前に、十分に進行した起爆の状態 であることが望ましい。

主要部材を進行する破壊のメカニズムは猛烈に前進する衝撃波によって構成され る。この衝撃波は、この装置の１点に集中する２つの爆轟波によって生成される ものである。このような衝撃波の前進速度は、この発明の利用方法によっては爆 轟速度を越える場合も考えられる。衝撃波の効果は、主要部材の１点にてその後 引き続き起こる起爆を誘発することを早める。このようして早められた起爆は、 主要部材の外端で発生する爆轟を阻止する箪３の爆轟を生成する。

各主要部材の間隔をより大きくすることによって、この傾向は減少するが、この ようなことは装置配列を考えると有害である。起爆列よりも遅い爆発性物質を用 いることによって、衝撃波の生成を遅延させることができる。しかし、このよう な爆発性物質を用いると、標的を切断・破砕する効果がより弱くなる。

このような好ましくない効果を減少または除去する方法は、「チャンネル」と呼 ばれる効果を利用するものであり、第１、第２、第３の導管の少なくとも１つに 沿った孔部に起爆手段の爆発を与えるものである。この孔部は薄膜の金属や、プ ラスチ、り、セラミ、りを−列に並べたもので、その内部には空気や他の気体が 封入されている。第１の爆轟の結果、通常の爆轟の波頭が到達するよりも前に通 常の爆轟速度を越える爆轟がこの孔部に沿って押し付けられる。

このような導管を与える爆発性の棒部材あるいは円筒部材が一端において起爆す ると、他の異形状の部材よりも高速な爆轟速度を得ることができる。

各主要部材における生薬の起爆が外端部とは反対側から切断すべき線に向かって 内側に進行するということは好ましいことではあるが、この発明は単純な触発性 爆薬を等測的に用いることができる。この場合、各主要部材における生薬の起爆 は中心線、例えば、前記接続手段の中心線に沿うものとなり、この場合、前記第 ２、第３の導管および前記開口部は省略される。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明による直線状の切断・破砕を行う爆破装置を構成する主要部材 の平面図、第２図は第１図の端面図、第３図は第１図の断面図、第４図は第１図 における胸部の平面図、第５図は第１図における胴部の底面図、第６図は第４に おける胴部の端面図、第７図は第４図における胴部の断面図、第８図は第４図に おける胴部の側面図、箪９図は第４図における胴部の側断面図、第１Ｏ図は第１ 図における遮蔽部材の下面図、１１１１１図は第１図における遮蔽部材の平面図 、第１２図はこの発明による直線状の切断・破砕を行う爆破装置を構成するため に、第１図における主要部材を複数個連接した状態を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、この発明による一実施態様を図面を参照して説明する。なお、図面におい て同一部分には同一参照符号が付しである。

まず、第１図から箪３図に示すように、主要部材は、胴部ｌ、接続部材２および 遮蔽部材３から成る。

また、第４図から第９図に示すように、胴部ｌは爆発性物質の生薬を収容するも のであり、底壁４、この底壁４に直立する側壁５．６およびこの側壁５．６に対 句する側壁７，８から構成されて、これら底壁４および側壁５〜８によって凹部 ９が形成される。

接続部材は、ボール部ｌＯから構成される東ｌの接続具と、ソケット部１１から 構成される第２の接続具とから成る。この接続部材は、箪１２図に示すように、 一方の主要部材のボール部１０を他方の主要部材のソケット部１１に掛止させる ことによって、相隣接する主要部材間において自在継手として機能する。

起爆管１３は、底壁４から直立する側壁１２．１２によって形成されるものであ り、起爆管の中では主要かつ最も重要である。また、起爆管１５．１６は、側！ ！！１２から外側へ広がる側壁１４．１４から形成される。底壁４には開口部１ ７が形成され、凹部９であって側壁７．８に隣接するような起爆管１５．１６の 外ａ端部に通じている。また、起爆管１３は、ボール部ｌＯとソケット部１１と の間の胴部ｌの中心上に伸びている。ボール部ｌおよびソケット部１１は肉厚薄 の中空構造であり、これらと起爆管１３に含まれる爆発性物質の爆轟がボール部 １およびソケット部】ｌの周壁を破って、隣接する主要部材の起爆管１３に進行 するようになっている。

第１０図および第１１図に示すように、遮蔽部材３は上壁１８と周壁１９とから 成り、周壁１９は起爆管１３，１５．１６を形成する側壁１２．１４と摩擦力に よって適合するようになっている。起爆筒２１（箪３図磐照）の円筒保持部２０ は遮蔽部材３に対して直立しており、異なる直径の起爆筒を受け入れることがで きるように、円の接線方間内側に伸びて可撓性を有するリブ２０を備えて４Ｘる 。

起爆管１５．１６では、遅延具２３が開口部１７に向かって外側に進行する爆轟 波を開口部１７に対して平行に通行させるようにする。

凹部９には爆発性物質である主薬２４が満たされ、また、起爆管１３，１５゜１ ６には同じく爆発性物質である起爆薬２５が満たされている。起爆薬２５は主薬 ２４よりも爆轟速度が速い。起爆薬２５は、爆発性物質の主薬２４、起爆ｊｌｌ １２５のどちらか一方が満たされた開口部１７を通して主薬２４と連絡している 。この装置によれば、主薬２４の起爆は、外側端部から切断すべき直線に向かっ て内側に爆轟を伴って進行する。この直線は、この主要部材の中心線であり、ボ ール部ｌＯとソケット部１１との方向に伸長している。爆発性物質が装薬された 主要部材は、第１２図に示すように、切断すべき直線の長さだけ直線状の切断・ 破砕を行う爆破装置を連接することができるように、互いに接続することができ る。

爆発性物質は、少なくとも１つ以上の主要部材から起爆し、この起爆は隣接する 主要部材の起爆管３に沿う両方向外側に向かって進行する。

なお、この起爆管は、内部が空気やその他の気体により満たされ、周壁が金属や プラスチック、セラミック等の薄膜により形成される縦孔にて構成しても良い。

つまり、この縦穴は各起爆管の爆轟に対して中心になるように伸長する。

上述したように縦穴を規定することによって、中心線上の起爆が早期になる問題 を、排除あるいは大きく軽減することができる。例えば、直径３．２議ｌの起爆 管の軸上に空気を満たすことにより、通常の爆轟速度が約７．２００嘗／Ｓであ る可塑性爆薬ＳＸ２の８−■ロッドは、約９．１００冒／Ｓの爆轟速度にて爆轟 する。

第１２図からも判るように、接続部材によって互いに接続された主要部材の連接 によって、この発明による直線状の切断・破砕を行う爆破装置は、要求される曲 率範囲内で弧状の切断に寄与することができ、また、円筒な、あるいはその他平 坦でない標的にも適応することができる。

必要があるならば、第５図に示すように、凹部９を仕切壁２６によって分割して 、凹部９ａを補足的に形成しても良い。この凹部９ａには主薬２４が収容されて も良い。より好ましくは、焼結鉄材あるいは磁石２７を成分とする化学的に不活 性な材質が凹部９ａに収容されるのが良い。この化学的に不活性な材質は、この 材質中を進行する起爆によって主薬２４の誘爆することを防止するとともに、磁 性を有する標的に対し主要部材を磁着させる働きもある。

また、この発明の主要部材はプラスチックあるいはゴムから成形されても良く、 適切な材質はアクリロニトリル・ブタジェン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）である。

［第１例］ 直線状の切断・破砕を行う爆破装置は、第１図から第３図に示した各部材から構 成される。可塑性爆薬ＰＥ４は生薬および起爆薬として用いられ、各主要部材の 起爆管１３，１５．１６および凹部９に装薬される。各主要部材の大きさは５０ ×２８ＸＩ９■■であり、爆薬的４２ｇにより構成される。これは、１メートル あたり１８．５個の主要部材が配置し、７７７ｇの爆薬が装薬されていることに 対応する。

この直線状の切断・破砕を行う爆破装置は、厚さ５０１、平坦度４３＾を有する 軽金属からなる標的の表面に据えつけられる。爆薬が爆発すると、標的は切断す べき線に沿ってきれいに破砕される。

［第２例］ 直線状の切断・破砕を行う爆破装置は、第１例に述べたように構成され、厚さ４ ０＋ｖ、平坦度４３＾を有する軽金属からなる標的の表面に据えつけられる。こ のとき、直線状の切断・破砕を行う爆破装置は各主要部材の中心線が半径約＋５ ０■−の円弧に沿って配置される。爆薬が爆発すると、標的は切断すべき弧に沿 ってきれいに破砕される。

国際調査報告 番ｅｔ□−啄ＩＩ＾−【−・ｔ−喝、、Ｎ、、ＰＣＴ／ＧＢ９０１０１２７７Ｓ ＾　３９６９１

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．爆発性物質を収容する胴部と、この胴部の両端に配置する第１および第２の 接続部材から成る接続手段とから主要部材を構成し、前記第１および第２の接続 部材の間を第１の起爆導管とするようにして、前記接続手段は前記主要部材を互 いに少なくとも２つ以上連接可能にし、前記第１の起爆導管は前記胴部に収容さ れた爆発性物質の爆轟を起爆するための爆発性物質を収容し、前記主要部材を複 数個接続することによって前記第１の起爆導管の連接を構成することを特徴とす る直線状切断・破砕爆破装置。
2. ２．前記第１および第２の接続部材は、スナップ・フィット型コネクタの相補性 部品から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の直線状の切 断・破砕を行う爆破装置。
3. ３．前記第１の接続部材は球材であり、前記第２の接続部材は前記第１の接続部 材の相補性球材受部であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の直線 状の切断・破砕を行う爆破装置。
4. ４．前記胴部は前記爆発性物質を収容する凹部から構成されることを特徴とする 特許請求の範囲第１項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
5. ５．起爆手段は前記凹部の反対側であって、前記胴部の側に配置することを特徴 とする特許請求の範囲第４項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
6. ６．前記胴部は前記凹部を形成する底壁とこの底壁に対して外側に広がる少なく とも１つの周壁とから構成されることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載 の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
7. ７．前記少なくとも１つの周壁は対向する側壁と端壁とから構成されるとともに 、前記接続手段は前記側壁の中心線上に位置することを特徴とする特許請求の範 囲第６項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
8. ８．前記起爆手段は、前記胴部における中心線に沿って伸長する第１の導管と、 この第１の導管の一端外側に伸長して前記第１の導管と連絡する第２、第３の導 管と、前記凹部と前記第１、第２の導管の外端部とを連絡する開口部とから構成 されるとともに、前記第１、第２、第３の導管および前記開口部は爆発性物質を 収容するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第５項から第７項のい ずれか１つに記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
9. ９．前記第１、第２および第３の導管は前記対向する側壁に面する前記底壁に対 して直立する壁によって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記 載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
10. １０．前記第２および第３の導管を形成する壁は前記第１の導管から放射状に拡 がり、前記開口部は相隣接する端壁と第２あるいは第３の導管のいずれか一方と の外端部での底壁に開口する孔部から構成されることを特徴とする特許請求の範 囲第９項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
11. １１．前記胴部は磁性体あるいは不活性物質を収容する少なくとも１つの凹部か ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の直線状の切断・破砕を行 う爆破装置。
12. １２．前記胴部は爆薬性物質が収容された凹部を有することを特徴とする特許請 求の範囲第１項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
13. １３．前記胴部は少なくとも１つ以上の導管における爆轟を、爆轟した場合に縦 に伸長する孔に供給する爆薬性物質を収容する凹部を有することを特徴とする特 許請求の範囲第８項から第１０項にいずれか１つに記載の直線状の切断・破砕を 行う爆破装置。
14. １４．前記主要部材は前記導管を遮蔽する遮蔽手段を有することを特徴とする特 許請求の範囲第９項に記載の直線状の切断・破砕を行う爆破装置。
15. １５．前記遮蔽部材は前記第１の導管の一端における爆轟を支持する支持手段を 有することを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の直線状の切断・破砕を 行う爆破装置。
16. １６．前記主要部材は複数個接続して鎖状に連接可能であり、その内部に爆発性 物質が装薬されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の直線状の切断 ・破砕を行う爆破装置。