JPH02215968A - 水中航走体用エンジンの噴射ノズルおよびその製造方法 - Google Patents
水中航走体用エンジンの噴射ノズルおよびその製造方法Info
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- JPH02215968A JPH02215968A JP3271589A JP3271589A JPH02215968A JP H02215968 A JPH02215968 A JP H02215968A JP 3271589 A JP3271589 A JP 3271589A JP 3271589 A JP3271589 A JP 3271589A JP H02215968 A JPH02215968 A JP H02215968A
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Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水中航走体のエンジンを構成する特殊ボイラ
に適用される５Ｆａ（六弗化硫黄）ガスの噴射ノズルに
関するものである。
に適用される５Ｆａ（六弗化硫黄）ガスの噴射ノズルに
関するものである。
水中航走体のエンジン部分を構成する特殊ボイラで、燃
料に液体リチウムを用い、その中に酸化剤としてＳＦａ
ガスを噴射するものがある。
料に液体リチウムを用い、その中に酸化剤としてＳＦａ
ガスを噴射するものがある。
そのような特殊ボイラに適用される従来の噴射ノズルは
、第５図に示されるように、ノズル先端部材（０２）に
タングステンなどの耐熱性高融点材料を配し、その後端
に溶接可能な金属材料のノズル本体（０３）を取付けた
構造であった。したがって、使用中脆いタングステンに
割れが発生し、この割れに浸透したＳＦ６ガスが加熱分
解して割れを起点としてタングステンを腐食させ、その
結果噴射孔（０２ａ ）が拡大してノズルとしての機能
を低下させる心配があった。
、第５図に示されるように、ノズル先端部材（０２）に
タングステンなどの耐熱性高融点材料を配し、その後端
に溶接可能な金属材料のノズル本体（０３）を取付けた
構造であった。したがって、使用中脆いタングステンに
割れが発生し、この割れに浸透したＳＦ６ガスが加熱分
解して割れを起点としてタングステンを腐食させ、その
結果噴射孔（０２ａ ）が拡大してノズルとしての機能
を低下させる心配があった。
前記のように特殊ボイラに適用される従来の噴射ノズル
は、使用中の加熱に起因する熱応力などによって、内部
の噴射孔から割れが発生し。
は、使用中の加熱に起因する熱応力などによって、内部
の噴射孔から割れが発生し。
この割れが原因で噴射孔周りの腐食が進展して噴射孔が
拡大し、ノズルとしての機能が低下する。
拡大し、ノズルとしての機能が低下する。
すなわち、噴射されるＳＦａガスは、極めて安定なガス
であるが、高温（約６００°Ｃ以上）ではＳＦｓ ＋
Ｆ 、 ＳＦ４ ＋ Ｆ２などに分解し、腐食性を示
すようになる。使用中（燃焼中）の噴射ノズル先端部は
、約１０００°Ｃの高温ガスに囲まれているので、ノズ
ル先端部を構成するタングステンも外周はほぼ１０００
℃に加熱され＊ ＳＦａガスが通過する内部（噴射孔）
と外周の温度差に伴う熱応力によって、脆いタングステ
ンには噴射孔側（内側）から割れが発生しやすい。この
割れにＳＦａガスが浸透すると、浸透したガスは流れが
よどむから９周囲の加熱されたタングステンから受熱し
、高温（約６００°Ｃ以上）になって熱分解し、腐食性
の激しいガスとなって割れた部分を選択的に腐食し、さ
らに噴射孔全体を腐食、拡大してゆく。腐食が進展しか
つ噴射孔が拡大すると、ＳＦ６ガスの流速が小さくなっ
てＳＦｓガスの加熱分解がますます促進され。
であるが、高温（約６００°Ｃ以上）ではＳＦｓ ＋
Ｆ 、 ＳＦ４ ＋ Ｆ２などに分解し、腐食性を示
すようになる。使用中（燃焼中）の噴射ノズル先端部は
、約１０００°Ｃの高温ガスに囲まれているので、ノズ
ル先端部を構成するタングステンも外周はほぼ１０００
℃に加熱され＊ ＳＦａガスが通過する内部（噴射孔）
と外周の温度差に伴う熱応力によって、脆いタングステ
ンには噴射孔側（内側）から割れが発生しやすい。この
割れにＳＦａガスが浸透すると、浸透したガスは流れが
よどむから９周囲の加熱されたタングステンから受熱し
、高温（約６００°Ｃ以上）になって熱分解し、腐食性
の激しいガスとなって割れた部分を選択的に腐食し、さ
らに噴射孔全体を腐食、拡大してゆく。腐食が進展しか
つ噴射孔が拡大すると、ＳＦ６ガスの流速が小さくなっ
てＳＦｓガスの加熱分解がますます促進され。
噴射孔の拡大が加速されてついにはノズル先端部が破壊
するに至る。
するに至る。
これを防ぐためには、噴射孔に生ずるタングステンの割
れを防止する必要があるが、タングステン棒の強度は極
めて弱く、また高強度のタングステンを製造することは
現状技術では不可能であり、技術開発を行なうにしても
多くの開発費と期間を要するものと思われる。一方、熱
応力などに強いいわゆる高強度の材料をタングステンの
代りに用いることも種々検討され、タングステン合金、
モリブデン合金などにより製作されたノズル先端部のテ
ストも行なわれたが。
れを防止する必要があるが、タングステン棒の強度は極
めて弱く、また高強度のタングステンを製造することは
現状技術では不可能であり、技術開発を行なうにしても
多くの開発費と期間を要するものと思われる。一方、熱
応力などに強いいわゆる高強度の材料をタングステンの
代りに用いることも種々検討され、タングステン合金、
モリブデン合金などにより製作されたノズル先端部のテ
ストも行なわれたが。
いずれも耐熱性、耐食性が十分でなく、耐久性に問題が
あった。
あった。
本発明は、叙上の状況に鑑み、タングステンに割れが発
生しても、これが直接的に噴孔拡大を誘発しない構造の
水中航走体用エンジンの噴射ノズルとその製造方法を提
供することを目的とする。
生しても、これが直接的に噴孔拡大を誘発しない構造の
水中航走体用エンジンの噴射ノズルとその製造方法を提
供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成する手段として。
軟質金属で作られ長手方向に沿って貫通孔を有する噴射
孔部材と、耐熱性高融点金属で作られ上記噴射孔部材の
外周に接触してこれを囲むノズル先端部材と、溶接可能
な金属で作られ上記ノズル先端部材の後部に取付けられ
たノズル本体とを備えたことを特徴とする水中航走体用
エンジンの噴射ノズル、ならびに軟質金属で作られ長手
方向に沿って貫通孔を有する噴射孔材と、耐熱性高融点
金属で作られ上記噴射孔材の前部の外周に接触してこれ
を囲むノズル先端材と、溶接可能な金属で作られ上記噴
射孔材の後部の外周および上記ノズル先端材の外周に接
触してこれらを囲むノズル本体材とを互いに真空シール
した後同時拡散接合により一体化し、さらに所定形状に
機械加工することを特徴とする水中航走体用エンジンの
噴射ノズルの製造方法を提案するものである。
孔部材と、耐熱性高融点金属で作られ上記噴射孔部材の
外周に接触してこれを囲むノズル先端部材と、溶接可能
な金属で作られ上記ノズル先端部材の後部に取付けられ
たノズル本体とを備えたことを特徴とする水中航走体用
エンジンの噴射ノズル、ならびに軟質金属で作られ長手
方向に沿って貫通孔を有する噴射孔材と、耐熱性高融点
金属で作られ上記噴射孔材の前部の外周に接触してこれ
を囲むノズル先端材と、溶接可能な金属で作られ上記噴
射孔材の後部の外周および上記ノズル先端材の外周に接
触してこれらを囲むノズル本体材とを互いに真空シール
した後同時拡散接合により一体化し、さらに所定形状に
機械加工することを特徴とする水中航走体用エンジンの
噴射ノズルの製造方法を提案するものである。
［作用〕
本発明の水中航走体用エンジンの噴射ノズルは、前記の
ように噴射孔部が割れの生じにくい軟質金属で構成され
１強度の弱い耐熱性高融点金属にはＳＦａガスが直接触
れない構造となっているので、使用中の熱応力によって
ノズル先端部の耐熱性高融点金属に割れが発生しても、
その割れは噴射孔部にまでは進展しない。
ように噴射孔部が割れの生じにくい軟質金属で構成され
１強度の弱い耐熱性高融点金属にはＳＦａガスが直接触
れない構造となっているので、使用中の熱応力によって
ノズル先端部の耐熱性高融点金属に割れが発生しても、
その割れは噴射孔部にまでは進展しない。
したがって、ＳＦ６ガスのよどみはなく、噴射孔内でＳ
Ｆａガスの分解１反応は起らないから。
Ｆａガスの分解１反応は起らないから。
腐食の生成、すなわち噴射孔の拡大が防止できる。一方
、外部に対する耐熱性は、タングステンのような耐熱性
高融点金属により従来同様維持できる。
、外部に対する耐熱性は、タングステンのような耐熱性
高融点金属により従来同様維持できる。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の水中航走体用エンジンの噴射ノズルの
一実施例の縦断面図、第２図は同じく取付状態を示す図
である。
一実施例の縦断面図、第２図は同じく取付状態を示す図
である。
まず第１図において、（りは噴射孔部材であって、ニッ
ケル、純鉄等の軟質金属で作られ、長手方向に貫通孔（
噴射孔）（ｌａ）があけられている。（２）はノズル先
端部材であって、タングステンのような耐熱性高融点金
属で作られ、上記噴射孔部材（１）の外周に接触してこ
れを囲むように設けられる。（３）はノズル本体であっ
て。
ケル、純鉄等の軟質金属で作られ、長手方向に貫通孔（
噴射孔）（ｌａ）があけられている。（２）はノズル先
端部材であって、タングステンのような耐熱性高融点金
属で作られ、上記噴射孔部材（１）の外周に接触してこ
れを囲むように設けられる。（３）はノズル本体であっ
て。
５ＵＳ３０４や軟鋼等の溶接可能な通常の金属で作られ
、上記ノズル先端部材（２）の後部に取付けられている
。
、上記ノズル先端部材（２）の後部に取付けられている
。
次に第２図において、（４）はノズルホルダ、（５）は
導管であって、それぞれａ部、ｂ部において上記ノズル
本体（３）にシール溶接されている。
導管であって、それぞれａ部、ｂ部において上記ノズル
本体（３）にシール溶接されている。
ＳＦａガスは導管（５）により供給され、噴射孔（１ａ
）を通ってノズル先端から燃焼室（図示せず）内に噴射
される。
）を通ってノズル先端から燃焼室（図示せず）内に噴射
される。
次に第３図は、上記第１図に示される噴射ノズルを製造
するための各部材を示す図、第４図はこれら各部材を組
合せた状態を示す図である。
するための各部材を示す図、第４図はこれら各部材を組
合せた状態を示す図である。
まず第３図において、（１１）は噴射孔材であって、ニ
ッケル、純鉄等の軟質金属で作られ。
ッケル、純鉄等の軟質金属で作られ。
長手方向に貫通孔（ｌｌａ）が設けられている。
（１２）はタングステンのような耐熱性高融点金属で作
られたノズル先端材、（１３）は５ＵＳ３０４や軟鋼等
の溶接可能な通常の金属で作られたノズル本体材である
。
られたノズル先端材、（１３）は５ＵＳ３０４や軟鋼等
の溶接可能な通常の金属で作られたノズル本体材である
。
組立てに際しては、まずノズル先端材（１２）をノズル
本体材（１３）に挿入し１次に噴射孔材（１１）をノズ
ル先端材（１２）とノズル本体材（１３）の中心孔に挿
入する。そうすると第４図に示されるように、ノズル先
端材（１２）は噴射孔材（１１）の前部の外周に接触し
てこれを囲む状態となり、ノズル本体材（１３）は噴射
孔材（１１）の後部の外周およびノズル先端材（１２）
の外周に接触してこれらを囲む状態となる。
本体材（１３）に挿入し１次に噴射孔材（１１）をノズ
ル先端材（１２）とノズル本体材（１３）の中心孔に挿
入する。そうすると第４図に示されるように、ノズル先
端材（１２）は噴射孔材（１１）の前部の外周に接触し
てこれを囲む状態となり、ノズル本体材（１３）は噴射
孔材（１１）の後部の外周およびノズル先端材（１２）
の外周に接触してこれらを囲む状態となる。
次に噴射孔材（１１）とノズル本体材（１３）との両端
の合わせ部ｃ、ｄを電子ビーム溶接によってシール溶接
する。電子ビーム溶接は１×１０−５Ｔｏｒｒ程度の高
真空中で行われるから、シール溶接後の各部材の合せ部
分の小さいすき間は真空に保持される。その後ＨＩ Ｐ
（Ｈｏｔ ｌ５ｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓｓｕｒｅ ）
処理装置に入れて高温、高圧を負荷し、所定の時間保持
して同時に各部材を拡散接合する。このＨＩＰ処理条件
の一例を述べると。
の合わせ部ｃ、ｄを電子ビーム溶接によってシール溶接
する。電子ビーム溶接は１×１０−５Ｔｏｒｒ程度の高
真空中で行われるから、シール溶接後の各部材の合せ部
分の小さいすき間は真空に保持される。その後ＨＩ Ｐ
（Ｈｏｔ ｌ５ｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓｓｕｒｅ ）
処理装置に入れて高温、高圧を負荷し、所定の時間保持
して同時に各部材を拡散接合する。このＨＩＰ処理条件
の一例を述べると。
温度１１００°Ｃ１圧力１０ ’ＯＯｋｇｆ／ｒ４．保
持時間０．５Ｈｒである。このように、３個の部材は同
時拡散接合により一体化されたのち９機械加工によって
第１図に示されるような噴射ノズルの形状に仕上げられ
る。
持時間０．５Ｈｒである。このように、３個の部材は同
時拡散接合により一体化されたのち９機械加工によって
第１図に示されるような噴射ノズルの形状に仕上げられ
る。
本実施例の噴射ノズルにおいては、噴射孔部材が純鉄な
どの軟質金属で構成され、かつ、この噴射孔部とタング
ステン等のノズル先端部材とは拡散接合で一体化されて
いるので、タングステンの割れが抑止され、また万−割
れが発生してもＳＦａガスがこの割れに浸透することが
ないので、ＳＦ６ガスが熱分解し噴射孔部の腐食が進展
してノズル先端材が破壊するという、従来の噴射ノズル
の問題点が解消する。
どの軟質金属で構成され、かつ、この噴射孔部とタング
ステン等のノズル先端部材とは拡散接合で一体化されて
いるので、タングステンの割れが抑止され、また万−割
れが発生してもＳＦａガスがこの割れに浸透することが
ないので、ＳＦ６ガスが熱分解し噴射孔部の腐食が進展
してノズル先端材が破壊するという、従来の噴射ノズル
の問題点が解消する。
本発明の水中航走体用エンジンの噴射ノズルにおいては
、使用中のノズル先端部の噴射孔内耐久性が向上し１品
質が安定化する。
、使用中のノズル先端部の噴射孔内耐久性が向上し１品
質が安定化する。
また本発明の製造方法によれば、上記のような噴射ノズ
ルを確実、容易に製造することができる。
ルを確実、容易に製造することができる。
第１図は本発明の水中航走体用エンジンの噴射ノズルの
一実施例を示す縦断面図、第２図は同じく取付状態を示
す図、第３図は、第１図に示される水中航走体用エンジ
ンの噴射ノズルを製造するための各部材を示す図、第４
図はこれら各部材を組合せた状態を示す図である。第５
図は従来の噴射ノズルの一例を示す縦断面図である。 （１）・・・噴射孔部材；（ｌａ）・・・貫通孔（噴射
孔）；（０２）、（２）・・・ノズル先端部材；（０２
ａ）・・・噴射孔ｉ （０３） 、 （３）・・・ノズ
ル本体；（４）・・・ノズルホルダ；（５）・・・導管
；（１１）・・・噴射孔材；（ｌｌａ）・・・貫通孔；
（１２）・・・ノズル先端材； （１３）・・・ノズル本体材； ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・シール溶接部。 特許出願人 防衛庁技術研究本部長 笥井良三
一実施例を示す縦断面図、第２図は同じく取付状態を示
す図、第３図は、第１図に示される水中航走体用エンジ
ンの噴射ノズルを製造するための各部材を示す図、第４
図はこれら各部材を組合せた状態を示す図である。第５
図は従来の噴射ノズルの一例を示す縦断面図である。 （１）・・・噴射孔部材；（ｌａ）・・・貫通孔（噴射
孔）；（０２）、（２）・・・ノズル先端部材；（０２
ａ）・・・噴射孔ｉ （０３） 、 （３）・・・ノズ
ル本体；（４）・・・ノズルホルダ；（５）・・・導管
；（１１）・・・噴射孔材；（ｌｌａ）・・・貫通孔；
（１２）・・・ノズル先端材； （１３）・・・ノズル本体材； ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・シール溶接部。 特許出願人 防衛庁技術研究本部長 笥井良三
Claims (2)
- （１）軟質金属で作られ長手方向に沿って貫通孔を有す
る噴射孔部材と、耐熱性高融点金属で作られ上記噴射孔
部材の外周に接触してこれを囲むノズル先端部材と、溶
接可能な金属で作られ上記ノズル先端部材の後部に取付
けられたノズル本体とを備えたことを特徴とする水中航
走体用エンジンの噴射ノズル。 - （２）軟質金属で作られ長手方向に沿って貫通孔を有す
る噴射孔材と、耐熱性高融点金属で作られ上記噴射孔材
の前部の外周に接触してこれを囲むノズル先端材と、溶
接可能な金属で作られ上記噴射孔材の後部の外周および
上記ノズル先端材の外周に接触してこれらを囲むノズル
本体材とを互いに真空シールした後同時拡散接合により
一体化し、さらに所定形状に機械加工することを特徴と
する水中航走体用エンジンの噴射ノズルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271589A JPH0672691B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 水中航走体用エンジンの噴射ノズルおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271589A JPH0672691B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 水中航走体用エンジンの噴射ノズルおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215968A true JPH02215968A (ja) | 1990-08-28 |
| JPH0672691B2 JPH0672691B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=12366533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271589A Expired - Lifetime JPH0672691B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 水中航走体用エンジンの噴射ノズルおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672691B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951792A (en) * | 1997-09-22 | 1999-09-14 | Asea Brown Boveri Ag | Method for welding age-hardenable nickel-base alloys |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3271589A patent/JPH0672691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951792A (en) * | 1997-09-22 | 1999-09-14 | Asea Brown Boveri Ag | Method for welding age-hardenable nickel-base alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672691B2 (ja) | 1994-09-14 |
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