線爆発に よる ノンネルチ ュー ブの点火特性

研 究 漁 文 m mI H MM M‖ m H l 川

線爆発に よる ノンネルチ ュー ブの点火特性

木村 歩' ,青田倍生◆ ,空地公二, 青田正典◆ 暮 ,藤原修三' *

ノンネル毎爆 システムの点火に線爆発を応用するため,電気容丑と電圧を変えた回路から屯 横線に故喝 させ,内面に逸布された爆薬の丑が外なるノt /ネルチ1‑ブの点火特性を調べた｡

また流 しカノラを使 って伝播速度の変化を観察 した｡その籍果.薬丑が多 くなると点火感度は 高 くな り,各薬丘のノ. /ネルチ1‑プは

の コl /デ ー /サーを使った時に叔小エネルギーで 点火 した｡乾 し写衣には線爆発により爆低から壌轟に進行する様子が妃殺された｡容量 と電圧 を一定に し抵抗を大 きくすると,立ち上が りに要する時間が長 くなる｡本葬鼓条件下では伝播 速度が定掛 こ連する取掛

皿以内であった｡

I.

結 論

ノ

.

ネル起爆 システムは電気に対する安全性だけで なく結線方法にも特散があ り.既に諸外国では広 く普 及 している｡結線は直列.並列.直並列,或いは.く. / チ冶線が可能で現場に合った方法を選ぶことができる｡

このシステムはスターターを 1 本だけ点火すれば ミ三 価甘 または導爆線により次 々と分岐 してい く｡通常.

スター8‑を点火す るには専用の点火皆や筋管を用い るが,甲骨にノ1 /ネルチA‑ブを粘着テープで巻 きつ けると約

が, 不発になると報告 されているl ) ｡ただ し不発はコネクティ. /〆7't ,,クに坪管を収容 して防 ( ･ ことができる｡ また空包を使 う点火撃は信頼性はあ るが大 きな音を発生する｡そこで,音の出ない線爆発 を点火に応用することを倹肘 した｡

線爆発は細い金属の線に大喝柾を流 して爆発させ る 屯気的な方法{･ ある｡非職気式点火 システムを電気的 に点火する方法は他にも行われている｡例えは ノンネ ルチA‑プの自由端から

c nのところに先端が尖 った

個の金属電軽を対向させ放喝ギ十ツナを形成 し,金 属喝転間にに生 じた火花政局により点火させる｡ また

‑‑キ1デ ッ トの発破努も混合ガスを火花放電で点火 していa2 ) ｡爆発線は火花 放 喝に枚べて低い電圧を用 いるが,静電気,迷走花札 租波に対 して高い安全性 を示す｡ さらに爆発線は火薬親を全 く含 まないので取 り救いが冊単で,周円に対 して胡鯨を与えな い ｡

昭和

年

月

日受理

'日本化薬( 秩)火薬中英缶火薬研究所姫路分室

〒

9

兵席県姫路市豊富町皇

9

1弘

' '科学技術研究所 保安環境化学部

〒

茨城県筑波郡谷田部町東

K69y6KayakLJ.Vo1.48.No.3.1987

ここでは爆発線 として恥作が容易な屯気爾管の喝横 線を用いた｡ ノンネルチェープ比内壁に塗布 された爆 薬の丑によって点火感度が異なると予想されたので, 薬包の異なる3唖の ノンネルチ1‑プを用意 して.唖 々の電気容丘の コt /デンサーから電圧を変えて電横線 に放電 し

発火点を求めた｡ さらに高速度乾 しカ メラを使って伝播速度の変化を観察 したので報告する｡

2.

実 験

試 料

ノ. /ネルチ ューブは外径

J E E D ,内径

E E Z n のプラス チ ヶクチ>‑プの内側に帝い爆薬

A1

の屑が塗布 されてお り.その標準薬

{･

ある｡粟島にI i薬丘の異なるチ A‑ブ

を用意 した｡薬丘は点火前後の重畳を潤定 し, その蓋 とした. この他に.チA‑プ内の爆燕を正伸空 気で吹 き飛ば して亜正也を求める方法があるが.点火 させて測定するより薬丘が少なくなる頗向を示 した｡

爆発投は白金‑イ ー )ジサムの合金{･ .長 さは

.

J h n.級 径は

皿であ り,屯曳価管の電機線を使用 した｡

2.2

装置 と方法

点火特性

実験装庇の挽要を

1に示す｡ コt /デt /サーの容 玉は

であった｡スイ ッチングには スパ‑タギャップを使い. コ. /デ ー /サーに充花 した喝 圧を水平に並んだ

本の其虫パイプを適 して爆発線に 放喝させる｡爆発軌 土井良パイプの一端に直交するよ うに縫線 した｡爆発線の抵抗は

回路の抵抗 と イ ' /ダクタ ンスは各 々

と 3.9J J t tであ った｡

Fig.2

に爆尭線 とノl /ネルチ>‑プの凄庶法を示す｡

盛栓 とノンネルチA‑7' は内径が

mのゴムチ1‑7' で接統 される｡ また, ゴムチューブは線爆発のエネル

‑ 765‑

Fig.1 A schemadcdiagram oftheexperimenta l ap

･

Fig.2 ConnectionoftheNONELtube arLda explodin

gw ir e

ギーが周Pl

高 に拡散するのを防 ( ･ ｡ 速度洗 し租影

鞭掛 こ使 った ノ･ /ネルチ 1‑プの薬

であった｡爆発線 とその凄綬方法は前述の通 り

である｡

電掛 こは発破韓( 電

,容

flF)

を使 ったが.

スイ ッチは接点保茸のため電子スイヅ

チ式に変更 して ある ｡ 船形鼓伍は租村式回転税 カJラで.フ

ィルムの 乾 し速射

Sであ った｡熱 く漁

った背景 にl Bt 科をまっす ( . に固定 し,カメラの乾 し

速度が一定 にな

ってから線爆発させた｡撮影は回路の抵抗を

【 Hこ変えて行った｡

3Fi.g.

^冶

は線爆先により点火 した ^果

ノンネルチ 1‑プで ある｡点火の判定は明確であった

｡ この乗故では低電 圧においてスパークギ十ププ{･

のエネルギー損失は無 視できなくなる｡ また充電 されたエネ

ルギーが線爆発 で全てが放出されるのではない｡ ここでは,ノ

ンネル チ>‑プが

発火 した時に消費されるエネ

ルギーを, コソデ. /サー容丑 と充屯 々圧から求めた

4

にノ ンネルチ 1‑7' の薬丘 とェネルギーの関係を示す｡

0. 5 F . Fか ら

の屯田では罷免容且が

増加するに従 って消費エネルギーは減少 し,1 0F r Fの

ゴー /テンサー を使った時に叔中値をとる｡電気啓丑

がさらに大きく なっても充屯 々正はあま り低下 しないため

.50F L Fで は点火に必要なェネルギーは大 きくなる｡

また.薬塵 は多い方が点火感度が高い傾向を示 したが

,F

の コンデ ンサーを使 った とき

と

0mg/m

のチ

ューブは共に

で点火 し,lOF I Fの ときは共に

で点火した｡

g.5

は線爆発に より点火 した ノンネル チ>‑プの典

型的な流 し写共である｡最初 に線爆発の発光が見られ

る｡ この直後, ノ ンネルチ1‑プの発光はほとんど投影

され ず,爆発線から約

z E E E n 離れてから観察が

可 他になる｡回収

したノンネルチューブの発 光の弱い部分には,わずかに残留物が比め られた｡

Fi

g.6

は抵抗を変えて担野 した時間 と反応面の関係で ある｡経過

時間の基点は線爆発の発光が開始 した点と した｡抵抗が大 きくなると反応面が観察可能になるま での時間が長 くなる｡

乾 し写文 より伝播速度 V( I ) と 反応面の位位 刀 X( I ) は以下のように回仰 した｡

V( I

義

9 ^{5? 19}_{0 ‥}

Tinetィ9cc)

Fig.5At ypicalst

re

aexplodingdre Potentid:120

0V CaPCitaJm :10

fIF Reh :0.208 3

00

0 2

q 0

J t u

7

岩 3 U

=Q20Sl

▲

R=463

f l

7

●R=1.43

の

100 160 200 Tine

(

tionfront P

oten血1:1200V CaPChrLCe

:10JLF

融 , 〜

)

L I

0 ?,/,Lir,

' ′ ′ ■ 一

≡ 蔓薫 董 5㌢ 100 200 300

Timehsec) Fjg.7 Ve

l

odt y

x( I

)‑fh( i #

ただ し.tは良過時間 .

D は定常速度 . M とO は係数

は定故である

_{に伍過時間}

におけ

る伝播避妊

I )を示す｡定常速度

はほ

ほ

であった｡ 伝播速度が定常速度の

タiに遵する時間を立ち上がり 時間として( l

. tり求め , 抵抗と立ち上がり時間の関 係を

8に示す ｡ 抵抗値が

Qから

までは 徐々に遅くなるが . その後 . 急敵に遍くなるのがわか る ｡ 立ち上がり時間における反応面の位把を

式より

( 3 0

d

E

tionshL'p

求めると

00から

0.970

, 圧九衝撃等の形態をとって放出されるが . 庇も虫要と考えられる

かこ転移させていが) ｡この とき . 二次爆薬を瞬 時に壌轟させる場合に較べ . 高イt/ ^{の区間では}

E5で あるが ,

は拘束された二 次爆発を線爆発の熟エネル･ti'‑にttり爆仏から爆 ノン ネルチAI7'を点火する場合には熱エネルギーが ^で

EZaであった｡

考察 爆発線に蓄えられた屯気エネルギ11 .. % . 光

〆クタ･/ス . 大奪丘 . 低電圧の回路が有効としている ｡ 托し写かこ 上る伝播速度の変化からわかるように .ノ ンネルチ

ューブも線爆発により爆伝から爆轟に転移しており,

大容丑に なる樫 . 危局正で点火させることができた ｡ しかし . 充電するエネルギーは

のときが最小で あった｡Leo

は痕逝な窄丘は爆発線のエネルギー 転換効率によるとLIJ . また線爆発には適当な屯流波 形があることが報告されてい

) ｡ノンネルチューナ を点火する場合も . 慮題な喝沈波形があるものと思わ れる ｡ 奉 安鼓に使用したノ'/ネルチA‑7'の内径は

.

_EZ

で , fT MXの粒径は

Alの粒径はそれに対し て無視できる ｡したがって.典血が和えると薬執土変 化せず粒子密度が増えることにfz:る｡/ソネ

ルチ 1‑

7' の点火感度は.爆燕の丑に上るものれ 粒子の間隙

によるものか.今後.検肘 してい く

いであろ う｡

5.

括 首

線爆免に よるノソネルチ き‑7' の点火特性 と伝播速 度の変化を網べた｡その結果.以下のことがわか った｡

( l ) ノ･ /ネルチ>‑プl 土発見の多い ものが高い点火 感碇を示 した｡

(2)

揺爆発には虚適な電流波形があると思われ る｡

(3)

各薬丑の ノ' /ネル

1‑7' とも

の コ1 /チ

･

/サーを使 った時.痕 も効串良 く点火 し,収小売 租エネルギーは0.

8Jであ った｡

(4)

ノンネルチ 1‑プは線噸先に よ り体性から爆轟 に転移 し.それに要す る距離

n以内であ っ

従って ′I /ネル点火 システムは適当な点火回路を避

ぷ ことに より.爆発線で点火できることを碇監 した｡

文 献

1) 蜂 塵之.時岡忠弘.井上仲之,西田 佑.青田 倍生,野 口勝巳.工火協肱

亀ケ谷盃夫,エ火協比

3)良.I.Reith

e I

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1

68) .

4)

H.

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4

5)T.J.Tudker,.Explodi叩 Wires^',Vol

.

6)H.

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1

6 8)

A StudyontheInitiationPropertiesoftheNONELTubebyExpl

od

byAyumuKIMtJ

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The50% firingenergylevelsoftheNONEL tubeswithdifferentdosagesforin･ itiating thesystem by exploding wireswere determined,when bridge wireswere discharged from capadtors.Build up timeofexplosionwasobset･ved byastreak‑

Camera.

ThesensitivityoEinitiationincr

e a s e

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Distancesforachieyingstablevelocitywereupto300皿 .

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3903139,Toyotomi,Himeji.Hyogo679‑21,Japan

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工薬火