爆風圧低減構造体
【課題】安価かつ容易に、爆発による対象空間内部の被害を低減させることができる爆風圧低減構造体を提供することを目的としている。
【解決手段】爆発が発生し得る対象空間と対象空間の外部とを仕切る構造体本体２と、構造体本体２の対象空間側に配設されて構造体本体２の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板３と、が備えられ、緩衝板３が構造体本体２の内面から離間して配設されて構造体本体２と緩衝板３との間に間隙部Ｙが形成され、緩衝板３に、対象空間と間隙部Ｙとを連通させる複数の開口３０が形成されている。
【解決手段】爆発が発生し得る対象空間と対象空間の外部とを仕切る構造体本体２と、構造体本体２の対象空間側に配設されて構造体本体２の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板３と、が備えられ、緩衝板３が構造体本体２の内面から離間して配設されて構造体本体２と緩衝板３との間に間隙部Ｙが形成され、緩衝板３に、対象空間と間隙部Ｙとを連通させる複数の開口３０が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁面に作用する爆風圧（圧力波）を低減可能な爆風圧低減構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば水素等の可燃性ガスを製造したり貯蔵したりする施設等では、万一の爆発事故に備えて、爆発の爆風に耐え得る耐爆風構造体（躯体）によって建物の壁やスラブを形成することが好ましい。
【０００３】
ところで、上記した施設等の閉鎖空間や半閉鎖空間で爆発事故が発生すると、その圧力波（衝撃波）が壁面や天井面、床面等で何度も反射を繰り返し、この圧力波の多重反射によって施設内の機器類などに甚大な被害が及ぶおそれがある。そこで、上記した被害を抑制するために、閉鎖空間の壁面や天井面、床面等に圧力波を吸収する吸収板を設置して爆風圧を低減させる方法が考えられる。上記した吸収板としては、圧力波を受けて変形或いは破壊することによって爆風エネルギーを吸収するものがあるが、圧力波は非常に高速であるため、圧力波に対して極めて短時間で応答可能な吸収板が必要である。このような吸収板として、従来、例えば下記特許文献１に記載されているように、複数の減衰材を組み合わせて形成された吸収板が知られている。この吸収板を閉鎖空間の壁面等に設置することにより、爆風エネルギーを吸収することができ、爆発による空間内部の被害を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５００８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の技術では、吸収板による爆風エネルギーの吸収性能を確保するために複雑な破壊メカニズムの解明が必要であり、吸収板の設置には相当な手間を要するという問題がある。また、上記した吸収板は、複数の減衰材を必要とするので製作コストが高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、安価かつ容易に、爆発による対象空間内部の被害を低減させることができる爆風圧低減構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る爆風圧低減構造体は、爆発が発生し得る対象空間と該対象空間の外部とを仕切る構造体本体と、該構造体本体の対象空間側に配設されて該構造体本体の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板と、が備えられ、該緩衝板が前記構造体本体の内面から離間して配設されて該構造体本体と前記緩衝板との間に間隙部が形成され、該緩衝板に、前記対象空間と前記間隙部とを連通させる複数の開口が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、対象空間において爆発が発生すると、その圧力波のうちの一部が緩衝板で反射され、残りの圧力波が緩衝板の開口を通過して構造体本体と緩衝板との間（間隙部）に入射される。この間隙部に入射された圧力波は構造体本体の内面で反射するが、圧力波の波形の位相のずれによって爆風圧のピーク値が低減される。
【０００９】
また、本発明に係る爆風圧低減構造体は、前記構造体本体と前記緩衝板との間に、爆風エネルギーを吸収する吸収部材が配設されていることが好ましい。
これにより、構造体本体と緩衝板との間の間隙部において爆風エネルギーが吸収部材によって吸収される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る爆風圧低減構造体によれば、圧力波の一部が緩衝板で反射し、残りが緩衝板の開口から通過することで爆風圧のピーク値が低減されるので、圧力波の多重反射による対象空間内の被害を低減させることができる。また、複数の開口が形成された緩衝板を構造体本体の内面に離間して配設するだけであるので、安価かつ容易に爆風圧低減構造体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための爆風圧低減構造体の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための爆風圧低減構造体の断面図である。
【図３】本発明に係る爆風圧低減構造体における爆発発生時の圧力のコンター図である。
【図４】本発明に係る爆風圧低減構造体における反射圧力の時刻歴波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る爆風圧低減構造体の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１３】
図１に示す爆風圧低減構造体１は、例えば水素ガス等の可燃性ガスを製造或いは貯蔵する施設の壁やスラブ等の躯体構造であり、閉鎖空間或いは半閉鎖空間を画成する構造体である。この爆風圧低減構造体１の概略構成としては、図１、図２に示すように、構造体本体２と、緩衝板３と、吸収部材４と、を備えている。
【００１４】
構造体本体２は、爆発が発生し得る対象空間Ｘとその対象空間Ｘの外部とを仕切る壁或いはスラブであり、例えば鉄筋コンクリート造の構造体である。なお、構造体本体２の構造は適宜変更可能であり、例えば鋼製の構造体であってもよい。
【００１５】
緩衝板３は、構造体本体２の内面を被覆する板部材であり、構造体本体２の対象空間Ｘ側に配設されている。詳しく説明すると、緩衝板３は、構造体本体２の内面から離間して構造体本体２の内面と平行に配設されている。そして、この緩衝板３の裏面と構造体本体２の内面との間には、間隙部Ｙが形成されている。
【００１６】
また、緩衝板３は、対象空間Ｘ内における爆風圧を緩衝する部材であり、例えば鋼板などのような高強度の板材からなり、また、上記した対象空間Ｘと間隙部Ｙとを連通させる複数の開口３０が形成されている。具体的に説明すると、緩衝板３は、例えば円形或いは楕円形の複数の開口３０が全体的に均等に形成されたパンチングメタルからなり、それら複数の開口３０は、縦方向及び横方向にそれぞれに均等に並列されている。また、複数の開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度である。つまり、緩衝板３の表面３１の面積（開口３０部分を除いた面積）と複数の開口３０の総面積とが略等しくなっている。
【００１７】
吸収部材４は、構造体本体２と緩衝板３との間に配設されて爆風エネルギーを吸収する部材であり、例えば多孔質材料からなる。この吸収部材４は、上記した開口３０と重ならない位置に配設されており、構造体本体２の内面と緩衝板３の裏面との間に挟み込まれている。
【００１８】
次に、上記した構成からなる爆風圧低減構造体１の作用及び効果について説明する。
【００１９】
上記した爆風圧低減構造体１で囲繞された対象空間Ｘにおいて爆発が生じると、図３に示すように、その圧力波のうちの一部が緩衝板３の表面３１で反射し、残りの圧力波が緩衝板３の開口３０を通過して構造体本体２と緩衝板３との間の間隙部Ｙに入射される。詳しく説明すると、開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度であるため、圧力波のうちの半分が緩衝板３の表面３１で反射し、残りの半分が緩衝板３の開口３０を通過して間隙部Ｙに入射される。この間隙部Ｙに入射された圧力波は構造体本体２の内面で反射するが、圧力波の波形の位相のずれによって爆風圧が低く抑えられ、図４に示すように爆風圧のピーク値が低減される。このように、上記した緩衝板３によって圧力波を緩衝することができるので、圧力波の多重反射による対象空間Ｘ内の被害を低減させることができる。
【００２０】
また、構造体本体２と緩衝板３との間に吸収部材４が配設されているので、一定の時間、間隙部Ｙに圧力波が閉じ込められるが、上記した間隙部Ｙにおいて爆風エネルギーが吸収部材４によって吸収される。これにより、対象空間Ｘ内における爆風圧を低減させることができ、対象空間Ｘ内の被害を効果的に低減させることができる。
【００２１】
また、上記した爆風圧低減構造体１では、複数の開口３０が形成された緩衝板３を構造体本体２の内面に離間して配設するだけであるので、安価かつ容易に爆風圧低減構造体１を形成することができる。したがって、上記した爆風圧低減構造体１は、例えば地下室などのような広い対象空間Ｘの壁やスラブに好適である。
【００２２】
以上、本発明に係る爆風圧低減構造体の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、建物等の室内空間を画成する壁及びスラブ（天井及び床）について説明しているが、本発明に係る爆風圧低減構造体は、対象空間Ｘに配設された柱や梁等であってもよい。さらに、本発明に係る爆風圧低減構造体は、建物を構成する構造体でなくてもよく、例えば、機械や装置を収容する筐体（ハウジング）や、コンテナ等の箱体であってもよい。
【００２３】
また、上記した実施の形態では、開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度であるが、上記開口率は適宜変更可能であり、この開口率を変化させることで、緩衝板３で反射させる圧力波や緩衝板３を透過させる圧力波を調整することができる。
【００２４】
また、上記した実施の形態では、緩衝板３に円形又は楕円形の開口３０が形成されているが、本発明は、矩形状や長孔状など、他の形状の開口が形成された緩衝板であってもよく、また、形状の異なる複数の開口が形成された緩衝板であってもよい。
【００２５】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１ 爆風圧低減構造体
２ 構造体本体
３ 緩衝板
４ 吸収部材
３０ 開口
Ｘ 対象空間
Ｙ 間隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁面に作用する爆風圧（圧力波）を低減可能な爆風圧低減構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば水素等の可燃性ガスを製造したり貯蔵したりする施設等では、万一の爆発事故に備えて、爆発の爆風に耐え得る耐爆風構造体（躯体）によって建物の壁やスラブを形成することが好ましい。
【０００３】
ところで、上記した施設等の閉鎖空間や半閉鎖空間で爆発事故が発生すると、その圧力波（衝撃波）が壁面や天井面、床面等で何度も反射を繰り返し、この圧力波の多重反射によって施設内の機器類などに甚大な被害が及ぶおそれがある。そこで、上記した被害を抑制するために、閉鎖空間の壁面や天井面、床面等に圧力波を吸収する吸収板を設置して爆風圧を低減させる方法が考えられる。上記した吸収板としては、圧力波を受けて変形或いは破壊することによって爆風エネルギーを吸収するものがあるが、圧力波は非常に高速であるため、圧力波に対して極めて短時間で応答可能な吸収板が必要である。このような吸収板として、従来、例えば下記特許文献１に記載されているように、複数の減衰材を組み合わせて形成された吸収板が知られている。この吸収板を閉鎖空間の壁面等に設置することにより、爆風エネルギーを吸収することができ、爆発による空間内部の被害を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５００８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の技術では、吸収板による爆風エネルギーの吸収性能を確保するために複雑な破壊メカニズムの解明が必要であり、吸収板の設置には相当な手間を要するという問題がある。また、上記した吸収板は、複数の減衰材を必要とするので製作コストが高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、安価かつ容易に、爆発による対象空間内部の被害を低減させることができる爆風圧低減構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る爆風圧低減構造体は、爆発が発生し得る対象空間と該対象空間の外部とを仕切る構造体本体と、該構造体本体の対象空間側に配設されて該構造体本体の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板と、が備えられ、該緩衝板が前記構造体本体の内面から離間して配設されて該構造体本体と前記緩衝板との間に間隙部が形成され、該緩衝板に、前記対象空間と前記間隙部とを連通させる複数の開口が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、対象空間において爆発が発生すると、その圧力波のうちの一部が緩衝板で反射され、残りの圧力波が緩衝板の開口を通過して構造体本体と緩衝板との間（間隙部）に入射される。この間隙部に入射された圧力波は構造体本体の内面で反射するが、圧力波の波形の位相のずれによって爆風圧のピーク値が低減される。
【０００９】
また、本発明に係る爆風圧低減構造体は、前記構造体本体と前記緩衝板との間に、爆風エネルギーを吸収する吸収部材が配設されていることが好ましい。
これにより、構造体本体と緩衝板との間の間隙部において爆風エネルギーが吸収部材によって吸収される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る爆風圧低減構造体によれば、圧力波の一部が緩衝板で反射し、残りが緩衝板の開口から通過することで爆風圧のピーク値が低減されるので、圧力波の多重反射による対象空間内の被害を低減させることができる。また、複数の開口が形成された緩衝板を構造体本体の内面に離間して配設するだけであるので、安価かつ容易に爆風圧低減構造体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための爆風圧低減構造体の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための爆風圧低減構造体の断面図である。
【図３】本発明に係る爆風圧低減構造体における爆発発生時の圧力のコンター図である。
【図４】本発明に係る爆風圧低減構造体における反射圧力の時刻歴波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る爆風圧低減構造体の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１３】
図１に示す爆風圧低減構造体１は、例えば水素ガス等の可燃性ガスを製造或いは貯蔵する施設の壁やスラブ等の躯体構造であり、閉鎖空間或いは半閉鎖空間を画成する構造体である。この爆風圧低減構造体１の概略構成としては、図１、図２に示すように、構造体本体２と、緩衝板３と、吸収部材４と、を備えている。
【００１４】
構造体本体２は、爆発が発生し得る対象空間Ｘとその対象空間Ｘの外部とを仕切る壁或いはスラブであり、例えば鉄筋コンクリート造の構造体である。なお、構造体本体２の構造は適宜変更可能であり、例えば鋼製の構造体であってもよい。
【００１５】
緩衝板３は、構造体本体２の内面を被覆する板部材であり、構造体本体２の対象空間Ｘ側に配設されている。詳しく説明すると、緩衝板３は、構造体本体２の内面から離間して構造体本体２の内面と平行に配設されている。そして、この緩衝板３の裏面と構造体本体２の内面との間には、間隙部Ｙが形成されている。
【００１６】
また、緩衝板３は、対象空間Ｘ内における爆風圧を緩衝する部材であり、例えば鋼板などのような高強度の板材からなり、また、上記した対象空間Ｘと間隙部Ｙとを連通させる複数の開口３０が形成されている。具体的に説明すると、緩衝板３は、例えば円形或いは楕円形の複数の開口３０が全体的に均等に形成されたパンチングメタルからなり、それら複数の開口３０は、縦方向及び横方向にそれぞれに均等に並列されている。また、複数の開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度である。つまり、緩衝板３の表面３１の面積（開口３０部分を除いた面積）と複数の開口３０の総面積とが略等しくなっている。
【００１７】
吸収部材４は、構造体本体２と緩衝板３との間に配設されて爆風エネルギーを吸収する部材であり、例えば多孔質材料からなる。この吸収部材４は、上記した開口３０と重ならない位置に配設されており、構造体本体２の内面と緩衝板３の裏面との間に挟み込まれている。
【００１８】
次に、上記した構成からなる爆風圧低減構造体１の作用及び効果について説明する。
【００１９】
上記した爆風圧低減構造体１で囲繞された対象空間Ｘにおいて爆発が生じると、図３に示すように、その圧力波のうちの一部が緩衝板３の表面３１で反射し、残りの圧力波が緩衝板３の開口３０を通過して構造体本体２と緩衝板３との間の間隙部Ｙに入射される。詳しく説明すると、開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度であるため、圧力波のうちの半分が緩衝板３の表面３１で反射し、残りの半分が緩衝板３の開口３０を通過して間隙部Ｙに入射される。この間隙部Ｙに入射された圧力波は構造体本体２の内面で反射するが、圧力波の波形の位相のずれによって爆風圧が低く抑えられ、図４に示すように爆風圧のピーク値が低減される。このように、上記した緩衝板３によって圧力波を緩衝することができるので、圧力波の多重反射による対象空間Ｘ内の被害を低減させることができる。
【００２０】
また、構造体本体２と緩衝板３との間に吸収部材４が配設されているので、一定の時間、間隙部Ｙに圧力波が閉じ込められるが、上記した間隙部Ｙにおいて爆風エネルギーが吸収部材４によって吸収される。これにより、対象空間Ｘ内における爆風圧を低減させることができ、対象空間Ｘ内の被害を効果的に低減させることができる。
【００２１】
また、上記した爆風圧低減構造体１では、複数の開口３０が形成された緩衝板３を構造体本体２の内面に離間して配設するだけであるので、安価かつ容易に爆風圧低減構造体１を形成することができる。したがって、上記した爆風圧低減構造体１は、例えば地下室などのような広い対象空間Ｘの壁やスラブに好適である。
【００２２】
以上、本発明に係る爆風圧低減構造体の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、建物等の室内空間を画成する壁及びスラブ（天井及び床）について説明しているが、本発明に係る爆風圧低減構造体は、対象空間Ｘに配設された柱や梁等であってもよい。さらに、本発明に係る爆風圧低減構造体は、建物を構成する構造体でなくてもよく、例えば、機械や装置を収容する筐体（ハウジング）や、コンテナ等の箱体であってもよい。
【００２３】
また、上記した実施の形態では、開口３０が形成された緩衝板３の開口率は５０％程度であるが、上記開口率は適宜変更可能であり、この開口率を変化させることで、緩衝板３で反射させる圧力波や緩衝板３を透過させる圧力波を調整することができる。
【００２４】
また、上記した実施の形態では、緩衝板３に円形又は楕円形の開口３０が形成されているが、本発明は、矩形状や長孔状など、他の形状の開口が形成された緩衝板であってもよく、また、形状の異なる複数の開口が形成された緩衝板であってもよい。
【００２５】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１ 爆風圧低減構造体
２ 構造体本体
３ 緩衝板
４ 吸収部材
３０ 開口
Ｘ 対象空間
Ｙ 間隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆発が発生し得る対象空間と該対象空間の外部とを仕切る構造体本体と、
該構造体本体の対象空間側に配設されて該構造体本体の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板と、
が備えられ、
該緩衝板が前記構造体本体の内面から離間して配設されて該構造体本体と前記緩衝板との間に間隙部が形成され、
該緩衝板に、前記対象空間と前記間隙部とを連通させる複数の開口が形成されていることを特徴とする爆風圧低減構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の爆風圧低減構造体において、
前記構造体本体と前記緩衝板との間に、爆風エネルギーを吸収する吸収部材が配設されていることを特徴とする爆風圧低減構造体。
【請求項１】
爆発が発生し得る対象空間と該対象空間の外部とを仕切る構造体本体と、
該構造体本体の対象空間側に配設されて該構造体本体の内面を被覆すると共に爆風圧を緩衝する緩衝板と、
が備えられ、
該緩衝板が前記構造体本体の内面から離間して配設されて該構造体本体と前記緩衝板との間に間隙部が形成され、
該緩衝板に、前記対象空間と前記間隙部とを連通させる複数の開口が形成されていることを特徴とする爆風圧低減構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の爆風圧低減構造体において、
前記構造体本体と前記緩衝板との間に、爆風エネルギーを吸収する吸収部材が配設されていることを特徴とする爆風圧低減構造体。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図２】
【図４】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２４１５４１（Ｐ２０１１−２４１５４１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２３２２（Ｐ２０１０−１１２３２２）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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