(57)【要約】【課題】点火プラグをスパーク式でないものに簡略化するとともに１回毎の燃焼を確実にしてより強力かつ安定的な連続運転を可能にし、さらに２種類の特性を持つ可燃性ガスによるハイブリッド方式の推進装置を提供する。【解決手段】水素又はプロパンガスと酸素を含む可燃ガス13A,13Bを燃焼室1に圧入可能に開閉する第１〜第３の制御弁32,33,34と、それらの圧入量および間欠圧入させるタイミングを制御する制御部と、燃焼室1の近傍で可燃ガス13A，13Bに着火可能な位置に配設されて電熱ヒータ90を有するグロープラグ6A，6Bと、それを着火可能に強制発熱させるヒートタイミングだけ電熱ヒータ90に通電可能な通電手段60と、燃焼室1で爆発膨張する流体を導出する排出口2を備え、グロープラグ6に通電するヒートタイミングは、始動後に安定するまでの所定時間のみであり、それ以降も電熱ヒータ90を着火可能な温度に維持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に圧入される可燃ガスを反復継続的に爆発させて生じる流体の膨張力により推進力を発生させる推進装置であって、
少なくとも水素燃料および酸素を含む可燃ガスを前記燃焼室に圧入可能に開閉する可燃ガス圧入弁と、
該可燃ガス圧入弁の圧入量および間欠圧入させるタイミングを制御する制御部と、
前記燃焼室の内部又は近傍で前記可燃ガスに着火可能な位置に配設されて電熱ヒータを有するグロープラグと、
該グロープラグを着火可能に強制発熱させるヒートタイミングだけ前記電熱ヒータに通電可能な通電手段と、
前記燃焼室での爆発により膨張して溢れる流体を外部へ導出する排出口と、
を備え、
前記グロープラグに通電する前記ヒートタイミングは、始動直後から前記反復継続的な安定状態になるまでの所定時間のみであり、
該所定時間の経過以降も連続運転することにより前記可燃ガスが燃焼する熱を受ける前記電熱ヒータは通電停止後も着火可能な温度で赤熱状態に維持されるようにした推進装置。
【請求項２】
前記電熱ヒータは、白金、タングステン、ニクロムのうち少なくとも何れかを含む金属である請求項１に記載の推進装置。
【請求項３】
前記電熱ヒータは白金を重量比率で５０％以上含有している請求項１に記載の推進装置。
【請求項４】
前記電熱ヒータはＵ字型ヒータによって構成された請求項１〜３の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項５】
前記酸素は圧縮空気により供給される請求項１〜４の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項６】
前記酸素は酸素ボンベから供給される請求項１〜５の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項７】
前記燃焼室の上方に連通するとともに分岐経路が交差した内部に配管交差空間が形成され、
該配管交差空間の頂点に前記グロープラグが配設され、
前記配管交差空間を構成する水平管路の一端に酸素供給源が接続され、他端に水素供給源が接続された請求項１〜６の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項８】
燃焼ガスの前記膨張力による流速を増幅する流速増幅器をさらに備え、
該流速増幅器は、
外部の流体を吸入して排出する導管と、
前記導管の内部で前記流体の流れを促進する方向に前記燃焼ガスを噴射するエジェクタ噴射部と、
を有して形成された請求項１〜７の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項９】
前記推進力を付与する対象は船体であり、
前記燃焼室から下方に連通し前記船体の喫水線以下に配設された気液置換室と、
前記気液置換室の前端に配設されて流入のみ可能な逆止弁と、
該逆止弁を介して注入された充填水により前記気液置換室が規定量まで満たされことを検知する満水検知手段と、
前記グロープラグの前記電熱ヒータに浸水又は飛沫の及ばない隘路を有するとともに保温部材で覆われた防水断熱領域と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記満水検知手段が前記気液置換室の満水到達を検知した後、前記可燃ガスを少なくとも前記防水断熱領域に圧入して前記可燃ガスを爆発させることにより前記排出口に付設されたノズルから噴射水を噴射した反作用により前記推進力を発生する請求項１〜７の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項１０】
前記配管交差空間には、
第１の制御弁を介在させた水素ボンベと、
第２の制御弁を介在させた液化プロパンガスボンベと、
第３の制御弁を介在させた酸素ボンベ又は圧縮空気タンクと、を接続し、
前記制御部は、１回の燃焼毎に、少なくとも酸素又は空気を含めながら、水素がプロパンガスより先に圧入されるように前記第１〜第３の制御弁を開閉制御する請求項７〜９の何れか１項に記載の推進装置。
【請求項１１】
前記グロープラグは、
前記第１の制御弁を介して圧入される水素を含む可燃ガスに点火するために第１のグロープラグと、
前記第２の制御弁を介して圧入されるプロパンガス含む可燃ガスに点火するために第２のグロープラグと、
の２本を備えるようにした請求項１０に記載の推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は推進装置に関し、より詳細には、回転駆動部、動力伝達用の推進軸およびスクリューやプロペラを不要にしながらも、推進力を制御可能に連続発生する推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大量のパワーロスがあったスチームエンジンから、現在のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのようなレシプロエンジンまで、パワーは直線運動を回転運動に変換することにより得ている。ただし、この方法では、レシプロエンジンであれば、ピストンとシリンダ部の接触抵抗及び各部の回転抵抗等のように、変換効率の違いはあれパワーロスを発生するのが現状である。
【０００３】
また、化石燃料を使用するレシプロエンジンでは、排気による大気汚染だけでなく排出されるオイルによる水中汚染までも引き起こしている。しかも使用する化石燃料は、残り少ない高価なものであるにも関わらず、大量に使用せざるを得ないのが実情である。
【０００４】
船体に前記レシプロエンジンを使用する発明として、特許文献１がある。この特許文献１の段落［０００２］には、「従来の船体は、空気を燃料と混合した可燃ガスをシリンダ内で燃焼させて駆動力を発生させる」旨の記載がある。
【０００５】
一方、スクリューを不要にしながら、推進力を発生する推進装置として、接触抵抗及び回転抵抗を無くしパワーロスを削減するとともに、二酸化炭素の排出量及び残り少ない化石燃料の使用量削減を図った船体用エンジンが知られている。具体的には、中央部にウォーターボトルを配置し、その前方上部に逆止弁を介して爆発室を設け、前方下部に逆止弁を介してインジェクションポートを配し、ウォーターボトルに漏電感知装置を、前記爆発室に混合ガス注入口を有する点火室を付設するというものである（特許文献２）。
【０００６】
また、船体を浅瀬でも航行させることができ、しかも故障しにくく、さらに小形化することのできる船体推進機関も知られている。具体的には、液体水素を液体水素噴射管から燃焼室に噴射させるとともに液体酸素を液体酸素噴射管から燃焼室に噴射させ燃焼室で液体水素と液体酸素を接触させて着火して燃焼させる燃焼器と、この燃焼器の液体水素噴射管に液体水素を供給し液体酸素噴射管に液体酸素を供給する推進剤供給系とを備えているというものである（特許文献３）。
【０００７】
また、主要な駆動機構に摩擦する箇所が少なく簡素な構造であり、水質汚染や騒音の発生が少なく、しかも、取り扱いが容易な推進装置も知られている。具体的には、ノズルから噴射水を噴射した反作用により推進力を発生させる推進装置であって、船体の喫水線以下に配設される筒状容器でなる燃焼室と、その燃焼室の後端に開口する排出口と、燃焼の前端に配設されて流入のみ可能な逆止弁と、燃焼室が逆止弁を介して注入された流体により規定量まで満たされた後、酸素および燃料を含む可燃ガスを、燃焼室の少なくとも点火位置が覆われるように圧入する可燃ガス圧入弁と、点火位置を覆う可燃ガスに着火可能な点火プラグと、可燃ガス圧入弁および点火プラグを規定のシーケンスで機能させる制御部と、を備えているというものである（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６９７９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−５２５０３号公報
【特許文献３】特開平８−１５０９９８号公報
【特許文献４】特開２０１６−１０７６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のように、従来のレシプロ、ガスタービン等の内燃機関には大気・水質汚染等が発生するという問題がある。また、特許文献２に記載の船体用エンジンの場合は、逆止弁が２つ必要であり、構造を簡素化する等の改善余地があった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の船体推進機関の場合は、実質的にロケットであるために、爆発させないで静かに連続燃焼するようなバルブ機構、およびその操作に高度な技術が必要であり一般に普及させることは困難であった。
【００１１】
また、特許文献４に記載の船舶推進装置の場合は、スパーク式の点火プラグを採用しているため、そのギャップに適切なタイミングで高電圧を印加するための高電圧印加手段と、それにより放電電圧を印加して安定確実な沿面放電を確保できる点火プラグが不可欠であり、より小型軽量化・簡素化の観点から、改善余地が残されていた。さらに、特許文献４のように水中稼働の用途に限定することなく、空中稼働の用途にも適用できる推進装置が求められていた。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、点火プラグをスパーク式でないものに簡略化するとともに、１回毎の燃焼を確実にしてより強力かつ安定的な連続運転を可能にした推進装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、燃焼室（１，１ａ）に圧入される可燃ガス（１３，１３Ａ，１３Ｂ）を反復継続的に爆発させて生じる流体の膨張力により推進力（Ａ）を発生させる推進装置（１００，１１０，１１１，２００）であって、
少なくとも水素燃料および酸素を含む可燃ガス（１３，１３Ａ，１３Ｂ）を前記燃焼室（１，１ａ）に圧入可能に開閉する可燃ガス圧入弁（５）と、
該可燃ガス圧入弁（５）の圧入量および間欠圧入させるタイミングを制御する制御部（８０）と、
前記前記燃焼室（１，１ａ）の内部又は近傍で前記可燃ガス（１３）に着火可能な位置に配設されて電熱ヒータ（９）を有するグロープラグ（６，６Ａ，６Ｂ）と、
該グロープラグ（６，６Ａ，６Ｂ）を着火可能に強制発熱させるヒートタイミングだけ前記電熱ヒータ（９）に通電可能な通電手段（６０）と、
前記燃焼室（１，１ａ）での爆発により膨張して溢れる流体を外部へ導出する排出口（２）と、
を備え、
前記グロープラグ（６，６Ａ，６Ｂ）に通電する前記ヒートタイミングは、始動直後から前記反復継続的な安定状態になるまでの所定時間（Ｔ）のみであり、
該所定時間（Ｔ）の経過以降も連続運転することにより前記可燃ガス（１３，１３Ａ，１３Ｂ）が燃焼する熱を受ける前記電熱ヒータ（９）は通電停止後も着火可能な温度で赤熱状態に維持されるようにしたものである。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の推進装置（１００，１１０，１１１，２００）において、前記電熱ヒータ（９）は、白金、タングステン、ニクロムのうち少なくとも何れかを含む金属で構成されたものである。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の推進装置（１００，１１０，１１１，２００）において、前記電熱ヒータ（９）は白金を重量比率で５０％以上含有して構成されたものである。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の推進装置（１００，１１０，１１１，２００）において、前記電熱ヒータ（９）はＵ字型ヒータ（９０）によって構成されたものである。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の推進装置（１００，１１０，１１１，２００）において、前記酸素は圧縮空気により供給されるように構成されたものである。
【００１８】
また、請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の推進装置（１００，１１０，１１１，２００）において、前記酸素は酸素ボンベ（４７）から供給されるように構成されたものである。
【００１９】
また、請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の推進装置（１００，２００）において、前記燃焼室（１，１ａ）の上方に連通するとともに分岐経路が交差した内部に配管交差空間（１１）が形成され、
該配管交差空間（１１）の頂点に前記グロープラグ（６）が配設され、
前記配管交差空間（１１）を構成する水平管路（１７）の一端（１８）に酸素供給源（４０）が接続され、他端（１９）に水素供給源（２０）が接続されたものである。
【００２０】
また、請求項８に係る発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の推進装置（１００，１１０，１１１）において、燃焼ガス（１５）の前記膨張力による流速を増幅する流速増幅器（７０）をさらに備え、
該流速増幅器（７０）は、
外部の流体（７１）を吸入して排出する導管（７２）と、
前記導管（７２）の内部で前記流体（７１）の流れを促進する方向に前記燃焼ガス（１５）を噴射するエジェクタ噴射部（７３）と、
を有して形成されたものである。
【００２１】
また、請求項９に係る発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の推進装置（１００，１１０，１１１）において、前記推進力（Ａ）を付与する対象は船体であり、
前記燃焼室（１）から下方に連通し前記船体の喫水線（Ｂ）以下に配設された気液置換室（２１）と、
前記気液置換室（２１）の前端に配設されて流入のみ可能な逆止弁（４）と、
該逆止弁（４）を介して注入された充填水（Ｗ）により前記気液置換室（２１）が規定量まで満たされことを検知する満水検知手段（６９）と、
前記グロープラグ（６，６Ａ，６Ｂ）の前記電熱ヒータ（９）に浸水又は飛沫の及ばない隘路を有するとともに保温部材（１０）で覆われた防水断熱領域（５０，５０Ａ，５０Ｂ）と、
をさらに備え、
前記制御部（８０）は、前記満水検知手段（６９）が前記気液置換室（２１）の満水到達を検知した後、前記可燃ガス（１３，１３Ａ，１３Ｂ）を少なくとも前記防水断熱領域（５０，５０Ａ，５０Ｂ）に圧入して前記可燃ガス（１３）を爆発させることにより前記排出口（２）に付設されたノズル（３）から噴射水（３１）を噴射した反作用により前記推進力（Ａ）を発生するものである。
【００２２】
また、請求項１０に係る発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の推進装置（１１０，１１１）において、前記配管交差空間（１２）には、
第１の制御弁（３２）を介在させた水素ボンベ（５７）と、
第２の制御弁（３３）を介在させた液化プロパンガスボンベ（４６）と、
第３の制御弁（３４，３４Ａ，３４Ｂ）を介在させた酸素ボンベ（４７）又は圧縮空気タンク（５６）と、を接続し、
前記制御部（８０）は、１回の燃焼毎に、少なくとも酸素を含めながら、水素がプロパンガスより先に圧入されるように前記第１〜第３の制御弁（３２，３３，３４，３４Ａ，３４Ｂ）を開閉制御するようにしたものである。
【００２３】
また、請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の推進装置（１１１）において、前記グロープラグ（６Ａ，６Ｂ）は、
前記第１の制御弁（３２）を介して圧入される水素を含む可燃ガス（１３Ａ）に点火するために第１のグロープラグ（６Ａ）と、
前記第２の制御弁（３３）を介して圧入されるプロパンガス含む可燃ガス（１３Ｂ）に点火するために第２のグロープラグ（６Ｂ）と、
の２本を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、点火プラグをスパーク式でないものに簡略化するとともに、１回毎の燃焼を確実にしてより強力かつ安定的な連続運転を可能にした推進装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る推進装置（以下、「本装置」ともいう）の概略を示す一部断面図である。
【図２】本装置で用いるグロープラグの外観図であり、図２（Ａ）はコイル形状の電熱ヒータを備えたもの、図２（Ｂ）はＵ字形状の電熱ヒータを備えたもの、をそれぞれ示す斜視図である。
【図３】図１に示した本装置の運転中における各工程を説明するための断面図であり、図３（ａ）は満水待機工程、図３（ｂ）は可燃ガス圧入工程、図３（ｃ）は着火工程、図３（ｄ）は膨張噴射工程、図３（ｅ）は燃焼完了工程、図３（ｆ）は注水工程を示す。
【図４】図１の実施例１にハイブリッド燃焼方式の追加要素を含めた実施例２に係る本装置の要部を示す概略説明図である。
【図５】図４の実施例２に第２のグロープラグの追加要素を含めた実施例３に係る本装置の要部を示す概略説明図である。
【図６】本発明の実施例４に係る推進装置（以下、「本装置」ともいう）の概略を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施例１］
以下、図１〜図３を参照して実施例１に係る推進装置（本装置）について説明する。図１は、本装置の概略を示す一部断面図である。本装置１００は、不図示の船体に推進力Ａを付与する。図１に示すように、推進装置１００は、主に配管交差空間１１と、気液置換室２１と、水素供給源２０と、酸素供給源４０と、制御部８０と、を備えて構成されている。
【００２７】
配管交差空間１１は、燃焼室１に連通する分岐経路において、その内部に形成された空間である。この配管交差空間１１と気液置換室２１とを連通する管路は燃焼室１を形成している。気液置換室２１は、排出口２と、ノズル３と、逆止弁４と、満水センサ２２と、を備えている。満水センサ２２は満水検知手段６９を介して制御部８０に接続されている。
【００２８】
配管交差空間１１には、水平管路１７の一端１８に、空気圧入弁５１、および酸素等供給管５２を介して酸素供給源４０が接続されている。また、水平管路１７の他端１９には、水素圧入弁５３、および水素供給管５４を介して水素供給源２０が接続されている。酸素供給源４０および水素供給源２０は、可燃ガス圧入弁５により配管交差空間１１への開閉連通を制御されている。なお、水平管路１７は、管路を特定するための便宜上の名称であり、水平でなくても構わない。
【００２９】
配管交差空間１１は、気液置換室２１の上方に連通するように形成され、その配管交差空間１１の頂点にグロープラグ６が配設されている。さらに、この配管交差空間１１を構成する水平管路１７の一端１８には、空気圧入弁５１および酸素等供給管５２を介して酸素供給源４０が接続されている。水平管路１７の他端１９には、水素圧入弁５３および水素供給管５４を介して水素供給源２０が接続されている。
【００３０】
水素供給管５４は、圧力調整器５８および水素ボンベ５７に接続されている。酸素等供給管５２は、圧縮空気タンク５６および空気圧縮機５５に接続されている。酸素は、本装置１００が大型ならば圧縮空気により供給されるが、小型ならば圧縮空気に代えた酸素ボンベ４７から供給してもよい。酸素ボンベ４７および圧力調整器４８を用いるように切換え接続すれば、空気圧縮機５５の駆動が不要となるばかりでなく、本装置１００をより高出力化することも可能である。その場合、空気圧入弁５１は、その名称に関わらず、もっぱら酸素のみを通過させることになる。
【００３１】
逆止弁４は、気液置換室２１の前端に配設されて流入のみ可能である。この逆止弁４は、気液置換室２１の容積に対して短時間（例えば、５秒以内）で満水にすることが可能な流量を確保されている。なお、逆止弁４は、気液置換室２１と外部の水Ｗａとの圧力差で受動的に弁の開閉動作を行うばかりでなく、制御部８０が間欠的に出力する制御信号に基づく適切なタイミングで能動的に開閉動作するシャッタ（不図示）を採用しても構わない。
【００３２】
可燃ガス圧入弁５は、空気圧入弁５１と、酸素等供給管５２と、水素圧入弁５３と、水素供給管５４と、を備えて構成されている。可燃ガス圧入弁５は、制御部８０が間欠的に出力する制御信号に基づく適切なタイミングで、水素燃料および酸素を含む可燃ガス１３を燃焼室１に圧入可能に開閉する。燃焼室１の内部又は近傍である配管交差空間１１の頂点に配設されたグロープラグ６は、外部に対して密栓状態を保持している。グロープラグ６の近傍は、後述する防水断熱領域５０が形成されている。グロープラグ６は通電手段６０からの通電と停止との状態を、制御部８０によって制御されるが、不図示の手動スイッチで通電をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。
【００３３】
空気圧入弁５１は、酸素等供給管５２から供給される圧縮空気を適切なタイミング（図３（ｂ））で燃焼室１に圧入する。水素圧入弁５３は、水素供給管５４から供給される水素を適切なタイミング（図３（ｂ））で燃焼室１に圧入する。
【００３４】
可燃ガス圧入弁５は、制御部８０の出力する制御信号に基づいて、水素と、圧縮空気（又は酸素）と、を着火容易で大きな膨張力が得られる最適な混合比率に加減して可燃ガス１３を生成するとともに、適切なタイミングで燃焼室１に圧入する。上述のように、本明細書でいう可燃ガス１３とは、圧縮空気又は酸素に加える水素が、着火後に最大膨張力を得られる最適な混合比率に混合された流体をいう。混合比率は空気圧縮機５５の出力圧と弁開閉制御とによって実現する。空気圧入弁５１と水素圧入弁５３は、開閉タイミングを特に区別することなく同時に開閉するように、まとめて制御しても構わない。
【００３５】
可燃ガス圧入弁５は、気液置換室２１が満水状態（図３（ａ）に示す満水待機工程）の充填水Ｗを、気液置換室２１の容積に対する所定割合（例えば、１５％）だけ、短時間（例えば、１秒以内）で置換排除しながら、圧縮空気（又は酸素）および可燃ガス１３を圧入可能に、各弁の開閉タイミングを設定されている。
【００３６】
グロープラグ６は、可燃ガス１３が接触可能な位置にコイル形状の電熱ヒータ９を有し、配管交差空間１１の頂点に配設されている。その電熱ヒータ９は、赤熱させるに足りる電流を通電すれば着火可能な温度に上昇する。このとき、熱ヒータ９に触れる可燃ガス１３があれば、可燃ガス１３に着火して着火炎１４を発生させる（図３（ｃ）参照）。なお、グロープラグ６については、図２を用いて後述する。
【００３７】
気液置換室２１は、ステンレススチールや鋼鉄又はアルミ製の筒状容器であり、燃焼室１で燃焼（爆発）した燃焼ガス１５（図３（ｄ），（ｅ））が高速度で膨張する衝撃および高熱に耐えられるだけの剛性と耐熱性とを有する。気液置換室２１は、燃焼室１から下方に連通し船体の喫水線Ｂ以下に配設されている。燃焼室１に圧入される可燃ガス１３（図３（ｂ））を反復継続的に爆発させて生じた燃焼ガス１５が、気液置換室２１で爆発の都度に膨張し、その膨張力で溢れた流体の噴射により推進力Ａを発生させる。
【００３８】
この気液置換室２１の後部には、排出口２が開口している。この排出口２から気液置換室２１の内外を連通する漏斗型の噴射ノズル３が後方に延設されている。排出口２は、燃焼室１の爆発で生じた膨張力により溢れる気液置換室２１の流体を外部へ導出する。溢れる流体は主に充填水Ｗであり、燃焼ガス１５もいくらか混入して排出される（図３（ｄ），（ｅ））。
【００３９】
噴射ノズル３は、気液置換室２１に充填された充填水Ｗが、排出口２を通じて後方へ噴射される流れを整えることによりにより、前方への推進力Ａを強化する機能を有する。なお、排出口２および噴射ノズル３の経路に、不図示の逆止弁等の機能を具備することにより、後方への噴射水３１のみを通し、外部の水Ｗａが気液置換室２１の内側へ吸い込まれる方向に対しては閉弁するようにしても良い。
【００４０】
制御部８０は、不図示のマイクロコンピュータ、コンピュータプログラム等を用いたシーケンサ又は時系列パルス発生器等を備え、規定のシーケンス制御機能を有している。この制御部８０によって、各信号間に所定の遅延時間を設定された制御信号が生成させる。その制御部８０から出力される制御信号が、規定のタイミングで各部を制御している。
【００４１】
なお、制御部８０によるシーケンス制御機能について、図３を用いて後述するとおりである。すなわち、気液置換室２１に逆止弁４を介して注入された充填水Ｗが規定量まで満たされた後、可燃ガス圧入弁５が燃焼室１へ可燃ガス１３を規定量だけ圧入し、圧入された可燃ガス１３はグロープラグ６の赤熱したヒータ９に触れて点火する。点火タイミングは、制御部８０が間欠的に出力する開弁信号に応じて可燃ガス圧入弁５が開弁した直後となる。
【００４２】
図２は、本装置で用いるグロープラグの外観図であり、図２（Ａ）はコイル形状の電熱ヒータを備えたもの、図２（Ｂ）はＵ字形状の電熱ヒータを備えたもの、をそれぞれ示す斜視図である。図２（Ａ）に示すように、グロープラグ６，６Ａ，６Ｂ（以下、まとめて「グロープラグ６」ともいう）は、絶縁体６３を介在して支持された第１電極６１と、第２電極６２と、それら両電極６１，６２の間に導通可能に架け渡されたコイル形状の電熱ヒータ９と、備えて構成されている。第１電極６１にはヒータ電源６４の正電圧がヒータ通電スイッチ６５を介して印加され、第２電極６２は本装置１００の金属部を介してヒータ電源６４の負電圧が印加される。
【００４３】
ヒータ通電スイッチ６５は制御部８、又は手動にて開閉される。電熱ヒータ９は、白金、タングステン、ニクロムのうち少なくとも何れかを含む金属である。また、電熱ヒータ９は重量比率で５０％以上の白金を含有していることが好ましい。さらに、電熱ヒータ９はコイル形状であるが、これを図２（Ｂ）に示すＵ字型ヒータ９０に置き換えても良い。ただし、「グロープラグ６」および「電熱ヒータ９」は、両形状のヒータに対する総称とする。
【００４４】
コイル形状の電熱ヒータ９として、Ｕ字型ヒータ９０を採用した場合でも、構成材料に白金を用いれば、後述するような白金の触媒作用によって高温状態を保持できるという効果が得られる。白金の触媒作用とは、白金によって、水素と酸素の燃焼反応が容易になる作用のことである。白金の触媒作用を利用した身近な例として、「ハクキンカイロ（白金懐炉）」が知られている。ハクキンカイロは、気化したベンジンをゆっくりと酸化発熱させ白金触媒の周辺で酸化を持続させることにより高温状態を保持できる懐炉である。
【００４５】
ハクキンカイロの場合、白金触媒に吸着された酸素分子が活性化（不安定化）され、常温でも燃料の気化ベンジンと反応して発熱する。白金触媒は、ベンジン等の揮発油と酸素との酸化反応を促進させる。酸化反応が進むことで生成し拡散された二酸化炭素や水は、つぎの酸素分子を引き寄せて活性化する。この活性化した酸素が白金上に吸着されて酸素と白金原子の間に弱い結合が形成される。
【００４６】
これに対し、酸素間の結合は弱まって酸素原子に近い状態になる。この状態の酸素は通常の酸素分子よりも反応性が高いため、他のものを酸化し易くなる。なお、白金は化学的に安定であり、特に水素に対しては強い触媒作用を保つため、確実な点火が可能になる。また、赤熱状態でも酸化せず、過酷な環境であっても高い耐久性を有する点もグロープラグ６に好適とされる理由の一つである。
【００４７】
防水断熱領域５０は、グロープラグ６の電熱ヒータ９を少なくとも浸水又は飛沫が及ばないように隘路を形成し、保温部材１０で覆われた構成である。また、配管交差空間１１の頂点に露出するように配設された電熱ヒータ９は、本装置１００を動作停止したときも、喫水線Ｂ近くの水圧と均衡する残渣ガス１６で覆われている。
【００４８】
なお、図１、図３（ａ）に示す燃焼室１に残存する残渣ガス１６がある程度の体積を占有する。この残渣ガス１６の体積により、充填水Ｗが配管交差空間１１へ浸水する不具合を阻止される。したがって、電熱ヒータ９は、海水等、外部の水Ｗａが押し寄せても、気体層が安定して保持されるので水没せず、濡れることも少なく、乾燥状態を維持できる。さらに、防水断熱領域５０は金属壁面と外部の水Ｗａとの間に保温部材１０を介在させている。
【００４９】
したがって、一旦赤熱状態にまで温度上昇した電熱ヒータ９は、電熱用の通電を停止しても急冷し難く、ホットスポットを形成する。このホットスポットは、そこに可燃ガス１３が近づくと着火するほどの高温を維持している。さらに、実施例２について図４を用いて後述するように、逆止弁２４を防水断熱領域５０と気液置換室２１との間に介在させることで、グロープラグ６の水濡れを回避できる。その結果、グロープラグ６を強制発熱するために必要な電力を、より少なくしても、可燃ガス１３への確実な着火が可能になる。
【００５０】
通電手段６０は、グロープラグ６の電熱ヒータ９に通電することにより、可燃ガス１３を着火可能に強制発熱させるヒートタイミングを得る。ヒートタイミングを得るための通電は、制御部８０の制御、又は手動により、本装置１００の始動時のみで足りる。すなわち、本装置１００の爆発が開始されて以降に反復継続的な安定状態になるまでの所定時間Ｔのみであり、所定時間Ｔの経過以降は、爆発の熱により電熱ヒータ９を着火可能な温度に維持してホットスポットを形成する。
【００５１】
このため、グロープラグ６のヒートタイミングは、本装置１００の始動時からその直後の短時間だけである。したがって、通電手段６０は、Ｔ＝約６０秒程度の給電能力を備えていれば足りる。そのため、ヒータ電源６４には乾電池、あるいは不図示の微弱な交流電源でも適用可能であり簡素化できる。推進力Ａを付与する対象の運用次第では、本装置１００の始動後は、通電手段６０を分離しても構わない。このように、本装置１００は、スパーク点火方式の点火プラグに代えたグロープラグ６を用いているので、スパーク点火に必要な高電圧発生手段が不要である。
【００５２】
近年、カセットコンロの小型ガスボンベ、あるいは登山者等の呼吸支援用に簡便な酸素ボンベが見られる。これら使い捨ての缶によって、燃料用のガス、水素、および酸素が容易に入手可能となる傾向にある。したがって、使い捨ての水素ボンベ５７や酸素ボンベ４７を利用することも想定している。本装置１００が大型用ならば、相当のボンベを常備し、それに対して水素スタンド等により充填することも考えられる。
【００５３】
制御部８０は、可燃ガス圧入弁５の圧入量および間欠圧入させるタイミングを制御する。満水検知手段６９は、逆止弁４を介して注入された充填水Ｗにより気液置換室２１が規定量まで満たされたこと満水センサ２２の検出出力に基づいて検知する。制御部８０は、満水検知手段６９が、気液置換室２１の満水到達を検知した後、可燃ガス１３を少なくとも防水断熱領域５０に圧入するように制御する。
【００５４】
防水断熱領域５０の奥に高温状態に維持可能なグロープラグ６があり、そのグロープラグ６に可燃ガス１３が接触した結果、燃焼室１で可燃ガス１３が爆発して膨張する。この膨張力は、燃焼室１に連通する気液置換室２１に及び、気液置換室２１から充填水Ｗが溢れるので、排出口２に付設されたノズル３から噴射水３１を噴射する。その噴射の反作用により、本装置１００は推進力Ａを発生する。
【００５５】
図３は、図１に示した本装置の運転中における各工程を説明するための断面図であり、（ａ）満水待機工程、（ｂ）可燃ガス圧入工程、（ｃ）着火工程、（ｄ）膨張噴射工程、（ｅ）燃焼完了工程、（ｆ）注水工程を示す。ここでは、図３（ｆ）から説明する。まず、図３（ｆ）注水工程に示すように、逆止弁４を順方向に通過して注入された充填水Ｗにより、気液置換室２１が規定量まで満たされた結果、図３（ａ）の満水待機工程となる。
【００５６】
つぎに、図３（ｂ）の可燃ガス圧入工程では、制御部８０の出力する制御信号に基づいて圧入弁５が一瞬開いて閉じるように開閉制御される。この圧入弁５の開閉加減により、水素燃料、および圧縮空気は、着火容易かつ燃焼容易な混合比率に加減されて可燃ガス１３となり、適切なタイミングで燃焼室１に圧入される。可燃ガス１３は、燃焼室１内で少なくとも電熱ヒータ９を覆うように圧入される。なお、逆火防止のための逆止弁（不図示）を、バルブと圧縮ガスの間あるいはバルブと燃焼室との間に設置してもよい。
【００５７】
図３（ｃ）の着火工程では、可燃ガス１３がグロープラグ６の電熱ヒータ９に触れて着火することにより着火炎１４となる。図３（ｄ）の膨張噴射工程では、その着火炎１４が急激に拡大膨張し、図３（ｅ）の燃焼完了工程に至る。図３（ｃ）の着火工程において、気液置換室２１の容積に対する所定割合（例えば、１５％）だけ占めていた可燃ガス１３が、図３（ｅ）の燃焼完了工程では、極めて短い時間で気液置換室２１の容積全体を占有するまでに充填水Ｗを置換排除する。
【００５８】
図３（ｄ）膨張噴射工程および図３（ｅ）の燃焼完了工程に示すように、気液置換室２１に残された充填水Ｗは、気液置換室２１の容積に対して１００％以上の体積に膨張する燃焼ガス１５で置換排除される。置換排除された充填水Ｗは、排出口２を通じて噴射ノズル３により後ろ向きに整えられた噴射水３１となって後方へ強く噴射される。その噴射の反動により、気液置換室２１は前向きに強力な推進力Ａを発生する。このような流体噴射の反動による推進力は、ロケットで知られているとおりである。
【００５９】
図３（ｅ）の燃焼完了工程では、充填水Ｗの１００％が、高温高圧の燃焼ガス１５により置換排除される。その後、図３（ｆ）注水工程に示すように、気液置換室２１の内部に残存する燃焼ガス１５が常温まで冷却収縮することによって、真空に近い低圧部分Ｖを生じる。
【００６０】
その結果、図３（ｆ）の注水工程において、比較的大口径の逆止弁４の弁作用による外から内向きに流入する充填水Ｗと、排出口２から僅かながらも流入する外部の水Ｗａと、により気液置換室２１の内容積の大部分を、例えば、数秒以下の短時間で満水させる。なお、図３（ａ）満水待機工程において、気液置換室２１の内部に多少の残渣ガス１６等の気体が残存した状態で、つぎの可燃ガス圧入工程へと進む。
【００６１】
なお、本装置１００は、１つの船体に対して複数を備えた多気筒構成することが好ましい。本装置１００を多気筒構成し、可燃ガス圧入工程、着火工程、および膨張噴射工程の動作タイミングをずらすことにより、脈動を少なくして滑らかに連続する推進力を得ることが可能である。また、複数個の気筒別に噴射力の差をつけることで、船体を方向変換することも可能になる。
【００６２】
本発明の実施例１に係る本装置１００は、ピストン、クランクシャフト、回転軸およびスクリュー等が不要である。したがって、主要な駆動機構に摩擦する箇所が少なく、簡素な構造であり、潤滑油を漏洩するような水質汚染の発生が少なく、しかも、失火によるエンジン停止も少なく、取り扱いが容易な推進装置を提供することが可能である。特に、本装置１００は、点火プラグをスパーク式でないものに簡略化するとともに、１回毎の燃焼を確実にしてより強力かつ安定的な連続運転を可能にした。
【００６３】
また、淡水や海水等、外部の水Ｗａで気液置換室２１が満たされたときであっても、グロープラグ６の電熱ヒータ９は隘路の奥の高い位置にあるため、水濡れを防止され、常に気体層を保持し、乾燥状態を維持し易い。本装置１００は、電熱ヒータ９の高温状態を維持するために、気体層を保持した上で、上述した白金の触媒作用を利用して着火し易い状態を維持できる。
【００６４】
このため、制御部８０が、可燃ガス圧入弁５を適切なタイミングで間欠圧入させるように開弁制御するだけで、円滑に爆発が連続する。その結果、推進力Ａを継続的に発生することができる。なお、制御部８０が間欠圧入の間隔を長くするように可燃ガス圧入弁５を開閉制御すれば、本装置１００は出力を低下し、可燃ガス圧入弁５を閉じて開かなければ、本装置１００を停止できる。
【００６５】
［実施例２］
図４は、図１の実施例１にハイブリッド燃焼方式の追加要素を含めた実施例２に係る本装置の要部を示す概略説明図である。なお、図１に沿って説明したものと同一効果の部材や流体等については同一符号を付して説明を省略し、主に図１と図４との相違点について説明する。図４に示すように、配管交差空間１２は、直線的な２つの配管が直角に交わって連通する十字交差を中心にＴ字交差を２つ連結した管路の内部空間である。この配管交差空間１２から複数に分岐した分岐路が構成されている。
【００６６】
本装置１１０は、配管交差空間１２に対し、各分岐路のうち頂点に近く高い位置から順に、第１の制御弁３２を介在させた水素ボンベ５７と、第２の制御弁３３を介在させた液化プロパンガスボンベ４６と、第３の制御弁３４を介在させた酸素ボンベ４７又は圧縮空気タンク５６と、を接続して構成されている。ただし、これらの順番は任意で構わない。さらに、本装置１１０の制御部８０（図１）は、１回の燃焼毎に、少なくとも酸素を含めながら、水素がプロパンガスより先に圧入されるように第１〜第３の制御弁３２，３３，３４を開閉制御することが可能である。なお、第１の制御弁３２および第３の制御弁３４は、図１を用いて上述した水素圧入弁５３および空気圧入弁５１と、それぞれ同じ構造で、それらの動作を、制御部８０を用いて、より厳格に制御するものである。
【００６７】
また、分岐路のうち頂点に位置する分岐路は、何も接続されずに行き止まりになっている。逆に、各分岐路のうち頂点の対極で低い位置の分岐路と気液置換室２１との間に介在するように、気体混合器２３および逆止弁２４が、その順に接続されている。また、気体混合器２３と逆止弁２４との間に位置する分岐路には、グロープラグ６が接続されている。このグロープラグ６は、ヘアピンカーブ形状の発熱体まで採用し得るＵ字型ヒータ９０で構成されている。
【００６８】
気体混合器２３は、各分岐路から圧入される燃料ガスおよび酸素等を適切に混合して可燃ガス１３を生成できる空間により構成されている。逆止弁２４は、配管交差空間１２から気液置換室２１の方向のみに流通させて、逆方向の流通を阻止する。このため、グロープラグ６の近傍に形成されている防水断熱領域５０に対し、気液置換室２１からの浸水は阻止される。したがって、グロープラグ６は水没したり濡れたりすることがない。なお、気体混合器２３は省略しても構わない。
【００６９】
本装置１１０は、上述の構成によって、防水断熱領域５０に、水素、プロパンガス、酸素又は圧縮空気が、可燃ガス１３を形成するように適切な混合比で混合されて供与される。ここで、グロープラグ６は、防水断熱領域５０の奥に配設されており、高温の赤熱状態を維持されているならば、供与された可燃ガス１３に点火する。
【００７０】
上述のように、水素は白金の触媒作用により着火を確実にする。一方、プロパンガスは、現状技術において保存された水素よりも、体積当たりのエネルギー密度が大きいので、船舶への搭載効率が良い。これらの事実に鑑みて、本装置１１０は、ハイブリッド方式、すなわち水素と、プロパンガスとを適宜に混合させるような燃焼方式によって燃焼を行えるように構成されている。
【００７１】
本装置１１０は、１回の燃焼毎に、早いタイミングで、より着火の容易な水素と酸素が配管交差空間１２へ圧入され、これら可燃性ガスが赤熱するグロープラグ６に触れ、着火して燃焼を開始する。この火炎に追随するように、水素の圧入から少し遅れたタイミングで圧入されたプロパンガスが触れて着火し、より強力な噴流を発生させることが可能である。このように、本装置１１０は、水素と酸素で初期点火を行い、その後、この火炎によって点火されるプロパンガスと酸素又は空気混合ガスの燃焼によって追加推進を行うものである。
【００７２】
図４に示した実施例２に係る本装置１１０は、着火性の良い水素と、船舶に搭載することが容易なプロパンガスと、の両方の利点を兼ね備えており、いわばハイブリット方式の推進装置を形成している。すなわち、燃料の水素と、白金等により構成されたグロープラグ６と、の組み合わせで可燃ガス１３を圧入する１回毎の燃焼を確実にしている。その結果、より強力かつ安定的な連続運転を可能する。
【００７３】
以上説明したように、本発明によれば、点火プラグをスパーク式でないものに簡略化するとともに、１回毎の燃焼を確実にして、より強力かつ安定的に連続運転を可能にした推進装置１００，１１０を提供できる。また、本装置１００については、燃料の水素を燃焼した結果、発生する排気成分は水蒸気のみであるため、この点でも大気・水質汚染は皆無である。近年、水素や酸素をより効率良く安価で安全に提供できる社会インフラも整備されつつあるので、本装置１００に適する環境が実現できることが予想される。
【００７４】
［実施例３］
図５は、図４の実施例２に第２のグロープラグの追加要素を含めた実施例３に係る本装置の要部を示す概略説明図である。なお、図１〜図４に沿って説明したものと同一効果の部材や流体等については同一符号を付して説明を省略し、主に図１〜図４に対する図５の相違点について説明する。図５に示す推進装置１１１は、２本のグロープラグを６Ａ，６Ｂを備えている。第１のグロープラグ６Ａは、第１の制御弁３２を介して圧入される水素に点火する。第２のグロープラグ６Ｂは、第２の制御弁３３を介して圧入されるプロパンガスに点火する。
【００７５】
図５に示すように、配管交差空間１２Ａ，１２Ｂは、直線的な２つの配管が直角に交わって連通する２つの十字交差の間に２つのＴ字交差を連結した管路の内部空間である。この配管交差空間１２Ａ，１２Ｂから複数に分岐した分岐路が構成されている。配管交差空間１２Ａ，１２Ｂの概ね中心位置に気体混合器２３が介在する。気体混合器２３と気液置換室２１との間に逆止弁２４が介在している。
【００７６】
この逆止弁２４により、グロープラグ６Ｂの近傍に形成されている防水断熱領域５０Ｂに対し、気液置換室２１からの浸水は阻止される。したがって、比較的低い位置に配設されたグロープラグ６Ｂも水没したり濡れたりすることがない。また、上述のように、本装置１１１も、ハイブリッド方式、すなわち水素と、プロパンガスとを適宜に混合させるような燃焼方式によって燃焼を行えるように構成されている。
【００７７】
本装置１１１は、各分岐路のうち頂点に近く高い位置の配管交差空間１２Ａに対し、第１の制御弁３２を介在させた水素ボンベ５７と、第１のグロープラグ６Ａと、第３の制御弁３４Ａを介在させた酸素ボンベ４７又は圧縮空気タンク５６と、が接続されている。これに対し、各分岐路のうち低い位置の分岐路と、すなわち気体混合器２３と逆止弁２４との間に位置する分岐路には、第２のグロープラグ６Ｂと、第２の制御弁３３を介在させた液化プロパンガスボンベ４６と、第３の制御弁３４Ｂを介在させた酸素ボンベ４７又は圧縮空気タンク５６と、が接続されている。
【００７８】
また、第３の制御弁３４Ａ，３４Ｂは、それぞれが、第１、第２の制御弁３２，３３と同じタイミングで開閉制御される。つまり、第３の制御弁３４Ａは、第１の制御弁３２と同じタイミングで開閉制御されて水素と酸素等の混合気体を生成する。また、第３の制御弁３４Ｂは、第２の制御弁３３と同じタイミングで開閉制御されてプロパンガスと酸素等の混合気体を生成する。
【００７９】
本装置１１１の制御部８０（図１）も、１回の燃焼毎に、少なくとも酸素を含めながら、水素がプロパンガスより先に圧入されるように第１〜第３の制御弁３２，３３，３４Ａ，３４Ｂを開閉制御することが可能である。なお、場合によっては、水素とプロパンガスとの配分を適宜に加減しても良い。すなわち、良好な着火を必要とする場合に水素の含まれる第１の可燃ガス１３Ａを多く、そうでない場合は、プロパンガスの含まれる第２の可燃ガス１３Ｂを多く配分しても良い。
【００８０】
本装置１１１は、上述の構成によって、防水断熱領域５０Ａに、水素と、酸素又は圧縮空気と、により第１の可燃ガス１３Ａを形成するように適切な混合比で混合されて供与される。ここで、グロープラグ６Ａは、防水断熱領域５０Ａの奥に配設されており、高温の赤熱状態を維持されているならば、供与された第１の可燃ガス１３Ａに点火する。
【００８１】
同様に、本装置１１１の防水断熱領域５０Ｂに、プロパンガスと、酸素又は圧縮空気とにより、第２の可燃ガス１３Ｂを形成するように適切な混合比で混合されて供与される。ここで、グロープラグ６Ｂは、防水断熱領域５０Ｂの奥に配設されており、高温の赤熱状態を維持されているならば、供与された第２の可燃ガス１３Ｂに点火する。
【００８２】
本装置１１１は、例えば、水素を多く含有する第１の可燃ガス１３Ａに着火するための第１のグロープラグ６Ａと、例えばプロパンガスを多く含有する第２の可燃ガス１３Ｂに着火するための第２のグロープラグ６Ｂと、をそれぞれ配設し、第１、第２の可燃ガス１３Ａ，１３Ｂそれぞれが違うタイミングで間欠圧入され、より優れた推進性能を持たせるように構成されている。すなわち、白金との着火性能が良い水素を含む第１の可燃ガス１３Ａと、比較的点火性能が劣るが可搬性に優れたプロパンガス等を含む第２の可燃ガス１３Ｂと、を適切に使い分けている。つまり、第１の可燃ガス１３Ａで容易に着火し、その火炎によって、第２の可燃ガス１３Ｂへの着火を安定確実にすることができる。
［実施例４］
【００８３】
実施例１に示した本装置１００は船舶用、すなわち水中稼働に限定したものであったことに対し、実施例４の推進装置（本装置）２００は、空気中で稼働する飛行体を主な適用対象とする。以下、図６を参照して本発明の実施例４について説明する。なお、実施例１も含めた各図にわたり、同一効果の部材や流体等については同一符号を付して説明を省略し、主に実施例１と実施例４との相違点について説明する。
【００８４】
本装置１００の推進力Ａは、作用・反作用の法則、および、運動量保存の法則に基づくものである。したがって、推進装置１００に作用する反作用（推力）は噴射する流体（水又は空気）の質量（重量）と速度に比例する。この観点によれば、水中利用に限定される本装置１００は、大質量の噴射水３１の噴射速度が比較的低速であっても推進力Ａを容易に得られた。
【００８５】
これに対し、本発明の実施例４に係る本装置２００が、空気中を移動する飛行体に適用する場合は、相当の推力を得るために、質量が水よりはるかに小さい空気を高速で大量に噴射する必要がある。そこで、本装置２００は、図６を用いて後述する流速増幅器７０により、低質量の空気を高速で大量に噴射するようにした。なお、本装置２００は、空中稼働に適するが、水中稼働も可能である。
【００８６】
図６は本発明の実施例４に係る本装置の概略を示す一部断面図である。図６に示す本装置２００は、図１に示した実施例１の気液置換室２１を流速増幅器７０に換装したものである。流速増幅器７０は、配管交差空間１１の下方に位置する燃焼室１ａに連通して接続されている。すなわち、配管交差空間１１の下方端が流速増幅器７０の導管７２と直角に交わるように接続されている。導管７２は筒状であり、その長手方向の概ね中央部の外周において、配管交差空間１１の下方端が半径方向に植設された構成である。
【００８７】
流速増幅器７０は、燃焼ガス１５の膨張力による流速を増幅する。この流速増幅器７０は、導管７２と、エジェクタ噴射スリット７３とより構成されている。導管７２は、外部の流体７１を主に前方から吸入して後方から排出する。排出されたエジェクタ噴射７４は、導管７２の尾部周辺の流体７１を吸い寄せて、より多くのエジェクタ噴射７５となって後方に強く噴射する。なお、本装置２００は空中を移動する飛行体に適用するならば、流体７１は空気である。また、本装置２００を水中利用するならば、流体７１は水である。
【００８８】
エジェクタ噴射スリット７３は、導管７２に吸い込まれた流体７１を加速する方向に排出口２が開口し、この排出口２から燃焼ガス１５を後方向に噴射する。なお、本装置２００の「エジェクタ噴射スリット７３」は、本発明でいう「エジェクタ噴射部７３」であり、流速増幅器７０を流れる流体の流速又は流量を増幅させる作用効果がある。すなわち、燃焼ガス１５＋流体７１＝エジェクタ噴射７４であり、さらにエジェクタ噴射７４＋流体７１＝エジェクタ噴射７５に増加する。最終的なエジェクタ噴射７５の流量は、燃焼ガス１５の１０〜２０倍に増幅される。このようにして、本装置２００は、低質量の空気を高速で大量に噴射することにより、所望の推進力Ａが得られる。
【００８９】
本装置２００は、空中稼働と水中稼働とを問わず、充填水Ｗを流入させて満水するまで数秒間も待ってから着火する必要もないので、実施例１に示した本装置１００の満水センサ２２および満水検知手段６９は不要である。また、本装置２００が空中稼働ならば、満水を数秒間も待たねば着火工程に進めないという制約条件がなく、爆発の頻度を高めることで高出力化できるので、可燃ガス圧入弁５を開弁する間欠周期を短くするように制御部８０を設定する。
【００９０】
本装置２００は、実施例１の本装置１００と同様に、配管交差空間１１の頂点にグロープラグ６が配設され、この配管交差空間１１を構成する水平管路１７の一端１８に酸素供給源４０が接続され、他端１９に水素供給源２０が接続されている点で共通である。しかし、推進装置２００が推進力Ａを付与する対象は、飛行体に限らず船舶にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る推進装置は、船舶又は飛行体に適用される可能性がある。船舶の場合、水深が深いか浅いか、あるいは船体の大小や用途を問わず、各種の船体に用いられる可能性がある。特に、スクリューが不要なため、水深の浅い航路の用途に好適である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１ａ  燃焼室、２  排出口、３  ノズル、４，２４  逆止弁、５  可燃ガス圧入弁、６，６Ａ，６Ｂ  グロープラグ、９  電熱ヒータ、１０  保温部材、１１，１２  配管交差空間、１３，１３Ａ，１３Ｂ  可燃ガス、１４  着火炎、１５  燃焼ガス、１６  残渣ガス、１７  水平管路、１８  （水平管路の）一端、１９  （水平管路の）他端、２０  水素供給源、２１  気液置換室、２２  満水センサ、２３  気体混合器、３１  噴射水、３２  第１の制御弁、３３  第２の制御弁、３４，３４Ａ，３４Ｂ  第３の制御弁、４０  酸素供給源、４６  液化プロパンガスボンベ、４７  酸素ボンベ、４８，５８  圧力調整器、５０，５０Ａ，５０Ｂ  防水断熱領域、５１  空気圧入弁、５２  酸素等供給管、５３  水素圧入弁、５４  水素供給管、５５  空気圧縮機、５６  圧縮空気タンク、５７  水素ボンベ、６０  通電手段、６１  第１電極、６２  第２電極、６４  ヒータ電源、６５  ヒータ通電スイッチ、６９  満水検知手段、７０  流速増幅器、７３  エジェクタ噴射スリット、７４，７５  エジェクタ噴射、８０  制御部、９０  Ｕ字型ヒータ、１００，１１０，１１１，２００  推進装置（本装置）、Ａ  推進力、Ｂ  （船体の）喫水線、Ｖ  低圧部分、Ｗ  充填水、Ｗａ  外部の水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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