火花放電による水中衝撃波の発生機構と伝播におけるマイクロバブルの影響

対向した水中の電極間に高電圧の電気エネルギーが印加されると、絶縁破壊前の前駆現象として電極間には数百アンペアの電流が流れるとともに、電気分解とジュール熱により電極周りにはガスが発生する。電極間が微小なガスで満たされるとガス周囲の電界強度は高まり電極間は火花放電により橋絡する。水中で火花放電が発生すると高温の放電火花により周囲媒体の水は突発的に蒸発し、水蒸気の膨張により衝撃波が発生する。本研究では、水中電極間にあらかじめマイクロバブルを浮遊させ、電気放電に絶縁破壊特性と衝撃波の伝播特性について調査した。実験により電極間のマイクロバブルにより絶縁破壊前の前駆現象は短縮され、絶縁破壊が誘引され、前駆現象にかかるエネルギー損失の低下がみられた。また、発生した衝撃波はマイクロバブルに作用し、マイクロバブルの圧壊と圧壊による衝撃波の生成が引き起こされることも明らかとなった。しかし、伝播媒体におけるマイクロバブルは伝播過程における損失となり、誘発される衝撃波と伝播後の衝撃波強度は著しく低く、その利用は困難であった。

対向した水中の電極間に高電圧の電気エネルギーが印加されると、絶縁破壊前の前駆現象として電極間には数百アンペアの電流が流れるとともに、電気分解とジュール熱により電極周りにはガスが発生する。電極間が微小なガスで満たされるとガス周囲の電界強度は高まり電極間は火花放電により橋絡する。水中で火花放電が発生すると高温の放電火花により周囲媒体の水は突発的に蒸発し、水蒸気の膨張により衝撃波が発生する。本研究では、水中電極間にあらかじめマイクロバブルを浮遊させ、電気放電に絶縁破壊特性と衝撃波の伝播特性について調査した。実験により電極間のマイクロバブルにより絶縁破壊前の前駆現象は短縮され、絶縁破壊が誘引され、前駆現象にかかるエネルギー損失の低下がみられた。また、発生した衝撃波はマイクロバブルに作用し、マイクロバブルの圧壊と圧壊による衝撃波の生成が引き起こされることも明らかとなった。しかし、伝播媒体におけるマイクロバブルは伝播過程における損失となり、誘発される衝撃波と伝播後の衝撃波強度は著しく低く、その利用は困難であった。