JP3987871B1

JP3987871B1 - 爆破処理装置

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Publication number: JP3987871B1
Application number: JP2006132685A
Authority: JP
Inventors: 潔朝比奈; 竜介北村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: US20090229451A1; WO2007132634A1; JP2007303738A; US7866244B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、有害物質等の外部への拡散を抑止することのできる爆破処理装置を提供する。
【解決手段】耐圧容器１０が外側容器３１と内側容器３２とを備え、外側容器３２が、耐圧蓋１１の反対側の端部および天壁に、その内外を連通する第１吸引部１７及び第２吸引部１８とを備え、内側容器３２が、第１吸引部１７に対応する位置に、その内外を連通する連通孔１６を備えており、第１吸引部１７及び第２吸引部１８が、吸引装置１９が接続されることにより、第１吸引部１７及び連通孔１６を通じて内側容器３２内の爆破後のガスが吸引されるとともに、内側容器３２から内側開口部３２ａを通じて放出するガスが外側容器３１の天壁と前記内側容器３２との隙間から吸引される位置に設けられている爆破処理装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、爆破処理装置であって、有害物質または化学兵器等の爆発物が爆破処理される際に、当該有害物質等が外部に拡散するのを防止する装置に関する。

前記化学兵器等（銃弾、爆弾、地雷、機雷等）に用いられる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とが充填されたものが知られている。前記化学剤としては、人体に有害なマスタードガスやルイサイト等が挙げられる。

そして、前記化学兵器等や、有機ハロゲン等の有害物質を処理（無害化処理等）するための方法としては、爆破による処理方法が知られている。この爆破による処理方法は、解体作業を要しないことから、保存状態が良好な前記兵器等のみならず、経年劣化や変形などにより解体が困難になったものの処理にも適用することができる。さらに爆発に基づく超高温場および超高圧場の実現によって化学剤のほとんど全てを分解できるという利点がある。このような爆破による処理方法としては、例えば特許文献１に開示されている。

前記のような爆破処理は、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われる場合が多い。そして、この耐圧容器には、一般的に、その内部に前記化学兵器等を搬入するために開閉可能な蓋が設けられており、爆破処理後には当該蓋を開いて内部の清掃等が行われる。ここで、爆破処理後の前記耐圧容器内には、爆破により生じた一酸化炭素等の有害ガスおよび前記有害物質等が残存するので、前記清掃等のために前記蓋を開いて内部を開放する場合には、蓋の反対側に設けた吸引装置から容器内を吸引し、外部から大気を一定速度で流入させて、当該有害物質等が容器内から外部へ拡散しないようにしている。
特開平７−２８６８８６号公報

前記のような爆破処理方法で用いられる耐圧容器としては、爆破時の爆発音や衝撃に耐え得るような堅固なものが用いられるが、爆破時の衝撃荷重および飛散する処理対象物の破片等による損傷は小さくなく、比較的早期に交換の必要が生じてしまう。しかも、この爆破処理に用いるような耐圧容器は大きなサイズ及び大きな荷重を有するため、その交換作業には手間及びコストがかかってしまう。

一方、処理対象物の種類や大きさに応じて大型の耐圧容器を使用する場合には、前記吸引装置の吸引力を十分に確保するのが困難になるとともに、前記耐圧容器の大型化に併せて吸引装置を大型化する必要があるためコストがかかってしまうという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、有害物質の外部への拡散を抑止することのできる爆破処理装置の外部拡散防止装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、処理対象物を爆破処理するための爆破処理装置であって、内部で前記爆破処理が行われる耐圧容器と、この耐圧容器に接続され、当該耐圧容器の内部のガスを外部へ吸引する吸引装置とを備え、前記耐圧容器は、特定方向に延び、その両端部のうちの一方の端部に外側開口部及びこの開口部を開閉する耐圧蓋を有し、この耐圧蓋が閉じられることにより内部が密閉される外側容器と、この外側容器の内側に配設され、前記耐圧蓋と同じ側の端部に内側開口部及びこの内側開口部を開閉可能な内蓋を有するとともに、この内蓋と反対側の端部にその内外を連通する連通孔を有する内側容器とを含み、前記外側容器は、前記内側容器の連通孔と対応する位置に設けられ、当該外側容器の内外を連通する第１吸引部と、この外側容器の天壁に設けられ、前記第１吸引部と前記耐圧蓋との間に位置し、当該外側容器の内外を連通する第２吸引部とを有し、これら第１吸引部及び第２吸引部は、当該両吸引部に前記吸引装置が接続されることにより、当該第１吸引部及び前記内側容器の連通孔を通じて前記内側容器内の爆破後のガスが吸引されるとともに、前記内蓋が開いたときに前記内側容器から前記内側開口部を通じて放出するガスが前記外側容器の天壁と前記内側容器との隙間から吸引される位置に設けられていることを特徴とする爆破処理装置を提供する。

このような構成によれば、耐圧容器内を外側容器と内側容器との二重構造にすることで、爆破時の衝撃等を内側容器で受け止めることができ、外側容器の損傷を小さくすることできる。従って、重厚な外側容器を交換することなく内側容器の交換のみで爆破処理を続けることができ、ランニングコストを低減できるとともに交換の手間を小さくすることができる。

また、この二重構造の耐圧容器において、前記内側容器に前記連通孔を設けるとともに、この連通孔と対応する位置に前記第１吸引部を設けておけば、爆破後に耐圧容器内の有害なガスや粉塵等を排気する際に、この第１吸引部を通じて、前記内側容器内のガス類のみならず爆破時に前記連通孔から外側容器側に排出されたガス類とを同時に吸引することができる。

さらに、前記第２吸引部を前記第１吸引部と前記耐圧蓋との間に設けておけば、前記耐圧蓋および内蓋を開いて前記外側開口部および内側開口部を開放する際に、この開口部から外側に拡散しようとする前記ガス類を効率よく吸引することができる。すなわち、このガス類のうち前記第１吸引部における吸引力が及び難い位置に存在するガス類は、前記外側開口部および内側開口部が開放されると、この開口部から外側に拡散しようとする。しかし、吸引装置によって前記第２吸引部に吸引力が発生するので、前記ガス類はこの第２吸引部に導入され、当該ガス類の外部への拡散が抑止される。特に、前記開口部付近では、内側容器内のガス温度が外部の大気温度よりも高いために上昇気流が発生するので、この第２吸引部を前記のように外側容器の天壁に設けておけば、この上昇気流にのったガス類を効率よく吸引することができる。従って、本構成によれば、前記第１吸引部の吸引力を高めることなく、耐圧容器内の有害物質の外部への拡散を効率良く抑止することができる。また、前記連通孔から外側容器側に排出されたガス類が前記開口部側に回って、第１吸引部からの吸引が困難となった場合でも、当該ガス類を確実に吸引することができ、有害物質の外部への拡散を抑えることができる。

また本発明において、前記内側容器が前記外側容器の底壁上に載置されるとともに、これら内側容器と外側容器との隙間が上側に偏在しているのが好ましい。

この構成によれば、前記上昇気流にのったガス類を効率よく外側容器と内側容器との隙間に導入することができるので、この導入されたガス類を第２吸引部で吸引することで有害物質の外部への拡散を確実に抑止することができる。

また本発明において、前記吸引装置は、前記第１吸引部及び前記第２吸引部の双方に接続される共通の吸引ポンプと、前記第１吸引部からこの吸引ポンプに吸引されるガスの流量を変化させる第１調整部と、前記第２吸引部から前記吸引ポンプに吸引されるガスの流量を変化させる第２調整部とを含むのが好ましい。

このような構成によれば、各調整部を用いて、共通の吸引ポンプに接続された第１吸引部および第２吸引部の吸引量のバランスを容易に変更できるので、各吸引部に対応した複数の吸引ポンプを設けることなく、耐圧容器の大きさや爆破処理後の容器内のガス温度等の条件に合わせて、より効率のよい吸引処理を行うことができる。

以上のように、本発明によれば簡単な構成で、効率よく有害物質の外部への拡散を抑止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る爆破処理装置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装置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を図３に基づいて説明する。この図３は、前記化学爆弾の概略構成を示した断面図である。

この図３に示す化学爆弾（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。

前記炸薬筒１１１は、前記弾頭１１０から後方に延び、この炸薬筒１１１には、炸薬（爆薬）１１２が収容されている。前記弾頭１１０には、前記炸薬筒１１１内の炸薬１１２を炸裂させるための信管１１３が内設されている。

前記爆弾殻１２０は、その中に前記炸薬筒１１１を収容する状態で前記弾頭１１０に接続されている。この爆弾殻１２０の内部には、液状の化学剤（有害物質）１２１が充填されている。前記姿勢制御羽根１３０は、前記爆弾殻１２０の軸方向端部のうち前記弾頭１１０と反対側の端部に配設され、投下時における化学爆弾１００の姿勢を制御する。

尚、前記爆弾殻１２０の上部にはこの化学爆弾１００を吊り上げるのに用いられる吊り環１４０が付設され、この吊り上げによって前記化学爆弾１００が飛行機に搭載される。

この実施の形態で処理対象となる爆発物は、前記のように少なくとも爆薬１１２と化学剤１２１とを有する化学爆弾１００の全部又は一部である。なお、本発明は、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、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。

例えば、本発明は、ＴＮＴ、ピクリン酸、ＲＤＸ等の軍事用爆薬の爆破処理や、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、青酸等の化学剤の爆破処理に適用することができる。

また、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にも、本実施形態の爆破処理装置を用い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場合について、図１に基づいて説明する。この図１は、前記爆破処理装置の概略構成を示した模式図である。

図１に示す爆破処理装置１は、耐圧容器１０と、各種排気装置とを主要な構成要素として含んでおり、テント２０内に収容されている。

前記耐圧容器１０は、鉄等により形成された防爆構造を有し、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強度を有するように、また、その処理時に発生する有害物質等が外部に漏れないように堅固に構成されている。

前記耐圧容器１０の構成の詳細を図２を参照して説明する。この図２は耐圧容器１０の概略構成を示した断面図である。

この図２に示すように、前記耐圧容器１０は外側容器３１と内側容器３２の二重構造とされている。この外側容器３１は、爆破時の衝撃を保持するとともに爆破時に内部で発生する有害物質等の外部への漏洩を防止するのに十分な強度をもつ鉄等からなる強固な耐圧容器である。また、この外側容器３１は、円筒状に形成され、その長手方向の片側端部には外側開口部３１ａが形成されるとともに、外側容器３１の本体部分に対して着脱可能で前記外側開口部３１ａを開閉可能な耐圧蓋１１を有している。そして、この耐圧蓋１１が閉じられることにより、外側容器３１内は密閉される。さらに、前記外側開口部３１ａの反対側には、外側容器３１の内外を連通する第１吸引部１７が形成されるとともに、その天壁には、この第１吸引部１７と前記外側開口部３１ａとの間であって外側開口部３１ａに近い位置に、外側容器３１の内外を連通する第２吸引部１８が形成されている。

前記内側容器３２は、外側容器３１と同様に円筒状に形成された容器であり、爆破時にその内部で発生する衝撃荷重を受け止めるとともに、飛来する弾殻の破片との衝突に耐えるために鉄等の強固な材質で製造されている。また、この内側容器３２にも、その長手方向の片側端部に内側開口部３２ａが形成されるとともに、内側容器３２の本体部分に対して着脱可能で前記内側開口部３２ａを開閉可能な内蓋３３が設けられている。この内蓋３３は前記耐圧蓋１１と対応する側に設けられている。また、この内側容器３２には、前記内蓋３３の反対の端部であって前記外側容器３１に設けられた第１吸引部１７と対応する位置に、その内外を連通する連通孔１６が設けられている。

この内側容器３２は、前記外側容器３１に対して緊密には固定されておらず、外側容器３１に対して若干の相対変位が可能なように緩装されるとともに、内側容器３２と外側容器３１との間に形成される隙間が上側に偏在するように、外側容器３１の底壁上に載置されている。

このようにして形成された耐圧容器１０の上部には、複数の注入口１２が設けられており、これらの注入口１２は、爆破処理前の耐圧容器１０内への酸素の注入や、爆破処理後の除染作業の際の耐圧容器１０内への空気、水、洗浄剤等の注入に用いられる。

前記外側容器３１に形成された第１吸引部１７は、爆破処理前にはフィルタ１３ｂおよび真空ポンプ１３ａと接続されて、この真空ポンプ１３ａによって前記耐圧容器１０内から空気を排出し、耐圧容器１０内を減圧状態または真空状態にするよう構成されているとともに、爆破後には、切替えバルブ１３の操作によって吸引装置に接続されて、耐圧容器１０内の有害物質を含むガスや弾殻の残骸といった粉塵等を吸引、排気するように構成されている。

前記吸引装置は吸引ポンプ１９と、この吸引ポンプ１９と第１吸引部１７との間に設けられた第１調整バルブ（第１調整部）１９ａと、吸引ポンプ１９と第２吸引部１８との間に設けられた第２調整バルブ（第２調整部）１９ｂとを有しており、各調整バルブ１９ａ,１９ｂと吸引ポンプ１９との間には前記ガス類を浄化するための活性炭フィルタ１９ｃが設置されている。そして、この第１調整バルブ１９ａと第２調整バルブ１９ｂとを調整することで、第１吸引部１７および第２吸引部１８における吸引ポンプ１９による吸引力のバランスを調整することができる。これら第１吸引部１７および第２吸引部１８の作用についての詳細は後述する。

さらに、前記耐圧容器１０の底部には、排水口１４が設けられており、この排水口１４を通じて除染作業後の廃液が処理槽１５に排水される。

また、前記耐圧容器１０の外部には、耐圧容器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が設けられており、この点火装置は、遠隔操作による爆破処理を可能にする。

なお、万一、前記化学爆弾１００等の爆発物が前記耐圧容器１０を打ち破った場合であっても前記テント２０が保護されるように、前記耐圧容器１０の周囲に強固な壁が設置されることが好ましい。

前記テント２０は図示しないドアを有し、このドアが開かれた状態で、前記テント２０内への前記耐圧容器１０や化学爆弾１００等の爆発物の搬入が行われる。また、前記テント２０には排気口２１が設けられ、この排気口２１は、ブロア２１ａを用いて前記テント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に用いられる。

次に、この爆破処理装置１において化学爆弾１００を爆破処理する方法について説明する。

前記テント２０内に搬送された化学爆弾１００が前記内側容器３２内に設置されると、内蓋３３および耐圧蓋１１が閉じられ耐圧容器１０内が密閉される。そして、前記第１吸引部１７に接続された真空ポンプ１３ａによって耐圧容器１０内の空気がフィルタ１３ｂを介して排気され、耐圧容器１０内が減圧または真空状態になり、この状態において、図示しない点火装置により点火が行われ、前記化学爆弾１００が爆破される。

前記化学爆弾１００の爆破が終了すると、注入口１２から空気、水、洗浄剤等を注入して廃液を耐圧容器１０から処理槽１５に排出する。そして、前記切替えバルブ１３を操作して、第１吸引部１７と吸引ポンプ１９を接続し、吸引ポンプ１９を作動させて、耐圧容器１０内の有害物質を含むガス類を第１吸引部１７および第２吸引部１８から吸引、排気しつつ、内蓋３３および耐圧蓋１１を開ける。その後。開放された耐圧容器１０内の洗浄を行い、次の爆破処理の準備等を行う。

ここで、前記爆破時には、爆発により衝撃荷重が発生するとともに化学爆弾１００の弾殻等の金属破片が高速で飛散するが、本耐圧容器１０は前記のように外側容器３１と内側容器３２との二重構造になっているため、この衝撃荷重および破片等は内側容器３２で受け止められて、外側容器３１にはほとんど損傷が加えられない。従って、この内側容器３２を交換するだけで、爆破処理を再開することができる。

また、前記有害物質を含むガス類は、内側容器３２内のみならず、この内側容器３２内から前記連通孔１６を通って外側容器３１と内側容器３２との間に形成された隙間にも充満するが、前記第１吸引部１７が連通孔１６を介して内側容器３２内と連通しているとともに、前記隙間とも連通しているので、この第１吸引部１７を通じて吸引ポンプ１９により前記隙間に充満した有害なガス類を吸引することができる。

また、前記第１吸引部１７における吸引力が及び難く、この第１吸引部１７からは吸引され難い位置に存在するガス類は、内蓋３３および耐圧蓋１１を開いて内側容器３２および外側容器３１の開口部３１ａ、３２ａを開放すると、内側開口部３２ａから外部に向けて拡散しようとする。しかし、吸引ポンプ１９に接続された第２吸引部１８が前記外側容器３１の天壁に設けられているので、この第２吸引部１８に発生する吸引力によって、前記ガス類を外側容器３１と内側容器３２との隙間内に吸引し第２吸引部１８から容器外へ回収することができる。特に、前記開口部３１ａ、３２ａ付近には、内側容器３２内の高温ガスと外部の大気との温度差に基づいて上昇気流が発生するため、前記のように第２吸引部１８を外側容器３１の天壁に設けておけば、効率良く吸引することができる。また、前記連通孔１６から外側容器３１側に排出されたガス類が、前記開口部側に回ったとしても、この第２吸引部１８から吸引することができるので、前記有害物質を含むガス類の外部への拡散を確実に抑止することができる。

以上のように、本実施形態の耐圧容器１０は、爆破時の圧力を保持する強度をもつ外側容器３１と、爆破時の衝撃荷重や弾殻等を受け止めて外側容器３１を保護する内側容器３２とを備えるので、外側容器３１の損傷を小さくすることができる。従って、前記堅固な構造を必要とされる重厚な外側容器３１を含む耐圧容器１０の全体を交換する必要がなく、内側容器３２のみの交換によって爆破処理を再開することができる。すなわち、本爆破処理装置１によれば、従来の耐圧容器に比べて爆破処理装置１のランニングコストを低減させることが可能になる。

また、爆破後においては、内側容器３２内のガス類および内側容器３２から連通孔１６を介して外側容器３１側へ排出されたガス類を第１吸引部１７から吸引するとともに、内側容器３２の内側開口部３２ａから外側へ拡散しようとする前記ガス類を第２吸引部１８から吸引することによって、この有害物質を含むガス類の外部への拡散を抑止することができる。

さらに、前記第１吸引部１７と吸引ポンプ１９および第２吸引部１８と吸引ポンプ１９との間にそれぞれ設けられた第１調整バルブ１９ａおよび第２調整バルブ１９ｂを操作して、各吸引部で発生させる吸引量のバランスを調整することができるので、より効率よく吸引することが可能になる。

また、内側容器３２と外側容器３１との隙間が上側に偏在するように構成すれば、前記ガス類をこの隙間に導入することができるので、より効果的に前記ガス類の外部への拡散を抑止することができる。

ここで、前記実施形態では、内側容器３２が外側容器３１に対し緩装されているものについて示したが、本発明は、前記内側容器３２が前記外側容器３１に緊密に固定されるものも含む。しかし、前記のように緩装されているものであれば、爆発処理時の衝撃が外側容器３１に直接伝わりにくく、また、内側容器３２と外側容器３１との連結部分に過大な力が加わらない。従って、当該連結部分が損傷しにくく、前記耐圧容器１０の耐久性がより向上する。

なお、前記実施形態は、爆破処理装置１が屋外に設置されるものであるが、本発明は、爆発物を密閉した耐圧容器１０が地下に埋設され、この地下で爆破処理が行われる場合も含む。

本発明に係る爆破処理装置の全体図である。本発明に係る耐圧容器の概略断面図である。本発明に係る耐圧容器内で処理される化学爆弾の例を示す断面図である。

符号の説明

１爆破処理装置
１０耐圧容器
１１耐圧蓋
１６連通孔
１７第１吸引部
１８第２吸引部
１９吸引ポンプ（吸引装置）
１９ａ第１調整バルブ（第１調整部）
１９ｂ第２調整バルブ（第２調整部）
３１外側容器
３２内側容器
３１ａ外側開口部
３２ａ内側開口部
３３内蓋
１００化学爆弾

Claims

処理対象物を爆破処理するための爆破処理装置であって、
内部で前記爆破処理が行われる耐圧容器と、
この耐圧容器に接続され、当該耐圧容器の内部のガスを外部へ吸引する吸引装置とを備え、
前記耐圧容器は、特定方向に延び、その両端部のうちの一方の端部に外側開口部及びこの開口部を開閉する耐圧蓋を有し、この耐圧蓋が閉じられることにより内部が密閉される外側容器と、この外側容器の内側に配設され、前記耐圧蓋と同じ側の端部に内側開口部及びこの内側開口部を開閉可能な内蓋を有するとともに、この内蓋と反対側の端部にその内外を連通する連通孔を有する内側容器とを含み、
前記外側容器は、前記内側容器の連通孔と対応する位置に設けられ、当該外側容器の内外を連通する第１吸引部と、この外側容器の天壁に設けられ、前記第１吸引部と前記耐圧蓋との間に位置し、当該外側容器の内外を連通する第２吸引部とを有し、
これら第１吸引部及び第２吸引部は、当該両吸引部に前記吸引装置が接続されることにより、当該第１吸引部及び前記内側容器の連通孔を通じて前記内側容器内の爆破後のガスが吸引されるとともに、前記内蓋が開いたときに前記内側容器から前記内側開口部を通じて放出するガスが前記外側容器の天壁と前記内側容器との隙間から吸引される位置に設けられていることを特徴とする爆破処理装置。
請求項１に記載の爆破処理装置において、
前記内側容器が前記外側容器の底壁上に載置されるとともに、これら内側容器と外側容器との隙間が上側に偏在していることを特徴とする爆破処理装置。
請求項１または２に記載の爆破処理装置において、
前記吸引装置は、前記第１吸引部及び前記第２吸引部の双方に接続される共通の吸引ポンプと、前記第１吸引部からこの吸引ポンプに吸引されるガスの流量を変化させる第１調整部と、前記第２吸引部から前記吸引ポンプに吸引されるガスの流量を変化させる第２調整部とを含むことを特徴とする爆破処理装置。