(57)【要約】【課題】ラムジェットエンジンの再生冷却器の燃料流路への皮膜の形成の確実性を向上する。【解決手段】再生冷却器（２）は、液体燃料が供給される燃料流路（１１）が内部に形成された流路形成構造体（１０）を具備する。燃料流路（１１）には、燃料流路（１１）の壁面を少なくとも部分的に被覆する皮膜（１２、１２Ａ）が形成されている。該皮膜（１２、１２Ａ）が、燃料流路（１１）の壁面（１１ａ）に固着された金属粒子（１３）と、被覆材（１４、１７）とを含んでいる。【選択図】図３
2018178809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラムジェットエンジンに用いられる再生冷却器であって、
液体燃料が供給される燃料流路が内部に形成された流路形成構造体
を具備し、
前記燃料流路には、前記燃料流路の壁面を少なくとも部分的に被覆する皮膜が形成され、
前記皮膜が、
前記燃料流路の前記壁面に固着された金属粒子と、
被覆材
とを含む
再生冷却器。
【請求項２】
請求項１に記載の再生冷却器であって、
前記被覆材は、前記流路形成構造体の材料と比較して、前記液体燃料の熱分解反応を抑制する材料を含んでいる
再生冷却器。
【請求項３】
請求項１に記載の再生冷却器であって、
前記被覆材は、シリカ、アルミナ及びジルコニアのうちの少なくとも一の材料を含む
再生冷却器。
【請求項４】
請求項１に記載の再生冷却器であって、
前記被覆材は、前記液体燃料の熱分解反応を促進する触媒を含んでいる
再生冷却器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の再生冷却器であって、
前記金属粒子が、前記流路形成構造体と同一の材料で形成されている
再生冷却器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の再生冷却器であって、
前記被覆材が、前記燃料流路の前記壁面と前記壁面に固着された前記金属粒子とを、少なくとも部分的に被覆する被覆材膜として形成されている
再生冷却器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の再生冷却器であって、
前記被覆材が、被覆材粒子として形成されている
再生冷却器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の再生冷却器を具備する
ラムジェットエンジン。
【請求項９】
ラムジェットエンジンの再生冷却器を製造するための製造方法であって、
第１金属板を用意する工程と、
基部と前記基部に接続する複数の壁部とを備え、前記複数の壁部の隣接する２つの間に溝が形成された第２金属板とを用意する工程と、
金属粒子を前記溝に入れた状態で、前記第１金属板を前記第２金属板の前記壁部に溶接して前記溝を前記第１金属板によって閉塞する工程と、
前記溶接する工程により前記溝が前記第１金属板によって閉塞されることで形成された燃料流路の壁面と、前記溶接する工程において前記壁面に固着した前記金属粒子とを、少なくとも部分的に被覆する被覆材膜を被覆材で形成する工程
とを具備する
再生冷却器の製造方法。
【請求項１０】
ラムジェットエンジンの再生冷却器を製造するための製造方法であって、
第１金属板を用意する工程と、
基部と前記基部に接続する複数の壁部とを備え、前記壁部の間に溝が形成された第２金属板とを用意する工程と、
金属粒子と、被覆材で形成された被覆材粒子と、バインダとを前記溝に入れた状態で、前記第１金属板を前記第２金属板の前記壁部に溶接して前記溝を前記第１金属板によって閉塞する工程と、
前記金属粒子と前記被覆材粒子のうち、前記溝が前記第１金属板によって閉塞されることで形成された燃料流路の壁面に固着されなかったものを除去する工程
とを具備する
再生冷却器の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の再生冷却器の製造方法であって、
前記被覆材は、前記第１金属板及び前記第２金属板の材料と比較して、液体燃料の熱分解反応を抑制する材料を含んでいる
再生冷却器の製造方法。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の再生冷却器の製造方法であって、
前記被覆材は、シリカ、アルミナ及びジルコニアのうちの少なくとも一の材料を含む
再生冷却器の製造方法。
【請求項１３】
請求項９又は１０に記載の再生冷却器の製造方法であって、
前記被覆材は、液体燃料の熱分解反応を促進する触媒を含んでいる
再生冷却器の製造方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれかに記載の再生冷却器の製造方法であって、
前記金属粒子が、前記第１金属板及び前記第２金属板と同一の材料で形成されている
再生冷却器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラムジェットエンジンの再生冷却器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラムジェットエンジン（例えば、スクラムジェットエンジン）には、液体燃料によって燃焼室の壁面を冷却すると共に、燃焼室からの熱によって該液体燃料を加熱して気化燃料を生成する再生冷却器が設けられることがある。再生冷却器には液体燃料が供給される燃料流路が形成される。その燃料流路に流される液体燃料と燃焼室を流れる燃焼ガスの間で熱交換が行われ、これにより、燃焼室の壁面が冷却されると共に、液体燃料から気化燃料が生成される。再生冷却器は、燃焼室の壁面の冷却と気化燃料の生成とをコンパクトな構造体で実現できる利点がある。
【０００３】
再生冷却器においては、液体燃料に含まれる高炭素数の炭化水素が低炭素数の炭化水素に分解される熱分解反応が発生する。意図的に熱分解反応を進行させる場合、このような熱分解反応は、燃料改質と呼ばれることもある。燃料改質を行う場合、再生冷却器は、液体燃料又は気化した燃料に触媒を接触させることで熱分解反応を促進するように構成されることがある。このような構成の再生冷却器は、例えば、特開２０１６−０７９８６２号公報に開示されている。
【０００４】
発明者は、再生冷却器における熱分解反応を、燃料流路に皮膜（coating）を形成することで制御することを検討している。熱分解反応の進行の望ましい程度は、ラムジェットエンジンの用途によって異なる。
【０００５】
例えば、ラムジェットエンジンの用途によっては、熱分解反応の進行を抑制することが望ましい場合がある。一方で、再生冷却器は、しばしば、高温に耐えられる金属、例えば、Ｎｉ基合金で形成され、このような金属は、触媒ほどではないものの、一定程度、熱分解反応を促進する作用がある。従って、熱分解反応を抑制しようとする場合、熱分解反応を抑制する皮膜を燃料流路に形成することが好ましい。
【０００６】
その一方で、ラムジェットエンジンの用途によっては、熱分解反応を促進することが望ましい場合もある。このような場合、熱分解反応を促進する触媒を含んだ皮膜を燃料流路に形成することが好ましい。触媒を含んだ皮膜を燃料流路に形成する構造は、例えば、特開２０１４−１４５３２８号公報に開示されている。
【０００７】
一つの問題は、再生冷却器の燃料流路への皮膜の形成の困難性である。再生冷却器は、しばしば、皮膜の付着性に乏しい金属材料で形成される。このような場合、皮膜の剥がれが発生し得る。皮膜の剥がれは、燃料流路を詰まらせる原因となり得るため、好ましくない。
【０００８】
したがって、再生冷却器の燃料流路への皮膜の形成の確実性を向上することには、技術的なニーズが存在する。
【０００９】
なお、特開２０１１−１５２５２７号公報は、（白金族金属の触媒を含む）金属触媒を担持する触媒担体の構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−０７９８６２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４５３２８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５２５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、ラムジェットエンジンの再生冷却器の燃料流路への皮膜の形成の確実性を向上することにある。本発明の他の目的及び新規な特徴は、以下の開示から当業者には理解されよう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を付しながら、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係の一例を示すために付加されたものである。
【００１３】
本発明の一の観点では、ラムジェットエンジン（１００）に用いられる再生冷却器（２）が提供される。当該再生冷却器（２）は、液体燃料が供給される燃料流路（１１）が内部に形成された流路形成構造体（１０）を具備する。燃料流路（１１）には、燃料流路（１１）の壁面を少なくとも部分的に被覆する皮膜（１２、１２Ａ）が形成されている。該皮膜（１２、１２Ａ）が、燃料流路（１１）の壁面（１１ａ）に固着された金属粒子（１３）と、被覆材（１４、１７）とを含んでいる。
【００１４】
一実施形態では、被覆材（１４、１７）は、流路形成構造体（１０）の材料と比較して、液体燃料の熱分解反応を抑制する材料を含んでいる。例えば、被覆材（１４、１７）は、シリカ、アルミナ及びジルコニアのうちの少なくとも一の材料を含むことが好ましい。
【００１５】
他の実施形態では、被覆材（１４、１７）は、液体燃料の熱分解反応を促進する触媒を含んでいてもよい。
【００１６】
一実施形態では、金属粒子（１３）が、流路形成構造体（１０）と同一の材料で形成されていることが好ましい。
【００１７】
一実施形態では、被覆材が、燃料流路（１１）の壁面（１１ａ）と壁面（１１ａ）に固着された金属粒子（１３）とを、少なくとも部分的に被覆する被覆材膜（１４）として形成されている。
【００１８】
他の実施形態では、被覆材が、被覆材粒子（１７）として形成されていてもよい。
【００１９】
本発明の他の観点では、ラムジェットエンジン（１００）の再生冷却器（２）を製造するための製造方法が提供される。当該製造方法は、第１金属板（１５）を用意する工程と、基部（１６ｂ）と基部（１６ｂ）に接続する複数の壁部（１６ｃ）とを備え、複数の壁部（１６ｃ）の隣接する２つの間に溝（１６ａ）が形成された第２金属板（１６）とを用意する工程と、金属粒子（１３）を溝（１６ａ）に入れた状態で、第１金属板（１５）を第２金属板（１６）の壁部（１６ｃ）に溶接して溝（１６ａ）を第１金属板（１５）によって閉塞する工程と、溶接する工程により溝（１６ａ）が第１金属板（１５）によって閉塞されることで形成された燃料流路（１１）の壁面（１１ａ）と、溶接する工程において壁面（１１ａ）に固着した金属粒子（１３）とを、少なくとも部分的に被覆する被覆材膜（１４）を被覆材で形成する工程とを具備する。
【００２０】
本発明の他の観点では、ラムジェットエンジン（１００）の再生冷却器（２）を製造するための製造方法が、第１金属板（１５）を用意する工程と、基部（１６ｂ）と基部（１６ｂ）に接続する複数の壁部（１６ｃ）とを備え、壁部（１６ｃ）の間に溝（１６ａ）が形成された第２金属板（１６）とを用意する工程と、金属粒子（１３）と、被覆材で形成された被覆材粒子（１７）と、バインダとを溝（１６ａ）に入れた状態で、第１金属板（１５）を第２金属板（１６）の壁部（１６ｃ）に溶接して溝（１６ａ）を第１金属板（１５）によって閉塞する工程と、金属粒子（１３）と被覆材粒子（１７）のうち、溝（１６ａ）が第１金属板（１５）によって閉塞されることで形成された燃料流路（１１）の壁面（１１ａ）に固着されなかったものを除去する工程とを具備する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ラムジェットエンジンの再生冷却器の燃料流路への皮膜の形成の確実性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】再生冷却器を含むラムジェットエンジンの構成を示すブロック図である。
【図２】再生冷却器の概略斜視図である。
【図３】第１の実施形態の再生冷却器の構造を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の再生冷却器の製造プロセスを示す断面図である。
【図５】第２の実施形態の再生冷却器の構造を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態の再生冷却器の製造プロセスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の理解を容易にするために、図面に図示されている構成要素の寸法の比率が、実際の寸法の比率と相違していることがあることに留意されたい。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の再生冷却器を含むラムジェットエンジンの構成を示すブロック図である。図１においては、ラムジェットエンジン全体が符号１００で参照されている。なお、以下の説明においては、方向を示すために、ＸＹＺ直交座標系が導入される。
【００２５】
ラムジェットエンジン１００は、燃料タンク１と、再生冷却器２と、燃焼室形成部材３（例えば、カウル）と、燃料噴射器４とを備えている。再生冷却器２は、燃焼室形成部材３に対向する壁面２ａを備えており、再生冷却器２の壁面２ａと燃焼室形成部材３の間に燃焼室５が形成されている。燃焼室５には、上流から圧縮空気が送られてくる。
【００２６】
燃料タンク１は、高炭素数の炭化水素を主成分として含む液体燃料（例えば、ＪｅｔＡ−１燃料のようなジェット燃料、炭素数１０以上１５以下のケロシン、ドデセン、または、これらの組み合わせを含む液体燃料）を貯留する。液体燃料は、第１配管６を介して再生冷却器２に供給される。第１配管６は、燃料タンク１の燃料排出口と、再生冷却器２の燃料流入口２ｂとを接続している。
【００２７】
再生冷却器２は、供給された液体燃料を燃焼室５からの熱で加熱して気化燃料を生成すると共に、液体燃料によって燃焼室５に面する壁面２ａを冷却する。再生冷却器２は、液体燃料を熱分解して燃料改質を行うように構成されてもよい。再生冷却器２によって生成された燃料ガスは、燃料流出口２ｃから排出され、第２配管７を介して燃料噴射器４に供給される。
【００２８】
燃料噴射器４は、燃焼室形成部材３に設けられており、燃料ガスを燃焼室５に導入された圧縮空気の流れに噴射する。これにより、混合気が形成され、その混合気が燃焼室５の内部で燃焼される。混合気が燃焼室５で燃焼することにより、燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、燃焼室５において下流方向に流れて燃焼室５から排出される。図１においては、燃焼ガスの流れが矢印８で図示されている。図１の構成においては、燃焼ガスが流れる方向は、＋Ｘ方向である。
【００２９】
図２は、再生冷却器２の概略斜視図である。再生冷却器２は、燃料流路１１が形成された流路形成構造体１０を備えている。燃料流路１１は、燃料流入口２ｂから燃料流出口２ｃに連通するように形成されている。図２の例では、流路形成構造体１０に４つの燃料流路１１が設けられているが、燃料流路１１の数は任意である。燃料流路１１は、＋Ｙ方向に並んで形成されており、燃料流路１１のそれぞれは、＋Ｘ方向に延伸するように形成されている。
【００３０】
図３は、図１のＡ−Ａ断面における、第１の実施形態の再生冷却器２の構造を示す断面図である。本実施形態の再生冷却器２では、燃料流路１１の壁面１１ａに、壁面１１ａを少なくとも部分的に被覆する皮膜１２が形成されている。皮膜１２は、金属粒子１３と被覆材膜１４とを含んでいる。金属粒子１３は、燃料流路１１の壁面１１ａに固着されている。一実施形態では、金属粒子１３は、流路形成構造体１０と同一の材料で形成される。例えば、流路形成構造体１０がＮｉ基合金で形成される場合、金属粒子１３も該Ｎｉ基合金で形成されてもよい。金属粒子１３が流路形成構造体１０と同一の材料で形成されることは、金属粒子１３の壁面１１ａへの固着の確実性を向上させるために好適である。
【００３１】
更に、被覆材膜１４が、金属粒子１３と壁面１１ａとを、少なくとも部分的に被覆するように形成されている。被覆材膜１４は、燃料流路１１における熱分解反応の進行を制御するために用いられる。
【００３２】
このような構造では、皮膜１２が金属粒子１３を含んでいることにより、燃料流路１１の壁面１１ａへの皮膜１２の付着性が向上され、皮膜１２の形成の確実性を向上することができる。なお、図１には、被覆材膜１４が金属粒子１３と壁面１１ａとを全面的に被覆する構造が図示されているが、被覆材膜１４は、金属粒子１３と壁面１１ａとを部分的に被覆するように構成されてもよい。このような構造においても、熱分解反応の進行を制御可能である。
【００３３】
被覆材膜１４としては、液体燃料の熱分解反応の進行を制御する材料が使用される。例えば、熱分解反応の進行を抑制する場合には、被覆材膜１４が、流路形成構造体１０が形成される材料と比較して、熱分解反応の進行を抑制する材料を含む、又は、熱分解反応の進行を抑制する材料で形成されることが望ましい。このような材料としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）及び酸素吸蔵放出能（ＯＳＣ：oxygen storage capacity）を有する酸化物が挙げられる。熱分解反応の進行を抑制するためには、被覆材膜１４は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）のうちの少なくとも一を含んでいることが望ましく、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）のうちから選択された少なくとも一の材料で形成されていることがより望ましい。
【００３４】
一方、熱分解反応の進行を促進する場合（即ち、燃料改質を積極的に行う場合）には、被覆材膜１４が触媒を含んでいることが望ましい。触媒としては、例えば、Ｈ−ＺＳＭ−５のようなゼオライト系触媒、プラチナ触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒のようなＰＧＭ（Platinum Group Metal）触媒、表面積が大きい酸化物系触媒が使用され得る。特に、被覆材膜１４が、酸素吸蔵放出能（ＯＳＣ：oxygen storage capacity）を有する触媒を含んでいると、コーキングを抑制することができる。酸素吸蔵放出能を有する触媒としては、例えば、酸化セリウム系化合物、酸化プラセオジム系化合物、ランタノイドオキシ硫酸塩が挙げられる。
【００３５】
続いて、本実施形態の再生冷却器２の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態における本実施形態の再生冷却器２の製造プロセスを示す断面図である。
【００３６】
まず、金属板１５と、複数の溝１６ａが形成された金属板１６とが用意される（ステップＳ１）。金属板１５、１６は、後の工程によって上述の流路形成構造体１０に形成される部材であり、例えば、Ｎｉ基合金で形成される。金属板１６は、基部１６ｂと、基部１６ｂに接合された壁部１６ｃとを有している。溝１６ａは、隣接する壁部１６ｃの間に形成されている。
【００３７】
続いて、溝１６ａに金属粒子１３を入れた状態で、金属板１５が、金属板１６の壁部１６ｃに溶接される（ステップＳ２）。金属板１５の金属板１６への溶接は、例えば、電子ビーム溶接（ＥＢＷ：Electron Beam Welding）によって行われる。金属板１５が金属板１６の壁部１６ｃに溶接されることで、溝１６ａが金属板１５によって閉塞される。これにより、内部に燃料流路１１が形成された流路形成構造体１０が形成される。
【００３８】
金属板１５が金属板１６に溶接されるとき、溶接における入熱により、金属板１５、１６の温度が上昇し、溝１６ａの内部に位置する金属粒子１３の少なくとも一部が金属板１５、１６に固着する。金属粒子１３と金属板１５、１６とがいずれもＮｉ基合金で形成されている場合、約１０００℃で金属粒子１３が金属板１５、１６に固着するが、この温度は、溶接による入熱によって実現可能である。金属粒子１３のうち金属板１５、１６に固着されなかったものは除去される（ステップＳ３）。このような工程により、金属粒子１３が燃料流路１１の壁面１１ａに固着された流路形成構造体１０が形成される。
【００３９】
なお、ステップＳ２の溶接においては、溝１６ａが金属粒子１３によって完全に充填されている必要は無く、溝１６ａの一部のみを占めるように金属粒子１３が溝１６ａに入れられてもよい。
【００４０】
更に、燃料流路１１の壁面１１ａと金属粒子１３とを少なくとも部分的に被覆する被覆材膜１４が形成され、これにより、壁面１１ａを、皮膜１２で被覆する構造が形成される（ステップＳ４）。被覆材膜１４の形成は、例えば、被覆材膜１４の原料を含むスラリーを燃料流路１１に流通させてスラリーを壁面１１ａに塗布し、その後、焼結することで行ってもよい。以上で、本実施形態の再生冷却器２の製造プロセスが完了する。
【００４１】
上述のように、被覆材膜１４としては、様々な材料が使用され得る。例えば、熱分解反応の進行を抑制する場合には、被覆材膜１４が、流路形成構造体１０が形成される材料と比較して、熱分解反応の進行を抑制する材料を含む、又は、熱分解反応の進行を抑制する材料で形成されることが望ましい。一方、熱分解反応の進行を促進する場合（即ち、燃料改質を積極的に行う場合）には、被覆材膜１４が触媒を含んでいることが望ましい。
【００４２】
以上に述べられた第１の実施形態の再生冷却器２の構造及び製造プロセスによれば、皮膜１２が燃料流路１１に固着される金属粒子１３を含んでいるため、熱分解反応の進行を制御する機能を有する皮膜１２の形成の確実性を向上することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態の再生冷却器２の構造を示す断面図である。図５には、図１のＡ−Ａ断面における、第２の実施形態の再生冷却器２の構造が図示されている。
【００４４】
第２の実施形態においては、燃料流路１１の壁面１１ａに、壁面１１ａを少なくとも部分的に被覆する皮膜１２Ａが形成されている。本実施形態では、皮膜１２Ａが、金属粒子１３と被覆材粒子１７とを含んでいる。金属粒子１３と被覆材粒子１７とは、相互に固着され、更に、壁面１１ａに固着されている。
【００４５】
一実施形態では、金属粒子１３は、流路形成構造体１０と同一の材料で形成される。例えば、流路形成構造体１０がＮｉ基合金で形成される場合、金属粒子１３も該Ｎｉ基合金で形成されてもよい。金属粒子１３が流路形成構造体１０と同一の材料で形成されることは、金属粒子１３の壁面１１ａへの固着の確実性を向上させるために好適である。
【００４６】
被覆材粒子１７は、液体燃料の熱分解反応の進行を制御する材料で形成される。例えば、熱分解反応の進行を抑制する場合には、被覆材粒子１７が、流路形成構造体１０が形成される材料と比較して、熱分解反応の進行を抑制する材料を含む、又は、熱分解反応の進行を抑制する材料で形成されることが望ましい。このような材料としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）及び酸素吸蔵放出能（ＯＳＣ：oxygen storage capacity）を有する酸化物が挙げられる。熱分解反応の進行を抑制するためには、被覆材膜１４は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）のうちの少なくとも一を含んでいることが望ましく、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）のうちから選択された少なくとも一の材料で形成されていることがより望ましい。
【００４７】
一方、熱分解反応の進行を促進する場合（即ち、燃料改質を積極的に行う場合）には、被覆材粒子１７が触媒を含んでいることが望ましい。触媒としては、例えば、Ｈ−ＺＳＭ−５のようなゼオライト系触媒、プラチナ触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒のようなＰＧＭ（Platinum Group Metal）触媒、表面積が大きい酸化物系触媒が使用され得る。特に、被覆材膜１４が、酸素吸蔵放出能（ＯＳＣ：oxygen storage capacity）を有する触媒を含んでいると、コーキングを抑制することができる。酸素吸蔵放出能を有する触媒としては、例えば、酸化セリウム系化合物、酸化プラセオジム系化合物、ランタノイドオキシ硫酸塩が挙げられる。
【００４８】
続いて、第２の実施形態の再生冷却器２の製造方法について説明する。図６は、第２の実施形態における本実施形態の再生冷却器２の製造プロセスを示す断面図である。
【００４９】
まず、第１の実施形態と同様に、金属板１５と、複数の溝１６ａが形成された金属板１６とが用意される（ステップＳ１１）。金属板１５、１６は、後の工程によって上述の流路形成構造体１０に形成される部材であり、例えば、Ｎｉ基合金で形成される。金属板１６は、基部１６ｂと、基部１６ｂに接合された壁部１６ｃとを有している。溝１６ａは、隣接する壁部１６ｃの間に形成されている。
【００５０】
続いて、溝１６ａに金属粒子１３と被覆材粒子１７とバインダとを入れた状態で、金属板１５が、金属板１６の壁部１６ｃに溶接される（ステップＳ１２）。金属板１５の金属板１６への溶接は、例えば、電子ビーム溶接（ＥＢＷ：Electron Beam Welding）によって行われる。金属板１５が金属板１６の壁部１６ｃに溶接されることで、溝１６ａが金属板１５によって閉塞される。これにより、内部に燃料流路１１が形成された流路形成構造体１０が形成される。
【００５１】
金属板１５が金属板１６に溶接されるとき、溶接における入熱により、金属板１５、１６の温度が上昇し、溝１６ａの内部に位置する金属粒子１３の少なくとも一部が金属板１５、１６に固着する。金属粒子１３と金属板１５、１６とがいずれもＮｉ基合金で形成されている場合、約１０００℃で金属粒子１３が金属板１５、１６に固着するが、この温度は、溶接による入熱によって実現可能である。
【００５２】
バインダは、被覆材粒子１７を、燃料流路１１の壁面１１ａに固着させるために用いられる。バインダとしては、金属水酸化物、例えば、水酸化ジルコニウムや水酸化アルミニウムの粉末が用いられる。金属水酸化物で形成されたバインダは、溶接による入熱によって分解して酸化物になる。これにより、被覆材粒子１７を、燃料流路１１の壁面１１ａに確実に固着することができる。なお、被覆材粒子１７には、燃料流路１１の壁面１１ａに直接的に固着されるものと、金属粒子１３や他の被覆材粒子１７を介して間接的に壁面１１ａに直接的に固着されるものとがある。
【００５３】
また、ステップＳ１２の溶接においては、溝１６ａが金属粒子１３、被覆材粒子１７及びバインダによって完全に充填されている必要は無く、溝１６ａの一部のみを占めるように金属粒子１３、被覆材粒子１７及びバインダが溝１６ａに入れられてもよい。
【００５４】
金属粒子１３と被覆材粒子１７のうち金属板１５、１６に固着されなかったものは除去される（ステップＳ１３）。このような工程により、金属粒子１３と被覆材粒子１７とを含む皮膜１２Ａが、燃料流路１１の壁面１１ａを少なくとも部分的に被覆するように形成される。
【００５５】
本実施形態の再生冷却器２の構造及び製造プロセスによれば、皮膜１２Ａが、被覆材粒子１７に加え、燃料流路１１に固着される金属粒子１３を含んでいるため、熱分解反応の進行を制御する機能を有する皮膜１２Ａの形成の確実性を向上することができる。
【００５６】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。本発明が種々の変更と共に実施され得ることは、当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００５７】
１００  ：ラムジェットエンジン
１      ：燃料タンク
２      ：再生冷却器
２ａ    ：壁面
２ｂ    ：燃料流入口
２ｃ    ：燃料流出口
３      ：燃焼室形成部材
４      ：燃料噴射器
５      ：燃焼室
６      ：第１配管
７      ：第２配管
８      ：矢印
１０    ：流路形成構造体
１１    ：燃料流路
１１ａ  ：壁面
１２    ：皮膜
１２Ａ  ：皮膜
１３    ：金属粒子
１４    ：被覆材膜
１５    ：金属板
１６    ：金属板
１６ａ  ：溝
１６ｂ  ：基部
１６ｃ  ：壁部
１７    ：被覆材粒子
【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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