JPH08318523A - 放電衝撃破壊装置 - Google Patents

放電衝撃破壊装置

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JPH08318523A
JPH08318523A JP12762695A JP12762695A JPH08318523A JP H08318523 A JPH08318523 A JP H08318523A JP 12762695 A JP12762695 A JP 12762695A JP 12762695 A JP12762695 A JP 12762695A JP H08318523 A JPH08318523 A JP H08318523A
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discharge
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destruction device
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Hiroshige Arai
浩成 荒井
Hidehiko Maehata
英彦 前畑
Masanori Tsukahara
正徳 塚原
Hiroyuki Daiku
博之 大工
Tetsuya Inoue
鉄也 井上
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 被破壊物2を、コンデンサ12からの電気を破
壊用物質内に配置された金属細線6に一瞬に流して放電
により破壊させる装置であって、複数個形成された設置
用穴3内に挿入される電極5に、コンデンサ12からの放
電エネルギーを選択的に切り換えて供給する切換スイッ
チ部17を、放電スイッチ16の二次側に設けたものであ
る。 【効果】 複数箇所を放電破壊させる際に、切換スイッ
チ部により、その破壊箇所を選択的に切り換えることが
でき、したがって破壊作業を非常に効率良く行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電衝撃破壊装置に関
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4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、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 に放電用電気配線104 を介してコ
ンデンサ105 を接続しておき、このコンデンサ105 に充
電用電気配線106 を介して高電圧の直流電源107 から充
電された電気を、金属細線103 に瞬間的に流すようにし
たものである。
【0003】勿論、放電用電気配線104 の途中には放電
スイッチ108 が介装され、また充電用電気配線106 の途
中には充電スイッチ109 が介装されている。そして、放
電破壊を行う場合、被破壊物例えば岩盤111 の所定位置
に電極設置用穴112 を形成するとともに、この電極設置
用穴112 内に破壊用物質として例えば水を充填してお
き、そして放電スイッチ108 により、コンデンサ105 に
充電された電気を一気に金属細線103 に流し、すなわち
放電させて、この金属細線103を溶融気化させる。する
と、水も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。
【0004】また、場合によっては、金属細線を設けず
に、両電極間にギャップを設けておき、このギャップに
放電させることもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の放電
衝撃破壊装置の構成によると、金属細線103 の放電エネ
ルギー(溶断エネルギー)が充電エネルギーより小さい
場合、コンデンサ105 に電荷が残ることになり、また電
極間のギャップ放電の場合、コンデンサ105 に逆電圧に
より充電が行われることになる。このため、コンデンサ
に電荷が残った状態になってしまう。
【0006】そして、次の破壊を行う場合には、新たに
岩盤に電極設置用穴を形成する必要があるが、作業上の
安全性を確保するために、コンデンサから残った電荷を
無くす必要がある。したがって、この残った電荷が無く
なるまで、待機しなければならず、作業効率が悪く、ま
た複数の破壊作業を行う場合、各破壊箇所ごとに、電極
設置用穴の形成、充電、放電、残電荷消費の順番に、作
業を行わなければならず、非常に時間を要するという欠
点があった。
【0007】そこで、本発明は上記問題を解消し得る放
電衝撃破壊装置を提供することを目的とする。
【0008】
【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の手段は、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
に放電用ギャップまたは金属細線が設けられた一対の電
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ス
イッチと、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、上記複数個形成された各穴内に
挿入される電極に、コンデンサからの放電エネルギーを
選択的に切り換えて供給する切換スイッチ部を、放電ス
イッチの二次側に設けた放電衝撃破壊装置である。
【0009】また、上記課題を解決するため、本発明の
第2の手段は、上記第1の手段の構成において、充電ス
イッチと、コンデンサと、放電スイッチとからなる放電
出力発生部、およびこの放電出力発生部から供給される
放電エネルギーを選択的に、各穴に挿入された電極に供
給する切換スイッチ部を、電源部に対して、それぞれ複
数個づつ並列に設けたものである。
【0010】さらに、上記課題を解決するため、本発明
の第3の手段は、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に放電用ギ
ャップまたは金属細線が設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スイッチと、
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を有する放電衝撃破壊装
置において、上記充電スイッチおよび放電スイッチとし
て電子スイッチを使用するとともに、放電スイッチを、
複数個形成された穴内に挿入される各電極に応じて複数
個設け、上記充電スイッチおよびこれら各放電スイッチ
を、順次、駆動させる制御手段を設けた放電衝撃破壊装
置である。
【0011】
【作用】上記の各手段の構成によると、切換スイッチ部
または複数個の放電スイッチにより、コンデンサからの
放電エネルギーを、複数の破壊箇所に設けられた電極
に、選択的に切り換えて供給することができ、したがっ
て破壊作業を非常に効率良く行うことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。まず、第1の実施例における放電衝撃破壊装置を図
1に基づき説明する。
【0013】図1に示すように、第1の実施例に係る放
電衝撃破壊装置1は、被破壊物(例えば、岩盤など)2
に形成れさた設置用穴3内に挿入されるとともに破壊用
物質(例えば、水、油、ゲル状物質など)が充電される
複数個例えば3個の筒状容器4と、これら各筒状容器4
内にそれぞれ配置された一対の電極5と、これら両電極
5の先端部にそれぞれ接続された金属細線6と、各筒状
容器4内の両電極5に放電用電気配線11を介して電力
すなわち放電エネルギーを与えるコンデンサ12と、こ
のコンデンサ12に充電用電気配線13を介して接続さ
れた高電圧直流電源(電源部)14と、上記充電用電気
配線13の途中に介装された充電スイッチ15と、上記
放電用電気配線11の途中に介装された放電スイッチ1
6と、この放電スイッチ1の二次側すなわち放電スイッ
チ16と各電極5との間の放電用電気配線11の途中に
介装された切換スイッチ部17とから構成されている。
この切換スイッチ部17は、コンデンサ12からの放電
エネルギーを、上記各筒状容器4の電極5に、順次、選
択的に切り換えて供給するためのものである。
【0014】上記の放電衝撃破壊装置1により、被破壊
物2の破壊を行う場合について説明する。被破壊物2に
形成された複数個例えば3個の設置用穴3内に、それぞ
れ筒状容器4が設置された状態において、まず充電スイ
ッチ15をオンにして、直流電源14から高電圧をコン
デンサ12に印加して充電を行う。そして、充電が完了
すると充電スイッチ15をオフにした後、切換スイッチ
部17により、最初に破壊すべき箇所の筒状容器4Aを
選択し、そして放電スイッチ16をオンにする。する
と、選択された筒状容器4Aの電極5間に取り付けられ
た金属細線6に電力すなわち放電エネルギーが供給さ
れ、金属細線6の溶融気化による破壊用液体の瞬間蒸発
(体積膨張)により、爆発が生じる。
【0015】最初の爆発が終了した後、放電スイッチ1
6をオフにした後、再度、充電スイッチ15をオンに
し、コンデンサ12に充電を行う。充電が完了した後、
上記と同様に、切換スイッチ部17により、次に破壊す
べき箇所の筒状容器4Bを選択し、そして放電スイッチ
16をオンにして放電破壊を行う。
【0016】このように、順次、切換スイッチ部17に
より、放電を行わせる筒状容器4A〜4Cを、選択的に
切り換えて放電させるようにしているので、従来のよう
に、1箇所づつ、筒状容器の設置、充電、放電を行う場
合に比べて、作業効率を非常に向上させることができ
る。例えば、放電終了毎に、コンデンサ12の残ってい
る電荷を放出させる必要がない。
【0017】次に、本発明の第2の実施例を図2に基づ
き説明する。本第2の実施例における放電衝撃破壊装置
21は、上記第1の実施例の放電衝撃破壊装置における
主要構成部である放電出力発生部と、切換スイッチ部と
を、それぞれ複数個づつ設けたものである。なお、本第
2の実施例の説明において、上記第1の実施例と同じ部
品には、同一番号を付してその説明を省略する。
【0018】すなわち、図2に示すように、第1の実施
例と同じ構成である充電スイッチ15、コンデンサ1
2、放電スイッチ16からなる放電出力発生部22を、
直流電源14に対して複数組例えば4組並列に設けると
ともに、これら各放電出力発生部22と各設置用穴3に
設置された筒状容器4の電極5との間の放電用電気配線
11の途中に、それぞれ切換スイッチ部17を設けたも
のである。
【0019】なお、この構成においては、切換スイッチ
部17からの出力本数が、同時に破壊し得る箇所の個数
(イ)〜(ハ)を示している。この構成によると、例え
ばすべての放電出力発生部17におけるコンデンサ12
に充電しておき、各切換スイッチ部17からの出力線
を、1箇所に設置された各筒状容器4の各電極5に接続
しておけば、一度の作業により、破壊し得る範囲を拡大
させることができる。
【0020】具体的には、第1破壊箇所(イ)が終了す
ると、1回目と同様にコンデンサ12に充電した後、各
切換スイッチ部17の出力線を2番目に選択すれば、第
2破壊箇所(ロ)の破壊を行うことができる。
【0021】このように、複数の放電出力発生部22を
設けるとともに、これら各放電出力発生部22から供給
される放電エネルギーを、複数の破壊箇所(イ)〜
(ハ)に切り換えられるように構成したので、その作業
性を向上させ得るとともに、1回の破壊準備により、破
壊し得る範囲を飛躍的に拡大させることができる。
【0022】次に、本発明の第3の実施例を図3に基づ
き説明する。本第3の実施例における放電衝撃破壊装置
31は、上記第1の実施例と同様に、複数箇所に設けら
れた筒状容器に、順番に、放電エネルギーを供給し得る
ようにしたものであるが、その異なる箇所は、切換スイ
ッチ部を放電スイッチの代わりに使用にするとともに、
各スイッチとして電子スイッチを使用したものである。
なお、図3においては、その電気回路の構成を簡略化し
て示すものとし、また第1の実施例と同一の部品には、
同一番号を付してその説明を省略する。
【0023】すなわち、図3に示すように、充電用電気
配線13途中に介装される充電スイッチとしてサイリス
タ(電子スイッチの一例)32を使用するとともに、放
電スイッチ部を、破壊箇所に応じて複数個例えば3個並
列にサイリスタ(電子スイッチの一例)33〜35を介
装し、かつ上記各サイリスタ32〜35を、充電駆動回
路36および放電駆動回路37〜39を介して、駆動制
御する制御手段(例えば、プログラムシーケンサーが使
用される)40が具備されている。
【0024】この構成において、例えば被破壊物2に設
置用穴3を3箇所に形成しておき、これら設置用穴3
(3A〜3C)にそれぞれ挿入された3個の筒状容器4
の各電極5に、順次、放電させる場合について説明す
る。
【0025】すなわち、制御手段40により、充電用の
サイリスタ32が駆動にされてコンデンサ12に充電が
行われる。充電が完了すると、制御手段40からの制御
信号により、最初に破壊すべき箇所に設置された電極5
に該当する放電用のサイリスタ33が駆動されて、放電
破壊が行われる。
【0026】そして、最初の放電破壊が済むと、制御手
段40により、充電用のサイリスタ32が再度駆動され
て、コンデンサ12に充電が行われ、充電が完了する
と、制御手段40により、2番目に破壊される箇所の設
置用穴3Bに設けられた電極5に放電エネルギーが供給
されて、放電破壊が行われる。3番目の設置用穴3Cに
設けられた電極5についても、同様に、放電エネルギー
が供給されて、放電破壊が行われる。
【0027】このように、制御手段40により、自動的
にコンデンサ12への充電および所定の設置用穴3に設
置された筒状容器4における電極5への放電エネルギー
の供給が自動的に行われるため、放電破壊作業を、非常
に、効率的に行うことができる。
【0028】ところで、上記各実施例においては、電極
間に金属細線を設けたものについて適用したが、例えば
電極間に放電用ギャップが形成されたものにも、適用す
ることができる。
【0029】また、上記各実施例においては、筒状容器
4内に破壊用物質と電極とを封入したものを使用した
が、筒状容器を使用せずに、電極の設置用穴に、直接、
破壊用物質および電極を充填および挿入する場合にも適
用し得る。
【0030】さらに、上記実施例においては、被破壊物
として岩盤について適用した場合を説明したが、例えば
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し得る。
【0031】
【発明の効果】上記本発明の各手段の構成によると、コ
ンデンサからの放電エネルギーを複数個の放電破壊用の
電極に供給する途中に、切換スイッチ部または複数個の
放電スイッチを設けたので、複数箇所を放電破壊させる
際に、その破壊箇所を選択的に切り換えることができ、
したがって破壊作業を非常に効率良く行うことができる
とともに、破壊領域の拡大を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の放電衝撃破壊装置の概
略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施例の放電衝撃破壊装置の概
略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3の実施例の放電衝撃破壊装置の概
略構成を示すブロック図である。
【図4】従来例の放電衝撃破壊装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 放電衝撃破壊装置 2 被破壊物 3 設置用穴 4 筒状容器 5 電極 6 金属細線 11 放電用電気配線 12 コンデンサ 13 充電用電気配線 14 直流電源 15 充電スイッチ 16 放電スイッチ 17 切換スイッチ部 21 放電衝撃破壊装置 22 放電出力発生部 31 放電衝撃破壊装置 32〜35 サイリスタ 40 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 井上 鉄也 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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に放電用ギャッ
    プまたは金属細線が設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スイッチと、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、上記複数個形成された各穴内に挿入される電極
    に、コンデンサからの放電エネルギーを選択的に切り換
    えて供給する切換スイッチ部を、放電スイッチの二次側
    に設けたことを特徴とする放電衝撃破壊装置。
  2. 【請求項2】充電スイッチと、コンデンサと、放電スイ
    ッチとからなる放電出力発生部、およびこの放電出力発
    生部から供給される放電エネルギーを選択的に、各穴に
    挿入された電極に供給する切換スイッチ部を、電源部に
    対して、それぞれ複数個づつ並列に設けたことを特徴と
    する請求項1記載の放電衝撃破壊装置。
  3. 【請求項3】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に放電用ギャッ
    プまたは金属細線が設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スイッチと、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を有する放電衝撃破壊装置に
    おいて、上記充電スイッチおよび放電スイッチとして電
    子スイッチを使用するとともに、放電スイッチを、複数
    個形成された穴内に挿入される各電極に応じて複数個設
    け、上記充電スイッチおよびこれら各放電スイッチを、
    順次、駆動させる制御手段を設けたことを特徴とする放
    電衝撃破壊装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413201B1 (ko) * 1996-12-27 2003-12-31 히타치 조센 가부시키가이샤 방전충격파괴장치
JP2006205116A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Kumagai Gumi Co Ltd 放電破砕方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100413201B1 (ko) * 1996-12-27 2003-12-31 히타치 조센 가부시키가이샤 방전충격파괴장치
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