JPS605334B2 - 爆発室 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は堅牢で長寿命を有する爆発室に関する。

爆薬の爆発によって金属の成形や接合、人造ダイヤモン
ドの合成などが行なわれ、また爆薬の性能試験などのた
めの爆発実験が行われるなど、産業上の目的をもって爆
薬を爆発させることが多い。

しかし、近年生活環境保護や危害予防のため、土木工事
などのやむを得ない場合を除き、爆発は爆発室（爆発消
音構造を備えるものを含む）内で行われることが多くな
った。爆発現象は激烈な衝撃波とガス圧を発生するので
、それに耐え、長寿命の爆発室を作るのはきわめて困難
なことである。

従来、爆発による衝撃に耐え得る爆発室として、球形、
半球形、円筒形、半円筒形（カマボコ形）、半球と円筒
を組み合わせた形などが考えられて来た。

理想的にはそれらの形は最小の材料で最大の強度を発揮
するという目的に沿っているように思われるが、現実に
は種々の問題を含んでいる。例えば球形の鋼製爆発室を
製作する場合、１枚の鋼板から成形して製作できないた
め、球面を分割した曲面を有する形状の鋼板をプレス成
形して溶接しなければならない。そのためにはプレス型
を製作しなければならないという経済上、技術上の問題
があるし、溶接部が特異箇所となって理想的な強度は発
揮できない。前記のその他の形状のものについても同様
な欠点が存在する。また、それらのような一次又は二次
の曲面から構成される爆発室を、鋼板だけでなく、型鋼
で補強する構造もあるが、その場合も型鋼を曲面に沿っ
て曲げねばならないという経済上、技術上の問題が存在
する。一方、前記の不利益を排除するため、平面板を寄
せ集めて構成する形状の爆発室もあり得る。

その場合は前記のような欠点はなくなるが、新たな欠点
が発生する。すなわち平面板で構成される爆発室内で爆
薬が爆発すると、衝撃波とガス圧が壁面にかかり、それ
らの圧力に応じた応力（以下衝撃応力という）が爆発室
壁面構造に負荷される。平面板で構成される爆発室にお
いては、平面板と平面板が角度をもって交わり結合され
る部分に応力の集中が発生する。この場合鋼板のみで構
成される爆発室において、応力集中に耐え、かつ長寿命
のものとするためには、結合部に十分な強度を与える必
要から十分に厚い鋼板を用いなければならず、また十分
に厚い鋼板で構成しても、応力集中部すなわち角の部分
で溶接によって結合された部分は熱影響もあって溶接の
方法によっては衝撃応力を受けて破壊される傾向が強い
。鋼板を型鋼で補強した構造の爆発室においては、一見
そのような問題がないように思われるが、補強型鋼や鋼
板の結合方法によっては応力集中による短期破壊が避け
られない。

例えば型鋼と型鋼とを溶接により有角で接合する場合、
応力集中が避けられず、極めて大きな補強部材を用いね
ばならない。また、ボルトで接合するとしても、単純な
応力がかかるように設計するのは極めて困難で、事実上
大きな衝撃応力に多回数耐える装置を作ることは不可能
に近く、また他に奥断応力で耐えさせるようにする方法
なども考えられるが、多くの問題点がある。本発明は、
前記のような問題を解決するべく研究の結果得られたも
ので、大桑量の爆薬の爆発に耐え、建造が容易で建造費
も低廉で、長寿命であるという優れた爆発室を提供する
ものである。

すなわち、本発明の爆発室は、複数個のパネルで囲い形
成される爆発室において、隣り合うパネルの端部を接合
せずに突き合わせ、互いに独立した各パネル間を連結棒
で連結し各パネル間の隙間を目張りしかつ隣り合うパネ
ルの突き合わせ部分を可動にしてなることを特徴とする
ものである。このような本発明の爆発室における特徴的
な構造は、爆発室を形成する複数の壁面がそれぞれ独立
したパネルを連結棒で結合して機成されており、相隣る
パネルの間には何ら、溶接、ボルト留め、リベット留め
などの接合部分がなく、ある程度動き得る自由度が与え
られているので、従来のような壁面と壁面との継ぎ目の
接合部や補強材の接合部で、特に角度を有して接合され
ている部分への応力集中が避けられ、爆発圧力に対して
は、パネルとパネルが連結棒を介して引張り合うことに
よって耐えるというもので、単純な構造で大きな強度が
発揮できる構造である。従って、爆発室に発生した爆発
圧力が、連結榛に対しては引張応力として作用するので
、連結棒はそのような引張応力に耐えるものでなければ
ならない。本発明で用いられるパネルは、爆発圧力に耐
えるものであればどのような材質のものでもよいが「例
えば厚鋼板のようなものが用いられる。

又、パネルとパネルの間の隙間には、薄い鋼板で目張り
するとか、プラスチックや無機材料（例えば、岩綿、ガ
ラス繊維など）、あるいはピッチ等の砧弾性物質、ピッ
チなどを含浸させた無機繊維、有機繊維などを充填する
方法により目張りし、爆発衝撃波、爆発ガス、爆発音響
などの漏洩を防止することができる。次に実施態様によ
って本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施態様である爆発室の主な構造を
示す縦断面説明図であり、１は天井パネル、２，２′及
び２″は壁パネル、３は床パネル、４，４′及び４″は
いずれも連結榛であり、連結榛４″は図の向側の壁パネ
ル２″と図示されていない手前の壁パネルとを連結する
連結棒であってその横断面が示されている。

５は連結榛４または４′の両端に設けられたネジ山と合
うナット、６は相隣る各パネル、たとえば壁パネル２と
天井パネル１、壁パネル２と床パネル３などの間の隙間
を塞ぐ目張り鋼板である。

第１図の爆発室の中央で爆薬が爆発すると、爆発に伴っ
て発生する衝撃波と爆発ガスが壁パネル２，２′及び２
″などや天井パネルー、床パネル３に達し衝撃圧力を負
荷する。

各パネルは独立しているため、隣接したパネルとは無関
係に外方に拡張しようとするが、連結棒４，４′および
４″によって拘束されているため、互いに向い合ったパ
ネルを引っ張り合って応力に耐える。その際、パネルは
連結棒４，４′及び４″の取り付け部の間では曲げ応力
が発生し、取り付け部から隣のパネルに接する端部の間
でも、パネルを外側へそらせるような曲げ応力が発生す
るが、パネルとパネルの継ぎ目の部分は薮合されていな
いために、曲げ応力によって自由に変形し得る。その変
形によってパネルの間に隙間が出来ても、隙間に目張り
鋼板６が爆発圧力で押し付けられて爆発ガスや爆発衝撃
波あるいは音響の漏洩はない。目張り鋼板６は、パネル
に点溶接やビス留めあるいは接着剤で止まる程度に取り
付けておけばよい。パネルは、当然それらの曲げ応力と
連結榛４などの取り付け部の応力に耐えるように設計製
作されなければならないが、パネルとパネルの継ぎ目で
接合した場合のように、複雑で大きな応力が発生するこ
とはないので、単に連結棒で連結させる構造とするだけ
で十分な強度を有するものにすることができる。パネル
、連結榛及び連結棒の取り付け部に与えるべき強度は、
爆発室壁面すなわちパネル面にかかる圧力から容易に算
出できる。すなわち、壁面へ負荷される爆発圧力値につ
いては多くの文献があり、例えば工業火薬協会誌第２競
蓋１１３号１５０〜１５３頁に示す大久保正八郎他によ
る値などから容易に求められる。第１図に示す例で、仮
にパネル面の単位面積にＰｋ９′地の圧力が負荷される
とし、１つのパネル面の面積をＳのとすると１枚のパネ
ル面当りＳＰｋ９の応力が負荷されることになる。

第１図の場合、例えば４本の連結榛４′で対面する壁パ
ネル２と壁パネル２′とが結合されているので、連結棒
４′への負荷が４本に同一にかかるとすると、１本の連
結棒はＳＰ／４ｋ９の負荷に耐えればよく、また連結棒
の材質が。ｋｇ′秘の許容応力を持つとすれば、連結棒
４′の有効断面積はＳＰ／４０００のあればよい。無論
これは理想的な場合について述べたもので、実際には例
えば形状効果や連結棒とパネルの結合部での応力集中な
どを十分配慮しなければならない。また簡単のため、第
１図は各パネルを単一の板からなるように図示している
が、パネルは型鋼で補強したり、型鋼の両面に鋼板を貼
つたものとしてもよい。第２図は本発明の他の実施態様
の爆発室の主な構造を示す水平断面説明図で、７が壁パ
ネル、８が連結棒、９が連結樺８端をパネルに締め付け
るナット、１川ま連結のための台座である。

尚、第２図は壁パネル面のみを取り出して図示し、床及
び天井パネルは略している。第２図のような取付け方法
では、連結榛８にか）る応力は簡単な力学上の理由から
、第１図の取付け方法のノ２倍となる。しかし、爆発室
の中央近くを連結榛が横切って作業上の邪魔になるよう
なことがなく、また連結棒と爆発位置が近くなって損傷
を受け易いというような不都合が生ずることがないとい
う利点がある。第１図、第２図いずれの場合においても
連結榛は爆発室内に露出している。

そのため連結棒が爆発圧力によって曲つたり、爆発圧力
によって投射される物体が衝突して損傷を受けたりする
ことがある。それを防止するため第３図（保護管を取り
付けた連結棒の平面図）及び第４図（保護管を取付けた
連結棒の側面図）に示すように連結棒１１のまわり‘こ
支持臭１３を付けて保護管１２を取付けることにより連
結棒１１を有効に保護することができる。またそれぞれ
の結合は、熔接によっても、ネジ止めなどの機械的方法
でもよい。次に連結榛の各パネルへの取付け方法として
は、大別して次の２つの場合がある。

すなわち第１の方法はパネルに対し連結棒を差し込みピ
ン、座金、くさび等の止め金具で固定する方法でネジ構
造を用いないので組立が手早くできるという利点がある
。第２の方法は、パネルに対し連結棒の端部をボルトナ
ット構造などのネジ構造を用いて固定するという取付け
方法である。この第２の方法ではネジ構造を予じめ結合
力以上に締め付けてパネル面が爆発室内側に引張られる
ように連結榛をパネルに取付ける（すなわち予応力をパ
ネルに付与しておく）ことができるので、その予応力が
パネルにかかる爆発圧力を相殺するように働き、パネル
の耐圧力を向上させることができるという利点がある。
又、この連結棒の中間にターンバックル式のネジ横造を
設けると、前記第１の取付け方法においてもパネルに予
応力を与えることが可能であり前記第２の方法と同様の
効果を得ることができ、一方、前記第２の取付け方法に
おいて、更にターンバックル式のネジ構造を連結棒の中
間に設けると、予応力の程度を容易に微調整することが
できる。従ってこれにより耐圧力、寿命、コストの面で
有利な爆発室が得られる。また連結棒の取付けについて
、予応力を与えない単なる取付け方法の例としては、第
１図の爆発室においてナットをあまり強くしめず軽くと
める方法、第５図（差し込みピンによる連結榛の固定方
法を示す断面説明図）に示すように、連結榛１４の中に
ほられた孔の中に差し込みピン１５を差し込んでとめる
方法がある。

ただし１は天井パネルである。なお差し込みピン１５に
かえてテーパーピンを用いることもできる。さらに第６
図（馬てし、型座金による連結棒の固定方法を示す断面
説明図）に示すように、一部の径を細くしている連結榛
１６を天井パネル１およびワッシャー１８のそれぞれの
穴を通して突き出し、馬てし、型座金１７を差し込んで
固定する方法がある。

之に対して予応力を与えるような連結棒の取付方法の例
としては第１図においてナット５を多数回回転させてで
きるだけ連結榛４に沿って進ませる方法とか、同機に第
２図におけるナット９を多数回回転させて締める方法が
ある。

また第７図（ターンバックルを取付けた連結榛の平面図
）に示すように連結棒１９の両端をピン２０によって取
付台２１にとめ、連結榛１９の取付台２１の反対側端に
設けたそれぞれ逆向のネジ部２２を夕−ンバツクル２３
で結合し、ターンバックル２３を回転することにより締
めてもよい。また連結榛１９の取付台２１を移動可能と
し、それを移動して連結棒１９を締めることによって予
応力をつける方法もある。本発明の爆発室には人員の出
入口や爆発ガスの排出口を衝撃応力に耐える一般的な配
慮を行なった上で取付けることができる。

また他の消音、防音、振動絶縁の手段も併用することが
できる。更に、本発明による爆発室は、パネルを組み立
てて構成できるので、プレフアブリケーションが容易で
、建設期間が短かく、移動式のものにできるという利点
もある。以上要約するに、本発明は、耐圧力が高く、長
寿命であり、簡素な構造であって建造が容易でかつコス
トの低い爆発室を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様である爆発室の主な構造を
示す縦断面説明図、第２図は本発明の他の実施態様の爆
発室の主な構造を示す水平断面説明図、第３図は保護管
を取付けた連結棒の平面図、第４図は保護管を取付けた
連結棒の側面図、第５図は差し込みピンによる連結棒の
固定方法を示す断面説明図、第６図は馬てし、型座金に
よる連結棒の固定方法を示す断面説明図、第７図はター
ンバックルを取付けた連結棒の平面図である。 １：天井パネル、２，２′，２″：壁パネル、３：床パ
ネル、４，４′，４″，１１，１４，１６，１９：連結
棒、５，９：ナット、１２：保護管、１５：差し込みピ
ン、１７：馬てし、型座金、２０：ピン、２３：ターン
バックル。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のパネルで囲い形成される爆発室において、
   隣り合うパネルの端部を接合せずに突き合わせ、互いに
   独立した各パネル間を連結棒で連結し各パネル間の隙間
   を目張りしかつ隣り合うパネルの突き合わせ部分を可動
   にしてなることを特徴とする爆発室。