(57)【要約】  電気推進システムは、第１の陰極（１４０Ａ）、第１の陽極（１２５Ａ）、および第１のガスマニホールドを有する第１の静止型プラズマ推進機（１１１Ａ）と、第２の陰極（１４０Ｂ）、第２の陽極（１２５Ｂ）、および第２のガスマニホールド（１２１Ｂ，１４１Ｂ）を有する第２の静止型プラズマ推進機（１１１Ｂ）と、を備える。システムは、第１および第２の陰極（１４０Ａ，１４０Ｂ）に共通の電気接続装置と、ガスを送るための共通の流体フロー装置を有する第１および第２のガス流量制御装置（１８０Ａ，１８０Ｂ）と、第１および第２の陽極（１２５Ａ，１２５Ｂ）の一方または他方と協働する第１および第２の陰極（１４０Ａ，１４０Ｂ）の１つのみを所定の瞬間に活性化することを選択的に制御する装置と、をさらに備える。【選択図】  図２
2014529036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止型プラズマ推進機を有する電気推進システムであって、
高圧下でガスの調整された供給のための少なくとも１つの装置（３１０）と、第１および第２の電力プロセッサユニット（ＰＰＵ）（１６０Ｎ，１６０Ｓ）と、第１および第２の外部推進機スイッチユニット（ＥＴＳＵ）（１７０Ａ，１７０Ｂ）と、第１および第２の電気的フィルタ（１９０Ａ，１９０Ｂ）と、第１および第２の並置された静止型プラズマ推進機（１１１Ａ，１１１Ｂ）と、を備え、
前記第１の静止型プラズマ推進機は、第１のイオン化チャネル（１２４Ａ）と、前記第１のイオン化チャネル（１２４Ａ）の出口の近くに配置される単一の第１の陰極（１４０Ａ）と、前記第１のイオン化チャネル（１２４Ａ）に関連づけられる第１の陽極（１２５Ａ）と、第１のガスマニホールド（１２１Ａ，１４１Ａ）と、前記第１のイオン化チャネル（１２４Ａ）の周りに磁界を創出する第１の装置（１３１Ａ，１３３Ａ）と、を備え、
前記第２の静止型プラズマ推進機は、第２のイオン化チャネル（１２４Ｂ）と、前記第２のイオン化チャネル（１２４Ｂ）の出口の近くに配置される第２の単一の陰極（１４０Ｂ）と、前記第２のイオン化チャネル（１２４Ｂ）に関連づけられる第２の陽極（１２５Ｂ）と、第２のガスマニホールド（１２１Ｂ，１４１Ｂ）と、前記第２のイオン化チャネル（１２４Ｂ）の周りに磁界を創出する第２の装置（１３１Ｂ，１３３Ｂ）と、を備えるシステムであって、
前記第１および第２の陰極（１４０Ａ，１４０Ｂ）に共通の電気接続装置（１９１〜１９３）と、
前記第１および第２の静止型プラズマ推進機（１１１Ａ，１１１Ｂ）の各々にそれぞれ関連づけられ、高圧下のガスの調整された供給のための前記装置（３１０）から前記第１および第２の陽極（１２５Ａ，１２５Ｂ）および前記第１および第２の陰極（１４０Ａ，１４０Ｂ）へガスを送るための共通の流体フロー装置（３００，３００’，３００”）を有する第１および第２のガス流量制御装置（１８０Ａ，１８０Ｂ）と、
前記第１および第２の陽極（１２５Ａ，１２５Ｂ）の１つと協働する前記第１および第２の陰極（１４０Ａ，１４０Ｂ）の１つのみを所定の瞬間に活性化することを選択的に制御する装置と、をさらに備えることを特徴とする電気推進システム。
【請求項２】
前記共通の流体フロー装置（３００）は、第１の分岐（３１１）および第２の分岐（３３４）を備え、
前記第１の分岐（３１１）は、少なくとも、第１の制御入口弁（３１３）と、第１の熱収縮要素（３１４）と、各々がそれぞれの制御弁（３１８，３２５，３３１）を有して前記第１の陰極（１４０Ａ）、前記第１の陽極（１２５Ａ）、および前記第２の陰極（１４０Ｂ）へそれぞれ接続される３つの２次分岐（３２０，３２７，３３３）の第１の集合と、を備え、
前記第２の分岐（３３４）は、少なくとも、第２の制御入口弁（３３６）と、第２の熱収縮要素（３３７）と、各々がそれぞれの制御弁（３４２，３４８，３５５）を有して前記第１の陰極（１４０Ａ）、前記第２の陰極（１４０Ｂ）、および前記第２の陽極（１２５Ｂ）へそれぞれ接続される３つの２次分岐（３４４，３５０，３５７）の第２の集合と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のガス流量制御装置（１８０Ａ）は、前記第１の制御入口弁（３１３）を制御するためのコイル（４１３，４２５，４１８，４３１）と、３つの２次分岐（３２０，３２７，３３３）の前記第１の集合のそれぞれの制御弁（３１８，３２５，３３１）を制御するための選択的制御と、を備え、
前記第２のガス流量制御装置（１８０Ｂ）は、前記第２の制御入口弁（３３６）を制御するためのコイルと、３つの２次分岐（３４４，３５０，３５７）の前記第２の集合のそれぞれの制御弁（３４２，３４８，３５５）を制御するための選択的制御と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記共通の流体フロー装置（３００’）は、第１の分岐（３１１）および第２の分岐（３３４）を備え、
前記第１の分岐（３１１）は、少なくとも、第１の制御入口弁（３１３）と、第１の熱収縮要素（３１４）と、各々がそれぞれの制御弁（３２５，３３１）を有する第１および第２の２次分岐（３２７，３３３）の第１の集合と、を備え、
前記第１の２次分岐（３２７）は、前記第１の陽極（１２５Ａ）へ接続され、
前記第２の２次分岐（３３３）は、第１に、第１の追加の制御弁（３６２）を介して前記第１の陰極（１４０Ａ）へ接続され、第２に、第２の追加の制御弁（３６６）を介して前記第２の陰極（１４０Ｂ）へ接続され、
前記第２の分岐（３３４）は、少なくとも、第２の制御入口弁（３３６）と、第２の熱収縮要素（３３７）と、各々がそれぞれの制御弁（３５５，３４８）を有する第１および第２の２次分岐（３５７，３５０）の第２の集合と、を備え、
前記第１の２次分岐（３５７）は、前記第２の陽極（１２５Ｂ）へ接続され、
前記第２の２次分岐（３５０）は、第１に、前記第１の追加の制御弁（３６２）を介して前記第１の陰極（１４０Ａ）へ接続され、第２に、前記第２の追加の制御弁（３６６）を介して前記第２の陰極（１４０Ｂ）へ接続されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のガス流量制御装置（１８０Ａ）は、前記第１の制御入口弁（３１３）と、前記第１の分岐（３１１）の前記第１の２次分岐（３２７）の前記制御弁（３２５）と、前記第１の分岐（３１１）の前記第２の２次分岐（３３３）の前記弁（３３１）と、を同時に制御するために並列に接続されるコイル（５１３，５２５，５３１）を備え、
前記第２のガス流量制御装置（１８０Ｂ）は、前記第２の制御入口弁（３３６）と、前記第２の分岐（３３４）の前記第１の２次分岐（３５７）の前記制御弁（３５５）と、前記第２の分岐（３３４）の前記第２の２次分岐（３５０）の前記制御弁（３４８）と、を同時に制御するために並列に接続されるコイル（５３６，５５５，５４８）を備え、
前記第１および第２のガス流量制御装置（１８０Ａ，１８０Ｂ）は、さらに、前記第１および第２の追加の制御弁（３６２，３６６）を制御するための共通の制御コイル（５６２，５６６）を備え、
前記第１および第２の追加の制御弁（３６２，３６６）の一方または他方は、所定の瞬間に開いていることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記共通の流体フロー装置（３００”）は、第１の分岐（３１１）および第２の分岐（３３４）を備え、
前記第１の分岐（３１１）は、少なくとも、第１の制御入口弁（３１３）と、第１の熱収縮要素（３１４）と、各々がそれぞれの制御弁（３１８，３２５）を有して前記第１の陰極（１４０Ａ）および前記第１の陽極（１２５Ａ）へそれぞれ接続される２つの２次分岐（３２０，３２７）の第１の集合と、を備え、
前記第２の分岐（３３４）は、少なくとも、第２の制御入口弁（３３６）と、第２の熱収縮要素（３３７）と、各々がそれぞれの制御弁（３４８，３５５）を有して前記第２の陰極（１４０Ｂ）および前記第２の陽極（１２５Ｂ）へそれぞれ接続される２つの２次分岐（３５０，３５７）の第２の集合と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のガス流量制御装置（１８０Ａ）は、前記第１の制御入口弁（３１３）および２つの２次分岐（３２０，３２７）の前記第１の集合のそれぞれの制御弁（３１８，３２５）をそれぞれ制御するためのコイル（６１３，６２５，６１８）を備え、
前記第２のガス流量制御装置（１８０Ｂ）は、前記第２の制御入口弁（３３６）および２つの２次分岐（３５０，３５７）の前記第２の集合のそれぞれの制御弁（３４８，３５５）をそれぞれ制御するためのコイルを備え、
前記第１および第２のガス流量制御装置（１８０Ａ，１８０Ｂ）は、前記コイルへの電源供給を選択的に制御するスイッチモジュール（６６０）に関連づけられることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
少なくとも１つのフィルタが各々の制御弁に関連づけられることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１および第２の並置された静止型プラズマ推進機に類似し、高圧下でガスの調整された供給のための前記少なくとも１つの装置（３１０）と、前記第１および第２のＰＰＵ（１６０Ｎ，１６０Ｓ）と、前記第１および第２のスイッチユニット（１７０Ａ，１７０Ｂ）と、前記第１および第２の電気的フィルタ（１９０Ａ，１９０Ｂ）と協働する第３および第４の並置される静止型プラズマ推進機をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール効果推進機としても知られる静止型プラズマ推進機を有する電気推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気推進システムは、衛星、特に静止衛星へ装着するために一般的に使用され、電気推進システムは、特に軌道を制御するために使用される。軌道移行操縦を遂行するため、さらに電気推進機が使用される。
【０００３】
信頼性の問題のため、電気推進システムは、余剰機器を有する。しかしながら、静止型プラズマ推進機の高コストは、衛星用機器としての静止型プラズマ推進機を開発する上で妨げとなっている。
【０００４】
それゆえに、そのような電気推進システムのアーキテクチャを単純化し、それらの質量を低減し、同時に余剰性および信頼性の満足レベルを維持しながら、そのような推進装置を装着される衛星の既存のインタフェースに互換性を残す必要性が存在する。
【０００５】
図１０は、ホール効果推進機１１の基本的構造を示し、該ホール効果推進機１１は、本質的に、陽極２５に関連づけられたイオン化および放電チャネル２４と、イオン化および放電チャネル２４の出口の近くに配置された陰極４０とを備える。イオン化および放電チャネル２４は、絶縁材料、たとえばセラミックから作られた壁２２を有する。磁気回路３４および電磁石コイル３１は、イオン化および放電チャネル２４を取り巻く。不活性ガス、たとえば、タンク（図示されず）へ接続されたパイプ１０から来るキセノンは、パイプ２１を介して、陽極２５と結合したガスマニホールド２７を用いて放電チャネル２４の背後へ注入され、またパイプ４１を介して、陰極４０の中へ注入される。不活性ガスは、陰極４０によって放出された電子と衝突することによって、イオン化および放電チャネル２４の中でイオン化される。産出されたイオンは、陽極２５と陰極４０との間に創出された軸方向の電界によって加速および排出される。磁気回路３４および電磁石コイル３１は、チャネル２４の中で磁界を創出し、該磁界は、本質的に径方向である。
【０００６】
図１０は、閉鎖電子ドリフトタイプの例示的ホール効果推進機の略軸方向断面図である。
【０００７】
図１０では、絶縁材料、たとえば誘電性セラミックから作られた部品２２によって画定される環状チャネル２４と、外側および内側環状部品３４および３５を有する磁気回路と、推進機の上流側に配置された磁気ヨークと、環状部品３４，３５と磁気ヨークとを一緒に接続する中央コアとが、理解できる。外側および内側コイル３１および３３は、環状チャネル２４の中に磁界を創出するように働く。中空陰極４０は、キセノン供給装置へ結合され、チャネル２４の下流側出口の前面でプラズマ雲を形成する。陽極２５は、環状チャネル２４の中に配置され、イオン化可能ガス（キセノン）を分散する環状マニホールド２７に関連づけられる。推進機アセンブリは、ハウジングによって保護される。陰極４０は、ヒータ要素４２と、放出器要素４３と、イニシエータ要素４４とを有する。ガス供給パイプ１０，２１，および４１は、電気絶縁体要素１２，１３を装着される。それぞれの電気ケーブル５１，５２は、陰極４０の要素、陽極２５およびコイル３１，３３を、図１０に示されていない電気パワーサプライおよび制御回路へ接続する。
【０００８】
ホール効果推進機の例は、特に、次の文献、すなわち、ＦＲ２６９３７７０Ａ１、ＦＲ２７４３１９１Ａ１、ＦＲ２７８２８８４Ａ１、およびＦＲ２７８８０８４Ａ１で説明されている。
【０００９】
ホール効果推進機、たとえば、図１０を参照して説明されたような推進機は、中央陽極に関連づけられた単一の陰極と、陰極がキセノンを送られるレートを制御する単一の制御回路とを有する。ゆえに、実施形態は、単純化され、質量は、低減されている。しかしながら、余剰性は存在せず、陽極、陰極、または制御回路の中で故障が起こった場合、信頼性は確保されない。
【００１０】
これが、推進機の対を使用する余剰電気推進システムを提供する提案が行われた理由であって、図１１および図１２で示されるように、各々の推進機は、２つの陰極および２つの制御回路を備える。
【００１１】
図１１は、２つの同じホール効果推進機１１Ａ，１１Ｂの正面図であって、該推進機は、図１０の推進機１１に類似するが、推進機の各々は、２つのそれぞれの陰極４０Ａ１，４０Ａ２、または４０Ｂ１，４０Ｂ２と、キセノンが陰極へ送られるレートを制御する２つの回路（図１１には図示されず）とを有する。図１１において、各々の推進機１１Ａ，１１Ｂのコンポーネント要素は、図１０と同じ参照番号を与えられるが、推進機１１Ａについては文字Ａが続き、推進機１１Ｂについては文字Ｂが続く。それゆえに、これらのコンポーネント要素は、再度は説明されない。
【００１２】
図１２は、図１１の推進機１１Ａ，１１Ｂの対を制御する制御回路のブロック図であって、該制御回路は、例として、北−南軌道制御のために２つの推進機の対の集合で北制御チャネルを構成するように構成される。
【００１３】
図１２は、第１に北制御チャネルと一緒に使用され、外部推進機スイッチユニット（ＥＴＳＵ）７０Ａに関連づけられた電力プロセッサユニット（ＰＰＵ）６０Ｎを示す。ＥＴＳＵ  ７０Ａの北制御チャネルは、第１に、第１および第２の推進機１１Ａ，１１Ｂの正規陰極４０Ａ１，４０Ｂ１に関連づけられたキセノン供給レートを制御する回路８０Ａ１，８０Ｂ１の各々へ接続され、第２に、電気的フィルタユニット９０Ａのために接続され、該電気的フィルタユニット９０Ａは、第１に陽極２５Ａへ、第２に北制御チャネルに対する第１の推進機１１Ａの第１および第２の陰極４０Ａ１，４０Ｂ１へ、電気を送るように働く。第２のＰＰＵ  ６０Ｓは、第１に南制御チャネルと一緒に使用され、第２のＥＴＳＵ  ７０Ｂに関連づけられる。ＥＴＳＵ  ７０Ｂの北制御チャネルは、第１に、第１および第２の推進機１１Ａ，１１Ｂの余剰陰極４０Ａ２，４０Ｂ２に関連づけられたキセノン供給レートを制御する制御回路８０Ａ２，８０Ｂ２の各々へ接続され、第２に、電気的フィルタユニット９０Ｂへ接続され、該電気的フィルタユニット９０Ｂは、第１に陽極２５Ａへ、第２に北制御チャネルの第２の推進機１１Ｂの第１および第２の陰極４０Ａ２，４０Ｂ２へ、電気を送るように働く。第１および第２のＰＰＵ  ６０Ｎ，６０Ｓ、第１および第２のＥＴＳＵ７０Ａ，７０Ｂの北制御チャネル、および上記で説明された要素の集合１０Ｎは、要素の全てが重複しているため、北制御チャネルの推進機１１Ａ，１１Ｂにとって、完全に余剰である。同様に、第１および第２のＰＰＵ  ６０Ｎ，６０Ｓ、第１および第２のＥＴＳＵ  ７０Ａ，７０Ｂの南制御チャネル、および上記で説明され再度は説明されない要素に類似した要素の集合１０Ｓは、要素の全てが重複しているため、南制御チャネルの推進機１１Ａ，１１Ｂにとって、完全に余剰である。
【００１４】
図１１および図１２を参照して説明されたシステムは、完全な余剰性を提供し、したがって大きな信頼性を提供するが、このシステムは、高価、重厚であり、装置のアーキテクチャの単純化を可能にしない。さらに、観察すべきことは、静止型プラズマ推進機を使用しているとき、陽極として言及された放電回路は、陰極として言及されたイオン抽出および中和回路へ接続され、先験的に、たとえば図１１および図１２の先行技術システムのようなアーキテクチャの単純化は困難であるように見えることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、ホール効果推進機、または閉鎖電子ドリフトプラズマ推進機を使用する従来の電気推進システムの上記の欠点を改善し、そのようなシステムのアーキテクチャを単純化し、それらのコストを低減し、同時に、システムのコンポーネントのいずれかが故障した場合に信頼性を保持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
これらの目的は、静止型プラズマ推進機を有する電気推進システムによって達成され、該システムは、高圧下でガスの調整された供給のための少なくとも１つの装置と、第１および第２の電力プロセッサユニット（ＰＰＵ）と、第１および第２の外部推進機スイッチユニット（ＥＴＳＵ）と、第１および第２の電気的フィルタと、第１および第２の並置された静止型プラズマ推進機と、を備え、前記第１の静止型プラズマ推進機は、第１のイオン化チャネルと、前記第１のイオン化チャネルの出口の近くに配置される単一の第１の陰極と、前記第１のイオン化チャネルに関連づけられる第１の陽極と、第１のガスマニホールドと、前記第１のイオン化チャネルの周りに磁界を創出する第１の装置と、を備え、前記第２の静止型プラズマ推進機は、第２のイオン化チャネルと、前記第２のイオン化チャネルの出口の近くに配置される第２の単一の陰極と、前記第２のイオン化チャネルに関連づけられる第２の陽極と、第２のガスマニホールドと、前記第２のイオン化チャネルの周りに磁界を創出する第２の装置と、を備え、該電気推進システムは、前記第１および第２の陰極に共通の電気接続装置と、前記第１および第２の静止型プラズマ推進機の各々にそれぞれ関連づけられ、高圧下のガスの調整された供給のための前記装置から前記第１および第２の陽極および前記第１および第２の陰極へガスを送るための共通の流体フロー装置を有する第１および第２のガス流量制御装置と、前記第１および第２の陽極の１つと協働する前記第１および第２の陰極の１つのみを所定の瞬間に活性化することを選択的に制御する装置と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
そのようなシステムは、各々の静止型プラズマ推進機（ＳＰＴ）のために２つの陰極を含む完全余剰性システムと比較して単純化されるが、２つの陽極が存在すること、および、１つのＳＰＴの故障した陰極を他のＳＰＴの陰極で置換することができ、このような協力の提供が、構成によって可能にされることにより、信頼性は、非常に高いままに残る。
【００１８】
２つの異なる並置ＳＰＴの２つの陰極について電気および流体フロー接続を共通に有する本発明のシステムは、こうして２陰極ＳＰＴを有するシステムと比較して構成の単純化を可能にすると共に、第１のＳＰＴが第１の陽極Ａ１および第１の陰極Ｋ１を有して第２のＳＰＴが第２の陽極Ａ２および第２の陰極Ｋ２を有する限り、完全余剰に近いやり方で陰極の交差動作を可能にし、したがって陽極Ａ１およびＡ２の一方または他方の動作で故障が起こり、同時に陰極Ｋ１およびＫ２の一方または他方の動作で故障が起こった場合でも、次のように４つの動作構成のいずれかを使用して動作を保証することを可能にする。
陽極Ａ１＋陰極Ｋ１
陽極Ａ２＋陰極Ｋ２
陽極Ａ１＋陰極Ｋ２
陽極Ａ２＋陰極Ｋ１
【００１９】
第１の特定の実施形態においては、前記共通の流体フロー装置は、第１の分岐および第２の分岐を備え、前記第１の分岐は、少なくとも、第１の制御入口弁と、第１の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有して前記第１の陰極、前記第１の陽極、および前記第２の陰極へそれぞれ接続される３つの２次分岐の第１の集合と、を備え、前記第２の分岐は、少なくとも、第２の制御入口弁と、第２の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有して前記第１の陰極、前記第２の陰極、および前記第２の陽極へそれぞれ接続される３つの２次分岐の第２の集合と、を備える。
【００２０】
そのような状況下で、有利には、前記第１のガス流量制御装置は、前記第１の制御入口弁を制御するためのコイルと、３つの２次分岐の前記第１の集合のそれぞれの制御弁を制御するための選択的制御と、を備え、前記第２のガス流量制御装置は、前記第２の制御入口弁を制御するためのコイルと、３つの２次分岐の前記第２の集合のそれぞれの制御弁を制御するための選択的制御と、を備える。
【００２１】
第２の特定の実施形態においては、前記共通の流体フロー装置は、第１の分岐および第２の分岐を備え、前記第１の分岐は、少なくとも、第１の制御入口弁と、第１の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有する第１および第２の２次分岐の第１の集合と、を備え、前記第１の２次分岐は、前記第１の陽極へ接続され、前記第２の２次分岐は、第１に、第１の追加の制御弁を介して前記第１の陰極へ接続され、第２に、第２の追加の制御弁を介して前記第２の陰極へ接続され、前記第２の分岐は、少なくとも、第２の制御入口弁と、第２の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有する第１および第２の２次分岐の第２の集合と、を備え、前記第１の２次分岐は、前記第２の陽極へ接続され、前記第２の２次分岐は、第１に、前記第１の追加の制御弁を介して前記第１の陰極へ接続され、第２に、前記第２の追加の制御弁を介して前記第２の陰極へ接続される。
【００２２】
そのような状況下で、有利には、前記第１のガス流量制御装置は、前記第１の制御入口弁と、前記第１の分岐の前記第１の２次分岐の前記制御弁と、前記第１の分岐の前記第２の２次分岐の前記弁と、を同時に制御するために並列に接続されるコイルを備え、前記第２のガス流量制御装置は、前記第２の制御入口弁と、前記第２の分岐の前記第１の２次分岐の前記制御弁と、前記第２の分岐の前記第２の２次分岐の前記制御弁と、を同時に制御するために並列に接続されるコイルを備え、前記第１および第２のガス流量制御装置は、さらに、前記第１および第２の追加の制御弁を制御するための共通の制御コイルを備え、前記第１および第２の追加の制御弁の一方または他方は、所定の瞬間に開いている。
【００２３】
第３の可能な実施形態においては、前記共通の流体フロー装置は、第１の分岐および第２の分岐を備え、前記第１の分岐は、少なくとも、第１の制御入口弁と、第１の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有して前記第１の陰極および前記第１の陽極へそれぞれ接続される２つの２次分岐の第１の集合と、を備え、前記第２の分岐は、少なくとも、第２の制御入口弁と、第２の熱収縮（thermostriction）要素と、各々がそれぞれの制御弁を有して前記第２の陰極および前記第２の陽極へそれぞれ接続される２つの２次分岐の第２の集合と、を備える。
【００２４】
そのような状況下で、有利には、前記第１のガス流量制御装置は、前記第１の制御入口弁および２つの２次分岐の前記第１の集合のそれぞれの制御弁をそれぞれ制御するためのコイルを備え、前記第２のガス流量制御装置は、前記第２の制御入口弁および２つの２次分岐の前記第２の集合のそれぞれの制御弁をそれぞれ制御するためのコイルを備え、前記第１および第２のガス流量制御装置は、前記コイルへの電源供給を選択的に制御するスイッチモジュールに関連づけられる。
【００２５】
少なくとも１つのフィルタは、各々の制御弁に関連づけられてもよい。
【００２６】
本発明のシステムは、前記第１および第２の並置された静止型プラズマ推進機に類似し、高圧下でガスの調整された供給のための前記少なくとも１つの装置と、前記第１および第２のＰＰＵと、前記第１および第２のスイッチユニットと、前記第１および第２の電気的フィルタと協働する第３および第４の並置される静止型プラズマ推進機をさらに備えてもよい。
【００２７】
例として、このように、各々が２つの陰極を有する４つの静止型プラズマ推進機の集合のアーキテクチャよりも単純で安価なアーキテクチャを使用しながら、顕著に高い信頼性レベルで衛星の北−南制御を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照し非限定的な例として与えられる具体的実施形態の次の説明から明らかである。
【図１】図１は、本発明の電気推進システムの中へ組み込まれるのに適した単一陰極静止型プラズマ推進機の集合の正面図である。
【図２】図２は、本発明に従って静止型プラズマ推進機の集合に関連づけられた制御および供給回路の集合のブロック図である。
【図３】図３は、図２の制御および供給回路の一部分のブロック図であって、単一陰極静止型プラズマ推進機の集合の陰極の交差電気接続を示す図である。
【図４】図４は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第１の実施形態の電気回路図である。
【図５】図５は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第１の実施形態の流体回路図である。
【図６】図６は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第２の実施形態の電気回路図である。
【図７】図７は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第２の実施形態の流体回路図である。
【図８】図８は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第３の実施形態の電気回路図である。
【図９】図９は、本発明の電気推進システムの単一陰極静止型プラズマ推進機へのイオン化可能ガス供給の流量を制御する回路の第３の実施形態の流体回路図である。
【図１０】図１０は、先行技術の静止型プラズマ推進機の１つの例の略断面図である。
【図１１】図１１は、電気推進システムの中に組み込まれるのに適した先行技術の２陰極静止型プラズマ推進機の集合の正面図である。
【図１２】図１２は、図１１の先行技術の２陰極静止型プラズマ推進機に関連づけられた制御および供給回路の完全に余剰な集合のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、図１０および図１１を参照して上記で説明された同じ基本構造を有するホール効果推進機または静止型プラズマ推進機（ＳＰＴ）を使用するが、これらの推進機は、完全に余剰な先行技術推進機とは異なり、各々の推進機は、１つだけの陰極を有する。
【００３０】
本発明は、さらに、同じタイプの電気推進機、たとえば同軸タイプの多段プラズマ推進機へ応用可能である。
【００３１】
図１は、２つの並置された単一陰極静止型プラズマ推進機１１１Ａ，１１１Ｂの集合の正面図であって、該推進機は、本発明の電気推進システムの中へ組み込まれるのに適している。
【００３２】
図１では、各々のＳＰＴ  １１１Ａ，１１１Ｂについて、絶縁材料、たとえば誘電性セラミックから作られる部品１２２Ａ，１２２Ｂによって画定された環状チャネル１２４Ａ，１２４Ｂと、外側および内側環状部品１３４Ａ，１３４Ｂおよび１３５Ａ，１３５Ｂを有する磁気回路と、推進機の上流側に配置された磁気ヨークと、場合に応じて、磁気ヨークを環状部品１３４Ａ，１３５Ａまたは１３４Ｂ，１３５Ｂへ接続する中央コアとが、理解できる。外側および内側コイル１３１Ａ，１３１Ｂおよび１３３Ａ，１３３Ｂは、環状チャネル１２４Ａ，１２４Ｂの中に磁界を創出するように働く。しかし変形では、永久磁石の助けを借りて環状チャネルの中に磁界を創出することが可能である。中空陰極１４０Ａ，１４０Ｂは、キセノン供給装置へ結合され、チャネル１２４Ａ，１２４Ｂの下流側出口の前面にプラズマ雲を形成する。陽極１２５Ａ，１２５Ｂは、環状チャネル１２４Ａ，１２４Ｂの中に配置され、イオン化可能ガス（キセノン）を分散する環状マニホールドに関連づけられる。推進機アセンブリは、ハウジングによって保護される。
【００３３】
陰極１４０Ａ，１４０Ｂは、ヒータと、放出器と、イニシエータ要素とを含む。ガス供給パイプは、電気絶縁要素を装着される。それぞれの電気ケーブルは、陰極１４０Ａ，１４０Ｂと、陽極１２５Ａ，１２５Ｂと、さらに、コイル１３１Ａ，１３１Ｂおよび１３３Ａ，１３３Ｂの要素とを、図１では示されていない電気パワーサプライおよび制御回路へ接続する。
【００３４】
図２は、制御モジュールを有する本発明の電気推進システムの一般的アーキテクチャのブロック図である。
【００３５】
第１の主電力プロセッサユニット（ＰＰＵ）１６０Ｎは、たとえば図１で示されるような１対の並置された静止型プラズマ推進機１１１Ａ，１１１Ｂに関連づけられ、たとえば、衛星の北−南方位を制御するように働く。ＰＰＵ  １６０Ｎは、外部推進機スイッチユニット（ＥＴＳＵ）１７０Ｎに関連づけられ、該ＥＴＳＵ  １７０Ｎは、北制御チャネルを構成する集合１１０Ｎと南制御チャネルを構成する同様な集合１１０Ｓとを切り替えるために、北制御チャネルスイッチユニット１７０Ａおよび南制御チャネルスイッチユニット１７０’Ａを備える。
【００３６】
同じように、第２のＰＰＵ  １６０Ｓは、図１で示される推進機と類似した他の１対の並置された静止型プラズマ推進機に関連づけられ、たとえば、衛星の北−南方位を制御するため同じように働く。ＰＰＵ  １６０Ｓは、ＥＴＳＵ  １７０Ｓに関連づけられる。ＥＴＳＵ  １７０Ｓは、北制御チャネルを構成する集合１１０Ｎと、南制御チャネルを構成する同様な集合１１０Ｓとを切り替えるため、北制御チャネルスイッチユニット１７０Ｂおよび南制御チャネルスイッチユニット１７０’Ｂを備える。
【００３７】
２つのＰＰＵ  １６０Ｎおよび１６０Ｓの存在は、制御回路の中で余剰性を提供する。
【００３８】
下記の説明では、第１のチャネル、たとえば北制御チャネル１１０Ｎのコンポーネント要素へ、本質的に注意が払われ、第２のチャネルである南制御チャネル１１０Ｓのコンポーネント要素は、同じである。
【００３９】
図２は、ＥＴＳＵスイッチ１７０Ｎの北スイッチユニット１７０Ａが、第１のＰＰＵ  １６０Ｎを電気的フィルタ１９０Ａへ接続し、第１のＳＰＴ  １１１Ａのイオン化および放電チャネル１２４Ａの周りに磁界を創出するためにコイル１３１Ａ，１３３Ａに電力を供給し、第１のＳＰＴ  １１１Ａの陰極１４０Ａの陽極１２５Ａに電力を供給することを示す。さらに、ＰＰＵ  １６０Ｎと、第１のＳＰＴ  １１１Ａのガス流量を制御する装置１８０Ａとの間の、ＥＴＳＵ  １７０Ｎの北制御チャネルスイッチユニット１７０Ａを介する接続は、装置１８０Ａを制御するように働く。
【００４０】
ＰＰＵ  １６０Ｎは、外部電源、たとえば太陽電池パネルによって産出された電気を受け取り、典型的には５０Ｖまたは１００Ｖの電圧で供給されるこの電気を、数百ボルト程度の一層高い電圧の電気へ変換する。
【００４１】
ＰＰＵ  １６０Ｎは、特に、ガス流量制御装置１８０Ａへ印加されるアナログ制御信号を生成する回路を備える。
【００４２】
ＰＰＵ  １６０Ｎは、制御回路によって供給されるデータを受け取り、該制御回路は、ガスタンク（図示されず）からガス流量制御装置１８０Ａへ供給されるガス圧を調整するモジュール（図示されず）に関連づけられる。
【００４３】
イオン化可能ガス、たとえばキセノンのタンクは、こうして圧力調整器モジュールへ接続され、該圧力調整器モジュールは、それ自身、ガス流量制御装置１８０Ａへ接続され、該ガス流量制御装置１８０Ａは、陰極１４０Ａおよび放電チャネルの中で陽極１２５Ａに結合されたガスマニホールドへ、それぞれホースを介してガスを供給するように働く。
【００４４】
ＰＰＵ  １６０Ｎに関連づけられた制御回路は、ガス圧調整器モジュールの中のセンサおよび弁の状態に関する情報を受け取り、また外部データを受け取る。制御回路によってＰＰＵ  １６０Ｎへ伝送されたデータは、ガス流量制御装置１８０Ａへ印加されるアナログ制御信号を生成することを可能にする。
【００４５】
一般的に、ＰＰＵ  １６０Ｎは、電気回路によって構成され、該電気回路は、第１に、ガス流量制御装置１８０Ａへ低電力供給を提供するように働き、第２に、電磁石コイル１３１Ａ，１３３Ａ、陰極１４０Ａ、陽極１２５Ａ、および本発明の重要な特性に従った交差接続を介する選択的なやり方で、余剰ＳＰＴ  １１１Ｂの陰極１４０Ｂへ高電力供給を提供するように働く。
【００４６】
ＰＰＵ  １６０Ｓは、ＰＰＵ  １６０Ｎと同じである。ＥＴＳＵ  １７０Ｓの北制御チャネルスイッチユニット１７０Ｂは、余剰ＳＰＴ  １１１Ｂの要素、すなわちガス流量制御装置１８０Ｂおよび供給コイル１３１Ｂ，１３３Ｂへ、および電気的フィルタ１９０Ｂを介して陽極１２５Ｂおよび陰極１４０Ｂへ、および選択的なやり方で、交差接続を介して名目上のＳＰＴ  １１１の陰極１４０Ａへ電力を供給するように働き、こうして同じように本発明の重要な特性を構成する。
【００４７】
図３は、スイッチユニット１７０Ｎ，１７０Ｓおよび電気的フィルタ１９０Ａ，１９０Ｂ、および一時には２つの陰極の１つのみを活性化させる２つの陰極１４０Ａ，１４０Ｂの交差電気接続線を有するＰＰＵ  １６０Ｎ，１６０Ｓの例示的実施形態を一層詳細に示す。
【００４８】
図３で示されるＰＰＵ  １６０Ｎは、入力電圧をコンバータ回路２１０へ印加する入力キャパシタ２０１を備え、該コンバータ回路２１０は、変圧器２１３Ａ，２１３Ｂの１次側にそれぞれ給電するインバータを備える。変圧器２１３Ａの２次側は、陽極１２５Ａの電源供給モジュール２２１および電磁石コイル１３３Ａの電源供給モジュール２２２へ接続される。変圧器２１３Ｂの２次側は、陽極１２５Ａの電源供給モジュール、陰極１４０Ａのイニシエータモジュール２２３、および陰極１４０Ａのヒータモジュール２２４へ接続される。
【００４９】
入力電圧は、さらに、ＤＣ−ＤＣ変圧器２１２の１次側に給電する直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）コンバータへ印加され、該ＤＣ−ＤＣ変圧器２１２は、その２次側を、熱収縮要素を制御する制御モジュール２２５および電磁弁を制御する制御モジュール２２６へ接続される。
【００５０】
コンバータ２１０は、さらに、モジュール２２１〜２２６の動作を選択的に制御するシーケンサデバイスを備える。
【００５１】
コンバータ２１０は、さらに、遠隔測定用および遠隔制御用の様々なインタフェースを備える。
【００５２】
一般的に、ＰＰＵ  １６０Ｎ（および、同様にＰＰＵ  １６０Ｓ）は、放電に電力を供給し（ＳＰＴの陽極−陰極電圧）、ＳＰＴの中に存在する電磁石コイルに電力を供給し、陰極をイニシエートし、さらに適用可能な場合には陰極を加熱する機能を遂行し、さらにガス供給電磁弁および熱収縮部材のために補助電源供給機能を遂行する。
【００５３】
ＰＰＵ  １６０Ｎ（または１６０Ｓ）は、さらに、特に電流制限、過電圧検出、タイミング、放電電流閾値検出、およびイオン化可能ガスの流量を変動することによる放電電流の調整（熱収縮）の機能を組み込んでいる。本発明は、特に、これらの機能の全てを保存することを可能にし、同時にＳＰＴ  １１１Ａおよび１１１Ｂの陰極１４０Ａおよび１４０Ｂの一方または他方との切り替え動作の可能性を維持する。
【００５４】
図３で理解できるように、ＳＰＴ  １１１Ａの陰極１４０Ａは、線１９１によってＳＰＴ  １１１Ｂの陰極１４０Ｂへ永久的に接続される。陰極１４０Ｂのヒータ要素１４２Ｂおよび陰極１４０Ｂのイニシエータ電極１４４Ｂは、同じように、それぞれの線１９３，１９２およびスイッチユニット１７０Ｎを介して選択的なやり方で、それぞれヒータおよびイニシエータモジュール２２４および２２３へ接続される。こうして、図３で示される正規の状況において、ヒータモジュール２２４は、陰極１４０Ａのヒータ要素へ接続され、イニシエータモジュール２２３は、陰極１４０Ａのイニシエータ電極へ接続されるが、陰極１４０Ａの故障が起こった場合、スイッチユニット１７０Ｎは、モジュール２２４および２２３を、線１９３を介して陰極１４０Ｂのヒータ要素１４２Ｂへ、および線１９２を介して陰極１４０Ｂのイニシエータ電極１４４Ｂへ、それぞれ切り替えさせて、陰極１４０Ａへ接続された陰極１４０Ｂを動作させる。イニシエータ電極１４４Ａ，１４４Ｂは、必須であるが、ヒータ要素１４２Ａ，１４２Ｂは、有用であっても任意選択的である。
【００５５】
図３において、スイッチユニット１７０Ｓは、南制御チャネル（図示されず）のＳＰＴに電力を供給する正規動作位置にあるように示される、すなわち、北制御チャネルの正規ＳＰＴ  １１１Ａは、スイッチユニット１７０Ｎの北制御チャネルを介して電力を供給され、北制御チャネルの余剰ＳＰＴ  １１１Ｂは、働いていないが、モジュール２２３および２２４の出力に置かれた第１のスイッチ２２７，２２８を単に切り替えることによって、ＳＰＴ  １１１Ａの故障が起こった場合にはスイッチユニット１７０Ｎの北制御チャネルを介して働くように準備されている。しかしながら、ＰＰＵ  １６０Ｎの回路が故障した場合、ＰＰＵ  １６０Ｓの北制御チャネルの回路、スイッチユニット１７０Ｓ、および電気的フィルタ１９０Ｂは、ＳＰＴ  １１１Ｂへ電力を供給するために使用される。
【００５６】
図４〜図９を参照して、ガス流量制御装置１８０Ａおよび１８０Ｂの流体フローおよび電気アーキテクチャの３つの可能な実施形態の説明が続く。
【００５７】
図４、図６、および図８は、ガス流量制御装置１８０Ａおよび１８０Ｂの電気部分を示し、図５、図７、および図９は、これらの装置の共通の流体フロー装置３００，３００’，３００”を示し、該共通の流体フロー装置３００，３００’，３００”は、タンクへ接続されたガス調整器装置の出口３１０と、イオン化可能ガスを受け取るＳＰＴ  １１１Ａおよび１１１Ｂの中の要素との間、すなわち、放電チャネル１２４Ａ，１２４Ｂの中の電極１２５Ａ，１２５Ｂに関連づけられたガスマニホールドと、陰極１４０Ａ，１４０Ｂとの間、で使用される様々な要素を有する。
【００５８】
図４および図５で示される実施形態において、図５で示される共通の流体フロー装置３００は、第１の分岐３１１および第２の分岐３３４を備え、第１の分岐３１１は、第１の制御入口弁３１３と、第１の熱収縮要素３１４と、各々がそれぞれの制御弁３１８，３２５，および３３１を有して線１４１Ａ，１２１Ａ，および１４１Ｂを介し第１の陰極１４０Ａ、第１の陽極１２５Ａ、および第２の陰極１４０Ｂへそれぞれ接続された３つの２次分岐３２０，３２７，および３３３の第１の集合と、を備え、第２の分岐３３４は、第２の制御入口弁３３６と、第２の熱収縮要素３３７と、各々がそれぞれの制御弁３４２，３４８，および３５５を有して線１４１Ａ，１４１Ｂ，および１２１Ｂを介し第１の陰極１４０Ａ、第２の陰極１４０Ｂ、および第２の陽極１２５Ｂへそれぞれ接続された３つの２次分岐３４４，３５０，および３５７の第２の集合と、を備える。
【００５９】
フィルタ３１２，３１５，３１７，３１９，３２２，３２４，３２６，３２８，３３０，３３２，３３５，３３９，３４１，３４３，３４５，３４７，３４９，３５２，３５４，および３５６は、様々な電磁弁３１３，３１６，３２５，３３１，３３６，３４２，３４８，および３５５に関連づけられる。流量低減器３１６，３２３，３２９，３４０，３４６，および３５３は、好ましくは、電磁弁３１８，３２５，３３１，３４２，３４８，および３５５に関連づけられる。可撓性ホースは、分岐３２７と３５７との間、および線１２１Ａと１２１Ｂとの間、に介在する。可撓性ホースは、さらに、線１４１Ａと、点３５９で結合された線３２０および３４４との間、に介在する。可撓性ホースは、さらに、線１４１Ｂと、点３５８で結合された線３３３および３５０との間、に介在する。
【００６０】
図４で示された第１のガス流量制御装置１８０Ａは、コイル４１３，４２５を有し、該コイルは、第１の制御入口弁３１３と、第１の陽極１２５２Ａへ接続された２次分岐３２７の制御弁３２５とを、同時に制御するため並列に接続される。２次分岐３２０，３３３のそれぞれの制御弁３１８，３３１を制御するコイル４１８，４３１は、コイル４１３および４２５の並列接続と直列に接続され、弁３１８，３３１の一方または他方は、所定の瞬間に開いている。
【００６１】
図４では示されないが、装置１８０Ａと同じであってＰＰＵ  １６０Ｎと協働する第２のガス流量制御装置１８０Ｂは、並列に接続されたコイルを有し、該コイルは、第２の制御入口弁３３６と、第２の陽極１２５Ｂへ接続された２次分岐３５７の制御弁３５５とを、同時に制御するため接続される。２次分岐３４４，３５０のそれぞれの制御弁３４２，３４８を制御するコイルは、上記の並列接続と直列に接続され、弁３４２，３４８の一方または他方は、所定の瞬間に開いている。
【００６２】
図４および図５の実施形態において、４つの電磁弁を備えるガス流量制御装置１８０Ａ，１８０Ｂは、単純化されたケーブル布線を用いて提供することが特に容易である。
【００６３】
図６および図７の実施形態において、共通の流体フロー装置３００’は、第１の分岐３１１を備え、第１の分岐３１１は、第１の制御入口弁３１３と、第１の熱収縮要素３１４と、各々がそれぞれの制御弁３２５，３３１を有する第１および第２の２次分岐３２７，３３３の第１の集合と、を備える。第１の２次分岐３２７は、線１２１Ａによって第１の陽極１２５Ａへ接続され、第２の２次分岐３３３は、ノード３６０へ接続され、該ノード３６０は、それ自身、第１に、第１の追加の制御弁３６２を介して第１の陰極１４０Ａの電源供給線１４１Ａへ接続され、第２に、第２の追加の制御弁３６６を介して第２の陰極１４０Ｂの電源供給線１４１Ｂへ接続される。
【００６４】
共通の流体フロー装置３００’は、第２の分岐３３４を備え、該第２の分岐３３４は、第２の制御入口弁３３６と、第２の熱収縮要素３３７と、各々がそれぞれの制御弁３５５，３４８を有する第１および第２の２次分岐３５７，３５０の第２の集合と、を備える。第１の２次分岐３５７は、第２の陽極１２５Ｂの電源供給線１２１Ｂへ接続され、第２の２次分岐３５０は、分岐３３３と同じように共通ノード３６０へ接続され、該共通ノード３６０は、それ自身、第１に、第１の追加の制御弁３６２を介して第１の陰極１４０Ａの電源供給線１４１Ａへ接続され、第２に、第２の追加の制御弁３６６を介して第２の陰極１４０Ｂの電源供給線１４１Ｂへ接続される。
【００６５】
図４および図５の実施形態と同じように、流量低減器３２３，３２９，３４６，および３５３は、有利には、それぞれの弁３２５，３３１，３４８，および３５５に関連づけられ、フィルタ３１３，３２２，３２４，３２８，３３０，３３２，３３５，３４５，３４７，３４９，３５２，３５４，３５６，３６１，３６３，３６５，および３６７は、様々な電磁弁に関連づけられる。
【００６６】
スイッチユニット１７０Ｎを介してＰＰＵ  １６０Ｎへ接続される第１のガス流量制御装置１８０Ａは、コイル５１３，５２５，および５３１を備え、該コイルは、第１の制御入口弁３１３、第１の分岐３１１の第１の２次分岐３２７の制御弁３２５、および第１の分岐３１１の第２の２次分岐３３３の弁３３１を同時に制御するため並列に接続される。
【００６７】
スイッチユニット１７０Ｓを介してＰＰＵ  １６０Ｓへ接続される第２のガス流量制御装置１８０Ｂは、コイル５３６，５５５，および５４８を備え、該コイルは、第２の制御入口弁３３６、第２の分岐３３４の第１の２次分岐３５７の制御弁３５５、および第２の分岐３３４の第２の２次分岐３５０の制御弁３４８を同時に制御するため並列に接続される。
【００６８】
第１および第２のガス流量制御装置１８０Ａ，１８０Ｂは、さらに、第１および第２の追加の制御弁３６３，３６６を制御するコイル５６２，５６６を共通に有する。少数のコンポーネント、たとえば電気スイッチまたは継電器５７１，５７２は、これらをＰＰＵ  １６０Ｎへ接続するため、コイル５６２，５６６に関連づけられる。図６および図７の実施形態は、さらに、完全余剰と比較して単純化されたアーキテクチャを構成し、コイル５６２，５６６およびコンポーネント５７１，５７２を含む並列接続ユニットの提供は、構成において単純であることができる。
【００６９】
図８および図９の実施形態において、共通の流体フロー装置３００”は、第１の分岐３１１を備え、該第１の分岐３１１は、第１の制御入口弁３１３と、第１の熱収縮要素３１４と、各々がそれぞれの制御弁３１８，３２５を有して第１の陰極１４０Ａの電源供給線１４１Ａおよび第１の陽極１２５Ａのガスマニホールドの電源供給線１２１Ａへそれぞれ接続された２つの２次分岐３２０，３２７の第１の集合と、を備える。共通の流体フロー装置３００”は、さらに、第２の分岐３３４を備え、該第２の分岐３３４は、第２の制御入口弁３３６と、第２の熱収縮要素３３７と、各々がそれぞれの制御弁３４８，３５５を有して第２の陰極１４０Ｂの電源供給線１４１Ｂおよび第２の陽極１２５Ｂの電源供給線１２１Ｂへそれぞれ接続された２つの２次分岐３５０，３５７の第２の集合と、を備える。
【００７０】
第１のガス流量制御装置１８０Ａは、第１の制御入口弁３１３と、２つの２次分岐３２０，３２７の第１の集合のそれぞれの弁３１８および３２５をそれぞれ制御するコイル６１３，６２５，および６１８と、を有する。
【００７１】
第２のガス流量制御装置１８０Ｂは、第２の制御入口弁３３６と、２つの２次分岐３５０，３５７の第２の集合のそれぞれの制御弁３４８，３５５をそれぞれ制御するコイル６３６，６４８，および６５５と、を有する。
【００７２】
第１および第２のガス流量制御装置１８０Ａ，１８０Ｂは、それぞれスイッチユニット１７０Ｎ，１７０Ｓを介してＰＰＵ  １６０Ｎ，１６０Ｓへ接続される。しかしながら、少数のコンポーネント、たとえば電気スイッチまたは継電器６６１〜６６７を有するスイッチモジュール６６０は、スイッチユニット１７０Ｎ，１７０Ｓと第１および第２のガス流量制御装置１８０Ａ，１８０Ｂとの間に介在し、交差モードの動作、すなわち、１つのＳＰＴの陽極および並置された他のＳＰＴの陰極を用いる動作を可能にする。
【００７３】
スイッチモジュール６６０によって、熱収縮要素３１４，３３７と、それらの関連づけられた弁３１３，３１８，３２５、および３３６，３４８，３５５とを、それぞれ分離したやり方で制御することが可能であり、次の制御モードの取得を可能にする。
ａ）コイル６１３，６２５，および６１８に電力を供給して弁３１３，３１８，および３２５を開き、熱収縮３１４を適用する、すなわち、第１の陽極１２５Ａおよび第１の陰極１４０Ａを使用する（スイッチ６６１，６６２，および６６３を介する接続）。
ｂ）コイル６１３，６２５，６３６，および６４８に電力を供給して弁３１３，３２５，３３６，および３４８を開き、並列に電力を供給される熱収縮３１４および３３７を適用する、すなわち、第１の陽極１２５Ａおよび第２の陰極１４０Ｂを使用する（スイッチ６６４，６６５，および６６７を介する接続）。
ｃ）コイル６３６，６４８，および６５５に電力を供給して弁３３６，３４８，および３５５を開き、熱収縮３３７を適用する、すなわち、第２の陽極１２５Ｂおよび第２の陰極１４０Ｂを使用する（スイッチ６６５，６６６，および６６７を介する接続）。
ｄ）コイル６３６，６５５，６１３，および６１８に電力を供給して弁３３６，３５５，３１３，および３１８を開き、並列に電力を供給される熱収縮３１４および３３７を適用する、すなわち、第２の陽極１２５Ｂおよび第１の陰極１４０Ａを使用する（スイッチ６６４，６６１，６６３，および６６５を介する接続）。
【００７４】
図８および図９の実施形態の構造は、提供するのに同じく容易であり、最少数のコンポーネントを包含する。そのような事情のもとで、交差モードの動作を使用するとき、各々の熱収縮要素３１４，３３７が、それぞれ、１つだけの２次分岐３２０または３２７，または３５０または３５７と一緒に働くため、小さいガス過剰量を消費しながら陰極の動作が起こるだけである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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