JP2024014441A - 圧力波発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧ガスの流れの乱れを抑制し、圧力波を安定させることができる圧力波発生装置を提供する。【解決手段】高圧室１２内で発生させた高圧ガスを放出口４８から外部に放出することで圧力波を発生させるように構成された圧力波発生装置１は、高圧ガスを第１方向Ｄ１に沿って噴出させるための噴出口１４を有する高圧ガス容器２と、噴出口１４と放出口４８との間を接続する接続流路５０を開通または遮断するためのピストン４と、ピストン４を第２方向Ｄ２に沿って往復動可能なように収容するピストン収納容器６と、ピストン収納容器接続流路５０に対して第２方向Ｄ２における一方側に設けられた一方側収納部５６内に第１流体Ｇ１を供給可能な第１流体供給装置８と、接続流路５０に対して第２方向Ｄ２における他方側に設けられた他方側収納部５８内に第２流体Ｇ２を供給可能な第２流体供給装置１０と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、圧力波発生装置に関する。

例えば、ボイラには、排出される燃焼ガスから熱回収を行うために、燃焼ガスと接触する伝熱面を有する伝熱管が設けられている。燃焼ガスにダストが含まれていると、伝熱面にダストが付着・堆積し、伝熱効率の低下を招く虞がある。また、燃焼ガスの流路が閉塞し、安定したボイラの運転を阻害する虞がある。そこで、ボイラには、伝熱面に付着したダストを除去するダスト除去装置（スートブロワ）が設けられていることが多い。

ダスト除去装置の１つとして、高圧ガスを放出口から外部に放出することで圧力波を発生させる圧力波発生装置が知られている。例えば、特許文献１には、爆発によって発生した高圧ガスを排出するための排出開口を有する高圧ガス容器と、排出開口を開閉し、排出開口から排出される高圧ガスの排出方向と垂直方向に移動するピストンと、を備える圧力波発生装置が開示されている（図３を参照）。

特許５４７６３８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、排出開口が開いているときにピストンが傾いてしまい、排出開口に向かう高圧ガスの流れが乱れ、圧力波が安定しない虞がある。さらに、特許文献１に記載の技術では、ピストンは後端側の部分だけが支持・摺動する構成（ピストンは片持ちされている）となっているので、この部分にかかる荷重によってピストンが摩耗し、高圧ガスがピストン後部のガススプリング室に漏れる虞もある。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、高圧ガスの流れの乱れを抑制し、圧力波を安定させることができる圧力波発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る圧力波発生装置は、高圧室内で発生させた高圧ガスを放出口から外部に放出することで圧力波を発生させるように構成された圧力波発生装置であって、前記高圧室を画定するとともに、前記高圧ガスを第１方向に沿って噴出させるための噴出口を有する高圧ガス容器と、前記噴出口と前記放出口との間を接続する接続流路を開通または遮断するためのピストンであって、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在するとともに前記第１方向に沿って貫通する貫通孔が形成されているピストンと、前記ピストンを前記第２方向に沿って往復動可能なように収容するピストン収納容器であって、前記接続流路に対して前記第２方向における一方側に設けられた一方側収納部、及び前記接続流路に対して前記第２方向における他方側に設けられた他方側収納部、を含むピストン収納容器と、前記一方側収納部内に第１流体を供給可能な第１流体供給装置、又は前記一方側収納部内を吸引可能な第１吸引装置と、前記他方側収納部内に第２流体を供給可能な第２流体供給装置、又は前記他方側収納部内を吸引可能な第２吸引装置と、を備える。

本開示の圧力波発生装置によれば、高圧ガスを高圧室に溜めることなく高圧ガスを解放することが可能であり、高圧ガスの流れの乱れを抑制し、圧力波を安定させることができる。

第１実施形態に係る圧力波発生装置の構成を概略的に示す図である。 第１実施形態に係る第１流体流通孔の構成を概略的に示す図である。 第２実施形態に係る圧力波発生装置の構成を概略的に示す図である。 第３実施形態に係るピストンの構成を概略的に示す図である。 幾つかの実施形態に係る貫通孔の構成を概略的に示す図である。

以下、本開示の実施の形態による圧力波発生装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

本開示に係る圧力波発生装置１は、例えば、焼却炉に併設されているボイラに設けられており、高圧室内で発生させた高圧ガスを放出口から外部に放出することで圧力波を発生させるように構成されている。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１は、第１実施形態に係る圧力波発生装置１の構成を概略的に示す図である。図１に示すように、圧力波発生装置１は、高圧ガス容器２と、ピストン４と、ピストン収納容器６と、第１ガス供給装置８（第１流体供給装置）と、第２ガス供給装置１０（第２流体供給装置）と、を含む。

高圧ガス容器２について説明する。高圧ガス容器２は、内部に高圧室１２を画定する。この高圧ガス容器２は、高圧室１２内で発生した高圧ガスＨＧを第１方向Ｄ１に沿って噴出させるための噴出口１４を有する。第１実施形態では、高圧ガス容器２は筒形状を有しており、第１方向Ｄ１に沿って延びている。噴出口１４は、高圧ガス容器２の第１方向Ｄ１の一方側の一端に形成されている。

第１実施形態では、図１に例示するように、高圧ガス容器２は、本体部１６と、本体部１６よりも第１方向Ｄ１の一方側に位置し本体部１６に接続されている一端部１８と、を含む。高圧室１２は、本体部１６の内部空間１７と一端部１８の内部空間１９とを含む。本体部１６の内部空間１７及び一端部１８の内部空間１９のそれぞれは、第１方向Ｄ１と直交する方向に切断した断面視において、円形状を有している。図１に例示する形態では、本体部１６の内径ｄ１は一端部１８の内径ｄ２よりも大きく、本体部１６は一端部１８に近づくにつれて本体部１６の内径ｄ１が縮径する縮径部２０を含む。本体部１６には、本体部１６を貫通するガス燃料供給孔３０及び酸素供給孔３２が形成されている。一端部１８には、ピストン収納容器６に接続するためのフランジ部２１が設けられている。

第１実施形態では、図１に例示するように、圧力波発生装置１は、高圧室１２にガス燃料Ｆを供給するガス燃料供給装置２２と、高圧室１２に酸素ガスＯを供給する酸素供給装置２４と、高圧室１２に供給されたガス燃料Ｆを点火する点火装置２６と、高圧室１２内の気圧を取得する気圧取得装置２８と、制御装置１００と、をさらに含む。

ガス燃料供給装置２２は、ガス燃料Ｆが貯留されるガス燃料タンク３４と、ガス燃料供給孔３０を介してガス燃料タンク３４と本体部１６の内部空間１７（高圧ガス容器２の高圧室１２）とを連通するガス燃料ライン３６と、ガス燃料ライン３６に設けられるガス燃料弁３８と、を含んでいる。ガス燃料弁３８は、電磁弁であり、制御装置１００から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。ガス燃料弁３８が開弁されると、高圧室１２にガス燃料Ｆが供給される。

酸素供給装置２４は、酸素ガスＯが貯留される酸素ガスタンク４２と、酸素供給孔３２を介して酸素ガスタンク４２と本体部１６の内部空間１７（高圧ガス容器２の高圧室１２）とを連通する酸素ライン４４と、酸素ライン４４に設けられる酸素弁４６と、を含んでいる。酸素弁４６は、電磁弁であり、制御装置１００から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。酸素弁４６が開弁されると、高圧室１２に酸素ガスＯが供給される。

点火装置２６は、例えば、本体部１６の内部空間１７に配置される点火プラグ４０を含んでおり、点火プラグ４０から火花放電することで高圧室１２内のガス燃料Ｆを点火し、高圧ガスＨＧを発生させる。第１実施形態では、点火装置２６は、後述する制御装置１００と電気的に接続されており（ｐ７）、制御装置１００から送信される指示に従って点火動作を実行する。

制御装置１００は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。制御装置１００は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、制御装置１００が備える各機能部を実現する。幾つかの実施形態では、制御装置１００は、クラウド環境に設けられたクラウドサーバである。

第１実施形態では、上述した気圧取得装置２８、ガス燃料弁３８、及び酸素弁４６のそれぞれは、制御装置１００と電気的に接続されている（ｐ１、ｐ２、ｐ３）。気圧取得装置２８は、取得した高圧室１２内の気圧の値を制御装置１００に送信している。制御装置１００は、気圧取得装置２８から取得した高圧室１２内の気圧に基づいて、ガス燃料弁３８及び酸素弁４６のそれぞれに指示を送信する。例えば、制御装置１００は、高圧室１２内の気圧が予め設定されている設定気圧の半分に到達するまではガス燃料弁３８を開弁させるとともに酸素弁４６を閉弁させ、設定気圧の半分に到達するとガス燃料弁３８を閉弁させるとともに酸素弁４６を開弁させる。この場合、ガス燃料Ｆと酸素ガスＯは１：１で混合されたこととなる。本機能を用いて、ガス燃料Ｆと酸素ガスＯの比率や量を調整することで、圧力波の強さを任意に制御することが可能となる。

ピストン４について説明する。ピストン４は、噴出口１４と高圧ガスＨＧを外部に放出するための放出口４８との間を接続する接続流路５０を開通または遮断する。このピストン４は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に沿って延在する。このピストン４には、ピストン４を第１方向Ｄ１に沿って貫通する貫通孔５２が形成されている。第１実施形態では、ピストン４は円柱形状を有している。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と直交する方向である。

第１実施形態では、図１に例示するように、圧力波発生装置１は、放出口４８が形成されている放出ノズル５４を含んでいる。放出ノズル５４は筒形状を有しており、第１方向Ｄ１に沿って延びている。放出口４８は、放出ノズル５４の第１方向Ｄ１の一方側の一端に形成されている。放出ノズル５４の第１方向Ｄ１の他方側の他端部には、ピストン収納容器６に接続するためのフランジ部６５が設けられている。放出ノズル５４の内部空間５５は、第１方向Ｄ１と直交する方向（第２方向Ｄ２）に切断した断面視において、円形状を有している。放出ノズル５４の内径ｄ３は、高圧ガス容器２の一端部１８の内径ｄ２と同じ大きさである。放出ノズル５４は、第１方向Ｄ１においてピストン収納容器６を挟んで高圧ガス容器２とは反対側に位置している。放出ノズル５４の軸線Ｏ２は、高圧ガス容器２の軸線Ｏ１上に位置している。

接続流路５０は、放出ノズル５４の内部空間５５と、ピストン収納容器６の一方側収納部５６（後述）と他方側収納部５８（後述）との間に位置する流通空間６１と、を含む。

貫通孔５２は、第１方向Ｄ１と直交する方向（第２方向Ｄ２）に切断した断面視において、円形状を有している。貫通孔５２の径ｄ４は、高圧ガス容器２の一端部１８の内径ｄ２及び放出ノズル５４の内径ｄ３と同じ大きさである。尚、第１実施形態では、貫通孔５２の径ｄ４が第１方向Ｄ１の全体に亘って同じ大きさであるように構成されているが、本開示はこの形態に限定されない。

図５は、幾つかの実施形態に係る貫通孔５２の構成を概略的に示す図である。幾つかの実施形態では、図５に例示するように、貫通孔５２は、第１方向Ｄ１の一方側に向かうにつれて縮径するテーパー部５３を含む。図５に例示する形態では、テーパー部５３は、貫通孔５２の第１方向Ｄ１の他方側の他端から貫通孔５２の一端と他端との間の部分までに形成されている。このような構成によれば、貫通孔５２の軸線が接続流路５０の軸線と一致する前に、後述する接続流路５０の開度を１００％にすることができる。尚、不図示であるが、幾つかの実施形態では、貫通孔５２は、第１方向Ｄ１の一方側に向かうにつれて拡径する拡径テーパー部を含む。

ピストン収納容器６について説明する。ピストン収納容器６は、ピストン４を第２方向Ｄ２に沿って往復動可能なように収容する。このピストン収納容器６は、接続流路５０に対して第２方向Ｄ２における一方側に設けられた一方側収納部５６と、接続流路５０に対して第２方向Ｄ２における他方側に設けられた他方側収納部５８と、を含む。

第１実施形態では、ピストン収納容器６は筒形状を有しており、第２方向Ｄ２に沿って延びている。ピストン収納容器６の内部は、第１方向Ｄ１に沿って切断した断面視において円形状を有している。第２方向Ｄ２において、一方側収納部５６と他方側収納部５８とは互いに離間しており、一方側収納部５６と他方側収納部５８との間には流通空間６１が形成されている。一方側収納部５６には、第２方向Ｄ２の他方側に向かって開口する開放口６２が形成されている。一方側収納部５６の内部空間５７は、開放口６２を介して、流通空間６１に対して開放されている。他方側収納部５８には、第２方向Ｄ２の一方側に向かって開口する開放口６４が形成されている。他方側収納部５８の内部空間５９は、開放口６４を介して、流通空間６１に対して開放されている。

第１実施形態では、図１に例示するように、一方側収納部５６は、ピストン４の第２方向Ｄ２の一方側の一端面６６と対向する対向面６８を有する一端壁７０を含んでいる。他方側収納部５８は、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側の他端面７２と対向する対向面７４を有する他端壁７６を含んでいる。一方側収納部５６及び他方側収納部５８のそれぞれは、一方側収納部５６の内部空間５７及び他方側収納部５８の内部空間５９の両方にピストン４が収容されるように構成されている。具体的には、第２方向Ｄ２において、一端壁７０の対向面６８から他方側収納部５８の内部空間５９の開放口６４までの長さＬ２は、ピストン４の一端面６６から他端面７２までの長さＬ１よりも短い。第２方向Ｄ２において、他端壁７６の対向面７４から一方側収納部５６の内部空間５７の開放口６２までの長さＬ３は、ピストン４の一端面６６から他端面７２までの長さＬ１よりも短い。このため、ピストン４は、一方側収納部５６の内部空間５７内の気圧と他方側収納部５８の内部空間５９内の気圧との差圧ΔＰに応じて、第２方向Ｄ２に沿って移動する。尚、一方側収納部５６と他方側収納部５８とは、接続部７８を介して互いに接続されていてもよいし、互いに分断されていてもよい。

第１実施形態では、図１に例示するように、一端壁７０には、一端壁７０を第２方向Ｄ２に沿って貫通する第１ガス流通孔７１（第１流体流通孔）が形成されている。この第１ガス流通孔７１は、一端壁７０の対向面６８を開口する。同様に、他端壁７６には、他端壁７６を第２方向Ｄ２に沿って貫通する第２ガス流通孔７７が形成されている。この第２ガス流通孔７７は、他端壁７６の対向面７４を開口する。

第１ガス流通孔７１について具体的に説明する。図２は、第１実施形態に係る第１ガス流通孔７１の構成を概略的に示す図であって、図１に示す一端壁７０を拡大した図である。尚、第２ガス流通孔７７は第１ガス流通孔７１と同様の構成であるため、第２ガス流通孔７７の構成の具体的な説明を省略する。

第１実施形態では、第１ガス流通孔７１は、第１方向Ｄ１に沿って切断した断面視において円形状を有する。そして、図２に例示するように、第１ガス流通孔７１は、第１ガス流通孔７１の第２方向Ｄ２の一方側の一端から一方側収納部５６の内部空間５７に向かって延びる（第２方向Ｄ２の他方側に延びる）延在部８０と、この延在部８０よりも第２方向Ｄ２の他方側に位置し、一端壁７０の対向面６８の開口８３を拡径する拡径部８２と、を含む。拡径部８２は、延在部８０よりも大径である。図２に例示する形態では、第１ガス流通孔７１は、延在部８０の第２方向Ｄ２の他方側の他端と拡径部８２の第２方向Ｄ２の一方側の一端とを接続する段差部８４を含んでいる。開口８３は、ピストン４の一端面６６よりも小径である。尚、第１実施形態では、第１ガス流通孔７１は段差部８４を含んでいたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、第１ガス流通孔７１は、延在部８０と、拡径部８２とを含んでおり、拡径部８２は第２方向Ｄ２の他方側に向かうにつれて拡径している。

第１ガス供給装置８について説明する。第１ガス供給装置８は、一方側収納部５６内に第１ガスＧ１（第１流体）を供給する。第１実施形態では、第１ガス供給装置８は、第１ガス流通孔７１を介して、ピストン４の一端面６６に向かって第１ガスＧ１を流通させるように構成されている。図１に例示するように、第１ガス供給装置８は、第１ガスＧ１が貯留される第１ガスタンク８６（第１流体タンク）と、第１ガスタンク８６とピストン収納容器６の一方側収納部５６内とを連通する第１ガスライン８８（第１流体ライン）と、第１ガスライン８８に設けられる第１ガス弁９０（第１流体弁）と、を含む。

図１に例示する形態では、第１ガスライン８８は、第１ガス流通孔７１を介して第１ガスタンク８６と一方側収納部５６の内部空間５７とを連通している。第１ガス弁９０は、例えば、制御装置１００と電気的に接続されている電磁弁であり（ｐ４）、制御装置１００から送信される指示に従って閉弁又は開弁される。第１ガス弁９０が開弁されると、一方側収納部５６の内部空間５７に第１ガスＧ１が供給される。

第２ガス供給装置１０について説明する。第２ガス供給装置１０は、他方側収納部５８内に第２ガスＧ２（第２流体）を供給する。第１実施形態では、第２ガス供給装置１０は、第２ガス流通孔７７を介して、ピストン４の他端面７２に向かって第２ガスＧ２を流通させるように構成されている。第１ガスＧ１と第２ガスＧ２とは、互いに同じ成分を有していてもよいし、互いに異なる成分を有していてもよい。第１実施形態では、第１ガスＧ１及び第２ガスＧ２のそれぞれは不燃性ガスであり、例えば、窒素ガスである。図１に例示するように、第２ガス供給装置１０は、第２ガスＧ２が貯留される第２ガスタンク９２（第２流体タンク）と、第２ガスタンク９２とピストン収納容器６の他方側収納部５８内とを連通する第２ガスライン９４（第２流体ライン）と、第２ガスライン９４に設けられる第２ガス弁９６（第２流体弁）と、を含む。

図１に例示する形態では、第２ガスライン９４は、第２ガス流通孔７７を介して第２ガスタンク９２と他方側収納部５８の内部空間５９とを連通している。第２ガス弁９６は、例えば、制御装置１００と電気的に接続されている電磁弁であり（ｐ５）、制御装置１００から送信される指示に従って閉弁又は開弁される。第２ガス弁９６が開弁されると、他方側収納部５８の内部空間５９に第２ガスＧ２が供給される。

第１ガスＧ１や第２ガスＧ２が供給されることで差圧ΔＰを発生させてピストン４を押圧し、ピストン４は第２方向Ｄ２に沿って移動する。このピストン４の移動によって、貫通孔５２が接続流路５０に重なると、接続流路５０は開通される。一方で、貫通孔５２が接続流路５０に重なっていないと、接続流路５０は遮断される。本開示では、接続流路５０の開度を、接続流路５０がピストン４によって遮断されている状態を開度０％とし、接続流路５０がピストン４によって開通されている状態のうち接続流路５０を流れる高圧ガスＨＧの流量が最大となる状態を開度１００％と定義する。開度１００％の状態とは、例えば、接続流路５０の軸線と貫通孔５２の軸線とが互いに重なりあっている状態をいう。また、開度１００％の状態とは、例えば、図５に例示する形態のように、接続流路５０の軸線と貫通孔５２の軸線とが互いに重なりあっていなくとも（重なり合う前であっても）、流通空間６１のうちピストン４の第１方向Ｄ１の他方側の外周面が通過する通過部分４９が完全に開口している状態をいう（ピストン４によって塞がれていない状態をいう）。

第１実施形態では、図１に例示するように、接続流路５０の開度を取得する開度取得装置５１をさらに含む。開度取得装置５１は、例えば、ピストン４の一端面６６に支持され、一方側収納部５６の内部空間５７内の気圧を取得する気圧センサもしくは圧力センサである。気圧センサは、制御装置１００と電気的に接続されており（ｐ６）、制御装置１００に一方側収納部５６の内部空間５７内の気圧の値を送信する。制御装置１００は、気圧センサが取得した気圧に応じて接続流路５０の開度を算出する。そして、制御装置１００は、接続流路５０の開度が０％より大きく、且つ１００％より小さいと、点火装置２６に点火動作を実行するように指示する。

尚、本開示は、開度取得装置５１を気圧センサに限定するものではない。開度取得装置５１は、例えば、ピストン４の位置を検出する位置センサであってもよい。その１つの例として、磁気センサが挙げられる。なお、開度取得装置５１の検出点を複数設けることにより、ピストン４の位置をより正確に把握することができ、更に詳細な点火タイミングの調整が可能となる。第１実施形態では、制御装置１００が、接続流路５０の開度を取得し、この開度が０％より大きく、且つ１００％より小さいと点火装置２６に点火動作を実行させていたが、本開示はこの形態にされない。幾つかの実施形態では、圧力波発生装置１は、接続流路５０の開度を取得し、この開度が０％より大きく、且つ１００％より小さいと点火装置２６に点火動作を実行させる点火実行装置を備え、この点火実行装置は制御装置１００とは別体である。

（作用・効果）
第１実施形態に係る圧力波発生装置１の作用・効果について説明する。第１実施形態によれば、ピストン４は、差圧ΔＰに応じてピストン収納容器４内を第２方向Ｄ２に沿って往復動する。そして、ピストン４には貫通孔５２が形成されているので、接続流路５０を開通するためにピストン４の一端面６６又は他端面７２を接続流路５０に到達させる必要がない。このため、ピストン４が往復動している間、ピストン４の第２方向Ｄ２の両端部をピストン収納容器６内に収納させてピストン４の傾きを抑制することができる。よって、高圧ガスＨＧが接続流路５０を流通する際に高圧ガスＨＧの流れの乱れを抑制し、圧力波を安定させることができる。さらに、第１実施形態によれば、ピストン４はピストン収納容器６の一方側収納部５６と他方側収納部５８とによって両側から支持されているので、ピストン４の一部に片寄って荷重がかかることを抑制する。このため、ピストン４（例えば、後述するリング部材１６４）の摩耗を抑制し、高圧ガスＨＧのリークを軽減できる。

第１実施形態によれば、第１ガスＧ１及び第２ガスＧ２のそれぞれは不燃性ガスであるので、第１ガスＧ１の燃焼又は第２ガスＧ２の燃焼によるピストン収納容器６の損傷を抑制することができる。

第１実施形態によれば、高圧室１２内のガス燃料Ｆを燃焼することで、高圧室１２内に高圧ガスＨＧを容易に発生させることができる。さらに、第１実施形態によれば、複数の燃焼室の形成が不要である点においても有利である。尚、本開示は、圧力波発生装置１が高圧室１２内に高圧ガスＨＧを発生させるように構成されるのであれば、圧力波発生装置１は第１実施形態で例示した構成に限定されない。不図示であるが、幾つかの実施形態では、圧力波発生装置１は、高圧ガスＨＧを高圧室１２に供給するための高圧ガス供給装置を備えている。

第１実施形態によれば、制御装置１００が高圧室１２内の気圧に基づいてガス燃料弁３８及び酸素弁４６のそれぞれを開弁又は閉弁するので、ガス燃料Ｆと酸素ガスＯのそれぞれを定量的に高圧室１２に供給することができる。

接続流路５０の開度が０％より大きくなる前に点火動作が実行される場合、高圧ガス容器２に要求される耐圧性能は大きくなってしまう。また、圧力波発生装置１から高圧ガスＨＧが漏れる可能性が高まる。一方で、開度が１００％になってから点火動作が実行される場合、高圧ガス容器２から流出するガス燃料Ｆの量が増え、発生した高圧ガスＨＧの圧力が低くなる虞がある。第１実施形態によれば、接続流路５０の開度が０％より大きく１００％より小さい間に点火動作が実行されるので、高圧ガスＨＧの圧力の低下を抑制可能であるとともに、高圧ガス容器２の耐圧性能を高める必要がなくなる。

第１実施形態によれば、第１ガス流通孔７１は拡径部８２を含むので、拡径部８２を含まない場合と比較して、一方側収納部５６の内部空間５７に流入する第１ガスＧ１は幅広に拡散する（図２を参照）。このため、第１ガスＧ１が衝突するピストン４の一端面６６の面積を大きくし、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側への移動をスムーズにすることができる。特に、ピストン４の一端面６６が一方側収納部５６の一端壁７０の対向面６８に接触している場合に、ピストン４をスムーズに移動させることができる。

第１実施形態では、放出口４８は放出ノズル５４に形成されていたが、本開示はこの形態に限定されない。例えば、流通空間６１の第１方向Ｄ１の一方側の一端を放出口４８として機能させてもよい。この場合、放出ノズル５４の設置は不要となる。

第１実施形態では、第１ガス供給装置８（第１流体供給装置）が一方側収納部５６内に第１ガスＧ１を供給していたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、第１流体供給装置は、一方側収納部５６内に液体を供給可能に構成される。このような第１流体供給装置は、例えば、油圧ポンプを含んでおり、一方側収納部５６内に作動油を供給する。同様に、第１実施形態では、第２ガス供給装置１０（第２流体供給装置）が他方側収納部５８内に第２ガスＧ２を供給していたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、第２流体供給装置は、一方側収納部５６内に液体を供給可能に構成される。このような第２流体供給装置は、例えば、油圧ポンプを含んでおり、他方側収納部５８内に作動油を供給する。尚、油圧ポンプがピストンを含む往復式のポンプである場合、ピストンシリンダに供給されたガスは、例えば後述するパージライン１３０を介して、高圧室１２内にパージされてもよい。

第１実施形態では、ピストン収納容器６に第１ガスＧ１や第２ガスＧ２が供給されることでピストン４を第２方向Ｄ２に沿って移動させていたが、本開示はこの形態に限定されない。不図示であるが、幾つかの実施形態では、圧力波発生装置１は、第１流体供給装置に代わって、一方側収納部５６内を吸引可能な第１吸引装置を含む。このような第１吸引装置は、例えば、真空ポンプを含んでおり、一方側収納部５６内の流体（空気）を吸引する。第１吸引装置は、一方側収納部５６内の流体の吸引によって差圧ΔＰを発生させてピストン４を引張し、ピストン４を第２方向Ｄ２の一方側に移動させる。不図示であるが、幾つかの実施形態では、圧力波発生装置１は、第２流体供給装置に代わって、他方側収納部５８内を吸引可能な第２吸引装置を含む。このような第２吸引装置は、例えば、真空ポンプを含んでおり、他方側収納部５８内の流体（空気）を吸引する。第２吸引装置は、他方側収納部５８内の流体の吸引によって差圧ΔＰを発生させてピストン４を引張し、ピストン４を第２方向Ｄ２の他方側に移動させる。

＜第２実施形態＞
本開示の第２実施形態に係る圧力波発生装置１について図３を用いて説明する。図３は、第２実施形態に係る圧力波発生装置１の構成を概略的に示す図である。第２実施形態に係る圧力波発生装置１は、圧抜ライン１１０、接続ライン１２０、及びパージライン１３０をさらに含む点で第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施形態では、高圧ガスＨＧを接続流路５０に流通させるために（圧力波発生装置１が圧力波を発生させるために）第１ガスＧ１が一方側収納部５６の内部空間５７に供給され、圧力波の発生後に貫通孔５２を接続流路５０よりも第２方向Ｄ２の一方側に移動させるために第２ガスＧ２が他方側収納部５８の内部空間５９に供給される場合を例にして説明する。つまり、第１ガスＧ１の供給及び他方側収納部５８内の第２ガスＧ２が、圧抜弁１１２、圧抜ライン１１０経由で排出されることによる差圧で接続流路５０が開通され、接続流路５０が開通している間に高圧室１２内で高圧ガスＨＧが発生する（圧力波が発生する）。そして、圧力波が発生した後に開通状態の接続流路５０は第２ガスＧ２の供給によって遮断される。

（構成）
図３に例示するように、圧力波発生装置１は、圧抜ライン１１０と、圧抜ライン１１０に設けられる圧抜弁１１２と、接続ライン１２０と、接続ライン１２０に設けられる接続弁１２２と、パージライン１３０と、パージライン１３０に設けられるパージ弁１３２と、をさらに含む。

圧抜ライン１１０は、一端１１０ａがピストン収納容器６に接続されている。この圧抜ライン１１０は、第２ガス供給装置１０によって供給された他方側収納部５８内の第２ガスＧ２を排出可能に構成される。第２実施形態では、図３に例示するように、圧抜ライン１１０は、第２ガス流通孔７７を介して放出ノズル５４の内部空間５５と他方側収納部５８の内部空間５９とを連通している。圧抜弁１１２は、例えば電磁弁であり、制御装置１００と電気的に接続されている（ｐ８）。この圧抜弁１１２は、制御装置１００から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。圧抜弁１１２が開弁されると、放出ノズル５４の内部空間５５と他方側収納部５８の内部空間５９とは互いに連通している状態になり、他方側収納部５８の内部空間５９内の第２ガスＧ２が排出される。

接続ライン１２０は、一端１２０ａが第１ガス弁９０よりも第１ガスライン８８のピストン収納容器６側に接続され、他端１２０ｂが第２ガス弁９６よりも第２ガスライン９４のピストン収納容器６側に接続される。接続弁１２２は、例えば電磁弁であり、制御装置１００と電気的に接続されている（ｐ９）。この接続弁１２２は、制御装置１００から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。接続弁１２２が開弁されると、一方側収納部５６の内部空間５７と他方側収納部５８の内部空間５９とは互いに連通している状態になり、差圧ΔＰをゼロ、又は非常に小さくすることができる。図３に例示する形態では、圧力波発生装置１は、接続弁１２２よりも接続ライン１２０の他端１２０ｂ側の部分に設けられる逆止弁１２４をさらに含む。逆止弁１２４は、第２ガスＧ２が第１ガスライン８８に向かって流通することを抑止する。

パージライン１３０は、一端１３０ａが高圧ガス容器２に接続され、他端１３０ｂが接続弁１２２よりも接続ライン１２０の一端１２０ａ側の部分に接続される。パージ弁１３２は、例えば電磁弁であり、制御装置１００と電気的に接続されている（ｐ１０）。このパージ弁１３２は、制御装置１００から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。パージ弁１３２が開弁されると、一方側収納部５６の内部空間５７と高圧室１２とは互いに連通している状態になり、一方側収納部５６の内部空間５７内の第１ガスＧ１が高圧室１２に排出される。図３に例示する形態では、圧力波発生装置１は、パージ弁１３２よりもパージライン１３０の一端１３０ａ側の部分に設けられる逆止弁１３４をさらに含む。逆止弁１３４は、高圧ガスＨＧのような高圧室１２内のガスが接続ライン１２０に向かって流通することを抑止する。

（作用・効果）
第２実施形態に係る圧力波発生装置１の作用・効果について説明する。圧力波を発生させる際には、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側への移動速度を高めることが望ましい。なぜならば、接続流路５０が迅速に開通されることで、接続流路５０を流通する高圧ガスＨＧの圧力の低減を抑制して高圧ガスＨＧを放出口４８から外部に放出することができるためである。第２実施形態によれば、圧抜弁１１２の開弁によって他方側収納部５８の内部空間５９から第２ガスＧ２を排出してから第１ガスＧ１を一方側収納部５６の内部空間５７に供給することで、第１ガスＧ１を供給した際の差圧ΔＰを高め、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側への移動速度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、第２方向Ｄ２は重力方向であり、第２方向Ｄ２の他方が重力方向の下方である。このような構成によれば、ピストン４に作用する重力を利用して、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側への移動速度をさらに高めることができる。

圧力波の発生後、ピストン４を元の位置（貫通孔５２を接続流路５０よりも第２方向Ｄ２の一方側）に戻す必要がある。第２実施形態によれば、圧抜弁１１２を閉弁してから接続弁１２２の開弁によって圧力差ΔＰを等しくすることができる。つまり、ピストン４を元の位置に戻すのに必要となる第２ガスＧ２の量を減らすことができる。

圧力波の発生後、高圧室１２内の圧力は、大気圧付近にまで低減している。第２実施形態によれば、接続弁１２２を閉弁してからパージ弁１３２の開弁によって、一方側収納部５６の内部空間５７内の第１ガスＧ１を高圧室１２内に流入させ、高圧室１２内に残留するガス燃料Ｆを外部にパージすることができる。さらに、他方側収納部５８の内部空間５９内の気圧が一方側収納部５６の内部空間５７内の気圧よりも高くなるので、ピストン４を第２方向Ｄ２の一方側に移動させ、接続流路５０を遮断状態にすることができる。尚、ガス燃料Ｆのパージは、圧力差ΔＰを等しくしてから行われてもよい。

＜第３実施形態＞
本開示の第３実施形態に係る圧力波発生装置１について説明する。第３実施形態に係る圧力波発生装置１は、ピストン４の構成がさらに限定されている点で第２実施形態と異なる。第３実施形態において、第２実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。尚、第３実施形態に係るピストン４の構成は第１実施形態に係るピストン４に適用されてもよい。

（構成）
図４は、第３実施形態に係るピストン４の構成を概略的に示す図である。第３実施形態では、図４に例示するように、ピストン４は、逃がし孔１５０を含む。逃し孔１５０は、ピストン４を第１方向Ｄ１に沿って貫通し、第２方向Ｄ２において貫通孔５２とはずれている連通孔１５２と、連通孔１５２内に配置され、予め設定された圧力を超えると破裂する破裂板１５４と、を有する。図４に例示する形態では、逃がし孔１５０は貫通孔５２よりも第２方向Ｄ２の他方側に位置している。幾つかの実施形態では、逃がし孔１５０は貫通孔５２よりも第２方向Ｄ２の一方側に位置している。

第３実施形態では、図４に例示するように、ピストン４の一端面６６には、パラボラ状に凹む凹部１５６が形成されている。凹部１５６の焦点１５７は、第１ガス流通孔７１の軸線Ｏ３上に位置している。同様に、ピストン４の他端面７２にもパラボラ状に凹む凹部１５９が形成されている。

第３実施形態では、図４に例示するように、ピストン４には、ピストン４の外周面１５８を凹む溝部１６０が形成されている。溝部１６０は、ピストン４の周方向の全体に亘って延びている。図４に例示する形態では、複数の溝部１６０が形成されており、複数の溝部１６０のそれぞれは貫通孔５２よりも第２方向Ｄ２の一方側に位置している。幾つかの実施形態では、溝部１６０は、貫通孔５２よりも第２方向Ｄ２の他方側に位置している。幾つかの実施形態では、溝部１６０は、ピストン４の周方向の一部に亘って延びている。

第３実施形態では、図４に例示するように、ピストン４は、溝部１６０に嵌合され、ピストン収納容器６の内壁面１６２と接触するリング部材１６４をさらに含んでいる。リング部材１６４は、樹脂材のような弾性部材を環状に形成したものであり、例えばＯリングである。尚、複数の溝部１６０のそれぞれにリング部材１６４が嵌合されてもよいし、複数の溝部１６０のうちの一部にリング部材１６４が嵌合されてもよい。

第３実施形態では、図４に例示するように、ピストン収納容器６はピストン収納容器６の内壁面１６２を凹むキー溝１６６を含む。そして、ピストン４は、ピストン４の外周面１５８から突出し、キー溝１６６に係合される突出部１６８を含む。図４に例示する形態では、キー溝１６６は他方側収納部５８の内壁面１６９に形成され、突出部１６８は逃がし孔１５０よりも第２方向Ｄ２の他方側に位置している。尚、キー溝１６６は、一方側収納部５８の内壁面に形成されてもよい。

（作用・効果）
第３実施形態に係る圧力波発生装置１の作用・効果について説明する。第３実施形態によれば、接続流路５０が開通される前のような意図しないタイミングで高圧ガスＨＧが発生したとしても、逃がし孔１５０を介して、高圧ガスＨＧを圧力波発生装置１の外部に排出することができる。

第３実施形態によれば、ピストン４の一端面６６にはパラボラ状に凹む凹部１５６が形成されているので、第１ガスＧ１がピストン４の一端面６６に衝突することによって発生する押圧力の向きを第２方向Ｄ２の他方に変える、または近づけることができる。よって、ピストン４の第２方向Ｄ２の他方側への移動をスムーズにすることができる。

第３実施形態によれば、ピストン４の外周面１５８に溝部１６０が形成されることで、ラビリンス効果により、一方側収納部５６の内部空間５７から流通空間６１への第１ガスＧ１の漏れを抑制することができる。さらに、高圧ガスＨＧが貫通孔５２を流通している際に、高圧ガスＨＧが一方側収納部５６の内部空間５７に流入することを抑制できる。

第３実施形態によれば、溝部１６０にリング部材１６４が嵌合されることで、リング部材１６４が嵌合されていない場合と比較して、第１ガスＧ１の漏れや高圧ガスＨＧの流入をより抑制することができる。

第３実施形態によれば、キー溝１６６に突出部１６８が係合されることで、ピストン４の回転を抑制し、接続流路５０を意図通りに開通することができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］本開示に係る圧力波発生装置（１）は、
高圧室（１２）内で発生させた高圧ガス（ＨＧ）を放出口（４８）から外部に放出することで圧力波を発生させるように構成された圧力波発生装置であって、
前記高圧室を画定するとともに、前記高圧ガスを第１方向（Ｄ１）に沿って噴出させるための噴出口（１４）を有する高圧ガス容器（２）と、
前記噴出口と前記放出口との間を接続する接続流路（５０）を開通または遮断するためのピストンであって、前記第１方向と交差する第２方向（Ｄ２）に沿って延在するとともに前記第１方向に沿って貫通する貫通孔（５２）が形成されているピストン（４）と、
前記ピストンを前記第２方向に沿って往復動可能なように収容するピストン収納容器であって、前記接続流路に対して前記第２方向における一方側に設けられた一方側収納部（５６）、及び前記接続流路に対して前記第２方向における他方側に設けられた他方側収納部（５８）、を含むピストン収納容器（６）と、
前記一方側収納部内に第１流体（Ｇ１）を供給可能な第１流体供給装置（８）、又は前記一方側収納部内を吸引可能な第１吸引装置と、
前記他方側収納部内に第２流体（Ｇ２）を供給可能な第２流体供給装置（１０）、又は前記他方側収納部内を吸引可能な第２吸引装置と、を備える。

上記［１］に記載の構成によれば、ピストンは、第２方向の一方側から押圧又は引張され、且つ第２方向の他方側から押圧又は引張されるように構成されており、ピストン収納容器内を第２方向に沿って往復動する。そして、ピストンには貫通孔が形成されているので、接続流路を開通するためにピストンの端面を接続流路に到達させる必要がない。このため、ピストンが往復動している間、ピストンの第２方向の両端部をピストン収納容器内に収納させてピストンの傾きを抑制することができる。よって、高圧ガスの流れの乱れを抑制し、圧力波を安定させることができる。

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、
前記第１ガス及び前記第２ガスのそれぞれは不燃性ガスである。

上記［２］に記載の構成によれば、第１流体又は第２流体は燃焼しないので、ピストン収納容器の損傷を抑制することができる。

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］又は［２］に記載の構成において、
前記高圧室にガス燃料（Ｆ）を供給するガス燃料供給装置（２２）と、
前記高圧室に供給された前記ガス燃料を点火する点火装置（２４）と、をさらに備える。

上記［３］に記載の構成によれば、高圧室内のガス燃料を燃焼することで、高圧室内に高圧ガスを容易に発生させることができる。

［４］幾つかの実施形態では、上記［３］に記載の構成において、
前記高圧室に酸素ガス（Ｏ）を供給する酸素供給装置（２６）と、
前記高圧室内の気圧を取得する気圧取得装置（２８）と、を備える。

上記［４］に記載の構成によれば、ガス燃料と酸素ガスのそれぞれを定量的に高圧室に供給することができる。これにより、所望の圧力を有する高圧ガスを発生させることができる。

［５］幾つかの実施形態では、上記［３］又は［４］に記載の構成において、
前記接続流路の開度を、前記接続流路が前記ピストンによって遮断されている状態を開度０％とし、前記接続流路が前記ピストンによって開通されている状態のうち前記接続流路を流れる前記高圧ガスの流量が最大となる状態を開度１００％と定義すると、
前記圧力波発生装置は、
前記開度を取得する開度取得装置（５１）と、
前記開度取得装置が取得した前記開度が０％より大きい場合に、前記点火装置に点火動作を実行させるように構成されている点火実行装置（１００）と、をさらに備える。

開度が０％より大きくなる前に点火動作が実行される場合、高圧ガス容器に要求される耐圧性能は大きくなってしまう。また、圧力波発生装置から高圧ガスが漏れる可能性が高まる。上記［５］に記載の構成によれば、開度が０％より大きくなった後に点火動作が実行されるので、高圧ガス容器の耐圧性能を高める必要がなくなる。

［６］幾つかの実施形態では、上記［１］から［５］の何れか１つに記載の構成において、
前記ピストンは、
前記ピストンを前記第１方向に沿って貫通し、前記第２方向において前記貫通孔とはずれている連通孔（１５２）と、
前記連通孔内に配置され、予め設定された圧力を超えると破裂する破裂板（１５４）と、を有する逃がし孔（１５０）をさらに含む。

上記［６］に記載の構成によれば、意図しないタイミングで高圧ガスが発生したとしても、逃がし孔を介して、高圧ガスを圧力波発生装置の外部に排出することができる。

［７］幾つかの実施形態では、上記［１］から［６］の何れか１つに記載の構成において、
一端が前記ピストン収納容器に接続され、前記第２流体供給装置によって供給された前記他方側収納部内の前記第２流体を排出可能に構成される圧抜ライン（１１０）と、
前記圧抜ラインに設けられる圧抜弁（１１２）と、をさらに備える。

圧力波を発生させる際には、ピストンの移動速度を高めることで、高圧ガスの圧力の低減を抑制して高圧ガスを放出口から外部に放出することが望ましい。上記［７］に記載の構成によれば、圧抜弁の開弁によって他方側収納部内から第２流体を排出してから第１流体を一方側収納部内に供給することで、一方側収納部内の圧力と他方側収納部内の圧力との差を高め、ピストンの移動速度を高めることができる。

［８］幾つかの実施形態では、上記［１］から［７］の何れか１つに記載の構成において、
前記第１流体供給装置は、
前記第１流体が貯留される第１流体タンク（８６）と、
前記第１ガスタンクと前記ピストン収納容器の前記一方側収納部とを連通する第１流体ライン（８８）と、
前記第１流体ラインに設けられる第１流体弁（９０）と、を含み、
前記第２流体供給装置は、
前記第２流体が貯留される第２流体タンク（９２）と、
前記第２流体タンクと前記ピストン収納容器の前記他方側収納部内とを連通する第２流体ライン（９４）と、
前記第２流体ラインに設けられる第２流体弁（９６）と、を含み、
一端（１２０ａ）が前記第１流体弁よりも前記第１流体ラインの前記ピストン収納容器側に接続され、他端（１２０ｂ）が前記第２流体弁よりも前記第２流体ラインの前記ピストン収納容器側に接続される接続ライン（１２０）と、
前記接続ラインに設けられる接続弁（１２２）と、をさらに備える。

上記［８］に記載の構成によれば、接続弁の開弁によって一方側収納部内の圧力と他方側収納部内の圧力との差をゼロ又は非常に小さくすることができる。

［９］幾つかの実施形態では、上記［８］に記載の構成において、
一端（１３０ａ）が前記高圧ガス容器に接続され、他端（１３０ｂ）が前記接続弁よりも前記接続ラインの前記一端側の部分に接続されるパージライン（１３０）と、
前記パージラインに設けられるパージ弁（１３２）と、をさらに備える。

圧力波の発生後、高圧ガス容器内の圧力は、大気圧付近にまで低減している。上記［９］に記載の構成によれば、パージ弁の開弁によって、高圧ガス容器内に残留するガス燃料を外部にパージすることができる。

［１０］幾つかの実施形態では、上記［１］から［９］の何れか１つに記載の構成において、
前記ピストン収納容器は、
前記ピストンの前記第２方向の前記一方側の一端面（６６）と対向する対向面（６８）を有する一端壁（７０）を含み、
前記一端壁には、前記一端壁を前記第２方向に沿って貫通し、前記対向面を開口する第１流体流通孔（７１）が形成され、
前記第１流体供給装置は、前記第１流体流通孔を介して、前記ピストンの前記一端面に向かって前記第１流体を流通させるように構成されており、
前記第１流体流通孔は、前記対向面の前記開口を拡径する拡径部（８２）を含む。

上記［１０］に記載の構成によれば、第１流体が衝突するピストンの一端面の面積を大きくし、ピストンの第２方向の他方側への移動をスムーズにすることができる。

［１１］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１０］の何れか１つに記載の構成において、
前記ピストン収納容器は、
前記ピストンの前記第２方向の前記一方側の一端面（６６）と対向する対向面（６８）を有する一端壁（７０）を含み、
前記一端壁には、前記一端壁を前記第２方向に沿って貫通し、前記対向面を開口する第１流体流通孔（７１）が形成され、
前記第１流体供給装置は、前記第１流体流通孔を介して、前記ピストンの前記一端面に向かって前記第１流体を流通させるように構成されており、
前記ピストンの前記一端面には、パラボラ状に凹む凹部（１５６）が形成されている。

上記［１１］に記載の構成によれば、第１流体がピストンの一端面に衝突することによって発生する押圧力の向きを第２方向の他方へ変えて、又は近づけて、ピストンの第２方向の他方側への移動をスムーズにすることができる。

［１２］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１１］の何れか１つに記載の構成において、
前記ピストンには、前記ピストンの外周面（１５８）を凹む溝部（１６０）が形成されている。

上記［１２］に記載の構成によれば、ラビリンス効果により、ピストン収納容器の一方側収納部内からの漏れ、及び、ピストン収納容器の他方側収納部内からの漏れのうちの少なくとも一方を抑制することができる。

［１３］幾つかの実施形態では、上記［１２］に記載の構成において、
前記ピストンは、前記溝部に嵌合され、前記ピストン収納容器の内壁面（１６２）と接触するリング部材（１６４）をさらに備える。

上記［１３］に記載の構成によれば、上記［１２］に記載の構成と比較して、ピストン収納容器の一方側収納部内からの漏れ、及び、ピストン収納容器の他方側収納部内からの漏れのそれぞれをより抑制することができる。

［１４］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１３］の何れか１つに記載の構成において、
前記ピストン収納容器の内部は、前記第１方向に沿って切断した断面視において円形状を有し、
前記ピストンは円柱形状を有し、
前記ピストン収納容器は前記ピストン収納容器の内壁面を凹むキー溝（１６６）を含み、且つ、前記ピストンは前記ピストンの外周面から突出し、前記キー溝に係合される突出部（１６８）を含む、
又は
前記ピストンは前記ピストンの外周面を凹むキー溝を含み、且つ、前記ピストン収納容器は前記ピストン収納容器の内壁面から突出し、前記キー溝に係合される突出部を含む。

上記［１４］に記載の構成によれば、ピストンの回転を抑制し、接続流路を意図通りに開通することができる。

１ 圧力波発生装置
２ 高圧ガス容器
４ ピストン
６ ピストン収納容器
８ 第１ガス供給装置（第１流体供給装置）
１０ 第２ガス供給装置（第２流体供給装置）
１２ 高圧室
１４ 噴出口
２２ ガス燃料供給装置
２４ 点火装置
２６ 酸素供給装置
２８ 気圧取得装置
４８ 放出口
５０ 接続流路
５１ 開度取得装置
５２ 貫通孔
５６ 一方側収納部
５８ 他方側収納部
６６ ピストンの一端面
６８ 一端壁の対向面
７０ 一端壁
７１ 第１ガス流通孔（第１流体流通孔）
８２ 拡径部
８６ 第１ガスタンク（第１流体タンク）
８８ 第１ガスライン（第１流体ライン）
９０ 第１ガス弁（第１流体弁）
９２ 第２ガスタンク（第２流体タンク）
９４ 第２ガスライン（第２流体ライン）
９６ 第２ガス弁（第２流体弁）
１００ 制御装置
１１０ 圧抜ライン
１１２ 圧抜弁
１２０ 接続ライン
１２０ａ 接続ラインの一端
１２０ｂ 接続ラインの他端
１２２ 接続弁
１３０ パージライン
１３０ａ パージラインの一端
１３０ｂ パージラインの他端
１３２ パージ弁
１５０ 逃がし孔
１５２ 連通孔
１５４ 破裂板
１５６ 凹部
１５８ ピストンの外周面
１６０ 溝部
１６２ ピストン収納容器の内壁面
１６４ リング部材
１６６ キー溝
１６８ 突出部
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｆ ガス燃料
Ｇ１ 第１ガス（第１流体）
Ｇ２ 第２ガス（第２流体）
ＨＧ 高圧ガス
Ｏ 酸素ガス

Claims (14)

1. 高圧室内で発生させた高圧ガスを放出口から外部に放出することで圧力波を発生させるように構成された圧力波発生装置であって、
   前記高圧室を画定するとともに、前記高圧ガスを第１方向に沿って噴出させるための噴出口を有する高圧ガス容器と、
   前記噴出口と前記放出口との間を接続する接続流路を開通または遮断するためのピストンであって、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在するとともに前記第１方向に沿って貫通する貫通孔が形成されているピストンと、
   前記ピストンを前記第２方向に沿って往復動可能なように収容するピストン収納容器であって、前記接続流路に対して前記第２方向における一方側に設けられた一方側収納部、及び前記接続流路に対して前記第２方向における他方側に設けられた他方側収納部、を含むピストン収納容器と、
   前記一方側収納部内に第１流体を供給可能な第１流体供給装置、又は前記一方側収納部内を吸引可能な第１吸引装置と、
   前記他方側収納部内に第２流体を供給可能な第２流体供給装置、又は前記他方側収納部内を吸引可能な第２吸引装置と、を備える、
   圧力波発生装置。
2. 前記第１流体及び前記第２流体のそれぞれは不燃性ガスである、
   請求項１に記載の圧力波発生装置。
3. 前記高圧室にガス燃料を供給するガス燃料供給装置と、
   前記高圧室に供給された前記ガス燃料を点火する点火装置と、をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の圧力波発生装置。
4. 前記高圧室に酸素ガスを供給する酸素供給装置と、
   前記高圧室内の気圧を取得する気圧取得装置と、を備える、
   請求項３に記載の圧力波発生装置。
5. 前記接続流路の開度を、前記接続流路が前記ピストンによって遮断されている状態を開度０％とし、前記接続流路が前記ピストンによって開通されている状態のうち前記接続流路を流れる前記高圧ガスの流量が最大となる状態を開度１００％と定義すると、
   前記圧力波発生装置は、
   前記開度を取得する開度取得装置と、
   前記開度取得装置が取得した前記開度が０％より大きい場合に、前記点火装置に点火動作を実行させるように構成されている点火実行装置と、をさらに備える、
   請求項３に記載の圧力波発生装置。
6. 前記ピストンは、
   前記ピストンを前記第１方向に沿って貫通し、前記第２方向において前記貫通孔とはずれている連通孔と、
   前記連通孔内に配置され、予め設定された圧力を超えると破裂する破裂板と、を有する逃がし孔をさらに含む、
   請求項１に記載の圧力波発生装置。
7. 一端が前記ピストン収納容器に接続され、前記第２流体供給装置によって供給された前記他方側収納部内の前記第２流体を排出可能に構成される圧抜ラインと、
   前記圧抜ラインに設けられる圧抜弁と、をさらに備える、
   請求項１に記載の圧力波発生装置。
8. 前記第１流体供給装置は、
   前記第１流体が貯留される第１流体タンクと、
   前記第１流体タンクと前記ピストン収納容器の前記一方側収納部内とを連通する第１流体ラインと、
   前記第１流体ラインに設けられる第１流体弁と、を含み、
   前記第２流体供給装置は、
   前記第２流体が貯留される第２流体タンクと、
   前記第２流体タンクと前記ピストン収納容器の前記他方側収納部内とを連通する第２流体ラインと、
   前記第２流体ラインに設けられる第２流体弁と、を含み、
   一端が前記第１流体弁よりも前記第１流体ラインの前記ピストン収納容器側に接続され、他端が前記第２流体弁よりも前記第２流体ラインの前記ピストン収納容器側に接続される接続ラインと、
   前記接続ラインに設けられる接続弁と、をさらに備える、
   請求項１に記載の圧力波発生装置。
9. 一端が前記高圧ガス容器に接続され、他端が前記接続弁よりも前記接続ラインの前記一端側の部分に接続されるパージラインと、
   前記パージラインに設けられるパージ弁と、をさらに備える、
   請求項８に記載の圧力波発生装置。
10. 前記ピストン収納容器は、
    前記ピストンの前記第２方向の前記一方側の一端面と対向する対向面を有する一端壁を含み、
    前記一端壁には、前記一端壁を前記第２方向に沿って貫通し、前記対向面を開口する第１流体流通孔が形成され、
    前記第１流体供給装置は、前記第１流体流通孔を介して、前記ピストンの前記一端面に向かって前記第１流体を流通させるように構成されており、
    前記第１流体流通孔は、前記対向面の前記開口を拡径する拡径部を含む、
    請求項１に記載の圧力波発生装置。
11. 前記ピストン収納容器は、
    前記ピストンの前記第２方向の前記一方側の一端面と対向する対向面を有する一端壁を含み、
    前記一端壁には、前記一端壁を前記第２方向に沿って貫通し、前記対向面を開口する第１流体流通孔が形成され、
    前記第１流体供給装置は、前記第１流体流通孔を介して、前記ピストンの前記一端面に向かって前記第１流体を流通させるように構成されており、
    前記ピストンの前記一端面には、パラボラ状に凹む凹部が形成されている、
    請求項１に記載の圧力波発生装置。
12. 前記ピストンには、前記ピストンの外周面を凹む溝部が形成されている、
    請求項１に記載の圧力波発生装置。
13. 前記ピストンは、前記溝部に嵌合され、前記ピストン収納容器の内壁面と接触するリング部材をさらに備える、
    請求項１２に記載の圧力波発生装置。
14. 前記ピストン収納容器の内部は、前記第１方向に沿って切断した断面視において円形状を有し、
    前記ピストンは円柱形状を有し、
    前記ピストン収納容器は前記ピストン収納容器の内壁面を凹むキー溝を含み、且つ、前記ピストンは前記ピストンの外周面から突出し、前記キー溝に係合される突出部を含む、
    又は
    前記ピストンは前記ピストンの外周面を凹むキー溝を含み、且つ、前記ピストン収納容器は前記ピストン収納容器の内壁面から突出し、前記キー溝に係合される突出部を含む、
    請求項１に記載の圧力波発生装置。

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