(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ（３０３，４０３）と、
タービン（３０４，４０４）と、
上記ポンプ（３０３，４０３）及び上記タービン（３０４，４０４）に連結された共通回転シャフト（３０２，４０２）と、
上記共通回転シャフト（３０２，４０２）を支持する第１軸受（３０５，４０５）及び第２軸受（３０６，４０６）であって、上記第１軸受（３０５，４０５）はポンプ（３０３，４０３）により近く、上記第２軸受（３０６，４０６）はタービン（３０４，４０４）により近い上記第１軸受（３０５，４０５）及び第２軸受（３０６，４０６）とを有する推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）において、
上記第２軸受（３０６，４０６）は、ガス供給源に接続された動圧軸受であり、
さらに、上記第１軸受（３０５，４０５）と上記第２軸受（３０６，４０６）との間に配置された、上記共通回転シャフト（３０２，４０２）の周囲の少なくとも１つの動的シーリングガスケット（３１１，４１１）を備えることにより、上記第２軸受と上記タービンとの間にシールが配置されないことを特徴とする推進剤ターボポンプ。
【請求項２】
上記ポンプ（３０３，４０３）は、極低温流体ポンプである請求項１に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項３】
上記動的シーリングガスケット（３１１，４１１）は、不活性流体の供給源に接続されている請求項１又は２に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項４】
上記第１軸受（３０５，４０５）は、この第１軸受（３０５，４０５）を上記ポンプ（３０３，４０３）からの流体で潤滑するために上記ポンプ（３０３，４０３）に接続される、請求項１乃至３の何れか１項に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項５】
上記第１軸受（３０５，４０５）は、転がり軸受である請求項４に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項６】
さらに、上記流体を上記第１軸受（３０５，４０５）から排出するための補助ポンプ（３１５，４１５）を備える請求項４又は５に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項７】
上記共通回転シャフト（３０２，４０２）は、表面接触シール（３１７，４１７）が上記共通回転シャフトの周囲で閉じられる静止位置を採用するのに適しており、且つ、上記静止位置から、上記表面接触シール（３１７，４１７）が開放される稼働位置まで、軸線方向に移動するのに適しており、この移動は、少なくとも１つの弾性要素（３１６，４１６）により及ぼされる復帰力に逆らう、請求項４乃至６の何れか１項に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項８】
上記ポンプ（３０３，４０３）は、上記第１軸受（３０５，４０５）から離れた上記ポンプ（３０３，４０３）の端部に位置している軸線方向吸気流路（３０３ｂ，４０３ｂ）を備え、上記稼働位置は、上記静止位置と比較して上記ポンプ（３０３，４０３）に近い位置である、請求項７に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項９】
上記稼働位置において、上記共通回転シャフト（３０２，４０２）に固定されるが上記共通回転シャフトに対して回転自在な軸線方向要素は、上記推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）のケーシング（３０７，４０７）に固定されたステータ（３０７ａ，４０７ａ）に対して上記ポンプ（３０３，４０３）に向かって当接する状態になる請求項８に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項１０】
上記静止位置において、上記共通回転シャフト（３０２，４０２）に固定された軸線方向要素は、上記推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）のケーシング（３０７，４０７）に固定されたステータ（３０７ｂ，４０７ｂ）に対して上記タービン（３０４、４０４）に向かって当接する状態になる請求項８又は９に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項１１】
上記動圧軸受のための上記ガス供給源は、上記タービン（３０４、４０４）である請求項１乃至１０の何れか１項に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）。
【請求項１２】
上記動圧軸受のための上記ガス供給源は、推進チャンバの再生回路からの出口である請求項１乃至１０の何れか１項に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）を備える組立体。
【請求項１３】
少なくとも１つの推進チャンバと、少なくとも１種の推進剤を上記少なくとも１つの推進チャンバに供給するための請求項１乃至１１の何れか１項に記載の少なくとも１つの推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）とを有するロケットエンジン。
【請求項１４】
請求項１２に記載の少なくとも１つの推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）と推進チャンバとの組立体を有するロケットエンジン。
【請求項１５】
請求項７乃至１０の何れか１項に記載の推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）を使用する方法であって、上記第１軸受（３０５，４０５）は、上記ポンプ（３０３，４０３）からの流体で潤滑され、上記表面接触シール（３１７，４１７）は、上記推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）が停止している時、上記潤滑流体が上記動的ガスケット（３１１，４１１）及び上記第２軸受（３０６，４０６）に向かって通過することをほぼ防止し、その後、上記推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）の始動時に、軸線方向に移動する共通回転シャフト（３０２，４０２）によって開く、推進剤ターボポンプ（３０１，４０１）を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボポンプに係わり、特に、燃料及び／又は酸化剤、より詳細には極低温推進剤を、ロケットエンジンの燃焼室に供給するためのターボポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボポンプは、タービンロータの回転がポンプロータの回転を駆動するように共通の回転シャフトによって互いに連結されたポンプとタービンとを備えている。一般的には、ターボポンプの重量及び寸法を最小限にするために、共通シャフトは、第１軸受及び第２軸受により支持されており、第１軸受はポンプにより近く、第２軸受はタービンにより近い。かくして、ポンプロータ及びタービンロータは、通常、それぞれ第１軸受及び第２軸受から片持ち支持で突出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ターボポンプが通常さらされる制約条件を仮定すると、回転速度、トルク、及び振動の観点から、軸受を潤滑する必要がある。ロケットエンジンに推進剤、特に極低温推進剤を供給するターボポンプの分野で一般的に採用されてきた解決策では、軸受を圧送流体で潤滑する。それでも、その解決策は、タービンに連結されたシャフトの端部を支持する第２軸受とタービン自体との間に通常はシーリングバリアが必要になるという問題を生じさせる。このようなシーリングバリアは、一定量の空間を占有し、それにより、タービンが片持ち支持で突出する長さが延びるので、シャフトの動的挙動が不利になる。
【０００４】
タービンを推進するガスと圧送流体とが互いに化学反応する場合、それらのガスと流体との間のシールを実現することはさらに重要である。具体的には、推進剤をロケットエンジンに供給するターボポンプでは、タービンを推進するガスは、通常、燃料ガスであり、このことは、一般的には、タービンを推進する燃料ガスから圧送酸化剤流体を分離するために、酸化剤ターボポンプ内で完全なシーリングを必要とする。そのような状況下で、第２軸受、すなわち、タービンの横でシャフトを支持する軸受を、ターボポンプにより圧送される流体ではなく、燃料流体で潤滑し、酸化剤と燃料流体との間を完全に分離するように不活性流体が注入される２つの軸受間のシャフトの周囲の動的ガスケットを使用して、同様にポンプの横の第１軸受を潤滑する圧送酸化剤流体からこの燃料流体を分離するという提案がなされてきた。それでも、その解決策は、小さい寸法のターボポンプに組み込むには複雑且つ困難である。また、そのことによって、ターボポンプを、上述したような問題点を伴うもう１つのシーリングバリアを第２軸受とタービンとの間に組み込む必要性から免れさせることはない。
【０００５】
本発明は、これらの欠点を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明の少なくとも１つの実施形態では、第２軸受、すなわちタービンにより近い軸受が、タービンに供給するガスと混合可能なガスの供給源に接続された動圧軸受であり、またターボポンプは、シャフトの周囲の動的シーリングガスケットを備え、そのガスケットは、第２軸受と第１軸受すなわちポンプにより近い軸受との間に配置されているということにより実現される。
【０００７】
これらの装置により、もはや第２軸受はタービンを推進するガスとは異なる潤滑流体を供給する必要がない。かくして、もはや第２軸受とタービンとの間にシーリングバリアを組み込むいかなる必要もなく、したがってそれを片持ち支持する長さを著しく減少させることができる。
【０００８】
有利には、ターボポンプのポンプは、極低温流体ポンプであるのがよい。本発明のこのターボポンプでは、もはや第２軸受には必ずしも極低温流体が供給されないので、この装置により、ターボポンプのほんの一部だけを冷却することができ、その部分はポンプ及びそれらの軸受に限定される。さらに、これにより、極低温流体のリークを最小化することができ、且つ、ポンプの冷却期間中、例えばヘリウムガス等のバリアガスの消費量を低減することができる。
【０００９】
有利には、上記ポンプは推進剤ポンプであり、特に酸化剤又は燃料推進剤ポンプである。ターボポンプのためのこの装置により、推進剤を供給するための、特にロケットエンジンのためのシステムにおいて特に有利な集約性及び軽さを獲得することができ、それと同時に推進剤のような化学反応性の高い流体の取り扱いに特に有利なシールを提供する。
【００１０】
有利には、上記動的シーリングガスケットは、動圧軸受のガスと第１軸受のガスとの間に流体バリアを作り出すように、不活性流体の供給源に接続される。このような流体バリアにより、特に高度なシーリングを獲得することができ、それにより、異なる流体を例えばそれらの化学反応性のために分離する必要がある場合に、特に有利である。
【００１１】
有利には、上記第１軸受は、ポンプからの流体を第１軸受に供給するようにポンプに接続される。かくして、圧送流体は第１軸受を潤滑する機能を果たすことができ、それにより、信頼性が高く軽量でコンパクトなターボポンプの比較的単純な構成を維持することができる。さらに具体的には、第１軸受は、運転中のターボポンプで通常見られるような、非常に高速の回転であっても、シャフトの回転に非常に低い抵抗しか与えない転がり軸受であるのがよい。また、より具体的には、上記ポンプは、さらに、好ましくはシャフトにより駆動され、上記流体を第１軸受から排出するための補助ポンプを備えるのがよい。特に、ポンプが遠心ポンプである場合、補助ポンプは、ポンプのロータの後面に形成されたブレードを有するバックポンプの形態であるのがよい。これにより、流体の排出を導くことができ、特に、流体をポンプから主流に戻すことができる。
【００１２】
本発明の特に有利な実施形態では、上記共通シャフトは、上記シャフトの周囲の静的ジョイントを閉じる静止位置を採用するのに適しており、且つ、上記静止位置から稼働位置まで、少なくとも１つの弾性要素により及ぼされる復帰力に逆らって軸線方向に移動するのに適している。かくして、静止時、静的ジョイントは、実質的に、第１軸受から動的ガスケット及び第２軸受に向かういかなる流体のリークをも防止する。対照的に、稼働位置では、もはや静的ジョイントはいかなる接触もせず、それにより摩擦を回避する。かくして、この装置により、ターボポンプを始動する前に第１軸受を流体で満たすことがより容易になる。具体的には、極低温ポンプでは、これにより、極低温流体のリークを制限しながら、始動前にポンプを冷却することが容易になる。
【００１３】
また、本発明は、ターボポンプを使用する方法であって、第１軸受はポンプからの流体で潤滑され、上記静的ジョイントは、ターボポンプが停止している時、上記潤滑流体が動的ガスケット及び第２軸受に向かって進むことを実質的に防止し、その後、ターボポンプの始動時に、軸線方向に移動するシャフトによって開く方法を提供する。
【００１４】
より具体的には、上記ポンプは、上記第１軸受から離れたポンプの端部に位置している軸線方向吸気流路を備え、上記稼働位置は、上記静止位置と比較してポンプに近い位置である。ターボポンプが始動した後、ポンプによりその吸気流路で生成された吸引力に反応してシャフトに及ぼされた軸線方向の力は、したがって、シャフトを稼働位置に向けて自動的に移動させる。
【００１５】
さらにより有利には、上記稼働位置を画成するために、シャフトに固定されるがこのシャフトに対して回転自在な軸線方向要素は、上記稼働位置において、ターボポンプのケーシングに固定されたステータに対してポンプに向かって当接する状態になるのがよい。特に、シャフトに軸線方向に固定されるがこのシャフトに対して回転自在な上記要素は、第１軸受のアウターレースに固定されるのがよい。
【００１６】
また、さらにより有利には、上記静止位置を画成するために、シャフトに固定された軸線方向要素は、上記静止位置において、ターボポンプのケーシングに固定されたステータに対してタービンに向かって当接する状態になるのがよい。
【００１７】
第１変形例において、特に、タービンが、適度な温度で動作するガスタービンである場合、動圧軸受のガス供給源は、タービン自体であるのがよい。これにより、タービンの構成が単純になる。
【００１８】
第２変形例において、特に、タービンが、高温ガスで動作するタービンであり、ターボポンプが、推進チャンバに推進剤を供給するターボポンプである場合、上記動圧軸受のガス供給源は、推進チャンバの再生回路からの出口であるのがよい。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも１種の推進剤、例えば燃料流体及び／又は酸化剤流体等を、少なくとも１つのロケットエンジンの推進チャンバに供給するための少なくとも１つの本発明のターボポンプを有するロケットエンジンを提供する。
【００２０】
本発明のターボポンプの集約性、軽さ、信頼性、及び単純性のために、ロケットエンジン、特に非常に低推力のロケットエンジンであって、極低温推進剤を使用するものへの適用が特に有利である。
【００２１】
非限定的な例として示した実施例の以下の詳細な説明を読むことにより、本発明を十分に理解することができ、その利点は一層明らかになる。説明は、添付図面を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】先行技術による、極低温液体燃料推進剤をロケットエンジン燃焼室に供給するためのターボポンプの縦断面図である。
【図２】先行技術による、極低温液体酸化剤推進剤をロケットエンジン燃焼室に供給するためのターボポンプの縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における、極低温液体燃料推進剤をロケットエンジン燃焼室に供給するためのターボポンプの断面図である。
【図３ａ】静止位置にある図３のターボポンプの詳細図である。
【図３ｂ】稼働位置にある図３のターボポンプの詳細図である。
【図４】本発明の第２実施形態における、極低温液体酸化剤推進剤をロケットエンジン燃焼室に供給するためのターボポンプの断面図である。
【図４ａ】静止位置にある図４のターボポンプの詳細図である。
【図４ｂ】稼動位置にある図４のターボポンプの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明をより良く理解するために、図１及び図２に示した先行技術の２つのターボポンプ１０１及び２０１から説明を始める。図１に示した燃料推進剤ターボポンプでは、共通シャフト１０２は、遠心ポンプ１０３を軸流タービン１０４に連結する。シャフト１０２の第１端１０２ａは、ポンプ１０３のロータ１０３ａに固定され、上記の第１端１０２ａの反対側にある、シャフト１０２の第２端１０２ｂは、タービン１０４のロータ１０４ａに固定される。かくして、タービン１０４のロータ１０４ａは、半径方向吸気ダクト１０４ｂ、吸気トーラス１０４ｃ、及び、ノズル１０４ｄを経由してタービンに入り且つ軸線方向排気ダクト１０４ｅを経由して出ていくガスの膨張によって回転し、この回転により、シャフト１０２及び遠心ポンプ１０３のロータ１０３ａが回転する。燃料推進剤は、ロータ１０３ａによって動かされ、軸線方向吸気流路１０３ｂを経由してポンプ１０３に入り、ボリュート１０３ｃ及び排気管１０３ｄを経由して出る。
【００２４】
２つの転がり軸受１０５及び１０６は、ターボポンプ１０１のケーシング１０７内でシャフト１０２を支持する。ポンプ１０３及びタービン１０４がそれぞれ第１軸受１０５及び第２軸受１０６から片持ち支持で突出するように、第１軸受１０５はシャフト１０２の第１端１０２ａを支持し、さらに第２軸受１０６はシャフト１０２の第２端１０２ｂを支持する。
【００２５】
軸受１０５及び１０６を潤滑し、固体表面間の摩擦を最小限にするために、加圧下の液体推進剤の微小流１０８は、排気管１０３から取得され、軸受１０５及び１０６を液体に浸漬するためにターボポンプ１０１のケーシング１０７に再注入される。タービン１０４の軸線方向排気ダクト１０４ｅへの液体推進剤の損失を制限するために、動的シーリングガスケット１０９は、軸受１０５及び１０６をタービン１０４から分離する。しかしながら、このガスケット１０９は、一定量の空間を占有し、タービン１０４を片持ち支持でさらに遠くに突出させる。
【００２６】
図２に示す酸化剤推進剤ターボポンプ２０１は、同様に、遠心ポンプ２０３を軸流タービン２０４に連結する共通シャフト２０２を有している。ターボポンプ１０１におけるように、シャフト２０２の第１端２０２ａは、ポンプ２０３のロータ２０３ａに固定され、第１端２０２ａの反対側にある、シャフト２０２の第２端２０２ｂは、タービン２０４のロータ２０４ａに固定される。
【００２７】
ターボポンプ２０１において、遠心ポンプ２０３も、軸線方向吸気流路２０３ｂ、ボリュート２０３ｃ、及び、排気管２０３ｄを有している。タービン２０４も、半径方向吸気ダクト２０４ｂ、吸気トーラス２０４ｃ、ノズル２０４ｄ、及び、軸線方向排気ダクト２０４ｅを有している。ポンプ２０３及びタービン２０４は、ターボポンプ１０１におけるポンプ及びタービンと同じように作動し、ターボポンプ１０１におけるように、シャフト２０２も、ポンプ２０３及びタービン２０４を片持ち支持で突出した状態にしておく２つの軸受２０５及び２０６によって支持される。しかしながら、酸化剤ターボポンプ２０１では、タービン２０４を推進するガスは、通常は燃料ガスであり、ポンプ２０３により圧送される酸化剤推進剤と激しく反応し得るので、ポンプ２０３により圧送される推進剤のタービン２０４に到達するいかなるリークをも防止することがより重要である。
【００２８】
かくして、このターボポンプ２０１では、加圧下の液体推進剤の微小流２０８は、同様に排気管２０３ｄから取得されケーシング２０７内に再注入されるが、それはポンプ２０３に隣接する第１軸受２０５の潤滑にのみ使用される。第２軸受２０６は、他の場所から取得された、燃料流体の微小流２１０により潤滑される。上述したターボポンプ１０１におけるように、動的シーリングガスケット２０９は、タービン２０４に向かうこの燃料流体のリークを制限する。それでもやはり、酸化剤流体の流れ２０８と燃料流体の流れ２１０との間の接触を防止するために、ターボポンプ２０１は、第１軸受２０５と第２軸受２０６との間に、シャフト２０２の周囲の複数の動的シーリングガスケット２１１と、例えばヘリウムのような不活性流体を注入するための注入点２１２と、注入点２１２の両側の酸化剤流体と燃料流体とをそれぞれ抜き取るための抽気点２１３、２１４も有している。このように、流体バリアが酸化剤流体と燃料流体との間に作り出される。
【００２９】
しかしながら、これらの先行技術のターボポンプ１０１及び２０１は、ある程度の複雑さを有し、片持ちで突出するタービンを含む。図３、図３ａ、及び、図３ｂに示すように、本発明の第１実施形態において、ターボポンプ３０１は、燃料推進剤ターボポンプであり、上述した先行技術のターボポンプと同様に、遠心ポンプ３０３を軸流タービン３０４に連結する共通シャフト２０２を含み、シャフト３０２の第１端３０２ａは、ポンプ３０３のロータ３０３ａに固定され、上記の第１端３０２ａの反対側にある、シャフト３０２の第２端３０２ｂは、タービン３０４のロータ３０４ａに固定される。
【００３０】
遠心ポンプ３０３は、軸線方向吸気流路３０３ｂ、ボリュート３０３ｃ、及び、排気管３０３ｄも有し、タービン３０４は、半径方向吸気ダクト３０４ｂ、吸気トーラス３０４ｃ、ノズル３０４ｄ、及び、軸線方向排気ダクト３０４ｅを有する。ポンプ３０３及びタービン３０４は、先行技術のターボポンプ１０１及び２０１のポンプ及びタービンと同じように作動し、シャフト３０２は、同様に、第１軸受３０５及び第２軸受３０６により支持される。加圧下の液体推進剤の微小流３０８も、排気管３０３ｄから取得され、ポンプ３０３の横の第１軸受３０５を潤滑するようにケーシング３０７内に再注入される。その軸受は、同様に転がり軸受である。次いで、この流体は、ポンプ３０３のロータ３０３ａの後面に形成されたブレードを有するバックポンプ３１５によりボリュート３０３ｃに排出される。
【００３１】
しかしながら、本発明の第１実施形態を構成するこのターボポンプ３０１において、タービン３０４に近接するシャフト３０２の第２端３０２ｂを支持する第２軸受３０６は、動圧軸受であり、その中で、吸気トーラス３０４ｃから取得されたタービン３０４に向かう推進剤ガスの薄流が、対向する固体表面間の直接接触を防止する。タービン端３０４で半径方向にシャフト３０２を支持する動圧軸受を使用することにより、第２軸受３０６とタービン３０４との間の動的シーリングガスケットを省略することができる。また、その半径方向の大きさが小さいので、軸受３０６をタービンロータ３０４ａのより近くに組み込めるようになり、軸受３０６に対するロータ３０４ａの片持ち部を最小化し又はそれどころか完全に除去する。さらに、この半径方向の大きさが小さいので、シャフトを軸受３０６と整合する大きい直径にすることができ、これはシャフト３０２の動的挙動にとって最も好適である。
【００３２】
示した実施形態では、動圧軸受３０６のためのガスは、吸気トーラス３０４ｃから取得されるが、別の実施形態では他の場所、例えば、タービン推進ガスの温度が高すぎる場合には、推進チャンバの再生器回路の出口から取得してもよい。
【００３３】
ターボポンプ３０１の運転中、動圧軸受３０６のガスを転がり軸受３０５の液体から分離するために、このターボポンプ３０１は、転がり軸受３０５と動圧軸受３０６との間のシャフト３０２の周囲に、軸線方向排気ダクト３０４ｅに通じる抽気点を有する動的シーリングガスケット３１１を備える。しかしながら、このターボポンプ３０１は、ターボポンプ３０１が停止している時、２つの軸受３０５及び３０６の間に追加のシールを提供するように、第１軸受３０５の横に表面接触シール装置を備える。このシーリング装置の動作を、図３ａ及び図３ｂに詳細に示す。
【００３４】
図３ａにおいて、シーリング装置は、ターボポンプ３０１が停止している間、その静止位置にあることが分かる。弾性要素３１６、具体的には、軸受３０５のアウターレースとターボポンプ３０１のケーシング３０７に固定されたステータ３０７ａとの間に配置されたばね座金は、軸受３０５をシャフト３０２と共にタービン３０４に向かってこの静止位置に押し付け、そこで、軸線方向にシャフト３０２に固定された要素は、ターボポンプ３０１のケーシング３０７に固定されたステータ３０７ｂの対向する面に対して当接する状態になり、それにより、第１軸受３０５と動的シーリングガスケット３１１との間のシャフト３０２の周囲のシール３１７を閉じる。
【００３５】
かくして、この静的シーリング装置により、静止時に軸受３０５を冷却することが容易になり、且つ、軸受３０５をタービン３０４に対する著しいリーク無しに極低温液体中に浸漬することができる。しかしながら、ターボポンプ３０１が運転を開始すると、ポンプ３０３により軸線方向吸気流路３０３ｂに及ぼされた吸引力は、ポンプ３０３に向かい且つ弾性要素３１６に逆らって、軸線方向の牽引力をロータ３０３ａを介してシャフト３０２に及ぼし、それにより静的シール３１７を開放し、そしてポンプ３０３に向けてケーシング３０７に固定されたステータ３０７ａに対して当接する状態になる。軸受３０５のアウターレースに固定された要素が、ケーシング３０７に固定されポンプ３０３に向かうステータ３０７ａに対して当接する状態にあるこの稼働位置を、図３ｂに示す。かくして、静的シール３１７は、ターボポンプ３０１が正常回転中には開放しているので、著しい摩擦を生じない。
【００３６】
本発明の第２実施形態では、図４、図４ａ、及び図４ｂに示すように、ターボポンプ４０１は、酸化剤推進剤ターボポンプである。上述したターボポンプのように、それは同様に、遠心ポンプ４０３を軸流タービン４０４に連結する共通シャフト４０２を有し、シャフト４０２の第１端４０２ａは、ポンプ４０３のロータ４０３ａに固定され、上記第１端４０２ａの反対側にある、シャフト４０２の第２端４０２ｂは、タービン４０４のロータ４０４ａに固定される。
【００３７】
また、遠心ポンプ４０３は、軸線方向吸気流路４０３ｂ、ボリュート４０３ｃ、及び、排気管４０３ｄを有し、タービン４０４は、半径方向吸気ダクト４０４ｂ、吸気トーラス４０４ｃ、ノズル４０４ｄ、及び、軸線方向排気ダクト４０４ｅを有している。ポンプ４０３及びタービン４０４は、上述したターボポンプのポンプ及びタービンと同じように作動し、シャフト４０２は第１軸受４０５及び第２軸受４０６により同様に支持される。加圧下の液体推進剤の微小流４０８も、排気管４０３ｄから取得され、同様に転がり軸受であるポンプ４０３の横の第１軸受４０５を潤滑するために、ケーシング４０７に再注入される。軸受４０５を潤滑するこの流体も、ポンプ４０３のロータ４０３ａの後面に形成されたブレードを有するバックポンプ４１５によりそこからボリュート４０３ｃに排出される。
【００３８】
第１実施形態におけるように、タービン４０４の横でシャフト４０２の第２端４０２ａを支持する第２軸受４０６は、動圧軸受であり、その中で、吸気トーラス４０４ｃから取得されたタービン４０４を推進するガスの薄流が、対向する固体表面間の直接接触を防止する。あるいは、タービン推進ガスの温度が高すぎる場合、このガスを、他の場所、例えば推進チャンバの再生回路からの出口で取得することができる。
【００３９】
この第２実施形態で動圧軸受を使用することは、第１実施形態におけるのと同じ利点を有する。しかしながら、図２に示した従来技術のターボポンプ２０１におけるように、この酸化剤ターボポンプでは、動圧軸受４０６の燃料ガスとポンプ４０３により圧送される酸化剤流体との間に非常に良好なシーリングを提供することが重要である。この目的のために、このターボポンプ４０１は、転がり軸受４０５と動圧軸受４０６との間に、第１にシャフト４０２の周囲のさらなる動的シーリングガスケット４１１と、例えばヘリウムのような不活性流体を注入するための注入点４１２と、注入点４１２の両側の酸化剤流体と燃料流体とをそれぞれ抜き取るための抽気点４１３、４１４とを有している。これは、酸化剤流体と燃料ガスとの間に流体バリアを作り出すのに役立つ。
【００４０】
第１実施形態におけるように、このターボポンプ４０１も、第１軸受４０５の横に表面接触シール装置を備え、この表面接触シール装置は、ターボポンプ４０１が停止している時に、２つの軸受４０５及び４０６の間に追加のシールを提供する。このシーリング装置の動作は図４ａ及び図４ｂに詳細に示され、第１実施形態の動作に類似しており、弾性要素４１６は、図４ａに示すように、軸受４０５と動的シーリングガスケット４１１との間のシャフト４０２の周囲のシール４１７を閉じるように、タービン４０４に向けて軸受４０５及びシャフト４０２を静止位置に押し付ける。また、図４ｂに示す稼働位置では、ポンプ４０３により軸線方向吸気流路４０３ｂで生成された吸引力は、牽引力をポンプロータ４０３ａ及びシャフト４０２に及ぼし、それにより、シール４１７を開放するように、シャフト４０２及び軸受４０５をポンプ４０３に向かって移動させる。
【００４１】
特に、ターボポンプ３０１及び４０１は、推進剤、より具体的には、極低温液体燃料及び極低温液体酸化剤をロケットエンジンの推進チャンバ（図示せず）に供給するために使用することができる。特に、それらは、低推力ロケットエンジンへの供給に適している。
【００４２】
本発明は、特定の実施形態を参照して上述したが、特許請求の範囲によって定義される本発明の一般的な範囲を逸脱することなく、様々な修正及び変更をこれらの実施形態で実施してもよいことは明らかである。したがって、明細書及び図面は、ある意味で限定的ではなく例示的であると考えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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