JP2023041164A

JP2023041164A - インジェクター

Info

Publication number: JP2023041164A
Application number: JP2021148360A
Authority: JP
Inventors: 宏太朗田渕; Kotaro Tabuchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2023-03-24

Abstract

【課題】インジェクター内部で酸化剤を旋回流にさせて、インジェクター外部で噴射された燃料と混合させて微粒化し、燃焼効率を高めることができるインジェクターを提供すること。【解決手段】本発明の一態様によれば、インジェクターが提供される。このインジェクターは、ピントル部と、マニホールド部とを備える。ピントル部は、その側面に複数の噴射孔を有する。マニホールド部は、貫通穴と、第１マニホールド部と、第２マニホールド部とを備える。貫通穴は、ピントル部の胴体部を挿入可能に構成される。第１マニホールド部は、凸部を有し、第１マニホールド部の端面から該凸部の上面に貫通された複数の流入孔を備え、該流入孔は、酸化剤を流入可能に構成される。第２マニホールド部は、凸部の形状に対応する凹部を有し、凸部と嵌合されており、凸部の上面と凹部の内部下面との間に流路を備え、酸化剤を流路の開口部から噴射孔に向かって流出可能に構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、インジェクターに関する。

インジェクターは、例えば、液体燃料ロケット等において用いられている。液体燃料ロケットは、燃料を酸化剤と共に燃焼室で燃焼させ高温高圧の燃焼ガスを発生させ、そのガスをノズルから噴射することにより推進力を得ている

特許文献１には、燃料と酸化剤を燃焼する技術が開示されている。燃焼装置が、このような噴射器（以下インジェクターと呼ぶ）を用いることで、高効率の燃焼を維持することができる。

特開平７－４９０６０号公報

ところが、特許文献１に開示されている技術等で燃焼効率を高める場合、インジェクター内部で、燃料と酸化剤とを混合させて微粒化し、噴射させる。そのため、インジェクターを簡素化して、燃焼効率を高める必要がある。

本発明では上記事情を鑑み、インジェクター内部で酸化剤を旋回流にさせて、インジェクター外部で噴射された燃料と混合させて微粒化し、燃焼効率を高めることができるインジェクターを提供することとした。

本発明の一態様によれば、インジェクターが提供される。このインジェクターは、ピントル部と、マニホールド部とを備える。ピントル部は、その側面に複数の噴射孔を有する。マニホールド部は、貫通穴と、第１マニホールド部と、第２マニホールド部とを備える。貫通穴は、ピントル部の胴体部を挿入可能に構成される。第１マニホールド部は、凸部を有し、第１マニホールド部の端面から該凸部の上面に貫通された複数の流入孔を備え、該流入孔は、酸化剤を流入可能に構成される。第２マニホールド部は、凸部の形状に対応する凹部を有し、凸部と嵌合されており、凸部の上面と凹部の内部下面との間に流路を備え、酸化剤を流路の開口部から噴射孔に向かって流出可能に構成される。

このような態様によれば、インジェクター外部で酸化剤を旋回流にさせて、噴射された燃料と混合させて微粒化し、燃焼効率を高めることができる。

インジェクター１を表す斜視図である。インジェクター１を表す投影図である。実施形態に係るピントル部２の斜視図である。実施形態に係るインジェクター１の断面図である。実施形態に係るマニホールド部３の斜視図である。実施形態に係る第２マニホールド部３３の平面図である。実施形態に係る燃焼器４の斜視図及び断面図である。実施形態に係るマニホールド部３の６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流路３４内の流速Ｖを表した図である。６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流れを表した第１画像Ｓ１の一例を表した図である。実施形態に係るマニホールド部３の５箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流路３４内の流速Ｖを表した図である。５箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流れを表した第２画像Ｓ２の一例を表した図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

１．１インジェクター１
第１章では、本実施形態に係るインジェクターについて説明する。図１は、インジェクター１を表す斜視図である。図２は、インジェクター１を表す投影図である。図１及び図２に表されたように、インジェクター１は、ピントル部２と、マニホールド部３とを備える。インジェクター１で、燃料ＰＣと酸化剤ＰＯが混合され、燃焼室４４（図７）で燃やされて高温の燃焼ガスとなる。以下ロケットのインジェクター１として説明する。

１．２ピントル部２
図３は、実施形態に係るピントル部２の斜視図である。ピントル部２は、ロケットエンジンの推進剤Ｐである燃料ＰＣを噴射する部材である。ピントル部２は、末端部２１と、胴体部２２と、先端部２３とを備える。さらに、ピントル部２は、末端部２１に第２流入孔２４を有し、その胴体部２２の側面２９に複数の噴射孔２５を有する。第２流入孔２４は、複数の噴射孔２５と連通し、第２流入孔２４から流入した燃料ＰＣを噴射孔２５から噴射可能に構成される。ここで、噴射孔２５は、胴体部２２の側面２９の外周方向に複数列で、等間隔に配置されている。

ピントル部２は、後述するマニホールド部３の有する貫通穴３１に挿入される。ピントル部２の末端部２１は、ピントル部２がマニホールド部３に対して、円筒状に形成された末端部２１の径方向（スラスト方向）に移動しないように、フランジ形状を有し、マニホールド部３と固定されている。フランジ形状を有する末端部２１は、複数の貫通穴２６を有し、当該貫通穴２６にボルトが挿入され、ピントル部２とマニホールド部３とが締結される。ピントル部２の胴体部２２は、円筒形であり、ピントル部２の先端部２３は、半円球状である。

１．３マニホールド部３
マニホールド部３は、タンク（不図示）から送出された酸化剤ＰＯの流れを分岐させる部材である。マニホールド部３は、貫通穴３１と、第１マニホールド部３２と、第２マニホールド部３３とを備える。さらにマニホールド部３は、後述する流路３４（図４）と、開口部３５（図５）とを備える。第１マニホールド部３２の凸部３２４と、第２マニホールド部３３と凹部３３４とが嵌合されてマニホールド部３を構成している。互いに嵌合された、第１マニホールド部３２と第２マニホールド部３３とは、ボルト等の部材で締結されている。

貫通穴３１は、第１マニホールド部３２と第２マニホールド部３３とを貫通している穴である。貫通穴３１は、ピントル部２の胴体部２２を挿入可能に構成される。貫通穴３１に挿入されたピントル部２は、第１マニホールド部３２と第２マニホールド部３３とを貫通し、ピントル部２の胴体部２２の一部と先端部２３とが、ピントル部２から突起した状態となる。

図４は、実施形態に係るインジェクター１の断面図である。図５は、実施形態に係るマニホールド部３の斜視図である。図６は、実施形態に係る第２マニホールド部３３の平面図である。図４～図６に表されたように、第１マニホールド部３２は、凸部３２４を有し、第１マニホールド部３２の端面３２１から該凸部３２４の上面３２２に貫通された複数の流入孔３２３を備え、流入孔３２３は、酸化剤ＰＯを流入可能に構成される。酸化剤ＰＯは、加圧された状態で、各々の流入孔３２３に分配されて流入される。図２に表された流入孔３２３は、同図に表された流入孔３２３－１～流入孔３２３－６のうち任意のものである。図２に表された流入孔３２３の数は、一例であり、流入孔３２３の数は、マニホールド部３の備え付けられるロケットの仕様等の条件によって決定される。流入孔３２３の形状は、円形であっても、矩形であってもよい。流入孔３２３は軸方向にテーパ角を有してもよい。流入孔３２３の形状は、限定されない。

第２マニホールド部３３は、凸部３２４の形状に対応する凹部３３４を有し、凸部３２４と嵌合されており、凸部３２４の上面３２２と凹部３３４の内部下面３３１との間に流路３４を備え、酸化剤ＰＯを流路３４の開口部３５から噴射孔２５に向かって流出可能に構成される。ここで、第１マニホールド部３２と第２マニホールド部３３との嵌合は、中間ばめ、又はしまりばめである。インジェクター１は、第１マニホールド部３２と第２マニホールド部３３との間から酸化剤ＰＯが漏洩させないよう、しまりばめが好ましい。

流路３４は、第１マニホールド部３２の凸部３２４と第２マニホールド部３３の凹部３３４との間に形成される。そのため、第１マニホールド部３２の凸部３２４の有する複数の流入孔３２３から流出した酸化剤ＰＯは、流路３４で合流する。

開口部３５は、ピントル部２の外周面２８と、マニホールド部３の有する貫通穴３１の内周面３３５との間に形成され、流路３４と連通している。かかる構造によって、流路３４で合流した酸化剤ＰＯは、開口部３５から噴射孔２５に向かって流出する。

第２マニホールド部３３の凹部３３４の後端面３３２に突起部３３３を備え、突起部３３３は貫通穴３１が貫通されている。また、貫通穴３１には、ピントル部２が挿入されている。そのため、ピントル部２の軸２７方向に向かって、突起部３３３の内周面３３５と、ピントル部２の胴体部２２の外周面２８との間に、流路３４が形成される。かかる構造により、酸化剤ＰＯは、ピントル部２の軸２７方向に向かって、開口部３５から流出されるため、ピントル部２の噴射孔２５から噴出される燃料ＰＣと、略直角で衝突する。このため、効率よく混合され、燃料ＰＣは、微粒化される。

１．３燃焼器４
図７は、実施形態に係る燃焼器４の斜視図及び断面図である。燃焼器４は、内部に円筒形の燃焼室４４を有する。燃焼室４４は、燃料ＰＣが燃焼する空間であり、熱機関においては燃焼（酸化）により熱エネルギーを発生する部位である。具体的には、燃焼室４４での燃焼により熱エネルギーを伴う高温、高圧のガスが噴射される。その反動で、ロケットエンジンは、推進力を得る。燃焼器４は、燃焼器上面部４１と、燃焼器本体部４２と、燃焼器下面部４３と、燃焼室４４とを備える。

燃焼器４は、燃焼器上面部４１と、燃焼器本体部４２と、燃焼器下面部４３とがそれぞれ固定されて構成される。具体的には、燃焼器上面部４１の後端面４１２と、燃焼器本体部４２の前端面４２１とが締結され、燃焼器本体部４２の後端面４２２と、燃焼器下面部４３の前端面４３１とが締結される。これらの締結には、ボルト又はネジが使用されてもよいが、これらの締結材に限定されない。

燃焼器上面部４１は、第２マニホールド部３３に固定される。具体的には、燃焼器上面部４１の前端面４１１と、第２マニホールド部３３の後端面３３２とが締結さる。締結にあたり、ボルト又はネジが使用されてもよいが、これらの締結材に限定されない。

燃焼器上面部４１は貫通穴４１３を有し、第２マニホールド部３３の後端面３３２の突起部３３３が挿入される。かかる構造によって、貫通穴３１に挿入されたピントル部２の胴体部２２の一部と先端部２３は、燃焼器上面部４１の後端面４１２から突き出た状態になる。これにより、燃焼器上面部４１おいて、酸化剤ＰＯと、燃料ＰＣとが衝突し、混合される。

燃焼器上面部４１の後端面４１２は、曲率を有する凹面４１４を有する。そのため、ピントル部２の噴射孔２５から噴射された燃料ＰＣと、開口部３５から流出した酸化剤ＰＯとが混合した後、混合された燃料ＰＣは、後端面４１２の凹面４１４に衝突して、スラスト方向に流される。かかる構造により、混合された燃料ＰＣは、燃焼室４４に押し込まれ、燃焼室４４の全体に拡散される。

燃焼器本体部４２内部の燃焼室４４で、拡散された燃料ＰＣが燃焼し、熱エネルギーを伴う高温、高圧のガスが発生する。ここでの燃焼効率は、燃焼室４４全体に、燃料ＰＣが広汎に拡散されることによって、高まる。

燃焼器下面部４３は、燃焼器本体部４２と固定され、燃焼器下面部４３の後端面４３２に燃焼室開口部４３３を有する。当該燃焼室開口部４３３から熱エネルギーを伴う高温、高圧のガスが吐出される。

１．４推進剤Ｐ
ロケットの推進剤Ｐは、燃料ＰＣと、酸化剤ＰＯとに分けられる。さらに燃料ＰＣは、固体燃料と、液体燃料とに分けられる。本実施形態において、燃料ＰＣは、液体燃料が好ましい。燃料ＰＣは、具体的には、エタノール、ケロシン、液体水素、液化メタン等の物質であるが、これらに限定されない。また、酸化剤ＰＯは、酸化過程における酸の供給源になる物質である。具体的には、酸化剤ＰＯは、液化酸素、ガス酸素等の物質であるが、これらに限定されない。

１．５材料
ピントル部２及びマニホールド部３の材料は、推進剤Ｐの物性を考慮し、極低温用材料が使用される。そのため、低温脆性を示さないステンレスが使用されるのが好ましい。具体的には、材料は、ＳＵＳ３０４であり、高温耐性を考慮する場合は、ＳＵＳ３１０Ｓが好ましいが、これらの材料に限定されない。

２インジェクター１の構造上の各機能
第２章では、第１章で説明したインジェクター１の構造上の各機能について説明する。説明にあたり、本実施形態では、上述したマニホールド部３内部の凸部３２４及び凹部３３４は、星型多角形の形状を有する。

２．１ピントル部２の機能
本節では、ピントル部２の有する機能について説明する。ピントル部２は、末端部２１に第２流入孔２４を有し、その胴体部２２の側面２９の外周方向に複数の噴射孔２５を有する。タンク（不図示）に貯蔵された燃料ＰＣが、加圧されてピントル部２に送出される。燃料ＰＣはピントル部２の第２流入孔２４から流入し、複数の噴射孔２５から噴射される。噴射された燃料ＰＣは、開口部３５から流出された燃料ＰＣと混合し、燃焼室４４内に拡散して、燃焼する。

図３に表したように、ピントル部２は、直円柱の胴体部２２を有しているため、ピントル部２の側面２９は、ピントル部２の中心線から平行である。そのため、燃料ＰＣは、側面２９に配置された複数の噴射孔２５から、燃焼室４４の半径方向に向かって噴射される。噴射された燃料ＰＣは、マニホールド部３の開口部３５から旋回流となって流出された酸化剤ＰＯと、噴射方向に対して直角方向で、衝突する。このように直角方向で衝突するため、鋭角方向での衝突と比べて、両者の衝突によるエネルギーが大きく、燃料ＰＣの微粒化の促進に資する。これにより、燃焼効率が高まる。酸化剤ＰＯが旋回流となる現象については、次節で詳述する。

ピントル部２の噴射孔２５は、胴体部２２の側面２９に等間隔で配置されている。このため、燃料ＰＣは、ピントル部２の中心から、燃焼室４４の半径方向に均等に噴射される。その結果、燃焼室４４内で、均等に燃焼が生じるため、局部的焼損等の異常燃焼等が発生しにくい。

ピントル部２の噴射孔２５は、胴体部２２の側面２９の外周方向に複数列で配置されている。噴射孔２５
の内径を大きくすると、燃料ＰＣの噴射速度は、低下する。一方で、噴射孔２５の内径を小さくすると、燃料ＰＣの噴射速度は、上昇する。そのため、噴射孔２５の内径を小さくすることが好ましいが、噴射孔２５の間隔が狭くなり、互いの噴射孔２５から噴射された燃料ＰＣが衝突するため、エネルギー損失が生じる。そのため、噴射孔２５は、複数列で、等間隔で配置されることが好ましい。例えば、図４に表したように、噴射孔２５は、第１噴射孔２５ａと、第２噴射孔２５ｂとを二列に配列させて備えてもよい。

上述したように、ピントル部２の噴射孔２５が、胴体部２２の側面２９の外周方向に複数列で、かつ等間隔で、配置されていることで、燃料ＰＣと酸化剤ＰＯが効率よく衝突し混合される。その結果、燃焼効率が高まる。また、ピントル部２は、胴体部２２の側面２９に複数の噴射孔２５を備える簡易的な構造のため、噴射孔２５の加工が容易であり、ロケット製造者は、製造コストを低下させることができる。

２．２マニホールド部３の機能
本節では、マニホールド部３の有する機能について説明する。ここで、マニホールド部３内部の凸部３２４及び凹部３３４は、星型多角形の形状について図６を用いて明示する。図６に表された星型多角形の頂点３６は、星型多角形の凸角の突き出ている点であり、同図に表された頂点３６－１～頂点３６－６のうち任意のものである。同様に星型多角形の交点３７は、星型多角形の凹角の凹んでいる点であり、同図に表された交点３７－１～交点３７－６のうち任意のものである。また、斜辺３８は、頂点３６と交点３７を結ぶ辺であり、同図に表された斜辺３８－１～斜辺３８－１２（途中符号省略）のうち任意のものである。星型多角形の有する頂角は、全て同一の角度でもよいし、一部の角度を他の角度と異なるように構成されてもよい。同様に、星型多角形の有する交角は、全て同一の角度でもよいし、一部の角度を他の角度と異なるように構成されてもよい。また、星型多角形の有する斜辺３８の長さは、全て同一でもよいし、一部の長さを他の長さと異なるように構成されてもよい。

図５及び図６に表されたように、星型多角形の形状を有するマニホールド部３において、複数の流入孔３２３は、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８に囲まれた間で、且つ、星型多角形の中心から等距離に配置されている。ロケットを推進させるために、タンク（不図示）に貯蔵された酸化剤ＰＯは、加圧されて複数の流入孔３２３にそれぞれ流入する。各流入孔３２３から流出された酸化剤ＰＯは、流路３４で再度合流する。ここで、酸化剤ＰＯは、流路３４で拡散され、圧力の低い開口部３５に送出される。即ち、酸化剤ＰＯは、マニホールド部３の有する開口部３５の半径方向に向かって流れる。一方で、流入孔３２３は、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８に囲まれているため、拡散された酸化剤ＰＯは、この２つの斜辺３８に衝突して、開口部３５の接線方向に向かって流れる。このため、酸化剤ＰＯは、半径方向及び接線方向に向かう力が合成され、旋回流となって、開口部３５に送出される。

接線方向に向かう流れの形成は、流体が壁に沿って流れていく現象（コアンダ効果）による。即ち、酸化剤ＰＯは粘性を有するため、酸化剤ＰＯが星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８に沿って流れると、斜辺３８の表面に境界層が生成され、それに伴いエネルギー損失が発生する。そのため、酸化剤ＰＯの流速が低下する。一方、質量保存の法則により流量が一定になるように周囲の酸化剤ＰＯが斜辺３８の表面に引き寄せられる。このように、流入孔３２３から流出された酸化剤ＰＯは、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８の表面に引き寄せられて、半径方向及び接線方向に向かう力が合成され、旋回流となって、開口部３５に送出される。

上述したように、流入孔３２３は、星型多角形の中心から等距離に配置されているため、均等に流入孔３２３から流出された酸化剤ＰＯは、半径方向及び接線方向に向かう力が等しい。そのため、半径方向及び接線方向に向かう力によって生成された旋回流は、開口部３５の円周方向に、均一に発生する。この結果、酸化剤ＰＯは、安定した旋回流となって、開口部３５に送出され、ピントル部２の噴射孔２５に向かって流出される。

酸化剤ＰＯは、旋回流の遠心力で燃焼室４４の半径方向に流出される。また、開口部３５は、燃焼室４４の軸４５方向に開口されているため、酸化剤ＰＯは、燃焼室４４の軸４５方向に向かって流出される。このため、酸化剤ＰＯと衝突し、混合した燃料ＰＣは、旋回流によって、燃焼室４４内の半径方向と軸４５方向とに向けて、均一に拡散されて、燃焼する。かかる現象により、酸化剤ＰＯが混合された燃料ＰＣが、燃焼室４４全体で旋回しながらに燃焼するため、燃焼効率が高まる。そのため、燃焼室４４の容積を小形化することができる。

ここで、旋回流の向きは、複数の流入孔３２３から最初に流れた酸化剤ＰＯの方向によって決定される。慣性の法則により、外部から強制的に力を加えない限り、推進剤Ｐは、最初に決定された方向で安定的に旋回流となって開口部３５から流出される。

マニホールド部３の有する凸部３２４及凹部３３４の星型多角形は、星型六角形でもよい。マニホールド部３の有する凸部３２４及凹部３３４は、星型多角形であれば、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８に、酸化剤ＰＯが衝突して、開口部３５の接線方向に向かって流れる。星型多角形は、このような機能を有するものの、多角形の数を増やすと、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８の長さが短くなる。そのため、酸化剤ＰＯが開口部３５の接線方向に向かって流れる量が減少する。このような理由から、多角形の数を増やすことは、性能面でマイナスとなる。

さらに、流入孔３２３の数が増えると、流入孔３２３の内径が小さくなる。そのため、流入孔３２３での圧力損失が大きくなるため、マニホールド部３に流入する酸化剤ＰＯは、タンクからより高圧で送出されなくてはならない。したがって、多角形の数を増やすことは、圧力を高める装置を大型化する必要があり、重量面及びコスト面でもマイナスとなる。

一方で、多角形の数を減らすと、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８の中心角は、より鋭角となる。酸化剤ＰＯは、２つの斜辺３８に衝突して、斜辺３８に沿って流れるものの、開口部３５の半径方向に向かって流れる。そのため、酸化剤ＰＯの接線方向の向かう遠心力が少なくなり、旋回流が形成されにくくなる。かかる理由により、星型多角形は、星型六角形が好ましい。

ここで、マニホールド部３の有する貫通穴３１の内径は、星型多角形の流入孔３２３の中心を結んだ外形の直径に対して、０．１以上０．５以下である。酸化剤ＰＯは、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８に衝突して、旋回流となって、開口部３５に送出される。流入孔３２３から第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１までの距離が長いと、酸化剤ＰＯと、流路３４の壁面との間の摩擦によって圧力損失が大きくなり、酸化剤ＰＯの流速が低下する。ひいては、旋回流が弱まる。一方で、流入孔３２３から第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１までの距離が短いと、酸化剤ＰＯの多くは、開口部３５の半径方向に向かって送出される。そのため、旋回流が形成されにくくなる。

そのため、（第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の内径／流入孔３２３の中心を結んだ外形の直径）は、０．１以上０．５以下であることが好ましい。ここで、（第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の内径／流入孔３２３の中心を結んだ外形の直径）は、０．１，０．１１，０．１２，０．１３，０．１４，０．１５，０．１６，０．１７，０．１８，０．１９，０．２，０．２１，０．２２，０．２３，０．２４，０．２５，０．２６，０．２７，０．２８，０．２９，０．３，０．３１，０．３２，０．３３，０．３４，０．３５，０．３６，０．３７，０．３８，０．３９，０．４，０．４１，０．４２，０．４３，０．４４，０．４５，０．４６，０．４７，０．４８，０．４９，０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

第２マニホールド部３３の凹部３３４の内部下面３３１は、第２マニホールド部３３の中心から半径方向にテーパ角を有する。第１マニホールド部３２と、第２マニホールド部３３との間に形成される流路３４は、マニホールド部３の中心に向かうにしたがって、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８が広がる。そのため、流路３４は、円周方向に広がり、流路３４の断面積は大きくなる。質量保存の法則により、流路３４のどの断面においても、酸化剤ＰＯの単位時間当たりの流量は、一定となる。そのため、酸化剤ＰＯの流速を一定にするため、流路３４の隙間を狭めて、流路３４の断面積を等しくさせる必要がある。かかる理由により、第２マニホールド部３３の凹部３３４の内部下面３３１は、半径方向にテーパ角を有することが好ましい。ここでは、テーパ角は、第２マニホールド部３３の中心軸と直交する座標軸に対して、中心から半径方向に後端面３３２に向かうのがマイナス方向の角度とする。

そのため、好ましくは、テーパ角は、内部下面３３１に対して－２０°以上－２°以下である。ここで、テーパ角は、内部下面３３１に対して、－２０，－１９．９，－１９．８，－１９．７，－１９．６，－１９．５，－１９．４，－１９．３，－１９．２，－１９．１，－１９，－１８．９，－１８．８，－１８．７，－１８．６，－１８．５，－１８．４，－１８．３，－１８．２，－１８．１，－１８，－１７．９，－１７．８，－１７．７，－１７．６，－１７．５，－１７．４，－１７．３，－１７．２，－１７．１，－１７，－１６．９，－１６．８，－１６．７，－１６．６，－１６．５，－１６．４，－１６．３，－１６．２，－１６．１，－１６，－１５．９，－１５．８，－１５．７，－１５．６，－１５．５，－１５．４，－１５．３，－１５．２，－１５．１，－１５，－１４．９，－１４．８，－１４．７，－１４．６，－１４．５，－１４．４，－１４．３，－１４．２，－１４．１，－１４，－１３．９，－１３．８，－１３．７，－１３．６，－１３．５，－１３．４，－１３．３，－１３．２，－１３．１，－１３，－１２．９，－１２．８，－１２．７，－１２．６，－１２．５，－１２．４，－１２．３，－１２．２，－１２．１，－１２，－１１．９，－１１．８，－１１．７，－１１．６，－１１．５，－１１．４，－１１．３，－１１．２，－１１．１，－１１，－１０．９，－１０．８，－１０．７，－１０．６，－１０．５，－１０．４，－１０．３，－１０．２，－１０．１，－１０，－９．９，－９．８，－９．７，－９．６，－９．５，－９．４，－９．３，－９．２，－９．１，－９，－８．９，－８．８，－８．７，－８．６，－８．５，－８．４，－８．３，－８．２，－８．１，－８，－７．９，－７．８，－７．７，－７．６，－７．５，－７．４，－７．３，－７．２，－７．１，－７，－６．９，－６．８，－６．７，－６．６，－６．５，－６．４，－６．３，－６．２，－６．１，－６，－５．９，－５．８，－５．７，－５．６，－５．５，－５．４，－５．３，－５．２，－５．１，－５，－４．９，－４．８，－４．７，－４．６，－４．５，－４．４，－４．３，－４．２，－４．１，－４，－３．９，－３．８，－３．７，－３．６，－３．５，－３．４，－３．３，－３．２，－３．１，－３，－２．９，－２．８，－２．７，－２．６，－２．５，－２．４，－２．３，－２．２，－２．１，－２であり、さらに好ましくは、テーパ角は、内部下面３３１に対して－１０～－５°である。また、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

上述した構造にすることで、マニホールド部３内部の流路３４を流れる酸化剤ＰＯの動圧及び静圧の変化は小さくなる。その一方で、マニホールド部３内部の流路３４を流れる酸化剤ＰＯは、ピントル部２の外周部から開口部３５に流れるとき、旋回流を増加させるため、酸化剤ＰＯの動圧が高められる。当該動圧を高めるため、開口部３５の隙間であるクリアランス値Δｒは、マニホールド部３の内部の凸部３２４及び凹部３３４から形成される流路３４の平均隙間ΔＣより狭く設計される必要がある。しかし、ΔｒがΔＣより狭すぎると、旋回流の運動エネルギーは増加するが、タンク（不図示）から酸化剤ＰＯを送出するターボポンプ（不図示）等の供給装置も大型化する。配管系も含めて、装置が大型化し、ひいてはロケットの重量が増大し、ロケットの推進効率が低下する。

そのため、（流路３４の平均隙間ΔＣ／クリアランス値Δｒ）は、０．１２５以上０．１７以下であることが好ましい。ここで、（流路３４の平均隙間ΔＣ／クリアランス値Δｒ）は、０．１２５，０．１２６，０．１２７，０．１２８，０．１２９，０．１３，０．１３１，０．１３２，０．１３３，０．１３４，０．１３５，０．１３６，０．１３７，０．１３８，０．１３９，０．１４，０．１４１，０．１４２，０．１４３，０．１４４，０．１４５，０．１４６，０．１４７，０．１４８，０．１４９，０．１５，０．１５１，０．１５２，０．１５３，０．１５４，０．１５５，０．１５６，０．１５７，０．１５８，０．１５９，０．１６，０．１６１，０．１６２，０．１６３，０．１６４，０．１６５，０．１６６，０．１６７，０．１６８，０．１６９，０．１７であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

マニホールド部３は、上述した構造を有することで、酸化剤ＰＯを安定した旋回流として、開口部３５に流出させることができる。かかる旋回流によって、酸化剤ＰＯは、ピントル部２の噴射孔２５から燃焼室４４の内壁に向かって噴射される燃料ＰＣと、略直角で混合される。そのため酸化剤ＰＯと混合された燃料ＰＣは、燃焼室４４の内壁に向かって旋回流となって燃焼室４４内で燃焼し、熱エネルギーを伴う高温、高圧のガスが発生する。この結果、燃焼室４４全体で、燃料ＰＣが無駄なく燃焼するため、燃焼効率が高まる。さらに、むらなく混合されて局部的焼損等の異常燃焼等が発生しにくくなる。

さらに、マニホールド部３の端面３２１の下方に、ピントル部２の噴射孔２５が配置されているため、酸化剤ＰＯと燃料ＰＣが混合し、燃焼する位置が、インジェクター１の外側となる。インジェクター１は、かかる構造を有しているため、ピントル部２及びマニホールド部３の内部での異常燃焼を防ぎうる。

３インジェクター１内の酸化剤ＰＯの流れ
第３章では、第１章と第２章とで説明したインジェクター１内の酸化剤ＰＯの流れについて説明する。ここでは、マニホールド部３内部の凸部３２４及び凹部３３４は、星型六角形の形状を有する。酸化剤ＰＯの流れは、有限体積法を用いた流体シミュレーションの結果に基づくものである。

３．１６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯか流入された結果
図８は、実施形態に係るマニホールド部３の６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流路３４内の流速Ｖを表した図である。図８に記載された第１グラフＲ１の横軸は、開口部３５の第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の内周面３３５からピントル部２の胴体部２２の外周面２８までの距離Ｌである。即ち、第１グラフＲ１の横軸は、開口部３５近傍における流路３４の半径方向の距離Ｌである。第１グラフＲ１の縦軸は、酸化剤ＰＯの流速Ｖである。酸化剤ＰＯの流速Ｖは、半径方向の流速ｕ＿ｒと接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａとに分かれて記載されている。

半径方向の流速ｕ＿ｒは、半径方向に対してほぼ一定の流速Ｖである。一方、接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａは、半径方向の流速ｕ＿ｒより速い。このシミュレーション結果より、開口部３５近傍の流路３４で、酸化剤ＰＯの旋回流が発生していることが明らかである。なお、第１グラフＲ１の横軸の左右で、接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａが低下しているのは、酸化剤ＰＯの粘性により、第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の内周面３３５と、ピントル部２の外周面２８とでせん断力（摩擦力）が生じているからである。接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａは、半径方向の流速ｕ＿ｒより速いため、より大きいせん断力（摩擦力）が生じているため、接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａの速度勾配が大きい。

図９は、６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流れを表した第１画像Ｓ１の一例を表した図である。第１画像Ｓ１は、流体シミュレーションによって解析された酸化剤ＰＯの流れを可視化したものである。第１画像Ｓ１は、マニホールド部３の上面からみた第１画像Ｓ１ａと、マニホールド部３の下面からみた第１画像Ｓ１ｂとに分けて表されている。図９から明らかなように、開口部３５近傍との流路３４で、酸化剤ＰＯが旋回しながら、マニホールド部３の軸３９方向に流出されている。

３．２５箇所の流入孔３２３に酸化剤ＰＯが流入された結果
図１０は、実施形態に係るマニホールド部３の５箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流路３４内の流速Ｖを表した図である。本節では、６箇所の流入孔３２３のうち１箇所を塞いで、酸化剤ＰＯが流入孔３２３から流入れた例を説明する。図１０に記載された第２グラフＲ２の横軸及び縦軸は、図８同様、開口部３５近傍における流路３４の半径方向の距離Ｌ及び酸化剤ＰＯの流速Ｖである。

図１０の第２グラフＲ２に表された酸化剤ＰＯの流速Ｖの傾向は、図８の第１グラフＲ１に表された傾向とほぼ同一である。一方で、５箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された場合と、６箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された場合とを比べて、半径方向の流速ｕ＿ｒは、ほぼ同一であるが、接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａは、速い。

これは、流入孔３２３を６箇所から５箇所に減らしたことで、１箇所当たりの流入孔３２３に流れる単位時間あたりの酸化剤ＰＯの量が増え、酸化剤ＰＯの接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａが速くなった。さらに、塞がれた１箇所の近傍の流路３４で、酸化剤ＰＯが流出されないため、流体のエネルギー損失が発生し、他の流入孔３２３から、このエネルギー損失を補うように、酸化剤ＰＯが接線方向に多く流れるため、接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａが速くなる。

かかる流れの現象に基づき、流入孔３２３の数を増減させることで、酸化剤ＰＯの接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａは、調整可能に構成される。このように接線方向の流速ｕ＿ｔｈｅｔａが調整可能であるため、酸化剤ＰＯの旋回流の強さが調整可能となる。調整される具体例として、燃焼室４４の直径が大きい場合、流入孔３２３の数を減らすことで、酸化剤ＰＯの旋回流を強くさせることができる。その結果、燃焼室４４全体で燃焼が発生する。

図１１は、５箇所の流入孔３２３から酸化剤ＰＯが流入された流れを表した第２画像Ｓ２の一例を表した図である。図９と同様、第２画像Ｓ２は、流体シミュレーションによって解析された酸化剤ＰＯの流れを可視化したものである。第２画像Ｓ２は、マニホールド部３の上面からみた第２画像Ｓ２ａと、マニホールド部３の下面からみた第２画像Ｓ２ｂとに分けて表されている。５箇所であっても、開口部３５近傍の流路３４で、酸化剤ＰＯが旋回しながら、マニホールド部３の軸方向に流出されている。

星型多角形の形状を有するマニホールド部３において、使用する流入孔３２３の数を調整することで、大きさ、形状等の仕様の異なる燃焼室４４であっても、効率のよい燃焼が得られる。そのため、仕様の異なる燃焼室４４であっても、同一のインジェクター１が適用できるため、インジェクター１は、数多くの燃焼室４４で使用可能となる。そのため、インジェクター１の大量生産が可能となるため、本機能は、インジェクター１の製造コストの低下に資する。

さらに、使用されない流入孔３２３に、酸化剤ＰＯの流速、流量等の物理量を測定するセンサー（不図示）を挿入することができるため、新たに孔を加工する必要がない。

４．インジェクター１の最適設計手法
第４章では、第１章～第３章で説明したインジェクター１及び燃焼器４の最適設計手法について説明する。以下のステップを踏んでインジェクター１及び燃焼器４の設計値が決定される。

４．１空燃比の決定
最初に空燃比が決定される。空燃比は、ロケットの推進剤Ｐとして使用される酸化剤ＰＯ及び燃料ＰＣの質量比であり、酸化剤ＰＯの質量Ｏを、燃料ＰＣの質量Ｆで割った無次元量である。以下数１で算出される。ここで、εは空燃比である。

４．２ピントル部２の絞りの決定
次に、ピントル部２の胴体部２２の外径と、ピントル部２の噴射孔２５の数及び内径とが決定される。ここでは、流路３４の絞りを決定するための係数としてブロッキングファクターＢＦが用いられる。開口部３５から流出される酸化剤ＰＯが、ピントル部２から噴射される燃料ＰＣによって、どの程度遮られているかを示す値である。ブロッキングファクターＢＦは、以下数２で算出される。Ｎ_{ｈｏｌｅｓ}は、ピントル部２の噴射孔２５の数、Ｄ_{ｈｏｌｅｓ}は、噴射孔２５の内径、Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}は、噴射孔２５の配置されているピントル部２の胴体部２２の外径である。

ブロッキングファクターＢＦが１のとき、理論上、流路３４から流出される酸化剤ＰＯが、噴射孔２５から噴射される全燃料ＰＣと衝突する。そのため、酸化剤ＰＯ及び燃料ＰＣの微細化が促進され、燃焼効率も高い。一方で、酸化剤ＰＯ及び燃料ＰＣの物性と、旋回流の状態等との関係で、理論通りに衝突度合いが増加するとは限らない。

そのため、ブロッキングファクターＢＦは、０．７以上１．３以下であることが好ましい。ここで、ブロッキングファクターＢＦは、０．７，０．７１，０．７２，０．７３，０．７４，０．７５，０．７６，０．７７，０．７８，０．７９，０．８，０．８１，０．８２，０．８３，０．８４，０．８５，０．８６，０．８７，０．８８，０．８９，０．９，０．９１，０．９２，０．９３，０．９４，０．９５，０．９６，０．９７，０．９８，０．９９，１，１．０１，１．０２，１．０３，１．０４，１．０５，１．０６，１．０７，１．０８，１．０９，１．１，１．１１，１．１２，１．１３，１．１４，１．１５，１．１６，１．１７，１．１８，１．１９，１．２，１．２１，１．２２，１．２３，１．２４，１．２５，１．２６，１．２７，１．２８，１．２９，１．３であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

４．３クリアランス値の決定
次に、ピントル部２の胴体部２２と、第２マニホールド部３３の開口部３５とのクリアランス値Δｒが決定される。クリアランス値Δｒを決定する前に、数３によって与えられる推進剤総運動量比ＴＭＲ（ＴｏｔａｌＭｏｍｅｎｔｕｍＲａｔｉｏ）が算出される。ここで、ｍ_{ｆｕｅｌ、}ｖ_{ｆｕｅｌは、}燃料ＰＣの流量及び速度であり、ｍ_ｏｘｉ、ｖ_ｏｘｉは、酸化剤ＰＯの流量及び速度である。

クリアランス値Δｒは、推進剤総運動量比ＴＭＲ、空燃比ε（＝Ｏ／Ｆ）、ピントル部２の噴射孔２５の数Ｎ_{ｈｏｌｅｓ}、噴射孔２５の内径Ｄ_{ｈｏｌｅｓ}、ピントル部２の胴体部２２の外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}、燃料ＰＣの密度ρ_ｆｕｅｌ及び酸化剤ＰＯの密度ρ_ｏｘｉの各値を数４に代入することによって算出される。

クリアランス値Δｒは、開口部３５の隙間であるため、この値が小さいほど、酸化剤ＰＯの流速が速くなる。一方、圧力損失が増加するため、タンク（不図示）からマニホールド部３に酸化剤ＰＯを供給するエネルギーも増加する。また、クリアランス値Δｒが小さいと、ピントル部２及びマニホールド部３を製造する加工精度も高くなるため、製造コストが上昇する。一方で、クリアランス値Δｒが大きいと、酸化剤ＰＯの流速が低下するため、旋回流の運動エネルギーが低下し、燃料ＰＣとの衝突による微粒化が図れない。そのため、クリアランス値Δｒは、胴体部２２の外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}との関係で決定される無次元化数が、数５の範囲内に入ることが好ましい。

クリアランス値Δｒが好適な範囲に入るように、数４に係る各値を修正して、インジェクター１の設計値が決定される。

そのため、（クリアランス値Δｒ／外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}）は、０．０１より大きく、０．１５未満であることが好ましい。ここで、（クリアランス値Δｒ／外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}）は、０．０１５，０．０２，０．０２５，０．０３，０．０３５，０．０４，０．０４５，０．０５，０．０５５，０．０６，０．０６５，０．０７，０．０７５，０．０８，０．０８５，０．０９，０．０９５，０．１，０．１０５，０．１１，０．１１５，０．１２，０．１２５，０．１３，０．１３５，０．１４，０．１４５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

４．４マニホールド部３内部の凸部３２４及凹部３３４の星型多角形の決定
次にマニホールド部３内部の凸部３２４及凹部３３４の星型多角形の形状が決定される。星型多角形の頂点３６から開口部３５（第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の外周）までの頂点距離Ｌ_１と、星型多角形の交点３７から開口部３５（第２マニホールド部３３を貫通する貫通穴３１の外周）までの交点距離Ｌ_２とは、以下の数６及び数７で算出される。ここで星型多角形の交点３７は、各頂点３６の間の凹み部分で最もマニホールド部３の中心に近い点とする。頂点距離Ｌ_１を交点距離Ｌ_２で割った無次元数が、数６で示された範囲内に入ることが好ましい。

そのため、（頂点距離Ｌ_１／交点距離Ｌ_２）は、１．８より大きく、２．２未満であることが好ましい。ここで、（頂点距離Ｌ_１／交点距離Ｌ_２）は、１．８１，１．８２，１．８３，１．８４，１．８５，１．８６，１．８７，１．８８，１．８９，１．９，１．９１，１．９２，１．９３，１．９４，１．９５，１．９６，１．９７，１．９８，１．９９，２，２．０１，２．０２，２．０３，２．０４，２．０５，２．０６，２．０７，２．０８，２．０９，２．１，２．１１，２．１２，２．１３，２．１４，２．１５，２．１６，２．１７，２．１８，２．１９であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

数７では、交点距離Ｌ_２をピントル部２の胴体部２２の外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}で、無次元数が、数７で示された範囲内に入ることが好ましい。

そのため、（交点距離Ｌ_２／外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}）は、１．３より大きく、１．６５未満であることが好ましい。ここで、（交点距離Ｌ_２／外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}）は、１．３１，１．３２，１．３３，１．３４，１．３５，１．３６，１．３７，１．３８，１．３９，１．４，１．４１，１．４２，１．４３，１．４４，１．４５，１．４６，１．４７，１．４８，１．４９，１．５，１．５１，１．５２，１．５３，１．５４，１．５５，１．５６，１．５７，１．５８，１．５９，１．６，１．６１，１．６２，１．６３，１．６４であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

数１～数５までの式で、ピントル部２の胴体部２２の外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}が決定され、数６及び数７で星型多角形の主な寸法が決定される。

４．５燃焼室４４の内径の決定
次に、ピントル部２の胴体部２２の外径Ｄ_{ｐｉｎｔｌｅ}から、燃焼室４４の内径Ｄ_{ｃｈａｍｂｅｒ}が決定される。燃焼室４４内で、酸化剤ＰＯが混合された燃料ＰＣが燃焼室４４内に充分拡散し、かつ、燃焼により熱エネルギーを伴う高温、高圧のガスが噴射されることが好ましい。そのため、両者の要望を満たすべく、燃焼室４４の内径Ｄ_{ｃｈａｍｂｅｒ}は、以下数８で算出される。

上述したステップを踏むことで、インジェクター１及び燃焼器４の適正な設計パラメーターが算出される。ステップは、一例であって、順序を変更して、適正な設計パラメーターが算出されてもよい。このように、推進剤Ｐである酸化剤ＰＯ及び燃料ＰＣと、ピントル部２の胴体部２２の外周と、ピントル部２の噴射孔２５の数及び内径と、星型多角形の主な寸法とを決定することで、燃焼室４４の適正な内径が決定される。ロケット設計者は、試行錯誤実験をする過程を低減し、適正なインジェクター１及び燃焼器４の設計パラメーターを決定することができる。

５．変形例
本章では、インジェクター１に係る変形例について説明する。即ち、下記のような態様によって前述した実施形態を実施してもよい。

（１）ピントル部２の有する第２流入孔２４は、第２流入孔２４から流入した酸化剤ＰＯを噴射孔２５から噴射可能に構成され、第１マニホールド部３２の有する流入孔３２３は、燃料ＰＣを流入可能に構成されてもよい。即ち、ロケットエンジンにおいて、極低温用の酸化剤ＰＯと常温用の燃料ＰＣを用いる場合は，極低温用の酸化剤ＰＯをピントル部２に流し、常温用の燃料ＰＣをマニホールド部３に流すことで、常温用の燃料ＰＣが凍結する可能性を減少させる。これは、ピントル部２内の流路長がマニホールド部３内の流路長より短いため、ピントル部２に流入する極低温酸化剤ＰＯによって、マニホールド部３の熱が奪われにくいからである。その結果、常温用の燃料ＰＣをマニホールド部３に流しても、常温用の燃料ＰＣが凍結することが防げる。
（２）第２マニホールド部３３の凹面４１４の内部下面３３１は、円周方向にガイドを有してもよい。ガイドは、円周方向からピントル部２の中心部に向かうように、配置されることで、各流入孔３２３から流出された酸化剤ＰＯの相互の衝突によるエネルギー損失を抑えて、旋回流を生成する。
（３）マニホールド部３の内部において、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８の円周角度は、マニホールド部３の半径方向に対して、左右対称でなくてもよい。即ち、一方の斜辺３８と半径方向に向かう線で形成される角度と、他方の斜辺３８と半径方向に向かう線で形成される角度とを相違させることで、マニホールド部３から発生する旋回流の方向が決定されてもよい。タンクから流入される酸化剤ＰＯが安定した流れでなくても、旋回流は安定的に生成される。
（４）マニホールド部３の内部において、星型多角形の各交点３７を固定し、各頂点３６は、円周方向に右又は左に移動してもよい。このような構造にすることで、星型多角形の各頂点３６から延びる２つの斜辺３８の円周角度の中心を通る線は、マニホールド部３の中心から外れる。そたため、一方の斜辺３８と半径方向に向かう線で形成される角度と、他方の斜辺３８と半径方向に向かう線で形成される角度とが相違し、上記（３）と同様の旋回流が生成される。

６．結言
このように、インジェクター１を構成するマニホールド部３の内部に、星型多角形の形状を有する凸部３２４及び凹部３３４から形成される流路３４を設けることで、安定した旋回流を酸化剤ＰＯに与えることができる。この結果、ピントル部２から噴出した燃料ＰＣと酸化剤ＰＯとは、効率よく混合し、燃焼器４内に均一に拡散されて燃焼する。その結果、燃焼振動または燃焼スパイクあるいは局部的焼損等の異常燃焼が低減される。さらに、インジェクター１は、ロケットの主推進装置あるいは人工衛星の軌道制御または姿勢制御のガスジェット装置として広く使用され、効率のよいロケット推進が実現でき、軌道制御、姿勢制御が精確になされる。

さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記インジェクターにおいて、前記ピントル部の前記胴体部は円筒形であり、前記ピントル部の先端部が半円球状である、もの
前記インジェクターにおいて、前記ピントル部は、末端部に第２流入孔を有し、該第２流入孔は、複数の前記噴射孔と連通し、該第２流入孔から流入した燃料を前記噴射孔から噴射可能に構成される、もの。
前記インジェクターにおいて、前記噴射孔は、前記側面の外周方向に複数列で、等間隔に配置されている、もの。
前記インジェクターにおいて、前記凸部及び前記凹部は、星型多角形の形状を有する、もの。
前記インジェクターにおいて、複数の前記流入孔は、前記星型多角形の各頂点から延びる２つの斜辺に囲まれた間で、且つ、前記星型多角形の中心から等距離に配置されている、もの。
前記インジェクターにおいて、前記星型多角形は、星型六角形である、もの。
前記インジェクターにおいて、前記貫通穴の内径は、前記星型多角形の外形に対して、０．１以上０．５以下である、もの。
前記インジェクターにおいて、前記凹部の前記内部下面は、前記第２マニホールド部の中心から半径方向にテーパ角を有する、もの。
前記インジェクターにおいて、前記テーパ角は、前記内部下面に対して－２０°以上－２°以下である、もの。
前記インジェクターにおいて、前記第２マニホールド部の前記凹部の後端面に突起部を備え、該突起部は前記貫通穴が貫通されている、もの。
もちろん、この限りではない。

最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１：インジェクター
２：ピントル部
２１：末端部
２２：胴体部
２３：先端部
２４：第２流入孔
２５：噴射孔
２５ａ：第１噴射孔
２５ｂ：第２噴射孔
２６：貫通穴
２７：軸
２８：外周面
２９：側面
３：マニホールド部
３１：貫通穴
３２：第１マニホールド部
３２１：端面
３２２：上面
３２３：流入孔
３２３－１：流入孔
３２３－２：流入孔
３２３－３：流入孔
３２３－４：流入孔
３２３－５：流入孔
３２３－６：流入孔
３２４：凸部
３３：第２マニホールド部
３３１：内部下面
３３２：後端面
３３３：突起部
３３４：凹部
３３５：内周面
３４：流路
３５：開口部
３６：頂点
３６－１：頂点
３６－２：頂点
３６－３：頂点
３６－４：頂点
３６－５：頂点
３６－６：頂点
３７：交点
３７－１：交点
３７－２：交点
３７－３：交点
３７－４：交点
３７－５：交点
３７－６：交点
３８：斜辺
３８－１：斜辺
３８－２：斜辺
３８－１２：斜辺
３９：軸
４：燃焼器
４１：燃焼器上面部
４１１：前端面
４１２：後端面
４１３：貫通穴
４１４：凹面
４２：燃焼器本体部
４２１：前端面
４２２：後端面
４３：燃焼器下面部
４３１：前端面
４３２：後端面
４３３：燃焼室開口部
４４：燃焼室
４５：軸
Ｌ：距離
Ｐ：推進剤
ＰＣ：燃料
ＰＯ：酸化剤
Ｒ１：第１グラフ
Ｒ２：第２グラフ
Ｓ１：第１画像
Ｓ１ａ：第１画像
Ｓ１ｂ：第１画像
Ｓ２：第２画像
Ｓ２ａ：第２画像
Ｓ２ｂ：第２画像
Ｖ：流速

Claims

インジェクターであって、
ピントル部と、マニホールド部とを備え、
前記ピントル部は、その側面に複数の噴射孔を有し、
前記マニホールド部は、貫通穴と、第１マニホールド部と、第２マニホールド部とを備え、
前記貫通穴は、前記ピントル部の胴体部を挿入可能に構成され、
前記第１マニホールド部は、凸部を有し、前記第１マニホールド部の端面から該凸部の上面に貫通された複数の流入孔を備え、該流入孔は、酸化剤を流入可能に構成され、
前記第２マニホールド部は、
前記凸部の形状に対応する凹部を有し、前記凸部と嵌合されており、
前記凸部の上面と前記凹部の内部下面との間に流路を備え、前記酸化剤を前記流路の開口部から前記噴射孔に向かって流出可能に構成される、もの。
請求項１に記載のインジェクターにおいて、
前記ピントル部の前記胴体部は円筒形であり、前記ピントル部の先端部が半円球状である、もの
請求項１又は請求項２に記載のインジェクターにおいて、
前記ピントル部は、末端部に第２流入孔を有し、該第２流入孔は、複数の前記噴射孔と連通し、該第２流入孔から流入した燃料を前記噴射孔から噴射可能に構成される、もの。
請求項１～請求項３の何れか１つに記載のインジェクターにおいて、
前記噴射孔は、前記側面の外周方向に複数列で、等間隔に配置されている、もの。
請求項１～請求項４の何れか１つに記載のインジェクターにおいて、
前記凸部及び前記凹部は、星型多角形の形状を有する、もの。
請求項５に記載のインジェクターにおいて、
複数の前記流入孔は、前記星型多角形の各頂点から延びる２つの斜辺に囲まれた間で、且つ、前記星型多角形の中心から等距離に配置されている、もの。
請求項５又は請求項６に記載のインジェクターにおいて、
前記星型多角形は、星型六角形である、もの。
請求項５～請求項７の何れか１つに記載のインジェクターにおいて、
前記貫通穴の内径は、前記星型多角形の外形に対して、０．１以上０．５以下である、もの。
請求項１～請求項８の何れか１つに記載のインジェクターにおいて、
前記凹部の前記内部下面は、前記第２マニホールド部の中心から半径方向にテーパ角を有する、もの。
請求項９に記載のインジェクターにおいて、
前記テーパ角は、前記内部下面に対して－２０°以上－２°以下である、もの。
請求項１～請求項１０の何れか１つに記載のインジェクターにおいて、
前記第２マニホールド部の前記凹部の後端面に突起部を備え、該突起部は前記貫通穴が貫通されている、もの。