JP3169529B2 - 放電衝撃破壊装置 - Google Patents
放電衝撃破壊装置Info
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Description
作業が規制される破壊、解体工事などに使用される放電
衝撃破壊装置に関するものである。
として、図3に示すような放電衝撃破壊装置が知られて
いる。この放電衝撃破壊装置101 は、一対の電極102 の
先端に、銅、アルミニウムなどからなる金属細線103 を
接続するとともに、これら電極102 にコンデンサ104 を
接続しておき、このコンデンサ104 に充電された電気を
上記金属細線103 に瞬間的に流すようにしたものであ
る。コンデンサ104 と電極102 間は放電出力ケーブル11
4 により接続されている。
所定位置に電極設置穴112 を形成するとともに、この電
極設置穴112 内に破壊用物質として、たとえば水113 を
充填しておき、そしてコンデンサ104 に充電された電気
を、電極102 を介して、一気に金属細線103 に流し、す
なわち放電をさせて、この金属細線103 を溶融気化させ
る。すると、水113 は瞬間的に蒸発気化し、その膨張に
よる衝撃力により、岩盤111 が破壊される。
によると、破壊を行う場合、被破壊物である岩盤111 側
に、破壊用液体である水113 を充填するための電極設置
穴112 を形成する必要があり、したがって岩盤111 に形
成される電極設置穴112 の方向が限定されてしまう。た
とえば、電極設置穴112 を水平方向または上向き方向に
形成することができない。
解消するものとして、図4に示すように、電極102 およ
び金属細線103 を筒状容器105 内に挿入するとともに、
この筒状容器105 内に破壊用物質として、たとえば水11
3 を封入した放電衝撃破壊装置を、既に提案している。
4 の両端に充電する直流電源106 を接続し、この直流電
源106 とコンデンサ104 間に挿入された充電スイッチ10
9 、およびコンデンサ104 と電極102 間に挿入された放
電スイッチ110 により、充電および放電作業を、手動に
より行うようにしている。
衝撃破壊装置における放電衝撃力による破壊は、コンデ
ンサ104 に充電されたエネルギーを放電スイッチ110 に
より金属細線103 に放電供給することで、いわゆる細線
爆発による衝撃力fで岩盤111 を破壊する方法であり、
この衝撃力fは、当然のことながらコンデンサ104 への
充電エネルギーによるが、金属細線103 への放電による
最大供給電力Ppmと比例的な関係がある。この最大供給
電力Ppmは、金属細線103 が瞬間的気化により爆発する
時点の放電電流Id と金属細線103 が断となるときに発
生する高電圧Vp の積である。図5に最大供給電力Ppm
と衝撃力fの関係を示す。
には、放電回路の抵抗RとインダクタンスLを可能な限
り小さくし、回路インピーダンスZを下げることによ
り、式(1)に表されるコンデンサ104 から放電される
最大電流値Idmを可能な限り大きくしていた。式(1)
において、VC はコンデンサ104 の充電電圧である。
104 と電極102 を接続する放電出力ケーブル114 の断面
積を大きくする必要があり、かつあまりケーブル114 の
長さを長くすることができない。 放電最大電流値Idmを大きくすると、放電スイッチの
許容電流に関する定格を大きくしなければならず、コス
トが高くなる。
図6にインダクタンスLを増大させたときの放電最大電
流Idmとの関係を示す。これによると、インダクタンス
Lが増大するとともに放電最大電流Idmが比例的に低下
している。しかしながら、インダクタンスL成分が増大
することにより電磁蓄積量が増すことから、金属細線10
3 の断線時に発生する高電圧は増加することが考えら
れ、金属細線103 への放電による最大供給電力Ppmは、
図中破線で示すように、インダクタンスLに関係なくほ
ぼ一定である。したがって、図5に示すように、金属細
線103 への放電による最大供給電力Ppmで決定する衝撃
力fはインダクタンスLに関係なくほぼ一定である。
力を低下させずに、放電最大電流値を小さくすることが
でき、よって放電出力ケーブルの断面積を小さくでき、
かつ放電スイッチの許容電流に関する定格を小さくする
ことができる放電衝撃破壊装置を提供することを目的と
するものである。
め、第1発明の放電衝撃破壊装置は、破壊用物質が充填
された容器と、この容器内に挿入される、充電電圧に対
し絶縁破壊条件に配置された一対の電極、あるいは金属
細線と、前記電極あるいは金属細線に放電するコンデン
サと、前記コンデンサに充電する電源部を備え、前記コ
ンデンサと前記電源部間に充電スイッチ、前記コンデン
サと前記電極あるいは金属細線間に放電スイッチを設
け、前記放電スイッチと、前記電極あるいは金属細線間
に、前記コンデンサから電極あるいは金属細線に流され
る放電電流を減少させるコイルを挿入したことを特徴と
するものである。
第1発明放電衝撃破壊装置であって、放電スイッチを半
導体スイッチにより形成し、コイルのインダクタンス
は、前記半導体スイッチの許容ピーク電流値に応じて選
定されることを特徴とするものである。
電された電気を、電極あるいは金属細線に流し、すなわ
ち放電をさせて、電極に高熱エネルギーを発生させ、あ
るいは金属細線を溶融気化させる。すると、容器の破壊
用物質は瞬間的に蒸発気化し、その膨張による衝撃力に
より、被破壊物が破壊される。このとき、電極あるいは
金属細線に流される放電電流は、コイルのインダクタン
スによりインピーダンスが増加することにより、放電衝
撃力を低下させることなく、減少される。
導体スイッチによる許容ピーク電流値の定格が設定され
ると、コンデンサから放電される最大電流値がこの許容
ピーク電流値を越えることがないように、コイルのイン
ダクタンスが選定され、放電電流が減少される。
明する。図1は、本発明の一実施例における放電衝撃破
壊装置の概略構成を示すブロック図である。
えば水などの液体、またはゲル状物質)が充填された筒
状容器2と、この筒状容器2内に挿入された一対の電極
3と、これら両電極3の先端部に接続された金属細線4
と、この金属細線4に放電するコンデンサ5と、このコ
ンデンサ5に充電する直流高電圧電源6を備え、コンデ
ンサ5の一端と直流高電圧電源6のプラス端子間に充電
スイッチ7と抵抗8からなる直列回路を接続し、前記コ
ンデンサ5の一端と放電スイッチを形成するサイリスタ
9のアノードを接続し、サイリスタ9のカソードとコイ
ル10の一端を接続し、このコイル10の他端と一方の電極
3の他端を接続し、さらにコンデンサ5の他端を直流高
電圧電源6のマイナス端子と他方の電極3の他端に接続
して構成されている。前記サイリスタ9は制御回路11か
らの信号により導通する。
盤など)12に形成された設置用穴13内に挿入される。ま
た両電極3と、コイル10およびコンデンサ5間は、放電
出力ケーブル14により接続されている。
破壊物12の破壊を行う場合について説明する。まず、充
電スイッチ7をオンにして、コンデンサ5に充電する。
リスタ9を導通し、コイル10および電極3を介して金属
細線4に放電して、コンデンサ5の充電エネルギーを供
給する。すると、金属細線4は溶融気化し、この溶融気
化により容器2の破壊用物質は瞬間的に蒸発気化し、そ
の膨張による衝撃力により、被破壊物12が破壊される。
は、コイル10のインダクタンスLによりインピーダンス
Zが増加することにより、放電衝撃力を低下させること
なく、減少される。このときの金属細線4に流される放
電最大電流Idmは、上記式(1)により求めることがで
きる。
入しているときと、いないときの放電電流波形を示す。
図2より明らかなように、インダクタンスLの挿入によ
り、放電最大電流Idmは小さくなり、これにより、放電
衝撃力fを同じくし、かつサイリスタ9の定格の許容ピ
ーク電流値Ip を小さくすることができる。
流を小さくすることができることから、サイリスタ9の
定格の許容ピーク電流値Ip に合わせて放電最大電流値
Idmを設定し、この放電最大電流値Idmに合わせてコイ
ル10のインダクタンスLを設定することができ、定格の
許容ピーク電流値Ip の小さい安価なサイリスタ9を使
用することが可能となる。
値が小さくなることから、各心線の断面積を小さくする
ことができ、よってケーブル14の太さを細くすることが
でき、敷設を容易にすることができる。また、ケーブル
14の長さを長くすることが可能となり、よって被破壊物
12との距離を確保することができ、爆発時の危険から作
業員を保護することができる。
属細線4を取付けているが、電極3をコンデンサ5の充
電電圧に対し絶縁破壊条件に配置することにより金属細
線4を不要とすることができる。このとき、コンデンサ
5の放電により、電極3間に高熱エネルギーが発生し、
この高熱エネルギーにより容器2の破壊用物質は同時に
瞬間的に蒸発気化し、その膨張による衝撃力により、被
破壊物12が破壊される。
てサイリスタ9を使用しているが、一般に半導体スイッ
チと称されるバイポーラトランジスタ,FET,IGB
Tなどを使用することが可能である。
岩盤について適用した場合について説明したが、たとえ
ばトンネルにおける仕上げ破壊作業、コンクリート構造
物の解体作業、水中における破壊作業、その他発破作業
が規制される破壊・解体作業などにも適用することがで
きる。
電極あるいは金属細線に流される放電電流を、コイルの
インダクタンスによりインピーダンスが増加することに
より、放電衝撃力を低下させることなく、減少させるこ
とができる。よって電極あるいは金属細線に接続される
放電出力ケーブルは、各心線の断面積を小さくすること
ができ、ケーブルの太さを細くすることができ、敷設を
容易にすることができる。また、ケーブルの長さを長く
することが可能となり、よって被破壊物との距離を確保
することができ、爆発時の危険から作業員を保護するこ
とができる。
イッチによる許容ピーク電流値の定格が設定されると、
コンデンサから放電される最大電流値がこの許容ピーク
電流値を越えることがないように、コイルのインダクタ
ンスを選定することができ、よって定格の許容ピーク電
流値の小さい安価な半導体スイッチを使用することがで
きる。
概略構成を示すブロック図である。
る。
ロック図である。
ロック図である。
生衝撃力の特性図である。
最大電流と細線への最大供給電力の特性図である。
Claims (2)
- 【請求項1】破壊用物質が充填された容器と、この容器
内に挿入される、充電電圧に対し絶縁破壊条件に配置さ
れた一対の電極、あるいは金属細線と、前記電極あるい
は金属細線に放電するコンデンサと、前記コンデンサに
充電する電源部を備え、 前記コンデンサと前記電源部間に充電スイッチ、前記コ
ンデンサと前記電極あるいは金属細線間に放電スイッチ
を設け、 前記放電スイッチと、前記電極あるいは金属細線間に、
前記コンデンサから電極あるいは金属細線に流される放
電電流を減少させるコイルを挿入したことを特徴とする
放電衝撃破壊装置。 - 【請求項2】請求項1記載の放電衝撃破壊装置であっ
て、 放電スイッチを半導体スイッチにより形成し、 コイルのインダクタンスは、前記半導体スイッチの許容
ピーク電流値に応じて選定されることを特徴とする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12762195A JP3169529B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 放電衝撃破壊装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12762195A JP3169529B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 放電衝撃破壊装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08318518A JPH08318518A (ja) | 1996-12-03 |
JP3169529B2 true JP3169529B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14964621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12762195A Expired - Fee Related JP3169529B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 放電衝撃破壊装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3169529B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12762195A patent/JP3169529B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08318518A (ja) | 1996-12-03 |
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