KR100323215B1 - 플라즈마 블라스팅 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100323215B1
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explosive conductor
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그레고리 윌킨슨 마크
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도날드 엠 로버트
맥스웰 테크놀러지스 인코포레이티드
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Abstract

플라즈마 블라스팅(10) 방법 및 장치는 프로브(14)의 일부를 포함하는 폭발식 컨덕터(16)에 스위치를 통해 전류로서 전하를 운반하는 결합된 인덕턴스(60)인 전하를 저장하기 위한 케펫시터 뱅크(28)를 포함한다. 폭발식 컨덕터(16)는 원통형 맨드릴 (108) 둘레에 나선형으로 감겨진 리본이다. 이런 리본은 캐패시턴스내 저장된 최적량의 전기 에너지의 효율적인 소산을 확중하기 위해 캐패시턴스에 대한 인덕턴스의 제공된 길이 대 단면비를 갖는다.

Description

플라즈마 볼라스팅 방법 및 장치
본 발명은 일반적으로 플라즈마로부터 결과되는 충격파에 의해 지질학적 형성부를 부수기 위해 플라즈마를 생성하는 프로브에 펄스된 고전류를 공급하기 위한 드라이버를 포함하는 플라즈마 볼라스팅 장치에 관한 것이다. 보다 특별히, 본 발명은 드라이버가 고압에서 다량의 전하를 저장하기 위한 캐패시턴스를 갖는 장치에 관한 것이다. 드라이버의 인덕터는 캐패시턴스로부터 방전 전류 펄스를 옮기고, 프로브에 결합된 전기적으로 정합된 제거가능한 폭발식 컨덕터(explodable conductor)에 그것을 운반한다. 폭발식 컨덕터는 지질학적 형성부 또는 다른 고체 물질의 보어 내에 위치된다.
추진하는 가스를 폭발 또는 분출시키는 폭발 와이어 및 스파크 갭 시스템 모두가 공지되어 있다. 폭발 와이어 시스템은 알루미늄 연료 분말/물 반응으로부터 생성된 수소 가스로의 발사용 발사체에 대한 Lee의 미합중국 특허 제 5,052,272 호에 의해 예시된다. Lee는 트리거 와이어 및 알루미늄 연료 분말-산화제 혼합물에 펄스 전력 기술을 적용시키므로써 고에너지 효율을 가진 수소 가스를 생성하는 방법을 공개한다. 알루미늄 연료 분말의 바람직한 산화제는 물이다. 장치는 유도 코일에 연결된 캐패시터 뱅크를 포함한다. 금속 컨덕터 와이어는 유도 코일 및 빠른 스위치에 연결된다. 스위치가 닫힐 때, 캐패시터 뱅크로부터의 전기 에너지는 인덕터 및 스위치 뿐만 아니라 와이어를 통해 흐른다. 전기 방전의 전체 에너지는 바람직하게 알루미늄 연료의 g당 0.50 내지 15 kJ이다. 방전은 10 내지 1000μs에서 지속된다.
Padberg, Jr.의 미합중국 특허 제3,583,766 호는 광상(鑛床) 층내에 형성되고 퇴적 해양층내로 뻗어 있는 보어내에 드릴 파이프를 갖는 깊은 잠수 탐지 비히콜을 공개한다. 드릴 혜드는 드릴 헤드 위에 위치된 플라즈마 방전 구간을 갖는 드릴 파이프의 하부 말단에 위치된다. 전압인가 회로는 전원으로부터 플라즈마 방전 구간을 통해 뻗어 있는 얇은 니켈 와이어까지 전기 에너지를 결합한다. 스위치가 닫힐 때, 고전류는 얇은 니켈 와이어를 통해 갑자기 통과하여 그것을 폭발시키고 날카로운 압력파에 의해 수반되는 큰 플라즈마 방전을 생성한다. 플라즈마 방전 구간내 개구부는 압력파가 나타나고, 폭발물을 자극하는 충격파를 동반하는 급속하게 팽창하고 붕괴하는 가스 버블을 생성하게 한다. 대체 버블 팽창 및 붕괴는 날카로운 압력 펄스의 형태로 음파를 전파한다.
Yutkin의 Soviet Union No. SU 357345 A는 전압이 인가될 때 충격파를 생성하기 위해 모래같은 젖은 유전체 덩어리 물질로 채워진 암석내 호울에 삽입하기 위한 전도성 와이어 스트립 및 한 쌍의 전극을 갖는 암석 파괴 장치를 공개한다. 와이어는 전극에 연결되고, 유전체 플레이트 둘레에 뻗는다. 유전체 플레이트는 파열 작업을 위해 암석 호울내에 위치된다.
스파크 갭 또는 비-폭발 와이어 시스템은 물 또는 오일의 회수를 위해 토양내 깊은 호울을 뚫기 위한 스파크 갭 프로브를 공개하는 Shock Plasma Earth Drill에 대한 O'Hare의 미합중국 특허 제 3,679,007호에 의해 예시된다. 프로브는 외부 전극으로부터 분리되고, 그에 의해 둘러싸인 중앙 전극을 갖는다. 400μF의 캐패시, 턴스를 갖는 6000V의 포텐샬에 하전된 콘덴서 또는 캐패시터 뱅크는 전극에 전기 에너지를 공급한다. 충격파는 물내 중앙 전극의 외부 표면 및 0.75 in의 갭에 의해 분리된 둘러싼 전극의 내부 표면에서 생성되었다. 중앙 전극은 0.25 in의 직경을 갖는다. 제 4 도에서 보여진 실시양태는 고압 정류기 및 고압 변압기의 조합에 의해 6000V 이상으로 하전된 캐패시터 또는 콘덴서 뱅크를 갖는다. 제 5 도에서 보여진 실시양태에서, 캐패시터 뱅크는 보다 견고한 토양 또는 암석 지역에서 작업하기 위해 30,000V 이상의 보다 높은 전압 및 부드러운 지면에서 작업하기 위해 6000V로 하전될 수 있다. 각각의 실시양태에서, 스위치가 닫힐때 전압의 초기 서어지는 물내에 위치된 전극에 도달한다. 물의 저항은 물이 전류 펄스에 의해 플라즈마로 전환됨에 따라 낮아진다. 물 플라즈마의 저항을 가로지른 전기 에너지의 급속한 방출은 다량의 열을 생성하여, 전극의 지면 상부 옆에 충격을 가하고 미는 폭발 효과를 낳는다.
Moeny 일행의 미합중국 특허 제 4,741,405호는 지하 채광을 위한 스파크 방전 드릴을 공개한다. 드릴은 1 내지 10 펄스/초 이상의 속도에서 암석면에 수 kJ 내지 100 kJ 범위의 에너지의 펄스를 운반할 수 있다. 진흙 또는 물같은 드릴링 유체는 암석면에 대한 스파크 에너지의 전파를 돕는다.
전자기계학적 트리거 스파크 갭에 대한 Kitzinger의 미합중국 특허 제 4,897,577호는 갭을 한정하는 면해있는 표면을 갖는 양극 및 음극을 공개한다. 트리거 전극은 갭 근처에 위치된다. 트리거 전극과 음극 사이에 연결된 압전 생성기는 스파크 갭 스위치를 당긴다. 스위치는 캐패시터 방전 희로로부터 약 100,000A 이상의 전류를 취급할 수 있다.
플라즈마 블라스팅 방법에 대한 Kitzinger 일행의 미합중국 특허 제 5,106,164호는 견고한 암석 채광의 실행에서 암석을 부수기 위한 플라즈마 블라스팅 공정을 공개한다. 캐패시터 뱅크로부터의 전기 에너지는 플라즈마를 형성하기 위해 바람직하게 황산구리를 함유하는 전해질의 유전체 파괴를 일으키는 암석면내 보어내에 위치된 블라스팅 전극에 500 kA를 공급하기 위해 스위치된다. 전해질은 그것이 블라스팅전에 한정된 영역으로부터 누출되지 않도록 충분히 그것을 점성으로 만들기 위해 벤토나이트 또는 젤라틴으로 겔화될 수 있다. 블라스팅 장치는 전력 손실을 감소시키고 암석내로 에너지의 급속한 방전을 확증하기 위해 최소 인덕턴스 및 저항을 갖는다.
선행 기술 시스템의 결점중 하나는 캐퍼시턴스로부터 폭발식 컨덕터 또는 스파크 갭까지의 에너지 전이가 상대적으로 비효율적이라는 것이다. 에너지의 비효율적인 전이의 결과로서, 제공된 양의 폭발 에너지를 제공하기 위해 폭발식 컨덕터 또는 스파크 갭을 구동시키기 위한 비교적 큰 캐패시터 뱅크를 제공하는 것이 필요했다. 스파크 갭 시스템은 또한 에너지가 소산되고 전극들 사이에 갭인 영역이 초기에 고임피이던스를 가져서 적용된 전압에 기인하여 갭에서 절연되고, 이때 비교적 더 낮은 임피이던스 플라즈마가 형성된다는 결점으로 고통을 받는다. 결과로서, 고 임피이던스로부터 저 임피이던스로외 갭 임피이던스에서의 변화는 폭발 와이어시스템만큼 효율적으로 갭에서 에너지를 소산시키지 않는다.
도 1은 본 발명을 구현하는 플라즈마 파열용 장치의 설계도.
도 2는 도 1에서 보여진 플라즈마 파열용 장치의 프로브 및 그의 세부를 보이는 측입면도.
도 3A는 프로브 팁위에 고정된 교체가능한 퓨우즈 카아트리지를 포함하는 제거가능한 폭발식 컨덕터없이 도 2에서 보여진 프로브의 프로브 팁의 등축도.
도 3B는 단일 컨덕터 감기를 갖는 제거가능한 퓨우즈 카아트리지로 구성되는 제거 가능한 폭발식 컨덕터가 그와 전기적으로 결합될 프로브 팁에 대해 적합되는 방식의 세부를 보이는 도 3A에서 보여진 프로브 팁의 등축도.
도 3C는 프로브 팁 위에 위치된 단일 감기 제거가능한 퓨우즈 카아트리지를 갖는 도 3A및 도 3B에서 보여진 프로브 팁의 등축도.
도 3D는 프로브 팁위에 형성된 다중 터언 퓨우즈를 갖는 그 위에 다중 감기 제거가 능한 퓨우즈 카아트리지를 갖고 도 3A 내지 도 3C에서 보여지는 프로브 팁의 등축도.
도 4는 연소전에 보어 호울내에 위치된 프로브 위에 제거가능한 퓨우즈 카아트리지를 갖는 도 2에서 보여지는 프로브의 부분 단면도.
도 5는 점선으로 보여지는 프로브를 연소시키는 것으로부터 결과될 파열 선을 갖는 프로브 및 그 위에 위치된 도 2에서 보여진 퓨우즈 카아트리지를 갖는 블록의 부분측면도.
도 6A는 실시예 1에 대해 ms 단위로의 시간엔 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 6B는 실시예 1의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 프로브를 가로지른 V단위로의 포텐샬 강하의 그래프.
도 6C는 실시예 1의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 프로브에 옮겨진 Mw 단위로의 전력의 그래프.
도 6D는 실시예 1의 테스트 결과에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 J 단위로의 프로브에 전이된 에너지의 그래프.
도 7A는 실시예 2의 테스트 결과에 대해 시간에 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 7B는 실시예 2의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 V 단위로의 프로브를 가로지른 포텐샬 강하의 그래프.
도 7C는 실시예 2의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 Mw 단위로의 프로브에 전이된 전력의 그래프.
도 7D는 실시예 2의 테스트 결과에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 J 단위로의 프로브에 전이된 에너지외 그래프.
도 8A는 실시예 3의 테스트 결과에 대해 시간에 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 8B는 실시예 3의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 블라스팅 프로브를 가로질러 V 단위로의 프로브를 가로지른 포텐샬 강하의 그래프.
도 8C는 실시예 3의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 Mw 단위로의 프로브에 전이된 전력의 그래프.
도 8D는 실시예 3의 테스트 결과에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 J 단위로의 프로브에 전이된 에너지의 그래프.
도 9A는 실시예 4의 테스트 결과에 대해 시간에 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 9B는 실시예 4의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 V 단위로의 프로브를 가로지른 포텐샬 강하의 그래프.
도 9C는 실시예 4의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 Mw 단위로의 프로브에 전이된 전력의 그래프.
도 9D는 실시예 4의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 J 단위로의 프로브에 전이된 에너지의 그래프.
도 10A는 실시예 5의 테스트 결과에 대해 시간에 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 10B는 실시예 5의 테스트애 대해 ms 단위로의 시간에 대한 V 단위로의 프로브를 가로지른 포텐샬 강하의 그래프.
도 10C는 실시예 5의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 Mw 단위로의 프로브에 전이된 전력의 그래프.
도 10D는 실시예 5의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 J 단위로의 프로브에 전이된 에너지의 그래프.
도 11A는 실시예 6의 테스트에 대해 시간에 대한 수만 A의 프로브를 통한 전류의 그래프.
도 11B는 실시예 6의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 V 단위로의 프로브를 가로지른 포텐샬 강하의 그래프.
도 11C는 실시예 6의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 Mw 단위로의 프로브에 전이된 전력의 그래프.
도 11D는 실시예 6의 테스트에 대해 ms 단위로의 시간에 대한 1 단위로의 프로브에 전이된 에너지의 그래프.
[바람직한 실시양태의 상세한 설명]
이제 도면, 특별히 도 1을 참고로, 본 발명을 구현하는 플라즈마 블라스팅용 장치가 일반적으로 보여지고, 참고 번호(10)에 의해 확인된다. 플라즈마 블라스팅용 장치(10)는 암석 형성부에 위치되도록 적용된 블라스팅 프로브(14)에 펄스된 고전류, 고전압 에너지를 공급하기 위한 드라이버 회로를 포함한다. 프로브(14)는 그것에 제거가능하게 전기적으로 결합된 정합된 제거가능한 폭발식 컨덕터(16)를 갖는다.
드라이버 회로(12)에 에너지를 공급하기위해, 통상의 고전압 공급원(20)은 접지 리이드(22) 및 리이드(24)에 의해 그에 연결된다. 리이드(26)는 전기 에너지를 저장하기 위해 캐패시터(30), (32), (34), (36) 및 (38)을 갖는 캐패시터 뱅크로 구성되는 용량성 또는 캐패시턴스 수단(28)에 결합된다. 캐패시터 뱅크(28)의 전체 캐패시턴스는 11,000 V의 명목상 피이크 등급된 전압에서 4190μF이다. 접지 리이드(40)는 캐패시턴스 뱅크(28)를 접지 리이드(22)가 또한 연결된 접지(42)에 또한 연결시킨다. 고 전압 공급원(20)은 5 kV 또는 10 kV 같은 고 포텐샬에 캐패시턴스 뱅크(28)를 충전시킨다. 그리고나서, 저장된 전하는 드라이버 회로(12)의 다른 부분을 통해 프로브(14)까지 전류 펄스로서 방출될 수 있다. 드라이버 회로(12)는 분배 저항 기호(44)에 의해 예시되는 바와 같이 22mΩ의 분배된 저항을 갖는다. 전류 펄스는 음극(48), 양극(50) 및 제어 전극(52)를 갖는 이그나이트론(46)으로 구성되는 스위치 수단 및 리이그(26)을 통해 흐르는 전류에 의해 생성된다. 이그나이트론(46)은 캐패시터 뱅크(28)로 부터 폭발식 전도체(16)까지 전기 에너지와 선택적으로 결합된다. 그것은 전류의 흐름을 조절하고, 리이드(56)를 통해 트리거(52)까지 연결된 트리거 회로(54)에 의해 스스로 조절된다. 트리거 전극(54)이 이그나이트론 트리거(52)에 포텐샬을 공급할때, 전류 펄스는 이그나이트론(46)을 통해 리이드(58)를 통해, 프로브(14)까지 흐른다. 드라이버 회로(12)의 147 μH의 분배된 인덕턴스로 구성되는 유도성 수단은 인덕터(60)에 의해 표현된다. 분배된 인덕턴스(60)는 전류를 수용하고, 폭발식 컨덕터(16)에 공급된 전류의 변화속도를 느리게 한다. 느려진 전류 펄스는 통상의 0000-게이지 용접 케이블로 구성되고, 제 1케이블(62) 및 제 2 또는 전지 케이블(64)을 갖는 꼬아진 쌍(60)에 결합된 리이드(58)에 공급된다. 리이드(58)를 통해 케이블(62)까지 흐르는 전류는 리이드(58)를 통해 프로브(14)까지의 전류 흐름을 측정하기 위해 리이드(58)에 유도적으로 결합되는 Rogowski 코일(66)에 의해 감지된다. 프로브(14)를 가로지르는 전압은 케이블(62)와 (64)사이에 연결된 전압 측정 장치(70)에 의해 효과적으로 측정된다. 케이블(64)은 캐패시터 뱅크(28)에 전류 반송 경로를 제공하기 위해 일반 접지(42)에 접지된다.
도 2에서 보다 상세히 보여지는 바와 같이, 전기 블라스팅 프로브(14) 공축 전극은 42.75 in의 전체 길이를 갖는다. 외부 접지 반송 컨덕터(71)의 벌크는 2.875 in 외부 직경을 갖는 원통형 강철 파이프(72)를 포함한다. 강철 파이프(72)의 한쌍의 말단(74) 및 (76)은 각각 드라이버 회로(12)에 전기적으로 연결될 부분(78) 및 (80)에서 나산산이 내어진다. 강철 파이프(72)의 상부 말단(74)에서, 알루미늄 전류 확산 플레이트(82)는 알루미늄 플레이트(82) 아래 나사산을 낸 놋 스패너 너트(84) 및 알루미늄 플레이트(82) 위에 나사선을 낸 놋 스패너 너트(86)로 단단히 고정된다. 매우 큰 4 in 길이 고 전압 절연된 스탠드-오프(88)는 강철 파이프(72) 밑 놋 스패너 너트(86) 위에 위치되고, 폴리에틸렌 플래시 시일드(90)는 제 4도에서 단면으로 보여지는 내부 관상 놋 고 전압 전극(98)을 연결하는 에어콘 너트(96)와 스패너 너트(94) 사이에 단단히 고정된 제 2 알루미늄 전류 확산 플레이트(92)에 대한 부가의 전기 절연을 제공한다. 플래시 시일드(90)는 기대치않게 높은 전압이 폭발 컨덕터(16)가 개방됨에 따라 생성되는 경우에 첨가된 절연을 제공한다. 꼬여진 쌍(60)은 각각 볼트-너트 쌍(100) 및 (102)에 의해 알루미늄 전류 확산 플레이트(82)및 (92)에 통상의 용접 케이블 러그(96)및 (98)과 연결되고, 이는 블라스팅 프로브(14)에 전기 에너지를 운반하기 위해 전류를 수용하기 위한 수단을 제공한다. 외부 강철 억제기 칼라/접지 전극(104)은 강철 파이프(72)의 바닥에 나선이 내어진다. 접지 전그(104)은 폭발식 컨덕터(16)와 전기 접촉한다.
폭발식 컨덕터(16)는 퓨우즈 카아트리지(110)를 형성하는 맨드릴(108)상에 나선으로서 감겨진 금속 리본이다. 맨드릴(108)은 PVC로 구성되는 4.5 in 길이 원통형 파이프이나, 폭발식 컨덕터(16)를 감는 Dixie 컵 같은 임의 절연 물질도 충분하다. 대안적으로,리본 폭발식 컨덕터(16)는 금속 컵에 의해 대체될 수 있었다.
도 4 에서 보여지는 바와 같이, 관상 놋 고 전압 전극(98)은 블라스팅 프로브(14)의 상부로 부터 하부 부분까지 뻗어있고, 이때 강철 고 전압 전극 팁(112)은 폭발식 컨덕터(16)와 가요정 원형 구리 시이트 말단 조각(114)에 의해 우수한 전기 연결을 실행하기 위해 관상 놋 고 전압 전극(98) 내로 눌러 끼워진다. 칼라/접지 전극(104)의 접지 접촉 말단(116)은 접지 반송을 위해 폭발식 컨덕터(16)에 전기 접촉을 제공한다.
G-10 섬유유리 절연체(118)는 내부 고 전압 전극과 외부 접지 반송 전극사이에 동축으로 배치된다. 실시양태에서, G-10 섬유유리 절연체(118)는 프로브(14)의 바닥 말단 부분으로 부터 약 18 in 까지 뻗어있고, 이때 랩 조인트(120)는 블라스팅 프로브(14)의 상부 말단에서 매우 큰 고 전압 스탠드오프(124)까지 원통형 강철 파이프(72)내에 동축으로 뻗어있는 원통형 델린(Delrin) 아세탈 중합체 절연체(122)에 경계면을 제공한다.
강철 억제기 칼라/접지 전극(104)은 G-10 섬유유리 절연체(118)가 더 넓어져서 강철 억제기 칼라/접지 전극(104)에 의해 기계적으로 포착되는 계단모양 숄더 영역(126)을 제공한다. 블라스팅 프로브(14)의 바닥 말단에서 G-10 섬유유리 절연체(118)의 포착(capturing) 및 랩 조인트(122)에서 결합된 블라스팅 프로브(14)의 상후 말단에서 원통형 아세탈 중합체 절연체(122)의 사용은 블라스트를 견디고 재사용될 수 있는 동축 절연체 조립체를 제공한다. 강철 억제기 칼라/접지 전극(104)의 말단에서 블라스팅 프로브(14)가 넓어지므로써 환상 또는 폭발식 컨덕터 영역(130)이 하기 한층더 서술되는 바와 같이 작업 유체를 함유할 수 있는 드릴 호울(129)내에 한정된 영역을 한정한다. 대안적으로, 작업 유체는 폭발식 컨덕터(16)의 한정된 영역내에 함유될 수 있다.
도 3A 에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 강철 고 전극 팁(112)은 G-10 섬유유리 절연체(118)로 부터 작은 거리로 뻗어있다. 도 3B 에서 보여지는 바와 같이, 맨드릴(108) 폭발식 전도체(16)은 원형 말단 조각(114)에 말단(132)에서 연결된다. 도 3C 에서 보여지는 바와 같이, 폭발식 컨덕터(16)는 원형 말단 조각(114)에 대해 외향으로 미는 접지 접촉 말단(116) 및 강철 고 전압 전극 팁(112)와 모두 전기 연결되어 위치된다. 시이트 원형 말단 조각(114)은 맨드릴(108)의 부분의 한 말단을 밀폐하고, 폭발식 컨덕터(16)의 양 말단에서 우수한 전기 접촉을 확충하기 위해 가요성 구리 시이트로 구성된다. 도 3D에서 보여지는 바와 같이, 다중 폭발식 컨덕터(16') 각각은 다른 리본(16')과 평행인 맨드릴(108)주위에 나선형으로 감겨진 금속 리본으로 구성된다. 그렇게 형상된 둘 이상의 리본의 조립체는 이후에 서술되는 바와 같이 폭발적 컨덕터(16')와 반응성 작업 유체사이에 보다 더 밀접하게 접촉시키기 위해 4개의 평행 리본(16')의 사용을 서술하는 실시예 V에서 테스트 된다. 폭발식 컨덕터(16) 및 (16')는 0.75 in 결과 너비로 길이로 접혀진 5.5mil 두께 알루미늄 호일의 여러가지 길이 스트립으로 구성된다.
도 5에서 보여지는 바와 같이, 전기 블라스팅 프로브(14)는 37-in3, 고강도(10,000 psi) 개개의 테스트 샘플(140)에 설치된다. 상기 개개의 테스트 샘플을 하기 서술되는 실시예 III-VI에서 사용했다. 점괘선(142)은 보여지는 바와 같이 오른 각에서 가로지르는 벽을 갖는 원형 호울의 응력-향상된 내부 코너로 부터 외향으로 균일하게 균열이 가기 시작한다면 관찰을 기대하는 원뿔형 파열 표면을 나타낸다. 상기 "베이스 콘" 또는 "화산" 모양은 테스트를 따르는 조각들 중에 변함없이 발견되었다. 가장 대칭적인 원뿔형은 가장 높은 에너지 발포로 부터 얻어졌다.
작업 유체는 암석 균열을 위한 압력-부피(pV) 작업을 수행하기 위해 폭발식 컨덕터(16)로 부터 열을 수용하기 위해 환대(130)에서 드릴 호울(129)내에 놓여질 수 있다. 물이 작업 유체로서 사용되기 때문에, 그것은 또한 산소의 원이고, 암석의 플라즈마 파열을 화학적으로 늘리기 위해 사용될 수 있는 알루미늄같은 분말된 금속과의 발열 반응을 위한 산화제로서 작용한다. 프로브(14)의 하부 말단은 개개의 테스트 샘플내로 약 19 in 뻗어있고, 표준 암석 드릴에 의해 생성된 보어인 그안에 뚫린 호울(129)은 2.88 in 직경을 갖는다. 블라스팅 프로브(14)의 전체 직경은 호울 직경보다 약간 더 작은 강철 억제기 칼라/접지 전극(40)에서 2.875 in 이다. 블라스팅 프로브(14)와 드릴 호울(129) 사이에 단단한 맞춤은 폭발중에 환대(130)의 환상 영역에 함유된 작업 유체의 누출을 막는다.
화학적으로 증대된 실시양태에서, 환대(130)는 물과 혼합된 Knox 젤라틴 같은 겔화제 및 미세한 부유된 알루미늄 분말로 채워진다. 대안적으로, 급속하게 팽창하는 가스를 제공하는 물과 발열 반응하는 티타늄 또는 철 같은 다른 금속 분말은 또한 본 발명에 따라 허용가능한 연료일 것이다.
폭발 퓨우즈를 구동시키는 알루미늄-물 혼합물의 화학 반응의 방출된 에너지 밀도는 혼합물의 cm3당 약 10 kJ에 이른다. 이 에너지 밀도에서 맨드릴(108)의 직선 in 당 약 0.5 MJ의 에너지가 방출된다. 캐패시터 뱅크 에너지는 방출된 전체 에너지의 약 10% 이다. 화학적 증대는 에너지 요구가 높을때 원해자고, 높은 폭발물로 블라스팅할 필요를 없앤다. 알류미늄-물 혼합물은 연료 또는 효과적인 추진제로서 기능한다. 에너지는 자기-전파 화학 반응보다 오히려 퓨우즈 근처에 국소적 현상에 의해 방출된다. 알루미늄 및 물이 폭발 퓨우즈 및 플라즈마에 의해 가열될때, 그들은 발열 반응하여 드릴 호울에서 암석 파열을 위해 급속하게 팽창하여 기계적 에너지를 제공하는 수소를 생성한다.
암석 균열을 위해 필요해진 에너지가 크지 않을때, 효과적인 추진제를 제거하고 그것을 불활성 작업 유체(겔화된 물)로 대체하는 보다 기본적인 실시 양태가 바람직할 수 있다. 이 실시양태에서, 사용된 블라스팅 메카니즘은 완전히 플라즈마가 생성되게 하는 가스 성분으로 해리되는 혼합물내에서 퓨우즈가 폭발될때 생성되는 플라즈마이다.
상기 언급된 바와 같이, 폭발식 컨덕터는 효율적인 에너지 전이를 제공하기 위해 구동된 회로(12)와 적당히 정합되어 약 10 kA의 적당히 높은 에너지 전기 방전으로의 견고한 암석 채광을 용이하게 한다. 적당한 정합은 폭발식 컨덕터(16)가 전류 펄스의 피이크 전류에서 고체로 부터 플라즈마로 전환할 수 있게 한다. 그리고나서, 분배된 인덕턴스(60)는 컨덕터가 그의 비교적 낮은 임피이던스 고체 상태로 부터 보다 높은 임피이던스 플라즈마 상태까지 변할때 일어나는 임피이던스 점프에 의해 전류가 한충더 올려지게한다. 폭발 자리에서의 보다 높은 임피이던스는 또한 환대(130)에서 보다 많은 에너지가 소산되게 한다.
퓨우즈 부피 및 상대적 임피이던스는 하기 식에 따라 최적화되는 두 기준이다. 식으로 부터 보여질 수 있는 바와 같이, 전류 흐름의 방향으로 측정되는 퓨우즈 길이(ℓ) 및 전류 흐름에 가로질러 측정되는 단면적(A)은 퓨우즈 부피(ℓA)가 저장된 에너지 fI2(t)dt (이때, I(t)는 상기 서술된 전류 펄스임)에 비례하도록 결정된다. 또한, 퓨우즈 상대 임피이던스(ℓ/A)는 에너지 원의 임피이던스에 비례해야 한다. 퓨우즈의 치수는 하기 관계식에 따라 결정된다. 여기서, ℓ은 퓨우즈 길이이고, A는 단면적 :
1. 퓨우즈부피 ∝ 저장된 에너지
즉, ℓA ∝ CV2
2. 퓨우즈 상대 암피미던스 ∝ 회로 임피이던스
이들 식으로부터, 하기와 같은 퓨우즈 길이, ℓ 및 퓨우즈 단면적 A를 유도할 수 있다:
ℓ = k1(LC)1/4V
A = k2C3/4L-1/4V
여기서, k1및 k2는 각 물질에 대해 실험적으로 결정된 상수이다. 하기 값은 최적으로 퓨우즈에 대한 전기 에너지의 효율적인 결합과 함께 고도의 전력 증폭을 생산하는 것으로 알려졌다. :
알루미늄에 대해 : k1= 1.8×10-l㎠/(V-s1/2).
k2= 3.6×10-5㎠/(A-s1/2)
구리에 대해 : k1= 2.3×10-l㎠/(V-s1/2).
k2= 1.6×10-5㎠/(A-s1/2)
폭발식 컨덕터 단면적은 거의 피이크 전류에서 폭발적 컨덕터 폭발을 일으키기 위해 상기 계산된 값과 가깝게 만들어져야 한다. 상기 서술되는 바와 같이, 특정 작업 조건에 대해 최적인 제공된 폭발적 컨덕터의 치수는 또한 대안적인 물리적 치수(ℓ, A)로 잴 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 퓨우즈 길이 ℓ은 훨씬 덜 중요하고, 성능에 있어서 약간 변하면서 최적 값으로 부터 두 인자에 의해 변할 수 있다. 각 실시양태에서, 폭발식 컨덕터(16)는 작업 유체에 대한 에너지 전이를 향상시키기 위해 비교적 큰 부피에 대한 표면적 비를 갖는다.
[발명의 요약]
본 발명의 방법 및 장치는 큰 다중-캐패시터 캐패시터 뱅브를 갖는 드라이버 회로를 갖는 플라즈마 블라스팅을 위한 장치로 구성된다. 캐패시터 뱅크는 이그니트론의 그리드에 연결된 트리거 회로에 의해 조절된, 이그니트론같은 고 전류 스위치에 전류를 운반하기 위해 연결된다. 캐패시터 뱅크의 큰 캐패시턴스와 함께 취해질 때 드라이브 회로의 분배된 인덕턴스는 비교적 낮은 소산적 또는 저항적 임피이던스를 갖는 비교적 유의한 반응성 임피이던스를 갖는 회로를 초래한다.
선행 기술과 연관된 문제를 극복하기 위해, 특히 본 발명의 중요한 특징인 폭발 와이어를 구동시키기 위한 충분한 에너지를 공급하기 위해 비교적 큰 캐패시턴스 시스템의 사용을 필요로 하는 에너지의 불충분한 전이는 드라이버 회로의 유도성(inductive) 및 용량성(capacitive) 임피이던스 요소와 특히 전기적으로 관계있는 폭발식 컨덕터의 사용에 있다. 특히,폭발실 컨덕터가 퓨우즈 길이(ℓ) 및 퓨우즈 단면적(A)의 제품에 의해 정의되고, 캐패시턴스에 의해 나눠진 분배된 인덕턴스의 인덕턴스 제곱근에 비례하는 길이 대 단면적 비 및 캐패시터 뱅크내 저장된 에너지 CV2에 비례하는 부피를 가져야 한다는 것이 발견되었다. 길이(ℓ)는 전류 흐름의 방향으로 측정된다. 단면적(A)는 전류 흐름의 방향을 가로질러 측정된다. 두식을 결합하여, 퓨우즈 길이(ℓ)은
ℓ=K1(LC)1/4V
로서 유도될 수 있고, 퓨우즈 단면적은
A=K2C3/4L-1/4V
로서 유도될 수 있다. 상기 식에서, K1및 K2는 실험적으로 결정된 상수이다.
알루미늄 퓨우즈 또는 폭발식 컨덕터가 사용되는 경우에는,
k1=1.8×10-1cm/(V-s1/2)
k2=3.6×10-5㎠/(A-s1/2)
이고, 또한 구리에 대해서는,
k1=2.3×10-1cm/(V-s1/2)
k2=1.6×10-5cm2/(A-s1/2) 이다.
퓨우즈 길이(ℓ)가 단면적보다 덜 중요하다는 것이 또한 알려졌다.
게다가, 원하는 에너지 전이는, 피이크 전류가 퓨우즈를 통해 흐를 때 폭발하는 경향이 있도록 폭발식 컨덕터 특징을 선택하므로써 향상된다. 이 점에서, 다량의 전류가 흐르고, 고체 폭발식 컨덕터가 플라즈마로 전환되므로써 폭발식 컨덕터 자리에서 I2R 강하가 한층 더 증가되게 할때 퓨우즈 자리를 가로지르는 플라즈마의 저항은 증가했다. 이는 회로의 다른 부분에서 에너지 소산에 대해 퓨우즈 자리에서 국소화된 에너지 소산을 향상시키고, 또한 퓨우즈 자리에 에너지 전이를 위한 우수한 정합을 제공한다.
본 발명은 또한 맨드릴 둘레를 나선 또는 다중 나선으로서 감겨진 금속 리본 컨덕터의 형태로 또는 대안적인 컵-모양 컨덕터로 폭발식 컨덕터를 갖는 플라즈마 파열 시스템에 관한 것이다. 리본 및 컵 유형 폭발식 컨덕터 모두는 기계적 에너지를 급속하게 방출하므로써 둘러싼 암석을 부수기 위해 폭발식 컨덕터로부터 급속한 열소산을 제공하기 위해 비교적 큰 표면적 대 부피비를 갖는다.
비교적 작은 캐패시터 뱅크로부터 바람직한 에너지 전이 특징은 폭발식 컨덕터의 인접 위치에 분말화된 금속 및 산화제 혼합물을 놓으므로써 한층 더 증가될 수 있다. 본 발명에서, 다른 분말화된 금속이 사용될 수 있더라도, 바람직한 혼합물은 알루미늄 및 물로 구성된다. 폭발력은 상당히 증가되는 것으로 알려졌다.
폭발식 전도체의 교체가능한 성질은 같은 프로브가 비교적 낮은 비용으로 많은 발포를 위해 재사용 되도록 한다. 장치의 다른 부분의 비용은 선행 기술과 반대로 비교적 작은 캐패시턴스 뱅크가 사용되기 때문에 낮게 유지되고, 케이블용 통해 프로브내로 다시 밖으로의 비교적 더 작은 전류 흐름을 제공하므로써, 장치의 비용을 감소시키는 통상의 케이볼링 네트워크가 사용되게 한다.
[실시예 1]
장치(10)를 모래를 채운 판지 박스내로 충분한 전기 및 화학 전력에서 테스트했다. 작업 유체는 현탁액내에 알루미늄을 유지하기 위해 첨가된 1% 젤라틴과 3㎛ 알루미늄 분말 및 물의 50:50 (중량 단위) 혼합물이었다. 같은 작업 유체를 불활성 작업 유체로서 순수한 물을 사용한 실시예 6을 제외한 하기 실시예 모두를 위해 사용했다. 본 실시예에서 작업 유체 부피는 2.5in 평균 직경의 환대, 0.25in 두께 및 4.5in 길이로 구성되었고, 완전한 반응하에 1.5MJ의 화학 에너지를 방출하는 혼할물 211g을 유지했다. 폭발식 컨덕터(16)는 5.5mil 두께 알루미늄 호일의 1.5in 너비, 20in 길이 스트립으로 구성되었다. 호일을 0.75in 결과 길이로 세로로 접고, PVC 맨드릴(108)상에 나선으로서 감아서, 작업 유체(물)과 매우 밀접하게 접촉하게 했다. 캐패시터 뱅크(28)를 10kV로 충전하여 전기 에너지 209.4kJ을 저장했다. 이 중에, 179.4kJ을 336mW의 피이크 전력에서 퓨우즈에 결합시켰다. Delrin 아세탈 중합체 절연체는 튜브의 전체 길이에 뻗어있었다. 아세탈 중합체 절연체를 배출구 말단에서 파열시켰다. 장치에서 전류, 전압, 전력 및 에너지 대 시간을 각각 도 6A, 도 6B, 도 6C 및 도 6D로서 그래프로 보인다.
[실시예 2]
아세탈 중합체 절연체가 배출구 말단에서 파열되기 때문에, 갭 조인트가 절연체에서 만들어지고 최종 18in가 G-10 섬유유리로 구성되는 절연 부분으로 대체된다는 것을 제외하고 모든 조건이 실시예 1과 명목상으로 동일했다. 전기 성능은 유사하고(도 7A, 도 7B, 도 7C 및 도 7D를 참고), 퓨우즈(42) 고유의 랜덤한 변화에적응되었다. 442mW의 피이크 전력을 관찰했고, 총 182.3kJ을 결합했다. G-10 유리섬유 절연체로의 장치가 오래 남아 재사용가능했다.
[실시예 3]
캐패시터 뱅크(28), 블라스팅 프로브(14),작업 유체 및 폭발식 컨덕터(16)의 조건은 실시예 2의 것들과 동일했다. 전력 전이의 피이크 속도는 450mW 였다. 178.3kJ의 전체 에너지를 퓨우즈에 결함시켰다 (도 8A,도 8B,도 8C,도 8D를 참고). 이때, 모래 박스내로의 블라스팅 대선에,장치,(10)는 도 5에서 묘사되는 바와 같이 개개의 테스트 샘플을 블라스팅했다. 블라스트의 결렬함은 상당했다. 개개의 테스트 샘플을 적어도 23 조각으로 부수고, 최대 직선 치수는 10in 내지 35in 범위이고, 평균+/- 표준 편차는 19in +/- 7in 였다. 매우 많은 보다 작은 조각들을 또한 생산했다. 약간의 보다 큰 조각들은 테스트 영역으로 부터 약 30ft 던져졌다.
[실시예 4]
4.5in 내지 약 1.5in의 폭발식 컨덕터/작업 유체의 길이를 감소시키면서, 강철 제어기 칼라/접지 전극용으로 환상 강철 연장부를 제조했다. 이는 최대 이용가능한 화학 에너지를 500kJ로 감소시켰다. 명목상 충분히 충전된 전압의 반인 캐패시터 뱅크상 5kV에 상응하는 4의 인자에 의해 전기 에너지 출력을 삭감했다. 폭발식 컨덕터(16)의 길이는 또한 2의 인자에 의해 10in로 삭감했다. 게다가, 그의 너비 및 단면적을 0.75in로 반감하면서, 그의 두께는 실시예 1 내지 3에서 사용한 퓨우즈와 같게 유지했다. 폭발식 컨덕터(16)를 드라이버 회로(12) 특징에 적당히 정합시켰다. 캐패시터 뱅크의 초기 조건에서 변화는 전압 V로만 이었다. 그러므로,관계 ℓ ∝ (LC)1/4V ; A∝C3/4L-1/4V로 부터, ℓ 및 A 모두를 그들의 앞선 값의 1/2로 감소시켰다. 캐패시터 뱅크(28) 내 저장된 감소된 전기 에너지로 부터 예상되는 바와 같이,단지 52.4kJ의 전기 에너지를 캐패시터 뱅크에 저장하고, 42.5kJ을 폭발식 컨덕터(16)에 결합시키기 때문에, 폭발은 실시예 3의 것보다 상당히 덜 격렬했다. 피이크 전력은 59.6mW였다. 도9A, 도9B, 도 9C 및 도 9D를 참고하라. 흥미롭게, 개개의 테스트 샘플은 단추 52.4kJ의 저장된 에너지를 갖는 4개의 큰 조각으로 파괴되었다.
[실시예 5]
캐패시터 뱅크를 5kV로 충전시키고, 완전한 4.5in의 작업 유체를 사용하여, 단지 52.4kJ의 저장된 에너지가 알루미늄-산소 반응에 의해 화학 에너지를 방출하기위해 사용될 수 있는지를 절정했다. 폭발식 컨덕터(16')가 5kV 뱅크를 결합하기 위해 여전히 요구되기 때문에, 폭발식 컨덕터(16')는 실시예 4에서 사용한 폭발식 컨덕터(16)과 같은 길이 및 두께를 가졌다. 폭발식 컨덕터와 반응성 유체사이를 보다 밀접하게 접촉시키기 위해, 4개의 평행한 3/16in 너지 폭발식 컨덕터 리본 또는 스트립(16')은 각각이 10in 길이이고, 4.5in 길이 PVC 맨드릴(108)상에 4개의 평행한 나선으로서 감겨 인접한 스트립들(16')사이에 약 1in를 초래한다. 실시예 5는 에너지 출력을 향상시켜 테스트 샘물을 10개의 큰 조각으로 파괴하는데 성공적이었다. 그러나, 도 10A, 도 10B, 도 10C및 도 10D에서 보여지는 바와 같이, 새로운 폭발식 컨덕터 기하학의 전기 성능은 선행 실시예와 어느정도 달랐다. 고전압은224mW의 피이크 전력에 상응하는 초기에 폭발식 컨덕터를 가로질러 나타나나, 가능하게 다중-턴 폭발식 컨덕터에서 턴-투-턴(turn-to-turn) 섬광때문에 이 전압은 빨리 붕괴되었다. 결합된 전재 전기 에너지는 초기에 저장된 52.4kJ로부터 40kJ이었다.
[실시예 6]
캐패시터 뱅크(28)를 10kV로 충전시키고, 단일 나선 20in 길이 폭발식 컨덕터(16), 5.5mil두께, 1.5in너비, 퓨우즈를 4.5in 길이 맨드릴(108)상에 감았다. 작업 유체는 그안에 알루미늄을 함유하지 않아서 플라즈라 에너지 방출에 화학적 증대를 제공하지않는 순수한 물이었다. 알루미늄을 함유한 물과 비교할때 물의 보다 높은 유전 상수는 플라즈마의 효과적인 임피이던스를 증가시키므로써, 우수한 전력 소산을 갖는 퓨우즈에서 높은 유지된 전압 낙하의 생성을 초래했다. 피이크 전력은 658mW이었고, 174.2kJ의 전기 에너지를 퓨우즈에 결합시켰다(도 11A, 도 11B, 도 11C 및 도 11D를 참고). 개개의 테스트 샘플을 13개의 큰 단편으로 파열시켰다.
하기 표는 실시예 1-6의 요약을 제중한다 :
본 발명의 특정 실시양태가 븐원에서 공개되는 한편, 본 발명의 실제 취지 및 범위가 첨부된 청구범위에 의해서만 제한될 것이라는 것이 인지될 수 있다.

Claims (9)

  1. 전기 에너지를 저장하기 위한 캐패시터 수단 ;
    전류를 수용하기 위한 상기 캐페시터 수단에 전기적으로 결합되고 소정의 길이 및 단면을 갖는 폭발식 컨덕터(이때, 전류는 고체에 대해 작업을 수행하기 위해 증발가능한, 작업 유체 근처에서 고체상태에서 플라즈마상태로 상기 폭발식 컨덕터를 가열한다);
    상기 캐패시터 수단으로 부터 상기 폭발식 컨덕터로 전하 포텐샬을 선택적으로 결합하는 스위치 수단 ;
    전하의 흐름을 수용하고 폭발식 컨덕터에 대한 전류의 변화 속도를 느리게 하기 위해 상기 캐패시터 수단에 결합된 인덕터 수단(이때, 폭발식 컨덕터의 저항에 있어서의 증가는, 그것이 고체상태에서 플라즈마상태로 변해서 작업 유체로 열의 소산을 증가시키면서 플라즈마를 가로질러 전압 강하를 증가시키기 위해 플라즈마에 전류를 일으킬 때 발생하고, 캐패시턴스 수단의 캐패시턴스로 나눈 인덕터 수단의 인덕턴스의 비의 제곱근은 그의 단면적으로 나눈 폭발식 컨덕터의 길이의 비에 비례하며, 폭발식 컨덕터의 부피는 캐피시터 수단으로 부터 폭발식 컨덕터로의 최적의 에너지 전이를 제공하기 위해 상기 캐패시터 수단내얘 저장된 전기 에너지에 비례한다)으로 구성되는 고체를 플라즈마 블라스팅 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발식 컨덕터가 상대적으로 큰 표면적 대 부피 비를 갖는 전도성 물질의 시이트를 포함하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발식 컨덕터가 금속 리본을 포함하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 폭발식 컨덕터가 지지체둘레에 권취된 나선형 리본을 포함하는 장치.
  5. 전하로 캐패시터를 충전하는 단계 ;
    인덕턴스를 통해 폭발식 컨덕터에 전하를 전이하는 단계 (이때, 캐패시턴스에 대한 인덕턴스의 비의 제곱근은 그의 단면적으로 나눈 폭발식 컨덕터의 길이에 비례하고, 폭발식 컨덕터의 부피는 캐피시터에 저장된 전기 에너지에 비례한다)로 구성되는 고체를 플라즈마 블라스팅하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 폭발식 컨턱터의 플라즈마로의 전환이 혼합물을 반응하게하고 폭발식 컨덕터의 폭발력을 증대하기 위해 열 에너지를 방출하게 하도록 분말상 금속과 산화제 혼합물 근처에 폭발식 컨덕터를 배치하는 단계를 또한 포함하는 고체를 플라즈마 블라스팅하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 분말상 금속이 알루미늄을 포함하는 고체를 플라즈마 블라스팅하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 산화제가 물을 포함하는 고체를 플라즈마 블라스팅하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 폭발식 컨덕터 근처에서 알루미늄 및 물을 유지하기 위해 겔화제가 상기 알루미늄 및 상기 물로 결합되는 고체를 플라즈마 블라스팅하는 방법.
KR1019960703970A 1994-01-21 1995-01-20 플라즈마 블라스팅 방법 및 장치 KR100323215B1 (ko)

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US08/193,233 US5425570A (en) 1994-01-21 1994-01-21 Method and apparatus for plasma blasting
US08/193,233 1994-01-21
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102473077B1 (ko) 2021-11-26 2022-11-30 지에스건설 주식회사 화약류로 착화되는 미진동 파쇄제 조성물 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573307A (en) * 1994-01-21 1996-11-12 Maxwell Laboratories, Inc. Method and apparatus for blasting hard rock
WO1997003797A1 (fr) 1995-07-24 1997-02-06 Hitachi Zosen Corporation Appareil et procede de destruction par decharges electriques
CA2262581C (en) * 1996-08-05 2006-01-03 Tetra Corporation Electrohydraulic pressure wave projectors
ZA9810159B (en) * 1997-11-06 1999-05-07 Boskalis Bv Baggermaatschappij Method and device for crushing rock manipulator to be used in such a device assembly of a housing and a wire conductor placed therein and assembly of a housing and a means placed therein
US6260483B1 (en) * 1998-04-24 2001-07-17 Richard N. Snyder Remote radio controlled plasma firing system
KR100308081B1 (ko) * 1999-03-02 2001-09-24 정기형 플라즈마파암용 전력충격쎌
US6584905B1 (en) 2000-11-06 2003-07-01 Richard N. Snyder Plated through-hole ignitor for detonation cord or shock tube
US7059249B2 (en) 2001-01-23 2006-06-13 United Defense Lp Transverse plasma injector ignitor
CN1461239A (zh) * 2001-04-06 2003-12-10 住友电气工业株式会社 破碎装置用电极和破碎装置
FR2839810B1 (fr) * 2002-05-17 2004-11-12 Tda Armements Sas Commutateur a ouverture de type a fils exploses et procede de fabrication
US20040145354A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-29 Stumberger Walter W. Method for controlling an electrical discharge using electrolytes and other electrically conductive fluid materials
US7073447B2 (en) * 2003-02-12 2006-07-11 Bae Systems Land & Armaments L.P. Electro-thermal chemical igniter and connector
DE10311659B4 (de) * 2003-03-14 2006-12-21 Sws Shock Wave Systems Ag Vorrichtung und Verfahren zur optimierten elektrohydraulischen Druckpulserzeugung
US20080112107A1 (en) * 2004-01-14 2008-05-15 Stumberger Walter W Method for controlling an electrical discharge using electrically conductive fluid materials
US7514819B2 (en) 2004-07-01 2009-04-07 Dana Automotive Systems Group, Llc Semiconductor switch assembly for pulse power apparatus
US7959094B2 (en) * 2004-08-20 2011-06-14 Tetra Corporation Virtual electrode mineral particle disintegrator
US8172006B2 (en) * 2004-08-20 2012-05-08 Sdg, Llc Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit
US9190190B1 (en) 2004-08-20 2015-11-17 Sdg, Llc Method of providing a high permittivity fluid
US9016359B2 (en) 2004-08-20 2015-04-28 Sdg, Llc Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill
US7416032B2 (en) * 2004-08-20 2008-08-26 Tetra Corporation Pulsed electric rock drilling apparatus
US7527108B2 (en) * 2004-08-20 2009-05-05 Tetra Corporation Portable electrocrushing drill
US7559378B2 (en) * 2004-08-20 2009-07-14 Tetra Corporation Portable and directional electrocrushing drill
US8186454B2 (en) * 2004-08-20 2012-05-29 Sdg, Llc Apparatus and method for electrocrushing rock
US8789772B2 (en) 2004-08-20 2014-07-29 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
US20070125256A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Battelle Energy Alliance, Llc Electronic firing systems and methods for firing a device
US8161877B1 (en) 2005-12-07 2012-04-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electronic firing systems and methods for firing a device
US8701560B2 (en) 2010-11-22 2014-04-22 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus, system, and method for synchronizing a timer key
US10060195B2 (en) 2006-06-29 2018-08-28 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use
US7457155B2 (en) * 2006-08-31 2008-11-25 Micron Technology, Inc. Non-volatile memory device and method having bit-state assignments selected to minimize signal coupling
SK50872007A3 (sk) 2007-06-29 2009-01-07 Ivan Kočiš Zariadenie na exkaváciu hlbinných otvorov v geologickej formácii a spôsob prepravy energií a materiálu v týchto otvoroch
SK288264B6 (sk) 2009-02-05 2015-05-05 Ga Drilling, A. S. Zariadenie na vykonávanie hĺbkových vrtov a spôsob vykonávania hĺbkových vrtov
SK50622009A3 (sk) 2009-09-24 2011-05-06 Ivan Kočiš Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu
US10407995B2 (en) 2012-07-05 2019-09-10 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation
US9181788B2 (en) 2012-07-27 2015-11-10 Novas Energy Group Limited Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source
US10012063B2 (en) 2013-03-15 2018-07-03 Chevron U.S.A. Inc. Ring electrode device and method for generating high-pressure pulses
CN103267830B (zh) * 2013-05-09 2015-04-29 西安交通大学 评价固体含能材料在等离子体射流作用下烧蚀特性的方法
US10113364B2 (en) 2013-09-23 2018-10-30 Sdg Llc Method and apparatus for isolating and switching lower voltage pulses from high voltage pulses in electrocrushing and electrohydraulic drills
US10128952B2 (en) * 2016-01-05 2018-11-13 Morton Photonics Silicon photonics receive phased array sensors
JP2018053573A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 国立研究開発法人海洋研究開発機構 地盤掘削装置
CN108180003B (zh) * 2018-01-12 2019-02-12 西安交通大学 金属丝电爆炸驱动含能混合物产生水中冲击波的方法
US10577767B2 (en) * 2018-02-20 2020-03-03 Petram Technologies, Inc. In-situ piling and anchor shaping using plasma blasting
US10844702B2 (en) * 2018-03-20 2020-11-24 Petram Technologies, Inc. Precision utility mapping and excavating using plasma blasting
USD904305S1 (en) * 2019-02-25 2020-12-08 Petram Technologies, Inc. Electrode cage for a plasma blasting probe
US11536090B2 (en) 2020-12-16 2022-12-27 Halliburton Energy Services, Inc. Voltage line communications during pulse power drilling
US11203400B1 (en) 2021-06-17 2021-12-21 General Technologies Corp. Support system having shaped pile-anchor foundations and a method of forming same
CN113738327B (zh) * 2021-07-28 2022-04-15 中国矿业大学 一种等离子体定向致裂页岩的装置和方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU741611A1 (ru) * 1962-08-23 1983-04-07 Yutkin L A Способ разрушени монолитных объектов, преимущественно горных пород, электрическим тепловым взрывом токопровод щего взрывающегос теплового элемента
US3583766A (en) * 1969-05-22 1971-06-08 Louis R Padberg Jr Apparatus for facilitating the extraction of minerals from the ocean floor
US3679007A (en) * 1970-05-25 1972-07-25 Louis Richard O Hare Shock plasma earth drill
US4343356A (en) * 1972-10-06 1982-08-10 Sonics International, Inc. Method and apparatus for treating subsurface boreholes
US4334474A (en) * 1976-05-21 1982-06-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Warhead initiation system
US4479680A (en) * 1980-04-11 1984-10-30 Wesley Richard H Method and apparatus for electrohydraulic fracturing of rock and the like
US4974487A (en) * 1984-10-05 1990-12-04 Gt-Devices Plasma propulsion apparatus and method
US4741405A (en) * 1987-01-06 1988-05-03 Tetra Corporation Focused shock spark discharge drill using multiple electrodes
CA1289171C (en) * 1987-07-20 1991-09-17 Frank Kitzinger Electromechanically triggered spark gap switch
US5072647A (en) * 1989-02-10 1991-12-17 Gt-Devices High-pressure having plasma flow transverse to plasma discharge particularly for projectile acceleration
US5083615A (en) * 1990-01-26 1992-01-28 The Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Aluminum alkyls used to create multiple fractures
ZA91612B (en) * 1990-04-20 1991-10-30 Noranda Inc Plasma blasting method
US5052272A (en) * 1990-08-06 1991-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Launching projectiles with hydrogen gas generated from aluminum fuel powder/water reactions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102473077B1 (ko) 2021-11-26 2022-11-30 지에스건설 주식회사 화약류로 착화되는 미진동 파쇄제 조성물 및 이의 제조 방법

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ATE217051T1 (de) 2002-05-15

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