JPS6411145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は爆薬および爆発物の爆発に関連して使
用される新規な建造物構造体に関する。この建造
物は、これに破損を与えることなく、そして同時
に建造物の外部に伝わる音響のレベルを許容でき
るようなものにして、数100キロまでの重量の爆
発物の爆発を行うのに使用できることを目標にし
ている。

この種の建造物は、爆薬のメーカーがその爆発
物製品の諸特性、例えば爆発速度、発生するエネ
ルギー量、破砕性能、爆薬の敏感性等を常に試験
するために不可欠なものである。また高性能爆薬
の爆発エネルギーを利用する金属加工法も開発さ
れている。これに関しては、いわゆる「メタル・
クラツド法（合せ板法）」を使つた金板要素間の
溶接または接合および金属成形を挙げることがで
きよう。これらの加工法においては重量が50から
250キロの高性能爆薬が用いられる。周知のよう
に小さな爆薬でも、これを爆発させたときに発す
る音響の強さは、人間の耳に直接障害を及ぼす
140dBの範囲に達する。

現在の技術において爆薬は小型のものでも大型
のものでも戸外で爆発させている。従つて近隣の
住人に非常な迷惑を与えることになる。

２キロ以下の爆薬の場合、コンクリート建造物
で充分爆発を繰返し行うことができる。そのよう
なコンクリート建造物構造体は25キロまでの爆薬
に耐えるように作られている。そのような建造物
の問題点は、それを構成する鉄筋コンクリートそ
のものが急激に変化する引張応力に対して弱いと
いうことである。

鉄筋を非常に丈夫にした場合でも、そのような
建造物は、いわゆる装入密度（すなわちm³で計ら
れる有効空間体積で割つた爆薬のキロで計られる
量）を非常に低く設計しなければならない。

しかし高張力鋼で作つた建造物では、同様な使
用範囲のものとして設計されたコンクリート建造
物に関する計算値に対し、装入密度を理論的に約
１けた大きくすることができよう。

ノルウエー特許明細書第127021号（米国特許第
3832958号）は、工業用製造建造物として使用さ
れるものとしての、堅型円筒形鋼シエルで構成さ
れる建造物を記載している。この建造物は事故で
生じる瞬時爆発による損傷を少なくできる。この
鋼構造体は、鋼の引張応力が極限強度にまで達す
るような数100キロの爆薬に耐えるように設計さ
れ、そして屋根が吹飛ばされて爆発圧力波を瞬間
的に逃がすような考え方が折込まれている。従つ
て爆発を何回も繰返して行い、そして同時に音響
減衰効果を重視するような設計としては、そのよ
うな建造物は明らかに本質的に幾つかの欠点をも
つている。

そこで本発明の目的は、爆薬および爆発物の爆
発試験を行うための改良された建造物構造体を提
供することである。そのような建造物は損傷や変
形することなく非常に多くの回数の爆発に耐える
ものでなくてはならない。ここで称する「改良さ
れた建造物」というのは、より安全な建造物、よ
り損傷し難い建造物、そして優れた音響減衰性能
を有する建造物という意味である。本発明のまた
別の目的は、上記のような諸長所をもつと同時
に、また適当な費用と手段をもつて製作できる建
造物を提供することである。

本発明による建造物構造体は、管形の鋼の構造
体を備え、この管はこれの内側に２つの切妻壁を
備え、そしてその中央部に爆発室を画成し、該２
つの切妻壁の両方または一方が複数個の貫通開口
による孔を開けられ、ウエブ付き壁または同様な
ものが該管の少なくとも一方の端部に備えられ、
この壁は該切妻壁と共に少なくとも１つの切妻室
を画成し、この室は好適に石のマスを充填され、
該構造体は音響減衰されるガス放出および圧力逃
しを効果的に行い、該管形構造体は砂のベツドの
上に水平に自由に設置され、またその管の全長に
亘つて砂を被せられることを特徴としている。

１つの好適な実施例において、両該切妻壁が複
数個の貫通開口による孔を開けられ、該鋼管の各
端部にウエブ付き壁および特殊な石充填物が装架
される。

このような構成において、爆発によつて生じる
音響と圧力のエネルギーの大部分は鋼構造体によ
つて減衰されるが、しかしこの減衰の少なからぬ
部分がまた、砂カバーおよび切妻室内の石充填物
によつて行われるのである。

全建設コストを適正なものにするため、高級鋼
のもつている引張強度を利用することにより高い
装入密度を得ることができ、すなわち爆発室の空
間体積を比較的小さくでき、従つてまた建造物構
造体の全体的な寸法を小さくできる。

さらに爆発室または部屋は中空の円周の形にさ
れるが、このような形状は鋼板の圧延または溶接
によつて作れるので、製作上有利である。切妻構
造体は充分な強度を備えるように、広いフランジ
をもつた鋼セクシヨンを側部どうし接するように
置き、溶接して構成される二重壁ウエブ構造にな
るよう設計される。このような構造では２つの壁
板がウエブで連結され、そこでこれらウエブの間
に長手方向の空所またはキヤビテイが形成され
る。爆発室内の爆発で瞬間的に生じる圧力を可及
的に早く逃がすことが非常に重要なのである。

そのような構成の重要な特徴は、圧力とガスが
小さな断面区域、すなわち両該壁板の第１の壁板
の広いフランジ構造に備えた孔を通して逃げ、そ
してそれら壁板間のキヤビテイ内で膨張し、それ
から第２壁板の広いフランジ付きセクシヨンを形
成する部分に設けられたより大きい孔または開
口、例えばスリツトの形の開口を通つて低速で流
出し、そしていわゆる音響減衰空所の断面区域全
体に実質的に均等に分散することである。この音
響減衰は好適に丸い石を詰めることによつて行わ
れよう。

該空所内の石のマスの保持は、切妻構造の管構
造体の両外端部をウエブ構造にすることによつて
行われ、このウエブ構造は爆発とこれに続くガス
放出によつて作られる石マス内の潜在動的エネル
ギーを吸収するに充分な強度をもつて構成され
る。

ここに想定しているような大量の爆薬の爆発に
よつて生じる音響の強さを減少する建造物の能力
は、鋼構造体の石室の、そしてその鋼構造体の全
長を覆う砂マスも少なからず備える減衰効果を合
わせて、何回も実験を繰返すことによつて決める
ことができよう。

上記原理は、建造物の寸法、鋼の特性、石充填
物の寸法、および砂カバーの寸法のようなそれぞ
れの条件について考察されるべきである。

本発明の建造物構造体はその実際的な使用を可
能にするため、爆薬およびその他の必要な材料や
装置を搬入するための接近口を備えなければなら
ない。それは一方の切妻壁セクシヨンに貫通され
る可及的に小さな接近用開口が好適である。爆発
室専用の扉が内側へ動ける、または枢動できるよ
うに備えられ、そしてこの型式の鋼建造物では好
適に10から15バールになる爆発圧力に耐えるよう
充分堅固に作られる。この扉もまた音響減衰をで
きるように構成される。

本発明のこの構造的な原理を容易に理解できる
ようにするため、次に本発明に従つて構成され、
特にメタル・クラツド製品の製作に使用する目的
をもつて設計される建造物の好適な実施例を示す
添付図面を参照にしながらさらに説明を続ける。

図面において参照番号２は円筒形の鋼管を示
し、この鋼管は２つの内部切妻壁４，４によつて
管の中央部分の中に室または部屋６を画成する。
この室が、すなわち「爆発室」である。この爆発
室の中である量のTNT爆薬ユニツトが爆発また
は点火される。

爆発室の長さは好適にはその直径より幾分大き
く作られる。立方メートルの体積で割つたキロ単
位の爆薬の量、いわゆる「装入密度」は、この型
式の建造物では、好適には0.4から１の範囲であ
る。これは、下記圧力比の数倍に達することがあ
る非常に短時間の「ピーク圧力」期間を無視した
場合、12から24バールの圧力比に対応する。

第３図の詳細斜視図でよく解かるように、切妻
壁４はここでは広いフランジを有する鋼材要素８
を溶接して作られ、これによつて小さな中空空所
またはキヤビテイ１０が画成される。爆発室側の
壁面に孔１２が開けられる。これら孔の面積は切
妻壁面の全表面積の約0.5％にされる。切妻室ま
たは石室の側の壁面には、好適には切妻壁面の全
表面積の約20％になるような大きなストツト１４
が備えられる。

管の各端部に特殊な音響フイルタ室１６が備え
られる。これは一方では爆発圧力波を減衰し、そ
して他方ではガスが孔１２と１４を通つて高速で
放出されていくことによつて生じる音響作用を減
衰する。

音響フイルタ室１６は好適に、爆発を効果的に
減衰する重い材料を充填される。そのような条件
にあつたものとして多少とも丸い石１８の充填物
が好適であり、これら石１８は、好適にはＩ形鋼
セクシヨン２２で格子壁状に作られる外側切妻壁
２０で画成される室の中に詰められる。

接近用扉２４は内側へ枢動できるように装架さ
れる。この扉は爆発で生じる圧力に耐えられるよ
う鋼製にしなければならない。扉２４は接近用ま
たは供給用トンネル２６の周りの枠またはサツシ
ユに対して押付けられ、そしてその開閉には圧力
流体シリンダ２７が使用される。

この建造物を、大量の爆薬を使用し、また金属
加工用として重量の大きな金属を取扱えるものと
するためには、接近用扉およびトンネルと関連し
て図示のように適当に設置されるトロリー２８を
もつた特殊なクレーン２９を備えなければならな
い。

この型式の建造物では非常に重要な効果的な通
風を行うため、貫通フアン・ダクト３１をもつた
通風フアン３０が設けられる。ダクト３１の内側
端部には衝撃弁３２が備えられる。

メタル・クラツド法のような特殊な爆発操作を
行う場合、爆発溶接で接合する加工物を載せるべ
ースとなる砂ベツド３４を建造物内に設置する必
要がある。

ここに説明してきたような鋼管建造物構造体
は、本発明によれば、鋼管が周囲の地面より少し
高くなるようにして、水平に砂ベツド３６の上に
自由に載せて設置される。鋼管構造体の頂部の上
に砂のマス３８を、その頂部上の厚さを１ｍ程度
とし、その両側の自然落下角度30゜で被せること
により、爆発の際に生じる音響エネルギー、地面
の衝撃、および鋼管シエルの振動を大幅に減衰す
ることができる。側方に延出する端部切妻４０を
備えることによつて、建造物の全長に亘り完全に
砂で覆うことができる。

本発明による建造物の寸法は、その中で使用さ
れる最大爆薬量に応じて決められる。最高25キロ
のTNT火薬を使用する建造物の場合、爆発室に
は高張力鋼の板厚約20mmで、直径約3.5ｍの鋼管
が使われよう。管の全長は約13ｍ、そして切妻空
所の長さは約３ｍにされる。

本発明がここに図示し説明してきた実施例にの
み限定されるものでないことは理解されよう。そ
こで本発明による建造物は管の一方の端部にだけ
ガスと圧力逃しを備えるような型式にすることも
できる。このような実施例では、建造物の遮断端
部の切妻壁に孔および開口が開けられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による建造物で、一部を扉の側
からみた立面図Ａ−Ａで示し、また一部を爆発室
のＢ−Ｂ面における断面で示す図面、第２図は第
１図の建造物の長手方向断面図、第３図は切妻構
造の部分斜視図である。 ２……鋼管、４……切妻壁、６……爆発室、８
……広いフランジ付き鋼材、１０……キヤビテ
イ、１２……孔、１４……スリツト、１６……音
響フイルタ室、１８……石、２０……外側切妻
壁、２２……Ｉ形鋼、２４……接近用扉、２６…
…トンネル、２７……圧力流体シリンダ、２８…
…トロリー、２９……クレーン、３０……通風フ
アン、３１……通風ダクト、３２……衝撃弁、３
４……加工物用砂ベツド、３６……鋼管砂ベツ
ド、３８……砂カバー、４０……端部切妻。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 爆発音響の効果的な減衰と材料の経済的な使
   用を目指す、数100キロまでの爆発物を繰返し爆
   発させるための建造物構造体において、この建造
   物が管形の鋼の構造体２を備え、この管はこれの
   内側に２つの切妻壁４，４を備え、そしてその中
   央部分に爆発室６を画成し、該２つの切妻壁の両
   方または一方が複数個の貫通開口による孔を開け
   られ、ウエブ付き壁または同様なもの２０が該管
   の少なく一方の端部に備えられ、この壁２０は該
   切妻壁４と共に少なくとも１つの切妻室１６を画
   成し、この室は好適に石のマス１８を充填され、
   該構造体は音響減衰されるガス放出および圧力逃
   しを効果的に行い、該管形鋼構造体は砂のベツド
   ３６の上に水平に自由に設置され、またその管の
   全長に亘つて砂３８を被せられることを特徴とす
   る建造物構造体。 ２ 特許請求の範囲第１項の建造物構造体におい
   て、両該切妻壁４，４が複数個の貫通開口による
   孔を開けられ、該鋼管の各端部にウエブ付き壁２
   ０，２０および特殊な石充填物が装架されること
   を特徴とする建造物構造体。 ３ 特許請求の範囲第２項の建造物において、該
   内側切妻壁４が好適に、側部どうし合わせて置か
   れる広いフランジをもつた鋼ビーム（Ｈ−ビー
   ム）４を一緒に溶接することにより作られ、そし
   て該管構造体の内側に好適に溶接によつて固定さ
   れることを特徴とする建造物。 ４ 特許請求の範囲第３項の建造物において、該
   鋼セクシヨンの該爆発室の側のフランジ部分が、
   爆発ガスの非常に抑制された放出を行うような貫
   通孔を備えられ、該切妻室１６の側の該切妻壁の
   面がスリツトのような孔または開口を備え、これ
   の全面積が、該切妻室内の石のマスの中の石の間
   に存在する全自由区域に実質的に対応することを
   特徴とする建造物。 ５ 特許請求の範囲第４項の建造物において、該
   爆発室６のための該鋼管２が円筒形であり、そし
   てその強度に関する設計が、主要なガス圧力によ
   つて生じる引張応力および有り得る爆発破片の衝
   突によつて生じる追加的な応力と歪みに耐えるこ
   とができるようになされることを特徴とする建造
   物。 ６ 特許請求の範囲第２項の建造物において、一
   方の該切妻室を通して接近用トンネル２６が備え
   られ、このトンネルが該爆発室の側にあつて内側
   へ動ける防圧鋼扉２４を備え、この扉は吸音マ
   ス、好適には砂を充填される中空の扉板として作
   られることを特徴とする建造物。 ７ 特許請求の範囲第６項の建造物において、好
   適には接近用扉を備えない該切妻壁に、該外側切
   妻壁に設けられるフアン３０と衝撃弁３２を備え
   た通風ダクトが設置されることを特徴とする建造
   物。 ８ 特許請求の範囲前記任意１項の建造物におい
   て、該管構造体がこれの両外端部に側方バツフア
   板構造体４０を備え、これの寸法は全体的に砂カ
   バーの自然落下角度に対応し、それによつて該鋼
   構造体の全長をその砂カバーで覆うことができる
   ことを特徴とする建造物。 ９ 特許請求の範囲前記任意１項に請求され且つ
   特に重い板材と大量の爆薬を使用する金属加工に
   使用するように設計される建造物において、該板
   材を該建造物に対し搬入および搬出するためのト
   ロリー・クレーン・ユニツト２８，２９が設備さ
   れることを特徴とする建造物。 １０ 特許請求の範囲第９項の建造物において、
   加工される板物体が砂のベツド３４その他同様
   な、特にその加工に適したものの上に置かれ、そ
   して爆発物の爆発が下方向にその板物体に対して
   行われることを特徴とする建造物。