(57)【要約】【課題】従来の放電破砕装置によれば、電極と電源とを互いに接続する同軸電力ケーブルのケーブル径が大きく、堅固な構造で重量もある上記同軸電力ケーブルは、取り扱いが大変であり、また、高価であるという欠点があった。【解決手段】電極１と電源部５０とがケーブル６０により接続され、破壊対象物の内側に設けられた電解液８２に電源部から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において、ケーブル６０が、電源部５０の正極と電極の正極とを接続する電力往路用の単芯高圧ケーブル６１と、電源部５０の負極と電極の負極とが電力復路用の単芯高圧ケーブル６２とにより形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2007090213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と電源部とがケーブルにより接続され、破壊対象物の内側に設けられた電解液に電源部から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において、ケーブルが、電源部の正極と電極の正極とを接続する電力往路用の単芯高圧ケーブルと、電源部の負極と電極の負極とが電力復路用の単芯高圧ケーブルとにより形成されたことを特徴とする放電破砕装置。
【請求項２】
電力往路用の単芯高圧ケーブルと電力復路用の単芯高圧ケーブルとがスペーサにより互いに離間した状態に維持されたことを特徴とする請求項１に記載の放電破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源部と電極とを互いに接続するケーブルの取り扱い容易な放電破砕装置に関する。
【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。この放電破砕方法に使用する電極と電源とを互いに接続する電力ケーブルとしては、同軸電力ケーブルが用いられる。
【特許文献１】特開２００１−６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
放電破砕装置の電極での放電時にケーブルを流れる大電流によりケーブルの中心から外周方向に向かって強大な電磁力が作用し、ケーブルの中心導体と外部導体との間に生じる反発力によってケーブルの爆裂作用が起きる。この爆裂作用を抑えるため、従来の放電破砕装置の同軸電力ケーブルは、例えば、中心から順に中心導体、内部半導電層、絶縁体、外部半導電層、電極層、押さえ層、リターン導体、防食層、補強層を備えた構造のもの、即ち、中心から外周まで複数の層による多層構造により形成された堅固な構造のものが用いられる。例えば、ケーブル径が３７ｍｍ程度と大きく、堅固な構造で重量もある同軸電力ケーブルが用いられる。しかしながら、ケーブル径が大きく、堅固な構造で重量もある上記同軸電力ケーブルは、取り扱いが大変であり、また、高価であるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による放電破砕装置は、電極と電源部とがケーブルにより接続され、破壊対象物の内側に設けられた電解液に電源部から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において、ケーブルが、電源部の正極端子と電極の正極端子とを接続する電力往路用の単芯高圧ケーブルと、電源部の負極端子と電極の負極端子とが電力復路用の単芯高圧ケーブルとにより形成されたことを特徴とする。電力往路用の単芯高圧ケーブルと電力復路用の単芯高圧ケーブルとがスペーサにより互いに離間した状態に維持されたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ケーブルが、電力往路用の単芯高圧ケーブルと、電力復路用の単芯高圧ケーブルとにより形成されたので、ケーブル径を小さくでき、重量も軽くできるので、ケーブルの取り扱いが容易で、かつ、低価な放電破砕装置を得ることができる。電力往路用の単芯高圧ケーブルと電力復路用の単芯高圧ケーブルとがスペーサにより所定の間隔で離間した状態に維持されたので、電力往路用の単芯高圧ケーブルと電力復路用の単芯高圧ケーブルとによる爆裂作用を防止できるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１乃至図５は最良の形態を示し、図１は放電破砕装置を示し、図２はスペーサとスペーサにより互いに接続された２つの単芯高圧ケーブルとを示し、図３はスペーサとスペーサにより互いに接続された２つの単芯高圧ケーブルとを断面で示し、図４は放電破砕装置の電極の縦断面を示し、図５は放電破砕装置の電極を分解して示す。
【０００７】
図１に示すように、放電破砕装置は、電極１、電源部５０、ケーブル６０を備える。電極１と電源部５０とがケーブル６０により互いに接続される。電源部５０は図外のパルスパワー源と電源装置とを備える。電源装置からパルスパワー源に供給される電力がパルスパワー源の図外のコンデンサに溜められた後に、パルスパワー源のコンデンサから放出される１５０ＫＡ〜５００ＫＡのような大電流が電極１に１万分の１〜２秒間印加される。これにより、電極１の放電部３３で放電が生じて衝撃波が発生する。
【０００８】
ケーブル６０は、２本の単芯高圧ケーブル６１；６２とにより形成される。すなわち、ケーブル６０は、電源部５０の正極端子５１と電極１の正極端子５２とを互いに接続する電力往路用の単芯高圧ケーブル６１と、電源部５０の負極端子５３と電極１の負極端子５４とを互いに接続する電力復路用の単芯高圧ケーブル６２とにより形成される。単芯高圧ケーブル６１；６２は、同じ構造のケーブルであって、例えば、ケーブル径が１２ｍｍ、耐圧２０ｋＶ仕様であり、中心から順に中心導体６５、絶縁体６６、帆布６７、ゴムラバー６８を備えた構造である（図２；３参照）。電力往路用の単芯高圧ケーブル６１と電力復路用の単芯高圧ケーブル６２とが合成樹脂により形成されたスペーサ７０により互いに離間した状態に維持される。スペーサ７０は、単芯高圧ケーブル６１；６２の径に合わせた内径に形成された２つの筒孔体７１；７１が２０ｃｍ〜３０ｃｍ程度の所定の長さの連結体７２の両端に設けられた構成である（図２；３参照）。連結体７２の所定の長さは、放電時において電力往路用の単芯高圧ケーブル６１と電力復路用の単芯高圧ケーブル６２とが相互干渉により爆裂を起こさない長さである。単芯高圧ケーブル６１と６２のスペーサ７０は、単芯高圧ケーブル６１；６２の一端から単芯高圧ケーブル６１；６２の外周にスペーサ７０の筒孔体７１；７１をはめ込んで取り付けられる（図２参照）。２本の単芯高圧ケーブル６１；６２に複数個のスペーサ７０が取り付けられる。複数個のスペーサ７０；７０・・・は、例えば、１ｍ〜２ｍ程度の所定の間隔を隔てて取り付けられる。
【０００９】
図４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５参照）。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。
【００１０】
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、電力復路用の単芯高圧ケーブル６２と接続されて電源部５０の負極端子５３と電気的に接続された復路（リターン）導体として機能する長筒状の外部導体である。
【００１１】
電極１とケーブル６０とは、例えば、図４に示すように、電極１の他端に接続されるコネクタ７５を介して電気的に接続される。コネクタ７５の一端部に形成された孔の内周にはねじ部７６が形成される。外筒導体４の他端部の外周にはねじ部４ａが形成される。外筒導体４のねじ部４ａとコネクタ７５のねじ部７６とが互いに締結される。コネクタ７５の他端部には、電力往路用の単芯高圧ケーブル６１の接続孔部７７が形成される。接続孔部７７内には、ねじ部４ａとねじ部７６とが互いに締結されることによって、電極１の内部導体２に接続される正極端子５２が設けられる。コネクタ７５の外周部には、電力復路用の単芯高圧ケーブル６２の接続孔部７８が形成される。接続孔部７８内には、ねじ部４ａとねじ部７６とが互いに締結されることによって、電極１の外筒導体４に接続される負極端子５４が設けられる。電力往路用の単芯高圧ケーブル６１の一端部が接続孔部７７内にはめ込まれて図外のねじ締結具や挟持片のような電気接続維持手段により単芯高圧ケーブル６１の中心導体６５と正極端子５２とが電気的に接続された状態に維持される。電力復路用の単芯高圧ケーブル６２の一端部が接続孔部７８内にはめ込まれて図外のねじ締結具や挟持片のような電気接続維持手段により単芯高圧ケーブル６２の中心導体６５と負極端子５４とが電気的に接続された状態に維持される。
【００１２】
図１のように、破壊対象物８０の放電用孔８１内に電解液としての水道水のような水（水溶液）８２を充填して、電極１を水８２中に挿入し、電源部５０のパルスパワー源を操作して電極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８１内の水８２が衝撃波を発生し、これにより、破壊対象物８０を破砕できる。電源部５０から供給される電力は、ケーブル６０の電力往路用の単芯高圧ケーブル６１、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６０の電力復路用の単芯高圧ケーブル６２を経由して電源部５０に戻る。
【００１３】
最良の形態によれば、ケーブル６０を形成する低価な２本の単芯高圧ケーブル６１；６２は、ケーブル径が例えば１２ｍｍ程度と小さく、重量も軽くできるので、ケーブル６０の取り扱いが容易で、かつ、低価な放電破砕装置を得ることができる。さらに、電力往路用の単芯高圧ケーブル６１と電力復路用の単芯高圧ケーブル６２とに、１ｍ〜２ｍ程度の所定の間隔を隔てて複数のスペーサ７０；７０・・・が取り付けられ、２本の単芯高圧ケーブル６１；６２が複数のスペーサ７０により２０ｃｍ〜３０ｃｍ程度離間した状態に維持されたので、２本の単芯高圧ケーブル６１；６２間に作用する爆裂作用を防止できるという効果も得られる。スペーサ７０を用いずに、電極１と電源部５０とをケーブル６０により互いに接続し、その後に、作業者が２本の単芯高圧ケーブル６１；６２間を離す作業を行っても良いが、最良の形態のように、予め複数のスペーサ７０により２本の単芯高圧ケーブル６１；６２間が互いに離間した状態に維持されたケーブル６０を用いれば、作業者が２本の単芯高圧ケーブル６１；６２間を離す作業をいちいち行わなくても良くなり、作業を簡略化できる。
【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。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
例えば鉄や、銅や、貴金属や、合金等により、直径５ｍｍ程度に形成されたワイヤを複数箇所で切断し、切断面と切断面とを対向させて放電部を形成した構造の電極、いわゆる、ワイヤ電極と電源部５０とをケーブル６０により互いに接続した構成の放電破砕装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】放電破砕装置を示す構成図（最良の形態）。
【図２】スペーサとスペーサにより互いに接続された２つの単芯高圧ケーブルとを示す斜視図（最良の形態）。
【図３】スペーサとスペーサにより互いに接続された２つの単芯高圧ケーブルとを示す断面図（最良の形態）。
【図４】放電破砕装置の電極の縦断面図（最良の形態）。
【図５】放電破砕装置の電極を示す分解斜視図（最良の形態）。
【符号の説明】
【００１７】
１  電極、５０  電源部、６０  ケーブル、６１  電力往路用の単芯高圧ケーブル、
６２  電力往路用の単芯高圧ケーブル、７０  スペーサ、８０  破壊対象物、
８２  水（電解液）。
【図１】
2007090213.tif 000003
【図２】
2007090213.tif 000004
【図３】
2007090213.tif 000005
【図４】
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【図５】
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