JP4912659B2 - Shock wave continuous generator - Google Patents

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Description

本発明は、衝撃波を繰り返し発生させることが可能な衝撃波連続発生装置に係り、例えば、地雷の除去、除雪、火災の消火、危険または有害な動物や強盗等の駆除や撃退を行う場合等に利用できる。   The present invention relates to a continuous shock wave generator capable of repeatedly generating shock waves, and is used, for example, when removing landmines, removing snow, extinguishing fires, extinguishing or fighting dangerous or harmful animals or robbers, etc. it can.

近年、デトネーション波を間欠的に発生させて、推力や仕事を獲得するパルスデトネーションエンジン(PDE:Pulse Detonation Engine)の研究開発が、日本、米国、欧州で行われている(非特許文献1参照)。このPDEでは、自走するデトネーション波が未燃ガスを圧縮するため、コンプレッサやポンプといった機構を用いることなく、またはそれらの負荷を低減させて推力や仕事を取り出すことができ、エンジン構造の単純化およびその結果として製造コストの削減を図ることができる。PDEの応用例としては、ロケットエンジン、空気吸い込み式ジェットエンジン、発電用エンジン等がある。なお、デトネーションとは、衝撃波と燃焼とが一つになって非常に高速(例えば、秒速1,000〜3,500m)で燃焼が伝播する現象であり、デトネーション波とは、燃焼による火炎(発熱反応部分)を伴って伝播する、すなわち高速な化学反応によるエネルギ放出を伴って伝播する衝撃波である。   In recent years, research and development of a pulse detonation engine (PDE) that intermittently generates a detonation wave to acquire thrust and work has been performed in Japan, the United States, and Europe (see Non-Patent Document 1). . In this PDE, the self-running detonation wave compresses the unburned gas, so the thrust and work can be taken out without using a mechanism such as a compressor or pump, or by reducing their load, simplifying the engine structure As a result, the manufacturing cost can be reduced. Examples of PDE applications include rocket engines, air suction jet engines, and power generation engines. Detonation is a phenomenon in which shock wave and combustion are united and combustion is propagated at a very high speed (for example, 1,000 to 3,500 m per second). Detonation wave is a flame caused by combustion (heat generation). It is a shock wave that propagates with a reaction part), that is, with a release of energy by a high-speed chemical reaction.

一方、上記のようなデトネーション波ではなく、燃焼を伴わない衝撃波も様々な形で応用されている。例えば、爆発の衝撃波で消火を行う技術等がある他、胆石破砕用の収束衝撃波発生装置等のように、衝撃波を特定点に収束させる技術もある(非特許文献2参照)。   On the other hand, not only the detonation wave as described above, but also a shock wave without combustion is applied in various forms. For example, there is a technique for extinguishing a fire with an explosion shock wave, and a technique for converging a shock wave to a specific point, such as a convergent shock wave generator for crushing gallstones (see Non-Patent Document 2).

笠原次郎、「パルスデトネーションロケットと部分充填効果による推力増大法」、日本燃焼学会誌、日本燃焼学会、2005年5月31日、第47巻140号、p.84−89Jiro Kasahara, “Pulse Detonation Rocket and Thrust Increasing Method by Partial Filling Effect”, Journal of the Japan Combustion Society, Japanese Society of Combustion, May 31, 2005, Vol. 47, No. 140, p. 84-89 高山和喜、「衝撃波ハンドブック」、シュプリンガー・フェアラーク東京株式会社、1995年12月6日、p.81−118Kazuyoshi Takayama, “Shock Wave Handbook”, Springer Fairlark Tokyo Co., Ltd., December 6, 1995, p. 81-118

ところで、離れた位置に大きな力を作用させようとした場合、これまでは固体や液体を用いなければならず、気体によって力(圧力)を作用させることはできなかった。これに対し、離れた位置に気体によって大きな力(圧力)を作用させることができれば、例えば、地雷の除去、高圧電線上の雪の除去等、離れた危険地域への力の伝達が可能となり便利である。   By the way, when trying to apply a large force to a distant position, a solid or liquid must be used so far, and a force (pressure) cannot be applied by a gas. On the other hand, if a large force (pressure) can be applied to a distant location with gas, it is possible to transmit force to distant hazardous areas, for example, removing landmines, removing snow on high-voltage cables, etc. It is.

また、離れた位置に気体の流れを発生させようとした場合、ファン等により特定の場所に遅い流れを発生させることや、爆弾による爆発により全方向に高速な流れを発生させることはできるが、特定の場所に高速な流れを発生させることはできなかった。これに対し、離れた位置の特定の場所に高速な気体の流れを発生させることができれば、例えば、効果的な消火を行うことが可能となり便利である。   In addition, when trying to generate a gas flow at a distant position, it is possible to generate a slow flow in a specific place with a fan or the like, or a high-speed flow in all directions by an explosion by a bomb, A high-speed flow could not be generated in a specific place. On the other hand, if a high-speed gas flow can be generated in a specific place at a distant position, for example, effective fire extinguishing can be performed, which is convenient.

さらに、爆発音を発生させる場合、単発的に発生させることは比較的容易であるが、小規模な装置で連続的に、すなわち繰り返し何度も発生させることは困難であった。これに対し、小規模な装置で連続的に爆発音を発生させることができれば、例えば、熊や猪やカラス等の危険または有害な動物を撃退することが可能となり便利である。   Further, when generating explosion sound, it is relatively easy to generate it once, but it is difficult to generate it continuously or repeatedly with a small device. On the other hand, if explosion sound can be generated continuously with a small-scale device, it is convenient because it is possible to repel dangerous or harmful animals such as bears, spiders and crows.

そして、以上のように、離れた位置に気体によって大きな力を作用させる、離れた位置の特定の場所に高速な気体の流れを発生させる、あるいは小規模な装置で連続的に爆発音を発生させるという要請があり、これらの要請を満たすには、特定の場所または特定方向に連続的に爆発音を伴う衝撃波を発生させればよいが、次のような理由で、これまで、パルスデトネーションエンジン(PDE)の技術を応用するという発想には至らなかった。すなわち、前述したように、PDEの技術は、デトネーション波を発生させ、これにより得られる高温高圧ガスを用いて推力や仕事を獲得することを目的としている。従って、PDEの研究では、そもそもデトネーションによって発生した高温高圧ガスをエネルギ源や推力源として利用することを前提としているため、デトネーション波から発生した衝撃波を利用するという発想が生じる余地はなかった。   As described above, a large force is applied to a distant position by a gas, a high-speed gas flow is generated at a specific position at a distant position, or a continuous explosion sound is generated by a small device. In order to satisfy these requirements, it is sufficient to generate a shock wave with explosion sound continuously in a specific location or direction, but for the following reasons, the pulse detonation engine ( The idea of applying the technology of PDE) was not reached. That is, as described above, the PDE technique aims to generate a detonation wave and acquire thrust and work using a high-temperature high-pressure gas obtained thereby. Therefore, since research on PDE is based on the premise that high-temperature and high-pressure gas generated by detonation is used as an energy source or thrust source, there is no room for the idea of using shock waves generated from detonation waves.

また、前述したように衝撃波の応用技術として衝撃波を収束させる技術は既に存在し、従来から、特定の場所または特定方向に伝播する収束衝撃波や平面衝撃波を発生させることは可能であったが、このような収束衝撃波や平面衝撃波を、簡易な装置で繰り返し何度も発生させることはできなかった。そして、PDEの技術として、簡易な装置構成でデトネーション波を繰り返し何度も発生させる技術はあるが、前述したように、そもそもPDEの研究からでは、デトネーション波から発生した衝撃波を利用するという発想は生じないので、デトネーション波を利用して衝撃波を連続発生させるという思想には結びつかず、さらには、PDEの技術と既存の衝撃波収束技術とを結び付ける動機付けも得られなかった。従って、簡易な装置で爆発音を伴う収束衝撃波や平面衝撃波、あるいはこれらの衝撃波と略同等な効果が得られるような特定方向に強い衝撃波部分を有する発散曲面状の波面で伝播する発散衝撃波の連続発生を実現することは困難であった。   In addition, as described above, there is already a technique for converging shock waves as an applied technique of shock waves, and conventionally, it has been possible to generate a convergent shock wave or a plane shock wave propagating in a specific place or a specific direction. Such a convergent shock wave or a plane shock wave could not be repeatedly generated with a simple device. As a PDE technology, there is a technology that repeatedly generates a detonation wave many times with a simple device configuration. As described above, from the PDE research, the idea of using a shock wave generated from a detonation wave is Since it does not occur, it was not linked to the idea of continuously generating shock waves using detonation waves, and further, there was no motivation to link PDE technology with existing shock wave convergence technology. Therefore, a continuous device of a divergent shock wave propagating on a divergent curved wave surface having a strong shock wave part in a specific direction that can obtain an effect substantially equivalent to that of a shock wave with a simple device, such as a convergent shock wave or a plane shock wave accompanied by an explosion sound. It was difficult to realize the occurrence.

本発明の目的は、簡易な装置構成で収束衝撃波や平面衝撃波、あるいはこれらと略同等な効果が得られる発散衝撃波を繰り返し発生させることができる衝撃波連続発生装置を提供するところにある。   An object of the present invention is to provide a continuous shock wave generator capable of repeatedly generating a convergent shock wave, a plane shock wave, or a divergent shock wave having an effect substantially equivalent to these with a simple device configuration.

本発明は、爆発波を連続的に発生させるパルスデトネーションエンジン(PDE)の技術と、既存の衝撃波収束技術とを組み合わせて前記目的を達成するものである。   The present invention achieves the object by combining a pulse detonation engine (PDE) technique for continuously generating explosion waves with an existing shock wave convergence technique.

具体的には、本発明は、衝撃波を繰り返し発生させることが可能な衝撃波連続発生装置であって、デトネーション波を繰り返し発生させることが可能な連続デトネーション波発生装置と、この連続デトネーション波発生装置に接続されてこの連続デトネーション波発生装置で発生させたデトネーション波から得られた衝撃波を反射させる衝撃波反射部材とを備え、連続デトネーション波発生装置は、デトネーション波を伝播させる通路を形成するデトネーション管と、このデトネーション管内でデトネーションを開始させる開始装置とを含んで構成され、衝撃波反射部材は、デトネーション管の出口近傍に接続され、デトネーション管の出口に到達したデトネーション波が衝撃波となって出口位置から拡がる場合、デトネーション管の途中でデトネーション波が衝撃波となってこの衝撃波がデトネーション管の出口に到達して出口位置から拡がる場合、またはデトネーション管の出口の外部でデトネーション波が衝撃波となって出口の外部から拡がる場合に、拡がっていく衝撃波を反射させることにより衝撃波の波面形状を整えて特定点に収束する収束衝撃波、特定方向に平面状の波面で伝播する平面衝撃波、または特定方向に強い衝撃波部分を有する発散曲面状の波面で伝播する発散衝撃波を生成する構成とされていることを特徴とするものである。   Specifically, the present invention is a continuous shock wave generator capable of repeatedly generating shock waves, a continuous detonation wave generator capable of repeatedly generating detonation waves, and the continuous detonation wave generator. A shock wave reflection member that reflects and reflects a shock wave obtained from the detonation wave generated by the continuous detonation wave generator, the continuous detonation wave generator includes a detonation tube that forms a passage for propagating the detonation wave; The detonation pipe is configured to include a starting device for starting detonation, and the shock wave reflecting member is connected in the vicinity of the outlet of the detonation pipe, and the detonation wave that reaches the outlet of the detonation pipe becomes a shock wave and spreads from the outlet position. In the middle of the detonation tube When the tonation wave becomes a shock wave and reaches the outlet of the detonation pipe and spreads from the exit position, or when the detonation wave becomes a shock wave and spreads from the outside of the outlet outside the detonation pipe It is a convergent shock wave that adjusts the wavefront shape of the shock wave by reflecting the going shock wave and converges to a specific point, a plane shock wave that propagates in a plane wavefront in a specific direction, or a divergent curved wavefront that has a strong shock wave part in a specific direction It is characterized by generating a divergent shock wave that propagates.

ここで、「衝撃波反射部材」は、衝撃波の反射を行う内面形状が、衝撃波の波面形状の制御に適したものであれば、いずれの形状の部材でもよいが、装置の軽量化や製造容易化等の観点からは、板状部材であることが好ましい。   Here, the “shock wave reflecting member” may be any member as long as the inner surface shape for reflecting the shock wave is suitable for controlling the wave front shape of the shock wave. From such a viewpoint, a plate-like member is preferable.

また、「特定点に収束する」という意味は、厳密な意味での1点に収束する場合に限定されるものではなく、特定の場所や特定の領域のように、ある程度の大きさを持った収束点に向かって伝播していく場合も含まれる。   In addition, the meaning of “converging to a specific point” is not limited to the case of converging to a single point in a strict sense, but has a certain size as in a specific place or a specific region. The case of propagating toward the convergence point is also included.

さらに、「平面状の波面」とは、厳密な意味での平面に限定されるものではなく、略平面状になっていればよい趣旨である。   Further, the term “planar wavefront” is not limited to a plane in a strict sense, but is intended to be substantially planar.

このような本発明においては、連続デトネーション波発生装置の開始装置によりデトネーション管内でデトネーションを開始させると、発生したデトネーション波がデトネーション管内を伝播し、デトネーション管の出口に到達して出口位置から衝撃波となって拡がるか、または発生したデトネーション波がデトネーション管の途中で衝撃波となり、既に衝撃波となった状態でデトネーション管の出口に到達して出口位置から拡がるか、または発生したデトネーション波がデトネーション管の出口の外部まで伝播して出口の外部で衝撃波となって拡がる。その後、拡がっていく衝撃波は、衝撃波反射部材で反射され、波面形状を整えられて、特定点に収束する収束衝撃波、または特定方向に平面状の波面で伝播する平面衝撃波、または特定方向に強い衝撃波部分を有する発散曲面状の波面で伝播する発散衝撃波となる。そして、このようなサイクルが複数回繰り返される。   In the present invention, when the detonation is started in the detonation pipe by the start device of the continuous detonation wave generator, the generated detonation wave propagates in the detonation pipe, reaches the outlet of the detonation pipe, and generates a shock wave from the outlet position. The generated detonation wave becomes a shock wave in the middle of the detonation tube and reaches the outlet of the detonation tube in the state of already being a shock wave and spreads from the exit position, or the generated detonation wave exits the detonation tube It propagates to the outside and spreads as a shock wave outside the exit. After that, the spreading shock wave is reflected by the shock wave reflecting member, the wavefront shape is adjusted, and the convergent shock wave that converges to a specific point, or the flat shock wave that propagates in a plane direction in a specific direction, or a strong shock wave in a specific direction. It becomes a divergent shock wave propagating on a divergent curved wavefront having a portion. Such a cycle is repeated a plurality of times.

従って、発生させた収束衝撃波または平面衝撃波、あるいはこれらと略同等な効果が得られる発散衝撃波を用いて、離れた位置に大きな力を作用させることが可能となる。このため、離れた危険地域への力の伝達が可能となる。例えば、発生させた衝撃波を地雷埋設場所に向かって伝播させ、そこで反射させることにより、その場所に大きな力(圧力)を作用させることができるので、地面に接することなく、地雷を安全に除去することが可能となる。また、例えば、平面衝撃波を雪面の広範囲に連続的かつ同時に反射させることにより、容易に雪崩を発生させることが可能となる。さらに、高圧電線上の雪の除去等も安全に行うことが可能となる。   Accordingly, it is possible to apply a large force to a distant position by using the generated convergent shock wave or plane shock wave, or the divergent shock wave that can obtain substantially the same effect as these. For this reason, it is possible to transmit force to a remote dangerous area. For example, by propagating the generated shock wave toward the mine burial location and reflecting it, a large force (pressure) can be applied to the location, so the mine can be removed safely without touching the ground. It becomes possible. Further, for example, it is possible to easily generate an avalanche by continuously and simultaneously reflecting a plane shock wave over a wide area of the snow surface. Further, it is possible to safely remove snow on the high-voltage electric wire.

そして、離れた位置に容易に連続的に高速流れを生成することができるので、その高速流動により、火災を消火することが可能となる。また、連続的、かつ、特定点または特定方向に衝撃波を伝播させることができるので、爆発の衝撃波を単発的に全方向に伝播させる従来の消火方法に比べ、より効果的な消火方法が実現される。   And since a high-speed flow can be produced | generated easily and continuously in the distant position, it becomes possible to extinguish a fire by the high-speed flow. In addition, since the shock wave can be propagated continuously and in a specific point or in a specific direction, a more effective fire extinguishing method is realized compared to the conventional fire extinguishing method in which the shock wave of an explosion is propagated in all directions. The

また、特定のタイミングで爆発音を発生させることができるので、電気がない場合等の災害時に救難信号として利用することが可能となる。さらに、連続的に特定方向に向けて爆発音を発生させることができるので、熊や猪やカラス等の危険または有害な動物の撃退や駆除、あるいは強盗やテロリスト等の撃退が可能となり、この際、相手に危害を加えることなく、相手を退散させることが可能となる。   In addition, since explosion sounds can be generated at specific timings, it can be used as a rescue signal during a disaster such as when there is no electricity. In addition, explosion sounds can be generated continuously in a specific direction, which makes it possible to repel and extermination of dangerous or harmful animals such as bears, spiders and crows, or repel robbery and terrorists. It is possible to disperse the opponent without harming the opponent.

そして、本発明の衝撃波連続発生装置は、簡易かつ小規模な装置構成で実現可能であるため、以上のような様々な用途に適用するにあたり、装置を携帯可能な大きさとすることができ、使い勝手の良い装置を実現することが可能となり、これらにより前記目的が達成される。   Since the continuous shock wave generator of the present invention can be realized with a simple and small-scale device configuration, the device can be made portable in size for use in various applications as described above. It is possible to realize a good apparatus, and the above-mentioned object is achieved by these.

より具体的には、次のような装置構成とすることができる。すなわち、前述した衝撃波連続発生装置において、衝撃波反射部材の内面形状を回転楕円面とし、デトネーション管の出口を回転楕円面の一方の焦点位置に配置し、衝撃波反射部材を、回転楕円面の他方の焦点位置を収束点とする収束衝撃波を生成する構成とすることができる。   More specifically, the following apparatus configuration can be adopted. That is, in the continuous shock wave generating device described above, the inner shape of the shock wave reflecting member is a spheroid, the outlet of the detonation tube is disposed at one focal position of the spheroid, and the shock wave reflecting member is disposed on the other side of the spheroid. It can be set as the structure which produces | generates the convergence shock wave which makes a focus position a convergence point.

また、前述した衝撃波連続発生装置において、衝撃波反射部材の内面形状を回転放物面とし、デトネーション管の出口を回転放物面の焦点位置に配置し、衝撃波反射部材を、回転放物面の中心軸に沿う方向に伝播する平面衝撃波を生成する構成としてもよい。   Further, in the above-described continuous shock wave generator, the inner shape of the shock wave reflecting member is a rotating paraboloid, the outlet of the detonation tube is disposed at the focal position of the rotating paraboloid, and the shock wave reflecting member is placed at the center of the rotating paraboloid. It is good also as a structure which produces | generates the plane shock wave which propagates in the direction along an axis | shaft.

さらに、平面衝撃波を生成する構成とする場合において、衝撃波反射部材の出口を管内空間に接続し、生成した平面衝撃波を管内空間へ伝播させる構成としてもよい。   Furthermore, when it is set as the structure which produces | generates a plane shock wave, it is good also as a structure which connects the exit of a shock wave reflection member to the pipe interior space, and propagates the produced plane shock wave to the pipe interior space.

このように平面衝撃波を管内空間へ伝播させる構成とした場合には、管内部(デトネーション管のことではない。)に連続的に衝撃波を伝播させることができるので、管内壁に付着した物質を容易に取り除くことが可能となる。そして、管内空間の入口に本発明の衝撃波連続発生装置を接続するだけで、極めて長い管に対しても十分な付着物除去効果が得られる。   When the plane shock wave is propagated to the space inside the tube as described above, the shock wave can be continuously propagated inside the tube (not the detonation tube), so that the substance attached to the inner wall of the tube can be easily removed. Can be removed. Then, by simply connecting the continuous shock wave generator of the present invention to the inlet of the inner space of the pipe, a sufficient deposit removing effect can be obtained even for an extremely long pipe.

また、以上に述べた衝撃波連続発生装置において、デトネーション管は、螺旋状に形成された部分を含む構成としてもよい。   Moreover, in the shock wave continuous generation apparatus described above, the detonation tube may include a portion formed in a spiral shape.

このようにデトネーション管を螺旋状にした場合には、装置の小型化を図ることが可能となり、より一層使い勝手の良い装置が実現される。   Thus, when the detonation tube is formed in a spiral shape, it is possible to reduce the size of the device, thereby realizing a more convenient device.

そして、上記のようにデトネーション管を螺旋状にする場合において、デトネーション管の螺旋状に形成された部分を、衝撃波反射部材の外周に巻かれる状態で配置してもよい。   And when making a detonation pipe | tube helical as mentioned above, you may arrange | position the part formed in the spiral shape of the detonation pipe | tube in the state wound around the outer periphery of a shock wave reflection member.

このようにデトネーション管を螺旋状にして衝撃波反射部材の外周に巻かれる状態で配置した場合には、装置の小型化を、より一層図ることが可能となり、装置全体の大きさを衝撃波反射部材の大きさに近づけることが可能となる。   Thus, when the detonation tube is spirally arranged and wound around the outer periphery of the shock wave reflecting member, it is possible to further reduce the size of the device, and the size of the entire device can be reduced. It becomes possible to approximate the size.

以上に述べたように本発明によれば、連続デトネーション波発生装置と衝撃波反射部材とを接続し、連続デトネーション波発生装置でデトネーション波を繰り返し発生させ、このデトネーション波から得られる衝撃波を衝撃波反射部材で反射させることにより衝撃波の波面形状を整える構成としたので、簡易な装置構成で収束衝撃波や平面衝撃波、あるいはこれらと略同等な効果が得られる発散衝撃波を繰り返し発生させることができるという効果がある。   As described above, according to the present invention, the continuous detonation wave generator and the shock wave reflecting member are connected, the detonation wave is repeatedly generated by the continuous detonation wave generator, and the shock wave obtained from the detonation wave is generated as the shock wave reflecting member. Since the wavefront shape of the shock wave is adjusted by reflecting the light, it is possible to repeatedly generate a convergent shock wave, a plane shock wave, or a divergent shock wave that can obtain substantially the same effect with a simple device configuration. .

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1には、本実施形態の衝撃波連続発生装置10の全体構成が示されている。図2は、衝撃波連続発生装置10の作動状況の説明図である。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a continuous shock wave generator 10 of the present embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation state of the continuous shock wave generator 10.

図1において、衝撃波連続発生装置10は、デトネーション波を繰り返し発生させることが可能な連続デトネーション波発生装置20と、この連続デトネーション波発生装置20に接続されて連続デトネーション波発生装置20で発生させたデトネーション波から得られた衝撃波を反射させる衝撃波反射板50とを備えている。   In FIG. 1, a continuous shock wave generator 10 is a continuous detonation wave generator 20 capable of repeatedly generating a detonation wave, and is generated by the continuous detonation wave generator 20 connected to the continuous detonation wave generator 20. And a shock wave reflecting plate 50 for reflecting the shock wave obtained from the detonation wave.

連続デトネーション波発生装置20は、デトネーション波を伝播させる通路を形成するデトネーション管30と、このデトネーション管30内でデトネーションを開始させる開始装置40とを含んで構成されている。   The continuous detonation wave generator 20 includes a detonation tube 30 that forms a passage for propagating the detonation wave, and a starter 40 that starts detonation within the detonation tube 30.

デトネーション管30は、本実施形態では、一例として、真っ直ぐに延びる円管であり、開始装置40が設けられた図中左側の端部が塞がれ、一方、これと反対側の図中右側の端部が開口し、ガスが噴出する出口31となっている。なお、図示のデトネーション管30は、本発明の機能を説明するために模式的に描かれたものであるため、管の長さと管径とは必ずしも実物の寸法比を反映しているものではない。また、デトネーション管30と衝撃波反射板50との大小関係や、デトネーション管30と開始装置40との大小関係も同様であり、必ずしも実物の寸法比を反映しているものではない。   In the present embodiment, the detonation tube 30 is, as an example, a straight tube that extends straight, and the end on the left side in the drawing in which the starting device 40 is provided is blocked, while the detonation tube 30 is on the right side in the drawing on the opposite side. The end portion is opened, and serves as an outlet 31 from which gas is ejected. The illustrated detonation tube 30 is schematically drawn to explain the function of the present invention, and therefore the tube length and the tube diameter do not necessarily reflect the actual size ratio. . The size relationship between the detonation tube 30 and the shock wave reflecting plate 50 and the size relationship between the detonation tube 30 and the starter 40 are the same, and do not necessarily reflect the actual size ratio.

開始装置40は、デトネーション管30内に燃料(例えば、エチレンや水素等の気体燃料)を供給する燃料供給系41と、デトネーション管30内に酸化剤(例えば、酸素や一酸化二窒素(N2O)等)を供給する酸化剤供給系42と、デトネーション管30内の掃気(パージ)を行うための不活性ガス(例えば、ヘリウムや窒素等)を供給する不活性ガス供給系43と、デトネーション管30内に充填された燃料および酸化剤の予混合気体に点火(例えば、高電圧スパークによる点火等)してデトネーション波の伝播を開始させる点火器44と、開始装置40の動作を制御する制御装置45とを含んで構成されている。 The starter 40 includes a fuel supply system 41 that supplies fuel (for example, gaseous fuel such as ethylene and hydrogen) into the detonation pipe 30 and an oxidant (for example, oxygen or dinitrogen monoxide (N 2 ) in the detonation pipe 30 O) and the like), an inert gas supply system 43 for supplying an inert gas (for example, helium and nitrogen) for scavenging (purging) in the detonation pipe 30, and detonation. An igniter 44 for starting the propagation of a detonation wave by igniting a premixed gas of fuel and oxidant filled in the tube 30 (for example, ignition by a high voltage spark) and a control for controlling the operation of the starter 40 The apparatus 45 is comprised.

燃料供給系41は、ボンベ等の燃料供給源41Aと、この燃料供給源41Aとデトネーション管30内とを結ぶ燃料供給路41Bと、この燃料供給路41Bの途中に設けられた電磁バルブ等の開閉操作自在なバルブ41Cとを備えて構成されている。   The fuel supply system 41 includes a fuel supply source 41A such as a cylinder, a fuel supply path 41B that connects the fuel supply source 41A and the detonation pipe 30, and an electromagnetic valve or the like provided in the middle of the fuel supply path 41B. And a valve 41C that can be freely operated.

酸化剤供給系42は、ボンベ等の酸化剤供給源42Aと、この酸化剤供給源42Aとデトネーション管30内とを結ぶ酸化剤供給路42Bと、この酸化剤供給路42Bの途中に設けられた電磁バルブ等の開閉操作自在なバルブ42Cとを備えて構成されている。   The oxidant supply system 42 is provided in the middle of the oxidant supply path 42B, an oxidant supply source 42A such as a cylinder, an oxidant supply path 42B connecting the oxidant supply source 42A and the detonation pipe 30, and the oxidant supply path 42B. And a valve 42C that can be freely opened and closed such as an electromagnetic valve.

不活性ガス供給系43は、不活性ガス供給源43Aと、この不活性ガス供給源43Aとデトネーション管30内とを結ぶ不活性ガス供給路43Bと、この不活性ガス供給路43Bの途中に設けられた電磁バルブ等の開閉操作自在なバルブ43Cとを備えて構成されている。   The inert gas supply system 43 is provided in the middle of the inert gas supply path 43B, an inert gas supply path 43B that connects the inert gas supply source 43A and the detonation pipe 30, and the inert gas supply path 43B. And a valve 43C that can be freely opened and closed such as an electromagnetic valve.

制御装置45は、例えば、コンピュータ、シーケンサ、またはリレー回路等により構成され、各バルブ41C,42C,43Cの開閉操作、および点火器44による点火のタイミングの制御を行うものである。   The control device 45 is constituted by, for example, a computer, a sequencer, a relay circuit, or the like, and controls the opening / closing operation of the valves 41C, 42C, 43C and the timing of ignition by the igniter 44.

衝撃波反射板50は、板状の衝撃波反射部材であり、デトネーション管30の出口31の近傍に接続されている。そして、衝撃波反射板50は、デトネーション管30の出口31に到達したデトネーション波が衝撃波となって出口位置から管外へ拡がる場合、デトネーション管30の途中でデトネーション波が衝撃波となってこの衝撃波がデトネーション管30の出口31に到達して出口位置から管外へ拡がる場合、またはデトネーション管30の出口31の外部でデトネーション波が衝撃波となって出口31の外部から拡がる場合に、拡がっていく衝撃波を反射させることにより衝撃波の波面形状を整えて特定点に収束する収束衝撃波を生成する構成とされている。より具体的には、本実施形態では、衝撃波反射板50の内面形状は、一例として、回転楕円面(楕円を長軸を中心として回転させて形成された面)の一部とされている。また、デトネーション管30の出口31は、衝撃波反射板50の回転楕円面の一方の焦点位置(図2(B)の焦点51の位置)に配置され、デトネーション管30の中心軸と衝撃波反射板50の回転楕円面の長軸とは一致している。従って、衝撃波反射板50は、回転楕円面の他方の焦点位置(図2(D)の焦点52の位置)を収束点とする収束衝撃波を生成する構成とされている。   The shock wave reflecting plate 50 is a plate-like shock wave reflecting member and is connected in the vicinity of the outlet 31 of the detonation tube 30. When the detonation wave reaching the outlet 31 of the detonation tube 30 becomes a shock wave and spreads from the outlet position to the outside of the tube, the shock wave reflection plate 50 becomes a shock wave in the middle of the detonation tube 30 and the shock wave is detonated. Reflects the expanding shock wave when it reaches the outlet 31 of the pipe 30 and spreads from the outlet position to the outside of the pipe, or when the detonation wave becomes a shock wave outside the outlet 31 of the detonation pipe 30 and spreads from the outside of the outlet 31 Thus, the wavefront shape of the shock wave is adjusted to generate a convergent shock wave that converges to a specific point. More specifically, in the present embodiment, the shape of the inner surface of the shock wave reflecting plate 50 is, for example, a part of a spheroid (a surface formed by rotating an ellipse around a major axis). The outlet 31 of the detonation tube 30 is disposed at one focal position (position of the focal point 51 in FIG. 2B) of the spheroidal surface of the shock wave reflecting plate 50, and the central axis of the detonation tube 30 and the shock wave reflecting plate 50. This coincides with the major axis of the spheroid. Therefore, the shock wave reflecting plate 50 is configured to generate a convergent shock wave having a convergence point at the other focal position of the spheroid (the position of the focal point 52 in FIG. 2D).

このような本実施形態においては、以下のようにして衝撃波連続発生装置10により衝撃波を繰り返し発生させる。   In this embodiment, shock waves are repeatedly generated by the continuous shock wave generator 10 as follows.

先ず、連続デトネーション波発生装置20により、デトネーション波を発生させる。具体的には、制御装置45からの指令により、燃料供給系41のバルブ41Cおよび酸化剤供給系42のバルブ42Cを開け、燃料および酸化剤をデトネーション管30内に同時に供給し、デトネーション管30内に燃料および酸化剤の予混合気体(可燃性ガス)を充填する。本実施形態では、一例として、水素と酸素との組合せ、またはエチレンと酸素との組合せ等による爆轟性の予混合気体とする。この際、予混合気体は、デトネーション管30内の全体に充填してもよく、あるいはデトネーション管30の途中までの部分充填としてもよく、さらには、デトネーション管30の出口31から外部に溢れるように充填してもよい。   First, a detonation wave is generated by the continuous detonation wave generator 20. Specifically, in response to a command from the control device 45, the valve 41C of the fuel supply system 41 and the valve 42C of the oxidant supply system 42 are opened to supply fuel and oxidant into the detonation pipe 30 at the same time. Are filled with a premixed gas of fuel and oxidant (combustible gas). In this embodiment, as an example, a detonation premixed gas using a combination of hydrogen and oxygen or a combination of ethylene and oxygen is used. At this time, the premixed gas may be filled in the entire detonation tube 30 or may be partially filled up to the middle of the detonation tube 30, and further overflow from the outlet 31 of the detonation tube 30 to the outside. It may be filled.

続いて、制御装置45からの指令により、燃料供給系41のバルブ41Cおよび酸化剤供給系42のバルブ42Cを閉じ、点火器44で未燃の予混合気体に点火する。すると、デトネーションが開始され、図2(A)に示すように、燃焼を伴う衝撃波であるデトネーション波32が、点火器44の位置からデトネーション管30の出口31に向かって伝播し、その波面後方に高温高圧の既燃ガスが生成される。このデトネーション波32は、未燃の予混合気体がデトネーション管30内の全体に充填されている場合には、デトネーション管30の出口31まで伝播し、出口31の位置で可燃性ガスが無くなるので、空気中を伝播する衝撃波となる。また、未燃の予混合気体がデトネーション管30の途中まで部分充填されている場合には、デトネーション波32は、未燃の予混合気体が充填されている部分を伝播した後、可燃性ガスが無くなったところで空気中(または1サイクル前の既燃ガス)を伝播する衝撃波となり、この衝撃波が出口31まで伝播する。さらには、未燃の予混合気体がデトネーション管30の出口31から外部に溢れるように充填されている場合には、デトネーション波32は、出口31の外部の可燃性ガスが無くなる位置まで伝播して出口31の外部で空気中を伝播する衝撃波となる。そして、デトネーション波32(デトネーション管30の途中で衝撃波になっている場合には、衝撃波)がデトネーション管30の出口31に到達すると、デトネーション管30内で生成された高温高圧の既燃ガスは、出口31から排出される。なお、点火してから、デトネーション波32または衝撃波が出口31に到達するまでの時間は、例えば、全長数mのデトネーション管30の場合、10ms程度である。   Subsequently, according to a command from the control device 45, the valve 41C of the fuel supply system 41 and the valve 42C of the oxidant supply system 42 are closed, and the unburned premixed gas is ignited by the igniter 44. Then, detonation is started, and as shown in FIG. 2 (A), a detonation wave 32 that is a shock wave accompanied by combustion propagates from the position of the igniter 44 toward the outlet 31 of the detonation tube 30, and behind the wave front. High-temperature and high-pressure burned gas is generated. The detonation wave 32 propagates to the outlet 31 of the detonation pipe 30 when the unburned premixed gas is filled in the entire detonation pipe 30, and the combustible gas disappears at the position of the outlet 31. It becomes a shock wave propagating in the air. Further, when the unburned premixed gas is partially filled up to the middle of the detonation pipe 30, the detonation wave 32 propagates through the portion filled with the unburned premixed gas, and then the combustible gas flows. When it disappears, it becomes a shock wave propagating in the air (or burned gas before one cycle), and this shock wave propagates to the outlet 31. Furthermore, when the unburned premixed gas is filled so as to overflow from the outlet 31 of the detonation pipe 30, the detonation wave 32 propagates to a position where the combustible gas outside the outlet 31 disappears. The shock wave propagates in the air outside the outlet 31. When the detonation wave 32 (shock wave in the case of a shock wave in the middle of the detonation pipe 30) reaches the outlet 31 of the detonation pipe 30, the high-temperature and high-pressure burned gas generated in the detonation pipe 30 is It is discharged from the outlet 31. Note that the time from ignition until the detonation wave 32 or shock wave reaches the outlet 31 is, for example, about 10 ms in the case of the detonation tube 30 having a total length of several meters.

次に、図2(B)に示すように、デトネーション管30の出口31でデトネーション波(デトネーション管30の途中で衝撃波になっている場合には、衝撃波)を回折させ、放射状に伝播する回折衝撃波53を生成する。従って、衝撃波は、衝撃波反射板50の回転楕円面の焦点51の位置を中心として放射状に拡がっていく。   Next, as shown in FIG. 2B, a diffracted shock wave that diffracts a detonation wave (or a shock wave in the case of a shock wave in the middle of the detonation pipe 30) at the outlet 31 of the detonation pipe 30 and propagates radially. 53 is generated. Therefore, the shock wave spreads radially around the position of the focal point 51 of the spheroidal surface of the shock wave reflector 50.

さらに、図2(C)に示すように、放射状に拡がった衝撃波を衝撃波反射板50により反射させ、衝撃波の波面を整える。本実施形態では、衝撃波反射板50の内面形状は、回転楕円面であるため、収束衝撃波54が生成される。そして、収束衝撃波54は、図2(D)に示すように、やがて1点に収束する。この収束点は、本実施形態では、衝撃波反射板50の回転楕円面の焦点52である。   Further, as shown in FIG. 2C, the shock wave that has spread radially is reflected by the shock wave reflecting plate 50 to adjust the wave front of the shock wave. In the present embodiment, since the inner surface shape of the shock wave reflecting plate 50 is a spheroid, a convergent shock wave 54 is generated. The convergent shock wave 54 eventually converges to one point as shown in FIG. In this embodiment, this convergence point is the focal point 52 of the spheroid of the shock wave reflecting plate 50.

その後、制御装置45からの指令により、不活性ガス供給系43のバルブ43Cを開け、不活性ガスをデトネーション管30内に送り込んでデトネーション管30内の掃気(パージ)を行い、掃気を完了したらバルブ43Cを閉める。   Thereafter, in response to a command from the control device 45, the valve 43C of the inert gas supply system 43 is opened, the inert gas is fed into the detonation pipe 30 and the detonation pipe 30 is purged (purge). Close 43C.

そして、以上に述べたサイクルを、制御装置45からの指令により複数回繰り返す。この際、制御装置45からの指令は、例えば、衝撃波連続発生装置10を操作するユーザが、ボタンを押し続けまたはスイッチを入れ続ける間中ずっと、衝撃波が予め設定された所定の時間間隔(例えば、100ms間隔等)で連続発生するように出されてもよく、あるいはユーザが、1回ボタンを押しまたは1回スイッチを入れると、1サイクルの作動で衝撃波が1回発生するように指令が出されてもよい。後者のように指令を出す場合には、衝撃波を繰り返し発生させるには、繰り返しボタンを押しまたはスイッチを入れる必要がある。なお、前者のように指令を出す場合において、ユーザによるボタンやスイッチの操作時間が極めて短時間であった場合、あるいは後者のように指令を出す場合において、ユーザが、ボタンやスイッチを1回しか操作しなかった場合には、結果的に衝撃波が1回しか発生しないが、本発明の衝撃波連続発生装置は、衝撃波を連続発生させることが可能な構成となっていればよいので、結果的に衝撃波が1回しか発生しない場合があってもよい。また、ユーザが、1回ボタンを押しまたは1回スイッチを入れると、所定時間(例えば数秒間)に渡り、あるいは所定回数(例えば数回)だけ、衝撃波が繰り返し発生するようにしてもよい。さらに、衝撃波を発生させる時間間隔、すなわち1サイクルの所要時間は、通常の設定では、例えば、100ms程度であるが、ユーザが、ある程度自在に設定できるようにしてもよい。   The cycle described above is repeated a plurality of times in response to a command from the control device 45. At this time, the command from the control device 45 is, for example, a predetermined time interval (for example, the shock wave is preset) while the user operating the continuous shock wave generating device 10 keeps pressing the button or turning on the switch. May be issued to occur continuously at 100 ms intervals, etc., or if the user presses the button once or switches on once, a command is issued to generate a shock wave once in one cycle of operation. May be. When the command is issued as in the latter case, it is necessary to repeatedly press or turn on the switch in order to repeatedly generate the shock wave. In the case of issuing a command as in the former case, when the operation time of the button or switch by the user is extremely short, or in the case of issuing a command as in the latter case, the user only presses the button or switch once. When the operation is not performed, the shock wave is generated only once as a result. However, the continuous shock wave generator of the present invention only needs to have a configuration capable of continuously generating the shock wave. There may be a case where the shock wave is generated only once. Further, when the user presses the button once or turns on the switch once, the shock wave may be repeatedly generated for a predetermined time (for example, several seconds) or for a predetermined number of times (for example, several times). Further, the time interval for generating the shock wave, that is, the time required for one cycle is about 100 ms in a normal setting, but may be set freely by the user to some extent.

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、衝撃波連続発生装置10は、連続デトネーション波発生装置20と衝撃波反射板50とを備えているので、収束衝撃波を繰り返し発生させることができる。   According to this embodiment, there are the following effects. That is, since the continuous shock wave generator 10 includes the continuous detonation wave generator 20 and the shock wave reflector 50, a convergent shock wave can be repeatedly generated.

従って、発生させた収束衝撃波を用いて、離れた位置(比較的近距離の位置であるが、衝撃波反射板50の回転楕円面の長軸と短軸との比を調整することで、収束点の位置を調整することができる。)に大きな力を作用させることができる。このため、離れた危険地域への力の伝達を行うことができ、例えば、地雷の除去、高圧電線上の雪の除去等を安全に行うことができる。   Therefore, by using the generated converging shock wave, it is possible to adjust the ratio of the major axis to the minor axis of the spheroid of the shock wave reflecting plate 50 by adjusting the ratio between the long axis and the short axis. Can be adjusted.) A large force can be applied. For this reason, force can be transmitted to a remote dangerous area, and for example, landmine removal, snow removal on a high-voltage electric wire, and the like can be performed safely.

そして、離れた位置に容易に連続的に高速流れを生成することができるので、その高速流動により、火災の消火を行うことができる。しかも、連続的かつ特定点に収束するように衝撃波を伝播させることができるので、従来に比べ、より効果的な消火方法を実現することができる。   And since a high-speed flow can be produced | generated easily and continuously in the distant position, a fire can be extinguished by the high-speed flow. And since a shock wave can be propagated so that it may converge to a specific point continuously, a more effective fire extinguishing method is realizable compared with the past.

また、特定のタイミングで爆発音を発生させることができるので、電気がない場合等の災害時に救難信号として利用することができる。さらに、連続的に特定方向に向けて爆発音を発生させることができるので、熊や猪やカラス等の危険または有害な動物の撃退や駆除、あるいは強盗やテロリスト等の撃退を行うことができる。   In addition, since explosion sounds can be generated at specific timing, it can be used as a rescue signal during a disaster such as when there is no electricity. Furthermore, since explosion sounds can be continuously generated in a specific direction, dangerous or harmful animals such as bears, spiders and crows can be repelled or exterminated, or robbery or terrorists can be repelled.

そして、連続デトネーション波発生装置20を用いてデトネーション波を繰り返し発生させることにより衝撃波を繰り返し発生させるので、衝撃波の連続発生を、簡易かつ小規模な装置構成で実現することができる。このため、携帯することが可能な装置とすることもでき、使い勝手の良い装置を実現することができる。   And since the shock wave is repeatedly generated by repeatedly generating the detonation wave using the continuous detonation wave generator 20, continuous generation of the shock wave can be realized with a simple and small-scale device configuration. For this reason, it can also be set as the apparatus which can be carried and a user-friendly apparatus can be implement | achieved.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and the like within a scope where the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.

例えば、前記実施形態の衝撃波連続発生装置10は、衝撃波反射板50の内面形状が回転楕円面とされ、収束衝撃波を生成する構成とされていたが、図3に示すように、衝撃波反射部材の内面形状を回転放物面等として、平面衝撃波を生成する構成としてもよい。   For example, the continuous shock wave generator 10 of the above embodiment is configured to generate a convergent shock wave with the inner surface shape of the shock wave reflecting plate 50 being a spheroid, but as shown in FIG. It is good also as a structure which produces | generates a plane shock wave by making an inner surface shape into a paraboloid of revolution.

図3において、衝撃波連続発生装置200は、前記実施形態の場合と同じ構成の連続デトネーション波発生装置20と、前記実施形態の衝撃波反射板50とは異なる形状の衝撃波反射部材である衝撃波反射板250とを備えている。   In FIG. 3, a continuous shock wave generator 200 is a shock wave reflecting plate 250 that is a shock wave reflecting member having a shape different from that of the continuous detonation wave generating device 20 having the same configuration as that of the above embodiment and the shock wave reflecting plate 50 of the above embodiment. And.

衝撃波反射板250は、前記実施形態の衝撃波反射板50の場合と同様に、デトネーション管30の出口31の近傍に接続されている。そして、衝撃波反射板250は、デトネーション管30の出口31に到達したデトネーション波が衝撃波となって出口位置から管外へ拡がる場合、デトネーション管30の途中でデトネーション波が衝撃波となってこの衝撃波がデトネーション管30の出口31に到達して出口位置から管外へ拡がる場合、またはデトネーション管30の出口31の外部でデトネーション波が衝撃波となって出口31の外部から拡がる場合に、拡がっていく衝撃波を反射させることにより衝撃波の波面形状を整えて特定方向に平面状の波面で伝播する平面衝撃波254を生成する構成とされている。より具体的には、衝撃波反射板250の内面形状は、一例として、回転放物面(放物線を対称軸を中心として回転させて形成された面)とされている。また、デトネーション管30の出口31は、衝撃波反射板250の回転放物面の焦点251の位置に配置され、デトネーション管30の中心軸と衝撃波反射板250の回転放物面の中心軸とは一致している。従って、衝撃波反射板250は、回転放物面の中心軸に沿う方向に伝播する平面衝撃波254を生成する構成とされている。   The shock wave reflection plate 250 is connected in the vicinity of the outlet 31 of the detonation tube 30 as in the case of the shock wave reflection plate 50 of the above embodiment. When the detonation wave reaching the outlet 31 of the detonation tube 30 becomes a shock wave and spreads from the outlet position to the outside of the tube, the shock wave reflection plate 250 becomes a shock wave in the middle of the detonation tube 30 and this shock wave is detonated. Reflects the expanding shock wave when it reaches the outlet 31 of the pipe 30 and spreads from the outlet position to the outside of the pipe, or when the detonation wave becomes a shock wave outside the outlet 31 of the detonation pipe 30 and spreads from the outside of the outlet 31 By doing so, the wavefront shape of the shock wave is adjusted and a plane shock wave 254 that propagates in a plane wavefront in a specific direction is generated. More specifically, the inner shape of the shock wave reflecting plate 250 is, for example, a rotating paraboloid (a surface formed by rotating a parabola around the axis of symmetry). Further, the outlet 31 of the detonation tube 30 is disposed at the focal point 251 of the rotational paraboloid of the shock wave reflector 250, and the central axis of the detonation tube 30 and the central axis of the paraboloid of the shock wave reflector 250 are the same. I'm doing it. Therefore, the shock wave reflection plate 250 is configured to generate a plane shock wave 254 that propagates in a direction along the central axis of the paraboloid of revolution.

このように平面衝撃波を連続発生させる衝撃波連続発生装置200とした場合にも、前記実施形態の衝撃波連続発生装置10の場合と同様に、発生させた平面衝撃波を用いて、離れた位置に大きな力を作用させることができるので、離れた危険地域への力の伝達を行うことができ、例えば、地雷の除去、高圧電線上の雪の除去等を安全に行うことができる。   Even in the case of the continuous shock wave generator 200 that continuously generates a plane shock wave in this way, as in the case of the continuous shock wave generator 10 of the above-described embodiment, a large force is applied to a distant position using the generated plane shock wave. Therefore, it is possible to transmit force to a remote dangerous area. For example, it is possible to safely remove landmines, remove snow on high-voltage wires, and the like.

また、前記実施形態の衝撃波連続発生装置10の場合と同様に、離れた位置に容易に連続的に高速流れを生成することができるので、火災の消火を行うことができ、しかも、連続的かつ特定方向に衝撃波を伝播させることができるので、従来に比べ、より効果的な消火方法を実現することができる。   Further, as in the case of the continuous shock wave generator 10 of the above-described embodiment, a high-speed flow can be easily and continuously generated at a distant position, so that the fire can be extinguished, Since a shock wave can be propagated in a specific direction, a more effective fire extinguishing method can be realized as compared with the prior art.

さらに、前記実施形態の衝撃波連続発生装置10の場合と同様に、特定のタイミングで爆発音を発生させることができるので、災害時の救難信号としての利用、熊や猪やカラス等の危険または有害な動物の撃退や駆除、強盗やテロリスト等の撃退を行うことができる。   Furthermore, as in the case of the continuous shock wave generator 10 of the above-described embodiment, an explosion sound can be generated at a specific timing, so that it can be used as a rescue signal at the time of a disaster, or a danger or harmful such as a bear, a frog or a crow Repel and extermination of various animals, and repel robbery and terrorists.

そして、前記実施形態の衝撃波連続発生装置10の場合と同様に、連続デトネーション波発生装置20を用いてデトネーション波を繰り返し発生させることにより衝撃波を繰り返し発生させるので、衝撃波の連続発生を、簡易かつ小規模な装置構成で実現することができ、携帯可能な装置、使い勝手の良い装置を実現することができる。   Since the shock wave is repeatedly generated by repeatedly generating the detonation wave using the continuous detonation wave generator 20 as in the case of the continuous shock wave generator 10 of the above embodiment, the continuous generation of the shock wave is simple and small. It can be realized with a large-scale device configuration, and a portable device and a user-friendly device can be realized.

また、上記の図3に示した衝撃波連続発生装置200のように、平面衝撃波を生成する構成とする場合において、生成した平面衝撃波を自由空間へ伝播させるのではなく、図4に示すように、衝撃波反射部材の出口を管内空間に接続し、生成した平面衝撃波を管内空間へ伝播させる構成としてもよい。図4では、上記の図3に示した衝撃波連続発生装置200の衝撃波反射板250の出口を、管内空間260に接続している。このように平面衝撃波を管内空間260へ伝播させる構成とすれば、管内壁に付着した物質を容易に取り除くことができ、極めて長い管に対しても十分な付着物除去効果を得ることができる。   Further, in the case of a configuration for generating a plane shock wave as in the continuous shock wave generator 200 shown in FIG. 3, the generated plane shock wave is not propagated to free space, but as shown in FIG. It is good also as a structure which connects the exit of a shock wave reflection member to the space in a pipe | tube, and propagates the produced | generated plane shock wave to the space in a pipe | tube. In FIG. 4, the outlet of the shock wave reflection plate 250 of the continuous shock wave generator 200 shown in FIG. 3 is connected to the in-tube space 260. Thus, if it is set as the structure which propagates a plane shock wave to the space 260 in a pipe | tube, the substance adhering to the inner wall of a pipe | tube can be removed easily, and sufficient adhering substance removal effect can be acquired also to a very long pipe | tube.

さらに、前記実施形態では、内面形状を回転楕円面とされた衝撃波反射板50は、長軸方向について、回転楕円面の半分または半分に満たない大きさ(つまり、短軸の位置までか、または短軸に至らない位置までの大きさ)とされていたが、図5に示すように、回転楕円面の長軸方向について、半分を超える大きさ(つまり、短軸の位置を含む大きさ)の内面形状を有する衝撃波反射部材としてもよい。   Further, in the above embodiment, the shock wave reflecting plate 50 whose inner surface shape is a spheroid is about half or less than the spheroid in the major axis direction (that is, up to the position of the minor axis, or As shown in FIG. 5, the size of the ellipsoidal surface is more than half of the major axis direction (that is, the size including the position of the minor axis). It is good also as a shock wave reflection member which has the inner surface shape.

図5において、衝撃波連続発生装置300は、前記実施形態の場合と同じ構成の連続デトネーション波発生装置20と、前記実施形態の衝撃波反射板50よりも回転楕円面の全体に近い大きさの内面形状を有する衝撃波反射部材である衝撃波反射板350とを備えている。この衝撃波反射板350の内面形状は、回転楕円面の一部となっていて、前記実施形態の場合と同様に、デトネーション管30の出口31が一方の焦点351の位置に配置され、これにより他方の焦点352の位置を収束点とする収束衝撃波354が生成されるようになっているが、前記実施形態の場合とは異なり、長軸方向について、半分を超える大きさ(つまり、短軸の位置を含む大きさ)となっている。このようにした場合には、近距離の収束点に、より確実に力を伝達することができる。   In FIG. 5, a continuous shock wave generator 300 has an inner surface shape that is closer to the entire spheroidal surface than the continuous detonation wave generator 20 having the same configuration as that of the above embodiment and the shock wave reflector 50 of the above embodiment. And a shock wave reflecting plate 350 which is a shock wave reflecting member having The inner surface shape of the shock wave reflection plate 350 is a part of the spheroid surface, and the outlet 31 of the detonation tube 30 is arranged at the position of one focal point 351 as in the case of the above-described embodiment. A convergent shock wave 354 having a focal point at the position of the focal point 352 is generated, but unlike the case of the above-described embodiment, the size of the major axis direction is more than half (that is, the position of the minor axis). It is the size including). In such a case, the force can be transmitted more reliably to the convergence point at a short distance.

また、前記実施形態では、真っ直ぐに延びるデトネーション管30とされていたが、本発明におけるデトネーション管は、螺旋状に形成された部分を含む構成としてもよく、このようにした場合には、装置の小型化を図ることができ、より一層使い勝手の良い衝撃波連続発生装置を実現することができる。例えば、図6に示された衝撃波連続発生装置400のように、デトネーション管430の螺旋状に形成された部分を、衝撃波反射板450の外周に巻かれる状態で配置してもよい。このようにデトネーション管430を螺旋状にして衝撃波反射板450の外周に巻かれる状態で配置した場合には、装置の小型化を、より一層図ることができ、装置全体の大きさを衝撃波反射板450の大きさに近づけることができる。   In the above embodiment, the detonation tube 30 extends straight. However, the detonation tube in the present invention may include a spirally formed portion. A continuous shock wave generator that can be reduced in size and is more user-friendly can be realized. For example, like the shock wave continuous generation device 400 shown in FIG. 6, the spirally formed portion of the detonation tube 430 may be disposed in a state of being wound around the shock wave reflection plate 450. Thus, when the detonation tube 430 is spirally arranged and wound around the outer periphery of the shock wave reflecting plate 450, the device can be further reduced in size, and the size of the entire device can be reduced. It can approach the size of 450.

さらに、本発明における衝撃波反射部材の内面形状は、回転楕円面や回転放物面に限定されるものではなく、特定点(特定領域でよい。)に収束する収束衝撃波や、特定方向に平面状の波面(略平面状とみなせる程度の波面でよい。)で伝播する平面衝撃波、あるいは特定方向に強い衝撃波部分を有する発散曲面状の波面で伝播する発散衝撃波を生成することができる形状であればよく、例えば、図7に示す衝撃波連続発生装置500のように、ラッパ状の部材と円管状の部材とを連結した衝撃波反射板550としてもよい。また、図7の例では、衝撃波反射板550と、デトネーション管30との接続位置は、デトネーション管30の出口31よりも上流側の位置とされているが、本発明における衝撃波反射部材は、デトネーション管の出口位置に接続してもよい。   Furthermore, the inner surface shape of the shock wave reflecting member in the present invention is not limited to a spheroid or paraboloid, but is a convergent shock wave that converges to a specific point (which may be a specific region) or a planar shape in a specific direction. As long as it is a shape that can generate a divergent shock wave propagating on a plane shock wave propagating on the wavefront (which can be regarded as a substantially flat wavefront) or a divergent curved wavefront having a strong shock wave portion in a specific direction Alternatively, for example, a shock wave reflecting plate 550 in which a trumpet-shaped member and a circular tubular member are connected may be used like a continuous shock wave generating device 500 shown in FIG. In the example of FIG. 7, the connection position between the shock wave reflecting plate 550 and the detonation pipe 30 is the position upstream of the outlet 31 of the detonation pipe 30, but the shock wave reflecting member in the present invention is a detonation. It may be connected to the outlet position of the tube.

以上のように、本発明の衝撃波連続発生装置は、例えば、地雷の除去、除雪、火災の消火、危険または有害な動物や強盗等の駆除や撃退を行う場合等に用いるのに適している。   As described above, the continuous shock wave generator of the present invention is suitable for use in, for example, removing landmines, removing snow, extinguishing fires, extinguishing or fighting dangerous or harmful animals or robbers.

本発明の一実施形態の衝撃波連続発生装置の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of a continuous shock wave generator according to an embodiment of the present invention. 前記実施形態の衝撃波連続発生装置の作動状況の説明図。Explanatory drawing of the operation condition of the shock wave continuous generator of the said embodiment. 本発明の第1の変形の形態を示す構成図。The block diagram which shows the 1st modification of this invention. 本発明の第2の変形の形態を示す構成図。The block diagram which shows the 2nd modification of this invention. 本発明の第3の変形の形態を示す構成図。The block diagram which shows the 3rd modification of this invention. 本発明の第4の変形の形態を示す構成図。The block diagram which shows the 4th modification of this invention. 本発明の第5の変形の形態を示す構成図。The block diagram which shows the 5th modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,200,300,400,500 衝撃波連続発生装置
20 連続デトネーション波発生装置
30,430 デトネーション管
31 デトネーション管の出口
32 デトネーション波
40 開始装置
50,250,350,450,550 衝撃波反射部材である衝撃波反射板
51,351 回転楕円面の一方の焦点
52,352 回転楕円面の他方の焦点
54,354 収束衝撃波
251 回転放物面の焦点
254 平面衝撃波
260 管内空間
10, 200, 300, 400, 500 Continuous shock wave generator 20 Continuous detonation wave generator 30, 430 Detonation pipe 31 Detonation pipe outlet 32 Detonation wave 40 Starter 50, 250, 350, 450, 550 Shock wave which is a shock wave reflecting member Reflector 51,351 One focal point of spheroidal surface 52,352 Other focal point of spheroidal surface 54,354 Convergent shock wave 251 Focus of rotating paraboloid 254 Plane shock wave 260 Intra-tube space

Claims (5)

衝撃波を繰り返し発生させることが可能な衝撃波連続発生装置であって、
デトネーション波を繰り返し発生させることが可能な連続デトネーション波発生装置と、この連続デトネーション波発生装置に接続されてこの連続デトネーション波発生装置で発生させたデトネーション波から得られた衝撃波を反射させる衝撃波反射部材とを備え、
前記連続デトネーション波発生装置は、デトネーション波を伝播させる通路を形成するデトネーション管と、このデトネーション管内でデトネーションを開始させる開始装置とを含んで構成され、
前記デトネーション管は、螺旋状に形成された部分を含む構成とされ、
前記衝撃波反射部材は、前記デトネーション管の出口近傍に接続され、前記デトネーション管の出口に到達したデトネーション波が衝撃波となって出口位置から拡がる場合、前記デトネーション管の途中でデトネーション波が衝撃波となってこの衝撃波が前記デトネーション管の出口に到達して出口位置から拡がる場合、または前記デトネーション管の出口の外部でデトネーション波が衝撃波となって出口の外部から拡がる場合に、拡がっていく衝撃波を反射させることにより衝撃波の波面形状を整えて特定点に収束する収束衝撃波、特定方向に平面状の波面で伝播する平面衝撃波、または特定方向に強い衝撃波部分を有する発散曲面状の波面で伝播する発散衝撃波を生成する構成とされている
ことを特徴とする衝撃波連続発生装置。
A shock wave continuous generator capable of repeatedly generating shock waves,
A continuous detonation wave generator capable of repeatedly generating a detonation wave, and a shock wave reflecting member connected to the continuous detonation wave generator and reflecting a shock wave obtained from the detonation wave generated by the continuous detonation wave generator And
The continuous detonation wave generator includes a detonation pipe that forms a passage for propagating the detonation wave, and a starter that starts detonation within the detonation pipe.
The detonation tube includes a portion formed in a spiral shape,
The shock wave reflecting member is connected in the vicinity of the outlet of the detonation tube, and when the detonation wave reaching the outlet of the detonation tube becomes a shock wave and spreads from the outlet position, the detonation wave becomes a shock wave in the middle of the detonation tube. When this shock wave reaches the outlet of the detonation pipe and spreads from the outlet position, or when the detonation wave becomes a shock wave outside the outlet of the detonation pipe and spreads from the outside of the outlet, the spreading shock wave is reflected. Generates a convergent shock wave that converges to a specific point by adjusting the wave front shape of the shock wave, a plane shock wave that propagates in a plane wavefront in a specific direction, or a divergent shock wave that propagates in a divergent curved wavefront having a strong shock wave part in a specific direction The shock wave continuous generator characterized by the above-mentioned.
前記衝撃波反射部材の内面形状は、回転楕円面とされ、
前記デトネーション管の出口は、回転楕円面の一方の焦点位置に配置され、
前記衝撃波反射部材は、回転楕円面の他方の焦点位置を収束点とする収束衝撃波を生成する構成とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の衝撃波連続発生装置。
The inner surface shape of the shock wave reflecting member is a spheroid,
The outlet of the detonation tube is disposed at one focal position of the spheroid,
The continuous shock wave generator according to claim 1, wherein the shock wave reflecting member is configured to generate a convergent shock wave having a convergence point at the other focal position of the spheroid.
前記衝撃波反射部材の内面形状は、回転放物面とされ、
前記デトネーション管の出口は、回転放物面の焦点位置に配置され、
前記衝撃波反射部材は、回転放物面の中心軸に沿う方向に伝播する平面衝撃波を生成する構成とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の衝撃波連続発生装置。
The inner surface shape of the shock wave reflecting member is a rotating paraboloid,
The outlet of the detonation tube is located at the focal position of the rotating paraboloid;
The continuous shock wave generator according to claim 1, wherein the shock wave reflecting member is configured to generate a plane shock wave propagating in a direction along a central axis of a paraboloid of revolution.
前記衝撃波反射部材の出口は、管内空間に接続され、生成した平面衝撃波を前記管内空間へ伝播させる構成とされていることを特徴とする請求項1または3に記載の衝撃波連続発生装置。   4. The continuous shock wave generating device according to claim 1, wherein an outlet of the shock wave reflecting member is connected to a space in the tube, and the generated plane shock wave is propagated to the space in the tube. 5. 前記デトネーション管の螺旋状に形成された部分は、前記衝撃波反射部材の外周に巻かれる状態で配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の衝撃波連続発生装置。 Spirally formed portion of said detonation tubes, shock wave continuous generator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is arranged in a state wound on the outer periphery of the shock wave reflector member.
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