JP3201068B2 - 爆薬発電機 - Google Patents
爆薬発電機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明、例えば電磁加速装置や
電磁波発生装置などの電源に使用される大電流パルス発
電機、とくに、爆薬の爆発エネルギーを大電流に変換し
て出力する発電機に関する。
電磁波発生装置などの電源に使用される大電流パルス発
電機、とくに、爆薬の爆発エネルギーを大電流に変換し
て出力する発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、爆薬発電機の発電原理を説明す
る分解斜視図であり、それぞれ（Ａ）は動作前、（Ｂ）
はプラズマ流の生成中、（Ｃ）は発電中の爆薬発電機の
状態を示している。図７（Ａ）はライナ１が、ガス空間
２を内部に形成し、右方端に開口部１Ａを備えている。
ライナ１の外側には爆薬３が配され、爆薬３の左端に接
するように起爆装置４が嵌挿されている。ガス空間２の
開口部１Ａ側に隣接して空隙部９が配され、この空隙部
９の上下には電極対６Ａ，６Ｂが設けられている。この
空隙部９内には電極対６Ａ，６Ｂに平行な方向に図示さ
れていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが
矢印のように貫通している。さらに、電極対６Ａ，６Ｂ
は電流リード７を介して負荷８に並列接続されている。
る分解斜視図であり、それぞれ（Ａ）は動作前、（Ｂ）
はプラズマ流の生成中、（Ｃ）は発電中の爆薬発電機の
状態を示している。図７（Ａ）はライナ１が、ガス空間
２を内部に形成し、右方端に開口部１Ａを備えている。
ライナ１の外側には爆薬３が配され、爆薬３の左端に接
するように起爆装置４が嵌挿されている。ガス空間２の
開口部１Ａ側に隣接して空隙部９が配され、この空隙部
９の上下には電極対６Ａ，６Ｂが設けられている。この
空隙部９内には電極対６Ａ，６Ｂに平行な方向に図示さ
れていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが
矢印のように貫通している。さらに、電極対６Ａ，６Ｂ
は電流リード７を介して負荷８に並列接続されている。
【０００３】図７（Ａ）の状態において起爆装置４を動
作させると、爆薬３が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間２は、爆発の伝搬速度（約９ｋｍ／
ｓ）と同一の速度で左側から右側へ潰されて行く。その
途中の状態を示した図が図７（Ｂ）である。爆薬３の爆
発による爆轟波３Ａによってライナ１が圧縮されガス空
間２が潰されている。このガス空間２内に予めガス体を
介在させておくと、爆発力によって圧力が数万気圧、温
度が数万度のプラズマが形成される。このプラズマは、
図７（Ｂ）における点々で示された領域で発生し、これ
らがすべてプラズマ流５となって矢印のように右方へ高
速で進む。
作させると、爆薬３が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間２は、爆発の伝搬速度（約９ｋｍ／
ｓ）と同一の速度で左側から右側へ潰されて行く。その
途中の状態を示した図が図７（Ｂ）である。爆薬３の爆
発による爆轟波３Ａによってライナ１が圧縮されガス空
間２が潰されている。このガス空間２内に予めガス体を
介在させておくと、爆発力によって圧力が数万気圧、温
度が数万度のプラズマが形成される。このプラズマは、
図７（Ｂ）における点々で示された領域で発生し、これ
らがすべてプラズマ流５となって矢印のように右方へ高
速で進む。
【０００４】図７（Ｂ）において、プラズマ流５がライ
ナ１の開口部１Ａまで来ると、電極対６Ａ，６Ｂ間の空
隙部９に入り込んで行く。その状態を示した図が図７
（Ｃ）である。図７（Ｃ）において、プラズマ流５の方
向と磁束Φの方向とが直交している。一般に、磁界中を
導電性物質が運動するとき、電磁誘導の法則により磁界
と運動方向に対して垂直な方向に電圧が誘起される。プ
ラズマは導電性を有しているので、電極対６Ａ，６Ｂ間
に起電力Ｅを発生し負荷８に電流ＩO が出力される。
ナ１の開口部１Ａまで来ると、電極対６Ａ，６Ｂ間の空
隙部９に入り込んで行く。その状態を示した図が図７
（Ｃ）である。図７（Ｃ）において、プラズマ流５の方
向と磁束Φの方向とが直交している。一般に、磁界中を
導電性物質が運動するとき、電磁誘導の法則により磁界
と運動方向に対して垂直な方向に電圧が誘起される。プ
ラズマは導電性を有しているので、電極対６Ａ，６Ｂ間
に起電力Ｅを発生し負荷８に電流ＩO が出力される。
【０００５】この起電力Ｅは、プラズマ流５の速度ｕ
と、磁界の強さＢと、電極対６Ａ，６Ｂの間隙長ｄとの
積で決まる。これらのディメンジョンをそれぞれＥ
〔Ｖ〕、ｕ〔ｍ／ｓ〕、Ｂ〔Ｔ〕、ｄ〔ｍ〕とすると、 Ｅ＝Ｂ・ｕ・ｄ ・・・（１） となる。
と、磁界の強さＢと、電極対６Ａ，６Ｂの間隙長ｄとの
積で決まる。これらのディメンジョンをそれぞれＥ
〔Ｖ〕、ｕ〔ｍ／ｓ〕、Ｂ〔Ｔ〕、ｄ〔ｍ〕とすると、 Ｅ＝Ｂ・ｕ・ｄ ・・・（１） となる。
【０００６】例えば、間隙長ｄ＝２ｃｍの空隙部９に磁
界Ｂ＝０．５Ｔを加え、そこに速度ｕ＝９ｋｍ／ｓのプ
ラズマ流５を通すと、（１）式よりＥ＝９０Ｖの起電力
が発生する。プラズマ流に磁界をかけて発電させるこの
発電原理は、一般にＭＨＤ（Magnet Hydro Dynamics)型
発電と呼ばれ従来からよく知られている。図８は従来の
爆薬発電機の構成を示す断面図である。アルミニウム材
よりなるライナ１の外周に爆薬３が装填され、上部に起
爆装置４が嵌挿されている。ライナ１内のガス空間２の
上部には円錐状の駒１０が配されるとともに、その中心
にガス流通穴１１が貫通している。さらにライナ１下部
にももう一つのガス流通穴１２が貫通している。ライナ
１の下端面（開口部）はダイヤフラム１５が配され、ガ
ス空間２を密封している。ダイヤフラム１５の下面側
（反ガス空間側）には絶縁体２０を介して電極対６Ａ，
６Ｂが接合され、空隙部９を形成している。電極対６
Ａ，６Ｂの外周には後述される継鉄１７が絶縁体１８を
介して取り巻いている。電極対６Ａ，６Ｂからは電流リ
ード７が引き出されているとともに、電極対６Ａ，６Ｂ
の下端面にポリカーボネート材よりなるプラズマ排気管
１６が接合されている。なお、ダイヤフラム１５の外周
には保護板１３がライナ１と絶縁体２０とのジョイント
１４Ａ，１４Ｂによって挟持されている。
界Ｂ＝０．５Ｔを加え、そこに速度ｕ＝９ｋｍ／ｓのプ
ラズマ流５を通すと、（１）式よりＥ＝９０Ｖの起電力
が発生する。プラズマ流に磁界をかけて発電させるこの
発電原理は、一般にＭＨＤ（Magnet Hydro Dynamics)型
発電と呼ばれ従来からよく知られている。図８は従来の
爆薬発電機の構成を示す断面図である。アルミニウム材
よりなるライナ１の外周に爆薬３が装填され、上部に起
爆装置４が嵌挿されている。ライナ１内のガス空間２の
上部には円錐状の駒１０が配されるとともに、その中心
にガス流通穴１１が貫通している。さらにライナ１下部
にももう一つのガス流通穴１２が貫通している。ライナ
１の下端面（開口部）はダイヤフラム１５が配され、ガ
ス空間２を密封している。ダイヤフラム１５の下面側
（反ガス空間側）には絶縁体２０を介して電極対６Ａ，
６Ｂが接合され、空隙部９を形成している。電極対６
Ａ，６Ｂの外周には後述される継鉄１７が絶縁体１８を
介して取り巻いている。電極対６Ａ，６Ｂからは電流リ
ード７が引き出されているとともに、電極対６Ａ，６Ｂ
の下端面にポリカーボネート材よりなるプラズマ排気管
１６が接合されている。なお、ダイヤフラム１５の外周
には保護板１３がライナ１と絶縁体２０とのジョイント
１４Ａ，１４Ｂによって挟持されている。
【０００７】図９は図８のＡ−Ａ断面図である。円筒状
のライナ１の全外周面に爆薬３が装填され、円柱状のガ
ス空間２が形成されている。図１０は図８のＢ−Ｂ断面
図である。平板状の電極対６Ａ，６Ｂによって空隙部９
が方形体に形成されている。電極６Ａ，６Ｂの上下に絶
縁体１８を介して永久磁石１９が配され、その外周を継
鉄１７が周回している。永久磁石１９と継鉄１７とは空
隙部９内に図の上下方向の磁界を形成するための磁石装
置２３である。
のライナ１の全外周面に爆薬３が装填され、円柱状のガ
ス空間２が形成されている。図１０は図８のＢ−Ｂ断面
図である。平板状の電極対６Ａ，６Ｂによって空隙部９
が方形体に形成されている。電極６Ａ，６Ｂの上下に絶
縁体１８を介して永久磁石１９が配され、その外周を継
鉄１７が周回している。永久磁石１９と継鉄１７とは空
隙部９内に図の上下方向の磁界を形成するための磁石装
置２３である。
【０００８】図８に戻り、発電させる前準備として、ま
ず、ガス流通穴１１，１２とガス空間２とを介して、ア
ルゴンガスを流通させ、ガス空間２内にアルゴンガスを
充填する。一方、空隙部９はプラズマ排気管１６の下方
端から図示されていない真空ポンプによって排気され、
空隙部９内を真空状態にする。この状態で起爆装置４を
動作させると、ライナ１が上部から潰れて行く。駒１０
の存在によってライナ１が図７（Ｂ）で示したようにテ
ーパ状に潰れ、ガスをより高圧に圧縮することができプ
ラズマ流の形成を容易にしている。プラズマ流がダイヤ
フラム１５に達すると、その圧力と熱とでダイヤフラム
１５は瞬時に溶融し空隙部９にプラズマ流が入り込む。
これによって、図７において説明した原理に基づいて電
極対６Ａ，６Ｂ間に起電力が発生する。なお、図８にお
いて、保護板１３は爆薬３による爆轟波が電極対６Ａ，
６Ｂや電流リード７など電流出力側を破壊させないよう
にするための衝壁である。また、図１０における空隙部
９は必ずしも方形体ではなくてもよい。
ず、ガス流通穴１１，１２とガス空間２とを介して、ア
ルゴンガスを流通させ、ガス空間２内にアルゴンガスを
充填する。一方、空隙部９はプラズマ排気管１６の下方
端から図示されていない真空ポンプによって排気され、
空隙部９内を真空状態にする。この状態で起爆装置４を
動作させると、ライナ１が上部から潰れて行く。駒１０
の存在によってライナ１が図７（Ｂ）で示したようにテ
ーパ状に潰れ、ガスをより高圧に圧縮することができプ
ラズマ流の形成を容易にしている。プラズマ流がダイヤ
フラム１５に達すると、その圧力と熱とでダイヤフラム
１５は瞬時に溶融し空隙部９にプラズマ流が入り込む。
これによって、図７において説明した原理に基づいて電
極対６Ａ，６Ｂ間に起電力が発生する。なお、図８にお
いて、保護板１３は爆薬３による爆轟波が電極対６Ａ，
６Ｂや電流リード７など電流出力側を破壊させないよう
にするための衝壁である。また、図１０における空隙部
９は必ずしも方形体ではなくてもよい。
【０００９】図１１は、従来の異なる爆薬発電機の構成
を示す断面図であり、電極対６０Ａ，６０Ｂおよび絶縁
体２２が空隙部９０を円柱形状にするように湾曲して形
成され、その外周に絶縁体２１を介して磁石装置２３が
配されている。その他の構成は図８，図９と同じであ
る。図１１の断面は図８のＢ−Ｂ断面の別の構成でもあ
り、図１０とは空隙部の形状が異なるだけである。空隙
部９０をガス空間２と同じ径の円柱形状にすることによ
り装置の組立構成が非常に容易になる。なお、円柱形の
空隙部９０における電極対６０Ａ，６０Ｂの間隙長ｄは
場所によって一定しないが、（１）式において間隙長の
平均値をｄとして代入した値が起電力Ｅとして得られ
る。
を示す断面図であり、電極対６０Ａ，６０Ｂおよび絶縁
体２２が空隙部９０を円柱形状にするように湾曲して形
成され、その外周に絶縁体２１を介して磁石装置２３が
配されている。その他の構成は図８，図９と同じであ
る。図１１の断面は図８のＢ−Ｂ断面の別の構成でもあ
り、図１０とは空隙部の形状が異なるだけである。空隙
部９０をガス空間２と同じ径の円柱形状にすることによ
り装置の組立構成が非常に容易になる。なお、円柱形の
空隙部９０における電極対６０Ａ，６０Ｂの間隙長ｄは
場所によって一定しないが、（１）式において間隙長の
平均値をｄとして代入した値が起電力Ｅとして得られ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、空隙中の磁界を高くして起電力
を増そうとした場合、磁石装置が大型になるという問題
があった。磁石装置としては、図１０や図１１の従来の
装置に用いられていた永久磁石方式のもの以外に電磁石
方式のものもある。いずれの場合も、その発生磁界を高
くしようとすると装置が大型になる。またエネルギー補
給を必要としない永久磁石方式の場合、その発生可能な
最大磁界は１Ｔ程度が限界であり、大きい起電力を得る
ことが出来なかった。この発明の目的は、磁石装置を大
型にすることなしに空隙中の磁界を高め、起電力を大き
くすることにある。また、永久磁石方式の磁石装置の場
合でも空隙中の磁界をより高め、起電力を大きくするこ
とにある。
たような従来の装置は、空隙中の磁界を高くして起電力
を増そうとした場合、磁石装置が大型になるという問題
があった。磁石装置としては、図１０や図１１の従来の
装置に用いられていた永久磁石方式のもの以外に電磁石
方式のものもある。いずれの場合も、その発生磁界を高
くしようとすると装置が大型になる。またエネルギー補
給を必要としない永久磁石方式の場合、その発生可能な
最大磁界は１Ｔ程度が限界であり、大きい起電力を得る
ことが出来なかった。この発明の目的は、磁石装置を大
型にすることなしに空隙中の磁界を高め、起電力を大き
くすることにある。また、永久磁石方式の磁石装置の場
合でも空隙中の磁界をより高め、起電力を大きくするこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラ
ズマ流に磁界をかけてパルス電流を発生させるものであ
って、一方端に開口部を備え内部にガス空間を形成する
ライナと、このライナの外側に沿って配され爆発するこ
とによってガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、
ライナの反開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿さ
れた起爆装置と、ライナの開口部に隣接されガス空間か
らのプラズマが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に
配されプラズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる
磁石装置と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向
および磁界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方
端が接続され他方端が外部に引き出される電流リードと
により構成されたものにおいて、複数の電極対がプラズ
マの流れ方向に初段から順次複数段配され、初段以外の
各電極対にはそれぞれ励磁されることによって磁石装置
の発生する磁界と同じ向きの磁界を空隙内に形成するコ
イルが配され、このコイルの両端はそれぞれ前段に配さ
れた電極対に並列接続され、電流リードは最後段の電極
対に接続されたものとする。
に、この発明によれば、爆薬を爆発させて得られるプラ
ズマ流に磁界をかけてパルス電流を発生させるものであ
って、一方端に開口部を備え内部にガス空間を形成する
ライナと、このライナの外側に沿って配され爆発するこ
とによってガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、
ライナの反開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿さ
れた起爆装置と、ライナの開口部に隣接されガス空間か
らのプラズマが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に
配されプラズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる
磁石装置と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向
および磁界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方
端が接続され他方端が外部に引き出される電流リードと
により構成されたものにおいて、複数の電極対がプラズ
マの流れ方向に初段から順次複数段配され、初段以外の
各電極対にはそれぞれ励磁されることによって磁石装置
の発生する磁界と同じ向きの磁界を空隙内に形成するコ
イルが配され、このコイルの両端はそれぞれ前段に配さ
れた電極対に並列接続され、電流リードは最後段の電極
対に接続されたものとする。
【００１２】
【作用】この発明の構成によれば、複数の電極対がプラ
ズマの流れ方向に初段から順次複数段配される。初段以
外の各電極対にはコイルが配され、このコイルの両端は
それぞれ前段に配された電極対に並列接続される。この
コイルは前段の電極対から発生する電圧によって励磁さ
れ、磁石装置から発生する磁界に重畳して空隙内の磁界
を強める。コイルが配された電極対はその空隙内の磁界
が強められるので起電力が増す。前段の電極対に接続さ
れたコイルを備えた電極対を複数段設ければ、プラズマ
の流れ方向に進むに従って電極対から発生する起電力は
順次増大するので空隙内の磁界も高くなる。したがっ
て、最終段の電極対からは、設けられた電極対の段数に
比例して増えた分の起電力が磁石装置の磁界によって得
られた起電力に重畳して出力される。コイルの設置だけ
で空隙部内の磁界を高めることができるので磁石装置を
大型にしなくても起電力を増すことができる。また、永
久磁石の磁石装置によって形成される磁界が低くても、
このコイルによって空隙内の磁界を高めることが可能で
ある。
ズマの流れ方向に初段から順次複数段配される。初段以
外の各電極対にはコイルが配され、このコイルの両端は
それぞれ前段に配された電極対に並列接続される。この
コイルは前段の電極対から発生する電圧によって励磁さ
れ、磁石装置から発生する磁界に重畳して空隙内の磁界
を強める。コイルが配された電極対はその空隙内の磁界
が強められるので起電力が増す。前段の電極対に接続さ
れたコイルを備えた電極対を複数段設ければ、プラズマ
の流れ方向に進むに従って電極対から発生する起電力は
順次増大するので空隙内の磁界も高くなる。したがっ
て、最終段の電極対からは、設けられた電極対の段数に
比例して増えた分の起電力が磁石装置の磁界によって得
られた起電力に重畳して出力される。コイルの設置だけ
で空隙部内の磁界を高めることができるので磁石装置を
大型にしなくても起電力を増すことができる。また、永
久磁石の磁石装置によって形成される磁界が低くても、
このコイルによって空隙内の磁界を高めることが可能で
ある。
【００１３】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明にかかる爆薬発電機の発電原理を説明す
る分解斜視図であり、それぞれ（Ａ）は動作前、（Ｂ）
はプラズマ流の生成中、（Ｃ）はコイルの励磁中、
（Ｄ）は発電中の爆薬発電機の状態を示している。
図１はこの発明にかかる爆薬発電機の発電原理を説明す
る分解斜視図であり、それぞれ（Ａ）は動作前、（Ｂ）
はプラズマ流の生成中、（Ｃ）はコイルの励磁中、
（Ｄ）は発電中の爆薬発電機の状態を示している。
【００１４】図１（Ａ）は、ライナ１がガス空間２を内
部に形成し、右方端に開口部１Ａを備えている。ライナ
１の外側には爆薬３が配され、爆薬３の左端に接するよ
うに起爆装置４が嵌挿されている構成までは、図７
（Ａ）と同じである。このガス空間２の開口部１Ａ側に
隣接して空隙部９、続いて、もう一つの空隙部９１が配
され、この空隙部９，９１の上下に２対の電極対６Ａ，
６Ｂおよび６１Ａ，６１Ｂがそれぞれ設けられている。
この空隙部９，９１内には電極に平行な方向に図示され
ていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが矢
印のように貫通している。また、電極対６１Ａ，６１Ｂ
の両側にはコイル３０が設けられ、コイル３０の両端は
前段の電極対６Ａ，６Ｂに並列接続されている。コイル
３０は電極対６１Ａ，６１Ｂの手前側を１ターン巻回し
た後、さらに電極対６１Ａ，６１Ｂの奥行側を１ターン
巻回し、励磁されることによって磁束Φと同一の方向に
磁束を重畳させることができる。さらに、電極対６１
Ａ，６１Ｂは電流リード７を介して負荷８に並列接続さ
れている。
部に形成し、右方端に開口部１Ａを備えている。ライナ
１の外側には爆薬３が配され、爆薬３の左端に接するよ
うに起爆装置４が嵌挿されている構成までは、図７
（Ａ）と同じである。このガス空間２の開口部１Ａ側に
隣接して空隙部９、続いて、もう一つの空隙部９１が配
され、この空隙部９，９１の上下に２対の電極対６Ａ，
６Ｂおよび６１Ａ，６１Ｂがそれぞれ設けられている。
この空隙部９，９１内には電極に平行な方向に図示され
ていない磁石装置によって磁界が形成され、磁束Φが矢
印のように貫通している。また、電極対６１Ａ，６１Ｂ
の両側にはコイル３０が設けられ、コイル３０の両端は
前段の電極対６Ａ，６Ｂに並列接続されている。コイル
３０は電極対６１Ａ，６１Ｂの手前側を１ターン巻回し
た後、さらに電極対６１Ａ，６１Ｂの奥行側を１ターン
巻回し、励磁されることによって磁束Φと同一の方向に
磁束を重畳させることができる。さらに、電極対６１
Ａ，６１Ｂは電流リード７を介して負荷８に並列接続さ
れている。
【００１５】図１（Ａ）の状態において起爆装置４を動
作させると、爆薬３が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間２は左側から右側へ潰されて行く。そ
の途中の状態を示したのが図１（Ｂ）であり、プラズマ
流５が形成されて矢印のように右方へ高速で進む。図１
（Ｂ）において、プラズマ流５がライナ１の開口部１Ａ
まで来ると、電極対６Ａ，６Ｂ間の空隙部９に入り込ん
で行く。その状態を示した図が図１（Ｃ）である。
作させると、爆薬３が左端から爆発を開始する。これに
伴って、ガス空間２は左側から右側へ潰されて行く。そ
の途中の状態を示したのが図１（Ｂ）であり、プラズマ
流５が形成されて矢印のように右方へ高速で進む。図１
（Ｂ）において、プラズマ流５がライナ１の開口部１Ａ
まで来ると、電極対６Ａ，６Ｂ間の空隙部９に入り込ん
で行く。その状態を示した図が図１（Ｃ）である。
【００１６】図１（Ｃ）において、プラズマ流５の方向
と磁束Φの方向とが直交しているので、電極対６Ａ，６
Ｂ間に起電力Ｅ1 が発生する。この起電力Ｅ1 によって
コイル３０に電流Ｉ1 が流れるので空隙部９１内に磁束
Φ1 （点線）が形成される。前述のにように磁束ΦとΦ
1 とは同一方向であり、互いに重畳することによって空
隙部９１内の磁界が高められる。プラズマ流５は時間と
ともにさらに右方に進み、空隙部９１に入り込んだ状態
を示した図が図１（Ｄ）である。
と磁束Φの方向とが直交しているので、電極対６Ａ，６
Ｂ間に起電力Ｅ1 が発生する。この起電力Ｅ1 によって
コイル３０に電流Ｉ1 が流れるので空隙部９１内に磁束
Φ1 （点線）が形成される。前述のにように磁束ΦとΦ
1 とは同一方向であり、互いに重畳することによって空
隙部９１内の磁界が高められる。プラズマ流５は時間と
ともにさらに右方に進み、空隙部９１に入り込んだ状態
を示した図が図１（Ｄ）である。
【００１７】図１（Ｄ）において、プラズマ流５が磁束
Φ，Φ1 と直交するので、電極対６１Ａ，６１Ｂ間に起
電力Ｅ2 が発生し負荷８に電流Ｉ2 が出力される。しか
も、起電力Ｅ2 はＥ1 より磁束Φ1 が重畳した分だけ大
きい。すなわち、磁石装置によって磁束Φを大きくしな
くても前段の電極対間に発生する起電力によって磁束Φ
1 を形成し空隙部内の磁界を高めることができる。
Φ，Φ1 と直交するので、電極対６１Ａ，６１Ｂ間に起
電力Ｅ2 が発生し負荷８に電流Ｉ2 が出力される。しか
も、起電力Ｅ2 はＥ1 より磁束Φ1 が重畳した分だけ大
きい。すなわち、磁石装置によって磁束Φを大きくしな
くても前段の電極対間に発生する起電力によって磁束Φ
1 を形成し空隙部内の磁界を高めることができる。
【００１８】なお、図１（Ａ）は２対の電極対が配され
ている例である。図示されていないが、３対，４対の電
極対が複数段並べられ最左側の初段の電極対以外にコイ
ルを配し、このコイルはそれぞれ前段の電極対から発生
する起電力によって励磁されるようにすれば、右側の電
極対になるに従って発生する起電力は高くなる。図２
は、この発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を示す
断面図である。電極対６Ａ，６Ｂとプラズマ排気管１６
との間に絶縁体３３を介してもう一つの電極対６１Ａ，
６１Ｂが配されている。電極対６Ａ，６Ｂからは給電リ
ード３１が引き出され図示されていないコイルに並列接
続されている。
ている例である。図示されていないが、３対，４対の電
極対が複数段並べられ最左側の初段の電極対以外にコイ
ルを配し、このコイルはそれぞれ前段の電極対から発生
する起電力によって励磁されるようにすれば、右側の電
極対になるに従って発生する起電力は高くなる。図２
は、この発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を示す
断面図である。電極対６Ａ，６Ｂとプラズマ排気管１６
との間に絶縁体３３を介してもう一つの電極対６１Ａ，
６１Ｂが配されている。電極対６Ａ，６Ｂからは給電リ
ード３１が引き出され図示されていないコイルに並列接
続されている。
【００１９】図３は図２のＣ−Ｃ断面図である。電極対
６１Ａ，６１Ｂを支持している絶縁体３２と永久磁石１
９との間にコイル３０が介装されている。コイル３０は
絶縁被覆された導体よりなり、図３の上下に１ターンず
つ永久磁石１９とは絶縁されて配され、その端部は図２
に示された給電リード３１に接続されている。図１、図
２のその他の構成は、図８，図１０の従来の装置と同じ
である。同じ部分に同一参照符号を用いることにより詳
細な説明を繰り返すことは省略する。
６１Ａ，６１Ｂを支持している絶縁体３２と永久磁石１
９との間にコイル３０が介装されている。コイル３０は
絶縁被覆された導体よりなり、図３の上下に１ターンず
つ永久磁石１９とは絶縁されて配され、その端部は図２
に示された給電リード３１に接続されている。図１、図
２のその他の構成は、図８，図１０の従来の装置と同じ
である。同じ部分に同一参照符号を用いることにより詳
細な説明を繰り返すことは省略する。
【００２０】図２において、空隙部９内にプラズマ流が
上部から入り込むと、電極対６Ａ，６Ｂ間に起電力が発
生し給電リード３１を介して図３のコイル３０を励磁す
る。コイル３０は図１で説明したように空隙部９１内に
磁界を形成し、永久磁石１９によって既に形成されてい
た磁界に重畳する。そのために、電極対６１Ａ，６１Ｂ
の起電力は、電極対６Ａ，６Ｂ間の起電力より高くな
る。
上部から入り込むと、電極対６Ａ，６Ｂ間に起電力が発
生し給電リード３１を介して図３のコイル３０を励磁す
る。コイル３０は図１で説明したように空隙部９１内に
磁界を形成し、永久磁石１９によって既に形成されてい
た磁界に重畳する。そのために、電極対６１Ａ，６１Ｂ
の起電力は、電極対６Ａ，６Ｂ間の起電力より高くな
る。
【００２１】図４は、この発明の異なる実施例にかかる
爆薬発電機の構成を示す断面図である。この図は図２に
おけるＣ−Ｃ断面の異なる構成例である。湾曲した電極
対６２Ａ，６２Ｂが絶縁体２１，２２によって支持され
円柱状の空隙部９２を形成している。その他の構成は図
３と同じであり、電極対６２Ａ，６２Ｂの起電力が電極
対６Ａ，６Ｂ間の起電力より高くなることは前述のとう
りである。
爆薬発電機の構成を示す断面図である。この図は図２に
おけるＣ−Ｃ断面の異なる構成例である。湾曲した電極
対６２Ａ，６２Ｂが絶縁体２１，２２によって支持され
円柱状の空隙部９２を形成している。その他の構成は図
３と同じであり、電極対６２Ａ，６２Ｂの起電力が電極
対６Ａ，６Ｂ間の起電力より高くなることは前述のとう
りである。
【００２２】図５は、図２の構成の爆薬発電機が発電す
る電圧波形を示すタイムチャートである。波形４０，４
１はそれぞれ電極対６Ａ，６Ｂ、６１Ａ，６１Ｂの起電
力である。時刻ｔ1 にプラズマ流が電極対６Ａ，６Ｂ間
に入り込み、時刻ｔ4 まで続いて流れ、波形４０のよう
な電圧が発生する。一方、プラズマ流は時刻ｔ2 に電極
対６１Ａ，６１Ｂ間に到達し、波形４０の電圧によるコ
イル励磁を受けて波形４１のように高い起電力が発生す
る。波形４１は、時刻ｔ4 においてコイルの励磁電圧
（波形４０）がなくなるので低下するが、時刻ｔ5 まで
は磁石装置だけによる磁界とプラズマ流とによって発電
し続ける。
る電圧波形を示すタイムチャートである。波形４０，４
１はそれぞれ電極対６Ａ，６Ｂ、６１Ａ，６１Ｂの起電
力である。時刻ｔ1 にプラズマ流が電極対６Ａ，６Ｂ間
に入り込み、時刻ｔ4 まで続いて流れ、波形４０のよう
な電圧が発生する。一方、プラズマ流は時刻ｔ2 に電極
対６１Ａ，６１Ｂ間に到達し、波形４０の電圧によるコ
イル励磁を受けて波形４１のように高い起電力が発生す
る。波形４１は、時刻ｔ4 においてコイルの励磁電圧
（波形４０）がなくなるので低下するが、時刻ｔ5 まで
は磁石装置だけによる磁界とプラズマ流とによって発電
し続ける。
【００２３】図６は、図２の構成の爆薬発電機に電極対
６１Ａ，６１Ｂと同様な電極対がもう一つ追加され、３
段の電極対により構成された場合に発電される電圧波形
を示すタイムチャートである。電圧波形４２は３段目の
電極対の起電力であり、電圧波形４０，４１はそれぞれ
初段目、２段目のものであり図５と同じである。時刻ｔ
3 にプラズマ流が３段目の電極対に到達し、電圧波形４
１の電圧のコイル励磁によって波形４２のように図５と
はさらに高い電圧が発生する。波形４２は、時刻ｔ4 以
後ｔ5 までは電圧波形４１によるコイル励磁に影響され
て電圧が低下し、時刻ｔ6 までは磁石装置だけによる磁
界とプラズマ流とによって発電し続ける。このように、
電極対の段数が多くなるにつれて、最終段における電極
対の起電力は高くなる。
６１Ａ，６１Ｂと同様な電極対がもう一つ追加され、３
段の電極対により構成された場合に発電される電圧波形
を示すタイムチャートである。電圧波形４２は３段目の
電極対の起電力であり、電圧波形４０，４１はそれぞれ
初段目、２段目のものであり図５と同じである。時刻ｔ
3 にプラズマ流が３段目の電極対に到達し、電圧波形４
１の電圧のコイル励磁によって波形４２のように図５と
はさらに高い電圧が発生する。波形４２は、時刻ｔ4 以
後ｔ5 までは電圧波形４１によるコイル励磁に影響され
て電圧が低下し、時刻ｔ6 までは磁石装置だけによる磁
界とプラズマ流とによって発電し続ける。このように、
電極対の段数が多くなるにつれて、最終段における電極
対の起電力は高くなる。
【００２４】
【発明の効果】この発明は前述のように、複数対の電極
対をプラズマの流れ方向に配し、前段の電極対で発生す
る起電力によって励磁されるコイルを各電極対に設け
た。これにより、磁石装置を大型にすることなしに起電
力を高めることができ、装置の小形化が可能になる。ま
た、永久磁石を使った磁石装置の場合でも起電力を高め
ることができ、発電効率を高めることが可能になる。
対をプラズマの流れ方向に配し、前段の電極対で発生す
る起電力によって励磁されるコイルを各電極対に設け
た。これにより、磁石装置を大型にすることなしに起電
力を高めることができ、装置の小形化が可能になる。ま
た、永久磁石を使った磁石装置の場合でも起電力を高め
ることができ、発電効率を高めることが可能になる。
【図１】この発明にかかる爆薬発電機の発電原理を説明
する分解斜視図であり、（Ａ）は動作前、（Ｂ）はプラ
ズマの生成中、（Ｃ）はコイルの励磁中、（Ｄ）は発電
中の爆薬発電機の状態を示す図
する分解斜視図であり、（Ａ）は動作前、（Ｂ）はプラ
ズマの生成中、（Ｃ）はコイルの励磁中、（Ｄ）は発電
中の爆薬発電機の状態を示す図
【図２】この発明の実施例にかかる爆薬発電機の構成を
示す断面図
示す断面図
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図
【図４】この発明の異なる実施例にかかる爆薬発電機の
構成を示す断面図
構成を示す断面図
【図５】図２の装置が発電する電圧波形を示すタイムチ
ャート
ャート
【図６】３段の電極対により構成された装置が発電する
電圧波形を示すタイムチャート
電圧波形を示すタイムチャート
【図７】爆薬発電機の発電原理を説明する分解斜視図で
あり、（Ａ）は動作前、（Ｂ）はプラズマの生成中、
（Ｃ）は発電中の爆薬発電機の状態を示す図
あり、（Ａ）は動作前、（Ｂ）はプラズマの生成中、
（Ｃ）は発電中の爆薬発電機の状態を示す図
【図８】従来の爆薬発電機の構成を示す断面図
【図９】図８のＡ−Ａ断面図
【図１０】図８のＢ−Ｂ断面図
【図１１】従来の爆薬発電機の構成を示す断面図
【符号の説明】 １：ライナ、２：ガス空間、３：爆薬、４：起爆装置
５：プラズマ流、６Ａ，６Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，６２
Ａ，６２Ｂ：電極、７：電流リード、８：負荷、９，９
１，９２：空隙部、１０：駒、１１，１２：ガス流通
穴、１３：保護板、１４Ａ，１４Ｂ：ジョイント、１
５：ダイヤフラム、１６：プラズマ排気管、１７：継
鉄、１９：永久磁石、２０，２１，２２，３２、３３：
絶縁体、３０：コイル、３１：給電リード、２３：磁石
装置
５：プラズマ流、６Ａ，６Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，６２
Ａ，６２Ｂ：電極、７：電流リード、８：負荷、９，９
１，９２：空隙部、１０：駒、１１，１２：ガス流通
穴、１３：保護板、１４Ａ，１４Ｂ：ジョイント、１
５：ダイヤフラム、１６：プラズマ排気管、１７：継
鉄、１９：永久磁石、２０，２１，２２，３２、３３：
絶縁体、３０：コイル、３１：給電リード、２３：磁石
装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 44/12 H02K 44/08
Claims (1)
- 【請求項１】爆薬を爆発させて得られるプラズマ流に磁
界をかけてパルス電流を発生させるものであって、一方
端に開口部を備え内部にガス空間を形成するライナと、
このライナの外側に沿って配され爆発することによって
ガス空間にプラズマ流を発生させる爆薬と、ライナの反
開口部側に配され爆薬に接するように嵌挿された起爆装
置と、ライナの開口部に隣接されガス空間からのプラズ
マが流れ込む空隙部と、この空隙部の両側に配されプラ
ズマの流れに直角な方向に磁界を発生させる磁石装置
と、空隙部の両側に配されプラズマの流れ方向および磁
界の方向に平行な電極対と、この電極対に一方端が接続
され他方端が外部に引き出される電流リードとにより構
成されたものにおいて、複数の電極対がプラズマの流れ
方向に初段から順次複数段配され、初段以外の各電極対
にはそれぞれ励磁されることによって磁石装置の発生す
る磁界と同じ向きの磁界を空隙内に形成するコイルが配
され、このコイルの両端はそれぞれ前段に配された電極
対に並列接続され、電流リードは最後段の電極対に接続
されたことを特徴とする爆薬発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10968493A JP3201068B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10968493A JP3201068B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06327225A JPH06327225A (ja) | 1994-11-25 |
| JP3201068B2 true JP3201068B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=14516570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10968493A Expired - Fee Related JP3201068B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 爆薬発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201068B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6578023B1 (en) | 1991-03-20 | 2003-06-10 | Hitachi, Ltd. | Data processing methods and apparatus for supporting analysis/judgement |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP10968493A patent/JP3201068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6578023B1 (en) | 1991-03-20 | 2003-06-10 | Hitachi, Ltd. | Data processing methods and apparatus for supporting analysis/judgement |
| US6665686B1 (en) | 1991-03-20 | 2003-12-16 | Hitachi, Ltd. | Data processing method and apparatus for supporting analysis/judgement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06327225A (ja) | 1994-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |