JPH04126699A - Liquid tank for minute gravitational space - Google Patents
Liquid tank for minute gravitational spaceInfo
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- JPH04126699A JPH04126699A JP2247245A JP24724590A JPH04126699A JP H04126699 A JPH04126699 A JP H04126699A JP 2247245 A JP2247245 A JP 2247245A JP 24724590 A JP24724590 A JP 24724590A JP H04126699 A JPH04126699 A JP H04126699A
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Classifications
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- 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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は宇宙の微小重力空間において、液体を貯蔵しそ
れを外部へ供給するために用いられる液体タンクに関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid tank used for storing liquid and supplying it to the outside in microgravity space in space.
第4図は宇宙空間移動用ビークルの燃料となる液体水素
等推進薬あるいは液体酸素等酸化剤の貯蔵供給システム
として宇宙ステーションに搭載するために、現在米国で
研究されている微小重力空間用液体タンクの第1の例の
表面張力式タンクの断面図である。図において、01は
タンク本体、02は同本体の内部に貯蔵されている液体
、03は前記本体下部に設けられた液供給口、04は同
本体内の上部に設けられているキャピラリスクリーンで
ある。これは、微小重力下で液をその表面張力によって
保持するスクリーンである。05は同様に本体内に設け
られているファインメツシュである。これは液供給口の
近傍に設置され、前記キャピラリスクリーンと同様に、
液のみを表面張力によって保持するメツシュである。そ
のメツシュの粗さを非常に細かくすることにより、気液
分離を実現し、液のみの安定供給を行うものである。Figure 4 shows a microgravity liquid tank currently being researched in the United States to be installed on the space station as a storage and supply system for propellants such as liquid hydrogen or oxidizers such as liquid oxygen, which are used as fuel for space travel vehicles. FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface tension type tank of a first example. In the figure, 01 is the tank body, 02 is the liquid stored inside the body, 03 is the liquid supply port provided at the bottom of the body, and 04 is the capillary screen provided at the top of the body. . This is a screen that retains liquid by its surface tension in microgravity. 05 is a fine mesh similarly provided within the main body. This is installed near the liquid supply port, and like the capillary screen described above,
It is a mesh that holds only liquid by surface tension. By making the mesh extremely fine, gas-liquid separation is achieved and only liquid is stably supplied.
構造強度を保つためにフレーム状のホルダが備えられて
いる。06はベントバルブであり、貯蔵中に気化したガ
スを抜き、内圧の上昇を防ぐためのものである。A frame-like holder is provided to maintain structural strength. 06 is a vent valve, which vents gas vaporized during storage and prevents internal pressure from rising.
以上の装置によってタンク内の気体と液体は分離され、
液の供給時には、ガス圧を用いて液が供給される。The above device separates the gas and liquid in the tank,
When supplying the liquid, the liquid is supplied using gas pressure.
第5図は前記と同一目的のものとして米国で研究されて
いる微小重力空間用液体タンクの第2の例の弾性境界膜
式タンクの断面図である。図において、01はタンク本
体、02は内部に貯蔵されている液体、03は前記本体
下部に設けられた液供給口、07は液の表面を覆う弾性
境界膜である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a second example of a liquid tank for microgravity space, an elastic boundary membrane type tank, which is being researched in the United States for the same purpose as the above. In the figure, 01 is a tank body, 02 is a liquid stored inside, 03 is a liquid supply port provided at the bottom of the main body, and 07 is an elastic boundary membrane that covers the surface of the liquid.
本タンクにおいては、弾性境界膜によってタンク内の気
体と液体とが分離され、液の供給時には、弾性境界膜ご
しに液をガスで加圧して供給するものである。In this tank, gas and liquid in the tank are separated by an elastic boundary membrane, and when liquid is supplied, the liquid is pressurized with gas and supplied through the elastic boundary membrane.
従来技術の第1の例の表面張力式タンクは、タンク内構
造が複雑であることと、液の供給に際して用いられる圧
力ガスと液との分離が必ずしも十分に行われないという
欠点がある。The surface tension type tank according to the first example of the prior art has the disadvantages that the internal structure of the tank is complicated and that the pressure gas used for supplying the liquid is not always sufficiently separated from the liquid.
また従来技術の第2の例の弾性境界膜式タンクにおいて
は、弾性境界膜の性質上積極的な冷却ができないため、
極低温液体を貯蔵するためには、適切ではないこと、寿
命の短い弾性境界膜を使用しているので、これに応して
、タンク自体の寿命も短いものとなること、さらに境界
膜の位置が不定のため、通常の手段ではベントが困難で
あり、ベント機構の構造が複雑になることなどの欠点が
ある。Furthermore, in the elastic boundary membrane type tank of the second example of the prior art, active cooling cannot be performed due to the nature of the elastic boundary membrane.
It is not suitable for storing cryogenic liquids, it uses a short-lived elastic boundary membrane and the tank itself has a correspondingly short life, and the position of the boundary membrane Since it is unstable, it is difficult to vent using normal means, and the structure of the vent mechanism becomes complicated.
本発明は、従来技術の欠点を解消して、(1)構造が簡
単
(2)液供給時の完全な気液分離可能
(3)冷却可能
(4)長期間の使用が可能
を達成することのできる微小重力空間用液体タンクを提
供しようとするものである。The present invention solves the drawbacks of the prior art and achieves (1) simple structure, (2) complete gas-liquid separation during liquid supply, (3) cooling capability, and (4) long-term use. The purpose of this project is to provide a liquid tank for use in microgravity space that can be used in microgravity spaces.
本発明は前記課題を解決したものであって、開閉可能な
液供給口を有する外部タンク、同外部タンクの内部にお
いてメインシャフトを介して駆動されて回転することが
でき周縁に開口部を有する内部タンク、および同内部タ
ンクと同等の慣性質量を有し前記メインシャフトの外側
に同軸に設けられ反転ギヤを介してメインシャフトと逆
方向に回転駆動される円筒状の反転シャフトを備えたこ
とを特徴とする微小重力空間用液体タンクに関するもの
である。The present invention has solved the above-mentioned problems, and includes an external tank having a liquid supply port that can be opened and closed; A tank, and a cylindrical reversing shaft having an inertial mass equivalent to that of the internal tank, coaxially provided outside the main shaft, and driven to rotate in the opposite direction to the main shaft via a reversing gear. The present invention relates to a liquid tank for use in microgravity space.
本発明の微小重力空間用液体タンクにおいては、液を貯
蔵する時は、液供給口を閉し、内部タンクは回転させな
いで静止させておく。液を外部に供給する時は、駆動装
置によって、メインシャフトを介して、内部タンクを回
転させる。この時、内部の液は遠心力によって内部タン
クの周縁部へ集り、開口部から押出され、外部タンクの
内側と液供給口付近に充満する。この時、液供給口を開
くと、遠心力にもとづく押圧力によって液が外部へ供給
される。また反転ギヤを介して逆回転される反転シャフ
トは内部タンクの回転反力を打消すことができるので、
本タンクは、宇宙ステーション等に設置して支障なく用
いることができる。In the liquid tank for microgravity space of the present invention, when storing liquid, the liquid supply port is closed and the internal tank is kept stationary without rotating. When supplying liquid to the outside, the internal tank is rotated by the drive device via the main shaft. At this time, the internal liquid gathers around the periphery of the internal tank due to centrifugal force, is pushed out through the opening, and fills the inside of the external tank and the vicinity of the liquid supply port. At this time, when the liquid supply port is opened, the liquid is supplied to the outside by a pressing force based on centrifugal force. In addition, the reversing shaft, which is rotated in the opposite direction via the reversing gear, can cancel out the rotational reaction force of the internal tank.
This tank can be installed on a space station, etc. and used without any problems.
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は同実施
例に用いられているギアボックスの横断面図、第3図は
第2図のA−A断面図である。第1図において、1は宇
宙ステーション等の固定部、2は同固定部に取付けられ
ている外部タンクである。この外部タンクは図のC−C
線を軸とする、そろばん玉の形状のものであり、その内
部では、周縁部(図の左右端部)が狭くなっている。3
は上記外部タンクの一端部(図の下端部)に設けられて
いる開閉可能な液供給口、4は同液供給口の近くから前
記外部タンクの周縁部まで連り、同外部タンクの内側に
放射状に配置されて固定され静止している複数枚の案内
翼、5は同案内翼の端部を介して前記外部タンクに固定
されているギアボックス、6は一端が同ギアボックスに
よって保持され、他端が外部タンクに設けられた軸受に
よって支えられ同外部タンクの外方へ突出し、固定部に
設けられた図示していない駆動装置によって回転駆動さ
れるメインシャフト、7は外部タンクの内側に設けられ
、前記メインシャフトに連り回転駆動されるそろばん玉
形状の内部タンクである。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a gearbox used in the same embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1, 1 is a fixed part of a space station or the like, and 2 is an external tank attached to the fixed part. This external tank is C-C in the diagram.
It is shaped like an abacus ball with a line as its axis, and inside it, the periphery (the left and right ends in the figure) are narrow. 3
4 is an openable and closable liquid supply port provided at one end of the external tank (lower end in the figure); 4 is a liquid supply port extending from near the liquid supply port to the periphery of the external tank; a plurality of guide vanes fixed and stationary arranged radially; 5 a gearbox fixed to the external tank via the ends of the guide vanes; 6 one end held by the gearbox; A main shaft, the other end of which is supported by a bearing provided in the external tank, protrudes outward from the external tank, and is rotationally driven by a drive device (not shown) provided in the fixed part; 7 is provided inside the external tank; It is an abacus-shaped internal tank that is connected to the main shaft and driven to rotate.
同内部タンクの周縁部(図では左右端)には開口部が設
げられている。8は前記ギアボックスに設けられた反転
ギア(第2図、第3図参照)、9は前記メインシャフト
と同軸に同メインシャフトの外側に設けられ、前記反転
ギアを介してメインシャフトとは逆の方向へ回転駆動さ
れる反転シャフトである。この反転シャフトは、内部タ
ンクと同等の慣性質量を有して逆回転することによって
、回転反力を打消すものである。第1図の斜線部10は
内部タンクが回転している時の液の位置である。An opening is provided at the periphery of the internal tank (left and right ends in the figure). 8 is a reversing gear provided in the gear box (see FIGS. 2 and 3); 9 is provided coaxially with the main shaft and outside the main shaft; It is a reversing shaft that is rotationally driven in the direction of. This reversing shaft has an inertial mass equivalent to that of the internal tank and rotates in the opposite direction, thereby canceling out the rotational reaction force. The shaded area 10 in FIG. 1 is the position of the liquid when the internal tank is rotating.
本装置において、タンク内への液の供給はメインシャフ
ト6の中心に設けられた貫通孔を経て行われる。本装置
による通常の液の貯蔵に際しては、内部タンク7は回転
駆動させず、液供給時にのみ内部タンクを回転駆動する
。メインシャフト6を介して内部タンク7が回転駆動さ
れると、内部の液は遠心力の作用によってその周縁部へ
押しつけられ、さらに同周縁部の開口から押出され、外
部タンク2の内側に固定されて静止している案内翼40
間、および液供給D3の付近に充満する。このような、
内部タンクが回転している状態で液供給口3を開くと、
前記遠心力による押圧力によって、液が外部へ供給され
る。In this device, liquid is supplied into the tank through a through hole provided at the center of the main shaft 6. When the present device normally stores liquid, the internal tank 7 is not driven to rotate, but is driven to rotate only when the liquid is supplied. When the internal tank 7 is driven to rotate via the main shaft 6, the liquid inside is pushed to its periphery by the action of centrifugal force, and is further pushed out from the opening in the periphery and fixed inside the external tank 2. Guide vane 40 at rest
The area around the liquid supply D3 is filled with water. like this,
If you open the liquid supply port 3 while the internal tank is rotating,
The liquid is supplied to the outside by the pressing force caused by the centrifugal force.
以上述べたように、本発明の液体タンクは、微小重力空
間における液貯蔵タンクとしての機能に、遠心力押圧力
による液供給機能を加えたものであり、付加設備として
、回転駆動装置以外に他の補機を必要としないため、構
造簡単、液供給時の完全な気液分離可能、冷却可能、か
つ長寿命の微小重力空間用液体タンクを提供することが
でき、製作費および維持費の低減をはかることができる
。As described above, the liquid tank of the present invention has a function as a liquid storage tank in a microgravity space, and a liquid supply function using centrifugal force pressing force. Since no auxiliary equipment is required, it is possible to provide a liquid tank for microgravity space that has a simple structure, complete gas-liquid separation during liquid supply, can be cooled, and has a long life, reducing manufacturing and maintenance costs. can be measured.
また反転シャフトによって内部タンクの回転の反力が打
消されているので、本液体タンクを宇宙ステーション等
に搭載した場合に、宇宙ステーションに回転力が加わる
ことが防がれるので、宇宙空間において支障なく使用す
ることができる。In addition, the reversing shaft cancels out the reaction force of the rotation of the internal tank, so when this liquid tank is mounted on a space station, rotational force is prevented from being applied to the space station, so there is no problem in space. can be used.
〔発明の効果]
本発明の微小重力空間用液体タンクは、開閉可能な液供
給口を有する外部タンク、同外部タンクの内側で、メイ
ンシャフトを介して駆動されて回転することができ、周
縁に開口部を有する内部タンク、同内部タンクと同等の
慣性質量を有し、反転ギアを介してメインシャフトと逆
方向に回転駆動される反転シャフトを備えているので、
簡単な構造で完全な気液分離を行うことができ、冷却可
能でかつ長期間の使用に耐えることができる。[Effects of the Invention] The liquid tank for microgravity space of the present invention has an external tank that has a liquid supply port that can be opened and closed, and can be rotated by being driven via a main shaft inside the external tank, and has a It has an internal tank with an opening, an inertial mass equivalent to that of the internal tank, and a reversing shaft that is driven to rotate in the opposite direction to the main shaft through a reversing gear.
It has a simple structure, can perform complete gas-liquid separation, can be cooled, and can withstand long-term use.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は同実施
例に用いられるギアボックスの横断面図、第3図は第2
図のA−A断面図、第4図は従来の微小重力空間用液体
タンクの第1の例の断面図、第5図は従来の微小重力空
間用液体タンクの第2の例の断面図である。
1・・・固定部、 2・・・外部タンク、3・・・液供
給口、 4・・・案内翼、5・・・ギアボックス、
6・・・メインシャフト、7・・・内部タンク、 8
・・・反転ギア、9・・・反転シャフト、
10・・・内部タンク回転時の液、
01・・・タンク本体、 02・・・液、03・・・
液供給口、
04・・・キャピラリスクリーン、
05・・・ファインメツシュ、
06・・・ヘントハルブ、 07・・・弾性境界膜。
代理人 弁理士 坂 間 暁 外2名躬1閃
a
躬2閏
用3閃[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of a gearbox used in the embodiment, and Fig. 3 is a cross-sectional view of a gearbox used in the embodiment.
4 is a sectional view of a first example of a conventional liquid tank for microgravity space, and FIG. 5 is a sectional view of a second example of a conventional liquid tank for microgravity space. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fixed part, 2... External tank, 3... Liquid supply port, 4... Guide vane, 5... Gear box,
6... Main shaft, 7... Internal tank, 8
... Reversing gear, 9... Reversing shaft, 10... Liquid when the internal tank rotates, 01... Tank body, 02... Liquid, 03...
Liquid supply port, 04...Capillary screen, 05...Fine mesh, 06...Henthalb, 07...Elastic boundary membrane. Agent Patent Attorney Akatsuki Sakama 2 names: 1, 1, 2, 3, 3
Claims (1)
の内部においてメインシャフトを介して駆動されて回転
することができ周縁に開口部を有する内部タンク、およ
び同内部タンクと同等の慣性質量を有し前記メインシャ
フトの外側に同軸に設けられ反転ギヤを介してメインシ
ャフトと逆方向に回転駆動される円筒状の反転シャフト
を備えたことを特徴とする微小重力空間用液体タンク。An external tank with a liquid supply port that can be opened and closed, an internal tank that can be rotated by being driven by a main shaft inside the external tank and has an opening on its periphery, and an inertial mass equivalent to that of the internal tank. A liquid tank for microgravity space, comprising: a cylindrical reversing shaft that is provided coaxially outside the main shaft and is driven to rotate in the opposite direction to the main shaft via a reversing gear.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2247245A JPH04126699A (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Liquid tank for minute gravitational space |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2247245A JPH04126699A (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Liquid tank for minute gravitational space |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04126699A true JPH04126699A (en) | 1992-04-27 |
Family
ID=17160617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2247245A Pending JPH04126699A (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Liquid tank for minute gravitational space |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04126699A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000051951A3 (en) * | 1999-03-01 | 2000-12-21 | Mikalsen Kaare Mikal | Process tank and method for non-vigorous processing of organic material |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP2247245A patent/JPH04126699A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000051951A3 (en) * | 1999-03-01 | 2000-12-21 | Mikalsen Kaare Mikal | Process tank and method for non-vigorous processing of organic material |
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