JP3511313B2 - ベーン型表面張力タンク - Google Patents
ベーン型表面張力タンクInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
- B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベーン型表面張力タン
クに関するものである。
クに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】容器内に液体を収容した場合、地上では
重力によってフロンや水等の液体が容器の底部に溜まり
上方に気相ができるが、宇宙空間では重力が作用しない
ので気相の位置が定まらず、液体出口から気体が流出す
ることがある。
重力によってフロンや水等の液体が容器の底部に溜まり
上方に気相ができるが、宇宙空間では重力が作用しない
ので気相の位置が定まらず、液体出口から気体が流出す
ることがある。
【０００３】そこで、現在、図３、図４に示すような、
球形のタンク本体１に液体入口２及び液体出口３を近接
させて設け、該液体入口２及び液体出口３にそれぞれ直
管状の液体供給流路４及び液体排出流路５を接続すると
ともに、前記の液体入口２等とは反対の位置に気体出入
口６を設け、該気体出入口６に連通する気体出入口流路
形成用貫通孔７及び該気体出入口流路形成用貫通孔７に
対して直交する方向へ連通する気体出入口流路形成用横
孔８を有する取付座９を設け、該取付座９に、前記の気
体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６を貫通し
て液体入口２等が設けられた側の近くまで延びるベーン
支持棒１０を備えた蓋体１１を取り付け、前記のベーン
支持棒１０に、液体入口２等の側から気体出入口６側へ
進むに従いタンク本体１の内壁に対する間隔が広がるベ
ーン１２を放射状に複数枚取り付け、前記の気体出入口
６にガス流路１３を介してヘリウム等の操作用ガス１４
を給排するための操作用ガスタンク１５を接続したベー
ン型表面張力タンク１６が検討されている。なお、１７
は液体、１８は気液界面である。
球形のタンク本体１に液体入口２及び液体出口３を近接
させて設け、該液体入口２及び液体出口３にそれぞれ直
管状の液体供給流路４及び液体排出流路５を接続すると
ともに、前記の液体入口２等とは反対の位置に気体出入
口６を設け、該気体出入口６に連通する気体出入口流路
形成用貫通孔７及び該気体出入口流路形成用貫通孔７に
対して直交する方向へ連通する気体出入口流路形成用横
孔８を有する取付座９を設け、該取付座９に、前記の気
体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６を貫通し
て液体入口２等が設けられた側の近くまで延びるベーン
支持棒１０を備えた蓋体１１を取り付け、前記のベーン
支持棒１０に、液体入口２等の側から気体出入口６側へ
進むに従いタンク本体１の内壁に対する間隔が広がるベ
ーン１２を放射状に複数枚取り付け、前記の気体出入口
６にガス流路１３を介してヘリウム等の操作用ガス１４
を給排するための操作用ガスタンク１５を接続したベー
ン型表面張力タンク１６が検討されている。なお、１７
は液体、１８は気液界面である。
【０００４】前述のようなベーン型表面張力タンク１６
では、タンク本体１の内部に予め地上で液体１７を充満
させておき、宇宙空間等の微小重力環境下で操作用ガス
タンク１５からガス流路１３、気体出入口流路形成用横
孔８、気体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６
を介してタンク本体１の内部へ操作用ガス１４を供給す
ることにより、該操作用ガス１４の圧力でタンク本体１
の液体１７を液体出口３、液体排出流路５から取り出せ
るようにしている。
では、タンク本体１の内部に予め地上で液体１７を充満
させておき、宇宙空間等の微小重力環境下で操作用ガス
タンク１５からガス流路１３、気体出入口流路形成用横
孔８、気体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６
を介してタンク本体１の内部へ操作用ガス１４を供給す
ることにより、該操作用ガス１４の圧力でタンク本体１
の液体１７を液体出口３、液体排出流路５から取り出せ
るようにしている。
【０００５】この際、タンク本体１内の液体１７がタン
ク本体１の内壁とベーン１２とに接触しており、且つベ
ーン１２の相互間隔が中心のベーン支持棒１０に向って
狭くなっていると共に、ベーン１２の外側端面とタンク
本体１の内面との間隔が液体入口２等の方向に向って狭
くなっていることにより、液体１７は表面張力によって
狭い方向に集められて気液界面１８が安定するので、液
体出口３を液体１７で覆って確実に液体１７のみを取り
出すことができる。
ク本体１の内壁とベーン１２とに接触しており、且つベ
ーン１２の相互間隔が中心のベーン支持棒１０に向って
狭くなっていると共に、ベーン１２の外側端面とタンク
本体１の内面との間隔が液体入口２等の方向に向って狭
くなっていることにより、液体１７は表面張力によって
狭い方向に集められて気液界面１８が安定するので、液
体出口３を液体１７で覆って確実に液体１７のみを取り
出すことができる。
【０００６】又、タンク本体１へ液体１７を補給する場
合には、図示していない液体貯留部から液体供給流路４
及び液体入口２を介してタンク本体１の内部へ液体１７
を圧送し、同時に前記液体１７の圧送圧力によってタン
ク本体１の内部の操作用ガス１４を操作用ガスタンク１
５へ押し戻させるようにしている。
合には、図示していない液体貯留部から液体供給流路４
及び液体入口２を介してタンク本体１の内部へ液体１７
を圧送し、同時に前記液体１７の圧送圧力によってタン
ク本体１の内部の操作用ガス１４を操作用ガスタンク１
５へ押し戻させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ベーン型表面張力タンク１６では、液体１７をタンク本
体１の内部へ流入させる際に、その流入速度がある限界
を上回ると、表面張力によって略平坦に形成されている
気液界面１８が保持できなくなり、液体１７がベーン１
２相互間のベーン支持棒１０に近い位置をベーン支持棒
１０に沿って直線的に流れて、液体１７が気体出入口６
から流出してしまう場合があるという問題があった。
ベーン型表面張力タンク１６では、液体１７をタンク本
体１の内部へ流入させる際に、その流入速度がある限界
を上回ると、表面張力によって略平坦に形成されている
気液界面１８が保持できなくなり、液体１７がベーン１
２相互間のベーン支持棒１０に近い位置をベーン支持棒
１０に沿って直線的に流れて、液体１７が気体出入口６
から流出してしまう場合があるという問題があった。
【０００８】本発明は、前述の実情に鑑み、液体をタン
ク本体内部へ急速に流入させても気液界面を保持できる
ようにし、タンク本体内部の液体が気体出入口から流出
するのを防止するようにしたベーン型表面張力タンクを
提供することを目的としてなしたものである。
ク本体内部へ急速に流入させても気液界面を保持できる
ようにし、タンク本体内部の液体が気体出入口から流出
するのを防止するようにしたベーン型表面張力タンクを
提供することを目的としてなしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の手段は、タンク本
体に液体出入口を設けるとともに、該液体出入口とは反
対側の位置に気体出入口を設け、該気体出入口に液体出
入口へ向けて延びるベーン支持棒を配設し、該ベーン支
持棒に、液体出入口から気体出入口側へ進むに従いタン
ク本体の内壁に対する間隔が広がるベーンを複数枚取り
付けたベーン型表面張力タンクにおいて、基部が前記ベ
ーン支持棒に接続され且つ該ベーン支持棒を中心として
ベーン支持棒に対して直交する方向へ広がる邪魔板を設
け、該邪魔板が、ベーン支持棒の長手方向のベーン取付
け範囲内に配置され、且つベーンの半径方向外端部より
も内側に外縁部が位置する大きさを有した構成とし、第
２の手段は、ベーン支持棒の先端部を略半球状の曲面で
形成した構成としている。
体に液体出入口を設けるとともに、該液体出入口とは反
対側の位置に気体出入口を設け、該気体出入口に液体出
入口へ向けて延びるベーン支持棒を配設し、該ベーン支
持棒に、液体出入口から気体出入口側へ進むに従いタン
ク本体の内壁に対する間隔が広がるベーンを複数枚取り
付けたベーン型表面張力タンクにおいて、基部が前記ベ
ーン支持棒に接続され且つ該ベーン支持棒を中心として
ベーン支持棒に対して直交する方向へ広がる邪魔板を設
け、該邪魔板が、ベーン支持棒の長手方向のベーン取付
け範囲内に配置され、且つベーンの半径方向外端部より
も内側に外縁部が位置する大きさを有した構成とし、第
２の手段は、ベーン支持棒の先端部を略半球状の曲面で
形成した構成としている。
【００１０】
【作用】従って、本発明では、邪魔板によって液体入口
から流入する液体の直進を阻害し、気体が気体出入口か
ら流出するのを防止する。
から流入する液体の直進を阻害し、気体が気体出入口か
ら流出するのを防止する。
【００１１】又、邪魔板がベーン支持棒の長手方向のベ
ーン取付け範囲に配置され、且つ外縁部がベーンの半径
方向外端部より内側に位置していると、邪魔板に衝突し
た液体がベーンによって補捉され易くなる。
ーン取付け範囲に配置され、且つ外縁部がベーンの半径
方向外端部より内側に位置していると、邪魔板に衝突し
た液体がベーンによって補捉され易くなる。
【００１２】又ベーン支持棒の先端を略半球状の曲面に
すると、液体出入口から流入する液体が曲面に沿って導
かれ、液体の流入が円滑になるので、気液界面の乱れを
防止できる。
すると、液体出入口から流入する液体が曲面に沿って導
かれ、液体の流入が円滑になるので、気液界面の乱れを
防止できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１４】図１、図２は本発明のベーン型表面張力タ
ンクの一実施例の概略を表す断面図であり、図中、図３
と同じものには同じ符号を付すことにより説明を省略す
る。
ンクの一実施例の概略を表す断面図であり、図中、図３
と同じものには同じ符号を付すことにより説明を省略す
る。
【００１５】本実施例では、タンク本体１の気体出入口
６の反対側に液体出入口１９を設け、内管２０と該内管
２０の外側に同心的に設けられた外管２１とからなる二
重管２２を前記の液体出入口１９に接続し、内管２０内
部を液体供給流路２３とし、内管２０外周の外管２１内
部を液体排出流路２４としている。
６の反対側に液体出入口１９を設け、内管２０と該内管
２０の外側に同心的に設けられた外管２１とからなる二
重管２２を前記の液体出入口１９に接続し、内管２０内
部を液体供給流路２３とし、内管２０外周の外管２１内
部を液体排出流路２４としている。
【００１６】又、取付座９に取り付けられた蓋体１１か
ら、気体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６を
貫通して液体出入口１９側へ延びるベーン支持棒２５を
設け、該ベーン支持棒２５の先端部を略半球状の曲面２
５Ａにより形成する。
ら、気体出入口流路形成用貫通孔７及び気体出入口６を
貫通して液体出入口１９側へ延びるベーン支持棒２５を
設け、該ベーン支持棒２５の先端部を略半球状の曲面２
５Ａにより形成する。
【００１７】前記ベーン支持棒２５に気体出入口６側へ
進むに従いタンク本体１の内壁に対する間隔が広がる複
数枚のベーン１２を放射状に取り付け、さらに、基部を
前記のベーン支持棒２５に接続され且つ該ベーン支持棒
２５を中心としてベーン支持棒２５に対して直交する方
向へ広がる円板状の邪魔板２６を、ベーン支持棒２５の
長手方向のベーン１２取付け範囲内の所定位置に配置す
る。該邪魔板２６は、外縁部が前記のベーン１２の半径
方向外端部よりも内側に位置するよう半径方向の大きさ
を設定し、このようにしてベーン型表面張力タンク２７
を構成している。
進むに従いタンク本体１の内壁に対する間隔が広がる複
数枚のベーン１２を放射状に取り付け、さらに、基部を
前記のベーン支持棒２５に接続され且つ該ベーン支持棒
２５を中心としてベーン支持棒２５に対して直交する方
向へ広がる円板状の邪魔板２６を、ベーン支持棒２５の
長手方向のベーン１２取付け範囲内の所定位置に配置す
る。該邪魔板２６は、外縁部が前記のベーン１２の半径
方向外端部よりも内側に位置するよう半径方向の大きさ
を設定し、このようにしてベーン型表面張力タンク２７
を構成している。
【００１８】次に作用について説明する。
【００１９】地上で予めタンク本体１内に充満させてお
いた液体１７を、宇宙空間等の微小重力環境下において
他の場所に供給する場合には、操作用ガスタンク１５か
らタンク本体１内へ供給する操作用ガス１４の圧力によ
って液体排出流路２４に供給するようにし、又、タンク
本体１へ液体１７を補給する場合には、図示していない
液体貯留部から液体供給流路２３を介してタンク本体１
の内部へ液体１７を圧送し、同時に前記液体１７の圧送
圧力によってタンク本体１の内部の操作用ガス１４を操
作用ガスタンク１５へ押し戻させることは、図３に示し
た従来例のベーン型表面張力タンク１６の作動と略同様
である。
いた液体１７を、宇宙空間等の微小重力環境下において
他の場所に供給する場合には、操作用ガスタンク１５か
らタンク本体１内へ供給する操作用ガス１４の圧力によ
って液体排出流路２４に供給するようにし、又、タンク
本体１へ液体１７を補給する場合には、図示していない
液体貯留部から液体供給流路２３を介してタンク本体１
の内部へ液体１７を圧送し、同時に前記液体１７の圧送
圧力によってタンク本体１の内部の操作用ガス１４を操
作用ガスタンク１５へ押し戻させることは、図３に示し
た従来例のベーン型表面張力タンク１６の作動と略同様
である。
【００２０】液体供給流路２３を介してタンク本体１内
へ供給された液体１７は、ベーン支持棒２５の先端部の
曲面２５Ａに導かれるので、曲面２５Ａに沿って円滑に
且つ各ベーン１２間に略均一に分散されて流入すること
になり、よって気液界面１８を乱すことを極力押えるこ
とができる。
へ供給された液体１７は、ベーン支持棒２５の先端部の
曲面２５Ａに導かれるので、曲面２５Ａに沿って円滑に
且つ各ベーン１２間に略均一に分散されて流入すること
になり、よって気液界面１８を乱すことを極力押えるこ
とができる。
【００２１】又、液体供給流路２３からタンク本体１内
に液体が大きな流入速度で供給された場合には、液体１
７がベーン１２間をベーン支持棒２５に沿って直線的に
気体出入口６に向おうとするが、邪魔板２６を設けてい
ることにより、前記気体出入口６に向おうとする液体１
７が邪魔板２６に衝突して流れを阻止され、これにより
液体１７が気体出入口６から流出するのを防止すること
ができる。
に液体が大きな流入速度で供給された場合には、液体１
７がベーン１２間をベーン支持棒２５に沿って直線的に
気体出入口６に向おうとするが、邪魔板２６を設けてい
ることにより、前記気体出入口６に向おうとする液体１
７が邪魔板２６に衝突して流れを阻止され、これにより
液体１７が気体出入口６から流出するのを防止すること
ができる。
【００２２】又、邪魔板２６を、ベーン支持棒２５の長
手方向のベーン１２の取付け範囲に配置し、且つ外縁部
がベーン１２の半径方向外端部より内側に位置するよう
に形成すると、邪魔板２６に衝突した液体１７がベーン
１２によって補捉され易くなるとともに、ベーン１２外
端部とタンク本体１の内面の間隔の関係により液体１７
が液体出入口１９の方向に集められる作用を阻害するこ
とがない。
手方向のベーン１２の取付け範囲に配置し、且つ外縁部
がベーン１２の半径方向外端部より内側に位置するよう
に形成すると、邪魔板２６に衝突した液体１７がベーン
１２によって補捉され易くなるとともに、ベーン１２外
端部とタンク本体１の内面の間隔の関係により液体１７
が液体出入口１９の方向に集められる作用を阻害するこ
とがない。
【００２３】上記したように、邪魔板２６によって液体
流入時の慣性力を減殺し得るため、液体１７をタンク本
体１の内部へ高速流で補給することが可能となり、タン
ク本体１に対する液体１７の充填時間の短縮を図ること
ができる。
流入時の慣性力を減殺し得るため、液体１７をタンク本
体１の内部へ高速流で補給することが可能となり、タン
ク本体１に対する液体１７の充填時間の短縮を図ること
ができる。
【００２４】なお、図３に示す従来例のように、タンク
本体１に対して液体入口２及び液体出口３を近接させて
設けた場合においても、ベーン支持棒２５の先端部を曲
面２５Ａにより形成し、ベーン支持棒２５のベーン１２
取付け部分に邪魔板２６を設けることができ、その場合
の効果も前記の実施例と殆ど変わらない。
本体１に対して液体入口２及び液体出口３を近接させて
設けた場合においても、ベーン支持棒２５の先端部を曲
面２５Ａにより形成し、ベーン支持棒２５のベーン１２
取付け部分に邪魔板２６を設けることができ、その場合
の効果も前記の実施例と殆ど変わらない。
【００２５】又、本発明は、前述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】本発明のベーン型表面張力タンクによれ
ば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
ば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【００２７】請求項１の発明では、ベーン支持棒に邪魔
板を設けたことにより、タンク本体内へ流入する液体の
持つ慣性力を減殺することができ、よって気体出入口か
ら液体が流出するのを防止でき、これにより液体をタン
ク本体の内部へ高流速で補給することが可能となり、タ
ンク本体に対する液体の充填時間の短縮を図ることがで
きる。更に、邪魔板をベーン支持棒の長手方向のベーン
取付け範囲に配置し、且つ外縁部をベーンの半径方向外
端部より内側に位置させたので、邪魔板に衝突した液体
をベーンによって捕捉し易くできる。
板を設けたことにより、タンク本体内へ流入する液体の
持つ慣性力を減殺することができ、よって気体出入口か
ら液体が流出するのを防止でき、これにより液体をタン
ク本体の内部へ高流速で補給することが可能となり、タ
ンク本体に対する液体の充填時間の短縮を図ることがで
きる。更に、邪魔板をベーン支持棒の長手方向のベーン
取付け範囲に配置し、且つ外縁部をベーンの半径方向外
端部より内側に位置させたので、邪魔板に衝突した液体
をベーンによって捕捉し易くできる。
【００２８】
【００２９】請求項２の発明では、ベーン支持棒の先端
を略半球状の曲面としたので、液体出入口から流入する
液体が曲面に沿って導かれ、液体の流入が円滑になるの
で、気液界面が乱れるのを防止できる。
を略半球状の曲面としたので、液体出入口から流入する
液体が曲面に沿って導かれ、液体の流入が円滑になるの
で、気液界面が乱れるのを防止できる。
【図１】本発明のベーン型表面張力タンクの一実施例の
概略を表す断面図である。
概略を表す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】従来のベーン型表面張力タンクの一例の概略を
表す断面図である。
表す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
１ タンク本体
６ 気体出入口
１２ ベーン
１９ 液体出入口
２５ ベーン支持棒
２５Ａ 曲面
２６ 邪魔板
２７ ベーン型表面張力タンク
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−44600（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−238497（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−148940（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−171400（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−353100（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−293399（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−165551（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B64G 1/40
B65D 88/04
Claims (2)
- 【請求項１】 タンク本体に液体出入口を設けるととも
に、該液体出入口とは反対側の位置に気体出入口を設
け、該気体出入口に液体出入口へ向けて延びるベーン支
持棒を配設し、該ベーン支持棒に、液体出入口から気体
出入口側へ進むに従いタンク本体の内壁に対する間隔が
広がるベーンを複数枚取り付けたベーン型表面張力タン
クにおいて、基部が前記ベーン支持棒に接続され且つ該
ベーン支持棒を中心としてベーン支持棒に対して直交す
る方向へ広がる邪魔板を設け、該邪魔板が、ベーン支持
棒の長手方向のベーン取付け範囲内に配置され、且つベ
ーンの半径方向外端部よりも内側に外縁部が位置する大
きさを有していることを特徴とするベーン型表面張力タ
ンク。 - 【請求項２】 ベーン支持棒の先端部を略半球状の曲面
で形成したことを特徴とする請求項１に記載のベーン型
表面張力タンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778894A JP3511313B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | ベーン型表面張力タンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778894A JP3511313B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | ベーン型表面張力タンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811799A JPH0811799A (ja) | 1996-01-16 |
| JP3511313B2 true JP3511313B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=15438221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14778894A Expired - Fee Related JP3511313B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | ベーン型表面張力タンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511313B2 (ja) |
Cited By (1)
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