KR20010031074A - 파괴장치 및 파괴방법 - Google Patents
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Abstract
용융기화물질(예를 들면 금속세선이 이용된다)(2)에 대해서, 전기에너지 공급회로(10)의 콘덴서(14)로부터 소정량의 전기에너지를 단시간에 공급해서 용융기화물질(2)을 용융기화시키고, 용융기화물질(2)이 용융기화하는 과정의 현상에서 니트로메탄(3)을 폭발시켜, 그 폭발력으로 피파괴물(4)을 확실하게 파괴한다.
Description
종래, 콘크리트나 암반 등의 피파괴물을 파괴하는 파괴장치에는, 다이너마이트와, 이 다이너마이트를 폭발시키는 수단으로서의 뇌관을 보유한 것이 있다.
그런데, 다이너마이트에는, 취급상의 안전성을 확보하기 위해, 다소 충격력이 가해진 경우에, 혹은 인화에 의해서도 쉽게 폭발하지 않는 둔감한 화약이 이용되고 있다. 이 때문에, 뇌관에는 비교적 쉽게 폭발하는 화약이 충전되고, 불이나 전기적 불꽃에 의해서 이 뇌관에 충전된 화약을 폭발시키고, 그때의 충격으로 다이너마이트에 이용되고 있는 화약을 폭발시키도록 하고 있다. 그러나, 상기와 같이, 뇌관에는, 비교적 용이하게 폭발하는 화약이 충전되어 있으므로, 관리장소주변의 기기의 누설전류나, 서지, 벼략 등이 발생해서, 뇌관에 이들 전류가 공급되어 버리면, 뇌관이 폭발해 버린다라는 위험이 있다.
그래서 본 발명은, 상기 과제를 해결할 수 있는 파괴장치 및 파괴방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 전기에너지를 용융기화물질(예를 들면 금속세선이 이용된다.)에 단시간동안 공급함으로써 이것을 용융기화시키고, 이 용융기화에 따른 과정의 현상에서 니트로메탄을 폭발시켜, 콘크리트구조물이나 암반 등의 피파괴물을 파괴하는 파괴장치 및 파괴방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파괴장치의 전체구성을 나타내는 동시에 피파괴물의 장착구멍에 파괴용기를 장착한 상태의 단면도이다.
도 2는 피파괴물의 장착구멍에 파괴용기를 장착한 상태를 나타낸 확대단면도이다.
본 발명은, 니트로메탄이, 피파괴물에 장착하는 파괴용기에 충전되어, 니트로메탄속에, 소정량의 전기에너지가 단시간에 공급됨으로써 급격히 용융기화하는 용융기화물질이 노출되고, 이 용융기화물질에 대해서 공급하는 소정량의 전기에너지를 축적하기 위한 콘덴서를 보유한 전기에너지 공급회로가 설치되고, 소정량의 전기에너지를 공급했을 때, 상기 용융기화물질이 용융기화하는 과정의 현상에서 상기 니트로메탄을 폭발시켜, 그 폭발력을 이용해서 피파괴물을 파괴하는 파괴장치이다.
본 발명의 구성에 의하면, 콘덴서에 소정량의 전기에너지를 축적하고, 용융기화물질에 대해서 전기에너지 공급회로로부터 전기에너지를 공급하면, 용융기화물질이 급격히 용융기화하고, 이것이 용융기화하는 과정의 현상에서 니트로메탄이 폭발하고, 그 폭발력으로 피파괴물이 파괴된다. 그리고, 주변의 기기로부터 누설전류가 있다해도, 용융기화물질이 용융기화할 만큼의 전기에너지가 공급되지 않는 한 니트로메탄이 폭발하지 않으므로, 파괴장치의 취급에 있어서의 안전성이 향상된다.
또, 본 발명은, 니트로메탄을 이용하는 파괴장치이고, 이 경우도, 용융기화물질이 용융기화할 만큼인 전기에너지가 공급되지 않는 한 니트로메탄이 폭발하지 않으므로, 파괴장치의 취급에 있어서 안전성이 향상되는 동시에, 니트로메탄을 폭발시킴으로써 강력한 파괴력이 얻어지고, 피파괴물을 확실하게 파괴하거나 취약화시킬 수 있다.
또, 본 발명은, 파괴용기에 충전된 니트로메탄속에, 소정량의 전기에너지를 단시간에 공급했을 때에 급격히 용융기화하는 용융기화물질을 노출시켜, 이 용융기화물질에 대해서, 이것이 용융기화할 만큼의 전기에너지를 콘덴서로부터 공급하고, 용융기화물질이 용융기화하는 과정의 현상에서 니트로메탄을 폭발시켜, 그 폭발력을 이용해서 피파괴물을 파괴하는 파괴방법으로, 니트로메탄을 기폭시키기 위한 조건으로서, 상기 콘덴서의 충전전압Vc[V], 콘덴서의 충전에너지W[J] 및 콘덴서의 용량C[F]의 관계를,
Vc≥1000[V]
W=(1/2)·C·Vc 2≥250[J]
로 설정하고 있다. 그리고, 콘덴서의 충전전압Vc[V], 콘덴서의 충전에너지W[J] 및 콘덴서의 용량C[F]의 관계를 상기와 같이 설정함으로써, 용융기화물질의 근방의 니트로메탄이 확실하게 기폭하고, 그 충격력에 의해 나머지의 니트로메탄이 차례로 폭발해서 피파괴물이 확실하게 파괴된다.
본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해, 첨부한 도 1 및 도 2에 근거해서 설명한다.
본 발명의 실시예에 있어서의 파괴장치(1)는, 용융기화물질의 일예로서, 직경 0.3㎜로 형성한 구리(Cu)로 이루어진 금속세선(2)을 급격하게 용융기화시켜, 그 용융기화의 과정에 따른 현상, 즉, 방전, 불꽃, 발열, 기화팽창에 의해 발생하는 충격력으로 니트로메탄(3)을 폭발시켜, 콘크리트구조물 또는 암반 등의 피파괴물(4)을 파괴하는 것이다.
또, 본 발명의 실시예의 파괴장치(1)에 있어서, 상기 니트로메탄(3)은, 피파괴물(4)에 형성한 장착구멍(5)에 장착되는 파괴용기(6)에 충전되고, 이 파괴용기(6)의 개방측은 덮개부재(7)로 밀봉되고, 이 덮개부재(7)에 한 쌍의 전극(8)이 삽입되고, 이들 전극(8)의 선단부끼리가, 니트로메탄(3)에 노출하는 상기 금속세선(2)으로 접속되어 있다. 또, 상기 파괴용기(6)의 재료로서는, 목재, 종이, 합성수지 등의 비금속, 또는 알루미늄, 철 등의 금속이 사용된다.
또, 상기 금속세선(2)에 접속되는 전기에너지 공급회로(10)가 설치되고, 이 전기에너지 공급회로(10)는, 금속세선(2)에 대해서 이것을 용융기화시키는 만큼의 소정량의 전기에너지를 공급하는 것이다.
이 전기에너지 공급회로(10)는, 상기 각 전극(8)의 단자(8a)사이에 접속된 전원장치(11)와, 이 전원장치(11)와 양 단자(8a)와의 사이에 병렬로 접속된 콘덴서(4)와, 상기 전원장치(11)와 한 쪽의 단자(8a)와의 사이에 접속되어 콘덴서(14)에 대해서 소정량의 전기에너지를 축적하도록 제어하기 위한 충전제어회로(12)와, 이 충전제어회로(12)와 한 쪽의 단자(8a)와의 사이에 접속된 방전스위치(13)로 구성되어 있다.
상기 구성의 파괴장치(1)는, 양 전극(8)의 선단부끼리를 금속세선(2)으로 접속하고, 덮개부재(7)에 각 전극(8)을 삽입하고, 파괴용기(6)에 니트로메탄(3)을 충전하고, 덮개부재(7)를 파괴용기(6)에 부착해서 니트로메탄(3)을 밀봉하고, 양 전극(8)의 단자(8a)에 전기에너지 공급회로(10)를 접속하는 것으로 작성한다.
그리고, 피파괴물(4)의 파괴에 있어서는, 파괴용기(6)를 피파괴물(4)에 형성한 장착구멍(5)에 장착하고, 이어서, 콘덴서(14)에 금속세선(2)이 용융기화하기 위해 필요한 소정의 전기에너지를 축적하고, 방전스위치(13)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 금속세선(2)에 상기 전기에너지가 단시간에 공급되어 이것이 급격하게 용융기화하여, 금속세선(2)이 용융기화하는 과정에 따른 상기 현상에 의해 니트로메탄(3)이 폭발하고, 금속세선(2)이 용융기화할 때에 발생하는 충격력에 니트로메탄(3)의 폭발력이 가해져서, 피파괴물(4)이 확실하게 파괴되고, 또는 취약화된다.
이렇게 본 발명의 실시예는, 파괴용기(6)에 니트로메탄(3)을 충전하고, 뇌관대신에 전극(8)사이에 접속한 금속세선(2)을 이용해서, 이 금속세선(2)에 대해서 소정량의 전기에너지를 공급해서 이것을 용융기화시키는 것으로, 따라서, 주변기기의 누설전류 등이 금속세선(2)에 공급되어 버린다해도, 금속세선(2)이 용융기화하는 만큼의 전기에너지가 공급되지 않는 한 니트로메탄(3)은 폭발하지 않으므로, 파괴장치(1)의 취급을 안전하게 행할 수 있다.
여기에서, 니트로메탄(3)이 기폭하기 위해 필요한 충격력F은, 약 70[ton·f/㎠]이다.
그리고, 금속세선(2)에 의한 충격력F[ton·f/㎠]은, 하기 조건에서 발생한다.
F=0.008·W/L ……… (1)
W=(1/2)·C·Vc 2…… (2)
상기 (1), (2)식에 있어서, W:콘덴서의 충전에너지[J], L:금속세선(2)에서의 이간거리[㎝], Vc:콘덴서의 충전전압[V], C:콘덴서의 용량[F]이다.
그런데, 상기와 같이, 니트로메탄(3)이 기폭하기 위해 필요한 충격력(F)은, 약 70[ton·f/㎠]이므로, 상기 (1) 및 (2)식에 근거해서 필요한 충격력이 얻어지도록 W, L, VC, C의 값을 설정하면 된다.
또, 파괴용기(6)속의 니트로메탄(3)은, 그 일부가 기폭하면, 그 충격력에 의해 차례로 폭발이 진행한다(이것을 전폭(傳爆)이라 함). 따라서, 파괴용기(6)에 충전한 니트로메탄(3)을 모두 폭발시키기 위해서는, 금속세선(2)의 근방에 있는 약간의 부분을 기폭시키면 충분하다. 그러나, Vc(또는 W)가 낮은 경우, 상기 (1) 및 (2)식에 근거해서 기폭에 필요한 충격력F를 발생시켰다 해도, 니트로메탄(3)은 기폭하지 않는 것을 알 수 있다. 그 이유는, 니트로메탄(3)을 기폭시키기 위해서는 충격력만이 아니라, 소정량 이상의 에너지를 필요로 하기 때문이라고 생각된다. 그래서, 니트로메탄(3)의 기폭에 필요한 에너지를 충전에너지를 파라미터로 해서, 니트로메탄(3)의 기폭실험을 실시했다. 하기의 표는 그 실험결과를 나타낸다.
| Vc(V) | C(㎌) | W(J) | 중량(g) | 기폭상태 |
| 500 | 500 | 62.5 | 100 | 기폭하지 않음 |
| 900 | 500 | 202.5 | 100 | 기폭하지 않음 |
| 1000 | 500 | 250 | 100 | 극히 일부 기폭 |
| 1500 | 500 | 562.5 | 100 | 일부 기폭 |
| 1600 | 500 | 640 | 100 | 절반 기폭 |
| 1700 | 500 | 722.5 | 100 | 완전히 기폭 |
| 1800 | 500 | 810 | 100 | 완전히 기폭 |
| 2000 | 500 | 1000 | 100 | 완전히 기폭 |
상기 표로부터, 니트로메탄(3)을 기폭시키기 위한 조건은,
Vc≥1000[V]
W=(1/2)·C·Vc 2≥250[J]
로 설정하고, 이것에 의해 파괴용기(6)속의 니트로메탄(3)을 모두 폭발시킬 수 있다.
또, 상기 각 실시예에서는, 용융기화물질의 일예로서 금속세선(2)을 이용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 그밖에 예를 들면 금속제의 소편(小片), 또는 카본 등의 도전성의 재료를 적절한 형상으로 형성한 것을 이용해도 좋고, 어느 것을 이용한 경우이어도, 상기 실시예와 마찬가지로, 용융기화물질이 용융기화하는 과정의 현상에서, 니트로메탄(3)을 폭발시킴으로써, 피파괴물(4)을 확실하게 파괴시키고, 또는 취약화시킬 수 있다. 그밖의 작용효과는, 상기 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
또, 상기 실시예에서는, 파괴용기(6)는 피파괴물(4)에 형성한 장착구멍(5)에 장착하도록 해서 사용했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 파괴용기(6)를 피파괴물(4)의 표면에 접촉시켜 사용하거나, 또는 적당한 매달기 도구로 매달아서 피파괴물(4)의 표면근방에 배치해서 사용할 수도 있고, 어느 경우도 금속세선(2)(금속제의 소편 또는 카본 등의 도전성 재료)에 전기에너지를 단시간에 공급함으로써 금속세선(2)이 금격하게 용융기화하고, 그 과정에 따른 현상에 의해 니트로메탄(3)이 폭발하여, 금속세선(2)이 용융기화할 때의 충격력 및 니트로메탄(3)의 폭발력으로 피파괴물(4)을 파괴하거나 취약화할 수 있다.
그리고, 상기 형태의 파괴장치(1)에 있어서의 파괴력을 조절함으로써, 이 파괴장치(1)를 물리탐사용 진원장치로서 이용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 파괴장치 및 파괴방법은, 파괴시에 큰 파괴력이 필요한 피파괴물을 파괴하는데 있어서 적합하다.
Claims (2)
- 니트로메탄이 파괴용기에 충전되어, 이 니트로메탄속에 소정량의 전기에너지가 단시간에 공급됨으로써 급격히 용융기화하는 용융기화물질이 노출되어 설치되고, 이 용융기화물질에 대해서 공급하는 전기에너지를 축적하기 위한 콘덴서를 보유한 전기에너지 공급회로가 설치되고, 상기 용융기화물질이 용융기화하는 과정의 현상에서 니트로메탄을 폭발시켜, 그 폭발력을 이용해서 피파괴물을 파괴하는 것을 특징으로 하는 파괴장치.
- 파괴용기에 충전된 니트로메탄속에, 소정량의 전기에너지를 단시간에 공급했을 때에 급격히 용융기화하는 용융기화물질을 노출시켜, 이 용융기화물질에 대해서, 이 용융기화물질이 용융기화할 만큼의 전기에너지를 콘덴서로부터 공급하고, 용융기화물질이 용융기화하는 과정의 현상에서 니트로메탄을 폭발시켜, 그 폭발력을 이용해서 피파괴물을 파괴하는 파괴방법으로서, 니트로메탄을 기폭시키기 위한 조건으로서, 콘덴서의 충전전압Vc[V], 콘덴서의 충전에너지W[J] 및 콘덴서의 용량C[F]의 관계를,Vc≥1000[V]W=(1/2)·C·Vc 2≥250[J]로 설정한 것을 특징으로 하는 파괴방법.
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