KR20180104816A - 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비전기식 뇌관의 기폭장치를 터널 및 지하 굴착의 현장에 적용함에 있어 사용되는 도폭선인 시그널튜브의 사용량을 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있고, 작업 현장으로부터 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)을 턴온시키지 못하므로 이후 단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않아 누설전류 및 정전기로부터 안전하며, 바리스터(Varistor)를 기폭회로에 연결하고 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 주므로 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 낙뢰로부터의 오폭을 방지할 수 있고, 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 하나의 저항을 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인할 수 있으며, 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 두 개의 저항을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수할 수 있고, 전기 뇌관을 사용하지 않으면서도 비전기식 뇌관의 시그널 튜브를 기폭 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치{Triggering Device for a non-electric type Detonator using the Tunnel Blasting}
본 발명은 비전기식 뇌관의 기폭장치를 터널 및 지하 굴착의 현장에 적용함에 있어 사용되는 도폭선인 시그널튜브의 사용량을 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있고, 작업 현장으로부터 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)을 턴온시키지 못하므로 이후 단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않아 누설전류 및 정전기로부터 안전하며, 바리스터(Varistor)를 기폭회로에 연결하고 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 주므로 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 낙뢰로부터의 오폭을 방지할 수 있고, 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 하나의 저항을 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인할 수 있으며, 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 두 개의 저항을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수할 수 있고, 전기식 뇌관을 사용하지 않으면서도 비전기식 뇌관의 시그널 튜브를 기폭 가능하게 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치에 관한 기술이다.
터널 또는 저장소와 같은 지하 공간, 건축 구조물, 토목 구조물의 기초 암반 굴착, 채석장, 광산 등의 암석을 굴착할 때에 산업용 화약을 이용해서 발파 공사가 진행된다. 안전사고 방지를 위하여 산업용 화약은 매우 둔감하여 자체적으로는 기폭되지 않도록 제조되며, 따라서 산업용 폭약을 기폭시키기 위해서는 기폭제 역할을 하는 뇌관을 사용하여야 한다. 즉, 산업용 화약을 기폭시키기 위해서는 점화 장치(발파기)로부터 뇌관을 기폭시키고, 이어서 산업용 화약이 점폭 및 기폭되어 암석을 파괴하도록 되어 있다.
이와 같이, 폭약을 기폭하는 기술로서 도화선 발파, 전기 뇌관 발파, 비전기식 뇌관 발파 방식이 사용되고 있다. 종래 기술로서 도화선 발파 방법은 흑색 화약이 도포된 도화선을 초석지라는 점화 장치를 이용하여 불꽃에 의하여 뇌관을 점화하는 방식으로 현재는 안전상의 문제로 사용되고 있지 않다. 이는 기폭 발파 사고가 증대함에 따라 안전한 뇌관 개발을 통한 안정성 증대가 요구되며, 정밀한 초시에 발파를 하여 제발 발파를 지향하며 지발 발파를 함으로써 생산성을 증대하고자 하는 당 업계의 목표 때문이다.
한편, 전기식 발파 방법은 전기식 발파기라는 점화 장치를 이용하여 전기 에너지에 의하여 뇌관 내에 장치되어 있는 백금선의 발열로 인하여 점화옥이 점화되는 방식으로서, 현재까지도 사용되고 있으나 미주 전류, 정전기 및 누설 전류(0.1Amp 이상 화약류 단속 법류)에 기폭될 위험이 내포되어 있으므로, 터널, 지하공간, 대발파와 같이 전기적 위험이 내포하는 발파 공사에는 점차적으로 그 적용이 감소되고 있으며, MS 전기 뇌관과 LP 전기 뇌관으로 구분된다.
도 1은 종래 기술에 따른 비전기식 발파 방식을 나타낸 구성 도면이다. 도 1에 도시된 비전기식 발파 방법은 외경 3mm, 내경 1.5mm 폴리에틸렌(PE) 원형 튜브 내에 HMX + Al 0.02g/m 가 도포되어 있는 쇼크 튜브에 뇌관이 결합된 것으로 비전기식 발파기(700)라는 점화 장치를 이용하여 고압의 스파크로 점화하는 방식이다. 비전기식 발파 방법은 전기적 위험이 있는 발파 공사에서 적용이 증가되는 추세이며, 노천 공저 뇌관, 노천용 연결 뇌관, 터널용 연결 뇌관, MS(ms 초시 뇌관), LP(LP 초시 뇌관), 스타터(Starter; 쇼크 튜브 기폭용 뇌관) 등으로 구분된다.
그런데, 발파 공사는 화약을 이용하여 암반을 파쇄하게 되는데 이로 인하여 비석, 진동, 폭풍압과 같은 발파 공해가 발생되게 되어, 화약류 단속 법규는 발파 장소로부터 최소 이격 거리 이상 떨어져서 점화 장소를 두도록 강제하고 있다.
따라서, 발파 시공에서 비전기식 발파 공법을 적용하려 하면, 일정 길이 이상의 스타터(starter)를 적용해야 하는 불편함이 있다. 더욱이, 연장된 스타터의 쇼크 튜브는 일회용으로서 발파 후 튜브 잔류물이 남아 있게 되어서, 다량 사용 시에는 튜브 잔류물을 일일이 수거하여야 하는 불편함이 있으며, 경제적으로도 공사비 증가를 가져온다. 전술한 문제점을 해결하기 위하여 비전기식 뇌관과 전기 뇌관을 혼용한 발파 방식이 사용될 수 있다.
한편, 종래 기술의 비전기식 뇌관과 전기 뇌관을 혼용한 발파 방식은 폭약이 장전된 막장면 또는 Bench 발파 시 각 발파공에는 비전기식 뇌관을 사용하고, 최후 결선은 전기 뇌관을 이용하여 결선함으로써 비전기식 뇌관과 전기 뇌관을 혼용한 발파를 실시한다.
그러나, 상기 종래 기술은 전기적 위험 요소가 있는 발파 시공에서는 전기 뇌관 발파 공법과 다를 바가 없으므로, 누설 전류 및 정전기에 의해서 오폭될 수 있는 문제점이 여전히 상존한다.
그러므로 비전기식 뇌관의 기폭장치를 터널 및 지하 굴착의 현장에 적용함에 있어 사용되는 도폭선인 시그널튜브의 사용량을 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있고, 작업 현장으로부터 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)을 턴온시키지 못하므로 이후 단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않아 누설전류 및 정전기로부터 안전하며, 바리스터(Varistor)를 기폭회로에 연결하고 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 주므로 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 낙뢰로부터의 오폭을 방지할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
KR 10-2009-0127687(2009. 12. 21)
따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 비전기식 뇌관의 기폭장치를 터널 및 지하 굴착의 현장에 적용함에 있어 사용되는 도폭선인 시그널튜브의 사용량을 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 작업 현장으로부터 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)을 턴온시키지 못하므로 이후 단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않아 누설전류 및 정전기로부터 안전한 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 바리스터(Varistor)를 기폭회로에 연결하고 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 주므로 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 낙뢰로부터의 오폭을 방지할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 하나의 저항을 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 두 개의 저항을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전기 뇌관을 사용하지 않으면서도 비전기식 뇌관의 시그널 튜브를 기폭 가능하게 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치는 1200 내지 2500V의 고전압을 발생시켜서 발파모선을 통하여 비전기식 뇌관 발파기로 전기를 공급하는 전기발생기와, 상기 전기발생기에서 발생된 전기를 공급받아 비전기식 뇌관 발파기로 전달하는 발파모선과, 상기 발파모선을 통해 전기를 공급받아 시그널튜브 내의 화약이 기폭되도록 스파크 팁 내의 스파크단자에 불꽃방전을 일으키게 하는 비전기식 뇌관 발파기와, 상기 비전기식 뇌관 발파기와 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관을 연결하는 시그널튜브를 구비하되, 상기 비전기식 뇌관 발파기는 인쇄회로기판(PCB)에 장착되며 비전기식 뇌관 발파기가 안전하게 구동되게 하는 전자부품들로 구성되며, 그 중의 어느 하나로 선택적으로 장착되는 제1 내지 제4 발파회로모듈과, 불꽃방전이 발생되는 스파크 팁을 포함하는 스파크단자를 보호하는 상부 및 하부 케이스와; 상기 상부 및 하부 케이스의 전단부에 형성되어 있는 바이스 랙과 결합되는 시그널 튜브를 결속시키는 바이스 캡; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 스파크단자는 조밀한 간극을 갖는 두 개의 전극으로 구성된 스파크 팁을 포함하며, 두 개의 전극이 시그널튜브에 삽입되어 전기발생기에서 발생한 고전압의 전류를 인가받아 시그널튜브에 강력한 불꽃방전을 일으키는 점화장치로서, 상기 스파크 팁은 시그널튜브에 삽입되어 강력한 불꽃방전을 일으켜 시그널튜브 내에 도포된 화약을 폭발시키며, 상기 스파크단자의 주재료는 황동 또는 이와 유사한 전도성 금속이며, 스파크 팁을 구성하는 절연피복의 전선은 테프론 전선 또는 에나멜선을 사용하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 제1 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제1 저항부(R102)와; 상기 제1 저항부(R102)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D101)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)(Q101)을 턴온시키지 못하므로 후단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않게 외부 입력을 제어하는 트라이악(Triac)(Q101)과, 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 트라이악(Triac)(Q101)을 제어하는 다이악(Diac)(D101)과, 트라이악의 양 터미널 간의 급격한 전압상승으로부터 애벌런치 현상을 방지하기 위한 캐패시터(C101)와, 트라이악(Triac)(Q101)의 안전 저항(R101)으로 구성되는 제1 안전부와; 상기 제1 안전부와 제1 저항부(R102)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제2 저항부(R103)와; 상기 제2 저항부(R103)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V101)로 구성되는 제2 안전부과; 상기 제2 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 제2 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제3 저항부(R202)와; 상기 제3 저항부(R202)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D201)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D201)으로 구성되는 제3 안전부와; 상기 제3 안전부와 제3 저항부(R202)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제4 저항부(R203)와; 상기 제4 저항부(R203)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V201)로 구성되는 제4 안전부과; 상기 제4 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 제3 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R301, R302)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제5 저항부(R301, R302)와; 상기 제5 저항부(R301, R302)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제6 저항부(R303)와; 상기 제6 저항부(R303)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D301)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D301)으로 구성되는 제5 안전부와; 상기 제5 안전부와 제6 저항부(R303)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제7 저항부(R304)와; 상기 제7 저항부(R304)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V301)로 구성되는 제6 안전부과; 상기 제6 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 제4 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R401, R402)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제8 저항부(R401, R402)와; 상기 제8 저항부(R401, R402)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제9 저항부(R403)와; 상기 제9 저항부(R403)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 상기 누설전압을 능동적으로 감지해서 차단하는 바리스터(V402)로 구성되는 제7 안전부와; 상기 제7 안전부와 제9 저항부(R403)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제10 저항부(R404)와; 상기 제10 저항부(R404)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V401)로 구성되는 제8 안전부과; 상기 제8 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 비전기식 뇌관의 기폭장치는 터널 현장, 지하굴착 현장, 건축 구조물, 토목 구조물의 기초 암반 굴착 현장, 채석장, 광산의 암석을 굴착하는 현장에도 적용할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 비전기식 뇌관의 기폭장치를 터널 및 지하 굴착의 현장에 적용함에 있어 사용되는 도폭선인 시그널튜브의 사용량을 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있다.
둘째, 본 발명은 작업 현장으로부터 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)을 턴온시키지 못하므로 이후 단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않아 누설전류 및 정전기로부터 안전하다.
셋째, 본 발명은 바리스터(Varistor)를 기폭회로에 연결하고 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 주므로 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 낙뢰로부터의 오폭을 방지할 수 있다.
넷째, 본 발명은 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 하나의 저항을 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 비전기식 뇌관 발파기의 입력단에 두 개의 저항을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수할 수 있다.
여섯째, 본 발명은 전기 뇌관을 사용하지 않으면서도 비전기식 뇌관의 시그널 튜브를 기폭 가능하게 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 비전기식 발파 방식의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치가 사용되는 상태를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 내부 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비전기식 뇌관 발파기의 구성에서 스파크 팁의 조립상태를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비전기식 뇌관 발파기의 형상을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 일실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치가 사용되는 상태를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 내부 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비전기식 뇌관 발파기의 구성에서 스파크 팁의 조립상태를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비전기식 뇌관 발파기의 형상을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도이며, 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도이고, 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도이다.
본 발명인 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치는 전기발생기(10), 발파모선(20), 비전기식 뇌관 발파기(30), 제1 내지 제4 발파회로모듈(31, 32, 33, 34), 스파크 팁(35), 스파크단자(36), 바이스 랙(37), 바이스 돌기(37-1), 체결용 숫나사(37-2), 바이스 캡(38), 시그널튜브 삽입 홈(38-1), 경사면 관체(38-2), 체결용 암나사(38-3), 인쇄회로기판(PCB)(39), 상부 및 하부 케이스(30A, 30B), 시그널튜브(40), 비전기식 뇌관(50), 비전기식 뇌관의 기폭장치(60) 등으로 구성된다.
도 2 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치(60)는 1200 내지 2500V의 고전압을 발생시켜서 발파모선(20)을 통하여 비전기식 뇌관 발파기(30)로 전기를 공급하는 전기발생기(10)와, 상기 전기발생기(10)에서 발생된 전기를 공급받아 비전기식 뇌관 발파기(30)로 전달하는 발파모선(20)과, 상기 발파모선(20)을 통해 전기를 공급받아 시그널튜브(40) 내의 화약이 기폭되도록 스파크 팁(35) 내의 스파크단자(36)에 불꽃방전을 일으키게 하는 비전기식 뇌관 발파기(30)와, 상기 비전기식 뇌관 발파기(30)와 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)을 연결하는 시그널튜브(40)를 구비하되, 상기 비전기식 뇌관 발파기(30)는 인쇄회로기판(PCB)(39)에 장착되며 비전기식 뇌관 발파기(30)가 안전하게 구동되게 하는 전자부품들로 구성되며, 그 중의 어느 하나로 선택적으로 장착되는 제1 내지 제4 발파회로모듈(31, 32, 33, 34)과; 불꽃방전이 발생되는 스파크 팁(35)을 포함하는 스파크단자(36)를 보호하는 상부 및 하부 케이스(30A, 30B)와; 상기 상부 및 하부 케이스(30A, 30B)의 전단부에 형성되어 있는 바이스 랙(37)과 결합되는 시그널 튜브(40)를 결속시키는 바이스 캡(38); 을 구비한다.
상기 터널 발파용 비전기뇌관의 기폭장치(60)의 구성 및 구성에 따른 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치(60)는 1200 내지 2500V의 고전압을 발생시켜서 발파모선(20)을 통하여 비전기식 뇌관 발파기(30)로 전기를 공급하는 전기발생기(10)와, 상기 전기발생기(10)에서 발생된 전기를 공급받아 비전기식 뇌관 발파기(30)로 전달하는 발파모선(20)과, 상기 발파모선(20)을 통해 전기를 공급받아 시그널튜브(40) 내의 화약이 기폭되도록 스파크 팁(35) 내의 스파크단자(36)에 불꽃방전을 일으키게 하는 비전기식 뇌관 발파기(30)와, 상기 비전기식 뇌관 발파기(30)와 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)을 연결하는 시그널튜브(40)를 구비한다.
상기 비전기식 뇌관 발파기(30)는 인쇄회로기판(PCB)(39)에 장착되며 비전기식 뇌관 발파기(30)가 안전하게 구동되게 하는 전자부품들로 구성되며, 그 중의 어느 하나로 선택적으로 장착되는 제1 내지 제4 발파회로모듈(31, 32, 33, 34)과; 불꽃방전이 발생되는 스파크 팁(35)을 포함하는 스파크단자(36)를 보호하는 상부 및 하부 케이스(30A, 30B)와; 상기 상부 및 하부 케이스(30A, 30B)의 전단부에 형성되어 있는 바이스 랙(37)과 결합되는 시그널 튜브(40)를 결속시키는 바이스 캡(38); 을 포함한다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 스파크단자(36)는 조밀한 간극을 갖는 두 개의 전극으로 구성된 스파크 팁(35)을 포함하며, 두 개의 전극이 시그널튜브(40)에 삽입되어 전기발생기에서 발생한 고전압의 전류를 인가받아 시그널튜브(40)에 강력한 불꽃방전을 일으키는 점화장치로서, 상기 스파크 팁(35)은 시그널튜브(40)에 삽입되어 강력한 불꽃방전을 일으켜 시그널튜브(40) 내에 도포된 화약을 폭발시키며, 상기 스파크단자(36)의 주재료는 황동 또는 이와 유사한 전도성 금속이며, 스파크 팁(35)을 구성하는 절연피복의 전선은 테프론 전선 또는 에나멜선을 사용하는 것이다.
또한, 상기 바이스 랙(37)은 시그널튜브(40)가 빠지지 않도록 조여 주는 역할을 하는 다중 분할된 것이며, 바이스 캡(38)의 경사면 관체(38-2)에 의하여 조임의 강도를 부가하는 바이스 돌기(37-1)와, 스파크 팁(35)이 시그널튜브(40)에 삽입되었는지의 여부를 확인하는 시그널튜브 확인 홈(38-1)과, 바이스 캡(38)을 체결하기 위한 체결용 숫나사(37-2)가 구성되는 것이다.
또한, 바이스 캡(38)이 상부 및 하부 케이스(30A, 30B)에 체결되면 바이스 랙(37)은 바이스 캡(38)의 경사면 관체(38-2)에 눌리어 시그널튜브(40)를 강하게 조여 시그널튜브(40)가 빠지지 않도록 구속하는 것이다.
도 2와 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1 발파회로모듈(31)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제1 저항부(R102)와; 상기 제1 저항부(R102)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D101)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)(Q101)을 턴온시키지 못하므로 후단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않게 외부 입력을 제어하는 트라이악(Triac)(Q101)과, 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 트라이악(Triac)(Q101)을 제어하는 다이악(Diac)(D101)과, 트라이악의 양 터미널 간의 급격한 전압상승으로부터 애벌런치 현상을 방지하기 위한 캐패시터(C101)와, 트라이악(Triac)(Q101)의 안전 저항(R101)으로 구성되는 제1 안전부와; 상기 제1 안전부와 제1 저항부(R102)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제2 저항부(R103)와; 상기 제2 저항부(R103)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브)(40) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V101)로 구성되는 제2 안전부과; 상기 제2 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)(40)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)과 연결하는 발파기 출력단을 포함하는 것이다.
도 2와 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제2 발파회로모듈(32)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제3 저항부(R202)와; 상기 제3 저항부(R202)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D201)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D201)으로 구성되는 제3 안전부와; 상기 제3 안전부와 제3 저항부(R202)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제4 저항부(R203)와; 상기 제4 저항부(R203)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브)(40) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V201)로 구성되는 제4 안전부과; 상기 제4 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)(40)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)과 연결하는 발파기 출력단을 포함하는 것이다.
도 2와 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제3 발파회로모듈(33)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R301, R302)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제5 저항부(R301, R302)와; 상기 제5 저항부(R301, R302)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제6 저항부(R303)와; 상기 제6 저항부(R303)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D301)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D301)으로 구성되는 제5 안전부와; 상기 제5 안전부와 제6 저항부(R303)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제7 저항부(R304)와; 상기 제7 저항부(R304)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브)(40) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V301)로 구성되는 제6 안전부과; 상기 제6 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)(40)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)과 연결하는 발파기 출력단을 포함하는 것이다.
도 2와 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명에 있어서, 상기 제4 발파회로모듈(34)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R401, R402)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제8 저항부(R401, R402)와; 상기 제8 저항부(R401, R402)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제9 저항부(R403)와; 상기 제9 저항부(R403)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 상기 누설전압을 능동적으로 감지해서 차단하는 바리스터(V402)로 구성되는 제7 안전부와; 상기 제7 안전부와 제9 저항부(R403)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제10 저항부(R404)와; 상기 제10 저항부(R404)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브)(40) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V401)로 구성되는 제8 안전부과; 상기 제8 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)(40)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)과 연결하는 발파기 출력단을 포함하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치는 터널 현장, 지하굴착 현장에 적용할 수 있음은 물론 각종 건축 구조물, 토목 구조물의 기초 암반 굴착, 채석장, 광산의 암석을 굴착하는 현장에도 적용할 수 있으므로 그 사용 및 적용대상이 광범위한 것이다.
10 : 전기발생기 20 : 발파모선
30 : 비전기식 뇌관 발파기 31 : 제1 발파회로모듈
32 : 제2 발파회로모듈 33 : 제3 발파회로모듈
34 : 제4 발파회로모듈 35 : 스파크 팁
36 : 스파크단자 37 : 바이스 랙
37-1 : 바이스 돌기 37-2 : 체결용 숫나사
38 : 바이스 캡 38-1 : 시그널튜브 삽입 홈
38-2 : 경사면 관체 38-3 : 체결용 암나사
39 : 인쇄회로기판(PCB) 30A : 상부 케이스
30B : 하부 케이스 40 : 시그널튜브(도폭선)
50 : 비전기식 뇌관 60 : 비전기식 뇌관의 기폭장치

Claims (7)

  1. 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치에 있어서,
    1200 내지 2500V의 고전압을 발생시켜서 발파모선을 통하여 비전기식 뇌관 발파기로 전기를 공급하는 전기발생기와, 상기 전기발생기에서 발생된 전기를 공급받아 비전기식 뇌관 발파기로 전달하는 발파모선과, 상기 발파모선을 통해 전기를 공급받아 시그널튜브 내의 화약이 기폭되도록 스파크 팁 내의 스파크단자에 불꽃방전을 일으키게 하는 비전기식 뇌관 발파기와, 상기 비전기식 뇌관 발파기와 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관을 연결하는 시그널 튜브를 구비하되,
    상기 비전기식 뇌관 발파기는 인쇄회로기판(PCB)에 장착되며 비전기식 뇌관 발파기가 안전하게 구동되게 하는 전자부품들로 구성되며, 그 중의 어느 하나로 선택적으로 장착되는 제1 내지 제4 발파회로모듈과, 불꽃방전이 발생되는 스파크 팁을 포함하는 스파크단자를 보호하는 상부 및 하부 케이스와; 상기 상부 및 하부 케이스의 전단부에 형성되어 있는 바이스 랙과 결합되는 시그널 튜브를 결속시키는 바이스 캡; 을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스파크단자는 조밀한 간극을 갖는 두 개의 전극으로 구성된 스파크 팁을 포함하며, 두 개의 전극이 시그널튜브에 삽입되어 전기발생기에서 발생한 고전압의 전류를 인가받아 시그널튜브에 강력한 불꽃방전을 일으키는 점화장치로서, 상기 스파크 팁은 시그널튜브에 삽입되어 강력한 불꽃방전을 일으켜 시그널튜브 내에 도포된 화약을 폭발시키며, 상기 스파크단자의 주재료는 황동 또는 이와 유사한 전도성 금속이며, 스파크 팁을 구성하는 절연피복의 전선은 테프론 전선 또는 에나멜선을 사용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제1 저항부(R102)와; 상기 제1 저항부(R102)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D101)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않아 트라이악(Triac)(Q101)을 턴온시키지 못하므로 후단으로 전류가 차단되어 기폭되지 않게 외부 입력을 제어하는 트라이악(Triac)(Q101)과, 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 트라이악(Triac)(Q101)을 제어하는 다이악(Diac)(D101)과, 트라이악의 양 터미널 간의 급격한 전압상승으로부터 애벌런치 현상을 방지하기 위한 캐패시터(C101)와, 트라이악(Triac)(Q101)의 안전 저항(R101)으로 구성되는 제1 안전부와; 상기 제1 안전부와 제1 저항부(R102)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제2 저항부(R103)와; 상기 제2 저항부(R103)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V101)로 구성되는 제2 안전부과; 상기 제2 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제3 저항부(R202)와; 상기 제3 저항부(R202)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D201)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D201)으로 구성되는 제3 안전부와; 상기 제3 안전부와 제3 저항부(R202)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제4 저항부(R203)와; 상기 제4 저항부(R203)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V201)로 구성되는 제4 안전부과; 상기 제4 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R301, R302)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제5 저항부(R301, R302)와; 상기 제5 저항부(R301, R302)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제6 저항부(R303)와; 상기 제6 저항부(R303)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D301)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D301)으로 구성되는 제5 안전부와; 상기 제5 안전부와 제6 저항부(R303)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제7 저항부(R304)와; 상기 제7 저항부(R304)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V301)로 구성되는 제6 안전부과; 상기 제6 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제4 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단에 두 개의 저항(R401, R402)을 추가하여 발파 또는 낙뢰의 유입시 각 소자들이 받는 충격을 흡수하는 제8 저항부(R401, R402)와; 상기 제8 저항부(R401, R402)에 양단이 연결되어 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제9 저항부(R403)와; 상기 제9 저항부(R403)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 상기 누설전압을 능동적으로 감지해서 차단하는 바리스터(V402)로 구성되는 제7 안전부와; 상기 제7 안전부와 제9 저항부(R403)가 양단으로 연결되며, 기폭회로의 전류를 흘리기 위해 전류량을 최소한의 값으로 설정하는 제10 저항부(R404)와; 상기 제10 저항부(R404)와 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V401)로 구성되는 제8 안전부과; 상기 제8 안전부의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    비전기식 뇌관의 기폭장치는 터널 현장, 지하굴착 현장, 건축 구조물, 토목 구조물의 기초 암반 굴착 현장, 채석장, 광산의 암석을 굴착하는 현장에도 적용할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
KR1020170031552A 2017-03-14 2017-03-14 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치 KR20180104816A (ko)

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CN111121573A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 临沂会宝岭铁矿有限公司 一种密集厂房区域地面松动爆破方法
KR20210144220A (ko) * 2020-05-21 2021-11-30 유시온 비전기뇌관 점화 시스템

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