WO2018212471A1 - 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치 - Google Patents

터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치 Download PDF

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WO2018212471A1
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blasting
resistor
signal tube
voltage
detonator
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PCT/KR2018/004572
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤순덕
Original Assignee
윤순덕
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/006—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition

Definitions

  • the present invention can reduce the cost of the signal tube, which is used in the application of the non-electric primer detonator to the tunnel and the site of underground excavation can reduce the cost of construction, if the leakage voltage from the work site, Diak Since the triac is not energized when the breakdown voltage is lower than (Diac), the triac cannot be turned on.Therefore, the current is cut off at a later stage so that it is not detonated and is safe from leakage current and static electricity.
  • the varistor is connected to the detonator circuit Since the breakdown voltage is set between 2000V and 2500V, it is possible to cut off in case of abnormal voltage and prevent the misunderstanding from lightning. You can check it and add two resistors to the input of the non-electric primer blasting machine.
  • Blasting works are carried out using industrial gunpowder when excavating rock in underground spaces such as tunnels or reservoirs, foundation rock excavations of civil engineering structures, quarries and mines.
  • industrial gunpowder In order to prevent safety accidents, industrial gunpowder is so insensitive that it is manufactured not to detonate on its own. Therefore, to detonate industrial explosives, a primer acting as an initiator must be used.
  • the detonator In other words, in order to detonate the industrial powder, the detonator is detonated from the ignition device (blaster), and then the industrial powder is exploded and detonated to destroy the rock.
  • the method of blasting the conductive wire is a method of igniting a primer by a spark using a ignition device called a black stone coated conductive wire, which is not currently used as a safety problem. This is because as the explosion blasting accidents increase, stability of safety primers is required to be increased, and it is because of the industry's goal to increase productivity by blasting at the time of precise blasting and delaying blasting.
  • the electric blasting method is a method in which the ignition jade is ignited by the heat generated from the platinum wire installed in the primer by electric energy using an ignition device called an electric blasting device. Because of the risk of explosion in the explosive control law, the application is gradually reduced in blasting constructions involving electrical hazards such as tunnels, underground spaces, and large blastings, and is classified into MS electric primer and LP electric primer. .
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a non-electric blasting method according to the prior art.
  • the non-electric blasting method shown in FIG. 1 is a non-electric blasting machine 700, in which a primer is coupled to a shock tube coated with HMX + Al 0.02 g / m in an outer diameter of 3 mm and an inner diameter of 1.5 mm polyethylene (PE) round tube.
  • the ignition device is used to ignite the spark at high pressure.
  • Non-electric blasting methods are increasingly applied in blasting constructions with electrical risks, and open-air co-operating primers, open-air connecting primers, connecting primers for tunnels, MS (ms initial primers), LP (LP initial primers) and starters Shock tube detonators, etc.).
  • the blasting works use the gunpowder to crush the rock, which causes blasting pollution such as tombstones, vibrations, and storm pressures, and the Explosives Control Regulations force the ignition place to be located at least a distance away from the blasting place. .
  • a starter starter
  • the shock tube of the extended starter is disposable and the tube residue remains after blasting, which is inconvenient to collect the tube residues in large quantities, resulting in an increase in construction cost economically.
  • a blasting method using a non-electric primer and an electric primer may be used.
  • the blasting method using a conventional non-electric primer and an electric primer is a non-electric primer by using a non-electric primer for each blasting hole when the explosives are loaded or a bench blast, and the final connection is an electric primer. Perform blasting with a mixture of electric primers.
  • the conventional technology is not different from the electrical primer blasting method in the blasting construction with the electrical hazards, there is still a problem that can be misunderstood by the leakage current and static electricity.
  • the signal tube which is used in applying the non-electric primer detonator to the site of tunnel and underground excavation, thereby reducing the construction cost, and in case of leakage voltage from the work site,
  • the triac cannot be turned on because it is not energized, so the current is cut off afterwards, so it is not detonated and is safe from leakage current and static electricity, and the varistor is connected to the detonator circuit and the breakdown voltage Since it is set to 2000V to 2500V, it can cut off in case of abnormal voltage and prevent the misunderstanding from lightning, and connect the capacitor between the varistor and the output terminal of the detonator circuit constituting the blasting circuit module of the electric detonator.
  • the present invention has been conceived to solve the above problems, it is possible to reduce the use cost of the signal tube, which is a doped wire used in applying the non-electric primer detonator to the tunnel and the site of underground excavation can reduce the construction cost
  • the purpose of the present invention is to provide a detonator for a non-electric primer for tunnel blasting.
  • Another object of the present invention is that when the leakage voltage from the work site is less than the breakdown voltage of the diaak (Diac) is not energized because the triac (Triac) is not turned on since the current is cut off in the subsequent stage is not detonated leakage current And to provide a non-electric primer detonator for tunnel blast safe from static electricity.
  • Another object of the present invention is to connect the varistor to the detonator circuit and set the breakdown voltage to 2000V to 2500V, so that when an abnormal voltage is input, the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting can prevent the misunderstanding from a lightning strike. To provide a device.
  • Another object of the present invention is to provide a detonator for a tunnel blasting non-electric primer for connecting a single resistor to the input terminal of the non-electric primer blasting device to check the presence or absence of the connection of the detonator circuit with a resistance meter.
  • Another object of the present invention is to provide a non-electric primer detonator for tunnel blasting that can absorb the shock received by each device upon the introduction of blasting or lightning by adding two resistors to the input terminal of the non-electric primer blasting machine.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for detonating a non-electric primer for tunnel blasting, which enables the signal tube of a non-electric primer to be detonated without using an electric primer.
  • Another object of the present invention is to connect the capacitor between the varistor (varistor) and the output terminal of the detonator circuit constituting the blasting circuit module of the electric primer blasting machine to charge the capacitor and then the charge that was charged at the time of generating a corona discharge It is to provide a non-electric primer detonator for tunnel blasting which can prevent the failure of the signal tube while discharging all at once.
  • the detonator for the tunnel blasting non-electric primer generates an high voltage of 1200 to 2500V and an electric generator for supplying electricity to the non-electric primer blasting device through the blast bus;
  • a blast bus that receives electricity generated by the electric generator and delivers it to a non-electric primer blasting machine, and the spark terminal in the spark tip has a tight gap so that the gunpowder in the signal tube is triggered by receiving electricity through the blast bus
  • It includes a spark tip composed of electrodes, the two electrodes are inserted into the signal tube is applied to the high voltage current generated by the electrical generator to generate a strong spark discharge in the signal tube, the spark tip is inserted into the signal tube Causing a spark discharge and exploding the gunpowder applied to the signal tube
  • the main material of the spark terminal is brass or a similar conductive metal, and the insulating coating wire constituting the spark tip uses a Teflon wire or an enamel wire, and a non-electric primer blasting machine for
  • the ninth safety part composed of a diac (D501) for actively sensing and controlling the voltage input from the outside, and the ninth safety part and the eleventh resistance part (R503) are connected at both ends, and protected from lightning
  • the tenth safety section comprising a varistor (V501) for blocking the flow of current toward the signal line (signal tube)
  • V501 varistor
  • the fifth capacitor It is connected to the rear end of the unit (C501) is characterized in that it comprises a blast output terminal connected to the non-electric primer installed in the tunnel and underground excavation site through the wire (signal tube).
  • the first blasting circuit module is connected to the blast bus and a blasting input terminal for inputting electricity generated from the electric generator;
  • a first resistor part R102 connected to both ends of the blasting unit input terminal and checking whether a detonator circuit is connected with a resistance meter; It is connected to the rear end of the first resistor part R102, and when a leakage voltage near 380V comes from the work site, it is not energized when the voltage is below the breakdown voltage of the diac D101, so that triac Q101 Triac (Q101) to control the external input so that the current is cut off at the rear end so that it does not turn on, and the triac (Q101) to control the triac (Q101) by actively sensing the voltage input from the outside Avalanche from a sudden voltage rise between the Diac (D101) and both terminals of the triac
  • a first safety part comprising a capacitor C101 for preventing a phenomenon and a safety resistance R101 of a triac Q101;
  • the second blasting circuit module is connected to the blasting bus and the blasting input terminal for inputting electricity generated from the electric generator;
  • a third resistor unit R202 connected to both ends of the blasting unit input terminal and checking whether a detonator circuit is connected with a resistance meter; It is connected to the rear end of the third resistor unit R202, and when a leakage voltage near 380V comes from the work site, the voltage input from the outside is actively applied so as not to be energized when the leakage voltage is below the breakdown voltage of the Diac D201.
  • a third safety unit configured to detect and control a diac D201;
  • a fourth resistor (R203) connected between the third safety part and the third resistor (R202) at both ends and setting a current amount to a minimum value in order to flow a current of the detonator circuit;
  • the breakdown voltage is set to 2000V to 2500V in order to protect against lightning strikes, and when the abnormal voltage is input, the varistor (V201) cuts off the flow of current toward the signal line (signal tube).
  • a fourth safety part configured; A second capacitor part C201 connected to the fourth safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge; A blast output unit connected to a rear end of the second capacitor unit C201 and connected to a non-electric primer installed at a site of tunnel and underground excavation through a doping wire (signal tube); Characterized in that it comprises a.
  • the third blasting circuit module is connected to the blast bus and a blasting input terminal for inputting the electricity generated from the electric generator;
  • a fifth resistor unit (R301, R302) for adding two resistors (R301, R302) to the blasting unit input terminal to absorb the shock received by each element upon the introduction of blasting or lightning;
  • a sixth resistor part R303 connected at both ends of the fifth resistor parts R301 and R302 to check whether a detonator circuit is connected to the resistor resistor; It is connected to the rear end of the sixth resistor part R303, and when a leakage voltage near 380V is received from the work site, the voltage input from the outside is actively applied so as not to be energized when it is below the breakdown voltage of Diac (D301).
  • a fifth safety unit configured to detect and control a diac D301;
  • a seventh resistor part R304 connected to both ends of the fifth safety part and the sixth resistor part R303 and configured to set a current amount to a minimum value in order to flow a current of the detonator circuit; Connected to the seventh resistor portion R304, the breakdown voltage is set to 2000V to 2500V to protect against lightning strikes, and when the abnormal voltage is input, the varistor (V301) cuts off the flow of current toward the signal line (signal tube).
  • a sixth safety part configured; A third capacitor part C301 connected to the sixth safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of generating the corona discharge; A blast output unit connected to a rear end of the third capacitor unit C301 and connected to a non-electric primer installed at a site of tunnel and underground excavation through a doping wire (signal tube); Characterized in that it comprises a.
  • the fourth blasting circuit module is connected to the blast bus and a blasting input terminal for inputting electricity generated from the electric generator;
  • An eighth resistor portion R401 and R402 that adds two resistors R401 and R402 to the blasting input and absorbs the shocks received by each element upon the introduction of blasting or lightning;
  • a ninth resistor part R403 connected at both ends to the eighth resistor parts R401 and R402 to check whether a detonator circuit is connected to the resistor meter;
  • a seventh safety part connected to a rear end of the ninth resistor part R403 and configured to have a varistor (V402) for actively detecting and blocking the leakage voltage when a leakage voltage near 380V comes from the work site;
  • a tenth resistor part R404 connected between the seventh safety part and the ninth resistor part R403 at both ends and configured to set a current amount to a minimum value in order to flow a current of the initiator circuit; Connected to the tenth resistor part R404, the breakdown
  • An eighth safety unit configured; A fourth capacitor part C401 connected to the eighth safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge; A blast output stage connected to a rear end of the fourth capacitor unit C401 and connected to a non-electric primer installed at a site of tunnel and underground excavation through a doping wire (signal tube); Characterized in that it comprises a.
  • the detonator for the tunnel blasting non-electric primer according to the present invention has the following effects.
  • the present invention can reduce the cost of the signal tube, which is used in applying the non-electric primer detonator to the site of the tunnel and underground excavation can reduce the construction cost.
  • the present invention does not turn on the triac Triac (triac) when the leakage voltage from the work site is less than the breakdown voltage of the diaac (Diac), so the current is cut off to the stage after the leakage current and Safe from static electricity
  • the present invention connects a varistor to the detonation circuit and sets the breakdown voltage to 2000V to 2500V, so that when an abnormal voltage is input, it is possible to prevent an error from lightning.
  • the present invention can be connected to the input of the non-electric primer blasting machine to determine whether the connection of the detonator circuit with a resistance meter.
  • the present invention can add two resistors to the input terminal of the non-electric primer blasting machine to absorb the shock received by each device upon the inflow of blasting or lightning.
  • the present invention enables detonation of the signal tube of a non-electric primer without using an electrical primer.
  • the present invention connects the capacitor between the varistor and the output terminal of the detonator circuit constituting the blasting circuit module of the electric primer blasting machine, so that the charge is charged in the capacitor and then the charge that was charged at the time of generating the corona discharge Discharging all at once can prevent the signal tube from triggering failure.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a non-electric blasting method according to the prior art.
  • Figure 2 is a view showing for explaining the state that the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting according to an embodiment of the present invention is used.
  • Figure 3 is a view showing the internal configuration of the non-electric primer blasting device of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view showing for explaining the assembly state of the spark tip in the configuration of the non-electric primer blasting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the shape of the non-electric primer blasting machine according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a detonator circuit diagram of a non-electric primer blaster of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a detonation circuit diagram of a non-electric primer blaster of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting in accordance with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a detonation circuit diagram of a non-electric primer blasting device of the configuration of the non-electric primer for blasting tunnel according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a detonator circuit diagram of a non-electric primer blaster of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting in accordance with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a detonator circuit diagram of a non-electric primer blasting device of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing the internal configuration of the non-electric primer blasting machine of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting in accordance with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a detonation circuit diagram of a non-electric primer blasting device of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting in accordance with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating a state in which the detonator of the tunnel blasting non-electric primer according to an embodiment of the present invention is used
  • Figure 3 is a view of the tunnel blasting non-electric primer according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a view showing the internal configuration of the non-electric primer blasting device of the configuration of the detonator
  • Figure 4 is a view showing the assembly state of the spark tip in the configuration of the non-electric primer blasting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a view showing the shape of the non-electric primer blasting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a non-electric primer of the configuration of the detonator of the non-electric primer for tunnel blasting according to an embodiment of the present invention Detonation circuit diagram of the destruction
  • Figure 7 is a detonation circuit diagram of the non-electric primer blaster of the configuration of the detonator of the non-electromagnetic primer for tunnel blasting according to another embodiment of the present
  • Detonator of the non-electric primer for tunnel blasting inventors of the present invention is an electric generator 10, blast bus 20, non-electric primer blasting machine 30, the first to sixth blasting circuit module (31, 32, 33, 34, 34-1, 34-2, spark tip 35, spark terminal 36, vise rack 37, vise protrusion 37-1, male thread 37-2 for fastening, vise cap 38, Signal tube insertion groove 38-1, inclined tube body 38-2, fastening female thread 38-3, printed circuit board (PCB) 39, upper and lower cases 30A and 30B, and signal tube ( 40), a non-electric primer 50, a non-electric primer detonator 60 and the like.
  • the first to sixth blasting circuit module 31, 32, 33, 34, 34-1, 34-2, spark tip 35, spark terminal 36, vise rack 37, vise protrusion 37-1, male thread 37-2 for fastening, vise cap 38, Signal tube insertion groove 38-1, inclined tube body 38-2, fastening female thread 38-3, printed circuit board (PCB) 39,
  • the detonator 60 of the non-electromagnetic primer for tunnel blasting generates a high voltage of 1200 to 2500V through the blast bus 20 to the non-electric primer Electric generator 10 for supplying electricity to the blasting machine 30, the blasting bus 20 to receive the electricity generated by the electric generator 10 to transfer to the non-electric primer blasting machine 30, and the blasting A non-electric primer blasting machine (30) for generating spark discharge on the spark terminal (36) in the spark tip (35) so that the gunpowder is supplied through the bus (20) to explode the gunpowder in the signal tube (40);
  • the primer blasting machine 30 and the signal tube 40 is connected to the non-electrical primer 50 installed in the tunnel and the site of the underground excavation, the non-electrical primer blasting machine 30 is a printed circuit board (PCB) (39) and a non-electric primer blasting machine (30) It is composed of electronic components to be the first to be selectively mounted in any one of the sixth blasting circuit modules (31, 32),
  • the detonator 60 of the non-electromagnetic primer for tunnel blasting generates a high voltage of 1200 to 2500V to supply electricity to the non-electric primer blaster 30 through the blast bus 20.
  • the electric generator 10 to supply, the blast bus 20 to receive the electricity generated by the electric generator 10 to be delivered to the non-electric primer blasting machine 30, and the electricity through the blast bus 20 A non-electric primer blasting machine 30 and a non-electrical primer blasting machine 30 and a tunnel for causing a spark discharge to the spark terminal 36 in the spark tip 35 so that the gunpowder in the signal tube 40 is detonated.
  • the non-electric primer blasting machine 30 is mounted on a printed circuit board (PCB) (39) and consists of electronic components for safely driving the non-electric primer blasting machine (30), which is selectively mounted to any one of them.
  • the spark terminal 36 includes a spark tip 35 composed of two electrodes having a tight gap, and the two electrodes are inserted into the signal tube 40 to be electrically
  • An ignition device that generates a strong flame discharge to the signal tube 40 by applying a high voltage current generated from the generator, and the spark tip 35 is inserted into the signal tube 40 to generate a strong flame discharge to the signal tube 40.
  • the applied explosive powder is exploded, and the main material of the spark terminal 36 is brass or a similar conductive metal, and the wire of the insulating coating constituting the spark tip 35 uses a teflon wire or an enameled wire.
  • the vise rack 37 is a multi-segment that serves to tighten the signal tube 40 to prevent falling out, the vise protrusion to add the strength of the tightening by the inclined tube body 38-2 of the vise cap 38 (37-1), a signal tube confirming groove (38-1) for checking whether the spark tip (35) is inserted into the signal tube (40), and a tightening male screw for fastening the vise cap (38). 37-2).
  • the vise rack 37 is pressed against the inclined tube body 38-2 of the vise cap 38 to tightly tighten the signal tube 40.
  • the signal tube 40 is to restrain not to fall.
  • the first blasting circuit module 31 is connected to the blasting bus 20 and the blasting input terminal for inputting electricity generated from the electric generator 10;
  • a first resistor part R102 connected to both ends of the blasting unit input terminal and checking whether a detonator circuit is connected with a resistance meter; It is connected to the rear end of the first resistor part R102, and when a leakage voltage near 380V comes from the work site, it is not energized when the voltage is below the breakdown voltage of the diac D101, so that triac Q101 Triac (Q101) to control the external input so that the current is cut off at the rear end so that it does not turn on, and the triac (Q101) to control the triac (Q101) by actively sensing the voltage input from the outside And a capacitor (C101) for preventing avalanche from a sudden voltage rise between both terminals of the triac (Dac) D101 and the triac, and a safety resistor (R101) of the triac Q101
  • a second resistor (R103) connected between the first safety part and the first resistor (R102) at both ends and setting the amount of current to a minimum value in order to flow a current of the initiator circuit;
  • Varistor connected to the second resistor (R103), the breakdown voltage is set to 2000V to 2500V in order to protect against lightning strikes to block when the abnormal voltage is input to block the flow of current toward the wire (signal tube) 40 ( V101) and a second safety portion;
  • a first capacitor part C101 connected to the second safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of generating the corona discharge; It is connected to the rear end of the first capacitor portion (C101) is to include a blast output terminal for connecting to the non-electric primer 50 installed in the site of the tunnel and underground excavation through the wire (signal tube) (40).
  • the second blasting circuit module 32 is connected to the blasting bus 20 and a blasting machine input terminal to which electricity generated from the electric generator 10 is inputted;
  • a third resistor unit R202 connected to both ends of the blasting unit input terminal and checking whether a detonator circuit is connected with a resistance meter; It is connected to the rear end of the third resistor unit R202, and when a leakage voltage near 380V comes from the work site, the voltage input from the outside is actively applied so as not to be energized when the leakage voltage is below the breakdown voltage of the Diac D201.
  • a third safety unit configured to detect and control a diac D201;
  • a fourth resistor (R203) connected between the third safety part and the third resistor (R202) at both ends and setting a current amount to a minimum value in order to flow a current of the detonator circuit;
  • the varistor is connected to the fourth resistor part R203 and blocks a current when the abnormal voltage is input by setting the breakdown voltage to 2000V to 2500V in order to protect against lightning strikes, thereby blocking the flow of current toward the doping line (signal tube) 40.
  • the third blasting circuit module 33 is connected to the blasting bus 20 and the blasting unit input terminal to which the electricity generated in the electric generator 10 is input;
  • a sixth resistor part R303 connected at both ends of the fifth resistor parts R301 and R302 to check whether a detonation circuit is connected with a resistance meter; It is connected to the rear end of the sixth resistor part R303, and when a leakage voltage near 380V is received from the work site, the voltage input from the outside is actively applied so as not to be energized when it is below the breakdown voltage of Diac (D301).
  • a fifth safety unit configured to detect and control a diac D301;
  • a seventh resistor part R304 connected to both ends of the fifth safety part and the sixth resistor part R303 and configured to set a current amount to a minimum value in order to flow a current of the detonator circuit;
  • the varistor is connected to the seventh resistor portion R304 and blocks the current flowing toward the dopant line (signal tube) 40 by blocking the abnormal voltage when the breakdown voltage is set to 2000V to 2500V to protect against lightning.
  • a third capacitor part C301 connected to the sixth safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of generating the corona discharge; It is connected to the rear end of the third capacitor portion (C301) is to include a blast output terminal connected to the non-electric primer 50 is installed at the site of the tunnel and underground excavation through the wire (signal tube) (40).
  • the fourth blasting circuit module 34 is connected to the blasting bus 20 and the blasting unit input terminal to which the electricity generated in the electric generator 10 is input;
  • An eighth resistor portion R401 and R402 that adds two resistors R401 and R402 to the blasting input and absorbs the shocks received by each element upon the introduction of blasting or lightning;
  • a ninth resistor part R403 connected at both ends to the eighth resistor parts R401 and R402 to check whether a detonator circuit is connected to the resistor meter;
  • a seventh safety part connected to a rear end of the ninth resistor part R403 and configured to have a varistor (V402) for actively detecting and blocking the leakage voltage when a leakage voltage near 380V comes from the work site;
  • a tenth resistor part R404 connected between the seventh safety part and the ninth resistor part R403 at both ends and configured to set a current amount to a minimum value in order to flow a current of the initiator circuit;
  • the varistor is connected to the
  • V401 the eighth safety portion
  • a fourth capacitor part C401 connected to the eighth safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge; It is connected to the rear end of the fourth capacitor portion (C401) is to include a blast output terminal connected to the non-electric primer 50 is installed in the tunnel and underground excavation site through the wire (signal tube) (40).
  • the fifth blasting circuit module 34-1 is connected to the blasting bus 20 and a blasting machine input terminal through which electricity generated from the electric generator 10 is inputted. ;
  • An eleventh resistor part R503 connected to both ends of the blasting device input terminal and checking whether a detonator circuit is connected by a resistance meter; It is connected to the rear end of the eleventh resistor portion R503, and when a leakage voltage near 380V is received from the work site, the voltage input from the outside is actively applied so as not to conduct electricity when the leakage voltage is lower than the breakdown voltage of the diac D501.
  • a ninth safety part configured to sense and control a diac D501;
  • the ninth safety part and the eleventh resistance part R503 are connected at both ends, and in order to protect against lightning, the breakdown voltage is set to 2000V to 2500V to block when an abnormal voltage is input to block current from flowing through the signal line (signal tube).
  • a tenth safety part comprising a varistor V501;
  • a fifth capacitor part (C501) connected to the tenth safety part to prevent the failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge; It is connected to the rear end of the fifth capacitor portion (C501) includes a blast output terminal connected to the non-electric primer 50 is installed at the site of the tunnel and underground excavation through the wire (signal tube) (40).
  • the sixth blast circuit module 34-2 is connected to the blast bus 20 and a blast input unit for inputting electricity generated from the electric generator 10;
  • a twelfth resistor unit R603 connected to both ends of the blasting unit input terminal and checking whether a detonator circuit is connected with a resistance meter;
  • a varistor (V601) connected to the rear end of the twelfth resistor part R603 and blocking breakdown when an abnormal voltage is input by setting a breakdown voltage of 2000V to 2500V to protect against lightning strikes.
  • An eleventh safety part configured of 6;
  • a sixth capacitor part (C601) connected to the eleventh safety part to prevent a failure of the signal tube while simultaneously charging the capacitor and discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge; It is connected to the rear end of the sixth capacitor unit (C601) is to include a blast output terminal connected to the non-electric primer 50 installed in the site of the tunnel and underground excavation through the wire (signal tube) (40).
  • the corona discharge between the two electrodes of the device should be generated.
  • the blast bus is longer, the longer the L component of the bus becomes, the weaker the discharge occurs due to the integration effect.
  • C601 is charged to prevent the failure of the signal tube while simultaneously discharging the charged charge at the time of causing the corona discharge.
  • the present inventors can be applied to the tunnel blasting non-electric primer detonator can be applied to the tunnel site, underground excavation site, as well as various construction structures, foundation rock excavation of civil engineering structures, quarry, the site of excavating the rock of the mine It is also applicable to, so its use and application is broad.

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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 하고, 전기식 뇌관 발파기의 발파회로모듈을 구성하는 기폭회로의 바리스터(Varistor)와 출력단 사이에 캐패시터를 연결하여 주므로 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치
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 하며, 전기식 뇌관 발파기의 발파회로모듈을 구성하는 기폭회로의 바리스터(Varistor)와 출력단 사이에 캐패시터를 연결하여 주므로 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있는 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 있고, 전기식 뇌관 발파기의 발파회로모듈을 구성하는 기폭회로의 바리스터(Varistor)와 출력단 사이에 캐패시터를 연결하여 주므로 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
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.
본 발명의 다른 목적은 전기식 뇌관 발파기의 발파회로모듈을 구성하는 기폭회로의 바리스터(Varistor)와 출력단 사이에 캐패시터를 연결하여 주므로 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 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 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 금속이고, 스파크 팁을 구성하는 절연피복의 전선은 테프론 전선 또는 에나멜선을 사용하며, 상기 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 제5 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 포함하며, 상기 제5 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과, 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제11 저항부(R503)와, 상기 제11 저항부(R503)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D501)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D501)으로 구성되는 제9 안전부와, 상기 제9 안전부와 제11 저항부(R503)가 양단으로 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V501)로 구성되는 제10 안전부과, 상기 제10 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제5 캐패시터부(C501)와, 상기 제5 캐패시터부(C501)의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단을 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 안전부와; 상기 제2 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제1 캐패시터부(C101)와; 상기 제1 캐패시터부(C101)의 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 안전부와; 상기 제4 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제2 캐패시터부(C201)와; 상기 제2 캐패시터부(C201)의 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 안전부와; 상기 제6 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제3 캐패시터부(C301)와; 상기 제3 캐패시터부(C301)의 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 안전부와; 상기 제8 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제4 캐패시터부(C401)와; 상기 제4 캐패시터부(C401)의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단; 을 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.
일곱째, 본 발명은 전기식 뇌관 발파기의 발파회로모듈을 구성하는 기폭회로의 바리스터(Varistor)와 출력단 사이에 캐패시터를 연결하여 주므로 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있다.
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.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도.
도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 내부 구성을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 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 기폭회로도이며, 도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 기폭회로도이고, 도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치의 구성 중 비전기식 뇌관 발파기의 내부 구성을 나타낸 도면이며, 도 12는 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 제6 발파회로모듈(31, 32, 33, 34, 34-1, 34-2), 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 12에 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 제6 발파회로모듈(31, 32, 33, 34, 34-1, 34-2)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 12에 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 제6 발파회로모듈(31, 32, 33, 34, 34-1, 34-2)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 안전부와; 상기 제2 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제1 캐패시터부(C101)와; 상기 제1 캐패시터부(C101)의 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 안전부와; 상기 제4 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제2 캐패시터부(C201)와; 상기 제2 캐패시터부(C201)의 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 안전부와; 상기 제6 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제3 캐패시터부(C301)와; 상기 제3 캐패시터부(C301)의 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 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 안전부와; 상기 제8 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제4 캐패시터부(C401)와; 상기 제4 캐패시터부(C401)의 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 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 제5 발파회로모듈(34-1)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제11 저항부(R503)와; 상기 제11 저항부(R503)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D501)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D501)으로 구성되는 제9 안전부와; 상기 제9 안전부와 제11 저항부(R503)가 양단으로 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V501)로 구성되는 제10 안전부와; 상기 제10 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제5 캐패시터부(C501)와; 상기 제5 캐패시터부(C501)의 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 12에 도시한 바와 같이, 상기 제6 발파회로모듈(34-2)은 발파모선(20)과 연결되며 전기발생기(10)에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과; 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제12 저항부(R603)와; 상기 제12 저항부(R603)의 후단에 연결하며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V601)로 구성되는 제11 안전부와; 상기 제11 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제6 캐패시터부(C601)와; 상기 제6 캐패시터부(C601)의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)(40)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관(50)과 연결하는 발파기 출력단을 포함하는 것이다.
그러므로, 시그널 튜브를 격발하기 위해서는 장치의 두 전극간의 코로나 방전을 일으켜야 하는데 발파기 모선이 길어지는 경우 모선의 L 성분에 의하여 길어질수록 적분 효과에 의하여 방전이 약화되는 현상이 발생하므로, 이때 캐패시터(C101 ~ C601)에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지할 수 있는 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.

Claims (5)

  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 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 금속이고, 스파크 팁을 구성하는 절연피복의 전선은 테프론 전선 또는 에나멜선을 사용하며, 상기 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 제5 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 포함하며, 상기 제5 발파회로모듈은 발파모선과 연결되며 전기발생기에서 발생된 전기가 입력되는 발파기 입력단과, 상기 발파기 입력단의 양단에 연결하여 저항 측정기로 기폭회로의 결선 유무를 확인하는 제11 저항부(R503)와, 상기 제11 저항부(R503)의 후단에 연결하며, 작업 현장으로부터 380V 부근의 누설전압이 들어오는 경우 다이악(Diac)(D501)의 항복전압 이하일 때 통전이 되지 않도록 외부에서 입력되는 전압을 능동적으로 감지해서 제어하는 다이악(Diac)(D501)으로 구성되는 제9 안전부와, 상기 제9 안전부와 제11 저항부(R503)가 양단으로 연결되며, 낙뢰로부터 보호하기 위해 항복전압을 2000V 내지 2500V로 설정하여 이상전압이 들어오는 경우 차단하여 도폭선(시그널튜브) 쪽으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 바리스터(V501)로 구성되는 제10 안전부과, 상기 제10 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제5 캐패시터부(C501)와, 상기 제5 캐패시터부(C501)의 후단에 연결되어 도폭선(시그널튜브)을 통해 터널 및 지하 굴착의 현장에 설치되어 있는 비전기식 뇌관과 연결하는 발파기 출력단을 포함함을 특징으로 하는 터널 발파용 비전기식 뇌관의 기폭장치.
  2. 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(C102)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 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제1 캐패시터부(C101)와; 상기 제1 캐패시터부(C101)의 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.
  3. 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 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제2 캐패시터부(C201)와; 상기 제2 캐패시터부(C201)의 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 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 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제3 캐패시터부(C301)와; 상기 제3 캐패시터부(C301)의 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 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 안전부와 연결되며, 캐패시터에 전하를 충전해 두었다가 코로나 방전을 일으킬 시점에서 충전되어있던 전하를 한꺼번에 방전시키면서 시그널 튜브의 격발 실패를 방지하는 제4 캐패시터부(C401)와; 상기 제4 캐패시터부(C401)의 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.
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