JP2002243113A

JP2002243113A - パルス燃焼装置

Info

Publication number: JP2002243113A
Application number: JP2001042815A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Ogawa; 尚孝緒川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】取り出しうる熱エネルギーや運動エネルギー
などの出力を容易に変更可能なパルス燃焼装置を提供す
る。【解決手段】多筒型のパルス燃焼装置１０は、燃焼室
１１と同じ管長の４本の排気管１４Ａ〜１４Ｄを有し、
フラッパバルブ１３から吸入した空気ＡＲと燃焼噴射バ
ルブ１５から噴射する燃料ＦＬで排気ガスＥＸＡ等の慣
性力により脈動燃焼が生じる。排気管１４Ｂ〜１４Ｄの
排気口１４ＢＤ等には、バタフライバルブ１７Ｂ等とこ
れを回動させるバルブ回動クランク１８Ｂ等とからなる
それぞれ排気断面積変更装置１９を有する。各排気管１
４Ｂ〜１４Ｄを開放・閉塞することで排気断面積を変化
させて、パルス周波数や出力を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脈動的な燃焼を繰
り返すパルス燃焼により、熱エネルギー及び運動エネル
ギーの少なくともいずれかを取り出すことのできるパル
ス燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスジェットエンジンやパルス燃焼器
などパルス燃焼を利用したパルス燃焼装置は、構造が簡
単で低ＮＯｘ排出であるなどの特徴を有していることが
知られている。しかしながら、これらのパルス燃焼装置
では、連続運転時に取り出しうる出力、具体的には熱エ
ネルギーや運動エネルギー（例えば駆動エネルギー、推
力など）の量を変化させることは困難である。そこで、
発明者は既に、特許１８７４６０１号及び特願平１０−
１００７５２号において、燃焼室内の体積を変化させ
て、取り出しうる出力を変化可能な方法及び装置を提案
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の発明においては、出力を変化させるために、高温の燃
焼室内において部材を移動させる必要があり、部材の材
料選択が困難である上、部材の熱損傷や変形が生じやす
いため、耐久性に難があった。本発明はかかる問題点に
鑑みてなされたものであって、取り出しうる熱エネルギ
ーや運動エネルギーなどの出力を容易に変更可能なパル
ス燃焼装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】しかして
その解決手段は、燃焼室と、この燃焼室に接続された一
または複数の排気管と、上記排気管の管長、及び、上記
排気管の排気断面積または排気断面積、の和の少なくと
もいずれかを変更する変更手段と、を有するパルス燃焼
装置である。

【０００５】このパルス燃焼装置によれば、排気管の管
長や排気断面積を変化させる変更手段を有する。パルス
燃焼では、単位時間あたりのパルス燃焼回数、つまり燃
焼の周波数（パルス周波数）は、燃焼室の体積のほか、
排気管（尾管）の長さ（管長）や排気断面積の大小によ
っても影響される。従って、排気管の管長や排気断面積
を変化させれば、燃焼の周波数を変化させることがで
き、パルス燃焼装置の出力、例えばパルスエンジンの駆
動エネルギーやパルス燃焼器の発生する熱エネルギーを
容易に変化させることができる。しかも、高温となる燃
焼室自身の体積を変化させる場合と異なり、燃焼室に比
較して低温の排気管について、その管長や排気断面積を
変化させてパルス周波数を変化させることができるの
で、変更手段に用いる部材の材質選択が容易で、耐久性
が高い。また変更手段の機構を簡単となしうる。

【０００６】ここで、パルス燃焼装置としては、パルス
燃焼によって燃焼が持続する装置を指し、パルス燃焼に
よって駆動エネルギー、推力などの出力を取り出すパル
スエンジン、燃料のパルス燃焼によって熱エネルギーを
取り出すパルス燃焼器を含む。また、排気断面積とは、
燃焼室から排出された排気ガスが排気管を通過する際の
排気流路の実効的な断面積を指す。例えば、一定の径を
持つ排気管など管長方向に断面積が一定の排気管におい
ては、排気断面積は排気管の断面積と等しいと考えられ
る。一方、排気管の径が途中で変化している場合など管
長方向に断面積が変化している排気管においては、排気
断面積は排気管のうち最も細径の部分の断面積など排気
管の最小断面積となる。また、排気管内の一部に排気が
通過する際に障害となる障害物を設けた場合や障害とな
る気流を発生させた場合など、排気流路の実効的な断面
積が管長方向の各部で異なる排気管においては、排気断
面積は各部における排気流路の実効的な断面積のうち最
小の断面積で与えられる。

【０００７】さらに、上記パルス燃焼装置であって、前
記変更手段は、前記排気管の排気断面積または排気断面
積の和を変更する排気断面積変更手段であるパルス燃焼
装置とすると良い。

【０００８】このパルス燃焼装置では、排気断面積を変
化させる排気断面積変更手段を有するので、排気断面積
の変化させることによって、パルス周波数を変化させる
ことができ、パルス燃焼装置の出力、例えばパルスエン
ジンの駆動エネルギーやパルス燃焼器の発生する熱エネ
ルギーを変化させることができる。なお、排気断面積変
更手段としては、排気流路の実効的な断面積を減少させ
る部材を排気口に挿入したり抜出したり、またはその付
近に近づけたり遠ざけたりすることで、排気口付近にお
ける排気流路の実効的な断面積を変化させることで、排
気断面積を変更するものが挙げられる。また、排気管内
あるいは排気口近傍に気体噴射装置を配置し、排気経路
の上流に向けて気体を噴射するとともに、気体噴射装置
を移動させあるいは噴射する気体の圧力を変化させて、
排気管内や排気口近傍における排気経路の実効的な断面
積を変化させるものも挙げられる。また、排気管内に板
状部材を回動可能に配置し、その回動角度によって排気
流路の実効的な断面積を変化させるものも挙げられる。
また、複数の排気管のいずれかを開放あるいは閉塞する
ことで開放されて排気に寄与する排気管の本数、従っ
て、排気断面積を変化させるものも挙げられる。さらに
は、排気管の一部において排気管の径を変える（例え
ば、ゴム等の弾性を有する弾性排気管部を設け、この弾
性排気管部をねじることにより弾性排気管部の径を変更
する。カメラレンズの絞りの如き絞り機構により排気管
の一部の径を変化させるなど）も挙げられる。

【０００９】さらに前記のパルス燃焼装置であって、前
記排気管を複数有し、前記排気断面積変更手段は、上記
複数の排気管のうち少なくともいずれかの排気管につい
て、開放・閉塞を切替える排気管開閉手段であるパルス
燃焼装置とすると良い。

【００１０】一般に、パルス燃焼装置では、複数の排気
管のうち１つの排気管を閉塞すれば、閉塞された排気管
からは排気されないから、この排気管は燃焼室に接続さ
れた排気管としての働きをしなくなり、残りの排気管か
ら排気される。つまり、複数の排気管を有するパルス燃
焼装置において、一部の排気管を閉塞すれば、その分実
際のパルス燃焼に寄与する排気管の数及び排気断面積を
減らすことができる。このパルス燃焼装置によれば、排
気管開閉手段をそなえるので、複数の排気管のうち少な
くともいずれかの排気管について閉塞・開放を切り替え
ることで、実際に排気を行うことができる排気管の排気
断面積の和を変更することができる。従って、パルス周
波数及び出力を容易に変化させることができる。

【００１１】さらに、上記パルス燃焼装置であって、前
記排気断面積変更手段は、排気流路の上流方向に向かっ
て先細となる先端部を備え、前記一の排気管または複数
の排気管のうち少なくともいずれかの排気管について、
排気口から上記排気管内に挿入して、または排気口に近
づけて、上記排気口近傍における排気流路の実効的な断
面積を減少させる変更体と、上記変更体を上記排気口近
傍における排気流路の実効的な断面積を減少させる方
向、及び上記変更体を上記排気口近傍における排気流路
の実効的な断面積を増加させる方向の少なくともいずれ
かの方向に上記変更体を移動させる変更体移動手段と、
を備えるパルス燃焼装置とすると良い。

【００１２】このパルス燃焼装置では、排気口から排気
管内に変更体を挿入する、または近づけると、排気口及
びその近傍では変更体が挿入された分（あるいは近づけ
た分）だけ排気の障害となって排気口近傍における排気
流路の断面積が減少する。逆に、変更体を抜出すれば
（あるいは遠ざければ）その分だけ排気は容易となり排
気口近傍における排気流路の断面積が増加する。従っ
て、変更体移動手段で変更体を入れ出しすることで排気
口近傍における排気流路の実効的な断面積を変化させる
ことができるから、排気管全体について見てもその排気
断面積を変化させることができ、パルス燃焼装置のパル
ス周波数や出力を変化させることができる。また、この
パルス燃焼装置では、変更体が先細の先端部を有してい
る。従って、変更体の挿入深さ（あるいは排気口との距
離）を調整することにより、排気口近傍での排気流路の
断面積を調整可能であるため、パルス燃焼装置のパルス
周波数や出力をより細かく変化させることができる。

【００１３】なお、変更体の形状としては、先細形状と
されていればよく、先端部分以外は一定太さの長い棒状
のものが挙げられる。また、先端部を先細形状とするの
みでなく、後方に向けても細くされた、例えば紡錘形状
の変更体を用いることもできる。変更体移動手段として
は、排気口近傍における排気流路の実効的な断面積を減
少させ、あるいは増加させる方向に変更体を移動させる
ことの出来るものであればよい。例えば、変更体を排気
口から排気管内に挿入する方向、及び変更体を排気管内
から抜出する方向の少なくともいずれかの方向、または
変更体を排気口に近づける方向、及び変更体を排気管か
ら遠ざける方向の少なくともいずれかの方向、に変更体
を移動させる変更体移動手段とすると良い。また、上記
したように、変更体移送手段は、一方向への移動、つま
り、変更体を排気口から排気管内に挿入する（または排
気管に近づける）方向への移動のみ、あるいは変更体を
排気管から抜出する（または排気管から遠ざける）方向
への移動のみ、を行うもののほか、両方向への移動、つ
まり、変更体を排気口から排気管内に入れ出し（あるい
は接近・隔離）のいずれの方向にも移動可能であるもの
も含まれる。

【００１４】さらに、上記パルス燃焼装置であって、前
記排気管内に前記変更体を挿入した際に、この変更体を
排気管の径方向所定位置に保持する板状の保持フィンで
あって、排気管の軸に平行に配置された保持フィンを備
えるパルス燃焼装置とするのが好ましい。変更体にはパ
ルス燃焼装置の排気ガスが当たり、燃焼の際の衝撃波が
衝突することもある。従って、変更体の保持が不十分な
場合には、排気ガスの気流や衝撃波によって変更体が振
動する危険性がある。これに対し、上記パルス燃焼装置
では、板状の保持フィンにより変更体を安定して排気管
内に保持することができる。しかも、保持フィンは排気
管の軸（変更体の軸線）に平行に配置されているので、
排気ガスの流通の障害になりにくい。なお、変更体を保
持する径方向所定位置としては、適宜の位置を選択する
ことができるが、例えば、排気管の略中心とするのが好
ましい。

【００１５】さらに、前記したパルス燃焼装置であっ
て、前記排気断面積変更手段は、気体を噴射する気体噴
射装置であって、前記一の排気管または複数の排気管の
うち少なくともいずれかの排気管について、排気口から
上記排気管内に配置されまたは上記排気口に近づけて配
置され、前記排気流路の上流側に向かって気体を噴射す
る気体噴射装置と、上記気体噴射装置を上記排気口から
上記排気管内に挿入する方向、及び上記気体噴射装置を
上記排気管内から抜出する方向の少なくともいずれかの
方向に、または上記気体噴射装置を上記排気口に近づけ
る方向、及び上記気体噴射装置を上記排気口から遠ざけ
る方向の少なくともいずれかの方向に、上記気体噴射装
置を移動させる気体噴射装置移動手段と、を備えるパル
ス燃焼装置とすると良い。

【００１６】このパルス燃焼装置では、気体噴射装置に
よって、排気流路の上流側、つまり管長方向燃焼室側に
向かって気体を噴射することにより、気体噴射装置近傍
の排気管のうち気体噴射装置近傍の排気流路において排
気流路の断面積を実効的に減少させる。しかも、気体噴
射装置は気体噴射装置移動手段により移動可能である。
従って、気体噴射装置移動手段で気体噴射装置を移動さ
せ、排気管の排気断面積を変化させれば、パルス燃焼装
置のパルス周波数や出力を容易に変化させることができ
る。しかも、気体噴射装置は、排気管内に挿入され、あ
るいは排気口付近に近づけて配置されるので、高温の排
気ガスが周囲を流れるが、気体噴射装置から気体を噴射
するので、噴射した気体の気流によって直接高温の排気
ガスが気体噴射装置に触れることが防止されるため、気
体噴射装置の熱による損傷を防止することもできる。

【００１７】なお、気体噴射装置移動手段としては、一
方向への移動、つまり、気体噴射装置を排気口から排気
管内に挿入する（または排気管に近づける）方向への移
動のみ、あるいは気体噴射装置を排気管から抜出する
（または排気管から遠ざける）方向への移動のみ、を行
うもののほか、両方向への移動、つまり、気体噴射装置
を排気口から排気管内に入れ出し（あるいは接近・隔
離）のいずれの方向にも移動可能であるものも含まれ
る。また、気体噴射装置から噴射する気体としては、空
気、窒素、二酸化炭素、水蒸気などを用いることができ
る。水蒸気を用いる場合には、パルス燃焼装置により水
を加熱して水蒸気を生成すると、気体のボンベ等を別途
用意する必要がなく都合がよい。

【００１８】さらに、前記のパルス燃焼装置であって、
前記排気断面積変更手段は、気体を噴射する気体噴射装
置であって、前記一の排気管または複数の排気管のうち
少なくともいずれかの排気管について、上記排気管内に
配置されまたは上記排気口に近づけて配置され、前記排
気流路の上流側に向かって気体を噴射する気体噴射装置
と、上記気体噴射装置から噴射する上記気体の噴射圧力
を変化させる圧力変化手段と、を備えるパルス燃焼装置
とすると良い。

【００１９】このパルス燃焼装置では、気体噴射装置に
よって、排気流路の上流側、つまり管長方向燃焼室側に
向かって気体を噴射することにより、排気管のうち気体
噴射装置近傍の排気流路において排気流路の断面積を実
効的に減少させる。しかも、圧力変化手段により気体の
噴射圧力を変化させうる。従って、圧力変化手段で気体
の噴射圧力を変化させることで、排気管の排気断面積を
変化させて、パルス燃焼装置のパルス周波数や出力を容
易に変化させることができる。しかも、気体噴射装置
は、排気管内に配置され、あるいは排気口付近に近づけ
て配置されるので、高温の排気ガスがその周囲を流れる
が、気体噴射装置から気体を噴射するので、噴射した気
体の気流によって直接高温の排気ガスが気体噴射装置に
触れることが防止されるため、気体噴射装置の熱により
損傷を防止することもできる。その上、気体の噴射圧力
を変化させて排気管の排気断面積を変化させるので、気
体噴射装置を移動させる移動機構が不要であるから、構
造が簡単になり、信頼性もさらに高くできる。

【００２０】なお、圧力変化手段としては、噴射する気
体の圧力を所望の圧力に調整して気体噴射装置に導くこ
とが出来るものであればいずれものでも良く、例えば、
気体のレギュレータなどを用いることができる。また、
気体噴射装置から噴射する気体としては、空気、窒素、
二酸化炭素、水蒸気などを用いることができる。水蒸気
を用いる場合には、パルス燃焼装置により水を加熱して
水蒸気を生成すると、気体のボンベ等を別途用意する必
要がなく都合がよい。

【００２１】あるいは、前記のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気断面積変更手段は、前記一の排気管または
複数の排気管のうち少なくともいずれかの排気管につい
て、上記排気管内に配置され、管長方向に略直交する回
動軸を有し、回動により管長方向の投影面積が変化し
て、排気流路の実効的な断面積を変化させる板状の変更
体と、上記板状の変更体を回動させる変更体回動手段
と、を備えるパルス燃焼装置とするのが好ましい。

【００２２】このパルス燃焼装置では、板状の変更体が
排気管内で回動可能となっている。従って、板状の変更
体を回動させて、排気管の管長方向つまり排気の流線と
板状の変更体とを平行とした場合には、管長方向の投影
面積が最も小さくなり、排気流路の断面積が最も大きく
（全開）なる。一方、板状の変更体を回動させて、排気
管の管長方向と板状の変更体とを垂直とした場合には、
管長方向の投影面積が最も大きくなり、排気流路の断面
積が最も小さくなる。従って、板状の変更体を回動させ
ることにより、排気流路の実効的な断面積を変化させる
ことができるので、パルス燃焼装置のパルス周波数や出
力を変化させることができる。但し、排気管が一つの場
合には、あるいは複数の排気管のいずれにも板状の変更
体及び変更体回動手段を備える場合には、少なくとも一
つの排気管については、排気流路の実効的な断面積を最
も小さくした場合でも全閉（すなわち排気断面積＝０）
とならないように、回動範囲を制限したり、板状の変更
体に開口を設けたりするのが好ましい。すべての排気管
について全閉となった場合には、パルス燃焼装置は持続
して運転できなくなるからである。

【００２３】なお、変更体回動手段としては、板状の変
更体を所望の角度に回動させうる機構を有するものであ
ればいずれのものでも良いが、ハンドル、モータ、ギヤ
機構、これらの組み合わせなどが挙げられる。また板状
の変更体は、例えば蝶番のように、２つ以上の板状体を
有し、変更体回動手段により２つの板状体が対称に開く
ようにされたものなども挙げられる。

【００２４】またさらに、上記パルス燃焼装置であっ
て、前記板状の変更体が、前記排気管の排気口近傍に配
置されてなるパルス燃焼装置とするのが好ましい。排気
管には高温の排気ガスが流通し、パルス燃焼に伴って発
生する衝撃波も進行する。しかし、燃焼室から離れるに
従い、燃焼室の直近よりも排気の温度も下がり、衝撃波
の強さも小さくなっている。従って、排気口近傍に板状
の変更体を配置すれば、排気ガスの熱、衝撃波による劣
化や変形などを抑制して、板状の変更体の寿命を長くす
ることができると共に、耐熱性や強度などの低い安価な
材料でも板状の変更体を構成することができるようにな
る。

【００２５】さらに、前記パルス燃焼装置であって、前
記変更手段は、前記排気管の管長を変更する管長変更手
段であるパルス燃焼装置とすると良い。

【００２６】このパルス燃焼装置では、管長を変化させ
る管長変更手段を有するので、管長の変化に伴い、パル
ス燃焼装置の単位時間あたりのパルス燃焼回数、つまり
パルス周波数を変化させることができ、パルス燃焼装置
の出力、例えばパルスエンジンの駆動エネルギーやパル
ス燃焼器の発生する熱エネルギーを容易に可変できる。
なお、管長変更手段としては、排気管が２重、３重など
の多重管であり、各管同士の重なりを調整することによ
り全体の管長を変更可能としたもの、排気管の一部が蛇
腹部となっており、この蛇腹部を伸長、短縮させるも
の、排気管として長さの違う複数の排気管を備えてお
り、いずれの排気管を排気に用いるかの切り替えを行う
ものなどが挙げられる。

【００２７】さらに、上記請求項７に記載のパルス燃焼
装置であって、前記排気管は、複数の管同士の少なくと
も一部が径方向に互いに重なる多重管であり、前記管長
変更手段は、上記排気管の管長が伸長する方向、及び上
記排気管の管長が短縮する方向の少なくともいずれかの
方向に、上記複数の管の少なくともいずれかの管を移動
させる管移動手段であるパルス燃焼装置とするのが好ま
しい。

【００２８】このパルス燃焼装置では、排気管は多重管
であり、複数の管同士の少なくとも一部が径方向に互い
に重なっており、管長方向への伸長または短縮の少なく
ともいずれかが可能である。また、管移動手段は、管同
士の重なりを小さくして排気管の管長が伸長する方向、
及び管同士の重なりを大きくして排気管の管長が短縮す
る方向の少なくともいずれかの方向に、複数の管の少な
くともいずれかの管を移動させる。従って、管移動手段
で排気管の管長を伸縮させることで、容易にパルス燃焼
装置のパルス周波数や出力を変化させることができる。

【００２９】さらに、前記のパルス燃焼装置であって、
前記排気管は、少なくとも一部に管長方向に伸縮可能な
蛇腹部を有し、前記管長変更手段は、上記蛇腹部を伸長
させて上記排気管の管長が伸長する方向、及び上記蛇腹
部を短縮させて上記排気管の管長が短縮する方向の少な
くともいずれかの方向に、上記蛇腹部の長さを変更する
蛇腹部長さ変更手段であるパルス燃焼装置とするのが好
ましい。

【００３０】このパルス燃焼装置では、排気管は蛇腹部
を有し、蛇腹部長さ変更手段は蛇腹部を伸長させて排気
管の管長が伸長する方向、及び蛇腹部を短縮させて排気
管の管長が短縮する方向の少なくともいずれかの方向
に、蛇腹部の長さを変更する。従って、蛇腹部長さ変更
手段で蛇腹部、従って、排気管全体の管長を伸長あるい
は短縮させることで、容易にパルス燃焼装置のパルス周
波数や出力を変化させることができる。

【００３１】さらに、前記のパルス燃焼装置であって、
前記排気管は、互いに管長の異なる複数の排気管を含
み、前記管長変更手段は、上記管長の異なる複数の排気
管のうちから選択したいずれかの排気管を開放すると共
に、上記開放した排気管と異なる管長の排気管をいずれ
も閉塞して、開放する排気管と閉塞する排気管とを切り
替える開閉排気管切替手段であるパルス燃焼装置とする
と良い。

【００３２】このパルス燃焼装置では、排気管は互いに
管長の異なる複数の排気管を含み、開閉排気管切替手段
は開放する排気管と閉塞する排気管を切り替える。従っ
て、管長の長い排気管を開放した場合（パルス周波数：
低）と管長の短い排気管を開放した場合（パルス周波
数：高）を切り替えるなど、容易にパルス燃焼装置のパ
ルス周波数や出力を変化させることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明の第１の実
施形態について、図１を参照して説明する。本実施形態
１のパルス燃焼装置１０は、燃焼室１１と複数の排気管
１４，具体的には４本の同じ長さの排気管１４Ａ，１４
Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄとを有する多筒型のパルス燃焼装置
である。燃焼室１１には、フラッパバルブ１３のフラッ
プ１３Ｆを通じて吸気口１２から空気ＡＲを取り入れ、
燃焼噴射バルブ１５から噴射される燃料ＦＬにイグナイ
タ１６で着火することで燃料ＦＬが爆発燃焼し、各排気
管１４Ａ〜１４Ｄからそれぞれ排気ガスＥＸＡ〜ＥＸＤ
が排出される。その排気ガスＥＸＡ等の慣性力により以
降は、公知の如く自励的に脈動燃焼（パルス燃焼）が生
じる。

【００３４】このパルス燃焼装置１０は、このようなパ
ルス燃焼機構に加えて、４本の排気管１４Ａ〜１４Ｄの
うち、３本の排気管１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの排気口１
４ＢＤ，１４ＣＤ，１４ＤＤ付近に、それぞれ排気管１
４Ｂ等を閉塞・開放することにより排気管１４全体から
見たときの排気断面積を変更する排気断面積変更装置１
９を有する。この排気断面積変更装置１９（１９Ｂ，１
９Ｃ，１９Ｄ）は、具体的には、それぞれの排気管１４
Ｂ等を閉塞・開放するバタフライバルブ１７Ｂ，１７
Ｃ，１７Ｄとこれを回動させるバルブ回動クランク１８
Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄとからなる。

【００３５】このように、排気管１４Ｂ，１４Ｃ，１４
Ｄにそれぞれ排気断面積変更装置１９Ｂ，１９Ｃ，１９
Ｄを備えている。そこで、例えば、いずれの排気断面積
変更装置１９Ｂ等についてもバタフライバルブ１７Ｂ等
を全開しておけば、４本の排気管１４Ａ〜１４Ｄすべて
がパルス燃焼における排気に与ることとなり、この状態
でのパルス周波数ｆは、４本の排気管１４Ａ等の持つ断
面積の和の関数となる。一方、いずれかの排気管を閉塞
した場合、例えば、排気管１４Ｄについて、排気断面積
変更装置１９Ｄで閉塞、つまりバタフライバルブ１７Ｄ
をバルブ回動クランク１８Ｄで回動させて全閉した場合
には、排気管１４Ｄからの排気ガスＥＸＤは発生しない
ため、開放から閉塞への変更時の過渡変動を除けば、排
気管１４Ｄはパルス燃焼に寄与しないこととなり、排気
管の実効的な断面積が減少したこととなる。従って、こ
の状態でのパルス周波数ｆは、３本の排気管１４Ａ〜１
４Ｃの持つ断面積の和の関数となり、排気管１４Ｄを閉
塞する前よりも、パルス周波数ｆが低下する。これによ
り、パルス燃焼装置１０で取り出しうる熱エネルギーや
運動エネルギーなどの出力を減少させることができる。
さらに、排気管１４Ｃを排気断面積変更装置１９Ｄで閉
塞すれば、パルス燃焼に寄与するのが排気管１４Ａ，１
４Ｂの２本となり、パルス周波数ｆを低下させ、パルス
燃焼装置１０の出力を減少させることができる。

【００３６】なお、このパルス燃焼装置のパルス周波数
ｆを求める近似式としてホルムヘルツの共鳴振動の式ｆ
＝（ａ／２π）√（Ａｔ／（Ｌｔ・Ｖｃ））が知られて
いる。ここで、ａは音速、Ａｔは排気管の断面積（多筒
の場合は断面積の和）、Ｌｔは排気管の長さ、Ｖｃは燃
焼室の体積である。この式からも明らかなように、パル
ス周波数ｆは排気管の断面積Ａｔ（上式では排気管の断
面積Ａｔの平方根）に関係していることは明らかであ
り、複数ある排気管のいずれかを閉塞することにより、
排気管の実効的な断面積の減少させるとパルス周波数が
低下することが理解できる。

【００３７】具体的に数値を上げて説明する。排気管１
４Ａ等として長さＬｔ及び断面積Ａｔの等しいものを使
用し、燃焼室１１の体積Ｖｃ＝２０００ｃｍ³、排気管
１４Ａ〜１４Ｄの長さＬｔ＝１２８０ｍｍ、各排気管１
４Ａ〜１４Ｄの断面積Ａｔ＝４６４ｍｍ²のパルス燃焼
装置１０を用いて調査した。まず、４本の排気管１４Ａ
〜１４Ｄのいずれをも開放したときは、パルス周波数ｆ
＝６３Ｈｚであった。これに対し、排気管１４Ｄ，１４
Ｃを閉塞し、２本の排気管１４Ａ，１４Ｂのみを開放し
た場合、即ち、排気断面積を当初の１／２に減少させた
場合には、パルス周波数ｆ＝４８Ｈｚに低下した。

【００３８】このように、本実施形態１のパルス燃焼装
置１０では、排気断面積変更装置１９Ｄによって排気管
１４Ｂ〜１４Ｄを開放あるいは閉塞することによって、
パルス周波数ｆを変化させることができ、従って、パル
ス燃焼装置１０の出力を増減することができる。しか
も、排気管１４Ｂ〜１４Ｄが比較的長いため、排気口１
４ＢＤ等の付近での排気ガスＥＸＢ等の温度も低下して
おり、パルス燃焼に伴って発生する衝撃波の大きさも減
衰して小さくなっている。このため、バタフライバルブ
１７Ｂ等やその回動軸であるバルブ回動クランク１８Ｂ
等の材質として、ＳＵＳ３０２など比較的安価な金属材
料を用いても、排気ガスの熱で溶解したり変形したりす
ることはなく、排気断面積変更装置１９Ｂ等の耐久性を
高くできる。

【００３９】なお、排気管１４Ａには排気断面積変更装
置を設けていない。容易に理解できるように、排気管１
４Ａ〜１４Ｄのすべてを閉塞してしまうと、パルス燃焼
の継続が不可能となるため、少なくとも排気管１４Ａで
の排気を確保するためである。また、各排気管１４Ｂ〜
１４Ｄの閉塞・開放に伴って、燃焼噴射バルブ１５から
噴射される燃料ＦＬの噴射量を適宜調整することより、
さらに適切な燃焼状態を実現することが可能である。さ
らに、上記実施形態１では、各排気管１４Ａ〜１４Ｄと
して、断面積Ａｔが等しいものを使用したが、断面積の
異なる排気管を燃焼室１１に接続することもできる。互
いに断面積の異なる複数の排気管を接続すれば、閉塞す
る排気管を適宜組み合わせることで、排気管全体の排気
断面積をさらに多段階に変更することができるので、パ
ルス燃焼装置１０のパルス周波数ｆ及び出力をさらに多
段階に増減することができ、より好ましい。また、上記
したように、排気断面積変更装置１９Ｂ等、特にバタフ
ライバルブ１７Ｂ等は燃焼室１１からできるだけ離して
排気口付近に設置するのが好ましいが、材質、パルス燃
焼装置全体の寸法、要求される耐久性等を考慮し、排気
管の途中あるいは排気管の入口（流入口）付近に設けた
形態も採用することができる。

【００４０】（実施形態２）次いで、本発明の第２の実
施形態について、図２〜図５を参照して説明する。この
パルス燃焼装置２０は、燃焼室２１と１本の排気管２４
とを有する。燃焼室２１には、フラッパバルブ２３のフ
ラップ２３Ｆを通じて吸気口２２から空気ＡＲを取り入
れ、燃焼噴射バルブ２５から噴射される燃料ＦＬにイグ
ナイタ２６で着火することで燃料ＦＬが爆発燃焼し、排
気ガスＥＸが排気管２４から排出され、その慣性力によ
り以降は、公知の如く自励的に脈動燃焼（パルス燃焼）
が生じる。

【００４１】このパルス燃焼装置２０は、このようなパ
ルス燃焼機構に加えて、排気管２４の排気口２４Ｄ付近
に、この排気管２４の排気断面積を変更する排気断面積
変更装置２９を有する。この排気断面積変更装置２９
は、具体的には、変更体２７とこれを移動させる変更体
移動装置２８とからなる。このうち、変更体２７は、図
３（ａ），（ｂ）に示すように、先端部２７ＡＦ及び後
端部２７ＡＢがそれぞれ先細形状された紡錘形をなした
変更体本体２７Ａと、この変更体本体２７Ａの周囲に放
射状に固着され、先端部２７ＡＦよりも先端側（図３
（ａ）中左側）に突出して変更体本体２７Ａの軸２７Ａ
Ｘに平行に設けられた長方形板状の保持フィン２７Ｂと
を備える。この保持フィン２７Ｂの外側面２７ＢＴは、
図３（ｃ）に示すように、排気管２４に排気口２４Ｄ側
から変更体２７を挿入するに際して、排気管内壁２４Ｈ
と当接しつつ案内するように、変更体本体２７Ａの軸２
７ＡＸに平行にされている。

【００４２】この保持フィン２７Ｂにより、変更体本体
２７Ａは排気管２４のほぼ中心に位置するように、つま
り、軸２７ＡＸが排気管２４の排気口２４Ｄ付近におけ
る軸にほぼ一致するように挿入される。また、保持フィ
ン２７Ｂにより変更体本体２７Ａは排気管２４のほぼ中
心に保持され、排気ガスＥＸの通過あるいは衝撃波の通
過によって、変更体本体２７Ａが排気管２４の径方向に
振動するのを抑制している。さらに、図３（ｂ）から容
易に理解できるように、保持フィン２７Ｂは変更体本体
２７Ａの軸２７ＡＸに従って排気管２４の軸が平行に配
置されており、排気ガスＥＸの流通を保持フィン２７Ｂ
で妨げることを防止されている。

【００４３】この変更体２７は、さらに変更体本体２７
Ａの後方（図２、図３（ａ）中右側）に棒状の繰り出し
棒部２７Ｃを有している。図２に示すように、繰り出し
棒部２７Ｃは、変更体移動装置２８の対向するローラ２
８Ｒに挟まれており、このローラ２８Ｒの回転によって
繰り出し棒部２７Ｃと共に変更体２７全体が矢印ＭＶに
示す方向（図中左右方向）に移動する。従って、変更体
移動装置２８による繰り出し棒部２７Ｃの繰り出し量の
調整により、排気口２４Ｄから排気管２４内部への変更
体本体２７Ａの挿入量を調整できるようになっている。

【００４４】このような排気断面積変更装置２９を用い
て、変更体本体２７Ａの先端部２７ＡＦを排気口２４Ｄ
から排気管内部へ挿入すると、図４（ａ）に示すよう
に、排気ガスＥＸの流線ＥＸＲが排気口２４Ｄ付近で密
になる。図４（ｂ）に示すように、排気管２４の断面積
２４ＤＳに対して、変更体２７Ａの先端部２７ＡＦの断
面積２７ＡＦＳの分だけ排気に寄与する断面積（開口面
積）が減少することになるからである。これにより、排
気管２４の排気口２４Ｄ付近を除く他の部分（排気口１
４Ｄ付近より燃焼室１１側の部分）の断面積は変化しな
いものの、排気口２４Ｄ付近における排気流路の実効的
な断面積が減少し、排気管２４で排気可能な排気ガスＥ
Ｘの量が減少するため、排気管２４についての排気断面
積（排気流路の実効的な断面積）を減少させることにな
る。かくして、パルス燃焼装置２０のパルス周波数ｆが
低下する。

【００４５】従って、変更体本体２７Ａを矢印ＭＶ（図
中左右方向）に移動させることにより、排気口２４Ｄ近
傍における排気流路の実効的な断面積を増減させ、排気
管２４の排気断面積を増減し、パルス燃焼装置２０のパ
ルス周波数ｆを増減することができる。これにより、パ
ルス燃焼装置２０で取り出しうる熱エネルギーや運動エ
ネルギーなどの出力を容易に増減することができる。し
かも、変更体本体２７Ａの先端部２７ＡＦは先細形状と
なっているため、パルス燃焼に伴って排気管２４内を伝
わる衝撃波が当たっても、受ける衝撃は小さくなってお
り、熱と衝撃による変形などに対する耐久性が高い。ま
た、衝撃波が変更体２７に衝突して燃焼室２１側に戻
り、パルス燃焼に変調を生じさせる危険性も少なくされ
ている。

【００４６】なお、上記実施形態２では、変更体本体２
７Ａを排気口２４Ｄよりも内部（上流側、つまり燃焼室
２１側）に向けて挿入し、排気断面積を変化させた。し
かし、図４（ａ）から容易に理解できるように、変更体
本体２７Ａの断面積の大きさや排気ガスＥＸの流速など
によっては、変更体本体２７Ａを排気口２４Ｄに近づけ
るだけで排気ガスＥＸの気流に影響を生じ、実質的に排
気断面積を減少させることができる場合もある。従っ
て、このような場合には、変更体移動装置２８を用いて
変更体本体２７Ａを排気口に接近・隔離するようにして
も良く、これによっても、パルス燃焼装置のパルス周波
数ｆや出力を変化させることができる。また、実施形態
１において説明したように、排気管２４の長さを大きく
することで、排気口２４Ｄ等の付近での排気ガスＥＸの
温度を低下させることができ、パルス燃焼に伴って発生
する衝撃波も減衰させてその大きさを小さくすることが
できる。従って、耐熱性、耐久性等を考慮し、上記変更
体本体２７Ａのように先端部を先細形状としない形状の
変更体をも用いることができる。

【００４７】（変形形態１）次いで上記実施形態２を変
形した変形形態１について説明する。なお、実施形態２
と同様な部分についての説明は省略する。上記実施形態
２では、先端部２７ＡＦのほか、後端部２７ＡＢも先細
形状とされた紡錘形の変更体本体２７Ａに排気方向の後
方（図４（ａ）中右側）に棒状の繰り出し棒部２７Ｃを
備える変更体２７を用いた。しかし、変更体本体２７の
後方は、排気ガスＥＸの流れを乱さない形状とされてい
れば良く、細くする必要はない。例えば、図５に示すよ
うに、変更体３７全体が一定の太さ（一定径）の棒状
で、先端部３７ＡＦのみ先細形状としたものを用いても
良い。例えば、燃焼室２１の体積Ｖｃ＝９３４ｃｍ³、
排気管２４の長さＬｔ＝２６４０ｍｍ、排気管２４の断
面積Ａｔ＝４５２ｍｍ²（内径２４ｍｍ）のパルス燃焼
装置３０を用い、直径２５ｍｍ、先端部３７ＡＦの先端
角α＝４５度の変更体３７を排気口２４Ｄを挿入・抜出
して、排気口２４Ｄにおける排気ガスＥＸの流路の断面
積を変化させ、パルス周波数ｆを調査した。その結果、
全開、即ち、排気口における断面積（開口面積）Ａ＝４
５２ｍｍ²においてはパルス周波数ｆ＝５６Ｈｚ、Ａ＝
２２８ｍｍ²ではｆ＝５４Ｈｚ、Ａ＝１２６ｍｍ²ではｆ
＝４５Ｈｚとなった。

【００４８】このように、本変形形態１のパルス燃焼装
置３０では、変更体３７を排気管２４に挿入すること
で、パルス周波数ｆを変化させることができ、従って、
パルス燃焼装置１０の出力を容易に増減することができ
る。しかも、変更体本体３７Ａの先端部３７ＡＦは先細
形状となっているため、パルス燃焼に伴って排気管２４
内を伝わる衝撃波が当たっても、受ける衝撃は小さくな
っており、熱と衝撃による変形などに対する耐久性が高
い。また、衝撃波が変更体２７に衝突して燃焼室２１側
に戻り、パルス燃焼に変調を生じさせる危険性も少なく
されている。このため、変更体本体３７Ａの材質とし
て、比較的安価な炭素鋼を用いたにも拘わらず、排気ガ
スの熱や衝撃波で溶解したり変形したりすることもな
く、排気断面積変更装置２９、特に変更体本体２７Ａの
耐久性が高いことが確認できた。なお、この変更体３７
においても、上述の実施形態１と同様に、保持フィンを
形成することが好ましい。保持フィンを形成することに
より、排気管２４への挿入の案内が容易になる、変更体
３７の振動が防止されるなどの利点が同様に得られるか
らである。

【００４９】（実施形態３）次いで、第３の実施形態に
ついて、図６を参照して説明する。上記実施形態２及び
変形形態１では、排気口２４Ｄから内部（上流）に向か
って変更体２７，３７を挿入して、排気管２４の排気断
面積を変化させ、パルス周波数ｆ及び出力を変化させ
た。しかし、排気ガスＥＸの排気流路の実効的な断面積
を変化させれば足りる。そこで、本実施形態３では、排
気口２４Ｄから燃焼室２１側に向かって、別途のガスを
噴射して、排気ガスＥＸの流路の断面積を小さくする。
なお、実施形態２と同様な部分についての説明は省略す
る。

【００５０】即ち、本実施形態３のパルス燃焼装置４０
は、実施形態２のパルス燃焼装置２０における排気断面
積変更装置２９に代えて、図６に示す排気断面積変更装
置４９を備える。この排気断面積変更装置４９は、気体
噴射装置４７とこれを移動させる移動装置４８とからな
る。気体噴射装置４７は、繰り出し管４７Ｐと噴射ノズ
ル４７Ｎからなり、コンプレッサ４１で生成され、配管
４２を経由して供給された圧縮空気Ｇを、繰り出し管４
７Ｐを通じて噴射ノズル４７Ｎから噴射する。また、繰
り出し管４７Ｐは、移動装置４８の対向するローラ４８
Ｒに挟まれており、このローラ４８Ｒの回転によって繰
り出し管４７Ｐと共に噴射ノズル４７Ｎが矢印ＭＶに示
す方向（図中左右方向）に移動する。従って、移動装置
４８による繰り出し管４７Ｐの繰り出し量の調整によ
り、排気口２４Ｄと噴射ノズル４７Ｎとの間隔、あるい
は、排気管２４内部への噴射ノズル４７Ｎの挿入量を調
整できるようになっている。

【００５１】このような排気断面積変更装置４９を用い
て、噴射ノズル４７Ｎを排気口２４Ｄ付近に配置し、あ
るいは排気口２４Ｄから排気管内部へ挿入し、排気流路
の上流側（燃焼室２１側）に向けて圧縮空気Ｇを噴射さ
せると、図６に示すように、破線で示す圧縮空気Ｇの流
線ＧＲの存在により、排気ガスＥＸの流線ＥＸＲが排気
口２４Ｄ付近で密になる。これにより、排気口２４Ｄ付
近における排気流路の実効的な断面積が減少し、排気管
２４で排気可能な排気ガスＥＸの量が減少するため、排
気管２４についての排気断面積が減少する。かくして、
パルス燃焼装置４０のパルス周波数ｆが低下する。

【００５２】しかも、容易に理解できるように、噴射ノ
ズル４７Ｎを矢印ＭＶ（図中左右方向）に移動させる
と、圧縮空気Ｇの流れ及び排気ガスＥＸの流れが変わ
り、排気口２４Ｄ近傍における排気流路の実効的な断面
積を増減させることができる。従って、排気管２４の排
気断面積を増減し、パルス燃焼装置４０のパルス周波数
ｆを増減することができる。これにより、パルス燃焼装
置４０で取り出しうる熱エネルギーや運動エネルギーな
どの出力を容易に増減することができる。さらに、噴射
ノズル４７Ｎからは圧縮空気Ｇが噴射されており、図中
破線の流線ＧＲで示すように、圧縮空気Ｇが噴射ノズル
４７Ｎの周りを流れるため、噴射ノズル４７Ｎには高温
の排気ガスＥＸが直接触れることがない。従って、噴射
ノズル４７Ｎの温度上昇が抑えられる。また、圧縮空気
Ｇが噴射ノズル４７Ｎの周りを流れるため、排気管２４
内を伝わる衝撃波が直接噴射ノズル４７Ｎに衝突するこ
とも防止される。このため、噴射ノズル４７Ｎが受ける
衝撃は小さくされ、熱と衝撃による変形などに対する耐
久性を高くすることができる。また、圧縮空気Ｇが噴射
されているため、衝撃波が噴射ノズル４７Ｎに衝突して
燃焼室２１側に戻り、パルス燃焼に変調を生じさせる危
険性も少なくされている。

【００５３】なお、噴射ノズル４７Ｎの移動範囲（排気
口２４Ｄとの間隔あるいは排気口２４Ｄからの挿入量）
は、噴射する圧縮空気Ｇの圧力や噴射量、排気管２４の
径、長さなどに応じて、所望のパルス周波数ｆや出力が
得られる適宜な範囲とすれば良い。また、上記実施形態
３では、コンプレッサ４１で生成した圧縮空気Ｇを噴射
したが、ボンベから圧縮された窒素、二酸化炭素、空気
などを導いて噴射させても良い。また、このパルス燃焼
装置４０の発生する熱を熱交換機によって取り出し、水
を沸騰させて高圧の水蒸気を生成し、これを導いた水蒸
気を噴射ノズル４７Ｎから噴射させても良い。具体的に
は、排気管２４や燃焼室２１を水が流通するパイプで囲
んだ熱交換機を形成しておき、排気管２４や燃焼室２１
から発生する熱でパイプ内の水を沸騰させる。このよう
にすると、別途のコンプレッサやボンベを配備する必要
が無く、熱交換機に水を供給することで水蒸気を生成で
きるため、機器が簡単に設置できる利点がある。

【００５４】（実施形態４）次いで、本発明の第４の実
施形態について、図７を参照して説明する。上記実施形
態３では、噴射ノズル４７Ｎから圧縮空気Ｇを噴射する
と共に、移動装置４８で噴射ノズル４７Ｎを移動させ
て、排気管２４の排気断面積を変化させた。これに対
し、本実施形態４では、燃焼室２１側に向かって、別途
のガス（圧縮空気Ｇ）を噴射すると共に、ガスの噴射圧
力を変化させ、排気ガスＥＸの流路の断面積を変化させ
る点で異なる。なお、実施形態２，３と同様な部分につ
いての説明は省略する。

【００５５】即ち、本実施形態４のパルス燃焼装置５０
は、実施形態３のパルス燃焼装置４０における排気断面
積変更装置４９に代えて、図７に示す排気断面積変更装
置５９を備える。この排気断面積変更装置５９は、気体
噴射装置５７とこれに供給する圧縮空気Ｇの圧力を調整
するレギュレータ５８とからなる。レギュレータ５８
は、コンプレッサ５１で生成され、配管５２を経由して
供給された圧縮空気Ｇを所望の圧力に調整して導入管５
７Ｐに送出する。気体噴射装置５７は、上述の導入管５
７Ｐと噴射ノズル５７Ｎからなり、導入管５７Ｐを通じ
て導入された圧縮空気Ｇを噴射ノズル５７Ｎから噴射す
る。

【００５６】このような排気断面積変更装置５９の噴射
ノズル５７Ｎを排気管２４の適当な位置に設置する、具
体的には、排気管２４の適当位置に穿孔した貫通孔２４
Ｈに導入管５７Ｐを挿通し、排気流路の上流側（燃焼室
２１側）に向けて圧縮空気Ｇを噴射できるように噴射ノ
ズル５７Ｎを配置する。本実施形態では、図７に示すよ
うに、排気管２４の略中心に噴射ノズル５７Ｎを位置さ
せている。この噴射ノズル５７Ｎから圧縮空気Ｇを噴射
させると、図７に示すように、破線で示す圧縮空気Ｇの
流線ＧＲの存在により、排気ガスＥＸの流線ＥＸＲが噴
射ノズル５７Ｎの側方付近で密になり、噴射ノズル５７
Ｎ付近における排気流路の実効的な断面積が減少する。
従って、排気管２４で排気可能な排気ガスＥＸの量が減
少するため、排気管２４についての排気断面積が減少す
る。かくして、パルス燃焼装置５０のパルス周波数ｆが
低下する。

【００５７】しかも、容易に理解できるように、噴射ノ
ズル５７Ｎから噴射する圧縮空気Ｇの圧力を高くすると
圧縮空気Ｇの流れる部分が拡がる、つまり流線ＧＲが拡
がるので、排気ガスＥＸが流れにくくなる。逆に、圧縮
空気Ｇの圧力を低くすると排気ガスＥＸが流れ易くな
る。このように、圧縮空気Ｇの圧力を変化させれば、圧
縮空気Ｇの流れ及び排気ガスＥＸの流れが変わるから、
噴射ノズル５７Ｎ付近における排気流路の実効的な断面
積を増減させることができる。従って、排気管２４の排
気断面積を増減し、パルス燃焼装置５０のパルス周波数
ｆを増減することができる。これにより、パルス燃焼装
置５０で取り出しうる熱エネルギーや運動エネルギーな
どの出力を容易に増減することができる。

【００５８】しかも、実施形態３の噴射ノズル４７Ｎと
同様に、噴射ノズル５７Ｎからは圧縮空気Ｇが噴射され
ており、図中破線の流線ＧＲで示すように、圧縮空気Ｇ
が噴射ノズル５７Ｎの周りを流れるから、噴射ノズル５
７Ｎに高温の排気ガスＥＸが直接触れるのが防止され、
噴射ノズル５７Ｎの温度上昇が抑えられる。また、圧縮
空気Ｇが噴射ノズル５７Ｎの周りを流れるため、排気管
２４内を伝わる衝撃波が直接噴射ノズル５７Ｎに衝突す
ることも防止される。このため、噴射ノズル５７Ｎが受
ける衝撃は小さくされ、熱と衝撃による変形などに対す
る耐久性を高くすることができる。また、圧縮空気Ｇが
噴射されているため、衝撃波が噴射ノズル５７Ｎに衝突
して燃焼室２１側に戻り、パルス燃焼に変調を生じさせ
る危険性も少なくされている。

【００５９】なお、レギュレータ５８で調整する圧縮空
気Ｇの圧力範囲は、噴射ノズル５７Ｎの噴射特性、排気
管２４の径などに応じて、所望のパルス周波数ｆや出力
が得られる適宜な範囲とすれば良い。また、噴射ノズル
５７Ｎの位置は、適宜の位置とすることができるが、前
記したように、排気ガスＥＸが低温になることや衝撃波
の強さが減衰することなどから、排気口２４Ｄの近傍に
設けるのが好ましい。また、上記実施形態４では、排気
管２４に貫通孔２４Ｈを穿孔して導入管５７Ｐを挿通し
た。しかし、例えば、前述した実施形態３と同様に、排
気口２４Ｄから噴射ノズル５７Ｎを挿入しても良い。つ
まり、図６に示す排気断面積変更装置４９において、移
動装置４８に代えて、レギュレータ５８を設け、噴射す
る圧縮空気Ｇの圧力を変化させるようにしても良い。さ
らには、移動装置４８と共にレギュレータ５８を設け
て、噴射ノズル４７の移動と噴射する圧縮空気Ｇの圧力
変化とにより、パルス周波数ｆや出力をさらに細かく調
整可能とし、あるいは調整域を拡げることもできる。ま
た、上記実施形態４でも、コンプレッサ５１で生成した
圧縮空気Ｇを噴射したが、実施形態３の説明において記
載したのと同様に、ボンベから圧縮された窒素、二酸化
炭素、空気などを導いて噴射させても良い。また、この
パルス燃焼装置５０の発生する熱を熱交換機によって取
り出し、水を沸騰させて高圧の水蒸気を生成し、これを
導いて水蒸気を噴射ノズル５７Ｎから噴射させても良
い。

【００６０】（実施形態５）次いで、本発明の第５の実
施形態について、図８，図９を参照して説明する。前記
した実施形態２では、排気口２４Ｄから内部に変更体２
７（変更体本体２７Ａ）を挿入すると共に、変更体移動
装置２８で変更体２７を移動させて、排気管２４の排気
断面積を変化させていた。これに対し、本実施形態５で
は、排気断面積変更装置２９に代えて、排気断面積変更
装置６９を備える点で異なる。なお、実施形態２と同様
な部分についての説明は省略する。

【００６１】図９に示す排気断面積変更装置６９は、排
気口２４Ｄ付近の排気管２４内に配置された板状の変更
体６７とこれを回動させる回動クランク６８とからな
る。板状の変更体６７は、図９に示すように、排気管２
４の内径よりも径小の外周縁６７Ｐを有する円板形状を
なす。回動クランク６８は、排気口２４に穿孔した２つ
の貫通孔２４Ｈ１，２４Ｈ２に挿通されて、排気管２４
に略直交する回動軸ＡＸをなし、板状の変更体６７が固
着された軸部６８ＡＸと、クランク状に折れ曲がって軸
部６８ＡＸの回動を容易にするクランク部６８Ｋと、こ
の端部に取り付けられたハンドル部６８Ｈとを有する。

【００６２】容易に理解できるように、回動クランク６
８のハンドル部６８Ｈを軸ＡＸを中心として図中矢印の
ように回動させると、軸部６８ＡＸと共に板状の変更体
６７が回動し、この変更体６７の管長方向の投影面積が
変化する。従って、排気ガスＥＸの排気され易さが変化
する。つまり、排気流路の実効的な断面積を変化させる
ことができる。但し、板状の変更体６７は、上述のよう
に排気管２４の内径より小さい円板状であるので、いず
れの角度に回動させても排気管２４を完全に閉塞してし
まうことはなく、パルス燃焼装置６０のパルス燃焼は継
続できるようにされている。

【００６３】このような排気断面積変更装置６９を用い
ても、板状の変更体６７を回動させて管長方向の投影面
積を大きくすると、排気口２４Ｄ付近における排気流路
の実効的な断面積が減少し、排気管２４で排気可能な排
気ガスＥＸの量が減少するため、排気管２４についての
排気断面積が減少する。かくして、パルス燃焼装置６０
のパルス周波数ｆが低下する。しかも、容易に理解でき
るように、板状の変更体６７を軸ＡＸの周りに回動させ
ることによって、その管長方向の投影面積を増減するこ
とができるため、排気口２４Ｄ近傍における排気流路の
実効的な断面積を増減させることができる。従って、排
気管２４の排気断面積を増減し、パルス燃焼装置６０の
パルス周波数ｆを増減することができる。これにより、
パルス燃焼装置６０で取り出しうる熱エネルギーや運動
エネルギーなどの出力を容易に増減することができる。

【００６４】なお、板状の変更体６７の大きさや形状
は、排気管２４の径、長さ、燃焼室２１の体積などに応
じて、所望のパルス周波数ｆや出力が得られる適宜な範
囲とすれば良い。また、上記実施形態５では、回動クラ
ンク６８を端部に設けたハンドル部６８Ｈで手動により
回動させて、板状の変更体６７の回動角度を変更するも
のとしたしかし、他の機構、例えばステッピングモータ
等を用いて軸部６８ＡＸを回動させて板状の変更体６７
の回動角度を変更しても良い。また、上記実施形態５で
は、排気断面積変更装置６９、特に板状の変更体６７を
排気口２４Ｄの近傍に設けた例を示した。このように排
気口の近傍に設けること、つまり燃焼室からできるだけ
離れた位置に設けるのが好ましい。排気管２４には高温
の排気ガスＥＸが流通し、パルス燃焼に伴って発生する
衝撃波も進行する。しかし、燃焼室から離れた排気口付
近では、燃焼室の直近よりも排気の温度も下がり、衝撃
波の大きさも小さくなっている。従って、排気口２４Ｄ
の近傍に板状の変更体６７を配置すれば、排気ガスの
熱、衝撃波による劣化や変形などを抑制して、板状の変
更体の寿命を長くすることができる共に、耐熱性や強度
などの低い安価な材質でも板状の変更体６７を構成する
ことができるようになるからである。但し、板状の変更
体６７等の材質の選択、あるいは排気管の長さ、求めら
れる耐久性等によっては、排気断面積変更装置６９（板
状の変更体６７）を排気管２４の途中部分に形成するこ
ともできる。

【００６５】さらに、上記実施形態５では、排気管とし
て１本の排気管２４を備えるものについて示したが、複
数の排気管を有するパルス燃焼装置に適用することもで
きる。例えば、前述した実施形態１のパルス燃焼装置１
０（図１参照）において、排気断面積変更装置１９Ｂ，
１９Ｃ，１９Ｄの少なくともいずれか、例えば、排気断
面積変更装置１９Ｂのバタフライバルブ１７Ｂを、実施
形態５における板状の変更体６７に変更することによ
り、パルス周波数ｆや出力をさらに細かく調整可能と
し、あるいは調整域を拡げることもできる。また、バタ
フライバルブ１７Ｂ等の開度を全開と全閉の中間にする
ことでも、同様に調整することができる。但し、すべて
の排気管について全閉とするとパルス燃焼の継続不能と
なるので、パルス燃焼装置に応じた最低の排気断面積を
確保するように制御する、あるいはいずれかの排気管
（実施形態１では排気管１４Ａ）について閉塞されない
構造とすると良い。

【００６６】（変形形態２）次いで、実施形態５を変形
した変形形態２について、図１０を参照して説明する。
上記実施形態５では、排気断面積変更装置６９は円板状
の変更体６７を備える。これに対し、本変形形態２で
は、円板状の変更体６７に代えて、リング板状の変更体
７７を備える点で異なる。なお、実施形態２，５と同様
な部分についての説明は省略または簡略化する。

【００６７】即ち、本変形形態２のパルス燃焼装置７０
は、図１０に示す排気断面積変更装置７９を備え、この
排気断面積変更装置７９は、排気口２４Ｄ付近の排気管
２４内に配置されたリング板状の変更体７７とこれを回
動させる回動クランク７８とからなる。リング板状の変
更体７７は、図１０に示すように、略中央に円形の貫通
孔７７Ｈを有し、外周縁７７Ｐは排気管２４の内径より
わずかに径小とされている。一方、回動クランク７８
は、上記実施形態５と同様に、排気口２４の貫通孔２４
Ｈ１，２４Ｈ２に挿通され、排気管２４に略直交する回
動軸ＡＸを有し、リング板状の変更体７７が固着された
軸部７８ＡＸと、クランク部７８Ｋ及びハンドル部７８
Ｈとを有する。

【００６８】実施形態５と同様に、回動クランク７８の
ハンドル部７８Ｈを軸ＡＸを中心として図中矢印のよう
に回動させると、軸部７８ＡＸと共にリング板状の変更
体７７が回動し、この変更体７７の管長方向の投影面積
が変化する。従って、排気流路の実効的な断面積を変化
させることができる。但し、リング板状の変更体７７
は、貫通孔７７Ｈを有しているので、いずれの角度に回
動させても排気管２４を完全に閉塞してしまうことはな
く、パルス燃焼装置７０のパルス燃焼は継続できるよう
にされている。

【００６９】このような排気断面積変更装置７９を用い
ても、排気口２４Ｄ付近における排気流路の実効的な断
面積が減少し、排気管２４で排気可能な排気ガスＥＸの
量が減少するため、排気管２４についての排気断面積が
減少する。かくして、パルス燃焼装置７０のパルス周波
数ｆが低下する。しかも、容易に理解できるように、板
状の変更体７７を軸ＡＸの周りに回動させることによっ
て、その管長方向の投影面積を変更することができるた
め、排気口２４Ｄ近傍における排気流路の実効的な断面
積を増減させることができる。従って、排気管２４の排
気断面積を増減し、パルス燃焼装置７０のパルス周波数
ｆを増減することができる。これにより、パルス燃焼装
置７０で取り出しうる熱エネルギーや運動エネルギーな
どの出力を容易に増減することができる。

【００７０】なお、板状の変更体７７に形成する貫通孔
７７Ｈの大きさや形状は、排気管２４の径、長さ、燃焼
室２１の体積などに応じて、所望のパルス周波数ｆや出
力が得られる適宜な範囲とすれば良い。また、実施形態
５と同様に、変更体７７の回動角度をモータその他の機
構を用いて変更しても良い。さらに、実施形態５と同様
に、複数の排気管を有するパルス燃焼装置に適用するこ
ともできる。

【００７１】（変形形態３）次いで、実施形態５を変形
した変形形態３について、図１１を参照して説明する。
上記実施形態５及び変形形態２では、回動クランク６
８，７８を回動させることにより回動軸ＡＸの周りに回
動する板状の変更体６７，７７を備えていた。これに対
し、本変形形態３では、回動クランク８８を回転させる
と、一対の板状変更体８７（８７Ａ，８７Ｂ）が蝶番の
ように第１回動軸８７Ｘ１を中心に開き角βが変更され
るように構成されている点で異なる。なお、実施形態
２，５と同様な部分についての説明は省略または簡略化
する。

【００７２】即ち、本変形形態３のパルス燃焼装置８０
は、図１１に示す排気断面積変更装置８９を備える。こ
の排気断面積変更装置８９は、排気口２４Ｄ付近の排気
管２４内に配置された蝶番状の変更体８７とこれを回動
させる回動クランク８８とからなる。蝶番状の変更体８
７は、図１１（ｂ）に示すように、板状の第１変更体８
７Ａ及び第２変更体８７Ｂとが第１ピントル８７Ｐによ
って軸支されて、第１回動軸８７Ｘ１の周りに蝶番状に
開閉可能となっている。また、第１変更体８７Ａは、右
ネジ孔が形成された第１ナット部８７Ｃと、第２ピント
ル（図示しない）によって回動可能に軸支されている。
また、第２変更体８７Ｂは、左ネジ孔が形成された第２
ナット部８７Ｄと、第３ピントル（図示しない）によっ
て回動可能に軸支されている。一方、回動クランク７８
は、上記実施形態５と同様に、排気口２４の貫通孔２４
Ｈ１，２４Ｈ２に挿通され、排気管２４に略直交する回
動軸ＡＸを有する軸部８８ＡＸと、クランク部８８Ｋ及
びハンドル部８８Ｈとを有する。

【００７３】ここで、軸部８８ＡＸは２つの領域、即
ち、図１１（ａ）中上方の第１軸部８８ＡＸ１と第２軸
部８８ＡＸ２とに分けられ、第１軸部８８ＡＸ１には右
ネジの雄ねじ８８Ｓ１が、また、第２軸部８８ＡＸ２に
は左ネジの雄ねじ８８Ｓ２が形成されている。そして、
第１軸部８８ＡＸ１には第１ナット部８７Ｃが螺合さ
れ、第２軸部８８ＡＸ２には第２ナット部８７Ｄが螺合
されている。このため、ハンドル部８８Ｈを軸ＡＸの周
りに回転させると、軸部８８ＡＸが回転し、第１ナット
部８７Ｃと第２ナット部８７Ｄとが逆向きに移動するた
め、例えば図１１（ａ）中に破線で示す如く、第１変更
体８７Ａと第２変更体８７Ｂとがなす開き角βが変化す
る。従って、排気管２４における排気流路の実効的な断
面積を変化させることができる。但し、図１１（ｂ）に
示すように、第１変更体８７Ａ及び第２変更体８７Ｂ
は、略矩形状としてあるので、開き角βを大きくする
と、ついには円筒状の排気管２４の内壁に角部が当接す
るため、それ以上は開くことができなくなる。この状態
でも排気管２４を完全に閉塞してしまうことはないか
ら、パルス燃焼装置８０のパルス燃焼は継続できる。

【００７４】このような排気断面積変更装置８９を用い
ても、排気口２４Ｄ付近における排気流路の実効的な断
面積が減少し、排気管２４で排気可能な排気ガスＥＸの
量が減少するため、排気管２４についての排気断面積が
減少する。かくして、パルス燃焼装置８０のパルス周波
数ｆが低下する。しかも、容易に理解できるように、開
き角βを変化させることによって、第１変更体８７Ａ及
び第２変更体８７Ｂの管長方向の投影面積を変更するこ
とができるため、排気口２４Ｄ近傍における排気流路の
実効的な断面積を増減させることができる。従って、排
気管２４の排気断面積を増減し、パルス燃焼装置８０の
パルス周波数ｆを増減することができる。これにより、
パルス燃焼装置８０で取り出しうる熱エネルギーや運動
エネルギーなどの出力を容易に増減することができる。
さらにこの変更体８７は、管長方向燃焼室側（上流側）
に向かって先細の凸形状（三角形状）となるため、衝撃
波が変更体８７に当たり反射して燃焼室側に戻ることが
防止されている。

【００７５】なお、第１変更体８７Ａ及び第２変更体８
７Ｂの大きさや形状は、排気管２４の径、長さ、燃焼室
２１の体積などに応じて、所望のパルス周波数ｆや出力
が得られる適宜な範囲とすれば良い。また、実施形態５
と同様に、回動軸８８ＡＸをモータその他の機構を用い
て回転させて、変更体８７の開き角βを変化させても良
い。さらに、実施形態５と同様に、複数の排気管を有す
るパルス燃焼装置に適用することもできる。

【００７６】（実施形態６）次いで、本発明の第６の実
施形態について、図１２を参照して説明する。上記実施
形態１〜５及び変形形態１〜３では、いずれも排気断面
積変更装置１９等を備え、排気管１４，２４の排気断面
積を変更体２７等で変更した。これに対し、本実施形態
６では、排気管９４を二重管とすると共に、その一方の
管を移動させる管移動装置を備える点で異なる。なお、
前述の各実施形態１，２等と同様な部分についての説明
は省略あるいは簡略化する。

【００７７】即ち、本実施形態６のパルス燃焼装置９０
は、実施形態２に示したパルス燃焼装置２０と同様に、
燃焼室９１と１本の排気管９４とを有する。燃焼室９１
には、フラッパバルブ９３のフラップ９３Ｆを通じて吸
気口９２から空気ＡＲを取り入れ、燃焼噴射バルブ９５
から噴射される燃料ＦＬにイグナイタ９６で着火するこ
とで燃料ＦＬが爆発燃焼し、排気ガスＥＸが排気管９４
から排出され、その慣性力により以降は、公知の如く自
励的に脈動燃焼（パルス燃焼）が生じる。

【００７８】排気管９４は、板状の変更体６７は、図１
２に示すように、燃焼室９１に接続されている第１排気
管９４Ａと、この排気管９４Ａの外径よりわずかに内径
が大きく、従って、第１排気管９４Ａの一部を内部に収
納できる第２排気管９４Ｂの２つの管からなる二重構造
の排気管である。また、第２排気管９４Ｂは、管移動装
置９９により図中に矢印ＭＶで示す方向（左右方向）に
移動可能となっており、これにより、排気管９４全体の
長さＬｔを伸縮可能となっている。具体的には、管移動
装置９９は、管移動機構９７とモータ９８とをそなえて
いる。この管移動機構９７は、第２排気管９４Ｂに固着
されネジ孔を有するスライダ９７Ａと、スライダ９７Ａ
のネジ孔に螺合するネジ軸９７Ｂとからなる。従って、
ネジ軸９７Ｂをモータ９８によって回転させることで、
スライダ９７Ａと共に第２排気管９４Ｂが矢印ＭＶに示
す方向に移動するため、第１排気管９４Ａと第２排気管
９４Ｂとの重なりを小さくあるいは大きくして排気管９
４全体の長さＬｔを伸長、あるいは短縮させることがで
きる。

【００７９】ここで、パルス燃焼装置９０のパルス周波
数ｆは、排気管９４の長さＬｔが長いほど低くなること
が知られている。前記したホルムヘルツの共鳴振動の式
ｆ＝（ａ／２π）√（Ａｔ／（Ｌｔ・Ｖｃ））において
も、パルス周波数ｆは排気管の長さＬｔ（上式では排気
管の長さＬｔの逆数の平方根）に関係していることは明
らかであり、排気管の長さを長くするとパルス周波数が
低下することが理解できる。

【００８０】従って、第２排気管９４Ｂを矢印ＭＶ（図
中左右方向）に移動させることにより、排気管９４の長
さＬｔを増減させ、パルス燃焼装置９０のパルス周波数
ｆを増減することができる。これにより、パルス燃焼装
置９０で取り出しうる熱エネルギーや運動エネルギーな
どの出力を容易に増減することができる。しかも、本実
施形態６のパルス燃焼装置９０では、排気管９４を二重
管構造とし、その一方の第２排気管９４Ｂを管長方向に
移動させるだけで、パルス周波数ｆや出力を増減するこ
とができるため、構造が簡単である。

【００８１】なお、上記実施形態６では、排気管９４と
して二重の排気管９４Ａ，９４Ｂからなるものを用い
た。しかし、さらに多重の排気管を用いることもでき
る。また、多重管のうち移動させる管は、燃焼室９１か
ら離れた管を移動させるのが好ましい。排気ガスＥＸの
熱によって、排気管も高温となる場合があるが、燃焼室
から離れるほど排気ガスＥＸの温度が下がり、排気管の
温度も低くなるからである。

【００８２】（実施形態７）次いで、第７の実施形態に
ついて、図１３を参照して説明する。上記実施形態６で
は、二重の排気管９４を用い、このうちの第２排気管９
４Ｂを移動させて、排気管９４の長さを変更した。これ
に対し、本実施形態７では、排気管１０４の一部に伸縮
可能な蛇腹部１０４Ｂを設けると共に、この蛇腹部１０
４Ｂを伸縮させてその長さを変更する点で異なる。な
お、前述の各実施形態６等と同様な部分についての説明
は省略あるいは簡略化する。

【００８３】即ち、本実施形態７のパルス燃焼装置１０
０は、実施形態６のパルス燃焼装置９０における排気管
９４に代えて、図１３に示す排気管１０４を備える。こ
の排気管１０４は、燃焼室１０１に接続される第１管部
１０４Ａと、この第１管部１０４Ａに接続し矢印ＭＶに
示す方向（図中左右方向）に伸縮可能な蛇腹部１０４Ｂ
と、この蛇腹部１０４Ｂに接続し排気口１０４Ｄを構成
する第３管部１０４Ｃとからなる。第３管部１０４Ｃ
は、蛇腹部１０４Ｂの伸縮に伴い、矢印ＭＶで示す方向
（図中左右方向）に移動可能となっている。これによ
り、排気管９４全体の長さＬｔを伸縮可能となってい
る。

【００８４】第３管部１０４Ｃには、実施形態６の第２
排気管９４Ｂと同様に、スライダ１０７Ｂが固着されて
いる。蛇腹部長さ変更装置１０９は、蛇腹部長さ変更機
構１０７とモータ１０８とを備える。蛇腹部長さ変更機
構１０７は、第３管部１０４Ｃに固着されネジ孔を有す
る上述のスライダ１０７Ａと、スライダ１０７Ａに形成
されたネジ孔に螺合するネジ軸１０７Ｂとからなる。ネ
ジ軸１０７Ｂをモータ１０８で回転させると、スライダ
１０７Ａと共に第３管部１０４Ｃが矢印ＭＶに示す方向
に移動するため、蛇腹部１０４Ｂが伸縮し、排気管１０
４全体の長さＬｔを伸長、あるいは短縮させることがで
きる。

【００８５】従って、第３管部１０４Ｃを矢印ＭＶ（図
中左右方向）に移動させ、蛇腹部１０４Ｂを伸縮させる
ことにより、排気管１０４の長さＬｔを増減させ、パル
ス燃焼装置１００のパルス周波数ｆを増減することがで
きる。これにより、パルス燃焼装置１００で取り出しう
る熱エネルギーや運動エネルギーなどの出力を容易に増
減することができる。しかも、本実施形態７のパルス燃
焼装置１００では、排気管１０４の一部に蛇腹部１０４
Ｂを設けた構造とし、この蛇腹部１０４Ｂを伸縮させる
だけで、パルス周波数ｆや出力を増減することができる
ため、構造が簡単である。

【００８６】なお、蛇腹部１０４Ｂは燃焼室９１から離
れた位置に設けるのが好ましい。排気ガスＥＸの熱によ
って、排気管も高温となる場合があるが、燃焼室から離
れるほど排気ガスＥＸの温度が下がり、排気管の温度も
低くなるから、蛇腹部１０４Ｂに耐熱性の低い部材を用
いるても良くなるからである。

【００８７】（実施形態８）次いで、第８の実施形態に
ついて、図１４を参照して説明する。上記実施形態６，
７では、１本の排気管について、二重の排気管９４Ａ，
９４Ｂとしたり、一部に蛇腹部１０４Ｂを設けたりし
て、排気管の長さＬｔを変化させた。これに対し、本実
施形態８では、複数の長さの異なる排気管を設けると共
に、利用する排気管を選択して開放し、利用しない他の
排気管は閉塞することで、排気管の長さを選択して切り
替える点で異なる。なお、前述の各実施形態１〜７等と
同様な部分についての説明は省略あるいは簡略化する。

【００８８】即ち、本実施形態７のパルス燃焼装置１１
０は、実施形態１のパルス燃焼装置１０と同様に、燃焼
室１１１と複数の排気管１１４（具体的には４本）とを
有する多筒型のパルス燃焼装置である。但し、実施形態
１と異なり、４本の排気管１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４
Ｃ，１１４Ｄは互いに異なる長さ（管長）ＬｔＡ，Ｌｔ
Ｂ，ＬｔＣ，ＬｔＤを有している。また、各排気管１１
４Ａ等の排気孔１１４ＡＤ近傍には、それぞれバタフラ
イバルブ１１７Ａ〜１１７Ｄ及びバルブ回動クランク１
１８Ａ〜１１８Ｄを備える開閉排気管切替装置１１９Ａ
〜１１９Ｄが配置されている。なお、本実施形態では、
排気管の長さは、図１４から容易に理解できるように、
ＬｔＡ＜ＬｔＢ＜ＬｔＣ＜ＬｔＤの関係となるように構
成してある。

【００８９】しかして、本実施形態８では、パルス燃焼
を行う際には、いずれか１本の排気管のみが開放（全
開）され、他の排気管はバルブ回動クランク１１８Ａ〜
１１８Ｄによりバタフライバルブ１１７Ａ〜１１７Ｄを
回動させて閉塞（全閉）される。このため、燃焼室１１
１にフラッパバルブ１１３のフラップ１１３Ｆを通じて
吸気口１１２から空気ＡＲを取り入れ、燃焼噴射バルブ
１１５から噴射される燃料ＦＬにイグナイタ１１６で着
火することで燃料ＦＬが爆発燃焼し、各排気管１１４Ａ
〜１１４Ｄのいずれかから排気ガスＥＸＡ〜ＥＸＤが排
出される。その排気ガスＥＸＡ等の慣性力により以降
は、公知の如く自励的に脈動燃焼（パルス燃焼）が生じ
る。

【００９０】この際に生じるパルス周波数ｆは、開放さ
れている排気管の長さＬｔによって決定される。閉塞さ
れた排気管は、排気ガスＥＸＡ等が流通しないため、パ
ルス燃焼に寄与しないからである。例えば、第１排気管
１１４Ａのみを開放し、他の排気管１１４Ｂ〜１１４Ｄ
をバタフライバルブ１１７Ｂ〜１１７Ｄを回動させて閉
塞した場合には、第１排気管１１４Ａの長さＬｔＡに応
じたパルス周波数ｆＡとなる。同様に、第２排気管１１
４Ｂのみを開放すれば、長さＬｔＢに応じたパルス周波
数ｆＢとなる。第３排気管１１４Ｃのみを開放すれば、
長さＬｔＣに応じたパルス周波数ｆＣとなる。また、第
４排気管１１４Ｄのみを開放すれば、長さＬｔＤに応じ
たパルス周波数ｆＤとなる。上記したように、ＬｔＡ＜
ＬｔＢ＜ＬｔＣ＜ＬｔＤの関係があるので、パルス周波
数ｆはｆＡ＞ｆＢ＞ｆＣ＞ｆＤとなる。

【００９１】従って、現在開放されている排気管を閉塞
すると共に、閉塞されている排気管のいずれかを開放す
ることで、排気管として作用する排気管を切り替えれ
ば、排気管の長さＬｔを増減させることができ、パルス
燃焼装置１１０のパルス周波数ｆを増減することができ
る。これにより、パルス燃焼装置１１０で取り出しうる
熱エネルギーや運動エネルギーなどの出力を容易に増減
することができる。なお、開閉排気管切替装置１１９Ａ
等、特にバタフライバルブ１１７Ａ等は燃焼室１１１か
らできるだけ離して排気口１１４ＡＤ等の付近に設置す
るのが好ましいが、材質、パルス燃焼装置全体の寸法、
要求される耐久性等を考慮し、排気管の途中あるいは排
気管の入口（流入口）付近に設けた形態も採用すること
ができる。

【００９２】また、本実施形態８においては、バタフラ
イバルブ１１７Ａ等の開度を全開または全閉にして、排
気管１１４Ａ等を開放あるいは閉塞のいずれかの状態の
みを選択した。しかし、実施形態５においても説明した
ように、バタフライバルブ１１７Ａ等の開度を全開と全
閉の中間にすることで、排気断面積を変化させてさらに
細かく調整することもできる。すべての排気管について
全閉とならないようにすると良いことも同様である。ま
た、本実施形態８では、開閉排気管切替装置１１９Ａ等
において、バルブ回動クランク１１８Ａ等を用いて各バ
タフライバルブ１１７Ａ等を手動で回動させて各バタフ
ライバルブ１１７Ａ等の開度（全閉〜全開）を決定した
が、他の機構、例えばステッピングモータ等を用いてバ
タフライバルブ１１７Ａ等を回動させて開度を変更して
も良い。さらには、あるバタフライバルブ（例えばバタ
フライバルブ１１７Ａ）の全開から全閉への切替と、他
のあるバタフライバルブ（例えばバタフライバルブ１１
７Ｂ）の全閉から全開への切替とが連動、あるいは同期
して行えるように、モータ等の駆動シーケンスを設定し
た開閉排気管切替装置を用いることもできる。

【００９３】以上において、本発明を実施形態１〜８及
び変形形態１〜３に即して説明したが、本発明は上記実
施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでも
ない。例えば、排気管１４，２４等においては、排気口
１４Ｄ，２４Ｄなどにおいて、排気管の径が変わらない
タイプの排気管について示したが、排気口近傍で徐々に
径大となるような部分（いわゆるスカート部）をさらに
設けた排気管を用いることもできる。また、上述の各実
施形態等では、例えば変更体２７を排気口に挿入・抜出
してパルス燃焼装置のパルス周波数及び出力を増減し
た。しかし、パルス周波数及び出力を一方向に徐々に変
化させるように制御することもできる。即ち、パルス周
波数及び出力を順次低下させるように制御する、例え
ば、変更体２７を挿入する方向にのみ移動させることも
できる。あるいはパルス周波数及び出力を順次上昇させ
るように制御する、例えば、あるいは挿入されている変
更体２７を抜出する方向にのみ移動させることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１にかかるパルス燃焼装置の概要を示
す説明図である。

【図２】実施形態２にかかるパルス燃焼装置の概要を示
す説明図である。

【図３】（ａ）は排気口に挿入する変更体の側面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は排気管に挿入した状態を示す
説明図である。

【図４】（ａ）は排気管に変更体を挿入した状態におけ
る排気ガスの流れを示す説明図、（ｂ）は排気口近傍に
おける断面図である。

【図５】変形形態１にかかるパルス燃焼装置のうち、変
更体を排気管に挿入した状態を示す説明図である。

【図６】実施形態３にかかるパルス燃焼装置のうち、排
気管と気体噴射装置およびこれを移動させる移動装置等
との関係を示す説明図である。

【図７】実施形態４にかかるパルス燃焼装置のうち、排
気管と気体噴射装置および噴射する気体の圧力を変化さ
せるレギュレータ等との関係を示す説明図である。

【図８】実施形態５にかかるパルス燃焼装置の概要を示
す説明図である。

【図９】実施形態５にかかるパルス燃焼装置のうち、排
気管と板状の変更体およびこれを回動させる回動クラン
クとの関係を示す説明図である。

【図１０】変形形態２にかかるパルス燃焼装置のうち、
排気管と板状の変更体およびこれを回動させる回動クラ
ンクとの関係を示す説明図である。

【図１１】変形形態３にかかるパルス燃焼装置のうち、
（ａ）は排気管と板状の変更体およびこれを回動させる
回動クランクとの関係を示す説明図、（ｂ）は板状の変
更体および回動クランクの要部の斜視図である。

【図１２】実施形態６にかかるパルス燃焼装置の概要を
示す説明図である。

【図１３】実施形態７にかかるパルス燃焼装置の概要を
示す説明図である。

【図１４】実施形態８にかかるパルス燃焼装置の概要を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，１００，１１０パルス燃焼装置１１，２１，９１，１１１燃焼室１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，２４，９４，１０４，１１４
Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ排気管１４ＢＤ，１４ＣＤ，１４ＤＤ，２４Ｄ，１１４ＡＤ，
１１４ＢＤ，１１４ＣＤ，１１４ＤＤ排気口１１４Ｂ蛇腹部１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄバタフライバルブ１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄバルブ回動クランク２７，３７変更体２７Ａ変更体本体２７ＡＦ先端部２７Ｂ保持フィン２８変更体移動装置（変更体移動手段）４７，５７気体噴射装置４８移動装置（気体噴射装置移動手段）５８レギュレータ（圧力変更手段）６７，７７，８７板状の変更体６８，７８，８８回動クランク（変更体回動手段）１９，２９，４９，４９，６９，７９，８９排気断面
積変更装置（排気断面積変更手段、変更手段）９７管移動機構９９管移動装置（管移動手段、管長変更手段、変更手
段）１０７蛇腹部長さ変更機構１０９蛇腹部長さ変更装置（蛇腹部長さ変更手段、管
長変更手段、変更手段）１１７Ａ，１１７Ｂ，１１７Ｃ，１１７Ｄバタフライ
バルブ１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１１８Ｄバルブ回動
クランク１１９開閉排気管切替装置（開閉排気管切替手段，管
長変更手段、変更手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室と、この燃焼室に接続された一または複数の排気管と、上記排気管の管長、及び、上記排気管の排気断面積または排気断面積の和、の少なくともいずれかを変更する変更手段と、を有する
パルス燃焼装置。
【請求項２】請求項１に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記変更手段は、前記排気管の排気断面積または排気断
面積の和を変更する排気断面積変更手段であるパルス燃
焼装置。
【請求項３】請求項２に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気管を複数有し、前記排気断面積変更手段は、上記複数の排気管のうち少
なくともいずれかの排気管について、開放・閉塞を切替
える排気管開閉手段であるパルス燃焼装置。
【請求項４】請求項２に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気断面積変更手段は、排気流路の上流方向に向かって先細となる先端部を備
え、前記一の排気管または複数の排気管のうち少なくと
もいずれかの排気管について、排気口から上記排気管内
に挿入して、または排気口に近づけて、上記排気口近傍
における排気流路の実効的な断面積を減少させる変更体
と、上記変更体を上記排気口近傍における排気流路の実効的
な断面積を減少させる方向、及び上記変更体を上記排気
口近傍における排気流路の実効的な断面積を増加させる
方向の少なくともいずれかの方向に上記変更体を移動さ
せる変更体移動手段と、を備えるパルス燃焼装置。
【請求項５】請求項２に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気断面積変更手段は、気体を噴射する気体噴射装置であって、前記一の排気管
または複数の排気管のうち少なくともいずれかの排気管
について、排気口から上記排気管内に配置されまたは上
記排気口に近づけて配置され、前記排気流路の上流側に
向かって気体を噴射する気体噴射装置と、上記気体噴射装置を上記排気口から上記排気管内に挿入
する方向、及び上記気体噴射装置を上記排気管内から抜
出する方向の少なくともいずれかの方向に、または上記
気体噴射装置を上記排気口に近づける方向、及び上記気
体噴射装置を上記排気口から遠ざける方向の少なくとも
いずれかの方向に、上記気体噴射装置を移動させる気体
噴射装置移動手段と、を備えるパルス燃焼装置。
【請求項６】請求項２に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気断面積変更手段は、気体を噴射する気体噴射装置であって、前記一の排気管
または複数の排気管のうち少なくともいずれかの排気管
について、上記排気管内に配置されまたは上記排気口に
近づけて配置され、前記排気流路の上流側に向かって気
体を噴射する気体噴射装置と、上記気体噴射装置から噴射する上記気体の噴射圧力を変
化させる圧力変化手段と、を備えるパルス燃焼装置。
【請求項７】請求項１に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記変更手段は、前記排気管の管長を変更する管長変更
手段であるパルス燃焼装置。
【請求項８】請求項７に記載のパルス燃焼装置であっ
て、前記排気管は、互いに管長の異なる複数の排気管を含
み、前記管長変更手段は、上記管長の異なる複数の排気管の
うちから選択したいずれかの排気管を開放すると共に、
上記開放した排気管と異なる管長の排気管をいずれも閉
塞して、開放する排気管と閉塞する排気管とを切り替え
る開閉排気管切替手段であるパルス燃焼装置。