JPH07145698A - 被破壊物の破壊装置および破壊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 構造物Ｈ２の柱などを施工する際、破壊用液
３を充填した破壊容器２に金属細線８を有する電極棒４
を封入した破壊装置１を予め所定箇所に埋設しておき、
構造物Ｈ２を撤去するとき、エネルギー供給回路９を端
子５，５に接続し、電気エネルギーをエネルギー蓄積回
路１３に蓄積し、短時間の間に金属細線８に電気エネル
ギーを供給すると、金属細線８が溶融蒸発化してその気
化圧力による衝撃力で構造物Ｈ２が破壊する。 【効果】 破壊用液を充填した破壊容器に金属細線を有
する電極を封入したことにより、予め被破壊物に埋設し
ても電気エネルギーを供給しない限り爆発の心配がな
く、また装着穴を穿って本装置を装着する必要がないの
で、設置のための工程が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電による衝撃エネル
ギーを用いた被破壊物の破壊装置および破壊方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１７に示すように、例えば岩盤
などの被破壊物５０を破壊するための破壊装置５１は、
一対の電極５２，５３の先端にＣｕ，Ａｌ等からなる金
属細線５４を接続し、この金属細線５４に放電供給する
ために電源としてコンデンサー５５を用いたものがあ
る。

【０００３】そしてこの破壊装置５１を用いて被破壊物
５０を破壊する際は、被破壊物５０の所定位置に装置挿
入穴５６を穿ち、この装置挿入穴５６に破壊用水５７を
満たし、電極５２，５３および金属細線５４を破壊用液
５７に浸漬し、コンデンサー５５に電気エネルギーを充
電蓄積して金属細線５４に放電供給する。すると、金属
細線５４が急激に溶融蒸発化するとともに破壊用液５７
が気化してその衝撃力を受け、被破壊物５０が破壊す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、被破壊
物５０の上方から装置挿入穴５６を穿つ場合は、この装
置挿入穴５６に破壊用液５７を満たすことができるが、
同図に示すように被破壊物５０の破壊に適した位置がそ
の側部であって水平な方向に装置挿入穴５６を穿つ必要
がある場合や、被破壊物５０の破壊に適した位置がその
下部であって仰角方向に装置挿入穴５６を穿つ必要があ
る場合であると、装置挿入穴５６に破壊用液５７を満た
すことができず、被破壊物５０の破壊が困難となる。

【０００５】ところで近年、様々なイベントが開催され
るが、これに用いられるパビリオン等の仮施設的な構造
物は、多くの場合撤去期日が指定されている。そしてこ
れらの構造物を撤去する場合は、仮施設的な構造物であ
っても恒久的な構造物と同様の大がかりな規模の撤去工
事が必要であるし、またダイナマイトのように火薬を用
いた破壊方法は危険が伴う。

【０００６】そこで本発明は上記課題を解決し得る被破
壊物の破壊装置および破壊方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、コンデンサーに一対の電極が接続
され、該両電極が金属細線を介して互いに接続され、前
記コンデンサーに予め充電蓄積した電気エネルギーを前
記電極を介して短時間で金属細線に放電供給することに
より、金属細線を急激に溶融蒸発させその衝撃力で被破
壊物を破壊する破壊装置において、前記電極および金属
細線が破壊容器内に充填された破壊用液に浸漬されて破
壊容器に封入された破壊装置である。

【０００８】また破壊容器内に、破壊用液の代わりにゲ
ル状物質が充填され、該ゲル状物質に電極および金属細
線が浸漬された破壊装置である。また破壊装置を、予め
被破壊物に形成した装着穴に装着し、被破壊物の破壊時
にコンデンサーから電気エネルギーを金属細線に放電供
給することにより被破壊物を破壊する破壊方法である。

【０００９】また被破壊物に形成した装着穴の所定箇所
に、該装着穴に連続した楔状の溝を破壊方向に形成し、
被破壊物を破壊する破壊方法である。また破壊装置を、
被破壊物に互いに接近して形成した複数個の各装着穴に
装着し、被破壊物の破壊時に、コンデンサーから金属細
線に電気エネルギーをタイミングをずらして放電供給す
ることにより被破壊物を破壊する破壊方法である。

【００１０】

【作用】上記構成において、電極および金属細線が破壊
容器内に充填された破壊用液に浸漬されて破壊容器に封
入されているので、被破壊物に水平方向や仰角方向に装
置装着用の装着穴を穿つ必要がある場合であっても、破
壊用液が装着穴からこぼれ出してしまうことがなく、あ
らゆる方向の装着穴に装着することができる。

【００１１】また破壊容器内にゲル状物質を充填するこ
とにより、ゲル状物質は衝撃力の伝達速度に優れている
ので、被破壊物を破壊する際の破壊エネルギー効率が良
好になる。

【００１２】また電気エネルギーを供給しない限り爆発
することがない破壊装置を予め被破壊物に装着すること
により、ダイナマイトのように被破壊物の振動による爆
発の心配がなく安全であり、予め被破壊物に装着するこ
とにより、被破壊物に装着穴を穿つといった設置のため
の工程を省略することができる。

【００１３】また被破壊物に形成した装着穴の所定箇所
に、装着穴に連続した楔状の溝を破壊方向に形成して被
破壊物を破壊することにより、破壊時の衝撃力は被破壊
物の溝部分から破壊するように働いて溝方向の破断面を
形成するので、現場の状況に応じて溝を形成する位置を
決め、被破壊物の破壊方向を決定することができる。

【００１４】また被破壊物に互いに接近した複数個の装
着穴を形成し、各装着穴に破壊装置を装着し、コンデン
サーから金属細線に電気エネルギーをタイミングをずら
して放電供給することにより、装着穴間の隔壁を破壊し
て装着穴を連続させて、装着穴を楕円形としてから被破
壊物を破壊するので、複数個の装着穴の相互の位置関係
により破壊方向を設定することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明破壊装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施例を示す破壊装置の
一部破断正面図、図２は本発明の実験例を示す構成図、
図３は本発明の破壊装置を岩盤の破壊に用いた例を示す
断面図、図４は本発明の破壊装置をビルなどのコンクリ
ート製の構造物に用いた断面図、図５は実験結果を示す
グラフ図である。

【００１６】図１に示すように、本発明の実施例に係る
破壊装置１は、プラスチックゴム（合成ゴム）や防水処
理紙製の破壊容器２に破壊用液３（例えば水）が充填さ
れ、前記破壊容器２の天板２ａに一対の電極棒４，４
（例えばＣｕからなる）が貫通孔２ｂから挿入され、前
記両電極棒４，４は前記天板２ａにナットＢ１（又はか
しめ）により固定されて破壊用液３に浸漬されるととも
に破壊容器２に封入されている。

【００１７】また前記両電極棒４，４は、その途中が電
極棒４，４を平行に保持するための保持部材７，７で保
持され、両電極棒４，４の先端部には金属細線８（例え
ばＣｕ，Ａｌからなる）が溶接やかしめにより取り付け
られている。

【００１８】そして前記両電極棒４，４が天板２ａから
突出した部分が端子５，５とされ、前記天板２ａに端子
５，５に絶縁皮膜が形成されるのを防止する端子カバー
６が取り付けられている。

【００１９】図２に示すように、前記金属細線８に電気
エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路９が設
けられ、該エネルギー供給回路９は前記端子５に接続さ
れた電源装置１０と、該電源装置１０と一方の端子５，
５との間に直列接続されて前記電源装置１０に蓄積する
電気エネルギー量を制御するための制御回路１１と、該
制御回路１１と一方の端子５との間に接続された放電ス
イッチ１２と、前記電源装置１０と両端子５，５との間
に並列接続されたコンデンサーからなるエネルギー蓄積
回路１３とから構成されている。

【００２０】次に図３に基づいて、本発明の実施例に係
る破壊装置１を用いて岩盤Ｈ１（被破壊物）を破壊する
破壊方法を説明する。まず岩盤Ｈ１の上部を破壊する際
は、同図の上部に示すように、岩盤Ｈ１に、本発明の破
壊装置１を装着するための装着穴２０ａを例えば鉛直方
向に穿ち、この装着穴２０ａに破壊装置１を装着する。

【００２１】そして上記のエネルギー供給回路９を端子
５，５に接続し、所定の容量の電気エネルギーをエネル
ギー蓄積回路１３に蓄積し、放電スイッチ１２をオンす
ることにより、短時間の間に金属細線８に電気エネルギ
ーを供給する。すると、金属細線８が溶融蒸発するとと
もに破壊用液３が気化し、その衝撃力で岩盤Ｈ１が破壊
したり、あるいは脆弱化する。

【００２２】また岩盤Ｈ１の途中部分（側部）を破壊す
る場合は、同図の下部に示すように、装着穴２０ａを水
平方向に穿ち、この装着穴２０ａに破壊装置１を側方か
ら装着し、上記と同様にして金属細線８に電気エネルギ
ーを供給して破壊する。

【００２３】そして岩盤Ｈ１の途中部分に水平方向に装
着穴２０ｂを穿っても、破壊装置１の破壊容器２にはす
でに破壊用液３が充填されているので、破壊用液３が装
着穴２０からこぼれだすといったことがなく、岩盤Ｈ１
に穿つ装着穴２０ａ，２０ｂの方向がどのような方向で
あっても対応できる。

【００２４】次に図４に基づいて、ビルなどの構造物Ｈ
２（被破壊物）を破壊する場合の破壊方法を説明する。
これは、構造物Ｈ２の柱などを施工する際に、コンクリ
ート中に上記のように構成した破壊装置１を、予め所定
箇所に埋設しておくものである。

【００２５】この場合、端子５，５の先端を電線１４で
構造物Ｈ２の表面にまで導出しておき、これを絶縁材か
らなる端子台１５に取付け、この端子台１５はボルトＢ
２により構造物Ｈ２に固定し、この端子台１５は端子カ
バー１６で覆っておく。そして構造物Ｈ２の破壊時に、
上記実施例と同様にエネルギー供給回路９を端子５，５
に接続し、所定の容量の電気エネルギーをエネルギー蓄
積回路１３に蓄積し、放電スイッチ１２をオンすること
により、短時間の間に金属細線８に電気エネルギーを供
給して、金属細線８を溶融蒸発させて破壊用液３を気化
し、その衝撃力で構造物Ｈ２を破壊し、あるいは脆弱化
させる。

【００２６】この実施例によれば、電気エネルギーを供
給しない限り破壊装置１が爆発することがないので、破
壊装置１を予め構造物Ｈ２に埋設したとしても、ダイナ
マイトのように構造物Ｈ２の振動による爆発の心配がな
く安全であり、また破壊装置１を予め構造物Ｈ２に埋設
することにより、構造物Ｈ２に装着穴を穿つといった装
置設置のための工程を省略することができる。

【００２７】なお図４は、本発明の実施例における装置
を用いた実験結果であり、金属細線８の蒸発気化に伴う
発生圧力（Ｐ）の波形を示す。なお図において横軸は経
過時間（ｔ）である。またエネルギー蓄積回路１３のコ
ンデンサーに蓄積した電気エネルギー量を７５０Ｊ、金
属細線８の径を０．３ｍｍとした。

【００２８】そしてこの実験結果によると、放電点から
１ｃｍの位置における発生圧力（Ｐｍ）は５０００ｋｇ
／ｃｍ² を得た。上記のように、岩盤のような被破壊物
に水平方向や仰角方向に装着穴を穿つ必要がある場合で
あっても、破壊容器に破壊用液が充填されていることに
より破壊用液が装着穴からこぼれ出してしまうことがな
く、従ってあらゆる方向の装着穴に装着することがで
き、また本実施例における破壊装置は、電気エネルギー
を供給しない限り爆発することがないので、予めビルの
ような被破壊物に埋設したとしても、ダイナマイトのよ
うに被破壊物の振動による爆発の心配がなく安全であ
り、さらに被破壊物に装着穴を穿つといった設置のため
の工程を省略することができる。

【００２９】なお広範囲の被破壊物を破壊する際、複数
個の破壊装置に電気配線を接続してこれをまとめ、各破
壊装置に一度に又は順に電気エネルギーを供給すること
により、効率のよい破壊が可能になる。

【００３０】ところで、上記実施例では破壊容器２内に
破壊用液３として水などを用いたが、本発明の破壊装置
１はこれに限定されるものではなく、破壊用液３の代わ
りにゼラチンや寒天などのゲル状物質を充填し、このゲ
ル状物質に電極棒４および金属細線８を浸漬するよう構
成してもよい。

【００３１】この場合も上記実施例と同様に、岩盤Ｈ１
に装着穴２０ａを形成して、この装着穴２０ａにゲル状
物質を用いた破壊容器２を装着し、所定の容量の電気エ
ネルギーをエネルギー蓄積回路１３に蓄積し、放電スイ
ッチ１２をオンして短時間の間に金属細線８に電気エネ
ルギーを供給することにより岩盤Ｈ１を破壊する。

【００３２】あるいは、ゲル状物質を充填した破壊容器
２を構造物Ｈ２に予め埋設し、上記実施例と同様にして
構造物Ｈ２を破壊するようにする。そして、このゲル状
物質を用いる破壊装置１の場合、ゲル状物質は衝撃力の
伝達速度に優れているので、被破壊物を破壊する際の破
壊エネルギー効率が良好であり、またゲル状物質は破壊
容器２に充填する作業が容易であるので、破壊装置１を
容易に製造することができる。

【００３３】また被破壊物の別の破壊方法の実施例を、
図６〜図９に基づいて説明すると、これは、図６に示す
ように、被破壊物に形成する装着穴２０ａに、これに連
続した楔状の溝２０ｃを、前記装着穴２０ａに等しい高
さでかつ破壊面とする方向に一対で形成する。そしてこ
の溝２０ｃを形成した装着穴２０ａに、破壊用液３また
はゲル状物質を充填した破壊容器２を装着し、所定の容
量の電気エネルギーをエネルギー蓄積回路１３に蓄積
し、放電スイッチ１２をオンして短時間に金属細線８に
電気エネルギーを供給し、被破壊物を破壊するものであ
る。

【００３４】この被破壊物の破壊の際、衝撃力は金属細
線８を中心として、図６および図７中の仮想球体の半径
方向に放射状に分散するが、装着穴２０ａに楔状の溝２
０ｃを一対で形成していることにより、溝２０ｃどうし
を結ぶ線Ｃ１上の面を離間させるよう、図中の矢印方向
Ｄ１，Ｄ２に衝撃力が働き、溝２０ｃどうしを結ぶ線Ｃ
１上に沿って破壊された破断面を形成する。従ってこの
方法によれば、所望の方向に破断面を形成するよう溝２
０ｃを形成する位置を設定することにより、現場の状況
に応じた被破壊物の破壊方法が可能になる。

【００３５】なお、図８および図９に示すように、前述
の溝２０ｃは、一旦形成した装着穴２０ａにブレード状
の杭２５を打ち込むことによって容易に形成することが
できる。

【００３６】さらに、破壊方法の別の実施例を、図１０
〜図１６に基づいて説明すると、これは被破壊物に複数
個（図中では二個）の円柱状の装着穴２０ａを被破壊物
の隔壁２０ｄを介して接近させて形成し、各装着穴２０
ａに破壊装置１をそれぞれ装着して破壊するもので、各
破壊装置１における放電スイッチ１２を、図示しないタ
イマーに接続し、一方の放電スイッチ１２がオンされた
後に、他方の放電スイッチ１２をオンするようにして、
各破壊装置１の金属細線８に対し、図１６に示すよう
に、電気エネルギーをＴ時間だけタイミングをずらして
放電供給する。

【００３７】なおこの破壊方法に用いる破壊装置１は、
その破壊容器２に破壊用液３またはゲル状物質のどちら
を充填したものでもよい。上記破壊方法では、まず一方
の破壊装置１によって両装着穴２０ａの間の隔壁２０ｄ
が破壊され、図１１に示すように、隔壁２０ｄによって
分離されていた二つの装着穴２０ａが図１３および図１
４に示すように連通して楕円形になる。

【００３８】この状態で、他方の破壊装置１の放電スイ
ッチ１２をオンして電気エネルギーを金属細線８に放電
供給すると、衝撃力はまず楕円形の穴の内壁の短径方向
に働いた後に、長径方向の内壁に働き、全体として図１
５の矢印で示す方向Ｄ３，Ｄ４に合成され、被破壊物は
楕円形の穴の長径方向Ｃ２を破壊面として破壊される。

【００３９】なお、一方の破壊装置１のエネルギー蓄積
回路１３に蓄積するエネルギー（電圧）の量は、隔壁２
０ｄを破壊できるものであれば足り、被破壊物を破壊す
るのは、他方の破壊装置１によって行うものである。

【００４０】そしてこの実施例における破壊方法によれ
ば、複数個の装着穴２０ａの相互の位置関係により、現
場の状況に応じて破壊方向を所望の方向に設定できる。
また装着穴２０ａを予め楕円形に形成するといった煩雑
さがなく、従って被破壊物の破壊のための作業効率を向
上することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
おける破壊装置は破壊容器に破壊用液を充填しているの
で、被破壊物に水平方向や仰角方向に装置装着用の装着
穴を穿つ必要がある場合であっても、破壊用液が装着穴
からこぼれ出してしまうことがなく、あらゆる方向の装
着穴に装着することができる。

【００４２】また破壊用液の代わりにゲル状物質を充填
し、ゲル状物質は衝撃力の伝達速度に優れているので、
このゲル状物質に電極棒および金属細線を浸漬するよう
構成することにより、被破壊物を破壊する際の破壊エネ
ルギー効率を向上することができる。

【００４３】また本発明における破壊方法は、電気エネ
ルギーを供給しない限り爆発することがない破壊装置を
予め被破壊物に埋設するので、ダイナマイトのように被
破壊物の振動による爆発の心配がなく安全であり、さら
に予め被破壊物に埋設することにより、被破壊物に装着
穴を穿つといった設置のための工程を省略することがで
きる。

【００４４】また被破壊物に形成する装着穴に、これに
連続した楔状の溝を形成し、この溝を形成した装着穴に
破壊容器を装着して被破壊物を破壊するので、溝を形成
する位置によって、所望の方向に破断面を形成すること
ができ、現場の状況に応じた被破壊物の破壊が可能にな
る。

【００４５】また被破壊物に複数個の装着穴を接近させ
て形成し、各装着穴に破壊装置をそれぞれ装着し、各破
壊装置の金属細線にタイミングをずらして電気エネルギ
ーを放電供給することにより、まず装着穴の間の隔壁を
破壊して、装着穴を楕円形状にした後に被破壊物を破壊
するので、装着穴の長径方向に破壊面を形成することが
でき、従って、複数個の装着穴の相互の位置関係によ
り、被破壊物の破壊方向を現場の状況に応じて所望の方
向に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す破壊装置の一部破断要部
正面図である。

【図２】同じく破壊装置の実験例を示す構成図である。

【図３】同じく破壊装置を岩盤に装着した断面図であ
る。

【図４】他の実施例を示すもので破壊装置を構造物に埋
設した状態の断面図である。

【図５】本発明の実験装置によって得られた金属細線の
蒸発気化に伴う破壊用液の発生圧力の波形を示すグラフ
図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す破壊方法における水
平断面図である。

【図７】同じく垂直断面図である。

【図８】同じく装着穴に溝を形成する際の水平断面図で
ある。

【図９】同じく垂直断面図である。

【図１０】本発明の別の実施例を示す破壊方法における
破壊装置を装着穴に装着した状態の一部破断全体図であ
る。

【図１１】同じく被破壊物に形成した溝部の拡大水平断
面図である。

【図１２】同じく被破壊物に形成した溝に破壊装置を装
着した状態の概略垂直断面図である。

【図１３】同じく一方の破壊装置の金属細線に電気エネ
ルギーを供給したことにより楕円形になった被破壊物部
の水平断面図である。

【図１４】同じく概略垂直断面図である。

【図１５】同じく被破壊物の破壊方向を示す水平断面図
である。

【図１６】同じく一方の破壊装置と他方の破壊装置によ
る被破壊物の破壊のタイミングを示すタイムチャートで
ある。

【図１７】従来の破壊装置を岩盤に装着した状態の断面
図である。

【符号の説明】

１ 破壊装置 ２ 破壊容器 ３ 破壊用液 ４ 電極棒 ５ 端子 ８ 金属細線 ９ エネルギー供給回路 １０ 電源装置 １１ 制御回路 １２ 放電スイッチ １３ エネルギー蓄積回路 １５ 端子台 ２０ａ 装着穴 ２０ｃ 溝 ２０ｄ 隔壁 Ｃ１ 破壊方向 Ｈ１ 岩盤 Ｈ２ 構造物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大工 博之 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 井上 鉄也 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサーに一対の電極が接続され、
   該両電極が金属細線を介して互いに接続され、前記コン
   デンサーに予め充電蓄積した電気エネルギーを前記電極
   を介して短時間で金属細線に放電供給することにより、
   金属細線を急激に溶融蒸発させその衝撃力で被破壊物を
   破壊する破壊装置において、前記電極および金属細線が
   破壊容器内に充填された破壊用液に浸漬されて破壊容器
   に封入されたことを特徴とする被破壊物の破壊装置。
2. 【請求項２】 破壊容器内に、破壊用液の代わりにゲル
   状物質が充填され、該ゲル状物質に電極および金属細線
   が浸漬されたことを特徴とする請求項１記載の被破壊物
   の破壊装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれかに記
   載の破壊装置を、予め被破壊物に形成した装着穴に装着
   し、被破壊物の破壊時にコンデンサーから電気エネルギ
   ーを金属細線に放電供給することにより被破壊物を破壊
   することを特徴とする被破壊物の破壊方法。
4. 【請求項４】 被破壊物に形成した装着穴の所定箇所
   に、該装着穴に連続した楔状の溝を破壊方向に形成し、
   被破壊物を破壊することを特徴とする請求項３記載の被
   破壊物の破壊方法。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２のいずれかに記
   載の破壊装置を、被破壊物に互いに接近して形成した複
   数個の各装着穴に装着し、被破壊物の破壊時に、コンデ
   ンサーから金属細線に電気エネルギーをタイミングをず
   らして放電供給することにより被破壊物を破壊すること
   を特徴とする被破壊物の破壊方法。