JP3192928B2 - 放電衝撃破壊方法および放電衝撃破壊装置 - Google Patents

放電衝撃破壊方法および放電衝撃破壊装置

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JP3192928B2 JP19234295A JP19234295A JP3192928B2 JP 3192928 B2 JP3192928 B2 JP 3192928B2 JP 19234295 A JP19234295 A JP 19234295A JP 19234295 A JP19234295 A JP 19234295A JP 3192928 B2 JP3192928 B2 JP 3192928B2
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英彦 前畑
鉄也 井上
剛 加藤
博之 大工
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば宅地造成な
どの岩盤破壊作業、岩石の小割作業、コンクリート構造
物の解体作業、トンネル内の仕上げ破壊作業、または水
中における解体・破壊作業などに使用される放電衝撃破
壊方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】被破壊物例えば岩盤を破壊する装置とし
て、図6に示すような放電衝撃破壊装置がある。この放
電衝撃破壊装置101 は、合成樹脂、ガラスなどにより形
成されるとともに破壊用物質(圧力伝達物質ともいう)
として例えば水102 が充填される筒状容器103 と、この
筒状容器103 内に蓋部103aを貫通して挿入される一対の
電極104 と、これら両電極104 の先端部間に取り付けら
れた銅またはアルミニウムなどからなる金属細線105
と、これら両電極104 に放電用電気配線106 を介して接
続されたコンデンサ107 と、このコンデンサ107 に充電
用電気配線108 を介して接続された高電圧の直流電源
(電源部)109 とから構成されている。
【0003】勿論、放電用電気配線106 の途中にはサイ
リスタなどの放電スイッチ110 が介装され、また充電用
電気配線108 の途中には充電を行うための充電スイッチ
などを有する充電制御回路111 が介装されている。
【0004】そして、放電破壊(衝撃破壊)を行う場
合、被破壊物例えば岩盤121 の所定位置に電極設置用穴
122 を形成するとともに、この電極設置用穴122 内に上
記電極104 および金属細線105 が配置された筒状容器10
3 を挿入し、そして放電スイッチ110 により、コンデン
サ107 に充電された電気エネルギーを一気に金属細線10
5 に流し、すなわち放電させて、この金属細線105 を溶
融気化させる。すると、水も瞬間的に蒸発気化し、その
体積膨張による衝撃力により、岩盤121 が破壊される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
放電衝撃破壊装置によると、破壊用物質である水102 が
充填された筒状容器103 が穴122 内に挿入されるが、穴
122 の形状と筒状容器103 の形状とが必ずしも一致せ
ず、例えば通常穴122 の方が大きく形成されるため、筒
状容器103 との間に隙間aができ、したがって破壊力が
十分に伝達されない場合があり、また穴122 の開口部か
ら爆発力が逃げる場合があった。
【0006】そこで、本発明は、破壊力を十分に伝達し
得る放電衝撃破壊方法および衝撃破壊装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の放電衝撃破壊方法は、被破壊物に破
壊用物質を充填する穴を形成し、この穴内に、先端部間
に金属細線が取り付けられた一対の電極を挿入し、これ
ら両電極にコンデンサに蓄積された電気エネルギーを供
給して金属細線を溶融気化させることにより破壊用物質
を体積膨張させて被破壊物を破壊させる際に、上記破壊
用物質および少なくとも金属細線を容器内に配置し、こ
の容器が配置された後の穴の開口部を水を含ませた閉塞
部材により閉塞させる方法である。
【0008】また、本発明の第1の放電衝撃破壊装置
は、被破壊物に形成されかつ破壊用物質が充填された穴
内に挿入されるとともに先端部間に金属細線が取り付け
られた一対の電極と、これら両電極に接続されたコンデ
ンサと、このコンデンサに電気を供給する電源部と、こ
の電源部とコンデンサとの間の充電用電気配線途中に介
装された充電制御回路と、上記一対の電極とコンデンサ
との間の放電用電気配線途中に介装された放電スイッチ
とからなる放電衝撃破壊装置において、上記穴内に充填
される破壊用物質を、上記両電極の下端部に取り付けら
れた金属細線を収納するように設けられた容器内に充填
させ、かつ放電破壊作業時に、上記容器を穴内に挿入し
た後、水を含みその開口部を閉塞する閉塞部材を具備し
たものである。
【0009】上記第1の各手段の構成によると、被破壊
物に形成された穴内に挿入される容器の上方を、すなわ
ち穴の開口部を水を含んだ閉塞部材により閉塞するよう
にしたので、閉塞部材から染み出した水が隙間を閉塞す
ることになり、したがって放電破壊時に、その破壊力が
穴の開口部からそのまま外方に抜けることが防止される
ので、破壊力を増して破壊効率を確実に向上させること
ができる。
【0010】さらに、本発明の第2の放電衝撃破壊方法
は、被破壊物に破壊用物質を充填する穴を形成し、この
穴内に、先端部間に金属細線が取り付けられた一対の電
極を挿入し、これら両電極にコンデンサに蓄積された電
気エネルギーを供給して金属細線を溶融気化させること
により破壊用物質を体積膨張させて被破壊物を破壊させ
る際に、上記破壊用物質および少なくとも金属細線を弾
性袋状容器内に配置し、この弾性袋状容器を穴内に挿入
する方法である。
【0011】また、上記放電衝撃破壊方法において、弾
性袋状容器を穴内に挿入した後、穴の開口部を閉塞する
方法である。また、本発明の第2の放電衝撃破壊装置
は、被破壊物に形成されかつ破壊用物質が充填された穴
内に挿入されるとともに先端部間に金属細線が取り付け
られた一対の電極と、これら両電極に接続されたコンデ
ンサと、このコンデンサに電気を供給する電源部と、こ
の電源部とコンデンサとの間の充電用電気配線途中に介
装された充電制御回路と、上記一対の電極とコンデンサ
との間の放電用電気配線途中に介装された放電スイッチ
とからなる放電衝撃破壊装置において、上記穴内に充填
される破壊用物質を、上記両電極の下端部に取り付けら
れた金属細線を収納するように設けられた弾性袋状容器
内に充填させたものである。
【0012】上記第2の各手段の構成によると、破壊用
物質が充填される容器を、弾性を有する袋状容器とした
ので、被破壊物に形成される穴が変形している場合で
も、袋状容器が穴の内壁面に沿って接触するため、破壊
力の伝達が確実に行われ、破壊効率を向上させることが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図面に基づき説明する。本発明の要旨は破壊用物質お
よび電極部を挿入する容器にあるため、本説明において
は、この部分に着目して説明し、電極間に電気エネルギ
ーを供給する電気回路部は、従来例で説明したものと同
一であるので、その説明を省略する。
【0014】すなわち、図1に示すように、被破壊物
(例えば、岩盤、コンクリートなど)1に形成された穴
2内に挿入される筒状容器(合成樹脂、ガラス製で比較
的硬い材料で構成されたもの)内に、破壊用物質(圧力
伝達物質ともいい、例えば、水、油またはゼリーなどの
ゲル状物質)4が充填されるとともに、その先端部間に
銅またはアルミニウムなどからなる金属細線5が取り付
けられた一対の電極6が挿入されている。
【0015】そして、上記電極6および金属細線5が
置(挿入)された筒状容器3が挿入された穴2の開口部
2aには、その開口部2aを閉塞するための水を含ませ
た紙、布などの繊維部材(ファイバーともいい、閉塞部
材の一例である)11が、層状に重ねて押し込まれると
ともに、その上から金属栓12を叩いて押し込むように
したものである。
【0016】すなわち、穴2内に筒状容器3を挿入した
後、その開口部2aに水が含ませられた紙、布などの繊
維部材11が層状に重ねて押し込まれるが、このとき、
上から金属栓12を介して叩いて押し込まれる。
【0017】したがって、金属栓12を叩いて繊維部材
11を押し込んだときに、繊維部材11に染み込んだ水
が筒状容器3と穴2との間の隙間aに浸入して、隙間a
が水で充満される。
【0018】この状態で、一対の電極6に電気配線9を
介して接続されたコンデンサ(図示せず)から電気エネ
ルギーが供給されると、金属細線5が瞬間的に溶融気化
し、すなわち水が瞬間に蒸発して体積膨張するため、被
破壊物1が破壊される。
【0019】このとき、筒状容器3と穴2との間には、
隙間すなわち空間部がないため、放電破壊による破壊力
が、確実に被破壊物1側に伝達される。なお、図2に放
電破壊後の状態を示し、図2中、1aが直接破壊領域で
ある。
【0020】このように、筒状容器3が挿入された穴2
の開口部2aを、金属栓12を叩いて繊維部材11によ
り閉塞させる際に、これから染み出した水により、完全
に穴2との隙間が閉塞されるので、従来のように、単な
る容器内の破壊用物質の漏れを防ぐためだけの蓋部とは
異なり、放電破壊すなわち衝撃破壊による破壊力を確実
増大させることができる。
【0021】次に、本発明の第2の実施の形態を図面に
基づき説明する。上記第1の実施の形態では、筒状容器
を合成樹脂、ガラス製などの比較的硬い材料により構成
してその形状が変形しないものとして説明したが、この
第2の実施の形態では、被破壊物を充填する容器を、弾
性材料により構成したものである。
【0022】具体的には、図3に示すように、コルクな
どにより構成された栓体21にゴム製の袋状容器22を
吊り下げる。勿論、このとき、栓体21を挿通された一
対の電極6の先端部同士には、金属細線5が取り付けら
れるとともに、この袋状容器22内に、破壊用物質4と
して水が充填されている。
【0023】そして、放電破壊作業時には、図4に示す
ように、電極6が配置されるとともに水4が充填された
袋状容器22を、穴2内に挿入した後、その上方から閉
塞部材例えば粘土23を充填して、開口部2aを塞ぐ。
【0024】そして、この状態で、電極6間にコンデン
サから電気エネルギーを供給して、金属細線5を溶融気
化させて、水の体積膨張により被破壊物1を破壊する。
このように、ゴムなどの弾性を有する袋状容器22内
に、破壊用物質4である水を充填させて、放電破壊を行
うようにしているので、容器22と穴2との間に隙間が
生じないとともに、袋状容器22の上方から粘土23で
袋状容器22全体を押さえ付けるようにしているので、
被破壊物1に形成された穴2が変形している場合でも、
容器22と穴2の内壁面とが確実に接触するため、放電
による爆発の破壊力が、そのまま被破壊物1に伝達され
る。
【0025】なお、上記実施の形態においては、袋状容
器22内に一対の電極を配置したものを説明したが、例
えば図5に示すように、一つの袋状容器22内に、複数
組の電極6A,6Bを配置することもできる。勿論、
の実施の形態における容器3にも、複数組の電極6を
配置することもできる。
【0026】上記第1の実施の形態における電極とし
て、電線のものを図示したが、例えば電極として、棒状
のものを利用しても良い。また、上記各実施の形態を示
す図面おいて、被破壊物1に形成する穴2の方向を鉛直
方向として図示したが、例えば穴2の形成方向は、任意
の方向、例えば横、斜め方向であっても良い。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、被
破壊物に形成された穴内に挿入される容器の上方を、す
なわち穴の開口部を水を含んだ閉塞部材により閉塞する
ようにしたので、閉塞部材から染み出した水が隙間を閉
塞することになり、したがって放電破壊時に、その破壊
力が穴の開口部からそのまま外方に抜けることが防止さ
れるので、破壊力を増して破壊効率を向上させることが
できる。
【0028】また、本発明の他の構成によると、破壊用
物質が充填される容器を、弾性を有する袋状容器とした
ので、被破壊物に形成される穴が変形している場合で
も、袋状容器が穴の内壁面に沿って接触するため、従来
のように隙間ができる場合に比べて、破壊力の伝達が確
実に行われ、破壊効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における放電衝撃破
壊装置の要部断面図を示す。
【図2】同第1の実施の形態における放電破壊時の状態
を示す斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態における放電衝撃破
壊装置の要部断面図を示す。
【図4】同第2の実施の形態における放電衝撃破壊装置
のセット状態を示す断面図である。
【図5】同第2の実施の形態における放電衝撃破壊装置
の変形例の要部断面図を示す。
【図6】従来例の放電衝撃破壊装置の概略全体を示す構
成図である。
【符号の説明】
1 被破壊物 2 穴 2a 開口部 3 筒状容器 3a 開口部 4 破壊用物質 5 金属細線 6 電極 11 繊維部材 12 金属栓 22 袋状容器 23 粘土
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 剛 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 大工 博之 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−221857(JP,A) 特開 昭55−78765(JP,A) 特開 昭63−194200(JP,A) 特公 昭36−10730(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28D 1/00 B26F 3/00 E21C 37/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被破壊物に破壊用物質を充填する穴を形成
    し、この穴内に、先端部間に金属細線が取り付けられた
    一対の電極を挿入し、これら両電極にコンデンサに蓄積
    された電気エネルギーを供給して金属細線を溶融気化さ
    せることにより破壊用物質を体積膨張させて被破壊物を
    破壊させる際に、上記破壊用物質および少なくとも金属
    細線を容器内に配置し、この容器が配置された後の穴の
    開口部を水を含ませた閉塞部材により閉塞させることを
    特徴とする放電衝撃破壊方法。
  2. 【請求項2】被破壊物に形成されかつ破壊用物質が充填
    された穴内に挿入されるとともに先端部間に金属細線が
    取り付けられた一対の電極と、これら両電極に接続され
    たコンデンサと、このコンデンサに電気を供給する電源
    部と、この電源部とコンデンサとの間の充電用電気配線
    途中に介装された充電制御回路と、上記一対の電極とコ
    ンデンサとの間の放電用電気配線途中に介装された放電
    スイッチとからなる放電衝撃破壊装置において、上記穴
    内に充填される破壊用物質を、上記両電極の下端部に取
    り付けられた金属細線を収納するように設けられた容器
    内に充填させ、かつ放電破壊作業時に、上記容器を穴内
    に挿入した後、水を含みその開口部を閉塞する閉塞部材
    を具備したことを特徴とする放電衝撃破壊装置。
  3. 【請求項3】被破壊物に破壊用物質を充填する穴を形成
    し、この穴内に、先端部間に金属細線が取り付けられた
    一対の電極を挿入し、これら両電極にコンデンサに蓄積
    された電気エネルギーを供給して金属細線を溶融気化さ
    せることにより破壊用物質を体積膨張させて被破壊物を
    破壊させる際に、上記破壊用物質および少なくとも金属
    細線を弾性袋状容器内に配置し、この弾性袋状容器を穴
    内に挿入することを特徴とする放電衝撃破壊方法。
  4. 【請求項4】弾性袋状容器を穴内に挿入した後、穴の開
    口部を閉塞することを特徴とする請求項3記載の放電衝
    撃破壊方法。
  5. 【請求項5】被破壊物に形成されかつ破壊用物質が充填
    された穴内に挿入されるとともに先端部間に金属細線が
    取り付けられた一対の電極と、これら両電極に接続され
    たコンデンサと、このコンデンサに電気を供給する電源
    部と、この電源部とコンデンサとの間の充電用電気配線
    途中に介装された充電制御回路と、上記一対の電極とコ
    ンデンサとの間の放電用電気配線途中に介装された放電
    スイッチとからなる放電衝撃破壊装置において、上記穴
    内に充填される破壊用物質を、上記両電極の下端部に取
    り付けられた金属細線を収納するように設けられた弾性
    袋状容器内に充填させたことを特徴とする放電衝撃破壊
    装置。
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