JP6358511B2 - 少なくとも1つの火薬からの燃焼ガスによって加圧された液体を送達する方法 - Google Patents
少なくとも1つの火薬からの燃焼ガスによって加圧された液体を送達する方法 Download PDFInfo
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Description
少なくとも1つの火薬を燃焼させることにより燃焼ガスを生成し、
燃焼ガスの作用下で前記液体を加圧し、
前記少なくとも1つの送達ポートから前記取り外し可能なブローアウト・ディスクを取り外し、前記加圧された液体を送達することを含む。
m=ρ.Sc.Vc=P.Cd.At
(Vc=aPn
Vcは推進剤の燃焼率(mm/s)
P:圧力(MPa)
a:圧力係数
n:圧力指数
ρ:推進剤の密度
a:燃焼率の法則の圧力係数
n:燃焼率の法則の圧力指数
At:上記のような前記ノズルの喉の面積
Cd=1/C*:流量係数)
に基づいて、所要の燃焼ガス流量m(所要のモル数N)を送達する。
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(スタックされたディスクは事実上モノリシックの構造を形成する)の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する火薬。これらの端面のうちの一方だけが燃焼抑制される。このような火薬は、側面、及び端面のうち一方でのみ燃焼し得るという点で適している、
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(事実上モノリシックの構造を形成する)の、2つの端面間の全長に沿って延びる側面を備えた円錐台形状を有する火薬。これらの側面、及び断面がより小さい端面が燃焼抑制されるのに対して、断面がより大きい他方の端面は燃焼抑制されない。このような火薬は、端面燃焼式又は「円錐形シガレット」式でのみ燃焼し得る点で好適である。
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(事実上モノリシックの構造を形成する)の、2つの端面間の全長に沿って延びる側面を備えた管状形状を有する火薬。これらの端面は燃焼抑制される(側面は抑制されない)。このような火薬は、ダクト内(内面)及び側面で燃焼する点で好適である。
中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する火薬(第1タイプの火薬をタイプAと呼ぶことができ、これは添付の図1及び1−1に概略的に示されている)。これらの側面、及びこれらの端面のうちの一方だけが燃焼抑制されるのに対して、他方の端面は燃焼抑制されない。このような火薬は、端面燃焼式又は「シガレット」式でのみ燃焼し得るという点で好適である、
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(事実上モノリシックの構造を形成する)の、2つの端面間の全長に沿って延びる側面と中心円筒形ダクトを備えた管状形状を有する火薬(第2タイプの火薬をタイプBと呼ぶことができる)。これらの端面のうち一方だけが燃焼抑制される。このような火薬は、側面(外面)、ダクト内(内面)、及び非抑制型の端面で燃焼する点で好適である、
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(事実上モノリシックの構造を形成する)の、2つの端面間の全長に沿って延びる側面と、(直径D2の)中心円筒形ダクトとを備えた(外径D1の)管状形状を有する火薬(第3タイプの火薬をタイプCと呼ぶことができる)。これらの側面(だけ)が燃焼抑制され、これらの長さは外径(D1)の1.5倍プラス中心ダクト(D2)の直径の0.5倍に等しいか、又はおおよそ等しい、
中実モノリシック・ブロック型又は「事実上完全な」ディスク・スタック型(事実上モノリシックの構造を形成する)の、2つの端面間の全長に沿って延びる側面と、少なくとも5つのアームを備えた中心の星形ダクトとを備えた管状形状を有する火薬(第4タイプの火薬をタイプDと呼ぶことができる)。これらの側面が燃焼抑制される。このような火薬は、ダクト内(内面)及び端面で燃焼する点で好適である。
本発明による方法の第2変形実施態様によれば、液体加圧段階中の火薬によって生成された燃焼ガスの流量は、前記液体加圧段階(ブローアウト・ディスクの取り外しで完結する過渡的段階)を短縮するように管理され制御され、実際に蒸気流量Q1と比較して増大する。前記火薬は2つの燃焼レジームを有している。第1レジームは加圧段階中の(Q1と比較して増大した)「高い」流量を保証し、第2レジームは送達段階中の事実上一定の流量を保証する。
イニシエータは、
イグナイタの表面に高温ガスを生成する機械的又は電気的に作動させられるイニシエータ、又は、
イグナイタの表面にホットスポットを生成する機械的又は電気的に作動させられる非火工式イニシエータ、例えば高温ワイヤ又は圧電素子、から成ることができ、
イグナイタは、
急速燃焼火薬(ダブルベース推進剤のタイプ、又はButalite(登録商標)組成物)(質量およそ数グラム)を含む「マイクロロケット」型火工イグナイタであって、ノズルを備えた燃焼チャンバ内に配置されており、そのジェットが火薬の表面に向けられるもの、及び/又は、
火薬の自由な表面上に配置された1つ又は2つ以上の強反応性点火ペレット(その組成はB/KNO3又はTiH2/KClO4又はNH4ClO4/NaNO3/バインダ型)から成るイグナイタ、及び/又は
1つ又は2つ以上のペレット(その組成は塩基性硝酸銅(BCN)/硝酸グアニジン(GN)タイプである)から成るイグナイタ、から成ることができる。
硝酸塩、例えば塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸塩、例えば過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、ジニトラミド、例えばアンモニウムジニトラミド(ADN)、及び金属酸化物、例えば酸化鉄から選択された少なくとも1種の酸化成分、及び
硝酸グアニジン、ニトログアニジン、グアニル尿素ジニトラミド、テトラゾール、該テトラゾールの誘導体及びこれらの塩、例えば5−アミノテトラゾール、5−グアニルアミノテトラゾール、5−アミノテトラゾールのカリウム塩、5−アミノテトラゾールのナトリウム塩、5−アミノテトラゾールのカルシウム塩、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ビテトラゾールのナトリウム塩、ビテトラゾールアミンのアンモニウム塩、5,5’−アゾビテトラゾールのナトリウム塩、5,5’−アゾビテトラゾールのカルシウム塩、トリアゾール、ジニトラミド、ジアミド及びポリアミン硝酸塩から選択された少なくとも1種の窒素含有還元成分を含有する。
有利には銅、鉄、マンガン、コバルト、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、及びマグネシウムの酸化物から選択された少なくとも1種のバリスティック触媒、及び/又は
有利にはオルガノシラン及びチタン酸塩から選択された、特に有利にはビニルトリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、トリス−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシジアセトキシシラン、ジアセトキシジエトキシシラン、及びジブトキシエトキシメチルシランから選択された少なくとも1種の湿潤剤、及び/又は
有利には酸化ケイ素及びアルミナから選択された少なくとも1種の凝集剤、及び/又は
有利にはカルボン酸、ステアリン酸カルシウム、シリカ、及び雲母から選択された少なくとも1種の製造助剤、及び/又は
有利にはエラストマ又はゴム及び可塑剤を含有する含酸素炭化水素系バインダ(例えば具体的には欧州特許出願第1216977号に記載されたもの)、架橋剤及び可塑剤の存在においてエラストマを架橋することによって得られる含酸素炭化水素系バインダであって、その分子量が350g/molを上回り、酸素平衡が−230%以上であるもの(具体的には欧州特許出願第2139828号に記載されている)、PVC(ポリ塩化ビニル)バインダ、シリコーンバインダ、セルロースバインダ、PVA(ポリビニルアセテート)バインダから選択されたバインダ、を含有する。
タイプA’の火薬の場合、中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する火薬であり、円筒の2つの端面のうちの一方が燃焼抑制され、円筒の2つの端面のうちの他方が燃焼抑制されず、円筒の側面が、前記燃焼抑制される端面から出発する長さの一部に沿ってのみ燃焼抑制される。このタイプの火薬は添付の図2から明らかである、
タイプA”の火薬の場合、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する火薬であり、円筒の2つの端面のうちの一方、及び前記端面から出発する円筒の側面の少なくとも一部が燃焼抑制され、円筒の2つの端面のうちの他方が燃焼抑制されず、火薬が2つの並置するポーションから成っており、中実モノリシック・ブロック型又はディスク又は円筒のような構造スタック型の第1ポーションが、前記直円筒の前記非燃焼抑制型の端面に相当する非燃焼抑制型の端面と、少なくとも部分的に燃焼抑制される(火薬はこの場合タイプA”1の火薬である)又は燃焼抑制されない(火薬はこの場合タイプA”2の火薬である)前記直円筒の前記側面の一部に相当する側面とを有しており、前記第1ポーションの所与の圧力における燃焼率(Vc1=a2Pn 1)が、中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の第2ポーションの燃焼率(Vc2=a2Pn 2)よりも高い(異なる圧力係数及び/又は異なる圧力指数の理由から)。このタイプの火薬(円形断面を備えた全体的な直円筒形状を有し、一成分構造を備えた第1ポーションを有する)は下記図3及び4から明らかである。円筒形状がここでは好ましい。
Claims (14)
- リザーバ(1)内に含まれる液体(L)を送達する方法であって、前記リザーバ(1)が前記液体(L)を送達するための少なくとも1つのポート(2)を有しており、該ポートが、前記液体(L)に加えられる閾値圧力で取り外すことができるブローアウト・ディスク(3)によって閉じられ、
少なくとも1つの火薬(7,7’;70;700;700’)を燃焼させることにより燃焼ガスを生成し、
前記燃焼ガスの作用下で前記液体(L)を加圧し、
前記少なくとも1つの送達ポート(2)から前記取り外し可能なブローアウト・ディスク(3)を取り外し、前記加圧された液体(L)を送達する、方法において、
前記液体(L)の送達中の生成済み燃焼ガスの流量が、前記液体(L)の事実上一定の加圧を保証し、ひいては事実上一定の流量での前記液体(L)の送達を保証し、前記液体の送達中の前記液体(L)の圧力は、前記ブローアウト・ディスク(3)が取り外された時点での初期値に対して最大+/−30%だけしか、有利には最大+/−20%だけしか、特に有利には最大+/−10%だけしか変化することがなく、
中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する少なくとも1つの火薬が、端面でのみ燃焼し、該円筒の側面、及び燃焼する端面とは離反する端面は燃焼抑制され、
該方法が、前記リザーバ(1)と、前記少なくとも1つの火薬(7;7’;70;700;700’)を含有する少なくとも1つの火工ガス発生器(15;16;17)とを含む装置(100;101;102)内で実施され、前記少なくとも1つの火工ガス発生器(15;16;17)が前記リザーバ(1)に接続され、該生成済み燃焼ガスと前記液体(L)とを分離するための可動部材(4)が前記装置(100;101;102)内に設けられている、ことを特徴とする、リザーバ(1)内に含まれる液体(L)を送達する方法。 - 前記液体(L)の加圧中の生成済み燃焼ガスの流量が増大するか、又は増大し次いで事実上一定になるか、又は事実上一定であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記液体(L)の加圧中及び送達中、中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する少なくとも1つの火薬が、端面でのみ燃焼し、該円筒の側面、及び燃焼する端面とは離反する端面は燃焼抑制されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記液体(L)の加圧中の生成済み燃焼ガスの流量が、液体の加圧時間を短くするように管理されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記液体(L)の加圧中、中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有する少なくとも1つの火薬が、端面及び側面で燃焼し、該円筒の端面のうちの、それ自体燃焼抑制される一方の端面から出発する該円筒の長さの一部に沿って燃焼抑制される該円筒の側面が、該円筒の端面のうちの、燃焼する他方の端面から出発する該円筒の長さの相補部分に沿っては燃焼抑制されないことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記液体(L)の加圧中、前記少なくとも1つの火薬の燃焼抑制されない又は燃焼面の一部が抑制される第1ポーションが燃焼し、中実モノリシック・ブロック型又は構造スタック型の前記第1ポーションの所与の圧力における燃焼率Vc1=a1Pn 1が、前記少なくとも1つの火薬の相補部分から成り前記液体(L)の送達中に端面燃焼式に燃焼する第2ポーションの燃焼率Vc2=a2Pn 2よりも高く、前記第2ポーションが中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長に沿って延びる側面とを備えた直円筒形状を有しており、前記側面、及び燃焼する端面とは離反する前記端面が燃焼抑制されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの火薬(7;7’;70;700;700’)の燃焼が、燃焼圧力を調整しながら実施されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記加圧された液体(L)が分散形態で送達されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記液体(L)が消火剤、潤滑剤、冷却剤、又は清浄化及び/又は分散剤である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記装置(100;101;102)が、前記リザーバ(1)と前記少なくとも1つのガス発生器(15,16,17)とが配置されたワンピース型ボディ(100’;101’;102’)を含むこと、又は前記装置の内部で、前記少なくとも1つのガス発生器が前記リザーバ内に配置されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記装置(100;101;102)が、前記可動分離部材(4)として摺動ピストンを備えたボディ(100’;101’;102’)を含み、前記摺動ピストン(4)が2つのチャンバを仕切っており、第1チャンバは前記リザーバ(1)を形成しており、第2チャンバは火工ガス発生器(15;16;17)を形成する前記少なくとも1つの火薬(7)を含有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの火薬(7;7’;70;700;700’)の組成は、
硝酸塩、例えば塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸塩、例えば過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、ジニトラミド、例えばアンモニウムジニトラミド、及び金属酸化物、例えば酸化鉄から選択された少なくとも1種の酸化成分、及び、
硝酸グアニジン、ニトログアニジン、グアニル尿素ジニトラミド、テトラゾール、該テトラゾールの誘導体及びこれらの塩、例えば5−アミノテトラゾール、5−グアニルアミノテトラゾール、5−アミノテトラゾールのカリウム塩、5−アミノテトラゾールのナトリウム塩、5−アミノテトラゾールのカルシウム塩、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ビテトラゾールのナトリウム塩、ビテトラゾールアミンのアンモニウム塩、5,5’−アゾビテトラゾールのナトリウム塩、5,5’−アゾビテトラゾールのカルシウム塩、トリアゾール、ジニトラミド、ジアミド及びポリアミン硝酸塩から選択された少なくとも1種の窒素含有還元成分、を含有することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 特に請求項4、5、及び7〜12のいずれか1項に記載の方法を実施するのに適した火薬(70)であって、中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の、円形断面と2つの端面間の全長(l)に沿って延びる側面(70a)とを備えた直円筒形状を有する、火薬(70)において、
該円筒の2つの端面(70b、70c)のうちの一方(70c)が燃焼抑制されるのに対して、該円筒の2つの端面(70b、70c)のうちの他方(70b)が燃焼抑制されず、該円筒の側面(70a)が、前記燃焼抑制される端面(70c)から出発する該円筒の長さの一部(l2)に沿ってのみ燃焼抑制されることを特徴とする、火薬(70)。 - 特に請求項4及び6〜12のいずれか1項に記載の方法を実施するのに適した火薬(700;700’)であって、円形断面と2つの端面(700b、700c;700’b,700’c)間の全長(l)に沿って延びる側面(700a;700’a)とを備えた直円筒形状を有する、火薬(70)において、
該円筒の2つの端面(700b,700c;700’b,700’c)のうちの一方(700c;700’c)、及び前記端面(700c;700’c)から出発する該円筒の側面(700a;700’a)の少なくとも一部が燃焼抑制されるのに対して、該円筒の2つの端面(700b,700c;700’b,700’c)のうちの他方(700b;700’b)が燃焼抑制されず、該火薬が2つの並置するポーション(701,702;701’,702’)から成っており、該中実モノリシック・ブロック型又は構造スタック型の第1ポーション(701;701’)が、前記直円筒の非燃焼抑制型の前記端面(700b;700’b)に相当する非燃焼抑制型の端面(701b;701’b)と、少なくとも部分的に燃焼抑制される(701a)又は燃焼抑制されない(701’a)前記直円筒の前記側面(700a;700’a)の一部に相当する側面とを有しており、前記第1ポーションの所与の圧力における燃焼率が、該中実モノリシック・ブロック型又はディスク・スタック型の第2ポーション(702;702’)の燃焼率よりも高いことを特徴とする、火薬(70)。
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