フェアリング内空調用空気の拡散装置
【課題】 フェアリグに対して着脱可能であり、かつ送込んだ空気をフェアリングの内周面に沿って拡散させることができるフェアリング内空調用空気の拡散装置を提供する。
【解決手段】 拡散板３０は、送込孔部２６の内径よりも小さい外径に形成され、ダクト２５に連結され、フェアリング２１に対してダクト２５ともに着脱可能である。拡散板３０は、ダクト２５によって導かれて送込孔部２６から送込まれる空気を案内して、送込孔部２６の軸線Ｌ２６から遠ざかる方向へ拡散させる。拡散板３０は、基部３３と周壁部３４とを有し、ダクト２５の開口部に対向する側の表面部が、凹となる形状に形成されており、送込まれる空気は、送込孔部２６の軸線Ｌから遠ざかりかつ送込孔部２６の軸線Ｌに沿ってフェアリング２１の外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内周面に沿って拡散される。
【解決手段】 拡散板３０は、送込孔部２６の内径よりも小さい外径に形成され、ダクト２５に連結され、フェアリング２１に対してダクト２５ともに着脱可能である。拡散板３０は、ダクト２５によって導かれて送込孔部２６から送込まれる空気を案内して、送込孔部２６の軸線Ｌ２６から遠ざかる方向へ拡散させる。拡散板３０は、基部３３と周壁部３４とを有し、ダクト２５の開口部に対向する側の表面部が、凹となる形状に形成されており、送込まれる空気は、送込孔部２６の軸線Ｌから遠ざかりかつ送込孔部２６の軸線Ｌに沿ってフェアリング２１の外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内周面に沿って拡散される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェアリング内を空調する空調用空気を、フェアリング内に拡散させるための拡散装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２４は、従来の技術のフェアリング内空調用空気の拡散装置１を示す断面図である。図２５は、拡散装置１が設けられるフェアリング２の一部を示す断面図である。人工衛星をロケットに搭載して打上げるとき、人工衛星は、その保護を目的としてフェアリングによって覆われている。さらにフェアリング内の温度および湿度環境を一定に保つために、ロケットがリフトオフされるまで間、送込孔部４と同一内径のダクト３をフェアリング２に形成された送込孔部４に接続して空調用空気を送込んでいる。空調用空気を送込むにあたって、送込んだ空気の風圧によって人工衛星が損傷してしまうことを防ぐために、送込まれた空気の気流が直接人工衛星に衝突しないように、拡散装置１が設けられている。
【０００３】
拡散装置１は、円形平板状の拡散板５と、拡散板５をダクト３に連結脚６とを有する。拡散板５は、ダクト３の軸線に垂直かつ同軸に配置され、ダクト３が送込孔部４に接続された状態で、フェアリング２内に配置されるように、ダクト３に固定されている。このように拡散装置１は、ダクト３に連結されており、ロケットがリフトオフされるときには、ダクト３とともににフェアリング２から離脱される。この離脱時に、送込孔部４が干渉することを防ぐために、拡散板５の外径ｄ５は、送込孔部４の内径ｄ４よりも小さく形成されている。このような拡散板５を備える拡散装置１を設けることによって、送込孔部４からフェアリング２内に送込まれる空調用空気を、フェアリング２内に拡散させている。
【０００４】
他の従来の技術として、特許文献１に示される装置がある。この装置は、フェアリングなどの構造体内に送込まれた空気を拡散させるための風止板が設けられ、この風止板は、ダクト側の表面部が凹となる形状に円錐台形状に形成されている。またこの風止板は、ダクトに対して軸線方向へ変位可能であり、ダクトを構造体から離脱させるときに、ダクト内に退避させることができるように構成されている。
【０００５】
さらに他の従来の技術として、特許文献２に示される装置がある。この装置は、フェアリング内に、もう１つのフェアリング（内部フェアリングがある場合、フェアリングに形成されるガス入口と、内部フェアリングに形成されるガス入口とを、連通部材によって連通して、フェアリング外部からダクトによって輸送される空気を、内部フェアリング内に送込めるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８５６９９号公報
【特許文献２】特開平６−８８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２６は、円形平板８に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。円筒状の管路９に対して同軸かつ垂直に円形平板８を配置して、管路９から円形平板８に向けて管路９の軸線に平行な噴出方向Ａ１へ空気を噴出したとき、空気は、円形平板８に衝突すると円形平板８に沿って流下する。円形平板８の周縁部に到達した空気は、円形平板８の軸線Ｌ８に対して角度β１を成す方向Ａ２へ流下する。前記角度β１は、円形平板８の外径ｄ８が、管路９の内径ｄ９の６倍より小さい（ｄ８＜（６×ｄ９））場合、π／２より小さくなる（β１＜（π／２））。
【０００８】
この関係を拡散装置１に当てはめると、拡散板５の外径ｄ５が円形平板の外径ｄ８に相当し、送込孔部４の外径ｄ４が管路９の内径ｄ９に相当する。したがって拡散装置１では、送込まれた空気は、拡散板５の周縁部から拡散板５に平行な方向へ流下するのではなく、拡散板５の軸線方向の成分を含む方向（以下「従来拡散方向」という）Ｂへ流下する。この従来拡散方向Ｂは、フェアリング２の内周面に沿う方向ではなく、フェアリング２の内方に向かう成分を含む方向である。
【０００９】
送込んだ空気の風圧による人工衛星の損傷を防ぎ、かつ効率良く空調するためには、送込んだ空気は、フェアリング２の内周面に沿って流下させることが好ましい。しかしながら、従来の技術の拡散装置１では、フェアリング２の内周面に沿って流下するように好適に拡散させることができない。
【００１０】
さらに図２７に示すように、フェアリング２内に人工衛星が収容されていない状態を想定して、送込んだ空気が従来拡散方向Ｂへ拡散されると、この従来拡散方向Ｂへ流下する空気流の両側に圧力の低い領域Ｓ１，Ｓ２が形成され、フェアリング２の内周面に沿って送込孔部４に向かう方向Ｃの２次的な空気の流れが生じ、最終的に、矢符Ｄ１，Ｄ２で示すような安定した循環流を生じ、前記拡散方向Ｂへ安定して拡散される。
【００１１】
さらに図２８に示すように、フェアリング２内に人工衛星７が収容されている場合、一方の圧力が低い領域Ｓ２は、人工衛星７の表面に沿って形成されることになる。これによって図２９に示すように、拡散方向Ｂへ拡散された空気は、人工衛星７側に引寄せられて、矢符Ｂ１，Ｂ２で示す方向へ人工衛星７に沿って流下する。そして、フェアリング２の内周面に沿って送込孔部４に向かう方向Ｃの２次的な空気の流れが生じることによって、循環流Ｄ１を生じて安定する。
【００１２】
このように拡散装置１では、送込まれた空気が、フェアリング２の内方へ向かう拡散方向Ｂへ拡散されるので、送込まれた空気２は、人工衛星７に引寄せられることになり、１次的な気流が人工衛星７に衝突することになる。したがって拡散板５が無い場合に比べると空気流によって人工衛星７に与えられる外力は小さくなるが、損傷を確実に防ぐためには、１次的な気流が人工衛星７に衝突しないように、また効率的な空調を実現するために、送込んだ空気をフェアリング２の内周面に沿って拡散させることができる装置が望まれている。
【００１３】
特許文献１に示される装置では、風止板は、平板状ではなく、円形平板状の中央部と円錐台状の外周部から成り、ダクト側に凹となる形状であるが、その形状は、送込まれる空気を構造体の内表面に沿って流下させることを考慮して決定されていない。しかもこの装置では、風止板がダクトに対して変位可能であり、構成が複雑になる。またこのような構造では、ダクトを構造体に装着したままの状態で、風止板をダクトに案内させて構造体から引出すことが可能であり、風止板を構造体の開口部よりもわずかに小さいだけの寸法に形成することができ、風止板を大きくできるので、送込まれる空気を構造体に沿って流下させやすくなり、この点からも、風止板の形状については、送込まれる空気を構造体の内表面に沿って流下させることを考慮して決定されているものではない。
【００１４】
また特許文献２に示される装置は、内部フェアリング内を効率良く空調するための装置であり、フェアリング内に送込まれた空気を、フェアリングの内周面に沿って流下させることができる構造ではない。
【００１５】
図３０は、さらに他の従来の技術の拡散装置１Ａを示す断面図である。図３０の拡散装置１Ａは、図２４の拡散装置１と類似しており、対応する構成には、同一の符号を付して説明を省略する。拡散装置１Ａは、図３１および図３２に示されるように、ダクト３ではなく、フェアリング２の内周部に固定されている。この構成では、フェアリグ２に対して、ダクト３とともに着脱する必要がなく、拡散板５の外径ｄ５を、送込孔部４の内径ｄ４よりも大きく形成することができる。このような構成にすれば、送込んだ空気をフェアリング２の内周面に沿って拡散させることができるが、拡散装置１Ａも打上げなければならない。打上げにあたっては、できるだけ重量を軽くすることが要求されるので、拡散装置１は、ダクト３ともに着脱可能であることが好ましい。
【００１６】
図３３は、さらに他の従来の技術の拡散装置１Ｂを示す断面図である。図３３の拡散装置１Ｂにおいて、図２４の拡散装置１と対応する構成には、同一の符号を付して説明を省略する。拡散装置１Ｂは、送込孔部４からフェアリング頂部１０へ空気を導くフェアリング内ダクト１１を有する。このようにフェアリング内ダクト１１を設けることによって、送込んだ空気をフェアリング頂部１０から、人工衛星に働く風圧を抑えて、効率良く拡散させることはできるが、図３０の拡散装置１Ａと同様の課題を有する。
【００１７】
本発明の目的は、フェアリグに対して着脱可能であり、かつ送込んだ空気をフェアリングの内周面に沿って拡散させることができる簡単な構造のフェアリング内空調用空気の拡散装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ロケットに搭載される搭載物を保護するフェアリングの内方の空間を空調するために、フェアリングに形成された送込孔部にフェアリングの外方から着脱可能に装着される空調用ダクトによって輸送され、送込孔部からフェアリング内に送込まれる空調用空気を、フェアリング内に拡散させる拡散装置であって、
空調用ダクトの開口部に対向して固定され、送込孔部を通過可能な寸法を有し、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態でフェアリング内に配置され、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な凹形状に形成される拡散装置本体を含むことを特徴とするフェアリング内空調用空気の拡散装置である。
【００１９】
本発明に従えば、拡散装置本体は、送込孔部の内形寸法よりも小さい外形寸法に形成され、空調用ダクトに連結されるので、フェアリングに対して、空調用ダクトともに着脱可能である。拡散装置本体は、空調用ダクトの開口部に対向する位置に設けられ、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態では、フェアリング内に配置される。これによって空調用ダクトによって導かれる空調用空気（以下単に「空気」という場合がある）は、送込孔部からフェアリング内に送込まれ、拡散装置本体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部に案内されて、送込孔部の軸線から遠ざかる方向へ拡散される。拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部は、凹となる形状に形成されており、送込まれる空気は、送込孔部の軸線から遠ざかりかつ送込孔部の軸線に沿ってフェアリングの外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング内に送込まれる空気は、フェアリングの内周面に沿って拡散される。このような効果を、拡散装置をダクトに固定するだけの簡単な構造で実現することができる。
【００２０】
また本発明は、拡散装置本体は、
空調用ダクトの開口部に対向する平板状の基部と、
基部の周縁部から空調用ダクトに近づくように屈曲して突出し、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有する周壁部とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、拡散装置本体は、平板状の基部と、基部の周縁部から屈曲して突出する周壁部とを有する。これによって基部と周壁部との有するだけの簡単な構成によって、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散装置本体を実現することができる。しかも周壁部は、送り込まれる空気を、フェアリングの内表面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有しており、空気をフェアリング内表面に沿って流下させることができる。
【００２２】
また本発明は、拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な滑らかな曲面状に形成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、滑らかな曲面状に形成される。これによって送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、送込まれる空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００２４】
また本発明は、拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されていることを特徴とする。
本発明に従えば、拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されているので、送込まれた空気の一部を細孔から拡散装置本体の裏側に導くことができる。これによって拡散装置本体の裏側に圧力の低い領域が形成されてしまうことを防止し、またその領域の圧力が低くなることを抑えることができる。拡散される空気流がフェアリングの内方側に引寄せられることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状に形成されており、フェアリング内に送込まれる空気は、拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部に案内されて、フェアリングの内周面に沿って拡散される。したがって簡単な構造の装置によって送込まれた空気の風圧によって、フェアリング内に収容される搭載物が損傷することを確実に防止することができ、かつ効率的な空調を達成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、基部と周壁部との有するだけの簡単な構成によって、送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散装置本体を実現することができる。
【００２７】
また本発明によれば、送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、送込まれた空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００２８】
また本発明によれば、送込まれる空気の一部を細孔から拡散装置本体の裏側に導き、拡散装置本体の裏側に圧力の低い領域が形成されることを防止し、送込まれる空気を、確実にフェアリングの内周面に沿って拡散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態のフェアリング内空調用空気の拡散装置２０をフェアリング２１に装着した状態で示す断面図である。図２は、フェアリング２１の一部を示す断面図である。図３は、フェアリング２１を示す正面図である。図４は、フェアリング２１を示す平面図である。図５は、図３の切断面線Ｖ５−Ｖ５から見て示す断面図である。図６は、図３の切断面線Ｖ６−Ｖ６から見て示す断面図である。図２は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示し、図２は、フェアリング２１の軸線に垂直な平面で切断した断面を示す。図２、図５および図６には、一部の構成の厚みを省略して示す。また以下の説明で参照する図面においても、一部の構成の厚みを省略して示す場合がある。ペイロードなどと呼ばれる搭載物、たとえば人工衛星２２をロケット２３に搭載して打上げるにあたっては、ロケット本体２４とフェアリング２１とを有するロケット２３を用い、ロケット本体２４の先端部に人工衛星２２を搭載し、ロケット本体２４にフェアリング２１を設けることによって、フェアリング２１で人工衛星２２を覆い、保護している。
【００３０】
フェアリング２１内の温度および湿度環境は、人工衛星２２を収容してからロケット２３がリフトオフされるまでの間に変化するので、人工衛星２２への悪影響を考慮して、ロケットがリフトオフされるまでの間、フェアリング２１内の温度および湿度環境を一定に保つために、フェアリング２１内の空間が空調されている。このような地上空調と呼ばれる空調は、フェアリング２１に形成されるたとえば１つの送込孔部２６に、空調用ダクト（以下単に「ダクト」という）２５を装着して空調用空気（以下単に「空気」という場合がある）を送込み、フェアリング２１に形成されるたとえば４つの排出孔部２７からフェアリング２１内の空気を排出させて、実現されている。
【００３１】
フェアリング２１は、その軸線方向一端部がロケット本体２４に連結され、軸線方向他端部が先細状に形成されており、軸線方向両端部間の中間部の内方に人工衛星２２を収容している。送込孔部２６は、人工衛星２２のロケット本体２４と反対側の端部付近に臨む位置の周方向１カ所に形成される。排出孔部２７は、送込孔部２６よりもロケット本体２４寄りの位置であり、人工衛星２２のロケット本体２４寄りの端部付近に臨む位置の周方向４カ所に形成される。排出孔部２７には、逆止弁が設けられており、フェアリング２１内から排出は許容されるが、フェアリング２１内への侵入は防止されている。フェアリング２１の寸法の一例を述べると、たとえば軸線方向寸法Ｈ２１は、１２ｍであり、最大内径ｄ２１は、５ｍである。
【００３２】
ダクト２５は、開口部２９で、ガスケット２８を介在させて送込孔部２６に着脱可能に装着される構成であり、装着状態では、少なくとも開口部２９付近は送込孔部２６と同軸に配置される。送込孔部２６の軸線Ｌ２６は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に対して垂直である。またダクト２５の少なくとも開口部２９付近の内径ｄ２５は、送込孔部２６の内径ｄ２６と同一である。
【００３３】
このダクト２５によって供給源から導かれた空調用空気を、送込孔部２６を介して、送込孔部２６の軸線Ｌ２６に沿う噴出方向Ｄへ、噴出して送込むと、その送込んだ空気流の風圧で人工衛星２２を損傷してしまうおそれがあるので、これを防ぐために拡散装置２０が設けられる。この拡散装置２０によって、送込まれる空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散されることによって、前記風圧による人工衛星２２の損傷を防ぐことができるとともに、フェアリング２１内を効率良く空調することができる。
【００３４】
図７は、拡散装置２０を示す断面図である。図８は、拡散装置２０を示す正面図である。図１〜図６を併せて参照して、軸線Ｌ２５に垂直な断面の形状が円形状であるダクト２５は、開口部２９に正方形状の外向きフランジ３６が形成されており、このフランジ３６とフェアリング２１の外周面との間に円環状のガスケット２８を介在させて、フェアリング２１に装着され、送込孔部２６に気密に接続される。拡散装置２０は、このようなダクト２５の開口部２９に連結されて、ダクト２５からさらにダクト２５の軸線Ｌ２５に沿って延出するように設けられる。
【００３５】
拡散装置２０は、拡散装置本体である拡散板３０と、拡散板３０をダクト２５の開口部２９に連結する連結脚３１とを含む。拡散板３０は、ダクト２５の開口部２９からダクト２５の軸線Ｌ２５に沿う方向に間隔をあけた位置でありかつダクト２５の開口部２９に対向する位置に設けられている。拡散板３０は、円形状であり、ダクト２５と同軸に設けられる。この拡散板３０は、ダクト２５の軸線Ｌ２５に垂直に配置され、ダクト２５の開口部２９に対向する円形の平板状の基部３３と、基部３３の周縁部からダクト２５に近づく方向へ屈曲して突出する周壁部３４とを有する。基部３３の軸線は、拡散板３０の軸線Ｌ３０と一致しており、ダクト２５の軸線Ｌ２５とも一致している。周壁部３４は、本実施の形態では、拡散板３０の軸線Ｌ３０まわりの周方向全周にわたって形成され、周方向に関して一様な軸線方向寸法Ｗ３４を有している。拡散板３０は、このように基部３３および周壁部３４を有して構成され、ダクト２５の開口部２９に対向する側の表面部が凹となる形状に形成される。
【００３６】
図９は、ダクト２５の装着操作を示す断面図である。図９は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示す。拡散装置２０が連結されたダクト２５は、図９（１）に示すように、ダクト２５の軸線Ｌ２５が送込孔部２６の軸線Ｌ２６と一致するように配置し、ダクト２５をその軸線Ｌ２５に沿って変位させることによって、図９（２）に示すように、ダクト２５がフェアリング２１に装着される。拡散装置２０は、ダクト２５がフェアリング２１に装着された状態で、部分的に、送込孔部２６からフェアリング２１内に突出して設けられる。このよう状態で、少なくとも拡散板３０は、フェアリング２１の内方の、フェアリング２１の内周面から間隔をあけた位置に配置される。
【００３７】
図１０は、ダクト２５の離脱操作を示す断面図である。図１０は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示す。フェアリング２１に装着されたダクト２５は、図１０（１）に示すように、ダクト２５をその軸線Ｌ２５に沿って変位させて離脱させ、または図１０（２）に示すように、フェアリング２１の外表面上に設定される角変位中心まわりに角変位させて離脱される。拡散装置２０は、このようにダクト２５がフェアリング２１から離脱されることによって、送込孔部２６からフェアリング２１外に引き抜かれる。
【００３８】
図１１は、拡散装置２０に関連する構成の寸法を一例を示すための断面図である。図１１は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に垂直な平面で切断した断面を示す。送込まれる空気を、フェアリング２１の内周面に沿って流下させるための好適な、拡散板３０の基部３３に対する周壁部３４の突出量Ｗ３４は、ダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６と、拡散板３０の軸線Ｌ３０上におけるフェアリング２１の内周面の延長面と基部３３との間の間隔（クリアランス）Ｈ３０と、拡散板３０の外径ｄ３０とによって表される次式（１）によって決定される。
【００３９】
具体的な数値の一例を述べると、たとえばダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６は、約３００〜５００ｍｍであり、拡散板３０の外径ｄ３０は、ダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６よりも、約２５〜６０ｍｍ程度小さく、約２５０〜４５０ｍｍである。拡散板３０の軸線Ｌ３０上におけるフェアリング２１の内周面の延長面と基部３３との間の間隔（クリアランス）Ｈ３０は、約８０〜１５０ｍｍである。拡散板３０の基部３３に対する周壁部３４の突出量Ｗ３４は、フェアリング２１との間に空気の通路が確保される寸法で約２０ｍｍ以上であればよい。
【００４０】
このように拡散装置２０は、拡散板３０の外形寸法、具体的には外径ｄ３０が、送込孔部２６の内形寸法、具体的には内径ｄ２６よりも小さく形成されている。これによって拡散装置２０をダクト２５に連結し、図９および図１０に示すようなフェアリング２１に対するダクト２５の着脱操作によって、拡散板３０を、送込孔部２６を介して、フェアリング２１内に出し入れすることができる。
【００４１】
図１２は、拡散板３０と同様の形状の板状部材４０に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。板状部材４０は、拡散板３０と同様の形状であり、基部４２と周壁部４３とを有する。板状部材４０の外径ｄ４０よりも小さい内径ｄ４１の円筒状の管路４１に対して同軸かつ垂直に、さらに凹となる側の表面部を管路４１に対向させて板状部材４０を配置し、管路４１から板状部材４０に向けて管路４１の軸線に平行な噴出方向Ｃ１へ空気を噴出したとき、空気は、板状部材４０の基部４２に衝突して基部４２に沿って流下する。基部４２に沿って流下して周縁部に到達した空気は、噴出方向Ｃ１と反対方向へ向けて案内され、最終的には、周壁部４３を乗り越えるようにして、板状部材４０の軸線Ｌ４０に対して略垂直な方向Ｃ２へ流下する。この図１２に示す構成では、管路４１の内径ｄ４１が板状部材４０の外径ｄ４０よりも小さい例で説明したけれども、周壁部４３が形成されることによって、図２６を参照して説明したような周壁部４３が設けられない場合に比べ、噴出方向Ｃ１の成分を無くし、または小さく抑えて、板状部材４０の周縁部から板状部材４０の軸線に垂直な方向Ｃ２へ空気を流下させることができる。
【００４２】
図１３は、送込まれる空気が拡散される拡散方向Ｄを示す断面図である。図１４は、空気を送込むことによって生じる２次流れを示す断面図である。図１３および図１４は、フェアリング２１の軸線に垂直な平面で切断した断面を示す。また図１３および図１４には、各軸線Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ３０に関して一方側だけの空気の流れに関して示しており、実際には、両側に対称の流れを生じている。本実施の形態では、板状部材４０と同様に基部３３と周壁部３４とを有する拡散板３０を有する拡散装置２０が用いられる。したがってダクト２５によって導かれる空気は、拡散板３０とフェアリング２１との間であって、各連結脚部３１の間から、ダクト２５の軸線Ｌ２５に沿う噴出方向Ｄに噴出されると、拡散板３０によって、その軸線Ｌ３０に略垂直な方向へ、したがってフェアリング２１の内周面に沿う方向（以下「拡散方向」という）Ｅへ拡散される。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、拡散板３０のダクト２５の開口部２９に対向する側の表面部が、凹となる形状に形成されており、ダクト２５によって送込まれる空気は、送込孔部２６の軸線Ｌ２６から遠ざかりかつ送込孔部２６の軸線Ｌ２６に沿ってフェアリング２１の外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内方に向かう成分が小さい方向に拡散され、具体的には、フェアリング２１の内周面に沿って流下する。
【００４４】
さらに詳細に説明すると、ダクト２５によって導かれる空気は、拡散板３０の外径ｄ３０が送込孔部２６の内径ｄ２６よりも小さいので、ダクト２５、送込孔部２６および拡散板３０の各軸線Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ３０に垂直な方向ではなく、フェアリング２１の内方に向かう成分、すなわち噴出方向Ｄの成分を含んではいるが、従来の技術における拡散方向Ｂに比べてその成分は小さく、フェアリング２１の内周面寄りの方向である。
【００４５】
図１３に示すように、拡散方向Ｅに流下する気流の両側には、圧力が低い領域Ｓ２１，Ｓ２２が形成される。一方の領域Ｓ２１は、気流とフェアリング２１との間に形成される領域であり、他方の領域Ｓ２２は、気流と人工衛星２２との間に形成される領域である。また他方の領域Ｓ２２は、拡散板３０の裏側となる拡散板３０と人工衛星２２との間の領域まで延びている。このような圧力の低い領域Ｓ２１，Ｓ２２が形成されると、気流は、圧力差によって引っ張られるが、本実施の形態では、拡散方向Ｅが人工衛星２２に比べてフェアリング２１の内周面寄りの方向であり、図１４に矢符Ｅ１〜Ｅ３で示すように、フェアリング２１の内周面に引寄せられる。したがって送込まれる空気は、図１および図２に矢符Ｆで示すように、フェアリング２１の内周面に沿って拡散され、流下される。さらにこのようにフェアリング２１の内周面に沿って空気が拡散されると、図１７に矢符Ｇで示すように、人工衛星２２の外表面に沿って送込孔部２６付近に戻る２次的な流れを生じ、これによって送込まれた空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散する気流が安定化する。
【００４６】
このように本実施の形態の拡散装置２０を用いることによって、フェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内周面に沿って拡散され、送込まれる空気の風圧によって、フェアリング２１内に収容される人工衛星２２が損傷することを確実に防止することができ、かつ効率的な空調を達成することができる。さらに具体例を述べると、温度が１０〜２５℃であり、湿度が４０〜５０％ＲＨである空気が、最大風量（流量）１００ｍ３／分の送込流量で送込まれる。本件発明者は、たとえば前述の寸法関係にある場合、周壁部３４の高さＷ３４が２０ｍｍ以上であると、送込まれる空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散、流下され、人工衛星２２を損傷させることなく、かつフェアリンク内を効率良く空調できることを確認している。
【００４７】
また拡散装置２０は、拡散板３０が、平板状の基部３３と、基部３３の周縁部から屈曲して突出する周壁部３４とを有する。これによって基部３３と周壁部３４とを有するだけの簡単な構成によって、ダクト２５の開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散板３０を実現することができる。したがって簡単な構成の拡散装置２０によって、前述の優れた効果を達成することができる。
【００４８】
またこのような拡散装置２０は、円形平板を用いる従来の技術と比較して、構成上の大きな変更を必要とせず、特に、フェアリング２１には、全く改良を必要としない点で、利便性に優れている。また円形平板を用いる従来の技術と比較しても、大きな圧力損失を生じることがなく、空気の供給源などの改良も不要であり、要求される空気の供給流量を達成することができる。
【００４９】
図１５は、本発明の実施の他の形態の拡散装置２０Ａを示す断面図である。図１６は、拡散装置２０Ａの拡散板３０を示す正面図である。図１５は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示し、図１６は、拡散板３０をその軸線Ｌ３０に沿う方向から見て示す。図１５および図１６に示す拡散装置２０Ａは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ａの拡散板３０には、基部３３に、厚み方向、したがって拡散板３０の軸線Ｌ３０に沿う方向に貫通する複数の細孔５０が形成されている。各細孔５０は、たとえば放射状に並んで形成される。また各細孔５０は、送込まれる空気が細孔５０通過することによって、人工衛星２２を損傷しない程度まで流速を低下させることができる寸法に形成されている。その他の構成は、図１〜図１４の拡散装置２０と同様である。
【００５０】
本実施の形態の拡散装置２０Ａによれば、拡散板３０には、複数の細孔５０が形成されているので、送込まれた空気の一部を細孔５０から拡散板３０の裏側、したがってダクト２５と反対側Ｓ３０に導くことができる。これによって図１７に示すように、図１３を参照して説明した領域Ｓ２２に相当する領域が、拡散板３０の裏側に形成されてしまうことを防止し、またその領域Ｓ２２の圧力が低くなることをできるだけ抑えることがでできる。したがって図１８に示すように、図１４を参照して説明したような矢符Ｅ１〜Ｅ３，Ｇの方向に流下する気流の形成を促すことができる。したがって送込まれる空気のフェアリング２１の内周面に沿う拡散、流下を確実に達成することができる。
【００５１】
図１９は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｂを示す断面図である。図１９は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図１９に示す拡散装置２０Ｂは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｂの拡散板３０は、ダクト２５に臨む側の表面が球面の一部である曲面形状に形成され、ダクト２５に臨む側の表面部が凹状に形成される。ダクト２５に臨む側の表面部における周縁部の軸線方向の突出高さＷ３４は、図１〜図１４の周壁部３４の突出高さＷ３４と同様の寸法である。その他の構成は、図１〜図１４の拡散装置２０と同様である。
【００５２】
図２０は、拡散装置２０Ｂの拡散板３０と同様の形状の板状部材４５に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。板状部材４５は、拡散板３０と同様の形状である。板状部材４５の外径ｄ４５よりも小さい内径ｄ４６の円筒状の管路４６に対して同軸かつ垂直に、さらに凹となる側の表面部を管路４６に対向させて板状部材４５を配置し、管路４６から板状部材４５に向けて管路４５の軸線に平行な噴出方向Ｃ３へ空気を噴出したとき、空気は、板状部材４５に衝突して板状部材４５に沿って流下する。このときに空気は、噴出方向Ｃ３と反対方向へ向けて案内され、最終的には、周縁部から板状部材４５の軸線Ｌ４５に対して略垂直な方向Ｃ４へ流下する。この図２０に示す構成では、管路４６の内径ｄ４６が板状部材４５の外径ｄ４５よりも小さい例で説明したけれども、凹状の表面部に案内されることによって、図２６を参照して説明したような円形平板の場合に比べ、噴出方向Ｃ３の成分を無くし、または小さく抑えて、板状部材４０の周縁部から板状部材４０の軸線に垂直な方向Ｃ４へ空気を流下させることができる。
【００５３】
このように空気を案内することができる形状の拡散板３０が設けられる拡散装置２０Ｂは、図１〜図１４の拡散装置２０と同様の効果を達成することができる。さらに拡散板３０における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、滑らかな曲面状に形成される。これによって送込まれる空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００５４】
本発明の実施のさらに他の形態として、図１９に示す拡散板３０に、図１５〜図１８に示す拡散装置２０Ａの拡散板３０と同様に、軸線に沿って厚み方向に貫通する複数の細孔５０を形成するようにしてもよい。これによって細孔５０が形成されることによって達成される効果を同様に達成することができる。
【００５５】
図２１は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｃを示す断面図である。図２１は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図２１に示す拡散装置２０Ｃは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｃの拡散板３０は、周壁部３４の突出量Ｗ３４が軸線Ｌ３０の軸線まわりの周方向に関して異なる。その他の構成は同様である。
【００５６】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、突出量Ｗ３４の大きく、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さい方向への空気の拡散流量を小さくし、突出量Ｗ３４の小さく、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きい方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、フェアリング２１のロケット本体２４に連結される端部である連結端部５４寄りに配置される周壁部３４の突出量Ｗ３４が大きく、フェアリング２１の連結端部５４と反対側の頂部５５寄りに配置される周壁部３４の突出量Ｗ３４が小さく形成される。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５７】
図２２は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｄを示す断面図である。図２２は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図２２に示す拡散装置２０Ｄは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｄの拡散板３０は、その軸線Ｌ３０がダクト２５および送込孔部２６の軸線Ｌ２５，Ｌ２６に対して傾斜している。その他の構成は同様である。
【００５８】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、拡散板３３の傾斜方向に応じて、軸線Ｌ３０まわりの周方向に空気の拡散流量を変化させることができる。具体的には、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さい方向への空気の拡散流量を小さくし、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きい方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、拡散板３０は、凹となるダクト２５側の表面部が頂部５５側を向くように傾斜されている。これによって連結端部５４側における拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さく、頂部５５側における拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きくなるように配置されている。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５９】
図２３は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｅを示す断面図である。図２３は、拡散板３０の軸線Ｌ３０に垂直な平面で切断した断面を示す。図２３に示す拡散装置２０Ｅは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｅは、拡散板３０をダクト２５に連結する連結脚部３１が、周方向に非対称に設けられている。本実施の形態では、たとえば断面形状が長方形状の４つの連結脚部３１が設けられて、前記長方形の長辺の向きが非対称となるように配置される。具体的には、周方向に等間隔に配置される４つの連結脚部３１のうち、１つの連結脚部３１が前記長方形の長辺を周方向に配置し、他の３つの連結脚部３１が前記長方形の長辺を半径方向に配置して設けられる。前記長辺が周方向に配置される連結脚部３１付近は、送込まれる空気の流下の妨げになりやすく、前記長辺が半径方向に配置される連結脚部３１付近は、送込まれる空気の流下の妨げになりにくいので、送込まれる空気を整流することができる。その他の構成は同様である。
【００６０】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、連結脚部３１の配置状態に応じて、軸線Ｌ３０まわりの周方向に空気の拡散流量を変化させることができる。具体的には、前記長辺が周方向に配置される連結脚部３１が設けられる方向への空気の拡散流量を小さくし、前記長辺が半径方向に配置される連結脚部３１が設けられる方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、連結端部５４寄りに配置される連結脚部３１が長辺を周方向に配置し、他の３つの連結脚部３１が長辺を半径方向に配置して設けられる。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００６１】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することが可能である。たとえば、前述の具体的な形状、寸法などは一例であり、これに限定されるものではない。また図２１〜図２３に示す拡散装置２０Ｃ〜２０Ｅの拡散板３０に、細孔５０を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の一形態のフェアリング内空調用空気の拡散装置２０をフェアリング２１に装着した状態で示す断面図である。
【図２】フェアリング２１の一部を示す断面図である。
【図３】フェアリング２１を示す正面図である。
【図４】フェアリング２１を示す平面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ５−Ｖ５から見て示す断面図である。
【図６】図３の切断面線Ｖ６−Ｖ６から見て示す断面図である。
【図７】拡散装置２０を示す断面図である。
【図８】拡散装置２０を示す正面図である。
【図９】ダクト２５の装着操作を示す断面図である。
【図１０】ダクト２５の離脱操作を示す断面図である。
【図１１】拡散装置２０に関連する構成の寸法を一例を示すための断面図である。
【図１２】拡散板３０と同様の形状の板状部材４０に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【図１３】送込まれる空気が拡散される拡散方向Ｄを示す断面図である。
【図１４】空気を送込むことによって生じる２次流れを示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の他の形態の拡散装置２０Ａを示す断面図である。
【図１６】拡散装置２０Ａの拡散板３０を示す正面図である。
【図１７】拡散装置２０Ａを用いた場合の空気の流下状態を示す断面図である。
【図１８】拡散装置２０Ａを用いた場合の空気の流下状態を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｂを示す断面図である。
【図２０】拡散装置２０Ｂの拡散板３０と同様の形状の板状部材４５に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【００６３】
【図２１】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｃを示す断面図である。
【図２２】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｄを示す断面図である。
【図２３】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｅを示す断面図である。
【図２４】従来の技術のフェアリング内空調用空気の拡散装置１を示す断面図である。
【図２５】拡散装置１が設けられるフェアリング２の一部を示す断面図である。
【図２６】円形平板８に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【図２７】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図２８】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図２９】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図３０】さらに他の従来の技術の拡散装置１Ａを示す断面図である。
【図３１】ダクト３を示す図である。
【図３２】ダクト３を離脱させた状態で拡散装置１Ａを示す断面図である。
【図３３】さらに他の従来の技術の拡散装置１Ｂを示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
２０，２０Ａ〜２０Ｅ 拡散装置
２１ フェアリング
２２ 衛星
２５ ダクト
２６ 送込孔部
３０ 拡散板
３１ 連結脚部
３３ 基部
３４ 周壁部
５０ 細孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェアリング内を空調する空調用空気を、フェアリング内に拡散させるための拡散装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２４は、従来の技術のフェアリング内空調用空気の拡散装置１を示す断面図である。図２５は、拡散装置１が設けられるフェアリング２の一部を示す断面図である。人工衛星をロケットに搭載して打上げるとき、人工衛星は、その保護を目的としてフェアリングによって覆われている。さらにフェアリング内の温度および湿度環境を一定に保つために、ロケットがリフトオフされるまで間、送込孔部４と同一内径のダクト３をフェアリング２に形成された送込孔部４に接続して空調用空気を送込んでいる。空調用空気を送込むにあたって、送込んだ空気の風圧によって人工衛星が損傷してしまうことを防ぐために、送込まれた空気の気流が直接人工衛星に衝突しないように、拡散装置１が設けられている。
【０００３】
拡散装置１は、円形平板状の拡散板５と、拡散板５をダクト３に連結脚６とを有する。拡散板５は、ダクト３の軸線に垂直かつ同軸に配置され、ダクト３が送込孔部４に接続された状態で、フェアリング２内に配置されるように、ダクト３に固定されている。このように拡散装置１は、ダクト３に連結されており、ロケットがリフトオフされるときには、ダクト３とともににフェアリング２から離脱される。この離脱時に、送込孔部４が干渉することを防ぐために、拡散板５の外径ｄ５は、送込孔部４の内径ｄ４よりも小さく形成されている。このような拡散板５を備える拡散装置１を設けることによって、送込孔部４からフェアリング２内に送込まれる空調用空気を、フェアリング２内に拡散させている。
【０００４】
他の従来の技術として、特許文献１に示される装置がある。この装置は、フェアリングなどの構造体内に送込まれた空気を拡散させるための風止板が設けられ、この風止板は、ダクト側の表面部が凹となる形状に円錐台形状に形成されている。またこの風止板は、ダクトに対して軸線方向へ変位可能であり、ダクトを構造体から離脱させるときに、ダクト内に退避させることができるように構成されている。
【０００５】
さらに他の従来の技術として、特許文献２に示される装置がある。この装置は、フェアリング内に、もう１つのフェアリング（内部フェアリングがある場合、フェアリングに形成されるガス入口と、内部フェアリングに形成されるガス入口とを、連通部材によって連通して、フェアリング外部からダクトによって輸送される空気を、内部フェアリング内に送込めるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８５６９９号公報
【特許文献２】特開平６−８８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２６は、円形平板８に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。円筒状の管路９に対して同軸かつ垂直に円形平板８を配置して、管路９から円形平板８に向けて管路９の軸線に平行な噴出方向Ａ１へ空気を噴出したとき、空気は、円形平板８に衝突すると円形平板８に沿って流下する。円形平板８の周縁部に到達した空気は、円形平板８の軸線Ｌ８に対して角度β１を成す方向Ａ２へ流下する。前記角度β１は、円形平板８の外径ｄ８が、管路９の内径ｄ９の６倍より小さい（ｄ８＜（６×ｄ９））場合、π／２より小さくなる（β１＜（π／２））。
【０００８】
この関係を拡散装置１に当てはめると、拡散板５の外径ｄ５が円形平板の外径ｄ８に相当し、送込孔部４の外径ｄ４が管路９の内径ｄ９に相当する。したがって拡散装置１では、送込まれた空気は、拡散板５の周縁部から拡散板５に平行な方向へ流下するのではなく、拡散板５の軸線方向の成分を含む方向（以下「従来拡散方向」という）Ｂへ流下する。この従来拡散方向Ｂは、フェアリング２の内周面に沿う方向ではなく、フェアリング２の内方に向かう成分を含む方向である。
【０００９】
送込んだ空気の風圧による人工衛星の損傷を防ぎ、かつ効率良く空調するためには、送込んだ空気は、フェアリング２の内周面に沿って流下させることが好ましい。しかしながら、従来の技術の拡散装置１では、フェアリング２の内周面に沿って流下するように好適に拡散させることができない。
【００１０】
さらに図２７に示すように、フェアリング２内に人工衛星が収容されていない状態を想定して、送込んだ空気が従来拡散方向Ｂへ拡散されると、この従来拡散方向Ｂへ流下する空気流の両側に圧力の低い領域Ｓ１，Ｓ２が形成され、フェアリング２の内周面に沿って送込孔部４に向かう方向Ｃの２次的な空気の流れが生じ、最終的に、矢符Ｄ１，Ｄ２で示すような安定した循環流を生じ、前記拡散方向Ｂへ安定して拡散される。
【００１１】
さらに図２８に示すように、フェアリング２内に人工衛星７が収容されている場合、一方の圧力が低い領域Ｓ２は、人工衛星７の表面に沿って形成されることになる。これによって図２９に示すように、拡散方向Ｂへ拡散された空気は、人工衛星７側に引寄せられて、矢符Ｂ１，Ｂ２で示す方向へ人工衛星７に沿って流下する。そして、フェアリング２の内周面に沿って送込孔部４に向かう方向Ｃの２次的な空気の流れが生じることによって、循環流Ｄ１を生じて安定する。
【００１２】
このように拡散装置１では、送込まれた空気が、フェアリング２の内方へ向かう拡散方向Ｂへ拡散されるので、送込まれた空気２は、人工衛星７に引寄せられることになり、１次的な気流が人工衛星７に衝突することになる。したがって拡散板５が無い場合に比べると空気流によって人工衛星７に与えられる外力は小さくなるが、損傷を確実に防ぐためには、１次的な気流が人工衛星７に衝突しないように、また効率的な空調を実現するために、送込んだ空気をフェアリング２の内周面に沿って拡散させることができる装置が望まれている。
【００１３】
特許文献１に示される装置では、風止板は、平板状ではなく、円形平板状の中央部と円錐台状の外周部から成り、ダクト側に凹となる形状であるが、その形状は、送込まれる空気を構造体の内表面に沿って流下させることを考慮して決定されていない。しかもこの装置では、風止板がダクトに対して変位可能であり、構成が複雑になる。またこのような構造では、ダクトを構造体に装着したままの状態で、風止板をダクトに案内させて構造体から引出すことが可能であり、風止板を構造体の開口部よりもわずかに小さいだけの寸法に形成することができ、風止板を大きくできるので、送込まれる空気を構造体に沿って流下させやすくなり、この点からも、風止板の形状については、送込まれる空気を構造体の内表面に沿って流下させることを考慮して決定されているものではない。
【００１４】
また特許文献２に示される装置は、内部フェアリング内を効率良く空調するための装置であり、フェアリング内に送込まれた空気を、フェアリングの内周面に沿って流下させることができる構造ではない。
【００１５】
図３０は、さらに他の従来の技術の拡散装置１Ａを示す断面図である。図３０の拡散装置１Ａは、図２４の拡散装置１と類似しており、対応する構成には、同一の符号を付して説明を省略する。拡散装置１Ａは、図３１および図３２に示されるように、ダクト３ではなく、フェアリング２の内周部に固定されている。この構成では、フェアリグ２に対して、ダクト３とともに着脱する必要がなく、拡散板５の外径ｄ５を、送込孔部４の内径ｄ４よりも大きく形成することができる。このような構成にすれば、送込んだ空気をフェアリング２の内周面に沿って拡散させることができるが、拡散装置１Ａも打上げなければならない。打上げにあたっては、できるだけ重量を軽くすることが要求されるので、拡散装置１は、ダクト３ともに着脱可能であることが好ましい。
【００１６】
図３３は、さらに他の従来の技術の拡散装置１Ｂを示す断面図である。図３３の拡散装置１Ｂにおいて、図２４の拡散装置１と対応する構成には、同一の符号を付して説明を省略する。拡散装置１Ｂは、送込孔部４からフェアリング頂部１０へ空気を導くフェアリング内ダクト１１を有する。このようにフェアリング内ダクト１１を設けることによって、送込んだ空気をフェアリング頂部１０から、人工衛星に働く風圧を抑えて、効率良く拡散させることはできるが、図３０の拡散装置１Ａと同様の課題を有する。
【００１７】
本発明の目的は、フェアリグに対して着脱可能であり、かつ送込んだ空気をフェアリングの内周面に沿って拡散させることができる簡単な構造のフェアリング内空調用空気の拡散装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ロケットに搭載される搭載物を保護するフェアリングの内方の空間を空調するために、フェアリングに形成された送込孔部にフェアリングの外方から着脱可能に装着される空調用ダクトによって輸送され、送込孔部からフェアリング内に送込まれる空調用空気を、フェアリング内に拡散させる拡散装置であって、
空調用ダクトの開口部に対向して固定され、送込孔部を通過可能な寸法を有し、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態でフェアリング内に配置され、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な凹形状に形成される拡散装置本体を含むことを特徴とするフェアリング内空調用空気の拡散装置である。
【００１９】
本発明に従えば、拡散装置本体は、送込孔部の内形寸法よりも小さい外形寸法に形成され、空調用ダクトに連結されるので、フェアリングに対して、空調用ダクトともに着脱可能である。拡散装置本体は、空調用ダクトの開口部に対向する位置に設けられ、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態では、フェアリング内に配置される。これによって空調用ダクトによって導かれる空調用空気（以下単に「空気」という場合がある）は、送込孔部からフェアリング内に送込まれ、拡散装置本体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部に案内されて、送込孔部の軸線から遠ざかる方向へ拡散される。拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部は、凹となる形状に形成されており、送込まれる空気は、送込孔部の軸線から遠ざかりかつ送込孔部の軸線に沿ってフェアリングの外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング内に送込まれる空気は、フェアリングの内周面に沿って拡散される。このような効果を、拡散装置をダクトに固定するだけの簡単な構造で実現することができる。
【００２０】
また本発明は、拡散装置本体は、
空調用ダクトの開口部に対向する平板状の基部と、
基部の周縁部から空調用ダクトに近づくように屈曲して突出し、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有する周壁部とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、拡散装置本体は、平板状の基部と、基部の周縁部から屈曲して突出する周壁部とを有する。これによって基部と周壁部との有するだけの簡単な構成によって、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散装置本体を実現することができる。しかも周壁部は、送り込まれる空気を、フェアリングの内表面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有しており、空気をフェアリング内表面に沿って流下させることができる。
【００２２】
また本発明は、拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な滑らかな曲面状に形成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、滑らかな曲面状に形成される。これによって送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、送込まれる空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００２４】
また本発明は、拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されていることを特徴とする。
本発明に従えば、拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されているので、送込まれた空気の一部を細孔から拡散装置本体の裏側に導くことができる。これによって拡散装置本体の裏側に圧力の低い領域が形成されてしまうことを防止し、またその領域の圧力が低くなることを抑えることができる。拡散される空気流がフェアリングの内方側に引寄せられることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状に形成されており、フェアリング内に送込まれる空気は、拡散装置体の空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部に案内されて、フェアリングの内周面に沿って拡散される。したがって簡単な構造の装置によって送込まれた空気の風圧によって、フェアリング内に収容される搭載物が損傷することを確実に防止することができ、かつ効率的な空調を達成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、基部と周壁部との有するだけの簡単な構成によって、送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散装置本体を実現することができる。
【００２７】
また本発明によれば、送り込まれる空気をフェアリング内表面に沿って流下させるように、送込まれた空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００２８】
また本発明によれば、送込まれる空気の一部を細孔から拡散装置本体の裏側に導き、拡散装置本体の裏側に圧力の低い領域が形成されることを防止し、送込まれる空気を、確実にフェアリングの内周面に沿って拡散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態のフェアリング内空調用空気の拡散装置２０をフェアリング２１に装着した状態で示す断面図である。図２は、フェアリング２１の一部を示す断面図である。図３は、フェアリング２１を示す正面図である。図４は、フェアリング２１を示す平面図である。図５は、図３の切断面線Ｖ５−Ｖ５から見て示す断面図である。図６は、図３の切断面線Ｖ６−Ｖ６から見て示す断面図である。図２は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示し、図２は、フェアリング２１の軸線に垂直な平面で切断した断面を示す。図２、図５および図６には、一部の構成の厚みを省略して示す。また以下の説明で参照する図面においても、一部の構成の厚みを省略して示す場合がある。ペイロードなどと呼ばれる搭載物、たとえば人工衛星２２をロケット２３に搭載して打上げるにあたっては、ロケット本体２４とフェアリング２１とを有するロケット２３を用い、ロケット本体２４の先端部に人工衛星２２を搭載し、ロケット本体２４にフェアリング２１を設けることによって、フェアリング２１で人工衛星２２を覆い、保護している。
【００３０】
フェアリング２１内の温度および湿度環境は、人工衛星２２を収容してからロケット２３がリフトオフされるまでの間に変化するので、人工衛星２２への悪影響を考慮して、ロケットがリフトオフされるまでの間、フェアリング２１内の温度および湿度環境を一定に保つために、フェアリング２１内の空間が空調されている。このような地上空調と呼ばれる空調は、フェアリング２１に形成されるたとえば１つの送込孔部２６に、空調用ダクト（以下単に「ダクト」という）２５を装着して空調用空気（以下単に「空気」という場合がある）を送込み、フェアリング２１に形成されるたとえば４つの排出孔部２７からフェアリング２１内の空気を排出させて、実現されている。
【００３１】
フェアリング２１は、その軸線方向一端部がロケット本体２４に連結され、軸線方向他端部が先細状に形成されており、軸線方向両端部間の中間部の内方に人工衛星２２を収容している。送込孔部２６は、人工衛星２２のロケット本体２４と反対側の端部付近に臨む位置の周方向１カ所に形成される。排出孔部２７は、送込孔部２６よりもロケット本体２４寄りの位置であり、人工衛星２２のロケット本体２４寄りの端部付近に臨む位置の周方向４カ所に形成される。排出孔部２７には、逆止弁が設けられており、フェアリング２１内から排出は許容されるが、フェアリング２１内への侵入は防止されている。フェアリング２１の寸法の一例を述べると、たとえば軸線方向寸法Ｈ２１は、１２ｍであり、最大内径ｄ２１は、５ｍである。
【００３２】
ダクト２５は、開口部２９で、ガスケット２８を介在させて送込孔部２６に着脱可能に装着される構成であり、装着状態では、少なくとも開口部２９付近は送込孔部２６と同軸に配置される。送込孔部２６の軸線Ｌ２６は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に対して垂直である。またダクト２５の少なくとも開口部２９付近の内径ｄ２５は、送込孔部２６の内径ｄ２６と同一である。
【００３３】
このダクト２５によって供給源から導かれた空調用空気を、送込孔部２６を介して、送込孔部２６の軸線Ｌ２６に沿う噴出方向Ｄへ、噴出して送込むと、その送込んだ空気流の風圧で人工衛星２２を損傷してしまうおそれがあるので、これを防ぐために拡散装置２０が設けられる。この拡散装置２０によって、送込まれる空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散されることによって、前記風圧による人工衛星２２の損傷を防ぐことができるとともに、フェアリング２１内を効率良く空調することができる。
【００３４】
図７は、拡散装置２０を示す断面図である。図８は、拡散装置２０を示す正面図である。図１〜図６を併せて参照して、軸線Ｌ２５に垂直な断面の形状が円形状であるダクト２５は、開口部２９に正方形状の外向きフランジ３６が形成されており、このフランジ３６とフェアリング２１の外周面との間に円環状のガスケット２８を介在させて、フェアリング２１に装着され、送込孔部２６に気密に接続される。拡散装置２０は、このようなダクト２５の開口部２９に連結されて、ダクト２５からさらにダクト２５の軸線Ｌ２５に沿って延出するように設けられる。
【００３５】
拡散装置２０は、拡散装置本体である拡散板３０と、拡散板３０をダクト２５の開口部２９に連結する連結脚３１とを含む。拡散板３０は、ダクト２５の開口部２９からダクト２５の軸線Ｌ２５に沿う方向に間隔をあけた位置でありかつダクト２５の開口部２９に対向する位置に設けられている。拡散板３０は、円形状であり、ダクト２５と同軸に設けられる。この拡散板３０は、ダクト２５の軸線Ｌ２５に垂直に配置され、ダクト２５の開口部２９に対向する円形の平板状の基部３３と、基部３３の周縁部からダクト２５に近づく方向へ屈曲して突出する周壁部３４とを有する。基部３３の軸線は、拡散板３０の軸線Ｌ３０と一致しており、ダクト２５の軸線Ｌ２５とも一致している。周壁部３４は、本実施の形態では、拡散板３０の軸線Ｌ３０まわりの周方向全周にわたって形成され、周方向に関して一様な軸線方向寸法Ｗ３４を有している。拡散板３０は、このように基部３３および周壁部３４を有して構成され、ダクト２５の開口部２９に対向する側の表面部が凹となる形状に形成される。
【００３６】
図９は、ダクト２５の装着操作を示す断面図である。図９は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示す。拡散装置２０が連結されたダクト２５は、図９（１）に示すように、ダクト２５の軸線Ｌ２５が送込孔部２６の軸線Ｌ２６と一致するように配置し、ダクト２５をその軸線Ｌ２５に沿って変位させることによって、図９（２）に示すように、ダクト２５がフェアリング２１に装着される。拡散装置２０は、ダクト２５がフェアリング２１に装着された状態で、部分的に、送込孔部２６からフェアリング２１内に突出して設けられる。このよう状態で、少なくとも拡散板３０は、フェアリング２１の内方の、フェアリング２１の内周面から間隔をあけた位置に配置される。
【００３７】
図１０は、ダクト２５の離脱操作を示す断面図である。図１０は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に平行な平面で切断した断面を示す。フェアリング２１に装着されたダクト２５は、図１０（１）に示すように、ダクト２５をその軸線Ｌ２５に沿って変位させて離脱させ、または図１０（２）に示すように、フェアリング２１の外表面上に設定される角変位中心まわりに角変位させて離脱される。拡散装置２０は、このようにダクト２５がフェアリング２１から離脱されることによって、送込孔部２６からフェアリング２１外に引き抜かれる。
【００３８】
図１１は、拡散装置２０に関連する構成の寸法を一例を示すための断面図である。図１１は、フェアリング２１の軸線Ｌ２１に垂直な平面で切断した断面を示す。送込まれる空気を、フェアリング２１の内周面に沿って流下させるための好適な、拡散板３０の基部３３に対する周壁部３４の突出量Ｗ３４は、ダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６と、拡散板３０の軸線Ｌ３０上におけるフェアリング２１の内周面の延長面と基部３３との間の間隔（クリアランス）Ｈ３０と、拡散板３０の外径ｄ３０とによって表される次式（１）によって決定される。
【００３９】
具体的な数値の一例を述べると、たとえばダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６は、約３００〜５００ｍｍであり、拡散板３０の外径ｄ３０は、ダクト２５の内径ｄ２５および送込孔部２６の内径ｄ２６よりも、約２５〜６０ｍｍ程度小さく、約２５０〜４５０ｍｍである。拡散板３０の軸線Ｌ３０上におけるフェアリング２１の内周面の延長面と基部３３との間の間隔（クリアランス）Ｈ３０は、約８０〜１５０ｍｍである。拡散板３０の基部３３に対する周壁部３４の突出量Ｗ３４は、フェアリング２１との間に空気の通路が確保される寸法で約２０ｍｍ以上であればよい。
【００４０】
このように拡散装置２０は、拡散板３０の外形寸法、具体的には外径ｄ３０が、送込孔部２６の内形寸法、具体的には内径ｄ２６よりも小さく形成されている。これによって拡散装置２０をダクト２５に連結し、図９および図１０に示すようなフェアリング２１に対するダクト２５の着脱操作によって、拡散板３０を、送込孔部２６を介して、フェアリング２１内に出し入れすることができる。
【００４１】
図１２は、拡散板３０と同様の形状の板状部材４０に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。板状部材４０は、拡散板３０と同様の形状であり、基部４２と周壁部４３とを有する。板状部材４０の外径ｄ４０よりも小さい内径ｄ４１の円筒状の管路４１に対して同軸かつ垂直に、さらに凹となる側の表面部を管路４１に対向させて板状部材４０を配置し、管路４１から板状部材４０に向けて管路４１の軸線に平行な噴出方向Ｃ１へ空気を噴出したとき、空気は、板状部材４０の基部４２に衝突して基部４２に沿って流下する。基部４２に沿って流下して周縁部に到達した空気は、噴出方向Ｃ１と反対方向へ向けて案内され、最終的には、周壁部４３を乗り越えるようにして、板状部材４０の軸線Ｌ４０に対して略垂直な方向Ｃ２へ流下する。この図１２に示す構成では、管路４１の内径ｄ４１が板状部材４０の外径ｄ４０よりも小さい例で説明したけれども、周壁部４３が形成されることによって、図２６を参照して説明したような周壁部４３が設けられない場合に比べ、噴出方向Ｃ１の成分を無くし、または小さく抑えて、板状部材４０の周縁部から板状部材４０の軸線に垂直な方向Ｃ２へ空気を流下させることができる。
【００４２】
図１３は、送込まれる空気が拡散される拡散方向Ｄを示す断面図である。図１４は、空気を送込むことによって生じる２次流れを示す断面図である。図１３および図１４は、フェアリング２１の軸線に垂直な平面で切断した断面を示す。また図１３および図１４には、各軸線Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ３０に関して一方側だけの空気の流れに関して示しており、実際には、両側に対称の流れを生じている。本実施の形態では、板状部材４０と同様に基部３３と周壁部３４とを有する拡散板３０を有する拡散装置２０が用いられる。したがってダクト２５によって導かれる空気は、拡散板３０とフェアリング２１との間であって、各連結脚部３１の間から、ダクト２５の軸線Ｌ２５に沿う噴出方向Ｄに噴出されると、拡散板３０によって、その軸線Ｌ３０に略垂直な方向へ、したがってフェアリング２１の内周面に沿う方向（以下「拡散方向」という）Ｅへ拡散される。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、拡散板３０のダクト２５の開口部２９に対向する側の表面部が、凹となる形状に形成されており、ダクト２５によって送込まれる空気は、送込孔部２６の軸線Ｌ２６から遠ざかりかつ送込孔部２６の軸線Ｌ２６に沿ってフェアリング２１の外方に向かう方向へ案内される。したがってフェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内方に向かう成分が小さい方向に拡散され、具体的には、フェアリング２１の内周面に沿って流下する。
【００４４】
さらに詳細に説明すると、ダクト２５によって導かれる空気は、拡散板３０の外径ｄ３０が送込孔部２６の内径ｄ２６よりも小さいので、ダクト２５、送込孔部２６および拡散板３０の各軸線Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ３０に垂直な方向ではなく、フェアリング２１の内方に向かう成分、すなわち噴出方向Ｄの成分を含んではいるが、従来の技術における拡散方向Ｂに比べてその成分は小さく、フェアリング２１の内周面寄りの方向である。
【００４５】
図１３に示すように、拡散方向Ｅに流下する気流の両側には、圧力が低い領域Ｓ２１，Ｓ２２が形成される。一方の領域Ｓ２１は、気流とフェアリング２１との間に形成される領域であり、他方の領域Ｓ２２は、気流と人工衛星２２との間に形成される領域である。また他方の領域Ｓ２２は、拡散板３０の裏側となる拡散板３０と人工衛星２２との間の領域まで延びている。このような圧力の低い領域Ｓ２１，Ｓ２２が形成されると、気流は、圧力差によって引っ張られるが、本実施の形態では、拡散方向Ｅが人工衛星２２に比べてフェアリング２１の内周面寄りの方向であり、図１４に矢符Ｅ１〜Ｅ３で示すように、フェアリング２１の内周面に引寄せられる。したがって送込まれる空気は、図１および図２に矢符Ｆで示すように、フェアリング２１の内周面に沿って拡散され、流下される。さらにこのようにフェアリング２１の内周面に沿って空気が拡散されると、図１７に矢符Ｇで示すように、人工衛星２２の外表面に沿って送込孔部２６付近に戻る２次的な流れを生じ、これによって送込まれた空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散する気流が安定化する。
【００４６】
このように本実施の形態の拡散装置２０を用いることによって、フェアリング２１内に送込まれる空気は、フェアリング２１の内周面に沿って拡散され、送込まれる空気の風圧によって、フェアリング２１内に収容される人工衛星２２が損傷することを確実に防止することができ、かつ効率的な空調を達成することができる。さらに具体例を述べると、温度が１０〜２５℃であり、湿度が４０〜５０％ＲＨである空気が、最大風量（流量）１００ｍ３／分の送込流量で送込まれる。本件発明者は、たとえば前述の寸法関係にある場合、周壁部３４の高さＷ３４が２０ｍｍ以上であると、送込まれる空気がフェアリング２１の内周面に沿って拡散、流下され、人工衛星２２を損傷させることなく、かつフェアリンク内を効率良く空調できることを確認している。
【００４７】
また拡散装置２０は、拡散板３０が、平板状の基部３３と、基部３３の周縁部から屈曲して突出する周壁部３４とを有する。これによって基部３３と周壁部３４とを有するだけの簡単な構成によって、ダクト２５の開口部に対向する側の表面部が凹となる形状の拡散板３０を実現することができる。したがって簡単な構成の拡散装置２０によって、前述の優れた効果を達成することができる。
【００４８】
またこのような拡散装置２０は、円形平板を用いる従来の技術と比較して、構成上の大きな変更を必要とせず、特に、フェアリング２１には、全く改良を必要としない点で、利便性に優れている。また円形平板を用いる従来の技術と比較しても、大きな圧力損失を生じることがなく、空気の供給源などの改良も不要であり、要求される空気の供給流量を達成することができる。
【００４９】
図１５は、本発明の実施の他の形態の拡散装置２０Ａを示す断面図である。図１６は、拡散装置２０Ａの拡散板３０を示す正面図である。図１５は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示し、図１６は、拡散板３０をその軸線Ｌ３０に沿う方向から見て示す。図１５および図１６に示す拡散装置２０Ａは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ａの拡散板３０には、基部３３に、厚み方向、したがって拡散板３０の軸線Ｌ３０に沿う方向に貫通する複数の細孔５０が形成されている。各細孔５０は、たとえば放射状に並んで形成される。また各細孔５０は、送込まれる空気が細孔５０通過することによって、人工衛星２２を損傷しない程度まで流速を低下させることができる寸法に形成されている。その他の構成は、図１〜図１４の拡散装置２０と同様である。
【００５０】
本実施の形態の拡散装置２０Ａによれば、拡散板３０には、複数の細孔５０が形成されているので、送込まれた空気の一部を細孔５０から拡散板３０の裏側、したがってダクト２５と反対側Ｓ３０に導くことができる。これによって図１７に示すように、図１３を参照して説明した領域Ｓ２２に相当する領域が、拡散板３０の裏側に形成されてしまうことを防止し、またその領域Ｓ２２の圧力が低くなることをできるだけ抑えることがでできる。したがって図１８に示すように、図１４を参照して説明したような矢符Ｅ１〜Ｅ３，Ｇの方向に流下する気流の形成を促すことができる。したがって送込まれる空気のフェアリング２１の内周面に沿う拡散、流下を確実に達成することができる。
【００５１】
図１９は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｂを示す断面図である。図１９は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図１９に示す拡散装置２０Ｂは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｂの拡散板３０は、ダクト２５に臨む側の表面が球面の一部である曲面形状に形成され、ダクト２５に臨む側の表面部が凹状に形成される。ダクト２５に臨む側の表面部における周縁部の軸線方向の突出高さＷ３４は、図１〜図１４の周壁部３４の突出高さＷ３４と同様の寸法である。その他の構成は、図１〜図１４の拡散装置２０と同様である。
【００５２】
図２０は、拡散装置２０Ｂの拡散板３０と同様の形状の板状部材４５に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。板状部材４５は、拡散板３０と同様の形状である。板状部材４５の外径ｄ４５よりも小さい内径ｄ４６の円筒状の管路４６に対して同軸かつ垂直に、さらに凹となる側の表面部を管路４６に対向させて板状部材４５を配置し、管路４６から板状部材４５に向けて管路４５の軸線に平行な噴出方向Ｃ３へ空気を噴出したとき、空気は、板状部材４５に衝突して板状部材４５に沿って流下する。このときに空気は、噴出方向Ｃ３と反対方向へ向けて案内され、最終的には、周縁部から板状部材４５の軸線Ｌ４５に対して略垂直な方向Ｃ４へ流下する。この図２０に示す構成では、管路４６の内径ｄ４６が板状部材４５の外径ｄ４５よりも小さい例で説明したけれども、凹状の表面部に案内されることによって、図２６を参照して説明したような円形平板の場合に比べ、噴出方向Ｃ３の成分を無くし、または小さく抑えて、板状部材４０の周縁部から板状部材４０の軸線に垂直な方向Ｃ４へ空気を流下させることができる。
【００５３】
このように空気を案内することができる形状の拡散板３０が設けられる拡散装置２０Ｂは、図１〜図１４の拡散装置２０と同様の効果を達成することができる。さらに拡散板３０における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、滑らかな曲面状に形成される。これによって送込まれる空気が円滑に案内されるので、送込まれた空気の円滑な流れを形成し、空調効率を向上することができる。
【００５４】
本発明の実施のさらに他の形態として、図１９に示す拡散板３０に、図１５〜図１８に示す拡散装置２０Ａの拡散板３０と同様に、軸線に沿って厚み方向に貫通する複数の細孔５０を形成するようにしてもよい。これによって細孔５０が形成されることによって達成される効果を同様に達成することができる。
【００５５】
図２１は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｃを示す断面図である。図２１は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図２１に示す拡散装置２０Ｃは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｃの拡散板３０は、周壁部３４の突出量Ｗ３４が軸線Ｌ３０の軸線まわりの周方向に関して異なる。その他の構成は同様である。
【００５６】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、突出量Ｗ３４の大きく、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さい方向への空気の拡散流量を小さくし、突出量Ｗ３４の小さく、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きい方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、フェアリング２１のロケット本体２４に連結される端部である連結端部５４寄りに配置される周壁部３４の突出量Ｗ３４が大きく、フェアリング２１の連結端部５４と反対側の頂部５５寄りに配置される周壁部３４の突出量Ｗ３４が小さく形成される。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５７】
図２２は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｄを示す断面図である。図２２は、フェアリング２１の軸線に平行な平面で切断した断面を示す。図２２に示す拡散装置２０Ｄは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｄの拡散板３０は、その軸線Ｌ３０がダクト２５および送込孔部２６の軸線Ｌ２５，Ｌ２６に対して傾斜している。その他の構成は同様である。
【００５８】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、拡散板３３の傾斜方向に応じて、軸線Ｌ３０まわりの周方向に空気の拡散流量を変化させることができる。具体的には、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さい方向への空気の拡散流量を小さくし、拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きい方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、拡散板３０は、凹となるダクト２５側の表面部が頂部５５側を向くように傾斜されている。これによって連結端部５４側における拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が小さく、頂部５５側における拡散板３０の周縁部とフェアリング２１の内周面との距離が大きくなるように配置されている。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５９】
図２３は、本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｅを示す断面図である。図２３は、拡散板３０の軸線Ｌ３０に垂直な平面で切断した断面を示す。図２３に示す拡散装置２０Ｅは、図１〜図１４を参照して説明した拡散装置２０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の拡散装置２０Ｅは、拡散板３０をダクト２５に連結する連結脚部３１が、周方向に非対称に設けられている。本実施の形態では、たとえば断面形状が長方形状の４つの連結脚部３１が設けられて、前記長方形の長辺の向きが非対称となるように配置される。具体的には、周方向に等間隔に配置される４つの連結脚部３１のうち、１つの連結脚部３１が前記長方形の長辺を周方向に配置し、他の３つの連結脚部３１が前記長方形の長辺を半径方向に配置して設けられる。前記長辺が周方向に配置される連結脚部３１付近は、送込まれる空気の流下の妨げになりやすく、前記長辺が半径方向に配置される連結脚部３１付近は、送込まれる空気の流下の妨げになりにくいので、送込まれる空気を整流することができる。その他の構成は同様である。
【００６０】
このような構成にすれば、前述の優れた効果に加えて、連結脚部３１の配置状態に応じて、軸線Ｌ３０まわりの周方向に空気の拡散流量を変化させることができる。具体的には、前記長辺が周方向に配置される連結脚部３１が設けられる方向への空気の拡散流量を小さくし、前記長辺が半径方向に配置される連結脚部３１が設けられる方向への空気の拡散流量を大きくすることができる。本実施の形態では、連結端部５４寄りに配置される連結脚部３１が長辺を周方向に配置し、他の３つの連結脚部３１が長辺を半径方向に配置して設けられる。これによって頂部５５に向けて拡散される空気の流量を大きくすることができる。このように送込まれる空気を頂部５５側にできるだけ拡散することによって、送込んだ空気をフェアリング２１内全体に行きわたらせることができ、空調効率のさらなる向上を図ることができる。
【００６１】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することが可能である。たとえば、前述の具体的な形状、寸法などは一例であり、これに限定されるものではない。また図２１〜図２３に示す拡散装置２０Ｃ〜２０Ｅの拡散板３０に、細孔５０を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の一形態のフェアリング内空調用空気の拡散装置２０をフェアリング２１に装着した状態で示す断面図である。
【図２】フェアリング２１の一部を示す断面図である。
【図３】フェアリング２１を示す正面図である。
【図４】フェアリング２１を示す平面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ５−Ｖ５から見て示す断面図である。
【図６】図３の切断面線Ｖ６−Ｖ６から見て示す断面図である。
【図７】拡散装置２０を示す断面図である。
【図８】拡散装置２０を示す正面図である。
【図９】ダクト２５の装着操作を示す断面図である。
【図１０】ダクト２５の離脱操作を示す断面図である。
【図１１】拡散装置２０に関連する構成の寸法を一例を示すための断面図である。
【図１２】拡散板３０と同様の形状の板状部材４０に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【図１３】送込まれる空気が拡散される拡散方向Ｄを示す断面図である。
【図１４】空気を送込むことによって生じる２次流れを示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の他の形態の拡散装置２０Ａを示す断面図である。
【図１６】拡散装置２０Ａの拡散板３０を示す正面図である。
【図１７】拡散装置２０Ａを用いた場合の空気の流下状態を示す断面図である。
【図１８】拡散装置２０Ａを用いた場合の空気の流下状態を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｂを示す断面図である。
【図２０】拡散装置２０Ｂの拡散板３０と同様の形状の板状部材４５に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【００６３】
【図２１】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｃを示す断面図である。
【図２２】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｄを示す断面図である。
【図２３】本発明の実施のさらに他の形態の拡散装置２０Ｅを示す断面図である。
【図２４】従来の技術のフェアリング内空調用空気の拡散装置１を示す断面図である。
【図２５】拡散装置１が設けられるフェアリング２の一部を示す断面図である。
【図２６】円形平板８に向けて空気を噴出した場合の空気の流れを示す断面図である。
【図２７】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図２８】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図２９】拡散装置１を用いた場合の空気の拡散状態を示す断面図である。
【図３０】さらに他の従来の技術の拡散装置１Ａを示す断面図である。
【図３１】ダクト３を示す図である。
【図３２】ダクト３を離脱させた状態で拡散装置１Ａを示す断面図である。
【図３３】さらに他の従来の技術の拡散装置１Ｂを示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
２０，２０Ａ〜２０Ｅ 拡散装置
２１ フェアリング
２２ 衛星
２５ ダクト
２６ 送込孔部
３０ 拡散板
３１ 連結脚部
３３ 基部
３４ 周壁部
５０ 細孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロケットに搭載される搭載物を保護するフェアリングの内方の空間を空調するために、フェアリングに形成された送込孔部にフェアリングの外方から着脱可能に装着される空調用ダクトによって輸送され、送込孔部からフェアリング内に送込まれる空調用空気を、フェアリング内に拡散させる拡散装置であって、
空調用ダクトの開口部に対向して固定され、送込孔部を通過可能な寸法を有し、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態でフェアリング内に配置され、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な凹形状に形成される拡散装置本体を含むことを特徴とするフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項２】
拡散装置本体は、
空調用ダクトの開口部に対向する平板状の基部と、
基部の周縁部から空調用ダクトに近づくように屈曲して突出し、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有する周壁部とを有することを特徴とする請求項１記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項３】
拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な滑らかな曲面状に形成されることを特徴とする請求項１記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項４】
拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項１】
ロケットに搭載される搭載物を保護するフェアリングの内方の空間を空調するために、フェアリングに形成された送込孔部にフェアリングの外方から着脱可能に装着される空調用ダクトによって輸送され、送込孔部からフェアリング内に送込まれる空調用空気を、フェアリング内に拡散させる拡散装置であって、
空調用ダクトの開口部に対向して固定され、送込孔部を通過可能な寸法を有し、空調用ダクトが送込孔部に装着された状態でフェアリング内に配置され、空調用ダクトの開口部に対向する側の表面部が、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な凹形状に形成される拡散装置本体を含むことを特徴とするフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項２】
拡散装置本体は、
空調用ダクトの開口部に対向する平板状の基部と、
基部の周縁部から空調用ダクトに近づくように屈曲して突出し、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な突出寸法を有する周壁部とを有することを特徴とする請求項１記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項３】
拡散装置本体における空調ダクトの開口部に対向する側の表面部は、フェアリング内に送込まれる空気を、フェアリングの内周面に沿って流下するように案内可能な滑らかな曲面状に形成されることを特徴とする請求項１記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【請求項４】
拡散装置本体には、貫通する細孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフェアリング内空調用空気の拡散装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００６−１０３４６８（Ｐ２００６−１０３４６８Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９１８２９（Ｐ２００４−２９１８２９）
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
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