(57)【要約】【課題】比較的小型のロケットエンジンで使用するのに適した非自動点火性推進剤噴射および点火システムを提供する。【解決手段】  二元推進剤インジェクタは、第１および第２のインジェクタ要素１３０，２４とスパーク励起アセンブリ１００とを有する。第１のインジェクタ要素１３０は、スパーク励起アセンブリに電気的に接続された導電層１４６と導電層の外側部分に配置された非導電層１４８とを有する。第２のインジェクタ要素２４は導電性材料からなり、燃焼室と流体連通する貫通開口１３２を有する。第１のインジェクタ要素の端部１３８は、第２のインジェクタ要素の開口１３２に配置されるか、開口１３２の近くに配置される。スパーク励起アセンブリ１００は、第１のインジェクタ要素１３０の導電層１４６と第２のインジェクタ要素２４の間に電気アークを発生させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の推進剤を燃焼室に噴射でき、導電層を有し、第１の端部と第２の端部を画定する第１のインジェクタ要素と、
導電性材料からなり、燃焼室と流体連通する開口が貫通して画定され、前記第１のインジェクタ要素の前記第１の端部が前記開口にまたは前記開口の近くに配置される第２のインジェクタ要素と、
前記第１のインジェクタ要素の前記導電層に電気的に接続され、前記第１のインジェクタ要素の前記導電層と前記第２のインジェクタ要素の間に電気アークを発生させることができるスパーク励起アセンブリと、
を有する二元推進剤インジェクタ。
【請求項２】
さらに、上記第１のインジェクタ要素の上記導電層の外側部分に配置された非導電層を有する請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項３】
上記第１のインジェクタ要素の上記非導電層はセラミック材料からなることを特徴とする請求項２に記載のインジェクタ。
【請求項４】
上記第２のインジェクタ要素は燃料スリーブであることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項５】
上記第２のインジェクタ要素はインジェクタフェイスプレートであることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項６】
上記第２のインジェクタ要素内に画定された前記開口は、形状が円錐台状であることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項７】
上記第１のインジェクタ要素および上記第２のインジェクタ要素は各推進剤を同軸上に噴射するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項８】
上記第１のインジェクタ要素は円筒状形状のチューブであることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項９】
上記第１のインジェクタ要素の上記第１の端部は上記第２のインジェクタ要素の燃焼室に対向する面から陥没していることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項１０】
上記励起装置は、上記第１の推進剤インジェクタ要素の上記第２の端部に接続されることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
【請求項１１】
燃焼室と、
貫通するように画定された複数の開口を有するインジェクタフェイスプレートと、
それぞれが前記インジェクタフェイスプレートの対応する開口に配置された複数の推進剤インジェクタチューブと、
前記複数の推進剤インジェクタチューブのうちの第１のものに電気的に接続され、前記燃焼室に送出された推進剤に点火するために、前記第１の推進剤インジェクタチューブと前記インジェクタフェイスプレートとの間に点火スパークを発生させるスパーク励起装置と、
を有するロケットスラスタアセンブリ。
【請求項１２】
上記第１の推進剤インジェクタチューブは円筒状の形状を有することを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
上記第１の推進剤インジェクタチューブは、
導電層と、
前記導電層上に配置された非導電層と、
を有することを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
上記非導電層はセラミック材料からなることを特徴とする請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
上記インジェクタフェイスプレートの上記開口および対応する上記インジェクタチューブが、環状の燃料推進剤開口を画定することを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
上記インジェクタフェイスプレートの上記開口は、形状が円錐台状であることを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
ロケット燃焼室に隣接して配置され、推進剤を前記燃焼室に噴射するための貫通した開口を有するフェイスプレートと、
第１の端部および第２の端部を画定し、少なくとも１つの推進剤注入開口とその第１の端部に配置された推進剤排出口とを有し、前記第１の端部は前記フェイスプレートの前記開口にまたは前記開口の近くに配置され、導電性材料からなり、前記少なくとも１つの推進剤注入開口と前記推進剤排出口の間の第１の推進剤送出路を形成する内部流路を有するインジェクタチューブと、
前記インジェクタチューブの前記少なくとも１つの推進剤注入開口と流体連通する第１の推進剤供給路を画定し、かつ前記フェイスプレートとの間に第２の推進剤送出路を画定する中間推進剤分割体と、
前記インジェクタチューブを前記フェイスプレートから電気絶縁するために、前記インジェクタチューブ上に配置された非導電性被覆と、
前記インジェクタチューブと前記フェイスプレートの間に電気スパークを発生させるために、前記インジェクタチューブに電気的に接続された励起装置と、
を有するインジェクタアセンブリ。
【請求項１８】
上記フェイスプレート内に画定された上記開口は、形状が環状であることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
上記フェイスプレート内に画定された上記開口は、形状が円錐台状であることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
上記インジェクタチューブの上記第１の端部は、上記フェイスプレートの燃焼室に対向した面から陥没していることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロケットエンジンインジェクタおよび点火システムに関し、より詳細には、本発明は、非自動点火性推進剤インジェクタおよび点火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な液体推進剤ロケットエンジンでは、燃焼室内にある酸化剤および燃料の噴射、分散、混合、および燃焼を容易にするのに二元推進剤噴射要素を使用する。大型のロケットエンジンでは、インジェクタ要素アレイの中央に大型の点火システムアセンブリ（またはスパークトーチアセンブリ）を配置して、何百ものインジェクタ要素が存在し得る。大型点火アセンブリは、燃焼室内で燃焼を開始させるために使用される「パイロットライト」のような持続した火炎またはトーチを起こすことで推進剤に点火することができる。この大型点火アセンブリは、それ自体の専用推進剤混合物を利用して「パイロットライト」を起こし、維持する。これら専用推進剤混合物は、エンジン推力を発生させるために使用される推進剤混合物とは大きく異なる。専用の「パイロットライト」推進剤の供給が必要な場合、エンジン設計が複雑になる。大型点火アセンブリを使用するとまた、「パイロットライト」を起こすのに使用する専用推進剤の混合が条件を外れているために（すなわち、推進性能を最適にする混合比とは異なる混合比を使用するために）性能が損なわれる。さらに、大型の「パイロットライト」点火アセンブリは、寸法と質量の両方の点でかさばり、そのために、より小型のロケットエンジンで使用するにはあまり望ましくない。
【０００３】
燃焼室の反応領域に点火スパークを発生させるスパーク点火システムも公知である。しかし、このシステムは、システム部品の組立を困難にし、使用時に部品劣化の問題を引き起こす。例えば、露出した電極部に点火が容易な推進剤混合物を形成するために、燃料と酸化剤を案内する特別な噴射オリフィスおよびマニホルドが必要とされる。インジェクタフェイスプレートを貫通する直接スパーク点火システムはまた、重量を増やし、設計をより複雑にし、さらに、通常、電極の熱的損傷を防止するために最適条件から外れた混合比で（通常、燃料リッチの比率で）作動するが、それにより、燃焼性能を全体的に低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
位置決め用スラスタエンジンなどの小型ロケットエンジンは、これまで自動点火性の推進剤（すなわち、混合したときに自然に点火する推進剤）を使用してきた。しかし、非自動点火性の推進剤を利用するロケットエンジンを開発することが望ましい。
【０００５】
本発明は、比較的小型のロケットエンジンで使用するのに適した非自動点火性推進剤噴射および点火システムを提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
二元推進剤インジェクタは、第１および第２のインジェクタ要素とスパーク励起アセンブリとを有する。第１のインジェクタ要素は、スパーク励起アセンブリに電気的に接続された導電層と、導電層の外側部分に配置された非導電層とを有する。第２のインジェクタ要素は導電性材料からなり、燃焼室と流体連通する貫通開口を有する。第１のインジェクタ要素の端部は、第２のインジェクタ要素の開口に配置されるか、またはその近くに配置される。励起装置は第１のインジェクタ要素の導電層と第２のインジェクタ要素の間に電気アークを発生させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、非自動点火性推進剤を使用するロケットエンジン用の点火要素アセンブリを提示する。基本的に、点火要素アセンブリは、インジェクタチューブとインジェクタフェイスプレートの間にスパークを発生させて、隣接する燃焼室で混合推進剤の燃焼を開始するのを可能にする。インジェクタチューブに連結されたスパーク励起アセンブリは、スパークを発生させる電気エネルギを供給する。ロケットエンジンは、燃焼室に入る推進剤混合物に点火するために、１つまたはそれ以上の点火要素アセンブリを利用することができる。以下により詳細に説明するように、本発明の点火要素アセンブリは、ロケットエンジンで燃焼を開始するための公知のシステムに勝る多数の利点を提供する。
【０００８】
図１は、本発明による点火システムを有するロケットエンジン２０の概略断面図である。エンジン２０は、収束−発散形の壁を有する燃焼室（つまり主推進室）２２と、インジェクタフェイスプレート２４と、インジェクタポスト２６、２８、３０のアレイ（列）と、を有する。図示したエンジン２０は、有人探査船や人工衛星用の位置決めスラスタなどの小型エンジンを表す。しかし、本発明は、さらなる代替の実施形態において、他のタイプのロケットエンジンで利用することができると認識すべきである。
【０００９】
インジェクタフェイスプレート２４は多数の貫通した開口３２Ａ〜３２Ｃを有し、各開口３２Ａ〜３２Ｃは、インジェクタポスト２６、２８、３０のうちの１つに対してそれぞれ位置決めされている。第２の推進剤供給マニホルド３４は、フェイスプレート２４と中間推進剤プレート３６の間に画定される。第１の推進剤供給マニホルド３８は、中間推進剤プレート３６とドーム４０の間に画定される。
【００１０】
推進剤の一方は、第１の推進剤供給マニホルド３８からインジェクタポスト２６、２８、３０を通って送出される。第２の推進剤は、第２の推進剤供給マニホルド３４からインジェクタポスト２６、２８、３０とインジェクタフェイスプレート２４の開口３２Ａ〜３２Ｃとによって形成された環状路を通って燃焼室２２に送出される。アレイ内のインジェクタ要素の１つまたは複数のものは、点火アセンブリとしても機能するように構成されている。図１に示す実施形態では、中央インジェクタポスト３０が点火装置としても機能する。典型的なスパーク４２などのスパークは、インジェクタポスト３０を流れる推進剤の燃焼を開始させるために使用され、次いでその燃焼流が、燃焼室２２内の推進剤に点火する。点火後にスパーク４２は止められ、中央インジェクタポスト３０は、同じ高性能混合比でアレイの他のインジェクタポスト２６、２８と全く同様に機能する。
【００１１】
非自動点火性二元推進剤混合物の燃焼は、エンジン推力を付与するために使用される。二元推進剤混合物は、Ｏ2などの酸化剤およびＨ2などの燃料を含む。なお、様々な推進剤物質を本発明に従って使用することができる。推進剤は、当業者には公知の態様で同軸剪断流によって燃焼室２２に送出され、剪断速度流は、燃焼室２２の反応領域で燃焼する前に推進剤を霧化し、混合するために使用される。エンジン２０は通常、推進剤の組み合わせに対する十分に混合した場合の可燃限界より上の混合比を有する推進剤混合物を燃焼させる。
【００１２】
図２は、酸化剤としてＯ2、燃料としてＨ2を備えたＨ2／Ｏ2二元推進剤混合物についてのＨ2／Ｏ2混合ガス温度対酸化剤／燃料（Ｏ／Ｆ）混合比のグラフである。このグラフは、グラフを可燃領域５２と不燃領域５４に分割する可燃限界５０を示している。約６．０である（Ｈ2／Ｏ2にとっての）適切なＯ／Ｆ混合比とした場合に、推力／推進剤流速の点でエンジン性能は必然的に高くなる。領域５６は、通常のスラスタおよび主燃焼室の状態を示しており、燃焼温度は約６０００°ランキン（Ｒ）であり、性能は高い。それと比べ、領域５８はタービン駆動とガス発生機の状態を示しており、燃焼温度は約１５００°Ｒである。領域５８の推進剤混合物は、容易には点火と火炎の伝播につながらない。したがって、これまでの点火システムは点火に対してより高い混合比を必要とし、そのため、タービン寿命を短くしていた。これまでの点火システムはまた、すべての推進剤に点火するために、各インジェクタチューブにおいて点火源を利用してきた。領域５６の推進剤混合物は、領域５８のものより燃焼を促すので、様々な点火方式を利用することが可能である。領域５６に全体的に収まる推進剤混合物は、可燃領域５２にうまく収まるので、燃焼室２２に火炎を容易に伝播させることができる。図１に示すように、単一の噴射／点火要素３０を使用して領域５２に収まる推進剤混合物に点火することができる。噴射／点火要素３０で燃焼が開始されると、燃焼は燃焼室２２に伝播して、続いて、燃焼室２２に導入されたすべての推進剤に点火する。しかし、当然ながら、さらなる実施形態では、アレイのうちの複数のインジェクタ要素が点火能力をもつことができる。さらに、推進剤組成、推進剤混合比、および推進剤混合温度は変えることができ、特定の応用例の特性が図２のものと同様にグラフ上の領域５６の特性に影響を及ぼす。
【００１３】
図３は、点火要素アセンブリ１００の断面図である。この点火要素アセンブリ１００は、図１に示し図１に関連させて説明したエンジン２０で使用するのに適する。点火要素アセンブリ１００はインジェクタフェイスプレート２４、中間推進剤プレート３６、酸化剤ドーム４０、および酸化剤ポスト１３０を有する。
【００１４】
インジェクタフェイスプレート２４は、導電性金属プレートであって、内側面１３４と外側面１３６の間に画定される円錐台形の開口１３２を有し、外側面１３６は燃焼室２２に隣接して配置されている。流体は開口１３２を通って燃焼室２２に入る。燃料供給マニホルド３４を通る燃料送出路は、フェイスプレート２４の内側面１３４と中間推進剤プレート３６の間に画定される。燃料は、格納領域（図示せず）から燃料供給マニホルド３４に従来の態様で供給され、ターボポンプまたは他の適切な装置によって燃料供給マニホルド３４から送り出すことができる。燃料は、フェイスプレート２４の開口１３２とこの開口１３２内に延びるように配置された酸化剤ポスト１３０との間に形成された環状路を通って流れる。本発明は、非自動点火性推進剤を同軸送出するほとんどすべてのタイプの噴射アセンブリで利用することができ、図３に示す特定の実施形態は、単なる一例として提示されていると認識すべきである。
【００１５】
酸化剤ポスト１３０は、第１の端部１３８と反対側の第２の端部１４０とを有する複合チューブである。酸化剤ポスト１３０の第１の端部１３８は、インジェクタフェイスプレート２４を貫通する開口１３２内に配置されている。図３に示す実施形態では、チューブ１３０の第１の端部１３８は、フェイスプレート２４の外側面１３６によって画定される平面と合致している。ポスト１３０は、燃焼室２２への酸化剤送出路を形成する内部空洞１４２を有する。１つまたは複数の側部開口１４４はポスト１３０内に画定されて、内部空洞１４２と、酸化剤ドーム４０と中間推進剤プレート３６の間に酸化剤供給路を形成する酸化剤供給マニホルド３８との間の流体連通を可能にする。酸化剤は、格納領域（図示せず）から酸化剤供給マニホルド３８に従来の態様で供給され、酸化剤ターボポンプまたは他の適切な装置によって、酸化剤供給マニホルドから送り出すことができる。
【００１６】
酸化剤ポスト１３０は、概して内側にある導電性部分１４６と外側の非導電性部分１４８を有する。２つの部分１４６、１４８は、互いにろう付けして複合酸化剤ポスト１３０を形成することができる。導電性部分１４６は、例えば、銅合金、ステンレス鋼、高強度ニッケル合金などの金属材料から作ることができる。非導電性部分１４８は、例えば、（ニュージャージー州パリセーズパークに所在のセラミックプロダクツ社から入手可能な）Ｍａｙｃｏｒ（登録商標）やシリコンカーバイドなどのセラミック材料、または他の絶縁材料（例えば、非導電性ポリマー材料）から作ることができる。導電性部分１４６は、ポスト１３０の第１の端部１３８と第２の端部１４０の間に延在している。非導電性部分１４８は、ポスト１３０の第１の端部１３８と第２の端部１４０の間に配置され、導電性部分１４６の領域が各端部１３８、１４０で露出したままの状態にしている。酸化剤ポスト１３０の非導電性部分１４８により、酸化剤ポスト１３０の導電性部分１４６を中間推進剤プレート３６、酸化剤ドーム４０など他の部品から電気的に絶縁することが可能になる。ねじを切られた領域とすることができる取付構造体１５０がポスト１３０の第２の端部１４０に形成されて、スパーク励起装置１５２とポスト１３０の導電性部分１４６との間の電気接続を容易にする。
【００１７】
スパーク励起装置１５２が図３に概略的に示されている。励起装置１５２はポスト１３０の導電性部分１４６に電気的に接続され、適切な電圧と電流を作り出して、酸化剤ポスト１３０とインジェクタフェイスプレート２４の間のエアギャップを横切るスパークを発生させる従来の電気スパーク供給アセンブリとすることができる。
【００１８】
中間推進剤プレート３６は、酸化剤ドーム４０とインジェクタフェイスプレート２４の間に配置され、燃料送出路と酸化剤供給路を分離している。酸化剤ポスト１３０は中間推進剤プレート３６を貫通し、中間推進剤プレート３６は、ポストの非導電性部分１４８にろう付けされてその間に封止部１５４を形成する。封止部１５４を構成するろう付け材料は、例えば、金、銀、ニッケル、および銅を組み合わせたものを含む合金とすることができる。
【００１９】
酸化剤ドーム４０は、ロケットエンジンインジェクタで使用される従来タイプのものである。酸化剤ポスト１３０は、酸化剤ドーム４０を貫通し、酸化剤ポスト１３０の非導電性部分１４８は、酸化剤ドームにろう付けされてその間に封止部１５６を形成する。封止部１５６を構成するろう付け材料は、封止部１５４のものと同じとすることができる。
【００２０】
代替の実施形態では、非導電性部分であったものは非導電性ポリマー材料から作られ、封止部１５４、１５６は、ろう付けを使用するのではなく、圧縮した状態で装着することによって形成することができる。封止部１５４は、導電性部分１４６と中間推進剤プレート３６の間の非導電性部分１４８を圧縮して装着することにより形成することができ、封止部１５６は、同様に、導電性部分１４６と酸化剤ドーム４０の間の非導電性部分１４８を圧縮して装着することにより形成することができる。
【００２１】
作動時、励起装置１５２を使用して酸化剤ポスト１３０の導電性部分１４６（その第１の端部１３８）とインジェクタフェイスプレート２４の間に電位差を設けることで、それらの間にスパークが発生する。図３では、酸化剤ポスト１３０とフェイスプレート２４の間に延びる電気アークとして例示的なスパーク１５８が表されている。点火スパークが発生すると、次いで、酸化剤および燃料の送出路に沿って酸化剤と燃料の送出がそれぞれ開始されて、燃焼室２２への同軸推進剤流れを作り出す。同軸推進剤流れは、スパーク１５８によって点火される二元推進剤混合物を生成する。次いで、燃焼が燃焼室２２内に伝播して、他のインジェクタ要素（図１を参照のこと）から送出された推進剤に点火することができる。
【００２２】
図３に示す点火要素アセンブリ１００は、本発明による点火要素アセンブリの可能な実施形態の単なる一例にすぎない。以下は代替実施形態の実施例である。図４Ａは、第１の代替点火要素アセンブリ２００の部分断面図である。点火要素アセンブリ２００は、図３に示し図３に関連させて説明した点火要素アセンブリ１００と概略的には同じである。しかし、点火要素アセンブリ２００の場合、酸化剤ポスト１３０の第１の端部がフェイスプレート２４の外側面１３６から距離Ｄだけ引っ込んでいる。距離Ｄは、通常、フェイスプレート２４の厚さＴより短い。酸化剤ポスト１３０の第１の端部１３８の位置が引っ込んでいると、スパーク１５８の位置を管理するのに役立ち、燃焼室２２への推進剤の同軸噴射に対する性能を改良する助けとなることができる。
【００２３】
図４Ｂは、点火要素アセンブリ３００とした第２の代替実施形態の部分断面図である。点火要素アセンブリ３００は、図３に示し図３に関連させて説明した点火要素アセンブリ１００と概略的には同じである。しかし、点火要素アセンブリ３００の場合、インジェクタフェイスプレート２４の開口３３２が段付き形状を形成する複数の直径を有する。開口３３２は、第１の直径Ｄ１を有する、フェイスプレート２４の内側面１３４に隣接した第１の部分３３２Ａと、小さい方の第２の直径Ｄ２を有する、フェイスプレート２４の外側面１３６に隣接した第２の部分３３２Ｂとを有する。開口３３２の段付き形状により、燃焼室２２への燃料の剪断流を容易に望みどおりとすることができる。
【００２４】
図４Ｃは、点火要素アセンブリ４００とした第３の代替実施形態の部分断面図である。点火要素アセンブリ４００は、図３に示し図３に関連させて説明した点火要素アセンブリ１００と概略的には同じである。しかし、点火要素アセンブリ４００の場合、非導電性の挿入体４０２がインジェクタフェイスプレート２４にある開口１３２の周縁部分に沿って配置されている。非導電性挿入体４０２は、フェイスプレートにろう付けしたセラミック材料とすることができ、そのセラミック材料とろう付け材料は上記のものと同じとすることができる。非導電性挿入体４０２は、フェイスプレート２４の外側面１３６に隣接するフェイスプレート２４の開口１３２の周縁部に導電性部分４０４を設けるために、フェイスプレートの内側面１３４に隣接して配置されている。非導電性挿入体４０２は、スパーク１５８の位置を管理し、スパーク１５８のエネルギを集中させるのに役立つ。
【００２５】
図４Ｄは、点火要素アセンブリ５００とした第４の代替実施形態の部分断面図である。点火要素アセンブリ５００は、図３に示し図３に関連させて説明した点火要素アセンブリ１００と概略的に同じである。点火アセンブリ５００は、さらにインジェクタフェイスプレート２４と酸化剤ポスト１３０の非導電性部分１４８との間に固定された燃料スリーブ５０２を有する。燃料スリーブは所定の位置にろう付けすることができる。１つまたは複数の側部開口５０４が燃料スリーブ５０２に形成されて、燃料供給路と燃焼室２２の流体連通を可能にしている。図示した実施形態では、スパーク１５８は、酸化剤ポスト１３０の導電性部分１４６と燃料スリーブ５０２の間に発生している。燃料スリーブ５０２を用いた設計の利点は、燃料スリーブがインジェクタフェイスプレート２４に対する構造上の支持を増強することにある。
【００２６】
本発明は、多数の利点と利益をもたらす。例えば、本発明による点火要素アセンブリは、持続したトーチつまり「パイロットライト」を維持するために専用の推進剤供給物を利用する大型の点火要素アセンブリに比べて相対的に小型で質量も小さい。これら寸法と質量の恩恵を受けて、本願の点火要素アセンブリは小型ロケットエンジンで容易に使用できるようになる。さらに、噴射要素アレイを有するロケットエンジンでは、燃焼室で燃焼を開始するために、アレイ内の噴射要素の１つに点火要素アセンブリを組み込みさえすればよい。
【００２７】
本発明による点火要素アセンブリは、点火後に通常のインジェクタ要素のように動作できるので、高い燃焼性能を維持することができる。これは、エンジン推力性能全体を低下させる恐れのあるピークを外れた状態で専用の点火推進剤を利用するこれまでのシステムに勝る性能上の利点をもたらす。
【００２８】
さらに、本発明の点火要素アセンブリは、組立が比較的容易かつ単純である。アセンブリの励起装置は、燃焼プロセス部および推進剤流路から離れて配置できるので、ワイヤまたは他の電気接続構造体を励起装置に接続するのが比較的容易である。点火アセンブリは特別な点火推進剤マニホルドまたは点火流れオリフィスを必要としないため、本発明による点火アセンブリの構成はさらに簡素化される。
【００２９】
加えて、インジェクタ要素アセンブリの電気絶縁された部品間で点火スパークを発生させることで、他の潜在的な問題を大部分回避できる。例えば、燃焼室壁から伸長するように配置されたスパーク点火アセンブリのために、通常冷却チャネルを有する、燃焼室壁を貫通する開口を設けることは困難である。冷却チャネルの経路を変更することでエンジン設計が不必要に複雑になる。さらに、燃焼室壁を貫通するスパーク点火アセンブリを囲む適切な高圧高温ガス用の封止材を設け、維持することは困難である。別の例として、推進剤燃焼領域に配置されなければならない点火システムもまた、そのような場所に存在する極端な状況のために、スパーク電極の溶融や腐食などの部品の劣化と破損を含めた重大な問題を引き起こす。このような損傷を回避するために最適条件を外れた混合比を使用すると、性能が低下することになる。
【００３０】
本発明が好ましい実施形態を参照して説明されたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、基本部と細部において変更を行うことができると当業者ならば分かるであろう。例えば、本発明の点火要素アセンブリを構成する部品の特定の寸法および形状を特定の用途に応じて変更することができる。さらに、各種の非自動点火性推進剤を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による点火システムを有するロケットエンジンの概略断面図である。
【図２】Ｈ2／Ｏ2混合ガス温度対酸化剤／燃料（Ｏ／Ｆ）混合比のグラフであり、燃焼状態の指標となる可燃限界と可燃領域を示している。
【図３】点火要素アセンブリの断面図である。
【図４Ａ】点火要素アセンブリの第１の代替実施形態の部分断面図である。
【図４Ｂ】点火要素アセンブリの第２の代替実施形態の部分断面図である。
【図４Ｃ】点火要素アセンブリの第３の代替実施形態の部分断面図である。
【図４Ｄ】点火要素アセンブリの第４の代替実施形態の部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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