(57)【要約】【課題】衝撃力の伝播方向を任意に制御できて、破壊作業を精度よく実施する。【解決手段】金属細線に所定量の電気エネルギーを供給して急激に溶融気化させ、金属細線の周囲に設けた爆発性の破壊用物質を爆発させて被破壊物を破壊する放電カートリッジ１と、この放電カートリッジ１に外嵌される破壊制御容器１０とを具備し、破壊制御容器１０は、容器軸心Ｏを通る縦断面に沿って二分割された金属製の分割容器１１と、これら分割容器１１を連結固定して破壊制御容器１０を形成する複数の連結具１２とで構成され、分割容器１１を破壊用物質の爆発により破壊されない耐衝撃強度を有する厚肉状に形成し、複数の連結具１２を破壊用物質の爆発により破断されて分割容器１１を分離させる耐衝撃強度とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器内に挿入配置した溶融気化物質に、所定量の電気エネルギーを供給することにより、溶融気化物質を急激に溶融気化させ、溶融気化物質の溶融気化現象に伴って、溶融気化物質の周囲に設けた爆発性の破壊用物質を爆発させて被破壊物を破壊する放電カートリッジと、当該放電カートリッジに外嵌される破壊制御容器とを具備し、
破壊制御容器は、容器軸心を通る縦断面に沿って二等分割または三等分割された金属製の分割容器と、これら分割容器を連結固定して破壊制御容器を形成する複数の連結具とで構成され、
分割容器を前記破壊用物質の爆発により破壊されない耐衝撃強度を有する厚肉状に形成し、
複数の連結具の耐衝撃強度を、前記破壊用物質の爆発により破断されて分割容器を分離させるように設定した
ことを特徴とする放電破壊装置。
【請求項２】
分割容器の周壁部の外周部に、隣接する分割容器の外周部に伸び分割容器が離間した初期時に衝撃力の漏出を防止する周面鍔部を形成した
ことを特徴とする請求項１記載の放電破壊装置。
【請求項３】
分割容器の底部に、分割面から隣接する分割容器の底部に伸び分割容器が離間した初期時に衝撃力の漏出を防止する底面鍔部および天面鍔部を形成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の放電破壊装置。
【請求項４】
分割容器が同一形状で同一重量に形成された
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の放電破壊装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電による衝撃エネルギーを用いた放電破壊装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電による衝撃エネルギーを用いてコンクリート構造物や岩盤などを破壊する放電カートリッジは、有底状の容器内に一対の電極部材を介して溶融気化物質である金属細線を配置し、容器に破壊用物質を充填して開口部を閉鎖部材で閉鎖したものである。
【０００３】
この放電カートリッジを用いた破壊作業は、被破壊物の破壊部分に装着穴を形成し、この装着穴に放電カートリッジを底部まで挿入配置した後、装着穴の開口部側を土砂などのタンピング材を充填加圧して閉じ、放電カートリッジの衝撃エネルギーが装着穴の開口部から漏れるのを防止する。この種の技術は、たとえば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第３７７０６６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記放電破壊装置では、衝撃力が破壊用物質を中心に放射方向に均等に広がる。また特許文献１のように、装着穴の開口部にタンピング材を充填した場合には、タンピング材により衝撃力が開口部側に漏れるのが防止される。したがって、衝撃力が装着穴の周方向および奥行き方向に広がって伝播されて、被破壊物が破壊される。
【０００５】
近年、たとえばコンクリート建造物のリニューアルにおいて、脆弱化した部分のみを破壊したい場合、健全な部分に衝撃力の影響が及ばないように、衝撃力の伝播方向をできるだけ任意に制御することが望まれている。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、衝撃力の伝播方向を任意に制御できて、破壊作業を精度よく実施できる放電破壊装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、収納容器内に挿入配置した溶融気化物質に、所定量の電気エネルギーを供給することにより、溶融気化物質を急激に溶融気化させ、溶融気化物質の溶融気化現象に伴って、溶融気化物質の周囲に設けた爆発性の破壊用物質を爆発させて被破壊物を破壊する放電カートリッジと、当該放電カートリッジに外嵌される破壊制御容器とを具備し、破壊制御容器は、容器軸心を通る縦断面に沿って二等分割または三等分割された金属製の分割容器と、これら分割容器を連結固定して破壊制御容器を形成する複数の連結具とで構成され、分割容器を前記破壊用物質の爆発により破壊されない耐衝撃強度を有する厚肉状に形成し、複数の連結具の耐衝撃強度を、前記破壊用物質の爆発により破断されて分割容器を分離させるように設定したものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、分割容器の周壁部の外周部に、隣接する分割容器の外周部に伸び分割容器が離間した初期時に衝撃力の漏出を防止する周面鍔部を形成したものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、分割容器の底部に、分割面から隣接する分割容器の底部に伸び分割容器が離間した初期時に衝撃力の漏出を防止する底面鍔部および天面鍔部を形成したものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、分割容器が同一形状で同一重量に形成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の構成によれば、放電カートリッジを複数の分割容器からなる破壊制御容器で被覆し、放電カートリッジの爆発による衝撃力で連結具を破断して分割容器を分離させ、衝撃力を分割容器を介して被破壊物に伝播し破壊するので、分割容器の加圧方向にのみ大きい衝撃力を被破壊物に伝播させることができ、衝撃力に伝播指向性を持たせて破壊方向を制御することができる。したがって、破壊したい部分と衝撃力の影響が及ばない部分とに分けて、効果的に破壊作業を行うことができる。また分割容器を、破壊用物質の爆発により破壊されない耐衝撃強度を有する厚肉状に形成したので、繰り返しの使用が可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２または３記載の構成によれば、周面鍔部、底面鍔部、天面鍔部により、爆発初期の衝撃力が分割面の隙間から漏出するのを防止することができ、衝撃力の伝播指向性を明瞭にすることができる。
【００１３】
請求項４記載の構成によれば、分割容器を同一形状で同一重量に形成することで、製造コストを低減することができ、分割容器に互換性ができて使い勝手がよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
図１，図２に示すように、本発明に係る放電破壊装置は、放電カートリッジ１と、この放電カートリッジ１に外嵌される２分割の破壊制御容器１０とで構成され、放電カートリッジ１の容器軸心Ｏを中心とした対称方向に伝播指向性を有するものである。
【００１５】
放電カートリッジ１は、たとえば樹脂製で有底状の収納容器２に、一対の電極３を一定間隔をあけて開口部２ａから軸心部近傍に挿入配置し、電極３の先端部間に金属細線４（溶融気化物質の一例で、たとえばＣｕからなる）を連結し、収納容器２内で金属細線４の周囲に所定量の爆発性の破壊用物質５（ニトロメタンなどの爆発性物質あるいは可燃性物質が用いられる）を充填し、円筒容器２の開口部を蓋材（収納容器）６で閉じて爆発性の破壊用物質５を封入している。なお、一対の電極３は、蓋材６を貫通してそれぞれの電極端子３ａが外部に露出している。
【００１６】
破壊制御容器１０は、容器軸心Ｏを通る縦断面に沿って分割面１３で二分割された金属製の分割容器１１と、これら分割容器１１を連結固定して破壊制御容器１０を形成する複数の連結具（連結ボルト）１２とで構成されている。これら分割容器１１は、放電カートリッジ１の破壊用物質５の爆発による衝撃力で破壊されない耐衝撃強度を有する肉厚状の底壁部１１ａと周壁部１１ｂと天壁部１１ｃからなり、たとえば材質がたとえば鋼管などの構造用鋼材などが使用され、この場合の各壁部１１ａ〜１１ｃの厚みは、たとえば２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に形成される。
【００１７】
連結具１２は、分割面の両側で分割容器１１の周壁部１１ｂに、取付面１１ｄを貫通する３個２組の貫通穴１１ｅが所定間隔をあけて形成され、６つの貫通穴１１ｅにそれぞれ嵌合されている。これら６本の連結具１２は、破壊用物質５の爆発により分割容器１１が衝撃力を受けると、その衝撃力により破断されて分割容器１１を互いに分離させることができる衝撃強度に設定されている。
【００１８】
分割容器１１の天壁部１１ｃには、電極端子３ａに接続されるリード線７Ａ，７Ｂが挿入可能な半割状の貫通溝１４が分割面１３に臨んで形成されている。また天壁部１１ｃの容器軸心Ｏ位置に、分割面１３で二分割される半割状の雌ねじ穴１６が所定深に形成され、ロッドＲの先端雄ねじ部を雌ねじ穴１６に螺着して、後述するように、被破壊物の装着穴に放電破壊装置を保持することができる。１８は分割容器１１の天壁部１１ｃにそれぞれ装着された吊下げ用のＩボルトで、ワイヤーＷなどを連結しておき、破壊後の分割容器１１の回収に使用する。
【００１９】
両分割容器１１は同一形状で同一重量に形成されている。そして周壁部１１ｂには、分割面１３の一側部から他方の分割容器１１の周壁部１１ｂ側に突出する周面鍔部（鍔部）１６が形成され、分割面１３の他側部に、他方の分割容器１１の周面鍔部１６が嵌合される周面鍔受け部（凹部）１７が形成されている。この周面鍔部１６により、放電カートリッジ１の衝撃力の発生初期に、分割面１３が離間した隙間からの衝撃力の漏出を防止することができる。
【００２０】
図３に示すように、放電カートリッジ１の電極３に電気エネルギーを供給するエネルギー供給回路２１は、リード線７Ａ，７Ｂに接続される一対の導線２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ接続された電源装置（直流高電圧電源）２３と、一対の導線２２Ａ，２２Ｂ間に並列接続されたコンデンサー２４と、一方の導線２２Ａに介在された放電スイッチ２５（パワースイッチングユニット）とで構成されている。
【００２１】
放電破壊作業において、まず衝撃力の大きさと伝播指向性とを考慮して、被破壊物Ｍの所定位置に、所定方向で、所定深さの装着穴Ｔを形成し、ロッドＲに取り付けた放電破壊装置を装着穴Ｔに挿入し、ロッドＲを支持装置（図示せず）により保持させる。なお、装着穴Ｔに放電破壊装置を挿入後、タンピング材を装着穴Ｔに充填して突き固め、開口部を封鎖してもよい。
【００２２】
一方、エネルギー供給回路２１では、電源装置２３からコンデンサー２４に金属細線４を溶融気化させるのに必要な量の電気エネルギーを蓄積する。そして、放電スイッチ２５をオンして、コンデンサー２３から電極３を介して金属細線４に電気エネルギーを供給すると、金属細線４が溶融気化されてその体積膨張により衝撃エネルギーが発生する。この時の放電、火花、発熱、体積膨張に伴う衝撃エネルギーにより、破壊用物質５が爆発する。この衝撃エネルギーは、図３に示すように、装着穴Ｔの長さ方向への衝撃力の漏れはほとんどなく、また放電破壊装置の周方向では、両分割容器１１が配置された両側に大きい衝撃力が伝播される８の字ビーム形に伝播指向性が生じ、被破壊物Ｍを効果的に破壊することができる。
【００２３】
上記実施の形態１によれば、放電カートリッジ１を複数の分割容器１１からなる破壊制御容器１０で被覆し、放電カートリッジ１の破壊用物質５による爆発の衝撃力で連結具１２を破壊して分割容器１１を分離させ、分割容器１１を介して衝撃力を被破壊物Ｔに伝播させ破壊するので、分割容器１１の分離方向Ｆ１，Ｆ２にのみ、大きい衝撃力を伝播させて破壊方向を制御することができる。これにより、構造物の脆弱化した部分のみを破壊し、健全な部分に衝撃力の影響が及ばないようにすることが可能となる。
【００２４】
また分割容器１１の各壁部１１ａ〜１１ｃを、破壊用物質５の爆発により破壊されない耐衝撃強度を有する厚肉状に形成したので、分割容器１１の繰り返し使用が可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００２５】
さらに分割面１３から他方の分割容器１１側に突出する周面鍔部１６により、衝撃力により分割面１３に生じた隙間から、衝撃力の漏出するのを防止することができ、衝撃力の伝播指向性をより明瞭化することができる。
【００２６】
さらにまた、分割容器１１を同一形状で同一重量に形成することで、均等な伝播指向性を得ることができるとともに、製造コストを低減することができ、分割容器１１に互換性ができて使い勝手を向上させることができる。
【００２７】
以上のように、上記放電破壊装置により、破壊方向に指向性を持たせることができるので、たとえば建築物のリニューアルにおいて、コンクリート構造物や天然石などの脆弱化した部分のみを限定的に破壊して除去するのに最適であり、他の部分に悪影響を与えないように破壊することができる。
【００２８】
［実施の形態１の変形例１］
図４は、上記放電破壊装置の実施の形態１変形例を示す。なお、実施の形態1と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
破壊制御容器１０の一方の分割容器１１Ａの底壁部１１ａの端部に、分割面１３から他方の分割容器１１Ｂ側に突出する底面鍔部（端面鍔部）３１Ｂが設けられるとともに、他方の分割容器１１Ｂの天壁部１１ｃの端部に、分割面１３から一方の分割容器１１Ａ側に突出する天面鍔部（端面鍔部）３１Ａが設けられている。そして、他方の分割容器１１Ｂの底壁部１１ａに、底面鍔部３１Ｂが嵌合される底面鍔受け凹部３２Ｂが形成され、また一方の分割容器１１Ａの天壁部１１ｃに天面鍔部３１Ａが嵌合される天面鍔受け凹部３２Ａが形成されている。
【００３０】
上記底面鍔部３１Ｂおよび天面鍔部３１Ａにより、衝撃力により連結具１２が伸びて分割容器１１の分割面１３に僅かに離間した隙間からの衝撃力の漏出を防止することができ、衝撃力の伝播指向性をさらに明瞭にすることができる。もちろん、底壁部１１ａと天壁部１１ｃの一方に鍔部を設けてもよい。
【００３１】
［実施の形態１の他の変形例］
図５は破壊制御容器１０の変形例で、なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
上記実施の形態１では、破壊制御容器１０を円筒形容器状に形成したが、破壊制御容器１０を、図５（ｂ）に示すように円錐台形の破壊制御容器４１や図５（ｃ）に示すように戴頭部を有する紡錘体形の破壊制御容器４２、図５（ｄ）に示すように截頭部を有する球体形の破壊制御容器４３などのように、他の回転体形状の容器状としてもよいし、図５（ａ）に示すように多角筒体の破壊制御容器４４であってもよく、それぞれ実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【００３３】
［実施の形態２］
図６は、破壊制御容器５０を３等分割して分割容器５１を形成したものである。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
この破壊制御容器５０は、円筒形容器を容器軸心Ｏを含む１２０°ごとの３つの縦断面に沿う分割面５３で３等分して分割容器５１Ａ〜５１Ｃを形成したもので、組立の関係から、周面鍔部５３が両側部に形成された分割容器５１Ａと、周面鍔部５３が一側部に形成され他側部に周面鍔部５４が形成された分割容器５１Ｂと、周面鍔受け部５４が両側部に形成された分割容器５１Ｃとで構成されている。
【００３５】
上記実施の形態２において、爆発性の破壊用物質５の爆発により生じる衝撃力が、破壊制御容器５０の各分割容器５１Ａ〜５１Ｃを加圧し、まず分割容器５１Ａ〜５１Ｃの連結具１２を破断させて各分割容器５１Ａ〜５１Ｃを分離させ、さらに各分割容器５１Ａ〜５１Ｃを容器軸心Ｏを中心として１８０°ごとの放射方向Ｆ１〜Ｆ３に加圧し、被破壊物Ｔを破壊する。
【００３６】
上記実施の形態２によれば、放電カートリッジ１の破壊用物質５により生じる爆発による衝撃力により、連結具１２を破断して分割容器５１Ａ〜５１Ｃを分離させ、分割容器５１Ａ〜５１Ｃを１２０°ごとに均等な放射方向Ｆ１〜Ｆ３に加圧して破壊する衝撃力の伝播指向性を持たせることができる。これにより、衝撃力の伝播方向を制御して、構造物の脆弱化した部分のみを破壊し、健全な部分に衝撃力の影響が及ばないようにすることが可能となる。
【００３７】
なお、破壊制御容器１０を４等分して、容器軸心Ｏの周方向にほぼ均等に衝撃力を伝播させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る放電破壊装置の実施の形態１を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は放電カートリッジの縦断面図である。
【図２】放電破壊装置の使用状態を示す縦断面図である。
【図３】放電破壊装置の破壊後の状態を示し、（ａ）は破壊指向性を表した縦断面図、（ｂ）は破壊指向性を表した平面図である。
【図４】放電破壊装置の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は底面図である。
【図５】放電破壊装置の他の変形例を示す斜視図で、（ａ）は多角筒体形、（ｂ）は円錐台形、（ｃ）は紡錘体形、（ｄ）は球体形を示す。
【図６】本発明に係る放電破壊具の実施の形態２を示し、破壊指向性を表した平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    放電カートリッジ
２    円筒容器（破壊容器）
３    電極
４    金属細線（溶融気化物質）
５    爆発性の破壊用物質
１０    破壊制御容器
１１    分割容器
１１ａ  底壁部
１１ｂ  周壁部
１１ｃ  天壁部
１２    連結具
１３    分割面
２１    エネルギー供給装置
２２Ａ，２２Ｂ  導線
２３    電源装置
２４    コンデンサー
２５    放電スイッチ
３１Ａ  底面鍔部
３１Ｂ  天面鍔部
３２Ａ  底面鍔受け部
３２Ｂ  天面鍔受け部
４１〜４４  破壊制御容器
５１Ａ〜５１Ｃ  分割容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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