JP3888736B2 - Destruction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギーを用いてコンクリート構造物や岩盤などの被破壊物を破壊する破壊方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気エネルギーを用いてコンクリート構造物や岩盤などの被破壊物を破壊する破壊方法は、金属細線を介して接続した一対の電極をコンデンサに接続し、作業者の経験によって、被破壊物に装着孔を所定間隔ごとに、あるいは自由面から所定距離ごとに穿ち、これら装着孔に水や油などの破壊用物質を注入するとともに装着孔に電極を装着し、コンデンサに充電蓄積した電気エネルギーを短時間で金属細線に放電供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を急激に気化させ、その際の膨張力で被破壊物を破壊したり脆弱化させたりするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、被破壊物に形成する装着孔の間隔は経験によって決められるので、コンデンサに蓄積する電気エネルギー、すなわち充電電圧の大きさによっては、装着孔間に生じる破壊面(亀裂)同士が繋がらず、破壊が不十分であったり、逆に充電電圧の大きさに比べて装着孔同士の間隔が狭いと、破壊は十分に行われるものの、不経済であるといった課題がある。
【0004】
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。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題を解決するための請求項1記載の手段は、異なる二方向の自由面を有する被破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交差するよう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って配置して破壊用物質に浸漬させ、充電されたコンデンサーから電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zoおよびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rdとの関係が、下記(a)式Zo≦Rd (a)を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式Zo’≦Rd’ (b)を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式A≦Rd+Rd’ (c)を満足するよう設定し、前記(a)式〜(c)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式Rd≦(√W)/k (i)および(i ' )式Rd ' ≦(√W)/k (i ' )をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式W=(C×V 2 )/2 (j)を満足するよう設定している。
【0006】
請求項2記載の手段は、異なる二方向の自由面を有する被破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交差するよう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿ってかつ所定間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬させ、充電されたコンデンサーから電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面とその自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Zo およびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rdの関係が、下記(a)式Zo≦Rd (a)を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式Zo’≦Rd’ (b)を満足するよう設定した破壊方法であって、各自由面から最も離れた金属細線同士の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式A≦Rd+Rd’ (c)を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の基端部までの距離Z、前記距離Rd、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Nおよび各金属細線長さLpの関係が、下記(d)式Z≦Rd(2・N−1)+N・Lp (d)を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の基端部までの距離Z’、前記距離Rd’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Mおよび各金属細線長さLd’の関係が、下記(e)式Z’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’ (e)を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLp’の関係が下記(f)式Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd (f)を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y’、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLpの関係が下記(g)式Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ (g)を満足するよう設定し、前記(a)式〜(g)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式Rd≦(√W)/k (i)および(i ' )式Rd ' ≦(√W)/k (i ' )をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式W=(C×V 2 )/2 (j)を満足するよう設定している。
【0007】
請求項3記載の手段は、破壊用孔を、各自由面に沿って複数個並べている。
請求項4記載の手段は、異なる二方向の自由面を有する被破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつその延長がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って配置して破壊用物質に浸漬させ、充電されたコンデンサーから電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zo およびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rdとの関係が、下記(a)式Zo≦Rd (a)を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式Zo’≦Rd’ (b)を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式A≦Rd+Rd’ (c)を満足するよう設定するとともに、各金属細線の先端部間のずれの距離D、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(h)式D≦Rd+Rd’ (h)を満足するよう設定し、前記(a)式〜(c),(h)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式Rd≦(√W)/k (i)および(i ' )式Rd ' ≦(√W)/k (i ' )をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式W=(C×V 2 )/2 (j)を満足するよう設定している。
【0008】
請求項5記載の手段は、異なる二方向の自由面を有する被破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつその延長がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿ってかつ所定間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬させ、充電されたコンデンサーから電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面とその自由面に最も近い金属細線の基端部までの距離Zoおよびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rdの関係が、下記(a)式Zo≦Rd (a)を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式Zo’≦Rd’ (b)を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式A≦Rd+Rd’ (c)を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の先端部までの距離Z、前記距離Rd、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Nおよび各金属細線長さLpの関係が、下記(d)式Z≦Rd(2・N−1)+N・Lp (d)を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の先端部までの距離Z’、前記距離Rd’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Mおよび各金属細線長さLp’の関係が、下記(e)式Z’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’ (e)を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLp’の関係が下記(f)式Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd (f)を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y’、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLpの関係が下記(g)式Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ (g)を満足するよう設定し、各金属細線の先端部間のずれの距離D、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(h)式D≦Rd+Rd’ (h)を満足するよう設定し、前記(a)式〜(h)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式Rd≦(√W)/k (i)および(i ' )式Rd ' ≦(√W)/k (i ' )をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式W=(C×V 2 )/2 (j)を満足するよう設定している。
【0009】
そして、破壊用孔を、各自由面に沿って複数個並べている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
まず、図1〜図10に基づいて本発明の実施の第一形態に係る破壊方法を説明する。はじめに、本発明の実施の第一形態に係る破壊方法を実施するための破壊装置1の構成を説明する。
【0011】
この破壊装置1は、図3に示すように、対で設けた電極2の先端部同士が、被破壊物3に形成した破壊用孔4の深さ方向に沿った金属細線(例えばCuが用いられる)5で接続され、この金属細線5は、膨張によって被破壊物3を破壊するための破壊用物質(例えばゼリー状の物質が用いられる)13を充填した破壊容器13Aに装着される。このように、破壊容器13Aに破壊用物質13を充填し、金属細線5および電極2を挿入したものを破壊プローブPとする。
【0012】
同図に示すように、この破壊プローブPの電極2を介して金属細線5に、これを溶融蒸発させるに十分な電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給回路6が接続され、この電気エネルギー供給回路6は、各電極2の端子2aに接続された電源装置(直流電源が用いられる)7と、この電源装置7と一方の端子2aとの間に直列接続されて、電源装置7と両端子2aとの間に並列接続されたコンデンサー8に対し所定量の電気容量を蓄積するよう制御するための充電制御回路10と、この充電制御回路10と一方の端子2aとの間に接続された放電スイッチ11とから構成されている。
【0013】
次に、1個の金属細線5(破壊装置1)の破壊可能領域Mfを、図1、図2および図4に基づいて説明する。図において、仮想線で示した範囲が破壊可能領域Mfであり、矢印は衝撃力の伝播方向を示している。この破壊可能領域(容積)Mfは、次式で表される。
【0014】
Mf=π・Rd2 ・(4/3・Rd+Lp)
ここで、Rd:破壊可能領域限界(衝撃力伝播距離)、Lp:金属細線5の長さである。
【0015】
次に、実施の第一形態における被破壊物3の破壊方法を、図6および図7に基づいて説明する。
まず、被破壊物3の水平自由面(一方の自由面)12に垂直方向に破壊用孔4aを鉛直自由面(他方の自由面)15に沿って形成する。また、鉛直自由面15に垂直方向に破壊用孔4bを水平自由面12に沿って形成する。
【0016】
また、各破壊容器13Aに破壊用物質13を充填し、電極2を接続した金属細線5aを各破壊容器13Aに挿入し、金属細線5aを破壊用物質13に浸漬して破壊プローブP1を形成し、各破壊用孔4a,4bに破壊プローブP1を破壊用孔4a,4bの深さ方向に沿って装着する。
【0017】
そして、各破壊プローブP1の電極2に、電気エネルギー供給回路6を接続してコンデンサー8に所定の電気容量を蓄積した後、放電スイッチ11をオンする。そうすると、各金属細線5aに所定量の電気エネルギーが短時間で供給されてこれらが急激に溶融蒸発するとともに、各破壊容器13A内の破壊用物質13が急激に気化して膨張し、その膨張力で被破壊物3が破壊される。
【0018】
ここで、上記破壊方法において、破壊用孔4a,4bに破壊プローブP1を設置する際の条件を説明する。
まず、鉛直自由面15から破壊用孔4aの中心(金属細線5aの配置位置)までの距離Yを、(f)式に対応する下記式(1)により決定する。
【0019】
Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd ・・・(1)
ここで、M:破壊用孔4bに装着する金属細線5aの個数
Rd’:破壊用孔4bに装着する金属細線5aによる破壊可能領域限界
Lp’:破壊用孔4bに装着する金属細線5aの長さ
Rd :破壊用孔4aに装着する金属細線5aによる破壊可能領域限界
である。
【0020】
また、水平自由面12から破壊用孔4bの中心(金属細線5aの配置位置)までの距離Y’を、(g)式に対応する下記式(2)により決定する。
Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ ・・・(2)
ここで、Lp:破壊用孔4aに装着する金属細線5aの長さ
N:破壊用孔4aに装着する金属細線5aの個数
である。
【0021】
また、水平自由面12とその水平自由面12から金属細線5aの基端部までの距離Zo は、(a)式に対応する下記式(3)の関係を設定し、
Zo ≦Rd ・・・(3)
鉛直自由面15とその自由面15から金属細線5aの基端部までの距離Zo ’は、(b)式に対応する下記(4)式の関係を設定する。
【0022】
Zo ’≦Rd’ ・・・ (4)
そして、金属細線5a同士の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、(c)に対応する下記(5)式
A≦Rd+Rd’ ・・・(5)
を満足するよう設定する。
【0023】
ところで上記(1)〜(5)式におけるRd(Rd’も同様)の値は、コンデンサー8への蓄積エネルギーW(J),コンデンサー容量C(F),充電電圧(V)によって決まるもので、これら各要素の関係は、(j)式に対応する下記の(6)式、(i)(i ' )式にそれぞれ対応する下記の(7)(7 ' )式となる。
【0024】
W=(C×V 2 )/2 ・・・(6)
Rd≦(√W)/k・・・(7)
Rd ' ≦(√W)/k・・・(7 ' )
但し(7)(7 ' )式において、kはエネルギー・破壊可能領域変換係数で、k=1.5とする。
【0025】
ここで、コンデンサー容量C=100(μF) ,充電電圧=15000(V)を、上記(6)式に代入すると、
W=(C×V 2 )/2 =11,250(J)
となる。これを、上記(7)(7 ' )式に代入すると、
Rd≦(√W)/k≦70.7(cm)
Rd ' ≦(√W)/k≦ 70.7(cm)
となるので、Rd=70(cm),Rd ' = 70(cm)とする。
【0026】
図6および図7において、(1)式より、Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd=3(2・70+10)+70=370 であるから、Y=350(cm) とし、(2)式よりY’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’=3(2・70+10)+70=370 であるからY’=350(cm) とし、(3)式よりZo ≦Rd=70であるからZo =50(cm)とし、(4)式よりZo ’≦Rd’=70であるからZo ’=50(cm)とし、(5)式よりA≦Rd+Rd’=70+70=140であるからA=100(cm) とした。
【0027】
上記各条件に基づいて、一軸圧縮強度1,500kg/cm2 の花崗岩壁において破壊作業を行った結果、この花崗岩壁(被破壊物3)は、予測どおり、図6に示すように、破壊用孔4aと破壊用孔4bで囲まれる目的部分Gが破壊(崩落)し、破壊用孔4a、破壊用孔4b側の各金属細線5cの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜した破壊面G1を得た。
【0028】
なお、蓄積エネルギーW(J) と金属細線5a〜5cから破壊可能領域限界までの距離Rd(cm)との関係は、図4のグラフ図に示すようになる。
このように、本発明の実施の第一形態によれば、電気エネルギー供給回路6におけるコンデンサー8への蓄積エネルギー,コンデンサー容量,充電電圧に基づいて、金属細線5a〜5cから破壊可能領域限界までの距離Rd(Rd’)を決定し、各破壊用孔4a,4bの深さおよび位置、そして破壊用孔4a,4bに装着する各金属細線5aの配置位置を設定するので、被破壊物3の目的部分Gを経済的かつ十分に破壊することができる。
【0029】
また、破壊用物質13を破壊容器13Aに充填することにより、破壊用孔4の方向が横向きや下向きであっても破壊用物質13が破壊用孔4から零れ出してしまうことがなく、破壊作業の際の対応性を向上させることができる。
【0030】
次に図8〜図10に基づいて、本発明の実施の第二形態を説明する。破壊プローブPおよび破壊装置1の構成は、上記実施の第一形態と同様であるので省略する。
【0031】
本発明の実施の第二形態に係る破壊方法は、図8に示すように、複数(図では3個)の破壊容器13Aに破壊用物質13を充填し、電極2を接続した金属細線5a〜5cを各破壊容器13Aに挿入し、各金属細線5a〜5cを破壊用物質13に浸漬することにより破壊プローブP1〜P3を複数個形成し、図9(但し図9には破壊プローブP1〜P3は省略している)に示すように、破壊用孔4aを複数個形成し、各破壊用孔4aに破壊プローブP1〜P3を破壊用孔4aの深さ方向に沿って装着する。
【0032】
また、被破壊物3の鉛直自由面15に垂直方向で水平自由面12に沿って、破壊用孔4bを複数個形成する。そして、各破壊容器13Aに破壊用物質13を充填し、電極2を接続した金属細線5a〜5cを各破壊容器13Aに挿入し、金属細線5a〜5cを破壊用物質13に浸漬して破壊プローブP1〜P3を複数個形成し、各破壊用孔4bに破壊プローブP1〜P3を破壊用孔4bの深さ方向に沿って装着する。
【0033】
そして、各破壊プローブP1〜P3の電極2に、電気エネルギー供給回路6を接続してコンデンサー8に所定の電気容量を蓄積した後、放電スイッチ11をオンする。
【0034】
そうすると、各金属細線5a〜5cに所定量の電気エネルギーが短時間で供給されてこれらが急激に溶融蒸発するとともに、各破壊容器13A内の破壊用物質13が急激に気化して膨張し、その膨張力で被破壊物3が破壊される。
【0035】
上記破壊方法において、各破壊用孔4a,4bに破壊プローブP1〜P3を設置する際の条件を、図8および図9に基づいて説明する。
まず、上記実施の第一形態と同様に、鉛直自由面15から破壊用孔4aの中心(金属細線5a〜5cの配置位置)までの距離Yを下記式(1)により決定する。
【0036】
Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd ・・・(1)
また、水平自由面12から破壊用孔4bの中心(金属細線5a〜5cの配置位置)までの距離Y’を下記式(2)により決定する。
【0037】
Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ ・・・(2)
また、水平自由面12とその水平自由面12から最も近い金属細線5aの基端部までの距離Zo は、下記(3)式の関係を設定する。
【0038】
Zo ≦Rd ・・・ (3)
鉛直自由面15とその自由面15から最も近い金属細線5aの基端部までの距離Zo ’は、下記(4)式の関係を設定する。
【0039】
Zo ’≦Rd’ ・・・ (4)
そして、図6の実施の第一形態で示したように、各自由面12,15から最も遠い金属細線5c,5c同士の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(5)式
A≦Rd+Rd’ ・・・(5)
を満足するよう設定する。
【0040】
また、水平自由面12とその自由面12から最も遠い金属細線5cの先端部までの距離Zは、(d)式に対応する下記(8)式の条件に設定する。
Z≦Rd(2・N−1)+N・Lp ・・・(8)
鉛直自由面15とその自由面15から最も遠い金属細線5cの先端部までの距離Z’は、(e)式に対応する下記(9)式の条件に設定する。
【0041】
Z’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’ ・・・(9)
破壊用孔4a側の金属細線5aの先端部から金属細線5bの基端部間の距離Zpは、下記(10)式の関係を設定する。
【0042】
Zp≦2・Rd ・・・ (10)
破壊用孔4b側の金属細線5aの先端部から金属細線5bの基端部間の距離Zp’は、下記(11)式の関係を設定する。
【0043】
Zp’≦2・Rd’ ・・・ (11)
また、破壊用孔4aの中心間の距離X(破壊用孔4bの中心間の距離も同様)は、下記(12)式を満足するよう設定する。
【0044】
X≦2・Rd ・・・(12)
ところで上記(1)〜(12)式におけるRd(Rd’も同様)の値は、実施の第一形態と同様に、コンデンサー8への蓄積エネルギーW(J) ,コンデンサー容量C(F) ,充電電圧(V) によって決まるもので、これら各要素の関係は、下記(6),(7)式となる。
【0045】
W=1/2・C・V2 ・・・(6)
Rd≦(√W)/k ・・・(7)
ここで、コンデンサー容量C=100(μF ), 充電電圧=15000(V)を、上記(6)式に代入すると、
W=1/2・C・V2 =11,250(J)
となる。これを、上記(7)式に代入すると、
Rd≦(√W)/k≒70.7(cm)
となるので、Rd=70(cm) とする。
【0046】
図8および図9において、(1)式より、Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd=3(2・70+10)+70=370 であるから、Y=350(cm) とし、(2)式よりY’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’=3(2・70+10)+70=370 であるからY’=350(cm) とし、(3)式よりZo ≦Rd=70であるからZo =50(cm)とし、(4)式よりZo ’≦Rd’=70であるからZo ’=50(cm)とし、(5)式よりA≦Rd+Rd’=70+70=140 であるからA=100(cm) とし、(8)式よりZ≦Rd(2・N−1)+N・Lp=70(2・3−1)+3・10=380 であるからZ=350(cm) とし、(9)式よりZ’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’=70(2・3−1)+3・10=380 であるからZ’=350(cm) とし、(10)式よりZp≦2・Rd=2・70=140 であるからZp=100(cm) とし、(11)式よりZp’≦2・Rd’2・70=140 であるからZp’=100(cm) とし、(12)式よりX≦2・Rd=2・70=140 あるからX=100(cm) とした。
【0047】
上記各条件に基づいて、一軸圧縮強度1,500kg/cm2 の花崗岩壁において破壊作業を行った結果、この花崗岩壁(被破壊物3)は、予測どおり、図10に示すように、破壊用孔4aと破壊用孔4bで囲まれる目的部分Gが破壊(崩落)し、破壊用孔4a、破壊用孔4b側の各金属細線5cの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜した破壊面G1を得た。
【0048】
このように、本発明の実施の第二形態によれば、電気エネルギー供給回路6におけるコンデンサー8への蓄積エネルギー,コンデンサー容量,充電電圧に基づいて、金属細線5a〜5cから破壊可能領域限界までの距離Rd(Rd’)を決定し、各破壊用孔4a,4bの深さおよび位置、そして破壊用孔4a,4bに装着する各金属細線5a〜5cの配置位置を設定するので、被破壊物3の目的部分Gを経済的かつ十分に破壊することができる。
【0049】
また、破壊用物質13を破壊容器13Aに充填することにより、破壊用孔4の方向が横向きや下向きであっても破壊用物質13が破壊用孔4から零れ出してしまうことがなく、破壊作業の際の対応性を向上させることができる。
【0050】
次に、図11および図12に基づいて、本発明の実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三形態に係る破壊方法は、各自由面12,15に破壊用孔4a,4bを垂直に、かつその延長がずれるように形成するもので、破壊装置1の構成は上記実施の第一形態と同様である。また、破壊手順も上記実施の第二形態と同様であるが、本発明の実施の第三形態では、上記実施の第一形態の(1)〜(12)で示した関係に加え、図12の平面図に示すように、破壊用孔4a,4b側の各金属細線5cの先端部間のずれの距離D、距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(13)式
D≦Rd+Rd’ ・・・(13)
を満足するよう設定したものである。
【0051】
上記(13)式よりD≦Rd+Rd’=70+70=140 であるから、D=100(cm) とした。
この破壊方法によっても、破壊用孔4aと破壊用孔4bで囲まれる目的部分が破壊し、破壊用孔4a、破壊用孔4b側の各金属細線5cの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜した破壊面G1を得られた。
【0052】
なお、上記各実施の形態では、破壊容器13Aに破壊用物質13を充填したがこれに限定されるものではなく、破壊容器13Aを設けることなく、破壊用孔4に直接破壊用物質13を充填し、電極2間を接続した金属細線を破壊用孔4の深さ方向に沿って配置するようにして破壊用物質13に浸漬しても、上記各実施の形態と同様の破壊を行い得る。
【0053】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、金属細線が溶融蒸発するとともに破壊用物質が膨張する際の破壊可能領域を設定して、被破壊物の破壊しようとする部分が破壊可能領域内に入るように自由面から破壊用孔の距離および金属細線の挿入深さを設定して破壊するので、経済的かつ確実に被破壊物を破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態を示す破壊方法における破壊用孔に1個の破壊プローブを挿入した状態の縦断面図である。
【図2】同じく平面図である。
【図3】同じく破壊装置の全体構成図である。
【図4】同じく破壊可能領域を示すモデル図である。
【図5】同じく蓄積エネルギーと破壊可能領域限界の関係を示すグラフ図である。
【図6】同じく各破壊用孔に破壊プローブを挿入した状態の縦断面図である。
【図7】同じく平面図である。
【図8】本発明の実施の第二形態において3個の破壊プローブを破壊用孔に装着した状態の拡大断面図である。
【図9】同じく被破壊物に複数の破壊用孔を形成した状態の斜視図である。
【図10】同じく破壊後の被破壊物の斜視図である。
【図11】本発明の実施の第三形態を示す破壊方法において各破壊用孔に破壊プローブを挿入した状態の縦断面図である。
【図12】同じく平面図である。
【符号の説明】
1 破壊装置
2 電極
3 被破壊物
4a 破壊用孔
5a 金属細線
6 電気エネルギー供給回路
7 電源装置
8 コンデンサー
10 充電制御回路
11 放電スイッチ
12 水平自由面
13 破壊用物質
13A 破壊容器
15 鉛直自由面
40 破壊用孔群
Mf 破壊可能領域
P1 破壊プローブ
Rd 破壊可能領域限界までの距離
Lp 金属細線長[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a destruction method for destroying an object to be destroyed such as a concrete structure or a rock using electric energy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the destruction method of destroying a destructive object such as a concrete structure or a bedrock using electric energy is to connect a pair of electrodes connected via a thin metal wire to a capacitor, The mounting holes are drilled at predetermined intervals or at predetermined distances from the free surface, and a destructive substance such as water or oil is injected into these mounting holes, and electrodes are mounted in the mounting holes to store the electric energy accumulated in the capacitor. By supplying a discharge to a thin metal wire in a short time and rapidly evaporating and evaporating the thin metal wire, the destruction material is rapidly vaporized, and the material to be destroyed is destroyed or weakened by the expansion force at that time. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the interval between the mounting holes formed in the object to be destroyed is determined by experience, depending on the electric energy accumulated in the capacitor, that is, the magnitude of the charging voltage, the fracture surfaces (cracks) generated between the mounting holes may be different. If the connection holes are not connected, the breakage is insufficient, or the interval between the mounting holes is narrow compared to the magnitude of the charging voltage, the breakage is sufficiently performed, but there is a problem that it is uneconomical.
[0004]
Then, this invention aims at provision of the destruction device which can solve the said subject.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The means according to claim 1 for solving the problem in the present invention is to fill each free surface of the object to be destroyed having free surfaces in two different directions with a destructive substance that destroys the object to be destroyed by expansion. Breaking holes are vertically formed so that their extensions intersect, and a metal wire connecting the electrodes is placed along each of the breaking holes along the depth direction of the breaking hole and immersed in the breaking material. The destructive substance is vaporized by supplying electric energy from the charged capacitor to the fine metal wire through the electrode in a short time and evaporating and evaporating the fine metal wire. The distance Z from the one free surface to the base end of the fine metal wire placed in the destruction hole when the destruction object is destroyed in the destruction area of o and the proximal portion of the metal thin wires Relationship between the distance Rd to the destructible range limit of al one of the free surface side, and set so as to satisfy the following equation (a) Z o ≦ Rd (a), disposed on its destruction hole from the other free surface The relationship between the distance Z o ′ to the base end of the thin metal wire and the distance Rd ′ from the base end of the metal thin wire to the limit of the destructible region on the other free surface is expressed by the following formula (b) Z o ′ ≦ Rd ′ (b) is a destruction method set to satisfy (b), and the relationship between the distance A between the tips of the respective thin metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c): A ≦ Rd + Rd ′ ( c), and the distances Rd and Rd ′ from the base end of the thin metal wire to the breakable region limit in the formulas (a) to (c) are the electric energy W (J), energy / breakage Assuming that the possible region conversion coefficient k, the following equation (i) Rd ≦ (√W) / k (i) and (I ′ ) When the equation Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ ) is set so as to satisfy each, the electric energy W is assumed to be a capacitor capacity C (F) for storing electric energy and a charging voltage V (V). The following equation (j) is set so as to satisfy the equation W = (C × V 2 ) / 2 (j).
[0006]
According to a second aspect of the present invention, each of the free surfaces of the object to be destroyed having two free surfaces in different directions is provided with a breaking hole for filling a material for destruction that destroys the object to be destroyed by expansion. It is formed vertically so that each of the breaking holes is immersed in a breaking substance by arranging a plurality of fine metal wires connected between the electrodes along the depth direction of the breaking hole and at predetermined intervals. By supplying electrical energy from a charged capacitor to the metal thin wire through the electrode in a short time and rapidly evaporating and evaporating the metal thin wire, the destructive material is vaporized, and the predetermined destruction from the metal thin wire is caused by the expansion force at that time. only area fraction so as to destroy the debris, when installing a metallic thin wire into each fracture holes, the distance Z o and up to the base end portion of the nearest thin metal wire from one free surface and its free surface From the base end of the thin metal wire, Relationship between the distance Rd to the destructible range limit of the surface side, the following equation (a) Z o ≦ Rd set to satisfy (a), the proximal end nearest the thin metal wires from the other free surface and its free surface The relationship between the distance Z o ′ to the portion and the distance Rd ′ from the base end of the fine metal wire to the limit of the destructible region on the other free surface is expressed by the following formula (b) Z o ′ ≦ Rd ′ (b) The relationship between the distance A between the tips of the fine metal wires farthest from each free surface, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c) A ≦ Rd + Rd ′ (C) is set so as to satisfy, the distance Z from one free surface to the base end of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd, and the metal to be inserted into one breaking hole in one free surface The relationship between the number N of fine wires and the length Lp of each metal fine wire is expressed by the following formula (d) Z ≦ Rd (2 · N -1) is set so as to satisfy + N · Lp (d), the distance Z ′ from the other free surface to the base end of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd ′, one of the other free surfaces The relationship between the number M of fine metal wires inserted into the fracture hole and the length Ld ′ of each fine metal wire satisfies the following formula (e): Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ (e) The relationship between the distance Y from the other free surface to the breaking hole formed on one free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the fine metal wire length Lp ′ is as follows (f ) The formula Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd (f) is set so that the distance Y ′ from one free surface to the breaking hole formed in the other free surface, the distances Rd, Rd ', The relationship between the number M of the fine metal wires and the length Lp of the fine metal wires is expressed by the following formula (g) Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ (g Set to satisfy the formula (a) ~ (g) distance Rd and Rd 'to break area limit from the base end portion of the thin metal wire in the expression, the electrical energy W (J), the energy-breaking region Assuming that the conversion coefficient is k, the following equation (i) Rd ≦ (√W) / k (i) and (i ′ ) Equation Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ ) The energy W is set so as to satisfy the following formula (j) W = (C × V 2 ) / 2 (j), assuming that the capacitor capacity C (F) for storing electric energy and the charging voltage V (V) . .
[0007]
According to a third aspect of the present invention, a plurality of breaking holes are arranged along each free surface.
According to a fourth aspect of the present invention, each of the free surfaces of the object to be destructed having different free surfaces in two directions has a destructive hole vertically for filling a destructive substance for destroying the object to be destructed by expansion, and The metal wires connected between the electrodes are arranged along the depth direction of the breaking holes and immersed in the breaking material, and the electrodes are charged from the charged capacitors. The material for destruction is vaporized by supplying electric energy to the fine metal wire in a short time and rapidly evaporating and evaporating the fine metal wire. When destroying an object and installing a fine metal wire in each destruction hole, the distance Z o from one free surface to the proximal end of the fine metal wire arranged in the destruction hole and the proximal end of the fine metal wire Destructible area on one free side from the part Distance relationship between the distance Rd to the limit, set to satisfy the following equation (a) Z o ≦ Rd (a), the other free surface to the base end portion of the thin metal wires arranged in its destruction hole to Z o relation between 'and the distance Rd from the base end portion of the metal thin wire to fracture region limits of other free surface' is, satisfies the following formula (b) Z o '≦ Rd' (b) In the set destruction method, the relationship between the distance A between the tips of the respective thin metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ satisfies the following formula (c) A ≦ Rd + Rd ′ (c), The relationship between the deviation distance D between the tips of the respective fine metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is set so as to satisfy the following expression (h) D ≦ Rd + Rd ′ (h), and the expressions (a) to ( c) Distances Rd and Rd from the base end of the thin metal wire to the limit of the breakable region in the formula (h) ′ Is the electric energy W (J) and the energy / destructible region conversion coefficient k, the following equation (i) Rd ≦ (√W) / k (i) and (i ′ ) Rd ′ ≦ (√W) / K (i ′ ) is set so as to satisfy each, and the electric energy W is a capacitor capacity C (F) for storing electric energy and a charging voltage V (V), and the following equation (j) W = (C × V 2 ) / 2 (j) is set to be satisfied.
[0008]
According to a fifth aspect of the present invention, each of the free surfaces of the object to be destructed having different free surfaces in two directions has a destructive hole for filling a destructive substance for destructing the object to be destructed by expansion vertically, and Formed in such a way that the extension is shifted, and in each of the breaking holes, a plurality of fine metal wires connected between the electrodes are arranged along the depth direction of the breaking hole at predetermined intervals and immersed in the breaking material. The material for destruction is vaporized by supplying electric energy from the charged capacitor to the fine metal wire through the electrode in a short time and rapidly evaporating and evaporating the fine metal wire. In order to destroy the object to be destroyed by the destructible area, and when installing the fine metal wire in each destruction hole, the distance Z o between one free surface and the base end of the fine metal wire closest to the free surface and One side from the base end of the thin metal wire Relationship between the distance Rd to the destructible range limit of the derived surface side, the following equation (a) Z o ≦ Rd set to satisfy (a), the nearest thin metal wire group from the other free surface and its free surface The relationship between the distance Z o ′ to the end and the distance Rd ′ from the base end of the thin metal wire to the destructible region limit on the other free surface is expressed by the following equation (b) Z o ′ ≦ Rd ′ (b ), And the relationship between the distance A between the tips of the respective fine metal wires, the distance Rd, and the distance Rd ′ satisfies the following formula (c) A ≦ Rd + Rd ′ (c) The distance Z from one free surface to the distal end of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd, the number N of fine metal wires inserted into one breaking hole in one free surface, and each metal The relationship of the thin wire length Lp is as follows: (d) Formula Z ≦ Rd (2 · N−1) + N · Lp (d Of the other free surface and the distance Z ′ from the free surface to the tip of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd ′, and the thin metal wire to be inserted into one breaking hole of the other free surface. The relationship between the number M and the length Lp ′ of each thin metal wire is set so as to satisfy the following formula (e): Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ (e). The relationship between the distance Y to the breaking hole formed on one free surface, the distances Rd, Rd ′, the number M of fine metal wires and the length Lp ′ of the fine metal wires is expressed by the following formula (f): Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd (f), the distance Y ′ from one free surface to the breaking hole formed in the other free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the fine metal wires Set so that the relationship of length Lp satisfies the following formula (g): Y ′ ≦ N (2.Rd + Lp) + Rd ′ (g) Deviation of the distance D between the tips of the thin metal wire, the distance Rd and the distance Rd 'relationship of the following (h) Formula D ≦ Rd + Rd' set so as to satisfy the (h), the equation (a) - ( h) If the distances Rd and Rd ′ from the base end of the thin metal wire to the limit of the destructible region are represented by the electric energy W (J) and the energy / destructible region conversion coefficient k, the following equation (i) Rd ≦ ( √W) / k (i) and (i ′ ) are set so as to satisfy the expressions Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ ), and the electric energy W is a capacitor capacity C (F) for storing electric energy. When the charging voltage is V (V), the following equation (j) is set to satisfy W = (C × V 2 ) / 2 (j).
[0009]
A plurality of breaking holes are arranged along each free surface.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the destruction method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the structure of the destruction apparatus 1 for implementing the destruction method which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated.
[0011]
As shown in FIG. 3, the breaking device 1 includes metal wires (for example, Cu are used) in which the tip portions of the
[0012]
As shown in the figure, an electric energy supply circuit 6 for supplying electric energy sufficient to melt and evaporate the
[0013]
Next, the destructible region Mf of one thin metal wire 5 (destruction device 1) will be described with reference to FIGS. In the figure, the range indicated by the phantom line is the destructible region Mf, and the arrow indicates the propagation direction of the impact force. This destructible region (volume) Mf is expressed by the following equation.
[0014]
Mf = π · Rd 2 · (4/3 · Rd + Lp)
Here, Rd is the breakable region limit (impact force propagation distance), and Lp is the length of the
[0015]
Next, the destruction method of the to-
First, a
[0016]
Further, each
[0017]
Then, the electric energy supply circuit 6 is connected to the
[0018]
Here, in the above destructive method, conditions for installing the destructive probe P1 in the
First, the distance Y from the vertical
[0019]
Y ≦ M (2 · Rd ′ + Lp ′) + Rd (1)
Here, M: the number of
[0020]
Further, the distance Y ′ from the horizontal
Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ (2)
Here, Lp is the length of the
[0021]
The distance Z o of the horizontal
Z o ≦ Rd (3)
The vertical
[0022]
Z o '≦ Rd' (4)
The relationship between the distance A between the tips of the
Set to satisfy.
[0023]
By the way, the value of Rd (the same applies to Rd ′) in the above equations (1) to (5) is determined by the energy W (J) stored in the
[0024]
W = (C × V 2 ) / 2 ... (6)
Rd ≦ (√W) / k (7)
Rd ′ ≦ (√W) / k (7 ′ )
However, in equation (7) (7 ′ ) , k is an energy / destructible region conversion coefficient, and k = 1.5.
[0025]
Here, when the capacitor capacity C = 100 (μF) and the charging voltage = 15000 (V) are substituted into the above equation (6),
W = (C × V 2 ) / 2 = 11,250 (J)
It becomes. Substituting this into the equation (7) (7 ' ) above,
Rd ≦ (√W) /k≦70.7 (cm)
Rd ′ ≦ (√W) /k≦70.7 (cm)
Therefore, Rd = 70 (cm) and Rd ′ = 70 (cm) .
[0026]
In FIG. 6 and FIG. 7, from equation (1), Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd = 3 (2.70 + 10) + 70 = 370. Therefore, Y = 350 (cm) and (2) From the equation, Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ = 3 (2.70 + 10) + 70 = 370, so Y ′ = 350 (cm), and from equation (3), Z o ≦ Rd = 70. Since o = 50 (cm) and Z o ′ ≦ Rd ′ = 70 from the equation (4), Z o ′ = 50 (cm), and from the equation (5), A ≦ Rd + Rd ′ = 70 + 70 = 140. A = 100 (cm).
[0027]
Based on the above conditions, as a result of fracture work on a uniaxial compressive strength 1,500 kg / cm 2 granite wall, this granite wall (destructed object 3) is, as predicted, shown in FIG. The target portion G surrounded by 4a and the
[0028]
The relationship between the stored energy W (J) and the distance Rd (cm) from the
Thus, according to the first embodiment of the present invention, from the
[0029]
Further, by filling the
[0030]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. The configurations of the destruction probe P and the destruction apparatus 1 are the same as those in the first embodiment, and will not be described.
[0031]
In the destruction method according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, a plurality of (three in the figure)
[0032]
Further, a plurality of breaking
[0033]
And after connecting the electric energy supply circuit 6 to the
[0034]
Then, a predetermined amount of electric energy is supplied to each of the
[0035]
In the above destructive method, conditions for installing the destructive probes P1 to P3 in the respective
First, as in the first embodiment, the distance Y from the vertical
[0036]
Y ≦ M (2 · Rd ′ + Lp ′) + Rd (1)
Further, a distance Y ′ from the horizontal
[0037]
Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ (2)
Further, the distance Z o from the horizontal
[0038]
Z o ≦ Rd (3)
The distance Z o ′ from the vertical
[0039]
Z o '≦ Rd' (4)
As shown in the first embodiment of FIG. 6, the relationship between the distance A between the tips of the
Set to satisfy.
[0040]
Further, the distance Z between the horizontal
Z ≦ Rd (2 · N−1) + N · Lp (8)
The distance Z ′ between the vertical
[0041]
Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ (9)
The distance Zp between the distal end portion of the
[0042]
Zp ≦ 2 · Rd (10)
The distance Zp ′ between the distal end portion of the
[0043]
Zp ′ ≦ 2 · Rd ′ (11)
The distance X between the centers of the breaking
[0044]
X ≦ 2 · Rd (12)
By the way, the values of Rd (the same applies to Rd ′) in the above formulas (1) to (12) are stored energy W (J), capacitor capacity C (F), charge in the
[0045]
W = 1/2 · C · V 2 (6)
Rd ≦ (√W) / k (7)
Here, when the capacitor capacity C = 100 (μF) and the charging voltage = 15000 (V) are substituted into the above equation (6),
W = 1/2 · C · V 2 = 11,250 (J)
It becomes. Substituting this into equation (7) above,
Rd ≦ (√W) /k≒70.7 (cm)
Therefore, Rd = 70 (cm).
[0046]
8 and 9, Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd = 3 (2.70 + 10) + 70 = 370 from the equation (1), so that Y = 350 (cm), and (2) From the equation, Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ = 3 (2.70 + 10) + 70 = 370, so Y ′ = 350 (cm), and from equation (3), Z o ≦ Rd = 70. Since o = 50 (cm) and Z o ′ ≦ Rd ′ = 70 from the equation (4), Z o ′ = 50 (cm), and from the equation (5), A ≦ Rd + Rd ′ = 70 + 70 = 140. A = 100 (cm), and from equation (8), Z ≦ Rd (2 · N−1) + N · Lp = 70 (2 · 3-1) + 3 · 10 = 380, so Z = 350 (cm) (9), Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ = 70 (2 · 3-1) + 3 · 10 = 380, so that Z ′ = 350 (cm), (10 ) From the equation, Zp ≦ 2 · Rd = 2 · 70 = 140, so Zp = 100 (cm), and from equation (11), Z Since p ′ ≦ 2 · Rd′2 · 70 = 140, Zp ′ = 100 (cm), and from equation (12), X ≦ 2 · Rd = 2 · 70 = 140, so X = 100 (cm) .
[0047]
Based on the above conditions, as a result of fracture work on a granite wall with a uniaxial compressive strength of 1,500 kg / cm 2 , this granite wall (destructed object 3) is, as predicted, shown in FIG. The target portion G surrounded by 4a and the
[0048]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, from the
[0049]
Further, by filling the
[0050]
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. 11 and FIG. In the breaking method according to the third embodiment of the present invention, the breaking
Is set to satisfy
[0051]
From the above equation (13), D ≦ Rd + Rd ′ = 70 + 70 = 140, so D = 100 (cm).
Also by this destruction method, the target portion surrounded by the
[0052]
In each of the embodiments described above, the
[0053]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention sets a destructible region when the metal thin wire melts and evaporates and the destructive substance expands, and the portion to be destroyed of the destruction object is within the destructible region. Since the destruction is performed by setting the distance of the breaking hole from the free surface and the insertion depth of the fine metal wire so as to enter, the object to be destroyed can be destroyed economically and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which one destruction probe is inserted into a breaking hole in a breaking method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the same.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the destruction apparatus.
FIG. 4 is a model diagram showing a breakable region.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the stored energy and the breakable region limit.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which a breaking probe is inserted into each breaking hole.
FIG. 7 is a plan view of the same.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a state in which three destruction probes are attached to a breaking hole in the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a plurality of destruction holes are formed in the same object to be destroyed.
FIG. 10 is a perspective view of an object to be destroyed, similarly after destruction.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a state in which a breaking probe is inserted into each breaking hole in the breaking method according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view of the same.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
Zo≦Rd (a)
を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式
Zo’≦Rd’ (b)
を満足するよう設定した破壊方法であって、
各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式
A≦Rd+Rd’ (c)
を満足するよう設定し、前記(a)式〜(c)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式
Rd≦(√W)/k (i)
および(i ' )式
Rd ' ≦(√W)/k (i ' )
をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式
W=(C×V 2 )/2 (j)
を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。In each free surface of the destructive object having different free surfaces in two directions, a destructive hole for filling the destructive substance that destroys the destructible object by expansion is formed vertically so that the extensions intersect, A thin metal wire connected between the electrodes is placed in each breaking hole along the depth direction of the breaking hole and immersed in the destructive material, and electric energy is applied to the thin metal wire from the charged capacitor via the electrode. By supplying the metal wires in a short time and evaporating and evaporating the metal wires rapidly, the destruction material is vaporized, and the destruction force is destroyed from the metal wires by a predetermined breakable area by the expansion force at that time. When installing a fine metal wire in the hole, the distance Z o from one free surface to the base end of the fine metal wire placed in the breaking hole and the break from the base end of the fine metal wire to the one free surface side Relation to distance Rd to the limit of possible area But below equation (a) Z o ≦ Rd (a)
The distance Z o ′ from the other free surface to the base end of the fine metal wire to be arranged in the breaking hole and the limit of the destructible area from the base end of the fine metal wire to the other free surface side The relationship with the distance Rd ′ up to the following formula (b) Z o ′ ≦ Rd ′ (b)
Is a destruction method set to satisfy
The relationship between the distance A between the tips of the thin metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c): A ≦ Rd + Rd ′ (c)
The distances Rd and Rd ′ from the base end of the thin metal wire to the breakable region limit in the equations (a) to (c) are the electric energy W (J), the energy / breakable region Assuming the conversion coefficient k, the following equation (i)
Rd ≦ (√W) / k (i)
And (i ' )
Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ )
Are set so as to satisfy each of the following, and the electric energy W is expressed by the following equation (j) where the capacitor capacity C (F) for storing electric energy and the charging voltage V (V) are
W = (C × V 2 ) / 2 (j)
The destruction method characterized by setting to satisfy .
Zo≦Rd (a)
を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式
Zo’≦Rd’ (b)
を満足するよう設定した破壊方法であって、各自由面から最も離れた金属細線同士の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式
A≦Rd+Rd’ (c)
を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の基端部までの距離Z、前記距離Rd、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Nおよび各金属細線長さLpの関係が、下記(d)式
Z≦Rd(2・N−1)+N・Lp (d)
を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の基端部までの距離Z’、前記距離Rd’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Mおよび各金属細線長さLd’の関係が、下記(e)式
Z’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’ (e)
を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLp’の関係が下記(f)式
Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd (f)
を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y’、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLpの関係が下記(g)式
Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ (g)
を満足するよう設定し、前記(a)式〜(g)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式
Rd≦(√W)/k (i)
および(i ' )式
Rd ' ≦(√W)/k (i ' )
をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式
W=(C×V 2 )/2 (j)
を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。In each free surface of the destructive object having different free surfaces in two directions, a destructive hole for filling the destructive substance that destroys the destructible object by expansion is formed vertically so that the extensions intersect, each fracture holes, a thin metal wire connected between the electrodes, along the depth direction of the fracture hole and is immersed in the disruption material plurality arranged every predetermined interval, via the electrodes from the charged capacitor By supplying electric energy to the fine metal wire in a short time and rapidly evaporating and evaporating the fine metal wire, the destruction material is vaporized. When a thin metal wire is installed in each hole for destruction, one of the free surface and the distance Z o from the free surface to the base end of the closest metal thin wire and one from the base end of the metal thin wire Destructible area limit on the free surface side Relationship between the distance Rd to satisfy the following equation (a) Z o ≦ Rd (a)
The distance Z o ′ from the other free surface and the free surface to the proximal end of the closest metal wire and the limit of the destructible region on the other free surface side from the proximal end of the metal wire The relationship with the distance Rd ′ is the following formula (b): Z o ′ ≦ Rd ′
The relationship between the distance A between the tips of the metal wires most distant from each free surface, the distance Rd, and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c): A ≦ Rd + Rd ′ (C)
The distance Z from one free surface to the base end of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd, and the number of fine metal wires to be inserted into one breaking hole of the free surface The relationship between N and the length Lp of each metal wire is expressed by the following formula (d): Z ≦ Rd (2 · N−1) + N · Lp (d)
The distance Z ′ from the other free surface to the base end of the metal wire farthest from the free surface, the distance Rd ′, and the metal wire inserted into one breaking hole of the other free surface The relationship between the number M of the metal wires and the length Ld ′ of each metal wire is expressed by the following formula (e): Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ (e)
The relationship between the distance Y from the other free surface to the breaking hole formed on one free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the fine metal wire length Lp ′ is as follows: (F) Formula Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd (f)
The relationship between the distance Y ′ from one free surface to the breaking hole formed on the other free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the fine metal wire length Lp is as follows: (G) Formula Y ′ ≦ N (2 · Rd + Lp) + Rd ′ (g)
The distances Rd and Rd ′ from the base end of the thin metal wire to the breakable region limit in the above formulas (a) to (g) are the electric energy W (J) and the energy / breakable region. Assuming the conversion coefficient k, the following equation (i)
Rd ≦ (√W) / k (i)
And (i ' )
Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ )
Are set so as to satisfy each of the following equations, and the electric energy W is expressed by the following equation (j) where the capacitor capacity C (F) for storing electric energy and the charging voltage V (V) are
W = (C × V 2 ) / 2 (j)
The destruction method characterized by setting to satisfy .
Zo≦Rd (a)
を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式
Zo’≦Rd’ (b)
を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式
A≦Rd+Rd’ (c)
を満足するよう設定するとともに、各金属細線の先端部間のずれの距離D、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(h)式
D≦Rd+Rd’ (h)
を満足するよう設定し、前記(a)式〜(c)式,(h)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギ ー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式
Rd≦(√W)/k (i)
および(i ' )式
Rd ' ≦(√W)/k (i ' )
をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式
W=(C×V 2 )/2 (j)
を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。On each free surface of the to-be-destructed object having different two-direction free surfaces, a breaking hole for filling a destructive substance that destroys the to-be-destructed object by expansion is formed vertically and its extension is shifted, In each of these breaking holes, a fine metal wire connected between the electrodes is arranged along the depth direction of the breaking hole and immersed in the breaking material, and electric energy is transferred from the charged capacitor to the fine metal wire via the electrode. In a short time, the metal thin wire is rapidly melted and evaporated to vaporize the destructive substance, and the destruction force is destroyed from the metal thin wire by a predetermined destructible area by the expansion force at that time. When a fine metal wire is installed in the breaking hole, the distance Z o from one free surface to the base end of the fine metal wire to be arranged in the breaking hole and the base end of the fine metal wire on the one free surface side The distance Rd to the destructible area limit and Relationship, the following equation (a) Z o ≦ Rd (a)
The distance Z o ′ from the other free surface to the base end of the fine metal wire to be arranged in the breaking hole and the limit of the destructible area from the base end of the fine metal wire to the other free surface side The relationship with the distance Rd ′ up to the following formula (b) Z o ′ ≦ Rd ′ (b)
In which the relationship between the distance A between the tips of the respective fine metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c): A ≦ Rd + Rd ′ (c)
And the relationship between the distance D between the tips of the fine metal wires, the distance Rd, and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (h): D ≦ Rd + Rd ′ (h)
The distances Rd and Rd ′ from the base end portion of the fine metal wire to the breakable region limit in the formulas (a) to (c) and (h) are the electric energy W (J), When energy-breakable domain transform coefficient k, the following formula (i)
Rd ≦ (√W) / k (i)
And (i ' )
Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ )
Are set so as to satisfy each of the following equations, and the electric energy W is expressed by the following equation (j) where the capacitor capacity C (F) for storing electric energy and the charging voltage V (V) are
W = (C × V 2 ) / 2 (j)
The destruction method characterized by setting to satisfy .
Zo≦Rd (a)
を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Zo ’およびその金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Rd’との関係が、下記(b)式
Zo’≦Rd’ (b)
を満足するよう設定した破壊方法であって、
各金属細線の先端部間の距離A、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(c)式
A≦Rd+Rd’ (c)
を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の先端部までの距離Z、前記距離Rd、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Nおよび各金属細線長さLpの関係が、下記(d)式
Z≦Rd(2・N−1)+N・Lp (d)
を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から最も遠い金属細線の先端部までの距離Z’、前記距離Rd’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細線の個数Mおよび各金属細線長さLp’の関係が、下記(e)式
Z’≦Rd’(2・M−1)+M・Lp’ (e)
を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLp’の関係が下記(f)式
Y≦M(2・Rd’+Lp’)+Rd (f)
を満足するよう設定し、
一方の自由面から他方の自由面に形成する破壊用孔までの距離Y’、前記距離Rd,Rd’、金属細線の個数Mおよび金属細線長さLpの関係が下記(g)式
Y’≦N(2・Rd+Lp)+Rd’ (g)
を満足するよう設定し、各金属細線の先端部間のずれの距離D、前記距離Rdおよび距離Rd’の関係が、下記(h)式
D≦Rd+Rd’ (h)
を満足するよう設定し、前記(a)式〜(h)式における金属細線の基端部から破壊可能領域限界までの距離RdおよびRd ' は、電気エネルギーW(J)、エネルギー・破壊可能領域変換係数kとすると、下記(i)式
Rd≦(√W)/k (i)
および(i ' )式
Rd ' ≦(√W)/k (i ' )
をそれぞれ満足するよう設定し、電気エネルギーWは、電気エネルギーを溜めるコンデンサー容量C(F)、充電電圧V(V)とすると、下記(j)式
W=(C×V 2 )/2 (j)
を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。On each free surface of the to-be-destructed object having different two-direction free surfaces, a breaking hole for filling a destructive substance that destroys the to-be-destructed object by expansion is formed vertically and its extension is shifted, In each of these breaking holes, a plurality of fine metal wires connected between the electrodes are arranged at predetermined intervals along the depth direction of the breaking hole and immersed in the breaking substance, and the electrodes are taken from the charged capacitors. The material for destruction is vaporized by supplying electric energy to the fine metal wire in a short time and rapidly evaporating and evaporating the fine metal wire. When the fine metal wires are installed in each of the breaking holes, the distance Z o between one free surface and the proximal end of the fine metal wire closest to the free surface and the proximal end portion of the fine metal wire Destructible area on one free side Relationship between the distance Rd to the field is, the following equation (a) Z o ≦ Rd (a)
The distance Z o ′ from the other free surface and the free surface to the proximal end of the closest metal wire and the limit of the destructible region on the other free surface side from the proximal end of the metal wire The relationship with the distance Rd ′ is the following formula (b): Z o ′ ≦ Rd ′ (b)
Is a destruction method set to satisfy
The relationship between the distance A between the tips of the thin metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following formula (c): A ≦ Rd + Rd ′ (c)
The distance Z from one free surface to the tip of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd, and the number N of thin metal wires to be inserted into one breaking hole of the free surface And the relationship between the lengths Lp of the thin metal wires is expressed by the following formula (d): Z ≦ Rd (2.N−1) + N · Lp
Of the other free surface and the distance Z ′ from the free surface to the tip of the thin metal wire farthest from the free surface, the distance Rd ′, and the thin metal wire to be inserted into one breaking hole of the other free surface. The relationship between the number M and the length Lp ′ of each metal wire is expressed by the following formula (e): Z ′ ≦ Rd ′ (2 · M−1) + M · Lp ′ (e)
The relationship between the distance Y from the other free surface to the breaking hole formed on one free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the fine metal wire length Lp ′ is as follows: (F) Formula Y ≦ M (2.Rd ′ + Lp ′) + Rd (f)
Set to satisfy
The relationship between the distance Y ′ from one free surface to the breaking hole formed on the other free surface, the distances Rd and Rd ′, the number M of fine metal wires, and the length Lp of the fine metal wires is expressed by the following formula (g): Y ′ ≦ N (2.Rd + Lp) + Rd ′ (g)
And the relationship between the distance D between the tips of the fine metal wires, the distance Rd and the distance Rd ′ is expressed by the following equation (h): D ≦ Rd + Rd ′ (h)
And the distances Rd and Rd ′ from the base end of the fine metal wire to the breakable region limit in the equations (a) to (h) are the electric energy W (J) and the energy / breakable region. Assuming the conversion coefficient k, the following equation (i)
Rd ≦ (√W) / k (i)
And (i ' )
Rd ′ ≦ (√W) / k (i ′ )
Are set so as to satisfy each of the following, and the electric energy W is expressed by the following equation (j) where the capacitor capacity C (F) for storing electric energy and the charging voltage V (V) are
W = (C × V 2 ) / 2 (j)
The destruction method characterized by setting to satisfy .
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