JP2001040979A - プラズマ破壊装置およびこれを用いた破壊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 岩石などを破壊するためのプラズマ破壊装置
において、同軸ケーブル２の遮蔽層に負荷がかからず、
従来よりも大きなエネルギーを放出できるプラズマ破壊
装置を提供する。 【解決手段】 ２組以上のパルスパワー源６１，６２を
備え、正電位・負電位の各スイッチ３を同時に閉じるこ
とで、電位差を大きくし、従来の２倍以上のエネルギー
を放出可能とする。同軸ケーブル２は２本あり、破壊電
極１へ流れる電流と戻る電流とは、別々の同軸ケーブル
２内を流れる構造となっているため、遮蔽層にはほとん
ど電流が流れない。したがって、従来のような遮蔽層の
内圧の問題は解消できる。また、複数のパルスパワー源
６１，６２のスイッチ３を閉じるタイミングを組合せる
ことで、破壊対象の性質や条件に応じて、破壊に最適な
波形のパルス電流を流すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岩石などを破壊す
るためのプラズマ破壊装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラズマ破壊装置としては、特開
平４−２２２７９４号公報に開示されているものがあ
る。図６に、その概要を示し、構造および動作原理につ
いて説明する。

【０００３】まず、従来のプラズマ破壊装置の構造を説
明する。パルスパワー源６は、図６に示すように、コン
デンサバンク４、スイッチ３などを含む回路からなって
いる。このパルスパワー源６には、電源５が接続されて
おり、パルスパワー源６の回路と、この回路を含む筐
体、および車体は、図６に示すように接地されている。

【０００４】岩石などを破壊するための、破壊電極１
は、パルスパワー源６に対して、１本の同軸ケーブル２
によって結ばれている。破壊電極１の先端には、接地さ
れた接地電極と、パルスパワー源６のスイッチ３が閉じ
られたときにコンデンサバンク４によって蓄えられた電
荷が導かれる電極とが備えられている（図示省略）。後
者の電極は、コンデンサバンク４に蓄えられる電荷が、
正電荷であれば正電極、負電荷であれば負電極と呼ぶこ
とができるが、ここでは、便宜上正電位の場合を想定し
て考えることとし、以下、「正電極」とする。仮に、コ
ンデンサバンク４に蓄えられる電荷が負電荷である場合
も、正電極が負電極に置き換わるのみで同様に考えるこ
とができる。

【０００５】同軸ケーブル２の断面構造を図７（ａ）、
（ｂ）に示す。同軸ケーブル２は、中心部分に、導電体
からなる導線部分（以下、「正導線」という。なお、負
電極に対応するものを「負導線」という。）２１を有
し、その周囲に絶縁体２３を介在して、接地された導電
体からなる遮蔽層２４が取囲んでいる。

【０００６】次に従来のプラズマ破壊装置の動作原理を
説明する。破壊対象となる岩石などに、ドリルなどを用
いて、あらかじめ穴をあける。この穴の中に水などの電
解液を注入する。この穴に破壊電極１を挿入する。

【０００７】電源５で電荷を発生させ、この電荷をコン
デンサバンク４に蓄積する。ただし、コンデンサバンク
４の片側の極は図６に示すように接地されている。

【０００８】コンデンサバンク４に十分に電荷が蓄積さ
れた後にスイッチ３を閉じることによって、同軸ケーブ
ル２によって接続された破壊電極１の先端において、正
電極と接地電極との間に電位差が生じ、放電が起こる。
このとき、電極の先端付近の電解液が放電エネルギーに
よってプラズマ化し、衝撃波（衝撃圧力）を発生し、周
囲の岩石などを破壊する。

【０００９】放電が起こった際の同軸ケーブル２の内部
での動作を、図７を参照して説明する。放電が起こった
際には、その放電に伴うパルス状の電流（以下、「パル
ス電流」という。）は、パルスパワー源６から破壊電極
１へ流れる際には、同軸ケーブル２の中心部にある正導
線２１を通り、逆に戻る際には、遮蔽層２４を流れる。
すなわち、１本の同軸ケーブル２の内部で、正逆両方の
向きの電流が流れることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ破壊装
置においては、１本の同軸ケーブル２の内部で正逆両方
の向きの電流が流れるものとなっていたため、パルス電
流が流れる度に、中心部分の正導線２１と周囲の遮蔽層
２４との間で、反発力を生じ、遮蔽層２４には４００〜
５００ｐｓｉもの内圧が作用していたことが知られてい
る（参考：Hamelin M., Kitzinger F.,「Hard Rock Fra
gmentation with Pulsed Power」Ninth Intl. Pulsed P
ower Conf.,1993、p3）。したがって、遮蔽層２４はこ
の内圧に耐えうる構造にしなければならず、そのため、
同軸ケーブル２の製造は困難なものとなっていた。ある
いは、同軸ケーブル２の耐久性によって、一度に放出可
能なエネルギーの大きさが制限されていた。

【００１１】一方、一般に、放電によって放出できるエ
ネルギーが３００ｋJの場合には岩石の２次破砕には十
分であるが、１次破砕には不十分であることが明らかに
なるなど（参考：同文献、p2）、岩石の破壊には、より
高いエネルギーを放出できるプラズマ破壊装置が求めら
れている。

【００１２】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、より高いエネルギーを放出でき
るプラズマ破壊装置を提供することを目的とする。ある
いは、従来のエネルギーレベルのプラズマ破壊装置を、
より小パワーの部品の複合により実現することを目的と
する。また、上述のような同軸ケーブル２にかかる負荷
を低減したプラズマ破壊装置を提供することを目的とす
る。さらに、破壊対象の性質に応じた、パルス波を設定
して、放電を行なえるプラズマ破壊装置をも提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に基づくプラズマ破壊装置の１つの局面にお
いては、放電して電解液をプラズマ化することで衝撃波
（衝撃圧力）を発生させるための破壊電極と、１つの前
記破壊電極に電力を供給するための２組以上のパルスパ
ワー源を含むパルスパワー源群と、上記パルスパワー源
群から上記破壊電極に電力を導く電力媒介手段とを備え
る。

【００１４】上記構成を採用することにより、複数のパ
ルスパワー源に電荷を蓄積できるため、これらを組合せ
て放出すれば、従来よりも大きなエネルギーを発生させ
ることができる。あるいは、従来のエネルギーレベルの
プラズマ破壊装置を、従来よりも小さなパルスパワー源
の組合せにより実現できる。

【００１５】また、上記発明において好ましくは、上記
パルスパワー源群は、所望の極性で所望の量の電荷を蓄
積できるパルスパワー源の組み合わせからなり、上記パ
ルスパワー源群のうち、一部または全部の上記パルスパ
ワー源から、破壊対象および条件に応じて選択された、
必要に応じて所望の時間差を含む、所望の順序で、破壊
電極に対して電力を供給させるための、パルス波制御手
段を備える。

【００１６】上記構成を採用することにより、破壊対象
および条件に応じた最適なパルス電流のパターンを構成
して流すことができるため、効率良く破壊作業を行なう
ことができる。

【００１７】さらに、上記発明において好ましくは、上
記パルスパワー源群は、正電荷を蓄積する正電位パルス
パワー源と、負電荷を蓄積する負電位パルスパワー源と
を含む。

【００１８】上記構成を採用することにより、正電位と
負電位を破壊電極に提供することができ、パルス電流波
形の制御が容易になる。

【００１９】さらに、上記発明において好ましくは、上
記パルス波制御手段は、上記正電位パルスパワー源およ
び上記負電位パルスパワー源の両方から、同時に、上記
破壊電極に対して電力を供給させるための、パルス同期
化手段を備える。

【００２０】上記構成を採用することにより、正電位パ
ルスパワー源に生じた電位差と負電位パルスパワー源に
生じた電位差との合計の電位差が破壊電極において生
じ、より大きなエネルギーをもって衝撃波（衝撃圧力）
を発生させることが可能となる。

【００２１】さらに、上記発明において好ましくは、各
パルスパワー源それぞれに対応する電位ごとに電力を媒
介するための同軸ケーブルを備える。

【００２２】また、本発明に基づくプラズマ破壊装置の
他の局面においては、上記電力媒介手段は、正電位の電
力を媒介するための正電位同軸ケーブルと、負電位の電
力を媒介するための負電位同軸ケーブルとを含む。

【００２３】上記構成を採用することにより、同軸ケー
ブルが２本に分かれ、破壊電極に向って電流が流れる同
軸ケーブルと、破壊電極から電流が戻ってくる同軸ケー
ブルが別個となったため、同軸ケーブル内の遮蔽層の内
圧の問題が解消できる。

【００２４】さらに、上記発明において好ましくは、上
記正電位同軸ケーブルおよび上記負電位同軸ケーブルの
うち少なくとも一方は、上記正電位または上記負電位の
電力を媒介可能な導線と、絶縁体を介在して上記導線の
周りを取囲むように形成され、接地された導電体からな
る遮蔽層とを含む。

【００２５】上記構成を採用することにより、電流が流
れる導線を、接地電位でかつ電流がほとんど流れない遮
蔽層が取囲んでいるため、絶縁体の電界分布を固定する
遮蔽層に電磁力による絶縁体からの剥離力が生じ得な
い。このため、いかなる状態でも絶縁体内に均等な電界
分布を安定して生じさせることができる。この結果、電
界集中による絶縁破壊の発生を防止できる。

【００２６】さらに、上記発明において好ましくは、上
記破壊電極は、絶縁体の中に互いに隔離して並列して配
置された正電極および負電極と、上記絶縁体を介在して
上記正電極および上記負電極をともに取囲む接地電極と
を有する。

【００２７】上記構成を採用することにより、正電極と
負電極との間で放電を起こさせることが可能となり、こ
れらは、絶縁体を介在して接地電極によって取囲まれて
いるため、作業上も安全である。

【００２８】さらに、上記発明において好ましくは、上
記正電極および上記負電極は、絶縁体を介在して一方が
他方を取囲む同心状に配置されている。

【００２９】上記構成を採用することにより、正電極と
負電極との間で放電を発生させやすくなる。

【００３０】さらに、上記発明において好ましくは、上
記正電極、上記負電極および上記接地電極は、これらの
うちの任意の２つの間で放電が可能なように、各々の先
端の位置関係が定められている。

【００３１】上記構成を採用することにより、放電を起
こす組合せを選ぶことができ、種々のパルス波を発生で
きるため、破壊対象の性質や条件に適した運転が可能と
なる。

【００３２】また、本発明に基づく破壊方法において
は、請求項１から１０のいずれかに記載のプラズマ破壊
装置を用いて、各パルスパワー源のスイッチを閉じるタ
イミングを組合せることで所望のパルス波を生成する。

【００３３】上記方法を採用することによって、破壊対
象や条件に応じたパルス電流の波形を作り出すことがで
き、その結果、効率良く破壊作業を行なうことができ
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１） （装置全体の構成）図１、図２を参照して、本発明に基
づく本実施の形態におけるプラズマ破壊装置の構成を説
明する。

【００３５】この装置は、図１に示すように、正電荷を
蓄積するための正電位パルスパワー源６１と、負電荷を
蓄積するための負電位パルスパワー源６２とからなるパ
ルスパワー源群６０を備えている。図１では、電源５
は、各パルスパワー源ごとに独立して設けられている
が、適宜、１つの電源５で複数のパルスパワー源への電
力供給を兼用して行なってもよい。

【００３６】パルスパワー源群６０からは電力媒介手段
として同軸ケーブル２が延びており、電力を破壊電極１
に供給することができる。従来のプラズマ破壊装置にお
いては、同軸ケーブル２は図６に示すように１本であっ
たが、本実施の形態におけるプラズマ破壊装置において
は、正電位パルスパワー源６１と破壊電極１とをつなぐ
正電位同軸ケーブルと、負電位パルスパワー源６２と破
壊電極１とをつなぐ負電位同軸ケーブルとの２本に分か
れている。したがって、パルスパワー源群６０から破壊
電極１に向って流れる電流と、破壊電極１からパルスパ
ワー源群６０に戻ってくる電流とは、図３に示すよう
に、別々の同軸ケーブルを通ることとなる。

【００３７】（同軸ケーブルの構成）図３は、同軸ケー
ブル２の構成を示したものである。図３（ａ）、（ｂ）
に、正電位同軸ケーブルの構成を示し、図３（ｃ）、
（ｄ）に、負電位同軸ケーブルの構成を示す。正電位同
軸ケーブルを例にとると、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、正電位の電力を媒介可能な導線である正導線が中
心に位置し、その周りを絶縁体２３を介在して、遮蔽層
２４が取囲んでいる。なお、遮蔽層２４は接地されてい
る。さらに遮蔽層２４の外側は保護のための絶縁層によ
って被覆されている。負電位同軸ケーブルの場合は、図
３（ｃ）、（ｄ）に示すように、中心の導線が負導線に
なる点が異なるのみで、他の構成は同様である。もっと
も、「正導線」、「負導線」とは、役割に起因した便宜
上の区別のための呼び名にすぎず、物自体は同じもので
あってよい。

【００３８】なお、正電位と負電位の同軸ケーブル２の
組み合わせとすることが本来望ましいが、異なる２つの
電位であれば、２本の同軸ケーブル２を、各パルスパワ
ー源それぞれに対応する電位ごとに電力を媒介するため
の同軸ケーブル２としても、これらの電位の差が十分に
大きければ、破壊電極１において放電を起こさせ、同様
の効果を得ることができる。

【００３９】（破壊電極の構成）この装置における破壊
電極１の構成を、図２に示す。破壊電極１は、正電極１
１、負電極１２を有し、図２（ａ）に示すように、正電
極１１の周りを絶縁体１３を介在して同心状に取囲むよ
うに、負電極１２が形成されている。さらに、図２
（ｂ）に示すように、正電極１１および負電極１２の根
元部分においては外側を絶縁体１３を介在して取囲むよ
うに接地電極１４が形成されている。すなわち、正電極
１１および負電極１２は破壊電極１の先端にまで延在し
ているのに対し、接地電極１４は先端までは延在してお
らず、手前に留まっている。接地電極１４は、同軸ケー
ブル２内の遮蔽層２４を経由して接地されている。

【００４０】（使用方法）破壊対象となる岩石などに、
ドリルなど（図示省略）によって、穴をあけ、この穴に
水などの電解液を注入し、この穴に破壊電極１を挿入す
る工程までは従来技術に基づくものと同じである。

【００４１】電源５で電荷を発生させ、この電荷を、正
電位および負電位パルスパワー源６１，６２のコンデン
サバンク４にそれぞれ蓄積する。このとき、正電位パル
スパワー源６１の負電位側および負電位パルスパワー源
６２の正電位側は共に接地されているため、正電位パル
スパワー源６１には正電位が、負電位パルスパワー源６
２には負電位が、それぞれ充電されることとなる。

【００４２】コンデンサバンク４への十分な充電が完了
したら、正電位および負電位パルスパワー源６１，６２
のスイッチ３を同時に閉じる。スイッチ３を同時に閉じ
ることで、破壊電極１先端で放電が起こり、破壊対象は
破壊される。

【００４３】（作用効果）正電位および負電位パルスパ
ワー源６１，６２のいずれか１つ当りに生じる電位差を
Ｖとすると、上述のように正電位および負電位パルスパ
ワー源６１，６２のスイッチ３を同時に閉じることで、
正電極１１と負電極１２との間には２×Ｖの電位差が生
じ、破壊電極１先端では２×ＣＶ²／２のエネルギーを
発生させることができる。すなわち、図６に示す従来技
術に基づくプラズマ破壊装置の場合の２倍のエネルギー
を発生させることができる。

【００４４】なお、本実施の形態は、従来技術に基づく
プラズマ破壊装置において、破壊電極１の構造さえ変更
すれば、電源部分については小規模な変更のみで実現す
ることができる。

【００４５】本実施の形態においては、２本の同軸ケー
ブル２によって別個に導かれる正導線２１と負導線２２
との間で電流が流れるため、各同軸ケーブル２の遮蔽層
２４には電流はほとんど流れない。したがって、従来問
題であった遮蔽層２４に対する内圧はほぼ問題となら
ず、従来に比べて非常に簡便な遮蔽層２４を有する同軸
ケーブル２を用いることができる。また、正逆の向きの
電流は１本の同軸ケーブル２内を流れるのではなく、２
本の別個の同軸ケーブル２内をそれぞれ流れるため、正
逆の向きの電流の間に生じる反発力は、相互の同軸ケー
ブル２の拘束または動きにより対応することができる。

【００４６】さらに、従来は、同軸ケーブル２の耐久性
は、プラズマ破壊装置のパワーの上限を定める要因の一
つとなっていたが、本実施の形態によれば、上述のよう
に遮蔽層２４の内圧が問題とならないため、パワーの上
限を定めるに当たって、同軸ケーブル２の都合を無視で
きる。

【００４７】また、遮蔽層２４には電流がほとんど流れ
ないことから、１つのパルスパワー源当りでみれば、パ
ルスパワー源から破壊電極までの電流が流れる経路が半
減する。したがって、１つのパルスパワー源当りの同軸
ケーブル２によるジュール損が減少する。

【００４８】なお、上記説明においては、破壊電極１の
中心に正電極１１を配置したが、負電極１２を中心に配
置することによって、正負の電極の配置を逆にしても同
様の効果が得られる。

【００４９】（実施の形態２）回路構成および使用方法
は実施の形態１と同じであるが、破壊電極１の構造は、
以下に示すものとすることもできる。

【００５０】（実施例１）図４に他の破壊電極１の構成
の例を示す。図１に示したものに比べて、接地電極１４
が破壊電極の先端まで延在している点が異なる。この構
成を採用することによって、破壊電極１の先端まで完全
に接地電極１４に被覆されるため、作業上安全であり、
かつ電磁波などの発生も少なくなる。

【００５１】このような構成の破壊電極１によっても、
実施の形態１と同様の使用方法によって同様の効果が得
られる。

【００５２】なお、正電極と負電極の配置を逆にしても
同様の効果が得られる。 （実施例２）図５にさらに他の破壊電極１の構成の例を
示す。破壊電極１は各電極が同心状に配置された構成で
ある必要はなく、図５に示すような構成であってもよ
い。すなわち、接地電極１４に取囲まれた絶縁体１３の
中に、正電極１１および負電極１２が、互いに隔離して
並列して配置されている。

【００５３】このような構成の破壊電極１によっても、
実施の形態１と同様の使用方法によって同様の効果が得
られる。

【００５４】（実施例１，２に共通の作用効果）実施例
１および２に示した破壊電極１（図４、図５）の構成に
おいては、正電極１１、負電極１２および接地電極１４
の先端が、ほぼ同一平面内にあるため、正電極１１と負
電極１２との間以外にも、必要に応じて、正電極１１と
接地電極１４との間や、負電極１２と接地電極１４との
間において、放電を起こさせることができる。したがっ
て、放電を起こす組合せを選ぶことができ、種々のパル
ス波を発生できるため、破壊対象の性質や条件に適した
運転が可能となる。

【００５５】なお、これらの電極の先端は、必ずしもほ
ぼ同一平面内にある必要はなく、任意の２つの間で放電
が可能な範囲内であれば先端位置がずれていても同様の
効果が得られる。

【００５６】（実施の形態３） （装置の構成）本実施の形態における、プラズマ破壊装
置の回路構成は、図１に示すものと、類似するが、パル
スパワー源群６０を構成するパルスパワー源は図１に示
すように正電位パルスパワー源６１と負電位パルスパワ
ー源６２との組合せにする代りに、同じ極性、すなわ
ち、２つのパルスパワー源をいずれも正電位パルスパワ
ー源６１となっている。

【００５７】この場合、正電極と接地電極１４との間で
放電が起こるため、破壊電極１の構造については、従来
のプラズマ破壊装置におけるように、破壊電極１に備え
る電極を正電極１１と接地電極１４のみとすることがで
きる。電力媒介手段としては、１本の同軸ケーブル２の
みを使用することができる。ただし、その同軸ケーブル
２のパルスパワー源群６０側の一端においては、正導線
２１から２つの正電位パルスパワー源６１の正電位側に
分岐させる一方、遮蔽層２４から２つの正電位パルスパ
ワー源６１の接地側に分岐させることとする。この場
合、遮蔽層２４にも電流が流れることとなるから、同軸
ケーブル２内の遮蔽層の内圧や電磁波の問題が存在す
る。そのため、同軸ケーブル２は、十分な耐久性を持た
せた構造とし、必要な電磁波対策を行なう。

【００５８】（使用方法）同じ極性のパルスパワー源を
２つ備えている場合、これらのスイッチ３を適当な時間
差を設けて連続して閉じることによって、２つのピーク
をもつ電流を一連のパルス電流として流すことができ
る。したがって、放電による衝撃波（衝撃圧力）も連続
して生じることとなる。

【００５９】（作用効果）破壊対象の性質や条件によっ
ては、１回の放電による１回の衝撃よりも、２回の連続
した放電による連続的な衝撃を与えた方が破壊しやすい
場合があると考えられる。このような破壊対象の性質や
条件に応じて、第１のパルス、第２のパルスとして放出
するエネルギーの大きさや両者の時間的間隔を適宜設定
し、一連のパルス電流として連続して流すことによっ
て、効率良く破壊を行なうことができる。

【００６０】なお、２つのスイッチ３を連続して閉じる
代りに、１つずつ閉じて、別個の破壊作業を行なうこと
としてもよい。その場合であっても、２つのパルスパワ
ー源をあらかじめ充電しておけば、一方のパルスパワー
源による放電を行なった後に、他方のパルスパワー源の
充電時間を待たずに２回目の放電を行なうことができ、
作業効率を向上させることができる。

【００６１】なお、パルスパワー源の数は２に限らず、
上述と同様に３以上設けてもよく、その場合さらに多く
の回数の放電を連続して行なうことができるため、より
好ましい。

【００６２】なお、上記説明では、正電位パルスパワー
源６１の場合について説明したが、負電位パルスパワー
源６２の場合でも同様の構成を採用することができる。
すなわち、負電位パルスパワー源６２を複数配置するこ
ととしてもよい。

【００６３】また、同じ極性の複数のパルスパワー源６
１，６２を設ける場合に、各パルスパワー源６１，６２
に蓄えられる電荷量や電位は、等しくする必要はなく、
異なる値とすることもできる。

【００６４】（実施の形態４） （装置の構成）パルスパワー源群６０としては、実施の
形態１においては、１の正電位パルスパワー源６１と１
の負電位パルスパワー源６２とからなるものを用いて説
明し、実施の形態３においては、同じ極性のパルスパワ
ー源を複数設ける場合について説明した。しかし、パル
スパワー源群６０の構成はこれらの場合に留まらず、正
電位パルスパワー源６１と負電位パルスパワー源６２と
を任意の数ずつ組合せたものとしてもよい。

【００６５】正負問わず複数のパルスパワー源６１，６
２からなるパルスパワー源群６０を有し、破壊対象の性
質や条件に応じて、その都度、放出する一連のパルス電
流の波のパターン、すなわち、極性、エネルギーの大き
さ、連続する数、時間的間隔、などの条件を任意に設定
できるパルス波制御手段を有するものとする。一連のパ
ルス電流の組合せにおいては、その組合せに含まれるパ
ルス電流の一部または全部について時間的間隔をあけず
に同期させてもよい。そのように同期させることで、大
きなエネルギーを放出することができ、より強い衝撃波
（衝撃圧力）を引き起こすことができる。

【００６６】なお、パルス波制御手段としては、任意の
公知の技術により、各パルスパワー源のスイッチ３を閉
じるタイミングを制御するものとする。

【００６７】（作用効果）破壊対象の性質や条件によっ
て、破壊のために有利な衝撃波のパターンが異なる場合
には、パルス波制御手段により、最適なパルス波を設定
し、各パルスパワー源６１，６２に別個に蓄積された電
荷の一部または全部を、一連のパルス電流として連続し
て、または、同時に、流すことによって、破壊に有利な
衝撃波を発生させることができ、効率良く破壊作業を行
なうことができる。

【００６８】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【００６９】

【発明の効果】本発明に基づくプラズマ破壊装置によれ
ば、正負の２種類のパルスパワー源を用いて同時にスイ
ッチを閉じることにより、単極の場合の２倍の電位差を
生じさせて、２倍のエネルギーを放出することができる
ため、より大きな衝撃波を発生させることが可能とな
る。また、パルス電流は、破壊電極に向って流れるもの
と戻ってくるものとが別々の同軸ケーブルを流れ、各同
軸ケーブルの遮蔽層には電流がほとんど流れないため、
従来遮蔽層に生じていた内圧の問題を解消することがで
きる。その結果、簡便な遮蔽層で足りることとなり、同
軸ケーブルの製造が容易になる。

【００７０】また、パルス波制御手段により、破壊対象
や条件に応じて、複数のパルスパワー源から一連のパル
ス電流として所望のパターンのパルス波を形成して流す
ことができるため、効率良く破壊作業を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく実施の形態１におけるプラズ
マ破壊装置の構成を示す概念図である。

【図２】 本発明に基づく実施の形態１におけるプラズ
マ破壊装置の破壊電極の構造を示す断面図である。

【図３】 本発明に基づく実施の形態１におけるプラズ
マ破壊装置の同軸ケーブルの構造を示す断面図である。

【図４】 本発明に基づく実施の形態２の実施例１にお
けるプラズマ破壊装置の破壊電極の構造を示す断面図で
ある。

【図５】 本発明に基づく実施の形態２の実施例２にお
けるプラズマ破壊装置の破壊電極の構造を示す断面図で
ある。

【図６】 従来技術に基づくプラズマ破壊装置の構成を
示す概念図である。

【図７】 従来技術に基づくプラズマ破壊装置の同軸ケ
ーブルの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 破壊電極、２ 同軸ケーブル、３ スイッチ、４
コンデンサバンク、５電源、６，６１，６２ パルスパ
ワー源、１１ 正電極、１２ 負電極、１３絶縁体、１
４ 接地電極、２１ 正導線、２２ 負導線、２３ 絶
縁体、２４遮蔽層、６０ パルスパワー源群。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電して電解液をプラズマ化することで
   衝撃波を発生させるための破壊電極と、 １つの前記破壊電極に電力を供給するための２組以上の
   パルスパワー源を含むパルスパワー源群と、 前記パルスパワー源群から前記破壊電極に電力を導く電
   力媒介手段とを備える、プラズマ破壊装置。
2. 【請求項２】 前記パルスパワー源群は、所望の極性で
   所望の量の電荷を蓄積できるパルスパワー源の組み合わ
   せからなり、 前記パルスパワー源群のうち、一部または全部の前記パ
   ルスパワー源から、 破壊対象および条件に応じて選択された、必要に応じて
   所望の時間差を含む、所望の順序で、破壊電極に対して
   電力を供給させるための、パルス波制御手段を備える、 請求項１に記載のプラズマ破壊装置。
3. 【請求項３】 前記パルスパワー源群は、 正電荷を蓄積する正電位パルスパワー源と、 負電荷を蓄積する負電位パルスパワー源とを含む、 請求項１または２に記載のプラズマ破壊装置。
4. 【請求項４】 前記パルス波制御手段は、前記正電位パ
   ルスパワー源および前記負電位パルスパワー源の両方か
   ら、同時に、前記破壊電極に対して電力を供給させるた
   めの、パルス同期化手段を備える、請求項３に記載のプ
   ラズマ破壊装置。
5. 【請求項５】 前記電力媒介手段は、各パルスパワー源
   それぞれに対応する電位ごとに電力を媒介するための同
   軸ケーブルを備える、請求項１から４のいずれかに記載
   のプラズマ破壊装置。
6. 【請求項６】 前記電力媒介手段は、 正電位の電力を媒介するための正電位同軸ケーブルと、 負電位の電力を媒介するための負電位同軸ケーブルとを
   含む、 請求項３または４に記載のプラズマ破壊装置。
7. 【請求項７】 前記正電位同軸ケーブルおよび前記負電
   位同軸ケーブルのうち少なくとも一方は、 前記正電位または前記負電位の電力を媒介可能な導線
   と、 絶縁体を介在して前記導線の周りを取囲むように形成さ
   れ、接地された導電体からなる遮蔽層とを含む、 請求項６に記載のプラズマ破壊装置。
8. 【請求項８】 前記破壊電極は、 絶縁体の中に互いに隔離して配置された正電極および負
   電極と、 前記絶縁体を介在して前記正電極および前記負電極をと
   もに取囲む接地電極とを有する、 請求項１から７のいずれかに記載のプラズマ破壊装置。
9. 【請求項９】 前記正電極および前記負電極は、 絶縁体を介在して一方が他方を取囲む同心状に配置され
   た、 請求項８に記載のプラズマ破壊装置。
10. 【請求項１０】 前記正電極、前記負電極および前記接
    地電極は、 これらのうちの任意の２つの間で放電が可能なように、
    各々の先端の位置関係が定められている、 請求項８または９に記載のプラズマ破壊装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれかに記載の
    プラズマ破壊装置を用いて、各パルスパワー源のスイッ
    チを閉じるタイミングを組合せることで所望のパルス波
    を生成する、破壊方法。