(57)【要約】【課題】衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とする。【解決手段】パルスデトネーションエンジン発電システム１は、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管７と、前記デトネーション管７の管内に所定の間隔で気体を送り込み、前記デトネーション管７の管内に所定の間隔で燃料を供給する。前記燃料に点火し、前記デトネーション管７内で衝撃エネルギを発生させタービン９に誘導し、このタービン９を駆動し発電を行う。また、前記気体の供給は過大にして、前記デトネーション管７に供給しコールドフローを生成し間欠的に冷却を行う。さらに、衝撃エネルギを気体の圧力により緩和するショックダンパ２３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、
前記デトネーション管内にデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項２】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、
同一の回転軸に対向して配置されたそれぞれのタービンに前記デトネーション管内に発生したデトネーションによるエネルギを誘導し、それぞれのタービンから伝わる軸方向の力同士を相殺しながら駆動して発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項３】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする改質器と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記第２の燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、
前記デトネーション管内に前記デトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項４】
前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成することを特徴とする請求項３記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項５】
改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含むことを特徴とする請求項３又は４記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項６】
タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行うことを特徴とする請求項３、４又は５記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項７】
デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体供給部は過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項８】
前記デトネーション管は開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和するショックダンパを有し、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項９】
前記ショックダンパはタービンを連続的に運転するための気体を流すバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項８記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項１０】
排熱ボイラからの蒸気により前記タービンを冷却することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システム。
【請求項１１】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動システムであって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、
前記デトネーション管内にデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達することを特徴とするパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１２】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動システムであって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする改質器と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記第２の燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、
前記デトネーション管内に前記デトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達することを特徴とするパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１３】
前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成することを特徴とする請求項１２記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１４】
改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含むことを特徴とする請求項１２又は１３記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１５】
タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行うことを特徴とする請求項１２、１３又は１４記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１６】
デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体供給部は過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われることを特徴とする請求項１１〜１５いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１７】
前記デトネーション管は開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和するショックダンパを有し、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導することを特徴とする請求項１１〜１６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１８】
前記ショックダンパはタービンを連続的に運転するための気体を流すバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項１７記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項１９】
排熱ボイラからの蒸気により前記タービンを冷却することを特徴とする請求項１１〜１８いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システム。
【請求項２０】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、
前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２１】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、
同一の回転軸に対向して配置されたそれぞれのタービンに前記デトネーション管内に発生したデトネーションによるエネルギを誘導し、それぞれのタービンから伝わる軸方向の力同士を相殺しながら駆動して発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２２】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、
前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うことを特徴とするパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２３】
前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成することを特徴とする請求項２２記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２４】
改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含むことを特徴とする請求項２２又は２３記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２５】
タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行うことを特徴とする請求項２２、２３又は２４記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２６】
デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体を供給する工程では、過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われることを特徴とする請求項２０〜２５いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２７】
前記デトネーション管の開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和する過程を含み、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導することを特徴とする請求項２０〜２６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【請求項２８】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動方法であって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、
前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達することを特徴とするパルスデトネーションエンジン駆動方法。
【請求項２９】
衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動方法であって、
前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、
前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達することを特徴とするパルスデトネーションエンジン駆動方法。
【請求項３０】
デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体を供給する工程では、過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われることを特徴とする請求項２８又は２９記載のパルスデトネーションエンジン駆動方法。
【請求項３１】
前記デトネーション管の開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和する過程を含み、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導することを特徴とする請求項２８、２９又は３０記載のパルスデトネーションエンジン駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルスデトネーションエンジン発電システム及びその方法並びにパルスデトネーションエンジン駆動システム、パルスデトネーションエンジン駆動方法に関し、さらに詳細には、デトネーションを間欠的に発生させこれらデトネーションの際に発生するエネルギを動力としたパルスデトネーションエンジンを利用して発電を行うパルスデトネーションエンジン発電システム及びその方法並びにパルスデトネーションエンジン駆動システム、パルスデトネーションエンジン駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルスデトネーションエンジン（ＰＤＥ）とは、燃焼過程をパルス状（間欠的）に衝撃波を伴う燃焼（デトネーション）によって行うエンジンである。
【０００３】
図１２を参照する。図１２（ｂ）に示すようにデトネーション管の閉端側に溜められた燃料に着火すると燃料は開口端へ向け燃焼しデトネーションに発展する。
【０００４】
このデトネーションに発展した後の管内のある瞬間の各状態を図１２（ａ）に示す。例えば、デトネーション管の内部の長手方向の長さを１メートルとした場合、０．８メートル付近ＳＷでデトネーションの衝撃波等による圧力は突出している（ノイマンスパイクという）。一方、デトネーション管の０．８メートル付近〜開口端である１メートル付近Ａは初期状態を保っている。また、閉端部〜０．４メートル付近Ｂの管内膨張後の状態Ｂでは管内の圧力、温度等は一定の値になる。図１２（ｃ）は、上述の各状態でのデトネーション管の圧力、体積、温度等の変化を示している。
【０００５】
すなわち、デトネーション波が超音速で伝ぱする性質、通常の燃焼に比べて非常に高い圧力と温度を発生できるといった現象が生まれる。熱サイクルはブレイトンサイクルと異なり燃焼がほぼ定容のもとで行われるサイクルとなる。一方、デトネーションを発生させる燃料として適正なものは、例えば水素、エチレン、アセチレン等がある。
【０００６】
以上の特徴を持ったパルスデトネーションエンジンは、ターボファン，ターボジェット，ラムジェット，ロケットなど全ての推進機関にとって代わるような可能性を秘めたエンジンである。例えば特許文献１。
【特許文献１】特願２００１−０９７８１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のように、例えば、パルスデトネーションエンジンを発電に応用する場合、パルスデトネーションエンジンの排気ガス温度は２０００℃以上であるため、そのままではタービン入り口温度が過大となり、実現の目処はなかった。また、デトネーション管から出る衝撃波をそのままタービンに入れた場合、タービンの破損を招くという問題がある。
【０００８】
一方、タービンの回転軸には通常軸受け（例えばスラスト軸受け）を設けるが軸方向に掛かる負荷が大きいため焼き付け等を起こすという問題があった。とくに、パルスデトネーションエンジンの場合、タービンに流入するガスが間欠的であるので上記の問題は顕著である。それのために、軸受け強度の増大、またダンパを付設することも考えられるがコストが高いという問題がある。
【０００９】
さらに、例えばデトネーションを発生させるに適正な燃料（例えばエチレン、アセチレン、水素等）は１次燃料を加工したいわゆる２次燃料である。これらの２次燃料はコストが高く加工のためのエネルギーが余分にかかる（例えば発熱量当りのコストは１０倍）という問題がある。なお、天然資源等の１次燃料ではデトネーションを生じ難いため、デトネーションエンジンシステムには使用できず水素燃料のデトネーションをイニシエータとして使用するなどの特殊な工夫が必要である。
【００１０】
また、パルスデトネーションのエネルギを自動車、船舶、機械等に応用できないかとうい課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたものであり、請求項１に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、前記デトネーション管内にデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、同一の回転軸に対向して配置されたそれぞれのタービンに前記デトネーション管内に発生したデトネーションによるエネルギを誘導し、それぞれのタービンから伝わる軸方向の力同士を相殺しながら駆動して発電を行うパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電システムであって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする改質器と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記第２の燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え、前記デトネーション管内に前記デトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成する請求項３記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含む請求項３又は４記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１６】
請求項６に係る発明は、タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行う請求項３、４又は５記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１７】
請求項７に係る発明は、デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体供給部は過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われる請求項１〜６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１８】
請求項８に係る発明は、前記デトネーション管は開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和するショックダンパを有し、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導する請求項１〜７いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００１９】
請求項９に係る発明は、前記ショックダンパはタービンを連続的に運転するための気体を流すバイパス流路を備えた請求項８記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、排熱ボイラからの蒸気により前記タービンを冷却する請求項１〜９いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電システムである。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動システムであって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え前記デトネーション管内にデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達するパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動システムであって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む気体供給部と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする改質器と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する燃料供給部と、供給により溜められた前記第２の燃料に点火する点火栓とを有するデトネーション部を備え前記デトネーション管内に前記デトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達するパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２３】
請求項１３に係る発明は、前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成する請求項１２記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２４】
請求項１４に係る発明は、改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含む請求項１２又は１３記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２５】
請求項１５に係る発明は、タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行う請求項１２、１３又は１４記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２６】
請求項１６に係る発明は、デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体供給部は過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われる請求項１１〜１５いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２７】
請求項１７に係る発明は、前記デトネーション管は開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和するショックダンパを有し、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導する請求項１１〜１６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２８】
請求項１８に係る発明は、前記ショックダンパはタービンを連続的に運転するための気体を流すバイパス流路を備えた請求項１７記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００２９】
請求項１９に係る発明は、排熱ボイラからの蒸気により前記タービンを冷却する請求項１１〜１８いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン駆動システムである。
【００３０】
請求項２０に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３１】
請求項２１に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、同一の回転軸に対向して配置されたそれぞれのタービンに前記デトネーション管内に発生したデトネーションによるエネルギを誘導し、それぞれのタービンから伝わる軸方向の力同士を相殺しながら駆動して発電を行うパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３２】
請求項２２に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とするパルスデトネーションエンジン発電方法であって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し発電を行うパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３３】
請求項２３に係る発明は、前記第１の燃料は天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテルでありこの第１の燃料を改質し水素及び一酸化炭素を含む第２の燃料を生成する請求項２２記載のパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３４】
請求項２４に係る発明は、改質された前記第２の燃料は水素を３０パーセント以上含む請求項２２又は２３記載のパルスデトネーションエンジン発電方法。
【００３５】
請求項２５に係る発明は、タービンからの排熱を改質器に誘導し改質を行う請求項２２、２３又は２４記載のパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３６】
請求項２６に係る発明は、デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体を供給する工程では、過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われる請求項２０〜２５いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３７】
請求項２７に係る発明は、前記デトネーション管の開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和する過程を含み、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導する請求項２０〜２６いずれか１項記載のパルスデトネーションエンジン発電方法である。
【００３８】
請求項２８に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動方法であって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達するパルスデトネーションエンジン駆動方法である。
【００３９】
請求項２９に係る発明は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを動力とするパルスデトネーションエンジン駆動方法であって、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管の管内に所定の時間間隔で気体を送り込む工程と、第１の燃料を改質し第２の燃料にする工程と、前記デトネーション管の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する工程と、前記燃料に点火する工程とを含み、前記デトネーション管内でデトネーションによるエネルギを発生させタービンに誘導し、このタービンを駆動し所定の動力軸へ伝達するパルスデトネーションエンジン駆動方法である。
【００４０】
請求項３０に係る発明は、デトネーションの発生による高温状態の過程であるホットフロー後に、前記気体を供給する工程では、過大の気体を前記デトネーション管に供給し前記デトネーション管内部の燃焼ガスのパージと所定の部分の冷却とを兼ね備えたコールドフローの過程を行い、前記ホットフローと前記コールドフローとが交互に行われる請求項２８又は２９記載のパルスデトネーションエンジン駆動方法である。
【００４１】
請求項３１に係る発明は、前記デトネーション管の開口部から噴出される衝撃的なエネルギを気体の圧力に変換することにより緩和する過程を含み、変換された気体圧のエネルギを前記タービンに誘導する請求項２８、２９又は３０記載のパルスデトネーションエンジン駆動方法である。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、以上説明したシステムから構成されているので、以下の効果を得ることができる。パルスデトネーションエンジンシステムを発電用に使用することにより、高効率の発電システムを実現できる。また、例えばコンプレッサにより冷却用空気を間欠的に供給することによりデトネーションにより発生する高温による各装置の損傷等を回避することができる。さらに、タービンにかかる衝撃をショックダンパにより緩和することができる。１次燃料を改質器によりデトネーションに適した燃料に改質することにより低コストの発電を行うことができる。また改質を行う際、排熱を利用することにより熱効率が向上し発電用には有効である。
【００４３】
一方、タービンを同一軸に対向して配置することにより、この軸の軸受け（例えばスラスト軸受け）への負荷が軽減でき焼き付け等を回避できるという効果がある。
【００４４】
そして、パルスデトネーションエンジン駆動システムによれば、デトネーションによるエネルギを直接的に軸出力として得ることができるため、この軸出力を自動車、船舶、機械等の駆動に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００４６】
図１及び図２を参照する。図１はパルスデトネーションエンジン発電システム１の概略の構成を示している。図２はデトネーション部５の概略の構成を示している。前記パルスデトネーションエンジン発電システム１は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とする。
【００４７】
このパルスデトネーションエンジン発電システム１は、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管７と、前記デトネーション管７の管内に所定の時間間隔で気体（例えば空気）を送り込む気体供給部（例えば空気弁）１７と、前記デトネーション管７の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する燃料供給部（例えば燃料弁）１９と、デトネーション管７に供給されることにより溜められた燃料に点火する点火栓（例えば点火プラグ）１５とを有するデトネーション部５を備えている。
【００４８】
ここで、前記気体供給部１７への気体の供給は、例えばモータ１１に駆動されるブロア３から発生する気体をインテーク２１を介して行っている。また、デトネーション発生後に、デトネーション管７内に残留している燃焼ガスをパージすることにより、新たな空気を充填することができる。これにより、燃料をデトネーション管７の管内に溜めることができる。そして溜められた適正な量の燃料に点火栓１５により着火して、新たなデトネーションを発生させる。そして、発生した前記デトネーション管７の内部の衝撃的なエネルギをタービン９に誘導し、このタービン９を駆動し、例えばジェネレータ１３を回転させて発電を行う。
【００４９】
前記パルスデトネーションエンジン発電システム１では、前記気体供給部１７は過大の気体を、各デトネーションが発生しホットフローが生成した後に、前記デトネーション管７に供給する。これにより、コールドフローが生成され、デトネーション管７の内部の燃焼ガスをパージするとともに所定の部分（例えばデトネーション管７の内部、タービン９等）の間欠的な冷却が行なわれる（なお、ボイラ（排熱ボイラ）２５からの蒸気により前記タービンを冷却することもできる）。
【００５０】
上述の動作の所要時間を示す。例えば、始動から０．５（ｍｓｅｃ）の時間の間にデトネーションが開始され、伝播が行われる。続いて、１（ｍｓｅｃ）の間の時間に管内膨張波の伝播が行われる（デトネーション管７内の圧力は一定になり、初期圧の６〜７倍である）。次に、４（ｍｓｅｃ）の時間の間に管外膨張が行われ外部に仕事を行うことができる。
【００５１】
その後、デトネーション管７の内部のパージが行われるとともに、この管内に気体の再充填が行われる。このパージ、再充填過程を６（ｍｓｅｃ）とすると１サイクル１０（ｍｓｅｃ）で１００Ｈｚである。
【００５２】
図３を参照する。ショックダンパを備えたパルスデトネーションエンジン発電システム１の概略の構成を示している。デトネーション部５は、デトネーション管７と、開口部から噴出される衝撃波、膨張波等を気体（例えば空気）の圧縮エネルギに変換し緩和するショックダンパ２３とを有し、変換された気体の圧縮エネルギを前記タービン９に誘導する。また、前記パルスデトネーションエンジン発電システム１は、水を供給して水蒸気を生成しタービン９を冷却するボイラ２５を備えている。
【００５３】
図４を参照する。ショックダンパ２３の具体的な構成を示している。ここでは、理解を容易にするためパルスデトネーションエンジン発電システム１の全体の構成を示すが、図１に示したパルスデトネーションエンジン発電システム１ではブロアにより空気の供給を行ったがここではデトネーション管７への空気の供給をコンプレッサ２９により行っている。
【００５４】
このため、デトネーションによる衝撃波等からコンプレッサ２９を守るために、例えば、エアチャンバ３１をエア経路の途中に設けてある。これにより、コンプレッサ２９はデトネーションの衝撃波等を直接受けることがなくなる。なお、エアチャンバ３１の代わりにデトネーション管７を複数パラレルに設けエアバルブを周期的に換えることにより膨張波等の直接の衝撃を回避できる構成としてもよい。
【００５５】
前記ショックダンパ２３はデトネーション管７からの衝撃を直接タービン９に導かないように空気の圧縮エネルギに変換し緩和させるようになっている。すなわち、ショックダンパ２３は、例えばデトネーション管７に連続して設ける（例えば、デトネーション管７の長手方向を長く製作して一部をショックダンパ２３として使用する）。これにより、密閉された管内にデトネーションの衝撃的なエネルギ（例えば、衝撃波、膨張波等）が導かれる。すなわち、導かれた衝撃的なエネルギは密閉された管内に流れ込むので、この密閉された管内の圧力が上昇するとともに前記衝撃エネルギは緩和される。ここで、前記密閉された室内の圧縮された気体はエネルギを蓄えているのでこのエネルギをタービン９に導き、このタービン９を駆動する。換言すればデトネーションによる衝撃的なエネルギを空気の圧縮エネルギに変換してタービン９を保護するとともに駆動を行うものである。
【００５６】
前記ショックダンパ２３はタービン９を連続的に運転させるための気体を流すバイパス流路２７を備えている。このバイパス流路２７は前述の密閉された管内につながっていて前記デトネーション管７の外周側に設けられている。
【００５７】
上述したようにデトネーションが間欠的に発生することによりショックダンパ２３に蓄えられた空気の圧縮エネルギをタービン９に導く際に連続的にならない場合が生じる。このため、前記バイパス流路２７を介して、同圧力の気体を矢印ＡＲ方向に導くことによりタービン９を連続的に駆動させるものである。このときのバイパス流路２７への気体の供給源として、ボイラ２５からの供給が望ましい。
【００５８】
図５（ａ）、図５（ｂ）を参照する。前記ショックダンパ２３による衝撃が緩和される経緯を示している。すなわち、デトネーション管７に充填している空気内に燃料が供給される。そして、点火栓１５により燃料に着火されると燃料は燃焼しながらデトネーションに発展する。このとき、デトネーション管７の端部からＬ１の距離に到達したときデトネーションの衝撃波等により圧力が急激に上昇する（図５（ａ）のＳ１の状態）。ここで、上述の如くショックダンパ２３によりこのＳ１の圧力はデトネーション管７の開口部に進むに従って徐々に緩和される（図５（ａ）のスパイク状態がＳ２、Ｓ３、Ｓ４へと小さくなっている。これは、例えばＬ２の範囲に充填した空気が圧縮されるためである）。すなわち、例えば、デトネーションの衝撃がデトネーション管７の端部より、Ｌ３の距離に到達したときには、衝撃波が適正な値にまで縮小されている（デトネーション管７のＬ２の範囲に充填している空気がＬ４の範囲にまで圧縮される）。これにより、この緩和されたエネルギをタービン９に送り込んでもこのタービン９が損壊することはない。
【００５９】
図６を参照する。上述した、パルスデトネーションエンジン発電システムの他の実施形態である。
【００６０】
すなわち、このパルスデトネーションエンジン発電システム４１は、デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管４７と、前記デトネーション管４７の管内に所定の時間間隔で気体を送り込むブロア４３と、前記デトネーション管４７の管内に所定の時間間隔で燃料を供給する例えば改質器（燃料供給部）５５と、供給により溜められた前記燃料に点火する点火栓（図示しない）とを有するデトネーション部４５を備えている。なお、ブロア４３から送られる気体は空気溜４９と、空気バルブ（気体供給部）５１とを介してデトネーション管４７の管内に供給される。なお、改質器５５から供給される燃料はガス冷却器５７により供給された水により冷却される。さらに、この水はボイラ５９に循環され一方で燃料の改質に使用され、他方でデトネーション部４５に備えられたバイパス流路５３に流れる。これにより、間欠的に発生するデトネーション間をバイパス流路５３を流れる水蒸気等の流れで補いながらタービン６１，６３を連続的に駆動させることができる。
【００６１】
タービン６１，６３の駆動を詳細に説明する。回転軸６５に対向して配置されたそれぞれのタービン６１，６３に前記デトネーション管４７内に発生したデトネーションによるエネルギ（例えば空気圧）を導き、タービン６１，６３の軸方向（矢印ＡＲ３方向，矢印ＡＲ４方向）の力を相殺しながら回転駆動しジェネレータ６９により発電を行う。
【００６２】
換言すれば、前記デトネーション管４７内で発生したデトネーションによるエネルギをタービン６１及びタービン６３に同時的に導く。このとき、タービン６１には矢印ＡＲ３方向の荷重（スラスト荷重）が掛かる。一方、タービン６３には矢印ＡＲ４方向に荷重（スラスト荷重）が掛かる。タービン６１とタービン６３とは回転軸６５と一体的に固定されている。このため、前記ＡＲ３方向の荷重と前記ＡＲ４方向の荷重は互いの向きが反対であるので、回転軸６５を介して相殺される。この結果、例えば、軸受け（例えばスラスト軸受け）６７に掛かる荷重は緩和されて焼き付け等を回避することができる。
【００６３】
なお、前記パルスデトネーションエンジン発電システム４１では、気体供給部（例えば空気溜４９を介した空気弁５１）は過大の気体を、各デトネーションが発生しホットフローが生成した後に、前記デトネーション管４７に供給する。これにより、コールドフローが生成され、デトネーション管４７の内部の燃焼ガスをパージするとともに所定の部分（例えばデトネーション管４７の内部、タービン６１，６３等）の間欠的な冷却が行なわれることが望ましい（なお、ボイラ５９からの蒸気により前記タービン６１，６３を冷却することもできる）。
【００６４】
さらに、デトネーション部４５は、デトネーション管４７の開口部から噴出される衝撃波、膨張波等を気体（例えば空気）の圧縮エネルギに変換し緩和するショックダンパを有することが望ましい。
【００６５】
図７及び図８は改質器を備えたパルスデトネーションエンジン発電システムを示す。図７はパルスデトネーションエンジン発電システム１０１の概略の構成を示している。図８はデトネーション部１０５の概略の構成を示している。パルスデトネーションエンジン発電システム１０１は、衝撃波を伴う爆発的燃焼のデトネーションを間欠的に発生させ、前記デトネーションにより得られるエネルギを発電の動力とする。
【００６６】
このパルスデトネーションエンジン発電システム１０１は、前記デトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管１０７と、前記デトネーション管１０７の管内に所定の時間間隔で気体（例えば空気）を送り込む気体供給部（例えば空気弁）１２３と、第１の燃料（例えば天然ガス、メタノール、ＬＰＧ等の１次燃料）を改質し第２の燃料（例えば水素及び一酸化炭素）にする改質器１１９と、前記デトネーション管１０７の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する燃料供給部（例えば燃料弁）１２５と、デトネーション管１０７に供給されることにより溜められた燃料に点火する点火栓（例えば点火プラグ）１２１とを有するデトネーション部１０５を備えている。また、前記デトネーション管１０７にはショックダンパ１０９が設けられている。
【００６７】
上述の改質器１１９においは、例えば天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテル等の第１の燃料が供給される。さらに、ボイラ１１７で生成された水蒸気が供給される。これにより、改質器１１９で改質された改質ガス中には水素が約６０（％）の割合で含まれデトネーションに適正な第２の燃料となる。なお、デトネーションを発生させるには第２の燃料に含まれる水素の割合が３０パーセント以上であることが望ましい。デトネーションが発生するに必要な分量であるからである。
【００６８】
ここで、前記気体供給部１２５への気体の供給は、例えばモータ１１３に駆動されるブロア１０３から発生する気体をインテーク１２７を介して行っている。また、デトネーション発生後に、燃焼ガスをパージすることにより、新たに気体（例えば空気）を充填することができる。これにより、燃料をデトネーション管１０７の管内に溜めることができる。そして溜められた適正な量の燃料に点火栓１２１により着火して、新たにデトネーションを発生させる。
【００６９】
前記デトネーション管１０７の内部で発生した衝撃的なエネルギをショックダンパ１０９により空気の圧縮に変換して緩和しタービン１１１に誘導し、このタービン１１１を駆動し、例えばジェネレータ１１５を回転させて発電を行う。一方、タービン１１１の排熱を改質器１１９に誘導し前記第１の燃料の改質を行う。例えば、タービン１１１から排気され改質器１１９誘導される熱の温度は約１０００℃であるため改質器１１９での第１の燃料（天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテル等）の改質が適正に行われる。
【００７０】
前記パルスデトネーションエンジン発電システム１０１では、前記気体供給部１２５は過大の気体を、各デトネーションが発生しホットフローが生成した後に、前記デトネーション管１０７に供給する。これにより、コールドフローが生成しデトネーション管１０７の内部の燃焼ガスがパージされるとともに所定の部分（例えばデトネーション管１０７の内部、タービン１１１等）の冷却が間欠的に行なわれる（なお、ボイラ１１７からの蒸気により前記タービン１１１を冷却することもできる）。
【００７１】
上述の動作の所要時間を示す。例えば、始動から０．５（ｍｓｅｃ）の時間の間にデトネーションが開始され、伝播が行われる。続いて、１（ｍｓｅｃ）の間の時間に管内膨張波の伝播が行われる（デトネーション管７内の圧力は一定になり、初気圧の６〜７倍である）。次に、４（ｍｓｅｃ）の時間の間に管外膨張が行われ外部に仕事を行うことができる。
【００７２】
その後、デトネーション管７の内部のパージが行われるとともに、この管内に気体の再充填が行われる。このパージ、再充填過程を６（ｍｓｅｃ）とすると１サイクル１０（ｍｓｅｃ）で１００Ｈｚである。
【００７３】
図９を参照する。ショックダンパ１０９の具体的な構成を示している。ここでは理解を容易にするためパルスデトネーションエンジン発電システム１０１の全体の構成を示すが図７に示したパルスデトネーションエンジン発電システム１０１ではブロアにより空気の供給を行ったが、ここではデトネーション管１０７への空気の供給をコンプレッサ１２９により行っている。
【００７４】
このため、デトネーションによる膨張波からコンプレッサ１２９を守るために、例えば、エアチャンバ１３１をエア経路の途中に設けてある。これにより、デトネーション管１０７からの直接の圧力を回避できる。なお、エアチャンバ１３１の代わりにデトネーション管１０７を複数パラレルに設けエアバルブを周期的に変える構成にし膨張波等の直接の衝撃を回避できるようにしてもよい。
【００７５】
前記ショックダンパ１０９はデトネーション管１０７からの衝撃を直接タービン１１１に導かないように空気の圧縮エネルギに変換している。これにより、衝撃が緩和される。すなわち、ショックダンパ１０９を、例えばデトネーション管１０７に連続して設ける（例えば、デトネーション管１０７の長手方向を長く製作して一部をショックダンパ１０９として使用する）。これにより、密閉された管内にデトネーションの衝撃的なエネルギ（例えば、衝撃波、膨張波等）を導くことが容易にできる。すなわち、導かれた衝撃的なエネルギは密閉された管内に流れ込むので、この密閉された管内の圧力が上昇するとともに前記衝撃エネルギは緩和される。ここで、圧縮された前記密閉された室内の空気はエネルギを蓄えているのでこのエネルギをタービン１１１に導き、このタービン１１１を駆動する。換言すればデトネーションによる衝撃的なエネルギを空気の圧縮エネルギに変換してタービン１１１を保護するとともに駆動を行うものである。
【００７６】
前記ショックダンパ１０９はタービン１１１を連続的に運転させるための気体を流すバイパス流路１３３を備えている。このバイパス流路１３３は前述の密閉された管内につながっていて前記デトネーション管１０７の外周側に設けられている。
【００７７】
上述したようにデトネーションが間欠的に発生することによりショックダンパ１０９に蓄えられた空気の圧縮エネルギをタービン１１１に導く際に連続的にならない場合が生じる。このため、前記バイパス流路１３３を介して、同圧力の気体を矢印ＡＲ５方向に導くことによりタービン１１１を連続的に駆動させるものである。このときのバイパス流路１３３への気体の供給源として、ボイラ１１７からの供給が望ましい。
【００７８】
一方、タービン１１１の排熱を利用して燃料の改質を行う。すなわち、改質器１１９はタービン１１１の排熱を取り込む。さらに、第１の燃料（例えば天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテル）等を取り込む。そして、ボイラ１１７で生成された水蒸気を取り込み、例えば水素、一酸化炭素を含む第２の燃料（改質ガス）を生成する。これをデトネーションの燃料とする。なお、上述したようにボイラ１１７で生成した水蒸気はバイパス流路１３３に供給するとともに余分なものは排気部１３５により排気される。
【００７９】
図１０及び図１１を参照する。図１０はパルスデトネーションエンジンによる発電でモータを回す方式を示している。図１１はタービン軸出力を発電ではなく動力として用いるシステムを示している。
【００８０】
図１０に示すように、パルスデトネーションエンジン駆動システム１５１は、デトネーション部１５５を備え、前記デトネーション部１５５はデトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管１５７と、デトネーションに伴うエネルギを緩和するショックダンパ１５９とを備える。さらに、前記デトネーション管１５７の管内に所定の時間間隔で気体（例えば空気）を送り込む気体供給部（例えばコンプレッサ）１５３と、第１の燃料（例えば天然ガス、メタノール、ＬＰＧ等の１次燃料）を第２の燃料（例えば水素及び一酸化炭素）に改質し前記デトネーション管１５７の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する改質器１６３を備える。また、供給された水から水蒸気を生成しタービン１６１に供給するボイラ１６５とを備えている。これにより、前記デトネーション部１５５は供給されることにより溜められた燃料に点火しデトネーションを発生させる。
【００８１】
そして、前記パルスデトネーションエンジン駆動システム１５１はタービン１６１の回転駆動によりジェネレータ１６７を駆動し発電を行いモータ１６９を駆動させる。そして、前記モータ１６９の軸出力を得て動力軸１７１を回転駆動させる。
【００８２】
図１１に示すように、パルスデトネーションエンジン駆動システム１５１は、デトネーション部１５５を備え、前記デトネーション部１５５はデトネーションが発生する所定長さの筒状の空洞を有するデトネーション管１５７と、デトネーションに伴うエネルギを緩和するショックダンパ１５９とを備える。前記デトネーション管１５７の管内に所定の時間間隔で気体（例えば空気）を送り込む気体供給部（例えばコンプレッサ）１５３と、第１の燃料（例えば天然ガス、メタノール、ＬＰＧ等の１次燃料）を第２の燃料（例えば水素及び一酸化炭素）に改質し前記デトネーション管１５７の管内に所定の時間間隔で前記第２の燃料を供給する改質器１６３を備える。また、供給さらた水から水蒸気を生成しタービン１６１に供給するボイラ１６５を備えている。これにより、前記デトネーション部１５５は供給されることにより溜められた燃料に点火しデトネーションを発生させる。
【００８３】
そして、前記パルスデトネーションエンジン駆動システム１５１はタービン１６１の回転駆動により軸出力を行い動力軸１７１を回転駆動させる。
【００８４】
上述した軸出力は、例えば車両（自動車、トラック、オートバイ、建設機械、戦車等）、船舶用動力（艦艇等を含む）、ヘリコプタ、ターボプロップ、ピストンエンジンを使っている軽飛行機等の動力軸に伝達し使用する。また、軸出力を用いない発電方式では家庭用などのコジェネシステムとして電気・熱両方に利用してもよい。
【００８５】
一方、上述したように改質器１６３においは、例えば天然ガス、ＬＰＧ、石油などの炭化水素燃料、アルコール燃料、又はジメチルエーテル等の第１の燃料が供給される。さらに、ボイラ１６５で生成された水蒸気が供給される。これにより、改質器１６３で改質された改質ガス中には水素が約６０（％）の割合で含まれデトネーションに適正な第２の燃料となる。なお、デトネーションを発生させるには第２の燃料に含まれる水素の割合が３０パーセント以上であることが望ましい。デトネーションが発生するに必要な分量であるからである。
【００８６】
前記パルスデトネーションエンジン駆動システム１５１では、前記気体供給部１５３は過大の気体を、各デトネーションが発生しホットフローが生成した後に、前記デトネーション管１５７に供給する。これにより、コールドフローが生成しデトネーション管１５７の内部の燃焼ガスがパージされるとともに所定の部分（例えばデトネーション管１５７の内部、タービン１６１等）の冷却が間欠的に行なわれる（ボイラ１６５からの蒸気により前記タービン１６１を冷却することもできる）。
【００８７】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】パルスデトネーションエンジン発電システムの概略の構成を示す概略図である。
【図２】デトネーション管の概略の構成を示す概略図である。
【図３】ショックダンパを備えたパルスデトネーションエンジン発電システムを説明する説明図である。
【図４】ショックダンパの構成を説明する説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はショックダンパによる衝撃の緩和を説明する説明図である。
【図６】タービンを対向させたパルスデトネーションエンジン発電システムの概略の構成を示す概略図である。
【図７】改質器を備えたパルスデトネーションエンジン発電システムの概略の構成を示す概略図である。
【図８】デトネーション管の概略の構成を示す概略図である。
【図９】改質器、ショックダンパを説明する説明図である。
【図１０】軸出力を行うパルスデトネーションエンジン駆動システムの概略の構成図である。
【図１１】軸出力を行うパルスデトネーションエンジン駆動システムの概略の構成図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の技術を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  パルスデトネーションエンジン発電システム
３  ブロア
５  デトネーション部
７  デトネーション管
９  タービン
１１  モータ
１３  ジェネレータ
【図１】
2005207359.tif 000003
【図２】
2005207359.tif 000004
【図３】
2005207359.tif 000005
【図４】
2005207359.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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