专利名称：破碎装置用电极和破碎装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及破坏岩石的破碎装置及其破碎用电极，更具体地说涉及能效率更高地破坏岩石的破碎装置和破碎装置用电极。
背景技术：
作为用于破坏岩石的现有技术的方法有例如特开平4-222794号公报中公开的方法。图19是概略表示现有的破碎装置的图，图21是表示图19所示的电极前端的局部放大的示意图。下面参照图19～21说明用于实施在上述特开平4-222794号公报中公开的破碎方法的破碎装置的构造和动作。
首先参照图19～21简单说明现有的破碎装置的构造。脉冲电功率源106由含电容器108和开关等的电路构成。脉冲电功率源106与电源109连接。搭载有脉动力源106的电路、包含该电路的箱体和破碎装置的车体接地。
作为用于破坏岩石等的破坏电极的同轴电极101通过同轴电缆105与脉冲电功率源106连接。在同轴电极101的前端上配置中心电极112、通过绝缘体113定位在该中心电极112的外周侧的外周电极115。中心电极112和外周电极两者之一接地，而另一个在脉冲电功率源106的开关107闭合时导入存储在电容器108中的电荷。
下面说明现有技术的破碎方法。在作为破坏对象的岩石等上形成用钻头开的下孔110。在该下孔110中注入水111等电解液，在该下孔110中插入同轴电极101。
于是电源109使电荷产生，将该电荷存储在电容器108中。但电容器108的一侧电极接地。
随着在电容器108中存储足够的电荷后闭合开关，电荷通过同轴电缆105供给同轴电极101。于是在同轴电极101的前端因在中心电极112与外周电极115之间产生电位差而引起放电。这时因同轴电极101的前端附近的电解液被放电能量等离子化而产生压力波。利用该压力波破坏同轴电极101周围的岩石等。
根据上述特开平4-222794号公报，在岩石等破碎时，按每一微秒至少100MW的比例，至少3GW的峰值的功率只是横跨浸渍在封闭有要破碎物质的区域的电解液中的同轴电极101的两电极间(中心电极与外周电极115之间)，将电能供给同轴电极101。
上述的现有技术的破碎装置存在以下的问题。也就是说，在通过中心电极112与外周电极115之间放电形成电弧的区域电解液变处在等离子体状态，该区域的温度随着供给同轴电极101的电流值的增加而变大。也就是说，如果电流值变大，则形成有电弧的区域的温度升高。另外众所周知，形成有电弧的区域的温度越高，放电电阻就越低。在此通过同轴电极101的放电消耗的能量与供给同轴电极101的电流值的平方与电阻的乘积成比例。
因此，虽然为了使通过同轴电极101的放电消耗的能量(利用破碎的能量)增加，而增加供给同轴电极101的电流值，但随着电流值的增加放电电阻也变小。因此如果只简单使上述电流值增加，则使通过电极101的放电消耗的能量增加足够地大当时曾是困难的。为此，在现有技术的破碎装置中，通过使利用在碎上的能量增加进行高效率地破碎是困难的。
本发明是为了解决上述课题而提出的，本发明的目的在于提供能使利用在碎的能量变大的破碎装置用电极和破碎装置。
发明内容
本发明1的情况的破碎用电极包括沿中心轴延伸并具有外周面的中心导电体、配置在上述中心电导电体的外周面上的绝缘构件、和包围上述绝缘构件配置的外周导电体，上述外周电导电体包括第一导电体、和与上述第一导电体在上述中心轴延伸的方向隔开间隔配置的第二导电体。
按照上述的本发明，在把电流供给破碎装置用电极后该电流在作为中心电极的中心导电体与作为外周电极的外周导电体之间流动场合，在中心导电体上定位在破碎装置用电极的端部的部分与配置在该端部侧上的第一和第二导电体任何一个之间发生第一放电。而在第一导电体与第二导电体之间还发生第二放电，也就是说，与在现有技术的电极上只在端部的一个位置上引起放电的这点相比，本发明的电极至少在两个位置上引起放电。由于这样使引起放电的位的数目增加，而可以使在使电流值一定的条件下使放电电阻随着相应的放电位置的数目比现有技术的放电电阻增加。从而可以使利用在破碎上的能量确实比现有技术大。并且可以使破碎装置的能力(，破碎能力)增加。通常因放电电阻比整个电路的电阻小，在多个位置的放电电阻的增加比整个电路的电阻也小，所以可以在不变更电源大小的条件下使破碎力增加。
上述本发明1的情况的破碎装置用电极最好是，使中心导电体包括使放电发生的端部，以使第一导电体沿上述中心轴的延伸方向配置在上述端部侧并包括在上述中心轴延伸方向的两端部上被所述两端部夹着的区域。第一导电体的两端部最好具有相对小的直径部分，被第一导电体的两端部夹着的区域最好具有相对直径大的部分。
在这种情况下，在位于端部的中心导电体与第一导电体之间发生第一放电，并且在第一导电体与第二导电体之间发生第二放电。也就是说，第一和第二放电夹着第一导电体发生。并且通过使被第一导电体两端部的区域的直径变得相对的大，可以使第一放电发生的区域和第二放电发生的区域被该相对大的直径部分隔离开。结果可以防止第一放电与第二放电互相干扰。因为通过使第一和第二放电产生的电弧一体化可以防止放电部的数量减少，所以可以防止放电电阻的减少。从而可以确实使破碎装置的能力提高。
上述第一情况下向上的破碎装置用电极，最好在第一和第二导电体的至少一个上形成突起部。
在这种情况下，由于在第一和第二导电体上形成突起部，而可以在把电流供给电极时，使电荷集中在所述的突起部上。从而可以在形成有该突起部的部分上优先发生放电。并且可以随着突起部的位置变更而任意变更发生放电的区域的位置。
在上述本发明的局部上的破碎用电极1上的突起部也可以包括在第一和第二导电体的任何一个上形成的第一突起部、和在第一和第二导电体的至少一个上的与中心轴的圆周方向的第一突起部的位置不同的位置上形成的第二突起部。
在此，第一放电和第二放电在中心轴的圆周方向大致相同的位置上的场合，存在引起所谓第一和第二放电中的电弧相连(一体化)的现象。一旦这样使第一和第二放电的电弧一体化，结果就变成与在破碎装置用电极上与只发生一个放电的状态相同的状态，使在破碎上的能变小。
然而按照本发明的破碎装置用电极，由于第一突起部和第二凸起部形成在中心轴的圆周方向的不同位置上，而可以使在形成有第一突起部的部分上发生的一个放电和在形成有第二突起部形成的部分上发生的另一放电在中心轴的圆周方向不同的位置上发生。因此如果例如在位于破碎装置用电极的端部侧的第一或第二导电体上的面对破碎装置用电极的端部侧的区域上形成第一突起部，并在第二导电体的面向第一导电体的区域上形成第二突起部，则在破碎装置用电极的端部侧发生的第一放电对应上述第一放电，在第一导电体与第二导电体之间发生的第二放电对应上述另一放电，结果可防止第一放电中的电弧与第二放电中的电弧相连(一体化)。从而可以防止因第一和第二放电的电弧相连而使利用在破碎上的能量变小。
另外，本发明人就破碎装置用电极中的放电现象进行实验、研究后，获得以下的见解。也就是说，按照本发明的破碎装置用电极，为了通过使一个破碎装置用电极发生多次放电使破碎利用的能量变大，而必需使多个放电独立发生。在此，本发明人详细观察在破碎装置用电子中的放电现象，并研究使多个放电独立稳定发生的条件。根据本发明者的实验，当使破碎装置用电极在例如第一与第二导电体之间发生放电时，则在放电开后立即伴随发生的电弧比较小，但该电弧的大小随着时间向中心轴方向有一定程度增长。而一旦电弧的大小变大到某种程度时，其后电弧的大小就几乎不再变化。这样大小的稳定的电弧的端部达到在沿中心轴的方向只离开第一和第二导电体的端部约10mm左右长度侵入到第一和第二导电体上的位置。使第一和第二导电体的中心轴方向的长度变得足够长，则即使在破碎上用的电源的电压、破碎装置用电极的形状·材料等变化，从所述第一和第二导电体的端部到第一和第二导电体的电弧伸长的长度(电弧延伸长度)也几乎不变化。
另外，在使第一和第二导电体的中心轴的方向的长度小于10mm时，电弧延伸长度最大也只能达到第一和第二导电体的长度，电弧不能充分地增长。因此在这样的状态下，通过放电消耗的能量(在破碎上用的能量)变得比电弧充分增长的场合小。
另外，如使上述的第一和第二导电体的中心轴方向的长度比10mm小时，则第一放电产生的电弧和第二放电产生的电弧在中心轴的圆周方向形成在附近的位置上，在此场合下，这两个电弧容易连接。结果仍有使在破碎上利用的能量变小的问题。
根据本发明人的这样的见解，优选的是，使上述本发明1的情况的破碎装置的上述第一和第二导电体的至少一个在中心轴延伸方向的长度大于10mm。
在该场合下，因放电的电弧可以在沿中心轴的方向充分扩大，而可以使利用在破碎上的能量充分变大。
另外更优选的是，使上述本发明1的情况的破碎装置的上述第一和第二导电体的至少一个在中心轴延伸方向的长度大于20mm。
这时，如果使第一导电体的中心轴延伸方向的长度大于20mm，则即使在该第一导电体的两端部发生的两个电弧形成在中心轴的圆周方向靠近的位置上，也能使这两个电弧以独立的状态充分增长。也就是说，可以确实防止第一和第二放的电弧的一体化，并且因使电弧充分增长而使利用在破碎的能量变大。
上述第一情况的破碎用电极的外周导电体也可以包括与第二导电体在中心轴的延伸方向隔开间隔地配置的至少一个其它的导电体。
在这种场合下，可以使第二导电体与其它导电体之间发生第三放电。并且如其它的导电体包括隔开间隔形成的多个导电体，则还可以使第四、第五放电发生。结果因为能进一步提高放电电阻，而能使利用在破碎的能量进一步变大。
在上述的本发明1的情况的破碎装置用电极中，也可以在从由第一导电体、第二导电体和其它导电体组成的组中选择的至少一个上形成突起部。
在这种场合下，在把电流供给电极时，可以使电荷集中在该突起部上，从而可以使放电优先发生在该突起部形成的部分上。从而可以通过变更突起部的位置使发生放电的区域的位置任意变化。
在上述本发明1的情况的破碎装置用电极中，突起部也可向与中心轴延伸的方向大致平行的方向突出。
在这种场合下，可以使在第一和第二导电体间的中心轴延伸方向的距离或在中心导电体与第一和第二导电体中之一之间的中心轴延伸的方向的距离局部地变小。从而可以使放电优先在该突起部形成的部分上发生，因此可以通过变更突起部的位置使放电发生的区域的位置变化。
在本发明1的局部表面的破碎装置用电极中，突起部也可以向中心轴的放射方向突出。
在这种场合下，由于能使在中心轴的放射方向中的第一或第二导电体的形状通过形成突起部变成不均匀的形状，而可以通过变更该突起部的位置使放电发生区域任意变更。
在本发明1的情况的破碎装置用电极上，突起部也可以包括在从由第一导电体、第二导电体和其它导电体组成的组中选择的一个上形成的第一突起部和在从由第一导电体、第二导电体和其它导电体组成的组中选择的至少一个上在与中心轴的圆周方向的第一突起部的位置不同的位置上形成的第二突起部。
在这种场合下，由于第一突起部和第二突起部形成在中心轴方向不同的位置上，而可以使在第一突起部形成的部分上发生的一个放电和在第二突起部形成的部分上发生的另一放电发生在中心轴的圆周方向不同的位置上。从而可以防止一个放电的电弧与另一个放电中的电弧连接(一体化)。结果可以防止因一个放电中的电弧与另一放电中的电弧相连接而使利用在破碎上的能量变少。
本发明1的情况的破碎装置用电极中，最好是使在从第一导电体、第二导电体和其它导电体组成的组中选择的至少一个在中心轴延伸方向的长度大于10mm。
在这种场合下，可以使放电的电弧在长度大于10mm的第一导电体、第二导电体和其它导电体中的任何一个上沿中心轴的方向变得足够地大，从而可以使利用在破碎的能量变得足够地大。
另外更优选的是，在本发明的情况的破碎装置用电极中，使由第一导电体、第二导电体和其它导电体组成的组中选择的至少一个的在中心轴延伸方向的长度是大于20mm。
在这种场合下，如果例如使在中心轴延伸方向的第二导电体的长度是大于20mm，则即使在所述第一导电体的两端部发生的两个电弧形成在中心圆方向相近的位置上，也可以使这两个电弧在第二导电体上以独立状态充分增长，并且不产生因一体化引起的电阻的减少。也就是说，可以防止在第二导电体等的两端发生的两个电弧一体化，并且可以通过使电弧充分增长使利用在破碎上的能量变大。
在本发明1的情况的破碎装置用电极中的中心导电体也可以包括绞线电缆导体，绝缘构件也可以包含挠性材料。
在此，在破碎岩石等的作业中，也有从横向冲击电极的情况，在这种情况下，如果是装备通过上述那样构成的某种程度的柔软性的破碎装置用电极，则因能通过电极的变形吸收来自横向的冲击，而可以防止因冲击引起电极折断损坏这样的事故发生。从而可以实现电极的长寿命化。
本发明的个别的情况的破碎装置装备有在上述发明1的表面上的破碎装置用电极。
按照这样的方案，可以容易获得破碎能力高的破碎装置。
图1是用于说明在使用本发明的破碎装置用电极及其使用破碎装置电极的破碎装置的实施方式1中的装置构成的示意图。
图2是表示图1中所示的破碎装置用电极的前端部局部放大示意图。
图3是表示图1所示的破碎装置用电极的前端部的立体放大示意图。
图4是图2所示的破碎装置用电极的剖面示意图。
图5是表示图1～4中所示的破碎装置用电极的第一变型例的局部放大示意图。
图6是表示图1～4中所示的破碎装置用电极的第二变型例的剖面示意图。
图7是表示本发明的破碎装置用电极的实施方式2的局部放大示意图。
图8是表示本发明的破碎装置用电极的实施方式3的局部放大示意图。
图9是表示本发明的破碎装置用电极的实施方式4的局部放大示意图。
图10是图9所示的破碎装置用电极的剖面示意图。
图11是表示图9和图10中所示的破碎装置用电极的第一变型例的剖面示意图。
图12是表示图9和图10中所示的破碎装置用电极的第二变型例的剖面示意图。
图13是表示图9和图10中所示的破碎装置用电极的第三变型例的局部放大示意图。
图14是表示本发明的破碎装置用电极的实施方式5的立体示意图。
图15是表示图14中所示的破碎装置用电极的剖面示意图。
图16是表示图14和图15中所示的破碎装置用电极的实施方式5的变型例的示意图。
图17是表示在实验中使用的破碎装置用电极的示意图。
图18是表示在实验中发生放电状态的示意图。
图19是表示现有技术的破碎装置的示意图。
图20是表示图19的破碎装置的基本构成的示意图。
图21是表示图20所示的电极前端部的局部放大示意图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方式。另外在下面的附图中，凡是相同或相当的部分上附加同一参考标号并不重复其说明。
下面参照图1～4说明本发明的破碎用电极和破碎装置的实施方式1。
参照图1～4，本发明的破碎装置包括同轴电极1、脉冲电功率源6、电源9和同轴电缆5。脉冲电功率源6由包括电容器8、开关等的电路组成。电源9与脉冲电功率源6连接。脉冲电功率源6的电路接地。作为破碎装置用电极的同轴电极1通过同轴电缆5与脉冲电功率源6连接。同轴电极1包括作为随后沿中心轴延伸的中心导电体的中心电极12、作为配置在该中心电极12的外周面上的绝缘构件的绝缘体13、和作为配置在绝缘体13的外周面上的外周导电体的外周电极15。同轴电极1插入在形成在岩石等破碎对象2上的下孔10的内部。在下孔10的内部配置作为电解液的水11。中心电极12的端部在同轴电极1的前端部16上突出。外周电极15包括作为位于前端部16侧的第一导电体的外周电极部分14a、在作为与该外周电极部分14a在中心轴延伸的方向隔开间隔配置的第二导电体的外周电极部分14b。
在脉冲电功率源6的开关7闭合时存储在电容器8中的电荷导入同轴电极1中时，在中心电极12的端部与外周电极部分14a之间发生第一放电，形成电弧20。并且在外周电极部分14a与外周电极部分14b之间也发生放电，另外形成一电弧20。
如果这样做，在把电流供给作为破碎装置用电极的同轴电极1后，该电流在中心电极与外周电极15之间流过的场合，如上所述那样形成两个电弧20。也就是说与在现有技术中的同轴电极上只在一端部的一个位置引起放电的情况相比，本发明的同轴电极1至少在两个位置上发生放电。通过这样使引起放电的位置数目增加可以在使电流值变成一定的场合下，使放电电阻比现有技术的电阻增加。如已描述那样，由于通过放电消耗的能量与供给同轴电极1的电流值的平方与放电电阻的乘积成比例，而使通过放电消耗的能量(即在破碎上利用的能量)确实比现有技术的大。从而可以实现作为能使增大破碎能力的破碎装置电极的同轴电极1及其破碎装置。
下面参照图5说明图1～4中所示的破碎装置用电极的第一变型例。
参照图5，作为破碎装置用电极的同轴电极1基板包括与图1～4中所示的同轴电极同样的构造，但在图5中所示的同样电极中，外周电极15包括三个外周电极部分14a～14c。外周电极部分14a～14c分别隔开间隔配置。在这种场合下，既可以获得与图1～4所示的同轴电极同样的效果，又可以使放电发生在中心电极12的端部与外周电极部分14a之间、外周电极部分14a与外周电极14b之间和外周电极部分14b与外周电极部分14c之间这三个位置上。因为可以使放电电阻更加提高，而可以进一步增加通过放电放出的能量，结果可以进一步提高破碎装置的能力。
另外，也可以在进一步增加外周电极部数目的同时，增加发生放电的位置的数目。这时，使破碎装置的能力进一步提高。
下面参照图6说明图1～4所示的破碎装置用电极的第二变型例。
参照图6，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图1～4所示的同轴电极相同的构造。但用挠性的绞合电缆导体17作为中心电极。并且用橡胶系绝缘体和氨基甲酸乙酯等具有挠性的绝缘体18作为绝缘体。
在岩石等破碎作业中，如上述的本发明在同轴电极1的中心轴方向的多个位置发生放电时，存在也从横方向向同轴电极1施加冲击的场合，如果用上述那样的具有某种程度柔性的同轴1，则可以通过同轴电极1的变形吸收来自横向的冲击。因此可以防止因该冲击引起同轴电极1的折断这样的事故发生，从而可以实现同轴电极1的长寿命化。
(实施方式2)下面参照图7说明本发明的破碎装置用电极的实施方式2。
参照图7，作为破碎装置用电极1基本上具有与图1～4所示的同轴电极相同的构造，但在外周电极部分14a的中央部形成向外周方向突出并向圆周方向延伸的径向凸部19。
这时，如已描述那样，在位于同轴电极1的端部上的中心电极12的部分与作为第一导电体的外周电极部分14a之间发生第一放电(电弧20)，并且在外周电极部分14a与作为第二导电体的外周电极14b之间发生放电(电弧20)。也就是说，两个电弧20夹着外周电极部分14a发生。于是由于使被中心轴的延伸方向的两端部夹着的区域的直径在外周电极部分14a上相对变大地形成径向凸部19，而可以通过该径方向凸部19隔离第一放电发生的区域和第二放电发生的区域。结果可以防止第一和第二放电产生的电弧20一体化。结果因能防止放电部的数目减少，而能防止放电电阻的减少。从而能使破碎装置的能力确实提高。
(实施方式3)下面参照图8，说明本发明的破碎装置用电极的实施方式3。
参照图8，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图1～4所示的同轴电极相同的构造，在外周电极部分14b上形成向作为与中心电极12的中心轴延伸的方向几乎平行的方向突出的突出部的凸部21。
在这时，因在外周电极部分14b上形成作为突起部的凸部21，而在向同轴电极1供给电流时，使外周电极部分14a与外周电极部分14b之间的距离在局部位置上变小，可以使电荷集中在该凸部21上。从而可以使放电优先发生在形成有该凸部21的部分上。从而可以通过变更凸部21的位置而任意变更放电发生的区域的位置。
另外，凸部21既可以形成在外周电极部分14a上，又可以形成在外周电极部分14a、14b的两者上。并且，凸部21也可以形成在圆周方向的多个位置上。另外凸部21的形状如果是能使外周电极部分14a、14b之间距离在局部位置变小的形状，则也可以是图示那样的三角形状的以外的形状。
另外，在外周电极部分14a上也可以在同轴电极1的端侧(中心电极12露出的侧)上形成凸部。在这种场合下，可以通过变更该凸部的位置，变更在中心电极12与外周电极部分14a之间放电发生的位置。并且即使在中心电极12的端部形成凸部，也能获得同样的效果。
(实施方式4)下面参照图9和10说明本发明的破碎装置用电极的实施方式4。
参照图9和10，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图1～4所示的同轴电极相同的构造，但在外周电极部分14a、14b上分别设置向中心电极12的中心轴的放射方向凸出的突出部22a、22b。
在由导电体组成的突出部22a、22b上如图10所示那样分别形成螺纹孔25a、25b。并且在外周电极部分14a、14b设置有突起部22a、22b的部分上分别形成螺纹孔24a、24b。通过把己插入在螺纹孔25a中的螺钉23插入在外周电极部分14a的螺纹孔24a中后固定，使突起部22a固定在外周电极部分14a上。并且通过把已插入在螺纹孔25b中的螺钉23b插入在外周电极部分14b的螺纹孔24b中后固定，使突起部22b固定在外周电极部分14b上。
在这时，因为通过形成突起部22a、22b能使在中心轴的放射方向的外周电极部分14a、14b的形状制成非圆形，所以可以通过变更该突起22a、22b的位置，任意变更放电发生的区域(电弧形成的区域的区域)的位置。
下面参照图11，说明图9和图10所示的破碎装置用电极的第一变型例。另外，图11与图10相对应。
参照图11，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图9和图19所示的同轴电极1相同的构造。然而在外周电极部分14a、14b上设置的突起部22a、22b的端部26a、26b分别从外周电极部分14a、14b的侧壁27a、27b突出(也就是说使突起部22a、22b的端部26a、26b的侧壁间距离比外周电极部分14a、14b的侧壁27a、27b间的距离变小)地设置。
如果这样做，除了获得图9和图10所示的同轴电极产生的效果外，还同时可以获得图8所示的同轴电极产生的效果。
下面参照图12，说明图9和图10所示的破碎装置用电极的第二变型例。另外，图12与图10相对应。
参照图12，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图9和图10所示的同轴电极1相同的构造。但突起部28a、28b分别与外周电极部分14a、14b形成一体。在这种情况下，可以获得与图9和图10所示的同轴电极相同的效果。
下面参照图13说明图9和图10所示的破碎装置用电极的第三变型例。另外图13与图9相对应。
参照图13，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图9和图10所示的同轴电极1相同的构造。但在图13所示的同轴电极1中，在外周电极部分14a的两端部和外周电极部分14b的两者之上形成凸部21a～21c，以使突起部21a～21c与中心电极12的中心轴延伸的方向大致平行的方向突出。该突部21a～21c分别由与构成外周电极部分14a、14b的材料相同的材料构成。而凸部21b、21c形成在与中心电极12的中心轴的圆周方向的凸部21a的位置不同的位置上。因此，在向同轴供给电流时，中心电极12与外周电极部分14之间的发电(第一放电)在中心电极12与突部21a之间的区域发生。另外，外周电极部分14a与外周电极部分14b之间的放电(第二放电)在凸部21b、21c之间的区域发生。因此使第一放电和第二放电发生在朝中心轴的方向不同的区域上。
如果这样做，则可以防止第一放电中的电弧与第二放电中的电弧连接。从而可以防止因第一和第二放电的电弧连接而引起利用在破碎上的能量减少。
(实施方式5)下面参照图14和图15说明本发明的破碎装置用电极的实施方式5。
参照图14和15，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图1～4所示的同轴电极相同构造。但在图14和图15所示的同轴电极1中，外周电极15包含四个外周电极部分14a～14d。外周电极部分14a～14b彼此隔开间隔配置。设外周电极14a～14c的中心轴方向的宽度分别为宽度L1～L3。设外周电极14a、14b间的间隔为距离W1，设外周电极14b、14c间的间隔为距离W2，设外周电极14c、14d间的间隔为距离W3。这时，可以获得与图4所示的同轴电极相同的效果的同时，可以使放电发生在中心电极12的端部与外周电极部分14a之间、外周电极部分14a与外周电极部分14b之间、外周电极部分14b与外周电极部分14c之间、外周电极部分14c与外周电极部分14d之间这四个位置发生放电。因为可以进一步提高放电电阻，所以可以使由放电放出的能量更大。结果可以进一步提高破碎装置的能力。
下面参照图16说明破碎装置用电极的实施方式5的变型例。
参照图16，作为破碎装置用电极的同轴电极1基本上具有与图15所示的同轴电极1相同的构造，但在图16所示的同轴电极1中，在外周电极部分14a～14c上分别形成凸部21a～21d。凸部21a～21d向与中心电极13的中心轴延伸的方向平行的方向突出地形成。突部21a～21d形成在中心电极12的中心轴的方向互相不同的位置上。
在中心电极12的前端部与外周电极部分14a之间发生的放电(第一放电)发生在凸部21a与中心电极12之间的区域。外周电极部分14a与外周电极部分14b之间发生的放电(第二放电)发生在凸部21b与外周电极部分14b之间的区域上。在外周电极部分14c与外周电极部分14d之间发生的放电(第三放电)发生在凸部21c与外周电极14c之间的区域。在外周电极部分14c与外周电极部分14d之间发生的放电(第四放电)发生在凸部21与外周电极14d之间区域。
如上所述，因为通过形成作为突起部的凸部21a～21d可以使电荷集中在所述的凸部21a～21d上，所以可以在所述凸部形成的部分的附近分别发生第一～第四放电。从而可以通过变更凸部21a～21d的位置，任意变更第一～第四放电发生的位置。
另外，通过如图16所示那样配置凸部21a～21d，可以防止在同轴电极发生的第一～第四放电形成在中心电极12的中心轴的方向不同的位置上。从而可以确实防止相邻放电的电弧之间连接。
另外，在图16中，凸部21a～21d向与中心电极12的中心轴延伸的方向几乎平行的方向地形成，也可以如图9～12所示那样使凸部21a～21d向中心轴的放射方向突出地形成。在这种场合也能获得与图16所示的同轴电极同样的效果。
另外，本发明的实施方式1～5中的外周电极14a～14d的宽度(中心电极12的中心轴延伸的方向上的长度最好大于10mm)，如果这样做，可以对外周电极14a～14d的宽度没有限制，使伴随放电形成的电弧增长到足够地大，从而可以使利用在破碎上的能量增加。
另外，本发明实施方式1～5中的外部电极14a～14d的宽度也可以大于20mm，如果这样做，则即使在中心电极12的中心轴的圆周方向附近两个位置上发生两个相邻的放电的场合下，也能确实防止这两个放电引起的电弧连接。
本发明人为了确认本发明的效果，而曾经用本发明的破碎装置用电极进行放电实验。下面参照图17和18说明本发明的实验。
参照图17，作为本发明人准备的破碎用电极的同轴电极1基本上具有与本发明的实施方式5的破碎装置用电极同样的构造。也就是说，同轴电极1包括中心电极12、配置在该中心电极12的外周面上的绝缘体13、配置在该绝缘体13的外周面上的外周电极部分14a～14d。中心电极12沿中心轴延伸并由铜构成。中心电极12的直径是20mm。绝缘体13由FRP(FiberReinforced Plastics)构成，其厚度是10mm。构成外周电极15的外周电极部分14a～14d由铜构成，其厚度是5mm。因此同轴电极1的外径为50mm。外周电极部分14a～14c的宽L为27mm，设外周电极14a～14d之间距离W为10mm。在使静电电容2mF的电容器充电到15KV后，用回路电感为3μH的电缆将所述电容器与上述同轴电极连接起来，使在同轴电极1上发生放电。
如图18所示那样，在放电开始后，立即在外周电极14a～14d之间发生尺寸比较小的电弧20a。随着时间的经过电弧的尺寸逐渐变大，最后形成尺寸比较大的电弧20b。在变成足够大(增长后的)电弧20b中观察到沿中心电极12的中心轴的方向上的电弧20b的端部从外周电极部分14a～14d的端部只伸长到长度LA的内侧，长度LA的值约为10mm左右。
即使在使电容器的充电电压在6～15KV的范围内变化的场合下，电弧形状状态几乎不变化，长度LA的值几乎是10mm，并且即使使外周电极14a～14d之间距离W变化的场合下，所述长度LA也几乎不变化。
因此显然，如果外周电极14a～14d的宽度L大于10mm，则可以在放电时充分增长后的大电弧(另外，由于在使外周电极14a～14d的宽度L小于10mm时电弧不能充分增长，结果使利用在破碎上的能量变小。另外，随着相邻的电弧的位置的不同，在相邻的电弧之间(例如外周电极14a、14b之间发生的电弧与外周电极14b、14c之间发生的电弧)连接这样的现象可能发生。在这种场合下仍认为使利用在破碎上的能量变小。)另外，在同轴电极1中，也可以如图16所示那样，在中心电极12的中心轴的圆周方向互相不同的位置上外周电极14a～14d上形成凸部分21a～21d。如果这样做，可以使电弧发生在中心电极12的圆周方向不同的位置上。因此即使是外周电极14a～14c的宽度L是10mm左右的场合下，也能确实防止相邻的电弧20b之间连接。
另外，如上述的在实验中用的同轴电极1，如设外周电极14a～14d的宽度L为大于20mm的长度，则即使例如相邻的电弧20b形成在中心电极12的中心轴方向的附近位置上，也能确实防止电弧20b之间连接。
另外，上述公开的实施方式和实施例在所有的点是例示性的，不应认为是限定性的，本发明的范围不是由上述的实施方式和实施例而是由权利要求书的范围来限定，并打算包括在与权利要求书的范围等的含意和范围内的一切变更的方案。
如上所述，按照本发明，因为能用一个破碎装置用电极使放电发生在多个位置上，所以能使利用在破碎上的能量增加。
工业实用性如上所述，本发明的破碎装置用电极可以适用于岩石，盘石等的破碎，还可以适用于所谓混凝土的构造物的破碎。
权利要求
1.一种破碎装置用电极(1)，包括沿中心轴延伸并具有外周面的中心导电体(12、17)、配置在上述中心导电体(12、17)的外周面上的绝缘构件(13、18)、和包围上述绝缘构件(13、18)配置的外周导电体(15)，其特征在于上述第一导电体(15)包括第一导电体(14a)、和与上述第一导电体(14a)在上述中心轴延伸的方向隔开间隔配置的第二导电体(14b)。
2.如权利要求1所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述中心导电体(12、17)包括使放电发生的端部；上述第一导电体(14a)沿上述中心轴的延伸的方向配置在上述端部侧并包括在上述中心轴延伸方向的两端部、和被所述两端部夹着的区域；上述第一导电体的两端部具有相对小的直径部分；被所述第一导电体的所述两端部夹着的区域具有相对大的直径部分(19)。
3.如权利要求1所述的破碎用电极(1)，其特征在于在上述第一和第二导电体(14a、14b)中至少一个上形成突起部(21、21a～21c、22a、22b、28a和28b)。
4.如权利要求3所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述突起部(21、21a～21c、22a、22b)向与上述中心轴延伸的方向大致平行的方向突出。
5.如权利要求3所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述突起部(22a、22b、28a、28b)向上述中心轴的放射方向突出。
6.如权利要求3所述的破碎用电极(1)，其特征在于，包括形成在上述第一和第二导电体(14a、14b)中的任何一个上的第一突起部(21a)、和在上述第一和第二导电体(14a、14b)中的至少一个上形成在与上述第一突起部(21a)的位置不同的位置上的第二突起部(21b、21c)。
7.如权利要求1所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述第一和第二导电体(14a、14b)中的至少之一在上述中心轴延伸的方向的长度是大于10mm。
8.如权利要求1所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述外周导电体(15)包含与上述第二导电体(14b)在上述中心轴延伸的方向隔开间隔配置的至少一个其它导电体(14c、14d)。
9.如权利要求8所述的破碎用电极(1)，其特征在于在从由上述第一导电体(14a)、上述第二导电体和上述其它的导电体(14c、14d)组成的组中选择的至少一个上形成突起部(21a～21d)。
10.如权利要求9所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述突起部(21a～21d)向与上述中心轴延伸的方向大致平行的方向突出。
11.如权利要求9所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述突起部向与上述中心轴的放射方向突出。
12.如权利要求9所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述突起部(21a～21d)包括在从由上述第一导电体(14a)、第二导电体(14b)和其它导电体(14c、14d)组成的组中选择的一个上形成的第一突起部(21a)、和在从上述第一导电体(14a)、第二导电体(14b)和其它导电体(14c、14d)组成的组中选择的至少一个上的在与上述中心轴方向的上述第一突起部(21a)的位置不同的位置上形成的第二突起部(21b～21d)。
13.如权利要求8所述的破碎用电极(1)，其特征在于从上述第一导电体(14a)、第二导电体(14b)和其它导电体(14c、14d)组成的群中选择的至少一个在上述中心轴延伸的方向的长度是大于10mm。
14.如权利要求1所述的破碎用电极(1)，其特征在于上述中心导电体(17)包含绞合电缆导体，上述绝缘构件(18)含挠性的材料。
15.一种装备有如权利要求1所述的粉碎装置用电极(1)的破碎装置。
全文摘要
提供一种能使在破碎中利用的能量变大的破碎装置用电极和破碎装置，破碎装置用电极(1)包括沿中心轴延伸并具有外周面的中心导电体(12)、配置在中心导电体(12)的外周面上的绝缘构件(13)、和包围绝缘构件(13)配置的外周导电体(15)；外周导电体(15)包括第一导电体(14a)、和在与该第一导电体(14a)沿中心轴延伸的方向隔开间隔配置的第二导电体(14b)。
文档编号E21C37/18GK1461239SQ02801114
公开日2003年12月10日 申请日期2002年4月4日 优先权日2001年4月6日
发明者冈崎彻, 浦野幸治 申请人:住友电气工业株式会社