(57)【要約】高温のガス流を噴出するロケットエンジンのための燃焼室１であって、該燃焼室１は、冷却媒体を流通させる冷却流路２を備えている。冷却流路２は、略々矩形の横断面形状を有している。冷却流路２の少なくとも一部に、冷却流路２の中を流れる冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害するように複数の凹部６が設けられている。複数の凹部は、削孔部を形成することによって形成され、また、実際に冷却流路を形成する前に、それら複数の凹部が形成される。【選択図】図３
2007506017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温のガス流を噴出するロケットエンジンのための燃焼室（１）であって、該燃焼室（１）は燃焼室壁体（３）を備えており、該燃焼室壁体（３）の内部に、冷却媒体を流通させる冷却流路（２）が設けられており、該冷却流路（３）は、長手方向軸心（７）と、深さ方向（ｔ）と、略々矩形の横断面形状とを有しており、該冷却流路（２）の少なくとも一部に複数の凹部（６）が設けられており、それら複数の凹部（６）によって、前記冷却流路（２）の中を流れる前記冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害するようにした燃焼室において、
前記複数の凹部（６）の各々が、流れ方向に対して横方向で、前記長手方向軸心（７）に対して横方向で、前記冷却流路（２）の深さ方向（ｔ）に、設けられていることを特徴とする燃焼室。
【請求項２】
前記燃焼室壁体（３）が第１層（４）と第２層（５）とを備えていることを特徴とする請求項１記載の燃焼室。
【請求項３】
前記第１層が、燃焼室内部空間に近い側に位置する内層（４）であり、前記第２層が前記燃焼室壁体（３）の外層（５）であり、
前記冷却流路（２）が、前記内層（４）の、前記外層（５）に近い側の部分に設けられている、
ことを特徴とする請求項２記載の燃焼室。
【請求項４】
前記複数の凹部（６）が、前記内層（４）の、前記外層（５）に近い側の部分から、前記内層（４）の中へ向かって延在するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の燃焼室。
【請求項５】
前記複数の凹部（６）が、前記冷却流路（２）の側壁面（１０）に形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼室。
【請求項６】
前記複数の凹部（６）が、両側の前記側壁面（１０）に、前記長手方向軸心（７）に関して対称的に、形成されていることを特徴とする請求項１又は５記載の燃焼室。
【請求項７】
前記複数の凹部（６）が、両側の前記側壁面（１０）に、前記長手方向軸心（７）の方向に互いに位置をずらして、形成されていることを特徴とする請求項１又は５記載の燃焼室。
【請求項８】
前記複数の凹部（６）の横断面形状が、円弧形状に形成されており、該円弧形状の半径（ｒ）が、該凹部（６）の深さ寸法（ｔv）より大きいかまたはそれと等しいことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の燃焼室。
【請求項９】
前記冷却流路（２）の前記側壁面（１０）が、前記第１層（４）から前記第２層（５）まで延展しており、前記凹部（６）の深さ寸法（ｔv）が、最大寸法の場合でも、前記冷却流路（２）の深さ寸法（ｔ）により定まる前記側壁面（１０）の高さ寸法と同じ寸法であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の燃焼室。
【請求項１０】
前記冷却流路（２）における前記複数の凹部（６）の形成密度が、前記長手方向軸心（７）に沿って変化していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の燃焼室。
【請求項１１】
前記燃焼室（１）が、第１端部に燃料噴射ヘッド（１２）を備え、該第１端部と反対側の端部にガス流の噴出口としての燃焼室スロート部（１３）を備えており、前記燃焼室スロート部（１３）の上流側領域における前記複数の凹部（６）の形成密度が低密度とされていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の燃焼室。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１項記載の燃焼室（１）の製造方法であって、略々矩形の横断面形状を有する前記冷却流路（２）を前記燃焼室壁体（３）の内部に形成する工程を含む製造方法において、
前記冷却流路（２）を形成するのに先立ち、前記燃焼室壁体（３）の内部に前記複数の凹部（６）を設けるために、前記長手方向軸心（７）に沿って、前記長手方向軸心（７）の近傍領域に、流れ方向に対して横方向で前記長手方向軸心（７）に対して横方向に延在する複数の削孔部またはフライス切削部を形成する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
前記燃焼室壁体（３）を第１層（４）と第２層（５）とで形成し、その際に、先ず前記第１層（４）を作製し、次に、該第１層（４）に前記冷却流路（２）及び前記凹部（６）を形成し、次に、前記第２層（５）を作製することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記冷却流路（２）の形成を、フライス工具を用いて前記長手方向軸心（７）に沿って行い、それによって、形成される両側の側壁面（１０）が、前記長手方向軸心（７）に沿って該長手方向軸心（７）から等距離に位置するようにすることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記凹部（６）を設けるために、削孔を行う際にドリル刃またはフライス工具の削孔軸心（１４）を前記冷却流路（２）の前記長手方向軸心（７）上に合わせることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記ドリル刃または前記フライス工具の直径（２ｒ）を、前記冷却流路（２）の幅寸法（ｂ）より大きな寸法に選択することを特徴とする請求項１２乃至１５の何れか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記凹部（６）の削孔を行う際にドリル刃またはフライス工具の削孔軸心を前記長手方向軸心（７）から横方向に変位量（ｄ）だけ変位させた位置に合わせることを特徴とする請求項１２又は１４記載の方法。
【請求項１８】
前記ドリル刃または前記フライス工具の半径（ｒ）を、前記長手方向軸心（７）と一方の側壁面（１０）との間の離隔量に前記変位量（ｄ）を加えた和より小さな寸法に選択することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記長手方向軸心（７）の一方の側の前記側壁面に対して、前記長手方向軸心（７）に沿って第１の複数回の削孔を行った後に、前記ドリル刃または前記フライス工具の削孔軸心（１４）を前記長手方向軸心（７）の他方の側へ位置換えして、第２の複数回の削孔を実行することを特徴とする請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
前記長手方向軸心（７）に沿って複数回の削孔を実行し、その際に、使用する前記ドリル刃または前記フライス工具の直径を、それら複数回の削孔の間で異ならせることを特徴とする請求項１２乃至１９の何れか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記削孔部の深さ寸法（ｔv）を、前記冷却流路（２）の深さ寸法（ｔ）により定まる前記側壁面（１０）の高さ寸法より小さいかまたはそれと等しい寸法に選択することを特徴とする請求項１２乃至２０の何れか１項記載の方法。
【請求項２２】
単位長さ当たりの前記削孔部の形成個数を、前記長手方向軸心（７）に沿って上流側ほど多くすることを特徴とする請求項１２乃至２１の何れか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却媒体を流通させる冷却流路を備えた、高温のガス流を噴出するロケットエンジンのための燃焼室に関する。本発明は更に、かかる燃焼室の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、燃焼室壁体には、高温の燃焼ガスに曝される燃焼室壁体の温度を、燃焼室が十分な動作寿命を持ち得るような低い温度に維持することを目的として、冷却流路が設けられる。この目的を達成するための様々な公知の技法が存在している。
【０００３】
ドイツ特許出願公開第ＤＥ  １００  ５４  ３３３  Ａ１号公報（特許文献１）には、再生冷却型ロケットエンジンのための、冷却構造とその燃焼室側の側面に設けられた内側燃焼室壁体とを備えた燃焼室が開示されている。また、内側燃焼室壁体には複数の凹部が形成されており、それら凹部は、燃焼室の稼働中に内側燃焼室壁体の壁面に沿って形成される安定したガス流を、それら凹部の近傍において不安定化するために形成されている。このようにしているのは、以下の理由によるものである。即ち、内側燃焼室壁体の壁面が滑らかな面であれば、通常、燃焼室内のガス流には境界層が形成される。この境界層は、高温のガス流から内側燃焼室壁体へ流入しようとする熱の流れに抵抗する断熱効果を発揮する。そこで、当該部分に凹部を設けて、この断熱効果を有する境界層の形成を阻害することにより、内側燃焼室壁体への熱の流入量を増大させることができ、ひいては、冷却構造への熱の流入量を増大させることができる。ただし、燃焼室の内側壁面に凹部を形成するためには、多大の製造コストを要する。
【０００４】
また、ドイツ特許出願公開第ＤＥ  １０１  ５６  １２４  Ａ１号公報（特許文献２）には、燃焼室及び膨張ノズルを備えたロケットエンジンが開示されており、このロケットエンジンは、燃焼室及び／または膨張ノズルに、液体冷却のための冷却通路を設けるようにしたものである。そして、冷却媒体に形成される温度境界層（成層）の厚さを薄くするために、冷却流路の少なくとも一部区間の、その少なくとも一部領域を、蛇行形状に屈曲させて形成している。冷却通路を屈曲させると、それによって流れの向きが変えられるため、局所的な曲率半径に応じた大きさの遠心力及びコリオリ力が発生し、そのために、その流れの横断面内に顕著な渦対が形成される。この渦対の形成により、流れの横断面内における対流が発生し、流れが入り交じり、それによって、温度境界層の厚さが薄くなる。ただし、蛇行形状の冷却流路を製作するには、そのための余分な作業が必要であり、コスト増を招くことになる。
【０００５】
更に、国際特許出願公開第ＷＯ  ０２／０５５８６４  Ａ１号公報（特許文献３）には、冷却流路に冷却媒体案内面を設けるということが開示されている。この冷却媒体案内面は、冷却媒体が冷却流路の中を流通する際に、その冷却媒体に回転を付与し、それによって温度境界層の形成を阻害するものである。この案内面を形成するには、先ず、金属薄板に賦形加工を施して、その案内面に対応した形状の中間製造部品を製作し、そしてその中間製造部品に更に加工を施して冷却流路を形成して、それを燃焼室壁体に組込むようにしている。この場合、冷却媒体案内面は、冷却流路の長手方向軸心に対して傾斜した凸条として形成される。ただし、凹溝を形成した案内面とすることも提案されている。その場合にも、その凹溝が冷却流路の長手方向軸心に対して傾斜しているようにして、冷却媒体に所望の回転を付与するようにする。
【０００６】
以上のように、これまで、燃焼室から冷却構造の冷却媒体への熱伝達性能を向上させるために、何らかの構造上の手段を講じて、燃焼室壁体の部分における温度境界層−燃焼室内部の、または冷却構造内部の−の形成を阻害するという試みがなされている。しかしながら、従来から提案されているそれら手段はいずれも、取扱上並びに製造上の数々の問題をかかえている。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第ＤＥ  １００  ５４  ３３３  Ａ１号公報
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第ＤＥ  １０１  ５６  １２４  Ａ１号公報
【特許文献３】国際特許出願公開第ＷＯ  ０２／０５５８６４  Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、簡明な方式によって、冷却構造への熱伝達性能を向上させることができるようにした、ロケットエンジンの燃焼室並びにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載した特徴を備えた燃焼室によって、また、請求項９に記載した特徴を備えた方法によって、解決される。尚、好適な実施の形態はそれら請求項の従属請求項に起因するものである。
【０００９】
ここに開示する、高温のガス流を噴出するロケットエンジンのための燃焼室は、冷却媒体を流通させる冷却流路を備えたものである。本発明によれば、前記冷却流路は、略々矩形の横断面形状を有しており、前記冷却流路の少なくとも一部に、複数の凹部が設けられており、それら複数の凹部は好ましくは側壁面に設けられるものであり、それら複数の凹部によって、前記冷却流路の中を流れる前記冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害するようにしたものである。前記複数の凹部は、流れ方向に対して横方向に設けられており、これによって、温度境界層を確実に不安定化することができるようになっている。
【００１０】
冷却流路を、略々矩形の横断面形状を有するものとしたため、冷却流路を形成する際には、その冷却流路を燃焼室の外側から燃焼室壁体に形成することができ、そのため製造が極めて容易となっている。冷却流路の形成は、例えばフライス工具を用いて行うことができ、これによって、金属薄板の接合加工や折曲加工などの高コストの工程を不要化している。冷却流路の最も好適な形成方法は、冷却流路の幅寸法をフライス工具の幅寸法と同じ寸法にしておくというものであり、そうすれば、一度の切削工程によって冷却流路を最終形状に仕上げることができる。また、冷却流路の少なくとも一部に複数の凹部を形成する工程も、容易に実行することができ、なぜならば、全ての加工作業工程を、そのマシニングセンターで実行することができるからである。
【００１１】
好適な製造方法は、燃焼室壁体に冷却流路を形成するのに先立ち、冷却流路の長手方向軸心の近傍領域に、複数の凹部を削孔部またはフライス切削部として形成し、しかる後にその長手方向軸心に沿って冷却流路を形成するというものである。従って、冷却流路を実際に形成する前に、その冷却流路の長手方向軸心の近傍領域に、複数の削孔部またはフライス切削部を形成する方法を用いることが好ましい。
【００１２】
このように、従来公知の方法と比べたときの、本発明に係る方法の特徴は、冷却流路の形成後にではなく、その形成前に、その冷却流路に設ける擾乱部を形成することにある。これによって、本発明に係る燃焼室を製造する際に、この製造方法を用いるならば、少ない個数の切削工具によって短時間で燃焼室を製造することができるため、製造上の大きな利点が得られる。
【００１３】
好適な１つの実施の形態では、複数の凹部が、冷却流路の両側の側壁面に、冷却流路の長手方向軸心に関して対照的に形成されている。このように構成する場合には、削孔を行う際に、ドリル刃の削孔軸心を冷却流路の長手方向軸心上に合わせるようにすればよい。更に、そのドリル刃の直径を、冷却流路の幅寸法より大きな寸法に選択するとよい。そうすれば、一度の削孔加工によって、長手方向軸心の両側の側壁面に１つずつの凹部を形成することができる。これによって特に、製造に要する時間を短縮することができる。
【００１４】
別の実施の形態では、複数の凹部が、冷却流路の両側の側壁面に、冷却流路の長手方向軸心の方向に互いに位置をずらして形成されている。このように構成する場合には、削孔を行う際に、ドリル刃の削孔軸心を、冷却流路の長手方向軸心から横方向に適当な変位量だけ変位させた位置に合わせるようにする。またそれと共に、そのドリル刃の半径を、冷却流路の長手方向軸心と一方の側壁面との間の離隔量に前記変位量を加えた和より小さな寸法に選択する。そうすれば、冷却流路の一方の側壁面には凹部が形成されるが、他方の側壁面の、冷却流路の長手方向軸心に関してその凹部と対照的な位置には、凹部が形成されないようにすることができる。この方法を用いる場合には、例えば、冷却流路のある長さの領域に亘って複数の凹部を形成する際に、先に、一方の側壁面に設ける複数の凹部を形成し、しかる後に、他方の側壁面に設ける複数の前記凹部を形成するようにすればよい。
【００１５】
更に、複数の凹部の横断面形状が円弧形状とされており、その円弧形状の半径が、凹部の深さ寸法より大きいかまたはそれと等しい寸法であるようにすることが好ましい。そのようにすることで、凹部のノッチ効果を小さく抑えることができるため、ひいては燃焼室の動作寿命を延長することができる。この実施の形態とする場合には、その円弧形状が、決して半円形状を超えないようにすることができる。横断面形状が円弧形状の凹部は、ドリル刃によって容易に形成することができる。横断面形状が楕円の一部分であるような凹部を形成するには、フライス切削などの加工を必要とする。
【００１６】
凹部の形成密度−即ち、単位長さ当たりの凹部の形成個数−を変化させることにより、境界層に対する凹部の擾乱効果の大きさを局所的に変化させることができ、ひいては、燃焼室壁部の個々の部分における局所的な熱伝達性能を、所与の大きさに、ないしは必要とされる大きさに、調節することができる。また、冷却流路の個々の部分ごとに、凹部の形成密度を異ならせるようにするのもよい。特に、第１端部に燃料噴射ヘッドを備え、この第１端部と反対側の端部にガス流の噴出口としての燃焼室スロート部を備えた燃焼室があるが、そのような燃焼室では、燃焼室スロート部の近傍領域における熱流量が非常に大きい。そこで、燃焼室スロート部の上流側領域においては、燃焼室の壁面温度を低く抑えるために、凹部の形成密度を高密度にするとよい。そうすれば、冷却媒体がノズルスロート部に達する手前の領域において、冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害することができる。一方、このような燃焼室では、燃料噴射ヘッドの近傍領域における熱流量は比較的小さく、なぜならば、その領域では、それより更に下流の領域と比べて、ガス流の流速及び温度がいずれも低いからである。そのため、燃焼室壁体のこの領域における凹部の形成密度を低密度にして、熱伝達量を調節するならば、それによって、燃焼室壁体のこの領域における局所的な壁面温度を、それより更に下流側の領域における局所的な壁面温度に合わせた温度にすることができる。そして、これによって、燃焼室の壁面温度をその燃焼室の全長に亘ってより均一なものとすることができる。燃焼室壁体の個々の領域における凹部の形成密度、即ち、夫々の冷却流路における凹部の形成密度の割増量は、それら領域の間で互いに同一にしてもよく、互いに異ならせてもよい。
【００１７】
また更に、ある１本の冷却流路に形成する複数の凹部を、その冷却流路の長手方向軸心に沿った形成位置によって異なった凹部とすることも容易である。その場合には、個々の凹部を削孔によって円弧形状の凹部として形成するようにすれば、一方では円弧形状の半径を異ならせるようにすることもでき、他方では側壁面における削孔深さを異ならせるようにすることもできる。
【００１８】
削孔部またはフライス切削部の径方向の深さ寸法は、冷却流路の側壁面の高さ寸法より小さいかまたはそれと等しい寸法に選択することが好ましい。また、複数の削孔部またはフライス切削部の深さ寸法を、互いに異なった寸法にすることも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しつつ、本発明と、本発明の利点と、本発明の更なる効果とについて、更に詳細に説明して行く。
【００２０】
図１に示したのは、燃焼室１の横断面図である。燃焼室壁体３は、冷却構造を備えており、この冷却構造は複数の冷却流路２として形成されている。それら冷却流路２は、互いに近接して並設されて、軸心方向に延在している。また、それら冷却流路２の各々は、矩形の横断面形状を有する。燃焼室壁体３は、内層４と、外層５とを備えている。冷却流路２は、外側から、例えばフライス切削などの加工を行うことによって燃焼室壁体３に形成される。これに続いて実行する工程で燃焼室壁体の外層５を形成し、その工程では、冷却流路２にワックスを充填した上で電着法により膜層を形成する。続いてワックスを除去する。各々の冷却流路の幅寸法は、例えば０．７〜１．３ｍｍの範囲内の寸法である。
【００２１】
冷却流路の中を流れる冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害するために、本発明では、その流れを擾乱する擾乱部として、冷却流路の側壁面に複数の凹部を形成するようにしている。図２に示した断面図では、それら複数の凹部が、側壁面１０だけに設けられている。このような擾乱部を、冷却流路２の底壁面に設けることも、考えられないことではないが、ただしそうした場合には、早期に亀裂が発生することなどにより、燃焼室の寿命上の問題が発生する懸念がある。そのため、冷却流路２の底壁面１１は平坦面のままとして、その側壁面だけに擾乱部を設ける構成とする方が好ましい。
【００２２】
図２に示したように、凹部の径方向の深さ寸法ｔvは、通常は、冷却流路の深さ寸法ｔと同じにする。勿論、この削孔部の深さ寸法ｔvを、冷却流路の深さ寸法ｔより小さくすることも考えられる。
【００２３】
図３〜図５は、図２のＡ−Ａ線に沿った冷却流路の断面平面図であって、冷却流路と、その冷却流路に設けられた複数の凹部とを示した図である。これらの図を参照することにより、本発明をより明瞭に理解することができる。複数の凹部６の各々は、側壁面１０に形成されていて、その横断面形状が円弧形状を成している。凹部６は、削孔を行うことによって、燃焼室壁体３の冷却流路の当該位置に形成されるものである。複数の冷却流路２の各々は、長手方向軸心７を有しており、この長手方向軸心７は、当該冷却流路の両側の側壁面１０に関して対称的な位置にあって、当該冷却流路の中心を通る軸心である。尚、冷却流路２の中を流れる冷却媒体の流れ方向を、図中に参照番号９を付した矢印で示した。
【００２４】
図３に示した実施の形態では、削孔部の直径２ｒを、冷却流路２の幅寸法ｂより大きな寸法にしている。またに、隣り合う２つの削孔部６の間隔を、間隔ａとしている。長手方向軸心７に沿った離隔距離であるこの間隔ａは、全ての削孔部間において等間隔とする必要はない。むしろ、例えば燃焼室スロート部などのように熱流量の大きな領域では、この間隔ａを狭くし、一方、例えば燃料噴射ヘッドの近傍領域などのように熱流量の小さな領域では、この間隔ａを広くすることが好ましい。
【００２５】
凹部の軸心方向の深さ寸法ｄvは、図３に示した円弧形状の凹部では、どの凹部でも同じ寸法である。ただし、凹部の深さ寸法ｄvを、長手方向軸心７に沿った位置に応じて異ならせるようにしてもよい。また、凹部のノッチ効果が余りにも大きくなることがないように、凹部の円弧形状が、半円形状を超えないようにすべきである。深さ寸法ｄvは、使用する冷却媒体の種類と、その流速とに応じて決めるようにすればよい。この軸心方向の深さ寸法は、０．１〜０．２ｍｍの範囲内の寸法とすることで好ましい結果が得られることが判明しており、それによって熱伝達量を最大５０％まで向上させることができる。
【００２６】
図３の実施の形態では、冷却流路の両側の側壁面１０に４つの円弧形状部（即ち４つの凹部）を形成するのに、削孔を２回行うだけでよい。これに対して、図４の実施の形態では、削孔を全部で４回行う必要がある。図３の実施の形態では、各々の削孔部の削孔部軸心８が長手方向軸心７の上に位置しており、一方、図４の実施の形態における削孔部軸心８は、長手方向軸心７から変位量ｄだけ変位している。また、図４の実施の形態では、図３の実施の形態と比べて、削孔部の半径はより小さくなっており、そのため、ノッチ効果はより大きくなっている。尚、凹部の深さ寸法ｄvは、図３の実施の形態と同様に０．１〜０．２ｍｍの範囲内の寸法とすれば十分である。
【００２７】
図３の実施の形態及び図４の実施の形態では、複数の凹部が、長手方向軸心７に関して対称的に設けられているが、図５に示したように、複数の凹部が、長手方向軸心７の方向に互いに位置をずらして設けられているようにしてもよい。図５において、図中上側の側壁面１０に設けられている削孔部６の間隔は、間隔ａ1であり、一方、図中下側の側壁面１０に設けられている削孔部６の距離は、間隔ａ2である。それら間隔ａ1と間隔ａ2とは互いに同一間隔としてもよいが、ただし、それらを互いに同一間隔とすることは必須の要件ではない。更に、図５の実施の形態では、削孔部軸心８が、長手方向軸心７から離隔しているという特徴も備えている。各々の削孔部の半径は、長手方向軸心７と一方の側壁面との間の離隔量に、削孔部軸心８と長手方向軸心７との間の離隔量である変位量ｄを加えた和よりも小さな寸法にする。
【００２８】
本発明に係る燃焼室は、極めて簡明な製造方法によって製造することができ、なぜならば、燃焼室壁体の冷却流路を実際に形成する前に、削孔部６を形成することができるからである。製造に際して用意する必要があるのはドリル刃及びフライス工具だけである。金属板を接合する工程などは一切必要としないため、幅の狭い複数の冷却流路を小さな間隔で設けることができ、そのことによって、冷却流路を介して熱伝達が行われる領域の面積を増大させることができる。
【００２９】
凹部を設ける間隔ａ、ａ1、及びａ2は、燃焼室壁体へ流入させようとする熱の流入量に関する局所的要求量に応じて適宜設定すればよく、即ち、間隔ａ、ａ1、及びａ2を変化させることにより、局所的な凹部の形成密度を調節するとよい。図３に示した実施の形態においては、凹部を設ける間隔を、約２ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内の寸法にするようにしており、これは、凹部の深さ寸法ｄvの約１０倍〜約５０倍に相当する間隔である。凹部の形成密度は必要に応じて増減すればよく、最少とする場合には凹部を形成することなく平坦な領域とし、最多では１ｃｍ当たり数十個の凹部を形成することができ、それらの間の任意の形成密度とすることができる。本明細書の冒頭部で既に説明したように、燃料噴射ヘッドの近傍領域や、燃焼室スロート部の上流側領域などでは、局所的に凹部の形成密度を低密度とし、或いは、その部分だけ凹部を設けずに冷却流路を平滑なものとすることにより、好適な結果が得られることがあることが判明している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ロケットエンジンの燃焼室の横断面図である。
【図２】燃焼室の一部分の断面図であり、冷却流路に対する複数の凹部の配置を示した図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、１つの実施の形態における冷却流路に沿った複数の凹部の配置を示した図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、１つの実施の形態における冷却流路に沿った複数の凹部の配置を示した図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、１つの実施の形態における冷却流路に沿った複数の凹部の配置を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    燃焼室
２    冷却流路
３    壁
４    内層
５    第２層／外層
６    凹部
７    長手方向軸心
８    削孔部軸心／中心点
９    流れ方向
１０  側壁面
１１  底壁面
１２  燃料噴射ヘッド
１３  燃焼室スロート部
１４  削孔軸心
ｂ    冷却流路の幅寸法
ｔ    冷却流路の深さ寸法
ｒ    削孔部の半径
ａ    削孔部の間隔
ａ1、ａ2  削孔部の間隔
ｄv   凹部の深さ寸法
ｔv   削孔部の深さ寸法
ｄ    変位量
【図１】
2007506017.tif 000003
【図２】
2007506017.tif 000004
【図３】
2007506017.tif 000005
【図４】
2007506017.tif 000006
【図５】
2007506017.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
高温のガス流を噴出するロケットエンジンのための燃焼室（１）であって、該燃焼室（１）は燃焼室壁体（３）を備えており、該燃焼室壁体（３）の内部に、冷却媒体を流通させる冷却流路（２）が設けられており、該冷却流路（２）は、長手方向軸心（７）と、深さ方向（ｔ）と、略々矩形の横断面形状とを有しており、該冷却流路（２）の少なくとも一部に複数の凹部（６）が設けられており、それら複数の凹部（６）によって、前記冷却流路（２）の中を流れる前記冷却媒体に温度境界層が形成されるのを阻害するようにした燃焼室において、
前記複数の凹部（６）の各々が、流れ方向に対して横方向で、前記長手方向軸心（７）に対して横方向で、前記冷却流路（２）の深さ方向（ｔ）に、設けられていることを特徴とする燃焼室。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記燃焼室（１）が、第１端部に燃料噴射ヘッドを備え、該第１端部と反対側の端部にガス流の噴出口としての燃焼室スロート部を備えており、前記燃焼室スロート部の上流側領域における前記複数の凹部（６）の形成密度が高密度とされていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の燃焼室。
【国際調査報告】
2007506017.tif 000008
2007506017.tif 000009
2007506017.tif 000010
2007506017.tif 000011
2007506017.tif 000012
2007506017.tif 000013