(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
破壊容器に充填されたニトロメタン中に、所定量の電気エネルギーを短時間で供給した際に急激に溶融気化する溶融気化物質を露出させ、この溶融気化物質に対し、これが溶融気化するだけの電気エネルギーをコンデンサーから供給し、溶融気化物質が溶融気化する過程の現象でニトロメタンを爆発させ、その爆発力を用いて被破壊物を破壊する破壊方法であり、ニトロメタンを起爆させるための条件として、前記コンデンサーの充電電圧Ｖｃ(V)、コンデンサーの充電エネルギーＷ(J)およびコンデンサーの容量Ｃ(F)、前記溶融気化物質が溶融気化する過程の現象で発生する衝撃力Ｆ[ton・f/cm2]、溶融気化物質からの離間距離〔ｃｍ〕の関係を
Ｗ＝(1/2)・Ｃ・Ｖｃ2≧250(J)
Ｆ＝0.008・Ｗ／Ｌ≧70Ｆ[ton・f/cm2]
に設定したことを特徴とする破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気エネルギーを溶融気化物質（例えば金属細線が用いられる）に短時間で供給することによりこれを溶融気化させ、この溶融気化に伴う過程の現象でニトロメタンを爆発させ、コンクリート構造物や岩盤などの被破壊物を破壊する破壊方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートや岩盤などの被破壊物を破壊する破壊装置には、ダイナマイトと、このダイナマイトを爆発させる手段としての雷管を有したものがある。
【０００３】
ところで、ダイナマイトには、取り扱い上の安全性を確保するために、多少の衝撃力が加わった場合に、あるいは引火によっても容易に爆発しない鈍感な火薬が用いられている。このため、雷管には比較的容易に爆発する火薬が充填され、火や電気的火花によってこの雷管に充填された火薬を爆発させ、その際の衝撃でダイナマイトに用いられている火薬を爆発させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、雷管には、比較的容易に爆発する火薬が充填されているので、管理場所周辺の機器の漏洩電流や、サージ、雷などが発生して、雷管にこれらの電流が供給されてしまうと、雷管が爆発してしまうという危険がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題を解決し得る破壊方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、破壊容器に充填されたニトロメタン中に、所定量の電気エネルギーを短時間で供給した際に急激に溶融気化する溶融気化物質を露出させ、この溶融気化物質に対し、これが溶融気化するだけの電気エネルギーをコンデンサーから供給し、溶融気化物質が溶融気化する過程の現象でニトロメタンを爆発させ、その爆発力を用いて被破壊物を破壊する破壊方法であり、ニトロメタンを起爆させるための条件として、前記コンデンサーの充電電圧Ｖｃ(V)、コンデンサーの充電エネルギーＷ(J)およびコンデンサーの容量Ｃ(F)、前記溶融気化物質が溶融気化する過程の現象で発生する衝撃力Ｆ(ton・f/cm2)、溶融気化物質からの離間距離〔ｃｍ〕の関係を
Ｗ＝(1/2)・Ｃ・Ｖｃ2≧250(J)
Ｆ＝0.008・Ｗ／Ｌ≧70Ｆ〔ton・f/cm2〕
に設定している。
【０００７】
本発明は、ニトロメタンが、被破壊物に装着する破壊容器に充填され、ニトロメタン中に、所定量の電気エネルギーが短時間で供給されることで急激に溶融気化する溶融気化物質が露出され、この溶融気化物質に対して供給する所定量の電気エネルギーを蓄積するためのコンデンサーから所定量の電気エネルギーを供給した際に、前記溶融気化物質が溶融気化する過程の現象で前記ニトロメタンを爆発させ、その爆発力を用いて被破壊物を破壊する。
【０００８】
また、この発明の構成によれば、コンデンサーに所定量の電気エネルギーを蓄積し、溶融気化物質に対し電気エネルギーを供給すると、溶融気化物質が急激に溶融気化し、これが溶融気化する過程の現象でニトロメタンが爆発し、その爆発力で被破壊物が破壊する。そして、周辺の機器から漏洩電流があったとしても、溶融気化物質が溶融気化するだけの電気エネルギーが供給されない限りニトロメタンが爆発しないので、取り扱いに際しての安全性が向上する。
【０００９】
また、本発明は、溶融気化物質が溶融気化するだけの電気エネルギーが供給されない限りニトロメタンが爆発しないので、破壊装置の取り扱いに際して安全性が向上するとともに、ニトロメタンを爆発させることで強力な破壊力が得られ、被破壊物を確実に破壊したり脆弱化させることができる。
【００１０】
そして、コンデンサーの充電電圧Ｖｃ(V)、コンデンサーの充電エネルギーＷ(J)およびコンデンサーの容量Ｃ(F)の関係を上記のように設定することにより、溶融気化物質の近傍のニトロメタンが確実に起爆し、その衝撃力により残りのニトロメタンが順次爆発して、被破壊物が確実に破壊される。
【００１１】
【実施の形態】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図１および図２に従ってこれを説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態における破壊装置１は、溶融気化物質の一例として、直径0.3mmに形成した銅（Ｃｕ）からなる金属細線２を急激に溶融気化させて、その溶融気化の過程に伴う現象、すなわち、放電、火花、発熱、気化膨張により発生する衝撃力でニトロメタン３を爆発させ、コンクリート構造物あるいは岩盤などの被破壊物４を破壊するものである。
【００１３】
また、本発明の実施の形態の破壊装置１において、前記ニトロメタン３は、被破壊物４に形成した装着孔５に装着される破壊容器６に充填され、この破壊容器６の開放側は蓋部材７で封止され、この蓋部材７に一対の電極８が挿通され、これら電極８の先端部同士が、ニトロメタン３に露出する前記金属細線２で接続されている。なお、前記破壊容器６の材料としては、木材、紙、合成樹脂などの非金属、あるいはアルミニウム、鉄などの金属が使用される。
【００１４】
また、前記金属細線２に接続される電気エネルギー供給回路１０が設けられ、この電気エネルギー供給回路１０は、金属細線２に対しこれを溶融気化させるだけの所定量の電気エネルギーを供給するものである。
【００１５】
この電気エネルギー供給回路１０は、前記各電極８の端子８ａ間に接続された電源装置１１と、この電源装置１１と両端子８ａとの間に並列接続されたコンデンサー１４と、前記電源装置１１と一方の端子８ａとの間に接続されてコンデンサー１４に対し所定量の電気エネルギーを蓄積するよう制御するための充電制御回路１２と、この充電制御回路１２と一方の端子８ａとの間に接続された放電スイッチ１３とから構成されている。
【００１６】
上記構成の破壊装置１は、両電極８の先端部同士の金属細線２で接続し、蓋部材７に各電極８を挿通し、破壊容器６にニトロメタン３を充填し、蓋部材７を破壊容器６に取付けてニトロメタン３を封止し、両電極８の端子８ａに電気エネルギー供給回路１０を接続することで作成する。
【００１７】
そして、被破壊物４の破壊に際しては、破壊容器６を被破壊物４に形成した装着孔５に装着し、続いて、コンデンサー１４に金属細線２が溶融気化するのに必要な所定の電気エネルギーを蓄積し、放電スイッチ１３をオンする。そうすると、金属細線２に上記電気エネルギーが短時間で供給されてこれが急激に溶融気化し、金属細線２が溶融気化する過程に伴う前記現象によってニトロメタン３が爆発し、金属細線２が溶融気化する際に発生する衝撃力にニトロメタン３の爆発力が加わって、被破壊物４が確実に破壊され、あるいは脆弱化される。
【００１８】
このように本発明の実施の形態は、破壊容器６にニトロメタン３を充填し、雷管の代わりに電極８間に接続した金属細線２を用い、この金属細線２に対して所定量の電気エネルギーを供給してこれを溶融気化させるものであり、従って、周辺の機器の漏洩電流などが金属細線２に供給されてしまったとしても、金属細線２が溶融気化するだけの電気エネルギーが供給されない限りニトロメタン３は爆発しないので、破壊装置１の取り扱いを安全に行うことができる。
【００１９】
ここで、ニトロメタン３が起爆するために必要な衝撃力Ｆは約70(ton・f/cm2)である。
そして、金属細線２による衝撃力Ｆ(ton・f/cm2)は、下記条件で発生する。
【００２０】
Ｆ＝0.008・Ｗ／Ｌ     （１）
Ｗ＝(1/2)・Ｃ・Ｖｃ2  （２）
上記（１），（２）式において、Ｗ：コンデンサーの充電エネルギー(J)、Ｌ：金属細線２からの離間距離(cm)、Ｖｃ：コンデンサーの充電電圧(V)、Ｃ：コンデンサーの容量(F)である。
【００２１】
ところで、上記のように、ニトロメタン３が起爆するために必要な衝撃力Ｆは、約70（ton・f/cm2）であるから、上記（１）および（２）式に基づいて必要な衝撃力が得られるようＷ、Ｌ、Ｖｃ、Ｃの値を設定すればよいことになる。
【００２２】
また、破壊容器６中のニトロメタン３は、その一部が起爆すれば、その衝撃力により順次爆発が進行する（このことを伝爆という）。従って、破壊容器６に充填したニトロメタン３を全て爆発させるためには、金属細線２の近傍にあるわずかな部分を起爆させれば十分である。さらに、ニトロメタン３を起爆させるためには衝撃力だけではなく、所定量以上のエネルギーを必要とする。そこで、ニトロメタン３の起爆に必要なエネルギーを充電エネルギーをパラメーターとして、ニトロメタン３の起爆実験を実施した。下記の表はその実験結果を示す。
【００２３】
【表１】
0003688203.tif 000002
上記表から、ニトロメタン３を起爆させるための条件は、
Ｖｃ≧1000(V)
Ｗ＝(1/2)・Ｃ・Ｖｃ2≧250〔J〕
に設定し、これにより破壊容器６中のニトロメタン３を全て爆発させることができる。
【００２４】
なお、上記各実施の形態では、溶融気化物質の一例として金属細線２を用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、他に例えば金属製の小片、あるいはカーボンなどの導電性の材料を適宜の形状に形成したものを用いてもよく、何れを用いた場合であっても、上記実施の形態と同様に、溶融気化物質が溶融気化する過程の現象で、ニトロメタン３を爆発させることにより、被破壊物４を確実に破壊させ、あるいは脆弱化させることができる。他の作用効果は、上記実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００２５】
また、上記実施の形態では、破壊容器６の被破壊物４に形成した装着孔５に装着するようにして使用したが、これに限定されるものではなく、破壊容器６を被破壊物４の表面に当てて使用したり、あるいは適当な吊持具で吊持して被破壊物４の表面近傍に配置して使用することもでき、何れの場合も金属細線２（金属製の小片あるいはカーボンなどの導電性の材料）に電気エネルギーを短時間で供給することで金属細線２が急激に溶融気化し、その過程に伴う現象によってニトロメタン３が爆発し、金属細線２が溶融気化する際の衝撃力およびニトロメタン３の爆発力で被破壊物４を破壊したり脆弱化することができる。
【００２６】
さらに、上記形態の破壊装置１における破壊力を調節することにより、この破壊装置１を物理探査用の震源装置として利用することができる。
【００２７】
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明に係る破壊方法は、破壊に際して大きな破壊力が必要な被破壊物を破壊するのに適している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明はコンデンサーの充電電圧Ｖｃ(V)、コンデンサーの充電エネルギーＷ(J)およびコンデンサーの容量Ｃ(F)の関係を上記のように設定することにより、溶融気化物質の近傍のニトロメタンが確実に起爆し、その衝撃力により残りのニトロメタンが順次爆発して、被破壊物が確実に破壊される効果が発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る破壊装置の全体構成を示すとともに被破壊物の装着孔に破壊容器を装着した状態の断面図である。
【図２】被破壊物の装着孔に破壊容器を装着した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
２    溶融気化物質
３    ニトロメタン
４    被破壊物
６    破壊容器
１４  コンデンサー
【図１】
0003688203.tif 000003
【図２】
0003688203.tif 000004