爆轟波発生装置
【課題】容易にスロート部を交換可能な爆轟波発生装置を提供する。
【解決手段】爆轟波発生装置１の爆轟波発生器７Ａは、同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒９Ａと、燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側に形成された予混合室１１ａ内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル１２および噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔１７ａ，１７ｂを有する燃焼筒基部８と、予混合室１１ａ内に突出させ、燃焼筒９Ａで熱交換されて加熱された空気を冷却空気流通路２４Ａから噴出させ予混合室１１ａ内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂと、燃焼筒先端９ｆ側に設けられ、スロート部２９を形成した燃焼筒開口端部１０Ａと、点火器２１と、を備えている。燃焼筒開口端部１０Ａは、燃焼筒９Ａの冷却空気流通路２３Ａ，２４Ａと連通する冷却空気流通路２３Ｂ，２４Ｂを有し、フランジ９ｄ，１０ｅにより燃焼筒先端９ｆと着脱自在である。
【解決手段】爆轟波発生装置１の爆轟波発生器７Ａは、同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒９Ａと、燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側に形成された予混合室１１ａ内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル１２および噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔１７ａ，１７ｂを有する燃焼筒基部８と、予混合室１１ａ内に突出させ、燃焼筒９Ａで熱交換されて加熱された空気を冷却空気流通路２４Ａから噴出させ予混合室１１ａ内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂと、燃焼筒先端９ｆ側に設けられ、スロート部２９を形成した燃焼筒開口端部１０Ａと、点火器２１と、を備えている。燃焼筒開口端部１０Ａは、燃焼筒９Ａの冷却空気流通路２３Ａ，２４Ａと連通する冷却空気流通路２３Ｂ，２４Ｂを有し、フランジ９ｄ，１０ｅにより燃焼筒先端９ｆと着脱自在である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と空気の混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、その爆轟波により発生された衝撃波を被処理物に当てて、被処理物を高温高圧化して破砕燃焼処理するための爆轟波発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料と酸化剤との混合物に着火することにより爆轟波を発生させ、その爆轟波を利用して高圧の衝撃液圧を得る装置として、特許文献１に記載の衝撃液圧発生装置がある。この衝撃液圧発生装置は、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃焼室と、気体燃料であるプロパンと酸化剤である酸素の供給を受けて点火栓による点火を行う着火室と、着火室から分岐して延びた燃焼室の一端部へ連有する路程の等しい複数の誘導路と、燃焼室の最小断面積部である他端部の開口に接続された液圧室をと、を備えている。
また、特許文献２には、燃料として液体燃料を用い、液体燃料を予蒸発させてから酸化剤と混合して用いる特許文献１と同じ構造の爆轟発生装置が記載されている。
【０００３】
特許文献３には、一端が閉塞され、他端が爆轟波を与える対象の容器に連通し、開放された円筒形の燃焼室を有するパルスデトネーション燃焼器清浄化装置の技術が記載されている。このパルスデトネーション燃焼器清浄化装置では、燃焼室の一端側から燃料と空気を供給し、燃焼室内周面の一端寄りに配した点火装置で燃料と空気の混合気に点火し、軸方向に多段に設けられた障害物により火炎が爆轟波へと加速する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２８５５４９号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４１９８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２において燃焼室の冷却については、水冷ジャケットで冷却することが考えられており、燃料供給系と、酸化剤または空気供給系の他に、冷却系も設ける必要があり、より複雑な爆轟波発生装置となる。
また、爆轟波を被処理物、例えば、家庭ごみ、養殖牡蠣などの廃棄貝殻などに衝撃波を当てて加熱粉砕する処理の場合、被処理物に応じて当てる衝撃波のエネルギを調節するため、または、毎秒当たりの爆轟波の発生率に応じてスロート部の冷却を適正化するため、スロート部の絞り度合いを変える必要がある。また、スロート部が摩耗したときに、スロート部を容易に交換可能にする必要がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、円筒状の燃焼室の他端部側にスロート部を設けた爆轟波発生装置において、容易にスロート部を交換可能な爆轟波発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するため、本発明の爆轟波発生装置は、外周に空気供給と熱交換を兼ねた空気供給路を有する同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒と、燃焼筒の一端側に形成された予混合室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルおよび噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔を有する燃焼筒基部と、さらに、燃焼筒の予混合室内に面した内周面から径方向内側に突出させ、燃焼筒で熱交換されて加熱された空気を空気供給路から噴出させ予混合室内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズルと、燃焼筒の他端側に設けられ、スロート部を形成した燃焼筒開口端部と、燃料−空気の混合気に着火する着火手段と、を備え、周期的に爆轟波を発生させて被処理物に高温高圧の衝撃波を当てる爆轟波発生装置であって、着火手段は、空気噴出ノズルよりも燃焼筒開口端部側に配置され、燃焼筒開口端部は、燃焼筒の空気供給路と連通する冷却用の空気流通路を有し、着脱手段により燃焼筒の他端と着脱自在であることを特徴とする。
【０００８】
特に、着脱手段は、階段断隔螺式の締結機構を有し、燃焼筒開口端部を燃焼筒他端に容易に締結できることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、燃焼筒開口端部を交換して被処理物に当てる衝撃波のエネルギを容易に変更可能であり、また、爆轟波の毎秒当たりの発生回数を増やす場合は、スロート部の絞り度合いを小さくした、スロート部の温度が上がり過ぎないような燃焼筒開口端部に容易に交換可能である。また、スロート部が摩耗した場合に、容易にスロート部を含む燃焼筒開口端部だけを交換することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円筒状の燃焼室の端部側にスロート部を設けた爆轟波発生装置において、容易にスロート部を交換可能な爆轟波発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る爆轟波発生装置の全体概要図である。
【図２】爆轟波発生器の燃焼筒基部側を示す縦断面図である。
【図３】爆轟波発生器の作動行程の説明図であり、（ａ）は、燃料噴射行程の説明図、（ｂ）は、燃料噴射行程終了直後の点火行程の説明図、（ｃ）は、爆轟波が点火器から中心軸Ｌに沿って両側に進行する第１の爆轟波進行行程の説明図、（ｄ）は、燃焼筒基部側に向かった爆轟波が反射して、反射衝撃波と爆轟波が２重になってスロート部に向かって進行する第２の爆轟波進行行程の説明図、（ｅ）は、爆轟波がノズル部に達しスロート部で衝撃波を発生させ、強力な衝撃波を発生させる多重衝撃波発生行程の説明図、（ｆ）は、強力な衝撃波がノズル部を通過して被処理物に向かう衝撃波送出行程の説明図、（ｇ）は、加圧空気を流して燃焼筒基部や内筒などを冷却し、既燃ガスを排出する排気行程の説明図である。
【図４】単純な円筒管のモデルの爆轟波発生器における各行程のサイクルの圧力温度分布説明図であり、（ａ），（ｂ）は、爆轟波進行行程の圧力温度分布説明図、（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、排気行程の圧力温度分布説明図である。
【図５】変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の縦断面図である。
【図６】変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の図５におけるＡ矢視の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の好適な実施形態である爆轟波発生装置を例に、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
《爆轟波発生装置の全体概要》
まず、図１を参照しながら爆轟波発生装置の全体概要について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る爆轟波発生装置の全体概要図である。
爆轟波発生装置１は、燃料供給系３、空気供給系５、点火系６、爆轟波発生器７Ａ、制御盤１００を含んで構成される。
【００１３】
（制御盤）
ここで、制御盤１００は、図示省略するがマイクロコンピュータ、インターフェース回路などから構成されるＥＣＵ（Electric Control Unit）１０１を有し、また、図示省略の運転開始ボタン、運転停止ボタン、運転開始ボタンまたは運転停止ボタンの操作によって燃料供給系３の後記する昇圧ポンプ３６を駆動するモータ３５への電源をオン／オフしたり、後記する空気供給系５のエアコンプレッサ５１への電源をオン／オフしたり、後記する点火系６のイグナイタユニット６１への電源をオン／オフしたりする、シーケンス制御コントローラや、モータコントローラやスイッチ回路などを含んでいる。
【００１４】
さらに、制御盤１００には、後記する各種センサ（空気圧センサＳPA1，ＳPA2、圧力センサＳPF、空気流量センサＳFAなど）からのデータを表示する図示しない表示装置、爆轟波発生器７Ａに１秒間に発生させる爆轟波の回数、つまり、爆轟波発生率を操作者が設定できる、図示しないパルスレート設定ダイヤル、爆轟波の強度を操作者が設定できる図示しない爆発力設定ダイヤルなどの爆轟波発生率設定手段、爆轟波エネルギ設定手段が設けられ、その設定信号がＥＣＵ１０１に入力される。
ＥＣＵ１０１は、後記する各種センサ（空気圧センサＳPA1，ＳPA2、圧力センサＳPF、空気流量センサＳFAなど）からの信号を入力され、爆轟波発生率設定手段で設定された爆轟波発生率に対応するように、燃料供給系３の後記する流量調節弁４１、空気供給系５の流量調節弁５３、点火系６のイグナイタユニット６１を制御する。
【００１５】
（燃料供給系）
燃料供給系３は、燃料タンク３１、燃料供給元管３２、フィルタ３３、流量調節弁３４、モータ３５、昇圧ポンプ３６、圧力ヘッダ３７、圧力調整弁３８、戻り配管３９、燃料噴射供給管４０、流量調節弁４１、逆止弁４２含んで構成される。
燃料タンク３１に貯留された液体燃料、例えば、灯油は、燃料供給元管３２に直列に配されたフィルタ３３、並行に配置された逆止弁を有する流量調節弁３４、モータ３５に駆動される昇圧ポンプ３６を経て、圧力ヘッダ３７に所定の圧力にて蓄圧貯留される。フィルタ３３には、図示省略の差圧センサが設けられ、その信号がＥＣＵ１０１に入力されて、ＥＣＵ１０１がフィルタ３３や昇圧ポンプ３６の異常（燃料供給量低）を検出し、前記した制御盤１００の表示装置に警告表示できるようになっている。
【００１６】
モータ３５は、制御盤１００の前記した運転開始ボタン、運転停止ボタンを操作員が操作することにより、シーケンス制御で自動的に電源のオン／オフを制御され、電源オン状態では、ほぼ定速回転のモータである。従って、爆轟波発生率設定手段で設定された爆轟波発生率に応じて、ＥＣＵ１０１は、流量調節弁３４を制御して、単位時間当たりに圧力ヘッダ３７に充填する燃料の量を制御することにより、後記する圧力センサＳPFと圧力調整弁３８による圧力ヘッダ圧の目標圧力への圧力制御と協調動作させる。
【００１７】
圧力ヘッダ３７には、ヘッダ圧を検出する圧力センサＳPFが設けられ、そのヘッダ圧信号は制御盤１００のＥＣＵ１０１に出力される。ＥＣＵ１０１は、圧力ヘッダ３７と燃料タンク３１とを接続する戻り配管３９の途中に配置された圧力調整弁３８により圧力ヘッダ圧を、所定の圧力、例えば、ゲージ圧表示で０．７８５ＭＰａ（約８ｋｇｆ／ｃｍ2）に制御する。
【００１８】
また、圧力ヘッダ３７は、流量調節弁４１と逆止弁４２を直列に配した燃料噴射供給管４０により、爆轟波発生器７Ａの後記する燃料噴射ノズル１２に連通するように構成されており、ＥＣＵ１０１に流量調節弁４１が開閉制御されて、爆轟波発生器７Ａの後記する予混合室１１ａに燃料を噴射可能になっている。
このようにＥＣＵ１０１が圧力ヘッダ圧をほぼ一定に維持制御し、流量調節弁４１の開のタイミングや開時間を制御することで、爆轟波発生器７Ａ内に所定タイミングで所要量の燃料を噴射するように制御できる。
なお、流量調節弁４１として、自動車用エンジンで使用されているような高速開閉が可能な燃料インジェクタを用いても良い。その場合、弁のシフト量で流量調節しても良いが、燃料インジェクタを複数個並列に配置し、開制御する燃料インジェクタの個数で流量制御するようにしても良い。このようにすれば、高速応答の流量調節弁４１が実現できる。
【００１９】
（空気供給系）
空気供給系５は、蓄圧タンク５１ａ付きのエアコンプレッサ５１、空気供給管５２、空気供給管５２に設けられた空気流量センサＳFA、空気圧センサＳPA1、流量調節弁５３、逆止弁５４含んで構成される。
【００２０】
エアコンプレッサ５１の蓄圧タンク５１ａには、空気圧センサＳPA2が設けられ、その信号がエアコンプレッサ５１の図示しないコントローラに入力され、蓄圧タンク５１ａの空気圧をエアコンプレッサ５１側で所定の範囲に維持する。
空気流量センサＳFAの空気流量信号および空気圧センサＳPA1の圧力信号は、制御盤１００のＥＣＵ１０１に出力され、流量調節弁５３の開度は、空気流量センサＳFAの空気流量信号および空気圧センサＳPA1の圧力信号にもとづきＥＣＵ１０１により制御される。
図１に示すように、流量調節弁５３、逆止弁５４を経た加圧空気は、爆轟波発生器７Ａの後記する加圧空気入口１３へ導かれる。
そして、ＥＣＵ１０１は、空気圧センサＳPA1の圧力信号、空気流量センサＳFAの空気流量信号、圧力センサＳPFからのヘッダ圧信号にもとづいて、空燃比として適切な空気量を算出し、爆轟波発生器７Ａの後記する燃焼室１１に燃料噴射行程における所要量の空気を噴射するように制御できる。
【００２１】
（点火系）
点火系６は、制御盤１００から電源を供給され、ＥＣＵ１０１に制御されるイグナイタユニット６１と、点火器（着火手段）２１から構成される。イグナイタユニット６１は、例えば、イグニッションコイルの一次側を通る直流電流を、トランジスタを介して流し、トランジスタにより一次側電流を遮断してイグニッションコイルの二次側に高電圧を発生させ、高電圧コード６３を介して、後記する燃焼室１１内に保持固定してある点火器２１に伝え、点火器２１に火花放電を起こさせる。
イグナイタユニット６１における高電圧の発生タイミングはＥＣＵ１０１から入力される点火信号により制御される。
点火器２１を爆轟波発生器７Ａ内に設ける位置についての説明は、後記する。
【００２２】
《爆轟波発生器》
次に、図１、図２を参照しながら爆轟波発生器７Ａの構造について説明する。図２は、爆轟波発生器の燃焼筒基部側を示す縦断面図である。
爆轟波発生器７Ａは、燃焼筒基部８、燃焼筒９Ａ、燃焼筒開口端部１０Ａから主に構成されている。爆轟波発生器７Ａは、中心軸Ｌ沿って燃焼室１１を有する全体がほぼ円筒状の高温高圧に耐える筒体である燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側を燃焼筒基部８で閉じ、燃焼筒先端９ｆにスロート部２９を有する燃焼筒開口端部１０Ａを脱着可能に接続して、開口端としたものである。以下に、各部の詳細な構造と作用を説明する。
ここで、燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側が特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の一端側」に対応し、燃焼筒９Ａの燃焼筒先端９ｆ側が特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の他端側」に対応し、燃焼筒先端９ｆが特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の他端」に対応する。
（燃焼筒基部）
燃焼筒基部８は、図２に示すように、主に、円盤フランジ状の入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、および中間基板１５の内部にほぼ格納される円環カラー１７から構成される。
（燃焼筒基部−入口基板）
図２において、入口基板１４の中心部に燃料噴射ノズル１２が、その多数の噴射孔１２ａを下方に向けて取り付けられている。入口基板１４の中心部の上面には燃料噴射ノズル１２の噴射孔１２ａに連通する燃料入口ノズル１２ｂが取り付けられ、燃料噴射供給管４０（図１参照）と接続される。
【００２３】
図２において入口基板１４の中心部から径方向外側に外れた位置に、中心軸Ｌに並行方向に空気通路孔１４ｂが設けられ、その上面の加圧空気入口１３に加圧空気入口ノズル１３ａが取り付けられ、空気供給管５２（図１参照）と接続される。
入口基板１４の図２における下面側には内径Ｄ１、外径Ｄ２の環状溝形状の位置決め凹部１４ｃが形成されており、その位置決め凹部１４ｃの径方向外方側が空気室１８の一部を構成し、空気通路孔１４ｂと連通している。また、入口基板１４の径方向外端近傍に周方向に複数のボルト孔１４ａが設けられている。
【００２４】
（燃焼筒基部−中間基板）
中間基板１５は、環状体の形状であり、前記した位置決め凹部１４ｃの外径Ｄ２と同一値の内径の円盤状の内部空所を有している。また、中間基板１５の径方向外端近傍に周方向に数のボルト孔１５ａが設けられている。
燃焼筒取り付け基板１６は、中心部に内径Ｄ１の空所を形成したほぼ環状体の形状であり、図２における上面側には、外径Ｄ３の浅い環状溝形状の位置決め凹部１６ｃが形成されている。
【００２５】
（燃焼筒基部−円環カラー）
そして、入口基板１４の位置決め凹部１４ｃの内径Ｄ１と同一値の内径であり、燃焼筒取り付け基板１６の位置決め凹部１６ｃの外径Ｄ３と同一値の外径の、ほぼ環状体の円環カラー１７が、入口基板１４の位置決め凹部１４ｃと燃焼筒取り付け基板１６の位置決め凹部１６ｃとで位置決めされて、入口基板１４と燃焼筒取り付け基板１６との図２における上下方向の間に挟みこまれて固定される。
円環カラー１７には、周方向に中心軸Ｌの周りに１方向に噴出空気の旋回流を形成するように、円環カラー１７の外周面から内周面に貫通し、中心軸Ｌに対して周方向にねじりの位置関係にある、例えば、特許第３７２０８３４４号公報の図２に示されている「小孔９」よりも中心軸Ｌ近傍手前側に向けて配設された空気噴射孔１７ａ，１７ｂが設けられている。
【００２６】
また、図２における円環カラー１７の上面および上面側の内周面、並びに、図２における円環カラー１７の下面および下面側の外周面には空気通路溝１７ｃが、空気室１８から円環カラー１７の内周面側に連通し、入口基板１４、燃焼筒取り付け基板１６を冷却するようになっている。
【００２７】
なお、空気噴射孔１７ａは、図２における下向きに、空気噴射孔１７ｂは、図２における上向きに、噴射孔１２ａから微小液滴で霧状に噴射される燃料を、上下方向から挟んで攪拌するように配置されている。
このような配置により、噴射孔１２ａから噴射された燃料の液滴が効率的に空気と均一に混合するとともに、攪拌されてより微細な燃料液滴にするとともに、後記する排気行程において燃料噴射ノズル１２を効率的に冷却するように構成されている。
ちなみに、空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃから噴出される空気量は、理想状態の空燃比に必要な空気量の、例えば、３０％を賄う量である。
【００２８】
（燃焼筒基部−燃焼筒取り付け基板）
円環カラー１７の外周面と、中間基板１５の内径Ｄ２の内周面、および入口基板１４の位置決め凹部１４ｃの外径Ｄ２の溝壁面との間に形成される環状の空気室１８は、燃焼筒取り付け基板１６に周方向に多数配列され、中心軸Ｌ方向に穿かれた空気通路孔１６ｂと連通している。
燃焼筒取り付け基板１６の図２における下面側には、燃焼筒９Ａの内筒９ａを位置決めする溝部１６ｄ、中筒９ｃを位置決めする段差部１６ｅ、外筒を位置決めする段差部１６ｆが設けられ、溶接によって燃焼筒取り付け基板１６と内筒９ａ、中筒９ｃ、外筒９ｂそれぞれとが接続固定されている。また、燃焼筒取り付け基板１６の径方向外端近傍に周方向に複数のボルト孔１６ａが設けられている。
【００２９】
燃焼筒基部８は、円環カラー１７を入口基板１４と燃焼筒取り付け基板１６の上下間に挟み込み、ボルト孔１４ａ，１９ａ，１５ｂ，１９ａ，１６ａが連通するように入口基板１４、ガスケット１９、中間基板１５、ガスケット１９、燃焼筒取り付け基板１６の順に重ね合わせ、締結ボルト２０を挿通させてボルトナット締結することにより組み立てられる。
ちなみに、ガスケット１９は、ボルト孔１４ａ，１５ｂ，１６ａに対応した位置にボルト孔１９ａを有している。
【００３０】
（燃焼筒）
燃焼筒９Ａは、内筒９ａの外周側に所定の距離を離間して、中筒９ｃを内筒９ａと同軸に配置して冷却空気流通路（空気供給路）２４Ａを形成し、さらに、中筒９ｃの外周側に所定の距離を離間して、冷却空気流通路（空気供給路）２３Ａを形成し、外筒９ｂを内筒９ａと同軸に配置した、同軸の直管のほぼ３重筒状体として構成され、その燃焼筒基部８側（一端側）の端部が前記したように燃焼筒取り付け基板１６に固定溶接されている。
図１に示すように燃焼筒先端９ｆ側（他端側）の外筒先端９ｂFにフランジ９ｄが設けられている。
なお、燃焼筒先端９ｆ側の内筒９ａと中筒９ｃとの離間距離、中筒９ｃと外筒９ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００３１】
内筒９ａの燃焼筒基部８側（一端側）には、冷却空気流通路２４Ａの空気を燃焼室１１の燃焼筒基部８側の空間である予混合室１１ａ内に吐出させるための小孔の空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂを内周面からノズル先を突出させて、周方向に多数の配置してある。図２における上段側の空気噴出ノズル２５Ａは、中心軸Ｌ方向の下方側に傾け、さらに、前記した空気噴射孔１７ａと同様の周方向の向きに傾けて配置されている。図２における下段側の空気噴出ノズル２５Ｂは、中心軸Ｌに垂直な平面内で、前記した空気噴射孔１７ａと同様の周方向の向きに傾けて配置されている。
この空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂにより燃料を、冷却空気流通路２４Ｂ（図１参照）冷却空気流通路２４Ａを経由する間に後記するスロート部内筒１０ａや内筒９ａを冷却して加熱された高温空気で一様に混合する。この空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴射される空気量は理想状態の空燃比に必要な空気の残り、例えば、７０％程度である。
【００３２】
前記した点火器２１は、図２における空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂの位置よりも下方（燃焼筒開口端部１０Ａ側）に点火器支持構造２２を介して内筒９ａに取り付けられる。
なお、点火器２１まで高電圧を供給する爆轟波発生器７Ａ内部のケーブル６４は、例えば、ステンレス鋼チューブ内に絶縁材としての酸化マグネシウム用い、銅などの導電材をステンレス鋼チューブと酸化マグネシウムで離間させて挿入する形式である。
入口基板１４の図２における下面側から点火器２１を配した位置までの中心軸Ｌに沿った燃焼室１１の区間、例えば、約２００ｍｍの区間を、燃焼室１１中でも、燃料と空気の混合を促進する領域として予混合室１１ａと称する。約２００ｍｍの区間があれば、まず最初の約１００ｍｍの区間で燃料噴射ノズル１２から噴射された燃料の霧滴と、空気噴射孔１７ａ，１７ｂからの必要量の約３０％の空気で攪拌混合された燃料−空気の混合気体を、さらに、次に約１００ミリの区間で、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴出させる必要量の残り約７０％の空気により均一に攪拌混合でき、点火器２１の強力な放電火花で点火したときに、直ちにデフラグレーション（Deflagration）から爆轟（Detonation）に移行させて（Direct Initiation）、爆轟波を生じさせることができる。
【００３３】
なお、内筒９ａの空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂの配置された位置よりも中心軸Ｌの図２における下方側（燃焼筒下端側）には、周方向に多数、また、中心軸Ｌに沿って多段に中心軸Ｌに直角に向くように空気漏洩小孔（冷却空気孔）２７を穿ち、内筒９ａを空気冷却する。空気漏洩小孔２７は、入口基板１４の図２おける下面から所定距離（図１参照）の領域ＬＦに配置する。これは、燃焼室１１内の燃料−空気の混合気に着火する時点までに燃料−空気の混合気が達する最大前面位置である。これは、爆轟波が伝播する過程で燃料−空気の混合気が未燃のままスロート部から外部へ押し出され、未燃のまま放出されてしまうことを抑制するために予め計算によって算出設定するものである。
【００３４】
（燃焼筒開口端部）
図１に示すように燃焼筒開口端部１０Ａは、フランジ１０ｅに一端側を溶接固定されたスロート部外筒１０ｂの内周側に所定の距離を離間して、スロート部中筒１０ｃをスロート部外筒１０ｂと同軸に配置して冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）２３Ｂを形成し、さらに、スロート部中筒１０ｃの内周側に所定の距離を離間して、スロート部内筒１０ａをスロート部中筒１０ｃと同軸に配置し冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）２４Ｂを形成した、同軸のほぼ３重筒状体として構成され、それらスロート部内筒１０ａ、スロート部外筒１０ｂの先端側（図１における下端側）が端板１０ｄに固定溶接されている。
燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａは、図１における下端側（先端側）が狭まり、スロート部２９を形成した後、開口１０ａO有する開口端となっている。
なお、スロート部内筒１０ａとスロート部中筒１０ｃとの離間距離、スロート部中筒１０ｃとスロート部外筒１０ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００３５】
図１に示すように、フランジ９ｄとフランジ１０ｅをボルトナット締結すると、内筒先端９ａFの端面とスロート部内筒１０ａの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接し、中筒先端９ｃFの端面とスロート部中筒１０ｃの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接し、外筒先端９ｂFの端面とスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接する。そして、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂが連通し、同時に冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂが連通し、端板１０ｄの中心軸Ｌ方向手前で途切れているスロート部中筒１０ｃの連通部１０ｆにおいて、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂを通過した空気が、冷却空気流通路２４Ｂ，２４Ａと図１において上方に戻り、スロート部内筒１０ａ、内筒９ａを冷却して、一部は内筒９ａの空気漏洩小孔２７から燃焼室１１内に噴出し、内筒９ａの壁面が高温になるのを抑制し、大部分は空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから予混合室１１ａに加熱された空気として噴射される。
フランジ９ｄ，１０ｅの間には適切なシールガスケットを介設する。
【００３６】
なお、特に、入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、円環カラー１７、内筒９ａ、スロート部内筒１０ａの部材としては耐熱ステンレス鋼が適し、高温ガスと接する面には少なくともアルマ加工を施す。また、入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、内筒９ａ、スロート部内筒１０ａ、スロート部外筒１０ｂなどは、爆轟波を発生させたときの内圧により変形しないような耐圧強度を有する厚さ設計とする。
【００３７】
《作動行程》
次に、図３、図４を参照しながら爆轟波発生器７Ａにおける作動行程について説明する。図３は、爆轟波発生器の作動行程の説明図であり、（ａ）は、燃料噴射行程の説明図、（ｂ）は、燃料噴射行程終了直後の点火行程の説明図、（ｃ）は、爆轟波が点火器から中心軸Ｌに沿って両側に進行する第１の爆轟波進行行程の説明図、（ｄ）は、燃焼筒基部側に向かった爆轟波が反射して、反射衝撃波と爆轟波が２重になってスロート部に向かって進行する第２の爆轟波進行行程の説明図、（ｅ）は、爆轟波がノズル部に達しスロート部で衝撃波を発生させ、強力な衝撃波を発生させる多重衝撃波発生行程の説明図、（ｆ）は、強力な衝撃波がノズル部を通過して被処理物に向かう衝撃波送出行程の説明図、（ｇ）は、加圧空気を流して燃焼筒基部や内筒などを冷却し、既燃ガスを排出する排気行程の説明図である。
【００３８】
（燃料噴射行程）
図３の（ａ）に示すように、燃料噴射行程は、前サイクルの排気行程に続いて、燃料噴射ノズル１２の噴射孔１２ａ（図２参照）から燃料を噴射するとともに、空気噴射孔１７ａ，１７ｂや空気通路溝１７ｃや空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから加圧空気を噴射する。これを「燃料噴射行程」と称する。
なお、空燃比がほぼ理想状態となるように、燃料と空気のそれぞれ噴射率は予め設定され、ＥＣＵ１０１が流量調節弁４１、流量調節弁５３の開度を設定する。燃料の噴射率（ｇ／秒）は、圧力ヘッダ３７の一定に調圧されたヘッダ圧と流量調節弁４１の開度のみで予め一定に決められており、この燃料噴射は、図３の（ｂ）に示す前記した領域ＬＦ内の所定目標位置に斜線で示す燃料−空気の混合気ＭＦＡのフロント面ＦＳが到達するまで一定流量で保持され、フロント面ＦＳが目標位置に到達したと推定されるタイミングで流量調節弁４１を閉制御される（図３の（ｂ）ではフロント面ＦＳの目標位置が領域ＬＦ一杯の場合で表示）。
【００３９】
なお、フロント面ＦＳの所定目標位置に到達した推定される時間は、以下のように決められる。まず、燃料噴射ノズル１２から噴射される燃料の噴射率（ｇ／秒）は、流量調節弁４１の開度により一意に決まり、その燃料噴射が開始された時点から燃料噴射が終わるまでの時間に、予混合室１１ａ内に空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃ、および空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴射される空気量に依存してフロント面ＦＳの位置が決まる。そして、フロント面ＦＳの位置までの容積に含まれる燃料量に応じて爆轟波のエネルギが決まる。
【００４０】
従って、例えば、燃料の噴射率（ｇ／秒）が所定値で一定の場合は、操作者が設定した前記した制御盤１００（図１参照）の図示しない爆発力設定ダイヤルの設定に応じて燃料噴射開始から終了までの時間が、ＥＣＵ１０１においてメモリに記憶させてある、爆轟波の強度と燃料の噴射率をパラメータとした燃料噴射時間マップを参照して決められる。次いで、ＥＣＵ１０１において、（燃料の噴射率）×（噴射時間）で算出される燃料噴射量に応じた理想空燃比を実現する空気量を燃料噴射時間内に供給できるための空気噴射率（基準圧力換算の空気体積における流量（リットル／秒））を算出し、空気圧センサＳPA1と空気流量センサＳFAから、基準圧力で算出された前記空気噴射率を、現在の検出された空気圧に換算した空気流量（リットル／秒）を算出して、流量調節弁５３の開度を制御する。
【００４１】
その後、ＥＣＵ１０１において、メモリに記憶させてある、基準圧力で算出された前記空気噴射率と、燃料の噴射時間とをパラメータとしたフロント面位置算出マップを参照してフロント面目標位置が決まる。ＥＣＵ１０１は、フロント面目標位置が領域ＬＦ内に入るように燃料の噴射率と噴射時間の組み合わせを設定する。このように燃料噴射と空気噴射を制御することによって、ほぼ燃料噴射が終了した時点で点火器２１を作動させれば、適切なタイミングで燃料−空気の混合気ＭＦＡに点火できることになる。
【００４２】
（点火行程）
図３の（ｂ）に示すように、燃料噴射が終了したタイミングで、点火器２１がＥＣＵ１０１に制御されて混合気ＭＦＡに点火する。これを「点火行程」と称する。このとき混合気ＭＦＡのフロント面ＦＳは領域ＬＦ内に留まっている。
【００４３】
（第１の爆轟波進行行程）
混合気ＭＦＡに点火すると、図３の（ｃ）に示すように、混合気ＭＦＡは着火し、爆轟波ＤＷＳ１は、燃焼筒開口端部１０Ａ（図１参照）側へ進行し、爆轟波ＤＷＳ２が燃焼筒基部８側（図１参照）へ進行する。これを「第１の爆轟波進行行程」と称する。
このとき、燃焼室１１の内圧は爆轟波ＤＷＳ１，ＤＷＳ２それぞれの進行方向の背後で急激に高まり、その圧力が燃料噴射ノズル１２を介して燃料噴射供給管４０、逆止弁４２へと伝わり、逆止弁４２がそれより上流の燃料供給系３への圧力伝播を阻止する。それと同時に、おもに空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気室１８、空気通路孔１４ｂを介して空気供給管５２、逆止弁５４へと伝わり、逆止弁５４がそれより上流の空気供給系５への圧力伝播を阻止する。
【００４４】
なお、燃焼室１１で急激に高まった内圧は、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから、冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｂ，２３Ａ，空気通路孔１６ｂ、空気室１８、空気通路孔１４ｂを介して空気供給管５２、逆止弁５４へも伝わる。
この結果、流量調節弁４１，５３の衝撃による破損が防止できる。
【００４５】
（第２の爆轟波進行行程）
そして、図３の（ｄ）に示すように、爆轟波ＤＷＳ２が燃焼筒基部８側で反射して反射衝撃波ＲＳＷとなり、燃焼筒開口端部１０Ａ（図１参照）側へ進行中の爆轟波ＤＷＳ２を追いかける形となる。これを、「第２の爆轟波進行行程」と称する。
（多重衝撃波発生行程）
爆轟波ＤＷＳ２、反射衝撃波ＲＳＷは、燃焼筒開口端部１０Ａ側に進行を続け、図３の（ｅ）に示すように、爆轟波ＤＷＳ２がスロート部２９を通過するときにスロート部２９の壁から斜めに発生する複数の斜め衝撃波ＳＷを生じさせる。この斜め衝撃波ＳＷは、スロート部２９を通過する時に干渉し合い、干渉後に生成される斜め衝撃波は、流線がほぼ一様になるようにジェット噴流中に複数のダイヤモンド・ショックと謂われる垂直衝撃波ＤＳＷ（以下、「ダイヤモンド・ショックＤＳＷ」と称する）を伴って被処理物に進む（図３の（ｅ）では、１つのダイヤモンド・ショックＤＳＷが代表的に表示してある）。これを、「多重衝撃波発生行程」と称する。
【００４６】
（衝撃波送出行程）
さらに、この斜め衝撃波ＳＷと反射衝撃波ＲＳＷは重なり合い、より強力な斜め衝撃波ＳＷとなって、図３の（ｆ）に示すようにスロート部２９を通過する時に干渉し合い、複数のダイヤモンド・ショックＤＳＷを伴って被処理物に進む（図３の（ｆ）では、１つのダイヤモンド・ショックＤＳＷが代表的に表示してある）。これを、「衝撃波送出行程」と称する。
このように生じる複数の連続するダイヤモンド・ショックＤＳＷが被処理物に当てられると、断熱圧縮現象を被処理物に生じさせ、被処理物を一瞬にして高温高圧にし、例えば、３０００°Ｋにまで高温にし、非処理物が分解処理される。例えば、養殖貝の実を取り除いた残りの貝殻である産業廃棄物や、火力発電所の海水取り入れ口などに付着するムラサキイガイ、ミドリイガイ、アカフジツボなどの貝類や、管棲多毛類などからなる産業廃棄物を水分やたんぱく質を含んだ状態でダイヤモンド・ショックＤＳＷに当てて高温高圧処理して、しかも、臭い成分も分解して無臭処理できる。
【００４７】
（排気行程）
その後、燃焼室１１内の圧力は低下し、逆止弁５４における流量調節弁５３からの圧力が打ち克つと逆止弁５４が開状態になり、所定時間に亘って加圧空気が流され、空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃにより燃焼筒基部８や燃料噴射ノズル１２を冷却し、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂや空気漏洩小孔２７により内筒９ａ、スロート部内筒１０ａなどを冷却するとともに、燃焼室１１内に滞留している既燃ガスをスロート部２９から排気する（図３の（ｇ）参照）。これを、「排気行程」と称する。
なお、このとき、空気流量センサＳFAで逆止弁５４の開を検出して、流量調節弁５３の開度を一時的に増すようにＥＣＵ１０１で制御して、冷却と排気を促進するようにしても良い。
【００４８】
（主要行程における温度分布および圧力分布）
次に図４を参照しながら前記した主要行程における燃焼室１１内の中心軸Ｌの軸方向位置における温度分布および圧力分布について簡単に説明する。ここでは、説明を簡単化するため、前記した爆轟波ＤＷＳ１が燃焼室１１の一端側（燃焼筒基部８側）から生じたとし、スロート部２９のない単純に片端が開放した円筒管（片閉管）のモデルを用いて説明する。
図４は、単純な円筒管のモデルの爆轟波発生器における各行程のサイクルの圧力温度分布説明図であり、（ａ），（ｂ）は、爆轟波進行行程の圧力温度分布説明図、（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、排気行程の圧力温度分布説明図である。
【００４９】
図４の（ａ），（ｂ）に示す曲線Ｐのように、爆轟波の前面で圧力は急速に高くなりその背面側へ遠ざかるにしたがって圧力は低下して、一定の圧力になる。また図４の（ａ），（ｂ）に示す曲線Ｔのように、爆轟波の前面で温度は急速に高くなるが、さらに、爆轟波の「ＣＪ（Chapman-Jouguet）面」と表示した面で、温度は最高に達しその後、ＣＪ面の背面側へ遠ざかるにしたがって温度は低下し、ほぼ一定の温度になる。爆轟波は、ＺＮＤ（Zeldovich von Neumann Doering）理論によると、その最前面に衝撃波、その後ろに反応有機領域、発熱反応領域、ＣＪ面から構成され、その後方に希薄波領域、静止気体領域が続く。
燃料―空気の混合気は、衝撃波によって不連続的に高温高圧となり化学反応が開始されるが、温度圧力がほぼ一定の反応領域（解離反応が支配的）を経て、発熱反応（再結合反応）が行われる。発熱反応領域では、気体は衝撃波から見て加速され音速に到達する。音速点はＣＪ面と呼ばれる。爆轟波の伝播速度は燃料の種類や酸化剤の組み合わせにより異なるが、例えば、１８００〜３０００ｍ／秒であり、瞬時に高温高圧ガスを生成できる。
【００５０】
図４の（ｃ），（ｄ）では、開放端から左方向に希薄波が伝播し、やがて希薄波は左端の閉側端で反射し、図４の（ｅ）に示すように全軸方向位置の圧力、温度が低下する。そして、図４の（ｆ）に示すように、既燃ガスの温度が、例えば、１５００〜２０００°Ｋと高いので、パージ空気を流して、新たに次のサイクルとして燃焼室１１（図２参照）内に噴射される燃料が高温の既燃ガスと直接接触しないように、また、燃焼室１１に面している壁、具体的には、燃料噴射ノズル１２、入口基板１４の燃焼室１１に面している内壁、円環カラー１７の内周面、燃焼筒取り付け基板１６の燃焼室１１に面している内壁、内筒９ａの内周面、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの内周面を冷却するようにパージ空気を流す。
【００５１】
なお、爆轟波発生器７Ａで発生させる爆轟波の発生周期が高い場合や、燃料の種類によっては、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの内周面の温度が高くなり損傷するので、スロート部内筒１０ａの絞り度合いを弱くした燃焼筒開口端部１０Ａとすることが適切である。そのためフランジ９ｄ，１０ｅのボルト締結構造であることを利用し、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａにおけるスロート部２９の絞り度合いを変えたものを複数タイプ予め用意し、必要に応じて交換する。
【００５２】
本実施形態によれば、爆轟波発生器７Ａの中心軸Ｌの所定距離の領域ＬＦ（図１参照）のスロート部２９側端以内に爆轟波を発生させる燃料―空気の混合気が充満したタイミングで点火し、燃料の噴射を止めるので、混合気が未燃のままでスロート部２９から噴出して、燃費が悪化するのを防止できる。
また、爆轟波発生器７Ａが、空気冷却で使用できる構成としているので、冷却水系統を必要としない分、簡単化でき、爆轟波発生装置１を低コストで製造できる。
【００５３】
さらに、爆轟波の発生周期や燃料の種類に応じて、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの絞り度合いを容易に変更可能にしているので、被処理物に応じて爆轟波の発生周期を容易に変更でき、また、客先要求における柔軟な使用燃料の種類に容易に応じることができる。
【００５４】
従って、本実施形態の爆轟波発生装置１を組み込んで、水分や中実を含んだ貝類に対しても燃費が良い、簡単な構成の産業廃棄物処理装置を提供できる。
【００５５】
《爆轟波発生器の変形例》
次に、図５、図６を参照しながら、爆轟波発生器７Ａの変形例の爆轟波発生器７Ｂについて説明する。図５は、変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の縦断面図であり、図６は、変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の図５におけるＡ矢視の平面図である。
本変形例の爆轟波発生器７Ｂでは、前記した実施形態における燃焼筒９Ａ、燃焼筒開口端部１０Ａの代わりに燃焼筒９Ｂ、燃焼筒開口端部１０Ｂを組み合わせる。
実施形態における爆轟波発生器７Ａにおいては、燃焼筒９Ａの燃焼筒先端９ｆと燃焼筒開口端部１０Ａをフランジ９ｄ，１０ｅによりボルトナット締結としていたが、本変形例の爆轟波発生器７Ｂでは、爆轟波がスロート部２９を通過するときの燃焼室１１内の内圧上昇に対して、フランジ９ｄ，１０ｅ構造による締結力では不足する可能性があることから、より衝撃に強い締結方法としたものである。
従って、爆轟波発生器７Ｂにおける燃焼筒基部８の構造、燃焼筒９Ｂの燃焼筒先端９ｆ側を除いた本体の構造は、前記した実施形態と同じであり、同じ構成に対しては同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように燃焼筒９Ｂの燃焼筒先端９ｆには、外筒９ｂの外周に厚肉の環状の締結基部２６が設けられている。そして、前記した環状の締結基部２６の内周側が先端拡がり（図５において下方拡がり）になり、雌締結部２６ａを有し、燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部外筒１０ｂは外周側が先端拡がり（図５において下拡がり）になり、雄締結部１０ｈを有し、雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａとで階段断隔螺式締結機構（階段断隔螺式の締結機構）２８を構成している。
ここでいう階段断隔螺式締結機構２８とは、大砲のなかでも現在一般に用いられている薬室後部から薬室に装填する形式の後装砲において、砲弾発射の際に、薬室後部を密閉し、発射薬（装薬）の燃焼ガスが薬室後部から漏れるのを防止する閉鎖機（breech）の中でも、螺旋式閉鎖機といわれるものの１種である階段断隔螺式の機構を利用したものである。階段断隔螺式の閉鎖機は、ネジの途中を切断して隔てたネジ（間隔ネジと呼ぶ）を階段状にして、より高圧に耐えるようにしたもので、雄締結部１０ｈ、雌締結部２６ａとも、この閉鎖機構を締結機構としたものである。
【００５７】
雄締結部１０ｈは、雄ネジの途中を切断して隔てた間隔ネジを階段状にしてあり、雌締結部２６ａは、雌ネジの途中を切断して隔てた間隔ネジを階段状にしてある。雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの締結の開閉に当り、燃焼筒開口端部１０Ｂ本体を約４０°回転することにより、雌締結部２６ａのネジ部と結合または弛めることができる。
燃焼筒開口端部１０Ｂの図５における下面である端面１０ｇと締結基部２６の図５における下面の雌締結部２６ａ外縁に、階段断隔螺式締結機構２８が締結された状態のとき連通するキー溝１０ｉ，２６ｂを放射状に複数形成してあり、その１組のキー溝１０ｉ，２６ｂに対して１本のキー６５ａが対応するように、放射状に複数配置した留めリング６５を下方から嵌め込み、ボルト６７で締結基部２６の下面にネジ止めする。
【００５８】
このようにすることで、雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの締結をしたのち、階段断隔螺式締結機構２８の雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの径方向内外の端面１０ｇおよび締結基部２６の図５における下面がキー６５ａで回転しないように固定されるので、使用中の燃焼筒開口端部１０Ｂに掛かる圧力振動などによる緩みを防止することができる。
また、前記実施形態におけるフランジ結合よりも強力に、締結基部２６と燃焼筒開口端部１０Ｂとを締結できる。
【００５９】
なお、燃焼筒開口端部１０Ｂを締結基部２６に締結すると、燃焼筒９Ｂの内筒先端９ａFと燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部内筒１０ａの燃焼筒先端９ｆ側の端部とがテーパ面同士を隙間無く当接するテーパ突合せ６８を構成しているので、爆轟波による冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂへの燃焼ガス漏れ込みを防止できるとともに、燃焼筒９Ｂの中筒先端９ｃF端面と燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部中筒１０ｃの燃焼筒先端９ｆ側端面も当接し、燃焼筒９Ｂの外筒先端９ｂF端面と燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側端面も当接し、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂが連通し、冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂが連通する。外筒先端９ｂF端面とスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側端面の間には適切なシールガスケットを介設する。
また、燃焼筒９Ｂの燃焼筒開口端部１０Ｂ側（他端側）の内筒９ａと中筒９ｃとの離間距離、中筒９ｃと外筒９ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００６０】
ちなみに、燃焼筒開口端部１０Ｂは、全体を鋳造製とし、一端側のスロート部内筒１０ａとスロート部中筒１０ｃとの離間距離、スロート部中筒１０ｃとスロート部外筒１０ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材も同時に鋳込むと良い。
【００６１】
本実施形態では、燃料として灯油を例に説明したが、燃料はそれに限定されるものではなく、メタンやプロパンなどの気体燃料、他のケロシンなどの液体燃料を用いても良い。また、点火手段として本実施形態では火花放電による点火器２１としたがそれに限定されるものではなく、適宜燃料の種類に応じて、例えば、プリデトネータ方式を用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１ 爆轟波発生装置
３ 燃料供給系
５ 空気供給系
７Ａ，７Ｂ 爆轟波発生器
８ 燃焼筒基部
９Ａ，９Ｂ 燃焼筒
９ａ 内筒
９ａF 内筒先端
９ｂ 外筒
９ｂF 外筒先端
９ｃ 中筒
９ｃF 中筒先端
９ｄ フランジ
９ｆ 燃焼筒先端（燃焼筒の他端）
１０Ａ，１０Ｂ 燃焼筒開口端部
１０ａ スロート部内筒
１０ａO 開口
１０ｂ スロート部外筒
１０ｃ スロート部中筒
１０ｄ 端板
１０ｅ フランジ
１０ｆ 連通部
１０ｇ 端面
１０ｈ 雄締結部
１０ｉ キー溝
１１ 燃焼室
１１ａ 予混合室
１２ 燃料噴射ノズル
１２ａ 噴射孔
１２ｂ 燃料入口ノズル
１３ 加圧空気入口
１３ａ 加圧空気入口ノズル
１４ 入口基板
１４ａ，１５ａ，１６ａ，１９ａ ボルト孔
１４ｂ，１６ｂ 空気通路孔
１４ｃ，１６ｃ 位置決め凹部
１５ 中間基板
１６ 燃焼筒取り付け基板
１６ｄ 溝部
１６ｅ，１６ｆ 段差部
１７ 円環カラー
１７ａ，１７ｂ 空気噴射孔
１７ｃ 空気通路溝
１８ 空気室
１９ ガスケット
２０ 締結ボルト
２１ 点火器（着火手段）
２２ 点火器支持構造
２３Ａ，２３Ｂ 冷却空気流通路（空気供給路）
２４Ａ，２４Ｂ 冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）
２５Ａ，２５Ｂ 空気噴出ノズル
２６ 締結基部
２６ａ 雌締結部
２６ｂ キー溝
２７ 空気漏洩小孔（冷却空気孔）
２８ 階段断隔螺式締結機構（階段断隔螺式の締結機構）
２９ スロート部
３１ 燃料タンク
３２ 燃料供給元管
３３ フィルタ
３４ 流量調節弁
３５ モータ
３６ 昇圧ポンプ
３７ 圧力ヘッダ
３８ 圧力調整弁
３９ 戻り配管
４０ 燃料噴射供給管
４１ 流量調節弁
４２ 逆止弁
５１ エアコンプレッサ
５２ 空気供給管
５３ 流量調節弁
５４ 逆止弁
６１ イグナイタユニット
６５ 留めリング
６５ａ キー
６８ テーパ突合せ
１００ 制御盤
１０１ ＥＣＵ
ＳPF 圧力センサ
ＳFA 空気流量センサ
ＳPA1，ＳPA2 空気圧センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と空気の混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、その爆轟波により発生された衝撃波を被処理物に当てて、被処理物を高温高圧化して破砕燃焼処理するための爆轟波発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料と酸化剤との混合物に着火することにより爆轟波を発生させ、その爆轟波を利用して高圧の衝撃液圧を得る装置として、特許文献１に記載の衝撃液圧発生装置がある。この衝撃液圧発生装置は、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃焼室と、気体燃料であるプロパンと酸化剤である酸素の供給を受けて点火栓による点火を行う着火室と、着火室から分岐して延びた燃焼室の一端部へ連有する路程の等しい複数の誘導路と、燃焼室の最小断面積部である他端部の開口に接続された液圧室をと、を備えている。
また、特許文献２には、燃料として液体燃料を用い、液体燃料を予蒸発させてから酸化剤と混合して用いる特許文献１と同じ構造の爆轟発生装置が記載されている。
【０００３】
特許文献３には、一端が閉塞され、他端が爆轟波を与える対象の容器に連通し、開放された円筒形の燃焼室を有するパルスデトネーション燃焼器清浄化装置の技術が記載されている。このパルスデトネーション燃焼器清浄化装置では、燃焼室の一端側から燃料と空気を供給し、燃焼室内周面の一端寄りに配した点火装置で燃料と空気の混合気に点火し、軸方向に多段に設けられた障害物により火炎が爆轟波へと加速する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２８５５４９号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４１９８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２において燃焼室の冷却については、水冷ジャケットで冷却することが考えられており、燃料供給系と、酸化剤または空気供給系の他に、冷却系も設ける必要があり、より複雑な爆轟波発生装置となる。
また、爆轟波を被処理物、例えば、家庭ごみ、養殖牡蠣などの廃棄貝殻などに衝撃波を当てて加熱粉砕する処理の場合、被処理物に応じて当てる衝撃波のエネルギを調節するため、または、毎秒当たりの爆轟波の発生率に応じてスロート部の冷却を適正化するため、スロート部の絞り度合いを変える必要がある。また、スロート部が摩耗したときに、スロート部を容易に交換可能にする必要がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、円筒状の燃焼室の他端部側にスロート部を設けた爆轟波発生装置において、容易にスロート部を交換可能な爆轟波発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するため、本発明の爆轟波発生装置は、外周に空気供給と熱交換を兼ねた空気供給路を有する同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒と、燃焼筒の一端側に形成された予混合室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルおよび噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔を有する燃焼筒基部と、さらに、燃焼筒の予混合室内に面した内周面から径方向内側に突出させ、燃焼筒で熱交換されて加熱された空気を空気供給路から噴出させ予混合室内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズルと、燃焼筒の他端側に設けられ、スロート部を形成した燃焼筒開口端部と、燃料−空気の混合気に着火する着火手段と、を備え、周期的に爆轟波を発生させて被処理物に高温高圧の衝撃波を当てる爆轟波発生装置であって、着火手段は、空気噴出ノズルよりも燃焼筒開口端部側に配置され、燃焼筒開口端部は、燃焼筒の空気供給路と連通する冷却用の空気流通路を有し、着脱手段により燃焼筒の他端と着脱自在であることを特徴とする。
【０００８】
特に、着脱手段は、階段断隔螺式の締結機構を有し、燃焼筒開口端部を燃焼筒他端に容易に締結できることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、燃焼筒開口端部を交換して被処理物に当てる衝撃波のエネルギを容易に変更可能であり、また、爆轟波の毎秒当たりの発生回数を増やす場合は、スロート部の絞り度合いを小さくした、スロート部の温度が上がり過ぎないような燃焼筒開口端部に容易に交換可能である。また、スロート部が摩耗した場合に、容易にスロート部を含む燃焼筒開口端部だけを交換することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円筒状の燃焼室の端部側にスロート部を設けた爆轟波発生装置において、容易にスロート部を交換可能な爆轟波発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る爆轟波発生装置の全体概要図である。
【図２】爆轟波発生器の燃焼筒基部側を示す縦断面図である。
【図３】爆轟波発生器の作動行程の説明図であり、（ａ）は、燃料噴射行程の説明図、（ｂ）は、燃料噴射行程終了直後の点火行程の説明図、（ｃ）は、爆轟波が点火器から中心軸Ｌに沿って両側に進行する第１の爆轟波進行行程の説明図、（ｄ）は、燃焼筒基部側に向かった爆轟波が反射して、反射衝撃波と爆轟波が２重になってスロート部に向かって進行する第２の爆轟波進行行程の説明図、（ｅ）は、爆轟波がノズル部に達しスロート部で衝撃波を発生させ、強力な衝撃波を発生させる多重衝撃波発生行程の説明図、（ｆ）は、強力な衝撃波がノズル部を通過して被処理物に向かう衝撃波送出行程の説明図、（ｇ）は、加圧空気を流して燃焼筒基部や内筒などを冷却し、既燃ガスを排出する排気行程の説明図である。
【図４】単純な円筒管のモデルの爆轟波発生器における各行程のサイクルの圧力温度分布説明図であり、（ａ），（ｂ）は、爆轟波進行行程の圧力温度分布説明図、（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、排気行程の圧力温度分布説明図である。
【図５】変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の縦断面図である。
【図６】変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の図５におけるＡ矢視の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の好適な実施形態である爆轟波発生装置を例に、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
《爆轟波発生装置の全体概要》
まず、図１を参照しながら爆轟波発生装置の全体概要について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る爆轟波発生装置の全体概要図である。
爆轟波発生装置１は、燃料供給系３、空気供給系５、点火系６、爆轟波発生器７Ａ、制御盤１００を含んで構成される。
【００１３】
（制御盤）
ここで、制御盤１００は、図示省略するがマイクロコンピュータ、インターフェース回路などから構成されるＥＣＵ（Electric Control Unit）１０１を有し、また、図示省略の運転開始ボタン、運転停止ボタン、運転開始ボタンまたは運転停止ボタンの操作によって燃料供給系３の後記する昇圧ポンプ３６を駆動するモータ３５への電源をオン／オフしたり、後記する空気供給系５のエアコンプレッサ５１への電源をオン／オフしたり、後記する点火系６のイグナイタユニット６１への電源をオン／オフしたりする、シーケンス制御コントローラや、モータコントローラやスイッチ回路などを含んでいる。
【００１４】
さらに、制御盤１００には、後記する各種センサ（空気圧センサＳPA1，ＳPA2、圧力センサＳPF、空気流量センサＳFAなど）からのデータを表示する図示しない表示装置、爆轟波発生器７Ａに１秒間に発生させる爆轟波の回数、つまり、爆轟波発生率を操作者が設定できる、図示しないパルスレート設定ダイヤル、爆轟波の強度を操作者が設定できる図示しない爆発力設定ダイヤルなどの爆轟波発生率設定手段、爆轟波エネルギ設定手段が設けられ、その設定信号がＥＣＵ１０１に入力される。
ＥＣＵ１０１は、後記する各種センサ（空気圧センサＳPA1，ＳPA2、圧力センサＳPF、空気流量センサＳFAなど）からの信号を入力され、爆轟波発生率設定手段で設定された爆轟波発生率に対応するように、燃料供給系３の後記する流量調節弁４１、空気供給系５の流量調節弁５３、点火系６のイグナイタユニット６１を制御する。
【００１５】
（燃料供給系）
燃料供給系３は、燃料タンク３１、燃料供給元管３２、フィルタ３３、流量調節弁３４、モータ３５、昇圧ポンプ３６、圧力ヘッダ３７、圧力調整弁３８、戻り配管３９、燃料噴射供給管４０、流量調節弁４１、逆止弁４２含んで構成される。
燃料タンク３１に貯留された液体燃料、例えば、灯油は、燃料供給元管３２に直列に配されたフィルタ３３、並行に配置された逆止弁を有する流量調節弁３４、モータ３５に駆動される昇圧ポンプ３６を経て、圧力ヘッダ３７に所定の圧力にて蓄圧貯留される。フィルタ３３には、図示省略の差圧センサが設けられ、その信号がＥＣＵ１０１に入力されて、ＥＣＵ１０１がフィルタ３３や昇圧ポンプ３６の異常（燃料供給量低）を検出し、前記した制御盤１００の表示装置に警告表示できるようになっている。
【００１６】
モータ３５は、制御盤１００の前記した運転開始ボタン、運転停止ボタンを操作員が操作することにより、シーケンス制御で自動的に電源のオン／オフを制御され、電源オン状態では、ほぼ定速回転のモータである。従って、爆轟波発生率設定手段で設定された爆轟波発生率に応じて、ＥＣＵ１０１は、流量調節弁３４を制御して、単位時間当たりに圧力ヘッダ３７に充填する燃料の量を制御することにより、後記する圧力センサＳPFと圧力調整弁３８による圧力ヘッダ圧の目標圧力への圧力制御と協調動作させる。
【００１７】
圧力ヘッダ３７には、ヘッダ圧を検出する圧力センサＳPFが設けられ、そのヘッダ圧信号は制御盤１００のＥＣＵ１０１に出力される。ＥＣＵ１０１は、圧力ヘッダ３７と燃料タンク３１とを接続する戻り配管３９の途中に配置された圧力調整弁３８により圧力ヘッダ圧を、所定の圧力、例えば、ゲージ圧表示で０．７８５ＭＰａ（約８ｋｇｆ／ｃｍ2）に制御する。
【００１８】
また、圧力ヘッダ３７は、流量調節弁４１と逆止弁４２を直列に配した燃料噴射供給管４０により、爆轟波発生器７Ａの後記する燃料噴射ノズル１２に連通するように構成されており、ＥＣＵ１０１に流量調節弁４１が開閉制御されて、爆轟波発生器７Ａの後記する予混合室１１ａに燃料を噴射可能になっている。
このようにＥＣＵ１０１が圧力ヘッダ圧をほぼ一定に維持制御し、流量調節弁４１の開のタイミングや開時間を制御することで、爆轟波発生器７Ａ内に所定タイミングで所要量の燃料を噴射するように制御できる。
なお、流量調節弁４１として、自動車用エンジンで使用されているような高速開閉が可能な燃料インジェクタを用いても良い。その場合、弁のシフト量で流量調節しても良いが、燃料インジェクタを複数個並列に配置し、開制御する燃料インジェクタの個数で流量制御するようにしても良い。このようにすれば、高速応答の流量調節弁４１が実現できる。
【００１９】
（空気供給系）
空気供給系５は、蓄圧タンク５１ａ付きのエアコンプレッサ５１、空気供給管５２、空気供給管５２に設けられた空気流量センサＳFA、空気圧センサＳPA1、流量調節弁５３、逆止弁５４含んで構成される。
【００２０】
エアコンプレッサ５１の蓄圧タンク５１ａには、空気圧センサＳPA2が設けられ、その信号がエアコンプレッサ５１の図示しないコントローラに入力され、蓄圧タンク５１ａの空気圧をエアコンプレッサ５１側で所定の範囲に維持する。
空気流量センサＳFAの空気流量信号および空気圧センサＳPA1の圧力信号は、制御盤１００のＥＣＵ１０１に出力され、流量調節弁５３の開度は、空気流量センサＳFAの空気流量信号および空気圧センサＳPA1の圧力信号にもとづきＥＣＵ１０１により制御される。
図１に示すように、流量調節弁５３、逆止弁５４を経た加圧空気は、爆轟波発生器７Ａの後記する加圧空気入口１３へ導かれる。
そして、ＥＣＵ１０１は、空気圧センサＳPA1の圧力信号、空気流量センサＳFAの空気流量信号、圧力センサＳPFからのヘッダ圧信号にもとづいて、空燃比として適切な空気量を算出し、爆轟波発生器７Ａの後記する燃焼室１１に燃料噴射行程における所要量の空気を噴射するように制御できる。
【００２１】
（点火系）
点火系６は、制御盤１００から電源を供給され、ＥＣＵ１０１に制御されるイグナイタユニット６１と、点火器（着火手段）２１から構成される。イグナイタユニット６１は、例えば、イグニッションコイルの一次側を通る直流電流を、トランジスタを介して流し、トランジスタにより一次側電流を遮断してイグニッションコイルの二次側に高電圧を発生させ、高電圧コード６３を介して、後記する燃焼室１１内に保持固定してある点火器２１に伝え、点火器２１に火花放電を起こさせる。
イグナイタユニット６１における高電圧の発生タイミングはＥＣＵ１０１から入力される点火信号により制御される。
点火器２１を爆轟波発生器７Ａ内に設ける位置についての説明は、後記する。
【００２２】
《爆轟波発生器》
次に、図１、図２を参照しながら爆轟波発生器７Ａの構造について説明する。図２は、爆轟波発生器の燃焼筒基部側を示す縦断面図である。
爆轟波発生器７Ａは、燃焼筒基部８、燃焼筒９Ａ、燃焼筒開口端部１０Ａから主に構成されている。爆轟波発生器７Ａは、中心軸Ｌ沿って燃焼室１１を有する全体がほぼ円筒状の高温高圧に耐える筒体である燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側を燃焼筒基部８で閉じ、燃焼筒先端９ｆにスロート部２９を有する燃焼筒開口端部１０Ａを脱着可能に接続して、開口端としたものである。以下に、各部の詳細な構造と作用を説明する。
ここで、燃焼筒９Ａの燃焼筒基部８側が特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の一端側」に対応し、燃焼筒９Ａの燃焼筒先端９ｆ側が特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の他端側」に対応し、燃焼筒先端９ｆが特許請求の範囲に記載の「燃焼筒の他端」に対応する。
（燃焼筒基部）
燃焼筒基部８は、図２に示すように、主に、円盤フランジ状の入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、および中間基板１５の内部にほぼ格納される円環カラー１７から構成される。
（燃焼筒基部−入口基板）
図２において、入口基板１４の中心部に燃料噴射ノズル１２が、その多数の噴射孔１２ａを下方に向けて取り付けられている。入口基板１４の中心部の上面には燃料噴射ノズル１２の噴射孔１２ａに連通する燃料入口ノズル１２ｂが取り付けられ、燃料噴射供給管４０（図１参照）と接続される。
【００２３】
図２において入口基板１４の中心部から径方向外側に外れた位置に、中心軸Ｌに並行方向に空気通路孔１４ｂが設けられ、その上面の加圧空気入口１３に加圧空気入口ノズル１３ａが取り付けられ、空気供給管５２（図１参照）と接続される。
入口基板１４の図２における下面側には内径Ｄ１、外径Ｄ２の環状溝形状の位置決め凹部１４ｃが形成されており、その位置決め凹部１４ｃの径方向外方側が空気室１８の一部を構成し、空気通路孔１４ｂと連通している。また、入口基板１４の径方向外端近傍に周方向に複数のボルト孔１４ａが設けられている。
【００２４】
（燃焼筒基部−中間基板）
中間基板１５は、環状体の形状であり、前記した位置決め凹部１４ｃの外径Ｄ２と同一値の内径の円盤状の内部空所を有している。また、中間基板１５の径方向外端近傍に周方向に数のボルト孔１５ａが設けられている。
燃焼筒取り付け基板１６は、中心部に内径Ｄ１の空所を形成したほぼ環状体の形状であり、図２における上面側には、外径Ｄ３の浅い環状溝形状の位置決め凹部１６ｃが形成されている。
【００２５】
（燃焼筒基部−円環カラー）
そして、入口基板１４の位置決め凹部１４ｃの内径Ｄ１と同一値の内径であり、燃焼筒取り付け基板１６の位置決め凹部１６ｃの外径Ｄ３と同一値の外径の、ほぼ環状体の円環カラー１７が、入口基板１４の位置決め凹部１４ｃと燃焼筒取り付け基板１６の位置決め凹部１６ｃとで位置決めされて、入口基板１４と燃焼筒取り付け基板１６との図２における上下方向の間に挟みこまれて固定される。
円環カラー１７には、周方向に中心軸Ｌの周りに１方向に噴出空気の旋回流を形成するように、円環カラー１７の外周面から内周面に貫通し、中心軸Ｌに対して周方向にねじりの位置関係にある、例えば、特許第３７２０８３４４号公報の図２に示されている「小孔９」よりも中心軸Ｌ近傍手前側に向けて配設された空気噴射孔１７ａ，１７ｂが設けられている。
【００２６】
また、図２における円環カラー１７の上面および上面側の内周面、並びに、図２における円環カラー１７の下面および下面側の外周面には空気通路溝１７ｃが、空気室１８から円環カラー１７の内周面側に連通し、入口基板１４、燃焼筒取り付け基板１６を冷却するようになっている。
【００２７】
なお、空気噴射孔１７ａは、図２における下向きに、空気噴射孔１７ｂは、図２における上向きに、噴射孔１２ａから微小液滴で霧状に噴射される燃料を、上下方向から挟んで攪拌するように配置されている。
このような配置により、噴射孔１２ａから噴射された燃料の液滴が効率的に空気と均一に混合するとともに、攪拌されてより微細な燃料液滴にするとともに、後記する排気行程において燃料噴射ノズル１２を効率的に冷却するように構成されている。
ちなみに、空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃから噴出される空気量は、理想状態の空燃比に必要な空気量の、例えば、３０％を賄う量である。
【００２８】
（燃焼筒基部−燃焼筒取り付け基板）
円環カラー１７の外周面と、中間基板１５の内径Ｄ２の内周面、および入口基板１４の位置決め凹部１４ｃの外径Ｄ２の溝壁面との間に形成される環状の空気室１８は、燃焼筒取り付け基板１６に周方向に多数配列され、中心軸Ｌ方向に穿かれた空気通路孔１６ｂと連通している。
燃焼筒取り付け基板１６の図２における下面側には、燃焼筒９Ａの内筒９ａを位置決めする溝部１６ｄ、中筒９ｃを位置決めする段差部１６ｅ、外筒を位置決めする段差部１６ｆが設けられ、溶接によって燃焼筒取り付け基板１６と内筒９ａ、中筒９ｃ、外筒９ｂそれぞれとが接続固定されている。また、燃焼筒取り付け基板１６の径方向外端近傍に周方向に複数のボルト孔１６ａが設けられている。
【００２９】
燃焼筒基部８は、円環カラー１７を入口基板１４と燃焼筒取り付け基板１６の上下間に挟み込み、ボルト孔１４ａ，１９ａ，１５ｂ，１９ａ，１６ａが連通するように入口基板１４、ガスケット１９、中間基板１５、ガスケット１９、燃焼筒取り付け基板１６の順に重ね合わせ、締結ボルト２０を挿通させてボルトナット締結することにより組み立てられる。
ちなみに、ガスケット１９は、ボルト孔１４ａ，１５ｂ，１６ａに対応した位置にボルト孔１９ａを有している。
【００３０】
（燃焼筒）
燃焼筒９Ａは、内筒９ａの外周側に所定の距離を離間して、中筒９ｃを内筒９ａと同軸に配置して冷却空気流通路（空気供給路）２４Ａを形成し、さらに、中筒９ｃの外周側に所定の距離を離間して、冷却空気流通路（空気供給路）２３Ａを形成し、外筒９ｂを内筒９ａと同軸に配置した、同軸の直管のほぼ３重筒状体として構成され、その燃焼筒基部８側（一端側）の端部が前記したように燃焼筒取り付け基板１６に固定溶接されている。
図１に示すように燃焼筒先端９ｆ側（他端側）の外筒先端９ｂFにフランジ９ｄが設けられている。
なお、燃焼筒先端９ｆ側の内筒９ａと中筒９ｃとの離間距離、中筒９ｃと外筒９ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００３１】
内筒９ａの燃焼筒基部８側（一端側）には、冷却空気流通路２４Ａの空気を燃焼室１１の燃焼筒基部８側の空間である予混合室１１ａ内に吐出させるための小孔の空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂを内周面からノズル先を突出させて、周方向に多数の配置してある。図２における上段側の空気噴出ノズル２５Ａは、中心軸Ｌ方向の下方側に傾け、さらに、前記した空気噴射孔１７ａと同様の周方向の向きに傾けて配置されている。図２における下段側の空気噴出ノズル２５Ｂは、中心軸Ｌに垂直な平面内で、前記した空気噴射孔１７ａと同様の周方向の向きに傾けて配置されている。
この空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂにより燃料を、冷却空気流通路２４Ｂ（図１参照）冷却空気流通路２４Ａを経由する間に後記するスロート部内筒１０ａや内筒９ａを冷却して加熱された高温空気で一様に混合する。この空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴射される空気量は理想状態の空燃比に必要な空気の残り、例えば、７０％程度である。
【００３２】
前記した点火器２１は、図２における空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂの位置よりも下方（燃焼筒開口端部１０Ａ側）に点火器支持構造２２を介して内筒９ａに取り付けられる。
なお、点火器２１まで高電圧を供給する爆轟波発生器７Ａ内部のケーブル６４は、例えば、ステンレス鋼チューブ内に絶縁材としての酸化マグネシウム用い、銅などの導電材をステンレス鋼チューブと酸化マグネシウムで離間させて挿入する形式である。
入口基板１４の図２における下面側から点火器２１を配した位置までの中心軸Ｌに沿った燃焼室１１の区間、例えば、約２００ｍｍの区間を、燃焼室１１中でも、燃料と空気の混合を促進する領域として予混合室１１ａと称する。約２００ｍｍの区間があれば、まず最初の約１００ｍｍの区間で燃料噴射ノズル１２から噴射された燃料の霧滴と、空気噴射孔１７ａ，１７ｂからの必要量の約３０％の空気で攪拌混合された燃料−空気の混合気体を、さらに、次に約１００ミリの区間で、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴出させる必要量の残り約７０％の空気により均一に攪拌混合でき、点火器２１の強力な放電火花で点火したときに、直ちにデフラグレーション（Deflagration）から爆轟（Detonation）に移行させて（Direct Initiation）、爆轟波を生じさせることができる。
【００３３】
なお、内筒９ａの空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂの配置された位置よりも中心軸Ｌの図２における下方側（燃焼筒下端側）には、周方向に多数、また、中心軸Ｌに沿って多段に中心軸Ｌに直角に向くように空気漏洩小孔（冷却空気孔）２７を穿ち、内筒９ａを空気冷却する。空気漏洩小孔２７は、入口基板１４の図２おける下面から所定距離（図１参照）の領域ＬＦに配置する。これは、燃焼室１１内の燃料−空気の混合気に着火する時点までに燃料−空気の混合気が達する最大前面位置である。これは、爆轟波が伝播する過程で燃料−空気の混合気が未燃のままスロート部から外部へ押し出され、未燃のまま放出されてしまうことを抑制するために予め計算によって算出設定するものである。
【００３４】
（燃焼筒開口端部）
図１に示すように燃焼筒開口端部１０Ａは、フランジ１０ｅに一端側を溶接固定されたスロート部外筒１０ｂの内周側に所定の距離を離間して、スロート部中筒１０ｃをスロート部外筒１０ｂと同軸に配置して冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）２３Ｂを形成し、さらに、スロート部中筒１０ｃの内周側に所定の距離を離間して、スロート部内筒１０ａをスロート部中筒１０ｃと同軸に配置し冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）２４Ｂを形成した、同軸のほぼ３重筒状体として構成され、それらスロート部内筒１０ａ、スロート部外筒１０ｂの先端側（図１における下端側）が端板１０ｄに固定溶接されている。
燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａは、図１における下端側（先端側）が狭まり、スロート部２９を形成した後、開口１０ａO有する開口端となっている。
なお、スロート部内筒１０ａとスロート部中筒１０ｃとの離間距離、スロート部中筒１０ｃとスロート部外筒１０ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００３５】
図１に示すように、フランジ９ｄとフランジ１０ｅをボルトナット締結すると、内筒先端９ａFの端面とスロート部内筒１０ａの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接し、中筒先端９ｃFの端面とスロート部中筒１０ｃの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接し、外筒先端９ｂFの端面とスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側の端面同士が当接する。そして、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂが連通し、同時に冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂが連通し、端板１０ｄの中心軸Ｌ方向手前で途切れているスロート部中筒１０ｃの連通部１０ｆにおいて、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂを通過した空気が、冷却空気流通路２４Ｂ，２４Ａと図１において上方に戻り、スロート部内筒１０ａ、内筒９ａを冷却して、一部は内筒９ａの空気漏洩小孔２７から燃焼室１１内に噴出し、内筒９ａの壁面が高温になるのを抑制し、大部分は空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから予混合室１１ａに加熱された空気として噴射される。
フランジ９ｄ，１０ｅの間には適切なシールガスケットを介設する。
【００３６】
なお、特に、入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、円環カラー１７、内筒９ａ、スロート部内筒１０ａの部材としては耐熱ステンレス鋼が適し、高温ガスと接する面には少なくともアルマ加工を施す。また、入口基板１４、中間基板１５、燃焼筒取り付け基板１６、内筒９ａ、スロート部内筒１０ａ、スロート部外筒１０ｂなどは、爆轟波を発生させたときの内圧により変形しないような耐圧強度を有する厚さ設計とする。
【００３７】
《作動行程》
次に、図３、図４を参照しながら爆轟波発生器７Ａにおける作動行程について説明する。図３は、爆轟波発生器の作動行程の説明図であり、（ａ）は、燃料噴射行程の説明図、（ｂ）は、燃料噴射行程終了直後の点火行程の説明図、（ｃ）は、爆轟波が点火器から中心軸Ｌに沿って両側に進行する第１の爆轟波進行行程の説明図、（ｄ）は、燃焼筒基部側に向かった爆轟波が反射して、反射衝撃波と爆轟波が２重になってスロート部に向かって進行する第２の爆轟波進行行程の説明図、（ｅ）は、爆轟波がノズル部に達しスロート部で衝撃波を発生させ、強力な衝撃波を発生させる多重衝撃波発生行程の説明図、（ｆ）は、強力な衝撃波がノズル部を通過して被処理物に向かう衝撃波送出行程の説明図、（ｇ）は、加圧空気を流して燃焼筒基部や内筒などを冷却し、既燃ガスを排出する排気行程の説明図である。
【００３８】
（燃料噴射行程）
図３の（ａ）に示すように、燃料噴射行程は、前サイクルの排気行程に続いて、燃料噴射ノズル１２の噴射孔１２ａ（図２参照）から燃料を噴射するとともに、空気噴射孔１７ａ，１７ｂや空気通路溝１７ｃや空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから加圧空気を噴射する。これを「燃料噴射行程」と称する。
なお、空燃比がほぼ理想状態となるように、燃料と空気のそれぞれ噴射率は予め設定され、ＥＣＵ１０１が流量調節弁４１、流量調節弁５３の開度を設定する。燃料の噴射率（ｇ／秒）は、圧力ヘッダ３７の一定に調圧されたヘッダ圧と流量調節弁４１の開度のみで予め一定に決められており、この燃料噴射は、図３の（ｂ）に示す前記した領域ＬＦ内の所定目標位置に斜線で示す燃料−空気の混合気ＭＦＡのフロント面ＦＳが到達するまで一定流量で保持され、フロント面ＦＳが目標位置に到達したと推定されるタイミングで流量調節弁４１を閉制御される（図３の（ｂ）ではフロント面ＦＳの目標位置が領域ＬＦ一杯の場合で表示）。
【００３９】
なお、フロント面ＦＳの所定目標位置に到達した推定される時間は、以下のように決められる。まず、燃料噴射ノズル１２から噴射される燃料の噴射率（ｇ／秒）は、流量調節弁４１の開度により一意に決まり、その燃料噴射が開始された時点から燃料噴射が終わるまでの時間に、予混合室１１ａ内に空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃ、および空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから噴射される空気量に依存してフロント面ＦＳの位置が決まる。そして、フロント面ＦＳの位置までの容積に含まれる燃料量に応じて爆轟波のエネルギが決まる。
【００４０】
従って、例えば、燃料の噴射率（ｇ／秒）が所定値で一定の場合は、操作者が設定した前記した制御盤１００（図１参照）の図示しない爆発力設定ダイヤルの設定に応じて燃料噴射開始から終了までの時間が、ＥＣＵ１０１においてメモリに記憶させてある、爆轟波の強度と燃料の噴射率をパラメータとした燃料噴射時間マップを参照して決められる。次いで、ＥＣＵ１０１において、（燃料の噴射率）×（噴射時間）で算出される燃料噴射量に応じた理想空燃比を実現する空気量を燃料噴射時間内に供給できるための空気噴射率（基準圧力換算の空気体積における流量（リットル／秒））を算出し、空気圧センサＳPA1と空気流量センサＳFAから、基準圧力で算出された前記空気噴射率を、現在の検出された空気圧に換算した空気流量（リットル／秒）を算出して、流量調節弁５３の開度を制御する。
【００４１】
その後、ＥＣＵ１０１において、メモリに記憶させてある、基準圧力で算出された前記空気噴射率と、燃料の噴射時間とをパラメータとしたフロント面位置算出マップを参照してフロント面目標位置が決まる。ＥＣＵ１０１は、フロント面目標位置が領域ＬＦ内に入るように燃料の噴射率と噴射時間の組み合わせを設定する。このように燃料噴射と空気噴射を制御することによって、ほぼ燃料噴射が終了した時点で点火器２１を作動させれば、適切なタイミングで燃料−空気の混合気ＭＦＡに点火できることになる。
【００４２】
（点火行程）
図３の（ｂ）に示すように、燃料噴射が終了したタイミングで、点火器２１がＥＣＵ１０１に制御されて混合気ＭＦＡに点火する。これを「点火行程」と称する。このとき混合気ＭＦＡのフロント面ＦＳは領域ＬＦ内に留まっている。
【００４３】
（第１の爆轟波進行行程）
混合気ＭＦＡに点火すると、図３の（ｃ）に示すように、混合気ＭＦＡは着火し、爆轟波ＤＷＳ１は、燃焼筒開口端部１０Ａ（図１参照）側へ進行し、爆轟波ＤＷＳ２が燃焼筒基部８側（図１参照）へ進行する。これを「第１の爆轟波進行行程」と称する。
このとき、燃焼室１１の内圧は爆轟波ＤＷＳ１，ＤＷＳ２それぞれの進行方向の背後で急激に高まり、その圧力が燃料噴射ノズル１２を介して燃料噴射供給管４０、逆止弁４２へと伝わり、逆止弁４２がそれより上流の燃料供給系３への圧力伝播を阻止する。それと同時に、おもに空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気室１８、空気通路孔１４ｂを介して空気供給管５２、逆止弁５４へと伝わり、逆止弁５４がそれより上流の空気供給系５への圧力伝播を阻止する。
【００４４】
なお、燃焼室１１で急激に高まった内圧は、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂから、冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｂ，２３Ａ，空気通路孔１６ｂ、空気室１８、空気通路孔１４ｂを介して空気供給管５２、逆止弁５４へも伝わる。
この結果、流量調節弁４１，５３の衝撃による破損が防止できる。
【００４５】
（第２の爆轟波進行行程）
そして、図３の（ｄ）に示すように、爆轟波ＤＷＳ２が燃焼筒基部８側で反射して反射衝撃波ＲＳＷとなり、燃焼筒開口端部１０Ａ（図１参照）側へ進行中の爆轟波ＤＷＳ２を追いかける形となる。これを、「第２の爆轟波進行行程」と称する。
（多重衝撃波発生行程）
爆轟波ＤＷＳ２、反射衝撃波ＲＳＷは、燃焼筒開口端部１０Ａ側に進行を続け、図３の（ｅ）に示すように、爆轟波ＤＷＳ２がスロート部２９を通過するときにスロート部２９の壁から斜めに発生する複数の斜め衝撃波ＳＷを生じさせる。この斜め衝撃波ＳＷは、スロート部２９を通過する時に干渉し合い、干渉後に生成される斜め衝撃波は、流線がほぼ一様になるようにジェット噴流中に複数のダイヤモンド・ショックと謂われる垂直衝撃波ＤＳＷ（以下、「ダイヤモンド・ショックＤＳＷ」と称する）を伴って被処理物に進む（図３の（ｅ）では、１つのダイヤモンド・ショックＤＳＷが代表的に表示してある）。これを、「多重衝撃波発生行程」と称する。
【００４６】
（衝撃波送出行程）
さらに、この斜め衝撃波ＳＷと反射衝撃波ＲＳＷは重なり合い、より強力な斜め衝撃波ＳＷとなって、図３の（ｆ）に示すようにスロート部２９を通過する時に干渉し合い、複数のダイヤモンド・ショックＤＳＷを伴って被処理物に進む（図３の（ｆ）では、１つのダイヤモンド・ショックＤＳＷが代表的に表示してある）。これを、「衝撃波送出行程」と称する。
このように生じる複数の連続するダイヤモンド・ショックＤＳＷが被処理物に当てられると、断熱圧縮現象を被処理物に生じさせ、被処理物を一瞬にして高温高圧にし、例えば、３０００°Ｋにまで高温にし、非処理物が分解処理される。例えば、養殖貝の実を取り除いた残りの貝殻である産業廃棄物や、火力発電所の海水取り入れ口などに付着するムラサキイガイ、ミドリイガイ、アカフジツボなどの貝類や、管棲多毛類などからなる産業廃棄物を水分やたんぱく質を含んだ状態でダイヤモンド・ショックＤＳＷに当てて高温高圧処理して、しかも、臭い成分も分解して無臭処理できる。
【００４７】
（排気行程）
その後、燃焼室１１内の圧力は低下し、逆止弁５４における流量調節弁５３からの圧力が打ち克つと逆止弁５４が開状態になり、所定時間に亘って加圧空気が流され、空気噴射孔１７ａ，１７ｂ、空気通路溝１７ｃにより燃焼筒基部８や燃料噴射ノズル１２を冷却し、空気噴出ノズル２５Ａ，２５Ｂや空気漏洩小孔２７により内筒９ａ、スロート部内筒１０ａなどを冷却するとともに、燃焼室１１内に滞留している既燃ガスをスロート部２９から排気する（図３の（ｇ）参照）。これを、「排気行程」と称する。
なお、このとき、空気流量センサＳFAで逆止弁５４の開を検出して、流量調節弁５３の開度を一時的に増すようにＥＣＵ１０１で制御して、冷却と排気を促進するようにしても良い。
【００４８】
（主要行程における温度分布および圧力分布）
次に図４を参照しながら前記した主要行程における燃焼室１１内の中心軸Ｌの軸方向位置における温度分布および圧力分布について簡単に説明する。ここでは、説明を簡単化するため、前記した爆轟波ＤＷＳ１が燃焼室１１の一端側（燃焼筒基部８側）から生じたとし、スロート部２９のない単純に片端が開放した円筒管（片閉管）のモデルを用いて説明する。
図４は、単純な円筒管のモデルの爆轟波発生器における各行程のサイクルの圧力温度分布説明図であり、（ａ），（ｂ）は、爆轟波進行行程の圧力温度分布説明図、（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、排気行程の圧力温度分布説明図である。
【００４９】
図４の（ａ），（ｂ）に示す曲線Ｐのように、爆轟波の前面で圧力は急速に高くなりその背面側へ遠ざかるにしたがって圧力は低下して、一定の圧力になる。また図４の（ａ），（ｂ）に示す曲線Ｔのように、爆轟波の前面で温度は急速に高くなるが、さらに、爆轟波の「ＣＪ（Chapman-Jouguet）面」と表示した面で、温度は最高に達しその後、ＣＪ面の背面側へ遠ざかるにしたがって温度は低下し、ほぼ一定の温度になる。爆轟波は、ＺＮＤ（Zeldovich von Neumann Doering）理論によると、その最前面に衝撃波、その後ろに反応有機領域、発熱反応領域、ＣＪ面から構成され、その後方に希薄波領域、静止気体領域が続く。
燃料―空気の混合気は、衝撃波によって不連続的に高温高圧となり化学反応が開始されるが、温度圧力がほぼ一定の反応領域（解離反応が支配的）を経て、発熱反応（再結合反応）が行われる。発熱反応領域では、気体は衝撃波から見て加速され音速に到達する。音速点はＣＪ面と呼ばれる。爆轟波の伝播速度は燃料の種類や酸化剤の組み合わせにより異なるが、例えば、１８００〜３０００ｍ／秒であり、瞬時に高温高圧ガスを生成できる。
【００５０】
図４の（ｃ），（ｄ）では、開放端から左方向に希薄波が伝播し、やがて希薄波は左端の閉側端で反射し、図４の（ｅ）に示すように全軸方向位置の圧力、温度が低下する。そして、図４の（ｆ）に示すように、既燃ガスの温度が、例えば、１５００〜２０００°Ｋと高いので、パージ空気を流して、新たに次のサイクルとして燃焼室１１（図２参照）内に噴射される燃料が高温の既燃ガスと直接接触しないように、また、燃焼室１１に面している壁、具体的には、燃料噴射ノズル１２、入口基板１４の燃焼室１１に面している内壁、円環カラー１７の内周面、燃焼筒取り付け基板１６の燃焼室１１に面している内壁、内筒９ａの内周面、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの内周面を冷却するようにパージ空気を流す。
【００５１】
なお、爆轟波発生器７Ａで発生させる爆轟波の発生周期が高い場合や、燃料の種類によっては、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの内周面の温度が高くなり損傷するので、スロート部内筒１０ａの絞り度合いを弱くした燃焼筒開口端部１０Ａとすることが適切である。そのためフランジ９ｄ，１０ｅのボルト締結構造であることを利用し、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａにおけるスロート部２９の絞り度合いを変えたものを複数タイプ予め用意し、必要に応じて交換する。
【００５２】
本実施形態によれば、爆轟波発生器７Ａの中心軸Ｌの所定距離の領域ＬＦ（図１参照）のスロート部２９側端以内に爆轟波を発生させる燃料―空気の混合気が充満したタイミングで点火し、燃料の噴射を止めるので、混合気が未燃のままでスロート部２９から噴出して、燃費が悪化するのを防止できる。
また、爆轟波発生器７Ａが、空気冷却で使用できる構成としているので、冷却水系統を必要としない分、簡単化でき、爆轟波発生装置１を低コストで製造できる。
【００５３】
さらに、爆轟波の発生周期や燃料の種類に応じて、燃焼筒開口端部１０Ａのスロート部内筒１０ａの絞り度合いを容易に変更可能にしているので、被処理物に応じて爆轟波の発生周期を容易に変更でき、また、客先要求における柔軟な使用燃料の種類に容易に応じることができる。
【００５４】
従って、本実施形態の爆轟波発生装置１を組み込んで、水分や中実を含んだ貝類に対しても燃費が良い、簡単な構成の産業廃棄物処理装置を提供できる。
【００５５】
《爆轟波発生器の変形例》
次に、図５、図６を参照しながら、爆轟波発生器７Ａの変形例の爆轟波発生器７Ｂについて説明する。図５は、変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の縦断面図であり、図６は、変形例の爆轟波発生器の燃焼筒と燃焼筒開口端部の図５におけるＡ矢視の平面図である。
本変形例の爆轟波発生器７Ｂでは、前記した実施形態における燃焼筒９Ａ、燃焼筒開口端部１０Ａの代わりに燃焼筒９Ｂ、燃焼筒開口端部１０Ｂを組み合わせる。
実施形態における爆轟波発生器７Ａにおいては、燃焼筒９Ａの燃焼筒先端９ｆと燃焼筒開口端部１０Ａをフランジ９ｄ，１０ｅによりボルトナット締結としていたが、本変形例の爆轟波発生器７Ｂでは、爆轟波がスロート部２９を通過するときの燃焼室１１内の内圧上昇に対して、フランジ９ｄ，１０ｅ構造による締結力では不足する可能性があることから、より衝撃に強い締結方法としたものである。
従って、爆轟波発生器７Ｂにおける燃焼筒基部８の構造、燃焼筒９Ｂの燃焼筒先端９ｆ側を除いた本体の構造は、前記した実施形態と同じであり、同じ構成に対しては同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように燃焼筒９Ｂの燃焼筒先端９ｆには、外筒９ｂの外周に厚肉の環状の締結基部２６が設けられている。そして、前記した環状の締結基部２６の内周側が先端拡がり（図５において下方拡がり）になり、雌締結部２６ａを有し、燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部外筒１０ｂは外周側が先端拡がり（図５において下拡がり）になり、雄締結部１０ｈを有し、雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａとで階段断隔螺式締結機構（階段断隔螺式の締結機構）２８を構成している。
ここでいう階段断隔螺式締結機構２８とは、大砲のなかでも現在一般に用いられている薬室後部から薬室に装填する形式の後装砲において、砲弾発射の際に、薬室後部を密閉し、発射薬（装薬）の燃焼ガスが薬室後部から漏れるのを防止する閉鎖機（breech）の中でも、螺旋式閉鎖機といわれるものの１種である階段断隔螺式の機構を利用したものである。階段断隔螺式の閉鎖機は、ネジの途中を切断して隔てたネジ（間隔ネジと呼ぶ）を階段状にして、より高圧に耐えるようにしたもので、雄締結部１０ｈ、雌締結部２６ａとも、この閉鎖機構を締結機構としたものである。
【００５７】
雄締結部１０ｈは、雄ネジの途中を切断して隔てた間隔ネジを階段状にしてあり、雌締結部２６ａは、雌ネジの途中を切断して隔てた間隔ネジを階段状にしてある。雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの締結の開閉に当り、燃焼筒開口端部１０Ｂ本体を約４０°回転することにより、雌締結部２６ａのネジ部と結合または弛めることができる。
燃焼筒開口端部１０Ｂの図５における下面である端面１０ｇと締結基部２６の図５における下面の雌締結部２６ａ外縁に、階段断隔螺式締結機構２８が締結された状態のとき連通するキー溝１０ｉ，２６ｂを放射状に複数形成してあり、その１組のキー溝１０ｉ，２６ｂに対して１本のキー６５ａが対応するように、放射状に複数配置した留めリング６５を下方から嵌め込み、ボルト６７で締結基部２６の下面にネジ止めする。
【００５８】
このようにすることで、雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの締結をしたのち、階段断隔螺式締結機構２８の雄締結部１０ｈと雌締結部２６ａの径方向内外の端面１０ｇおよび締結基部２６の図５における下面がキー６５ａで回転しないように固定されるので、使用中の燃焼筒開口端部１０Ｂに掛かる圧力振動などによる緩みを防止することができる。
また、前記実施形態におけるフランジ結合よりも強力に、締結基部２６と燃焼筒開口端部１０Ｂとを締結できる。
【００５９】
なお、燃焼筒開口端部１０Ｂを締結基部２６に締結すると、燃焼筒９Ｂの内筒先端９ａFと燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部内筒１０ａの燃焼筒先端９ｆ側の端部とがテーパ面同士を隙間無く当接するテーパ突合せ６８を構成しているので、爆轟波による冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂへの燃焼ガス漏れ込みを防止できるとともに、燃焼筒９Ｂの中筒先端９ｃF端面と燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部中筒１０ｃの燃焼筒先端９ｆ側端面も当接し、燃焼筒９Ｂの外筒先端９ｂF端面と燃焼筒開口端部１０Ｂのスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側端面も当接し、冷却空気流通路２３Ａ，２３Ｂが連通し、冷却空気流通路２４Ａ，２４Ｂが連通する。外筒先端９ｂF端面とスロート部外筒１０ｂの燃焼筒先端９ｆ側端面の間には適切なシールガスケットを介設する。
また、燃焼筒９Ｂの燃焼筒開口端部１０Ｂ側（他端側）の内筒９ａと中筒９ｃとの離間距離、中筒９ｃと外筒９ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材を溶接固定すると良い。
【００６０】
ちなみに、燃焼筒開口端部１０Ｂは、全体を鋳造製とし、一端側のスロート部内筒１０ａとスロート部中筒１０ｃとの離間距離、スロート部中筒１０ｃとスロート部外筒１０ｂとの離間距離を確保するため、周方向に離散的にスペーサ部材も同時に鋳込むと良い。
【００６１】
本実施形態では、燃料として灯油を例に説明したが、燃料はそれに限定されるものではなく、メタンやプロパンなどの気体燃料、他のケロシンなどの液体燃料を用いても良い。また、点火手段として本実施形態では火花放電による点火器２１としたがそれに限定されるものではなく、適宜燃料の種類に応じて、例えば、プリデトネータ方式を用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１ 爆轟波発生装置
３ 燃料供給系
５ 空気供給系
７Ａ，７Ｂ 爆轟波発生器
８ 燃焼筒基部
９Ａ，９Ｂ 燃焼筒
９ａ 内筒
９ａF 内筒先端
９ｂ 外筒
９ｂF 外筒先端
９ｃ 中筒
９ｃF 中筒先端
９ｄ フランジ
９ｆ 燃焼筒先端（燃焼筒の他端）
１０Ａ，１０Ｂ 燃焼筒開口端部
１０ａ スロート部内筒
１０ａO 開口
１０ｂ スロート部外筒
１０ｃ スロート部中筒
１０ｄ 端板
１０ｅ フランジ
１０ｆ 連通部
１０ｇ 端面
１０ｈ 雄締結部
１０ｉ キー溝
１１ 燃焼室
１１ａ 予混合室
１２ 燃料噴射ノズル
１２ａ 噴射孔
１２ｂ 燃料入口ノズル
１３ 加圧空気入口
１３ａ 加圧空気入口ノズル
１４ 入口基板
１４ａ，１５ａ，１６ａ，１９ａ ボルト孔
１４ｂ，１６ｂ 空気通路孔
１４ｃ，１６ｃ 位置決め凹部
１５ 中間基板
１６ 燃焼筒取り付け基板
１６ｄ 溝部
１６ｅ，１６ｆ 段差部
１７ 円環カラー
１７ａ，１７ｂ 空気噴射孔
１７ｃ 空気通路溝
１８ 空気室
１９ ガスケット
２０ 締結ボルト
２１ 点火器（着火手段）
２２ 点火器支持構造
２３Ａ，２３Ｂ 冷却空気流通路（空気供給路）
２４Ａ，２４Ｂ 冷却空気流通路（冷却用の空気流通路）
２５Ａ，２５Ｂ 空気噴出ノズル
２６ 締結基部
２６ａ 雌締結部
２６ｂ キー溝
２７ 空気漏洩小孔（冷却空気孔）
２８ 階段断隔螺式締結機構（階段断隔螺式の締結機構）
２９ スロート部
３１ 燃料タンク
３２ 燃料供給元管
３３ フィルタ
３４ 流量調節弁
３５ モータ
３６ 昇圧ポンプ
３７ 圧力ヘッダ
３８ 圧力調整弁
３９ 戻り配管
４０ 燃料噴射供給管
４１ 流量調節弁
４２ 逆止弁
５１ エアコンプレッサ
５２ 空気供給管
５３ 流量調節弁
５４ 逆止弁
６１ イグナイタユニット
６５ 留めリング
６５ａ キー
６８ テーパ突合せ
１００ 制御盤
１０１ ＥＣＵ
ＳPF 圧力センサ
ＳFA 空気流量センサ
ＳPA1，ＳPA2 空気圧センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に空気供給と熱交換を兼ねた空気供給路を有する同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒と、
該燃焼筒の一端側に形成された予混合室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルおよび前記噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔を有する燃焼筒基部と、
さらに、前記燃焼筒の前記予混合室内に面した内周面から径方向内側に突出させ、前記燃焼筒で熱交換されて加熱された空気を前記空気供給路から噴出させ前記予混合室内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズルと、
前記燃焼筒の他端側に設けられ、スロート部を形成した燃焼筒開口端部と、
前記燃料−空気の混合気に着火する着火手段と、を備え、周期的に爆轟波を発生させて被処理物に高温高圧の衝撃波を当てる爆轟波発生装置であって、
前記着火手段は、前記空気噴出ノズルよりも前記燃焼筒開口端部側に配置され、
前記燃焼筒開口端部は、前記燃焼筒の前記空気供給路と連通する冷却用の空気流通路を有し、着脱手段により前記燃焼筒の他端と着脱自在であることを特徴とする爆轟波発生装置。
【請求項２】
前記着脱手段は、階段断隔螺式の締結機構を有し、前記燃焼筒開口端部を前記燃焼筒他端に容易に締結できることを特徴とする請求項１に記載の爆轟波発生装置。
【請求項３】
前記燃焼筒の空気噴出ノズルから前記燃焼筒開口端部までの所定の区間に、前記空気供給路の空気を径方向内方に噴出する冷却空気孔を配したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の爆轟波発生装置。
【請求項１】
外周に空気供給と熱交換を兼ねた空気供給路を有する同軸多重構造の筒構成を有する燃焼筒と、
該燃焼筒の一端側に形成された予混合室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルおよび前記噴射された燃料に空気を供給し攪拌する空気噴射孔を有する燃焼筒基部と、
さらに、前記燃焼筒の前記予混合室内に面した内周面から径方向内側に突出させ、前記燃焼筒で熱交換されて加熱された空気を前記空気供給路から噴出させ前記予混合室内の燃料−空気の混合気に旋回流を誘起させる空気噴出ノズルと、
前記燃焼筒の他端側に設けられ、スロート部を形成した燃焼筒開口端部と、
前記燃料−空気の混合気に着火する着火手段と、を備え、周期的に爆轟波を発生させて被処理物に高温高圧の衝撃波を当てる爆轟波発生装置であって、
前記着火手段は、前記空気噴出ノズルよりも前記燃焼筒開口端部側に配置され、
前記燃焼筒開口端部は、前記燃焼筒の前記空気供給路と連通する冷却用の空気流通路を有し、着脱手段により前記燃焼筒の他端と着脱自在であることを特徴とする爆轟波発生装置。
【請求項２】
前記着脱手段は、階段断隔螺式の締結機構を有し、前記燃焼筒開口端部を前記燃焼筒他端に容易に締結できることを特徴とする請求項１に記載の爆轟波発生装置。
【請求項３】
前記燃焼筒の空気噴出ノズルから前記燃焼筒開口端部までの所定の区間に、前記空気供給路の空気を径方向内方に噴出する冷却空気孔を配したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の爆轟波発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３６８４３（Ｐ２０１０−２３６８４３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７８８８（Ｐ２００９−８７８８８）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（３０８０３７９４８）株式会社眞誠 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（３０８０３７９４８）株式会社眞誠 (2)
【Ｆターム（参考）】
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