JP4660966B2 - Liquid tank - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体用タンクに関し、特に微少重力あるいは無重力下において極低温液体を収容する液体用タンクに関する。
【0002】
【従来の技術】
宇宙インフラ構築では、地球周回軌道上の宇宙機間で、例えば液体酸素、液体水素などの極低温液体を移送し、人工衛星の姿勢制御スラスタ用推薬などの燃料として、人工衛星に備えたタンクに収容させることが想定されている。
【0003】
密閉容器であるタンクに液体を充填するには、タンクに流入させた液体の容積と等しい容積の気体をタンクから排出させる必要がある。地上であれば、気液は重力によって2層状に分かれるので、気体だけをタンクから排出させることは容易である。しかし、地球周回軌道上は無重力環境であるため、このような環境下ではタンク内の気体と液体とが2層状に分かれず、気体と液体とが混在する状態となる。したがって、地球周回軌道上では気体だけをタンクから排出することが難しく、無重力環境下で気液分離および液体捕捉が可能なタンクでなければ気体だけを排出することができない。つまり、気体を排出させる際に液体まで排出されてしまうため、タンクに効率よく液体を充填することができない。
【0004】
この問題を解決するために、遠心力を利用してタンク内壁に液体を付着させる機構や、表面張力により液体を捕捉する機構を備え、重力を利用せずに気液分離を行うことができるタンクが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遠心力を利用する機構は、タンク自体を回転させたりタンク内の液体を撹拌させたりしてタンク内壁に液体を付着させるため、回転駆動機構を必要とするので、装置の複雑化や大型化、重量増大を招き、厳しく気密性や軽量化が要求される人工衛星のような宇宙機には不適切である。また、回転駆動機構の回転力により生じる慣性力のために、宇宙機の姿勢制御が困難を困難にするなどの問題もある。
【0006】
表面張力を利用している液体捕捉機構によれば、駆動機構がないため、このような問題は生じない。しかしながら、主な移送対象である液体酸素や液体水素などの極低温液体は表面張力が非常に小さいので、このような極低温液体に対して表面張力による液体捕捉機構を用いることは効率が悪く、適切ではない。
【0007】
さらに、極低温液体は揮発性が非常に高く、タンクに供給されると瞬時に揮発してタンク内圧を上昇させるので、液体の揮発によって生じた気体をタンクから抜いて内圧を下げながらでなければ液体を充填することができないため、収容効率が悪いという問題がある。その上、上述したように、気液分離を行うことができないタンクでは気体だけを排出することが困難であり、気体とともに液体が排出されてしまうため、さらに収容効率が悪くなるという問題がある。
【0008】
気体を排出せずにタンクに液体を供給するには、タンク内を高圧にすることにより液体の揮発を抑制しながら液体を充填する方法が考えられる。しかしながら、極低温液体の揮発を抑制するほどの高圧状態に耐えるタンクや供給機を提供することは非常に難しく、非現実的である。
【0009】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、無重力あるいは微少重力環境において、極低温液体をタンク内に効率よく容易に収容することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無重力または微少重力環境に配置される液体用タンクであって、円筒状または球状に形成されたタンク本体と、このタンク本体の内壁面の円周方向に沿って液体を旋回させるように流入させる液体供給手段と、液体をタンク本体の中心に向けて開口された噴出口から噴出させる噴出管と、タンク本体の中心に向けて開口された開口部を有しており、前記タンク本体の内部とタンク外部とを連通させる排気管と、前記噴出管の噴出口と前記排気管の開口部との間に設けられ、前記噴出口から噴出された液体が直接、前記開口部から排出されるのを防ぐバッフルと、を備えることを特徴としている。また、本発明は、噴出管の噴出口と排気管の開口部とは、タンク本体の軸方向において対向して配置されていることを特徴としている。また、本発明は、噴出管は、タンク本体の内壁面からタンク本体の中心に向けて突出して設けられていることを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、タンク本体に流入した液体が、遠心力により円筒状あるいは球状の内壁面に沿って流れることにより、無重力あるいは微少重力環境下においても、タンク内壁面側が液相、タンク中心側が蒸気相となるように気液分離を行うことができる。また、液体供給時に液相がタンク内壁面に沿って流入されるので、液相の蒸発による気化熱によってタンク本体が予冷され、液体を効率よくタンクに供給することができる。
【0011】
また、本発明は、上記液体用タンクにおいて、液体をタンク本体の中心に向けて噴出させる液体噴出手段を備えることを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、遠心力によって気液分離され蒸気相となるタンク本体の中心に向けて液体を噴出することにより、蒸気相を凝縮させることができる。
【0012】
また、本発明は、上記液体用タンクにおいて、タンク本体の内部とタンク外部とを連通させる気体通路を備えることを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、遠心力によって気液分離され蒸気相となるタンク本体の内部とタンク外部を連通させることにより、タンクから気体だけを排出することができる。
【0013】
また、本発明は、上記液体用タンクにおいて、タンク本体は、液体の供給に先立って真空に設定されることを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、タンク本体内を真空にしておくことにより、液体供給に圧力差を利用することができるので、小さい動力で液体を供給することができる。
【0014】
また、本発明は、上記液体用タンクにおいて、タンク本体の内部には、供給された液体を捕捉する液体捕捉機構を備えることを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、例えば人工衛星の姿勢制御スラスタ用燃料タンクとして用いられる場合、タンク内で液体と気体が混在しているスラスタ静止時であっても、液体捕捉機構に捕捉された液体を排出することができる。
【0015】
また、本発明は、上記液体用タンクにおいて、前記タンク本体は、外壁を被覆する断熱材を有することを特徴としている。この発明に係る液体用タンクは、太陽熱や周辺機器からの放熱などを断熱材によって遮断するので、タンク本体の温度上昇を抑え、供給された液体の揮発を抑制することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態の、無重力または微少重力環境下に配置されて液体を収容する液体用タンク100を示す斜視図である。この液体用タンク100は、図2に示すように、人工衛星のスラスタ110の推薬を収容する推薬タンク100であり、供給側タンク120から液体酸素や液体水素などの極低温液体(推薬)Lを充填されて、この推薬Lをスラスタ110に供給することができる。スラスタ110は人工衛星の姿勢制御を行うエンジンであり、この推薬Lを燃料として作動される。
【0017】
図1および図2に示すように、推薬タンク100のタンク本体10は、推薬供給管25を介してスラスタ110に接続されている。タンク本体10には、バルブ20Aを有する液体供給手段としての供給管20と、バルブ21Aを有する液体噴出手段としての噴出管21と、バルブ22Aを有する気体通路としての排気管22が接続されている。
【0018】
供給側タンク120は、軌道往還機に搭載されて、人工衛星のスラスタ110用の推薬タンク100に接続され、推薬タンク100に推薬Lを補給することができる。供給側タンク120のタンク本体121には、バルブ122Aを有する供給管122が接続されている。また、供給管122には推薬Lをタンク本体121から圧送するためのポンプ124が接続されている。
【0019】
以上のように構成された推薬タンク100への推薬Lの補給は、図2に示すように、供給管20および噴出管21と供給管122を介して推薬タンク100と供給側タンク120とが接続され、バルブ20A、21Aおよび122Aが開かれるとともにポンプ124が駆動されることにより、推薬Lが供給側タンク120から圧送されて行われる。
【0020】
推薬タンク100のタンク本体10は、極低温液体を収容するのに適した材料(例えばアルミ合金など)によって略円筒状に形成されている。このタンク本体10の外部は、図1に示すように断熱材Sによって被覆されていて、太陽熱や周辺機器によるタンク本体10の加熱昇温が防止されている。タンク本体10の内部には、内壁面の円周方向に沿って推薬Lを流入させる供給管20と、タンク本体10の略中心付近に向けて推薬Lを噴出する噴出管21と、タンク本体10の略中心付近とタンク本体10外部とを連通させる排気管22と、タンク本体10内の推薬Lを捕捉する液体捕捉機構(液体トラップ)24とが配置されている。このタンク本体10は、推薬Lの供給に先立ち、供給管20から推薬Lを噴霧されて予冷されるとともに、真空に設定されている。
【0021】
供給管20は、タンク本体10の軸に略平行な管状に形成され、本実施形態では図1および図2に示すように2箇所設けられている。供給管20の供給口20aは、図1に示すようにタンク本体10内の軸方向に配列されていて、タンク本体10の軸に対して直角かつ円筒形状の接線方向に向けて開口されている。
【0022】
この供給口20aから円周接線方向に流入された推薬Lはタンク本体10の内壁面に沿って流れ、この流出の勢いによって、図1および図3(a)に示すように、タンク本体10の内壁面の円周方向の流れが形成される。推薬Lは、タンク本体10が無重力環境下にあるため、遠心力に従い旋回し続けようとする。なお、この推薬Lの流れはタンク本体10の内壁面に設けられた供給管20との衝突やタンク本体10の内壁面との摩擦などによって妨げられるので、これらに抗して推薬Lを旋回させ続けることができる圧力で推薬Lを供給口20aから流入されることが必要である。
【0023】
タンク本体10内は、推薬Lの供給に先立ち真空に設定されていて、推薬Lが供給されると推薬Lの液相LLと揮発した推薬Lの蒸気相(アレッジ)LSとが存在する状態となっている。タンク本体10内を推薬Lが旋回している状態では、図3(a)に示すように、液相LLは遠心力によって常にタンク本体10の内壁面に付着し、推薬Lの揮発によるアレッジLSは液相LLによって押しのけられてタンク本体10の軸付近に位置している。推薬Lの流入によってタンク本体10内の推薬Lの量が増すと、図3(b)に示すように、液相LLは厚さを増し、供給管20から流出される推薬Lにより円周方向に付勢されて内壁面に付着し、旋回し続ける。さらに推薬Lを流入させ、タンク本体10内の推薬Lの量が増すと、図3(c)に示すように、液相LLはさらに厚くなってタンク本体10の軸方向両端側の内壁面にまで付着する。一方アレッジLSは、推薬Lが増加するにつれて小さくなるが位置は変わらずタンク本体10の略中心付近にある。
【0024】
推薬Lがタンク本体10に供給されると、推薬Lは揮発してタンク本体10の内圧を上昇させる。この内圧の上昇は、タンク本体10内よりも低温の推薬Lを霧状にしてアレッジLSに接触させてアレッジLSを凝縮させることにより、抑制することができる。
【0025】
噴出管21は、推薬Lを霧状にしてアレッジLSに接触させるために、タンク本体10内外を連通して供給側タンク120から推薬Lを供給される管状に形成されている。図1に示すように、タンク本体10の軸上に配置された噴出管21は、タンク本体10の略中心付近に向けて開口された噴出口21aを有し、この噴出口21aからタンク本体10の略中心付近すなわち上述したアレッジLSに向けて推薬Lを霧状に噴出させることにより、アレッジLSの温度を低下させ、凝縮させて容積を小さくすることができる。なお、アレッジLSを凝縮させるために噴出する推薬Lは、少なくともタンク本体10内よりも低温であることが望ましい。
【0026】
推薬Lの揮発による内圧の上昇は上記のようにして抑制されるが、内圧が過昇したときには、タンク本体10の気体を排出することが必要となる。排気管22は、図1に示すように、タンク本体10内外を連通する管状に形成されて、タンク本体10の軸上に配置されている。排気管22の開口部22aは、タンク本体10の略中心付近すなわち上述したアレッジLS部分に開口されていて、バルブ22Aを開放することにより、図3(a)から図3(c)に示すように、ここから気体をタンク本体10外に排出することができる。この開口部22aと噴出口21aとの間に設けられているバッフル23は、噴出口21aから噴出された推薬Lが直接開口部22aから排出されるのを防ぐ邪魔板である。
【0027】
以上のようにしてタンク本体10に充填された推薬Lをスラスタ110に供給するには、液相LLのみを抜き出す必要がある。ところが、推薬Lの供給管20からの流出が停止されると、液相LLの旋回流は供給管20との衝突やタンク本体10の内壁面との摩擦などによって徐々に乱れて最終的には流れがなくなり、タンク本体10内は液相LLとアレッジLSとが混在する状態となるため、気液分離あるいは液体捕捉を行わなければ、アレッジLSが混在するタンク本体10内から液相LLのみを抜き出すことはできない。推薬Lの液相LLのみスラスタ110に供給するために、タンク本体10内には液相LLを捕捉する液体トラップ24が備えられている。
【0028】
液体トラップ24は、表面張力を利用した毛管現象などによりタンク本体10内の推薬Lを捕捉する機構であり、捕捉した推薬Lをスラスタ110に供給するための推薬供給管25が接続されている。
【0029】
液体トラップ24に捕捉された推薬Lを推薬供給管25を介してスラスタ110に供給することにより、スラスタ110が作動されてタンク本体10に対していずれかの方向に加速力が加えられ、推薬L(液相LL)は慣性に従いタンク本体10内のいずれかの方向に移動して内壁面に付着する。例えば、図1に示すように図の下方に向かう加速力Fがタンク本体10に対して加えられたときには、液相LLは慣性に従いタンク本体10内の図の上方側に移動するので、推薬供給管26を介してスラスタ110に推薬Lを供給することができる。なお、推薬供給管26は、スラスタ110の作動方向により、液相LLの排出に適切な箇所に設置されている。
【0030】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。図示のものではタンク本体は円筒状に形成されているが、これを球状に形成し、液体が遠心力により球面上を旋回されるような構成であってもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本実施形態の液体用タンクによれば、タンク本体に流入した液体が、遠心力により円筒状あるいは球状の内壁面に沿って流れることにより、無重力あるいは微少重力環境下においても、タンク内壁面側が液相、タンク中心側が蒸気相(アレッジ)となるように気液分離を行うことができるので、タンクから気体だけあるいは液体だけを排出することが容易となり、また、同時に液体の気化熱によりタンクを予冷できるので、効率のよい液体の供給排出が実現できる。
【0032】
また、本実施形態の液体用タンクによれば、遠心力によって気液分離されアレッジとなるタンク本体の中心に向けて液体を噴出することにより、アレッジを効率よく冷却し、凝縮させることができるので、多くの液体をより容易にタンク本体内に流入させることが可能となる。
【0033】
また、本実施形態の液体用タンクによれば、遠心力によって気液分離されアレッジとなるタンク本体の内部とタンク外部を連通させることにより、タンクから気体だけを排出することが容易に実現できるので、より効率のよい液体供給が可能となる。
【0034】
また、本実施形態の液体用タンクによれば、タンク本体を真空にしておくことにより、供給側タンクとの圧力差を大きくとれ、液体供給手段のための動力が少なくてすみ、より効率のよい液体供給が可能となる。
【0035】
また、本実施形態の液体用タンクによれば、例えば人工衛星の姿勢制御スラスタ用燃料タンクとして用いられる場合、静止状態のスラスタを駆動させる初期駆動分を液体捕捉機構に捕捉することにより、液体が気液分離状態である供給時でなくても液体だけを排出することができるので、さらに効率のよい液体供給が可能となる。
【0036】
また、本実施形態の液体用タンクによれば、断熱材によって太陽熱などの入熱を遮断してタンク本体の温度上昇を抑え、供給された液体の揮発を抑制することにより、タンク内圧の上昇が抑えられるので、より効率のよい液体供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る液体用タンクの一実施形態を示す斜視図である。
【図2】 本発明に係る液体用タンクを適用したスラスタと供給側タンクとの接続を示す概念図である。
【図3】 本発明に係る液体用タンクに液体が供給される過程における、供給初め(a)、供給途中(b)、供給終了前(c)を示す断面図である。
【符号の説明】
100 推薬タンク(液体用タンク)
10 タンク本体
20 供給管(液体供給手段)
21 噴出管(液体噴出手段)
22 排気管(気体通路)
24 液体トラップ(液体捕捉機構)
S 断熱材
L 液体(推薬)
LL 液相
LS アレッジ(蒸気相)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid tank, and more particularly to a liquid tank that contains a cryogenic liquid under microgravity or weightlessness.
[0002]
[Prior art]
In space infrastructure construction, a cryogenic liquid such as liquid oxygen or liquid hydrogen is transported between spacecrafts in orbit around the earth, and tanks provided in satellites are used as fuel for attitude control thrusters for artificial satellites. It is envisaged to be housed.
[0003]
In order to fill a tank, which is a sealed container, with a liquid, it is necessary to discharge a gas having a volume equal to the volume of the liquid flowing into the tank from the tank. On the ground, gas and liquid are separated into two layers by gravity, so that it is easy to discharge only the gas from the tank. However, since the earth orbit is a zero gravity environment, the gas and the liquid in the tank are not separated into two layers under such an environment, and the gas and the liquid are mixed. Therefore, it is difficult to discharge only the gas from the tank on the earth orbit, and only the gas cannot be discharged unless the tank is capable of gas-liquid separation and liquid capture in a weightless environment. In other words, since the liquid is discharged when the gas is discharged, the tank cannot be efficiently filled with the liquid.
[0004]
In order to solve this problem, a tank that has a mechanism for adhering liquid to the inner wall of the tank using centrifugal force and a mechanism for capturing liquid by surface tension can perform gas-liquid separation without using gravity Has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the mechanism using centrifugal force rotates the tank itself or stirs the liquid in the tank to cause the liquid to adhere to the inner wall of the tank, a rotation drive mechanism is required. It is unsuitable for spacecrafts such as artificial satellites that require severe airtightness and light weight. In addition, due to the inertial force generated by the rotational force of the rotational drive mechanism, there are problems such as making it difficult to control the attitude of the spacecraft.
[0006]
According to the liquid capturing mechanism using the surface tension, such a problem does not occur because there is no drive mechanism. However, since the cryogenic liquid such as liquid oxygen and liquid hydrogen that is the main transfer target has a very low surface tension, it is inefficient to use a liquid trapping mechanism by surface tension for such a cryogenic liquid, Not appropriate.
[0007]
In addition, the cryogenic liquid is extremely volatile, and when it is supplied to the tank, it volatilizes instantly and raises the internal pressure of the tank. Since the liquid cannot be filled, there is a problem that the accommodation efficiency is poor. In addition, as described above, in a tank that cannot perform gas-liquid separation, it is difficult to discharge only gas, and since liquid is discharged together with gas, there is a problem that the storage efficiency is further deteriorated.
[0008]
In order to supply the liquid to the tank without discharging the gas, a method of filling the liquid while suppressing the volatilization of the liquid by increasing the pressure in the tank can be considered. However, it is very difficult and unrealistic to provide a tank and a feeder that can withstand a high pressure state that suppresses the volatilization of the cryogenic liquid.
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to efficiently and easily accommodate a cryogenic liquid in a tank in a weightless or microgravity environment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is a liquid tank disposed in a zero-gravity or microgravity environment, and is a cylindrical or spherical tank body, and a circumferential direction of an inner wall surface of the tank body a liquid supply means for flowing so as to pivot the liquid along the jet pipe the liquid toward the center of the tank body is ejected from the opened spout, the opening that is open toward the center of the tank body An exhaust pipe that communicates the inside of the tank main body with the outside of the tank; and a liquid jet ejected from the jet outlet is provided between a jet outlet of the jet pipe and an opening of the exhaust pipe. And a baffle that prevents direct discharge from the opening. Further, the present invention is characterized in that the ejection port of the ejection pipe and the opening of the exhaust pipe are arranged to face each other in the axial direction of the tank body. Further, the present invention is characterized in that the ejection pipe is provided so as to protrude from the inner wall surface of the tank body toward the center of the tank body. In the liquid tank according to the present invention, the liquid flowing into the tank main body flows along the cylindrical or spherical inner wall surface by centrifugal force, so that the tank inner wall surface side is in a liquid phase even in a zero gravity or microgravity environment. Gas-liquid separation can be performed so that the center side of the tank is in the vapor phase. Further, since the liquid phase flows along the inner wall surface of the tank when the liquid is supplied, the tank body is pre-cooled by the heat of vaporization caused by the evaporation of the liquid phase, and the liquid can be efficiently supplied to the tank.
[0011]
Further, the present invention is characterized in that the liquid tank includes liquid ejecting means for ejecting the liquid toward the center of the tank body. The liquid tank according to the present invention can condense the vapor phase by ejecting the liquid toward the center of the tank body which is separated into gas and liquid by centrifugal force and becomes a vapor phase.
[0012]
Further, the present invention is characterized in that the liquid tank includes a gas passage for communicating the inside of the tank body and the outside of the tank. In the liquid tank according to the present invention, only the gas can be discharged from the tank by communicating the inside of the tank main body, which is separated into a vapor phase by the centrifugal force, into the vapor phase, and the outside of the tank.
[0013]
The present invention, in the liquid tank, the tank body is characterized in that which is set to a vacuum prior to the supply of the liquid. In the liquid tank according to the present invention, since the pressure difference can be utilized for supplying the liquid by keeping the inside of the tank body in a vacuum, the liquid can be supplied with small power.
[0014]
The present invention, in the liquid tank, inside the tank body, and further comprising a liquid acquisition mechanism that captures the supplied liquid. When the liquid tank according to the present invention is used as, for example, a fuel tank for an attitude control thruster of an artificial satellite, it is captured by the liquid capturing mechanism even when the thruster is stationary in which liquid and gas are mixed in the tank. The liquid can be discharged.
[0015]
The present invention, in the liquid tank, wherein the tank body is characterized by having a heat insulating material covering the outer wall. In the liquid tank according to the present invention, solar heat, heat radiation from peripheral devices, and the like are blocked by a heat insulating material, so that an increase in temperature of the tank body can be suppressed and volatilization of the supplied liquid can be suppressed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0018]
The supply-
[0019]
As shown in FIG. 2, the propellant L is supplied to the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The propellant L that has flowed in from the
[0023]
The inside of the
[0024]
When the propellant L is supplied to the
[0025]
The
[0026]
Although an increase in internal pressure due to the volatilization of the propellant L is suppressed as described above, when the internal pressure increases excessively, it is necessary to discharge the gas from the
[0027]
In order to supply the propellant L filled in the tank
[0028]
The
[0029]
By supplying the propellant L captured in the
[0030]
The shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the embodiment are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention. In the illustrated example, the tank body is formed in a cylindrical shape, but it may be formed in a spherical shape so that the liquid is swung on the spherical surface by centrifugal force.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid tank of the present embodiment, the liquid that has flowed into the tank body flows along the cylindrical or spherical inner wall surface by centrifugal force, so that even in a zero gravity or microgravity environment. Since the gas-liquid separation can be performed so that the tank inner wall surface is in the liquid phase and the tank center side is in the vapor phase (alignment), it is easy to discharge only gas or liquid from the tank, and at the same time, the liquid Since the tank can be precooled by the heat of vaporization, efficient liquid supply and discharge can be realized.
[0032]
In addition, according to the liquid tank of the present embodiment, the ledge can be efficiently cooled and condensed by ejecting the liquid toward the center of the tank body which is gas-liquid separated by centrifugal force and becomes the ledge. Thus, it becomes possible to allow a lot of liquid to flow into the tank body more easily.
[0033]
In addition, according to the liquid tank of the present embodiment, it is possible to easily discharge only the gas from the tank by communicating the inside of the tank main body that is separated into gas and liquid by centrifugal force and the outside of the tank. This makes it possible to supply liquid more efficiently.
[0034]
Further , according to the liquid tank of the present embodiment , the tank main body is kept in a vacuum, so that the pressure difference with the supply side tank can be increased, less power is required for the liquid supply means, and more efficient. Liquid supply becomes possible.
[0035]
Further , according to the liquid tank of the present embodiment , for example, when used as a fuel tank for an attitude control thruster of an artificial satellite, the liquid is captured by capturing the initial driving amount for driving the stationary thruster by the liquid capturing mechanism. Since only the liquid can be discharged even when the supply is in the gas-liquid separation state, the liquid can be supplied more efficiently.
[0036]
Further , according to the liquid tank of the present embodiment , the heat input such as solar heat is blocked by the heat insulating material to suppress the temperature rise of the tank body, and by suppressing the volatilization of the supplied liquid, the tank internal pressure is increased. As a result, more efficient liquid supply can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a liquid tank according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a connection between a thruster to which a liquid tank according to the present invention is applied and a supply-side tank.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the beginning of supply (a), the middle of supply (b), and before the end of supply (c) in the process of supplying the liquid to the liquid tank according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Propellant tank (tank for liquid)
10
21 Jet pipe (liquid jet means)
22 Exhaust pipe (gas passage)
24 Liquid trap (liquid trapping mechanism)
S Insulation material L Liquid (propellant)
LL Liquid phase LS Alleged (vapor phase)
Claims (6)
円筒状または球状に形成されたタンク本体と、
該タンク本体の内壁面の円周方向に沿って液体を旋回させるように流入させる液体供給手段と、
液体を前記タンク本体の中心に向けて開口された噴出口から噴出させる噴出管と、
前記タンク本体の中心に向けて開口された開口部を有しており、前記タンク本体の内部とタンク外部とを連通させる排気管と、
前記噴出管の噴出口と前記排気管の開口部との間に設けられ、前記噴出口から噴出された液体が直接、前記開口部から排出されるのを防ぐバッフルと、
を備えることを特徴とする液体用タンク。A liquid tank placed in a zero-gravity or microgravity environment,
A tank body formed in a cylindrical or spherical shape;
Liquid supply means for flowing the liquid so as to swirl along the circumferential direction of the inner wall surface of the tank body;
An ejection pipe for ejecting liquid from an ejection opening opened toward the center of the tank body;
An exhaust pipe having an opening opened toward the center of the tank body, and communicating the inside of the tank body and the outside of the tank;
A baffle provided between the outlet of the ejection pipe and the opening of the exhaust pipe to prevent the liquid ejected from the ejection outlet from being directly discharged from the opening;
A liquid tank characterized by comprising:
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