JP3338408B2 - プラズマ破岩用電力衝撃セル - Google Patents
プラズマ破岩用電力衝撃セルInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ破岩システ
ムに関するものであり、より詳しくはプラズマ破岩シス
テムにおいて電気エネルギー供給を受けて反応を起こす
電極棒を改善した電力衝撃セルに関するものである。
ムに関するものであり、より詳しくはプラズマ破岩シス
テムにおいて電気エネルギー供給を受けて反応を起こす
電極棒を改善した電力衝撃セルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気エネルギーを利用した破岩は、よく
プラズマ破岩(Plasma Blasting)という名称で呼ばれて
おり、パルスパワーにより発生されたプラズマを利用し
て既存の火薬を用いた破岩を代替する技術である。
プラズマ破岩(Plasma Blasting)という名称で呼ばれて
おり、パルスパワーにより発生されたプラズマを利用し
て既存の火薬を用いた破岩を代替する技術である。
【０００３】プラズマ破岩は従来火薬を用いる方法に比
べてエネルギー効率が高く、岩石の飛散が少なく、相対
的に騷音も小さく、有害気体の発生がないために作業効
率を向上できる長所がある。
べてエネルギー効率が高く、岩石の飛散が少なく、相対
的に騷音も小さく、有害気体の発生がないために作業効
率を向上できる長所がある。
【０００４】プラズマ破岩に用いられる電極棒は電解物
質である反応物、反応物を貯蔵するカートリッジ、電極
等で形成される。
質である反応物、反応物を貯蔵するカートリッジ、電極
等で形成される。
【０００５】破岩しようとする岩石内に穿孔をして穿孔
内に反応物を充填したカートリッジを装着した電極棒を
挿入した後、大電力スイッチを通して大電流を電極棒に
供給するとカートリッジ内の反応物は大電流による抵抗
加熱によって非常に短い時間に高温高圧のプラズマ状態
になり、この際生じる圧力で岩石が破砕される。
内に反応物を充填したカートリッジを装着した電極棒を
挿入した後、大電力スイッチを通して大電流を電極棒に
供給するとカートリッジ内の反応物は大電流による抵抗
加熱によって非常に短い時間に高温高圧のプラズマ状態
になり、この際生じる圧力で岩石が破砕される。
【０００６】従来の電極棒は図1及び2に示されており図
1は、同軸形態の電極棒として参照符号10は内部電極で
あり、11は絶縁体、12、13は外部電極で80は電解物質で
ある。図2は、平行電線形態の電極棒を示したものであ
って、図1と異なりカートリッジ22内部で二電極21間に
電解物質80が位置している。
1は、同軸形態の電極棒として参照符号10は内部電極で
あり、11は絶縁体、12、13は外部電極で80は電解物質で
ある。図2は、平行電線形態の電極棒を示したものであ
って、図1と異なりカートリッジ22内部で二電極21間に
電解物質80が位置している。
【０００７】このような電極棒内の放電は電解物質を含
んだ電極部分の中、電界強度が最も強い所で起きて一度
放電が始まると抵抗が急激に低くなりここに大部分の大
電流が流れるようになる。
んだ電極部分の中、電界強度が最も強い所で起きて一度
放電が始まると抵抗が急激に低くなりここに大部分の大
電流が流れるようになる。
【０００８】現在用いられる電極棒のカートリッジ22は
その長さが約40cm程度で局部的に放電が起きて電流が流
れると電気エネルギーによる反応は局部的な反応にしか
ならなく、残り大部分は電気エネルギーによって誘導さ
れた化学反応により発生されたエネルギーにより反応を
したり、あるいは反応自体が起きない場合がある。
その長さが約40cm程度で局部的に放電が起きて電流が流
れると電気エネルギーによる反応は局部的な反応にしか
ならなく、残り大部分は電気エネルギーによって誘導さ
れた化学反応により発生されたエネルギーにより反応を
したり、あるいは反応自体が起きない場合がある。
【０００９】こういう理由でプラズマ破岩の特徴である
短いパルス圧力を具現するのに難点がある。特に多量の
反応物を利用した破岩作業の場合、全体反応物中効果的
に反応に寄与する量は制限されるのでシステム効率も低
くなる。
短いパルス圧力を具現するのに難点がある。特に多量の
反応物を利用した破岩作業の場合、全体反応物中効果的
に反応に寄与する量は制限されるのでシステム効率も低
くなる。
【００１０】また、電極棒の構造上電解物質を含むカー
トリッジ22と外部連結電線21が一体型になっているた
め、一度破岩作業後穿孔穴内に入っていった電極棒は廃
棄処分しなければならない。
トリッジ22と外部連結電線21が一体型になっているた
め、一度破岩作業後穿孔穴内に入っていった電極棒は廃
棄処分しなければならない。
【００１１】現在破岩作業時穿孔の深さは約1〜3mであ
り二つの電線を利用した電極棒の場合破岩作業後捨てら
れる廃電線による経済的損失は無視できない。
り二つの電線を利用した電極棒の場合破岩作業後捨てら
れる廃電線による経済的損失は無視できない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既存
プラズマ破岩装備に用いられた電極棒の短所を克服する
ために軸上反応物の多くの地点で同時点火が可能で、軸
の長さに関係ない衝撃時間を有する電力衝撃セルを提供
することである。
プラズマ破岩装備に用いられた電極棒の短所を克服する
ために軸上反応物の多くの地点で同時点火が可能で、軸
の長さに関係ない衝撃時間を有する電力衝撃セルを提供
することである。
【００１３】本発明の他の目的は、送電線と分離可能な
電力衝撃セルを提供することである。
電力衝撃セルを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、反応物が位置した空間の多くの所から点火
が起きるようにするために、多数個に分離された導体と
その導体間のギャップを不導体で連結した電力衝撃セル
を提供する。
に本発明は、反応物が位置した空間の多くの所から点火
が起きるようにするために、多数個に分離された導体と
その導体間のギャップを不導体で連結した電力衝撃セル
を提供する。
【００１５】また、本発明の他の側面では、送電線と脱
着可能に付着されたコネクタを利用して電力衝撃セルを
送電線に連結する構造を提供する。
着可能に付着されたコネクタを利用して電力衝撃セルを
送電線に連結する構造を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例を添付
された図面を参照して詳しく説明する。
された図面を参照して詳しく説明する。
【００１７】図3は、本発明の実施例による電力衝撃セ
ルの断面図であって、示したように電力衝撃セルはカー
トリッジ20を含んでおり、カートリッジ20は第1電線1と
連結された外部導体31と、第2電線2と連結された内部導
体30と連結されている。ここで外部導体31はカートリッ
ジ20と一体を形成して片端が開放されたシリンダ状であ
り、内部導体30は前記シリンダ上の外部導体31の概略ま
ん中軸方向に延設されている。
ルの断面図であって、示したように電力衝撃セルはカー
トリッジ20を含んでおり、カートリッジ20は第1電線1と
連結された外部導体31と、第2電線2と連結された内部導
体30と連結されている。ここで外部導体31はカートリッ
ジ20と一体を形成して片端が開放されたシリンダ状であ
り、内部導体30は前記シリンダ上の外部導体31の概略ま
ん中軸方向に延設されている。
【００１８】一方、カートリッジ20は前記シリンダ上の
開放された片端を遮って前記外部導体と一緒に閉鎖され
た空間を形成して内部に電解物質を充填させることがで
きる絶縁壁32を含んでいる。
開放された片端を遮って前記外部導体と一緒に閉鎖され
た空間を形成して内部に電解物質を充填させることがで
きる絶縁壁32を含んでいる。
【００１９】ここでシリンダ状の衝撃セルの概略まん中
軸方向に延設された内部導体30は多数個の切れ(以下"第
1導体37、第2導体38、第3導体39、第4導体40"という)に
分けられてある。
軸方向に延設された内部導体30は多数個の切れ(以下"第
1導体37、第2導体38、第3導体39、第4導体40"という)に
分けられてある。
【００２０】前記分離された各導体37、38、39、40間の
ギャップ33、34、35、36はMCナイロン(MC-nylon)や木等
のような不導体を用い、各ギャップの間隔は概略数mm程
度である。これら不導体は多様な方法で各導体37、38、
39、40を連結できることである。その例として不導体に
ねじ結合部を別途に形成してねじ結合により結合でき
る。
ギャップ33、34、35、36はMCナイロン(MC-nylon)や木等
のような不導体を用い、各ギャップの間隔は概略数mm程
度である。これら不導体は多様な方法で各導体37、38、
39、40を連結できることである。その例として不導体に
ねじ結合部を別途に形成してねじ結合により結合でき
る。
【００２１】一旦スイッチが作動すると電圧は内部導体
30と第1導体37間の第1ギャップ33に印加されて放電がお
きて、その後電圧は再び第2ギャップ34に印加されて放
電がおきる。この時、各放電がおきる時間遅延は全体反
応時間に比べて無視できるほど小さいので各ギャップで
同時に放電がおきると見ても差し支えない。
30と第1導体37間の第1ギャップ33に印加されて放電がお
きて、その後電圧は再び第2ギャップ34に印加されて放
電がおきる。この時、各放電がおきる時間遅延は全体反
応時間に比べて無視できるほど小さいので各ギャップで
同時に放電がおきると見ても差し支えない。
【００２２】一方、均一な放電を誘導するためにインダ
クタ41等を添加できる。
クタ41等を添加できる。
【００２３】前記のような放電は軸方向の多くの地点、
すなわち反応物の多くの領域で同時点火が可能なので既
存の１ケ所で点火する方法に比べて衝撃力を高めてお
り、軸の長さに関係ない衝撃時間を得ることができるこ
とになる。
すなわち反応物の多くの領域で同時点火が可能なので既
存の１ケ所で点火する方法に比べて衝撃力を高めてお
り、軸の長さに関係ない衝撃時間を得ることができるこ
とになる。
【００２４】本実施例は、また、一度用いて電極棒全体
を廃棄しなければならないという短所を克服するため
に、電力衝撃セルの電解物質が位置するカートリッジ部
分20と電線1、2間とを分離型に考案した。すなわち、カ
ートリッジの電極部分をバナナジャック形態に作って電
線1、2に圧着され固定されたコネクタ42を利用してカー
トリッジと連結する。
を廃棄しなければならないという短所を克服するため
に、電力衝撃セルの電解物質が位置するカートリッジ部
分20と電線1、2間とを分離型に考案した。すなわち、カ
ートリッジの電極部分をバナナジャック形態に作って電
線1、2に圧着され固定されたコネクタ42を利用してカー
トリッジと連結する。
【００２５】コネクタ42と電線を連結する方法に対して
は、図4（A）及び図4（B）にその例が示されており、コ
ネクタを電線に強制的に圧着して連結する方法と、圧着
プレート42aを用いてコネクタ42と電線1をスクリュー結
合する方法があり、作業の簡便のために図4（A）で提示
した方法が望ましいものである。
は、図4（A）及び図4（B）にその例が示されており、コ
ネクタを電線に強制的に圧着して連結する方法と、圧着
プレート42aを用いてコネクタ42と電線1をスクリュー結
合する方法があり、作業の簡便のために図4（A）で提示
した方法が望ましいものである。
【００２６】このような方法で電線とカートリッジは結
合が可能で、破岩後にはジャック部分を分離して電線
1、2とコネクタ42とを再び用いることができる。したが
って、破岩後カートリッジ部分20のみ交替して用いるこ
とによって破岩コストを減らすことができる。
合が可能で、破岩後にはジャック部分を分離して電線
1、2とコネクタ42とを再び用いることができる。したが
って、破岩後カートリッジ部分20のみ交替して用いるこ
とによって破岩コストを減らすことができる。
【００２７】一方、本発明による電力衝撃セルの形状は
軸の長さと関係ない衝撃時間を得ることができるという
長所のために、破岩現場の条件に合うように多様な形態
を取ることができ、図5は、図3の一部切開斜視図で、伝
導性カートリッジを装着した電力衝撃セルとして一般的
な破岩作業の場合に主に用いられる。
軸の長さと関係ない衝撃時間を得ることができるという
長所のために、破岩現場の条件に合うように多様な形態
を取ることができ、図5は、図3の一部切開斜視図で、伝
導性カートリッジを装着した電力衝撃セルとして一般的
な破岩作業の場合に主に用いられる。
【００２８】電流は中央電極を沿ってセルの端部分に伝
導された後、再び伝導性カートリッジを通してU字状の
電流パスを形成するようになり、この際、カートリッジ
50は外部導体31と一体であり、反応物を貯蔵する役割と
電極の役割を同時に遂行する。
導された後、再び伝導性カートリッジを通してU字状の
電流パスを形成するようになり、この際、カートリッジ
50は外部導体31と一体であり、反応物を貯蔵する役割と
電極の役割を同時に遂行する。
【００２９】図6は、絶縁性カートリッジを装着した電
力衝撃セルで岩石を貫通した破岩作業が効果的であるも
のと判断される時に適用可能な形態である。第1電線1と
第2電線2は向かい合う方向でカートリッジ51に接続さ
れ、この際、カートリッジ51は不導体を用いる。電流は
中央電極60を沿って流れるようになり、大部分既存の電
極棒が同軸形態の電極を有する電極棒である反面この実
施例は直線形態の電極を有して多数個の不導体61が一定
間隔ギャップを形成している。
力衝撃セルで岩石を貫通した破岩作業が効果的であるも
のと判断される時に適用可能な形態である。第1電線1と
第2電線2は向かい合う方向でカートリッジ51に接続さ
れ、この際、カートリッジ51は不導体を用いる。電流は
中央電極60を沿って流れるようになり、大部分既存の電
極棒が同軸形態の電極を有する電極棒である反面この実
施例は直線形態の電極を有して多数個の不導体61が一定
間隔ギャップを形成している。
【００３０】
【発明の効果】以上で説明したような本発明によると、
次のような効果がある。
次のような効果がある。
【００３１】すなわち、数個のギャップを有する電力衝
撃セルを用いて反応物の多くの領域で同時点火により既
存のものより衝撃力を高めており、軸の長さと関係ない
衝撃時間を得ることができるので破岩条件によってセル
の形状を最適化できる。
撃セルを用いて反応物の多くの領域で同時点火により既
存のものより衝撃力を高めており、軸の長さと関係ない
衝撃時間を得ることができるので破岩条件によってセル
の形状を最適化できる。
【００３２】また、電力衝撃セルをカートリッジと電線
間を分離できるように考案して破岩コストを減らすこと
ができる。
間を分離できるように考案して破岩コストを減らすこと
ができる。
【００３３】前記で本発明による望ましい実施例を説明
したが、本発明の精神を外れなく多様な変化と変形が可
能なことであるが、これはすべて本発明の権利範囲に属
することは添付された請求範囲を通して分かることであ
る。
したが、本発明の精神を外れなく多様な変化と変形が可
能なことであるが、これはすべて本発明の権利範囲に属
することは添付された請求範囲を通して分かることであ
る。
【００３４】例えば、本発明でギャップにより区分され
る導体の個数は制限していなく、ギャップを形成する不
導体と、電解物質とを特定していなく、これらを多様に
することができるが、これは本発明の範囲に属すること
は明白である。
る導体の個数は制限していなく、ギャップを形成する不
導体と、電解物質とを特定していなく、これらを多様に
することができるが、これは本発明の範囲に属すること
は明白である。
【図1】従来のプラズマ破岩用電極棒の概略断面図であ
る。
る。
【図２】従来のプラズマ破岩用電極棒の概略断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の一実施例による電力衝撃セルの概略断
面図である。
面図である。
【図4】（Ａ）は、図3のコネクタを送電線に結合させる
一例を示した概略斜視図、（B）は、図4（A）と類似な
図面で他の例を示した概略斜視図である。
一例を示した概略斜視図、（B）は、図4（A）と類似な
図面で他の例を示した概略斜視図である。
【図5】図3の電力衝撃セルの一部切開斜視図である。
【図6】本発明の他の実施例を示した一部切開斜視図で
ある。
ある。
30 内部導体 31 外部導体 33、34、35、36 不導体が形成するギャップ 37、38、39、40 導体 42 コネクタ 60 中央電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リ カン オク チュゴンアパート 605−406 サンゲ７ ドン ノウォンク ソウル 大韓民国 (72)発明者 キム チョル ヨン チュゴンアパート 109−1202 クムジ ュンドン クンポ キョンギド 大韓民 国 (72)発明者 チョン キョン ジェ デバンパンベ ビラ 101 パンベ３ド ン 994−４ ソッチョク ソウル 大 韓民国 (56)参考文献 特開 平９−29733（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21C 37/18 H05H 1/34
Claims (4)
- 【請求項１】 複数個の導体を含み、前記複数個の導体
は不導体により連続的にギャップを形成しながら連結さ
れており、高電圧が印加される第1電極と、前記第1電極
に所定間隔離隔されて位置した第2電極と、前記第1、2
電極の一部を相互絶縁されるように受容し、内部に電解
物質が充填されて密閉されているカートリッジを含んで
おり、前記第1電極に高電圧が印加されると前記複数個
の導体は前記ギャップを通して同時に放電され、前記カ
ートリッジ内部の多くの領域で放電されるようにして衝
撃力を増大させることができることを特徴とする電力衝
撃セル。 - 【請求項２】 前記カートリッジは前記第2電極と一体
で片端が開放されたシリンダ状の伝導体部分と、前記伝
導体部分の片端を遮って閉鎖させながら前記第1電極と
前記伝導体部分を絶縁させる絶縁部を含んでいることを
特徴とする請求項1に記載の電力衝撃セル。 - 【請求項３】 前記第1電極と第2電極は相互向かい合う
方向で前記カートリッジ内部に引き込まれることを特徴
とする請求項1に記載の電力衝撃セル。 - 【請求項４】 外部送電線に連結されたコネクタと、前
記第1、2電極と前記コネクタと着脱可能に連結できるジ
ャックをさらに含んでおり、用いられたカートリッジを
分離できることを特徴とする請求項1、２又は３に記載
の電力衝撃セル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR99-6821 | 1999-03-02 | ||
| KR1019990006821A KR100308081B1 (ko) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 플라즈마파암용 전력충격쎌 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248873A JP2000248873A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3338408B2 true JP3338408B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=19575358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24002299A Expired - Fee Related JP3338408B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-08-26 | プラズマ破岩用電力衝撃セル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6457778B1 (ja) |
| EP (1) | EP1033551A3 (ja) |
| JP (1) | JP3338408B2 (ja) |
| KR (1) | KR100308081B1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1375004A4 (en) * | 2001-04-06 | 2005-03-16 | Sumitomo Electric Industries | ELECTRODE FOR MILLING APPARATUS AND MILLING APPARATUS |
| JP2002355574A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 破砕装置用電極、破砕装置および破砕方法 |
| JP4887574B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2012-02-29 | 株式会社熊谷組 | 破砕装置用電極および破砕装置 |
| JP4783937B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2011-09-28 | 株式会社熊谷組 | 破砕装置用電極の製造方法 |
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