JPH07235362A - 高電圧球ギャップ放電スイッチ、高電圧パルス発生回路及び高電圧放電スイッチング方法 - Google Patents
高電圧球ギャップ放電スイッチ、高電圧パルス発生回路及び高電圧放電スイッチング方法Info
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- JPH07235362A JPH07235362A JP6022265A JP2226594A JPH07235362A JP H07235362 A JPH07235362 A JP H07235362A JP 6022265 A JP6022265 A JP 6022265A JP 2226594 A JP2226594 A JP 2226594A JP H07235362 A JPH07235362 A JP H07235362A
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- gap
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- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/14—Adaptation for built-in safety spark gaps
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- H—ELECTRICITY
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T1/00—Details of spark gaps
- H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap
- H01T1/22—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap by the shape or the composition of the electrodes
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- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な構成で、高電圧パルスの波形を安定さ
せ、耐久性を高める。 【構成】 高電圧ギャップ放電スイッチは、１対の球電
極１と突出部２とブロアー５とを備えている。球電極１
は、放電間隙を隔てて相対向している。突出部２は、球
電極１の互いに向き合う両頂部に一体に設けられてお
り、球電極１の径の１／１００〜１／８倍の突出長でか
つ１／１００〜１／１０倍の外径を有している。ブロア
ー５は、火花放電の発生によって突出部２に生じる生成
物を排出するための気流を引き起こすためのものであ
る。ブロアー５は、放電間隙に風速０．５〜２５ｍ／ｓ
ｅｃ・ＫＷで空気を供給する。
せ、耐久性を高める。 【構成】 高電圧ギャップ放電スイッチは、１対の球電
極１と突出部２とブロアー５とを備えている。球電極１
は、放電間隙を隔てて相対向している。突出部２は、球
電極１の互いに向き合う両頂部に一体に設けられてお
り、球電極１の径の１／１００〜１／８倍の突出長でか
つ１／１００〜１／１０倍の外径を有している。ブロア
ー５は、火花放電の発生によって突出部２に生じる生成
物を排出するための気流を引き起こすためのものであ
る。ブロアー５は、放電間隙に風速０．５〜２５ｍ／ｓ
ｅｃ・ＫＷで空気を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ、特に、火花
放電の発生により作動する高電圧球ギャップ放電スイッ
チに関する。
放電の発生により作動する高電圧球ギャップ放電スイッ
チに関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−６６８７８号公報には、対
向する１対の電極の他にトリガー電極を用い、放電空間
にガス媒体を供給・循環する構成が示されている。しか
し、この構成では、トリガー用の補助回路が必須であ
り、装置の構成が複雑になる。特開昭５８−３５８８７
号公報には、１対の球電極の１つに、出没可能な別体の
突出部を付ける始動ギャップ装置が示されている。しか
し、この装置では、電圧が数百ＫＶの範囲で動作再現性
に欠け、しかも、電極の消耗が大きいため長期間の運転
に問題がある。
向する１対の電極の他にトリガー電極を用い、放電空間
にガス媒体を供給・循環する構成が示されている。しか
し、この構成では、トリガー用の補助回路が必須であ
り、装置の構成が複雑になる。特開昭５８−３５８８７
号公報には、１対の球電極の１つに、出没可能な別体の
突出部を付ける始動ギャップ装置が示されている。しか
し、この装置では、電圧が数百ＫＶの範囲で動作再現性
に欠け、しかも、電極の消耗が大きいため長期間の運転
に問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡易
な構成で、高電圧パルス波形の安定性と耐久性とを実現
することにある。
な構成で、高電圧パルス波形の安定性と耐久性とを実現
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る放電スイッ
チは、火花放電の発生により作動する高電圧球ギャップ
放電スイッチである。このスイッチは、１対の球電極と
突出部と気流発生部とを備えている。前記球電極は、放
電間隙を隔てて相対向している。前記突出部は、前記球
電極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられており、
前記球電極の径の１／１００〜１／８倍の突出長でかつ
１／１００〜１／１０倍の外径を有している。前記気流
発生部は、火花放電の発生によって前記突出部上に生じ
る生成物を排出するための気流を引き起こすためのもの
である。
チは、火花放電の発生により作動する高電圧球ギャップ
放電スイッチである。このスイッチは、１対の球電極と
突出部と気流発生部とを備えている。前記球電極は、放
電間隙を隔てて相対向している。前記突出部は、前記球
電極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられており、
前記球電極の径の１／１００〜１／８倍の突出長でかつ
１／１００〜１／１０倍の外径を有している。前記気流
発生部は、火花放電の発生によって前記突出部上に生じ
る生成物を排出するための気流を引き起こすためのもの
である。
【０００５】なお、前記気流発生部は、前記放電間隙に
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給するの
が好ましい。さらに、風速３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで
空気を供給するのが好ましい。さらに、風速５ｍ／ｓｅ
ｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給す
るのが好ましい。前記球電極は中空金属からなるのが好
ましい。また、前記１対の球電極の中心を結ぶ線と交差
させる方向に気流を発生させるための１対の通風口が設
けられている、前記球電極を収納する絶縁ケースをさら
に備えているのが好ましい。さらに、前記通風口は、そ
の中心を結ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記
球電極間の中央で交わるように配置されているのが好ま
しい。さらに、送風側の前記通風口が前記球電極の外径
の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側の前記通風口
が送風側の前記通風口以上の直径を有しているのが好ま
しい。
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給するの
が好ましい。さらに、風速３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで
空気を供給するのが好ましい。さらに、風速５ｍ／ｓｅ
ｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給す
るのが好ましい。前記球電極は中空金属からなるのが好
ましい。また、前記１対の球電極の中心を結ぶ線と交差
させる方向に気流を発生させるための１対の通風口が設
けられている、前記球電極を収納する絶縁ケースをさら
に備えているのが好ましい。さらに、前記通風口は、そ
の中心を結ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記
球電極間の中央で交わるように配置されているのが好ま
しい。さらに、送風側の前記通風口が前記球電極の外径
の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側の前記通風口
が送風側の前記通風口以上の直径を有しているのが好ま
しい。
【０００６】前記球電極間の間隔を変更するための放電
間隙調整装置を更に備えているのが好ましい。本発明に
係る高電圧パルス発生回路は、容量性負荷に供給するた
めの電力を一時的に蓄積するための充放電手段と、前記
充放電手段に蓄積された電力を前記容量性負荷に供給す
るためのギャップ放電スイッチと、前記容量性負荷への
電力供給時に高電圧パルス状で供給するための共振手段
とを備えている。前記ギャップ放電スイッチは、放電間
隙を隔てて相対向する１対の球電極と、前記球電極の互
いに向き合う両頂部に一体に設けられた、前記球電極の
径の１／１００〜１／８倍の突出長でかつ１／１００〜
１／１０倍の外径を有する突出部と、火花放電の発生に
よって前記突出部上に生じる生成物を排出するための気
流を引き起こす気流発生部とを有している。
間隙調整装置を更に備えているのが好ましい。本発明に
係る高電圧パルス発生回路は、容量性負荷に供給するた
めの電力を一時的に蓄積するための充放電手段と、前記
充放電手段に蓄積された電力を前記容量性負荷に供給す
るためのギャップ放電スイッチと、前記容量性負荷への
電力供給時に高電圧パルス状で供給するための共振手段
とを備えている。前記ギャップ放電スイッチは、放電間
隙を隔てて相対向する１対の球電極と、前記球電極の互
いに向き合う両頂部に一体に設けられた、前記球電極の
径の１／１００〜１／８倍の突出長でかつ１／１００〜
１／１０倍の外径を有する突出部と、火花放電の発生に
よって前記突出部上に生じる生成物を排出するための気
流を引き起こす気流発生部とを有している。
【０００７】本発明に係る高電圧球ギャップ放電方法
は、放電間隙を隔てて相対向する１対の球電極と、前記
球電極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられた突出
部と、火花放電の発生によって前記突出部上に生じる生
成物を排出するための気流を引き起こす気流発生部とを
備えた高電圧球ギャップ放電スイッチを準備する行程
と、前記気流発生部により、前記放電間隙に風速０．５
〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程と、前記
球電極間に高電圧を印加する行程と、を含んでいる。
は、放電間隙を隔てて相対向する１対の球電極と、前記
球電極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられた突出
部と、火花放電の発生によって前記突出部上に生じる生
成物を排出するための気流を引き起こす気流発生部とを
備えた高電圧球ギャップ放電スイッチを準備する行程
と、前記気流発生部により、前記放電間隙に風速０．５
〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程と、前記
球電極間に高電圧を印加する行程と、を含んでいる。
【０００８】なお、前記空気を供給する行程は、風速３
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程であるの
がさらに好ましい。さらに、前記空気を供給する行程
は、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ
未満で空気を供給する行程であるのが好ましい。前記突
出部は、前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突
出長と、球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形
とを有しているのが好ましい。
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程であるの
がさらに好ましい。さらに、前記空気を供給する行程
は、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ
未満で空気を供給する行程であるのが好ましい。前記突
出部は、前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突
出長と、球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形
とを有しているのが好ましい。
【０００９】また、前記気流発生部による空気供給風速
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含むの
が好ましい。
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含むの
が好ましい。
【００１０】
【作用】本発明に係る高電圧球ギャップ放電スイッチで
は、１対の球電極に突出部が一体に設けられている。こ
こに不平等電界が集中し、高電圧下でコロナ放電が発生
する。すなわち、放電発生位置および放電到達位置がこ
の突出部に特定される。また、気流発生部により引き起
こされた気流が、突出部上に生成したイオンや金属微粒
子等を排除する。これによって、放電路がほぼ特定化さ
れるとともに、放電間隙の環境が一定状態に維持される
ので、簡易な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、
耐久性を高めることができる。
は、１対の球電極に突出部が一体に設けられている。こ
こに不平等電界が集中し、高電圧下でコロナ放電が発生
する。すなわち、放電発生位置および放電到達位置がこ
の突出部に特定される。また、気流発生部により引き起
こされた気流が、突出部上に生成したイオンや金属微粒
子等を排除する。これによって、放電路がほぼ特定化さ
れるとともに、放電間隙の環境が一定状態に維持される
ので、簡易な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、
耐久性を高めることができる。
【００１１】なお、前記気流発生部が、前記放電間隙に
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場
合には、前記作用がより顕著になる。さらに、風速３〜
２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場合には、前記
作用がより顕著になる。さらに、風速５ｍ／ｓｅｃ・Ｋ
Ｗ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する場合
には、前記作用がより顕著になる。
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場
合には、前記作用がより顕著になる。さらに、風速３〜
２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場合には、前記
作用がより顕著になる。さらに、風速５ｍ／ｓｅｃ・Ｋ
Ｗ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する場合
には、前記作用がより顕著になる。
【００１２】前記球電極が中空金属からなる場合には、
前記作用がより顕著になる。また、前記１対の球電極の
中心を結ぶ線と交差させる方向に気流を発生させるため
の１対の通風口が設けられている、前記球電極を収納す
る絶縁ケースをさらに備えている場合には、前記作用が
より顕著になる。さらに、前記通風口が、その中心を結
ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記球電極間の
中央で交わるように配置されている場合には、前記作用
がより顕著になる。さらに、送風側の前記通風口が前記
球電極の外径の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側
の前記通風口が送風側の前記通風口以上の直径を有して
いる場合には、前記作用がより顕著になる。
前記作用がより顕著になる。また、前記１対の球電極の
中心を結ぶ線と交差させる方向に気流を発生させるため
の１対の通風口が設けられている、前記球電極を収納す
る絶縁ケースをさらに備えている場合には、前記作用が
より顕著になる。さらに、前記通風口が、その中心を結
ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記球電極間の
中央で交わるように配置されている場合には、前記作用
がより顕著になる。さらに、送風側の前記通風口が前記
球電極の外径の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側
の前記通風口が送風側の前記通風口以上の直径を有して
いる場合には、前記作用がより顕著になる。
【００１３】前記球電極間の間隔を変更するための放電
間隙調整装置を更に備えている場合には、前記作用がよ
り顕著になる。本発明に係る高電圧パルス発生回路で
は、まず、充放電手段に電力が一時的に蓄積される。次
に、ギャップ放電スイッチが放電を行うことで、前記充
放電手段に蓄積された電力が前記容量性負荷に供給され
る。このとき、共振手段が作用して、供給電力を高電圧
パルス状にする。
間隙調整装置を更に備えている場合には、前記作用がよ
り顕著になる。本発明に係る高電圧パルス発生回路で
は、まず、充放電手段に電力が一時的に蓄積される。次
に、ギャップ放電スイッチが放電を行うことで、前記充
放電手段に蓄積された電力が前記容量性負荷に供給され
る。このとき、共振手段が作用して、供給電力を高電圧
パルス状にする。
【００１４】前記ギャップスイッチの放電時には、１対
の球電極に一体に設けられた突出部に不平等電界が集中
し、放電発生位置および放電到達位置がこの突出部に特
定される。また、気流発生部により引き起こされた気流
が、突出部上に生成したイオンや金属微粒子等を排除す
る。これによって、放電路がほぼ特定化されるととも
に、放電間隙の環境が一定状態に維持されるので、簡易
な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、耐久性を高
めることができる。
の球電極に一体に設けられた突出部に不平等電界が集中
し、放電発生位置および放電到達位置がこの突出部に特
定される。また、気流発生部により引き起こされた気流
が、突出部上に生成したイオンや金属微粒子等を排除す
る。これによって、放電路がほぼ特定化されるととも
に、放電間隙の環境が一定状態に維持されるので、簡易
な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、耐久性を高
めることができる。
【００１５】本発明に係る高電圧球ギャップ放電方法で
は、１対の球電極に一体に設けられた突出部に不平等電
界が集中し、放電発生位置および放電到達位置がこの突
出部に特定される。また、気流発生部により引き起こさ
れた気流が、突出部上に生成したイオンや金属微粒子等
を排除する。これによって、放電路がほぼ特定化される
とともに、放電間隙の環境が一定状態に維持されるの
で、簡易な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、耐
久性を高めることができる。
は、１対の球電極に一体に設けられた突出部に不平等電
界が集中し、放電発生位置および放電到達位置がこの突
出部に特定される。また、気流発生部により引き起こさ
れた気流が、突出部上に生成したイオンや金属微粒子等
を排除する。これによって、放電路がほぼ特定化される
とともに、放電間隙の環境が一定状態に維持されるの
で、簡易な構成で、高電圧パルスの波形を安定させ、耐
久性を高めることができる。
【００１６】なお、前記空気を供給する行程が、風速３
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程である場
合には、前記作用がより顕著になる。さらに、前記空気
を供給する行程が、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ
／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する行程である場合に
は、前記作用がより顕著になる。また、前記突出部が、
前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突出長と、
球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形とを有し
ている場合には、前記作用がより顕著になる。
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程である場
合には、前記作用がより顕著になる。さらに、前記空気
を供給する行程が、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ
／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する行程である場合に
は、前記作用がより顕著になる。また、前記突出部が、
前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突出長と、
球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形とを有し
ている場合には、前記作用がより顕著になる。
【００１７】また、前記気流発生部による空気供給風速
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含む場
合には、それぞれ前記作用がより顕著になる。
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含む場
合には、それぞれ前記作用がより顕著になる。
【００１８】
【実施例】本発明に係るギャップ放電スイッチの一例を
示す図１において、このギャップ放電スイッチＧＳは、
たとえば外径２００ｍｍの中空金属からなる１対の球電
極１を備えている。この球電極１は、中実であってもよ
い。ただし、球電極１を支える後述の絶縁ケース４の構
造を簡素にするため、球電極１は軽量な中空球形のもの
が好ましい。
示す図１において、このギャップ放電スイッチＧＳは、
たとえば外径２００ｍｍの中空金属からなる１対の球電
極１を備えている。この球電極１は、中実であってもよ
い。ただし、球電極１を支える後述の絶縁ケース４の構
造を簡素にするため、球電極１は軽量な中空球形のもの
が好ましい。
【００１９】前記球電極１の対向する先端部には、それ
ぞれ突出部２が一体に設けられている。図上側の球電極
１は高電圧印加側であり、上端に高電圧ターミナル１ａ
が設けられている。図下側の球電極２はアース側であ
り、下端にアースターミナル１ｂが設けられている。な
お、球電極１の中心と突出部２とターミナル１ａ，１ｂ
とは、一直線上に配置されている。
ぞれ突出部２が一体に設けられている。図上側の球電極
１は高電圧印加側であり、上端に高電圧ターミナル１ａ
が設けられている。図下側の球電極２はアース側であ
り、下端にアースターミナル１ｂが設けられている。な
お、球電極１の中心と突出部２とターミナル１ａ，１ｂ
とは、一直線上に配置されている。
【００２０】突出部２の形状は、球電極１の球面から突
出する形状であれば特に制限はない。たとえば、円柱
状、円錐状、多角錐状またはキャップ状の形状が好まし
い。突出部２の突出長は球電極１の外径の１／１００〜
１／８倍であり、突出部２の外径は球電極１の外径の１
／１００〜１／１０倍である。両ターミナル１ａ，１ｂ
は棒状であり、丸棒または角棒のいずれの形状でもよ
い。棒の外径および長さについては、特に制限はない
が、装置の操作性を考慮すると、棒の外径は球電極径の
１／２０〜１／５倍が好ましく、長さは球電極径の３／
２０〜１／２倍が好ましい。
出する形状であれば特に制限はない。たとえば、円柱
状、円錐状、多角錐状またはキャップ状の形状が好まし
い。突出部２の突出長は球電極１の外径の１／１００〜
１／８倍であり、突出部２の外径は球電極１の外径の１
／１００〜１／１０倍である。両ターミナル１ａ，１ｂ
は棒状であり、丸棒または角棒のいずれの形状でもよ
い。棒の外径および長さについては、特に制限はない
が、装置の操作性を考慮すると、棒の外径は球電極径の
１／２０〜１／５倍が好ましく、長さは球電極径の３／
２０〜１／２倍が好ましい。
【００２１】球電極１の材質は、繰り返される放電によ
る消耗に耐えうる金属であればよく、たとえば、ステン
レス、銅およびアルミニウム等の金属元素から構成され
る。また、突出部２の材質は、電気接点用合金として使
用されるものであれば特に制限はなく、たとえば、ステ
ンレス、銅およびタングステン等から選ばれる金属を主
成分とする材質が挙げられる。
る消耗に耐えうる金属であればよく、たとえば、ステン
レス、銅およびアルミニウム等の金属元素から構成され
る。また、突出部２の材質は、電気接点用合金として使
用されるものであれば特に制限はなく、たとえば、ステ
ンレス、銅およびタングステン等から選ばれる金属を主
成分とする材質が挙げられる。
【００２２】球電極１は、高印加電圧に耐えうる絶縁ケ
ース４内に配置されている。この球電極１は、ターミナ
ル１ａ，１ｂが絶縁ケース４に固定されることで、絶縁
ケース４に支持され、かつ囲まれている。絶縁ケース４
に使用される材質は、絶縁物であれば特に制限はなく、
たとえば、ベーク、塩化ビニル、アクリル樹脂、ＦＲＰ
等を挙げることができる。
ース４内に配置されている。この球電極１は、ターミナ
ル１ａ，１ｂが絶縁ケース４に固定されることで、絶縁
ケース４に支持され、かつ囲まれている。絶縁ケース４
に使用される材質は、絶縁物であれば特に制限はなく、
たとえば、ベーク、塩化ビニル、アクリル樹脂、ＦＲＰ
等を挙げることができる。
【００２３】絶縁ケース４には、両電極１の中心を結ぶ
線と直角の方向に気流を発生させるための１対の通風口
４ａ，４ｂが設けられている。両通風口４ａ，４ｂの中
心を結ぶ直線が両球電極１の中心を結ぶ直線と両球電極
１間の中央で交わるように、通風口４ａ，４ｂが配置さ
れているのが好ましい。送風側の通風口４ａ（図左側）
の径は、球電極１の外径の１／４〜３／４倍であるのが
好ましい。排気側の通風口４ｂ（図右側）の径は、通風
口４ａと同等またはそれ以上の大きさがよい。
線と直角の方向に気流を発生させるための１対の通風口
４ａ，４ｂが設けられている。両通風口４ａ，４ｂの中
心を結ぶ直線が両球電極１の中心を結ぶ直線と両球電極
１間の中央で交わるように、通風口４ａ，４ｂが配置さ
れているのが好ましい。送風側の通風口４ａ（図左側）
の径は、球電極１の外径の１／４〜３／４倍であるのが
好ましい。排気側の通風口４ｂ（図右側）の径は、通風
口４ａと同等またはそれ以上の大きさがよい。
【００２４】通風口４ａは、回転数制御機能付きのブロ
アー５のエア吹き出し部に接続されている。また、通風
口４ｂは大気に解放されている。ブロアー５としては、
たとえば、比較的静圧の高いターボファン及びリミット
ファンが挙げられる。ブロアー５に代えて排気装置を用
いることもできる。この場合には、排気装置が通風口４
ｂに接続される。排気装置としては、たとえば、比較的
静圧の低いシロコファンが挙げられる。
アー５のエア吹き出し部に接続されている。また、通風
口４ｂは大気に解放されている。ブロアー５としては、
たとえば、比較的静圧の高いターボファン及びリミット
ファンが挙げられる。ブロアー５に代えて排気装置を用
いることもできる。この場合には、排気装置が通風口４
ｂに接続される。排気装置としては、たとえば、比較的
静圧の低いシロコファンが挙げられる。
【００２５】アースターミナル１ｂは、絶縁ケース４の
外側に配置された放電間隙調整装置３に接続されてい
る。この調整装置３は、アースターミナル１ｂを上下さ
せることで、突出部２間の放電間隙をほぼ０から球電極
径とほぼ等しい寸法まで調節することができる。調整装
置３は、たとえば手動ジャッキである。また、調整装置
３として、圧縮空気または油圧によって上下移動するシ
リンダーを用いてもよい。なお、両球電極１に各別の調
整装置３を連結する構成としても良い。
外側に配置された放電間隙調整装置３に接続されてい
る。この調整装置３は、アースターミナル１ｂを上下さ
せることで、突出部２間の放電間隙をほぼ０から球電極
径とほぼ等しい寸法まで調節することができる。調整装
置３は、たとえば手動ジャッキである。また、調整装置
３として、圧縮空気または油圧によって上下移動するシ
リンダーを用いてもよい。なお、両球電極１に各別の調
整装置３を連結する構成としても良い。
【００２６】この調整装置３により、球電極１の外径と
最小放電間隙とがほぼ等しくなるように設定される。た
とえば、球電極１に印加される最大電圧が約１７５ＫＶ
であり、球電極１の外径が２００ｍｍである場合には、
放電間隙は１４０〜２００ｍｍに設定される。ギャップ
放電スイッチＧＳは、図２の高電圧パルス発生回路５０
に組み込まれている。ここでは、直流電源５１の出力側
に、直列に接続された保護抵抗５２及び充放電コンデン
サー５３とを介して、容量性負荷５４が接続されてい
る。また、容量性負荷５４と並列に負荷抵抗５６が配置
されている。
最小放電間隙とがほぼ等しくなるように設定される。た
とえば、球電極１に印加される最大電圧が約１７５ＫＶ
であり、球電極１の外径が２００ｍｍである場合には、
放電間隙は１４０〜２００ｍｍに設定される。ギャップ
放電スイッチＧＳは、図２の高電圧パルス発生回路５０
に組み込まれている。ここでは、直流電源５１の出力側
に、直列に接続された保護抵抗５２及び充放電コンデン
サー５３とを介して、容量性負荷５４が接続されてい
る。また、容量性負荷５４と並列に負荷抵抗５６が配置
されている。
【００２７】保護抵抗５２と充放電コンデンサー５３と
の間には、インダクタンス５５を介して、ギャップ放電
スイッチＧＳの高電圧ターミナル１ａが接続されてい
る。ギャップ放電スイッチＧＳのアースターミナル１ｂ
は、容量性負荷５４及び負荷抵抗５５とともに接地され
ている。次に、上述の実施例の動作を説明する。
の間には、インダクタンス５５を介して、ギャップ放電
スイッチＧＳの高電圧ターミナル１ａが接続されてい
る。ギャップ放電スイッチＧＳのアースターミナル１ｂ
は、容量性負荷５４及び負荷抵抗５５とともに接地され
ている。次に、上述の実施例の動作を説明する。
【００２８】電源５１の電圧が上昇すると、やがてギャ
ップ放電スイッチＧＳの球電極１間に火花放電が発生し
て、ギャップ間が短絡する。この結果、両電極１間の電
位が零に急変し、放電路が消滅して遮断状態になる。こ
の間、充放電コンデンサー５３に蓄積されていた電荷
は、電位の急変によって瞬時に負荷側に進み、インダク
タンス５５、負荷抵抗５２および充放電コンデンサー５
３の回路定数で定まる共振現象によって高電圧パルスが
発生し、容量性負荷５４に印加される。
ップ放電スイッチＧＳの球電極１間に火花放電が発生し
て、ギャップ間が短絡する。この結果、両電極１間の電
位が零に急変し、放電路が消滅して遮断状態になる。こ
の間、充放電コンデンサー５３に蓄積されていた電荷
は、電位の急変によって瞬時に負荷側に進み、インダク
タンス５５、負荷抵抗５２および充放電コンデンサー５
３の回路定数で定まる共振現象によって高電圧パルスが
発生し、容量性負荷５４に印加される。
【００２９】ここで、火花放電は瞬時に遮断されること
が必要である。火花放電を長時間続けると、直流電源５
１の出力が短絡してしまい、満足な電源供給が行われず
にパルス発生が停止する。この理由から、保護抵抗５０
の抵抗値は、短絡が続いた場合でも、定格電流値以下に
保つのに十分な大きさの値が必要であり、これによって
電源５１は保護される。
が必要である。火花放電を長時間続けると、直流電源５
１の出力が短絡してしまい、満足な電源供給が行われず
にパルス発生が停止する。この理由から、保護抵抗５０
の抵抗値は、短絡が続いた場合でも、定格電流値以下に
保つのに十分な大きさの値が必要であり、これによって
電源５１は保護される。
【００３０】上述の放電動作においては、両突出部２の
先端に不平等電界が集中し、電圧上昇にともなって、両
突出部２間で確実に火花放電が発生する。これらのこと
から、球電極１のみの場合よりも、突出部２が設けられ
ている方が、火花放電がより再現性良く安定して発生す
る。一方、突出部２は球電極１に一体に形成されている
ので、構成は簡素である。
先端に不平等電界が集中し、電圧上昇にともなって、両
突出部２間で確実に火花放電が発生する。これらのこと
から、球電極１のみの場合よりも、突出部２が設けられ
ている方が、火花放電がより再現性良く安定して発生す
る。一方、突出部２は球電極１に一体に形成されている
ので、構成は簡素である。
【００３１】この高電圧球ギャップ放電スイッチＧＳで
は、突出部２にイオンや金属微粒子等の生成物が特定的
に発生するため、これらの生成物を効率よく排出可能で
ある。生成物の排除にあたっては、放電間隙に空気を風
速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで供給するのが好まし
い。これは、以下の理由による。放電間隙が一定の条件
では、供給空気の風速が低い場合、火花放電路が遮断さ
れにくい傾向がある。この結果、パルス波高値が低下
し、パルス繰り返し周波数は高くなり、十分に電圧が上
昇した後の火花放電が得られ難い。こうした状態では、
安定制御は不可能であり、著しい場合は遮断不可能にな
る。逆に、供給空気の風速が必要以上に高い場合は、パ
ルス波高値は十分に高くなるが、満足できるパルス繰り
返し周波数とはならず、極端な場合は、火花放電が発生
しない状態となる。このような理由から、供給空気の風
速が０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷの範囲が好ましいの
である。ただし、空気供給用装置のコストを考慮すれ
ば、風速３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで供給するのがさら
に好ましい。
は、突出部２にイオンや金属微粒子等の生成物が特定的
に発生するため、これらの生成物を効率よく排出可能で
ある。生成物の排除にあたっては、放電間隙に空気を風
速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで供給するのが好まし
い。これは、以下の理由による。放電間隙が一定の条件
では、供給空気の風速が低い場合、火花放電路が遮断さ
れにくい傾向がある。この結果、パルス波高値が低下
し、パルス繰り返し周波数は高くなり、十分に電圧が上
昇した後の火花放電が得られ難い。こうした状態では、
安定制御は不可能であり、著しい場合は遮断不可能にな
る。逆に、供給空気の風速が必要以上に高い場合は、パ
ルス波高値は十分に高くなるが、満足できるパルス繰り
返し周波数とはならず、極端な場合は、火花放電が発生
しない状態となる。このような理由から、供給空気の風
速が０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷの範囲が好ましいの
である。ただし、空気供給用装置のコストを考慮すれ
ば、風速３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで供給するのがさら
に好ましい。
【００３２】供給空気の風速および放電間隙は、パルス
波高値、パルス繰り返し周波数に大きな影響を及ぼす。
放電間隙の調節のみでは、長時間にわたって、パルス波
高値およびパルス繰り返し周波数の安定維持した高電圧
パルスを得ることはできない。高電圧球ギャップ放電ス
イッチＧＳを安定状態に制御するには、突出部２に発生
したイオン、金属微粒子等を排出する空気の適切な供給
が不可欠となる。
波高値、パルス繰り返し周波数に大きな影響を及ぼす。
放電間隙の調節のみでは、長時間にわたって、パルス波
高値およびパルス繰り返し周波数の安定維持した高電圧
パルスを得ることはできない。高電圧球ギャップ放電ス
イッチＧＳを安定状態に制御するには、突出部２に発生
したイオン、金属微粒子等を排出する空気の適切な供給
が不可欠となる。
【００３３】なお、この高電圧球ギャップ放電スイッチ
ＧＳを採用した高電圧パルス発生回路５０は、長時間か
つ連続的に高電圧パルスを安価に生成するできるため、
各種工業的用途に利用できる。たとえば、プラスチック
の表面改質を目的としたプラズマ発生装置に利用でき
る。 ［実験例］実験１ 図１の装置を用いて実験を行った。ただし、球電極１は
外径２００ｍｍの中空金属からなるものであり、突出部
２は突出寸法（突出長）ｈ＝１０ｍｍ、突出部径ＴＤ＝
１０ｍｍであった。絶縁ケース４は、高電圧印加電圧に
耐えるように、その幅、奥行、高さをいずれも７００ｍ
ｍとし、放電間隙と絶縁ケース４の間に十分な空間を取
った。放電間隙ＧＡＰは１５０ｍｍ、通風口４ａの直径
は７５ｍｍ、通風口４ｂの直径は２６０ｍｍであった。
また、供給口から放電間隙中心までの距離Ｌは３５０ｍ
ｍであった。
ＧＳを採用した高電圧パルス発生回路５０は、長時間か
つ連続的に高電圧パルスを安価に生成するできるため、
各種工業的用途に利用できる。たとえば、プラスチック
の表面改質を目的としたプラズマ発生装置に利用でき
る。 ［実験例］実験１ 図１の装置を用いて実験を行った。ただし、球電極１は
外径２００ｍｍの中空金属からなるものであり、突出部
２は突出寸法（突出長）ｈ＝１０ｍｍ、突出部径ＴＤ＝
１０ｍｍであった。絶縁ケース４は、高電圧印加電圧に
耐えるように、その幅、奥行、高さをいずれも７００ｍ
ｍとし、放電間隙と絶縁ケース４の間に十分な空間を取
った。放電間隙ＧＡＰは１５０ｍｍ、通風口４ａの直径
は７５ｍｍ、通風口４ｂの直径は２６０ｍｍであった。
また、供給口から放電間隙中心までの距離Ｌは３５０ｍ
ｍであった。
【００３４】ブロアー６による空気供給風速を変化さ
せ、直流印加電圧が１７５ＫＶのときに発生するパルス
波高値および繰り返しパルス数を測定した。測定結果を
図３に示す。図３において、×は「火花放電が遮断され
ず、不安定な状態であり、繰り返し周波数が高く、パル
ス波高値の幅が大きい」との評価を、○は「安定した火
花放電によるスイッチ駆動ができた」との評価を、△は
「火花放電の発生が不安定で不連続的であり、繰り返し
周波数が低い」との評価を意味する。
せ、直流印加電圧が１７５ＫＶのときに発生するパルス
波高値および繰り返しパルス数を測定した。測定結果を
図３に示す。図３において、×は「火花放電が遮断され
ず、不安定な状態であり、繰り返し周波数が高く、パル
ス波高値の幅が大きい」との評価を、○は「安定した火
花放電によるスイッチ駆動ができた」との評価を、△は
「火花放電の発生が不安定で不連続的であり、繰り返し
周波数が低い」との評価を意味する。
【００３５】この結果、下記の（１）〜（４）の事項が
明らかになった。 （１）空気供給風速０．５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満では、
火花放電が遮断されない傾向が強まり、安定したスイッ
チ駆動が不可能である。 （２）空気供給風速０．５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上５ｍ／
ｓｅｃ・ＫＷ未満の範囲では、不安定ではあるが、スイ
ッチ駆動はできる。繰り返しパルス数は１００ｐｐｓ以
上となるが、パルス波高値は２００〜２３０ＫＶとな
り、変動幅が大きくなり、平均値が低くなる。 （３）空気供給風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓ
ｅｃ・ＫＷ未満の範囲では、パルス波高値は２１０〜２
３０ＫＶとなり、変化の幅が小さく、平均値が２２０Ｋ
Ｖに達する。繰り返しパルス数はほぼ１００ｐｐｓで、
安定な火花放電が発生する。 （４）空気供給風速１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上の範囲で
は、パルス波高値は２２０ＫＶ以上の高い値が得られる
が、繰り返しパルス数が著しく低下する。 以上のように、空気供給風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１
５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満の範囲で、安定した火花放電が
発生し、正確なスイッチ動作が実現できる。このこと
が、長時間連続運転した場合でも維持されることも確認
した。実験２ 図１の装置を用いて実験を行った。ただし、球電極１は
外径２００ｍｍの中空金属からなるものであり、突出部
２は突出寸法（突出長）ｈ＝１０ｍｍ、突出部径ＴＤ＝
１０ｍｍであった。絶縁ケース４は、高電圧印加電圧に
耐えるように、その幅、奥行、高さをいずれも７００ｍ
ｍとし、放電間隙と絶縁ケース４の間に十分な空間を取
った。放電間隙ＧＡＰは１５０ｍｍ、通風口４ａの直径
は５０ｍｍ、通風口４ｂの直径は２６０ｍｍであった。
また、供給口から放電間隙中心までの距離Ｌは３５０ｍ
ｍであった。
明らかになった。 （１）空気供給風速０．５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満では、
火花放電が遮断されない傾向が強まり、安定したスイッ
チ駆動が不可能である。 （２）空気供給風速０．５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上５ｍ／
ｓｅｃ・ＫＷ未満の範囲では、不安定ではあるが、スイ
ッチ駆動はできる。繰り返しパルス数は１００ｐｐｓ以
上となるが、パルス波高値は２００〜２３０ＫＶとな
り、変動幅が大きくなり、平均値が低くなる。 （３）空気供給風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓ
ｅｃ・ＫＷ未満の範囲では、パルス波高値は２１０〜２
３０ＫＶとなり、変化の幅が小さく、平均値が２２０Ｋ
Ｖに達する。繰り返しパルス数はほぼ１００ｐｐｓで、
安定な火花放電が発生する。 （４）空気供給風速１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上の範囲で
は、パルス波高値は２２０ＫＶ以上の高い値が得られる
が、繰り返しパルス数が著しく低下する。 以上のように、空気供給風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１
５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満の範囲で、安定した火花放電が
発生し、正確なスイッチ動作が実現できる。このこと
が、長時間連続運転した場合でも維持されることも確認
した。実験２ 図１の装置を用いて実験を行った。ただし、球電極１は
外径２００ｍｍの中空金属からなるものであり、突出部
２は突出寸法（突出長）ｈ＝１０ｍｍ、突出部径ＴＤ＝
１０ｍｍであった。絶縁ケース４は、高電圧印加電圧に
耐えるように、その幅、奥行、高さをいずれも７００ｍ
ｍとし、放電間隙と絶縁ケース４の間に十分な空間を取
った。放電間隙ＧＡＰは１５０ｍｍ、通風口４ａの直径
は５０ｍｍ、通風口４ｂの直径は２６０ｍｍであった。
また、供給口から放電間隙中心までの距離Ｌは３５０ｍ
ｍであった。
【００３６】突出部２の突出長と空気供給風速とを変化
させて得た実験結果を図４に示す。図４の斜線領域が、
火花放電によるスイッチ駆動が安定に作動する領域であ
るとみなし得る。すなわち、突出電極寸法ｈが８〜２０
ｍｍで、かつ供給風速が３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷの範
囲が、良好なスイッチ動作ができる範囲である。なお、
図４の×、○、△は図３と同様の意味である。実験３ 実験２と同一の装置を用い、供給風速と供給側通風口の
径とを変化させて実験を行った。結果を図５に示す。な
お、図５の斜線領域が安定領域である。
させて得た実験結果を図４に示す。図４の斜線領域が、
火花放電によるスイッチ駆動が安定に作動する領域であ
るとみなし得る。すなわち、突出電極寸法ｈが８〜２０
ｍｍで、かつ供給風速が３〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷの範
囲が、良好なスイッチ動作ができる範囲である。なお、
図４の×、○、△は図３と同様の意味である。実験３ 実験２と同一の装置を用い、供給風速と供給側通風口の
径とを変化させて実験を行った。結果を図５に示す。な
お、図５の斜線領域が安定領域である。
【００３７】この実験から、空気供給口径が小さいほ
ど、火花放電によるスイッチ駆動が安定に作動するため
の空気供給風速の変動範囲が広くとれることが分かっ
た。
ど、火花放電によるスイッチ駆動が安定に作動するため
の空気供給風速の変動範囲が広くとれることが分かっ
た。
【００３８】
【発明の効果】本発明に係る放電スイッチは、上述のよ
うな突出部と気流発生部とを備えているので、放電路が
ほぼ特定化されるとともに、放電間隙の環境が一定状態
に維持される。これにより、簡易な構成で、高電圧パル
スの波形を安定させ、耐久性を高めることができる。
うな突出部と気流発生部とを備えているので、放電路が
ほぼ特定化されるとともに、放電間隙の環境が一定状態
に維持される。これにより、簡易な構成で、高電圧パル
スの波形を安定させ、耐久性を高めることができる。
【００３９】なお、前記気流発生部が、前記放電間隙に
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場
合には、前記効果がより顕著になる。さらに、風速３〜
２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場合には、前記
効果がより顕著になる。さらに、風速５ｍ／ｓｅｃ・Ｋ
Ｗ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する場合
には、前記効果がより顕著になる。
風速０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場
合には、前記効果がより顕著になる。さらに、風速３〜
２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する場合には、前記
効果がより顕著になる。さらに、風速５ｍ／ｓｅｃ・Ｋ
Ｗ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する場合
には、前記効果がより顕著になる。
【００４０】前記球電極が中空金属からなる場合には、
前記効果がより顕著になる。また、前記１対の球電極の
中心を結ぶ線と交差させる方向に気流を発生させるため
の１対の通風口が設けられている、前記球電極を収納す
る絶縁ケースをさらに備えている場合には、前記効果が
より顕著になる。さらに、前記通風口が、その中心を結
ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記球電極間の
中央で交わるように配置されている場合には、前記効果
がより顕著になる。さらに、送風側の前記通風口が前記
球電極の外径の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側
の前記通風口が送風側の前記通風口以上の直径を有して
いる場合には、前記効果がより顕著になる。
前記効果がより顕著になる。また、前記１対の球電極の
中心を結ぶ線と交差させる方向に気流を発生させるため
の１対の通風口が設けられている、前記球電極を収納す
る絶縁ケースをさらに備えている場合には、前記効果が
より顕著になる。さらに、前記通風口が、その中心を結
ぶ直線が前記球電極の中心を結ぶ直線と前記球電極間の
中央で交わるように配置されている場合には、前記効果
がより顕著になる。さらに、送風側の前記通風口が前記
球電極の外径の１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側
の前記通風口が送風側の前記通風口以上の直径を有して
いる場合には、前記効果がより顕著になる。
【００４１】前記球電極間の間隔を変更するための放電
間隙調整装置を更に備えている場合には、前記効果がよ
り顕著になる。本発明に係る高電圧パルス発生回路で
も、前記放電スイッチと同様の効果が得られる。本発明
に係る高電圧球ギャップ放電方法でも、前記放電スイッ
チと同様の効果が得られる。
間隙調整装置を更に備えている場合には、前記効果がよ
り顕著になる。本発明に係る高電圧パルス発生回路で
も、前記放電スイッチと同様の効果が得られる。本発明
に係る高電圧球ギャップ放電方法でも、前記放電スイッ
チと同様の効果が得られる。
【００４２】なお、前記空気を供給する行程が、風速３
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程である場
合には、前記効果がより顕著になる。さらに、前記空気
を供給する行程が、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ
／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する行程である場合に
は、前記効果がより顕著になる。また、前記突出部が、
前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突出長と、
球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形とを有し
ている場合には、前記効果がより顕著になる。
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程である場
合には、前記効果がより顕著になる。さらに、前記空気
を供給する行程が、風速５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ
／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供給する行程である場合に
は、前記効果がより顕著になる。また、前記突出部が、
前記球電極の外径の１／１００〜１／８倍の突出長と、
球電極の外径の１／１００〜１／１０倍の外形とを有し
ている場合には、前記効果がより顕著になる。
【００４３】また、前記気流発生部による空気供給風速
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含む場
合には、それぞれ前記効果がより顕著になる。
を変化させて放電状態を調整する行程、前記突出部の突
出長と前記気流発生部による空気供給風速とを変化させ
て放電状態を調整する行程、または前記通風口の開口面
積を変化させて放電状態を調整する行程をさらに含む場
合には、それぞれ前記効果がより顕著になる。
【図１】本発明の一実施例としてのギャップ放電スイッ
チを示す構成図。
チを示す構成図。
【図２】前記ギャップ放電スイッチが採用された高電圧
パルス発生回路を示す構成図。
パルス発生回路を示す構成図。
【図３】前記ギャップ放電スイッチの送風特性を示す
図。
図。
【図４】前記ギャップ放電スイッチの突出部の突出長特
性を示す図。
性を示す図。
【図５】前記ギャップ放電スイッチの空気供給口径の違
いによる安定領域を示す図。
いによる安定領域を示す図。
１ 球電極 ２ 突出部 ３ 放電間隙寸法調整装置 ４ 絶縁ケース ５ ブロアー
Claims (17)
- 【請求項１】火花放電の発生により作動する高電圧球ギ
ャップ放電スイッチであって、 放電間隙を隔てて相対向する１対の球電極と、 前記球電極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられ
た、前記球電極の径の１／１００〜１／８倍の突出長で
かつ１／１００〜１／１０倍の外径を有する突出部と、 火花放電の発生によって前記突出部上に生じる生成物を
排出するための気流を引き起こす気流発生部と、を備え
た高電圧球ギャップ放電スイッチ。 - 【請求項２】前記気流発生部は、前記放電間隙に風速
０．５〜２５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する、請求
項１に記載の高電圧球ギャップ放電スイッチ。 - 【請求項３】前記気流発生部は、前記放電間隙に風速３
〜２０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する、請求項２に
記載の高電圧球ギャップ放電スイッチ。 - 【請求項４】前記気流発生部は、前記放電間隙に風速５
ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気
を供給する、請求項３に記載の高電圧球ギャップ放電ス
イッチ。 - 【請求項５】前記球電極は中空金属からなる、請求項１
〜４のいずれかに記載の高電圧球ギャップ放電スイッ
チ。 - 【請求項６】前記１対の球電極の中心を結ぶ線と交差さ
せる方向に気流を発生させるための１対の通風口が設け
られている、前記球電極を収納する絶縁ケースをさらに
備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の高電圧球ギャ
ップ放電スイッチ。 - 【請求項７】前記通風口は、その中心を結ぶ直線が前記
球電極の中心を結ぶ直線と前記球電極間の中央で交わる
ように配置されている、請求項６に記載の高電圧球ギャ
ップ放電スイッチ。 - 【請求項８】送風側の前記通風口は前記球電極の外径の
１／４〜３／４倍の直径を有し、排気側の前記通風口
は、送風側の前記通風口以上の直径を有している、請求
項６または７に記載の高電圧球ギャップ放電スイッチ。 - 【請求項９】前記球電極間の間隔を変更するための放電
間隙調整装置を更に備えた、請求項１〜８のいずれかに
記載の高電圧球ギャップ放電スイッチ。 - 【請求項１０】容量性負荷に供給するための電力を一時
的に蓄積するための充放電手段と、 前記充放電手段に蓄積された電力を前記容量性負荷に供
給するためのギャップ放電スイッチであって、放電間隙
を隔てて相対向する１対の球電極と、前記球電極の互い
に向き合う両頂部に一体に設けられた、前記球電極の径
の１／１００〜１／８倍の突出長でかつ１／１００〜１
／１０倍の外径を有する突出部と、火花放電の発生によ
って前記突出部上に生じる生成物を排出するための気流
を引き起こす気流発生部とを有しているギャップ放電ス
イッチと、 前記容量性負荷への電力供給時に高電圧パルス状で供給
するための共振手段と、を備えた高電圧パルス発生回
路。 - 【請求項１１】火花放電の発生により作動する高電圧球
ギャップ放電方法であって、 放電間隙を隔てて相対向する１対の球電極と、前記球電
極の互いに向き合う両頂部に一体に設けられた突出部
と、火花放電の発生によって前記突出部上に生じる生成
物を排出するための気流を引き起こす気流発生部とを備
えた高電圧球ギャップ放電スイッチを準備する行程と、 前記気流発生部により、前記放電間隙に風速０．５〜２
５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程と、 前記球電極間に高電圧を印加する行程と、を含む高電圧
放電スイッチング方法。 - 【請求項１２】前記空気を供給する行程は、風速３〜２
０ｍ／ｓｅｃ・ＫＷで空気を供給する行程である、請求
項１１に記載の高電圧放電スイッチング方法。 - 【請求項１３】前記空気を供給する行程は、風速５ｍ／
ｓｅｃ・ＫＷ以上１５ｍ／ｓｅｃ・ＫＷ未満で空気を供
給する行程である、請求項１２に記載の高電圧放電スイ
ッチング方法。 - 【請求項１４】前記突出部は、前記球電極の外径の１／
１００〜１／８倍の突出長と、球電極の外径の１／１０
０〜１／１０倍の外形とを有している、請求項１１〜１
３のいずれかに記載の高電圧放電スイッチング方法。 - 【請求項１５】前記気流発生部による空気供給風速を変
化させて放電状態を調整する行程を更に含む、請求項１
１〜１４のいずれかに記載の高電圧放電スイッチング方
法。 - 【請求項１６】前記突出部の突出長と前記気流発生部に
よる空気供給風速とを変化させて放電状態を調整する行
程を更に含む、請求項１１〜１４のいずれかに記載の高
電圧放電スイッチング方法。 - 【請求項１７】前記通風口の開口面積を変化させて放電
状態を調整する行程を更に含む、請求項１１〜１４のい
ずれかに記載の高電圧放電スイッチング方法。
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