特許 7151457 ピストンポンプ、昇圧液体供給システム及び液体噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】ピストンポンプ、昇圧液体供給システム及び液体噴射装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 53/16 20060101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

F04B53/16 D

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018238425

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020101102

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-08-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】前野 潤

(72)【発明者】

【氏名】定木 啓

(72)【発明者】

【氏名】田中 貴博

(72)【発明者】

【氏名】田畠 一二三

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１５３０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４８３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４８－０３８９６１（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ２３／００－２３／１４

Ｆ０４Ｂ ５３／００－５３／２２

Ｂ４１Ｊ ２／１７５

Ｂ０５Ｂ ９／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダの内部に供給された液体をピストンによって昇圧するピストンポンプであって、
昇圧された前記液体を外部に吐出する吐出流路を有するヘッド部と、
前記ヘッド部と異なる部材であり、前記シリンダの内部に前記液体を導入する導入流路を有する導入流路形成部材と
を備え、
前記導入流路形成部材が前記シリンダであり、
前記導入流路は、前記シリンダの軸心に対して交差する方向に延伸して設けられると共に前記シリンダの内壁面に接続されており、
前記シリンダの内壁面に当接して前記シリンダの内部に収容された筒状のスリーブを備え、
前記スリーブは、前記導入流路に接続されると共に前記スリーブの周壁を貫通して設けられた貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記スリーブの軸心に沿った方向を長軸方向とする長孔であると共に、前記スリーブの軸心を中心とする周方向に３つ以上設けられ、
複数の前記貫通孔の１つに前記導入流路が連通されている
ことを特徴とするピストンポンプ。

【請求項2】

液体を噴射するノズルに前記液体を昇圧して供給する昇圧液体供給システムであって、 前記液体を昇圧するピストンポンプとして請求項１記載のピストンポンプを備えることを特徴とする昇圧液体供給システム。

【請求項3】

液体を噴射するノズルと、前記ノズルに前記液体を昇圧して供給する昇圧液体供給システムとを備える液体噴射装置であって、
前記昇圧液体供給システムとして、請求項２記載の昇圧液体供給システムを備えることを特徴とする液体噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストンポンプ、昇圧液体供給システム及び液体噴射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、水に換えて液体窒素を噴射することによって、対象物の加工や洗浄を行う方法が開示されている。水を用いるウォータジェット法では、切削片等や汚れが水に交じることから、水自体の処理に配慮する必要があり、大量の二次廃棄物が発生する場合がある。一方で、噴射後に気化する液体窒素を用いる場合には、液体窒素は切削片や汚れと分離して気化するため、二次廃棄物を発生させることなく、加工や洗浄が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第７３１０９５５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、液体窒素等の低温液化ガスをノズルから噴射する場合には、低温液化ガスを液体状態のまま昇圧する。例えば、このような低温液化ガスの昇圧はピストンポンプによって行われる。しかしながら、ピストンポンプで低温液化ガスを昇圧すると、低温液化ガスの温度が上昇する。このため、シリンダ内に低温液化ガスを導入する導入流路とシリンダ内から昇圧した低温液化ガスを吐出する吐出流路とが併設されている場合には、吐出流路を流れる昇圧後の低温液化ガスによって、導入流路を流れる低温液化ガスが昇温してしまう。昇圧前の低温液化ガスが昇温されると、ピストンポンプにおいて密度が低い低温液化ガスを昇圧することになり、ピストンポンプにおける効率が低下する。なお、このような問題は、沸点が低い低温液化ガスを昇圧するピストンポンプで顕著なるが、水を昇圧するピストンポンプでも同様に発生する。

【0005】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、液体を昇圧するピストンポンプやこのピストンポンプを用いて液体の昇圧を行う昇圧液体供給システム及び液体噴射装置において、導入流路を通じてシリンダに供給される液体の高密度化を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

【0007】

第１の発明は、シリンダの内部に供給された液体をピストンによって昇圧するピストンポンプであって、昇圧された上記液体を外部に吐出する吐出流路を有するヘッド部と、上記ヘッド部と異なる部材であり、上記シリンダの内部に上記液体を導入する導入流路を有する導入流路形成部材とを備えるという構成を採用する。

【0008】

第２の発明は、上記第１の発明において、上記導入流路形成部材が上記シリンダであり、上記導入流路は、上記シリンダの軸心に対して交差する方向に延伸して設けられると共に上記シリンダの内壁面に接続されているという構成を採用する。

【0009】

第３の発明は、上記第２の発明において、上記シリンダの内壁面に当接して上記シリンダの内部に収容された筒状のスリーブを備え、上記スリーブが、上記導入流路に接続されると共に上記スリーブの周壁を貫通して設けられた貫通孔を有するという構成を採用する。

【0010】

第４の発明は、上記第３の発明において、上記貫通孔が、上記スリーブの軸心を中心とする周方向に複数設けられているという構成を採用する。

【0011】

第５の発明は、上記第３または第４の発明において、上記貫通孔が、上記スリーブの軸心に沿った方向を長軸方向とする長孔であるという構成を採用する。

【0012】

第６の発明は、液体を噴射するノズルに上記液体を昇圧して供給する昇圧液体供給システムであって、上記液体を昇圧するピストンポンプとして上記第１～第５いずれかの発明であるピストンポンプを備えるという構成を採用する。

【0013】

第７の発明は、液体を噴射するノズルと、上記ノズルに上記液体を昇圧して供給する昇圧液体供給システムとを備える液体噴射装置であって、上記昇圧液体供給システムとして、上記第６の発明である昇圧液体供給システムを備えるという構成を採用する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、シリンダの内部に液体を導入する導入流路が、吐出流路を有するヘッド部と異なる部材に設けられている。このため、本発明によれば、導入流路と吐出流路とを離間して配置することができ、吐出流路を流れる昇圧後の液体によって、導入流路を流れる昇圧前の液体が加温されることを抑止することができる。したがって、本発明によれば、液体を昇圧するピストンポンプやこのピストンポンプを用いて液体の昇圧を行う昇圧液体供給システム及び液体噴射装置において、導入流路を通じてシリンダに供給される液体の高密度化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態における液体窒素噴射装置の概略構成を示すフロー図である。

【図2】本発明の一実施形態における液体窒素噴射装置が備えるピストンポンプの概略構成を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態における液体窒素噴射装置が備えるピストンポンプの導入流路を含む拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明に係るピストンポンプ、昇圧液体供給システム及び液体噴射装置の一実施形態について説明する。

【0017】

図１は、本実施形態の液体窒素噴射装置１（液体噴射装置）の概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態の液体窒素噴射装置１は、貯蔵タンク２と、液体窒素昇圧システム３（昇圧液体供給システム）と、ノズル４とを備えている。

【0018】

貯蔵タンク２は、液体窒素Ｘ（液体）を貯蔵する圧力タンクであり、液体窒素昇圧システム３と接続されている。なお、本実施形態の液体窒素噴射装置１は、この貯蔵タンク２を備えずに外部から液体窒素Ｘの供給を受ける構成とすることも可能である。なお、本実施形態において、貯蔵タンク２に貯蔵された液体窒素Ｘは、昇圧されてノズル４に供給される他、冷却材としても用いられる。以下の説明において、最終的にノズル４に供給される昇圧対象の液体窒素Ｘを噴射用液体窒素Ｙと称し、冷却材として用いられる液体窒素Ｘを冷却用液体窒素Ｚと称する。液体窒素昇圧システム３は、貯蔵タンク２から供給された噴射用液体窒素Ｙを一定の噴射圧にまで昇圧するものであり、ノズル４と接続されている。ノズル４は、液体窒素昇圧システム３から供給された噴射用液体窒素Ｙを先端部から噴射する。

【0019】

液体窒素昇圧システム３について、より詳細に説明する。液体窒素昇圧システム３は、上述のように噴射用液体窒素Ｙを噴射するノズル４に噴射用液体窒素Ｙを昇圧して供給するシステムであり、図１に示すように、液体窒素昇圧システム３は、ブーストポンプ５と、第１熱交換器６と、ピストンポンプ７と、第２熱交換器８と、フレキシブルチューブ９を備えている。

【0020】

ブーストポンプ５は、接続配管１０を介して貯蔵タンク２と接続されている。このブーストポンプ５は、接続配管１０を介して供給される噴射用液体窒素Ｙをピストンポンプ７が吸い込み可能な圧力まで昇圧するポンプである。このブーストポンプ５としては、例えば遠心ポンプが用いられる。このようなブーストポンプ５は、接続配管１１によって第１熱交換器６と接続されており、接続配管１１を通じて第１熱交換器６に向けて噴射用液体窒素Ｙを圧送する。

【0021】

第１熱交換器６は、冷却用配管１２によって貯蔵タンク２と接続されており、接続配管１１を介してブーストポンプ５から供給される噴射用液体窒素Ｙと、冷却用配管１２を介して供給される冷却用液体窒素Ｚとを熱交換することによって、ブーストポンプ５から供給される噴射用液体窒素Ｙを冷却する。このような第１熱交換器６は、例えばプレートフィン型の熱交換器である。このような第１熱交換器６は、接続配管１４によってピストンポンプ７と接続されており、接続配管１４を通じてピストンポンプ７に向けてブーストポンプ５で昇圧された噴射用液体窒素Ｙを排出する。

【0022】

本実施形態においては、ブーストポンプ５よりも第１熱交換器６がピストンポンプ７に近接して配置されている。つまり、本実施形態においては、先にブーストポンプ５で噴射用液体窒素Ｙが昇圧され、昇圧された噴射用液体窒素Ｙが第１熱交換器６で冷却されてピストンポンプ７に供給される。このため、先に冷却してからブーストポンプ５で昇圧する場合と比較して、より低温で密度の高い噴射用液体窒素Ｙをピストンポンプ７に供給することができる。

【0023】

なお、冷却用配管１２の途中部位には、オリフィス１３が設置されている。オリフィス１３は、冷却用配管１２の途中部位に設けられる抵抗部であり、冷却用液体窒素Ｚの流れに対する抵抗となっている。このオリフィス１３は、冷却用配管１２のオリフィス１３よりも上流側の部位の圧力を維持するための絞り流路である。冷却用の液体窒素として第１熱交換器６に供給された冷却用液体窒素Ｚは、第１熱交換器６にて減圧される。オリフィス１３によって、冷却用配管１２の上流側が第１熱交換器６の内部の圧力に応じて減圧されることを防止することができる。

【0024】

ピストンポンプ７は、接続配管１４を介して第１熱交換器６から供給される噴射用液体窒素Ｙを、ノズル４での噴射圧まで昇圧するためのポンプである。このピストンポンプ７は、送出配管１５を介して第２熱交換器８と接続されており、昇圧した噴射用液体窒素Ｙを第２熱交換器８に圧送する。

【0025】

図２は、ピストンポンプ７の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、ピストンポンプ７は、シリンダ７ａ（導入流路形成部材）と、スリーブ７ｂと、ピストン７ｃと、ヘッド部７ｄと、流入弁７ｅと、吐出弁７ｆと、固定部材７ｇとを備えている。

【0026】

シリンダ７ａは、中空の筒体であり、内部が噴射用液体窒素Ｙの収容空間とされている。また、シリンダ７ａの先端部の外周面には、固定部材７ｇを螺合するための雄ネジ部が形成されている。さらに、本実施形態においてシリンダ７ａには、シリンダ７ａの内部に噴射用液体窒素Ｙを導入するための導入流路７ａ１を備えている。

【0027】

導入流路７ａ１は、図１に接続配管１１に接続されており、接続配管１１から昇圧用の噴射用液体窒素Ｙが供給される流路である。図３は、導入流路７ａ１を含む拡大断面図である。この図に示すように、導入流路７ａ１は、シリンダ７ａの先端部近くに配置されており、シリンダ７ａの軸心に対して直交（交差）する方向に延伸して設けられている。この導入流路７ａ１は、シリンダ７ａの内壁面に接続され、スリーブ７ｂの後述する貫通孔７ｂ２に連通されている。

【0028】

さらに、シリンダ７ａは、導入流路７ａ１が内部に形成されると共に、流入弁７ｅが収容された突出部７ａ２を備えている。この突出部７ａ２は、シリンダ７ａの軸心に沿った方向から見て、シリンダ７ａの周方向に一か所のみ設けられており、シリンダ７ａの外周面からシリンダ７ａの径方向外側に向けて突出して設けられている。

【0029】

スリーブ７ｂは、シリンダ７ａの内部に嵌合された筒状部材であり、シリンダ７ａの内壁面に外周面が当接された状態でシリンダ７ａの内部空間に収容されている。また、図３に示すように、スリーブ７ｂの周壁７ｂ１の先端部には、周壁７ｂ１をスリーブ７ｂの軸心を中心とする径方向に貫通する貫通孔７ｂ２が設けられている。貫通孔７ｂ２は、スリーブ７ｂの軸心を中心とする周方向に等間隔で複数設けられている。各々の貫通孔７ｂ２は、スリーブ７ｂの軸心に沿った方向を長軸方向とする長孔とされている。このように複数設けられた貫通孔７ｂ２の１つが、上述した導入流路７ａ１の開口端に接続されている。

【0030】

ピストン７ｃは、シリンダ７ａに囲まれた空間に往復同可能に配置された棒状部材である。ピストン７ｃは、不図示の動力源から動力を伝達されることによって、シリンダ７ａの軸心に沿った方向に移動される。

【0031】

ヘッド部７ｄは、固定部材７ｇによってシリンダ７ａの片側の端面に配して圧接されるように配置された円柱状の部材である。このヘッド部７ｄは、図３に示すように、内部に吐出流路７ｄ１が設けられている。吐出流路７ｄ１は、シリンダ７ａの内部で昇圧された噴射用液体窒素Ｙをヘッド部７ｄの外部に吐出するための流路である。この吐出流路７ｄ１は、図１に示す送出配管１５と接続されており、昇圧した噴射用液体窒素Ｙを送出配管１５に供給する。

【0032】

また、図３に示すように、ヘッド部７ｄは、先端部よりもシリンダ７ａの軸心を中心とする径方向外側に膨出された大径部７ｄ２を有している。この大径部７ｄ２は、シリンダ７ａ側の面がシリンダ７ａの端面と当接され、この面と反対側の面が固定部材７ｇと当接されている。本実施形態では、この大径部７ｄ２がシリンダ７ａと固定部材７ｇとによって挟持されることによって、ヘッド部７ｄがシリンダ７ａに対して固定されている。

【0033】

流入弁７ｅは、ヘッド部７ｄのシリンダ７ａ側の端部に設けられており、導入流路７ｄ１における逆流を防止する。吐出弁７ｆは、ヘッド部７ｄのシリンダ７ａと反対側の端部である先端部に対して設けられており、吐出流路７ｄ２における逆流を防止する。

【0034】

固定部材７ｇは、ヘッド部７ｄをシリンダ７ａに固定する部材である。この固定部材７ｇは、１つの部材であるが、図３に示すように、噴射用液体窒素Ｙが吐出される側に位置する天壁部７ｇ１と、天壁部７ｇ１よりもシリンダ７ａ側に配置される囲壁部７ｇ２とに分けて説明する。

【0035】

天壁部７ｇ１は、中央部にヘッド部７ｄの先端部が挿通可能とされた貫通孔７ｇ３を有している。囲壁部７ｇ２は、天壁部７ｇ１のシリンダ７ａ側の面からシリンダ７ａ側に延出して設けられた部位であり、径方向における中央部に開口部７ｇ４が設けられている。囲壁部７ｇ２は、外径寸法が天壁部７ｇ１の外形寸法と同一に設定されており、外壁面が天壁部７ｇ１の外壁面と面一とされている。一方、囲壁部７ｇ２の開口部７ｇ４の直径寸法（すなわち囲壁部７ｇ２の内径寸法）は、天壁部７ｇ１の貫通孔７ｇ３の直径寸法（すなわち天壁部７ｇ１の内径寸法）よりも大きく設定されている。このため、全体として筒状とされた固定部材７ｇの内壁面には、天壁部７ｇ１と囲壁部７ｇ２との境界部分に段差部が設けられている。

【0036】

開口部７ｇ４の内径寸法は、ヘッド部７ｄの大径部７ｄ２の外径寸法よりも大きく設定されている。また、開口部７ｇ４の深さ寸法は、ヘッド部７ｄの大径部７ｄ２の長さ寸法よりも大きく設定されている。このため、図３に示すように、開口部７ｇ４の内部には、ヘッド部７ｄの大径部７ｄ２の全体が収容されている。

【0037】

また、囲壁部７ｇ２の内壁面には、シリンダ７ａの雄ネジ部に螺合するための雌ネジ部が設けられている。この囲壁部７ｇ２の雌ネジ部がシリンダ７ａの雄ネジ部に螺合されることによって、固定部材７ｇがシリンダ７ａに対して固定される。

【0038】

このような構成のピストンポンプ７においては、ピストン７ｃが引かれると、流入弁７ｅが導入流路７ａ１を開放し、導入流路７ａ１を介して噴射用液体窒素Ｙがシリンダ７ａの内部に供給される。その後、ピストン７ｃが押されると、流入弁７ｅが閉じることによってシリンダ７ａの内部が閉空間となり、ピストン７ｃの移動に伴って噴射用液体窒素Ｙが昇圧される。シリンダ７ａ内の噴射用液体窒素Ｙが所定の圧力まで昇圧されると、吐出弁７ｆが吐出流路７ｄ１を開放し、昇圧された噴射用液体窒素Ｙがヘッド部７ｄから送出配管１５に供給される。

【0039】

図１に戻り、第２熱交換器８は、送出配管１５から供給される昇圧後の噴射用液体窒素Ｙを、後冷却配管１６から供給される冷却用液体窒素Ｚと熱交換することによって噴射温度まで冷却する熱交換器である。この第２熱交換器８は、例えばコイルチューブ型やシェルアンドチューブ型の熱交換器であり、ピストンポンプ７で昇圧された加圧状態の噴射用液体窒素Ｙと、後冷却配管１６から供給される低圧かつ低温の冷却用液体窒素Ｚとを熱交換する。

【0040】

後冷却配管１６は、貯蔵タンク２と第２熱交換器８とを接続する配管である。この後冷却配管１６の途中部位には、オリフィス１７が設けられている。オリフィス１７は、後冷却配管１６の途中部位に設けられる抵抗部であり、冷却用液体窒素Ｚの流れに対する抵抗となっている。このオリフィス１７は、後冷却配管１６のオリフィス１７よりも上流側の部位の圧力を位置するための絞り流路である。第２熱交換器８に供給された冷却用液体窒素Ｚは、第２熱交換器８にて減圧される。オリフィス１７によって、後冷却配管１６の上流側が減圧されることが防止される。

【0041】

フレキシブルチューブ９は、第２熱交換器８とノズル４とを接続する鋼管であり、ノズル４を作業者が容易に姿勢変更なように第２熱交換器８と接続している。第２熱交換器８は、このようなフレキシブルチューブ９を介してノズル４と接続されており、昇圧後の噴射用液体窒素Ｙを冷却してノズル４に供給する。

【0042】

さらに、本実施形態の液体窒素噴射装置１は、ピストンポンプ７が吸引しなかった噴射用液体窒素Ｙをブーストポンプ５に返流する返流配管１８を備えている。また、返流配管１８の途中部位には、返流配管１８の流路面積を調節可能なバルブ１９が設けられている。なお、バルブ２１に換えてオリフィスを設置しても良い。つまり、返流配管１８を介して返流される噴射用液体窒素Ｙの流量が適正となるように、返流配管１８にバルブ１９やオリフィス等を設置する。

【0043】

このような構成の本実施形態の液体窒素噴射装置１では、貯蔵タンク２に貯蔵された液体窒素Ｘが噴射用液体窒素Ｙとしてブーストポンプ５に供給される。噴射用液体窒素Ｙは、ブーストポンプ５で昇圧された後、第１熱交換器６で冷却されて密度が高められる。第１熱交換器６で冷却された噴射用液体窒素Ｙは、ピストンポンプ７に供給されて昇圧される。ピストンポンプ７で昇圧された噴射用液体窒素Ｙは、第２熱交換器８で冷却され、その後にノズル４に供給される。

【0044】

以上のような本実施形態の液体窒素噴射装置１に備えられるピストンポンプ７によれば、シリンダ７ａの内部に液体を導入する導入流路７ａ１が、吐出流路７ｄ１を有するヘッド部７ｄと異なる部材に設けられている。このため、本実施形態のピストンポンプ７によれば、導入流路７ａ１と吐出流路７ｄ１とを離間して配置することができ、吐出流路７ｄ１を流れる昇圧後の噴射用液体窒素Ｙによって、導入流路７ａ１を流れる昇圧前の噴射用液体窒素Ｙが加温されることを抑止することができる。したがって、本実施形態のピストンポンプ７によれば、導入流路７ａ１を通じてシリンダ７ａに供給される液体の高密度化を図ることが可能となる。

【0045】

また、本実施形態のピストンポンプ７においては、シリンダ７ａが導入流路形成部材とされ、導入流路７ａ１が、シリンダ７ａの軸心に対して直交する方向に延伸して設けられると共にシリンダ７ａの内壁面に接続されている。このような本実施形態のピストンポンプ７によれば、シリンダ７ａを導入流路形成部材として用いることができ、導入流路を形成するための専用の部材を新たに設置する必要がない。このため、部品点数を増加させることなく、導入流路をヘッド部７ｄと異なる部材に設けることが可能となる。

【0046】

また、本実施形態のピストンポンプ７においては、シリンダ７ａの内壁面に当接してシリンダ７ａの内部に収容された筒状のスリーブ７ｂを備え、スリーブ７ｂは、導入流路７ａ１に接続されると共にスリーブ７ｂの周壁７ｂ１を貫通して設けられた貫通孔７ｂ２を有している。このため、シリンダ７ａに導入流路７ａ１を設けかつスリーブ７ｂを設置した場合であっても、スリーブ７ｂの内部まで噴射用液体窒素Ｙを導入することが可能となる。

【0047】

また、本実施形態のピストンポンプ７においては、貫通孔７ｂ２は、スリーブ７ｂの軸心を中心とする周方向に複数設けられている。このため、シリンダ７ａに対してスリーブ７ｂの軸心を中心とする周方向の回転角度がどのような角度であっても、いずれかの貫通孔７ｂ２を導入流路７ａ１に連通させることができる。したがって、本実施形態のピストンポンプ７によれば、シリンダ７ａに対してスリーブ７ｂを取り付ける場合に、シリンダ７ａに対するスリーブ７ｂの回転角度をどのような角度としても良く、ピストンポンプ７を組み立てる場合の作業性が向上される。

【0048】

また、本実施形態のピストンポンプ７においては、貫通孔７ｂ２は、スリーブ７ｂの軸心に沿った方向を長軸方向とする長孔とされている。このため、スリーブ７ｂの軸心に沿った方向にて、貫通孔７ｂ２の長軸寸法の分だけ、導入流路７ａ１と貫通孔７ｂ２との連通可能範囲を長く確保することができる。したがって、本実施形態のピストンポンプ７によれば、ピストンポンプ７を組み立てる場合の作業性が向上される。

【0049】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0050】

例えば、上記実施形態においては、液体窒素噴射装置１及び液体窒素昇圧システム３では、単一のピストンポンプ７を備える構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、並列にあるいは直列にピストンポンプ７を複数設置する構成を採用することも可能である。

【0051】

また、上記実施形態においては、単一の導入流路７ａ１を備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シリンダ７ａの軸心を中心とする周方向に複数の導入流路７ａ１を設ける構成を採用しても良い。また、このように複数の導入流路７ａ１を設けた場合に、全ての導入流路７ａ１を用いる必要はない。例えば、複数の導入流路７ａ１のうち、接続配管１４に接続が容易な位置の導入流路７ａ１だけ用いるようにしても良い。

【0052】

また、上記実施形態においては、ピストンポンプ７において液体窒素Ｘを昇圧する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。ピストンポンプ７で昇圧する液体は特に限定されるものではなく、例えば水をピストンポンプ７で昇圧する構成を採用することも可能である。

【0053】

また、上記実施形態においては、噴射用液体窒素Ｙの流れ方向にて、第１熱交換器６よりも上流側にブーストポンプ５を設置する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、噴射用液体窒素Ｙの流れ方向にて、第１熱交換器６よりも下流側にブーストポンプ５を設置する構成を採用することも可能である。

【符号の説明】

【0054】

１……液体窒素噴射装置（液体噴射装置）、２……貯蔵タンク、３……液体窒素昇圧システム（昇圧液体供給システム）、４……ノズル、５……ブーストポンプ、６……第１熱交換器、７……ピストンポンプ、７ａ……シリンダ（導入流路形成部材）、７ａ１……導入流路、７ａ２……突出部、７ｂ……スリーブ、７ｂ１……周壁、７ｂ２……貫通孔、７ｃ……ピストン、７ｄ……ヘッド部、７ｄ１……吐出流路、７ｄ２……大径部、７ｅ……流入弁、７ｆ……吐出弁、７ｇ……固定部材、７ｇ１……天壁部、７ｇ２……囲壁部、７ｇ３……貫通孔、７ｇ４……開口部、８……第２熱交換器、９……フレキシブルチューブ、１０……接続配管、１１……接続配管、１２……冷却用配管、１３……オリフィス、１４……接続配管、１５……送出配管、１６……後冷却配管、１７……オリフィス、１８……返流配管、１９……バルブ、Ｘ……液体窒素、Ｙ……噴射用液体窒素、Ｚ……冷却用液体窒素

【図1】

【図2】

【図3】