放電破砕方法
【課題】構造が簡単な放電電極装置を使用し、破砕対象物に対する装填加工作業性が良い放電破砕方法を提供する。
【解決手段】破砕対象物（コンクリート版４）の面５の溝７を形成し、電線３７の端部により形成された一対の電極３５；３６を溝７内に設置された固定材（挟み具３１）に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする。
【解決手段】破砕対象物（コンクリート版４）の面５の溝７を形成し、電線３７の端部により形成された一対の電極３５；３６を溝７内に設置された固定材（挟み具３１）に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電によって破砕対象物を破砕する放電破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石、岩盤、コンクリート構造物などの破砕対象物を破砕するために放電破砕装置を用いた放電破砕方法が知られている（特許文献１；２参照）。
放電破砕装置５０Ａは、図８に示すように、パルスパワー源８０、発電機等の電源部８１、電極装置７０を備える。
パルスパワー源８０は、大容量のコンデンサ８２及びスイッチ８３，８４を備えた回路により形成される。図示しないが、パルスパワー源８０の回路は接地（アース）されている。
電源部８１は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続されるとともにコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８３を介して接続される。
電極装置７０は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続された一方電極とコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８４を介して接続された他方電極とこれら一方電極と他方電極とを絶縁する絶縁体とで形成される。例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。即ち、電極装置７０は、内部導体７３と絶縁体７４と外部導体７５とが同軸状に配置された構成の同軸電極装置である。内部導体７３及び外部導体７５は、コネクタ７２及び接続ケーブル７１によりパルスパワー源８０に接続される。
外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。
絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。
先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、電極装置は、複数の放電部を備える。
以上の構成の放電破砕装置５０Ａを用いた放電破砕方法を説明する。破砕対象物６０に孔６１を形成し、スイッチ８４及びスイッチ８３の非導通の状態で孔６１内に水などの電解液６３を注入してこの電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入する。スイッチ８３を導通してコンデンサ８２に電源部８１からの電荷を蓄積させる。そして、スイッチ８４を導通させて電極装置７０の放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物６０を破砕する。
図示しないが、板状の破砕対象物の面と電極装置の放電部とを対向させ、放電部を取り囲むようにゼリー状の非圧縮体を設け、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する方法も知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１１１７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６８号公報
【特許文献３】特開２００５−１６１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１〜３では、電極装置として同軸電極装置を使用しているが、同軸電極装置は構造が複雑で高価であり、同軸電極装置を用いた放電破砕方法は経済的な面で敬遠されがちであるといった課題があった。
また、特許文献１；２に示された従来技術のように、破砕対象物６０に孔６１を形成して、孔６１内に電極装置７０の放電部を設置して放電させる方法では、破砕対象物６０に多数の孔６１を形成する必要があり、多数の孔６１を形成する作業が煩わしいという課題があった。
また、特許文献３に示された従来技術では、放電により生じた圧力が破砕対象物の面に加わらず、面より離れる方向に逃げてしまうので、破砕効率が悪いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による放電破砕方法は、電線の端部により形成された一対の電極を破砕対象物の面に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を面に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部を被せ材で覆った状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする。
破砕対象物の面に溝を形成し、電線の端部により形成された一対の電極を溝内に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することも特徴とする。
固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたことも特徴する。
固定材として粘土を用いたことも特徴とする。
破砕対象物は、上記面を形成する一方の面と当該一方の面と相対向する他方の面とを備えた平板状であることも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、破砕対象物の面に１つ以上の放電部を形成して放電するので、電極装置を低価格とでき、経済的に有利な放電破砕方法を実現できる。また、破砕対象物の面に多数の孔を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。また、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で放電するので、放電により生じた圧力が外部に抜けることなく破砕対象物の面に加わるため、破砕対象物を効率的に破砕できる。
また、本発明によれば、破砕対象物の面に形成した溝内に１つ以上の放電部を形成して溝内で放電するので、電極装置を低価格とでき、経済的に有利な放電破砕方法を実現できる。この場合、破砕対象物の面に少数の溝を形成すればよく、破砕対象物の面に多数の孔を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。また、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で放電するので、放電により生じた圧力が溝の外に漏れることなく溝の内面に加わるため、破砕対象物を効率的に破砕できる。
電線の端部により形成された一対の電極を固定する固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたので、放電部を自由に簡単に形成でき、構成が簡単で、低コストな電極装置を用いた放電破砕方法を実現できる。また、挟み具の設け方によって、放電部の設け方を自由に設定できる。
固定材として粘土を用いたので、放電時に飛び散った場合には集めて何回でも使用でき、経済的である。また、扱いやすく、放電部を自由に簡単に形成できるようになる。
また、破砕対象物を平板状としたことで、電線による電極装置の放電部での放電により破砕対象物を破砕でき、電源装置のコンデンサの容量を小さくできて、電源装置の省コスト化が図れる。また、平板状の破砕対象物の面に少数の溝を形成して溝内で放電を行わせることによって平板状の破砕対象物を効率的に細かく破砕できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図３は本発明の最良の形態１を示し、図１は放電破砕装置及び破砕対象物を示し、図２は放電破砕方法の工程を示し、図３は放電破砕後のコンクリート版の破砕状態を示す。
【０００７】
図１を参照し、放電破砕装置及び破砕対象物を説明する。
放電破砕装置１は、電源装置２、電極装置３を備える。
破砕対象物としての平板状のコンクリート版４は、例えば、縦の長さａが５００ｍｍ、横の長さｂが４００ｍｍ、厚さｄが１４０ｍｍである。縦５００ｍｍ、横４００ｍｍの表裏２つの面としての方形の面５；６のうち、上に向ける一方の面５には、例えば、幅ｅが２０ｍｍ〜２５ｍｍ程度、深さｆが５０ｍｍ程度の溝７が形成される。溝７は、一方の面５において互いに相対峙する一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長し、上部１０及び両縁部１１；１１が開口する形状である。
本発明で定義する溝とは、溝の延長方向の長さ、即ち、溝長ａ（ここでは縦の長さａと同じ）が、幅ｅより長く形成された溝のことを言う。
本発明で定義する平板状とは、上述した厚さｄが、縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法の平板形状のことを言う。厚さｄは均一でも均一でなくともよい。
【０００８】
電源装置２は、パルスパワー源１６、昇圧部１７、電極接続部１８を備える。
パルスパワー源１６は、コンデンサ２０及びスイッチ２１，２２を備えた回路１９により形成される。図示しないが、パルスパワー源１６の回路１９は接地（アース）されている。
昇圧部１７は、コンデンサ２０の一方の極２３に接続されるとともにコンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２１を介して接続される。コンデンサ２０の容量は例えば２００μＦ（マイクロファラッド）である。
電極接続部１８は、パルスパワー源１６の筐体２５に設けられる。一方の電極接続部１８ａは、コンデンサ２０の一方の極２３に接続される。他方の電極接続部１８ｂは、コンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２２を介して接続される。
最良の形態では、スイッチ２２、スイッチ２１がともに非導通の状態で、例えば、図外の電源コードを経由して昇圧部１７に交流２００Ｖ電源が供給され、交流２００Ｖが昇圧部１７で直流２２ｋＶに昇圧される。そして、スイッチ２１を導通すると、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。コンデンサ２０に電荷が蓄積された後に、スイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６間（図２（ａ）参照）で放電を生じる。
【０００９】
放電用の電極装置３は、放電部３０を形成する電線３７、電線３７を挟んで固定する固定材としての挟み具３１、コネクタ４０を備える。電線３７は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。
放電部３０は、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを隔てて互いに対向するよう配置された一対の電極３５；３６と、一対の電極３５；３６を所定の間隔ｇを隔てて互いに対向する状態に固定する挟み具３１とにより形成される。一対の電極３５；３６は電線３７の端部により形成される。
【００１０】
電極装置３の放電部３０は１つ以上形成される。例えば、溝７内の一方の側縁部１１Ａ側、他方の側縁部１１Ｂ側、側縁部１１Ａと側縁部１１Ｂとの間の中央部の３箇所にあらかじめ挟み具３１Ａ；３１Ｂ；３１Ｃを接着剤などで固定しておく（図２（ａ）参照）。挟み具３１は、ベース基板３１ａの上に一対の挟み部３１ｂ；３１ｃを備えた構成であり、ベース基板３１ａの裏に接着剤を付けてベース基板３１ａを溝７の溝底４６に固定する。挟み部３１ｂ; ３１ｃは、ベース基板３１ａの上に設けられた支持脚３１ｊと、支持脚３１ｊの上部に互いに相対峙するよう設けられて電線を挟み込む挟持片３１ｈ；３１ｈとにより形成される。挟み具３１に設けられた一対の挟み部３１ｂ；３１ｃのそれぞれに電線３７の端部を挟んで固定する。この際、電線３７の端部により形成される一対の電極３５；３６間の間隔を調整する。
【００１１】
図１；図２（ａ）を参照し、放電部３０の形成方法を説明する。例えば、一端にコネクタ４０Ａを備えた電線３７Ａの他端側を、溝７の一方の側縁部１１Ａに一番近い位置に設けられた挟み具３１Ａの一方の挟み部３１ｂに固定し、電線３７Ａの一端側を側縁部１１Ａを経由して溝７の外に導いて当該電線３７Ａをコネクタ４０Ａを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続する。一端にコネクタ４０Ｂを備えた電線３７Ｂの他端側を、溝７の他方の側縁部１１Ｂに一番近い位置に設けられた挟み具３１Ｂの他方の挟み部３１ｃに固定し、電線３７Ｂの一端側を側縁部１１Ｂを経由して溝７の外に導いて当該電線３７Ｂをコネクタ４０Ｂを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続する。電線３７Ｃの一端３７ｅ側を、電線３７Ｃの一端３７ｅと電線３７Ａの他端との間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、溝７の挟み具３１Ａの他方の挟み部３１ｃに固定するとともに、電線３７Ｃの他端３７ｆ側を、溝７の中央部に固定した挟み具３１Ｃの一方の挟み具３１ｂに固定する。電線３７Ｄの一端３７ｅ側を、電線３７Ｄの一端３７ｅと電線３７Ｃの他端３７ｆとの間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、挟み具３１Ｃの他方の挟み部３１ｃに固定するとともに、電線３７Ｄの他端３７ｆ側を、電線３７Ｄの他端３７ｆと電線３７Ｂの一端との間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、挟み具３１Ｂの一方の挟み具３１ｂに固定する。
以上により、溝７の両方の側縁部１１Ａ；１１Ｂと溝７の中央部とに放電部３０が形成される。
【００１２】
図２を参照し、放電破砕方法を説明する。図２（ａ）は溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む圧力伝達媒体としての非圧縮体４２とが設けられ、溝７の両縁部１１；１１の開口がパテなどの充填塞材４１により塞がれた状態の溝の部分を溝の延長方向に沿って切断した断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の状態のコンクリート版４の面５の上に被せ材を被せた状態を溝７の延長方向と直交する方向に沿って切断した断面図、図２（ｃ）は放電破砕されたコンクリート版４を示す図である。まず、コンクリート版４の一方の面５に上述した溝７を形成する。溝７は、例えば、円盤状のカッターを回転させてコンクリートを切削する図外のコンクリートカッターと呼ばれるような切削工具を用いて形成する。円盤状の２枚のカッターを備えた図外のコンクリートカッターを用いれば、幅ｅの広い溝７を一度に形成できるので、幅ｅの広い溝７を効率的に形成できる。２枚のカッターを備えたコンクリートカッターは、例えば、円形板の円形面を互いに平行に対向させて円の中心を一直線状に通過する回転中心軸を回転中心として回転可能に設けられた２枚のカッターを備えた構成により実現される。そして、図２（ａ）のように、溝７を形成した面５が上にくるように面６を地面などの設置部９９に向けてコンクリート版４を設置部９９に設置する。面５に形成された溝７内に上述したように放電部３０を形成し、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐ。両縁部１１；１１の塞がれた溝７内に、圧力伝達媒体としての非圧縮体４２を充填して、放電部３０を非圧縮体４２で取り囲む。即ち、溝７内に設置された放電部３０の回りを非圧縮体４２で埋める。溝７内に非圧縮体４２を充填した後に、この非圧縮体４２中に放電部３０を埋めてもよい。非圧縮体４２としては、水や水溶液のような電解液を用いる。そして、図２（ｂ）のように、上に向けた一方の面５の上に被せ材としての重り４３を載せて溝７の上部１０の開口を塞いだ後に、電源装置２を起動する。所定時間だけ電源装置２のスイッチ２２を非道通とするとともにスイッチ２１を導通してコンデンサ２０に電荷を蓄積させる。上記所定時間経過後にスイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６に電圧が印加されて、放電部３０で放電を生じる。この放電によるエネルギーによって押圧された非圧縮体が溝７の内面（溝壁４５及び溝底４６）を押圧することによってコンクリート版４を破砕したり、放電によるエネルギーによって非圧縮体４２の一部が気化することで体積膨張して溝７の内面を押圧することによってコンクリート版４を破砕する。即ち、放電の際に発生するエネルギーにより生じた圧力によってコンクリート版４が破砕される。
尚、重り４３は、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力を受けても浮き上がらない重量のものを用いれば、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れることなく溝７の内面に加わるので、より効果的である。
即ち、コンクリート版４の一方の面５に溝７を形成し、溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む非圧縮体４２とを設け、放電部３０及び非圧縮体４２の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口を充填塞材４１により塞ぐとともに、溝７の上部１０の開口を被せ材としての重り４３によって塞いだ状態で、放電部３０の電極３５；３６に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕する。
【００１３】
最良の形態１によれば、固定材として挟み具３１を用いたので、放電部３０を自由に簡単に形成でき、構成が簡単で、低コストな電極装置３を用いた放電破砕方法を実現できる。また、挟み具３１の設け方によって、放電部３０の設け方を自由に設定できる使い勝手の良い電極装置３を提供できる。さらに、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを変更できるので、電源条件、非圧縮体４２の条件などに応じて最適な放電ギャップに設定可能となる。また、最良の形態１の電極装置によれば、電線３７を並べない1本線構成とできるため、放電時の電線３７間の反発作用を防止できて、放電ギャップの間隔ｇが変わってしまうというようなことを少なくでき、正常な放電を実現できる。
【００１４】
最良の形態１によれば、放電部３０の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐとともに、重り４３により溝７の上部１０の開口を塞ぐことによって、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れにくいように構成してから放電を行うので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の内面に加わるようになる。この内面に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面となる側面４ｓ側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れ（亀裂）Ｄが生じてコンクリート版４が破砕する。また、溝７が、図１；２に示すように、溝壁４５と溝底４６との境界である角部４７を備えるため、角部４７がひび割れＤの起点となってコンクリートにひび割れＤを生じやすくなるので、コンクリート版４を効果的に破砕できる。
【００１５】
また、厚さｄが縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法に形成された平板状のコンクリート版４を破砕対象物としたことで、厚さｄの短いコンクリート版４を電線３７による電極装置３の放電部３０での放電により破砕でき、電源装置２のコンデンサ２０の容量を小さくできて、電源装置２の省コスト化が図れる。
【００１６】
図８に示した従来の放電破砕方法でコンクリート版４を細かく破砕しようとする場合、図４（（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図）に示すように、コンクリート版４に一方の面５から他方の面６の方向に延長する孔６１を多数形成した後に、適当な孔６１内に水と電極装置７０の放電部とを入れて放電させることによってコンクリート版４を破砕したり、孔６１を、一方の面５の縁部に近い側から１つずつ形成して行ってその孔６１内で放電を行わせてコンクリート版４の縁部側から順番に破砕していく必要がある。即ち、一方の面５に多数の孔６１を形成する必要があり、多数の孔６１を形成する作業が煩わしい。
【００１７】
一方、最良の形態による放電破砕方法によれば、一方の面５に溝７を１つ又は少数形成して、溝７内での放電により、例えば、図３に示すように、コンクリート版４を効率的に細かく破砕でき、多数の孔６１を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。
特に、コンクリート版４のような平板状の破砕対象物を破砕する場合は、面に少数の溝７を形成して、溝７内で放電を行わせることによってコンクリート版４を効率的に細かく破砕できる。
【００１８】
また、図８に示した従来の放電破砕方法では、コンクリート版４の厚さ寸法が比較的小さい場合は、孔６１の深さ寸法ｔ（図４（ｂ）参照）も小さくなり、電極装置７０の放電部や非圧縮体を収納するための孔６１内の大きさも小さくなるので、電極装置７０の放電部が孔６１内に入らない場合は、コンクリート版４を破砕できなくなる。電極装置７０の放電部が孔６１内に入ったとしても孔６１内に入る電極装置７０の放電部の数が少なくなってしまって、１つ１つの孔６１内での放電により生じる圧力は小さくなるので、一方の面５に多数の孔６１を形成して、いくつかの個々の孔６１内で１回ずつ順番に放電を行わなければならず、多数の孔６１を形成する作業及び放電作業が煩わしくなる。
【００１９】
尚、重り４３の下面とコンクリート版４の面５との間にゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材を介在させることにより、重り４３の下面と密着性維持材との間、及び面５と密着性維持材との間から圧力が抜けるようなこと（圧力漏れ）を防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材が取り付けられた重り４３を用いても良い。
【００２０】
最良の形態２
図５を参照し、最良の形態２について説明する。図５（ａ）；図５（ｃ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
破砕対象物が、縁の切れていないコンクリート構造体４Ａ、例えば、道路や橋の床を形成する床版、既設建設物の床や壁などの場合、コンクリート構造体４Ａの縁の切れていない一方の面５Ａに設けた溝７（以下、最良の形態２では放電溝という）の近傍に自由面を形成する溝７９（以下、最良の形態２では自由溝という）を設ける。即ち、自由溝７９の内面が自由面となる。例えば、図５（ａ）や図５（ｂ）のように、自由溝７９と放電溝７とを並べて形成したり、図５（ｃ）のように、一方の面５Ａにおいて放電溝７を取り囲むように自由溝７９を形成する。自由溝７９は放電溝７より所定の距離Ｗを隔てた場所に形成する。距離Ｗは、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由面に及び得る距離に決める。自由溝７９の溝幅Ｐは溝７の溝幅ｅより小さくてよく、例えば５ｍｍ程度でよい。
最良の形態２によれば、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由溝７９の自由面に及ぶことによってコンクリート構造体４Ａを効率的に破砕できる。
図示しないが、自由溝７９は、一方の面５Ａから他方の面６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
また、図５（ｂ）に示す自由溝７９の深さＱは、深くした方が自由面の面積を大きくできるので好ましく、放電溝７の深さＲ以上とすれば自由面を他方の面６の近くまで形成できて好ましい。
図５の自由溝７９の代わりに放電溝７としても利用する図外の兼用溝を形成し、放電溝７での放電の際に当該兼用溝の内面を自由面として機能させてもよい。
尚、コンクリート構造体４Ａの一方の面５Ａから他方の面６Ａまでの距離、即ち、コンクリート構造体４Ａの厚さＶ（図５（ｂ）参照）が薄く、面６Ａが自由面として機能する場合には、自由溝７９を形成しなくても良い。
【００２１】
最良の形態３
固定材として、粘土を用いてもよい。つまり、あらかじめ溝７の溝底４６に粘土を盛っておき、電線３７の端部を粘土に押し込んで固定し、放電部３０を形成する。最良の形態１で説明した挟み具３１を用いた場合、放電の衝撃で挟み具３１が壊れてしまって、１回しか使えない使い捨てとなる可能性があり、不経済である。
最良の形態３では、粘土なので放電時に飛び散った場合には集めて何回でも使用でき、経済的である。また、粘土なので扱いやすく、放電部３０を自由に簡単に形成できる。
【００２２】
最良の形態４
最良の形態１；２では、溝７内で放電部３を形成するための固定材を説明したが、図６に示すような間隔維持材３１Ｘを用いることにより、放電部３の放電ギャップとなる所定の間隔ｇを簡単かつ正確に設定できる。間隔維持材３１Ｘは、例えばプラスチックゴムにより円筒状に形成されたものである。円筒状の筒孔の両端部５１；５２の径は電線３７が嵌合する径に形成される。筒孔の中央部５３の径は筒孔の両端部５１；５２の径よりも小さい径に形成される。筒孔の中央部５３と筒孔の両端部５１；５２との段差部が端面突当面５４；５５として形成され、筒孔の両端部からそれぞれ嵌合された電線３７；３７の端面がそれぞれ端面突当面５４；５５に突き当てられることによって、電線の端面と端面とで間隔ｇが形成される。このような間隔維持材３１Ｘを溝７内に固定しておき、間隔維持材３１Ｘの両端部５１；５２に電線３７を入れて図外の接着テープや接着剤などで互いに固定させることで、放電部３の放電ギャップとなる所定の間隔ｇを簡単かつ正確に設定できる固定材として使用できる。
【００２３】
最良の形態５
最良の形態１では、電極装置３の放電部３０を溝７内に設置したが、コンクリート版４の面５に溝７を形成することなく、コンクリート版４の面５に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む非圧縮体４２とを設け、放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆った状態で、放電部３０の電極に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕するようにしてもよい。この場合、放電部３０の形成は、固定材として粘土９８を用いて最良の形態３と同様に形成する。
上記被せ材としては、図７に示すように、重り４３と、重り４３と面５との間に設けられるゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材４３Ａとにより構成され、密着性維持材４３Ａの面５側に向けられる面４３ａに、放電部３０及び非圧縮体４２を収納するために溝７と同じような溝により形成された収納部４３ｂを備えた構成の被せ材を用いることによって、収納部４３ｂの周りの密着性維持材４３Ａが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなって密着性維持材４３Ａと面５との密着性が向上し、面５と密着性維持材４３Ａとの間から圧力が抜けるようなことを防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
上記被せ材は、互いに別体の重り４３と密着性維持材４３Ａとからなるものを用いてもよいし、密着性維持材４３Ａが重り４３の面５側に向けられる一面に予め取り付けられた構成のものを用いてもよい。
尚、密着性維持材４３Ａの面５側に向けられる面４３ａに収納部４３ｂを形成する溝が予め形成されていない構成の被せ材を用いてもよい。このような被せ材を用いた場合でも、重り４３の重量を大きくしたり、密着性維持材４３Ａとして柔らかい材質のものを用いたりすることによって、密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａが、重り４３の圧力と電線３７の圧力とで押圧されて窪むことによって密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａに収納部４３ｂが形成され、密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａにおける収納部４３ｂの周りの密着性維持材４３Ａが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなるので、面５と密着性維持材４３Ａとの間から圧力が抜けるようなことを防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
非圧縮体４２は、例えば、放電部３０を覆うように設けられた図外の袋内に密閉充填することによって放電部３０を取り囲むように設ければよい。
即ち、コンクリート版４の面５に放電部３０及び非圧縮体４２を設けて、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が外部に漏れにくいように、これら放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆ってから放電を行う。
尚、電極装置３の電線３７が面５の縁部８；９から外部に導出される部分において、電線３７と面５や被せ材との間に隙間が生じている場合には、この隙間をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ。
最良の形態５によれば、コンクリート版４の面５に多数の孔６１を形成する作業を不要とでき、作業を簡単にできる。
また、放電部３０を取り囲むように非圧縮体４２を設け、面５の上に設置した放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆った状態とし、被せ材が収納部４３ｂを備え、被せ材の面５側の面４３ａにおける収納部４３ｂの周りが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなるので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が外部に抜けくくなり面５に加わる。この面５に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面である端面４ｓ側や面５側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れが生じてコンクリート版４が破砕する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
固定材として、電線３７を溝７内の溝壁４５や溝底４６に固定する接着剤や接着テープなどを用いてもよい。
コンクリート版４の面５の上に被せ材としての金属板などの剛板を載せて、図外の万力装置のあごで剛板の面とコンクリート版４の面６とを挟み付けて固定してから、放電を行うようにしても良い。面５と剛板との間に密着性維持材４３Ａを設ければ、放電により生じた圧力の漏れを効果的に防止できて好ましい。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材４３Ａが取り付けられた剛板を用いても良い。
コンクリート版４の一方の面５を下に向けて図外の平板載台の上に載せて放電を行えば、重り４３を不要とできる。
溝７は、溝長ａが、幅ｅより長く形成された溝であればよく、一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長しない溝でもよい。例えば、一方の縁部８が開口し他方の縁部９が開口していない溝としたり、一方の縁部８及び他方の縁部９のいずれも開口していない溝とすれば、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ作業を少なくでき、作業の簡略化が図れる。尚、この場合、電線３７を溝７から外部に導くための溝をコンクリート版４の面５や被せ材の面に形成しておけば、面５と被せ材との密着性が増し、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。
溝７は、面５；５Ａから面６；６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
間隔維持材３１としては、絶縁ビニル粘着テープ、締結バンドの他に、ゴムバンド、専用の接続具なども使用できる。
破砕対象物はコンクリート塊や岩石のような塊状のものであっても良い。この場合、塊状の破砕対象物の面としての外面に溝を形成し、溝内に放電部を設置し、放電部の周囲に非圧縮体を設け、溝の開口を被せ材で塞いで放電を行わせることで当該塊状の破砕対象物を破砕できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】放電破砕装置及び破砕対象物を示す図（最良の形態１）。
【図２】放電破砕方法の工程を示す図（最良の形態１）。
【図３】コンクリート版の破砕状態を示す図（最良の形態１）。
【図４】コンクリート版を従来の放電破砕方法で破砕する場合の孔の設け方を示す図。
【図５】自由面の形成例を示す図（最良の形態２）。
【図６】固定材として使用可能な間隔維持材の断面図（最良の形態４）。
【図７】放電部の設置状態を示す断面図（最良の形態５）。
【図８】従来の放電破砕装置及び破砕対象物を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１ 放電破砕装置、４ コンクリート版（破砕対象物）、
５ 一方の面（面）、６ 他方の面、７ 溝、３０ 放電部、
３１ 挟み具（固定材）、３５；３６ 放電部の電極、
３７ 電線、４２ 非圧縮体（圧力伝達媒体）、
４３ 重り（被せ材）、９８ 粘土（固定材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電によって破砕対象物を破砕する放電破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石、岩盤、コンクリート構造物などの破砕対象物を破砕するために放電破砕装置を用いた放電破砕方法が知られている（特許文献１；２参照）。
放電破砕装置５０Ａは、図８に示すように、パルスパワー源８０、発電機等の電源部８１、電極装置７０を備える。
パルスパワー源８０は、大容量のコンデンサ８２及びスイッチ８３，８４を備えた回路により形成される。図示しないが、パルスパワー源８０の回路は接地（アース）されている。
電源部８１は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続されるとともにコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８３を介して接続される。
電極装置７０は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続された一方電極とコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８４を介して接続された他方電極とこれら一方電極と他方電極とを絶縁する絶縁体とで形成される。例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。即ち、電極装置７０は、内部導体７３と絶縁体７４と外部導体７５とが同軸状に配置された構成の同軸電極装置である。内部導体７３及び外部導体７５は、コネクタ７２及び接続ケーブル７１によりパルスパワー源８０に接続される。
外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。
絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。
先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、電極装置は、複数の放電部を備える。
以上の構成の放電破砕装置５０Ａを用いた放電破砕方法を説明する。破砕対象物６０に孔６１を形成し、スイッチ８４及びスイッチ８３の非導通の状態で孔６１内に水などの電解液６３を注入してこの電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入する。スイッチ８３を導通してコンデンサ８２に電源部８１からの電荷を蓄積させる。そして、スイッチ８４を導通させて電極装置７０の放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物６０を破砕する。
図示しないが、板状の破砕対象物の面と電極装置の放電部とを対向させ、放電部を取り囲むようにゼリー状の非圧縮体を設け、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する方法も知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１１１７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６８号公報
【特許文献３】特開２００５−１６１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１〜３では、電極装置として同軸電極装置を使用しているが、同軸電極装置は構造が複雑で高価であり、同軸電極装置を用いた放電破砕方法は経済的な面で敬遠されがちであるといった課題があった。
また、特許文献１；２に示された従来技術のように、破砕対象物６０に孔６１を形成して、孔６１内に電極装置７０の放電部を設置して放電させる方法では、破砕対象物６０に多数の孔６１を形成する必要があり、多数の孔６１を形成する作業が煩わしいという課題があった。
また、特許文献３に示された従来技術では、放電により生じた圧力が破砕対象物の面に加わらず、面より離れる方向に逃げてしまうので、破砕効率が悪いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による放電破砕方法は、電線の端部により形成された一対の電極を破砕対象物の面に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を面に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部を被せ材で覆った状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする。
破砕対象物の面に溝を形成し、電線の端部により形成された一対の電極を溝内に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することも特徴とする。
固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたことも特徴する。
固定材として粘土を用いたことも特徴とする。
破砕対象物は、上記面を形成する一方の面と当該一方の面と相対向する他方の面とを備えた平板状であることも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、破砕対象物の面に１つ以上の放電部を形成して放電するので、電極装置を低価格とでき、経済的に有利な放電破砕方法を実現できる。また、破砕対象物の面に多数の孔を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。また、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で放電するので、放電により生じた圧力が外部に抜けることなく破砕対象物の面に加わるため、破砕対象物を効率的に破砕できる。
また、本発明によれば、破砕対象物の面に形成した溝内に１つ以上の放電部を形成して溝内で放電するので、電極装置を低価格とでき、経済的に有利な放電破砕方法を実現できる。この場合、破砕対象物の面に少数の溝を形成すればよく、破砕対象物の面に多数の孔を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。また、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で放電するので、放電により生じた圧力が溝の外に漏れることなく溝の内面に加わるため、破砕対象物を効率的に破砕できる。
電線の端部により形成された一対の電極を固定する固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたので、放電部を自由に簡単に形成でき、構成が簡単で、低コストな電極装置を用いた放電破砕方法を実現できる。また、挟み具の設け方によって、放電部の設け方を自由に設定できる。
固定材として粘土を用いたので、放電時に飛び散った場合には集めて何回でも使用でき、経済的である。また、扱いやすく、放電部を自由に簡単に形成できるようになる。
また、破砕対象物を平板状としたことで、電線による電極装置の放電部での放電により破砕対象物を破砕でき、電源装置のコンデンサの容量を小さくできて、電源装置の省コスト化が図れる。また、平板状の破砕対象物の面に少数の溝を形成して溝内で放電を行わせることによって平板状の破砕対象物を効率的に細かく破砕できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図３は本発明の最良の形態１を示し、図１は放電破砕装置及び破砕対象物を示し、図２は放電破砕方法の工程を示し、図３は放電破砕後のコンクリート版の破砕状態を示す。
【０００７】
図１を参照し、放電破砕装置及び破砕対象物を説明する。
放電破砕装置１は、電源装置２、電極装置３を備える。
破砕対象物としての平板状のコンクリート版４は、例えば、縦の長さａが５００ｍｍ、横の長さｂが４００ｍｍ、厚さｄが１４０ｍｍである。縦５００ｍｍ、横４００ｍｍの表裏２つの面としての方形の面５；６のうち、上に向ける一方の面５には、例えば、幅ｅが２０ｍｍ〜２５ｍｍ程度、深さｆが５０ｍｍ程度の溝７が形成される。溝７は、一方の面５において互いに相対峙する一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長し、上部１０及び両縁部１１；１１が開口する形状である。
本発明で定義する溝とは、溝の延長方向の長さ、即ち、溝長ａ（ここでは縦の長さａと同じ）が、幅ｅより長く形成された溝のことを言う。
本発明で定義する平板状とは、上述した厚さｄが、縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法の平板形状のことを言う。厚さｄは均一でも均一でなくともよい。
【０００８】
電源装置２は、パルスパワー源１６、昇圧部１７、電極接続部１８を備える。
パルスパワー源１６は、コンデンサ２０及びスイッチ２１，２２を備えた回路１９により形成される。図示しないが、パルスパワー源１６の回路１９は接地（アース）されている。
昇圧部１７は、コンデンサ２０の一方の極２３に接続されるとともにコンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２１を介して接続される。コンデンサ２０の容量は例えば２００μＦ（マイクロファラッド）である。
電極接続部１８は、パルスパワー源１６の筐体２５に設けられる。一方の電極接続部１８ａは、コンデンサ２０の一方の極２３に接続される。他方の電極接続部１８ｂは、コンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２２を介して接続される。
最良の形態では、スイッチ２２、スイッチ２１がともに非導通の状態で、例えば、図外の電源コードを経由して昇圧部１７に交流２００Ｖ電源が供給され、交流２００Ｖが昇圧部１７で直流２２ｋＶに昇圧される。そして、スイッチ２１を導通すると、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。コンデンサ２０に電荷が蓄積された後に、スイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６間（図２（ａ）参照）で放電を生じる。
【０００９】
放電用の電極装置３は、放電部３０を形成する電線３７、電線３７を挟んで固定する固定材としての挟み具３１、コネクタ４０を備える。電線３７は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。
放電部３０は、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを隔てて互いに対向するよう配置された一対の電極３５；３６と、一対の電極３５；３６を所定の間隔ｇを隔てて互いに対向する状態に固定する挟み具３１とにより形成される。一対の電極３５；３６は電線３７の端部により形成される。
【００１０】
電極装置３の放電部３０は１つ以上形成される。例えば、溝７内の一方の側縁部１１Ａ側、他方の側縁部１１Ｂ側、側縁部１１Ａと側縁部１１Ｂとの間の中央部の３箇所にあらかじめ挟み具３１Ａ；３１Ｂ；３１Ｃを接着剤などで固定しておく（図２（ａ）参照）。挟み具３１は、ベース基板３１ａの上に一対の挟み部３１ｂ；３１ｃを備えた構成であり、ベース基板３１ａの裏に接着剤を付けてベース基板３１ａを溝７の溝底４６に固定する。挟み部３１ｂ; ３１ｃは、ベース基板３１ａの上に設けられた支持脚３１ｊと、支持脚３１ｊの上部に互いに相対峙するよう設けられて電線を挟み込む挟持片３１ｈ；３１ｈとにより形成される。挟み具３１に設けられた一対の挟み部３１ｂ；３１ｃのそれぞれに電線３７の端部を挟んで固定する。この際、電線３７の端部により形成される一対の電極３５；３６間の間隔を調整する。
【００１１】
図１；図２（ａ）を参照し、放電部３０の形成方法を説明する。例えば、一端にコネクタ４０Ａを備えた電線３７Ａの他端側を、溝７の一方の側縁部１１Ａに一番近い位置に設けられた挟み具３１Ａの一方の挟み部３１ｂに固定し、電線３７Ａの一端側を側縁部１１Ａを経由して溝７の外に導いて当該電線３７Ａをコネクタ４０Ａを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続する。一端にコネクタ４０Ｂを備えた電線３７Ｂの他端側を、溝７の他方の側縁部１１Ｂに一番近い位置に設けられた挟み具３１Ｂの他方の挟み部３１ｃに固定し、電線３７Ｂの一端側を側縁部１１Ｂを経由して溝７の外に導いて当該電線３７Ｂをコネクタ４０Ｂを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続する。電線３７Ｃの一端３７ｅ側を、電線３７Ｃの一端３７ｅと電線３７Ａの他端との間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、溝７の挟み具３１Ａの他方の挟み部３１ｃに固定するとともに、電線３７Ｃの他端３７ｆ側を、溝７の中央部に固定した挟み具３１Ｃの一方の挟み具３１ｂに固定する。電線３７Ｄの一端３７ｅ側を、電線３７Ｄの一端３７ｅと電線３７Ｃの他端３７ｆとの間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、挟み具３１Ｃの他方の挟み部３１ｃに固定するとともに、電線３７Ｄの他端３７ｆ側を、電線３７Ｄの他端３７ｆと電線３７Ｂの一端との間隔を所定の間隔ｇに調整しながら、挟み具３１Ｂの一方の挟み具３１ｂに固定する。
以上により、溝７の両方の側縁部１１Ａ；１１Ｂと溝７の中央部とに放電部３０が形成される。
【００１２】
図２を参照し、放電破砕方法を説明する。図２（ａ）は溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む圧力伝達媒体としての非圧縮体４２とが設けられ、溝７の両縁部１１；１１の開口がパテなどの充填塞材４１により塞がれた状態の溝の部分を溝の延長方向に沿って切断した断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の状態のコンクリート版４の面５の上に被せ材を被せた状態を溝７の延長方向と直交する方向に沿って切断した断面図、図２（ｃ）は放電破砕されたコンクリート版４を示す図である。まず、コンクリート版４の一方の面５に上述した溝７を形成する。溝７は、例えば、円盤状のカッターを回転させてコンクリートを切削する図外のコンクリートカッターと呼ばれるような切削工具を用いて形成する。円盤状の２枚のカッターを備えた図外のコンクリートカッターを用いれば、幅ｅの広い溝７を一度に形成できるので、幅ｅの広い溝７を効率的に形成できる。２枚のカッターを備えたコンクリートカッターは、例えば、円形板の円形面を互いに平行に対向させて円の中心を一直線状に通過する回転中心軸を回転中心として回転可能に設けられた２枚のカッターを備えた構成により実現される。そして、図２（ａ）のように、溝７を形成した面５が上にくるように面６を地面などの設置部９９に向けてコンクリート版４を設置部９９に設置する。面５に形成された溝７内に上述したように放電部３０を形成し、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐ。両縁部１１；１１の塞がれた溝７内に、圧力伝達媒体としての非圧縮体４２を充填して、放電部３０を非圧縮体４２で取り囲む。即ち、溝７内に設置された放電部３０の回りを非圧縮体４２で埋める。溝７内に非圧縮体４２を充填した後に、この非圧縮体４２中に放電部３０を埋めてもよい。非圧縮体４２としては、水や水溶液のような電解液を用いる。そして、図２（ｂ）のように、上に向けた一方の面５の上に被せ材としての重り４３を載せて溝７の上部１０の開口を塞いだ後に、電源装置２を起動する。所定時間だけ電源装置２のスイッチ２２を非道通とするとともにスイッチ２１を導通してコンデンサ２０に電荷を蓄積させる。上記所定時間経過後にスイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６に電圧が印加されて、放電部３０で放電を生じる。この放電によるエネルギーによって押圧された非圧縮体が溝７の内面（溝壁４５及び溝底４６）を押圧することによってコンクリート版４を破砕したり、放電によるエネルギーによって非圧縮体４２の一部が気化することで体積膨張して溝７の内面を押圧することによってコンクリート版４を破砕する。即ち、放電の際に発生するエネルギーにより生じた圧力によってコンクリート版４が破砕される。
尚、重り４３は、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力を受けても浮き上がらない重量のものを用いれば、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れることなく溝７の内面に加わるので、より効果的である。
即ち、コンクリート版４の一方の面５に溝７を形成し、溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む非圧縮体４２とを設け、放電部３０及び非圧縮体４２の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口を充填塞材４１により塞ぐとともに、溝７の上部１０の開口を被せ材としての重り４３によって塞いだ状態で、放電部３０の電極３５；３６に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕する。
【００１３】
最良の形態１によれば、固定材として挟み具３１を用いたので、放電部３０を自由に簡単に形成でき、構成が簡単で、低コストな電極装置３を用いた放電破砕方法を実現できる。また、挟み具３１の設け方によって、放電部３０の設け方を自由に設定できる使い勝手の良い電極装置３を提供できる。さらに、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを変更できるので、電源条件、非圧縮体４２の条件などに応じて最適な放電ギャップに設定可能となる。また、最良の形態１の電極装置によれば、電線３７を並べない1本線構成とできるため、放電時の電線３７間の反発作用を防止できて、放電ギャップの間隔ｇが変わってしまうというようなことを少なくでき、正常な放電を実現できる。
【００１４】
最良の形態１によれば、放電部３０の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐとともに、重り４３により溝７の上部１０の開口を塞ぐことによって、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れにくいように構成してから放電を行うので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の内面に加わるようになる。この内面に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面となる側面４ｓ側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れ（亀裂）Ｄが生じてコンクリート版４が破砕する。また、溝７が、図１；２に示すように、溝壁４５と溝底４６との境界である角部４７を備えるため、角部４７がひび割れＤの起点となってコンクリートにひび割れＤを生じやすくなるので、コンクリート版４を効果的に破砕できる。
【００１５】
また、厚さｄが縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法に形成された平板状のコンクリート版４を破砕対象物としたことで、厚さｄの短いコンクリート版４を電線３７による電極装置３の放電部３０での放電により破砕でき、電源装置２のコンデンサ２０の容量を小さくできて、電源装置２の省コスト化が図れる。
【００１６】
図８に示した従来の放電破砕方法でコンクリート版４を細かく破砕しようとする場合、図４（（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図）に示すように、コンクリート版４に一方の面５から他方の面６の方向に延長する孔６１を多数形成した後に、適当な孔６１内に水と電極装置７０の放電部とを入れて放電させることによってコンクリート版４を破砕したり、孔６１を、一方の面５の縁部に近い側から１つずつ形成して行ってその孔６１内で放電を行わせてコンクリート版４の縁部側から順番に破砕していく必要がある。即ち、一方の面５に多数の孔６１を形成する必要があり、多数の孔６１を形成する作業が煩わしい。
【００１７】
一方、最良の形態による放電破砕方法によれば、一方の面５に溝７を１つ又は少数形成して、溝７内での放電により、例えば、図３に示すように、コンクリート版４を効率的に細かく破砕でき、多数の孔６１を形成する場合に比べて作業を簡単にできる。
特に、コンクリート版４のような平板状の破砕対象物を破砕する場合は、面に少数の溝７を形成して、溝７内で放電を行わせることによってコンクリート版４を効率的に細かく破砕できる。
【００１８】
また、図８に示した従来の放電破砕方法では、コンクリート版４の厚さ寸法が比較的小さい場合は、孔６１の深さ寸法ｔ（図４（ｂ）参照）も小さくなり、電極装置７０の放電部や非圧縮体を収納するための孔６１内の大きさも小さくなるので、電極装置７０の放電部が孔６１内に入らない場合は、コンクリート版４を破砕できなくなる。電極装置７０の放電部が孔６１内に入ったとしても孔６１内に入る電極装置７０の放電部の数が少なくなってしまって、１つ１つの孔６１内での放電により生じる圧力は小さくなるので、一方の面５に多数の孔６１を形成して、いくつかの個々の孔６１内で１回ずつ順番に放電を行わなければならず、多数の孔６１を形成する作業及び放電作業が煩わしくなる。
【００１９】
尚、重り４３の下面とコンクリート版４の面５との間にゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材を介在させることにより、重り４３の下面と密着性維持材との間、及び面５と密着性維持材との間から圧力が抜けるようなこと（圧力漏れ）を防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材が取り付けられた重り４３を用いても良い。
【００２０】
最良の形態２
図５を参照し、最良の形態２について説明する。図５（ａ）；図５（ｃ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
破砕対象物が、縁の切れていないコンクリート構造体４Ａ、例えば、道路や橋の床を形成する床版、既設建設物の床や壁などの場合、コンクリート構造体４Ａの縁の切れていない一方の面５Ａに設けた溝７（以下、最良の形態２では放電溝という）の近傍に自由面を形成する溝７９（以下、最良の形態２では自由溝という）を設ける。即ち、自由溝７９の内面が自由面となる。例えば、図５（ａ）や図５（ｂ）のように、自由溝７９と放電溝７とを並べて形成したり、図５（ｃ）のように、一方の面５Ａにおいて放電溝７を取り囲むように自由溝７９を形成する。自由溝７９は放電溝７より所定の距離Ｗを隔てた場所に形成する。距離Ｗは、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由面に及び得る距離に決める。自由溝７９の溝幅Ｐは溝７の溝幅ｅより小さくてよく、例えば５ｍｍ程度でよい。
最良の形態２によれば、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由溝７９の自由面に及ぶことによってコンクリート構造体４Ａを効率的に破砕できる。
図示しないが、自由溝７９は、一方の面５Ａから他方の面６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
また、図５（ｂ）に示す自由溝７９の深さＱは、深くした方が自由面の面積を大きくできるので好ましく、放電溝７の深さＲ以上とすれば自由面を他方の面６の近くまで形成できて好ましい。
図５の自由溝７９の代わりに放電溝７としても利用する図外の兼用溝を形成し、放電溝７での放電の際に当該兼用溝の内面を自由面として機能させてもよい。
尚、コンクリート構造体４Ａの一方の面５Ａから他方の面６Ａまでの距離、即ち、コンクリート構造体４Ａの厚さＶ（図５（ｂ）参照）が薄く、面６Ａが自由面として機能する場合には、自由溝７９を形成しなくても良い。
【００２１】
最良の形態３
固定材として、粘土を用いてもよい。つまり、あらかじめ溝７の溝底４６に粘土を盛っておき、電線３７の端部を粘土に押し込んで固定し、放電部３０を形成する。最良の形態１で説明した挟み具３１を用いた場合、放電の衝撃で挟み具３１が壊れてしまって、１回しか使えない使い捨てとなる可能性があり、不経済である。
最良の形態３では、粘土なので放電時に飛び散った場合には集めて何回でも使用でき、経済的である。また、粘土なので扱いやすく、放電部３０を自由に簡単に形成できる。
【００２２】
最良の形態４
最良の形態１；２では、溝７内で放電部３を形成するための固定材を説明したが、図６に示すような間隔維持材３１Ｘを用いることにより、放電部３の放電ギャップとなる所定の間隔ｇを簡単かつ正確に設定できる。間隔維持材３１Ｘは、例えばプラスチックゴムにより円筒状に形成されたものである。円筒状の筒孔の両端部５１；５２の径は電線３７が嵌合する径に形成される。筒孔の中央部５３の径は筒孔の両端部５１；５２の径よりも小さい径に形成される。筒孔の中央部５３と筒孔の両端部５１；５２との段差部が端面突当面５４；５５として形成され、筒孔の両端部からそれぞれ嵌合された電線３７；３７の端面がそれぞれ端面突当面５４；５５に突き当てられることによって、電線の端面と端面とで間隔ｇが形成される。このような間隔維持材３１Ｘを溝７内に固定しておき、間隔維持材３１Ｘの両端部５１；５２に電線３７を入れて図外の接着テープや接着剤などで互いに固定させることで、放電部３の放電ギャップとなる所定の間隔ｇを簡単かつ正確に設定できる固定材として使用できる。
【００２３】
最良の形態５
最良の形態１では、電極装置３の放電部３０を溝７内に設置したが、コンクリート版４の面５に溝７を形成することなく、コンクリート版４の面５に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む非圧縮体４２とを設け、放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆った状態で、放電部３０の電極に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕するようにしてもよい。この場合、放電部３０の形成は、固定材として粘土９８を用いて最良の形態３と同様に形成する。
上記被せ材としては、図７に示すように、重り４３と、重り４３と面５との間に設けられるゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材４３Ａとにより構成され、密着性維持材４３Ａの面５側に向けられる面４３ａに、放電部３０及び非圧縮体４２を収納するために溝７と同じような溝により形成された収納部４３ｂを備えた構成の被せ材を用いることによって、収納部４３ｂの周りの密着性維持材４３Ａが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなって密着性維持材４３Ａと面５との密着性が向上し、面５と密着性維持材４３Ａとの間から圧力が抜けるようなことを防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
上記被せ材は、互いに別体の重り４３と密着性維持材４３Ａとからなるものを用いてもよいし、密着性維持材４３Ａが重り４３の面５側に向けられる一面に予め取り付けられた構成のものを用いてもよい。
尚、密着性維持材４３Ａの面５側に向けられる面４３ａに収納部４３ｂを形成する溝が予め形成されていない構成の被せ材を用いてもよい。このような被せ材を用いた場合でも、重り４３の重量を大きくしたり、密着性維持材４３Ａとして柔らかい材質のものを用いたりすることによって、密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａが、重り４３の圧力と電線３７の圧力とで押圧されて窪むことによって密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａに収納部４３ｂが形成され、密着性維持材４３Ａの面５側の面４３ａにおける収納部４３ｂの周りの密着性維持材４３Ａが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなるので、面５と密着性維持材４３Ａとの間から圧力が抜けるようなことを防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
非圧縮体４２は、例えば、放電部３０を覆うように設けられた図外の袋内に密閉充填することによって放電部３０を取り囲むように設ければよい。
即ち、コンクリート版４の面５に放電部３０及び非圧縮体４２を設けて、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が外部に漏れにくいように、これら放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆ってから放電を行う。
尚、電極装置３の電線３７が面５の縁部８；９から外部に導出される部分において、電線３７と面５や被せ材との間に隙間が生じている場合には、この隙間をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ。
最良の形態５によれば、コンクリート版４の面５に多数の孔６１を形成する作業を不要とでき、作業を簡単にできる。
また、放電部３０を取り囲むように非圧縮体４２を設け、面５の上に設置した放電部３０及び非圧縮体４２を被せ材で覆った状態とし、被せ材が収納部４３ｂを備え、被せ材の面５側の面４３ａにおける収納部４３ｂの周りが面５と密着状態に接触する接触面４３ｃとなるので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が外部に抜けくくなり面５に加わる。この面５に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面である端面４ｓ側や面５側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れが生じてコンクリート版４が破砕する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
固定材として、電線３７を溝７内の溝壁４５や溝底４６に固定する接着剤や接着テープなどを用いてもよい。
コンクリート版４の面５の上に被せ材としての金属板などの剛板を載せて、図外の万力装置のあごで剛板の面とコンクリート版４の面６とを挟み付けて固定してから、放電を行うようにしても良い。面５と剛板との間に密着性維持材４３Ａを設ければ、放電により生じた圧力の漏れを効果的に防止できて好ましい。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材４３Ａが取り付けられた剛板を用いても良い。
コンクリート版４の一方の面５を下に向けて図外の平板載台の上に載せて放電を行えば、重り４３を不要とできる。
溝７は、溝長ａが、幅ｅより長く形成された溝であればよく、一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長しない溝でもよい。例えば、一方の縁部８が開口し他方の縁部９が開口していない溝としたり、一方の縁部８及び他方の縁部９のいずれも開口していない溝とすれば、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ作業を少なくでき、作業の簡略化が図れる。尚、この場合、電線３７を溝７から外部に導くための溝をコンクリート版４の面５や被せ材の面に形成しておけば、面５と被せ材との密着性が増し、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。
溝７は、面５；５Ａから面６；６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
間隔維持材３１としては、絶縁ビニル粘着テープ、締結バンドの他に、ゴムバンド、専用の接続具なども使用できる。
破砕対象物はコンクリート塊や岩石のような塊状のものであっても良い。この場合、塊状の破砕対象物の面としての外面に溝を形成し、溝内に放電部を設置し、放電部の周囲に非圧縮体を設け、溝の開口を被せ材で塞いで放電を行わせることで当該塊状の破砕対象物を破砕できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】放電破砕装置及び破砕対象物を示す図（最良の形態１）。
【図２】放電破砕方法の工程を示す図（最良の形態１）。
【図３】コンクリート版の破砕状態を示す図（最良の形態１）。
【図４】コンクリート版を従来の放電破砕方法で破砕する場合の孔の設け方を示す図。
【図５】自由面の形成例を示す図（最良の形態２）。
【図６】固定材として使用可能な間隔維持材の断面図（最良の形態４）。
【図７】放電部の設置状態を示す断面図（最良の形態５）。
【図８】従来の放電破砕装置及び破砕対象物を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１ 放電破砕装置、４ コンクリート版（破砕対象物）、
５ 一方の面（面）、６ 他方の面、７ 溝、３０ 放電部、
３１ 挟み具（固定材）、３５；３６ 放電部の電極、
３７ 電線、４２ 非圧縮体（圧力伝達媒体）、
４３ 重り（被せ材）、９８ 粘土（固定材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線の端部により形成された一対の電極を破砕対象物の面に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を面に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部を被せ材で覆った状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする放電破砕方法。
【請求項２】
破砕対象物の面に溝を形成し、電線の端部により形成された一対の電極を溝内に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする放電破砕方法。
【請求項３】
固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電破砕方法。
【請求項４】
固定材として粘土を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電破砕方法。
【請求項５】
破砕対象物は、上記面を形成する一方の面と当該一方の面と相対向する他方の面とを備えた平板状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電破砕方法。
【請求項１】
電線の端部により形成された一対の電極を破砕対象物の面に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を面に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部を被せ材で覆った状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする放電破砕方法。
【請求項２】
破砕対象物の面に溝を形成し、電線の端部により形成された一対の電極を溝内に設置された固定材に固定して所定間隔隔てて配置することによって放電部を形成し、この放電部を溝内に１つ以上設けるとともに、放電部を取り囲むように圧力伝達媒体を設け、放電部の設置された溝の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕することを特徴とする放電破砕方法。
【請求項３】
固定材として電線を挟んで固定する挟み具を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電破砕方法。
【請求項４】
固定材として粘土を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電破砕方法。
【請求項５】
破砕対象物は、上記面を形成する一方の面と当該一方の面と相対向する他方の面とを備えた平板状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電破砕方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１８４０２（Ｐ２００８−１８４０２Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９４６９５（Ｐ２００６−１９４６９５）
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【Ｆターム（参考）】
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