(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル化剤の添加により液体推進薬をゲル化したゲル化推進薬を、移送元タンクから移送先タンクに移送管を通して加圧移送するに際し、
移送先タンク内圧を、前記液体推進薬の液化圧力以上に設定するとともに、移送元タンク内圧を、前記移送先タンク内圧よりも大きく設定することを特徴とするゲル化推進薬の移送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロケットなどに用いられるゲル化推進薬の移送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロケット用などに用いられる推進薬としては、液体タイプ、固体タイプのほか、ＳｉＯ2（シリカ）微粒子や金属微粒子（Ａｌ、Ｍｇ等）などのゲル化剤の添加により液体推進薬をゲル化したゲル化推進薬がある。
ゲル化推進薬は、液体タイプの利点である燃焼制御性と、固体タイプの利点である安全性とを併せ持つため、幅広い利用が期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、微粒子状のゲル化剤を用いて調製するゲル化推進薬では、ゲル化剤と液体推進薬との分子間力によりゲル化剤が液体推進薬に結合し分散状態となるが、この分子間力は非常に弱いため、ゲル化剤が液体推進薬から分離しやすい。また液体推進薬には常温下で揮発しやすいものが多い。
このため、製造タンクなどの移送元タンク内のゲル化推進薬を、移送管を通して噴射用タンクなどの移送先タンクに移送するにあたって、移送元タンク内の圧力を高めることにより加圧移送を行う場合には、液体推進薬が移送管内で揮発してしまい、移送管内のゲル化推進薬のゲル化剤濃度が著しく高まり、このゲル化剤によって移送管が閉塞することがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ゲル化推進薬を、移送元タンクから移送先タンクに移送管を通して移送するに際し、移送管の閉塞を防ぐことができる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のゲル化推進薬の移送方法は、ゲル化剤の添加により液体推進薬をゲル化したゲル化推進薬を、移送元タンクから移送先タンクに移送管を通して加圧移送するに際し、移送先タンク内圧を、前記液体推進薬の液化圧力以上に設定するとともに、移送元タンク内圧を、前記移送先タンク内圧よりも大きく設定することを特徴とする。
上記方法によれば、移送の過程で液体推進薬がほとんど揮発せず液状を保つ。このため、ゲル化推進薬中の液体推進薬が移送管内で揮発することに起因してゲル化剤が移送管を閉塞するのを防ぐことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のゲル化推進薬の移送方法の一実施形態を実施するために用いられる装置を示すもので、ここに示す装置は、ゲル化推進薬の製造タンクなどの移送元タンク１と、噴射用タンクなどの移送先タンク２と、移送元タンク１内のゲル化推進薬を移送先タンク２に移送する移送管３と、移送元タンク１内の圧力を調節する移送元タンク内圧調節手段である移送元タンク用コンプレッサ４（以下、移送元コンプレッサ４という）と、移送先タンク２内の圧力を調節する移送先タンク内圧調節手段である移送先タンク用コンプレッサ５（以下、移送先コンプレッサ５という）を備えている。
移送管３は、移送元タンク１の下部に接続されており、移送元タンク１の内圧を移送先タンク２の内圧よりも高めると、両タンク１、２間の差圧により移送元タンク１内のゲル化推進薬が移送管３を通して移送先タンク２に導かれるようになっている。
【０００６】
本実施形態で用いるゲル化推進薬に用いられる液体推進薬の例としては、腐食抑制剤含有赤色発煙硝酸（Inhibited Red Fuming Nitric Acid、以下ＩＲＦＮＡという）、四酸化二窒素（Nitrogen tetraoxide、以下、ＮＴＯという）などの揮発性の高い推進薬を挙げることができる。
【０００７】
また上記ゲル化推進薬に用いられるゲル化剤の例としては、シリカ、Ａｌ、Ｍｇなどからなる微粒子などを挙げることができる。
【０００８】
ゲル化剤の添加量は、シリカにあっては４〜６ｗｔ％、Ａｌ、Ｍｇなどの金属微粒子にあっては２０〜８０ｗｔ％とすることができる。
ゲル化剤は、液体推進薬中に添加され混練機などを用いて十分に混練されて用いられる。
【０００９】
本実施形態の方法では、移送元タンク１内のゲル化推進薬が移送される移送先タンク２内の圧力を、前記ゲル化推進薬に用いられる液体推進薬の液化圧力以上に設定する。
ここでいう液化圧力とは、液体推進薬が当該温度において気相から液相に変化するときの圧力を指す。
以下に液化圧力の例を挙げる。
ＩＲＦＮＡ：１ｋｇ／ｃｍ2（２５℃）、ＮＴＯ：１．４ｋｇ／ｃｍ2（２５℃）。
移送先タンク２内圧は、上記液化圧力以上であれば特に限定されないが、安全性確保の観点から、上記液化圧力よりも５ｋｇ／ｃｍ2高い圧力までの範囲に設定するのが好ましい。
【００１０】
移送先タンク２内の圧力を上記液化圧力以上に設定するには、移送先コンプレッサ５を用いて昇圧用ガスを移送先タンク２内に送り込む方法を採ることができる。
上記昇圧用ガスとしては、ゲル化推進薬の特性に影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒなどの不活性ガスや、窒素ガスなどを用いることができる。
【００１１】
上記のように移送先タンク２内の圧力を上記液化圧力以上に設定するとともに、移送元タンク１内の圧力を、移送先タンク２内圧力よりも大きく設定する。
移送元タンク１内圧は、特に、上記移送先タンク２内圧よりも１ｋｇ／ｃｍ2以上高い圧力に設定すると、移送速度を高めることができるため好ましい。
また安全性確保の観点から、移送先タンク２内圧よりも５ｋｇ／ｃｍ2高い圧力までの範囲に設定するのが好ましい。
【００１２】
移送元タンク１内圧の設定には、移送元コンプレッサ４を用いて昇圧用ガスを移送先タンク２内に送り込む方法を採ることができる。
この昇圧用ガスとしては、上述の移送先コンプレッサ５に用いられるものを用いることができる。
移送元タンク１内の圧力を移送先タンク２内の圧力よりも大きく設定することによって、移送元タンク１と移送先タンク２との間の差圧により、移送元タンク１内のゲル化推進薬は移送管３を通して移送先タンク２内に移送される。
【００１３】
本実施形態の移送方法では、ゲル化推進薬は、高圧の移送元タンク１から低圧の移送先タンク２に移送されるため、この過程で減圧雰囲気にさらされることになるが、移送先タンク２内圧が液体推進薬の液化圧力以上に設定されているため、液体推進薬はほとんど揮発せず、液状を保つ。
このため、ゲル化推進薬中の液体推進薬が移送管３内で揮発することに起因してゲル化剤が移送管３を閉塞するのを防ぐことができる。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
ゲル化推進薬として、ＩＲＦＮＡにゲル化剤を添加したものを使用し、図１に示す装置を用いててゲル化推進薬の移送試験を行った。
ＩＲＦＮＡとしては、ＮＴＯ１５ｗｔ％、発煙硝酸（Fuming Nitric Acid）８４．４ｗｔ％、腐食抑制剤（Ｐ2Ｏ5）０．６ｗｔ％からなるものを用いた。なお、このＩＲＦＮＡの液化圧力は、１ｋｇ／ｃｍ2（２５℃）である。
ゲル化剤としては、シリカからなるもの（フルウチ化学社製Ａｅｒｏｚｉｌ２００）を用いた。ゲル化剤の添加量は、５ｗｔ％とした。
移送元タンク１としては、容量１０Ｌのものを使用した。また移送先タンク２としては、容量１０Ｌのものを使用した。移送管３としては、内径６ｍｍ、長さ２００ｍｍのものを使用した。
上記ゲル化推進薬を移送元タンク１内に収容した後、コンプレッサ４、５を用いてタンク１、２内にＡｒガスを送り込むことによって、移送先タンク２内の圧力を２ｋｇ／ｃｍ2に設定するとともに、移送元タンク１内の圧力を４ｋｇ／ｃｍ2に設定し、移送元タンク１内のゲル化推進薬を移送管３を通して移送先タンク２内に加圧移送した。なおこの試験は２０℃の温度条件下で行った。
【００１５】
（実施例２）
ゲル化推進薬の移送を行うにあたり、移送先タンク２内の圧力を３ｋｇ／ｃｍ2に設定するとともに、移送元タンク１内の圧力を５ｋｇ／ｃｍ2に設定すること以外は実施例１と同様にして移送試験を行った。
【００１６】
（実施例３）
ゲル化推進薬の移送を行うにあたり、移送先タンク２内の圧力を４ｋｇ／ｃｍ2に設定するとともに、移送元タンク１内の圧力を６ｋｇ／ｃｍ2に設定すること以外は実施例１と同様にして移送試験を行った。
【００１７】
（実施例４〜６）
ゲル化推進薬に用いられる液体推進薬としてＮＴＯを用いること以外は実施例１〜３と同様にして移送試験を行った。
【００１８】
（比較例１）
移送先タンク２内の圧力をほぼ常圧（１ｋｇ／ｃｍ2）とすること以外は実施例１と同様にして移送試験を行った。
【００１９】
（比較例２）
移送先タンク２内の圧力をほぼ常圧（１ｋｇ／ｃｍ2）とすること以外は実施例４と同様にして移送試験を行った。
【００２０】
試験の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0004258900.tif 000002
【００２２】
表１より、比較例１、２においては、移送過程において移送管３の閉塞が生じ、ゲル化推進薬の移送が困難となったのに対し、実施例１〜６においては、移送元タンク１内のゲル化推進薬は全量がスムーズに移送先タンク２内に移送されたことが確認された。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のゲル化推進薬の移送方法にあっては、移送先タンク内圧を、前記液体推進薬の液化圧力以上に設定するとともに、移送元タンク内圧を、前記移送先タンク内圧よりも大きく設定するので、移送の過程で液体推進薬がほとんど気化しない。
このため、ゲル化推進薬中の液体推進薬が移送管内で揮発することに起因してゲル化剤が移送管を閉塞するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のゲル化推進薬の移送方法の一実施形態を実施するために用いられる装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・移送元タンク、２・・・移送先タンク、３・・・移送管、４・・・移送元コンプレッサ、５・・・移送先コンプレッサ
【図１】
0004258900.tif 000003