JP3128550B2 - 破壊装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電による衝撃エ
ネルギーを用いた破壊装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１７に示すように、例えば岩盤
などの被破壊物５０を破壊するための破壊装置５１に
は、一対の電極５２，５３の先端にＣｕ，Ａｌ等からな
る金属細線５４を接続し、この金属細線５４に電気エネ
ルギーを放電供給するための電源としてコンデンサー５
５を用いたものがある。

【０００３】そしてこの破壊装置５１を用いて被破壊物
５０を破壊する際は、被破壊物５０の所定位置に装置挿
入穴５６を穿ち、この装置挿入穴５６に破壊用水５７を
満たし、電極５２，５３および金属細線５４を破壊用水
５７に浸漬し、コンデンサー５５に電気エネルギーを充
電蓄積して金属細線５４に放電供給する。すると、金属
細線５４が急激に溶融気化するとともに破壊用水５７が
気化して、被破壊物５０がその衝撃力を受け、破壊す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、被破壊
物５０の上方から装置挿入穴５６を穿つ場合は、この装
置挿入穴５６に破壊用水５７を満たすことはできるが、
同図の仮想線に示すように、被破壊物５０の破壊に適し
た位置がその側部であって、水平な方向に装置挿入穴５
６を穿つ必要がある場合や、被破壊物５０の破壊に適し
た位置がその下部であって仰角方向に装置挿入穴５６を
穿つ必要がある場合であると、装置挿入穴５６に破壊用
水５７を満たすことができず、被破壊物５０の破壊が困
難となる。

【０００５】また、近年さまざまなイベントが開催され
るが、これに用いられるパビリオン等の仮施設的な構造
物は、多くの場合撤去期日が指定されている。そしてこ
れらの構造物を撤去する場合は、仮施設的な構造物であ
っても恒久的な構造物と同様の大がかりな規模の撤去工
事が必要である。この際、ダイナマイトのように火薬を
用いた破壊方法では危険が伴う。

【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決し得る
破壊装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
手段は、コンデンサーに一対の電極が接続され、該両電
極が金属細線を介して互いに接続され、前記コンデンサ
ーに予め充電蓄積した電気エネルギーを前記電極を介し
て短時間で金属細線に放電供給することにより、金属細
線を急激に溶融蒸発させてその衝撃力で被破壊物を破壊
するもので、前記電極および金属細線が破壊容器内に充
填されたゲル状物質に浸漬されて破壊容器に封入されて
いる。

【０００８】上記構成において、電極および金属細線が
破壊容器内に充填されたゲル状物質に浸漬されて破壊容
器に封入されているので、被破壊物に水平方向や仰角方
向に装置挿入穴を穿つ必要がある場合であっても、ゲル
状物質が装着穴から零れ出してしまうことがなく、あら
ゆる方向の装着穴に装着することができる。また、ゲル
状物質は衝撃力の伝達速度に優れているので、被破壊物
を破壊する際の破壊エネルギー効率が良好になる。

【０００９】また、電気エネルギーを供給しない限り爆
発することがない破壊装置を予め被破壊物に装着するこ
とにより、ダイナマイトのように被破壊物の振動による
爆発の心配がなく安全であり、予め被破壊物に装着する
ことにより、被破壊物に装着穴を穿つといった設置のた
めの工程を省略することができる。また、被破壊物に形
成した装着穴の所定箇所に、装着穴に連続した楔状の溝
を破壊方向に形成して被破壊物を破壊することにより、
破壊時の衝撃力は被破壊物の溝部分から破壊するように
働いて溝方向の破断面を形成するので、現場の状況に応
じて溝を形成する位置を決め、被破壊物の破壊方向を決
定することができる。

【００１０】また、被破壊物に互いに接近した複数個の
装着穴を形成し、各装着穴に破壊装置を装着し、コンデ
ンサーから金属細線に電気エネルギーをタイミングをず
らして放電供給することにより、装着穴間の隔壁を破壊
して装着穴を連続させて、装着穴を楕円形としてから被
破壊物を破壊するので、複数個の装着穴の相互の位置関
係により破壊方向を設定することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の破壊装置の実施の
形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の
形態を示す破壊装置の一部破断正面図、図２は本発明の
実施の形態を示す破壊装置の構成図、図３は本発明の破
壊装置を岩盤の破壊に用いた例を示す断面図、図４は本
発明の破壊装置をビルなどのコンクリート製の構造物に
用いた断面図、図５は実験結果を示すグラフ図である。

【００１２】図１に示すように、本発明の実施の形態に
係る破壊装置１は、プラスチックゴム（合成ゴム）や防
水処理紙製の破壊容器２にゲル状物質３が充填され、前
記破壊容器２の天板２ａに一対の電極棒４，４（例えば
Ｃｕからなる）が貫通孔２ｂから挿入され、前記両電極
棒４，４は、前記天板２ａにナットＢ１（又はかしめ）
により固定されてゲル状物質３に浸漬されるとともに破
壊容器２に封入されている。

【００１３】また、前記両電極棒４，４は、その途中が
これを平行に保持するための保持部材７，７で保持さ
れ、両電極棒４，４の先端部には、金属細線（例えばＣ
ｕ，Ａｌからなる）８が溶接やかしめにより接続されて
いる。そして、前記両電極棒４，４が天板２ａから突出
した部分が端子５，５とされ、前記天板２ａに端子５，
５に絶縁被膜が形成されるのを防止する端子カバー６が
取付けられている。

【００１４】図２に示すように、前記金属細線８に電気
エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路９が設
けられ、該エネルギー供給回路９は、前記端子５，５に
接続された電源装置１０と、該電源装置１０と一方の端
子５との間に直列接続されて、電源装置１０と両端子
５，５との間に並列接続されたエネルギー蓄積回路（コ
ンデンサー）１３に蓄積する電気エネルギー量を制御す
るための制御回路１１と、該制御回路１１と一方の端子
５との間に接続された放電スイッチ１２とから構成され
ている。

【００１５】次に、図３に基づいて、本発明の実施の形
態に係る破壊装置１を用いて岩盤Ｈ１（被破壊物）を破
壊する破壊方法を説明する。まず、岩盤Ｈ１の上部を破
壊する際は、同図の上部に示すように、岩盤Ｈ１に、本
発明の実施の形態の破壊装置１を装着するための装着穴
２０ａを例えば鉛直方向に穿ち、この装着穴２０ａに破
壊装置１を装着する。

【００１６】そして、上記エネルギー供給回路９を端子
５，５に接続し、所定の容量の電気エネルギーをエネル
ギー蓄積回路１３に蓄積し、放電スイッチ１２をオンす
ることにより、短時間の間に金属細線８に電気エネルギ
ーを供給する。すると、金属細線８が溶融蒸発するとと
もにゲル状物質３が気化し、その衝撃力で岩盤Ｈ１が破
壊されたり、あるいは脆弱化される。

【００１７】また、岩盤Ｈ１の途中部分（側部）を破壊
する場合は、同図の下部に示すように、装着穴２０ｂを
水平方向に穿ち、この装着穴２０ｂに破壊装置１を側方
から装着し、上記と同様にして金属細線８に電気エネル
ギーを供給して破壊する。そして、岩盤Ｈ１の途中部分
に水平方向に装着穴２０ｂを穿っても、破壊装置１の破
壊容器２にはゲル状物質３が充填されているので、ゲル
状物質３が装着穴２０ｂからこぼれだすといったことが
なく、岩盤Ｈ１に穿つ装着穴２０ａ，２０ｂの方向がど
のような方向であっても対応できる。

【００１８】次に、図４に基づいて、ビルなどの構造物
Ｈ２（被破壊物）を破壊する場合の破壊方法を説明す
る。これは、構造物Ｈ２の柱などを施工する際に、コン
クリート中に上記のように構成した破壊装置１を、予め
所定箇所に埋設しておくものである。この場合、端子
５，５の先端を電線１４で構造物Ｈ２の表面にまで導出
しておき、これを絶縁材からなる端子台１５に取付け、
この端子台１５はボルトＢ２により構造物Ｈ２に固定
し、この端子台１５は端子カバー１６で覆っておく。そ
して構造物Ｈ２の破壊時に、上記実施の形態と同様にエ
ネルギー供給回路９を端子５，５に接続し、所定の容量
の電気エネルギーをエネルギー蓄積回路１３に蓄積し、
放電スイッチ１２をオンすることにより、短時間の間に
金属細線８に電気エネルギーが供給され、金属細線８が
溶融蒸発してゲル状物質３が気化し、その衝撃力で構造
物Ｈ２を破壊し、あるいは脆弱化させる。

【００１９】この実施の形態によれば、電気エネルギー
を供給しない限り破壊装置１が爆発することがないの
で、破壊装置１を予め構造物Ｈ２に埋設したとしても、
ダイナマイトのように構造物Ｈ２の振動による爆発の心
配がなく安全であり、また、破壊装置１を予め構造物Ｈ
２に埋設することにより、構造物Ｈ２に装着穴を穿つと
いった、装置設置のための工程を省略することができ
る。

【００２０】なお、図５は、本発明の実施の形態におけ
る装置を用いた実験結果であり、金属細線８の蒸発気化
に伴う発生圧力（Ｐ）の波形を示す。なお、図におい
て、横軸は経過時間（ｔ）である。また、エネルギー蓄
積回路１３に蓄積した電気エネルギー量を７５０Ｊ、金
属細線８の径を０．３ｍｍとした。そしてこの実験結果
（なお、この実験ではゲル状物質３の代わりに水を用い
た場合である）によると、放電点から１ｃｍの位置にお
ける発生圧力（Ｐｍ）は５０００ｋｇ／ｃｍ²を得た。

【００２１】上記のように、岩盤Ｈ１のような被破壊物
に水平方向や仰角方向に装着穴２０ａ，２０ｂを穿つ必
要がある場合であっても、破壊容器２にゲル状物質３が
充填されていることにより、ゲル状物質３が装着穴から
こぼれ出してしまうことがなく、従って、あらゆる方向
の装着穴２０ａ，２０ｂに装着することができ、また、
本発明の実施の形態における破壊装置１は、電気エネル
ギーを供給しない限り爆発することがないので、予めビ
ルのような被破壊物に埋設したとしても、ダイナマイト
のように被破壊物の振動による爆発の心配がなく安全で
あり、さらに被破壊物に装着穴を穿つといった設置のた
めの工程を省略することができる。

【００２２】なお、広範囲の被破壊物を破壊する際に、
複数個の破壊装置１に電気配線を接続してこれを纏め、
各破壊装置に一度に又は順に電気エネルギーを供給する
ことにより、効率のよい破壊が可能になる。そして、こ
のゲル状物質３を用いる破壊装置１の場合、ゲル状物質
３は衝撃力の伝達速度に優れているので、被破壊物に形
成する装着穴２０ａ（２０ｂ）に、これに連続した楔状
の溝２０ｃを、図６および図７に示すように、前記装着
穴２０ａに等しい高さでかつ破壊面とする方向に一対で
形成する。そしてこの溝２０ｃを形成した装着穴２０ａ
にゲル状物質３を充填した破壊容器２を装着し、所定の
容量の電気エネルギーをエネルギー蓄積回路１３に蓄積
し、放電スイッチ１２をオンして短時間に金属細線８に
電気エネルギーを供給し、被破壊物を破壊するものであ
る。

【００２３】このような被破壊物の破壊の際、衝撃力は
金属細線８を中心として、図６および図７中の仮想球体
の半径方向に放射状に分散するが、装着穴２０ａに楔状
の溝２０ｃを一対で形成することにより、溝２０ｃどう
しを結ぶ線Ｃ１上に沿って破壊された破断面を形成す
る。従って、この方法によれば、所望の方向に破断面を
形成するよう溝２０ｃを形成する位置を設定することに
より、現場の状況に応じた被破壊物の破壊方法が可能に
なる。

【００２４】なお、図８および図９に示すように、前述
の溝２０ｃは、一旦形成した装着穴２０ａにブレード状
の杭２５を打ち込むことによって容易に形成することが
できる。さらに、破壊方法の別の実施の形態を、図１０
〜図１６に基づいて説明すると、これは、被破壊物に複
数個（図では２個）の円柱状の装着穴２０ａ（２０ｂ）
を被破壊物（Ｈ１，Ｈ２）の隔壁２０ｄを介して接近さ
せて形成し、各装着穴２０ａに破壊装置１をそれぞれ装
着して破壊するもので、各破壊装置１における放電スイ
ッチ１２を、図示しないタイマーに接続し、一方の放電
スイッチ１２がオンされた後に、他方の放電スイッチ１
２をオンするようにして、各破壊装置１の金属細線８に
対し、図１６に示すように、電気エネルギーをＴ時間だ
けタイミングをずらして放電供給する。なお、勿論この
破壊方法に用いる破壊装置１は、その破壊容器２にゲル
状物質３を充填したものである。

【００２５】上記破壊方法では、まず一方の破壊装置１
によって両装着穴２０ａの間の隔壁２０ｄが破壊され、
図１１に示すように、隔壁２０ｄによって分離されてい
た二つの装着穴２０ａが図１３および図１４に示すよう
に連通して楕円形になる。この状態で、他方の破壊装置
１の放電スイッチ１２をオンして電気エネルギーを金属
細線８に放電供給すると、衝撃力はまず楕円形の穴の内
壁の短径方向に働いた後に、長径方向の内壁に働き、全
体として図１５の矢印で示す方向Ｄ３，Ｄ４に合成さ
れ、被破壊物は楕円形の穴の長径方向Ｃ２を破壊面とし
て破壊される。

【００２６】なお、一方の破壊装置１のエネルギー供給
回路１３に蓄積するエネルギー（電圧）の量は、隔壁２
０ｄを破壊できるものであれば足り、被破壊物を破壊す
るのは、他方の破壊装置１によって行うものである。そ
してこの実施の形態における破壊方法によれば、複数個
の装着穴２０ａの相互の位置関係により、現場の状況に
応じて破壊方法を所望の方向に設定できる。また、装着
穴２０ａを予め楕円形に形成するといった煩雑さがな
く、従って、被破壊物の破壊のための作業効率を向上さ
せることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
おける破壊装置は、破壊容器にゲル状物質を充填してい
るので、被破壊物に水平方向や仰角方向に装置装着用の
装着穴を穿つ必要がある場合であっても、ゲル状物質が
装着孔からこぼれ出してしまうことがなく、あらゆる方
向の装着穴に装着することができ，ゲル状物質は衝撃力
の伝達速度に優れているので、被破壊物を破壊する際の
破壊エネルギー効率を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す破壊装置の一部破断要
部正面図である。

【図２】同じく破壊装置の実験例を示す構成図である。

【図３】同じく破壊装置を岩盤に装着した断面図であ
る。

【図４】他の実施の形態を示すもので破壊装置を構造物
に埋設した状態の断面図である。

【図５】本発明の実験装置によって得られた金属細線の
蒸発気化に伴う発生圧力の波形を示すグラフ図である。

【図６】同じく本発明の他の実施の形態を示す破壊方法
における水平断面図である。

【図７】同じく垂直断面図である。

【図８】同じく装着穴に溝を形成する際の水平断面図で
ある。

【図９】同じく垂直断面図である。

【図１０】別の実施の形態を示す破壊方法における破壊
装置を装着穴に装着した状態の一部破断断面図である。

【図１１】同じく被破壊物に形成した溝部の拡大水平断
面図である。

【図１２】同じく被破壊物に形成した溝に破壊装置を装
着した状態の概略垂直断面図である。

【図１３】同じく一方の破壊装置の金属細線に電気エネ
ルギーを供給したことにより楕円形になった被破壊物の
水平断面図である。

【図１４】同じく概略垂直断面図である。

【図１５】同じく被破壊物の破壊方向を示す水平断面図
である。

【図１６】同じく一方の破壊装置と他方の破壊装置によ
る被破壊物の破壊のタイミングを示すタイムチャートで
ある。

【図１７】従来の破壊装置を岩盤に装着した状態の断面
図である。

【符号の説明】

１ 破壊装置 ２ 破壊容器 ３ ゲル状物質 ４ 電極棒 ５ 端子 ８ 金属細線 ９ エネルギー供給回路 １０ 電源装置 １１ 制御回路 １３ エネルギー蓄積回路 １５ 端子台 ２０ａ 装着穴 ２０ｃ 溝 ２０ｄ 隔壁 Ｃ１ 破壊方向 Ｈ１ 岩盤 Ｈ２ 構造物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大工 博之 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番 89号 日立造船株式会社内 (72)発明者 井上 鉄也 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番 89号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−78765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−150598（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174400（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21C 37/18 F42D 1/045 - 1/06 F42D 3/04 E04G 23/00 - 23/08 B26F 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサーに一対の電極が接続され、
   該両電極が金属細線を介して互いに接続され、前記コン
   デンサーに予め充電蓄積した電気エネルギーを前記電極
   を介して短時間で金属細線に放電供給することにより、
   金属細線を急激に溶融蒸発させてその衝撃力で被破壊物
   を破壊する破壊装置において、前記電極および金属細線
   が破壊容器内に充填されたゲル状物質に浸漬されて破壊
   容器に封入されたことを特徴とする破壊装置。