(57)【要約】      （修正有）【課題】放電に伴う高圧電流が鉄筋及び破壊対象物を介して破壊対象物の外部に流れてしまうような事態を防止できる放電破砕装置の電極を提供する。【解決手段】棒状の内部導体２と内部導体の外周に設けられた筒状の絶縁部３と絶縁部の外周に設けられた外部導体（外筒導体４；浮遊電極６）とを備え、一端部に放電部３３が形成された電極において、外部導体の外周囲に、当該外周囲を覆う絶縁性を有する熱収縮チューブ３５が設けてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
破壊対象物の内側に設けられた電解液に電極を介して放電エネルギーを付与して衝撃波を発生させその衝撃波で破壊対象物を破砕する放電破砕装置の電極であって、棒状の内部導体と内部導体の外周に設けられた筒状の絶縁部と絶縁部の外周に設けられた外部導体とを備え、一端部に放電部が形成された電極において、外部導体の外周囲に、当該外周囲を覆う絶縁性を有する熱収縮チューブが設けられたことを特徴とする放電破砕装置の電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電用孔内に露出した鉄筋と電極の外部導体との接触を防止できて破壊対象物の外部への高圧電流のもれを防止可能な放電破砕装置の電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートや岩石のような破壊対象物に放電用孔を形成し、この放電用孔内に電解液（電気を通す水溶液）としての水道水のような水（水溶液）を充填してこの水中に放電破砕装置の電極を挿入し、この電極に大電流パルスを印加して放電させることで衝撃波を発生させ、衝撃波で放電用孔の周囲を破砕する放電破砕方法が知られている。この放電破砕方法に使用する電極は、棒状の内部導体と内部導体の外周囲を被覆する筒状の絶縁部と絶縁部の外周囲に設けられた筒状の外部導体とで構成される。外部導体は、内部導体の棒の延長方向に沿って放電用の間隔（放電ギャップ）を隔てて複数設けられる。そして、外部導体と外部導体との間に設けられた放電用の間隔を介して放電を生じさせ、衝撃波を発生させる。複数の筒状の外部導体と複数の筒状の間隔形成体を備え、外部導体と外部導体との間に放電用の間隔を形成するために、外部導体と外部導体との間に間隔形成体を介在させた構成の電極も知られている。電極は、内部導体の一端側に電気的に絶縁された浮遊電極として機能する外部導体を備え、内部導体の他端側に電源の負極側と電気的に接続されたリターン導体として機能する外部導体を備える。
【特許文献１】特開２００４−１８１４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
破壊対象物が鉄筋コンクリートの塊である場合、この鉄筋コンクリートの塊に放電用孔を形成すると、鉄筋コンクリートの鉄筋が放電用孔の内側に露出した状態となる場合がある。このような放電用孔に放電破砕装置の電極が挿入され、リターン電極として機能する外部導体と鉄筋とが互いに接触した状態のまま電極に電力が供給されると、放電に伴う高圧電流が鉄筋に流れてしまって電源まで戻らず、また、鉄筋に流れた高圧電流が破壊対象物を介して破壊対象物の外部に流れてしまう可能性もあり、危険であるとともに、外部導体と外部導体との間で適切に放電を生じさせることができなくなるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る放電破砕装置の電極は、破壊対象物の内側に設けられた電解液に電極を介して放電エネルギーを付与して衝撃波を発生させその衝撃波で破壊対象物を破砕する放電破砕装置の電極であって、棒状の内部導体と内部導体の外周に設けられた筒状の絶縁部と絶縁部の外周に設けられた外部導体とを備え、一端部に放電部が形成された電極において、外部導体の外周囲に、当該外周囲を覆う絶縁性を有する熱収縮チューブが設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の放電破砕装置の電極によれば、絶縁性を有する熱収縮チューブが、放電用孔内に露出した鉄筋と電極の外部導体との接触を防止するので、放電に伴う高圧電流が外部導体を経由して電源まで戻すことができ、高圧電流が鉄筋及び破壊対象物を経由して破壊対象物の外部に流れて（もれて）しまうような事態を防止できる電極が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１乃至図３は最良の形態を示し、図１は放電破砕装置の電極の断面を示し、図２は放電破砕装置の電極を分解して示し、図３は放電破砕装置を示す。
【０００７】
図３に示すように、放電破砕装置１００は、電極１とパルスパワー源５０と電源部５１とを備え、電極１とパルスパワー源５０とがコネクタ５２及びケーブル５３を介して互いに接続され、パルスパワー源５０と電源部５１とがケーブル５４を介して互いに接続される。
【０００８】
図１に示すように、電極１は、内部導体２、絶縁部３、外筒導体４、間隔形成材５、浮遊電極６、緩衝材７を備える。内部導体２は、断面円形の鉄棒により形成され、外周にはねじ部１０が形成される。内部導体２の一端（先端）部２ａを除く外周には、当該外周を覆うように絶縁材としてのＦＲＰシートが巻き付けられることによって絶縁部３が形成される。絶縁部３は、その外周に、間隔形成材５、浮遊電極６、緩衝材７の設けられる径の小さい小径絶縁部３１と、その外周に外筒導体４の設けられる大径絶縁部３２とを備える。大径絶縁部３２は内部導体２の他端部２ｂの外周に形成され、小径絶縁部３１は内部導体２における他端部２ｂと一端部２ａとの間の外周に形成される。大径絶縁部３２の外周を覆うように外筒導体４が設けられ、大径絶縁部３２と外筒導体４とが図外の接着剤により互いに結合される。間隔形成材５は、ナイロンのような合成樹脂で形成され、筒体部としての円筒部１５と円筒部１５の一側開口縁より円筒部１５の外周面の外側に延長する円形環状の間隔形成部としての鍔部１７とを備える。円筒部１５の外周囲には、銅により円筒状に形成された浮遊電極６が嵌め込まれる。浮遊電極６の筒の中心線に沿った方向の長さは、円筒部１５の筒の中心線に沿った方向の長さよりも短い。緩衝材７はゴムにより環状に形成される。緩衝材７の環の内径は円筒部１５の外径より大きく、緩衝材７の環の外径は鍔部１７の外径と同じである。緩衝材７が間隔形成材５の鍔部１７の反対側から円筒部１５の外周にはめ込まれた後に、円筒部１５の外周に浮遊電極６が嵌め込まれる。つまり、間隔形成材５の円筒部１５の外周に緩衝材７が嵌め込まれた後に、円筒部１５の外周面と筒状の浮遊電極６の内周面とが互いにはめ合わされて円筒部１５の外周面に浮遊電極６が取り付けられることによって、鍔部１７と浮遊電極６との間に緩衝材７が配置された構成の浮遊電極ユニット２０が形成される（図２参照）。この浮遊電極ユニット２０を複数用意し、複数の浮遊電極ユニット２０が内部導体２の一端部２ａ側から順次同じ向きで小径絶縁部３１の外周を覆うように取り付けられた後に、内部導体２の一端部２ａの外周のねじ部１０に２つのナット２１；２２がダブルナット構造で締結されたことで電極１が形成される。つまり、一端部に、間隔形成材５の鍔部１７と緩衝材７とによって浮遊電極６と浮遊電極６との間に放電用の間隔（放電ギャップ）が形成された放電部３３を備えた電極１が形成される。
【０００９】
電極１の内部導体２の一端部２ａの外側に設けられる複数の浮遊電極６は、間隔形成材５の鍔部１７と緩衝材７とによって内部導体２の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられて互いに電気的に絶縁された複数の短筒状の外部導体である。外筒導体４は、ケーブル５３の外部導体５３ｂと接続されてパルスパワー源５０の負極側と電気的に接続されたリターン導体として機能する長筒状の外部導体である。
【００１０】
外筒導体４の外周囲には、当該外周囲を覆う絶縁性を有する筒状の熱収縮チューブ３５が設けられる。熱収縮チューブ３５は、例えば、ポリオレフィン材料や、フッ素系ポリマー材料や、エラストマー材料に、放射線架橋することにより、熱収縮特性が付与されたチューブである。外筒導体４の外周囲に筒状の熱収縮チューブ３５を被せ、図外の加熱装置等の加熱手段により熱収縮チューブ３５に熱を加えて熱収縮チューブ３５を収縮させることによって、熱収縮チューブ３５が外筒導体４の外周囲に装着される。
【００１１】
電極１の他端にはコネクタ５２によりケーブル５３が接続される。筒状のコネクタ５２の一端部側の筒内周にはねじ部５２ａが形成される。外筒導体４のねじ部４ａとコネクタ５２のねじ部５２ａとが互いに締結され、筒状のコネクタ５２の他端部の筒開口５２ｂを経由してコネクタ５２の筒内にケーブル５３がはめ込まれて、ケーブル５３の内部導体５３ａと電極１の内部導体２とが互いに接続され、ケーブル５３の外部導体５３ｂと電極１の外筒導体４とが互いに接続され、これらの電気的な接続は図外のねじ締結具のような電気接続維持手段により維持される。ケーブル５３は、内部導体５３ａと外部導体５３ｂとの間にこれらを互いに絶縁する内部絶縁筒体５３ｃを備え、外部導体５３の外周には外部絶縁筒体５３ｄを備える。
【００１２】
図３のように、破壊対象物６０の放電用孔６１内に電解液としての水道水のような水（水溶液）６２を充填して、電極１を水６２中に挿入し、パルスパワー源５０を操作して電極１に大電流パルスを印加すると、放電用の間隔を介して、浮遊電極６と浮遊電極６との間、浮遊電極６と外筒導体４との間で放電を生じ、この放電エネルギーにより放電用孔６１内の水６２が衝撃波を発生し、これにより、破壊対象物６０を破砕できる。電源部５１から供給される電力は、ケーブル５３の内部導体５３ａ、電極１の内部導体２、ナット２１；２２、浮遊電極６、外筒導体４、ケーブル５３の外部導体５３ｂを経由して電源部５１に戻る。
【００１３】
最良の形態によれば、図３に示すように、内部導体２の一端（先端）２ｔを放電用孔６１の中心に合わせて電極１を破壊対象物６０に形成した放電用孔６１内に挿入すると、電極１が傾いたとしても、外筒導体４の外周囲に熱収縮チューブ３５が装着されているので、放電用孔６１の内壁６１ａよりも放電用孔６１の内側に露出する鉄筋４５と電極１の浮遊電極６や外筒導体４とが接触しにくくなる。よって、外筒導体４から鉄筋４５に電流が流れてしまうことを防止でき、電流を電源に戻すことができて、鉄筋４５及び破壊対象物６０経由で破壊対象物６０の外部に高圧電流がもれてしまうような事態や、浮遊電極６から鉄筋４５に電流が流れてしまうことによって適切な放電を生じさせることができないというような事態を防止できる。つまり、放電に伴う高圧電流を電源に戻すことができて破壊対象物６０の外部への高圧電流もれを防止でき、且つ、放電部３３において適切に放電を生じさせることができる構造の電極１が得られる。
【００１４】
また、緩衝材７により、放電の際の衝撃波による反力の鍔部１７への衝撃を緩和できて鍔部１７を保護できるので、電極１の放電性能の低下を防止できる。間隔形成材５が、小径絶縁部３１の外側を覆う円筒部１５を備えるので、絶縁部３の小径絶縁部３１を保護でき、内部導体２と浮遊電極６との絶縁構造を維持できる。鍔部１７と浮遊電極６との間に緩衝材７が配置された構成の浮遊電極ユニット２０を備えるので、浮遊電極ユニット２０を１個１個個別に交換できるようになり、交換作業、電極維持コストを抑えることができる。即ち、間隔形成材５が、絶縁部３の小径絶縁部３１の外周を覆う円筒部１５と、円筒部１５の一端部の外周より外側に張り出す鍔部１７とを備え、円筒部１５の外周に筒状の浮遊電極６が着脱可能に取り付けられた構成としたので、間隔形成材５により、内部導体２の外周にＦＲＰシートが巻き付けられることによって形成された絶縁部３の小径絶縁部３１が保護される。内部導体２の外周にＦＲＰシートを巻き付けて絶縁部３を形成したので、絶縁部３を容易に形成できる。
【００１５】
尚、図４に示すように、放電用孔６１の内壁６１ａの内側に放電用孔６１の径よりも小さい外径を備え、かつ、電極１Ａの外径より大きい内径を備えた環状の絶縁スペーサ３５Ａを吊具４６などで放電用孔６１内に配置しても良い。この場合、図１の熱収縮チューブ３５を備えない電極１Ａを放電用孔６１内に配置された絶縁スペーサ３５Ａの環の内側に挿入すれば、浮遊電極６や外筒導体４と放電用孔６１の内側に露出する鉄筋４５とが接触しにくくなるので、電流を電源に戻すことができるとともに電極１Ａに適切に放電を生じさせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
緩衝材７は、衝撃波による反力を吸収したり、衝撃波による反力に抗したりすることで、衝撃波による反力の鍔部１７への衝撃を緩和できる材料（例えば、ウレタン、クロロプレン、エチレンプロピレンゴムなど、以下「衝撃緩和材料」という）により形成したり、あるいは、衝撃波による反力の鍔部１７への衝撃を少しでも妨げることができればよい。間隔形成材５そのものを衝撃緩和材料により形成しても良い。間隔形成材５の円筒部１５と鍔部１７とを分割した構成とし、円筒部１５の外周に取り付けた浮遊電極６と鍔部１７との間に緩衝材を設けたり、鍔部１７を衝撃緩和材料により形成しても良い。浮遊電極６を無くし、外部導体としての外筒導体４を内部導体２の先端２ｔの近くまで延長して設け、この外筒導体の先端と内部導体２の先端２ｔとの間で放電を行わせるような電極において、この外筒導体の外周囲に熱収縮チューブ３５を装着した構成の電極でもよく、このような電極であっても最良の形態と同様の効果が得られるので、本発明の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】放電破砕装置の電極の縦断面図（最良の形態）。
【図２】放電破砕装置の電極を示す分解斜視図（最良の形態）。
【図３】放電破砕装置を示す構成図（最良の形態）。
【図４】放電破砕装置を示す構成図（他の例）。
【符号の説明】
【００１８】
１  電極、２  内部導体、３  絶縁部、４  外筒導体（外部導体）、
５  間隔形成材、６  浮遊電極(外部導体)、３３  放電部、
３５  熱収縮チューブ、６０  破壊対象物、６２  水（電解液）、
１００  放電破砕装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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