JPH06173774A - 触媒ガス発生器 - Google Patents
触媒ガス発生器Info
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- JPH06173774A JPH06173774A JP5222591A JP22259193A JPH06173774A JP H06173774 A JPH06173774 A JP H06173774A JP 5222591 A JP5222591 A JP 5222591A JP 22259193 A JP22259193 A JP 22259193A JP H06173774 A JPH06173774 A JP H06173774A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J7/00—Apparatus for generating gases
- B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/26—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using jets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２，０００時間を超える長い耐用寿命を有す
る低流量ガス発生器を提供する。 【構成】 熱電スラスタ用の触媒ガス発生器１０が、触
媒室１２と、触媒室１２と連通している推進材供給細管
２０と、細管２０を触媒室１２に接続する管状の隔離断
熱器２４とを有するようにした。この場合、細管２０
は、触媒室１２への細管２０の入口４６から間隔をおい
た個所で断熱器２４と結合されている。
る低流量ガス発生器を提供する。 【構成】 熱電スラスタ用の触媒ガス発生器１０が、触
媒室１２と、触媒室１２と連通している推進材供給細管
２０と、細管２０を触媒室１２に接続する管状の隔離断
熱器２４とを有するようにした。この場合、細管２０
は、触媒室１２への細管２０の入口４６から間隔をおい
た個所で断熱器２４と結合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くは触媒ガス発生
器、より具体的には電熱式スラスタ用の触媒ガス発生器
に関するものである。
器、より具体的には電熱式スラスタ用の触媒ガス発生器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステーション維持目的のために宇宙衛星
内で用いられる種類の小型電熱スラスタは、一般的に
は、ヒドラジン等の液体推進材を推進動力発生ガスに変
換する触媒ガス発生器を用いる設計になっている。この
ガスは、その場合、電熱スラスタを介して直接に排除又
は供給される。
内で用いられる種類の小型電熱スラスタは、一般的に
は、ヒドラジン等の液体推進材を推進動力発生ガスに変
換する触媒ガス発生器を用いる設計になっている。この
ガスは、その場合、電熱スラスタを介して直接に排除又
は供給される。
【０００３】この種の典型的なガス発生器は、エンジン
の燃焼室又は電熱スラスタと連通している触媒床を有し
ている。液体推進材は触媒床内へ拡散噴射される。触媒
床内では、この推進材が分解され、高温ガスを発生させ
る。この高温ガスは触媒床から放出され、ノズルを介し
て膨張し、推力を生じさせる。付加的な衝撃エネルギー
が必要な場合には、高温ガスを、ノズルによる膨張に先
立ってアークジェット又はレジストジェットを介して供
給するようにする。
の燃焼室又は電熱スラスタと連通している触媒床を有し
ている。液体推進材は触媒床内へ拡散噴射される。触媒
床内では、この推進材が分解され、高温ガスを発生させ
る。この高温ガスは触媒床から放出され、ノズルを介し
て膨張し、推力を生じさせる。付加的な衝撃エネルギー
が必要な場合には、高温ガスを、ノズルによる膨張に先
立ってアークジェット又はレジストジェットを介して供
給するようにする。
【０００４】この種の或る触媒ガス発生器組立体の場
合、ＡＴ＆Ｔ用ゼネラル・エレクトリック社製衛星に現
在設置されているアークジェット・スラスタと組合せて
用いられる。図１には、代表的なガス発生器が示されて
いる。ガス発生器組立体１は触媒室３に連結された推進
材インゼクタ体２を有している。液体推進材は、インゼ
クタ体２の中心口を貫通する細管４を介してインゼクタ
体２へ供給される。細管４は、取付けフランジ５にろう
接され、インゼクタ体２の中心を貫通して延び、先端が
インゼクタ体２の外側にろう接される。この開放先端は
積層スクリーン６に隣接している。積層スクリーン６
は、液体推進材が細管４を出て触媒室３に入るさいに、
推進材を拡散させる。
合、ＡＴ＆Ｔ用ゼネラル・エレクトリック社製衛星に現
在設置されているアークジェット・スラスタと組合せて
用いられる。図１には、代表的なガス発生器が示されて
いる。ガス発生器組立体１は触媒室３に連結された推進
材インゼクタ体２を有している。液体推進材は、インゼ
クタ体２の中心口を貫通する細管４を介してインゼクタ
体２へ供給される。細管４は、取付けフランジ５にろう
接され、インゼクタ体２の中心を貫通して延び、先端が
インゼクタ体２の外側にろう接される。この開放先端は
積層スクリーン６に隣接している。積層スクリーン６
は、液体推進材が細管４を出て触媒室３に入るさいに、
推進材を拡散させる。
【０００５】触媒分解反応は発熱反応である。したがっ
て、かなりの熱量がインゼクタ体２内で発生する。熱分
流器７は、放熱ひれ８に連結された銅製のＶ字体であ
り、インゼクタ体２の中心部にろう接された環状基部を
有している。熱分流器７は、触媒室３内での触媒反応に
よりインゼクタ体２へ伝達される熱を伝導し、かつ放熱
する。ガス発生器の有効寿命はインゼクタ体２近辺の細
管４の脆弱化と差込み個所とにより制限される。したが
って、第２の熱分流器９が細管４にろう付けされ、細管
の放熱のための付加的な経路が備えられている。この熱
分流器９は基本的には湾曲した銅製のバーであり、一端
が細管４にろう付けされ、他端が取付けフランジ５にボ
ルトで固定されている。こうして、細管先端を介しイン
ゼクタ体２から伝えられる熱は、熱分流器９を介して取
付けフランジ５に伝えられる。
て、かなりの熱量がインゼクタ体２内で発生する。熱分
流器７は、放熱ひれ８に連結された銅製のＶ字体であ
り、インゼクタ体２の中心部にろう接された環状基部を
有している。熱分流器７は、触媒室３内での触媒反応に
よりインゼクタ体２へ伝達される熱を伝導し、かつ放熱
する。ガス発生器の有効寿命はインゼクタ体２近辺の細
管４の脆弱化と差込み個所とにより制限される。したが
って、第２の熱分流器９が細管４にろう付けされ、細管
の放熱のための付加的な経路が備えられている。この熱
分流器９は基本的には湾曲した銅製のバーであり、一端
が細管４にろう付けされ、他端が取付けフランジ５にボ
ルトで固定されている。こうして、細管先端を介しイン
ゼクタ体２から伝えられる熱は、熱分流器９を介して取
付けフランジ５に伝えられる。
【０００６】このガス発生器の耐用寿命は約９００時間
である。この耐用寿命は、インゼクタ材料の過度の窒化
による劣化や、非揮発性残渣の堆積による推進材供給細
管４の端部の詰まりによって制限を受ける。
である。この耐用寿命は、インゼクタ材料の過度の窒化
による劣化や、非揮発性残渣の堆積による推進材供給細
管４の端部の詰まりによって制限を受ける。
【０００７】より効率的なガス発生器、したがって、有
意に性能を向上させ、低流量で長期にわたる作動を可能
にすることにより低動力のアークジェット及びレジスト
ジェットで使用できる構成のガス発生器の必要は、常に
存在する。そうした構成であれば、また低コストの衛星
用の電熱スラスタに一液性推進材グレードのヒドラジン
を使用することもできよう。
意に性能を向上させ、低流量で長期にわたる作動を可能
にすることにより低動力のアークジェット及びレジスト
ジェットで使用できる構成のガス発生器の必要は、常に
存在する。そうした構成であれば、また低コストの衛星
用の電熱スラスタに一液性推進材グレードのヒドラジン
を使用することもできよう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、２０００時間以上の長い耐用寿命を有するよう
に低流量ガス発生器を構成することにある。本発明の別
の目的は、非揮発性残渣の枕積による供給細管の詰まり
が防止されるように、ガス発生器を構成することにあ
る。
課題は、２０００時間以上の長い耐用寿命を有するよう
に低流量ガス発生器を構成することにある。本発明の別
の目的は、非揮発性残渣の枕積による供給細管の詰まり
が防止されるように、ガス発生器を構成することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるガス発生器
は、触媒床を有する触媒室と、触媒室と連通している推
進材インゼクタとを有している。触媒室は、インゼクタ
体と触媒室とからかなり離れ、かつそれらから熱絶縁さ
れた個所で推進材細管とインゼクタ体と物理的に結合さ
れた一体の隔離断熱部を介してインゼクタ体と結合され
た推進材細管を有している。
は、触媒床を有する触媒室と、触媒室と連通している推
進材インゼクタとを有している。触媒室は、インゼクタ
体と触媒室とからかなり離れ、かつそれらから熱絶縁さ
れた個所で推進材細管とインゼクタ体と物理的に結合さ
れた一体の隔離断熱部を介してインゼクタ体と結合され
た推進材細管を有している。
【００１０】インゼクタ体は、実質的には、ほぼ円形の
フランジである。この円形フランジは、触媒室の一端を
形成する中央インゼクタ部分と、このインゼクタ部分を
取囲む環状支持部とを有している。このインゼクタ部分
は、インゼクタ体と、ガス発生器を組付けるさいに用い
られる支持プラットフォームとに熱量を供給する。イン
ゼクタ部分は、液体推進材を供給する細管を取囲んで中
央に配置された一体の管状隔離断熱部を有している。こ
の断熱部の開放端部は、環状基部区域でインゼクタ部分
と一体に結合されている。反対側の端部は、細管を取囲
んで閉じられ、細管にろう付けされている。したがっ
て、細管はインゼクタ体から間隔をおいたところで支持
されている。
フランジである。この円形フランジは、触媒室の一端を
形成する中央インゼクタ部分と、このインゼクタ部分を
取囲む環状支持部とを有している。このインゼクタ部分
は、インゼクタ体と、ガス発生器を組付けるさいに用い
られる支持プラットフォームとに熱量を供給する。イン
ゼクタ部分は、液体推進材を供給する細管を取囲んで中
央に配置された一体の管状隔離断熱部を有している。こ
の断熱部の開放端部は、環状基部区域でインゼクタ部分
と一体に結合されている。反対側の端部は、細管を取囲
んで閉じられ、細管にろう付けされている。したがっ
て、細管はインゼクタ体から間隔をおいたところで支持
されている。
【００１１】細管の開放端部は、積層スクリーンと円形
プレートとに隣接するインゼクタ部分を貫通する開口内
に位置している。円形プレートは、断熱部内の触媒と触
媒室内の触媒床との間の遮熱材として役立っている。加
えて、細管と断熱部内側との間の環状空間には、断熱材
の作用を有するシェル４０５触媒が充填されている。
プレートとに隣接するインゼクタ部分を貫通する開口内
に位置している。円形プレートは、断熱部内の触媒と触
媒室内の触媒床との間の遮熱材として役立っている。加
えて、細管と断熱部内側との間の環状空間には、断熱材
の作用を有するシェル４０５触媒が充填されている。
【００１２】したがって、細管は、インゼクタ体から離
れた個所で断熱部を介して支持されると同時に、インゼ
クタ体内へ延びる細管自由端部は、実質的に触媒床から
熱絶縁されている。このような構成により細管先端のと
ころ、及びその近くでの温度は最低限に抑えられる。こ
のため、窒化による劣化や、触媒微粒子及び非揮発性残
渣の沈積による推進材供給細管の詰まりによってガス発
生器の機能が損われるまでの時間を長期化することがで
きる。
れた個所で断熱部を介して支持されると同時に、インゼ
クタ体内へ延びる細管自由端部は、実質的に触媒床から
熱絶縁されている。このような構成により細管先端のと
ころ、及びその近くでの温度は最低限に抑えられる。こ
のため、窒化による劣化や、触媒微粒子及び非揮発性残
渣の沈積による推進材供給細管の詰まりによってガス発
生器の機能が損われるまでの時間を長期化することがで
きる。
【００１３】
【実施例】本発明の以上特徴及びそのほかの特徴は、添
付図面につき以下で行なう詳説により一層明らかになる
であろう。
付図面につき以下で行なう詳説により一層明らかになる
であろう。
【００１４】図２には、本発明によるガス発生器１０が
縦断面図で示されている。ガス発生器１０は、大体にお
いて円筒形の触媒室１２を有している。触媒室１２に
は、シェル４０５触媒等の被覆セラミック触媒を充填
し、中央インゼクタ部分１６と環状支持部１８とを有す
るインゼクタ体１４によって一端が閉じられるようにす
るのが好ましい。触媒室１２の他端は、出口フランジ
（図示せず）によって閉じられている。インゼクタ部分
１６は、触媒室１２の一端にろう接又は溶接され、触媒
室１２の一端を形成している。
縦断面図で示されている。ガス発生器１０は、大体にお
いて円筒形の触媒室１２を有している。触媒室１２に
は、シェル４０５触媒等の被覆セラミック触媒を充填
し、中央インゼクタ部分１６と環状支持部１８とを有す
るインゼクタ体１４によって一端が閉じられるようにす
るのが好ましい。触媒室１２の他端は、出口フランジ
（図示せず）によって閉じられている。インゼクタ部分
１６は、触媒室１２の一端にろう接又は溶接され、触媒
室１２の一端を形成している。
【００１５】推進材供給細管２０はインゼクタ部分１６
内へ延び、液体推進材を触媒室１２内へ向ける。支持部
１８は、周方向に間隔をおいて配置された管状隔離体２
２を介して、取付けフランジ１９から間隔をおいてこの
フランジ１９に結合するのが好ましい。隔離体２２は、
支持部１８の周方向に好ましくは１２０°の間隔をおい
て配置しておく。インゼクタ体１４には別の構成の支持
部を用いてもよい。たとえば、間隔をおいた複数の開口
を有する管状の金属スリーブを３本の隔離体２２の代り
に用いることもできる。
内へ延び、液体推進材を触媒室１２内へ向ける。支持部
１８は、周方向に間隔をおいて配置された管状隔離体２
２を介して、取付けフランジ１９から間隔をおいてこの
フランジ１９に結合するのが好ましい。隔離体２２は、
支持部１８の周方向に好ましくは１２０°の間隔をおい
て配置しておく。インゼクタ体１４には別の構成の支持
部を用いてもよい。たとえば、間隔をおいた複数の開口
を有する管状の金属スリーブを３本の隔離体２２の代り
に用いることもできる。
【００１６】インゼクタ部分１６は、大体においてカッ
プ形状であり、軸線Ａを中心として対称的な一体の管状
隔離断熱部２４により閉じられた中央開口２３を有して
いる。断熱部２４は、インゼクタ部分１６から間隔をお
いて位置する閉鎖端部４８と、開口２３の周囲の基部２
６のところでインゼクタ部分１６と一体にされた開放端
部とを有している。
プ形状であり、軸線Ａを中心として対称的な一体の管状
隔離断熱部２４により閉じられた中央開口２３を有して
いる。断熱部２４は、インゼクタ部分１６から間隔をお
いて位置する閉鎖端部４８と、開口２３の周囲の基部２
６のところでインゼクタ部分１６と一体にされた開放端
部とを有している。
【００１７】断熱部２４と供給細管２０との間の環状区
域には、シェル４０５触媒が充填されている。この触媒
は、生じ得る推進材の滞溜や、それと関連する始動時の
爆燃又は不調を防止する。加えて、この触媒は、セラミ
ック材料であるため、高い耐熱性を有している。したが
って、この触媒は基部２６の区域と細管２０との間の熱
伝動の遮熱材として作用する。供給細管２０は、断熱部
２４を貫通して延びている。断熱部２４の閉鎖端部は細
管２０にろう付けされている。インゼクタ部分１６は外
側リム２８を有し、外側リム２８は、触媒室１２及び環
状内側リム３０とろう付け、溶接、一体結合のいずれか
により結合されている。内側リム３０は、前記インゼク
タ部分１６から外側リム２８とは反対の方向で軸方向に
延びている。環状の内側リム３０は、大体においてＶ字
形の熱分流器を取付け、かつ定心するための突出部をな
している。
域には、シェル４０５触媒が充填されている。この触媒
は、生じ得る推進材の滞溜や、それと関連する始動時の
爆燃又は不調を防止する。加えて、この触媒は、セラミ
ック材料であるため、高い耐熱性を有している。したが
って、この触媒は基部２６の区域と細管２０との間の熱
伝動の遮熱材として作用する。供給細管２０は、断熱部
２４を貫通して延びている。断熱部２４の閉鎖端部は細
管２０にろう付けされている。インゼクタ部分１６は外
側リム２８を有し、外側リム２８は、触媒室１２及び環
状内側リム３０とろう付け、溶接、一体結合のいずれか
により結合されている。内側リム３０は、前記インゼク
タ部分１６から外側リム２８とは反対の方向で軸方向に
延びている。環状の内側リム３０は、大体においてＶ字
形の熱分流器を取付け、かつ定心するための突出部をな
している。
【００１８】図４に示されているように、断熱部２４
は、開口２３の周囲の環状基部２６の区域でインゼクタ
部分１６と一体に結合されている。断熱部２４は、内側
リム３０から半径方向内側に間隔をおいて位置してい
る。支持部１８と、インゼクタ部分１６と、断熱部２４
とを有するインゼクタ体１４はインコネル６２５製の単
体であるのが好ましい。インゼクタ熱分流器３２は純銅
製又は高い熱伝導率を有する材料製であるのが好まし
い。熱分流器３２は環状のベース３４を有し、このベー
ス３４が、インゼクタ部分１６の内側リム３０の周囲に
かん合し、リム３０と部分１６の表面とに溶接又はろう
付けされている。Ｖ字形の熱分流器３２の脚は、銅製放
熱ひれプレート３３にろう付けしておくか、又はプレー
ト３３と一体に構成しておく。熱分流器３２は、インゼ
クタ部分１６の基部２６の区域から熱を導出し、細管２
０の先端が熱により劣化することのないように保護す
る。
は、開口２３の周囲の環状基部２６の区域でインゼクタ
部分１６と一体に結合されている。断熱部２４は、内側
リム３０から半径方向内側に間隔をおいて位置してい
る。支持部１８と、インゼクタ部分１６と、断熱部２４
とを有するインゼクタ体１４はインコネル６２５製の単
体であるのが好ましい。インゼクタ熱分流器３２は純銅
製又は高い熱伝導率を有する材料製であるのが好まし
い。熱分流器３２は環状のベース３４を有し、このベー
ス３４が、インゼクタ部分１６の内側リム３０の周囲に
かん合し、リム３０と部分１６の表面とに溶接又はろう
付けされている。Ｖ字形の熱分流器３２の脚は、銅製放
熱ひれプレート３３にろう付けしておくか、又はプレー
ト３３と一体に構成しておく。熱分流器３２は、インゼ
クタ部分１６の基部２６の区域から熱を導出し、細管２
０の先端が熱により劣化することのないように保護す
る。
【００１９】大体において円形ディスク状のインゼクタ
プレート３６と金属製積層スクリーン３８とが、基部２
６を覆っており、等間隔の４個の屈曲タブ４０によりイ
ンゼクタ部分１６に固定されている。細管２０の開放端
部は、インゼクタプレート３６の中心開口４２内へ延び
ているので、プレート３６に接触することも、スクリー
ン３８に接触することもない。
プレート３６と金属製積層スクリーン３８とが、基部２
６を覆っており、等間隔の４個の屈曲タブ４０によりイ
ンゼクタ部分１６に固定されている。細管２０の開放端
部は、インゼクタプレート３６の中心開口４２内へ延び
ているので、プレート３６に接触することも、スクリー
ン３８に接触することもない。
【００２０】インゼクタプレート３６は、周方向に間隔
をおいて設けられた３つの開放スロット４４を有してい
る。プレート３６の外周は図３から最もよく知ることが
できる。インゼクタプレート３６と積層スクリーン３８
は、触媒室１２内の触媒を、断熱器２４と供給細管２０
との間の管状区域２５内の触媒とを分離している。ま
た、インゼクタプレート３６も、触媒室１２と管状区域
２５との間の遮熱材として役立っている。プレート３６
とスクリーン３８とは、その全周にわたって、屈曲タブ
４０を介してインゼクタ部分１６によりルーズに支持さ
れている。３つのスロット４４は、プレート３６の外縁
に機械加工により形成されており、断熱器２４内の管状
区域２５に通気している。スクリーン３８は、触媒粒子
が細管２０の出口に詰まるのを防止し、細管２０内への
微粒子の侵入を遅らせることができる。
をおいて設けられた３つの開放スロット４４を有してい
る。プレート３６の外周は図３から最もよく知ることが
できる。インゼクタプレート３６と積層スクリーン３８
は、触媒室１２内の触媒を、断熱器２４と供給細管２０
との間の管状区域２５内の触媒とを分離している。ま
た、インゼクタプレート３６も、触媒室１２と管状区域
２５との間の遮熱材として役立っている。プレート３６
とスクリーン３８とは、その全周にわたって、屈曲タブ
４０を介してインゼクタ部分１６によりルーズに支持さ
れている。３つのスロット４４は、プレート３６の外縁
に機械加工により形成されており、断熱器２４内の管状
区域２５に通気している。スクリーン３８は、触媒粒子
が細管２０の出口に詰まるのを防止し、細管２０内への
微粒子の侵入を遅らせることができる。
【００２１】推進材流は、細管２０の出口のところでイ
ンゼクタプレート３６と積層スクリーン３８とにより制
御される。インゼクタプレート３６は、基部２６の区域
を触媒室１２内の分解区域から遮蔽している。この分解
区域は、スクリーン３８からの流れの下流又は流れの内
に位置していた。このプレート３６は、また、細管２０
の端部周囲の推進材の循環を防止する。プレート３６
は、プレート３６の中心開口４２と細管外径との間に僅
かの遊びをもって細管２０の端部にかん合している。細
管２０から出る推進材は、スクリーン３８内へ入りプレ
ート３６の表面に沿って進む。
ンゼクタプレート３６と積層スクリーン３８とにより制
御される。インゼクタプレート３６は、基部２６の区域
を触媒室１２内の分解区域から遮蔽している。この分解
区域は、スクリーン３８からの流れの下流又は流れの内
に位置していた。このプレート３６は、また、細管２０
の端部周囲の推進材の循環を防止する。プレート３６
は、プレート３６の中心開口４２と細管外径との間に僅
かの遊びをもって細管２０の端部にかん合している。細
管２０から出る推進材は、スクリーン３８内へ入りプレ
ート３６の表面に沿って進む。
【００２２】細管２０を介して供給される推進材が断熱
器２４を通り、基部２６に達し、細管先端４６から出る
さい、推進材はインゼクタプレート３６を湿し、プレー
ト３６の周囲をめぐって触媒室１２内へ入る。インゼク
タプレート３６は、また、推進材が、断熱器２４と細管
２０との間の管状区域２５内の触媒内へ逆流するのを防
止する。これにより、管状区域２５内の触媒は先ず第一
に絶縁材として作用することが可能となる。
器２４を通り、基部２６に達し、細管先端４６から出る
さい、推進材はインゼクタプレート３６を湿し、プレー
ト３６の周囲をめぐって触媒室１２内へ入る。インゼク
タプレート３６は、また、推進材が、断熱器２４と細管
２０との間の管状区域２５内の触媒内へ逆流するのを防
止する。これにより、管状区域２５内の触媒は先ず第一
に絶縁材として作用することが可能となる。
【００２３】このように、推進材供給細管２０の主な断
熱は、一体の隔離断熱器２４により実現される。断熱器
２４は、インゼクタボディ１４のインゼクタ部分１６の
基部２６のところで支持されている。断熱器２４は、イ
ンゼクタ部分１６の薄壁延長部をなしており、細管２０
と同心的に細管を取囲んでいる。細管２０と断熱器２４
とは、断熱器２４の閉鎖端部又は末端部４８のところで
ろう付け又は溶接により接合されている。
熱は、一体の隔離断熱器２４により実現される。断熱器
２４は、インゼクタボディ１４のインゼクタ部分１６の
基部２６のところで支持されている。断熱器２４は、イ
ンゼクタ部分１６の薄壁延長部をなしており、細管２０
と同心的に細管を取囲んでいる。細管２０と断熱器２４
とは、断熱器２４の閉鎖端部又は末端部４８のところで
ろう付け又は溶接により接合されている。
【００２４】インゼクタ部分１６は熱分流器３２により
冷却される。熱分流器３２は、環状ベース部分３４から
銅製放熱ひれ３３へ熱を伝え、放熱ひれ３３のところ
で、局所的に外界へ半径方向に放熱される。
冷却される。熱分流器３２は、環状ベース部分３４から
銅製放熱ひれ３３へ熱を伝え、放熱ひれ３３のところ
で、局所的に外界へ半径方向に放熱される。
【００２５】断熱器２４への熱流は断熱器基部２６の設
計によって制限される。第一に、熱分流器３２は、その
ベース３４が、断熱器２４から半径方向に間隔をおいた
内側リム３０に隣接する、インゼクタ部分１６の面に直
接ろう付けされている。第二に、インゼクタボディ１４
のインゼクタ部分１６の横断面積が、基部２６のところ
で最少限に抑えられ、熱が断熱器２４へよりも熱分流器
３２へ優先的に伝えられるようにされている。
計によって制限される。第一に、熱分流器３２は、その
ベース３４が、断熱器２４から半径方向に間隔をおいた
内側リム３０に隣接する、インゼクタ部分１６の面に直
接ろう付けされている。第二に、インゼクタボディ１４
のインゼクタ部分１６の横断面積が、基部２６のところ
で最少限に抑えられ、熱が断熱器２４へよりも熱分流器
３２へ優先的に伝えられるようにされている。
【００２６】再び図２について見れば、供給細管２０
は、取付けフランジ１９と断熱器２４の閉鎖端部４８と
にろう付け又は溶接されている。細管２０には膨張ルー
プ５０が設けられ、始動時、冷却時、ガス発生器作動時
の細管の膨張と収縮が補償されている。
は、取付けフランジ１９と断熱器２４の閉鎖端部４８と
にろう付け又は溶接されている。細管２０には膨張ルー
プ５０が設けられ、始動時、冷却時、ガス発生器作動時
の細管の膨張と収縮が補償されている。
【００２７】触媒室１２側から見たガス発生器の端面図
を示したのが、図１３である。この図では、中心部に位
置する積層スクリーン３８がタブ４０により保持されて
いる様子を見ることができる。スクリーン３８の下方に
は、インゼクタプレート３６内に破線でスロット４４が
示されている。
を示したのが、図１３である。この図では、中心部に位
置する積層スクリーン３８がタブ４０により保持されて
いる様子を見ることができる。スクリーン３８の下方に
は、インゼクタプレート３６内に破線でスロット４４が
示されている。
【００２８】細管２０は、単一の単体管であってもよけ
れば、細管２０が断熱器２４へ入るところで、より内径
の大きい管部分５４への移行部５２を有するようにして
もよい。このより内径の大きい細管部分５４により、断
熱器のろう付け接合部の丁度上流に段階部と内径の変更
部とが設けられることにより細管内で流れの混合が促進
され、熱伝導率が高められ、その結果、推進材液体の沸
とうの可能度が低減される。
れば、細管２０が断熱器２４へ入るところで、より内径
の大きい管部分５４への移行部５２を有するようにして
もよい。このより内径の大きい細管部分５４により、断
熱器のろう付け接合部の丁度上流に段階部と内径の変更
部とが設けられることにより細管内で流れの混合が促進
され、熱伝導率が高められ、その結果、推進材液体の沸
とうの可能度が低減される。
【００２９】このガス発生器の寿命は、内圧を十分に高
く維持して、推進材温度を推進材の飽和点又は沸点以下
に抑えることに、一部依存している。ガス発生器内圧の
制御は、電気式の付加推進装置（図示せず）内の適当な
オリフィス操作（又は他の流量制限手段）により、又は
ガス発生器出口（図示せず）において行なわれる。
く維持して、推進材温度を推進材の飽和点又は沸点以下
に抑えることに、一部依存している。ガス発生器内圧の
制御は、電気式の付加推進装置（図示せず）内の適当な
オリフィス操作（又は他の流量制限手段）により、又は
ガス発生器出口（図示せず）において行なわれる。
【００３０】以上、本発明を特定の一実施例について説
明したが、本明細書に開示された発明の思想を逸脱する
ことなしに、多くの変更、変更態様、変化形が可能であ
ることは言うまでもない。たとえば断熱器２４は、イン
ゼクタ体１４とは異なる材料で別個に製造して、インゼ
クタ部分１６の基部２６にろう接又は他の適当な形式で
接合することもできる。材料が使用温度に耐えられるか
ぎり、また細管２０とインゼクタ１４との固定結合部が
基部２６から十分な間隔を有するかぎり、熱伝導率の低
い金属又はセラミック材料を使用することができよう。
明したが、本明細書に開示された発明の思想を逸脱する
ことなしに、多くの変更、変更態様、変化形が可能であ
ることは言うまでもない。たとえば断熱器２４は、イン
ゼクタ体１４とは異なる材料で別個に製造して、インゼ
クタ部分１６の基部２６にろう接又は他の適当な形式で
接合することもできる。材料が使用温度に耐えられるか
ぎり、また細管２０とインゼクタ１４との固定結合部が
基部２６から十分な間隔を有するかぎり、熱伝導率の低
い金属又はセラミック材料を使用することができよう。
【００３１】管状区域２５に充填される材料は、触媒セ
ラミックとは別の材料であってもよい。低密度で低熱伝
導率の他の材料を用いることもできれば、この区域２５
を空にしておくこともできる。セラミック材料を用いれ
ば、推進材の滞溜による圧力の乱高下が最低限に抑えら
れるすぐれた性能が得られる。
ラミックとは別の材料であってもよい。低密度で低熱伝
導率の他の材料を用いることもできれば、この区域２５
を空にしておくこともできる。セラミック材料を用いれ
ば、推進材の滞溜による圧力の乱高下が最低限に抑えら
れるすぐれた性能が得られる。
【００３２】隔離器とインゼクタを製造する材料は、ま
た、既述のように、インコネルとは異なる材料であって
もよい。他のニッケル超合金、耐火材料、類似の耐窒化
性材料のいずれかを用いることができる。
た、既述のように、インコネルとは異なる材料であって
もよい。他のニッケル超合金、耐火材料、類似の耐窒化
性材料のいずれかを用いることができる。
【図１】先行技術によるガス発生器組立体の縦断面図。
【図２】本発明によるガス発生器の縦断面図。
【図３】図２のガス発生器の端面図。
【図４】図２のガス発生器のインゼクタ部分の拡大断面
図。
図。
１０ ガス発生器 １２ 触媒室 １４ インゼクタ体 １６ インゼクタ部分 １８ 支持部 １９ 取付けフランジ ２０ 推進材供給細管 ２２ 隔離材 ２３ 中心開口 ２４ 隔離断熱器 ２６ インゼクタ部分の基部 ２８ 外側リム ３０ 内側リム ３２ 熱分流器 ３３ 放熱ひれ ３６ インゼクタプレート ３８ 積層スクリーン ４０ 屈折タブ ４２ 中心開口 ４６ 細管先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ アール．ロバーツ アメリカ合衆国ワシントン州ウッディンビ ル，ワンハンドレッド アンド セブンテ ィース プレース エヌイー 17519 (72)発明者 フリーリィ アール．シュワム アメリカ合衆国ワシントン州ベレビュー, エヌ．イー．フォーティーンス ストリー ト 10624
Claims (7)
- 【請求項１】 電熱式スラスタ用の触媒ガス発生器（１
０）において、 触媒床を有するガス発生室（１２）と、 前記触媒床へ推進流体流を供給するようにされた推進材
供給細管（２０）と、 前記ガス発生室（１２）と連通している前記供給細管
（２０）の一端を受容するようにされた推進材インゼク
タ（１４）を有しており、前記インゼクタ（１４）が支
持部（１８）と、細長い管状の隔離断熱部（２４）を有
するインゼクタ部（１６）とを有し、前記断熱部（２
４）が前記ガス発生室（１２）から間隔を置いた個所で
前記供給細管（２０）に接続される一端（４８）と、中
心開口（２３）の周囲に前記インゼクタ部（１６）の基
部を形成する他端（２６）とを有し、前記中心開口（２
３）内には前記供給細管（２０）の一端（２６）が貫通
していることを特徴とする、電熱スラスタ用の触媒ガス
発生器。 - 【請求項２】 前記供給細管（２０）が前記隔離断熱部
（２４）内で双方の間に環状部（２５）を形成している
ことを特徴とする、請求項１記載の触媒ガス発生器。 - 【請求項３】 前記環状部（２５）に触媒セラミック材
料が充填されていることを特徴とする、請求項２記載の
触媒ガス発生器。 - 【請求項４】 全体として平らなインゼクタプレート
（３６）が、前記中心開口（２３）にかぶせられ、前記
断熱部端部（２６）から間隔をおいて配置されているこ
とを特徴とする、請求項１記載の触媒ガス発生器。 - 【請求項５】 前記インゼクタプレート（３６）が、前
記触媒床を前記断熱部（２４）内で前記触媒から隔離す
ることを特徴とする、請求項３記載のガス発生器。 - 【請求項６】 前記インゼクタプレート（３６）が少な
くとも１つのスロット（４４）を有し、前記隔離断熱部
（２４）内の前記環状部（２５）を前記触媒室、すなわ
ちガス発生室（１２）へ通気させることを特徴とする、
請求項５記載の触媒ガス発生器。 - 【請求項７】 前記隔離断熱部（２４）と前記インゼク
タ部（１６）とがインコネル製であることを特徴とす
る、請求項１記載の触媒ガス発生器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/941,620 US5568723A (en) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Long life catalytic gas generator for space propulsion applications |
| US941620 | 1992-09-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173774A true JPH06173774A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3282755B2 JP3282755B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=25476790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22259193A Expired - Fee Related JP3282755B2 (ja) | 1992-09-08 | 1993-09-07 | 触媒ガス発生器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5568723A (ja) |
| EP (1) | EP0587126B1 (ja) |
| JP (1) | JP3282755B2 (ja) |
| DE (1) | DE69317720T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010229852A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | 宇宙飛翔体用触媒分解式スラスタ |
| JP2013238208A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Ihi Aerospace Co Ltd | スラスタ装置及び宇宙機 |
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| DE19521543C2 (de) * | 1995-06-13 | 1998-02-05 | Daimler Benz Aerospace Ag | Triebwerk |
| US6680177B2 (en) * | 2001-12-07 | 2004-01-20 | Cardiovascular Diagnostics, Inc. | Low molecular weight heparin assay, system and reagent therefor |
| US7302792B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-12-04 | The Johns Hopkins University | Pulsed plasma thruster and method of making |
| CN102619644B (zh) * | 2012-03-31 | 2014-04-16 | 西北工业大学 | 一种减小吸气式脉冲爆震进气道反压的结构 |
| US11236703B2 (en) * | 2015-06-30 | 2022-02-01 | Aerojet Rocketdyne, Inc. | Dual stage catalytic thruster |
| CN112177798B (zh) * | 2020-09-28 | 2021-11-23 | 上海空间推进研究所 | 适用于航天器发动机的隔热结构 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4324096A (en) * | 1979-04-23 | 1982-04-13 | Hughes Aircraft Company | Hydrazine thruster |
| US4461144A (en) * | 1981-03-19 | 1984-07-24 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Electrothermal gas thrust units |
| DE3141354C2 (de) * | 1981-10-17 | 1986-12-18 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen | Triebwerk, insbesondere Steuertriebwerk für Raumflugkörper |
| US4490972A (en) * | 1982-03-29 | 1985-01-01 | Hughes Aircraft Company | Hydrazine thruster |
| US4800716A (en) * | 1986-07-23 | 1989-01-31 | Olin Corporation | Efficiency arcjet thruster with controlled arc startup and steady state attachment |
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-
1992
- 1992-09-08 US US07/941,620 patent/US5568723A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-07 DE DE69317720T patent/DE69317720T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-07 EP EP93114356A patent/EP0587126B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-07 JP JP22259193A patent/JP3282755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010229852A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | 宇宙飛翔体用触媒分解式スラスタ |
| JP2013238208A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Ihi Aerospace Co Ltd | スラスタ装置及び宇宙機 |
| US9376987B2 (en) | 2012-05-17 | 2016-06-28 | Ihi Aerospace Co., Ltd. | Thruster and spacecraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0587126B1 (en) | 1998-04-01 |
| DE69317720T2 (de) | 1998-11-05 |
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| DE69317720D1 (de) | 1998-05-07 |
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| EP0587126A1 (en) | 1994-03-16 |
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