JPH0761399A - 微小重力環境における液滴回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小重力環境において、簡単な構成で故障を
生じにくく、ガス中の液滴を効果的に回収できる液滴回
収装置を提供する。 【構成】 液滴を含んだガス１が流れる管路２の途中に
拡径部３を設けると共に該拡径部３内に吸着材４を収容
して液溜め部５を構成し、前記管路２内の前記液溜め部
５に対応した位置に、管路２と同心の軸７を中心に前記
ガス１の流れによって回転可能に取付けられ、且つ複数
の回転羽根８ａの先端が前記液溜め部５の吸着材４と僅
かな隙間１２を有するようにした回収プロペラ８を配設
し、回転羽根８ａに付着回収された液滴を回収プロペラ
８の遠心力によって先端に移動させて吸着材４に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微小重力環境での液滴を
含んだガスから液滴を回収するのに適した微小重力環境
における液滴回収装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、宇宙往還機、宇宙ステーション等
のような微小重力環境における種々の研究が進められて
いる。

【０００３】機器の駆動、冷却等を行った液体がガス中
に飛散した場合、地上では重力によって自然分離させる
ことができるが、微小重力環境においては、一旦飛散し
た液滴は重力を有しないために分離されることなく飛散
した状態を保持し続けることになる。

【０００４】宇宙空間において用いられる液体は、通常
地上から運搬された貴重な資源であり、よって宇宙空間
等の微小重力環境では、液体を繰り返し使用する必要が
あり、従って前記ガス中に飛散した液滴は回収して再使
用する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記微小重力
環境においては、ガス中に飛散している液滴を回収する
ことは困難であり、例えば地上で一般的に用いられてい
るフィルター等の方式を採用するようなことはできな
い。

【０００６】宇宙空間で使用される各種機器は、軽量小
型であること、駆動エネルギーが小さいか不要で、作動
が確実で故障の発生が無いこと等が要求されるが、フィ
ルターを用いた液滴の回収装置では、フィルターにおけ
る圧損が増大し、そのためにガスを送給するポンプの容
量が増大し、該ポンプを駆動する駆動エネルギーの消費
量も増大する問題がある。

【０００７】また、地上であればフィルターに付着回収
した液体を重力によって自然流下させて分離回収するこ
ともできるが、微小重力環境ではフィルターに付着した
液滴が移動しないためにフィルターに液体が堆積した場
合にフィルターが目詰りを起こし、以後の液滴の回収が
不能になってしまう問題を有する。

【０００８】本発明は、上記した問題点に鑑みてなした
もので、微小重力環境において、簡単な構成で故障を生
じにくく、ガス中の液滴を効果的に回収できる微小重力
環境における液滴回収装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、液滴を含んだ
ガスが流れる管路の途中に拡径部を設けると共に該拡径
部内に吸着材を収容して液溜め部を構成し、前記管路内
の前記液溜め部に対応した位置に、管路と同心の軸を中
心に前記ガスの流れによって回転可能に取付けられ、且
つ回転羽根の先端が前記液溜め部の吸着材と僅かな隙間
を有するようにした回収プロペラを配設したことを特徴
とする微小重力環境における液滴回収装置、及び、回収
プロペラを、ガス流によって回転方向が交互に逆転する
ように多段に配置したことを特徴とする微小重力環境に
おける液滴回収装置、及び、回収プロペラの回転羽根に
おけるガス流に対向した面に、回転中心側から先端に向
かって幅寸法が漸次減少したテーパ溝を形成したことを
特徴とする微小重力環境における液滴回収装置、に係る
ものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、液滴を含んだガスが回収
プロペラに向かって管路内を流れると、前記ガス中の流
動によって回収プロペラが回転され、ガス中に飛散した
液滴は、回転している回収プロペラの回転羽根に衝突し
て付着回収され、更に回転羽根に付着した液体は、回収
プロペラの回転による遠心力によって回転羽根の先端側
に移動し、回転羽根の先端と僅かの隙間を有している吸
着材に吸着されて回収される。更にまた、前記回収プロ
ペラを回転させて自らが旋回力を受けて流動するガスの
流れに乗った液滴は、遠心力によって外周の液溜め部の
吸着材及び管路内面に衝突して付着回収される。

【００１１】請求項２の発明では、ガス中に飛散した液
滴は、一方向に回転している回収プロペラの回転羽根に
衝突することにより付着回収され、また回収されなかっ
た液滴は次段の反対方向に回転する回収プロペラに衝突
して付着回収されることにより、更に効果的な回収が可
能となる。

【００１２】請求項３の発明では、回収プロペラに付着
回収された液滴が回転羽根のテーパ溝に滲み込み、該テ
ーパ溝が回転中心側から先端に向かって幅寸法が漸次減
少していることによる毛管現象と、前記回収プロペラの
回転による遠心力とによって、テーパ溝内の液体を回転
羽根の先端側に確実に移動させて、回転羽根の先端から
吸着材に確実に回収させることができる。

【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。

【００１４】図１は請求項１の発明の一実施例を示すも
ので、液滴を含んだガス１が流れる管路２の軸方向の途
中に、拡径部３を形成すると共に、該拡径部３内にウィ
ック等の吸着材４を収容することにより液溜め部５を構
成する。

【００１５】前記管路２内の前記液溜め部５に対応した
位置に、管路２内面に固定した支持フレーム６によって
管路２の中心に支持された軸７が設けてあり、該軸７に
複数の回転羽根８ａ（例えば図３のように等間隔に３
枚）を有した回収プロペラ８が、固体潤滑材等を備えた
回転管１０を介して一定方向に回転自在に取付けられて
いる。１１はスラスト軸受を示す。

【００１６】回収プロペラ８の回転羽根８ａは、前記液
溜め部５の吸着材４との間に僅かな隙間１２を有するよ
うにした大きさに形成してある。さらに、前記液溜め部
５の外部には、小型の液体ポンプ１４を備えた液体回収
管１５が接続されている。

【００１７】次に、上記図１の実施例の作用を説明す
る。

【００１８】液滴を含んだガス１が回収プロペラ８に向
かって管路２内を流れると、前記ガス１の流動によって
回収プロペラ８が回転され、ガス１中に飛散した液滴
は、回転している回収プロペラ８に衝突することにより
回転羽根８ａに付着回収される。

【００１９】更にまた、前記回収プロペラ８を回転させ
て自らは旋回力を受け流動するガス１の流れに乗った液
滴は、遠心力によって外周の液溜め部５の吸着材４及び
管路２内面に衝突して付着回収される。液滴が回収され
たガスは清浄ガス１ａとなって下流側へ流動する。

【００２０】前記回収プロペラ８の回転羽根８ａに付着
回収された液滴は、回収プロペラ８の回転による遠心力
によって、回転羽根８ａの先端から僅かの隙間１２を有
している吸着材４に吸着されて回収される。吸着材４に
回収された液体は、液溜め部５に接続された液体回収管
１５によって回収されて再利用される。

【００２１】図２は請求項２の発明の一実施例を示した
もので、図中図１と同一のものには同じ符号を付して説
明を省略する。

【００２２】支持フレーム６によって管路２の中心に支
持された軸７に、管路２に形成した液溜め部５の位置に
対応して、多段（図では２段）の回収プロペラ８，９を
回転自在に取付ける。尚、前記多段の回収プロペラ８，
９は、前記ガス１の流れによって一方向Ａと反対方向Ｂ
に交互に回転方向が反転するように回転羽根８ａ，９ａ
の形状が決定されている。各回収プロペラ８，９の回転
羽根８ａ，９ａは、前記液溜め部５の吸着材４との間に
僅かな隙間１２を有する大きさに形成されている。

【００２３】次に、上記図２の実施例の作用を説明す
る。

【００２４】液滴を含んだガス１が回収プロペラ８に向
かって管路２内を流れると、前記ガス１の流動によって
回収プロペラ８，９が逆方向に回転され、ガス１中に飛
散した液滴は、先ず一方向Ａに回転している回収プロペ
ラ８に衝突することにより回転羽根８ａに付着回収さ
れ、また回収されなかった液滴は次段の反対方向Ｂに回
転している回収プロペラ９に衝突して回転羽根９ａに回
収される。

【００２５】更にまた、前記回収プロペラ８，９を回転
させて自らは旋回力を受けて流動するガス１の流れに乗
った液滴は、遠心力によって外周の液溜め部５の吸着材
４及び管路２内面に衝突して付着回収される。

【００２６】前記回収プロペラ８，９の回転羽根８ａ，
９ａに付着回収された液滴は、遠心力によって回転羽根
８ａ，９ａの先端に向かって移動し、回転羽根８ａ，９
ａの先端と僅かの隙間１２を有している吸着材４に吸着
されて回収される。

【００２７】図３は請求項３の発明の一実施例を示すも
ので、図１及び図２の回収プロペラ８，９の回転羽根８
ａ，９ａをガス１の流れの上流側から見た正面の形状を
表わしている。

【００２８】即ち、各回収プロペラ８，９における各回
転羽根８ａ，９ａのガス１の流れに対向する面に、回転
中心側から先端に向かって幅寸法が漸次減少するように
した多数のテーパ溝１３を形成している。

【００２９】次に、上記図３の実施例の作用を説明す
る。

【００３０】回収プロペラ８，９に付着回収された液滴
は、回転羽根８ａ，９ａのテーパ溝１３に滲み込み、該
テーパ溝１３に滲み込んだ液体は、該テーパ溝１３が回
転中心側から先端に向かって幅寸法が漸次減少している
ことによる毛管現象と、回収プロペラ８，９の回転によ
る遠心力によって、回転羽根８ａ，９ａの先端に向かっ
て移動し、回転羽根８ａ，９ａの先端と僅かの隙間１２
を有している吸着材４に吸着されて回収される。

【００３１】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、回収プロペラの設置段数は任意に選定し
得ること、回転羽根の形状、テーパ溝の形状等は任意に
選定し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
内に於いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、液滴を含んだ
ガスが回収プロペラに向かって管路内を流れると、前記
ガス中の流動によって回収プロペラが回転され、ガス中
に飛散した液滴は、回転している回収プロペラの回転羽
根に衝突して付着回収され、更に回転羽根に付着した液
体は、回収プロペラの回転による遠心力によって回転羽
根の先端側に移動し、回転羽根の先端と僅かの隙間を有
している吸着材に吸着されて回収される。更にまた、前
記回収プロペラを回転させて自らが旋回力を受けて流動
するガスの流れに乗った液滴は、遠心力によって外周の
液溜め部の吸着材及び管路内面に衝突して付着回収され
る。よって、駆動装置を有しない簡単で故障を生じ難い
構成にて、ガス中の液滴を効果的に回収できる優れた効
果を奏し得る。

【００３３】請求項２の発明によれば、ガス中に飛散し
た液滴は、一方向に回転している回収プロペラの回転羽
根に衝突することにより付着回収され、また回収されな
かった液滴は次段の反対方向に回転する回収プロペラに
衝突して付着回収されるので、更に効果的な液滴の回収
が可能となる。

【００３４】請求項３の発明によれば、回収プロペラに
付着回収された液滴が回転羽根のテーパ溝に滲み込み、
該テーパ溝が回転中心側から先端に向かって幅寸法が漸
次減少していることによる毛管現象と、前記回収プロペ
ラの回転による遠心力とによって、テーパ溝に回収した
液体を回転羽根の先端側に更に確実に移動させて吸着材
に回収させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例を示す切断平面図で
ある。

【図２】請求項２の発明の一実施例を示す切断平面図で
ある。

【図３】図１及び図２をガスの上流側から見た切断正面
図である。

【符号の説明】

１ 液滴を含んだガス ２ 管路 ３ 拡径部 ４ 吸着材 ５ 液溜め部 ７ 軸 ８ 回収プロペラ ８ａ 回転羽根 ９ 回収プロペラ ９ａ 回転羽根 １２ 隙間 １３ テーパ溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液滴を含んだガスが流れる管路の途中に
   拡径部を設けると共に該拡径部内に吸着材を収容して液
   溜め部を構成し、前記管路内の前記液溜め部に対応した
   位置に、管路と同心の軸を中心に前記ガスの流れによっ
   て回転可能に取付けられ、且つ回転羽根の先端が前記液
   溜め部の吸着材と僅かな隙間を有するようにした回収プ
   ロペラを配設したことを特徴とする微小重力環境におけ
   る液滴回収装置。
2. 【請求項２】 回収プロペラを、ガス流によって回転方
   向が交互に逆転するように多段に配置したことを特徴と
   する請求項１に記載の微小重力環境における液滴回収装
   置。
3. 【請求項３】 回収プロペラの回転羽根におけるガス流
   に対向した面に、回転中心側から先端に向かって幅寸法
   が漸次減少したテーパ溝を形成したことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の微小重力環境における液滴回収装
   置。