JPS62276247A - 燃焼器の燃焼室および同燃焼室製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液体ロケットエンジンなどのように溝構造の
冷却路を有する燃焼器の燃焼室、および同燃焼室の製造
法に関するものである。

（従来の技術） 液体ロケットエンジンの燃焼室について従来例を説明す
ると、該燃焼室（ａｌは第２図（Ｎに示すような円筒形
状になっておシ、第２図（ト）に示すように内部内に適
宜の周方向間隔をおいて溝状の冷却路（ｂｌ　（冷却剤
が流通される）を配設してなる銅製構造になっている。

前記燃焼室（＆）の従来製法は、内筒部（ａ工）と、同
内筒部（ａｌ）の外表面側に一体に形成された複数の冷
却路形成溝部を有する溝形成部（ａ２）とからなる銅製
内皮（ａ　１ｒ　ａ　２　）の外周部に、外皮部（ａ３
）が固着形成され、前記外皮部（ａ３）の形成方法の従
来例には、溝形成部（ａ２）内に導電性の充填剤を詰め
たのち、該溝形成部（ａ２）の外周面に銅またはニッケ
ル等を電気メッキする電鋳法、溝形成部（＆２）の外周
面に２つ割りの外皮をろう付あるいは拡散接合する方法
、溝形成部（ａ２）の外周面に銅粉末を圧縮成形、焼結
する粉末冶金法などがある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の前記燃焼室および前記製造法は、内皮の材料とし
て熱伝導性の良好な純銅が用いられているため、耐熱強
度が低いという問題点があり、該強度を高めるために時
効硬化型の銅合金を使用することもあるが、この場合は
熱伝導性が犠牲になる問題点がある。また、前記ろう付
あるいは拡散接合法、前記粉末冶金法のように加熱プロ
セスを経ると強度が劣化され、前記電鋳法の場合でも前
記と同様に強度劣化の問題点がある。

（問題点の解決手段） 本発明は、前記のような問題点に対処するために開発さ
れた燃焼器の燃焼室および同燃焼室製造法であって、該
燃焼室は、銅マトリツクス中にセラミックス粒子が分散
共析されている内筒部と、該内筒部の外表面に固着形成
された複数の冷却路形成溝を有する銅製溝形成部と、該
銅製溝形成部の外周部に固着形成された外筒部を具備し
たことを特徴とし、前記燃焼室製造法は、導電処理を施
した内筒形成用の中子表面に、セラミックス粒子が分散
された銅メッキ浴によりセラミックス分散銅基メッキ層
の内筒を形成し、該内筒の外表面に複数の冷却路形成溝
を有する銅製溝形成部を固着形成したのち、前記銅製溝
形成部の外周部に外筒を固着形成することに特徴を有し
、さらに他の前記燃焼室製造法は、前記燃焼室製造法に
おいて。

セラミックス分散銅基メッキ層の内筒および該内筒の外
表面に固着形成された複数の冷却路形成溝を有する銅製
溝形成部を、静水圧の加圧成形および加熱加工すること
に特徴を有するものであって。

内皮部分の熱伝導性の確保とともに耐熱強度全高め品質
精度、信頼性を向上させて前記のような問題点を解消し
ている。

（実施例） 第１図（Ａｌ　（Ｂｌに本発明の一実施例を示しており
、図中（１）は内筒部、（２）は内筒部（１）の外表面
に固着形成された複数の冷却路形成溝（２ａ）を有する
溝形成部、（３）は溝形成部（２）の外周面に固着形成
された外筒部であって、前記内筒部（１）は、銅マトリ
ツクス中にセラミックス粒子が分散共析された構成にな
っており、前記溝形成部（２）は、図示のように冷却路
形成溝（２ａ）間隔をおいて周方向に配設された複数の
溝壁を有する銅製構成になっているとともに、前記外筒
部（３）は、銅またはニッケルの電着。

機械加工された２つ割り外皮のろう付あるいは拡散接合
、あるいは銅粉末の圧縮成形、焼結などによって形成さ
れて、燃焼室（５）に構成されている。

前記燃焼室の製造法について説明すると、燃焼室（５）
の内筒部（１）の内壁形状に形成された中子（図示省略
）を用い、核中子の表面に導電処理が施され、導電処理
を施した内筒形成用の前記中子表面に１粒子サイズ１〜
２μｍのアルミナ（Ａ１２０３）（セラミック粒子）を
添加して分散させている硫酸銅メッキ浴により電気メッ
キを行い、鋼中にアルミナ粒子が２〜３体積チに均一に
分散共析されたセラミック分散銅基メッキ層を形成して
内筒部（１）を形成する（厚さ約１朋）。

次に、前記内筒部（１１の外表面に、アルミナ粉末を添
加していない硫酸銅浴により電気メッキを行い、約１０
０龍厚の銅の電着層を固着形成し、前記中子を外して、
前記電着層の外周側に、数値制御による切削機械加工に
よって第１図（Ａｌに示すような冷却路形成溝（２ａ）
を切削形成して、複数の冷却路形成溝（２ａ）を有する
銅製溝形成部（２）を形成する。

続いて、前記各冷却路形成溝（２ａ）に適宜のワックス
を充填し導電処理を行ったのち、外周側に硫酸鋼浴によ
る電気メッキを行って外筒部（３）を固着形成し、充填
ワックスを除去することにより。

第２図に示すような燃焼室を製造する。

セラミックス分散銅基メッキ層の前記内筒部（１）と、
該内筒部（１）の外表面に固着形成された複数の冷却路
形成溝（２ａ）を有する銅製溝形成部（２）を。

静水圧による加圧成形即ち冷間圧縮成形（ＣＩＰ）加工
しく例えば、成形圧ば１．５　ｔｏｎ〆薄２）、続いて
、真空中（１Ｏ−４ｔｏｒｒ台）で９００℃に加熱して
１時間保持する。

前記静水圧の加圧成形および加熱加工は、電着層の銅マ
トリックスとセラミックス粒子の界面の接合性を高める
ものであって、これによって電着形成体の強度をさらに
高めることができる。なお、該強化手段としては、熱間
静水圧成形（Ｈ工Ｐ）加工も有効であり、ＨＸＰ　％件
の代表例は９００℃。

１０００ｋｇ／ＣｒＩＬ　　である。

前記を着膨成体のメッキプロセスにおいて、内筒部（１
）、銅製溝形成部（２）の厚さは、熱伝導性と強度の兼
ねあいで決められる。

また、前記セラミック粒子には、ジルコニア（ＺｒＯ□
）、炭化珪素（Ｓ１Ｃ）、　　炭化ボｏ　ｙ　（Ｂ４　
Ｃ）　。

炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）等が用いられる。

さらに、前記外筒部（３）の形成法としては、ろう付、
拡散接合法などによることができ、２つ割りの外筒によ
って補強することができ、銅またはニッケル製にするこ
ともできる。

（発明の効果） 本発明の燃焼器の燃焼室および同燃焼室製造法は、前述
のような構成になっているので、最内壁になっている内
筒部が銅マトリツクス中にセラミックス微粒子が分散共
析されている分散複合メッキ層になっており、該分散複
合メッキ層の外表面に銅製溝成形部が一体的に固着形成
されて、熱伝導率が確保されかつ耐熱強度が著しく高め
られている。セラミックス微粒子は内筒部の銅マトリツ
クス中に分散共析され溝形成部は銅製になってお夛、電
気伝導率の低下は数チ以下となり熱サイクル付与による
強度低下が軽減さねでいるため、ろう付、拡散接合によ
って外筒部を形成しても内皮側の耐熱強度が十分に確保
されて外筒部形成が容易となり、該外筒部によって燃焼
室全体の強度が十分に確保される。

さらに、導電処理を施した内筒形成用の中子を用い、中
子表面にセラミックス分散銅基メッキ層を形成し、同セ
ラミックス分散銅基メッキ層の外表面に銅製溝形成部を
固着形成するため、それらの成形精度、信頼性が高めら
れるとともに、前記耐熱強度の向上と相俟って層厚を減
少し軽量化が可能になっている。さらに、静水圧による
加圧成形および加熱加工により、内皮部分の一体化とと
もに耐熱強度がさらに向上される、 以上本発明を実施例について説明しだが、勿論本発明は
前記のような実施例にだけ局限されるものではなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内で稲々の設計改変を施し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａｌ　（Ｂｌは本発明の一実施例の工程を示す
斜視図、第２図（ＡＩ　（Ｂｌは燃焼室の全体斜視図と
■部分の拡大図である。 １：内筒部　　　　　２：銅製溝形成部２ａ：冷却路形
成溝　３：外筒部 復代理人　弁理士　　岡　本　重　文 外２名 （Ａ） 第１図　　　　（Ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、銅マトリックス干にセラミックス粒子が分散共
   析されている内筒部と、該内筒部の外表面に固着形成さ
   れた複数の冷却路形成溝を有する銅製溝形成部と、該銅
   製溝形成部の外周部に固着形成された外筒部を具備した
   ことを特徴とする燃焼器の燃焼室。
2. （２）、導電処理を施した内筒形成用の中子表面に、セ
   ラミックス粒子が分散されている銅メッキ浴によりセラ
   ミックス分散銅基メッキ層の内筒を形成し、該内筒の外
   表面に複数の冷却路形成溝を有する銅製溝形成部を固着
   形成したのち、前記銅製溝形成部の外周部に外筒を固着
   形成することを特徴とする燃焼器の燃焼室製造法。
3. （３）、セラミックス分散銅基メッキ層の内筒および該
   内筒の外表面に固着形成された複数の冷却路形成溝を有
   する銅製溝形成部を、静水圧による加圧成形および加熱
   加工することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の燃焼器の燃焼室製造法。