(57)【要約】      （修正有）【課題】バルク含水爆薬等の装填装置において、装填の際に、潤滑液供給部への爆薬等の逆流を減少させ、残薬を少なくし、更に容易に洗浄が行える装填装置を提供すること。【解決手段】バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、バルク含水爆薬またはその中間体の収容部からバルク含水爆薬またはその中間体が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する溝がほぼ垂直に設けられたことを特徴とする装填装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、バルク含水爆薬またはその中間体の収容部からバルク含水爆薬またはその中間体が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する溝がほぼ垂直に設けられたことを特徴とする装填装置。
【請求項２】
潤滑液を供給する溝の幅を変更できることを特徴とする請求項１に記載の装填装置。
【請求項３】
バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、バルク含水爆薬またはその中間体の収容部からバルク含水爆薬またはその中間体が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する穴がほぼ垂直に１つ以上設けられたことを特徴とする装填装置。
【請求項４】
バルク含水爆薬またはその中間体を移動させるポンプを設け、潤滑液を供給する位置を、このポンプの吸い込み側に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装填装置。
【請求項５】
潤滑液を供給する管に逆止弁及び／または流量調節弁を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砕石、採掘、トンネル掘削などの産業発破に用いられるバルク含水爆薬又はその中間体を発破孔へ装填するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流動性を有するバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置においては、バルク含水爆薬又はその中間体が一定の粘度を有しているため、装填ホースや装填パイプ内を移動する際に、その内壁との抵抗が大きくなり、バルク含水爆薬又はその中間体を移動させる装填圧力を大きくする必要がある。そこで、特許文献１や特許文献２などの装填装置には、装填圧力を大きくしなくても良いように、バルク含水爆薬又はその中間体と装填ホースや装填パイプの内壁の間に、水、硝酸アンモニウムなどの爆薬成分を含む水溶液、亜硝酸ナトリウムなどの発泡剤水溶液などの潤滑液を介在させて装填圧力を低下させるための潤滑液供給部が設置されている。また装填の際、一発破孔の装填が終了すると、装填ホース又は装填パイプ内残圧の影響で発生する装填ホース又は装填パイプ先端からのバルク含水爆薬又はその中間体の垂れを防止するために、装填に使用されるポンプを一定時間逆回転させ、バルク含水爆薬等又はその中間体を逆流させる工夫が行われている。
【０００３】
しかしながら現在使用されている潤滑液を使用したバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置では、特許文献１、特許文献２や図９の様に、ポンプを逆回転させた場合、バルク含水爆薬又はその中間体が潤滑液供給部やその上流部に逆流する構造になっているため、次の発破孔の装填時に、潤滑液が装填ホース内に供給されるのに時間が掛かり、潤滑液が存在しない部分が発生し、装填圧力が上昇したり、潤滑液が発泡剤溶液の場合は、その部分に発泡剤が存在しないため、バルク含水爆薬の中間体が鋭感化されず、不発となる可能性がある。また、構造が複雑なため、残薬が残りやすく、洗浄がし難いなどの問題がある。
【特許文献１】特開平７−４９００号公報
【特許文献２】英国特許公開２２０４３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、バルク含水爆薬等、すなわち、バルク含水爆薬又はその中間体の装填装置に関し、装填の際に、潤滑液供給部へのバルク含水爆薬等の逆流を減少させ、残薬を少なくし、更に容易に洗浄が行える装填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、潤滑液供給部の構造を改良することにより、装填の際に、潤滑液供給部へのバルク含水爆薬等の逆流を減少させ、残薬を少なくし、更に容易に洗浄が行えることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下のような装填装置に関する発明である。
１．バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、バルク含水爆薬またはその中間体の収容部からバルク含水爆薬またはその中間体が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する溝がほぼ垂直に設けられたことを特徴とする装填装置。
２．潤滑液を供給する溝の幅を変更できることを特徴とする前記１．に記載の装填装置。
３．バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、バルク含水爆薬またはその中間体の収容部からバルク含水爆薬またはその中間体が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する穴がほぼ垂直に１つ以上設けられたことを特徴とする装填装置。
４．バルク含水爆薬またはその中間体を移動させるポンプを設け、潤滑液を供給する位置を、このポンプの吸い込み側に配置することを特徴とする前記１．〜３．のいずれかに記載の装填装置。
５．潤滑液を供給する管に逆止弁及び／または流量調節弁を有することを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の装填装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のバルク含水爆薬等の装填装置は、装填の際に、潤滑液供給部にバルク含水爆薬等が逆流することがなく、また残薬が少なく、更に容易に洗浄が行えるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について、その好ましい実施態様を中心に、詳細に説明する。
本発明で言うバルク含水爆薬とは、エマルション爆薬やスラリー爆薬などの含水爆薬で、消費現場においてポンプ等を用いて装填可能な流動性を持つ爆薬のことである。また、その中間体とは、含水爆薬が鋭感化されていない中間製品で、爆発性が無く、消費現場において化学発泡による気泡を中間体中に発生させたり、あるいはガラスマイクロバルーンや樹脂バルーン等の中空粒子等を中間体に添加したりして鋭感化され爆薬になるものを言う。
本発明は、バルク含水爆薬またはその中間体（以後、バルク含水爆薬等と略す）の装填装置であって、バルク含水爆薬等の収容部からバルク含水爆薬等が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、潤滑液を供給する溝がほぼ垂直に設けられたことを特徴とする装填装置である。
【０００８】
本発明の装填装置には、例えば図６のように潤滑液供給部が設けられ、タンク、ホッパーや運搬容器などのバルク含水爆薬等の収容部からバルク含水爆薬等が発破孔へ装填されるまでに移動する管に対して、例えば図１のように円周上に細長い隙間を設け、その外周から潤滑水が流れ込んでくる溝が管に対してほぼ垂直に設けられる。ここで、ほぼ垂直とは、正確にはバルク含水爆薬等が移動する管に対して７０〜１１０度、より好ましくは８０〜９０度の範囲をもつものである。溝がほぼ垂直に設けられているため、バルク含水爆薬等の装填時や逆流時は、バルク含水爆薬等が潤滑液供給部やその上流部に逆流し難い。溝の幅は、バルク含水爆薬等が逆流し難いように狭いほど良いが、バルク含水爆薬等に添加されている中空粒子やその他の固体粒子等がある場合、固体粒子が詰まることなどを考慮し、溝の幅は０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．１〜２ｍｍがより好ましく、０．２〜０．８ｍｍがさらに好ましい。
【０００９】
潤滑液供給部の溝の幅は、固定でも良いが、変更できる方が好ましい。例えば図２のように、バルク含水爆薬等が移動する管とジャケットがネジで組みあがる構造にしておき、既知のネジ山のピッチから、容易に溝の幅を設定できる。
潤滑液供給部の潤滑液入口と溝の位置関係は、爆薬の滞留を防ぐため、例えば図２のように、ジャケット内に流れを作りやすいよう、ジャケットの両端に配置した方が好ましい。図２のように配置した方が、ジャケット内の潤滑液の滞留が抑制され、潤滑液の流れがスムーズになり、バルク含水爆薬等が万一逆流してジャケット内に貯まっても、容易に流し出される。
【００１０】
潤滑液供給部の潤滑液入口の数は、１つでも良いし、２つでも良いが、例えば図３のように３つ以上設けても良い。複数設けた方が、バルク含水爆薬等が万一逆流してジャケット内に貯まっても、潤滑液のバルク含水爆薬等への供給の流れによって、容易に流し出される。
潤滑液供給部のジャケットの長さは０．５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜３０ｍｍがより好ましい。ジャケットの幅は、０．０５〜２０ｍｍが好ましく、０．５〜５ｍｍがより好ましく、１〜２ｍｍがさらに好ましい。
【００１１】
本発明の装填装置の潤滑液供給部には、既に記した溝の代わりに穴を設けることができる。溝はバルク含水爆薬等が移動する管の円周上に細長い隙間が空いているもので、穴はバルク含水爆薬等が移動する管の一部に、例えば円状の空間が貫通したものである。穴はバルク含水爆薬等の移動方向に対して、ほぼ垂直に設けられる。ここで、ほぼ垂直とは、正確にはバルク含水爆薬等が移動する管に対して７０〜１１０度の範囲をもつものである。穴数は、例えば図４のように一つでも良いが、例えば図５のように複数設けた方が好ましい。複数設けた方が、バルク含水爆薬等とバルク含水爆薬等が移動する管の内壁の間に潤滑液が浸透し易く、潤滑効果が高い。この場合、複数空けた穴の周囲にジャケットを設けても良い。周囲にジャケットがあれば、それぞれの穴に潤滑液入口を設ける必要がなく、潤滑液入口の数を穴の数よりも少なくでき、例えば１つでも良いからである。
【００１２】
潤滑液供給部の穴の径は０．５〜１０ｍｍが好ましく、１〜２ｍｍがより好ましい。
本発明の装填装置の潤滑液供給部が設置される位置は、例えば、図６、７、８に示すようにバルク含水爆薬等のポンプの前または後ろに配置される。また、潤滑液以外の他成分の供給部やバルク含水爆薬等のポンプ以外の装置が存在する場合は、バルク含水爆薬等のポンプの前後に配置されても良いし、発破孔もしくはバルク含水爆薬等の収容部に最も近い位置でも良いし、バルク含水爆薬等のポンプと発破孔の間のいずれの位置でも良いし、バルク含水爆薬等のポンプとバルク含水爆薬等の収容部の間のいずれの位置でも良い。要するに、バルク含水爆薬等とバルク含水爆薬等が移動する管の内壁の間に供給された潤滑液層が、供給されて潤滑効果を発揮した状態を保持し続ける位置に設置されることが好ましい。
【００１３】
本発明の装填装置において、潤滑液のバルク含水爆薬等が移動する管への供給は、圧力容器、ギアポンプやモーノポンプなどの定量性に優れたポンプを使用することが好ましい。この場合、圧力容器やポンプの圧力は潤滑液を潤滑液供給部へ送り込む圧力が、潤滑液がバルク含水爆薬等と接触する部位のバルク含水爆薬等の圧力よりも０．０１〜０．５ＭＰａ高い圧力に設定されることが好ましい。また、潤滑液供給部がバルク含水爆薬等のポンプとバルク含水爆薬等の収容部の間に配置される場合は、バルク含水爆薬等のポンプの吸引力を利用することが好ましい。この場合、バルク含水爆薬等のポンプの種類は、バルク含水爆薬等が移動する管の内壁の間に供給された潤滑液層ができるだけ壊れないようなものが良く、例えば、ホースポンプやチューブポンプなどが好ましい。
【００１４】
本発明の装填装置の潤滑液が移動する管には、例えば図８のように逆止弁及び／または流量調節弁を設置することが好ましい。逆止弁を設置すれば、バルク含水爆薬等の潤滑液供給部への逆流が更に抑制出来る。逆止弁のクラッキング圧力は、０．５〜５０ｋＰａが好ましく、０．５〜１０ｋＰａがより好ましく、１〜５ｋＰａがさらに好ましい。潤滑液が移動する管には流量計も設置した方が好ましい。流量調節弁は流量計と一体となったものが好ましい。
【００１５】
潤滑液供給部の材質は、ステンレス製などの金属、塩化ビニール、アクリル樹脂やポリカーボネートなどのプラスチックが好ましい。潤滑液供給部の材質は、装填装置の使用条件や環境により選定され、劣悪な環境下や特に機械的強度が必要な場合は、金属製が好ましい。比較的良好な使用条件や環境下であればプラスチック製でも良く、特に潤滑液供給部内部のチェックが必要な場合は、透明プラスチックが好ましい。
潤滑液の供給量は、潤滑液の使用目的がバルク含水爆薬等とそれが移動する管の内壁との潤滑効果のみの場合、バルク含水爆薬等に対して２〜１５重量％であることが好ましく、更に３〜６重量％であることが好ましい。潤滑効果に加え、潤滑液が発泡してバルク含水爆薬の中間体を鋭感化させる目的も持つ場合は、バルク含水爆薬等に対して３〜２０重量％であることが好ましい。
【実施例】
【００１６】
本発明を実施例に基づいて説明する。
[実施例１]
図２に示すような透明アクリル樹脂製の潤滑液供給部を用いて、図６に示すような本発明の装填装置を製作した。潤滑液供給部の溝の角度は９０度、溝の幅を０．５ｍｍとし、ジャケットの長さを１５ｍｍ、幅を１．５ｍｍとした。潤滑液供給部の爆薬が移動する管の長さは１００ｍｍ、内径は２５ｍｍ、肉厚は１０ｍｍとした。バルク含水爆薬等のポンプにはモーノポンプを、潤滑液用にはギアポンプを使用した。爆薬用ポンプ出口に圧力計、その次に潤滑液供給部を直接接続した。爆薬用ポンプ出口以降の管の内径は２５ｍｍ、長さは６ｍであった。潤滑液用ポンプと潤滑液供給部の接続は長さ５０ｃｍの耐圧ホースを用いた。潤滑液には水を、バルク含水爆薬等にはスラリー爆薬を用いた。スラリー爆薬成分の内、固体のものは粒径が０．１ｍｍ以下の中空粒子であった。
【００１７】
爆薬の排出量が１０ｋｇ／分、潤滑液の排出量が０．５ｋｇ／分となるように、爆薬及び潤滑液用ポンプを調節し、爆薬を１０秒間排出させた。その際、爆薬用のポンプ出口に設置した圧力計を読み取ったところ、吐出圧は０．１ＭＰａであった。次に、潤滑液用ポンプを停止したまま、爆薬用ポンプを３秒間逆転させ、爆薬を逆流させたが、潤滑液供給部の溝に爆薬が逆流する程度で、ジャケットにはほとんど逆流しなかった。上記一連の作業を繰り返し、爆薬を合計で１００ｋｇ排出した後、潤滑液供給部の洗浄を行ったが、潤滑液用ポンプのみを動かして潤滑液を排出するのみで十分であった。
【００１８】
[実施例２]
実施例１の装填装置の潤滑液供給部を図５に示すような透明アクリル樹脂製の潤滑液供給部に交換した。潤滑液供給部の穴は円周方向等間隔に４つ設け、穴の角度は９０度、穴の径を１．５ｍｍとした。潤滑液供給部の爆薬が移動する管の長さは１００ｍｍ、内径は２５ｍｍ、肉厚は１０ｍｍとした。潤滑液には水を、バルク含水爆薬等には実施例１と同じスラリー爆薬を用いた。
【００１９】
爆薬の排出量が１０ｋｇ／分、潤滑液の排出量が０．５ｋｇ／分となるように、爆薬及び潤滑液用ポンプを調節し、爆薬を１０秒間排出させた。その際、爆薬用のポンプ出口に設置した圧力計を読み取ったところ、吐出圧は０．１ＭＰａであった。次に、潤滑液用ポンプを停止したまま、爆薬用ポンプを３秒間逆転させ、爆薬を逆流させたが、潤滑液供給部の穴に爆薬が逆流する程度で、耐圧ホースにはほとんど逆流しなかった。上記一連の作業を繰り返し、爆薬を合計で１００ｋｇ排出した後、潤滑液供給部の洗浄を行ったが、潤滑液用ポンプのみを動かして潤滑液を排出するのみで十分であった。
【００２０】
[実施例３]
図２に示すような透明アクリル樹脂製の潤滑液供給部を用いて、図８に示すような本発明の装填装置を製作した。潤滑液供給部の溝の角度は９０度、溝の幅を０．５ｍｍとし、ジャケットの長さを１５ｍｍ、幅を１．５ｍｍとした。潤滑液供給部の爆薬が移動する管の長さは１００ｍｍ、内径は２５ｍｍ、肉厚は１０ｍｍとした。バルク含水爆薬等のポンプにはホースポンプを使用した。逆止弁にはクラッキング圧力３．５ｋＰａのものを用い、潤滑液入口に直接接続した。潤滑液タンクと逆止弁の接続には実施例１と同じ長さ５０ｃｍの耐圧ホースを用い、その間に、流量調節弁として、ニードル弁付き面積流量計を接続した。爆薬用ポンプ入口に潤滑液供給部、爆薬用ポンプ出口に圧力計を直接接続した。爆薬用ポンプ出口以降の管の内径と長さは実施例１と同じにした。潤滑液には水を、バルク含水爆薬等には実施例１と同じスラリー爆薬を用いた。
【００２１】
爆薬の排出量が１０ｋｇ／分、潤滑液の排出量が０．５ｋｇ／分となるように、爆薬ポンプ及び流量調節弁を調節し、爆薬を１０秒間排出させた。その際、爆薬用のポンプ出口に設置した圧力計を読み取ったところ、吐出圧は０．１ＭＰａであった。次に、爆薬用ポンプを３秒間逆転させ、爆薬を逆流させたが、潤滑液供給部の溝やジャケットに爆薬はほとんど逆流しなかった。上記一連の作業を繰り返し、爆薬を合計で１００ｋｇ排出したが、潤滑液供給部には残薬は無く、洗浄を行う必要はなかった。
【００２２】
[比較例１]
潤滑液供給部、潤滑液ポンプ、潤滑液タンクを取り外した実施例１と同じ装填装置と実施例１と同じスラリー爆薬を用いて排出試験を行った。
爆薬の排出量が１０ｋｇ／分となるように、爆薬用ポンプを調節し、爆薬を１０秒間排出させた。その際、爆薬用のポンプ出口に設置した圧力計を読み取ったところ、吐出圧は０．６ＭＰａであった。
【００２３】
[比較例２]
実施例１の装填装置の潤滑液供給部を図９に示すような透明アクリル樹脂製の潤滑液供給部に交換した。潤滑液供給部の溝の幅を０．５ｍｍ、溝の長さを１０ｍｍとした。潤滑液供給部の爆薬が移動する管の長さは１００ｍｍ、内径（円筒部）は２５ｍｍ、肉厚は１０ｍｍとした。潤滑液には水を、バルク含水爆薬等には実施例１と同じスラリー爆薬を用いた。
【００２４】
爆薬の排出量が１０ｋｇ／分、潤滑液の排出量が０．５ｋｇ／分となるように、爆薬及び潤滑液用ポンプを調節し、爆薬を１０秒間排出させた。その際、爆薬用のポンプ出口に設置した圧力計を読み取ったところ、吐出圧は０．１ＭＰａであった。次に、潤滑液用ポンプを停止したまま、爆薬用ポンプを３秒間逆転させ、爆薬を逆流させたが、潤滑液供給部の溝とジャケットに爆薬が逆流した。上記一連の作業を繰り返し、爆薬を合計で１００ｋｇ排出した後、潤滑液供給部の洗浄を行うため、潤滑液用ポンプのみを動かして潤滑液を排出したが、潤滑液供給部内部の残薬を除くことはできず、分解して洗浄しなければならなかった。
以上から明らかなように、本発明の装填装置は潤滑液供給部への爆薬等の逆流を減少し、残薬が少なく、容易に洗浄ができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の装填装置は、潤滑液供給部への爆薬等の逆流を減少し、残薬が少なく、更に容易に洗浄ができ、バルク含水爆薬等の装填装置として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の装填装置に使用する潤滑液供給部の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。
【図２】本発明の装填装置に使用する潤滑液供給部の例を示す断面図。
【図３】本発明の装填装置に使用する潤滑液供給部の例を示す斜視図。
【図４】本発明の装填装置に使用する潤滑液供給部の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。
【図５】本発明の装填装置に使用する潤滑液供給部の例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。
【図６】本発明の装填装置の例を示す模式図。
【図７】本発明の装填装置の例を示す模式図。
【図８】本発明の装填装置の例を示す模式図。
【図９】比較例２の潤滑液供給部を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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