JPS61194383A - 衝撃音波発生装置及び発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水中に於て、鋭い衝撃音波信号を周期的に発
生させる為の方法及び装置に関するものであり、特に水
面下十分な深度に於いて、急激に気泡を生成し、気泡の
膨張収縮を可能ならしめた音源に関する乙のである。

藍米剋 一般に、爆薬、空気衝撃銃、気体爆発装置の如き地震波
発生源は、水に振動エネルギーを与える為の気泡あるい
は中空部−この明細書に於ては、“気泡”と“中空部”
は同等の物として使用する−を生成する為に、水中深い
所で爆発せしめられ、更に、その振動エネルギーは音波
の圧力波を生成する。各圧力波は、殆んどの地震調査の
作業に特に有用な第一の音波圧力パルスＰ。により構成
されている。パルスＰ。の後に、振巾の減少した、望ま
しくない第二の音波パルスが発生し、振動は継続する。

例えば、“空気衝撃銃”として知られ、広く使用されて
いる地震波発生源は、最大振巾Ｐ。を有する、所望の一
部パルスを生成する為、高圧の気泡を水中に爆発的に放
出する。放出された高圧の気泡は瞬間的に周囲の水と接
触した後膨張し続けるが、最初は周囲の水は外側に加速
され、その後、中空部が最大直径を有し、休止するまで
減速される。そして、この時の中空部内の圧力は周囲の
水圧よりかなり小さい。

膨張している気泡が最大直径に達すると、気泡内は事実
上、負圧となり、周囲の水の運動エネルギーは０となる
が、振動の位置エネルギーは最大となり、抑制されなけ
れば、振動周期Ｔを有する各サイクルの持続期間中、運
動エネルギーに変化したり、再び位置エネルギーに戻っ
たりするのである。

１／２Ｔに於て、水は最大の位置エネルギーを有し、い
つでも気泡内のガスを爆縮し得る状態となっている。１
つのサイクルが完了後、即ち、時間Ｔが経過後、気泡は
再び圧縮され、比較的直径が小さくなると共に高圧にな
る。周囲の水はその後、突然停止し、その結果、最初の
正圧を有する音波二次パルスＰ、を生成するが、これは
主として、内側に向かって移動する水によって得られる
最大運動エネルギーに依存する。水によって得られる運
動エネルギーが小さい程、Ｐ、は小さい。

この様にして、周囲の水が当初急激に気泡を最小径又は
最小体積に圧縮する時、二次パルスの問題が生じて来る
。運動エネルギーは再び０となり、位置エネルギーは主
として、気泡内の圧縮ガスに蓄積されると共に、気泡は
その振動形態に於て、再び爆発させ得る状態に置かれる
。こうして、水の中に蓄積された振動エネルギーは振ｌ
］の減少した、いくつかの連続する二次パルスを生成し
、振動エネルギーの一部が撹流等の自然現象により散逸
し、残部が望ましくない二次パルスを生成する為に消費
しつくすまで続けられる。

上記の如き気泡の爆発（膨張）及び爆縮（収縮）の数は
変化するが、一般的には、−次パルスＰ。が地震波発生
源により生成されて後、４乃至６個の重要な二次パルス
が予想される。

こうして、地震波発生源より発生した音波エネルギーの
主要部は消耗しっくすのである。これは、放出されたガ
ス内に蓄積されたエネルギーの一部のみが所望の一部地
震波パルスＰ０を生成する為に使用され、残り゛の重要
なエネルギーは、抑制すべき有害な二次地震波パルスに
変化するからである。

地震調査に於ては、−次及び二次音波パルスの両方共、
異なる音波妨害物として働き、水中をあらゆる方向に進
行し、大地を貫き、一つもしくはそれ以上の岩屑又は反
射物に衝突し、それから水中に戻って来るのである。

一次及び二次パルスは反射地震波を引き起こすが、二次
パルスとその反射波は反射−次波が地中の反射物に反射
されて戻って来る時、発生する為、二次パルスとその反
射波が反射−次波を妨害することは明白である。

なぜならば、反射二次波と反射−次波は波形が同一であ
り、両者を区別する実用的方法は未だに見い出されてい
ないからである。

これまでの公知技術に於ては、単一爆発型地震波発生源
を使用しており、“気泡”あるいは−次パルスの問題を
処理する為の実用的解決法ばかりでなく経詩的解決法も
見い出されていない。現在では、上記二次パルスをサイ
ズの異なる空気衝撃銃を数多く配列することにより減衰
させている。

配列された全ての空気衝撃銃は同時に発射され、Ｐ、の
パルスは同一位相で加算される様になっており、二次パ
ルスの殆んどは位相が異なり、加算すると互いに打消し
合う様になっている。

−次パルスに対する二次パルスの比Ｐ　ｔ／　Ｐ　ｏは
、全ての海洋地震波発生源の気泡抑制の為に計測される
尺度であり、理想的地震波発生源は０〜１２５Ｈｚの周
波数域に於て、Ｐ　ｔ／　Ｐ　Ｏ＝Ｏの比を有するもの
であると言われている。ある地震波発生源が理想にどの
程度近ずいているかは、Ｐ　ｔ／　Ｐ　ｏの比を計測す
ることにより容易に知り得る。

理想的地震波発生源は、十分なエネルギーを有し、二次
パルスを伴なわず、単一の短く鋭い衝撃音波を発生する
。衝撃は時間中に逆比例することが望ましく、即ち、衝
撃の時間中は大きければ大きい程、望ましくなく、従が
って、鋭い衝撃が反射地震波を明確にする為に必要とさ
れる。

ダイナマイトを、水面に近い所で爆発させると理想的地
震波発生源にかなり近いものが得られるが、これは爆発
により発生した気泡が大気中に即座に解放され、爆縮さ
れることがないからである。

水面近傍に於て爆発しないと、爆発的地震波発生源は、
何らかの形で爆縮を抑制しなければ、好ましくない二次
パルスを生み出すことになる。

過去２５年間もしくはそれ以上、振動する二次パルスを
減衰させたり、その悪影響を減少させる為の数多くの試
みがなされて来た。

二次パルスが垂直に水底に向かって下方に進行するのを
防ぐ為、気泡発生源を小孔を有する容器又は籠で囲むと
いう機械的手法がかなり以前に試みられたが、これは膨
張する気泡が小孔を通して水に働きかけることを意図し
て行なわれたものであり、膨張する気泡はその内部エネ
ルギーを消散し、それに伴う二次パルスの振ＩＪは減少
されるというものであった。

この技術はＦＬＥＸＯＴ！Ｒという商標で地震波発生源
として使用されていたが、この技術特有の欠点があり、
それは本来の目的である一次パルスも又、小孔を通して
のみ自由に進行することが許され、強度が減少している
ということである。

更に、小孔を有する籠は、その壁の内外に働く差圧が大
きいと、多大な応力を受けることになり、劣化が早い。

数多くのソフトウェアプログラムも開発されているが、
高価なコンピュータの使用時間及び人力が必要である。

これについては米国特許第３．５９２．２８６号に記載
されている。

二次パルスを修正する為、空気を膨張する気泡に噴射さ
せるという技術は満足な結果は得られず、その殆んどが
放棄された。

例えば、米国特許第３，３７１，７４０号に於ては、中
空部が膨張している時に空気を噴射すると、水中に蓄え
られている運動エネルギーを減じることなくそのサイズ
を増大し得るが、噴射された大気圧はあまりにも低圧で
ある為、Ｐ２／ＰＧは４０％に近ずく程度であり、許容
基準１０％をはるかに超過している。

又、米国特許第３．４５４，１２７号に於ては、気泡が
膨張するかなり早い時期に亜音速で空気が噴射され始め
るので、所定時間内に中空部内に十分な静水圧を確保す
ることは出来ない。

更に、米国特許第３，６０１，２１６号に於ては、中空
部内に確立された最終圧力は静水圧ではないし、米国特
許第３，６５３，４６０号の５欄の１〜３０行には、Ｐ
　２　／　ｐ　ｏの比を１４％に下げるのに要する空気
量は、主パルスを発生させるのに必要とする空気量の６
．４倍であるということが記載されている。

公知の気泡抑制手法の非能率的あるいは非実用的理由に
より、地震の関連産業は地震波発生源の配列を整合して
使用せざるを得なかった。特に、この地震波発生源とし
ては、著しくサイズの異なる空気衝撃銃が使用された。

整合して配列された、異なったサイズの空気衝撃銃の全
てを同時に発射すると、理論的には、その結果生ずる整
合された一部パルスの振巾はり列された個々の音源より
発生する個々の一部パルスの振ｌ〕の総和に等しくなり
、二次パルスの振巾は減少する。それは、一つにはそれ
らの位相が異なること、二つにはそれらの発生時期が異
なること、そして三番目の理由としては、それらの周波
数が異なっているということが挙げられる。

以上の理由により、気泡パルスを抑制する分野の現状は
、上記の整合された空気衝撃銃の配列に依存しており、
現在ら広く使用されている。　この様な整合された空気
衝撃銃の配列の平均的特徴を以下に示す。

１）出カニ　Ｉ３８バールの圧力の空気１リツトルにつ
き１バール・メートル （ピーク問直０〜１２５Ｈｚの周 波数域に於て） ２）Ｐ２／ＰＧ比：約ｌ／１０又は１０％それ故、気泡
パルスのいかなる発生源も、地震産業に於ける競争力強
化の為、ピーク問直Ｏ〜１２５Ｈｚの周波数域に於ける
ｐ　２　／ｐ　ｏ比を１０％以下にする必要がある。

上記配列技術は、現在のこの分野に於ては標準的ではあ
るけれども、重大な欠点を今尚有している。それは、個
々の地震波発生源の寄せ集めにすぎず、各々の地震波発
生源は要求される巾の狭い、鋭い音響パルスが欠如して
いるからである。更に、その様な配列は、数多くのサイ
ズの異なる空気衝撃銃を必要とすると共に、それによっ
て消費される約１３８バールの圧力の空気各型を有する
重くて高価な空気圧縮機も必要とするので、その配列を
すること自体、非常に高価である。

一般的に、公知の気泡抑制装置は次の様な一つらしくは
それ以上の欠点を有している。

ｌ）取扱いが大変である。

２）過剰な支持装置とその為のスペースか必要である。

３）非常に大きな空気圧縮賎とその作動の為の過大なエ
ネルギーが必要である。

４）維持費が高い。

５）上記配列を形成する為に、現在利用されているサイ
ズの異なる地震波発生源を作動可能な状態に維持する為
、高価な取換部品の過剰な在庫が必要である。

発明の目的 零発゛明は、上記従来の欠点を解消するものであり、総
合的な気泡抑制の為、実用的、経済的、更には非常に効
果的な方法を提供するものである。

本発明の他の目的は、気泡の問題のない、かなり広い周
波数域にわたり、実質的に平担な出力スペクトルを有し
、二次パルスの無視し得ろ単一の鋭い衝撃音波を作り出
し、効果的な気泡抑制手段を有し、エネルギー効果の大
きい、現在の海洋地震エネルギー発生源と容易に協働し
得る地震波発生源、及び、公知の地震波発生源及び発生
方法の利点に影響を及ぼすことなく、これを使用し、デ
ザインが簡素で、コンパクトに使用可能で、製作費及び
維持費らそれ程高価ではなく、気泡の爆縮を抑止する為
の必要空気■を、十分な気泡抑制を達成する為、即ち、
Ｐ２／Ｐ０の比が１０％もしくはそれ以下とする為に必
要であると一般に信じられている量よりも減少し得る方
法を提供することである。

発明の構成 本発明に基く方法は、水中で中空部の爆縮によって発生
する圧力パルスを、爆縮を抑えることによって、実質的
に減少させることである。爆縮は中空部の体積が最大に
達した時、中空部内で爆発を起こすことにより抑止され
る。爆発は中空部内に静水圧を確立する為、十分なエネ
ルギーを必要とする。中空部の体積がその最大値の数ｌ
く−セント以下の範囲内にある時、爆発を開始し、静水
圧を確立する必要がある。

本発明に基く方法は、更に、水中で最初の爆発を起こさ
せることにより、衝撃音波信号を発生させ、強力な圧力
パルス及び非常に低圧の中空部を生成し、しかる後、中
空部の体積が最大時の数ノく一セント以下の範囲内にあ
る時に、中空部内に於て、二次爆発を起こさせ、その内
部に静水圧を確立させることにも使用することが可能で
ある。

上記の如き本発明装置は、−次及び二次爆発発生機より
成り、水中で連続して二回の爆発を発生させる。即ち、
最初の爆発で水中に強力な音波パルス及び非常に低圧の
膨張する中空部を生成し、その後の爆発で中空部の体積
が最大時の数パーセント以下の範囲内にある時、その内
部に静水圧を確立し、実質的に二次圧力パルスを減じる
というものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を明確にする為、従来例を引用す
ると共に、図面を参照しながら説明する。

第１図は、従来型手法の爆発型海洋地震波発生源作動時
の気泡の挙動を示しており、最初の爆発で、水深０１時
間ｔ＝Ｔｏの時に、ガスＧｌ、圧力Ｐａ及び体積Ｖａを
有する最初の気泡ｌが発生する。気泡内部の圧力は、気
泡ｌが振動周期Ｔの間に、周期的爆縮（収縮）及び爆発
（膨張）を受けると共に、静水圧に比例して変化する。

第２図は爆発後の圧力特性を示しており、所要の圧力ピ
ークＰ０のみならず、振巾の減少した不要な二次正圧パ
ルス（Ｐ、、Ｐ４．・・・）も示されている。　以上よ
り、気泡ｌがｔ＝Ｔ／２でその最大直径に達する前に、
気泡内部の圧力をガス噴射により上昇させると、その後
の気泡ｌの爆縮及び爆発によって発生する二次圧力パル
スの振巾は、ガス噴射をしない場合の二次パルスの振巾
に比べて、実質的に減少するということが暗示された。

。 しかしながら、この概念は不完全かつ不正確であること
が判明した。

それと共に、この分野に於ける従来の技術者が、Ｐ　ｘ
／　Ｐ　ｏの比を約１０％もしくはそれ以下にすること
（第４図）によって特徴ずけられる、単一爆発型海洋地
震波発生源に対する長期間にわたる要求を何故満足させ
られなかったかということが意外にも判明したと同時に
、理論的にも、経験的にも、爆縮によって発生した二次
圧力パルスは中空部がつぶれる早い段階で、急激に増大
するということが判明した。

例えば、Ｐ、／ＰＧの比を１０％以下に抑えたければ、
中空部の半径を１％以上縮めたり、あるいは、その体積
を約３％以上減少させてはならない。

更に、実際上、要求されることは、気泡が膨張している
時に空気を噴射してはいけないということと、気泡はそ
のサイズが最大の時の数パーセント以下の範囲内の時に
のみ空気の爆発的噴射が許されるということである。

この方法を使用すれば、ｐ　２　／　ｐ　ｏを１０％以
下に抑える為に要する噴射空気量は、主パルスＰ。

を発生させる為の必要空気量の２，１倍に過ぎず、既に
“従来例”に於て記載した６、４倍に比し、十分な気泡
抑制に必要な圧縮空気量は３．０５＝６．４／２．１ら
しくはそれ以上の割合で減少している。

更に、驚くべきことは、気泡への空気噴射タイミング及
び噴射期間は極端に短かく、気泡へのガス噴射は爆発的
で、気泡ｌはその最大サイズの近傍で安定させなければ
ならない、即ち、最初の爆縮により気泡ｌの最大直径が
１％以上収縮する前に、爆発的空気噴射により、最初の
爆縮を抑止あるいは抑制する必要があるということが判
明した。

ここで、気泡の最大直径とは、第１図に於て示される様
な空気噴射をせずに得られる最大直径のことである。

以上より、本発明は十分の数秒以下の間に、連続して２
回の爆発を発生させ、理想的な地震衝撃波を得るもので
あり、これは水面近傍で爆発を起こし、気泡が爆縮する
前に直接大気に放出さ仕ることによって得られる衝撃波
に近似している。

第３図に本発明による機宜かつ十分な気泡抑制の為の爆
発が示されており、これは短時間Ｔｉの間に気泡ｌに気
泡２を瞬間的に噴射させるものである。気泡２は圧力Ｐ
ｂ及び体積ｖｂを有するガスＧ２により形成されており
、便宜上、ＰｂはＰａと等しいものとする。ここで、Ｐ
ａは気泡ｌを生成する為の最初の爆発に既に使用された
ガスＧｌの圧力である。

又、気泡１に爆発的に噴射されるガスＧ２の必要容量ｖ
ｂは十分に気泡を抑制する為に必要であると一般に思わ
れているガス容量に比べ非常に少ないということも判明
している。

本発明に基く二次爆発は、最初の爆発により発生する好
ましくない二次振動圧力パルスを完全に抑止する為に気
泡２を発生させるものであり、次の様な非常に厳しい条
件を満足させる必要がある。

１　爆発的噴射の時間ｉ１Ｔ　ｉは０．２Ｔに等しいか
、もしくはそれ以下でなければならない。

ここで、Ｔは気泡Ｉの振動周期であり、検出された音波
信号により得られ、既に圧力特性として触れた様に既知
の値である。

２）Ｔｉは０，４Ｔ後に開始し、０．６Ｔ以前に完了す
る必要がある。

３　二次爆発は気Ｇｌの内部に静水圧を確立する為の十
分なエネルギーを必要とする。

Ｔｉの時間的中心は、はぼＴ／２の所、即ち、気泡ｌが
最大体積に達する所が最適である。最適条件下では、Ｐ
　２　／　ｐ　ｏ　＝　０であり、二次爆発は一次爆縮
を完全に抑止する。

Ｐ２／Ｐ、の比を１０％以下に抑える為のｖｂの最適値
はＶｂ＝ｋＶａであり、ｋの値は１．８〜２．６である
。

本発明による海洋音波発生源は具体例Ａ、Ｂ及びＣで図
示されており、説明を簡単化する為、それらに共通の要
素については同じ番号を付している。類似要素について
は、出来るだけプライム符号（゛）を付している。

具体例Ａ−Ｃのいずれも爆発型信号発生機ＩＯ及び爆発
型抑止体発生機１０゛　を備えており、後者は前者と同
じ場合も異なる場合もあり得る。

本発明は、例えば第６図の様な、信号用爆発を水中に於
ける所定のかつ十分な深度の所で発生させる為に従来型
信号発生機１０を採用可能であり、第３図、第４図及び
第７Ａ図で示される様に、を−Ｔｏに於て、気Ｉ！ｌ！
ｌ及び所望の一部パルスＰ。

を発生させる。しかしながら、本発明に於ける気泡を抑
制する為の爆発がなければ、気泡ｌは第１図に示される
様に、振動周期Ｔで一連の爆縮及び爆発をくり返し、第
２図の様な振巾の減少した望ましくない二次ピーク（Ｐ
、、Ｐ４・・・）を生み出すことになる。

一次爆縮を抑止する為、本発明に於ては、爆発型抑止体
発生機１０′　を採用しており、時間巾０．２Ｔ以下で
気泡１の内部に、爆縮に対抗すべく、再爆発を発生させ
るが、これは前記の臨界条件を満足するものである。

爆発型信号発生機ＩＯは、米国特許第３，３７９．３７
３号に詳述されており、商標ＰＡ−Ｈに基すいて製作さ
れている様な市販の空気衝撃銃であってもよい。前記空
気衝撃銃は圧縮空気Ｇ１が満たされる容積Ｖａの信号室
１４を有しており、該信号室１４は爆発型往復弁１２と
直接連通していると共に、該往復弁１２は圧縮空気Ｇｌ
を信号室１４から周囲の水に排出口４２を介して、爆発
的に排出する為に駆動される。

往復弁１２は主ピストン７０及び制御ピストン７２を有
しており、該主ピストン７０は圧縮ガスＧｌを信号室１
４に充満させる為、シール３Ｉに当接していると共に、
該制御ピストン７２は主ピストン７０の動きを制御する
為、シール７１に当接している。両ピストン７０及び７
２は、軸方向の孔３３を有する中空軸７０°により、平
行かつ一定間隔を置いて、一体的に保持されている。

地震調査船（図示せず）の甲板上に設置された圧縮機は
１３８バールの圧力で入口導管２２より制御又は復帰室
３２に空気を供給し、該空気は更に、計量オリフィス４
４及び孔３３を通過後、信号室１４に送り込まれる。

往復弁１２は電磁弁２０の如きコントローラにより制御
されつつ駆動され、該電磁弁２０は地震調査船の甲板上
に設置された従来型電子駆動装置（図示せず）に於て発
生した短い電気パルスにより、周期的に励磁される。信
号発生機ＩＯは、地震調査の為の噴射サイクルに応じて
、周期的噴射が繰り返される。

電磁弁２０が励磁されると、圧縮ガスはトリガ通路３９
を介して導管２２より流れ込み、制御ピストン７２の反
対面に導かれ、制御室３２に対向することになる。

この様にして、制御室３２内の空気圧を保持する力は一
時的にオフセット状態となり、信号室１４内の圧縮ガス
Ｇ１は主ピストン７０をシール３１より突然開放するこ
ととなり、その結果、排出口４２が開き、信号室１４と
直接連通ずることとなる。

その後、信号室Ｉ４からの圧縮ガスＧ１は排出口４２を
介して周囲の水に爆発的に放出され、長い地震音波ある
いは第２図に示される様な所望の音波−次パルスＰ。と
それに伴う望ましくない正圧パルス（Ｐ２．Ｐ４・・り
を有する圧力特性波を発生ずる。

信号室１４よりガスＧ１を排出した後、制御室３２内の
圧力は往復弁１２をその閉止位置に戻すと共に、発生機
ＩＯは次のサイクルの為に準備状態に移行する。

次に、本発明による海洋音波発生源Ａについて第５図乃
至第１Ｉ図を参照しながら説明する。

音波発生源Ａは、既述の空気衝撃銃ＰＡＲも使用可能な
爆発型信号発生機１０に加えて、容量ｖｂのガスＧ２を
含む抑止室１４’ａを有する爆発型抑止体発生機１０゛
　により構成されている。発生機１０°ａは発生機１０
に対し、心出し実施後、固定されている。

発生機１０’ａも爆発型往復弁１２°ａを有しており、
該弁１２°ａは駆動されると、抑止室１４“ａよリガス
Ｇ２を信号室Ｉ４を介して、信号発生機１０の排出口を
囲んでいる気泡ｌ内に排出する。

信号室１４からの高圧空気は弁１２°ａの軸方向に設け
られた孔１８及び計量オリフィス１９を介して、遅延室
３６に導かれ、弁Ｉ２°ａを閉止状態に維持する。

発生機１０が噴射準備完了すると、信号室１４は１３８
バールになっており、弁１２°ａは遅延室３６の１３８
バールの圧力により閉止状態に保たれる。

ガスＧｌの排出後、空気作動手段により、圧縮ガスＧ２
は時間巾Ｔｄだけ遅延して放出されるが、該遅延時間Ｔ
ｄは気泡ｌの振動特性に於ける周期Ｔに依存している。

第４図、第５図及び第７図を参照しながら、発生機ｌＯ
の作動状態を説明すると、ｔ＝Ｔｏに於てライン１１に
到達している電気パルス信号により、電磁弁２０が励磁
されると、信号室１４より排出口４２を介して周囲の水
にガスＧｌを爆発的に排出し、発生機１０を噴射させる
。信号室１４よりガスＧ１が排出された後、遅延室３６
内の１３８バールの空気は、その圧力が約１３．８バー
ルに落ちるまで、オリフィス１９を通って信号室１４に
次第に流れ込む。この時、弁１２°ａは爆発的に開放す
ると共に、ガスＧ２を抑止室１４°ａより通路３４に放
出し、その後、信号室１４を通過し、弁１２の排出口４
２を介して外部に排出する。

約６０／１０００秒後、信号室１４及び抑止室１４°ａ
の画室は次のサイクルの為、圧力が上昇し始め、約５０
０／１０００秒後、弁１２’ａは閉止１゛る。

信号室Ｉ４は常時、同じ割合で圧力が上昇するが、抑止
室１４°ａは絞りオリフィス１７を介して圧力は上昇す
る。このオリフィス１７は、信号発生機１０の所定の噴
射サイクル以内に抑止室１４°ａ内を加圧し得る大きさ
を有するが、圧縮空気が抑止室１４°ａより信号室１４
を通って気泡Ｉに０〜３５／１０００秒の間に放出され
ない様、かなり小さくする必要がある。

次に、作動時に於けるＩサイクルを詳述するが、ある特
定容量あるいは空間部“Ｓ”に於ける圧力は、説明を簡
単にする為、“Ｐｓ”と記載する。

従がって、例えば、ＰＩ３は信号室１４の中に限定され
た空間部内の圧力を意味するものである。

（状態１：発生器１０の噴射準備完了時）１、第６図に
於て、電磁弁２０は閉止している。

２）往復弁１２はシール３１に対して下方に付勢されて
おり、信号室Ｉ４を密封している。

３、発生源Ａには圧力がかかっており、その時の圧力は
、 Ｐ　３２＝　Ｐ　３３＝　Ｐ　１４＝　Ｐ　３４＝　Ｐ
　３５＝　Ｐ　３６＝Ｐ１４’ａ＝Ｐ３７＝　Ｉ　３８
バールＰ　３８＝　Ｐ　３９＝　Ｐ　ｈ（静水圧）＝１
．２バール４、弁１２’ａは最高位置にあり、抑止室１
４′ａを上向きの力で密封している。この時の力をＦと
すると、 Ｆ＝１３８バールＸ（Ｓ２−Ｓ３） ５、信号室Ｉ４の容量Ｖａは、 Ｖａ　＝Ｖ１４＋Ｖ３４＋Ｖ３５＋Ｖ３３＝０．７４リ
ツトル 抑止室１４゛ａの容量ｖｂは、 Ｖｂ＝ＶＩ４’ａ＝Ｉ　、５６リノトル以北より、 Ｖｂ／Ｖａ＝２．１ 但し、上記容量は４０及び４１の如きインサートの寸法
を変更することにより変更可能である。

（状態２；発生機１０が噴射され、−吹音波パルスＰ。

が発生した時） 第７図及び第７Ａ図に於て、１＝０の時、ｌ、ライン１
１の短い電気パルスで電磁弁が励磁され、発生機■０は
噴射開始する。

２）往復弁１２は爆発的に上方に動き、信号室１４より
１３８バールの圧縮空気Ｇ１を排出口４２を介して周囲
の水中に排出し、水中に気Ｓｔを形成する。

３、信号室１４より空気Ｇｌを爆発的に放出することに
より、第７Ａ図に示される様な圧力特性を有する所望の
一部音波パルスＰ、が発生する。

４、第３図の様に気泡１は膨張する。

（状態３：気泡１のサイズがその最大値に接近している
時） 第８図及ヒ第８Ａ図に於て、ｔ＝３０／１０００秒の時
、 ■、気泡１のサイズは最大値に近い。

２）気泡ｌ内部の圧力は静水圧よりがなり低く、実際に
は、この時点に於て、気泡ｌの内部は負圧になっている
ものと考えられる。

３、負圧パルスＰ、がｔ　＝Ｔ／２に於ける圧力特性曲
線上に現われる。

４、遅延室３６　（Ｖ　＝　２４　ｃｍ３）からの圧縮
空気は４ｍｍの直径を有するオリフィス１９により絞ら
れ、遅延室３６は往復弁１２°ａを閉止位置に維持する
ための十分な圧力を尚も有しており、爆発型抑止体発生
機１０’ａは待機状態にある。

（状態４：発生機■０″ａが気泡Ｉの内部に爆発を発生
させる時） 第９図及び第９Ａ図に於て、ｔ　＝３５／１０００秒の
時、 １、遅延室３６内の圧力が約１３．８バールに丈セ　伜
術ム噛＾１．−１１＋」１１Ｉｌ＋＋１１１．ｌ＋、１
−弁１２゛ａは下方に移動を開始し、この下方に働く力
は瞬間的に次の様に表わされる。

Ｆ’＝ＰＩ４°ａｃｓ　４−　Ｓ　２）＋Ｐ　３７（Ｓ
　３）　−Ｐ　３６（Ｓ　４）、又は、大略、 Ｆ＝Ｐ１４′ａ（Ｓｌ−Ｓ２）＝１３８バールＸ（Ｓｔ
−Ｓ２）２）往復弁１２’ａは非常に軽いため、約２／
１０００秒以下ではあるが全開し、これにより抑止室１
４°ａよりガスが爆発的に排出され、第３図に示される
様に気泡１の内部に新たな第２の気泡２を形成する。こ
れはガスＧ２が信号室Ｉ４及び排出口４２を通過して、
気泡ｌ内に流れ込むためであり、気泡２の空気量ｖｂは
気泡ｌ及び２の内部で圧力が平衡状態に達した時、その
内部の静水圧を確保すべく決定される。

３、音圧信号は圧力特性曲線上で、上方に垂直に立ち上
がる。

（状態５；静水圧が気泡内部に確立した時）第１０図及
び第１０Ａ図に於て、ｔ　＝４０／１０００秒の時、 １　　’Ｄ　’ｉｌｈ　ｌ？　５１　小艷出＋ｊ　＋１
１１１１’ｌ　ｌ−：Ｃ＋　−２）弁１２’ａは、第５
図に於ける計量オリフィス４３により、小室３７の圧力
が急激に下がらないため、開放状態を維持している。

３、発生機１０°ａの弁１２°ａに、下方に作用する力
は大略、 Ｆ；９７バールＸ（Ｓ３） ４、復帰室３２内の圧力は１３８バールであるため、発
生機ｌＯの往復弁１２は下方に移動し、シール３１に密
着する。

（状態６：気泡ｌは安定し、その平衡位置付近で穏やか
に振動する。） １、気泡１の爆縮は抑止される。

２）第１１図及び第１１Ａ図に於て示される様に、気泡
ｌ及び２は安定し、振巾が非常に小さく、周波数の少な
い音波を発生する振動を、水との境界面で行う。

３、信号室１４の内部は再び、オリフィス４４を通して
加圧される。

４、第５図に於ける弁■２°ａの遅延室３６の圧力が６
９バ一ル前後まで上昇した時、弁１２’ａは北昇し、抑
止室１４°ａを再び密封する。ガスＧ２が再び、２．５
ｍｍの直径を有するオリフィス１７を通して満たされる
。

５、弁Ｉ２°ａに作用する上向きの圧力は次の様に表わ
される。

Ｆ＝Ｐ３６（Ｓ４）−Ｐ３５（Ｓ４−Ｓ２）−Ｐ３７（
Ｓ３）６、小室３７の内部は直径１．５　ｍｍのオリフ
ィス４３を通して加圧される。

７、発生源Ａは次のサイクルのための準備を完了する。

次に、爆発型往復弁１２°ａを詳しく説明する。

第５図及び第６図に示される弁１２°ａは完全に空気作
動型であり、本体２３を備えると共に、該本体２３には
３個の空気室１４’ａ、３６及び３７と１個の水室３８
、更に、孔部２５及び２６と密封用着座部６２が設けら
れている。ピストン２９゜３０゜６１及び６３は往復弁
１２°ａを形成しており、底蓋２４は孔部２７を備えて
おり、該孔部をピストン６３は摺動する。ピストン２９
．３０及び６３は、各々孔部２５，２６及び２７の内側
に摺動自在で且つ気密を保つ様に設けられている。

抑止室１４°ａは、孔部３４，３５．１６及び計量オリ
フィス１７を通して、信号室１４に常時連通しているが
、往復弁１２“ａが開放状態もしくは低位置にある時、
抑止室１４°ａは通路６４を通して環状小室３５とも連
通している。往復弁１２″ａが低位置にある時は、ピス
トン６１は着座部６２より離れ、通路６４は抑止室１４
°ａと信号室１４と連通ずることになる。

遅延室３６は半径方向孔部２８、軸方向孔部１８及びオ
リフィス１９を介して、室部３５と常時連通しており、
空気室３７はオリフィス４３及び導孔６５を介して、抑
止室１４°ａに常時連通している。

往復弁１２°ａが閉止もしくは高位置にある時、ピスト
ン６１は着座部６２に密着し、抑止室１４゛ａは室部３
５及び孔部３４と、導孔１６の小オリフィス１７を介す
る以外は、分離される。

続いて、往復弁１２°ａの作動について説明する。

Ｉｊ＋イＬ　Ｒｎ　Ｌｌ−ｎＪ−Ｏｎ　、ｍｍ　　Ｊ　
　ｒＴＩ＋　１＋　手入−一　　直　−八　Ｍ　ｎ：ｈ
　　　　ヴｂ所３４，３５，１４°ａ、３６及び３７は
１３８バールに加圧されており、氷室３８は静水圧で、
水が充満している。往復弁Ｉ２°ａに作用する上向きの
力により、ピストン６１は着座部６２に押し付けられ、
通路６４は閉止されている。

爆発型信号発生機１０が噴射後、空所３４及び３５内の
圧力は急激に下降し、着座部６２に作用するピストン６
１の上向きの力は上昇するが、一方、遅延室３６内の空
気はオリフィス１９により絞られて、導孔１８及び２８
に放出されるため、その内部圧は徐々に減少する。

これと同時に、多少の空気は抑止室１４’ａより室部３
５及び３４にオリフィス１７を介して放出される。これ
は、抑止室Ｉ４°ａの体積ｖｂがかなり大きく、その内
部圧が実質的には減少しないからである。

遅延室３６内の圧力が約１３．８バールまで下降すると
、往復弁１２’ａには下向きの力が作用し、ピストン６
１と着座部６２の気密性はなくなる。

抑！ト零＋Ａ’＋肉の圧力は下略１．　容部３５のｍ力
は上昇し、これにより往復弁１２“ａには強い下向きの
力が作用する。その結果、往復弁１２”ａの重量が軽い
ので、殆んど瞬間的に開放することになる。従って、往
復弁１２’ａは適当な軽いプラスチック材料で製作する
のが好ましい。

抑止室１４°ａからの空気は空所６４，３５Ｊ４及び１
４を介して放出され、排出口４２より排出される。往復
弁１２°ａは室部３７の内部の圧力により、開放状態に
保たれる。実際には、空気は室部３７より導孔６５を介
して、徐々に放出され、オリフィス４３により絞られる
。しかしながら、室部３７内部の圧力は決して８３バー
ル以下には下降しない。信号発生機！０内の往復弁１２
が信号室１４を密封すると、発生源Ａ内部が加圧され始
める。この時、往復弁１２’ａはまだ開いており、信号
室！４からの空気は導孔１６を介して、オリフィス１７
で絞られつつ室部６４に流入する。

一方、遅延室３６内の圧力は通路２８及び１８、及びオ
リフィス１９を介して上昇する。室部３７の内部圧が抑
止室Ｉ４°ａの内部圧より高ければ、空気は室部３７よ
りオリフィス４３により絞られつつ、信号室１４に流入
し続ける。

遅延室３６の内部圧が、約６９バールまで上昇すると、
ｉ１Ｅ復弁１２’ａは上方に移動し、ピストン６■は着
座部６２に付勢され、抑止室１４°ａは密閉される。こ
の時、抑止室１４゛ａは孔部１６及び計量オリフィス１
７を介してのみ、空気が流入する。抑止室１４゛ａ内の
ガスＧ２が約９０バールに達すると、空気はオリフィス
４３により絞られつつ、導孔６５を介して、室部３７に
流出する。

抑止室！４′ａの容積が１．５６リツトルであれば、約
５秒後、全ての空所は再び１３８バールまで圧力が上昇
し、発生源Ａは次のサイクルの準備が完了する。

次に第２の具体例として、発生源Ｂについて説明する。

第１２図乃至第１９図に示される如く、発生源Ｂは、発
生源Ａにも同様に使用されている爆発型信号発生機１０
と発生源Ａに使用されているものとは異なる爆発型抑止
体発生機１０°ｂより構成されている。

取外し自在の転向装置１５は信号発生機ＩＯ及び抑止体
発生機ｔ　ｏ’ｂに連結されており、その円筒状ハウジ
ング７３は信号室１４と４個の出口孔部６６を備えてお
り、該出口孔部６６は細心に対して６０’の所望の角度
に配置されており、排出口４２とは円周方向の位置が同
一となる様、好ましい状態に配備されている。発生機１
０の信号室！４は人口導管２２より充気される。

発生機ｌＯ°ｂについては、フランス特許第２゜１５８
．７３０号に更に詳しく開示されている。

発生機１０゛ｂのハウジング７４は人口導管２２゛より
充気される抑止室１４°ｂを備えている。弁１２°ｂは
、圧力の異なる入口導管５７及び５８を介して、空圧作
動しつつ、ピストン５２上を摺動する。トリガ室５４に
は６９バールの空気が人口導管５７より供給され、復帰
室５６には５バールの空気が人口導管５８より供給され
る。

パルス信号が、先ずライン１１を介して、電磁弁２０に
送られると、弁Ｉ２が爆発的に開放する６遅延電気信号
がそれから導管５８内部のライン１１゜を介して、電磁
弁２０°に送られるが、この時の遅延時間は３５／１０
００秒である。

作動時に於ては、弁１２゛ｂが開放され、空気Ｇ２は抑
止室１４°ｂより転向装置１．５の排出孔を介して、気
泡ｌ内に爆発的に放出される。

信号室１４は６０／１０００秒後に、抑止室１４°ｂは
１秒後に再加圧される。Ｖａを信号室！４の、ｖｂを抑
止室１４’ｂの容積とすると、Ｖｂ／Ｖａの最適比は約
２．１に等しく、その比は１．８〜２．６の値をとり得
る。

次に、本具体例に於ける１サイクルを詳述する。

（状態ｌ：発生機１０の噴射準備完了時）１、第１２図
及び第１３図に示される如く、発生機１０及び１０゛ｂ
は連結されている。

２）電磁弁２０及び２０′は閉止している。

３、往復弁１２及び１２°ｂは、各々信号室！４及び抑
止室１４’ｂを密閉している。

４、発生源Ｂは以下の如く加圧されている。

Ｐ　１４＝　Ｐ　３３＝　Ｐ　３２＝　Ｐ　１４”ｂ＝
１．３８バールＰ　３９＝　Ｐ　５５＝　Ｐ　ｈ（静水
圧）＝１．２バールＰ５６＝５バール Ｐ５４＝６９バール ５、容積は次の通りである。

Ｖａ＝０．４１＋０．３３＝０．７４リットルＶｂ＝−
１４°ｂ＝１゜５６リツトル （状態２二発生機１０が噴射され、−次音波パルスＰ。

が発生した時） 第１４図及び第１４Ａ図に於て、１＝０の時、Ｉ、ライ
ン１１の短い電気パルスで電磁弁が励磁され、発生機１
０は噴射開始する。

２）往復弁１２は爆発的に上方に動き、信号室１４より
圧縮空気Ｇｌを排出口４２を介して周囲の水中に排出す
る。

３、信号室１４より空気Ｇ１を爆発的に放出することに
より、第１４Ａ図に示される様な圧力特性を有する所望
の一部音波パルスＰ。が発生する。

４、第３図の様に気泡ｌは膨張する。

（状態３；気泡１のサイズがその最大値に近い時） 第１５図及び第１５Ａ図に於て、ｔ＝３０／１０００秒
の時、 １、気泡１のサイズは最大値に近い。

２）気泡１内部の圧力は静水圧よりかなり低く、実際に
は、この時点に於て、気泡ｌの内部は負圧になっている
ものと考えられる。

３、負圧パルスＰ、が圧力特性曲線上に現われる。

４、発生機ｔ　ｏ’ｂはまだ待機状態である。

（状＠４：発生機１０’ｂが気泡１の内部にガスＧ２を
噴射する時） 第１６図、第１７図及び第１７Ａ図に於て、ｔ　＝３５
／１０００秒の時、 １、遅延時間３５／１０００秒は、信号室Ｉ４の容積Ｖ
ａ、水深及び／又は抑止室１４°ｂ内の爆発空気圧に依
存するが、この時点に於て、電磁弁２０“はライン１１
’を介して励磁される。

２）トリガ室５４内のガスＧ２は電磁弁２０゜を介して
、室部５５に送り込まれる。

３、往復弁１２’ｂに作用する軸方向の力関係は逆転し
、往復弁１２°ｂは爆発的に下降する。

４、抑止室１４’ｂよりガスＧ２が、気泡ｌに囲まれた
転向装置の排出孔６６を介して、気泡ｌに爆発的に噴射
される。

５、音圧信号は圧力特性曲線上で、上方に垂直に立上が
る。

（状態５：静水圧が気泡内部に確立した時）第１８図及
び第１８Ａ図に於て、ｔ　＝４０／１０００秒の時、 １、この時点で気泡ｌ内部に静水圧が確立される様、抑
止室の容積ｖｂは決定される。

２）音波信号の振巾はほぼ０に近い。

３、復帰室３２の内圧が１３８バールであるため、発生
機１０の往復弁１２は下降し、シール３１に対して付勢
される。

（状態６：気泡１は安定し、その平衡位置付近で穏やか
に振動する。） ｌ、気泡１の爆縮は抑止される。

２）第１９図及び第１９Ａ図に於て示される様＋−＠＃
−＋＋＋＋力中Ｉ　　ＥｒｈＪ＋４柿坦１ブ巨ス円１１
＼七１Ａ音波信号を発生する振１ノの小さい振動を水と
の境界面で行う。

３゜往復弁１２’ｂは復帰室５６の圧力により再び上昇
し、トリガ室５４の圧力は小さなオリフィス（図示せず
）を介して、外部に逃げる。

４、発生源Ｂは再び加圧され、次のサイクルの窄備を完
了する。

次に、第３の具体例として、発生源Ｃについて説明する
。

発生源Ｃは爆発型信号発生機ＩＯ及び爆発型押正体発生
装置１０’ｃにより構成され、該抑止体発生装置１０’
ｃは、米国特許第３，３７９，３７３号に開示されてい
る様な商標ＰＡＲで知られる空気衝撃銃を２個使用する
ことも可能である。更に、発生源Ｃはガス転向装置も備
えている。

発生源Ｃを低静水圧の所で作動させれば、気泡ｌの体積
は非常に大きくなる。一方、発生源Ｃをかなりの深度の
所まで水没させれば、気泡ｌの体積はかなり小さなもの
となる。深度が浅ければ、気泡１が大きいので、発生機
１０°Ｃの排出口４２′は気＃！２１により包まれるが
、深度が深ければ、該排出口４２°は気泡１によって包
まれず、気泡の抑止効果は達成されない。

発生機１０゛Ｃの排出口４２′は、気泡ｌにより包まれ
る場合と包まれない場合があるため、発生源Ｃを使用す
ることにより、排出された圧縮空気は転向装置Ｉ３を介
して、気泡夏向７こ導かれる。

この転向装置１３により、発生源Ｃは水深に関係なく使
用可能である。従って、転向装置１３は２つの機能を有
している。即ち、一方では、ガス転向装置として働き、
他方では、発生機１０及び１０°Ｃを取外し自在に連結
する役割を持つ。

信号発生機ｌＯにより作り出された気泡１は、実際には
球体ではなく、周知の如く、４つの突出部（図示せず）
を有している。従って、多量のガスＧ２を気泡１の各突
出部に、均一に、同時に且つ急激に噴射することが重要
であり、これは転向装置１３を装備することにより達成
され、該転向装置１３ｉ≠、気泡■の各突出部に向けて
ガスＧ２を分岐し、噴射するものである。

最初のサイクルに於て、ライン１１からのパルス信号は
発生機１０の電磁弁２０を励磁し、これにより、往復弁
１２は上昇し、信号室１４からの圧力は排出口４２を介
して水中に爆発的に排出され、−次パルスＰ。を作り出
す。

二次パルスは遅れてライン１１゛より電磁弁２０゛に送
られ、弁１２°Ｃを作動させる。その結果、抑止室１４
°Ｃからの空気圧は転向装置Ｉ３の４つの出口孔を介し
て、気泡ｌの各突出部へ排出されろ。

６０／１０００秒後、弁１２は閉止し、信号室１４は導
管２２より再び充気される。

弁１２′ｃは約９５７１０００秒後に閉止し、抑止室１
４°Ｃはライン２２°よりの圧縮空気により再び充気さ
れる。

次に、本具体例に於けるｌサイクルを詳述する。

（状態ｌ：発生機ＩＯの噴射準備完了時）■、第２０図
及び第２２図に示される如く、発生機ＩＯ及び１０°Ｃ
は連結されている。

２）電磁弁２０及び２０°は閉止している。

３、往復弁１２及び１２°Ｃは、各々信号室Ｉ４及び抑
止室１４’ｃを密閉している。

４、発生源Ｃは以下の如く加圧されている。

Ｐ　３２＝　Ｐ　１４＝　Ｐ　１４’　ｃ＝　Ｐ　３２
°＝１３８バール５、容積は次の通りである。

Ｖａ＝Ｖ１４＝０．７４リツトル Ｖｂ＝Ｖ１４’ｃ＝１．５６リツトル Ｖｂ／Ｖａ＝２．１ （状態２：発生機ＩＯが噴射され、−次音波パルスＰ。

が発生した時） 第２３図及び第２３Ａ図に於て、１＝０の時、１、ライ
ン１１の短い電気パルスで電磁弁２０が励磁され、発生
機１０は噴射開始する。

２）往復弁１２は上昇し、信号室１４がら空気を排出口
４２を介して周囲の水中に、爆発的に排出し、気泡Ｉ及
びパルスＰ。が発生する。気泡１は発生機ＩＯの排出口
４２により、その幾何学的中心が決定され、気泡ｌの各
突出部は各排出口４２に生じる。

３、第３図に示される如く、気Ｉ！ｌ！１は膨張する。

（＋Ｐ能ｑ−榴冶１小斗ノブ占（シ小具＋貼１−；茫１
Ａ時） 第２４図及び第２４Ａ図に於て、ｔ＝３０／１０００秒
の時、 １、気合１のサイズは最大値に近い。

２）気泡！内部の圧力は静水圧よりかなり低く、実際に
は、この時点に於て、気泡１の内部は負圧になっている
ものと考えられる。

３３負圧パルスＰ１が圧力特性曲線上に現われる。

４、発生機ｌＯ°Ｃはまだ待機状態である。

（状態４：発生機１０’ｃが気泡ｌの内部にガスＧ２を
噴射する時） 第２５図及び第２５Ａ図に於て、ｔ＝３５／１０００秒
の時、 １、発生機１０′Ｃの電磁弁２０°はラインＩＩ’から
の電気パルスにより励磁される。

２）抑止室１４°Ｃの容積ｖｂの容量を有するガスＧ２
は、気ｅ＋の負圧中空部に爆発的に噴射される。転向装
置１３の出口孔を介して、抑止室１４゛Ｃから排出され
た空気は、出口孔に対応する気泡Ｉの各突出部へと方向
づけられる。

３　音圧信号は圧力特性曲線上で、上方に垂直に立上が
る。

（状態５：静水圧が気泡内部に確立した時）第３図、第
２６図及び第２６Ａ図に於て、１−４０／１０００秒の
時、 ｌ、この時点で気泡ｌ内部に静水圧が確立される様、抑
止室の容積ｖｂは決定される。

２）音波信号の振巾はほぼＯに近い。

３、往復弁１２は信号室１４を密封するため、下降する
。

（状態６：気泡ｌは安定し、その平衡位置付近で穏やか
に振動する。） １、気泡ｌの爆縮は抑止される。

２）第３図、第２７図及び第２７Ａ図に於て示される様
に、気泡ｌは安定し、振巾が無視し得る程小さく、低周
波数の音波を発生する振巾の小さい振動を水との境界面
で行う。

３、往復弁１２’ｃは抑止室１４°Ｃを密封するため、
移動する。

４、発生機１０及び１０’は再び１３８バールまで加圧
され、次のサイクルの準備を完了する。

続いて、転向装置１３の形状について説明する。

転向装置１３は第２８図乃至第３３図に示される様に、
種々の異なる形状のものが考えられる。

例えば、第２８図及び第２９図に示される様な４つの円
形出口孔６３、第３０図及び第３１図に示される様な半
円形出口孔５９、又は、第３２図及び第３３図に示され
る様な単一の円錐状出口孔６８を有する形状でもよい。

発生機ｌＯ°Ｃの４つの排出口４２°より排出された空
気は環状室部５１に集められる。

転向装置Ｉ３は、好ましくは、２組の対称部分１３°及
び１３”により構成されると共に、２対の半フランジの
代わりに締め金６９を備えており、該半フランジは従来
、発生機ＩＯ°Ｃの上下の半組立部分品を締め付けるた
め使用されていた。出口孔５３．５９及び６８は排出ガ
スＧ２が信号発生機ＩＯの各々の排出口４２の方に噴射
される様、その方向に向けられている。各排出孔には直
径１０ｃｍの小さなオリフィスが設けられており、出口
孔の内側に空気が滞留するのを防ぐと共に、往復弁１２
′Ｃの各ストロークの終りに、確実に水を制動するため
のものである。

本発明は、上記実施例に詳述した如き構成により所期の
目的を達成し得るものである。

発明の効果 本発明の地震波発生源により、圧力と時間の関係が改善
されるばかりでなく、出力スペクトルと周波数の関係に
於ても大巾に改善されている。

発生源の近傍、例えば、発生源の１メートル下に検出器
を配置して、圧力波形を計測すると、第３４図の様な、
公知の発生機ｌＯのみを作動させた時の圧力と時間の特
性、及び、第３６図の様な、抑止体発生機ｌＯ°ａ、１
０’ｂ又は１０°Ｃを装備する本発明による発生源Ａ、
Ｂ又はＣを作動させた時の該特性のみならず、第３５図
の様な発生機ｌＯのみ作動させた時の出力スペクトル及
び第３７図の様に、本発明により発生機１０及びｌＯ゛
　を連とが可能である。

第３４図及び第３６図の圧力波形、更に、第３５図及び
第３７図の出力スペクトル波形を詳細に比較することイ
こより、以下のことが明白である。

（１）第３５図の如く、公知の発生機の出力スペクトル
は不均一であり、ある周波数に於て、スペクトルの振巾
は極大値をとり、有効域に於ける他の周波数に於ては、
該振巾は０に近い。

（２）本発明による音波発生源の出力スペクトルは、第
３７図の如く６〜１２５Ｈｚの範囲で、しかも、有効な
周波数域に於て、比較的なめらかであり、有効信号に対
するノイズ比等の分析値が改善されている。

（３）本発明による音波発生源は一点に集中しているも
のと考えることが出来、単一で、鋭く、巾の狭い衝撃圧
Ｐ。、及び、比較的平坦で、６〜１２５Ｈｚの範囲の出
力スペクトル波形を得ることが出来る。

（４）本発明装置より発生する単一衝撃圧Ｐ。の嵩固瀘
控箭公は一抽住物皿堂者に入っては」Ｌ常に有意義であ
り、接近して発生した事象の判別方法や深度の如何を問
わず、その解決策の改善に寄与している。

（５）前記衝撃圧の低周波数成分は、地球物理学者にと
っては更に重要である。これは、地球の音波吸収量は周
波数の指数関数的に変化するから、即ち、周波数が低け
れば低い程、地球の地震波信号の吸収量は少なくなり、
より深い所まで到達し得るからである。

（６）公知の発生機を本発明の抑止体発生機を使用する
ことなく作動させた時に生ずる出力スペクトルのピーク
地点に比較して、本発明装置により発生する出力スペク
トルのピークは、かなり周波数の低い所に位置しており
、この移行も地球物理学者にとって、極めて有益である
。

次に、音波発生源の配列について以下に言及する。

（１）二次パルスを発生する従来の音波発生源は、一点
集中型発生源でないため、その配列を整合配備する必要
があり、一連の個々の気泡の基中を、その垂直面及び直
交面に於て減少し得る様に、サイズの異なる発生源を利
用しなければならない。

しかしながら、他の方向、特に水平面に於ては、該配列
は調和を欠き、ある方向に於ては、気泡のエネルギーは
増大することになる。

（２）前記とは反対に、本発明による一点集中型高エネ
ルギー発生源は単独使用が可能であるばかりか、数個の
同一発生源を極めて効果的なテーパー状に配列して使用
することも可能である。

（３）公知の音波発生源と違い、本発明による同一サイ
ズの音波発生源を多数配列して使用すれば、整合及び気
泡相互に打ち消し合いをさせる必要性はない。

（４）本発明による発生源を配列して得られる圧力波形
は、個々の発生源の圧力波形と、振巾を除けば、同一形
状である。該配列による圧力波形の振１１は個々の振巾
の総和であり、発生源の使用数をｎとすると、その総エ
ネルギーはｎ２に比例する。

（５）本発明による同一の発生源を多数配列して得た圧
力波形及び出力スペクトル波形は、振巾を除外すれば、
個々の発生源のものと同一であるため、ある発生源が操
作不能になっても、振巾は変化するが、圧力波形及び出
力スペクトル波形は変化しない。

（６）本発明による発生源より発生した鋭い衝撃波はそ
の位相差が小さいため、集められた地震データの解析が
極めて簡略化される。

（７）本発明による同一の地震波発生源をテーパー状に
配列して使用可能であるため、メインテナンスが極めて
簡単であり、地震調査船に・塔載している種々雑多の予
備品に関連する備品問題が緩和される。

（８）従来型配列に於ける従来の単一型空気衝撃銃が破
損すると、配列の調和が乱れ、発生する圧力波形が本質
的に変化するため、この場合、地震調査船を停止させ、
破損した衝撃銃のある配列を水中より引き揚げ、破損し
た衝撃銃を取換え、該配列を水中に再配備し、地震調査
を続ける必要が充１幇　Ｌ小Δプλゼ注ｍ本１−Ｌ、−
ブタ＋すご中弗りなる。

（９）本発明による音波発生源の一つ若しくはそれ以上
が配列されていなくても、配列全体の調和が乱れること
はなく、停船することなく、地震調　。

査を続行し得る。

以上、詳述した如く、本発明による衝撃音波発生源は空
気衝撃銃の様な従来型地震波発生機も使用可能であり、
既存の地震調査船内に於て、大巾に変更する必要もなく
、作動させることが可能である。

又、本発明の音波発生源の製作及び操作費用は従来型の
効果の薄い地震波発生源又はそのシステムを使用した配
列に必要な該費用に比べ、極めて安価であり、操作に必
要なエネルギー面に於ても、同様に本発明の音波発生源
の方がかなり有利である。

更に、本発明による音波発生源が最適状態下で使用され
なくても、気泡は平均的振動をすることになり、二次パ
ルスを発生するが、周波数はかなり低く、振巾もかなり
小さいため、地震の調査記録としてあまり問題にならな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型装置により水中に発生した気泡の振動を
示した図で、第２図は第１図に於ける気泡より発生した
圧力波の圧力／時間の特性曲線で、第３図は本発明装置
により発生した第１及び第２の気泡の挙動を示す図で、
第４図は第３図に於ける気泡より発生した圧力波の圧力
／時間の特性曲線で、第５図は本発明装置の抑止体発生
機に使用されている往復弁の拡大断面図で、第６図乃至
第１Ｉ図は本発明の第一実施例に於ける６態の作動状態
を示す断面図で、第７Ａ図乃至第１１Ａ図は各々第７図
乃至第１１図に於て示される実施例より得られた圧力特
性曲線で、第１２図及び第１４図乃至第１９図は本発明
の第二実施例に於ける６態の作動状態を示す断面図で、
第１３図は第１２図の切断線１３−１３に於ける断面図
で、第１４Ａ図、第１５Ａ図及び第１７Ａ図乃至第１９
Ａ図は各々第１４図、第１５図及び第１７図乃至第１９
図に於て示される実施例より得られた圧力特性曲線で、
第２０図及び第２３図乃至第２７図は本発明の第三実施
例に於ける６態の作動状態を示す断面図で、第２１図及
び第２２図は各々第２０図の切断線２＋−２１及び２２
−２２に於ける断面図で、第２３Ａ図乃至第２７Ａ図は
各々第２３図乃至第２７図に於て示される実施例より得
られた圧力特性曲線で、第２８図は第２０図に示される
地震エネルギー発生源に使用される転向装置の第一実施
例を示し、第２９図に於ける切断線２８−２８の部分断
面を含む図で、第２９図は第２８図の切断線２９−２９
に於ける断面図で、第３０図は第２０図に示される地震
エネルギー発生源に使用される転向装置の第二実施例で
あり、第３１図の切断線３０−３０の部分断面を含む図
で、第３１図は第３０図の切断線３１−３１に於ける断
面図で、第３２図は第２０図に示される地震エネルギー
発生源に使用される転向装置の第三実施例であり、第３
３図の切断線３２−３２の部分断面を含む図で、第３３
図は第３２図の切断線３３に於ける断面図で、第３４図
及び第３５図は各々信号発生機のみを作動させた時の圧
力／時間及び出力スペクトル／周波数の特性曲線で、第
３６図及ぶ第３７図は各々信号発生機及び抑止体発生機
を共に作動させた時の圧力／時間及び出力スペクトル／
周波数の特性曲線で、第３８図は信号発生機のみを１０
秒間隔に作動させた時に発生する気泡を示す図で、第３
９図は第３８図に示される一連の爆発により得られた圧
力特性曲線で、第４０図は本発明による方法に従って信
号発生機及び抑止体発生機を各々ｌＯ秒間隔で作動させ
た時の一連の二重爆発を示す図で、第４１図は第４０図
に示される一連の二重爆発によって得られる圧力特性曲
線である。 １．２−・・気泡、１０・・・信号発生機、１０°ａ、
　１０’ｂ。 、１０°ｃ・・・抑止体発生機、１２．　　Ｉ２’ａ、
　　１２’ｂ。 １２°Ｃ・・・往復弁、１３．１５・・・転向装置、１
４・・・信号室、１４°ａ、１４°ｂ、１４°ｃ・・・
抑止室、＋７．１９，４３，４４．６７・・・オリフィ
ス、２０゜２０°・・・電磁弁、３２．３２’、５６・
・・復帰室、３６・・・遅延室、３９・・・トリガ通路
、４２，４２゜・・・桃山口　！１１９９０．Ｉ−′プ
にノ　ちＱ　　ＭＱ　　ＧＧ６８・・・出口孔、５４・
・・トリガ室、７３．７４・・・ハウジング、Ｇｌ、Ｇ
２・・・ガス。 特許出願人　アドリエン・ピー・パスタ代理人　弁理士
　青　山　葆　ほか２名ＦＩＧ、２Ｂ、　　　　　　　
　　　　　　　ｌ’ｌＧ、３０゜ＦＩＧ、３３

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. （１）低圧力領域に於ける水による爆縮を抑止する方法
   であって、該領域が実質的に最大の時、該領域内に第一
   の爆発を発生させることにより、該領域の水による爆縮
   を抑制し、該領域内に静水圧を確立すると共に、該領域
   の体積がその最大体積の数パーセント以内の範囲にある
   時に、該第一の爆発を開始し、該領域内に静水圧を確立
   すべく制御することを特徴とする方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、該
   第一の爆発以前に該領域は振動しており、該領域が最初
   にその最大体積に達した時、該第一の爆発を発生させる
   ことを特徴とする方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、該
   爆発以前に該領域は振動しており、該領域が第二の振動
   に於ける最大体積に達した時、該爆発を発生させること
   を特徴とする方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項
   に記載の方法であって、該領域は爆発によって発生する
   ことを特徴とする方法。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、該
   領域内に第二の爆発を発生させることにより、該領域周
   囲の水を振動させると共に、該振動は水中に低周波数の
   単一音波信号を発生することを特徴とする方法。
6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の方法であって、該
   第二の爆発は該領域内に於て、第一の爆発に引き続き繰
   り返されることにより、一連の低周波数の単一音波信号
   を発生することを特徴とする方法。
7. （７）水中に衝撃音波信号を発生させる方法であって、
   第一の爆発が水中に発生し、強力な圧力パルス及び極め
   て低圧の領域を生成すると共に、該領域の体積が数パー
   セントの範囲内でその最大値に達している時、第二の爆
   発を発生させ、該領域内に静水圧を確立させることを特
   徴とする方法。
8. （８）特許請求の範囲第７項に記載の方法であって、該
   第一の爆発を高圧圧縮ガスの第一弾を爆発的に噴射する
   ことにより発生させ、水中に強力な音波パルス及び第一
   の気泡を発生させると共に、該第一の気泡が数パーセン
   トの範囲内でその最大体積に達している時、該気泡中に
   高圧圧縮ガスの第二弾を噴射することにより、該第二の
   爆発を引き続き発生させ、これにより該第一の気泡の爆
   縮及びそれに伴う二次パルスの発生を防ぐことを特徴と
   する方法。
9. （９）特許請求の範囲第８項に記載の方法であって、圧
   縮ガスの該第二弾は該第一の気泡が正確にその最大体積
   に達している時、噴射されることを特徴とする方法。
10. （１０）特許請求の範囲第８項、又は、第９項に記載の
    方法であって、該第一の気泡の体積がその最大値の数パ
    ーセントの範囲内にある時に、該第二弾を噴射開始し、
    該第一の気泡内部に静水圧を確立することを特徴とする
    方法。
11. （１１）海洋地震の調査方法であって、第一の爆発を水
    中に於て周期的に発生させて強力な圧力パルス及び極め
    て低圧の領域を生成し、該領域の体積がその最大値の数
    パーセントの範囲内にある時に、第二の爆発を該領域内
    に周期的に発生させて該領域内に静水圧を確立させると
    共に、該爆発によって発生した地震波信号を検出する為
    、地震調査用ストリーマーケーブルを水中に引いている
    ことを特徴とする方法。
12. （１２）特許請求の範囲第１１項に記載の方法であって
    、該第一及び第二の爆発は高圧ガス噴射であることを特
    徴とする方法。
13. （１３）水中に衝撃音波信号を発生させる方法であって
    、低圧領域を水中に発生させ、該領域を水により自由に
    爆縮し得る状態にすることにより該領域を振動させると
    共に、該領域の体積が第二の振動に於ける最大体積の数
    パーセントの範囲内にある時に、第一の爆発を発生させ
    て該領域内に静水圧を確立することを特徴とする方法。
14. （１４）音波発生装置であって、単一音波発生源が水中
    に爆発的に衝撃音波信号を発生し、該音波発生源は、水
    中に強力なパルス及び極めて低圧の膨脹領域を生成する
    為の第一の爆発を発生させる第一手段と、該領域内に静
    水圧を確立する為の第二の爆発を発生させる第二手段と
    、該領域がその最大体積の数パーセントの範囲内にある
    時に該第二の爆発を開始し該領域内に静水圧を確立させ
    る為の制御手段から構成されることを特徴とする装置。
15. （１５）特許請求の範囲第１４項に記載の音波発生装置
    であって、該信号は４オクターブの周波数域にわたり１
    ０ｄＢ以下の実質的に平担な出力スペクトルを有するこ
    とを特徴とする装置。
16. （１６）水中に衝撃音波信号を発生させる為の海洋音波
    発生装置であって、第一速動弁により通常閉止され、そ
    の内部に高圧ガスの第一弾を包含する、水中への排出口
    を備えた信号室と、第二速動弁により通常閉止され、そ
    の内部に高圧ガスの第二弾を包含する、出口通路を備え
    た噴射室と、該第一弁手段を爆発的に開放して該第一弾
    を放出し、水中に衝撃音波信号及び第一の気泡を発生さ
    せ、該気泡がその最大体積の数パーセントの範囲内にあ
    る時に、引続き該第二弁手段を開放し、該噴射室の出口
    孔部より該気泡内に該第二弾を放出する為の制御手段を
    備えたことを特徴とする装置。
17. （１７）特許請求の範囲第１６項に記載の海洋音波発生
    装置であって、該出口孔部は直接水と連通していること
    を特徴とする装置。
18. （１８）特許請求の範囲第１６項に記載の海洋音波発生
    装置であって、該出口通路を介して該信号室及び該噴射
    室を連通させて流体の移動を可能ならしめ、該第一弁手
    段を開放させて該信号室からの該第二弾を該排出口を介
    して該第一の気泡内に放出することを特徴とする装置。
19. （１９）特許請求の範囲第１６項乃至第１８項のいずれ
    か１項に記載の海洋音波発生装置であって、第二弁手段
    は該気泡が実質的にその最大体積を有している時に開放
    されることを特徴とする装置。
20. （２０）特許請求の範囲第１６項乃至第１９項のいずれ
    か１項に記載の海洋音波発生装置であって、該気泡の体
    積がその最大体積の数パーセントの範囲内にある時に、
    該第一弾を該第二弁手段を介して噴射開始し、該気泡内
    に静水圧を確立することを特徴とする装置。
21. （２１）特許請求の範囲第１６項乃至第２０項のいずれ
    か１項に記載の海洋音波発生装置であって、第一弁手段
    は第一空気衝撃銃であり、第二弁手段は第二空気衝撃銃
    であることを特徴とする装置。
22. （２２）特許請求の範囲第２１項に記載の海洋音波発生
    装置であって、該第二弁の該出口孔部が該気泡に包まれ
    ていない時は閉止されていることを特徴とする装置。
23. （２３）特許請求の範囲第１６項乃至第２１項のいずれ
    か１項に記載の海洋音波発生装置であって、転向装置に
    より、該出口孔部から放出された該第二弾は該気泡に向
    けて方向ずけられることを特徴とする装置。
24. （２４）特許請求の範囲第１６項乃至第２２項のいずれ
    か１項に記載の海洋音波発生装置であって、該制御手段
    は空圧式遅延手段を包含することを特徴とする装置。