(57)【要約】【課題】製造時における作業性の向上を図ったうえで、固体推進薬の冷却時における熱収縮により生じる熱応力を確実に緩和することが可能である燃焼器及び燃焼器の固体推進薬充填方法を提供する。【解決手段】略円筒状を成し周壁２ａに空気導入用のポート２ｂを有するモータケース２と、このモータケース２の周壁２ａ内面に貼付した断熱体３と、この断熱体３の内側に充填したブースタ固体推進薬４を備え、断熱体３には、ベルト状を成し厚み方向の中央部で且つ長手方向に連続するスリット１１を介して互いに離間可能な分岐部分１２を有する応力緩和帯を１０を設け、ブースタ固体推進薬４を充填する段階で応力が特異となるポート２ｂ周辺部位の少なくとも軸心Ｌを挟んだ反対側の部位Ｐに応力緩和帯を１０を位置させ、分岐部分１２の一方側部分１２Ａをモータケース２の周壁２ａの内面に接着させると共に分岐部分１２の他方側部分１２Ｂを断熱体３に接着させた。【選択図】図１
2005282454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状を成すモータケースと、このモータケースの周壁内面に貼付した断熱体と、この断熱体の内側に充填した固体推進薬を備えた燃焼器において、上記断熱体には応力緩和部を設け、上記固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位に上記応力緩和部を位置させたことを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
略円筒状を成し周壁に空気導入用のポートを有するモータケースと、このモータケースの周壁内面に貼付した断熱体と、この断熱体の内側に充填した固体推進薬を備えた燃焼器において、上記断熱体には応力緩和部を設け、上記固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる上記ポート周辺部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位に上記応力緩和部を位置させたことを特徴とする燃焼器。
【請求項３】
固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位を中心にして、応力緩和部を周方向１２０°の範囲に配置した請求項１又は２に記載の燃焼器。
【請求項４】
ベルト状を成し厚み方向の中央部で且つ長手方向に連続するスリットを介して互いに離間可能な分岐部分を有する応力緩和帯を応力緩和部とし、この応力緩和帯を周方向に沿って配置して、上記分岐部分の一方側部分をモータケースの周壁内面に接着させると共に分岐部分の他方側部分を断熱体に接着させた請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の燃焼器。
【請求項５】
応力緩和帯をアラミド樹脂やアスベストなどの短繊維を充填したゴム系の材料から形成した請求項４に記載の燃焼器。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の燃焼器のモータケースに固体推進薬を充填するに際して、上記固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位に応力緩和帯を配置し、この応力緩和帯の分岐部分の一方側部分をモータケースの周壁内面に接着させた状態で、分岐部分の他方側部分を断熱体に接着させつつモータケースの周壁内面に断熱体を貼付した後、上記断熱体の内側に固体推進薬を充填することを特徴とする燃焼器の固体推進薬充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔体の飛翔推力を得るラムロケット（ラムジェットと称することもある。）や固体ロケットモータの燃焼器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記した燃焼器としては、例えば、図３に部分的に示すように、略円筒状を成し周壁５２ａに空気導入用のポート５２ｂを有するモータケース５２と、このモータケース５２の周壁５２ａの内面に貼付した断熱体５３と、この断熱体５３の内側に充填したブースタ推進薬（固体推進薬）５４を備えたラムロケット用燃焼器５１がある。
【０００３】
ポート５２ｂの尾部側（図示右側）に位置する断熱体５３には、全周にわたって連続するスリット５３ａ（いわゆるリリーフブーツ）が設けてあって、断熱体５３のスリット５３ａよりも内側に位置する推進薬側部分５３ｂは、スリット５３ａよりも外側に位置するケース側部分５３ｃに対して離間可能となっており、この推進薬側部分５３ｂは、スラリー状のブースタ推進薬５４をモータケース５２に注入して成形する際の冷却時に、図３に仮想線で示すように、ブースタ推進薬５４とともに移動して、この熱収縮により生じる熱応力を緩和するようになっている。
【０００４】
【非特許文献１】平成４年９月３０日  丸善株式会社発行  第２版  航空宇宙工学便覧第９３２頁〜第９３３頁。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した従来のラムロケット用燃焼器５１では、ポート５２ｂの尾部側に位置する断熱体５３、すなわち、断熱体５３の中央部分において全周にわたって連続するスリット５３ａを設けるようにしているので、このスリット５３ａを設ける作業が簡単であるとは言い難いうえ、ブースタ推進薬５４が燃焼を終了した後のラム燃焼時において、断熱体５３のポート５２ｂの尾部側に位置する推進薬側部分５３ｂが、ポート５２ｂからの空気の導入の妨げになって、ラム燃焼に悪影響を及ぼす可能性がないとは言えないという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題に着目してなされたものであって、製造時における作業性の向上を図ったうえで、固体推進薬の冷却時における熱収縮により生じる熱応力を確実に緩和することが可能である燃焼器及び燃焼器の固体推進薬充填方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃焼器は、略円筒状を成すモータケースと、このモータケースの周壁内面に貼付した断熱体と、この断熱体の内側に充填した固体推進薬を備えた燃焼器において、上記断熱体には応力緩和部を設け、上記固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる部位（モータケースが空気導入用のポートを有している場合はポート周辺部位）の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位に上記応力緩和部を位置させた構成としたことを特徴としており、この燃焼器の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃焼器では、上記した構成としているので、製造時における作業性の向上を実現することができ、加えて、固体推進薬の冷却時における熱収縮により生じる熱応力を確実に緩和することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の燃焼器において、固体推進薬を充填する段階で応力が特異となる部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位を中心にして、応力緩和部を周方向１２０°の範囲に配置することが望ましい。
【００１０】
また、ベルト状を成し厚み方向の中央部で且つ長手方向に連続するスリットを介して互いに離間可能な分岐部分を有する応力緩和帯を応力緩和部として採用することができ、このように、応力緩和部を応力緩和帯とした場合には、応力緩和帯を周方向に沿って配置して、上記分岐部分の一方側部分をモータケースの周壁内面に接着させると共に分岐部分の他方側部分を断熱体に接着させるようにする。
【００１１】
上記した応力緩和部を応力緩和帯とした燃焼器のモータケースに固体推進薬を充填する際には、応力が特異となる部位の少なくとも軸心を挟んだ反対側の部位に応力緩和帯を配置し、この応力緩和帯の分岐部分の一方側部分をモータケースの周壁内面に接着させた状態で、分岐部分の他方側部分を断熱体に接着させつつモータケースの周壁内面に断熱体を貼付した後、上記断熱体の内側に固体推進薬を充填する固体推進薬の充填方法を使用することができる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１３】
図１及び図２は本発明に係わる燃焼器の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係わる燃焼器がラムロケットの燃焼器である場合を示す。
【００１４】
図１に部分的に示すように、この燃焼器１は、略円筒状を成し周壁２ａに空気導入用のポート２ｂを有するモータケース２と、このモータケース２の周壁２ａの内面に貼付した断熱体３と、この断熱体３の内側に充填したブースタ推進薬（固体推進薬）４を備えており、モータケース２には高張力鋼やチタン合金やＧＦＲＰが用いられ、断熱体３にはシリコーンゴムが用いられ、ブースタ推進薬４には例えばコンポジット系の推進薬が採用される。
【００１５】
上記断熱体３には、応力緩和部としての応力緩和帯１０が設けてあり、この応力緩和帯１０は、図２に示すように、ブースタ推進薬４を充填する段階で応力が特異となる上記ポート２ｂの周辺部位の少なくとも軸心Ｌを挟んだ反対側の部位Ｐに配置してあって、この実施例において、上記部位Ｐを中心にして周方向１２０°の範囲に配置してある。
【００１６】
この応力緩和帯１０はアラミド樹脂やアスベストなどの短繊維を充填したゴム系の薄板材の積層構造体から成り、その厚み方向の中央部で且つ長手方向に連続するスリット１１を介して互いに離間可能な分岐部分１２を有しており、この応力緩和帯１０を周方向に沿って配置した状態において、分岐部分１２の一方側部分１２Ａをモータケース２の周壁２ａの内面に接着させると共に分岐部分１２の他方側部分１２Ｂを断熱体３に接着させるようにしてある。
【００１７】
この燃焼器１のモータケース２にブースタ推進薬４を充填するに際しては、ブースタ推進薬４の充填段階で応力が特異となる上記ポート２ｂの周辺部位の軸心Ｌを挟んだ反対側の部位Ｐを中心にして周方向１２０°の範囲に応力緩和帯１０を配置する。
【００１８】
次いで、この応力緩和帯１０の分岐部分１２の一方側部分１２Ａをモータケース２の周壁２ａの内面に接着させた状態で、分岐部分１２の他方側部分１２Ｂを断熱体３に接着させつつモータケース２の周壁２ａの内面に断熱体３を貼付した後、上記断熱体３の内側にブースタ推進薬４を充填する。
【００１９】
このブースタ推進薬４をモータケース２に注入して熱硬化させるダイレクトカスティング法によって成形する際の冷却時には、図１に仮想線で示すように、応力緩和帯１０の分岐部分１２の他方側部分１２Ｂがブースタ推進薬４とともに移動して、この熱収縮により生じる熱応力を確実に緩和するようになっている。
【００２０】
つまり、上記した実施例の燃焼器１では、ブースタ推進薬４の冷却時における熱応力を緩和することができるのは勿論のこと、モータケース２の周壁２ａの内面に断熱体３を貼付する段階において、モータケース２の周壁２ａとの間に応力緩和帯１０を挟み込ませるだけで、断熱体３にいわゆるリリーフブーツの機能を持たせることができることから、製造時における作業性の向上をも実現可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
上記した実施例では、本発明に係わる燃焼器がラムロケットの燃焼器である場合を示したがこれに限定されるものではなく、固体ロケットの燃焼器であってもよい。つまり、本発明に係わる燃焼器は、固体推進薬の充填段階において、周方向の応力分布に特異性があるロケットモータに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の燃焼器の一実施例を示す軸心に沿う方向の部分断面説明図である。（実施例１）
【図２】図１における燃焼器の軸心と直交する方向の部分断面説明図である。（実施例１）
【図３】従来の燃焼器を示す軸心に沿う方向の部分断面説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    燃焼器
２    モータケース
２ａ  モータケースの周壁
２ｂ  ポート
３    断熱体
４    ブースタ推進薬（固体推進薬）
１０   応力緩和帯（応力緩和部）
１１   スリット
１２   分岐部分
１２Ａ 分岐部分の一方側部分
１２Ｂ 分岐部分の他方側部分
Ｌ    軸心
Ｐ    ポート周辺部位の軸心を挟んだ反対側の部位
【図１】
2005282454.tif 000003
【図２】
2005282454.tif 000004
【図３】
2005282454.tif 000005