特表 2022-508075 スワールプレバーナシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-19

(54)【発明の名称】スワールプレバーナシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/58 20060101AFI20220112BHJP

   F23R 3/20 20060101ALI20220112BHJP

   F23R 3/28 20060101ALI20220112BHJP

   F02K 9/48 20060101ALI20220112BHJP

   F23D 11/24 20060101ALI20220112BHJP

   F23D 11/00 20060101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

F23R3/58

F23R3/20

F23R3/28 A

F23R3/28 B

F02K9/48

F23D11/24 A

F23D11/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021525168

(86)(22)【出願日】2019-11-15

(85)【翻訳文提出日】2021-05-20

(86)【国際出願番号】 US2019061774

(87)【国際公開番号】W WO2020102705

(87)【国際公開日】2020-05-22

(31)【優先権主張番号】16/192,693

(32)【優先日】2018-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521197209

【氏名又は名称】ストラトローンチ、エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ソーンバーグ、ジェフェリー タイラー

(57)【要約】

第１のスワールチャンバ第１端部及び第１のスワールチャンバ第２端部を有する第１のスワールチャンバを画定する第１のスワールコアを有するスワールプレバーナ。本スワールプレバーナは、第２のスワールチャンバ第１端部及び第２のスワールチャンバ第２端部を有する第２のスワールチャンバを画定する第２のスワールコアをさらに含む。スワールプレバーナはまた、混合チャンバを画定する混合要素を含み、混合チャンバは、第１のチャンバ第２端部及び第２のチャンバ第２端部を少なくとも含む、第１のチャンバ及び第２のチャンバの一部を取り囲む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スワールプレバーナの第１のスワールコアによって画定された第１のスワールチャンバに、第１の流体を導入することであって、前記第１の流体が、第１のスワールチャンバ第１端部に導入されて、第１のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第１の流体流を発生させ、前記第１のスワールチャンバ第２端部が、第１のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第１の流体流が、前記第１のスワールチャンバ内を、前記第１のスワールチャンバ第１端部から前記第１のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む、前記第１の流体を導入することと、
前記スワールプレバーナの第２のスワールコアによって画定された第２のスワールチャンバに、第２の流体を導入することであって、前記第２の流体が、第２のスワールチャンバ第１端部に導入されて、第２のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第２の流体流を発生させ、前記第２のスワールチャンバ第２端部が、第２のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第２の流体流が、前記第２のスワールチャンバ内を、前記第２のスワールチャンバ第１端部から前記第２のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進み、前記第２のスワールチャンバが、少なくとも前記第１のスワールチャンバ第２端部を含む前記第１のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記第２の流体を導入することと、
混合要素によって画定された混合チャンバに、第３の流体を導入することであって、前記混合チャンバが、前記第１のスワールチャンバ第２端部と前記第２のスワールチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバの一部を取り囲み、前記第１の流体流と前記第２の流体流とが、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバを出て前記混合チャンバに入り、前記混合チャンバ内で混合する、前記第３の流体を導入することと、
前記混合チャンバ内の少なくとも前記第１の流体流及び前記第２の流体流に点火して、燃焼を起こすことと
を含む、方法。

【請求項2】

前記第１の流体が液体酸素を含み、前記第２の流体及び前記第３の流体が液体水素を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第３の流体を前記混合チャンバに導入することは、前記第１のスワールチャンバ第２端部及び前記第２のスワールチャンバ第２端部で前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバを出る前記第１の流体流及び前記第２の流体流を取り囲む第３の流体流の外層を発生させることを含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

少なくとも前記第１の流体及び前記第２の流体の前記燃焼によって生じた排ガスをタービンに向かわせることであって、少なくとも、前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに導入するとともに、前記第２の流体を前記第２のスワールチャンバに導入する１つ以上の流体ポンプに前記タービンが動力を供給する、前記向かわせることをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のスワールチャンバが、軸Ｘに関して軸対称であり、前記第２のスワールチャンバが、前記軸Ｘに関して軸対称であり、前記混合チャンバが、前記軸Ｘに関して軸対称である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに導入することは、前記第１のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに注入することを含み、
前記第２の流体を前記第２のスワールチャンバに導入することは、前記第２のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第２の流体を前記第１のスワールチャンバに注入することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第１のスワールチャンバに前記第１の流体を注入すると、前記第１のスワールチャンバ内を、前記第１のスワールチャンバ第１端部から前記第１のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む前記第１の流体流を発生させ、
前記複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第２のスワールチャンバに前記第２の流体を注入すると、前記第２のスワールチャンバ内を、前記第２のスワールチャンバ第１端部から前記第２のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む前記第２の流体流を発生させる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

第１のスワールチャンバ第１端部及び第１のスワールチャンバ第２端部を有する第１のスワールチャンバを画定する第１のスワールコアであって、前記第１のスワールチャンバ第２端部が、第１のスワールチャンバ出口ポートを画定する、前記第１のスワールコアと、
第２のスワールチャンバ第１端部及び第２のスワールチャンバ第２端部を有する第２のスワールチャンバを画定する第２のスワールコアであって、前記第２のスワールチャンバ第２端部が、第２のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第２のスワールチャンバが、少なくとも前記第１のスワールチャンバ第２端部を含む前記第１のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記第２のスワールコアと、
混合チャンバを画定する混合要素であって、前記混合チャンバが、前記第１のスワールチャンバ第２端部と前記第２のスワールチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記混合要素と
を備える、スワールプレバーナ。

【請求項9】

前記第１のスワールチャンバが、前記第１のスワールチャンバ第１端部の第１のより大きい直径から、前記第１のスワールチャンバ第２端部の第２のより小さい直径まで先細になっている、請求項８に記載のスワールプレバーナ。

【請求項10】

前記第２のスワールチャンバが、前記第２のスワールチャンバ第１端部の第１のより大きい直径から、前記第２のスワールチャンバ第２端部の第２のより小さい直径まで先細になっている、請求項８または９に記載のスワールプレバーナ。

【請求項11】

前記第１のスワールチャンバが、前記第１のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第１のスワールチャンバ注入ポートであって、前記第１のスワールチャンバの周の接線で、第１の流体を前記第１のスワールチャンバに接線方向に送り込むように構成された、前記複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載のスワールプレバーナ。

【請求項12】

前記第２のスワールチャンバが、前記第２のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第２のスワールチャンバ注入ポートであって、第２の流体を前記第２のスワールチャンバに接線方向に送り込むように構成された、前記複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載のスワールプレバーナ。

【請求項13】

前記混合チャンバが、混合カップ部及び希釈剤注入部を備える、請求項８から１２のいずれか一項に記載のスワールプレバーナ。

【請求項14】

第１のチャンバ第１端部及び第１のチャンバ第２端部を有する第１のチャンバを画定する第１のコアと、
第２のチャンバ第１端部及び第２のチャンバ第２端部を有する第２のチャンバを画定する第２のコアと、
混合チャンバを画定する混合要素であって、前記混合チャンバが、前記第１のチャンバ第２端部と前記第２のチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの一部を取り囲む、前記混合要素とを備え、
流体を、前記第１のコア、前記第２のコア、及び前記混合要素のうちの少なくとも１つに圧送する少なくとも１つの流体ポンプを駆動するタービンの下流に配置された、プレバーナ。

【請求項15】

前記第１のチャンバ第２端部が、第１のチャンバ出口ポートを画定し、前記第２のチャンバ第２端部が、前記第１のチャンバ出口ポートとの共通面を画定した第２のチャンバ出口ポートを画定する、請求項１４に記載のプレバーナ。

【請求項16】

前記第２のチャンバが、少なくとも前記第１のチャンバ第２端部を含む前記第１のチャンバの一部を取り囲む、請求項１４または１５に記載のプレバーナ。

【請求項17】

前記第１のチャンバが、軸Ｘに関して、円形の径方向対称性を有し、前記第２のチャンバが、前記軸Ｘに関して、円形の径方向対称性を有する、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のプレバーナ。

【請求項18】

前記第１のチャンバの第１の長さの、前記第１のチャンバの第１の直径に対する比が、８．０～７．０の範囲内であり、前記第２のチャンバの第２の長さの、前記第２のチャンバの第２の直径に対する比が、６．０～７．０の範囲内である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のプレバーナ。

【請求項19】

前記第２のチャンバが、前記第１のチャンバを取り囲む円筒形リングを画定する、請求項１４から１８のいずれか一項に記載のプレバーナ。

【請求項20】

前記混合チャンバが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの少なくとも一部を取り囲む円筒形リングを画定する、請求項１４から１９のいずれか一項に記載のプレバーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願（複数可）の相互参照
本出願は、２０１８年１１月１５日に出願された「ＳＷＩＲＬ ＰＲＥＢＵＲＮＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題する米国特許出願第１６／１９２，６９３号に対する優先権を主張するものである。この米国特許出願の開示は、参照によりその全体があらゆる目的のために本明細書に援用される。

【背景技術】

【0002】

ロケットエンジンの構成要素は、温度の影響を受けやすい可能性があるので、高温に長時間さらされると、温度の影響を受けやすい要素が故障する。したがって、損傷を与える高温に、そのような要素をさらすことを制限しまたは除去することにより、ロケットエンジンの寿命及び再利用性を高めることができる。

【0003】

プレバーナ内の燃焼は、下流のタービンまたはプレバーナ自体など、ロケットエンジンのパーツに損傷を与える可能性のある熱源のひとつである。いくつかの例では、プレバーナ内での燃料と酸化剤との非効率的な混合が、広範囲にわたって燃焼温度が発生する原因となり、これにはロケットエンジンの要素に損傷を与える可能性のある温度が含まれ得る。

【0004】

したがって、燃料と酸化剤との効率的な混合を提供するプレバーナシステムは、ロケットエンジンの動作寿命を延ばすのに有益であり得る。さらに、燃焼生成物を効率的に冷却するプレバーナシステムは、プレバーナとタービンとの間の連結物を短くすることを可能にし、それによってロケットエンジンのサイズ及び質量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】実施形態によるスワールプレバーナの例示的な断面側面図である。

【0006】

【図2】実施形態によるスワールプレバーナの例示的な断面正面図である。

【0007】

【図3】実施形態によるスワールプレバーナの例示的な断面側面図である。

【0008】

【図4】実施形態によるスワールプレバーナアセンブリの例示的な断面側面図である。

【0009】

【図5】スワールプレバーナを含む例示的なロケットエンジンシステムのブロック図である。

【0010】

【図6】実施形態による、スワールプレバーナを含む例示的なロケットエンジンシステムの透視図である。

【0011】

【図7】図６の例示的なロケットエンジンシステムの部分拡大透視図である。

【0012】

図は縮尺通りに描かれていないこと、及び類似した構造または機能を持つ要素は、一般に、全図を通して説明のため同様の参照番号によって表されていることに留意されたい。図はまた、例示された実施形態の説明を容易にすることのみを意図していることにも留意されたい。図は、記載された実施形態のあらゆる態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下の開示は、ロケットエンジンの一部となり得るプレバーナを含むロケットエンジンに関する。本開示は、スワールプレバーナの第１のスワールコアによって画定された第１のスワールチャンバに、第１の流体を導入することを含む、スワールプレバーナを動作させる方法を含む。第１の流体は、第１のスワールチャンバ第１端部に導入することができ、第１のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第１の流体流を発生させることができ、第１のスワールチャンバ第２端部が第１のスワールチャンバ出口ポートを画定する。第１の流体流は、第１のスワールチャンバ内を、第１のスワールチャンバ第１端部から第１のスワールチャンバ第２端部まで、旋回しながら進むことができる。

【0014】

スワールプレバーナを動作させる方法はまた、スワールプレバーナの第２のスワールコアによって画定された第２のスワールチャンバに、第２の流体を導入することを含み得る。第２の流体は、第２のスワールチャンバ第１端部に導入することができ、第２のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第２の流体流を発生させることができ、第２のスワールチャンバ第２端部が第２のスワールチャンバ出口ポートを画定する。第２の流体流は、第２のスワールチャンバ内を、第２のスワールチャンバ第１端部から第２のスワールチャンバ第２端部まで、旋回しながら進むことができ、第２のスワールチャンバが、少なくとも第１のスワールチャンバ第２端部を含む第１のスワールチャンバの一部を取り囲んでいる。

【0015】

スワールプレバーナを動作させる方法はまた、混合要素によって画定された混合チャンバに第３の流体を導入することをさらに含み得る。混合チャンバは、第１のスワールチャンバ第２端部と第２のスワールチャンバ第２端部とを少なくとも含む、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバの一部を取り囲むことができ、第１の流体流と第２の流体流とが、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバを出て混合チャンバに入り、混合チャンバ内で混合する。

【0016】

少なくとも第１の流体流及び第２の流体流に混合チャンバ内で点火して燃焼を起こし、その燃焼生成物を用いてタービンを駆動し、そのタービンが、第１の流体、第２の流体及び第３の流体をスワールプレバーナに送り込む１つ以上の流体ポンプを動かし得る。

【0017】

様々な例では、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ内で生成される第１の流体及び第２の流体の旋回流は、第１の流体と第２の流体との混合を改善することができ、それによって、より狭い温度範囲内で燃焼を発生させることをもたらすことができ、これは、下流のタービンのブレードを含む、プレバーナの下流にある温度の影響を受けやすい要素にとって有益であり得る。

【0018】

図１を参照すると、スワールプレバーナ１００が、第１のスワールチャンバ第１端部１０６から第１のスワールチャンバ第２端部１０８まで延在する長さＬ１_１の第１のスワールチャンバ１０４を画定する第１のスワールコア１０２を備えることが示されている。第１のスワールチャンバ１０４は、第１のスワールチャンバ第２端部１０８に、第１のスワールチャンバ出口ポート１１０を備える。様々な実施形態では、第１のスワールコア１０２は、Ｄ１_１の直径を有する円筒形の第１のスワールチャンバ１０４を画定する。複数の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２が、第１のスワールコア１０２によって画定され、第１のスワールチャンバ第１端部１０６に配置され得る。

【0019】

様々な実施形態では、第１の流体が、第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を介して第１のスワールチャンバ１０４に注入され得、第１のスワールチャンバ注入ポート１１２は、第１のスワールチャンバ１０４内に、第１のスワールチャンバ第１端部１０６から第１のスワールチャンバ第２端部１０８へ伝播して第１のスワールチャンバ出口ポート１１０から出る、第１の流体のスワールを発生させるように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の流体は、液体酸素（ＬＯ２）を含み得る。

【0020】

スワールプレバーナ１００は、第２のスワールチャンバ第１端部１１８から第２のスワールチャンバ第２端部１２０まで延在する長さＬ２_１の第２のスワールチャンバ１１６を画定する第２のスワールコア１１４をさらに備えることが示されている。第２のスワールチャンバ１１６は、第２のスワールチャンバ第２端部１２０に、第２のスワールチャンバ出口ポート１２２を備える。様々な実施形態では、第２のスワールコア１１４は、直径Ｄ２_１を有する円筒形リングの第２のスワールチャンバ１１６を画定し、第２のスワールチャンバ１１６は、第１のスワールチャンバ１０４を囲んでいる（例えば、図２を参照）。したがって、第１のスワールコア１０２の一部が、第２のスワールチャンバ１１６の一部を画定し得る。

【0021】

さらに、図１の例に示すように、第１のスワールチャンバ第２端部１０８と第２のスワールチャンバ第２端部１２０とは、互いに同一平面上にあり、共通の面を画定し得る。第２のスワールチャンバ１１６は、第１のスワールチャンバ１０４のまわりを、第１のスワールチャンバ第２端部１０８から第１のスワールチャンバ第１端部１０６に向かって、Ｌ２_１の長さだけ延在し得る。したがって、第１のスワールチャンバ第１端部１０６と第２のスワールチャンバ第１端部１１８との間の距離は、第１のスワールチャンバ第１端部１０６が、第２のスワールチャンバ１１６によって囲まれていないＬ１_１－Ｌ２_１の距離である。

【0022】

複数の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４が、第２のスワールコア１１４によって画定され、第２のスワールチャンバ第１端部１１８に配置され得る。様々な実施形態では、第２の流体が、第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を介して第２のスワールチャンバ１１６に注入され得、第２のスワールチャンバ注入ポート１２４は、第２のスワールチャンバ１１６内に、第２のスワールチャンバ第１端部１１８から第２のスワールチャンバ第２端部１２０へ伝播して第２のスワールチャンバ出口ポート１２２から出る、第２の流体のスワールを発生させるように構成されている。いくつかの実施形態では、第２の流体は、液体水素（ＬＨ２）を含み得る。

【0023】

図１に示すように、第１の流体及び第２の流体は、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６内で同方向にスワールを発生させ得る。しかし、いくつかの例では、第１の流体及び第２の流体は、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６内で反対方向にスワールを発生させる場合がある。さらに、さらなる実施形態では、第１の流体及び第２の流体の一方または両方が、スワールを伴わずに、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６内を伝播する場合がある。

【0024】

様々な実施形態では、第１の流体及び／または第２の流体のスワールを、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６へ流体を接線方向に送り込む穴を含み得る、１つ以上のそれぞれの第１のスワールチャンバ注入ポート１１２及び第２のスワールチャンバ注入ポート１２４の構成によって発生させてもよい。例えば、１つ以上の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２が、第１のスワールコア１０２によって画定され得、この第１のスワールチャンバ注入ポート１１２が、第１のスワールチャンバ１０４を画定する第１のスワールコア１０２の内面に接線方向である第１の流体を供給することができる。そのような構成により、第１のスワールチャンバ１０４内に、第１のスワールチャンバ第１端部１０６にある１つ以上の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２から、第１のスワールチャンバ第２端部１０８に向かって伝播して、第１のスワールチャンバ出口ポート１１０から出る、第１の流体のスワール流または螺旋流を発生させることができる。

【0025】

第１のスワールコア１０２は、１つまたは任意好適な複数の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を備えてもよい。いくつかの例では、第１のスワールコア１０２は、２～８個の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を備えることができる。一例では、第１のスワールコア１０２は、３個の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を備えることができる。

【0026】

様々な例では、複数の第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を、第１のスワールチャンバ第１端部１０６で第１のスワールチャンバ１０４の周囲に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、第１のスワールチャンバ注入ポート１１２を、第１のスワールチャンバ１０４の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。

【0027】

同様に、１つ以上の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４が、第２のスワールコア１１４によって画定され得、この第２のスワールチャンバ注入ポート１２４が、第２のスワールチャンバ１１６を画定する第２のスワールコア１１４の内面に接線方向である第２の流体を供給することができる。そのような構成により、第２のスワールチャンバ１１６内に、第２のスワールチャンバ第１端部１１８にある１つ以上の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４から、第２のスワールチャンバ第２端部１２０に向かって伝播して、第２のスワールチャンバ出口ポート１２２から出る、第２の流体のスワール流または螺旋流を発生させることができる。

【0028】

第２のスワールコア１１４は、１つまたは任意好適な複数の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を備えてもよい。いくつかの例では、第２のスワールコア１１４は、４～１６個の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を備えることができる。一例では、第２のスワールコア１１４は、６個の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を備えることができる。

【0029】

様々な例では、複数の第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を、第２のスワールチャンバ第１端部１１８で第２のスワールチャンバ１１６の周辺に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、第２のスワールチャンバ注入ポート１２４を、第２のスワールチャンバ１１６の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。

【0030】

第１のスワールチャンバ注入ポート及び第２のスワールチャンバ注入ポート１１２、１２４の個数は、様々な要因に基づいて選択することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１のスワールチャンバ注入ポート及び／または第２のスワールチャンバ注入ポート１１２、１２４の個数は、スワールプレバーナ１００の質量流量要件、第１のスワールチャンバ注入ポート及び第２のスワールチャンバ注入ポート１１２、１２４による予想される圧力降下、効果的に製造できる最小サイズ、及びこれらに類するものに基づいて選択してもよい。いくつかの例では、第１のスワールチャンバ注入ポート及び／または第２のスワールチャンバ注入ポート１１２、１２４の圧力降下は、１５％～２０％であり得る。例えば、１５％の圧力降下は、スワールプレバーナ１００のチャンバ圧力の１５％として計算することができる。そのような圧力降下範囲は、スワールプレバーナ１００のそれぞれの要素における燃焼プロセスの軸方向の燃焼安定性のために所望の剛性を維持するのに望ましいものとなり得る。

【0031】

スワールプレバーナ１００は、混合チャンバ１２８を画定する混合要素１２６をさらに備えることができ、混合チャンバ１２８は、混合チャンバ第１端部１３０から混合チャンバ第２端部１３２まで延在している。混合チャンバ１２８は、希釈剤注入部１３４及び混合カップ１３６を備える。混合カップ１３６は、直径Ｄ３_１を画定する。混合要素１２６は、混合チャンバ第１端部１３０で混合要素１２６によって画定される複数の希釈剤注入ポート１３８をさらに備える。

【0032】

様々な実施形態では、第３の流体が、希釈剤注入ポート１３８を介して混合チャンバ１２８の希釈剤注入部１３４に注入され得、希釈剤注入ポート１３８は、図１に示すように、希釈剤注入部１３４内に、混合チャンバ第１端部１３０から混合カップ１３６に入り、混合チャンバ第２端部１３２に向かって伝播する、第３の流体の外層（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を発生させるように構成されている。いくつかの例では、第３の流体は、液体水素（ＬＨ２）を含み得る。

【0033】

様々な例では、混合チャンバ１２８の希釈剤注入部１３４は、希釈剤注入部１３４が第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６を囲んだ円筒形リングを画定している（例えば、図２参照）。したがって、第２のスワールコア１１４の一部は、混合チャンバ１２８の希釈剤注入部１３４の一部を画定し得る。

【0034】

図１に示すように、第１のスワールコア１０２は、第２のスワールコア１１４の中に入れ子にすることができ、第１のスワールコア及び第２のスワールコア１０２、１１４が、混合要素１２６の一部の中に入れ子にされている。本明細書で述べるように、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６ならびに混合カップ１３６は、それぞれの直径Ｄ１_１、Ｄ２_１及びＤ３_１が画定され得、Ｄ１_１＜Ｄ２_１＜Ｄ３_１である。さらに、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６ならびに混合チャンバ１２８は、スワールプレバーナ１００を通って延びる軸Ｘに関して、軸対称であること、及び／または円形の径方向対称性を有することが可能である。

【0035】

第１の流体及び第２の流体の旋回流を、上記のように、それぞれ第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６内で発生させることができ、これらの第１の流体及び第２の流体のそれぞれの流れは、第１のスワールチャンバ出口ポート及び第２のスワールチャンバ出口ポート１１０、１２２を経て第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６を出て、混合チャンバ１２８の混合カップ１３６に入ることができる。第１の流体及び第２の流体のスワール流は、希釈剤注入部１３４からのものである第３の流体の外層によって取り囲まれ、混合チャンバ第２端部１３２に向かって伝播し得る。

【0036】

本明細書で述べるように、第１の流体及び第２の流体の旋回流は、第１のスワールチャンバ注入ポート及び第２のスワールチャンバ注入ポート１１２、１２４の角度、向き、ノズル形状、またはその他の構成によって発生させることができ、それによって、いくつかの例では、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６の周辺で、少なくとも１回の完全回転、少なくとも２回の完全回転、少なくとも３回の完全回転などのような完全回転を行う、それぞれの流体流を発生させる。対照的に、希釈剤注入ポート１３８は、混合チャンバ第１端部１３０から混合チャンバ第２端部１３２に向かう第３の流体流を、旋回流を伴わずに発生させるように構成され得る。この第３の流体流には、いくつかの例では、直線流か、または混合チャンバ１２８の周辺で、半回転未満の回転、４分の１回転未満の回転、８分の１回転未満の回転、１６分の１回転未満の回転などを含む、１回転未満の回転を行うスワール流を有する流れが含まれてもよい。

【0037】

いくつかの例では、混合チャンバ１２８は、６～３２個の希釈剤注入ポート１３８を備え得る。一例では、混合チャンバ１２８は、１２個の希釈剤注入ポート１３８を備えることができる。

【0038】

様々な例では、複数の希釈剤注入ポート１３８を、混合チャンバ第１端部１３０で混合チャンバ１２８の周辺に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、希釈剤注入ポート１３８を、混合チャンバ１２８の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。

【0039】

いくつかの例には、第１のスワールチャンバ１０４内で発生したＬＯ２スワール流、第２のスワールチャンバ１１６内で発生したＬＨ２スワール流、及び混合チャンバ１２８の希釈剤注入部１３４内で発生したＬＨ２カーテン流またはＬＨ２外層流が含まれるが、代替の例示的な実施形態では、さらなる流体または流体の構成が存在してもよい。例えば、別の実施形態では、第１のスワールチャンバ１０４内にＬＨ２スワール流を発生させることができ、第２のスワールチャンバ１１６内にＬＯ２スワール流を発生させることができ、混合チャンバ１２８の希釈剤注入部１３４内にＬＨ２カーテン流またはＬＨ２外層流を発生させることができる。

【0040】

いくつかの例では、第１のスワールチャンバ１０４に提供される第１の流体と、第２のスワールチャンバ１１６に提供される第２の流体との混合比は、２対３であり得る。言い換えれば、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６によって提供される（希釈剤注入部１３４によって提供される第３の流体を含まない）第１の流体と第２の流体との比率を、２対３とすることができる。代替の例では、第１の流体と第２の流体との混合比を、５対８、３対４、１対１などのような比率にすることがあり得る。

【0041】

スワールプレバーナ１００は、混合カップ１３６に流入する第１の流体と第２の流体との混合物を点火するために、第１のスワールチャンバ第２端部及び第２のスワールチャンバ第２端部１０８、１２０にある第１のスワールチャンバ出口ポート及び第２のスワールチャンバ出口ポート１１０、１２２のあたりに配置された１つ以上の点火装置をさらに備えることができる。第１の流体と第２の流体との混合比が２対３などのような混合比であると、そのような比は、プレバーナ内の点火を開始しやすくすることができ、その一方では、第３の流体を注入することで混合比を低下させ、それによって下流のタービンブレードに供給される温度を下げることができるので、好ましい可能性がある。

【0042】

例えば、第１の流体がＬＯ２を含み、第２の流体及び第３の流体がＬＨ２を含む実施形態では、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６によって混合カップ１３６に提供される２ＬＯ２対３ＬＨ２の混合比は、混合カップ１３６内での点火を容易にすることを可能にする場合があり、希釈剤ＬＨ２（すなわち、第３の流体）を添加するので比を希釈することができ、これにより、スワールプレバーナ１００の下流にあるタービンに供給される温度を低下させることができる（例えば、図５参照）。タービンブレードなどの下流の構成要素で、そのように温度が下がると、高温によって生じるそのような構成要素の摩損を減らすことができるので、好ましい可能性がある。

【0043】

さらに、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６を介した第１の流体と第２の流体とのスワール混合は、混合カップ１３６内での第１の流体と第２の流体との混合を改良することができ、これにより、より狭い温度範囲内で、第１の流体と第２の流体との混合物の燃焼を提供することができる。例えば、第１の流体と第２の流体との混合物が、ある体積内で相容れず、均質ではない場合、そのような混合物の燃焼は、広い温度範囲内の温度を含み得る。高温が、スワールプレバーナ１００、下流のタービンなどを含むロケットエンジンの構成要素に損傷を与える場合に、混合カップ１３６内の流体の燃焼の温度範囲を保つことは、ロケットエンジンシステムの様々な構成要素の動作寿命を向上させるのに好ましい場合がある。したがって、第１の流体と第２の流体との混合が改善される（すなわち、より均質になる）ことは、他のプレバーナ構成と比較してより狭い範囲内に燃焼温度を保つことで、ロケットエンジンの構成要素の動作寿命を向上させるために好ましい場合がある。

【0044】

例えば、いくつかの実施形態では、スワールプレバーナ１００または下流のタービンを、２０００℃を超える温度にさらさないことが好ましい場合がある。スワールプレバーナ１００の構成要素が２０００℃を超える温度にさらされるのを制限する方法の１つは、上記のように、第１の流体と第２の流体との混合物を、第３の流体のシートまたは外層の内側で燃焼させることである。混合カップ１３６内の第１の流体及び第２の流体の燃焼が２０００℃を超える（例えば、３０００℃～４０００℃）場合には、混合チャンバ１２８及び混合カップ１３６を画定する混合要素１２６部分は、混合カップ１３６の希釈剤注入部１３４によって発生させた第３の流体のシートまたは外層により、そのような温度から断熱させることができる。

【0045】

また、第１の流体及び第２の流体の燃焼及び混合物に第３の流体を加えることで、混合物及び／または燃焼の温度を低下させることができ、このことはスワールプレバーナ１００の下流にある構成要素にとって好ましいことであり得る。例えば、第１の流体及び第２の流体の燃焼が３０００℃～４０００℃で始まる場合に、第３の流体を加えることで、温度を２０００℃未満（例えば、約１２００℃）に下げることができ、このことはタービンなどの下流の構成要素にとって望ましいことであり得る。

【0046】

さらに、温度を急速に下げることにより、温度の低下に必要な距離が短くなるので、スワールプレバーナ１００と下流の温度に敏感な構成要素との間の管類またはその他の接続構造の長さを短くすることができる。そのような構成要素の長さを短くすることは、スワールプレバーナ１００を備えるロケットエンジンシステムの小型化及び軽量化のために好ましいことであり得る。

【0047】

したがって、様々な実施形態では、スワールプレバーナ１００は、低質量のプレバーナシステムを提供することができ、その一方では、堅固な始動過渡事象と、下流のタービンブレード及びスワールプレバーナ１００自体を含む、ロケットエンジンシステムの構成要素の寿命を延ばす温度プロファイルとを提供することもできる。

【0048】

様々な例において、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ１０４、１１６は、他の設計と比較して、流体の混合及び噴霧化を改良することが可能であり、これにより、スワールプレバーナ１００の長さをそのような他の設計よりも短くすることが可能になり得る。したがって、いくつかの例では、本明細書で論じられるスワールプレバーナ１００の構成は、スワールプレバーナ１００のサイズ及び／または質量を代替設計と比較して低減することができ、このことは、スワールプレバーナ１００を含む、より軽量かつ小型のロケットエンジンシステムを提供するのに好ましいこととなり得る。

【0049】

さらに、ＬＨ２（燃料）及びＬＯ２（酸化剤）の例をいくつか挙げたが、代替の例では、燃料と酸化剤との任意好適な組み合わせ、単一成分もしくは複数成分の燃料、単一成分もしくは複数成分の酸化剤、またはその種の他の組み合わせを使用することができる。例えば、さらなる実施形態では、スワールプレバーナ１００は、エチレンオキシド、過酸化水素、ニトロメタン、フッ化ペルクロリル、亜酸化窒素、ＬＯ２－ケロシン、四酸化窒素－ヒドラジン、アニリン酸、ＪＰ－４－酸、過酸化水素－ＪＰ－４、ヒドラジン酸、アンモニア－四酸化窒素、ＬＯ２－ＪＰ－４、ＬＯ２－アルコール、ヒドラジン－三フッ化塩素、ＬＯ２－フッ素－ＪＰ－４、ＬＯ２－オゾン－ＪＰ－４、ＬＯ２－ヒドラジン、フッ素－水素、フッ素－アンモニア、オゾン－水素、フッ素－ジボランなどのうちの１つ以上を使用してもよい。さらに、様々な例では液体の使用について述べているが、さらなる例では、任意の好適な気体及び／または液体を使用してもよい。

【0050】

図２を参照すると、別の例示的な実施形態のスワールプレバーナ２００の断面正面図が示されている。スワールプレバーナ２００は、第１のスワールチャンバ２０４を画定する中央の第１のスワールコア２０２を備えていることが示されている。第１のスワールチャンバの端部２０６が、第１のスワールチャンバ出口ポート２０８を画定していることが示されている。様々な実施形態では、第１のスワールコア２０２は、直径Ｄ１_２を有する円筒形の第１のスワールチャンバ２０４を画定する。様々な例では、本明細書で述べるように、第１の旋回流体流が、第１のスワールチャンバ２０４内で発生し、第１のスワールチャンバ出口ポート２０８から排出され得る。例えば、第１のスワールチャンバ２０４内で発生する、そのような第１の旋回流体流は、ＬＯ２を含むことができる。

【0051】

図２のスワールプレバーナ２００は、第２のスワールチャンバ２１２を画定する第２のスワールコア２１０をさらに備えていることが示されている。第２のスワールチャンバの端部２１４が、第１のスワールチャンバの端部２０６と組み合わせて、第２のスワールチャンバ出口ポート２１６を画定していることが示されている。様々な実施形態では、第２のスワールコア２１０は、直径Ｄ２_２を有する円筒形リングの第２のスワールチャンバ２１２を画定し、この円筒形リングの幅は、（Ｄ２_２－Ｄ１_２）／２である。様々な例では、本明細書で述べるように、第２の旋回流体流が、第２のスワールチャンバ２１２内で発生し、第１のスワールチャンバ出口ポート２１６から排出され得る。例えば、第２のスワールチャンバ２１２内で発生する、そのような第２の旋回流体流は、ＬＨ２を含むことができる。

【0052】

図２のスワールプレバーナ２００は、混合チャンバ２２０を画定する混合要素２１８をさらに備えていることが示されている。混合チャンバの端部２２２が、混合カップ２２４を画定していることが示されている。様々な実施形態では、混合チャンバ２２０は、直径Ｄ３_２を有する円筒形の混合カップ２２４を画定する。様々な例では、混合カップ２２４内で第３の流体のカーテン流または外層流が発生し得る。例えば、混合カップ２２４内で発生する、そのような第３の流体のカーテンまたは外層は、ＬＨ２を含むことができる。

【0053】

図２に示すように、第１のスワールコア２０２は、第２のスワールコア２１０の中に入れ子にすることができ、第１のスワールコア及び第２のスワールコア２０２、２１０が、混合要素２１８の一部の中に入れ子にされている。本明細書で述べるように、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ２０４、２１２ならびに混合チャンバ２２０は、それぞれの直径Ｄ１_２、Ｄ２_２及びＤ３_２が画定され得、Ｄ１_２＜Ｄ２_２＜Ｄ３_２である。さらに、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ２０４、２１２ならびに混合チャンバ２２０は、スワールプレバーナ２００を通って延びる中心軸に関して、軸対称であること、及び／または円形の径方向対称性を有することが可能である。

【0054】

図３を参照すると、スワールプレバーナ３００が、第１のスワールチャンバ第１端部３０６から第１のスワールチャンバ第２端部３０８まで延在する長さＬ１_３の第１のスワールチャンバ３０４を画定する第１のスワールコア３０２を備えることが示されている。第１のスワールチャンバ３０４は、第１のスワールチャンバ第２端部３０８に、第１のスワールチャンバ出口ポート３１０を備える。様々な実施形態では、第１のスワールコア３０２は、第１のスワールチャンバ第１端部３０６でＤ１_３Ａの直径を有し、第１のスワールチャンバ第２端部３０８でＤ１_３Ｂの直径を有する、軸方向に対称な第１のスワールチャンバ３０４を画定する。第１のスワールチャンバ３０４は、第１のスワールチャンバ３０４の直径を、第１のスワールチャンバ第１端部３０６におけるＤ１_３Ａの直径から、第１のスワールチャンバ第２端部３０８におけるＤ１_３Ｂの直径へと移行させる第１のスワールチャンバテーパ部３０７を備え得る。複数の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２が、第１のスワールコア３０２によって画定され、第１のスワールチャンバ第１端部３０６に配置され得る。

【0055】

様々な実施形態では、第１の流体が、第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を介して第１のスワールチャンバ３０４に注入され得、第１のスワールチャンバ注入ポート３１２は、第１のスワールチャンバ３０４内に、第１のスワールチャンバ第１端部３０６から第１のスワールチャンバ第２端部３０８へ伝播して第１のスワールチャンバ出口ポート３１０から出る、第１の流体のスワールを発生させるように構成されている。例示のスワールプレバーナ３００では、第１のスワールチャンバ注入ポート３１２は、直径Ｄ１_３Ａを有する第１のスワールチャンバ第１端部３０６の一部に配置されている。いくつかの実施形態では、第１の流体は、ＬＯ２を含み得る。

【0056】

スワールプレバーナ３００は、第２のスワールチャンバ第１端部３１８から第２のスワールチャンバ第２端部３２０まで延在する長さＬ２_３の第２のスワールチャンバ３１６を画定する第２のスワールコア３１４をさらに備えることが示されている。第２のスワールチャンバ３１６は、第２のスワールチャンバ第２端部３２０に、第２のスワールチャンバ出口ポート３２２を備える。様々な実施形態では、第２のスワールコア３１４は、第２のスワールチャンバ第１端部３１８でＤ２_３Ａの最大直径を有し、第２のスワールチャンバ第２端部３２０でＤ２_３Ｂの直径を有する、軸方向に対称なリング状の第２のスワールチャンバ３１６を画定する。いくつかの例では、Ｌ２_３／Ｄ２_３Ｂの比率は、６．０～７．０の範囲内であり得、一例では、Ｌ２_３／Ｄ２_３Ｂの比率＝６．４である。

【0057】

第２のスワールチャンバ３１６は、第２のスワールチャンバ３１６の直径を、第２のスワールチャンバ第１端部３１８におけるＤ２_３Ａの直径から、第２のスワールチャンバ第２端部３２０におけるＤ２_３Ｂの直径へと移行させる第２のスワールチャンバテーパ３１９を備え得る。複数の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４が、第２のスワールコア３１４によって画定され、第２のスワールチャンバ第１端部３１８に配置され得る。

【0058】

さらに、図３の例に示すように、第１のスワールチャンバ第２端部３０８と第２のスワールチャンバ第２端部３２０とは、互いに同一平面上にあり、共通の面を画定し得る。第２のスワールチャンバ３１６は、第１のスワールチャンバ３０４のまわりを、第１のスワールチャンバ第２端部３０８から第１のスワールチャンバ第１端部３０６に向かって、Ｌ２_２の長さだけ延在し得る。したがって、第１のスワールチャンバ第１端部３０６と第２のスワールチャンバ第１端部３１８との間の距離は、第１のスワールチャンバ第１端部３０６が、第２のスワールチャンバ３１６によって囲まれていないＬ１_３－Ｌ２_３の距離である。

【0059】

この例示のスワールプレバーナ３００に示すように、第１のスワールチャンバ３０４の最大直径Ｄ１_３Ａ及びスワールチャンバテーパ部３０７は、第２のスワールチャンバ３１６によって取り囲まれていない。さらに、第２のスワールチャンバ３１６は、第１のスワールチャンバ３０４の、Ｄ１_３Ａの最小直径を有する部分を排他的に取り囲む。さらに、図３のスワールプレバーナの例では、Ｄ２_３Ａ＞Ｄ１_３Ａ＞Ｄ２_３Ｂ＞Ｄ１_３Ｂである。

【0060】

いくつかの例では、Ｌ１_３／Ｄ１_３Ｂの比率は、８．０～７．０の範囲内であり得、一例では、Ｌ１_３／Ｄ１_３Ｂの比率＝７．５である。

【0061】

複数の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４が、第２のスワールコア３１４によって画定され、第２のスワールチャンバ第１端部３１８に配置され得る。様々な実施形態では、第２の流体が、第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を介して第２のスワールチャンバ３１６に注入され得、第２のスワールチャンバ注入ポート３２４は、第２のスワールチャンバ３１６内に、第２のスワールチャンバ第１端部３１８から第２のスワールチャンバ第２端部３２０へ伝播して第２のスワールチャンバ出口ポート３２２から出る、第２の流体のスワールを発生させるように構成されている。例示のスワールプレバーナ３００では、第２のスワールチャンバ注入ポート３２４は、直径Ｄ２_３Ａを有する第２のスワールチャンバ第１端部３１８の一部に配置されている。いくつかの実施形態では、第２の流体は、ＬＨ２を含み得る。

【0062】

様々な実施形態では、第１の流体及び／または第２の流体のスワールを、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６へ流体を接線方向に送り込む穴を含み得る、１つ以上のそれぞれの第１のスワールチャンバ注入ポート３１２及び第２のスワールチャンバ注入ポート３２４の構成によって発生させてもよい。例えば、１つ以上の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２が、第１のスワールコア３０２によって画定され得、この第１のスワールチャンバ注入ポート３１２が、第１のスワールチャンバ３０４を画定する第１のスワールコア３０２の内面に接線方向である第１の流体を供給することができる。そのような構成により、第１のスワールチャンバ３０４内に、第１のスワールチャンバ第１端部３０６にある１つ以上の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２から、第１のスワールチャンバ第２端部３０８に向かって伝播して、第１のスワールチャンバ出口ポート３１０から出る、第１の流体のスワール流または螺旋流を発生させることができる。

【0063】

第１のスワールコア３０２は、１つまたは任意好適な複数の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を備えてもよい。いくつかの例では、第１のスワールコア３０２は、２～８個の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を備えることができる。一例では、第１のスワールコア３０２は、３個の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を備えることができる。様々な例では、複数の第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を、第１のスワールチャンバ第１端部３０６で第１のスワールチャンバ３０４の周辺に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、第１のスワールチャンバ注入ポート３１２を、第１のスワールチャンバ３０４の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。

【0064】

同様に、１つ以上の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４が、第２のスワールコア３１４によって画定され得、この第２のスワールチャンバ注入ポート３２４が、第２のスワールチャンバ３１６を画定する第２のスワールコア３１４の内面に接線方向である第２の流体を供給することができる。そのような構成により、第２のスワールチャンバ３１６内に、第２のスワールチャンバ第１端部３１８にある１つ以上の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４から、第２のスワールチャンバ第２端部３２０に向かって伝播して、第２のスワールチャンバ出口ポート３２２から出る、第２の流体のスワール流または螺旋流を発生させることができる。

【0065】

第２のスワールコア３１４は、１つまたは任意好適な複数の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を備えてもよい。いくつかの例では、第２のスワールコア３１４は、４～１６個の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を備えることができる。一例では、第２のスワールコア３１４は、６個の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を備えることができる。様々な例では、複数の第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を、第２のスワールチャンバ第１端部３１８で第２のスワールチャンバ３１６の周辺に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、第２のスワールチャンバ注入ポート３２４を、第２のスワールチャンバ３１６の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。

【0066】

スワールプレバーナ３００は、混合チャンバ３２８を画定する混合要素３２６をさらに備えることができ、混合チャンバ３２８は、混合チャンバ第１端部３３０から混合チャンバ第２端部３３２まで延在している。混合チャンバ３２８は、希釈剤注入部３３４及び混合カップ３３６を備える。混合カップ３３６は、直径Ｄ３_１を画定する。混合要素３２６は、混合チャンバ第１端部３３０で混合要素３２６によって画定される複数の希釈剤注入ポート３３８をさらに備える。

【0067】

希釈剤注入ポート３３８は、１つ以上の流体リザーバ３４２から延在して、これらと連通する、それぞれの希釈剤供給管３４０を介して、第３の流体（例えば、ＬＨ２）を供給され、受け入れることができる。さらに、第２のスワールチャンバ注入ポート３２４は、同様に１つ以上の流体リザーバ３４２と連通する第２のスワールチャンバ供給チューブ３４４を介して、第２の流体（例えば、ＬＨ２）を供給され、受け入れることができる。

【0068】

本開示を単純化するために、図３の断面図には、第２のスワールチャンバ供給チューブ３４４の全体が示されておらず、第２のスワールチャンバ供給チューブ３４４の全体は、第２のスワールチャンバ供給チューブ３４４との接続部を形成する全ての部分を含み、第２の流体が、１つ以上の流体リザーバ３４２から、それぞれの第２のスワールチャンバ注入ポート３２４に送られることを可能にすることに留意されたい。さらに、１つ以上の流体リザーバ３４２を、同様に連結することができる。したがって、図３に示す流体リザーバ３４２は、実際には単一の流体リザーバ３４２の一部であってもよいが、図３の断面図の性質を考慮すると、そのような接続は、図３を明確にするために図示されない場合がある。さらに、本開示のいくつかの例では、第２の流体及び第３の流体が論じられているが、様々な例では、第１の流体と第２の流体とは同じ流体（例えば、ＬＨ２）であってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上の流体リザーバ３４２が、同じ流体（例えば、ＬＨ２）を第２のスワールチャンバ３１６と混合チャンバ３２８との両方に供給することができる。

【0069】

同様に、第１のスワールチャンバ注入ポート３１２は、第１の流体源３１３を介して、第１の流体（例えば、ＬＯ２）を供給され、受け入れることができ、上記のように、第１の流体を第１のスワールチャンバ注入ポート３１２に伝える供給管または他の構造は、断面図の性質のため、及び本開示を単純化するために、図３には図示されていない。

【0070】

様々な実施形態では、第３の流体が、希釈剤注入ポート３３８を介して混合チャンバ３２８の希釈剤注入部３３４に注入され得、希釈剤注入ポート３３８は、希釈剤注入部３３４内に、混合チャンバ第１端部３３０から混合カップ３３６に入り、混合チャンバ第２端部３３２に向かって伝播する、第３の流体の外層（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を発生させるように構成されている。

【0071】

様々な例では、混合チャンバ３２８の希釈剤注入部３３４は、希釈剤注入部３３４が第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６を囲んだ円筒形リングを画定している（例えば、図２参照）。したがって、第２のスワールコア３１４の一部は、混合チャンバ３２８の希釈剤注入部３３４の一部を画定し得る。

【0072】

図３に示すように、第１のスワールコア３０２は、第２のスワールコア３１４の中に入れ子にすることができ、第１のスワールコア及び第２のスワールコア３０２、３１４が、混合要素３２６の一部の中に入れ子にされている。さらに、第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６ならびに混合チャンバ３２８は、スワールプレバーナ３００を通って延びる軸Ｘに関して、軸対称であること、及び／または円形の径方向対称性を有することが可能である。

【0073】

第１の流体及び第２の流体の旋回流を、上記のように、それぞれ第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６内で発生させることができ、これらの第１の流体及び第２の流体のそれぞれの流れは、第１のスワールチャンバ出口ポート及び第２のスワールチャンバ出口ポート３１０、３２２を経て第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６を出て、混合チャンバ３２８の混合カップ３３６に入ることができる。第１の流体及び第２の流体のスワール流は、希釈剤注入部３３４からのものである第３の流体の外層によって取り囲まれ、混合チャンバ第２端部３３２に向かって伝播し得る。

【0074】

本明細書で述べるように、第１の流体及び第２の流体の旋回流は、第１のスワールチャンバ注入ポート及び第２のスワールチャンバ注入ポート３１２、３２４の角度、向き、ノズル形状、またはその他の構成によって発生させることができ、それによって、いくつかの例では、それぞれの第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ３０４、３１６の周辺で、少なくとも１回の完全回転を行う、それぞれの流体流を発生させる。対照的に、希釈剤注入ポート３３８は、混合チャンバ第１端部３３０から混合チャンバ第２端部３３２に向かう第３の流体流を、旋回流を伴わずに発生させるように構成され得る。この第３の流体流には、いくつかの例では、直線流か、または混合チャンバ３２８の周辺で、半回転未満の回転、４分の１回転未満の回転、８分の１回転未満の回転、１６分の１回転未満の回転などを含む、１回転未満の回転を行うスワール流を有する流れが含まれてもよい。

【0075】

いくつかの例では、混合チャンバ３２８は、６～３２個の希釈剤注入ポート３３８を備え得る。一例では、混合チャンバ３２８は、１２個の希釈剤注入ポート３３８を備えることができる。様々な例では、複数の希釈剤注入ポート３３８を、混合チャンバ第１端部３３０で混合チャンバ３２８の周辺に、対称に配置してもよく、及び／または等間隔に配置してもよい。いくつかの例では、希釈剤注入ポート３３８を、混合チャンバ３２８の周辺で共通平面内に配置してもよく、及び／または所与の平面に関して対称に配置してもよい。上記に述べたように、図３の断面図の性質を考慮すると、全ての注入ポート３１２、３２４、３２８が図示されていない可能性があるので、図３の例示的な図は限定的なものと見なされるべきではない。

【0076】

図４を参照すると、例示的なスワールプレバーナシステム４００が示されている。第１のスワールコア４０２が、第２のスワールコア４１４の中に入れ子にされ得、第１のスワールコア及び第２のスワールコア４０２、４１４が、混合要素４２６の一部の中に入れ子にされている。第１のスワールコア及び第２のスワールコア４０２、４１４ならびに混合要素４２６は、それぞれ第１のスワールチャンバ及び第２のスワールチャンバ４０４、４１６ならびに混合チャンバ４３６を画定し得る。

【0077】

混合チャンバ４３６は、流体源４４６によって供給される１つ以上の流体リザーバ４４２から延在して、これらと連通する、それぞれの希釈剤供給管４４０を介して、第３の流体（例えば、ＬＨ２）を供給され、受け入れることができる。さらに、第２のスワールチャンバ注入ポート４２４は、同様に１つ以上の流体リザーバ４４２と連通する第２のスワールチャンバ供給チューブ４４４を介して、第２の流体（例えば、ＬＨ２）を供給され、受け入れることができる。

【0078】

本開示を単純化するために、図４の断面図には、第２のスワールチャンバ供給チューブ４４４の全体が示されておらず、第２のスワールチャンバ供給チューブ４４４の全体は、第２のスワールチャンバ供給チューブ４４４との接続部を形成する全ての部分を含み、第２の流体が、１つ以上の流体リザーバ４４２から、それぞれの第２のスワールチャンバ注入ポート４２４に送られることを可能にすることに留意されたい。さらに、１つ以上の流体リザーバ４４２を、同様に連結することができる。したがって、図４に示す流体リザーバ４４２は、実際には単一の流体リザーバ４４２の一部であってもよいが、図４の断面図の性質を考慮すると、そのような接続は、図４を明確にするために図示されない場合がある。さらに、本開示のいくつかの例では、第２の流体及び第３の流体が論じられているが、様々な例では、第１の流体と第２の流体とは同じ流体（例えば、ＬＨ２）であってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上の流体リザーバ４４２が、同じ流体（例えば、ＬＨ２）を第２のスワールチャンバ４１６と混合チャンバ４２８との両方に供給することができる。

【0079】

同様に、第１のチャンバ注入ポート４１２は、第１の流体源４１５から供給される第１の流体供給構造４１３を介して、第１の流体（例えば、ＬＯ２）を供給され、受け入れることができ、上記のように、第１の流体を第１のチャンバ注入ポート４１２に伝える供給管または他の構造は、断面図の性質のため、及び本開示を単純化するために、図４には図示されていない。

【0080】

さらに、本開示の実施形態は、以下の条項を考慮したうえで説明することができる。
１．スワールプレバーナの第１のスワールコアによって画定された第１のスワールチャンバに、第１の流体を導入することであって、前記第１の流体が、第１のスワールチャンバ第１端部に導入されて、第１のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第１の流体流を発生させ、前記第１のスワールチャンバ第２端部が、第１のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第１の流体流が、前記第１のスワールチャンバ内を、前記第１のスワールチャンバ第１端部から前記第１のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む、前記第１の流体を導入することと、
前記スワールプレバーナの第２のスワールコアによって画定された第２のスワールチャンバに、第２の流体を導入することであって、前記第２の流体が、第２のスワールチャンバ第１端部に導入されて、第２のスワールチャンバ第２端部に向かって伝播する第２の流体流を発生させ、前記第２のスワールチャンバ第２端部が、第２のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第２の流体流が、前記第２のスワールチャンバ内を、前記第２のスワールチャンバ第１端部から前記第２のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進み、前記第２のスワールチャンバが、少なくとも前記第１のスワールチャンバ第２端部を含む前記第１のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記第２の流体を導入することと、
混合要素によって画定された混合チャンバに、第３の流体を導入することであって、前記混合チャンバが、前記第１のスワールチャンバ第２端部と前記第２のスワールチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバの一部を取り囲み、前記第１の流体流と前記第２の流体流とが、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバを出て前記混合チャンバに入り、前記混合チャンバ内で混合する、前記第３の流体を導入することと、
前記混合チャンバ内の少なくとも前記第１の流体流及び前記第２の流体流に点火して、燃焼を起こすことと
を含む、方法。
２．前記第１の流体が液体酸素を含み、前記第２の流体及び前記第３の流体が液体水素を含む、条項１に記載の方法。
３．前記第３の流体を前記混合チャンバに導入することは、前記第１のスワールチャンバ第２端部及び前記第２のスワールチャンバ第２端部で前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバを出る前記第１の流体流及び前記第２の流体流を取り囲む第３の流体流の外層を発生させることを含む、条項１または条項２に記載の方法。
４．少なくとも前記第１の流体及び前記第２の流体の前記燃焼によって生じた排ガスをタービンに向かわせることであって、少なくとも、前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに導入するとともに、前記第２の流体を前記第２のスワールチャンバに導入する１つ以上の流体ポンプに前記タービンが動力を供給する、前記向かわせることをさらに含む、条項１～３のいずれかに記載の方法。
５．前記第１のスワールチャンバが、軸Ｘに関して軸対称であり、前記第２のスワールチャンバが、前記軸Ｘに関して軸対称であり、前記混合チャンバが、前記軸Ｘに関して軸対称である、条項１～４のいずれかに記載の方法。
６．前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに導入することは、前記第１のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第１の流体を前記第１のスワールチャンバに注入することを含み、
前記第２の流体を前記第２のスワールチャンバに導入することは、前記第２のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第２の流体を前記第１のスワールチャンバに注入することを含む、条項１～５のいずれかに記載の方法。
７．前記複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第１のスワールチャンバに前記第１の流体を注入すると、前記第１のスワールチャンバ内を、前記第１のスワールチャンバ第１端部から前記第１のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む前記第１の流体流を発生させ、
前記複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを介して、前記第２のスワールチャンバに前記第２の流体を注入すると、前記第２のスワールチャンバ内を、前記第２のスワールチャンバ第１端部から前記第２のスワールチャンバ第２端部まで旋回しながら進む前記第２の流体流を発生させる、条項６に記載の方法。
８．第１のスワールチャンバ第１端部及び第１のスワールチャンバ第２端部を有する第１のスワールチャンバを画定する第１のスワールコアであって、前記第１のスワールチャンバ第２端部が、第１のスワールチャンバ出口ポートを画定する、前記第１のスワールコアと、
第２のスワールチャンバ第１端部及び第２のスワールチャンバ第２端部を有する第２のスワールチャンバを画定する第２のスワールコアであって、前記第２のスワールチャンバ第２端部が、第２のスワールチャンバ出口ポートを画定し、前記第２のスワールチャンバが、少なくとも前記第１のスワールチャンバ第２端部を含む前記第１のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記第２のスワールコアと、
混合チャンバを画定する混合要素であって、前記混合チャンバが、前記第１のスワールチャンバ第２端部と前記第２のスワールチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のスワールチャンバ及び前記第２のスワールチャンバの一部を取り囲む、前記混合要素と
を備える、スワールプレバーナ。
９．前記第１のスワールチャンバが、前記第１のスワールチャンバ第１端部の第１のより大きい直径から、前記第１のスワールチャンバ第２端部の第２のより小さい直径まで先細になっている、条項８に記載のスワールプレバーナ。
１０．前記第２のスワールチャンバが、前記第２のスワールチャンバ第１端部の第１のより大きい直径から、前記第２のスワールチャンバ第２端部の第２のより小さい直径まで先細になっている、条項８または条項９に記載のスワールプレバーナ。
１１．前記第１のスワールチャンバが、前記第１のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第１のスワールチャンバ注入ポートであって、前記第１のスワールチャンバの周の接線で、第１の流体を前記第１のスワールチャンバに接線方向に送り込むように構成された、前記複数の第１のスワールチャンバ注入ポートを備える、条項８～１０のいずれかに記載のスワールプレバーナ。
１２．前記第２のスワールチャンバが、前記第２のスワールチャンバ第１端部に配置された複数の第２のスワールチャンバ注入ポートであって、第２の流体を前記第２のスワールチャンバに接線方向に送り込むように構成された、前記複数の第２のスワールチャンバ注入ポートを備える、条項８～１１のいずれかに記載のスワールプレバーナ。
１３．前記混合チャンバが、混合カップ部及び希釈剤注入部を備える、条項８～１２のいずれかに記載のスワールプレバーナ。
１４．第１のチャンバ第１端部及び第１のチャンバ第２端部を有する第１のチャンバを画定する第１のコアと、
第２のチャンバ第１端部及び第２のチャンバ第２端部を有する第２のチャンバを画定する第２のコアと、
混合チャンバを画定する混合要素であって、前記混合チャンバが、前記第１のチャンバ第２端部と前記第２のチャンバ第２端部とを少なくとも含む、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの一部を取り囲む、前記混合要素とを備え、
流体を、前記第１のコア、前記第２のコア、及び前記混合要素のうちの少なくとも１つに圧送する少なくとも１つの流体ポンプを駆動するタービンの下流に配置された、プレバーナ。
１５．前記第１のチャンバ第２端部が、第１のチャンバ出口ポートを画定し、前記第２のチャンバ第２端部が、前記第１のチャンバ出口ポートとの共通面を画定した第２のチャンバ出口ポートを画定する、条項１４に記載のプレバーナ。
１６．前記第２のチャンバが、少なくとも前記第１のチャンバ第２端部を含む前記第１のチャンバの一部を取り囲む、条項１４または条項１５に記載のプレバーナ。
１７．前記第１のチャンバが、軸Ｘに関して、円形の径方向対称性を有し、前記第２のチャンバが、前記軸Ｘに関して、円形の径方向対称性を有する、条項１４～１６のいずれかに記載のプレバーナ。
１８．前記第１のチャンバの第１の長さの、前記第１のチャンバの第１の直径に対する比が、８．０～７．０の範囲内であり、前記第２のチャンバの第２の長さの、前記第２のチャンバの第２の直径に対する比が、６．０～７．０の範囲内である、条項１４～１７のいずれかに記載のプレバーナ。
１９．前記第２のチャンバが、前記第１のチャンバを取り囲む円筒形リングを画定する、条項１４～１８のいずれかに記載のプレバーナ。
２０．前記混合チャンバが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの少なくとも一部を取り囲む円筒形リングを画定する、条項１４～１９のいずれかに記載のプレバーナ。

【0081】

様々な実施形態では、スワールプレバーナシステム４００の全体は、積層造形によって製造することができる。例えば、いくつかの実施形態では、スワールプレバーナシステム４００は、ニッケル、銅、またはその種の他の材料を含む材料を用いた積層造形によって製造することができる。積層造形によってスワールプレバーナシステム４００を生成することは、そのような製造方法によって、他の製造方法では生成することが不可能な構造の生成を可能にすることができるので、好ましいことであり得る。

【0082】

図５は、プレバーナ５１０を備えた例示的なロケットエンジンシステム５００のブロック図であり、ロケットエンジンシステム５００は、いくつかの例では、図１～図３のスワールプレバーナ１００、２００、３００、または図４のスワールプレバーナシステム４００を備えてもよい。ロケットエンジンシステム５００は、燃料リザーバ５０２及び酸化剤リザーバ５０４を備え、それぞれの燃料ライン５０６及び酸化剤ライン５０８が、燃料及び酸化剤をプレバーナ５１０に運ぶことが示されている。いくつかの実施形態では、燃料はＬＨ２を含むことができ、酸化剤はＬＯ２を含むことができる。しかしながら、さらなる実施形態では、本明細書で説明される燃料－酸化剤ペアを含む任意の好適な燃料－酸化剤ペアを含んでもよい。

【0083】

燃料と酸化剤との燃料を多量に含む混合物を、プレバーナ５１０で発生させ、燃焼させることができ、推進剤を多量に含む排出流体を、排出ライン５１２を介してプレバーナから排出することができる。例えば、プレバーナ５１０内の燃焼は、化学量論的条件から外れていることがあり、このことは、燃焼生成物に加えて、推進剤（例えば、燃料または酸化剤）がプレバーナ５１０での燃焼から燃え残され得ることを意味する。

【0084】

プレバーナ５１０からの燃焼排ガスは、タービン５１４を駆動することができ、このタービン５１４は、燃料ポンプ５１６及び酸化剤ポンプを駆動する。燃料ポンプ５１６は、燃料リザーバ５０２から、燃料ライン５０６を通して、プレバーナ５１０及び燃焼室５２０に燃料を圧送し得る。酸化剤ポンプ５１８は、酸化剤リザーバ５０４から、酸化剤ライン５０８を通して、プレバーナ５１０及び燃焼室５２０に酸化剤を圧送し得る。

【0085】

燃料ライン５０６による燃料、酸化剤ライン５０８による酸化剤、及び排出ライン５１２によるプレバーナ５１０からの推進剤を多く含む排ガスを、燃焼室５２０で点火して燃焼５２２を発生させることができ、この燃焼５２２がロケットエンジンシステム５００を推進する推力５２４を発生させ得る。

【0086】

図５には、プレバーナ５１０を有するロケットエンジンシステム５００の一例を示しているが、他の好適なロケットエンジンの構成も本開示の範囲内である。例えば、一実施形態では、ロケットエンジンシステムは、それぞれのポンプ（例えば、燃料ポンプ及び酸化剤ポンプ５１６、５１８）を駆動するように構成することができる複数のプレバーナ５１０を備えてもよい。さらなる例では、燃料及び／または酸化剤を燃焼室５２０の本体のまわりに圧送して、冷却剤として作用させること、及び／または燃料及び／または酸化剤を加熱することがあってもよい。いくつかの例では、酸化剤は、酸化剤ポンプ５１８の高圧インペラによって提供することができる。いくつかの例では、燃料は、燃料ポンプ５１６の主段によって供給され得る。他の様々な段階的燃焼サイクルエンジン構成は、本明細書に記載された１つ以上のプレバーナを使用することができる。

【0087】

図６及び図７を参照すると、別の例のロケットエンジンシステム６００が示されており、図７は、図６の説明図の部分拡大図である。ロケットエンジンシステム６００は、燃焼室６０８に燃料及び酸化剤を供給する第１のポンプ及び第２のポンプ６０４、６０６を駆動するプレバーナシステム６０２を備えることが示されている。図７に示すように、プレバーナシステム６０２は、第１の流体源７０２及び第２の流体源７０４によって供給され得る。例えば、一実施形態では、プレバーナシステム６０２は、図１～図３のスワールプレバーナ１００、２００、３００、または図４のスワールプレバーナシステム４００を含むことができる。

【0088】

いくつかの例では、プレバーナシステム６０２は、２０００ｐｓｉ＜Ｐｃ＜２２００ｐｓｉの範囲内の動作圧力を有することができ、一例では、Ｐｃ＝２１０５ｐｓｉである。いくつかの例では、プレバーナシステム６０２は、１６５０℃～１７５０℃の範囲内で動作することができる。

【0089】

説明された実施形態は、様々な修正及び代替形態に影響されやすく、その具体例は、図面に一例として示されており、本明細書で詳細に説明されている。しかしながら、説明された実施形態は、開示された特定の形態または方法に限定されるものではなく、逆に、本開示は、全ての修正、均等物、及び代替物を網羅するものであることを理解されたい。

【0090】

したがって、本明細書及び図面は、限定的意味ではなく、例示的意味で捉えられるべきである。また一方、特許請求の範囲に記載された本発明の広範な趣旨と範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更を行うことができることは明らかであろう。

【0091】

他の変形形態も本開示の趣旨の範囲内である。したがって、開示された技法は様々な修正や代替的構造の影響を受けやすいが、その特定の例示された実施形態が図面に示されており、上記で詳細に説明されている。ただし、本発明を開示された特定の１つまたは複数の形態に限定する意図はなく、逆に、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の趣旨及び範囲内にある全ての修正、代替的構造、及び均等物を網羅する意図があることを理解すべきである。

【0092】

開示された実施形態を説明する文脈での（特に以下の請求項の文脈での）「ａ」及び「ａｎ」ならびに「ｔｈｅ」という用語と、類似の指示語との使用は、本明細書で別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を網羅するように解釈されるべきである。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別段の記載がない限り、非制限型用語（すなわち、「～を含むが、それに限定されない」を意味する）として解釈される。用語「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」は、修飾されておらず、物理的な接続に言及している場合には、たとえ介在する何かがあるとしても、部分的にまたは完全に内部に含まれている、取り付けられている、または互いに結合されていると解釈されるべきである。本明細書での値の範囲の記載は、本明細書で別段の指示がない限り、その範囲内にある各個別の値を個別に参照する略記法としての役割を果たすことを単に意図しており、各個別の値は、それが本明細書で個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。「セット」（例えば、「項目のセット」）または「サブセット」という用語の使用は、特に明記しない限り、または文脈上矛盾しない限り、１つ以上のメンバを含む空ではないコレクションと解釈されるべきである。さらに、特に明記しない限り、または文脈上矛盾しない限り、対応するセットの「サブセット」という用語は、必ずしも対応するセットの適切なサブセットを示すものではないが、サブセットと対応するセットとが等しい場合もある。

【0093】

「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」または「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」（すなわち、オックスフォードコンマの有無にかかわらず同じフレーズ）という形式の句などの接続語は、特に明記されていない限り、または文脈上明らかに矛盾していない限り、ある項目や用語などが、ＡまたはＢまたはＣ、Ａ及びＢ及びＣのセットの任意の空でないサブセット、あるいは少なくとも１つのＡ、少なくとも１つのＢ、または少なくとも１つのＣを含む、文脈上矛盾しない、または他の形で除外されないセットのいずれかであってもよいことを提示するために一般に使用される文脈の中で別途理解される。例えば、３つのメンバを持つセットの説明的な実例では、接続語句の「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」及び「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」は、以下のセットのいずれかを指す。すなわち、｛Ａ｝、｛Ｂ｝、｛Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ｝、｛Ａ，Ｃ｝、｛Ｂ，Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝を指し、明示的または文脈的に矛盾しない場合は、サブセットとして｛Ａ｝、｛Ｂ｝、及び／または｛Ｃ｝を持つ任意のセット（例えば、複数の「Ａ」を持つセット）を指す。したがって、そのような接続語は、一般に、特定の実施形態が、Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、及びＣの少なくとも１つがそれぞれ存在することを要することを意味することを意図するものではない。同様に、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つ」及び「Ａ、ＢまたはＣの少なくとも１つ」などの句は、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」及び「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」が次のセットのいずれかを指すのと同じことを指す。すなわち、異なる意味が明示的に述べられているか、文脈から明らかでない限り、｛Ａ｝、｛Ｂ｝、｛Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ｝、｛Ａ，Ｃ｝、｛Ｂ，Ｃ｝、｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝を指す。さらに、特に断りのない限り、または文脈上矛盾しない限り、用語「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」は、複数である状態を示す（例えば、「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）の項目」は、複数（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）の項目を示す）。複数の項目の数は、少なくとも２つであるが、明示的にまたは文脈によって示される場合は、それ以上になることもある。

【0094】

本明細書に記載されているプロセスの動作は、他に指示がない限り、または文脈上明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。実施形態では、本明細書に記載されたプロセス（またはそれらの変形形態及び／または組み合わせ）などの、プレバーナ、プレバーナシステム、またはロケットエンジンを動作及び制御するプロセスは、実行可能な命令で構成された１つ以上のコンピュータシステムの制御下で実行され、１つ以上のプロセッサ上でハードウェアまたはそれらの組み合わせによって集合的に実行されるコード（例えば、実行可能な命令、１つ以上のコンピュータプログラム、または１つ以上のアプリケーション）として実装される。実施形態では、コードは、例えば、１つ以上のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含むコンピュータプログラムの形で、コンピュータ可読記憶媒体に格納されている。実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、一時的信号（例えば、伝播する一時的な電気的または電磁的伝送）を除外するが、一時的信号のトランシーバ内に非一時的データ記憶回路（例えば、バッファ、キャッシュ、及びキュー）を含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体である。実施形態では、コード（例えば、実行可能コードまたはソースコード）は、コンピュータシステムの１つ以上のプロセッサによって実行されると（すなわち、実行された結果として）、コンピュータシステムに本明細書に記載された動作を実行させる実行可能命令を格納した１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体のセットに格納される。実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体のセットは、複数の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え、複数の非一時的コンピュータ可読記憶媒体の個々の非一時的記憶媒体のうちの１つ以上が、コードの全てを欠いているが、複数の非一時的コンピュータ可読記憶媒体が、コードの全てを集合的に格納する。実施形態では、実行可能命令は、異なる命令が異なるプロセッサによって実行されるように実行される。例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が命令を格納し、メインＣＰＵが命令の一部を実行し、グラフィックプロセッサユニットが他の命令を実行する。実施形態では、コンピュータシステムの異なる構成要素が別個のプロセッサを有し、異なるプロセッサが命令の異なるサブセットを実行する。

【0095】

したがって、実施形態では、コンピュータシステムは、本明細書に記載されたプロセスの動作を、単独でまたは集合的に実行する１つ以上のサービスを実施するように構成され、そのようなコンピュータシステムは、動作の実行を可能にする適用可能なハードウェア及び／またはソフトウェアで構成される。さらに、本開示の実施形態を実施するコンピュータシステムは、単一のデバイスであり、別の実施形態では、分散型コンピュータシステムが本明細書に記載されている動作を実行して、単一のデバイスが全ての動作を実行しないような、異なる動作をする複数のデバイスを備えた分散型コンピュータシステムである。

【0096】

本明細書で提供される任意の例及び全ての例、または例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に本発明の実施形態をよりよく明らかにすることを意図したものにすぎず、別段の請求がない限り、本発明の範囲に制限を課すものではない。本明細書中のいかなる文言も、請求されていない要素が本発明の実施に必須であると示すものと解釈されるべきではない。

【0097】

本開示の実施形態は、本発明を実施するために本発明者に知られている最良のモードを含めて、本明細書に記載されている。それらの実施形態の変形形態は、上記の説明を読むと当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者が適宜そのような変形形態を採用することを期待しており、本発明者らは、本開示の実施形態が、本明細書に具体的に記載されている以外にも実施されることを意図している。したがって、本開示の範囲には、添付の特許請求の範囲に記載されている主題の、適用法で認められた全ての修正及び均等物が含まれる。さらに、上記の要素のあらゆる可能な変形形態の組み合わせは、本明細書に別段の記載がない限り、または文脈上明らかに矛盾しない限り、本開示の範囲に包含される。

【0098】

本明細書で引用されている刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が個別にかつ具体的に参照により組み込まれることが示され、その全体が本明細書に記載されている場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】