KR0184541B1 - 골드슈미트 파암장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축전기에 충전된 전기에너지를 순식간에 암반속의 전극봉하단의 전극사이에 주입된 소정의 조성물인 알미늄과 금속산화물에 일순간 방전시킴으로써 조성물의 순간적인 반응에너지를 이용하여 암석이나 암반을 발파하는 골드슈미트 파암장치에 관한 것이다.
본 발명은 전기에너지를 순간적으로 암반속의 전극사이 소정의 조성물에 인가시키기 위한 캐패시터 뱅크부, 위치부, 고전압 전원부, 제1차지 덤프부, 제2차지 덤프부, 제어부의 전원공급구조 및 하단의 전극사이에 소정의 조성물을 주입한 전극봉으로 구성하여 파암작업의 효율성 및 시공성을 향상시키게 한데 특징이 있다.
Description
제1도는 본 발명의 골드슈미트 파암장치의 구성을 도시한 블록도.
제2도는 본 발명의 골드슈미트 파암장치의 작용을 도시한 플로우챠트.
제3도는 본 발명의 전극어셈블리 하단을 도시한 확대단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 캐패시터 뱅크부 2 : 전극어셈블리용스위치부
3 : 고전압 전원부 4 : 제1차지 덤프부
5 : 제2차지 덤프부 6 : 제어부
7 : 제어패널 8 : 전극어셈블리
9 : 진공펌프 10 : 가스부
E : 전원공급구조 11 : -전극
11' : +전극 12 : 조성물
본 발명은 축전기에 충전된 전기에너지를 일순간에 암반속 전극어셈블리하단 전극사이에 있는 소정의 혼합비율을 갖는 알미늄과 금속산화물을 함유하는 조성물에 방전시킴으로써 순간적인 반응에너지를 이용하여 암석이나 암반을 파암하는 골드슈미트(Gold Schmidt) 파암장치에 관한 것이다.
종래의 건설이나 토목공사 또는 지하굴착작업시 행하게 되는 암석 및 암반의 발파작업에 있어서는 다이나마이트와 같은 화약류를 사용하거나 유압잭, 브레이카등과 같은 기계장치나 팽창성 파쇄재와 같은 약품을 사용하고 있다.
그러나, 다이나마이트와 같은 화약류를 사용하여 발파하는 경우 진동이나 소음이 매우크고 파편이 비산하며 대량의 분진이 발생하기 때문에 도심과 같은 건물 및 인구 밀집지역에서는 화약류에 의한 발파작업이 매우 곤란하며, 작업공간이나 시간의 제약을 받고 있다.
따라서, 도심과 같은 건물 및 인구 밀접지역에서는 화약류를 사용하여 발파하고자 하는 경우, 공해방지와 안전장치를 위한 별도의 조치를 취해야 하므로 비용이 크게 증가하게 되고, 안전장치를 강구함에도 안전사고의 위험성이 매우 크다는 문제점이 있어왔다.
전술한 바와 같은 암석이나 암반의 발파방법이외에도 최근에는 전기에너지를 이용하여, 발파하는 플라즈마 발파방법이 알려져 있으나 플라즈마 발파는 매우 큰 전기에너지를 암석 또는 암반내에 있는 전극에 순간적으로 가함으로써 암석이나 암반을 발파하는 방법이다.
그러나, 전기에너지만으로는 파암력에 한계가 있으며 암석이나 암반을 파암하기 위해서는, 그 장치가 너무커져 건설이나 토목공사, 지하굴착공사에 효율적으로 사용하기에는 여러 가지 부적합한 점이 많았다.
본 발명은, 이러한 종래의 발파법이 지니는 문제점을 해결하기 위한 것으로 암석이나 암반의 파암작업시 진동이나 소음이 적고 파편이나 비산 및 분진의 발생이 없으면서 충분한 파암력을 제공하여 시공성을 현저하게 상승시킨 파암장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 골드슈미트 파암장치의 구성은 전극어셈블리와; 전극어셈블리 하단의 전극사이에 알미늄과 금속산화물의 조성물을 주입시킨 후, 상기의 전극어셈블리를 동작시키는 공지의 캐패시터 뱅크부, 발파용스위치부, 고전압 전원부, 제1 및 제2차지 덤프부 및 제어부를 포함하는 전원공급구조로 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시태양을 예시한 첨부도면에 의하면, 알루미늄과 금속산화물의 테르미트 반응을 이용하는 파암장치에 있어서, 스위치부(2)에 접속되는 캐패시터 뱅크부(1), 캐패시터 뱅크부(1)에 접속되는 제1차지 덤프부(4)와 제2차지 덤프부(5), 상기 캐패시터 뱅크를 차지하여 고전압을 발생시키기 위한 고전압전원부(3), 상기 스위치부(2)에 전극어셈블리(8)가 접속되고, 이에 의해 고전류가 상기 캐패시터로부터 방전될 때 상기 고전류가 상기 전극어셈블리에 공급되며, 상기 전극어셈블리는 상기 어셈블리의 하단에서 전극(11,11)을 구비하고, 상기 전극들 사이에 전기에너지의 순간적인 도입에 의한 발파력을 제공하기에 충분한 비율로 혼합된 알루미늄(Al)과 산화제2구리(CuO)의 혼합물을 함유하는 조성물이 위치하는 것을 특징으로 하는 골드슈미트 파암장치가 제공된다.
보다 구체적으로 본 발명의 골드슈미트 파암장치는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 고전압을 방전할 수 있도록 복수개의 캐패시터를 연결하여 구성되는 캐패시터 뱅크부(1), 캐패시터 뱅크부(1)가 방전을 할 때 소정의 동작에 의해 고전류를 발생시켜 전극어셈블리(8)에 인가하는 스위치부(2), 캐패시터 뱅크부(1)를 충전시키기 위한 고전압을 발생시키는 고전압 전원부(3), 파암 동작시 캐패시터 뱅크부(1)에 잔존하게 되는 잉여 전하를 저항에서 열로 방전시키는 제1차지 덤프부(4), 캐패시터 뱅크부(1)의 충전 후 파암되지 않는 경우 캐패시터 뱅크부(1)에 충전되어 있는 차지를 열로 방전시키는 제2차지 덤프부(5), 충전 및 파암동작시 충전 및 파암동작을 제어하는 제어부(6), 스위치부(2)로 구성되는 전원공급구조(E)로 부터 전기에너지를 인가받아, 동작되는 전극어셈블리(8) 하단의 전극사이에 주입되어 이차적인 반응에너지로 파암력을 증가시키는 알미늄과 산화제2구리의 혼합물을 함유하는 조성물을 포함한다.
전술한 바와 같은 구성을 지니는 본 발명의 골드슈미트 파암장치의 작용은 다음과 같다.
먼저, 작업자가 소정의 파암지점에 하단의 전극사이에 알미늄과 산화제2구리의 혼합물을 함유하는 조성물을 주입한 전극어셈블리(8)을 설치하고, 본 발명의 골드슈미트 파암장치의 전원 플러그를 전원단자에 연결한 후 제어패널(7)에 형성되어 있는 충전스위치(도시하지않음)를 온(ON) 시키면 고전압 전원부(3)에서는 전원 단자에서 인가되는 전압을 고전압으로 변환하여 캐패시터 뱅크부(1)에 인가하게되고 제어부(6)는 고전압 전원부(3)와 캐패시터 뱅크부(1) 사이의 연결을 스위칭 온(ON)함으로써 캐패시터 뱅크부(1)의 충전이 이루어지게 된다. 이때 충전이 완료되면 제어부(6)는 캐패시터 뱅크부(1)에 인가되는 전원을 차단한다.
충전이 완료된 후 작업자가 제어패널(7)에 형성되어 있는 파암 스위치를 온(ON) 시키면 제어부(6)는 캐패시터 뱅크부(1)와 골드슈미트 파암장치의 스위치부(2) 사이의 연결을 스위칭 온(ON)하고 스위치부(2)에서 고전류를 전극어셈블리(8)에 인가하여 하단 전극(11,11)사이의 조성물(12)에 방전시킴으로써 파암동작이 이루어지게 된다.
또한, 제어부(6)는 파암스위치가 온 됨과 동시에 캐패시터 뱅크부(1)와 제1차지 덤프부(4)사이의 연결을 온(ON)시켜 줌으로써 파암동작에 사용되고 캐패시터 뱅크부(1)에 남아있는 잉여차지는 제1차지 덤프부(4)에서 저항을 통해 열로 소비되어진다.
상기와 같은 본 발명의 골드슈미트 파암장치는 전극어셈블리 하단의 전극사이에 주입된 조성물에 고전압의 전기에너지가 방전되면서 알루미늄과 산화제2구리의 테르미트(termite) 반응을 유도한다.
테르미트반응 : 2Al+3CuO→3Cu+Al2O3+1.2038MJ
상기와 같은 테르미트반응에 의해서 발생된 순간적인 반응에너지에 의해 암석이나 암반 등과 같은 경암, 고형물질을 발파하면서도 다이나마이트와 같은 화약류를 사용하는 발파와는 달리 다량의 분진, 소음, 가스 및 진동 발생하지 않아 환경오염과 공해를 방지할 수 있으며, 안전성이 향상되고 알미늄과 금속산화물의 조성물에 물(H2O)을 첨가하면 발파력을 일층 향상시킬 수 있어 다양한 발파력과 시공성을 얻을 수 있게 도니다.
Claims (2)
- 파암장치에 있어서, 스위치부(2)에 접속되는 캐패시터 뱅크부(1), 캐패시터 뱅크부(1)에 접속되는 제1차지 덤프부(4)와 제2차지 덤프부(5), 상기 캐패시터 뱅크를 차지하여 고전압을 발생시키기 위한 고전압전원부(3), 상기 스위치부(2)에 전극어셈블리(8)가 접속되고, 이에 의해 고전류가 상기 캐패시터로부터 방전될 때 상기 고전류가 상기 전극어셈블리에 공급되며, 상기 전극어셈블리는 상기 어셈블리의 하단에서 전극(11,11)을 구비하고, 상기 전극들 사이에 전기에너지의 순간적인 도입에 의한 발파력을 제공하기에 충분한 비율로 혼합된 알루미늄(Al)과 산화제2구리(CuO)의 혼합물을 함유하는 조성물이 위치하는 것을 특징으로 하는 골드슈미트 파암장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물이 물을 함유함을 특징으로 하는 골드슈미트 파암장치.
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