JP2020139497A - 乗り物用発電システム - Google Patents

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Zachary J Delong
ジェイ．ドロング ザカリー
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Abstract

【課題】 改善された弁を備えた乗り物用発電システムを提供する。【解決手段】 第１の電磁スプール弁と、第２の電磁スプール弁と、高圧入口に流体的に接続される第１のポペット弁と、第１の電磁スプール弁及び第１のポペット弁に流体的に接続される第２のポペット弁と、第２の電磁スプール弁、第１のポペット弁、及び衝動タービンに流体的に接続される第３のポペット弁と、第２の電磁スプール弁、第２のポペット弁、及び衝動タービンに流体的に接続される第４のポペット弁と、を含む、乗り物用発電システムが提供される。【選択図】図２Ａ

Description

本明細書に開示される主題は、一般的に、推薬弁に関し、より具体的には、推薬弁における二重化に関する。
打ち上げ用ロケットの発電には、油圧ポンプまたは電動機のどちらかに結合される衝動タービンが使用される。衝動タービンは、軸動力を発生させるためにタービンに向けて加圧推進薬が弁及びノズルを流れることを必要とする。推薬弁は、タービンの動作速度を維持するように推進薬を計測するために、開放かつ閉止が制御される。
従って、本発明は、改善された弁を備えた乗り物用発電システムを提供する。
一実施形態によると、乗り物用発電システムが提供される。乗り物用発電システムは、第１の電磁スプール弁と、第２の電磁スプール弁と、高圧入口に流体的に接続される第１のポペット弁と、第１の電磁スプール弁及び第１のポペット弁に流体的に接続される第２のポペット弁と、第２の電磁スプール弁、第１のポペット弁、及び衝動タービンに流体的に接続される第３のポペット弁と、第２の電磁スプール弁、第２のポペット弁、及び衝動タービンに流体的に接続される第４のポペット弁と、を含む。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または、１代替策として、さらなる実施形態は、第１の電磁スプール弁が、スプール収容部と、スプール収容部内に少なくとも部分的に位置するスプールであって、スプール収容部を、第１のスプール収容室、第２のスプール収容室、第３のスプール収容室、及び第４のスプール収容室に流体的に分離する、スプールと、スプールに動作可能に接続されるソレノイドであって、スプール収容部内にスプールを直線状に平行移動させるように構成される、ソレノイドと、をさらに備えることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第４のスプール収容室がソレノイドに近接して位置し、第１のスプール収容室が第４のスプール収容室の反対側に位置し、第２のスプール収容室及び第３のスプール収容室が、第１のスプール収容室と第４のスプール収容室との間に直線状に介在し、第２のスプール収容室が、第１のスプール収容室と第３のスプール収容室との間に直線状に介在することを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１のスプール収容室内に位置する付勢機構を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２の電磁スプール弁が、スプール収容部と、スプール収容部内に少なくとも部分的に位置するスプールであって、スプール収容部を、第１のスプール収容室、第２のスプール収容室、第３のスプール収容室、第４のスプール収容室、及び第５のスプール収容室に流体的に分離する、スプールと、スプールに動作可能に接続されるソレノイドであって、スプール収容部内にスプールを直線状に平行移動させるように構成される、ソレノイドと、をさらに備えることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第５のスプール収容室がソレノイドに近接して位置し、第１のスプール収容室が第５のスプール収容室の反対側に位置し、第２のスプール収容室、第３のスプール収容室、及び第４のスプール収容室が、第１のスプール収容室と第５のスプール収容室との間に直線状に介在し、第２のスプール収容室が、第１のスプール収容室と第３のスプール収容室との間に直線状に介在し、第３のスプール収容室が、第２のスプール収容室と第４のスプール収容室との間に直線状に介在することを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１のスプール収容室内に位置する付勢機構を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１のポペット弁が、流出口を有するポペット収容部と、ポペット収容部内に位置するポペットであって、ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、ポペットと、第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、第１のポペット収容部の流出口の方へとポペットに加える、付勢機構と、をさらに備えることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１のポペット弁が、流出口を有するポペット収容部と、ポペット収容部内に位置するポペットであって、ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、ポペットと、第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、第１のポペット収容部の流出口の方へとポペットに加える、付勢機構と、をさらに備え、第１のポペット収容室が、第１の電磁スプール弁の第２のスプール収容室に流体的に接続され、第２のポペット収容室が高圧入口に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第１のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第２のスプール収容室に流体的に接続される、通気口を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２のポペット収容室が第３のポペット弁に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２のポペット弁が、流出口を有するポペット収容部と、ポペット収容部内に位置するポペットであって、ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、ポペットと、第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、第１のポペット収容部の流出口の方へとポペットに加える、付勢機構と、をさらに備え、第１のポペット収容室が、第１の電磁スプール弁の第３のスプール収容室に流体的に接続され、第２のポペット収容室が、第１の電磁スプール弁の第２のスプール収容室に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第３のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第４のスプール収容室に流体的に接続される、通気口を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２のポペット収容室が第４のポペット弁に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第３のポペット弁が、流出口を有するポペット収容部と、ポペット収容部内に位置するポペットであって、ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、ポペットと、第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、第１のポペット収容部の流出口の方へとポペットに加える、付勢機構と、をさらに備え、第１のポペット収容室が、第２の電磁スプール弁の第４のスプール収容室に流体的に接続され、第２のポペット収容室が、第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第２の電磁スプール弁の第３のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第２の電磁スプール弁の第４のスプール収容室に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第４のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第５のスプール収容室に流体的に接続される、通気口を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２のポペット収容室が衝動タービンに流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第４のポペット弁が、流出口を有するポペット収容部と、ポペット収容部内に位置するポペットであって、ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、ポペットと、第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、第１のポペット収容部の流出口の方へとポペットに加える、付勢機構と、をさらに備え、第１のポペット収容室が、第２の電磁スプール弁の第２のスプール収容室に流体的に接続され、第２のポペット収容室が、第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第２の電磁スプール弁の第２のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第２の電磁スプール弁の第３のスプール収容室に流体的に接続されることを含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時に第１のスプール収容室に流体的に接続され、かつ第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時に第２のスプール収容室に流体的に接続される、通気口を含んでもよい。
上述される特徴の１つまたは複数に加えて、または１代替策として、さらなる実施形態は、第２のポペット収容室が衝動タービンに流体的に接続されることを含んでもよい。
前述の特徴及び要素は、別段明示的に指示されない限り、排他的ではなくさまざまな組み合わせで組み合わせられてもよい。これらの特徴及び要素、ならびにこれらの動作は、以下の説明及び添付の図面を考慮してより明らかとなるであろう。しかしながら、以下の説明及び図面が、本来は例示及び説明であり、非限定的であることを意図するものであることは理解されるべきである。
以下の説明は、いずれにしても限定とみなされるべきではない。添付の図面を参照すると、同様の要素は同様に番号付けされている。
第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時の乗り物用発電システムの概略図である。 第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時の図１Ａの乗り物用発電システムの概略図である。 第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時の図１Ａの乗り物用発電システムの概略図である。 第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時の図１Ａの乗り物用発電システムの概略図である。 本開示の一実施形態に従って、第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時の乗り物用発電システムの概略図である。 本開示の一実施形態に従って、第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止する時の図２Ａの乗り物用発電システムの概略図である。 本開示の一実施形態に従って、第１の電磁スプール弁のソレノイドが動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時の図２Ａの乗り物用発電システムの概略図である。 本開示の一実施形態に従って、第１の電磁スプール弁のソレノイドが作動し、かつ第２の電磁スプール弁のソレノイドが作動する時の図２Ａの乗り物用発電システムの概略図である。
開示された装置及び方法の１つまたは複数の実施形態の詳細な説明は、図を参照して限定ではなく例証として本明細書に提示される。
打ち上げ用ロケットの発電には、油圧ポンプまたは電動機のどちらかに結合される衝動タービンが使用される。衝動タービンは、軸動力を発生させるためにタービンに向けて加圧推進薬が弁及びノズルを流れることを必要とする。推薬弁は、タービンの動作速度を維持するように推進薬を計測するために、開放かつ閉止が制御される。
高圧、高流量、及び高速の計測のために、二段弁が利用されてもよい。いくつかの打ち上げ用ロケット発電アーキテクチャは、二重化の要件を満たすために複数の衝動タービンを組み込む場合がある。本明細書に開示される実施形態は、打ち上げ用ロケット発電アーキテクチャを簡略化し、かつ二重化二段弁の組み込みによって二重化を実現しようとする。
ここで、乗り物用発電システム１００のブロック図である、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄを参照する。乗り物用発電システム１００は、第１の電磁スプール弁１１０、第２の電磁スプール弁１５０、第１のポペット弁１３０、及び第２のポペット弁１７０を備えてもよい。第１の電磁スプール弁１１０は、高圧入口１０１から衝動タービン１９２までの高圧の推進薬の流路における第２の電磁スプール弁１５０の上流に位置する。第１のポペット弁１３０は、高圧入口１０１から衝動タービン１９２までの高圧の推進薬の流路における第２のポペット弁１７０の上流に位置する。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄの乗り物用発電システム１００は、二重化をもたらすために複製されてもよい。
第１の電磁スプール弁１１０は、少なくとも部分的にスプール収容部１２０内に位置するスプール１１８に動作可能に接続されるソレノイド１１２を含む。ソレノイド１１２は、本明細書に説明されるように、スプール収容部１２０内にスプール１１８を直線状に平行移動させるように構成される（すなわち、動作可能である）。スプール１１８は、スプール収容部１２０を、第１のスプール収容室１２２、第２のスプール収容室１２４、及び第３のスプール収容室１２８に流体的に分離する。第３のスプール収容室１２８はソレノイド１１２に近接して位置し、第１のスプール収容室１２２は第３のスプール収容室１２８の反対側に位置する。第２のスプール収容室１２４は、第１のスプール収容室１２２と第３のスプール収容室１２８との間に直線状に介在する。付勢機構１１６は第１のスプール収容室１２２内に位置する。一実施形態では、付勢機構１１６はばねであってもよい。付勢機構１１６はスプール収容部１２０及びスプール１１８に力を加え、それによって、直線力がソレノイド１１２の方へとスプール１１８に加えられるようにする。スプール１１８は、ソレノイド１１２が動作停止する（すなわち、電源を切られる）時に付勢機構１１６によってソレノイド１１２の方へと直線状に押され得る。ソレノイド１１２が作動する（すなわち、通電される）時、ソレノイド１１２はスプール１１８をソレノイド１１２から直線状に付勢機構１１６の方へ押しやることで、付勢機構１１６が圧縮されるようにする。従って、スプール１１８は、ソレノイド１１２が作動する時にさらにスプール収容部１２０内に伸張し、かつソレノイド１１２が動作停止する時にソレノイド１１２に引っ込められ得る。
第２の電磁スプール弁１５０は、少なくとも部分的にスプール収容部１６０内に位置するスプール１５８に動作可能に接続されるソレノイド１５２を含む。ソレノイド１５２は、本明細書に説明されるように、スプール収容部１６０内にスプール１５８を直線状に平行移動させるように構成される（すなわち、動作可能である）。スプール１５８は、スプール収容部１６０を、第１のスプール収容室１６２、第２のスプール収容室１６４、及び第３のスプール収容室１６８に流体的に分離する。第３のスプール収容室１６８はソレノイド１５２に近接して位置し、第１のスプール収容室１６２は第３のスプール収容室１６８の反対側に位置する。第２のスプール収容室１６４は、第１のスプール収容室１６２と第３のスプール収容室１６８との間に直線状に介在する。付勢機構１５６は第１のスプール収容室１６２内に位置する。一実施形態では、付勢機構１５６はばねであってもよい。付勢機構１５６はスプール収容部１６０及びスプール１５８に力を加え、それによって、直線力がソレノイド１５２の方へとスプール１５８に加えられるようにする。スプール１５８は、ソレノイド１５２が動作停止する（すなわち、電源を切られる）時に付勢機構１５６によってソレノイド１５２の方へと直線状に押され得る。ソレノイド１５２が作動する（すなわち、通電される）時、ソレノイド１５２はスプール１５８をソレノイド１５２から直線状に付勢機構１５６の方へ押しやることで、付勢機構１５６が圧縮されるようにする。従って、スプール１５８は、ソレノイド１５２が作動する時にさらにスプール収容部１６０内に伸張し、かつソレノイド１５２が動作停止する時にソレノイド１５２に引っ込められ得る。
第１のポペット弁１３０はポペット収容部１３２内に位置するポペット１３８を含む。ポペット１３８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部１３２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット１３８は、ポペット収容部１３２を、第１のポペット収容室１３６、及び第１のポペット収容室１３６の直線状反対側の第２のポペット収容室１３４に流体的に分離する。付勢機構１３７は第１のポペット収容室１３６内に位置する。一実施形態では、付勢機構１３７はばねであってもよい。付勢機構１３７はポペット収容部１３２及びポペット１３８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部１３２の流出口１３９の方へとポペット１３８に加えられるようにする。ポペット１３８は、付勢機構１３７によって流出口１３９の方へ直線状に押され、かつ流出口１３９を密閉してもよい（すなわち、流出口１３９への流体運動を防止する）。
第２のポペット弁１７０はポペット収容部１７２内に位置するポペット１７８を含む。ポペット１７８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部１７２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット１７８は、ポペット収容部１７２を、第１のポペット収容室１７６、及び第１のポペット収容室１７６の直線状反対側の第２のポペット収容室１７４に流体的に分離する。付勢機構１７７は第１のポペット収容室１７６内に位置する。一実施形態では、付勢機構１７７はばねであってもよい。付勢機構１７７はポペット収容部１７２及びポペット１７８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部１７２の流出口１７９の方へとポペット１７８に加えられるようにする。ポペット１７８は、付勢機構１７７によって流出口１７９の方へ直線状に押され、かつ流出口１７９を密閉してもよい（すなわち、流出口１７９への流体運動を防止する）。
第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が作動している、及び／または第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２が作動しているかどうかに応じて、高圧の推進薬は、高圧入口１０１から衝動タービン１９２に流れてもよい。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄは、作動している第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２及び作動している第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２のうちの少なくとも１つの作動の異なる組み合わせを示す。
ここで図１Ａを参照すると、第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２が動作停止する時の、乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図１Ａに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に流体的に接続される。高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に高圧の推進薬をもたらす。第２のポペット収容室１３４は、第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４に流体的に接続され、高圧の推進薬は第２のポペット収容室１３４から第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４にもたらされる。第１の電磁スプール弁１１０の第１のスプール収容室１２２は、通気口１０２に流体的に接続され、この通気口によって、第１の電磁スプール弁１１０の第１のスプール収容室１２２に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口１０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４はまた、第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６に流体的に接続され、高圧の推進薬は第２のスプール収容室１２４から第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６にもたらされる。第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６における高圧の推進薬は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬によってポペット１３８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構１３７が、ポペット１３８に第１のポペット弁１３０の流出口１３９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第１のポペット弁１３０から第２のポペット弁１７０に移動しないようにする。
ここで図１Ｂを参照すると、第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２が動作停止する時の、乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図１Ｂに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に流体的に接続される。高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に高圧の推進薬をもたらす。ソレノイド１１２の作動により、第２のポペット収容室１３４はもはや、第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のスプール収容室１２４は、通気口１０２に流体的に接続される。通気口１０２は、高圧入口１０１によってもたらされる高圧の推進薬より低い圧力である通気源である。通気口１０２は、第２のスプール収容室１２４に流体的に接続され、かつ第２のスプール収容室１２４に通気をもたらす。第２のスプール収容室１２４はまた、第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６に流体的に接続され、第１のポペット収容室１３６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室１３６における通気は、第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室１３６及び付勢機構１３７における通気からのポペット１３８に対する力は、第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬からのポペット１３８に対する力より小さく、これによって、ポペット１３８は第１のポペット弁１３０の流出口１３９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第１のポペット弁１３０から第２のポペット弁１７０に移動させることが可能になる。第１のポペット弁１３０の流出口１３９は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４を第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４に流体的に接続する。
第１のポペット弁１３０の流出口１３９は、第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４に高圧の推進薬をもたらす。第２のポペット収容室１７４は、第２の電磁スプール弁１５０の第２のスプール収容室１６４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット収容室１７４から第２の電磁スプール弁１５０の第２のスプール収容室１６４にもたらされる。第２の電磁スプール弁１５０の第１のスプール収容室１６２は、通気口１０４に流体的に接続され、これによって、第１の電磁スプール弁１５０の第１のスプール収容室１６２に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口１０１からの高圧の推進薬の圧力より低い圧力のものである。
第２の電磁スプール弁１５０の第２のスプール収容室１６４はまた、第２のポペット弁１７０の第１のポペット収容室１７６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のスプール収容室１６４から第２のポペット弁１７０の第１のポペット収容室１７６にもたらされる。第２のポペット弁１７０の第１のポペット収容室１７６における高圧の推進薬は、第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４における高圧の推進薬によってポペット１７８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構１７７が、ポペット１７８に第２のポペット弁１７０の流出口１７９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第２のポペット弁１７０から衝動タービン１９２に移動しないようにする。
ここで図１Ｃを参照すると、第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２が作動する時の、乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図１Ｃに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に流体的に接続される。高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に高圧の推進薬をもたらす。第２のポペット収容室１３４は、第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット収容室１３４から第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４にもたらされる。第１の電磁スプール弁１１０の第１のスプール収容室１２２は通気口１０２に流体的に接続され、これによって、第１の電磁スプール弁１１０の第１のスプール収容室１２２に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口１０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４はまた、第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６に流体的に接続され、高圧の推進薬は第２のスプール収容室１２４から第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６にもたらされる。第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６における高圧の推進薬は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬によってポペット１３８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構１３７が、ポペット１３８に第１のポペット弁１３０の流出口１３９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第１のポペット弁１３０から第２のポペット弁１７０に移動しないようにする。
簡潔には、図１Ｃに示される乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオの結果は、図１Ａに示される乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオの結果と同様である。従って、ソレノイド１１２、１５２のうちの１つのみが作動する場合、高圧入口１０１からの高圧の推進薬は衝動タービン１９２に到達することはない。
ここで図１Ｄを参照すると、第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁１５０のソレノイド１５２が作動する時の、乗り物用発電システム１００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図１Ｄに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に流体的に接続される。高圧入口１０１は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４に高圧の推進薬をもたらす。ソレノイド１１２の作動により、第２のポペット収容室１３４はもはや、第１の電磁スプール弁１１０の第２のスプール収容室１２４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のスプール収容室１２４は、通気口１０２に流体的に接続される。通気口１０２は、高圧入口１０１によってもたらされる高圧の推進薬より低い圧力である通気源である。通気口１０２は、第２のスプール収容室１２４に流体的に接続され、かつ第２のスプール収容室１２４に通気をもたらす。第２のスプール収容室１２４はまた、第１のポペット弁１３０の第１のポペット収容室１３６に流体的に接続され、第１のポペット収容室１３６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室１３６における通気は、第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室１３６及び付勢機構１３７における通気からのポペット１３８に対する力は、第２のポペット収容室１３４における高圧の推進薬からのポペット１３８に対する力より小さく、これによって、ポペット１３８は第１のポペット弁１３０の流出口１３９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第１のポペット弁１３０から第２のポペット弁１７０に移動させることが可能になる。第１のポペット弁１３０の流出口１３９は、第１のポペット弁１３０の第２のポペット収容室１３４を第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４に流体的に接続する。
第１のポペット弁１３０の流出口１３９は、第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４に高圧の推進薬をもたらす。ソレノイド１５２の作動により、第２のポペット収容室１７４はもはや、第２の電磁スプール弁１５０の第２のスプール収容室１６４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のスプール収容室１６４は、通気口１０４に流体的に接続される。通気口１０４は、高圧入口１０１によってもたらされる高圧の推進薬より低い圧力である通気源である。通気口１０４は、第２のスプール収容室１６４に流体的に接続され、かつ第２のスプール収容室１６４に通気をもたらす。第２のスプール収容室１６４はまた、第２のポペット弁１５０の第１のポペット収容室１７６に流体的に接続され、第１のポペット収容室１７６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室１７６における通気は、第２のポペット収容室１７４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室１７６及び付勢機構１７７における通気からのポペット１７８に対する力は、第２のポペット収容室１７４における高圧の推進薬からのポペット１７８に対する力より小さく、これによって、ポペット１７８は第２のポペット弁１７０の流出口１７９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第２のポペット弁１７０から衝動タービン１９２に移動させることが可能になる。第２のポペット弁１７０の流出口１７９は、第２のポペット弁１７０の第２のポペット収容室１７４を衝動タービン１９２に流体的に接続する。
従って、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄによって示されるように、高圧入口１０１からの高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁１１０のソレノイド１１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁１１０のソレノイド１５２が作動する両方の場合にのみ衝動タービン１９２に到達し得る。
ここで、本開示の一実施形態による、二重化のために４つのポペット弁２３０、２４０、２７０、２８０を組み込む乗り物用発電システム２００のブロック図である、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄを参照する。乗り物用発電システム２００は、第１の電磁スプール弁２１０、第２の電磁スプール弁２５０、第１のポペット弁２３０、第２のポペット弁２４０、第３のポペット弁２７０、及び第４のポペット弁２８０を備えてもよい。第１の電磁スプール弁２１０は、高圧入口２０１から衝動タービン２９２までの高圧の推進薬の流路における第２の電磁スプール弁２５０の上流に位置する。第１のポペット弁２３０は、高圧入口２０１から衝動タービン２９２までの高圧の推進薬の流路における第２のポペット弁２４０の上流に位置する。第２のポペット弁２４０は、高圧入口２０１から衝動タービン２９２までの高圧の推進薬の流路における第４のポペット弁２８０の上流に位置する。第１のポペット弁２３０は、高圧入口２０１から衝動タービン２９２までの高圧の推進薬の流路における第３のポペット弁２７０の上流に位置する。
第１の電磁スプール弁２１０は、少なくとも部分的にスプール収容部２２０内に位置するスプール２１８に動作可能に接続されるソレノイド２１２を含む。ソレノイド２１２は、本明細書に説明されるように、スプール収容部２２０内にスプール２１８を直線状に平行移動させるように構成される（すなわち、動作可能である）。スプール２１８は、スプール収容部２２０を、第１のスプール収容室２２２、第２のスプール収容室２２４、第３のスプール収容室２２６、及び第４のスプール収容室２２８に流体的に分離する。第４のスプール収容室２２８はソレノイド２１２に近接して位置し、第１のスプール収容室２２２は第４のスプール収容室２２８の反対側に位置する。第２のスプール収容室２２４及び第３のスプール収容室２２６は、第１のスプール収容室２２２と第４のスプール収容室２２８との間に直線状に介在する。第２のスプール収容室２２４は、第１のスプール収容室２２２と第３のスプール収容室２２６との間に直線状に介在する。付勢機構２１６は第１のスプール収容室２２２内に位置する。一実施形態では、付勢機構２１６はばねであってもよい。付勢機構２１６はスプール収容部２２０及びスプール２１８に力を加え、それによって、直線力がソレノイド２１２の方へとスプール２１８に加えられるようにする。スプール２１８は、ソレノイド２１２が動作停止する（すなわち、電源を切られる）時に付勢機構２１６によってソレノイド２１２の方へと直線状に押され得る。ソレノイド２１２が作動する（すなわち、通電される）時、ソレノイド２１２はスプール２１８をソレノイド２１２から直線状に付勢機構２１６の方へ押しやることで、付勢機構２１６が圧縮されるようにする。従って、スプール２１８は、ソレノイド２１２が作動する時にさらにスプール収容部２２０内に伸張し、かつソレノイド２１２が動作停止する時にソレノイド２１２に引っ込められ得る。
第２の電磁スプール弁２５０は、少なくとも部分的にスプール収容部２６０内に位置する第２のスプール２５８に動作可能に接続されるソレノイド２５２を含む。ソレノイド２５２は、本明細書に説明されるように、スプール収容部２６０内にスプール２５８を直線状に平行移動させるように構成される（すなわち、動作可能である）。第２のスプール２５８は、スプール収容部２６０を、第１のスプール収容室２６２、第２のスプール収容室２６４、第３のスプール収容室２６６、第４のスプール収容室２６８、及び第５の収容室２６９に流体的に分離する。第５のスプール収容室２６９はソレノイド２５２に近接して位置し、第１のスプール収容室２６２は第５のスプール収容室２６９の反対側に位置する。第２のスプール収容室２６４、第３のスプール収容室２６６、及び第４のスプール収容室２６８は、第１のスプール収容室２６２と第５のスプール収容室２６９との間に直線状に介在する。第２のスプール収容室２６４は、第１のスプール収容室２６２と第３のスプール収容室２６６との間に直線状に介在する。第３のスプール収容室２６６は、第２のスプール収容室２６４と第４のスプール収容室２６８との間に直線状に介在する。付勢機構２５６は第１のスプール収容室２６２内に位置する。一実施形態では、付勢機構２５６はばねであってもよい。付勢機構２５６はスプール収容部２６０及び第２のスプール２５８に力を加え、それによって、直線力がソレノイド２５２の方へと第２のスプール２５８に加えられるようにする。第２のスプール２５８は、ソレノイド２５２が動作停止する（すなわち、電源を切られる）時に付勢機構２５６によってソレノイド２５２の方へと直線状に押され得る。ソレノイド２５２が作動する（すなわち、通電される）時、ソレノイド２５２はスプール２５８をソレノイド２５２から直線状に付勢機構２５６の方へ押しやることで、付勢機構２５６が圧縮されるようにする。従って、第２のスプール２５８は、ソレノイド２５２が作動する時にさらにスプール収容部２６０内に伸張し、かつソレノイド２５２が動作停止する時にソレノイド２５２に引っ込められ得る。
第１のポペット弁２３０はポペット収容部２３２内に位置するポペット２３８を含む。ポペット２３８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部２３２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット２３８は、ポペット収容部２３２を、第１のポペット収容室２３６、及び第１のポペット収容室２３６の直線状反対側の第２のポペット収容室２３４に流体的に分離する。付勢機構２３７は第１のポペット収容室２３６内に位置する。一実施形態では、付勢機構２３７はばねであってもよい。付勢機構２３７はポペット収容部２３２及びポペット２３８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部２３２の流出口２３９の方へとポペット２３８に加えられるようにする。ポペット２３８は、付勢機構２３７によって流出口２３９の方へ直線状に押され、かつ流出口２３９を密閉してもよい（すなわち、流出口２３９への流体運動を防止する）。
第２のポペット弁２４０はポペット収容部２４２内に位置するポペット２４８を含む。ポペット２４８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部２４２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット２４８は、ポペット収容部２４２を、第１のポペット収容室２４６、及び第１のポペット収容室２４６の直線状反対側の第２のポペット収容室２４４に流体的に分離する。付勢機構２４７は第１のポペット収容室２４６内に位置する。一実施形態では、付勢機構２４７はばねであってもよい。付勢機構２４７はポペット収容部２４２及びポペット２４８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部２４２の流出口２４９の方へとポペット２４８に加えられるようにする。ポペット２４８は、付勢機構２４７によって流出口２４９の方へ直線状に押され、かつ流出口２４９を密閉してもよい（すなわち、流出口２４９への流体運動を防止する）。
第３のポペット弁２７０はポペット収容部２７２内に位置するポペット２７８を含む。ポペット２７８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部２７２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット２７８は、ポペット収容部２７２を、第１のポペット収容室２７６、及び第１のポペット収容室２７６の直線状反対側の第２のポペット収容室２７４に流体的に分離する。付勢機構２７７は第１のポペット収容室２７６内に位置する。一実施形態では、付勢機構２７７はばねであってもよい。付勢機構２７７はポペット収容部２７２及びポペット２７８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部２７２の流出口２７９の方へとポペット２７８に加えられるようにする。ポペット２７８は、付勢機構２７７によって流出口２７９の方へ直線状に押され、かつ流出口２７９を密閉してもよい（すなわち、流出口２７９への流体運動を防止する）。
第４のポペット弁２８０はポペット収容部２８２内に位置するポペット２８８を含む。ポペット２８８は、本明細書に説明されるように、ポペット収容部２８２内に直線状に平行移動するように動作可能である。ポペット２８８は、ポペット収容部２８２を、第１のポペット収容室２８６、及び第１のポペット収容室２８６の直線状反対側の第２のポペット収容室２８４に流体的に分離する。付勢機構２８７は第１のポペット収容室２８６内に位置する。一実施形態では、付勢機構２８７はばねであってもよい。付勢機構２８７はポペット収容部２８２及びポペット２８８に力を加え、それによって、直線力がポペット収容部２８２の流出口２８９の方へとポペット２８８に加えられるようにする。ポペット２８８は、付勢機構２８７によって流出口２８９の方へ直線状に押され、かつ流出口２８９を密閉してもよい（すなわち、流出口２８９への流体運動を防止する）。
第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が作動している、及び／または第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が作動しているかどうかに応じて、高圧の推進薬は、高圧入口２０１から衝動タービン２９２に流れてもよい。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄは、作動している第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２及び作動している第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２のうちの少なくとも１つの作動の異なる組み合わせを示す。
ここで図２Ａを参照すると、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が動作停止する時の、乗り物用発電システム２００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図２Ａに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に流体的に接続される。高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に高圧の推進薬をもたらす。第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４から第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４にもたらされる。第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４は、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４から第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４にもたらされる。第１の電磁スプール弁２１０の第１のスプール収容室２２２は、通気口２０３に流体的に接続され、この通気口によって、第１の電磁スプール弁２１０の第１のスプール収容室２２２に通気をもたらす。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４はまた、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４から第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６にもたらされる。第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６における高圧の推進薬は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬によってポペット２３８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２３７が、ポペット２３８に第１のポペット弁２３０の流出口２３９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第１のポペット弁２３０から第３のポペット弁２７０に移動しないようにする。
さらに、第３のスプール収容室２２６は、通気口２０２に流体的に接続される。通気口２０２は、高圧入口２０１によってもたらされる高圧の推進薬より低い圧力である通気源である。通気口２０２は、第３のスプール収容室２２６に流体的に接続され、かつ第３のスプール収容室２２６に通気をもたらす。第３のスプール収容室２２６はまた、第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６に流体的に接続され、第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２４６における通気は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２４６及び付勢機構２４７における通気からのポペット２４８に対する力は、第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬からのポペット２４８に対する力より小さく、これによって、ポペット２４８は第２のポペット弁２４０の流出口２４９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第２のポペット弁２４０から第４のポペット弁２８０に移動させることが可能になる。第２のポペット弁２４０の流出口２４９は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４を第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４に流体的に接続する。
第２のポペット弁２４０の流出口２４９は、第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４に高圧の推進薬をもたらす。第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４は、第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４から第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４にもたらされる。第２の電磁スプール弁２５０の第１のスプール収容室２６２は、通気口２０５に流体的に接続され、これによって、第２の電磁スプール弁２５０の第１のスプール収容室２６２に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬の圧力より低い圧力のものである。
第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４はまた、第４のポペット弁２８０の第１のポペット収容室２８６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４から第４のポペット弁２８０の第１のポペット収容室２８６にもたらされる。第４のポペット弁２８０の第１のポペット収容室２８６における高圧の推進薬は、第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４における高圧の推進薬によってポペット２８８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２８７が、ポペット２８８に第２のポペット弁２８０の流出口２８９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第４のポペット弁２８０から衝動タービン２９２に移動しないようにする。
有利には、図２Ａによって示されるように、高圧入口２０１からの高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が動作停止する場合、衝動タービン２９２に到達しないようにされ得る。
ここで図２Ｂを参照すると、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が動作停止する時の、乗り物用発電システム２００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図２Ｂに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に流体的に接続される。高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に高圧の推進薬をもたらす。第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット収容室２３４から第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４にもたらされる。
ソレノイド２１２の作動により、第２のポペット収容室２４４はもはや、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のスプール収容室２４４は、第３のスプール収容室２２６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容部２４４から第３のスプール収容室２２６にもたらされる。第１の電磁スプール弁２１０の第３のスプール収容室２２６はまた、第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第３のスプール収容室２２６から第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６にもたらされる。第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６における高圧の推進薬は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬によってポペット２４８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２４７が、ポペット２４８に第２のポペット弁２４０の流出口２４９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第２のポペット弁２４０から第４のポペット弁２８０に移動しないようにする。
また、ソレノイド２１２の作動により、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６は、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に依然流体的に接続されている。しかしながら、第２のスプール収容室２２４はまた、通気口２０３に流体的に接続され、これによって、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第２のスプール収容室２２４はまた、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６に流体的に接続され、第１のポペット収容室２３６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２３６における通気は、第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２３６及び付勢機構２３７における通気からのポペット２３８に対する力は、第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬からのポペット２３８に対する力より小さく、これによって、ポペット２３８は第１のポペット弁２３０の流出口２３９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第１のポペット弁２３０から第３のポペット弁２７０に移動させることが可能になる。第１のポペット弁２３０の流出口２３９は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４を第３のポペット弁２７０の第２のポペット収容室２７４に流体的に接続する。
第３のポペット弁２７０の第１のポペット収容室２７６は、第２の電磁スプール弁２５０の第４のスプール収容室２６８に流体的に接続される。第４のスプール収容室２６８は通気口２０４に流体的に接続され、これによって、第２の電磁スプール弁２５０の第３のスプール収容室２２６に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。第４のスプール収容室２６８がまた、第３のポペット弁２７０の第１のポペット収容室２７６に流体的に接続されるため、第１のポペット収容室２７６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２７６における通気は、第２のポペット収容室２７４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２７６及び付勢機構２７７における通気からのポペット２７８に対する力は、第２のポペット収容室２７４における高圧の推進薬からのポペット２７８に対する力より小さく、これによって、ポペット２７８は第３のポペット弁２７０の流出口２７９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第３のポペット弁２７０から衝動タービン２９２に移動させることが可能になる。第３のポペット弁２７０の流出口２７９は、第３のポペット弁２７０の第２のポペット収容室２７４を衝動タービン２９２に流体的に接続する。
有利には、図２Ｂに示されるように、高圧入口２０１からの高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が動作停止する場合、衝動タービン２９２に到達し得る。
ここで図２Ｃを参照すると、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が作動する時の、乗り物用発電システム２００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図２Ｃに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に流体的に接続される。高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に高圧の推進薬をもたらす。第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット収容室２３４から第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４にもたらされる。第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４は、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に流体的に接続され、高圧の推進薬は第２のポペット収容室２４４から第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４にもたらされる。第１の電磁スプール弁２１０の第１のスプール収容室２２２は通気口２０３に流体的に接続され、これによって、第１の電磁スプール弁２１０の第１のスプール収容室２２２に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４はまた、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のスプール収容室２２４から第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６にもたらされる。第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６における高圧の推進薬は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬によってポペット２３８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２３７が、ポペット２３８に第１のポペット弁２３０の流出口２３９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第１のポペット弁２３０から第３のポペット弁２７０に移動しないようにする。
さらに、第３のスプール収容室２２６は、通気口２０２に流体的に接続される。通気口２０２は、高圧入口２０１によってもたらされる高圧の推進薬より低い圧力である通気源である。通気口２０２は、第３のスプール収容室２２６に流体的に接続され、かつ第３のスプール収容室２２６に通気をもたらす。第３のスプール収容室２２６はまた、第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６に流体的に接続され、第１のポペット収容室２４６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２４６における通気は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２４６及び付勢機構２４７における通気からのポペット２４８に対する力は、第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬からのポペット２４８に対する力より小さく、これによって、ポペット２４８は第２のポペット弁２４０の流出口２４９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第２のポペット弁２４０から第４のポペット弁２８０に移動させることが可能になる。第２のポペット弁２４０の流出口２４９は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４を第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４に流体的に接続する。
第２のポペット弁２４０の流出口２４９は、第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４に高圧の推進薬をもたらす。ソレノイド２５２の作動により、第２のポペット収容室２８４はもはや、第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のポペット収容室２８４は、第３のスプール収容室２６６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第４のポペット２８０の第２のポペット収容部２８４から第３のスプール収容室２６６にもたらされる。
また、ソレノイド２５２の作動により、第４のポペット弁２８０の第１のポペット収容室２８６は、第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４に依然流体的に接続されている。しかしながら、第２のスプール収容室２６４はまた、通気口２０５に流体的に接続され、これによって、第２の電磁スプール弁２５０の第２のスプール収容室２６４に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第２のスプール収容室２６４はまた、第４のポペット弁２８０の第１のポペット収容室２８６に流体的に接続され、第１のポペット収容室２８６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２８６における通気は、第２のポペット収容室２８４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２８６及び付勢機構２８７における通気からのポペット２８８に対する力は、第２のポペット収容室２８４における高圧の推進薬からのポペット２８８に対する力より小さく、これによって、ポペット２８８は第４のポペット弁２８０の流出口２８９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第４のポペット弁２８０から衝動タービン２９２に移動させることが可能になる。第４のポペット弁２８０の流出口２８９は、第４のポペット弁２８０の第２のポペット収容室２８４を衝動タービン２９２に流体的に接続する。
有利には、図２Ｃに示されるように、高圧入口２０１からの高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が動作停止し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が作動する場合、衝動タービン２９２に到達し得る。
ここで図２Ｄを参照すると、第１の電磁スプール弁２１０のソレノイド２１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が作動する時の、乗り物用発電システム２００のソレノイド作動のシナリオが示されている。図２Ｄに示されるソレノイド作動のシナリオでは、高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に流体的に接続される。高圧入口２０１は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４に高圧の推進薬をもたらす。第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット収容室２３４から第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４にもたらされる。
ソレノイド２１２の作動により、第２のポペット収容室２４４はもはや、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のポペット収容室２４４は、第３のスプール収容室２２６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容部２４４から第３のスプール収容室２２６にもたらされる。第１の電磁スプール弁２１０の第３のスプール収容室２２６はまた、第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第３のスプール収容室２２６から第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６にもたらされる。第２のポペット弁２４０の第１のポペット収容室２４６における高圧の推進薬は、第２のポペット弁２４０の第２のポペット収容室２４４における高圧の推進薬によってポペット２４８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２４７が、ポペット２４８に第２のポペット弁２４０の流出口２４９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第２のポペット弁２４０から第４のポペット弁２８０に移動しないようにする。
また、ソレノイド２１２の作動により、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６は、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に依然流体的に接続されている。しかしながら、第２のスプール収容室２２４はまた、通気口２０３に流体的に接続され、これによって、第１の電磁スプール弁２１０の第２のスプール収容室２２４に通気がもたらされる。この通気は、高圧入口２０１からの高圧の推進薬より低い圧力のものである。
第２のスプール収容室２２４はまた、第１のポペット弁２３０の第１のポペット収容室２３６に流体的に接続され、第１のポペット収容室２３６に通気がもたらされる。第１のポペット収容室２３６における通気は、第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬より低い圧力のものである。第１のポペット収容室２３６及び付勢機構２３７における通気からのポペット２３８に対する力は、第２のポペット収容室２３４における高圧の推進薬からのポペット２３８に対する力より小さく、これによって、ポペット２３８は第１のポペット弁２３０の流出口２３９から遠ざかり、かつ高圧の推進薬を第１のポペット弁２３０から第３のポペット弁２７０に移動させることが可能になる。第１のポペット弁２３０の流出口２３９は、第１のポペット弁２３０の第２のポペット収容室２３４を第３のポペット弁２７０の第２のポペット収容室２７４に流体的に接続する。
ソレノイド２５２の作動により、第２のポペット収容室２７４はもはや、第２の電磁スプール弁２５０の第３のスプール収容室２６６に流体的に接続されていない。もっと正確に言えば、第２のポペット収容室２７４は、第４のスプール収容室２６８に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第３のポペット弁２７０の第２のポペット収容室２７４から第４のスプール収容室２６８にもたらされる。第２の電磁スプール弁２５０の第４のスプール収容室２６８はまた、第３のポペット弁２７０の第１のポペット収容室２７６に流体的に接続され、高圧の推進薬は、第４のスプール収容室２６８から第３のポペット弁２７０の第１のポペット収容室２７６にもたらされる。第３のポペット弁２７０の第１のポペット収容室２７６における高圧の推進薬は、第３のポペット弁２７０の第２のポペット収容室２７４における高圧の推進薬によってポペット２７８に対して反応した力を調和させ、かつ、付勢機構２７７が、ポペット２７８に第３のポペット弁２７０の流出口２７９を密閉させることができるようにすることで、高圧の推進薬が第３のポペット弁２７０から衝動タービンに移動しないようにする。
有利には、図２Ｄに示されるように、高圧入口２０１からの高圧の推進薬は、第１の電磁スプール弁２５０のソレノイド２１２が作動し、かつ第２の電磁スプール弁２５０のソレノイド２５２が作動する場合、衝動タービン２９２に到達しないようにされ得る。
「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、出願の時点で利用可能な機器に基づいて特定の数量の測定と関連付けられた誤差の程度を含むことが意図される。
本明細書において使用される専門用語は特定の実施態様を説明する目的のためだけのものであり、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別段文脈で明確に指示されない限り、複数形も含むことが意図される。さらに、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される時、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び/または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはこのグループの存在あるいは追加を除外するものではないことは、理解されるであろう。
本開示は１つまたは複数の例示の実施形態を参照して説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更がなされてもよく、かつこれらの要素の代わりに等価物が代用されてもよいことは、当業者には理解されるであろう。さらに、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、本開示の教示に特定の状況または材料を適応させるために多くの修正がなされ得る。従って、本開示は、本開示の実施に企図される最良の形態として開示される特定の実施形態に限定されないが、本開示は、特許請求の範囲内にある全ての実施形態を含むものになることが意図されている。

Claims (20)

  1. 第１の電磁スプール弁と、
    第２の電磁スプール弁と、
    高圧入口に流体的に接続される第１のポペット弁と、
    前記第１の電磁スプール弁及び前記第１のポペット弁に流体的に接続される第２のポペット弁と、
    前記第２の電磁スプール弁、前記第１のポペット弁、及び衝動タービンに流体的に接続される第３のポペット弁と、
    前記第２の電磁スプール弁、前記第２のポペット弁、及び前記衝動タービンに流体的に接続される第４のポペット弁と、を備える、乗り物用発電システム。
  2. 前記第１の電磁スプール弁は、
    スプール収容部と、
    前記スプール収容部内に少なくとも部分的に位置するスプールであって、前記スプール収容部を、第１のスプール収容室、第２のスプール収容室、第３のスプール収容室、及び第４のスプール収容室に流体的に分離する、前記スプールと、
    前記スプールに動作可能に接続されるソレノイドであって、前記スプール収容部内に前記スプールを直線状に平行移動させるように構成される、前記ソレノイドと、
    をさらに備える、請求項１に記載の乗り物用発電システム。
  3. 前記第４のスプール収容室は前記ソレノイドに近接して位置し、
    前記第１のスプール収容室は前記第４のスプール収容室の反対側に位置し、
    前記第２のスプール収容室及び前記第３のスプール収容室は、前記第１のスプール収容室と前記第４のスプール収容室との間に直線状に介在し、
    前記第２のスプール収容室は、前記第１のスプール収容室と前記第３のスプール収容室との間に直線状に介在する、
    請求項２に記載の乗り物用発電システム。
  4. 前記第１のスプール収容室内に位置する付勢機構をさらに備える、請求項３に記載の乗り物用発電システム。
  5. 前記第２の電磁スプール弁は、
    スプール収容部と、
    前記スプール収容部内に少なくとも部分的に位置するスプールであって、前記スプール収容部を、第１のスプール収容室、第２のスプール収容室、第３のスプール収容室、第４のスプール収容室、及び第５のスプール収容室に流体的に分離する、前記スプールと、
    前記スプールに動作可能に接続されるソレノイドであって、前記スプール収容部内に前記スプールを直線状に平行移動させるように構成される、前記ソレノイドと、
    をさらに備える、請求項１に記載の乗り物用発電システム。
  6. 前記第５のスプール収容室は前記ソレノイドに近接して位置し、
    前記第１のスプール収容室は前記第５のスプール収容室の反対側に位置し、
    前記第２のスプール収容室、前記第３のスプール収容室、及び前記第４のスプール収容室は、前記第１のスプール収容室と前記第５のスプール収容室との間に直線状に介在し、
    前記第２のスプール収容室は、前記第１のスプール収容室と前記第３のスプール収容室との間に直線状に介在し、
    前記第３のスプール収容室は、前記第２のスプール収容室と前記第４のスプール収容室との間に直線状に介在する、
    請求項５に記載の乗り物用発電システム。
  7. 前記第１のスプール収容室内に位置する付勢機構をさらに備える、請求項６に記載の乗り物用発電システム。
  8. 前記第１のポペット弁は、
    流出口を有するポペット収容部と、
    前記ポペット収容部内に位置するポペットであって、前記ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、前記ポペットと、
    前記第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、前記第１のポペット収容部の前記流出口の方へと前記ポペットに加えるように構成される、前記付勢機構と、
    をさらに備える、請求項１に記載の乗り物用発電システム。
  9. 前記第１のポペット弁は、
    流出口を有するポペット収容部と、
    前記ポペット収容部内に位置するポペットであって、前記ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、前記ポペットと、
    前記第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、前記第１のポペット収容部の前記流出口の方へと前記ポペットに加える、前記付勢機構と、
    をさらに備え、
    前記第１のポペット収容室は、前記第１の電磁スプール弁の前記第２のスプール収容室に流体的に接続され、
    前記第２のポペット収容室は前記高圧入口に流体的に接続される、
    請求項２に記載の乗り物用発電システム。
  10. 前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第１のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第２のスプール収容室に流体的に接続される、通気口をさらに備える、請求項９に記載の乗り物用発電システム。
  11. 前記第２のポペット収容室は前記第３のポペット弁に流体的に接続される、請求項９に記載の乗り物用発電システム。
  12. 前記第２のポペット弁は、
    流出口を有するポペット収容部と、
    前記ポペット収容部内に位置するポペットであって、前記ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、前記ポペットと、
    前記第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、前記第１のポペット収容部の前記流出口の方へと前記ポペットに加える、前記付勢機構と、
    をさらに備え、
    前記第１のポペット収容室は、前記第１の電磁スプール弁の前記第３のスプール収容室に流体的に接続され、
    前記第２のポペット収容室は、前記第１の電磁スプール弁の前記第２のスプール収容室に流体的に接続される、請求項２に記載の乗り物用発電システム。
  13. 前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第３のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第４のスプール収容室に流体的に接続される、通気口をさらに備える、請求項１２に記載の乗り物用発電システム。
  14. 前記第２のポペット収容室は前記第４のポペット弁に流体的に接続される、請求項１２に記載の乗り物用発電システム。
  15. 前記第３のポペット弁は、
    流出口を有するポペット収容部と、
    前記ポペット収容部内に位置するポペットであって、前記ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、前記ポペットと、
    前記第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、前記第１のポペット収容部の前記流出口の方へと前記ポペットに加える、前記付勢機構と、
    をさらに備え、
    前記第１のポペット収容室は、前記第２の電磁スプール弁の前記第４のスプール収容室に流体的に接続され、
    前記第２のポペット収容室は、前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第２の電磁スプール弁の前記第３のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第２の電磁スプール弁の前記第４のスプール収容室に流体的に接続される、
    請求項５に記載の乗り物用発電システム。
  16. 前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第４のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第５のスプール収容室に流体的に接続される、通気口をさらに備える、請求項１５に記載の乗り物用発電システム。
  17. 前記第２のポペット収容室は前記衝動タービンに流体的に接続される、請求項１５に記載の乗り物用発電システム。
  18. 前記第４のポペット弁は、
    流出口を有するポペット収容部と、
    前記ポペット収容部内に位置するポペットであって、前記ポペット収容部を、第１のポペット収容室及び第２のポペット収容室に流体的に分離する、前記ポペットと、
    前記第１のポペット収容室に位置する付勢機構であって、直線力を、前記第１のポペット収容部の前記流出口の方へと前記ポペットに加える、前記付勢機構と、
    をさらに備え、
    前記第１のポペット収容室は、前記第２の電磁スプール弁の前記第２のスプール収容室に流体的に接続され、
    前記第２のポペット収容室は、前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第２の電磁スプール弁の前記第２のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第２の電磁スプール弁の前記第３のスプール収容室に流体的に接続される、
    請求項５に記載の乗り物用発電システム。
  19. 前記第２の電磁スプール弁の前記ソレノイドが動作停止する時に前記第１のスプール収容室に流体的に接続され、かつ前記第１の電磁スプール弁の前記ソレノイドが作動する時に前記第２のスプール収容室に流体的に接続される、通気口をさらに備える、請求項１８に記載の乗り物用発電システム。
  20. 前記第２のポペット収容室は前記衝動タービンに流体的に接続される、請求項１８に記載の乗り物用発電システム。
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