JP3284660B2 - 爆薬発電機 - Google Patents
爆薬発電機Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電磁加速装置
や電磁波発生装置などの電源に使用される大電流パルス
発電機、とくに、爆薬の爆発エネルギーを大電流に変換
して出力する発電機に関する。
や電磁波発生装置などの電源に使用される大電流パルス
発電機、とくに、爆薬の爆発エネルギーを大電流に変換
して出力する発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、爆薬発電機の発電原理を説明す
る分解斜視図であり、それぞれ(A)は動作前、(B)
はプラズマ流の生成中、(C)は発電中の爆薬発電機の
状態を示している。図7(A)は、ライナ1がガス空間
2を内部に形成し、右方端に開口部1Aを備えている。
ライナ1の外側には爆薬3が配され、爆薬3の左端に接
するように起爆装置4が嵌挿されている。ガス空間2の
開口部1A側に隣接して空隙部9が配され、この空隙部
9の上下には電極対6A,6Bが設けられている。この
空隙部9内には電極対6A,6Bに平行な方向に図示さ
れていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが
矢印のように貫通している。さらに、電極対6A,6B
は電流リード7を介して負荷8に並列接続されている。
る分解斜視図であり、それぞれ(A)は動作前、(B)
はプラズマ流の生成中、(C)は発電中の爆薬発電機の
状態を示している。図7(A)は、ライナ1がガス空間
2を内部に形成し、右方端に開口部1Aを備えている。
ライナ1の外側には爆薬3が配され、爆薬3の左端に接
するように起爆装置4が嵌挿されている。ガス空間2の
開口部1A側に隣接して空隙部9が配され、この空隙部
9の上下には電極対6A,6Bが設けられている。この
空隙部9内には電極対6A,6Bに平行な方向に図示さ
れていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが
矢印のように貫通している。さらに、電極対6A,6B
は電流リード7を介して負荷8に並列接続されている。
【0003】図7(A)の状態において起爆装置4を動
作させると、爆薬3が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間2は、爆発の伝搬速度(約9km/
s)と同一の速度で左側から右側へ潰されて行く。その
途中の状態を示した図が図7(B)である。爆薬3の爆
発による爆轟波3Aによってライナ1が圧縮されガス空
間2が潰されて行く。このガス空間2内に予めガス体を
介在させておくと、爆発力によって圧力が数万気圧、温
度が数万度のプラズマが形成される。このプラズマは、
図7(B)における点々で示された領域で発生し、これ
らすべてプラズマ流5となって矢印のように右方へ高速
で進む。
作させると、爆薬3が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間2は、爆発の伝搬速度(約9km/
s)と同一の速度で左側から右側へ潰されて行く。その
途中の状態を示した図が図7(B)である。爆薬3の爆
発による爆轟波3Aによってライナ1が圧縮されガス空
間2が潰されて行く。このガス空間2内に予めガス体を
介在させておくと、爆発力によって圧力が数万気圧、温
度が数万度のプラズマが形成される。このプラズマは、
図7(B)における点々で示された領域で発生し、これ
らすべてプラズマ流5となって矢印のように右方へ高速
で進む。
【0004】図7(B)において、プラズマ流5がライ
ナ1の開口部1Aまで来ると、電極対6A,6B間の空
隙部9に入り込んで行く。その状態を示した図が図7
(C)である。図7(C)において、プラズマ流5の方
向と磁束Φの方向とが直交している。一般に、磁界中を
導電性物質が運動するとき、電磁誘導の法則により磁界
と運動方向に対して垂直な方向に電圧が誘起される。プ
ラズマは導電性を有しているので、電極対6A,6B間
に起電力Eが発生し負荷8に電流IO が出力される。
ナ1の開口部1Aまで来ると、電極対6A,6B間の空
隙部9に入り込んで行く。その状態を示した図が図7
(C)である。図7(C)において、プラズマ流5の方
向と磁束Φの方向とが直交している。一般に、磁界中を
導電性物質が運動するとき、電磁誘導の法則により磁界
と運動方向に対して垂直な方向に電圧が誘起される。プ
ラズマは導電性を有しているので、電極対6A,6B間
に起電力Eが発生し負荷8に電流IO が出力される。
【0005】この起電力Eは、プラズマ流5の速度u
と、磁界の強さBと、電極対6A,6Bの間隙長dとの
積で決まる。これらのディメンジョンをそれぞれE
〔V〕、u〔m/s〕、B〔T〕、d〔m〕とすると、 E=B・u・d ・・・(1) となる。
と、磁界の強さBと、電極対6A,6Bの間隙長dとの
積で決まる。これらのディメンジョンをそれぞれE
〔V〕、u〔m/s〕、B〔T〕、d〔m〕とすると、 E=B・u・d ・・・(1) となる。
【0006】例えば、間隙長d=2cmの空隙部9に磁
界B=0.5Tを加え、そこに速度u=9km/sのプ
ラズマ流5を通すと、(1)式によりE=90Vの起電
力が発生する。プラズマ流に磁界をかけて発電させるこ
の発電原理は、一般にMHD(Magnet Hydro Dynamics
) 型発電と呼ばれ従来からよく知られている。図8は
従来の爆薬発電機の構成を示す断面図である。アルミニ
ウム材よりなるライナ1の外周に爆薬3が装填され、上
部に起爆装置4が嵌挿されている。ライナ1内のガス空
間2の上部には円錐状の駒10が配されるとともに、そ
の中心にガス流通穴11が貫通している。さらに、ライ
ナ1下部にももう一つのガス流通穴12が貫通してい
る。ライナ1下端面(開口部)はダイヤフラム15が配
され、ガス空間2を密封している。ダイヤフラム15の
下面側に(反ガス空間側)には絶縁体20を介して電極
対6A,6Bが接合され、空隙部9を形成している。電
極対6A,6Bの外周には後述される継鉄17が絶縁体
18を介して取り巻いている。電極対6A,6Bからは
電流リード7が引き出されているとともに電極対6A,
6Bの下端面にポリカーボネート材よりなるプラズマ排
気管16が接合されている。なお、ダイヤフラム15の
外周には保護板13が、ライナ1と絶縁体20とのジョ
イント14A,14Bによって挟持されている。
界B=0.5Tを加え、そこに速度u=9km/sのプ
ラズマ流5を通すと、(1)式によりE=90Vの起電
力が発生する。プラズマ流に磁界をかけて発電させるこ
の発電原理は、一般にMHD(Magnet Hydro Dynamics
) 型発電と呼ばれ従来からよく知られている。図8は
従来の爆薬発電機の構成を示す断面図である。アルミニ
ウム材よりなるライナ1の外周に爆薬3が装填され、上
部に起爆装置4が嵌挿されている。ライナ1内のガス空
間2の上部には円錐状の駒10が配されるとともに、そ
の中心にガス流通穴11が貫通している。さらに、ライ
ナ1下部にももう一つのガス流通穴12が貫通してい
る。ライナ1下端面(開口部)はダイヤフラム15が配
され、ガス空間2を密封している。ダイヤフラム15の
下面側に(反ガス空間側)には絶縁体20を介して電極
対6A,6Bが接合され、空隙部9を形成している。電
極対6A,6Bの外周には後述される継鉄17が絶縁体
18を介して取り巻いている。電極対6A,6Bからは
電流リード7が引き出されているとともに電極対6A,
6Bの下端面にポリカーボネート材よりなるプラズマ排
気管16が接合されている。なお、ダイヤフラム15の
外周には保護板13が、ライナ1と絶縁体20とのジョ
イント14A,14Bによって挟持されている。
【0007】図9は図8のA−A断面図である。円筒状
のライナ1の全外周面に爆薬3が装填され、円柱状のガ
ス空間2が形成されている。図10は図8のB−B断面
図である。平板状の電極対6A,6Bによって空隙部9
が方形体に形成されている。電極6A,6Bの上下に絶
縁体18を介して永久磁石19が配され、その外周を継
鉄17が周回している。永久磁石19と継鉄17とは空
隙部9内に図の上下方向の磁界を形成するための磁石装
置23である。
のライナ1の全外周面に爆薬3が装填され、円柱状のガ
ス空間2が形成されている。図10は図8のB−B断面
図である。平板状の電極対6A,6Bによって空隙部9
が方形体に形成されている。電極6A,6Bの上下に絶
縁体18を介して永久磁石19が配され、その外周を継
鉄17が周回している。永久磁石19と継鉄17とは空
隙部9内に図の上下方向の磁界を形成するための磁石装
置23である。
【0008】図8に戻り、発電させる前準備として、ま
ず、ガス流通穴11,12とガス空間2とを介して、ア
ルゴンガスを流通させ、ガス空間2内にアルゴンガスを
充填する。一方、空隙部9はプラズマ排気管16の下方
端から図示されていない真空ポンプによって排気され、
空隙部9内を真空状態にする。この状態で起爆装置4を
起爆させると、ライナ1が上部から潰れて行く。駒10
の存在によってライナ1が図7(B)で示したようにテ
ーパ状に潰れ、ガスをより高圧に圧縮することができプ
ラズマ流の形成を容易にしている。プラズマ流がダイヤ
フラム15に達すると、その圧力と熱とでダイヤフラム
15は瞬時に溶融し空隙部9にプラズマ流が入り込む。
これによって、図7において説明した原理に基づいて電
極対6A,6B間に起電力が発生する。なお、図8にお
いて、保護板13は、爆薬3による爆轟波が電極対6
A,6Bや電流リード7など電流出力側を破壊させない
ようにするための衝壁である。また、図10における空
隙部9は必ずしも方形体でなくてもよい。
ず、ガス流通穴11,12とガス空間2とを介して、ア
ルゴンガスを流通させ、ガス空間2内にアルゴンガスを
充填する。一方、空隙部9はプラズマ排気管16の下方
端から図示されていない真空ポンプによって排気され、
空隙部9内を真空状態にする。この状態で起爆装置4を
起爆させると、ライナ1が上部から潰れて行く。駒10
の存在によってライナ1が図7(B)で示したようにテ
ーパ状に潰れ、ガスをより高圧に圧縮することができプ
ラズマ流の形成を容易にしている。プラズマ流がダイヤ
フラム15に達すると、その圧力と熱とでダイヤフラム
15は瞬時に溶融し空隙部9にプラズマ流が入り込む。
これによって、図7において説明した原理に基づいて電
極対6A,6B間に起電力が発生する。なお、図8にお
いて、保護板13は、爆薬3による爆轟波が電極対6
A,6Bや電流リード7など電流出力側を破壊させない
ようにするための衝壁である。また、図10における空
隙部9は必ずしも方形体でなくてもよい。
【0009】図11は、従来の異なる爆薬発電機の構成
を示す断面図であり、電極対60A,60Bおよび絶縁
体22が空隙部90を円柱形状にするように湾曲して形
成され、その外周に絶縁体21を介して磁石装置23が
配されている。その他の構成は図8,図9と同じであ
る。図11の断面は図8のB−B断面の別の構成でもあ
り、図10とは空隙部の形状が異なるだけである。空隙
部90をガス空間2と同じ径の円柱形状にすることで装
置の組立構成が非常に容易になる。なお、円柱形の空隙
部90における電極対60A,60Bの間隙長dは場所
によって一定しないが、(1)式において間隙長の平均
値をdとして代入した値が起電力Eとして得られる。
を示す断面図であり、電極対60A,60Bおよび絶縁
体22が空隙部90を円柱形状にするように湾曲して形
成され、その外周に絶縁体21を介して磁石装置23が
配されている。その他の構成は図8,図9と同じであ
る。図11の断面は図8のB−B断面の別の構成でもあ
り、図10とは空隙部の形状が異なるだけである。空隙
部90をガス空間2と同じ径の円柱形状にすることで装
置の組立構成が非常に容易になる。なお、円柱形の空隙
部90における電極対60A,60Bの間隙長dは場所
によって一定しないが、(1)式において間隙長の平均
値をdとして代入した値が起電力Eとして得られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置はプラズマ流の速度と磁石装置の発
生磁界とが一定のときに起電力を高めようとして電極対
の間隙長dを増すと、ガス空間側の断面も大きくしなけ
ればならないという問題があった。すなわち、空隙部に
おける電極対の間隙長dを増すと、その空隙部の断面形
状に合わせてガス空間の幅も増す必要がある。ガス空間
の幅の一方をあまり大きくしすぎると、例えば、一方の
幅を他方の幅の2倍にすると、プラズマ密度をその断面
内でどこでも一定にするのが非常に困難になる。その結
果、電極対間に発生する起電力Eが間隙長dに比例しな
くなり、結局はガス空間を正四角形や真円形の断面形状
にせざる得なくなる。したがって、電極の間隙長dを増
すためには、ガス空間の幅を両辺とも増す必要が生じ、
ライナが大きくなるとともに爆薬の必要装填量も増して
いた。
たような従来の装置はプラズマ流の速度と磁石装置の発
生磁界とが一定のときに起電力を高めようとして電極対
の間隙長dを増すと、ガス空間側の断面も大きくしなけ
ればならないという問題があった。すなわち、空隙部に
おける電極対の間隙長dを増すと、その空隙部の断面形
状に合わせてガス空間の幅も増す必要がある。ガス空間
の幅の一方をあまり大きくしすぎると、例えば、一方の
幅を他方の幅の2倍にすると、プラズマ密度をその断面
内でどこでも一定にするのが非常に困難になる。その結
果、電極対間に発生する起電力Eが間隙長dに比例しな
くなり、結局はガス空間を正四角形や真円形の断面形状
にせざる得なくなる。したがって、電極の間隙長dを増
すためには、ガス空間の幅を両辺とも増す必要が生じ、
ライナが大きくなるとともに爆薬の必要装填量も増して
いた。
【0011】この発明の目的は、ガス空間側の断面を大
きくすることなしに起電力を高めることにある。
きくすることなしに起電力を高めることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラ
ズマ流に磁界をかけてパルス電流を発生させるものであ
って、一方端に開口部を備え内部にガス空間を形成する
ライナと、このライナの外側に沿って配され爆発するこ
とによってガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、
ライナの反開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿さ
れた起爆装置と、ライナの開口部に隣接されガス空間か
らのプラズマが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に
配されプラズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる
磁石装置と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向
および磁界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方
端が接続され他方端が外部に引き出される電流リードと
により構成されたものにおいて、電極対が空隙部ととも
に絶縁隔壁を介して複数対に分割され、各電極対が直列
接続されてなるものとする。
に、この発明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラ
ズマ流に磁界をかけてパルス電流を発生させるものであ
って、一方端に開口部を備え内部にガス空間を形成する
ライナと、このライナの外側に沿って配され爆発するこ
とによってガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、
ライナの反開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿さ
れた起爆装置と、ライナの開口部に隣接されガス空間か
らのプラズマが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に
配されプラズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる
磁石装置と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向
および磁界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方
端が接続され他方端が外部に引き出される電流リードと
により構成されたものにおいて、電極対が空隙部ととも
に絶縁隔壁を介して複数対に分割され、各電極対が直列
接続されてなるものとする。
【0013】また、上記目的を達成するために、この発
明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラズマ流に磁
界をかけてパルス電流を発生させるものであって、一方
端に開口部を備え内部にガス空間を形成するライナと、
このライナの外側に沿って配され爆発することによって
ガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、ライナの反
開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿された起爆装
置と、ライナの開口部に隣接されガス空間からのプラズ
マが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に配されプラ
ズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる磁石装置
と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向および磁
界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方端が接続
され他方端が外部に引き出される電流リードとにより構
成されたものにおいて、電極対がその電極の間隙長方向
に複数対並べて配されるとともに直列接続され、かつ、
前記ガス空間が複数設けられるとともにこれらの複数の
ガス空間のそれぞれが前記の複数対の電極対の各電極間
の空隙部にそれぞれダイヤフラムを介して隣接するよう
にして配置されてなるものとし、かかる構成において、
直列接続された電極対のうち、導電接続される電極が一
体に形成されたものとする。
明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラズマ流に磁
界をかけてパルス電流を発生させるものであって、一方
端に開口部を備え内部にガス空間を形成するライナと、
このライナの外側に沿って配され爆発することによって
ガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、ライナの反
開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿された起爆装
置と、ライナの開口部に隣接されガス空間からのプラズ
マが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に配されプラ
ズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる磁石装置
と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向および磁
界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方端が接続
され他方端が外部に引き出される電流リードとにより構
成されたものにおいて、電極対がその電極の間隙長方向
に複数対並べて配されるとともに直列接続され、かつ、
前記ガス空間が複数設けられるとともにこれらの複数の
ガス空間のそれぞれが前記の複数対の電極対の各電極間
の空隙部にそれぞれダイヤフラムを介して隣接するよう
にして配置されてなるものとし、かかる構成において、
直列接続された電極対のうち、導電接続される電極が一
体に形成されたものとする。
【0014】
【作用】この発明の構成によれば、電極対が空隙部とと
もに絶縁隔壁を介して複数対に分割された。ガス空間よ
り入り込んだプラズマ流は分割された各空隙部に分流
し、それぞれ電極対に起電力を発生させる。従来の装置
に対して、電極対の間隙長を変えずに電極対の幅だけを
狭めれば、ガス空間側の断面積を増すことなしに多数対
の電極対を配置することができる。しかも、電極対が直
列接続されているので起電力が複数倍に高められる。
もに絶縁隔壁を介して複数対に分割された。ガス空間よ
り入り込んだプラズマ流は分割された各空隙部に分流
し、それぞれ電極対に起電力を発生させる。従来の装置
に対して、電極対の間隙長を変えずに電極対の幅だけを
狭めれば、ガス空間側の断面積を増すことなしに多数対
の電極対を配置することができる。しかも、電極対が直
列接続されているので起電力が複数倍に高められる。
【0015】また、この発明によれば、電極対が電極の
間隙長方向に複数対並べて配された。各電極対の空隙部
にそれぞれ隣接する複数のガス空間が設けられた。各ガ
ス空間からのプラズマ流がそれぞれの電極対に起電力を
発生させる。複数対の電極対を電極の間隙長方向に並べ
ると、全体として細長くなるが、ガス空間も電極の間隙
長方向に複数並べるだけでよいので、従来の装置のよう
にガス空間側の幅を両辺とも増す必要がなく、ガス空間
側の断面が大きくならない。しかも、電極対が直列接続
されているので、起電力が複数倍に高められる。
間隙長方向に複数対並べて配された。各電極対の空隙部
にそれぞれ隣接する複数のガス空間が設けられた。各ガ
ス空間からのプラズマ流がそれぞれの電極対に起電力を
発生させる。複数対の電極対を電極の間隙長方向に並べ
ると、全体として細長くなるが、ガス空間も電極の間隙
長方向に複数並べるだけでよいので、従来の装置のよう
にガス空間側の幅を両辺とも増す必要がなく、ガス空間
側の断面が大きくならない。しかも、電極対が直列接続
されているので、起電力が複数倍に高められる。
【0016】さらに、かかる構成に加えて、直列接続さ
れた電極対のうち、導電接続される電極を一体に形成し
た。これにより導電接続する部分のインダクタンスが最
小になるので、電極対から取り出すことのできる電流を
増すことができる。
れた電極対のうち、導電接続される電極を一体に形成し
た。これにより導電接続する部分のインダクタンスが最
小になるので、電極対から取り出すことのできる電流を
増すことができる。
【0017】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を示
す断面図である。2対の電極対61A,61Bおよび6
2A,62Bが絶縁板よりなる絶縁隔壁25を介して空
隙部91,92とともに互いに分離されている。電極6
1Aと62Bとは接続リード24によって導電接続さ
れ、電極62Aと61Bに電流リード7が接続され外部
の図示されていない負荷につながる。その他は図10の
従来の装置と同じである。同じ部分には同一参照符号を
用いることにより詳細な説明は省略する。
図1はこの発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を示
す断面図である。2対の電極対61A,61Bおよび6
2A,62Bが絶縁板よりなる絶縁隔壁25を介して空
隙部91,92とともに互いに分離されている。電極6
1Aと62Bとは接続リード24によって導電接続さ
れ、電極62Aと61Bに電流リード7が接続され外部
の図示されていない負荷につながる。その他は図10の
従来の装置と同じである。同じ部分には同一参照符号を
用いることにより詳細な説明は省略する。
【0018】図1において、図示されていないガス空間
より入り込んだプラズマ流は空隙部91,92に分流す
る。したがって,それぞれの電極対61A,61Bおよ
び62A,62Bが起電力を発生する。図10における
従来の装置の空隙部9内に図1のような2つの空隙部9
1,92を納めると、電極対の間隙長は変わらないので
電流リード7間の起電力は2倍に高まる。しかも、ガス
空間側の断面形状は図10と同じものでよいので、ライ
ナを大きくすることなしに起電力を高めることができ
る。
より入り込んだプラズマ流は空隙部91,92に分流す
る。したがって,それぞれの電極対61A,61Bおよ
び62A,62Bが起電力を発生する。図10における
従来の装置の空隙部9内に図1のような2つの空隙部9
1,92を納めると、電極対の間隙長は変わらないので
電流リード7間の起電力は2倍に高まる。しかも、ガス
空間側の断面形状は図10と同じものでよいので、ライ
ナを大きくすることなしに起電力を高めることができ
る。
【0019】なお、図1における電極対は2対である
が、一般にN対の電極対を並べてもよく、それによって
N倍の起電力が得られる。その場合でも、ライナ側のガ
ス空間は大きくする必要はない。図2は、この発明の異
なる実施例にかかる爆薬発電機の構成の断面図である。
2対の湾曲した電極対63A,63Bおよび64A,6
4Bが絶縁体27,28によって支持され、半円柱状の
空隙部93,94が絶縁隔壁29を介して互いに分離さ
れている。電極63Aと64Bとは接続リード26によ
って導電接続され、電極64Aと63Bに電流リード7
が接続され外部の図示されていない負荷につながる。そ
の他の構成は図1と同じである。
が、一般にN対の電極対を並べてもよく、それによって
N倍の起電力が得られる。その場合でも、ライナ側のガ
ス空間は大きくする必要はない。図2は、この発明の異
なる実施例にかかる爆薬発電機の構成の断面図である。
2対の湾曲した電極対63A,63Bおよび64A,6
4Bが絶縁体27,28によって支持され、半円柱状の
空隙部93,94が絶縁隔壁29を介して互いに分離さ
れている。電極63Aと64Bとは接続リード26によ
って導電接続され、電極64Aと63Bに電流リード7
が接続され外部の図示されていない負荷につながる。そ
の他の構成は図1と同じである。
【0020】図2において、図示されていないガス空間
より入り込んだプラズマ流は空隙部93,94に分流す
る。したがって、それぞれの電極対63A,63Bおよ
び64A,64Bが起電力を発生する。この場合も図1
1における従来の装置の空隙部90内に図2のような2
つの空隙部93,94を納めると、ライナを大きくする
ことなしに起電力を2倍に高めることができる。
より入り込んだプラズマ流は空隙部93,94に分流す
る。したがって、それぞれの電極対63A,63Bおよ
び64A,64Bが起電力を発生する。この場合も図1
1における従来の装置の空隙部90内に図2のような2
つの空隙部93,94を納めると、ライナを大きくする
ことなしに起電力を2倍に高めることができる。
【0021】図3はこの発明のさらに異なる実施例にか
かる爆薬発電機の構成を示す断面図である。ライナ1が
2個並べて配され、このライナ1の外周に爆薬3が装填
され単一の起爆装置4が嵌挿されている。このライナ1
のガス空間2のそれぞれにダイヤフラム15を介して2
つの空隙部9が形成されている。電極対6A,6Bが各
空隙部9の一方に配され、空隙部9の他方には共通の中
間電極65が配されている。各空隙部9の下方にはそれ
ぞれプラズマ排気管16が接続されている。その他の構
成は、図8と同じである。
かる爆薬発電機の構成を示す断面図である。ライナ1が
2個並べて配され、このライナ1の外周に爆薬3が装填
され単一の起爆装置4が嵌挿されている。このライナ1
のガス空間2のそれぞれにダイヤフラム15を介して2
つの空隙部9が形成されている。電極対6A,6Bが各
空隙部9の一方に配され、空隙部9の他方には共通の中
間電極65が配されている。各空隙部9の下方にはそれ
ぞれプラズマ排気管16が接続されている。その他の構
成は、図8と同じである。
【0022】また図4は図3のC−C断面図であり、爆
薬3がライナ1を共通に囲んでいる。さらに図5は図3
のD−D断面図であり、絶縁体30の外周に磁石装置2
3が配され、2つの空隙部9内に共通して磁界を発生さ
せている。図5において、図示されない2つのガス空間
からのプラズマ流がそれぞれ空隙部9に入り込むので、
電極6Aと中間電極65間、および中間電極65と電極
6B間に発生する起電力が重畳して電流リード7間に生
ずる。中間電極65は互いに導電接続された2つの電極
にし、それぞれ電極6A、電極6Bに対向させてもよ
い。しかし、その場合は中間の電極間を導電接続させる
リード線が必要になるためリード線の分によるインダク
タンスが増加する。これを中間電極65とすることによ
り共通化しインダクタンスが最小になる。これによっ
て、電極リード7から得られる出力電流が増す。
薬3がライナ1を共通に囲んでいる。さらに図5は図3
のD−D断面図であり、絶縁体30の外周に磁石装置2
3が配され、2つの空隙部9内に共通して磁界を発生さ
せている。図5において、図示されない2つのガス空間
からのプラズマ流がそれぞれ空隙部9に入り込むので、
電極6Aと中間電極65間、および中間電極65と電極
6B間に発生する起電力が重畳して電流リード7間に生
ずる。中間電極65は互いに導電接続された2つの電極
にし、それぞれ電極6A、電極6Bに対向させてもよ
い。しかし、その場合は中間の電極間を導電接続させる
リード線が必要になるためリード線の分によるインダク
タンスが増加する。これを中間電極65とすることによ
り共通化しインダクタンスが最小になる。これによっ
て、電極リード7から得られる出力電流が増す。
【0023】空隙部から発生する起電力を増すために図
10における空隙部9の電極間隙長を大きくすることは
容易に考えられる。前述したように、空隙部をあまり細
長くするとプラズマ密度がその断面内で一定にならない
ので、満足な出力電圧が得られなかった。図5における
実施例のように空隙部9をほぼ正四角形に形成し、それ
ぞれ独立したプラズマ流を流すことによって、それぞれ
確実に起電力を発生させることができる。ガス空間はそ
れに応じて2個必要になるが、各ガス空間の一方の幅は
大きくならないのでライナも小さくて済む。
10における空隙部9の電極間隙長を大きくすることは
容易に考えられる。前述したように、空隙部をあまり細
長くするとプラズマ密度がその断面内で一定にならない
ので、満足な出力電圧が得られなかった。図5における
実施例のように空隙部9をほぼ正四角形に形成し、それ
ぞれ独立したプラズマ流を流すことによって、それぞれ
確実に起電力を発生させることができる。ガス空間はそ
れに応じて2個必要になるが、各ガス空間の一方の幅は
大きくならないのでライナも小さくて済む。
【0024】なお、図5における空隙部9は2個である
が一般にN個並べてもよく、それによってN倍の起電力
が得られる。その場合でも、ライナ側のガス空間の一方
の幅は大きくならずライナも小さくて済む。図6は、こ
の発明のさらに異なる実施例にかかる爆薬発電機の構成
を示す断面図である。湾曲した電極対66A,66Bが
各空隙部90の一方に配され、空隙部の他方には接続導
体33を介して配された中間電極67が配され、絶縁体
31,22によって支持されている。その他の構成は図
5と同じである。図6は、また図3のD−D断面の別の
構成でもある。
が一般にN個並べてもよく、それによってN倍の起電力
が得られる。その場合でも、ライナ側のガス空間の一方
の幅は大きくならずライナも小さくて済む。図6は、こ
の発明のさらに異なる実施例にかかる爆薬発電機の構成
を示す断面図である。湾曲した電極対66A,66Bが
各空隙部90の一方に配され、空隙部の他方には接続導
体33を介して配された中間電極67が配され、絶縁体
31,22によって支持されている。その他の構成は図
5と同じである。図6は、また図3のD−D断面の別の
構成でもある。
【0025】図6も図5と同様に図示されていない2つ
のガス空間からプラズマ流がそれぞれ空隙部90に入り
込むので電極66Aと中間電極67間、および中間電極
67と電極66B間に発生する起電力が重畳して電流リ
ード7間に生ずる。中間電極67と接続導体33とは一
体に形成してもよい。この場合も、ガス空間の一方の幅
は大きくならずライナも小さくて済む。なお、図6にお
ける空隙部90は2個であるが一般にN個並べてもよ
く、それによってN倍の起電力が得られる。
のガス空間からプラズマ流がそれぞれ空隙部90に入り
込むので電極66Aと中間電極67間、および中間電極
67と電極66B間に発生する起電力が重畳して電流リ
ード7間に生ずる。中間電極67と接続導体33とは一
体に形成してもよい。この場合も、ガス空間の一方の幅
は大きくならずライナも小さくて済む。なお、図6にお
ける空隙部90は2個であるが一般にN個並べてもよ
く、それによってN倍の起電力が得られる。
【0026】
【発明の効果】この発明は前述のように、電極対が絶縁
隔壁を介して複数対に分割され、各電極対が直列接続さ
れた。これにより、ガス空間側の断面を大きくすること
なしに起電力が高められるので装置を大幅に小形化する
ことができる。また、直列接続された複数の電極対が電
極の間隙長方向に並べられた。これによってもガス空間
側の断面の一方幅を大きくすることなしに起電力が高め
られるので装置を大幅に小形することができる。
隔壁を介して複数対に分割され、各電極対が直列接続さ
れた。これにより、ガス空間側の断面を大きくすること
なしに起電力が高められるので装置を大幅に小形化する
ことができる。また、直列接続された複数の電極対が電
極の間隙長方向に並べられた。これによってもガス空間
側の断面の一方幅を大きくすることなしに起電力が高め
られるので装置を大幅に小形することができる。
【0027】さらに、かかる構成において、直列接続さ
れた電極対のうち、導電接続される電極を一体に形成し
たことにより、電流リードから取り出す電流を増すこと
ができ装置の発電効率を高めることができる。
れた電極対のうち、導電接続される電極を一体に形成し
たことにより、電流リードから取り出す電流を増すこと
ができ装置の発電効率を高めることができる。
【図1】この発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を
示す断面図
示す断面図
【図2】この発明の異なる実施例にかかる爆薬発電機の
構成を示す断面図
構成を示す断面図
【図3】この発明のさらに異なる実施例かかる爆薬発電
機の構成を示す断面図
機の構成を示す断面図
【図4】図3のC−C断面図
【図5】図3のD−D断面図
【図6】この発明のさらに異なる実施例にかかる爆薬発
電機の構成を示す断面図
電機の構成を示す断面図
【図7】爆薬発電機の発電原理を説明する分解斜視図で
あり、(A)は動作前、(B)はプラズマ流の生成中、
(C)は発電中の爆薬発電機の状態を示す図
あり、(A)は動作前、(B)はプラズマ流の生成中、
(C)は発電中の爆薬発電機の状態を示す図
【図8】従来の爆薬発電機の構成を示す断面図
【図9】図8のA−A断面図
【図10】図8のB−B断面図
【図11】従来の異なる爆薬発電機の構成を示す断面図
61A,61B,62A,62B,63A,63B,6
4A,64B,6A,6B,66A,66B:電極、6
5,67:中間電極、1:ライナ、2:ガス空間、4:
起爆装置、3:爆薬、7:電流リード、9,90,9
1,92,93,94:空隙部、10:駒、11,1
2:ガス流通穴、13:保護板、15:ダイヤフラム、
16:プラズマ排気管、17:継鉄、19:永久磁石、
23:磁石装置、24,26:接続リード、25,2
9:絶縁隔壁、20,30,18,27,28,22,
31:絶縁体、14A,14B:ジョイント
4A,64B,6A,6B,66A,66B:電極、6
5,67:中間電極、1:ライナ、2:ガス空間、4:
起爆装置、3:爆薬、7:電流リード、9,90,9
1,92,93,94:空隙部、10:駒、11,1
2:ガス流通穴、13:保護板、15:ダイヤフラム、
16:プラズマ排気管、17:継鉄、19:永久磁石、
23:磁石装置、24,26:接続リード、25,2
9:絶縁隔壁、20,30,18,27,28,22,
31:絶縁体、14A,14B:ジョイント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 44/00
Claims (3)
- 【請求項1】爆薬を爆発させて得られるプラズマ流に磁
界をかけてパルス電流を発生させるものであって、一方
端に開口部を備え内部にガス空間を形成するライナと、
このライナの外側に沿って配され爆発することによって
ガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、ライナの反
開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿された起爆装
置と、ライナの開口部に隣接されガス空間からのプラズ
マが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に配されプラ
ズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる磁石装置
と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向および磁
界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方端が接続
され他方端が外部に引き出される電流リードとにより構
成されたものにおいて、電極対が空隙部とともに絶縁隔
壁を介して複数対に分割され、各電極対が直列接続され
てなることを特徴とする爆薬発電機。 - 【請求項2】爆薬を爆発させて得られるプラズマ流に磁
界をかけてパルス電流を発生させるものであって、一方
端に開口部を備え内部にガス空間を形成するライナと、
このライナの外側に沿って配され爆発することによって
ガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、ライナの反
開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿された起爆装
置と、ライナの開口部に隣接されガス空間からのプラズ
マが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に配されプラ
ズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる磁石装置
と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向および磁
界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方端が接続
され他方端が外部に引き出される電流リードとにより構
成されたものにおいて、電極対がその電極の間隙長方向
に複数対並べて配されるとともに直列接続され、かつ、
前記ガス空間が複数設けられるとともにこれらの複数の
ガス空間のそれぞれが前記の複数対の電極対の各電極間
の空隙部にそれぞれダイヤフラムを介して隣接するよう
にして配置されてなることを特徴とする爆薬発電機。 - 【請求項3】請求項2記載のものにおいて、直列接続さ
れた電極対のうち、導電接続される電極が一体に形成さ
れたことを特徴とする爆薬発電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10968393A JP3284660B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10968393A JP3284660B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06327224A JPH06327224A (ja) | 1994-11-25 |
JP3284660B2 true JP3284660B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=14516544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10968393A Expired - Fee Related JP3284660B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3284660B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015080700A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Ge Aviation Systems Llc | Generator for an aircraft |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP10968393A patent/JP3284660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06327224A (ja) | 1994-11-25 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |