(57)【要約】【課題】マルクス発生器等の高電圧機器は、消防法上の危険物電気絶縁油と大気呼吸器を使用するため、様々な規制を受けて、使用場所の制約が多く、また、稼動中の使用平均温度が高くなればなるほど絶縁油の寿命（したがって機器のオーバーホール毎の時間間隔）が短くなり、必ずしも汎用性のある簡便な機器ではなかった。【解決手段】そこで、非危険物絶縁油を代替使用し、油槽内部のガス種の選択と圧力制御を最適化することにより、従来にない汎用性のある長寿命のマルクス発生器の稼動ができることになった。また、マルクス発生器に限らず、同類高電圧機器への、同技術の展開も期待できることとなった。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
法的規制外の高電気耐圧絶縁油を使用するため使用場所の制限を受けないことを特徴とする、ワールドワイドなマルクス発生器。 
【請求項２】
前期絶縁油に、酸化等による性能劣化が起こらないようにするため、油槽内部に充填する稀有ガス等の圧力調整を行い、油槽内圧が常時、外圧（変動する大気圧）より、わずかに高くなるよう設定することを特徴とする請求項１記載のマルクス発生器。
【請求項３】
前期の２つの請求項に含まれる技術を利用する、マルクス発生器以外の高電圧機器本体と、これらを利用する広範囲応用機器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、長寿命で使用場所の制限を受けないワールドワイドなマルクス発生器と、関連技術を利用する高電圧機器と応用機器に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来のマルクス発生器の場合、図１に示すように、油槽内に高電圧発生部本体を設置し、両者間で電気絶縁破壊が発生しないように、油槽内部に鉱物油が充填してある。 
【特許文献１】特開昭４９−０３２１２６号公報
【特許文献２】特開昭５８−１００３３５号公報
【非特許文献１】今井孝二監修  「パワーエレクトロニクスハンドブック」  R&Dプランニング  ２００２年、糟谷紘一分担執筆  「パルスパワー慣性閉じ込め核融合」  １１４８頁、図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の鉱物油は、通常、消防法上の第４類第３石油類危険物であり、その引火点が摂氏２５０度以下であるため、一箇所で指定数量（総量２千リッター）以上を使用する場合、消防法の規制を受けて危険物取扱所内での使用に限られる。また、小型で総油量が指定数量の５分の１以上、１以下の場合にも、少量危険物取扱所として届け出た場所でのみ使用することができる。このような規制により、従来のマルクス発生器の使用は、かなり限られた場所でのみ可能であった。そこで、本発明は、多くの機器を多数箇所で簡便に使用するために、危険物取扱所以外の通常機器設置場所でも容易に設置できる、消防法による規制を受けない、新しい機器の開発が課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、第一の発明は、引火点が摂氏２５０度以下の従来の電気絶縁油（通常は鉱物油）に代えて、引火点が摂氏２５０度以上の絶縁油（例えば植物油、最近の法改正によりの非危険物となった）の使用を特長とするマルクス発生器である。ここで、引火点摂氏２５０度は、この特許申請時の日本における危険物か否かを区別する線引き温度であり、今後、関連法規のマイナーチェンジにより低くなる可能性があり、その都度、使用できる油種の範囲が広まることが期待できる。さらに、外国特許を申請範囲に含める場合、特別の場合を除き、それぞれの外国における線引き温度は、日本での値よりも低いので、使用できる油種の範囲が広まることが期待できる。また、近い将来に、世界共通の線引き（規制）温度が決まる可能性もある。いずれにせよ、このような絶縁油を用いるマルクス発生器が手軽に使用できるようになれば、機器の設置にあたり、法的規制を受けず、きわめて広範囲の利用場所で、簡便に機器の利用ができるようになる。例えば、ハロン消火設備含む特殊消火器や非常時警報装置、機器を設置する建物屋根の避雷針、網入りガラス使用の窓ガラス、不燃物扉、ガスや絶縁油を外に漏らさない建物構造なども、あえて必要がなくなる。 
また、第二の発明は、油槽内の上部に設けるガス層による絶縁油の劣化（経年変化）を抑制する、ガス層制御部（いわゆる呼吸器）を特徴とするマルクス発生器である。第一発明で使用する植物油にも多くの種類があるが、現在、価格と電気絶縁特性などの面からもっとも使い易いものは大豆油である。鉱物油に比べて植物油は、一般的に酸化などを含む経年変化（電気絶縁特性の劣化）が心配されるが、本発明のマルクス発生器では、油槽内部のガスを大気中の酸素や炭酸ガス等から隔離可能な、新しい呼吸器（ガス供給法）を併用するので、長期的にも安定した高性能を維持できる。
さらに、第三の発明は、前期のマルクス発生器の新技術が、マルクス発生器以外の高電圧機器にも適用できることに着目した、広範囲の高電圧機器とその応用機器である。前期の技術を生かせば、例えば、高気圧のSF6を充填した高圧タンク仕様の変圧器や変成器に代えて、高気圧のSF6や高圧タンクを必要としない、大気圧仕様の、より安価で環境適応性の高い変圧器や変成器を製作することができる。変圧器や変成器は一例であるが、同類の高電圧機器や同応用機器にも、同技術を広範囲にわたり応用できる。
【発明の効果】
【０００５】
第一発明によれば、消防法等による規制外の高性能マルクス発生器を開発することができ、第二発明によれば、良好な電気絶縁特性が長期間にわたり維持できる高性能マルクス発生器を開発することができる。第三の発明によれば、マルクス発生器以外の高電圧機器と応用機器の開発ができる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明の一実施形態を、図１と図２に示す。 
まず、図１において、マルクス発生器の本体油槽１は鋼製であり、この油槽１の内部には、高電圧コンデンサ２が、高電圧充電抵抗３を介して、並・直列に配列してある。高電圧コンデンサ２は、直流高電圧充電器４により充電する。充電後に、直列放電スイッチ５を使用して、全コンデンサを直列接続し、必要な衝撃パルス高電圧を発生する。油槽内部には、高電圧絶縁油６が貯蔵してあり、防爆目的のために、油槽内上部容積の約１０％には、絶縁油の経年劣化を起こさない種類のガス（例えば窒素或いは稀有ガスなど）で満たしてある。次に、図２において、差圧計（Ａ）７により、油槽内・外圧の差をモニターし、その値が設定圧力値以下にならないように（外圧すなわち大気圧が設定当初の値より上昇しても、油槽内への大気の流入が起こらないように、油槽が圧力差で破壊しない程度に、内圧がわずかだけ外圧より高くなるように）、ガスボンベ８、同ボンベ用減圧弁９、加圧用電磁弁１０を併用して制御する。同時にまた、差圧計（Ｂ）１１により、油槽内・外圧の差をモニターし、その値が設定圧力値以上にならないように（外圧すなわち大気圧が下降しても、油槽内への大気の流入が起こらないように、かつ、油槽が圧力差で破壊しない程度に、内圧がわずかだけ外圧より高くなるように）、減圧用（リーク）電磁弁１２を用いて制御する。
【０００７】
「実施形態の効果」 
この実施形態によれば、消防法上の危険物絶縁油を非危険物電気絶縁油で置換することにより、様々な規制緩和を受けることができる、汎用性のあるマルクス発生器が製作できる。また、改良型油槽内ガス制御法により、装置の長寿命運転が可能となり、より安全で安価な、耐環境性の高いマルクス発生器の製作が可能となる。
【０００８】
「他の実施形態」 
図１と図２の実施形態は、マルクス発生器の場合の例であるが、他の実施形態では、マルクス発生器に限らず、同類の高電圧機器、例えば、高電圧変圧器や変成器などにも、広く適用できる。 
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明の技術は、高エネルギー密度の発生を必要とする分野で、あまねく利用可能である。例えば、ハイパワー粒子（電子やイオン）ビーム、ハイパワーレーザー光、極端波長紫外光、強力X 線、高エネルギー密度プラズマなどの発生装置の電源として使えるし、さらに、これらを使用する広範囲の産業（応用）機器（材料生成分野、半導体製造機器分野、核融合分野、防衛産業分野）などに、広く応用可能である。 
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態を示すマルクス発生器の構造図である。
【図２】油槽内充填ガスの圧力制御システムを含む装置全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  油槽
２  高電圧コンデンサ
３  高電圧充電抵抗
４  直流高電圧充電器
５  直列放電スイッチ
６  高電圧絶縁油
７  差圧計Ａ
８  ガスボンベ
９  減圧弁
１０  加圧用電磁弁
１１  差圧計Ｂ
１２  減圧用電磁弁
【図１】
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【図２】
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