JPH10306679A - Electric crusher and its method - Google Patents

Electric crusher and its method

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Publication number
JPH10306679A
JPH10306679A JP12631297A JP12631297A JPH10306679A JP H10306679 A JPH10306679 A JP H10306679A JP 12631297 A JP12631297 A JP 12631297A JP 12631297 A JP12631297 A JP 12631297A JP H10306679 A JPH10306679 A JP H10306679A
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JP
Japan
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electrode
electrodes
high voltage
voltage power
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP12631297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Ino
崇雄 伊能
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10306679A publication Critical patent/JPH10306679A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly crush the whole excavation face by discharge energy by cyclically impressing high voltage through a switch means for a number of electrode pairs disposed on the whole face of an excavation head in prescribed order and prescribed intervals. SOLUTION: The front face of the semi-circular excavation head 61A of a non-circular cross section underground excavator is divided into a number of fan-shaped partitions 63A, a first electrode is provided on the outer peripheral wall part of each fan-shaped partition and a second electrode is provided on the center part. The first electrode is integrally formed by a metal-made electrode or electrically connected to be grounded. The front face space of the excavation head 61A is filled with solution, and a switch means is turned on or off by a controller constituted of a microcomputer, a semiconductor logic circuit and the like in the prescribed order and prescribed intervals to cyclically impress high voltage on the second electrode so as to crush rock by discharge energy. In addition, high voltage may be impressed on individual electrode pair by insulating the first electrodes. Thereby a high voltage power source is miniaturized and the whole excavation face can be uniformly crushed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電極間に高電圧を
印加して放電させ、岩盤等を破砕する電気破砕装置に関
し、特には、多数の電極を掘削ヘッドの全面に密に備え
た電気破砕装置の電極の高電圧印加方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric crushing apparatus for applying a high voltage between electrodes to discharge electricity to crush rock or the like, and more particularly, to an electric crusher in which a large number of electrodes are densely provided on the entire surface of a drilling head. The present invention relates to a method for applying a high voltage to an electrode of a crusher.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電極間に高電圧を印加して放
電させ、この放電エネルギーにより岩盤などの破砕対象
物を破砕する破砕方法(以後、電気破砕と呼ぶ)が知ら
れている。この電気破砕技術を適用して、例えば、トン
ネル掘削などの地中掘進機や、複数の電極が備えられた
掘削ヘッドを任意の位置に移動して岩盤等を自由断面形
状で掘削する掘削機等が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a crushing method (hereinafter referred to as electro-crushing) has been known in which a high voltage is applied between electrodes to cause a discharge, and the discharge energy is used to crush an object to be crushed such as a rock. By applying this electro-fracture technology, for example, an underground excavator such as a tunnel excavator, an excavator for excavating a rock or the like in a free sectional shape by moving an excavating head equipped with a plurality of electrodes to an arbitrary position, and the like Has been proposed.

【0003】例えば、特願平8−241163号公報に
は、地中掘進機において、掘進機前面に複数の電極を配
設し、この複数の電極間に高電圧を印加して放電させ、
これによって掘進機前面の断面形状と同一断面のトンネ
ルが掘削可能となるような地中掘進機が開示されてい
る。また、同公報には、掘削機において、作業車両の作
業機アームの先端部に複数の電極を平面状に備えた電気
破砕用作業機(掘削ヘッド)を設けた掘削機が開示され
ている。これらの電気破砕装置は、平面状に配設された
複数の電極を破砕対象物の面に押し当て、この各電極間
に高電圧を印加して破砕対象物中に放電させ、放電エネ
ルギーで大量に破砕して掘削するものである。これによ
り、トンネル断面形状を所望の形状に掘進することが可
能となり、あるいは、所望の形状の掘削面で掘削が可能
となっている。
For example, Japanese Patent Application No. 8-241163 discloses that in an underground excavator, a plurality of electrodes are disposed in front of the excavator, and a high voltage is applied between the plurality of electrodes to cause discharge.
An underground excavator is disclosed in which a tunnel having the same cross-section as the cross-sectional shape of the front surface of the excavator can be excavated. In addition, the publication discloses an excavator in which an electric crushing operation machine (excavation head) provided with a plurality of electrodes in a planar shape at a distal end portion of a work machine arm of a work vehicle is provided. These electric crushing devices press a plurality of electrodes arranged in a plane on the surface of the object to be crushed, apply a high voltage between the electrodes and discharge the object into the object to be crushed, and discharge a large amount of energy with the discharge energy. It is crushed and excavated. This makes it possible to excavate the tunnel cross-sectional shape into a desired shape, or it is possible to excavate on an excavation surface having a desired shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特願平
8−241163号公報に開示された地中掘進機の場
合、トンネル断面形状を大きくするには、電極間で放電
する限界があるので電極間距離を余り長くすることがで
きず、必然的に電極数を増やすことになる。しかしなが
ら、この場合、多数の電極間に同時に高電圧を印加して
も、放電し易い電極間のみで放電が発生してしまうの
で、電気破砕が局所的にしか行われない。この結果、全
所的に均一に破砕されないので、能率的な電気破砕が行
えないという問題が生じる。また、多数の電極間に同時
に放電を発生させた場合には、このときの放電エネルギ
ーが大きくなり、地中掘進機の周辺の地盤がゆるんで掘
削断面形状が崩れると言う問題も発生する。したがっ
て、掘削時の地盤ゆるみ等が無いような高性能の電気破
砕装置及びその方法の開発が重要となっている。
By the way, in the case of the underground excavator disclosed in Japanese Patent Application No. 8-241163, there is a limit to discharge between the electrodes in order to enlarge the tunnel sectional shape. The distance between them cannot be made too long, which necessarily increases the number of electrodes. However, in this case, even if a high voltage is applied between many electrodes at the same time, electric discharge occurs only between the electrodes that are easily discharged, so that the electric crushing is performed only locally. As a result, there is a problem that efficient crushing cannot be performed because the crushing is not uniformly performed in all places. In addition, when a discharge is generated between a large number of electrodes at the same time, the discharge energy at this time becomes large, and the ground around the underground excavator is loosened and the excavation cross-sectional shape is broken. Therefore, it is important to develop a high-performance electric crusher and a method therefor that do not cause loosening of the ground during excavation.

【0005】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、多数の電極に高電圧を印加して、能率良
く、かつ、高性能に破砕可能な電気破砕装置及びその方
法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an electric crushing apparatus and a method thereof capable of efficiently and crushing a large number of electrodes by applying a high voltage to the electrodes. It is intended to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の
電極対1を有し、この電極対1に高電圧を印加して放電
させ、破砕対象物を破砕する電気破砕装置において、正
極側の出力端子及び負極側の出力端子を有し、この両出
力端子間から高電圧を出力する高電圧電源10と、前記
各電極対1のいずれか一方の電極を形成すると共に、前
記高電圧電源10の両出力端子の内いずれか一方が接続
される1つ以上の第1電極3と、この1つ以上の第1電
極3にそれぞれ対向する位置に少なくとも2つ以上配設
され、あるいは、この2つ以上の第1電極3にそれぞれ
対向する位置に1つ配置されると共に、前記各電極対1
の他方の電極を形成する複数の第2電極2と、この各第
2電極2と前記高電圧電源10の他方の出力端子との間
にそれぞれ介装され、前記各第1電極3と各第2電極2
との間に印加する前記高電圧電源10からの高電圧をそ
れぞれスイッチングする複数のスイッチ手段5a〜5n
と、この各スイッチ手段5a〜5nを予め設定された所
定の順序及びタイミングでスイッチングし、高電圧を順
次切り換えてそれぞれの第1電極3と第2電極2との間
に印加するのを制御する制御器40とを備えた構成とし
ている。
Means for Solving the Problems, Functions and Effects In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a plurality of electrode pairs 1 and applies a high voltage to the electrode pairs 1. An electric crusher for crushing an object to be crushed having a positive output terminal and a negative output terminal, and outputting a high voltage between the two output terminals; One or more first electrodes 3 that form one of the paired electrodes and are connected to one of the two output terminals of the high-voltage power supply 10, and the one or more first electrodes 3 At least two or more are disposed at positions facing each other, or one is disposed at a position facing each of the two or more first electrodes 3, and each of the electrode pairs 1.
A plurality of second electrodes 2 forming the other electrodes of the first and second electrodes, and each of the second electrodes 2 and the other output terminal of the high-voltage power supply 10 are interposed between the first electrodes 3 and the second electrodes 2. 2 electrode 2
A plurality of switch means 5a to 5n for respectively switching the high voltage from the high voltage power supply 10 applied between
And the switching means 5a to 5n are switched in a predetermined order and at a predetermined timing, and high voltage is sequentially switched to control application between the first electrode 3 and the second electrode 2. The controller 40 is provided.

【0007】請求項1に記載の発明によると、電気破砕
用の電極として、1つ以上の第1電極と、この各第1電
極にそれぞれ対向する位置に少なくとも1つ以上の第2
電極とが設けられている。そして、各第1電極とこの第
1電極に対向する少なくとも1つ以上の電極との間には
高電圧が印加されて放電が発生する。このとき、これら
の各第2電極と高電圧電源との間に介装されたそれぞれ
のスイッチ手段を所定の順序及びタイミングでスイッチ
ングすることにより、この第1電極とこれに対向する複
数の第2電極との間に高電圧がサイクリックに印加され
る。このサイクリックな高電圧印加に伴って、電極対の
放電がサイクリックに繰り返され、よって破砕対象物が
全域で均一に電気破砕される。また、このとき、高電圧
電源は高電圧を1つの第1電極と1つの第2電極の各電
極対に順次出力しているので、1回当たりの出力エネル
ギーが小さくなり、よって高電圧電源の容量は小さくて
もよい。したがって、高電圧電源が小型化され、よって
電気破砕装置全体が小型化されるので、低コストのまま
で、多数電極による電気破砕が行える電気破砕装置を構
成可能となる。さらに、破砕時に同時に放出される放電
エネルギーが小さくなるので、破砕に伴う地盤の緩みが
発生しなくなる。
According to the first aspect of the present invention, one or more first electrodes and at least one or more second electrodes are provided at positions opposed to the first electrodes as electrodes for electrocrushing.
And an electrode. Then, a high voltage is applied between each of the first electrodes and at least one or more electrodes facing the first electrodes, and a discharge occurs. At this time, by switching the respective switch means interposed between each of the second electrodes and the high voltage power supply in a predetermined order and timing, the first electrode and the plurality of second electrodes facing the first electrode are switched. A high voltage is applied cyclically between the electrodes. With the cyclic high voltage application, the discharge of the electrode pair is cyclically repeated, so that the object to be crushed is electrically crushed uniformly over the entire area. Also, at this time, the high-voltage power supply sequentially outputs a high voltage to each electrode pair of one first electrode and one second electrode, so that the output energy per operation becomes small, and thus the high-voltage power supply The capacity may be small. Therefore, the size of the high-voltage power supply is reduced, and the size of the entire electric crusher is reduced. Therefore, it is possible to configure an electric crusher capable of performing the electric crush using a large number of electrodes at a low cost. Further, since the discharge energy simultaneously released at the time of crushing is reduced, the ground is not loosened due to the crushing.

【0008】請求項2に記載の発明は、複数の電極対1
を有し、この電極対1に高電圧を印加して放電させ、破
砕対象物を破砕する電気破砕装置において、正極側の出
力端子及び負極側の出力端子を有し、この両出力端子間
から高電圧を出力する高電圧電源10と、前記各電極対
1のいずれか一方の電極を形成すると共に、前記高電圧
電源10の両出力端子の内いずれか一方が接続される複
数の第1電極3と、この各第1電極3と対となって対向
して配置され、前記各電極対1の他方の電極を形成する
複数の第2電極2と、この各第2電極2と前記高電圧電
源10の他方の出力端子との間にそれぞれ介装され、各
第1電極3と各第2電極2との間に印加する前記高電圧
電源10からの高電圧をそれぞれスイッチングする複数
のスイッチ手段5a〜5nと、この各スイッチ手段5a
〜5nを予め設定された所定の順序及びタイミングでス
イッチングし、高電圧を順次切り換えてそれぞれの第1
電極3と第2電極2との間に印加するのを制御する制御
器40とを備えた構成としている。
[0008] According to a second aspect of the present invention, a plurality of electrode pairs 1
A high voltage is applied to the electrode pair 1 to discharge it, and in an electric crusher for crushing an object to be crushed, an output terminal on the positive electrode side and an output terminal on the negative electrode side are provided. A high-voltage power supply 10 for outputting a high voltage, and a plurality of first electrodes which form one of the electrodes of each of the electrode pairs 1 and to which one of both output terminals of the high-voltage power supply 10 is connected. 3, a plurality of second electrodes 2 which are arranged opposite to each of the first electrodes 3 and form the other electrode of each of the electrode pairs 1, and each of the second electrodes 2 and the high voltage A plurality of switch means respectively interposed between the other output terminal of the power supply 10 and switching high voltage from the high voltage power supply 10 applied between each first electrode 3 and each second electrode 2 5a to 5n and the respective switch means 5a
To 5n in a predetermined order and timing set in advance, and sequentially switching high voltages to each of the first
A controller 40 for controlling application between the electrode 3 and the second electrode 2 is provided.

【0009】請求項2に記載の発明によると、電気破砕
用の電極として、複数の電極対が設けられ、この電極対
に高電圧が印加されて放電させる。このとき、各電極対
のいずれか一方の電極と高電圧電源との間に介装された
それぞれのスイッチ手段を所定の順序及びタイミングで
スイッチングすることにより、この各電極対に高電圧が
サイクリックに印加される。このサイクリックな高電圧
印加に伴って、各電極対での放電がサイクリックに繰り
返され、よって破砕対象物が全域で均一に電気破砕され
る。また、このとき、高電圧電源は高電圧を各電極対に
順次出力しているので、1回当たりの出力エネルギーが
小さくなり、よって高電圧電源の容量は小さくてもよ
い。したがって、高電圧電源が小型化され、よって電気
破砕装置全体が小型化されるので、低コストのままで、
多数電極による電気破砕が行える電気破砕装置を構成可
能となる。さらに、破砕時に同時に放出される放電エネ
ルギーが小さくなるので、破砕に伴う地盤の緩みを抑え
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of electrode pairs are provided as electrodes for electrocrushing, and a high voltage is applied to the electrode pairs to cause discharge. At this time, the high voltage is cyclically applied to each electrode pair by switching the respective switch means interposed between any one electrode of each electrode pair and the high voltage power supply in a predetermined order and timing. Is applied to With the cyclic high voltage application, the discharge at each electrode pair is cyclically repeated, so that the object to be crushed is uniformly electrically crushed over the entire area. At this time, since the high-voltage power supply sequentially outputs the high voltage to each electrode pair, the output energy per operation becomes small, and thus the capacity of the high-voltage power supply may be small. Therefore, the high-voltage power supply is reduced in size, and thus the entire electro-crushing device is reduced in size, so that the cost remains low.
It becomes possible to configure an electro-crushing device that can perform electro-crushing with multiple electrodes. Further, since the discharge energy simultaneously released at the time of crushing becomes small, the loosening of the ground due to crushing can be suppressed.

【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
記載の電気破砕装置において、前記複数の電極対1を少
なくとも1対以上の電極対1を含むように複数のエリア
に分割すると共に、この各エリアにそれぞれ対応して複
数の前記高電圧電源10を備え、この各高電圧電源10
は、対応する各エリアの各電極対1にそれぞれ高電圧を
印加するようにした方法としている。
[0010] The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the electro-crushing apparatus described above, the plurality of electrode pairs 1 are divided into a plurality of areas so as to include at least one or more electrode pairs 1, and the plurality of high-voltage power supplies 10 are respectively corresponding to the respective areas. The high voltage power supply 10
Is a method in which a high voltage is applied to each electrode pair 1 in each corresponding area.

【0011】請求項3に記載の発明によると、請求項1
に記載の発明において、電極対の内の第1電極とこの第
1電極に対向する少なくとも1つ以上の第2電極とは複
数の電極対を成しており、この複数の電極対の集合とみ
なされる全電極対を複数のエリアに分割する。このと
き、各エリアは、上記のような第1電極とこれに対向す
る1つ以上の第2電極との複数の電極対を少なくとも1
つ以上含むように分割され、各エリアに対応した高電圧
電源から高電圧が印加される。また、請求項2に記載の
発明においても、前記複数の電極対が、各エリアが少な
くとも1つ以上の電極対を含むように複数のエリアに分
割され、上記と同様に各エリアに対応してそれぞれの高
電圧電源から高電圧が印加される。そして、これらの各
エリア内においては、各電極対に対して予め設定された
所定の順序及びタイミングで高電圧がサイクリックに印
加される。したがって、前述の請求項1又は2に記載の
発明と同様の作用及び効果が得られ、破砕対象物が全域
で均一に電気破砕されると共に、電気破砕装置の小型
化、及び低コスト化を図ることができる。さらに、各エ
リアでの放電が同時に発生しても地盤の緩み等が発生し
ないようにエリア分割方法を考慮することにより、複数
のエリアにおいて同時に破砕を行うことができるので、
電気破砕による掘削が能率良く行える。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1
In the invention described in the above, the first electrode of the electrode pair and at least one or more second electrodes facing the first electrode form a plurality of electrode pairs. Divide all considered electrode pairs into multiple areas. At this time, each area includes at least one electrode pair of the first electrode and one or more second electrodes facing the first electrode.
The area is divided so as to include at least one area, and a high voltage is applied from a high voltage power supply corresponding to each area. Also, in the invention according to claim 2, the plurality of electrode pairs are divided into a plurality of areas such that each area includes at least one or more electrode pairs. A high voltage is applied from each high voltage power supply. Then, in each of these areas, a high voltage is cyclically applied to each electrode pair in a predetermined order and timing set in advance. Therefore, the same operation and effect as those of the first or second aspect of the invention are obtained, and the object to be crushed is uniformly electro-crushed in the whole area, and the size and cost of the electro-crushing device are reduced. be able to. Furthermore, by considering the area division method so that the ground does not loosen even if the discharge occurs in each area at the same time, crushing can be performed simultaneously in a plurality of areas,
Excavation by electric crushing can be performed efficiently.

【0012】請求項4に記載の発明は、複数の電極対1
を有し、この電極対1に高電圧を印加して放電させ、破
砕対象物を破砕する電気破砕方法において、前記複数の
電極対1に、予め設定された所定の順序及びタイミング
で高電圧をそれぞれ印加する方法としている。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of electrode pairs 1
In the electric crushing method of applying a high voltage to the electrode pair 1 to discharge and crush the object to be crushed, the high voltage is applied to the plurality of electrode pairs 1 in a predetermined order and timing. Each is applied.

【0013】請求項4に記載の発明によると、複数の電
極対が設けられ、各電極対には高電圧が所定の順序及び
タイミングでサイクリックに印加されるので、各電極対
での放電がサイクリックに繰り返される。これにより、
請求項1又は2に記載の発明と同様に、破砕対象物が全
域で均一に電気破砕されると共に、電気破砕装置が小型
化され、低コストのままで多数電極による電気破砕が行
える電気破砕装置を構成可能となる。さらに、破砕時に
同時に放出される放電エネルギーが小さくなるので、破
砕に伴う地盤の緩みを抑えることができる。
According to the present invention, a plurality of pairs of electrodes are provided, and a high voltage is applied to each pair of electrodes cyclically in a predetermined order and timing. Repeated cyclically. This allows
Similar to the invention according to claim 1 or 2, the crushing object is uniformly crushed in the whole area, and the crushing apparatus is downsized, and the crushing apparatus can perform the crushing with a large number of electrodes at low cost. Can be configured. Further, since the discharge energy simultaneously released at the time of crushing becomes small, the loosening of the ground due to crushing can be suppressed.

【0014】請求項5に記載の発明は、複数の電極対1
を有し、この電極対1に高電圧を印加して放電させ、破
砕対象物を破砕する電気破砕方法において、前記複数の
電極対1を少なくとも1対以上の電極対1を含むように
複数のエリアに分割し、この各エリアに対応する各高電
圧電源10によって、それぞれのブロック内の各電極対
1に、予め設定された所定の順序及びタイミングで高電
圧をそれぞれ印加する方法としている。
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of electrode pairs 1
In the electro-crushing method of applying a high voltage to the electrode pair 1 to discharge and crush an object to be crushed, a plurality of the electrode pairs 1 are provided so as to include at least one or more electrode pairs 1. The area is divided, and the high voltage power supply 10 corresponding to each area applies a high voltage to each electrode pair 1 in each block in a predetermined order and timing set in advance.

【0015】請求項5に記載の発明によると、複数の電
極対を、各ブロックが少なくとも1つ以上の電極対を含
むようにして複数のブロックに分割し、各ブロックに対
応した高電圧電源から高電圧を印加する。そして、各ブ
ロック内においては、各電極対に対して予め設定された
所定の順序及びタイミングで高電圧がサイクリックに印
加されるので、前述の請求項1又は2に記載の同様の作
用及び効果が得られる。この結果、破砕対象物が全域で
均一に電気破砕されると共に、電気破砕装置の小型化及
び低コスト化を図ることができる。さらに、破砕時に同
時に放出される放電エネルギーが小さくなるので、破砕
に伴う地盤の緩みを抑えることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of electrode pairs are divided into a plurality of blocks such that each block includes at least one or more electrode pairs, and a high voltage power supply corresponding to each block is supplied from a high voltage power supply. Is applied. Then, in each block, a high voltage is cyclically applied to each electrode pair in a predetermined order and timing set in advance, so that the same operation and effect as described in claim 1 or 2 described above. Is obtained. As a result, the object to be crushed is uniformly electro-crushed over the entire area, and the size and cost of the electro-crushing apparatus can be reduced. Further, since the discharge energy simultaneously released at the time of crushing becomes small, the loosening of the ground due to crushing can be suppressed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して実施形態
を説明する。本実施形態に係わる電気破砕による地中掘
進機においては、先端部の掘削ヘッドに多数の電極対を
備えていて、トンネルを掘削する場合に掘削ヘッドを回
転させる必要はないので、非円形断面のトンネルを全断
面掘削することが可能となっている。なお、以下では、
電気破砕装置を地中掘進機に適用した例を示している
が、本発明はこれに限定するものではなく、例えば作業
機の先端部に多数の電極を備えた掘削ヘッドを有する油
圧式掘削機等に適用することも可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the underground excavator by electrocrushing according to the present embodiment, the excavation head at the tip is provided with a large number of electrode pairs, and it is not necessary to rotate the excavation head when excavating a tunnel, so that the excavation head has a non-circular cross section. It is possible to excavate the entire section of the tunnel. In the following,
Although an example in which the electric crusher is applied to an underground excavator is shown, the present invention is not limited to this. For example, a hydraulic excavator having a drilling head having a large number of electrodes at the tip of a working machine Etc. can be applied.

【0017】図1は、非円形断面地中掘進機60の側面
断面図を表している。電極対1は非円形断面地中掘進機
60の先端部に設けられた掘削ヘッド61の前面に取着
されており、図示しないケーブル等によりトンネル内に
配置された高電圧電源10と接続されていて、高電圧パ
ルスを印加されるようになっている。掘削ヘッド61の
周囲にはシール部材15が設けられており、このシール
部材15によりトンネルの内面とこの掘削ヘッド61の
外面との間を保水している。溶液9はポンプ6により溶
液送給管7を通って掘削ヘッド61に送られ、シール部
材15より前方のトンネル掘削面と掘削ヘッド61の外
面との間の空間に供給されて電極対1の周囲に充填され
るようになっている。掘削ヘッド61の後端部には推進
ジャッキ22が伸縮自在に取着されており、この推進ジ
ャッキ22の伸縮により前面の岩石等が破砕されるのに
合わせて掘削ヘッド61を前方に推進する。そして、破
砕された破砕物は掘削ヘッド61の内部に設けられたチ
ャンバ62内に入り、次にこのチャンバ62の後方に配
置されたコンベア33によってトンネルの後方に排出さ
れる。
FIG. 1 shows a side cross-sectional view of a non-circular cross section excavator 60. The electrode pair 1 is attached to the front surface of a drilling head 61 provided at the tip of the underground excavator 60 having a non-circular cross section, and is connected to a high-voltage power supply 10 arranged in a tunnel by a cable (not shown) or the like. Thus, a high voltage pulse is applied. A seal member 15 is provided around the excavation head 61, and the seal member 15 keeps water between the inner surface of the tunnel and the outer surface of the excavation head 61. The solution 9 is sent by the pump 6 to the excavation head 61 through the solution supply pipe 7, and is supplied to the space between the tunnel excavation surface in front of the sealing member 15 and the outer surface of the excavation head 61, and is supplied to the periphery of the electrode pair 1. Is to be filled. A propulsion jack 22 is attached to the rear end of the excavation head 61 so as to be extendable and retractable, and the excavation head 61 is propelled forward as rocks and the like on the front surface are crushed by the expansion and contraction of the propulsion jack 22. The crushed material enters a chamber 62 provided inside the excavating head 61 and is then discharged to the rear of the tunnel by a conveyor 33 disposed behind the chamber 62.

【0018】このような構成によりトンネル掘削作業を
する場合、非円形断面地中掘進機60の電極対1の先端
部を岩盤に接触させ、電極対1の周囲に溶液9を充填す
る。このとき、溶液9はシール部材15により掘削ヘッ
ド61の前部に保水される。次に高電圧電源10から電
極対1に高電圧パルスを印加することにより電極対1が
放電し、岩盤が電気破砕される。破砕された破砕物はチ
ャンバ62に入った後にコンベア33により排出され
る。この後、掘削ヘッド61は推進ジャッキ22により
前進する。このようにして、掘進は連続的に、効率良く
進められる。
When a tunnel excavation operation is performed with such a configuration, the tip of the electrode pair 1 of the underground excavator 60 having a non-circular cross section is brought into contact with the rock, and the solution 9 is filled around the electrode pair 1. At this time, the solution 9 is held at the front of the excavation head 61 by the seal member 15. Next, a high-voltage pulse is applied to the electrode pair 1 from the high-voltage power supply 10 to discharge the electrode pair 1, and the rock is electrocrushed. The crushed material enters the chamber 62 and is discharged by the conveyor 33. Thereafter, the excavating head 61 is advanced by the propulsion jack 22. In this way, excavation can proceed continuously and efficiently.

【0019】図2は本実施形態に係わる非円形断面掘削
ヘッドの例を表す掘削ヘッド61Aの正面図であり、図
3はこの掘削ヘッド61Aの斜視図である。これらの図
に示すように、掘削ヘッド61Aの掘進方向に垂直な断
面は非円形形状(ここでは半円形)を成しており、この
断面の前面部は複数個の扇型区画63Aに分割されてい
る。図4(a) はこの扇型区画63Aの詳細斜視図であ
り、図4(b) は図4(a) のE−E断面図である。扇型区
画63Aの外周壁部には第1電極3が設けられており、
扇型区画63Aの中央部には第2電極2が設けられ、こ
の第2電極2と第1電極3とにより電極対1を構成して
いる。図4(b) に示すように、第2電極2は例えばプラ
スチック等の絶縁材料からなる支持部材64Aによって
第1電極3から絶縁された状態で支持されている。ま
た、第1電極3と第2電極2との間に囲まれた空間に溶
液9が充填されるので、放電エネルギーが効率的に岩盤
に投入される。このようにして、この掘削ヘッド61A
を用いることにより半円形断面のトンネルを全断面掘削
することができ、一回の掘進で所望の断面形状のトンネ
ルを掘削可能となり、作業を効率的に行えるようになっ
ている。
FIG. 2 is a front view of an excavating head 61A showing an example of a non-circular cross-section excavating head according to the present embodiment, and FIG. 3 is a perspective view of the excavating head 61A. As shown in these figures, the cross section perpendicular to the excavation direction of the excavating head 61A has a non-circular shape (here, semicircular), and the front surface of this cross section is divided into a plurality of sector-shaped sections 63A. ing. FIG. 4A is a detailed perspective view of the fan-shaped section 63A, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line EE of FIG. 4A. The first electrode 3 is provided on the outer peripheral wall of the fan-shaped section 63A,
The second electrode 2 is provided at the center of the sector-shaped section 63A, and the second electrode 2 and the first electrode 3 form an electrode pair 1. As shown in FIG. 4B, the second electrode 2 is supported in a state insulated from the first electrode 3 by a support member 64A made of an insulating material such as plastic. Further, since the solution 9 is filled in a space surrounded between the first electrode 3 and the second electrode 2, discharge energy is efficiently input to the rock. Thus, this excavating head 61A
By using, a tunnel having a semicircular cross section can be excavated in the entire cross section, and a tunnel having a desired cross sectional shape can be excavated in a single excavation, so that work can be performed efficiently.

【0020】図5は、多数の電極対1と高電圧電源との
接続方法の一例を説明する回路図である。多数の電極対
1は、それぞれ並列に高電圧電源10に接続されてい
る。ここで、各電極対1の第1電極3は掘削ヘッド61
Aにおいて互いに電気的に一体に構成されているものと
する。すなわち、図4に示した各扇型区画63Aのそれ
ぞれの第1電極3は金属製の電極により一体に形成され
ていてもよいし、あるいは、掘削ヘッド61Aの近傍に
おいて電気的に同電位に接続されていてもよい。この一
体化された第1電極3には、高電圧電源10の負極側の
出力端子(通常、アース接地されている)が接続されて
いる。また、各第2電極2には、複数のスイッチ手段5
a〜5n(nは、電極対の数に相当する)を介して高電
圧電源10の正極側の出力端子が接続されている。この
とき、第2電極2が例えば第2電極2a〜2nで構成さ
れているとすると、各第2電極2a〜2nはそれぞれス
イッチ手段5a〜5nを介して高電圧電源10の正極側
出力端子に接続される。したがって、この回路の場合に
は、電位的に言うと、共通の第1電極3と各第2電極2
a〜2nとでそれぞれ複数の電極対1を成している。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a method of connecting a large number of electrode pairs 1 to a high-voltage power supply. The multiple electrode pairs 1 are each connected to the high-voltage power supply 10 in parallel. Here, the first electrode 3 of each electrode pair 1 is
At A, it is assumed that they are electrically integrated with each other. That is, each first electrode 3 of each sector-shaped section 63A shown in FIG. 4 may be integrally formed by a metal electrode, or may be electrically connected to the same potential in the vicinity of the excavation head 61A. It may be. The integrated first electrode 3 is connected to an output terminal (usually grounded) of the high voltage power supply 10 on the negative electrode side. In addition, each of the second electrodes 2 is provided with a plurality of switch means 5.
The output terminal on the positive electrode side of the high-voltage power supply 10 is connected via a to 5n (n corresponds to the number of electrode pairs). At this time, assuming that the second electrode 2 is composed of, for example, the second electrodes 2a to 2n, the second electrodes 2a to 2n are connected to the positive output terminal of the high-voltage power supply 10 via the switch means 5a to 5n, respectively. Connected. Therefore, in the case of this circuit, in terms of potential, the common first electrode 3 and each second electrode 2
a to 2n form a plurality of electrode pairs 1 respectively.

【0021】制御器40は、各スイッチ手段5a〜5n
を予め設定された所定の順序及びタイミングでオン/オ
フするのを制御している。この制御器40は、例えばマ
イクロコンピュータを主体として構成してもよいし、又
は、半導体ロジック回路により構成してもよい。なお、
各スイッチ手段5a〜5nには、高電圧に対する耐圧性
が高くなるように、例えばギャップスイッチ等を使用し
てもよいし、あるいは、トランジスタ等の半導体スイッ
チを例えば複数段直列に接続して使用するようにしても
よい。
The controller 40 includes switch means 5a to 5n.
Are controlled to be turned on / off in a predetermined order and timing set in advance. The controller 40 may be mainly configured by a microcomputer, for example, or may be configured by a semiconductor logic circuit. In addition,
For each of the switch means 5a to 5n, for example, a gap switch or the like may be used so as to increase the withstand voltage against a high voltage, or a plurality of semiconductor switches such as transistors may be connected in series and used. You may do so.

【0022】このような構成の電気破砕装置における破
砕方法を、図6〜図8に基づいて説明する。図6〜図8
は、それぞれ電気破砕時の電極対1での放電順序の例を
示した図である。図6においては、半円形の掘削ヘッド
61Aの内、半円形の中心角度が所定角度αの範囲に配
置された各電極対1に対して、図示で矢印12のよう
に、半円形の中心部から外周部へ向けて、次に外周部か
ら中心部に向けて、対応するスイッチ手段5a〜5nを
順次オンさせて放電させている。そして、所定角度αに
対応する一つの範囲の放電が完了したら、次の所定角度
αの範囲に配置された各電極対1に対して、上記と同様
の方法で放電することができる。また、図7において
は、半円形の掘削ヘッド61Aの内、まず最外周部に配
置された電極対1の列を順次放電し、次に最外周列より
1列だけ中心側の電極対1の列を順次放電して行く。そ
して、このような放電動作を、中心側に1列ずつシフト
しながら繰り返し、最中心部の列が終了したら、再び最
外周列に戻ってサイクリックにこれを繰り返す。さら
に、図8においては、掘削ヘッド61Aの外側から内側
に順次シフトして放電している。すなわち、まず最外周
の一列の電極対1を放電し、次に直径部分の最も外側の
列に沿って放電した後、最外周列より1列だけ中心側の
列を放電する。このようにして、外側から内側に渦巻き
状に順次放電して最後の列が終了したら、再び最外周列
に戻ってサイクリックに繰り返す。
A crushing method in the electric crushing apparatus having such a configuration will be described with reference to FIGS. 6 to 8
FIG. 3 is a diagram showing an example of a discharge sequence at the electrode pair 1 at the time of electrocrushing. In FIG. 6, the semicircular center portion of the semicircular excavating head 61 </ b> A has a semicircular center angle as indicated by an arrow 12 with respect to each electrode pair 1 in which the semicircular central angle is arranged within the range of the predetermined angle α. , The corresponding switch means 5a to 5n are sequentially turned on from the outer periphery to the center to discharge. When the discharge in one range corresponding to the predetermined angle α is completed, the respective pairs of electrodes 1 arranged in the next range of the predetermined angle α can be discharged in the same manner as described above. In FIG. 7, among the semicircular excavating heads 61A, first, the column of the electrode pair 1 arranged at the outermost peripheral portion is sequentially discharged, and then the electrode pair 1 at the center side by one column from the outermost peripheral column is discharged. Discharge the columns sequentially. Then, such a discharging operation is repeated while shifting one line at a time toward the center side, and when the most central row is completed, the operation returns to the outermost row again and is repeated cyclically. Further, in FIG. 8, the discharge is sequentially shifted from the outside to the inside of the excavation head 61A to discharge. That is, first, the outermost outermost row of the electrode pairs 1 is discharged, then the outermost outermost row of the diameter portion is discharged, and then the centrally located row from the outermost outermost row is discharged. In this way, when the last row is completed by sequentially discharging spirally from the outside to the inside and returning to the outermost row, it is cyclically repeated.

【0023】以上のように、各電極対1が所定の順序で
所定時間毎に放電するように、対応する各スイッチ手段
5a〜5nをサイクリックにオンさせる。これによっ
て、掘削ヘッド61A内の全ての電極対1にサイクリッ
クに高電圧が印加されるので、多数の電極対1に同時に
高電圧を印加した場合に放電し易い電極対1のみが放電
を繰り返して局所的に電気破砕が行われる等の現象が防
止され、掘削ヘッド61A内で全所的に均一に電気破砕
を行うことができる。また、各電極対1が所定時間毎に
順次放電して行くので、放電のためのエネルギー量が小
さくて済み、よって、高電圧電源10の出力するエネル
ギー量が小さくてよい。したがって、高電圧電源10の
容量を小さくでき、電気破砕装置の小型化が図れる。
As described above, the corresponding switch means 5a to 5n are cyclically turned on so that each electrode pair 1 discharges in a predetermined order at predetermined time intervals. As a result, a high voltage is cyclically applied to all the electrode pairs 1 in the excavation head 61A. Therefore, when a high voltage is applied to a large number of electrode pairs 1 at the same time, only the electrode pair 1 that is likely to discharge repeatedly discharges. Thus, a phenomenon such as local electric crushing is prevented, and the electric crushing can be performed uniformly in all parts in the excavation head 61A. Further, since each electrode pair 1 sequentially discharges every predetermined time, the amount of energy for discharging may be small, and therefore, the amount of energy output from the high-voltage power supply 10 may be small. Therefore, the capacity of the high-voltage power supply 10 can be reduced, and the size of the electric crusher can be reduced.

【0024】なお、電極対1の構成としては、例えば図
9に示すように、扇型区画63Aの中央部に1つの第1
電極3が設けられ、この第1電極3の周囲に複数の第2
電極2a〜2n1(ここで、n1は各扇型区画63A内での
第2電極2の数とする)が環状に配設されるようにして
もよい。この場合、各第2電極2a〜2n1が各スイッチ
手段5a〜5n1を介して高電圧電源の正極側の出力端子
に接続され、サイクリックにスイッチングされるように
する。これによって、各扇型区画63A内の第1電極3
の周囲の破砕対象物が均一に破砕される。
The configuration of the electrode pair 1 is, for example, as shown in FIG.
An electrode 3 is provided, and a plurality of second electrodes 3 are provided around the first electrode 3.
The electrodes 2a to 2n1 (where n1 is the number of the second electrodes 2 in each fan-shaped section 63A) may be arranged in a ring shape. In this case, each of the second electrodes 2a to 2n1 is connected to the output terminal on the positive side of the high voltage power supply via each of the switch means 5a to 5n1, so that the switching is performed cyclically. Thereby, the first electrode 3 in each fan-shaped section 63A is formed.
The object to be crushed around is uniformly crushed.

【0025】また、上記の実施形態では、電極対1の第
1電極3が全ての電極対1の第1電極3を一体化して構
成されたような例で説明しているが、本発明はこれに限
定されるものではない。すなわち、各電極対1の第1電
極3とこれに隣接する電極対1の第1電極3とを互いに
電気的に絶縁して掘削ヘッド61A内に配設し、各電極
対1の第2電極2と第1電極3(以後、ブロックと呼
ぶ)をそれぞれ高電圧電源10の出力端子に直接接続す
るようにしてもよい。この場合、図10に示すように、
隣接するブロックの第1電極3間は互いに絶縁体8等で
絶縁しておく。そして、高電圧電源10から各ブロック
への接続は、例えば図11に示すように、各第2電極2
a〜2nはそれぞれスイッチ手段5の各スイッチ手段5
a〜5nを介して高電圧電源10の正極側の出力端子
に、また、第1電極3a〜3nはそれぞれ直接高電圧電
源10の負極側の出力端子に接続されるように行われ
る。このように接続することによって、各スイッチ手段
5a〜5nと高電圧電源10の正極側又は負極側の出力
端子と接続する配線の共通インピーダンスの影響が互い
に無くなり、各電極対1に所定の放電電流を流すことが
できる。さらに、高電圧電源10から出力される高電圧
が、スイッチ手段5の制御により意図している目的の電
極対1に印加される途中でリークして放電してしまうこ
とを防止できる。したがって、確実に各電極対1にサイ
クリックに高電圧が印加されるので、電気破砕が効率よ
く行われる。
Further, in the above embodiment, the first electrode 3 of the electrode pair 1 has been described as an example in which the first electrodes 3 of all the electrode pairs 1 are integrated, but the present invention is not limited to this. It is not limited to this. That is, the first electrode 3 of each electrode pair 1 and the first electrode 3 of the electrode pair 1 adjacent thereto are electrically insulated from each other and disposed in the excavation head 61A. 2 and the first electrode 3 (hereinafter, referred to as a block) may be directly connected to the output terminal of the high-voltage power supply 10, respectively. In this case, as shown in FIG.
The first electrodes 3 of adjacent blocks are insulated from each other by an insulator 8 or the like. The connection from the high-voltage power supply 10 to each block is made, for example, as shown in FIG.
a to 2n are the respective switch means 5 of the switch means 5.
The first and second electrodes 3a to 3n are directly connected to the output terminals on the positive electrode side of the high-voltage power supply 10 via the terminals a to 5n, respectively. This connection eliminates the influence of the common impedance of each of the switch means 5 a to 5 n and the wiring connected to the positive or negative output terminal of the high-voltage power supply 10, so that a predetermined discharge current is applied to each electrode pair 1. Can flow. Further, it is possible to prevent the high voltage output from the high voltage power supply 10 from leaking and discharging while being applied to the intended electrode pair 1 under the control of the switch means 5. Therefore, since a high voltage is applied to each electrode pair 1 cyclically, electrocrushing is efficiently performed.

【0026】また、掘削ヘッド61A内の全電極対1
を、少なくとも1対以上の分割可能な電極対1(つま
り、1ブロック、又は、図9のような複数の電極対1の
まとまりに相当する)を含むような各エリアに分割し、
この各エリア毎にそれぞれ対応する複数の高電圧電源1
0を設けるようにしてもよい。この各エリアは、例え
ば、図6に示した例のように所定角度α毎に分割される
ようにしてもよい。そして、このとき、各エリア内の複
数の電極対1は、各エリア毎に対応するスイッチ手段5
am〜5nm(mは各エリアを表す)を介して高電圧電源1
0に接続される。この場合には、この各高電圧電源10
から各エリア内の複数の電極対1に所定の順序及びタイ
ミングで高電圧をサイクリックにそれぞれ印加すること
により、前述と同様に各エリア内の各電極対1を順次放
電することができると共に、分割したエリア毎に並列し
て電気破砕できるので、能率良く掘削できる。ここに、
各エリアは、並列破砕時でも互いに地盤のゆるみ等の影
響を及ぼさないように分割されるようにしていることは
当然である。
Further, all electrode pairs 1 in the drilling head 61A
Is divided into areas each including at least one or more divisible electrode pairs 1 (that is, one block or a plurality of electrode pairs 1 as shown in FIG. 9),
A plurality of high-voltage power supplies 1 corresponding to each area
0 may be provided. Each of these areas may be divided at a predetermined angle α, for example, as in the example shown in FIG. At this time, the plurality of electrode pairs 1 in each area are connected to the switch means 5 corresponding to each area.
High voltage power supply 1 through am to 5 nm (m represents each area)
Connected to 0. In this case, each of the high-voltage power supplies 10
By applying a high voltage to each of the plurality of electrode pairs 1 in each area in a predetermined order and timing cyclically, each electrode pair 1 in each area can be sequentially discharged in the same manner as described above, Since electric crushing can be performed in parallel for each divided area, excavation can be performed efficiently. here,
It is natural that each area is divided so as not to affect each other even in parallel crushing, such as loosening of the ground.

【0027】次に、掘削ヘッド61の他の形状における
電気破砕の順序に係わる他の実施形態を説明する。図1
2は非円形断面掘削ヘッドの他の例を表す長方形断面の
掘削ヘッド61Bの正面図であり、図13はこの掘削ヘ
ッド61Bの斜視図である。掘削ヘッド61Bの前面部
は複数個の矩形区画63Bに分割されている。図14
(a) は矩形区画63Bの詳細斜視図であり、図14(b)
は図14(a) のF−F断面図である。矩形区画63Bの
中央部には星形の第2電極2が設けられており、矩形区
画63Bの外周壁には第1電極3が設けられ、この第2
電極2と第1電極3とにより電極1を構成している。図
14(b) に示すように、第2電極2は例えばプラスチッ
ク等の絶縁材料からなる支持部材64Bによって第1電
極3から絶縁された状態で支持されている。そして、第
2電極2と第1電極3間に囲まれた空間に溶液9が充填
されるので、放電エネルギーが効率的に岩盤に投入され
る。
Next, a description will be given of another embodiment relating to the order of electrocrushing in another shape of the excavating head 61. FIG.
2 is a front view of an excavating head 61B having a rectangular cross section that represents another example of the excavating head having a non-circular cross section, and FIG. 13 is a perspective view of the excavating head 61B. The front part of the excavating head 61B is divided into a plurality of rectangular sections 63B. FIG.
(a) is a detailed perspective view of the rectangular section 63B, and FIG.
FIG. 14 is a sectional view taken along line FF of FIG. A star-shaped second electrode 2 is provided at the center of the rectangular section 63B, and a first electrode 3 is provided on the outer peripheral wall of the rectangular section 63B.
The electrode 1 is constituted by the electrode 2 and the first electrode 3. As shown in FIG. 14B, the second electrode 2 is supported in a state insulated from the first electrode 3 by a support member 64B made of an insulating material such as plastic. Then, since the solution 9 is filled in the space surrounded between the second electrode 2 and the first electrode 3, the discharge energy is efficiently injected into the rock.

【0028】このような掘削ヘッド61Bを用いる場
合、各ブロックの第2電極2及び第1電極3と高電圧電
源10の正極側及び負極側の出力端子との接続は、前述
したように、図5又は図11と同様に行われる。すなわ
ち、掘削ヘッド61B内の全ての第1電極3が同一の金
属製電極により一体に形成されている場合、あるいは、
掘削ヘッド61Bの近傍において電気的に同電位に接続
されている場合には、図5に示したように接続され、ま
た、掘削ヘッド61B内の隣接する各ブロックの第1電
極3間が図10に示したのと同様に絶縁体8により電気
的に絶縁されている場合には、図11に示したように接
続される。
When such an excavating head 61B is used, the connection between the second electrode 2 and the first electrode 3 of each block and the positive and negative output terminals of the high-voltage power supply 10 is as shown in FIG. 5 or FIG. That is, when all the first electrodes 3 in the excavation head 61B are integrally formed by the same metal electrode, or
When electrically connected to the same potential in the vicinity of the excavation head 61B, they are connected as shown in FIG. 5, and between the first electrodes 3 of adjacent blocks in the excavation head 61B are connected as shown in FIG. In the case where they are electrically insulated by the insulator 8 in the same manner as described above, the connection is made as shown in FIG.

【0029】そして、各電極対1の放電が、例えば図1
5〜図17に示されるように所定の順序でサイクリック
に行われるように、スイッチ手段5の各スイッチ手段5
a〜5nのオン/オフが制御される。図15において
は、長方形断面の掘削ヘッド61Bの最も上辺に配置さ
れた電極対1の1列を例えば図示したように左から右へ
順次シフトして放電し、次に1列だけ下の列を逆方向に
右から左へ順次放電し、これを1列ずつ順に下がって行
き、最も下辺の列の放電が終了したら、再び最上辺の列
に戻ってこれをサイクリックに繰り返すようにしてい
る。図16においては、掘削ヘッド61Bの最も左辺の
1列を例えば図示したように上から下へ順次シフトして
放電し、次に1列だけ右の列を逆方向に下から上へ順次
放電し、これを1列ずつ順に右へシフトして行き、最も
右辺の列の放電が終了したら、再び最も左辺の列に戻っ
てこれをサイクリックに繰り返すようにしている。
The discharge of each electrode pair 1 is, for example, as shown in FIG.
Each of the switch means 5 of the switch means 5 is cyclically performed in a predetermined order as shown in FIGS.
On / off of a to 5n is controlled. In FIG. 15, one row of the electrode pair 1 arranged at the uppermost side of the excavating head 61B having a rectangular cross section is sequentially shifted from left to right as shown in the drawing, for example, and then discharged by one row. Discharge is sequentially performed from right to left in the reverse direction, and the discharge is sequentially lowered by one column. When the discharge in the lowermost column is completed, the discharge is returned to the uppermost column again and cyclically repeated. In FIG. 16, one row on the leftmost side of the excavation head 61B is sequentially shifted from top to bottom as shown in the drawing, and then discharged, and then the right row by one row is sequentially discharged from bottom to top in the reverse direction. These are sequentially shifted to the right by one column, and when the discharge in the rightmost column is completed, the process returns to the leftmost column again and repeats this cyclically.

【0030】さらに、図17においては、最も外側の列
の全周を1巡したら、次に1列だけ内側の列の全周を1
巡し、このように渦巻き状に回りながら内側にシフトし
て順次放電して行き、最後の列が終了したら、再び最も
外側の列に戻って繰り返すようにしている。このように
外側から内側に破砕して行くので、破砕された岩石等が
排出され易くなり、破砕効率が良くなる。
Further, in FIG. 17, once the entire circumference of the outermost row has been rotated once, the entire circumference of the inner row only one row is next determined.
In this way, the electric power is shifted inward while rotating in a spiral, and the electric discharge is sequentially performed. When the last row is completed, the procedure returns to the outermost row again and repeats. Since crushing is performed from the outside to the inside in this manner, crushed rocks and the like are easily discharged, and crushing efficiency is improved.

【0031】このようにして、長方形断面の掘削ヘッド
61Bにおいても、各電極対1に順次サイクリックに高
電圧を印加するようにしているので、多数の電極対1に
同時に印加した場合に比して、掘削ヘッド61B内の全
所的に均一に電気破砕が行われる。また、多数の電極対
1で同時に放電させる必要がないので、高電圧電源10
の出力容量を小さくできる。
As described above, even in the excavating head 61B having a rectangular cross section, a high voltage is sequentially applied to each electrode pair 1 sequentially. Thus, the electric crushing is performed uniformly throughout the excavation head 61B. In addition, since it is not necessary to discharge a large number of electrode pairs 1 at the same time,
Output capacity can be reduced.

【0032】なお、これまでの説明では、高電圧電源1
0の負極側をアース接地した例を示しているが、本発明
はこれに限定するものでなく、正極側をアース接地する
ようにしてもよい。また、電極対1の第1電極3及び第
2電極2はそれぞれ高電圧電源10の負極側及び正極側
に接続されているが、これに限らず逆の接続、すなわ
ち、それぞれ高電圧電源10の正極側及び負極側に接続
されてもよい。また、上記実施形態では、各スイッチ手
段5a〜5nは高電圧電源10のアース接地と反対側の
出力端子への配線に介装されているが、これに限定され
ず、アース接地側の出力端子への配線に介装されてもよ
い。
In the above description, the high-voltage power supply 1
Although an example in which the negative electrode side of 0 is grounded is shown, the present invention is not limited to this, and the positive electrode side may be grounded. In addition, the first electrode 3 and the second electrode 2 of the electrode pair 1 are connected to the negative electrode side and the positive electrode side of the high voltage power supply 10 respectively, but the present invention is not limited to this, and the reverse connection, that is, the high voltage power supply 10 It may be connected to the positive electrode side and the negative electrode side. Further, in the above embodiment, each of the switch means 5a to 5n is interposed in the wiring to the output terminal on the side opposite to the earth ground of the high voltage power supply 10, but is not limited to this, and the output terminal on the earth ground side is not limited to this. It may be interposed in the wiring to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる非円形断面地中掘進機の側面断
面図を示す。
FIG. 1 is a side sectional view of a non-circular cross section underground excavator according to the present invention.

【図2】本発明に係わる非円形断面掘削ヘッド例の正面
図を示す。
FIG. 2 shows a front view of an example of a non-circular cross-section drilling head according to the invention.

【図3】図2の掘削ヘッドの斜視図を示す。FIG. 3 shows a perspective view of the drilling head of FIG. 2;

【図4】図2の掘削ヘッド前面部の扇型区画の詳細斜視
図を示す。
FIG. 4 shows a detailed perspective view of a fan-shaped section of the front of the drilling head of FIG. 2;

【図5】掘削ヘッドの多数の電極対と高電圧電源との接
続方法の一例を示す。
FIG. 5 shows an example of a method for connecting a large number of electrode pairs of a drilling head to a high-voltage power supply.

【図6】図2の掘削ヘッドにおける多数の電極対の放電
順序の一例を示す。
FIG. 6 shows an example of a discharge sequence of a large number of electrode pairs in the drilling head of FIG.

【図7】同、多数の電極対の放電順序の他の例を示す。FIG. 7 shows another example of the discharge order of a large number of electrode pairs.

【図8】同、多数の電極対の放電順序の他の例を示す。FIG. 8 shows another example of the discharge order of a large number of electrode pairs.

【図9】掘削ヘッドにおける電極対の他の構成例を示
す。
FIG. 9 shows another configuration example of an electrode pair in a drilling head.

【図10】図2の掘削ヘッドにおける各負極間の絶縁の
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of insulation between respective negative electrodes in the excavating head of FIG. 2;

【図11】掘削ヘッドの多数の電極対と高電圧電源との
接続方法の他の例を示す。
FIG. 11 shows another example of a method for connecting a large number of electrode pairs of a drilling head to a high-voltage power supply.

【図12】本発明に係わる非円形断面掘削ヘッドの他例
の正面図を示す。
FIG. 12 shows a front view of another example of a non-circular cross-section drilling head according to the present invention.

【図13】図12の掘削ヘッドの斜視図を示す。FIG. 13 shows a perspective view of the drilling head of FIG.

【図14】図12の掘削ヘッド前面部の矩形区画の詳細
斜視図を示す。
14 shows a detailed perspective view of a rectangular section on the front of the drilling head of FIG.

【図15】図12の掘削ヘッドにおける多数の電極対の
放電順序の一例を示す。
FIG. 15 shows an example of a discharge sequence of a large number of electrode pairs in the drilling head of FIG.

【図16】同、多数の電極対の放電順序の他の例を示
す。
FIG. 16 shows another example of the discharge order of a large number of electrode pairs.

【図17】同、多数の電極対の放電順序の他の例を示
す。
FIG. 17 shows another example of the discharge order of a large number of electrode pairs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極対 2,2a〜2n 第2電極 3 第1電極 5a〜5n スイッチ手段 6 ポンプ 7 溶液送給管 8 絶縁体 9 溶液 10 高電圧電源 15 シール部材 22 推進ジャッキ 33 コンベア 40 制御器 60 非円形断面地中掘進機 61,61A,61B 掘削ヘッド 62 チャンバ 63A 扇型区画 63B 矩形区画 64A,64B 支持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode pair 2, 2a-2n 2nd electrode 3 1st electrode 5a-5n Switch means 6 Pump 7 Solution feeding pipe 8 Insulator 9 Solution 10 High voltage power supply 15 Seal member 22 Propulsion jack 33 Conveyor 40 Controller 60 Non-circular Sectional underground excavator 61, 61A, 61B Excavation head 62 Chamber 63A Fan-shaped section 63B Rectangular section 64A, 64B Support member

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の電極対(1) を有し、この電極対
(1) に高電圧を印加して放電させ、破砕対象物を破砕す
る電気破砕装置において、 正極側の出力端子及び負極側の出力端子を有し、この両
出力端子間から高電圧を出力する高電圧電源(10)と、 前記各電極対(1) のいずれか一方の電極を形成すると共
に、前記高電圧電源(10)の両出力端子の内いずれか一方
が接続される1つ以上の第1電極(3) と、 この1つ以上の第1電極(3) にそれぞれ対向する位置に
少なくとも2つ以上配設され、あるいは、この2つ以上
の第1電極(3) にそれぞれ対向する位置に1つ配置され
ると共に、前記各電極対(1) の他方の電極を形成する複
数の第2電極(2) と、 この各第2電極(2) と前記高電圧電源(10)の他方の出力
端子との間にそれぞれ介装され、前記各第1電極(3) と
各第2電極(2) との間に印加する前記高電圧電源(10)か
らの高電圧をそれぞれスイッチングする複数のスイッチ
手段(5a 〜5n)と、 この各スイッチ手段(5a 〜5n) を予め設定された所定の
順序及びタイミングでスイッチングし、高電圧を順次切
り換えてそれぞれの第1電極(3) と第2電極(2) との間
に印加するのを制御する制御器(40)とを備えたことを特
徴とする電気破砕装置。
A plurality of electrode pairs (1) are provided.
(1) An electric crusher for applying a high voltage to discharge and crushing an object to be crushed, which has an output terminal on a positive electrode side and an output terminal on a negative electrode side, and outputs a high voltage between the two output terminals. A high-voltage power supply (10), and one or more electrodes each of which forms one of the electrode pairs (1) and to which one of both output terminals of the high-voltage power supply (10) is connected; At least two or more first electrodes (3) are disposed at positions opposed to the one or more first electrodes (3), respectively, or are opposed to the two or more first electrodes (3), respectively. A plurality of second electrodes (2) that are arranged at one position and form the other electrode of each of the electrode pairs (1); and each of the second electrodes (2) and the high-voltage power supply (10). The high-voltage power supply (10) interposed between the other output terminals and applied between the first electrodes (3) and the second electrodes (2). A plurality of switch means (5a to 5n) for switching high voltage respectively; and a switch for switching each of these switch means (5a to 5n) in a predetermined order and timing. An electro-crushing device comprising a controller (40) for controlling application between the electrode (3) and the second electrode (2).
【請求項2】 複数の電極対(1) を有し、この電極対
(1) に高電圧を印加して放電させ、破砕対象物を破砕す
る電気破砕装置において、 正極側の出力端子及び負極側の出力端子を有し、この両
出力端子間から高電圧を出力する高電圧電源(10)と、 前記各電極対(1) のいずれか一方の電極を形成すると共
に、前記高電圧電源(10)の両出力端子の内いずれか一方
が接続される複数の第1電極(3) と、 この各第1電極(3) と対となって対向して配置され、前
記各電極対(1) の他方の電極を形成する複数の第2電極
(2) と、 この各第2電極(2) と前記高電圧電源(10)の他方の出力
端子との間にそれぞれ介装され、各第1電極(3) と各第
2電極(2) との間に印加する前記高電圧電源(10)からの
高電圧をそれぞれスイッチングする複数のスイッチ手段
(5a 〜5n) と、 この各スイッチ手段(5a 〜5n) を予め設定された所定の
順序及びタイミングでスイッチングし、高電圧を順次切
り換えてそれぞれの第1電極(3) と第2電極(2) との間
に印加するのを制御する制御器(40)とを備えたことを特
徴とする電気破砕装置。
2. A semiconductor device comprising: a plurality of electrode pairs;
(1) An electric crusher for applying a high voltage to discharge and crushing an object to be crushed, which has an output terminal on a positive electrode side and an output terminal on a negative electrode side, and outputs a high voltage between the two output terminals. A high-voltage power supply (10), a plurality of first electrodes each of which forms one of the electrode pairs (1) and to which one of both output terminals of the high-voltage power supply (10) is connected; An electrode (3) and a plurality of second electrodes which are arranged opposite to each of the first electrodes (3) and form the other electrode of each of the electrode pairs (1)
(2), and each of the second electrodes (2) and the other output terminal of the high-voltage power supply (10) are interposed respectively, and each of the first electrodes (3) and each of the second electrodes (2) A plurality of switch means for respectively switching high voltage from the high voltage power supply (10) applied between
(5a to 5n) and the respective switch means (5a to 5n) are switched in a predetermined order and timing, and the high voltage is sequentially switched so as to sequentially switch the first electrode (3) and the second electrode (2). And a controller (40) for controlling the application between the electrolysis device and the electro-crushing device.
【請求項3】 請求項1又は2記載の電気破砕装置にお
いて、 前記複数の電極対(1) を少なくとも1対以上の電極対
(1) を含むように複数のエリアに分割すると共に、この
各エリアにそれぞれ対応して複数の前記高電圧電源(10)
を備え、 この各高電圧電源(10)は、対応する各エリアの各電極対
(1) にそれぞれ高電圧を印加するようにしたことを特徴
とする電気破砕装置。
3. The electro-crushing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of electrode pairs are at least one or more electrode pairs.
(1) is divided into a plurality of areas so as to include the plurality of high-voltage power supplies (10) corresponding to the respective areas.
Each of the high-voltage power supplies (10) has a corresponding electrode pair in each corresponding area.
(1) An electric crusher characterized in that a high voltage is applied to each of them.
【請求項4】 複数の電極対(1) を有し、この電極対
(1) に高電圧を印加して放電させ、破砕対象物を破砕す
る電気破砕方法において、 前記複数の電極対(1) に、予め設定された所定の順序及
びタイミングで高電圧をそれぞれ印加することを特徴と
する電気破砕方法。
4. It has a plurality of electrode pairs (1).
In the electro-crushing method of applying a high voltage to (1) to discharge and crush the object to be crushed, applying a high voltage to each of the plurality of electrode pairs (1) in a predetermined order and at a predetermined timing. An electrocrushing method, characterized in that:
【請求項5】 複数の電極対(1) を有し、この電極対
(1) に高電圧を印加して放電させ、破砕対象物を破砕す
る電気破砕方法において、 前記複数の電極対(1) を少なくとも1対以上の電極対
(1) を含むように複数のエリアに分割し、この各エリア
に対応する各高電圧電源(10)によって、それぞれのブロ
ック内の各電極対(1) に、予め設定された所定の順序及
びタイミングで高電圧をそれぞれ印加することを特徴と
する電気破砕方法。
5. A semiconductor device comprising: a plurality of electrode pairs;
(1) An electric crushing method in which a high voltage is applied and discharged to crush the object to be crushed, wherein the plurality of electrode pairs (1) are at least one or more electrode pairs.
(1) is divided into a plurality of areas so as to include (1), and each electrode pair (1) in each block is set in a predetermined order and by a high-voltage power supply (10) corresponding to each area. An electric crushing method characterized by applying a high voltage at each timing.
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