(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進薬が装填される推進薬室と、互いに反対方向に向いて開いた２個のノズルと、前記推進薬室から前記ノズルの喉口に通ずる燃焼ガス通路とを内部に画成するケーシング、及び前記ノズルの喉口の間に回動自在に設けられ該喉口の一方を選択的に閉じるフラッパを備えたスラスト発生装置において、前記燃焼ガス通路の途中に設けられた煤除去機構が、該燃焼ガス通路の直進路を遮断する遮断板と、該遮断板を同軸的に取り囲む環状室とを備え、該環状室の内側壁を形成する内側円筒は該遮断板に連結すると共に該遮断板の上流側と下流側とに分布して穿設された複数の貫通小孔を備えていることを特徴とするスラスト発生装置。
【請求項２】
前記遮断板の上流側にある前記複数の貫通小孔は該遮断板から相対的に離れることにより前記遮断板寄りに流れのポケットを形成しており、前記遮断板の下流側にある前記複数の貫通小孔は前記環状室の下流側端板から相対的に離れることにより該端板寄りに流れの別のポケットを形成している請求項１記載のスラスト発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体燃料等の推進薬を燃焼させて発生した燃焼ガスを用いて推力を発生する所謂スラスト発生装置に関し、特にサイドスラスタ装置として用いる場合のスラスト発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ロケット等にはサイドスラスタ装置が用いられる。これは、固体燃料などを燃焼させて発生させた燃焼ガスを横方向に放出して横方向推力を発生させるものである。従来のサイドスラスタ装置の一例について図面を参照して説明する。
図２を参照するに、サイドスラスタ装置１の必要な強度を有する外筒３は、一端の内部に互いに逆方向に向いたノズル５、７を備え、他端の内部に推進薬９が内蔵されている。推進薬９を入れる推進薬室と前述のノズル５、７とは燃焼ガス通路１１により連絡されていて、その合流点に揺動自在のフラッパ１３が設けられている。フラッパ１３は制御されて、一方のノズル、例えばノズル５の喉口を閉じ、他のノズル７と燃焼ガス通路１１とを連絡する。推進薬室には点火装置１５が設けられ、又、燃焼ガス通路１１には図３に示す偏向体１７が設けられている。偏向体１７は、形成されるガス流を直角方向に数回曲げるものである。
【０００３】
前述のようなサイドスラスタ装置１において、点火装置１５により推進薬９に点火され、燃焼ガスが発生する。フラッパ１３は図示しない制御装置によって回動され、例えば図示のようにノズル５を閉じていれば、矢印のように燃焼ガス通路１１を進んだ燃焼ガスは、ノズル７から矢印のように噴出される。そしてその噴出された燃焼ガスの反動により、推力即ちサイドスラストが発生する。推進薬９中に含まれていた物質による粘性のある固形物は、偏向体１７によって形成された屈曲通路を通って流れ方向を急激に変える度にその壁面に衝突し、付着して取り除かれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の装置では、大型の固形物が発生した場合には、その大きな慣性力により付着することなくフラッパ１３側へ流れていってしまうという問題がある。又、固形物が一旦壁面に付着しても、燃焼ガスの速い流れにより剥離し、再び流れていってしまうという問題もある。又、ある程度の量の固形物を除去するためには、偏向体１７による屈曲段数を大きくする必要があり、軸方向長さが大きくなって必要スペースが大きくなるという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、軸方向長さが小さくて且つ固形物の付着除去効率が高い燃焼ガス通路を有するスラスト発生装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明によれば、推進薬が装填される推進薬室と、互いに反対方向に向いて開いた２個のノズルと、その推進薬室から前記両ノズルの喉口に通ずる燃焼ガス通路とを内部に画成するケーシング、及び両ノズルの喉口の間に回動自在に設けられ該喉口の一方を選択的に閉じるフラッパを備えたスラスト発生装置は、燃焼ガス通路の直進路を遮断する遮断板と、この遮断板を同軸的に取り囲む環状室とを備えており、該環状室の内側壁を形成する内側円筒は該遮断板に連結すると共に該遮断板の上流側と下流側とに分布して穿設された複数の貫通小孔を備えている煤除去機構が前記燃焼ガス通路の途中に設けられて構成される。更に本発明によれば、煤除去機構において、前記遮断板の上流側にある複数の貫通小孔は該遮断板から相対的に離れることにより前記遮断板寄りに流れのポケットを形成し、他方遮断板の下流側にある複数の貫通小孔は前記環状室の下流側端板から相対的に離れることによりその端板寄りに流れの別のポケットを形成するのが好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、全図に亘り同一部分には同一の符号を付している。
図１を参照するに、サイドスラスタ装置２０の外筒２３は、一端の内部に推進薬９が装填される推進薬室２５を形成しており、他端内部には互いに逆方向に向かって開口したノズル５、７が形成されている。ノズル５、７の喉口は同軸状に整列しており、推進薬室２５から延びた燃焼ガス通路２７がその間に達している。図示しない制御駆動機構によって回動されるフラッパ１３が、燃焼ガス通路２７の端部内に設けられ、どちらかのノズル５、７を閉じるようになっている。図示の状態では、ノズル５が閉じられている。又、推進薬室２５の燃焼ガス通路２７寄りには点火装置１５が設けられ、必要なときに推進薬９に点火して燃焼ガスを発生するようになっている。
【０００７】
更に、燃焼ガス通路２７の途中に二重円筒構造の煤除去機構３０が設けられている。煤除去機構３０の内側円筒３１の内径は、燃焼ガス通路２７の内径と実質的に同じであるが、上流側と下流側とを隔離する遮断板３３を囲んでおり、ここで燃焼ガスの直進は止められるようになっている。内側円筒３１の外側に同軸状に配置された外側円筒３５は、両側の端板を介して内側円筒３１に連結され、環状室３７を画成している。更に、内側円筒３１には、遮断板３３から少し離れて分布して穿設された貫通小孔３９が設けられていて、内側円筒３１の内部を環状室３７に連通している。燃焼ガス通路２７を流れた燃焼ガスは、多数の小孔３９を通って環状室３７へ流出するから、遮断板３３の前に溜まり乃至ポケット４１を形成する。一方、遮断板３３の下流側の内側円筒３１には、下流側の端板から少し離れるようにして、多数の貫通小孔４３が分布して穿設されている。環状室３７内の燃焼ガスは、多数の小孔４３を貫通して内側円筒３１内に流入するから、環状室３７内の下流側に一種の溜まり乃至ポケット４５が形成される。
【０００８】
次に、前述のような構成のサイドスラスタ装置２０の作用を説明する。フラッパ１３はどちら側のノズル５、７でも閉じるように回動されるが、必要な方向の推力を得るため、図示のようにノズル５が閉じられている。図示しない制御系により点火装置１５が作動すると、推進薬９が燃焼して燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは、矢印に示すように燃焼ガス通路２７を流れ、内側円筒３１内に流入するが、遮断板３３に衝突し、流れ方向を急激に変えて小孔３９を通り、環状室３７内へ流出する。しかしながら、伴流されていた固形物は、粘性の有無や大きさに拘わらず、慣性力によりそのまま直進してポケット４１に面した遮断板３３に衝突し付着する。ポケット４１は流れ的にはスタグナントになっており、そこに付着した固形物はそこにそのまま留まる。推進薬９の量は予め決まっており、発生する固形物の量も予め予測できるから、それに対応してポケット４１の形状寸法も決められているので、小孔３９に通じる実質的流路が堆積物により狭められることはない。
【０００９】
環状室３７内でも、燃焼ガスは矢印に示す如く、内側円筒３１の外面に沿って流れるが、下流側の端板により遮られて、急激に流れ方向を変えて小孔４３を貫流し、内側円筒３１の内部に流れ込む。このため、尚伴流していた固形物は、ポケット４５内に溜まるが、その捕捉原理は前述と同じである。尚、前述の小孔３９を貫流した燃焼ガスが、外側円筒３５に衝突して流れ方向を変えるときも、その同様な原理からその内周面に固形物が付着して除去される。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スラスト発生装置の燃焼ガス通路に、二重円筒構造の煤除去機構を設け、燃焼ガスの急激流れ方向変更部を複数設け、それらに隣接して付着固形物の堆積を収容するポケットを形成したので、コンパクトな構造で推進薬からの固形物を信頼性良く除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】従来装置の一例の断面図である。
【図３】図２の従来装置の一部を取り出して示す部分斜視図である。
【符号の説明】
５、７  ノズル
９  推進薬
１３  フラッパ
１５  点火装置
２０  サイドスラスタ装置
２３  外筒
２５  推進薬室
２７  燃焼ガス通路
３０  煤除去機構
３１  内側円筒
３３  遮断板
３５  外側円筒
３７  環状室
３９  小孔
４１  ポケット
４３  小孔
４５  ポケット
【図１】
0003616027.tif 000002
【図２】
0003616027.tif 000003
【図３】
0003616027.tif 000004