JP2003214598A - 極低温液体タンク - Google Patents

極低温液体タンク

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JP2003214598A JP2002014291A JP2002014291A JP2003214598A JP 2003214598 A JP2003214598 A JP 2003214598A JP 2002014291 A JP2002014291 A JP 2002014291A JP 2002014291 A JP2002014291 A JP 2002014291A JP 2003214598 A JP2003214598 A JP 2003214598A
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Satoshi Kubota
悟司 久保田
Takashi Nishiwaki
敬 西脇
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 沸点が極低温である液体を貯蔵する極低温液
体タンクであって、簡便な機構で、貯蔵液体の温度を臨
界温度より低い任意の温度に昇温でき、かつタンク内貯
蔵液体の温度を均一化できる極低温液体タンクを提供す
る。 【解決手段】 極低温液体タンク1内の低部に貯蔵液体
4と同組成の気体を吹き出す気体吹き出し部5を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貯蔵液体の温度制
御を可能とする極低温液体タンクに関する。
【0002】
【従来の技術】液体ロケットエンジンの燃焼試験装置あ
るいは液体ロケット用ポンプの作動試験装置に付設さ
れ、試験用推薬を貯蔵し供試体に供給する極低温液体タ
ンクは、供試体への推薬供給圧力もしくは流量に関わる
圧力制御機能、すなわち、貯蔵液体と同組成の気体、も
しくは貯蔵液体より沸点が低く且つ貯蔵液体と反応しな
い気体を加圧下で気層部に供給し、推薬の供給圧力を制
御する機構を有しているが、貯蔵液体の温度を制御する
機能は有していなかった。
【0003】図2に従来の推薬貯蔵及び供給用の極低温
液体タンクを示す。推薬(貯蔵液体4)を貯蔵及び供給
する従来の極低温液体タンク101は、タンク底部に、
推薬をタンクに充填する貯蔵液体充填系30と、推薬を
タンクから供試体に供給する貯蔵液体供給系40とを有
し、タンクの気層部2には、供試体に供給する推薬の圧
力を制御するために、タンクの液層部3に設置された圧
力計17と連動して加圧ガスをタンクの気層部2に加圧
供給するタンク加圧系60と、推薬保管時に推薬が気化
した気体をタンク外に逃気する逃気系170を有してい
る。タンク加圧系60で使用される加圧ガスは、貯蔵液
体4と同組成の気体か、貯蔵液体と反応せず、且つ貯蔵
液体より沸点の低い気体が使用される。このように、現
在使用されている試験用推薬の貯蔵及び供給用の極低温
液体タンクには、貯蔵液体の温度制御機能はなく、貯蔵
液体4の温度は、タンクに充填された時の温度から沸点
の間の温度ではあっても、任意の温度に設定することは
できなかった。しかるに、近来、液体ロケットエンジン
あるいは液体ロケット用ポンプに供給する推薬の温度を
パラメータとする試験、例えば、ポンプのキャビテーシ
ョン状況が推薬の温度により変化するデータの取得試験
や、エンジンの作動状況変化を確認する試験の必要性が
認識されるようになってきた。このような必要性から、
供試体に供給する推薬の温度を変化させようとした場
合、従来の温度制御できない極低温液体タンクでは、タ
ンクの壁面からの熱伝導により流入するわずかの熱量に
よる温度上昇を待つか、前記タンク加圧系60によりタ
ンク内の気層部2に供給する気体が持ちこむ熱量によっ
て貯蔵液体4の温度が試験温度に上昇するのを待つかす
るほかはなかった。
【0004】推薬の温度パラメータ試験をする上で、貯
蔵液体の温度を、タンクに充填する際の温度から任意の
試験温度に上昇させる手段としては、タンク内液層部に
熱交換器を設置し、貯蔵液体を温度上昇させる手段も考
えられるが、熱交換器伝熱管近傍の貯蔵液体の温度は上
昇しても、伝熱管から離れた場所の貯蔵液体はなかなか
昇温せず、タンク内の貯蔵液体の温度は均一になりにく
いと考えられ、推薬温度の制御手段として適当であると
は言いがたい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
不都合を解消するために、簡便な機構で、貯蔵液体の温
度を任意の温度に昇温し、しかもタンク内貯蔵液体の温
度を均一化できる極低温液体タンクを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明では、沸点が極低温である貯蔵液体
を貯蔵する極低温液体タンクにおいて、前記極低温液体
タンク内の底部もしくは底部近傍に、前記貯蔵液体と同
組成の気体を吹き出す気体吹き出し部を有する極低温液
体タンクであることを特徴とする。
【0007】請求項2の発明では、請求項1記載の極低
温液体タンクにおいて、前記極低温液体タンクが、前記
極低温液体タンクに前記貯蔵液体を充填する貯蔵液体充
填系と、前記極低温液体タンクから前記貯蔵液体を供給
先に供給する貯蔵液体供給系と、前記極低温液体タンク
の気層部に加圧ガスを供給するタンク加圧系と、前記気
層部から前記気層部内の気体を前記極低温液体タンク外
に排出する逃気系と、前記極低温液体タンクの液層部の
温度を測定する複数の温度検出手段と、前記貯蔵液体が
前記貯蔵液体供給系により供給される際の圧力を検出す
る圧力検出手段と、を有する極低温液体タンクであるこ
とを特徴とする。
【0008】請求項3の発明では、請求項1もしくは2
記載の極低温液体タンクにおいて、前記気体吹き出し部
が、前記貯蔵液体と同組成の気体を微細気泡にして吹き
出すフィルタを有する極低温液体タンクであることを特
徴とする。
【0009】請求項4の発明では、請求項1ないし3の
いずれかに記載の極低温液体タンクにおいて、前記気体
吹き出し部が、前記気体の吹き出し流量が前記気体の吹
き出し位置によって偏りがある構造もしくは手段を有す
る極低温液体タンクであることを特徴とする。
【0010】請求項5の発明では、請求項1ないし4の
いずれかに記載の極低温液体タンクにおいて、前記気体
吹き出し部が、鉛直上方以外の方向に前記気体を吹き出
す構造を有する極低温液体タンクであることを特徴とす
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の極低温液体タンクの実施
の形態について、図1により説明する。図1は本発明の
実施の形態である極低温液体タンクの模式的断面図であ
る。なお、図1において、図2に示した従来の装置と実
質同じ部分には同じ符号を付してあり、それらについて
の重複する説明は省略する。
【0012】極低温液体タンク1は、貯蔵液体充填系3
0により充填した貯蔵液体4(沸点以下の温度の推薬)
を、貯蔵液体供給系40から試験装置に供給する。貯蔵
液体の供給圧力は、タンク内の気層部2の圧力と貯蔵液
体の液面高さにより決定されるので、試験装置への供給
流量もしくは供給圧力の調整は、貯蔵液体の嵩による圧
力を補う気層部圧力を加圧するタンク加圧系60により
行なわれる。貯蔵液体4を試験に使用する時以外の保管
時に、貯蔵液体4が気化してタンク内圧力が上昇し続け
ることがないよう、貯蔵液体4から気化した気体を気層
部2よりタンク外部に逃気する逃気系70が気層部2に
設けられており、該保管時は主逃気弁12が開状態にさ
れる。
【0013】貯蔵液体4の温度を上昇させるためには、
貯蔵液体4と同組成の気体(噴射ガス)を液層部3の下
部に吹き出す噴射ガス系50が設けられており、前記噴
射ガス系50は、極低温液体タンク1の底部近傍に設置
され多数の噴射孔を有した気体吹き出し部5、噴射ガス
流量制御弁6、噴射ガス元弁7及びそれらを接続する配
管などからなる。
【0014】気体吹き出し部5の噴射孔から吹き出した
噴射ガスの気泡は、沸点以下の貯蔵液体4に接触し、気
泡表面から凝縮し潜熱を放出する。この潜熱による熱供
給は熱量が大きく、簡便な機構で効率よい熱供給が出来
る。さらに、噴射ガスの吹き出しは、貯蔵液体4内を上
昇する気泡によって貯蔵液体4を攪拌し、貯蔵液体4の
温度の均一化も図れる。貯蔵液体4の温度及び温度分布
を測定するための温度計16が複数設置され、前記温度
計16の指示を監視して、あるいは連動して噴射ガス流
量制御弁6が操作される。
【0015】前記噴射ガスのうち、凝縮しきれずに気層
部まで到達して気層部の圧力を必要以上に高くする噴射
ガスを逃気させるためには、前記逃気系70に副逃気弁
14及びリリーフ弁15が設けられている。
【0016】上述の噴射ガス系50による、貯蔵液体4
の昇温の効率をさらに良くする、あるいは貯蔵液体4の
温度均一化の効率をさらに良くする構造として、次に述
べる構造が考えられる。第一には、気泡を細かいものに
して、噴射ガスと貯蔵液体の接触面積を大きくする構造
であって、気体吹き出し部5に開けてある噴射孔の径は
小さく個数は多い構造にすることや、焼結金属のような
丈夫なフィルタを取付けた噴射孔にする構造である。
【0017】第二には、噴射ガスにより、貯蔵液体4に
強制的な対流を作り出す構造であって、貯蔵液体4に上
昇流を発生させる場所の噴射ガス量は多く、下降流を発
生させる場所の噴射ガス量は少ないか、噴射ガスが吹き
出さないよう、噴射ガスの吹き出し量に偏りを持たせる
構造である。具体的には、気体吹き出し部5を複数に分
割し、分割された気体吹き出し部それぞれを流量制御す
る構造、気体吹き出し部5に設けられた噴射孔の径を場
所により変える構造、気体吹き出し部の配管径を場所に
より変える構造、あるいは気体吹き出し部配管の途中に
絞りを入れるなどの構造である。
【0018】第三には、噴射ガスの気泡が貯蔵液体4中
を上昇し、液面に到達するまでの時間を長くする構造で
あって、具体的には、気体吹き出し部から吹き出した気
泡が、すぐに上方に向かわないように、気体吹き出し部
5に開口する噴射ガスの噴射孔の開口方向を、水平方向
や下向きなど、上向き以外の方向にした構造である。
【0019】以上、噴射ガス系50による、貯蔵液体4
の昇温の効率をさらに良くする、あるいは貯蔵液体4の
温度均一化の効率をさらに良くするための、上述した3
種類の構造は、それぞれ単独でも、また、それぞれを組
み合せても効果を発揮するものである。
【0020】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、極低温液体タ
ンク下部から貯蔵液体中に貯蔵液体と同組成の気体を吹
き出し、前記気体が沸点以下の貯蔵液体に触れて液化す
る際に放出する潜熱を貯蔵液体に与え、前記気体の吹き
出しによる攪拌作用により貯蔵液体を攪拌することによ
って、簡便な機構で貯蔵液体の昇温を効率よくできる。
【0021】請求項2の発明によれば、極低温液体貯蔵
タンク内貯蔵液体の温度制御を効率よくでき、且つ、試
験装置に供給する貯蔵液体の圧力及び流量を制御するこ
とができる。
【0022】請求項3の発明によれば、貯蔵液体中に吹
き出す前記気体の泡の径を小さくし、前記気体が貯蔵液
体に触れる面積を大きくすることによって、前記気体の
凝縮を促進して貯蔵液体の昇温を効率よくできる。
【0023】請求項4の発明によれば、前記気体の吹き
出る場所により、気体の流量に偏りをつけることによっ
て、貯蔵液体に、気体流量の大きい所では貯蔵液体中を
上昇する気泡に随伴する上昇流を、気体流量の小さい所
では下降流を生じさせて対流を形成し、貯蔵液体中の温
度の均一化が効率よくできる。
【0024】請求項5の発明によれば、前記気体の吹き
出る方向を、水平方向や下向きなど、鉛直上方以外の方
向にすることにより、気泡が貯蔵液体の液面に到達する
までの時間を長くして、前記気体の凝縮効率を良くする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による極低温液体タンクの
模式的断面図である。
【図2】従来の極低温液体タンクの模式的断面図であ
る。
【符号の説明】
1 極低温液体タンク 2 気層部 3 液層部 4 貯蔵液体 5 気体吹き出し部 6 噴射ガス流量制御弁 7 噴射ガス元弁 8 充填元弁 9 供給元弁 10 加圧ガス圧力制御弁 11 逆止弁 12 主逃気弁 13 逆止弁 14 副逃気弁 15 リリーフ弁 16 温度計 17 圧力計 18 差圧計 30 貯蔵液体充填系 40 貯蔵液体供給系 50 噴射ガス系 60 タンク加圧系 70 逃気系 101 極低温液体タンク 112 逃気弁 113 逆止弁 116 温度計 170 逃気系
フロントページの続き (72)発明者 西脇 敬 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱重 工業株式会社名古屋誘導推進システム製作 所内 Fターム(参考) 3E073 DA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沸点が極低温である貯蔵液体を貯蔵する
    極低温液体タンクにおいて、前記極低温液体タンク内の
    底部もしくは底部近傍に、前記貯蔵液体と同組成の気体
    を吹き出す気体吹き出し部を有することを特徴とする極
    低温液体タンク。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の極低温液体タンクにおい
    て、前記極低温液体タンクが、前記極低温液体タンクに
    前記貯蔵液体を充填する貯蔵液体充填系と、前記極低温
    液体タンクから前記貯蔵液体を供給先に供給する貯蔵液
    体供給系と、前記極低温液体タンクの気層部に加圧ガス
    を供給するタンク加圧系と、前記気層部から前記気層部
    内の気体を前記極低温液体タンク外に排出する逃気系
    と、前記極低温液体タンクの液層部の温度を測定する複
    数の温度検出手段と、前記貯蔵液体が前記貯蔵液体供給
    系により供給される際の圧力を検出する圧力検出手段
    と、を有することを特徴とする極低温液体タンク。
  3. 【請求項3】 請求項1もしくは2記載の極低温液体タ
    ンクにおいて、前記気体吹き出し部が、前記貯蔵液体と
    同組成の気体を微細気泡にして吹き出すフィルタを有す
    ることを特徴とする極低温液体タンク。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の極
    低温液体タンクにおいて、前記気体吹き出し部が、前記
    気体の吹き出し流量が前記気体の吹き出し位置によって
    偏りがある構造もしくは手段を有することを特徴とする
    極低温液体タンク。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の極
    低温液体タンクにおいて、前記気体吹き出し部が、鉛直
    上方以外の方向に前記気体を吹き出す構造を有すること
    を特徴とする極低温液体タンク。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100422627C (zh) * 2003-11-18 2008-10-01 大阳日酸株式会社 低温蒸发器
CN101539070B (zh) * 2009-04-24 2010-11-03 北京航空航天大学 一种发动机管路内的推进剂吹除装置
FR2965305A1 (fr) * 2010-09-28 2012-03-30 Snecma Systeme propulsif de lanceur spatial mettant en oeuvre un procede de regulation de la consommation d'ergols
CN103090180A (zh) * 2003-09-01 2013-05-08 克里奥斯塔股份有限公司 液化气体的受控存储
JP2013234716A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Toyota Motor Corp ガス貯蔵容器
WO2014121579A1 (zh) * 2013-02-05 2014-08-14 石家庄安瑞科气体机械有限公司 高效节能的立式低温储罐
CN104118839A (zh) * 2014-06-30 2014-10-29 北京航天发射技术研究所 基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统和方法
CN110553969A (zh) * 2019-08-22 2019-12-10 西安交通大学 一种过热度可调的测量多孔介质低温芯吸特性的实验装置
CN110657046A (zh) * 2019-10-10 2020-01-07 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机用点火剂低温点火能力测试系统及方法
CN112555056A (zh) * 2020-12-02 2021-03-26 西安航天动力研究所 补燃循环液体发动机核心系统热试验装置及参数协调方法
RU2773810C1 (ru) * 2021-08-31 2022-06-09 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Способ контроля и корректировки параметров компонентов ракетного топлива в заправочной автоцистерне и система для его реализации
KR102411716B1 (ko) * 2022-02-18 2022-06-22 주식회사 스페이스솔루션 위성용 다이어프램 추진제 탱크의 자동시험 장치 및 그 방법
CN115750142A (zh) * 2022-10-31 2023-03-07 北京九天行歌航天科技有限公司 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103090180B (zh) * 2003-09-01 2017-04-12 克里奥斯塔股份有限公司 液化气体的受控存储
CN103090180A (zh) * 2003-09-01 2013-05-08 克里奥斯塔股份有限公司 液化气体的受控存储
CN100422627C (zh) * 2003-11-18 2008-10-01 大阳日酸株式会社 低温蒸发器
CN101539070B (zh) * 2009-04-24 2010-11-03 北京航空航天大学 一种发动机管路内的推进剂吹除装置
FR2965305A1 (fr) * 2010-09-28 2012-03-30 Snecma Systeme propulsif de lanceur spatial mettant en oeuvre un procede de regulation de la consommation d'ergols
WO2012045939A1 (fr) * 2010-09-28 2012-04-12 Snecma Systeme propulsif de lanceur spatial et un procede de regulation de consommation d ' ergols
JP2013234716A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Toyota Motor Corp ガス貯蔵容器
WO2014121579A1 (zh) * 2013-02-05 2014-08-14 石家庄安瑞科气体机械有限公司 高效节能的立式低温储罐
CN104118839A (zh) * 2014-06-30 2014-10-29 北京航天发射技术研究所 基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统和方法
CN110553969A (zh) * 2019-08-22 2019-12-10 西安交通大学 一种过热度可调的测量多孔介质低温芯吸特性的实验装置
CN110657046A (zh) * 2019-10-10 2020-01-07 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机用点火剂低温点火能力测试系统及方法
CN110657046B (zh) * 2019-10-10 2020-11-10 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机用点火剂低温点火能力测试系统及方法
CN112555056A (zh) * 2020-12-02 2021-03-26 西安航天动力研究所 补燃循环液体发动机核心系统热试验装置及参数协调方法
CN112555056B (zh) * 2020-12-02 2022-05-10 西安航天动力研究所 补燃循环液体发动机核心系统热试验装置及参数协调方法
RU2773810C1 (ru) * 2021-08-31 2022-06-09 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Способ контроля и корректировки параметров компонентов ракетного топлива в заправочной автоцистерне и система для его реализации
KR102411716B1 (ko) * 2022-02-18 2022-06-22 주식회사 스페이스솔루션 위성용 다이어프램 추진제 탱크의 자동시험 장치 및 그 방법
CN115750142B (zh) * 2022-10-31 2024-06-07 北京九天行歌航天科技有限公司 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法
CN115750142A (zh) * 2022-10-31 2023-03-07 北京九天行歌航天科技有限公司 一种火箭低温贮箱共底绝热结构及其加工方法

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