(57)【要約】      （修正有）【課題】人工衛星と液体ロケットに液体推進薬（推薬）を用いる場合に、同類作業の繰り返しを低減又は無くし、作業手順を簡略化し、作業効率を高めることができる一体型推薬充填加圧装置を提供する。【解決手段】ガス供給部１１、推薬供給タンク部１８、及び真空排気部２０が、同一架台９上に取り付けられ、発射台上または地上クリーンルーム等の人工衛星２及び液体ロケット３の周囲に設けられた作業スペースへ搬入することができるように、一体で搬送可能に構成されている。【選択図】図２
0003188932.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星及び液体ロケットに不活性ガスをそれぞれ単独に供給するガス供給部と、
人工衛星及び液体ロケットに推薬を、推薬ラインを介してそれぞれ単独に供給する推薬供給タンク部と、
前記ガス供給部及び推薬供給タンク部から残留ガスを排気しかつ前記推薬ラインを真空排気する真空排気部と、を備え、
前記ガス供給部、推薬供給タンク部、及び真空排気部は、同一架台上に取り付けられ、一体で搬送可能に構成されている、ことを特徴とする一体型推薬充填加圧装置。
【請求項２】
前記ガス供給部は、
液体ロケットに所定圧の高圧不活性ガスを供給する高圧ガス供給部と、
人工衛星及び液体ロケットに前記高圧不活性ガスより低圧の中圧不活性ガスを供給する中圧ガス供給部と、
液体ロケットと前記推薬供給タンク部に前記中圧不活性ガスより低圧の低圧不活性ガスを供給する低圧ガス供給部と、からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の一体型推薬充填加圧装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、地上から人工衛星を打ち上げる人工衛星打上ロケット用の一体型推薬充填加圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上から人工衛星を打ち上げる人工衛星打上ロケットには、通常多段ロケットが用いられ、その一部（例えば第３段）に液体推進薬（以下、「推薬」という）を用いる液体ロケットが使用される場合がある。
また、人工衛星打上ロケットにより打ち上げられる人工衛星にも、推進や姿勢制御用に液体推進薬（推薬）が用いられる。
推薬を用いる液体ロケット（又はスラスタ）は、例えば特許文献１〜４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１２３４０号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５５５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２９８５３号公報
【特許文献４】特開２００９−２５７１５５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
打ち上げ用の人工衛星に液体推進薬（推薬）を充填および加圧する場合には、従来、衛星系推薬充填加圧装置を用いていた。
衛星系推薬充填加圧装置は、衛星系推薬供給タンク装置と衛星系真空排気装置と衛星系加圧ガス供給装置とで構成される個別装置を接続したものである。
衛星系推薬供給タンク装置は、人工衛星に推薬を供給する装置である。衛星系真空排気装置は、衛星系推薬供給タンク装置から人工衛星までの推薬ライン内を真空排気する装置である。衛星系加圧ガス供給装置は、人工衛星に中圧（例えば約３ＭＰａ）の不活性ガスを供給するとともに衛星系推薬供給タンク装置や人工衛星に低圧（例えば約０．９ＭＰａ）の不活性ガスを供給する装置である。
【０００５】
一方、液体ロケットに推薬を充填および加圧する場合には、従来、ロケット系推薬充填加圧装置を用いていた。
ロケット系推薬充填加圧装置は、ロケット系推薬供給タンク装置とロケット系真空排気装置とロケット系加圧ガス供給装置とで構成される個別装置を接続したものとロケット系気蓄器加圧装置とを備えたものである。
ロケット系推薬供給タンク装置は、液体ロケットに推薬を供給する装置である。ロケット系加圧ガス供給装置は、液体ロケットに中圧（例えば約３ＭＰａ）の不活性ガスを供給するとともにロケット系推薬供給タンク装置や液体ロケットに低圧（例えば約０．９ＭＰａ）の不活性ガスを供給する装置である。ロケット系気蓄器加圧装置は、液体ロケットの気蓄器に高圧（例えば約２５ＭＰａ）の不活性ガスを供給する装置である。ロケット系真空排気装置は、ロケット系推薬供給タンク装置から液体ロケットまでの推薬ライン内を真空排気する装置である。
【０００６】
人工衛星打上ロケットは、通常は発射台に設置された後に、液体ロケットに推薬や不活性ガスを供給する。一方、人工衛星は清浄度維持の観点から地上のクリーンルーム等に設置された後に、推薬や不活性ガスを供給する。しかし、発射台上の液体ロケットや地上のクリーンルーム等の人工衛星の周囲に設けられた作業スペースは狭いことと、装置を搬送するエレベータやトラック等の制約で、作業スペースへ同時に搬送または配置できる装置の大きさは制限されていた。
従来、この制限から、上述した７種の装置は、それぞれ別の装置として製造され、人工衛星及び液体ロケットに推薬や不活性ガスを供給する際には、これらを順次、人工衛星及び液体ロケットの周囲に設けられた作業スペースに搬送して使用していた。７種の装置とは、衛星系推薬供給タンク装置、衛星系真空排気装置、衛星系加圧ガス供給装置、ロケット系推薬供給タンク装置、ロケット系加圧ガス供給装置、ロケット系真空排気装置、及びロケット系気蓄器加圧装置である。
【０００７】
一方、人工衛星及び液体ロケットに用いる推薬は、例えばヒドラジンであり、毒性、引火性、反応性、有害性が高く、閉鎖空間での運用、防護服の着用、高レベル清浄度の必要性、等から取扱いが非常に難しい液体である。そのため、上述した複数の装置を分解、搬送して使用する際には、その都度、装置の単体整備、配管接続部の洗浄、パージ、気密試験・清浄度確認、搬出、搬入等を行う必要があり、同種の作業の繰り返しが多く、作業手順が複雑であり、運用コストが高く、作業効率が低い問題点があった。
【０００８】
本考案は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本考案の目的は、人工衛星と液体ロケットに液体推進薬（推薬）を用いる場合に、同類作業の繰り返しを低減又は無くし、作業手順を簡略化し、作業効率を高めることができる一体型推薬充填加圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案によれば、人工衛星及び液体ロケットに不活性ガスをそれぞれ単独に供給するガス供給部と、
人工衛星及び液体ロケットに推薬を、推薬ラインを介してそれぞれ単独に供給する推薬供給タンク部と、
前記ガス供給部及び推薬供給タンク部から残留ガスを排気しかつ前記推薬ラインを真空排気する真空排気部と、を備え、
前記ガス供給部、推薬供給タンク部、及び真空排気部は、同一架台上に取り付けられ、一体で搬送可能に構成されている、ことを特徴とする一体型推薬充填加圧装置が提供される。
【００１０】
前記ガス供給部は、
液体ロケットに所定圧の高圧不活性ガスを供給する高圧ガス供給部と、
人工衛星及び液体ロケットに前記高圧不活性ガスより低圧の中圧不活性ガスを供給する中圧ガス供給部と、
液体ロケットと前記推薬供給タンク部に前記中圧不活性ガスより低圧の低圧不活性ガスを供給する低圧ガス供給部と、からなる。
【考案の効果】
【００１１】
上記本考案の構成によれば、ガス供給部、推薬供給タンク部、及び真空排気部が、同一架台上に取り付けられ、一体で搬送可能に構成されている。従って、一体に構成された一体型推薬充填加圧装置を予め整備し、配管接続部の洗浄、パージ、気密試験、清浄度確認を実施した後、発射台上の液体ロケットおよび地上クリーンルーム等の人工衛星の周囲に設けられた作業スペースへ搬入することができる。
【００１２】
従って、装置の単体整備、配管接続部の洗浄、パージ、気密試験、清浄度確認、装置の搬出、搬入等の同類作業の繰り返しを無くし、作業手順を簡略化し、作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】地上から人工衛星を打ち上げる人工衛星打上ロケットの模式図である。
【図２】本考案による一体型推薬充填加圧装置の全体構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
本考案の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は、地上から人工衛星２を打ち上げる人工衛星打上ロケット１の模式図である。この図において、人工衛星打上ロケット１は、発射台に設置されており、その第３段に人工衛星２と液体ロケット３を備えている。またこの例において、人工衛星２と液体ロケット３は、推進や姿勢制御用に同一の液体推進薬（推薬Ｆ）を用いる。推薬Ｆは例えばヒドラジンである。
なお、本考案において、推薬Ｆは、液体燃料に限定されず、液体酸化剤であってもよい。
【００１６】
推薬Ｆと不活性ガスＧは、発射台に設置された状態の人工衛星２及び液体ロケット３または地上クリーンルーム等に設置された人工衛星２に供給される。不活性ガスＧは、例えば約２５ＭＰａの高圧不活性ガスＨＧ、約３ＭＰａの中圧不活性ガスＭＧ、約０．９ＭＰａの低圧不活性ガスＬＧの３種である。不活性ガスＧは、例えばヘリウムＨｅまたは窒素Ｎ２である。
【００１７】
人工衛星２には、例えば中圧不活性ガスＭＧと推薬Ｆをそれぞれの配管で別々に供給する必要がある。人工衛星用の中圧不活性ガスＭＧと推薬Ｆは、それぞれ１ライン又は２ラインである。
液体ロケット３には、例えば高圧不活性ガスＨＧ、中圧不活性ガスＭＧ、低圧不活性ガスＬＧ、及び推薬Ｆをそれぞれの配管で別々に供給する必要がある。ロケット用の高圧不活性ガスＨＧと低圧不活性ガスＬＧは、通常１ラインである。またロケット用の中圧不活性ガスＭＧと推薬Ｆは、それぞれ１ライン又は２ラインである。
【００１８】
図１において、本考案による一体型推薬充填加圧装置１０は、発射台上の人工衛星２及び液体ロケット３または地上クリーンルーム等に設置された人工衛星２の周囲に設けられた作業スペース４に搬送して使用される。
【００１９】
図２は、本考案による一体型推薬充填加圧装置１０の全体構成図である。
この図において、一体型推薬充填加圧装置１０は、ガス供給部１１、推薬供給タンク部１８、及び真空排気部２０を備える。
ガス供給部１１は、この例では、高圧ガス供給部１２、中圧ガス供給部１４、及び低圧ガス供給部１６からなり、人工衛星２及び液体ロケット３に加圧用の不活性ガスＧをそれぞれ単独に供給する。
【００２０】
高圧ガス供給部１２は、外部からポートＩＮ１を介して高圧不活性ガスＨＧが供給され、ポートＯＵＴ１から図示しない配管を介して外部の液体ロケット３の気蓄器に所定圧（例えば約２５ＭＰａ）の高圧不活性ガスＨＧを供給する。
中圧ガス供給部１４は、外部からポートＩＮ２を介して高圧不活性ガスＨＧより低圧の中圧不活性ガスＭＧが供給され、ポートＯＵＴ２〜ＯＵＴ４から図示しない配管を介して外部の人工衛星２及び液体ロケット３に所定圧（例えば約３ＭＰａ）の中圧不活性ガスＭＧを供給する。
【００２１】
低圧ガス供給部１６は、中圧不活性ガスＭＧを減圧して形成し、ポートＯＵＴ５から図示しない配管を介して外部の液体ロケット３と推薬供給タンク部１８に中圧不活性ガスＭＧより低圧（例えば約０．９ＭＰａ）の低圧不活性ガスＬＧを供給する。
【００２２】
推薬供給タンク部１８は、低圧ガス供給部１６で発生した低圧不活性ガスＬＧにより、内部に推薬Ｆを保有する推薬タンク１８ａを加圧し、推薬ライン１８ｆを介してポートＯＵＴ８〜ＯＵＴ１１から図示しない配管を介して外部の人工衛星２及び液体ロケット３に推薬Ｆをそれぞれ単独に供給する。
【００２３】
真空排気部２０は、ガス供給部１１及び推薬供給タンク部１８から残留ガスを排気し、かつ推薬ライン（後述する）を真空排気する。真空排気部２０の詳細は後述する。
【００２４】
図２において、ガス供給部１１、推薬供給タンク部１８、及び真空排気部２０は、すべて同一架台９上に取り付けられ、発射台上または地上クリーンルーム等の作業スペース４へ搬入することができるように、一体で搬送可能に構成されている。
すなわち、図１において、本考案による一体型推薬充填加圧装置１０は、作業スペース４までエレベータやトラック等で搬送できる大きさと重さに設定されている。
【００２５】
上述したように、本考案では、従来、衛星系とロケット系でそれぞれ別個に備えていたガス供給系統、推薬供給系統、及び真空排気系統を、可能な範囲で共通化して、冗長であった機器数や個別装置の接続を大幅に低減している。また、同時に、衛星系とロケット系で要求される安全上、運転上、品質上の条件を満たしている。
【００２６】
従って上述した本考案により、以下の効果が得られる。
（１）技術面では、射場搬入後の接続箇所を低減でき、部品点数を少なくでき、配管系統を少なくでき、ゴミの流れ方向を適正化でき、排気機能を共通化でき、推薬タンクを共通化できる。
（２）品質面では、清浄度性能を高め、操作、保全、点検の必要性を低減できる。
（３）コスト面では、製造、運用、輸送のコストを大幅に低減でき、設置面積を小さくできる。
【００２７】
すなわち、上述した本考案の構成によれば、ガス供給部１１、推薬供給タンク部１８、及び真空排気部２０が、同一架台９上に取り付けられ、一体で搬送可能に構成されている。従って、一体に構成された一体型推薬充填加圧装置１０を予め整備し、配管接続部の洗浄、パージ、気密試験・清浄度確認を実施した後、発射台上または地上クリーンルーム等の人工衛星２及び液体ロケット３の周囲に設けられた作業スペース４へ搬入することができる。
【００２８】
従って、装置の単体整備、配管接続部の洗浄、パージ、気密試験、清浄度確認、装置の搬出、搬入等の同類作業の繰り返しを無くし、作業手順を簡略化し、作業効率を高めることができる。
【００２９】
なお本考案は上述した実施形態に限定されず、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｆ  推薬
Ｇ  不活性ガス
ＨＧ  高圧不活性ガス
ＭＧ  中圧不活性ガス
ＬＧ  低圧不活性ガス
ＩＮ１〜ＩＮ３  ポート
ＯＵＴ１〜ＯＵＴ１１  ポート
１  衛星打上ロケット
２  衛星
３  液体ロケット
４  作業スペース
９  架台
１０  一体型推薬充填加圧装置
１１  ガス供給部
１２  高圧ガス供給部
１４  中圧ガス供給部
１６  低圧ガス供給部
１８  推薬供給タンク部
１８ａ  推薬タンク
１８ｆ  推薬ライン
２０  真空排気部
【図１】
0003188932.tif 000003
【図２】
0003188932.tif 000004