JPS61242273A - 鉄筋コンクリ−ト構造物の切断工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱光線、レーザ光線による鉄筋コンクリート構
造物の切断方法に係るものである。

（従来の技術）及び（発明が解決しようとする問題点）
従来、熱線による鉄筋コンクリート構造物の切断はエネ
ルギ発生能力の点で問題があり、未だ実用の段階に達し
ていない。

レーザ光線による鉄筋コンクリート構造物の切断が考え
られるが、レーザ光の伝達が反射鏡の組合わせで行なわ
れるため、所定位置への伝達機構が複雑で、実用段階で
は光線通路が工法上問題となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこのような問題点を解決するために提案された
ものであって、熱光線またはレーザ光線を光学装置を介
して収斂して光ファイバに導入し、同光ファイバによっ
て伝達された大エネルギ熱光線を集光ガラス体によって
小断面積の平行ビームとし【鉄筋コンクリート構造物の
所要個所に投射して溶断することを特徴とする鉄筋コン
クリート構造物の切断工法に係るものである。

（作用） 本発明においては現在実用化されているキセノンランプ
、ハロゲンランプ等の熱光線、またはレーザ光線を反射
鏡、集光レンズ等の光学装置を介して収斂してこれを光
ファイバに導入し、任意の位置まで伝達させるようにし
た本のであって、従って光源の個数を増加することによ
って所要のエネルギまで上昇させることができる。

このように光ファイバで伝達された大エネルギ熱光線は
集光ガラス体によって可能な限り断面積の小さい平行ビ
ームとされ、同平行ビームが鉄筋コンクリート構造物に
投射されることによって、同構造物を効果的に溶断する
ものである。

（発明の効果） このように本発明によれば熱光線またはレーザ光線を光
ファイバに収斂して大エネルギの熱光線とし、これを更
に集光ガラス体で断面積の小さい熱光線として鉄筋コン
クリート構造物に投射してこれを溶断することによって
、高密度エネルギによる溶融体積の減少、消費エネルギ
の削減、機器の小型化を図り、不用になった鉄筋コンク
リート構造物を効果的に切断解体するものである。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図において（１）はレーザ光線発生装置で、複数個
の同装置（１）より投射された高エネルギレーザ光！（
２１を凹レンズ等よりなる集光レンズ（３）の１点に集
中させて１本の光ファイバ（４）に導入する。

同光ファイバ（４３からの光は散乱するので、これを第
２図に示すように、集光ガラス体（５）で可能な限り断
面積の小さい平行ビーム（２α）にする。

この集光ガラス体（５）は屈折率が中心軸から外周面に
指向して抛物線状に分布している市販の同柱状光学ガラ
スである。またこれに代えて組合せレンズを使用しても
よい。

前記のように平行ビーム（２α）になったレーザ光線は
更に望遠レンズ（６）を通過させ、断面の小さいレーザ
ビーム（２ｂ）として被切断鉄筋コンクリート構造物（
ｑに投射して、これを溶融切断する。

なお光源として第１図の右方に示したキセノンランプま
たはハロゲンランプ等のフィラメント発光ランプ（７）
を使用した場合、楕円形断面回転体等の反射鏡（８）及
びレンズ（９）によって高指向性ビーム用しンズ顛に集
光して平行な熱光線αυとする。

この発光系を複数個設置し、前記レーザ光線の場合と同
様に、集光レンズ（３）、光ファイバ（４）、集光ガラ
ス体（５）、望遠レンズ（６）により熱線として鉄筋コ
ンクリート構造物（ｑを溶融切断する。

なお鉄筋コンクリート構造物（ｑの切断用光線として、
レーザ光線発生装置（１）、キセノンランプ、ハロゲン
ランプその他の光源を複数個混合使用してもよい。第１
図中ｔｉのはその他の光源からの光線である。

なお前記レーザ光線発生装置（１）キセノンランプまた
はハロゲンランプ、前記反射鏡（８）及びレンズα〔等
は大エネルギ光線の発生、または通過機器であるので、
部分的、または全面的に空冷または水冷方式によって強
制的に除熱な行なう。また光ファイバ（４）への光線導
入部０においても、水の循環によって除熱を行なう。図
中ａ鶴９は夫々冷却水入口及び出口である。

光ファイバ（４）の光の透過量はガラスの特性によって
大幅に異なり、遠方通信用光ファイバが１１００ｋで１
桁落ち、近距離通信用光ファイバが１００鶏で１桁落ち
るようなオーダである。

このように透過損失されるエネルギは光ファイバの中に
残留するので、直ちに外部に放散されないと光ファイバ
は熱を帯びて変質する。

現在量も透過損失が少ないと思われる１００ｋＢで１桁
落ちる比較的良質の光ファイバこの場合、到達光量の割
合とファイバの長さとの間には次式（１）が成立する。

但し　Ｋ＝到達光量／入力光量 Ｓ＝光ファイバ長さく→ １ｍの区間内の透過損失量はエネルギの大きい光源側が
大となるので０ｍ１屏間の熱量を（１）式によって求め
ると、 ＳｗＱ風のときのに□＝１ Ｓ＝ｌｓのときノに、　＝　０．９９９９７７に１−に
２＝　０．００００２３　　が残留エネルギの比率であ
る。

今投入する光を５０ＫＷとすると、残留するカロリは１
風当りで Ｑ　＝　５０　ＫＷｘ　８６０　Ｋ　ｍ／ＫＷＡ　ｘ　
Ｏ，００００２３＝０．９９に帆へ　　となる。

次に光ファイノ（の放散熱について説明する。

光ファイバの断面形状を第６図に示すように被覆材αｅ
としズナイロンで１０ｍ厚、被覆したと仮定して放散熱
量を計算する。

第９図において、 Ａ：光ファイノ署の接する被覆材内側面積＜１１Ｌ″）
ｒ□：被覆材内側半径（→ ｒ２：被覆材外側半径（→ Ａ１：被覆材内側熱伝達率（Ｋ　ｍ／♂・ル・℃）ｈ２
：被覆材外側熱伝達率（Ｋ　ｍ／−・ル・℃）ｋ：被覆
材の伝導率（ＫａＩＩＩ／１１＆−ｈ・℃）熱通過率Ｋ
（Ｋｍ／♂・ｈ・℃）は機械実用便覧（日本機械学会発
行）によって次式によって表わされる。

通過熱量Ｑ（Ｋｍ／Ａ）は次式で表わされる。

Ｑ＝ＫＡ（Ｔ□−Ｔ２）。

Ｔ工：被覆材内側の温度Ｃ℃） Ｔ２：被覆材外側の温度（”Ｃ） 光ファイノく（４）と被覆材ａｅとは線接触、または両
者間に空間が介在するので、安全側として空間で次の値
を仮定してＱの計算を行なう。

デ、＝（Ｌ５ｃｍ＝５Ｘ１０　　　ｍ ｒ２　＝　１．５　ｒｘ＝　１．５　Ｘ　１０　　ｍＡ
　　＝　３１４ｃｒＩ？＝　３．１４　Ｘ　１１０−２
ｒ”　（長さ１ｍ）ル１＝５に国（へ？・ル・℃ ル、＝＝７　　Ｋ　ａｌｔ／ｓ”−ル・℃ｋ　−２，７
Ｘ　１０−”Ｗ／７１１−　℃＝　０．２３　ＫａＩ￥
Ｌ−Ａ−’ＣＴ□＝６０℃ Ｔ２＝３０℃ に＝３．６８に−り一・ｈ・℃ Ｑ　＝　３．４７　Ｋｔｎｉｙｋ となる。

従って放熱量／発熱量＝３．４７　＝　３．５倍となる
。

０．９９ このように透過損失の非常に少ない光ファイバを使用す
るか、強制放熱またはこの両者を組せることによって光
ファイバで大エネルギ光を伝送することができる。

また光ファイバ（４Ｊには必らず残留エネルギが溜るの
で、良質の光フアイバ使用の場合は第６図に示すような
単純な円形断面でよいが、光ファイバによっては残留エ
ネルギが大きくなるので、放熱面積の増大を図って第７
図に示すように被覆材（１６）の外周に冷却フィン（１
６ａ）を設ける。　更に大量に放熱する必要がある場合
、第８図に示すように光ファイノζ（４）を被覆する保
護材ａ？）内に冷却管（１８を配設し、外部より気体ま
たは液体の冷却材を循環させて光ファイノ引４）の中の
残溜エネルギを強制的に除去するものである。

第２図に本装置先端部の詳細が示され、前記集光ガラス
体（５）、望遠レンズ（６）及び回転式スパッタ除は保
護ガラスａ９を収めたハウジン／ｃ！ｌには皇帝用気体
入口ＣＩＤ及び先端冷却液体循環路（２）に対する冷却
液体給排管（至）が配設され、ハウジング園内が強制的
に冷却されるようになっている。

前記ハウジング■の外側には駆動用ギヤモータ（財）が
装架され、同モータ（財）に連結された回転軸（ハ）の
先端に第４図に示すように支持リング翰が取付けられ、
同すング翰の外周に図示せぬ角度微調整機構を介して反
射鏡■＠（至）が取付けられ、前記モータ（財）により
回転軸（ハ）を介して支持リング翰を回転し、反射鏡＠
＠（至）を所定位置に停止せしめてビーム（２ｂ）をＣ
２０）（２ｄ）（２りに示すように方向変換させる。な
おビーム（２ｂ）は直接鉄筋コンクリート構造物（ｑに
投射されるので、前記反射鏡＠＠（ハ）の中間で停止さ
せる。

而して前述のように断面積の小さいレーザビーム（２邊
）として鉄筋コンクリート構造物（Ｃ）に投射して溶断
する場合、第５図に示すように縦ライン弼横ライン（Ｑ
）、上向き横ライン（Ｒ）、下向き横ライン（Ｓ）、背
面の下向き横ライン■の５種類となり、これに対応する
ため、前記ビーム（２ｂ）の直上に反射鏡＠＠（至）が
位置するようにその都度入れ替えて、第２図に示すビー
ムＣ２ｂ）（２す（％）（２Ｃ）の４種類のビームで、
切断ヘッド（ロ）の構造物壁面に沿う移動によって切断
していく。

なおビーム（２ｈ）は溶融物が壁面外部に向って自然流
下し易いように、奥行方向に亘って少し上向きになった
方向にする。溶融物の粘性が大きい場合には下から上に
向けての切断順序を選択し又は溶融個所への気体吹きつ
けによる溶融物の吹きとばしを行う（図示せず）。

コンクリート構造物（ｑの溶断時、コンクリート、鉄材
等の溶融物ｑが流下し、ガス化した化合物が発生するの
で、溶融物（至）は自然落下に任かせるが、発生ガス（
ト）による悪影響を防止するために、前記ハウジング（
至）の先端に排煙７−ド曽を配設するとともに、同フー
Ｆ’Ｃ３１）と構造物壁面との間を少し離隔して外気を
フード内に導入し、フード翰に接続されたダクトＧυよ
り吸引して室内に漏洩しないようにし、同時に輻射熱に
よる排煙フード−及び反射鏡＠＠翰並に支持リング翰の
加熱を防止する。

第３図には切断ヘッド（ロ）の支持機構が示され、移動
台車（至）上に配設された切断ヘッド（ロ）を支持する
支柱（至）は自立しないので、鉄筋コンクリート構造物
（ｑに着脱可能にした支柱（至）の支持腕（財）で支持
される。同支持腕（財）はその端部に装着された吸盤（
至）を前記台車（至）上の吸着ポンプ（至）によって、
両者を連結するホ“−ス（図示せず）を介して真空吸引
して前記構造物（Ｃ）に吸着される。また前記支持腕（
財）は図示せぬ伸縮機構を介して伸縮され、支柱（至）
を垂直に保持する。

かくして垂直に保持された前記支柱（至）に沿って、切
断ヘッド（ロ）を支持する腕木（ロ）の端部摺動筒体（
至）を図示せぬモータ駆動チェン又はスクリューにより
所定位置まで摺動して停止させ１．切断ヘッド（ロ）を
前記支柱（至）の所定位置に固定する。

なお前記レザービームによって鉄筋コンクリート構造物
（Ｃ）を溶断した際に発生した溶融物（至）は壁間に沿
って自然落下するが、発生ガス（ト）は排煙７−ド（７
）より可撓性を有するように構成された前記ダクト６υ
を通って、第３図に示す発生ガス処理装置顛に導かれ、
フィルタ、水洗装置、イオン交換樹脂等によって煩労、
放射性物質を許容濃度以下に除去し、モニタを行なって
外気に放出する。

図中（４υは光源を示すものである。

以上本発明を実施例について説明したが、本発明は勿論
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明に係る切断工法に使用さ
れる鉄筋コンクリート構造物の切断装置の一実施例の後
半部並に前半部を示す縦断側面図、第３図は前記切断装
置の稼動状態を示す側面図、第４図は反射鏡取付部を示
す正面図、第５図は鉄筋コンクリート構造物の切断線を
示す説明図、・第６図乃至第８図は光ファイバの各実施
例を示す縦断面図、第９図は光ファイバの放射熱計算用
記号の説明図である。 （１）・・・レーザ光線発生装置、（２１（２α）（２
ｂ）Ｃ２０）（％）（２−）・・・レーザ光線、（３）
・・・集光レンズ、（４）・・・光ファイバ、（５）・
・・集光ガラス体、（７）・・・フィラメント発光ラン
プ、（８）・・・反射鏡、（ｌＩ−・・高指向性ビーム
用レンズ、＠＠（至）・・・反射鏡、（至）・・・フー
ド、Ｇυ・・・ダクト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱光線またはレーザ光線を光学装置を介して収斂
   して光ファイバに導入し、同光ファイバによつて伝達さ
   れた大エネルギ熱光線を集光ガラス体によつて小断面積
   の平行ビームとして鉄筋コンクリート構造物の所要個所
   に投射して溶断することを特徴とする鉄筋コンクリート
   構造物の切断工法。
2. （２）熱光線またはレーザ光線源、光ファイバ、両者間
   に介装され前記光線源からの光線を収斂して光ファイバ
   に導入する光学装置、同光ファイバで伝達された大エネ
   ルギ熱光線を平行ビームに変換する集光ガラス体、及び
   同平行ビームを鉄筋コンクリート構造物の所要個所に投
   射する反射鏡よりなることを特徴とする鉄筋コンクリー
   ト構造物の切断装置。
3. （３）前記平行ビーム投射部に近接して配設されたコン
   クリート、または鉄材の溶融時の気体発生物冷却フード
   及び同フードに接続された前記気体発生物排出用ダクト
   を具えた特許請求の範囲第２項に所載の鉄筋コンクリー
   ト構造物の切断装置。