Brevet FR2516892A1 — publié le 19830527

1.- " Réservoir à produit carburant " L'invention concerne un réservoir à produit carburant, pourvu d'un raccord d'entrée de gaz porteur et d'un raccord de sortie de liquide, qui est prévu spéciale- ment pour contenir les liquides agressifs destinés aux mé- canismes d'entratnement de satellites. Il est connu que, pour la plupart des satelli- tes, le maintien d'une position relative déterminée, par exemple par rapport à la terre, est nécessaire, afin de remplir le rôle qui leur est confié et pour maintenir la liaison de transmission d'informations Dans ce but, les satellites sont pourvus d'installations de régulation de position, qui permettent la correction de position dans tous les degrés de liberté du satellite En général, on utilise pour cela des mécanismes d'entra nement miniatu- risés, qui permettent les déplacements de correction au moyen d'impulsions réduites, dosées de matière très pré- cise. Pour le fonctionnement de ces mécanismes d'en- trainement miniatures les satellites emportent avec eux, dans un réservoir approprié, les carburants correspondants, la plupart du temps liquides, destinés à alimenter les mé- canismes, par exemple par l'intermédiaire de producteurs de gaz. Pour cela, il est dans tous les cas nécessaire de prendre des précautions extraordinairement soigneuses, 2.- pour que, à ces mécanismes, ne soient amenés que les car- burants nécessaires, sans insertion de gaz étrangers. Cette exigence résulte notamment de ce que, pour l'extrac- tion des carburants de leur réservoir, on utilise généra- lement des gaz porteurs En vue de réaliser une séparation sure entre ces gaz porteurs et le carburant proprement dit, les réservoirs à carburant sont la plupart du temps parta- gés par des membranes en matière synthétique, qui séparent avec sécurité les gaz porteurs nécessités par l'extraction du carburant, du carburant lui-même. En plus des produits carburants connus à un seul composant, tels que par exemple l'hydrazine, qui, par décomposition, livre le carburant nécessaire pour les méca- nismes d'entraînement, on conna t d'autres produits carbu- rants à composants multiples, qui, en raison de leur te- neur en énergie généralement plus élevée, conviennent mieux que les produits à un seul composant pour des problèmes de longue durée Dans tous les cas, un inconvénient de grande importance de ces carburants à composants multiples réside en ce que au moins certains composants, tels que par exem- ple le tétra-oxyde d'azote, sont extraordinairement agres- sifs, de sorte que l'emploi de membranes en matières synthé- tiques est impossible dans des réservoirs à carburant pour problèmes de longue durée Pour cette raison, diverses pro- positions ont été faites pour des réservoirs à carburant qui, entre autres, utilisent la tension superficielle de li- quides pour le transport de produits carburants Dans ces cas, aucune séparation mécanique entre gaz porteur et car- burant n'est donc possible de sorte que le risque existe que des bulles de gaz porteur parviennent dans le produit carburant et compromettent ainsi la fiabilité du mécanisme d'entrainement. La présente invention a pour but de proposer un réservoir à produits carburants, dans lequel est également utilisée la tension superficielle pour la séparation entre 3.- gaz porteur et produit carburant, mais o cependant, est empêchée avec sécurité, une pénétration du gaz dans le carburant lui-même. Le réservoir à produit carburant conforme à l'invention, est caractérisé en ce que l'espace intérieur du réservoir est partagé, par une pièce d'insertion en for- me de cône, en deux compartiments de volumes différents qui sont en communication à travers un tamis à mailles fines fermant la plus petite ouverture du cône, le raccord d'entrée de gaz étant disposé sur le plus grand comparti- ment et le raccord de sortie de produit carburant étant dis- posé sur le plus petit compartiment. l'invention prévoit diverses caractéristiques de réalisation du réservoir On fait ainsi emploi du fait physique consistant en ce que, au moins dans des espaces presque libres, la tension superficielle de liquides at- teint des valeurs considérables, ces forces étant utilisées ici pour orienter de manière stable le produit carburant dans des parties prévues du réservoir, et, en outre, pour s'opposer à l'introduction de bulles de gaz dans le produit carburant, au moyen de tamis à mailles fines prévus qui sont mouillés par un liquide. Le partage du réservoir à produit carburant con- forme à l'invention en deux enceintes partielles avec des volumes différents, répond à l'exigence habituelle que, dans ce réservoir, soit transporté aussi bien le carburant pour la manoeuvre d'apogée, que le carburant pour l'en- tra Inement du satellite sur son orbite Le contenu du ré- servoir du compartiment partiel le plus grand est destiné à la manoeuvre d'apogée qui nécessite de plus grandes quan- tités de carburant, auquel cas, et simultanément à cette manoeuvre, et de l'accélération ainsi créée, est obtenue une orientation déterminée du produit carburant dans le ré- servoir Pendant cette manoeuvre, le carburant nécessaire est refoulé par le gaz porteur, à travers le tamis-fermant 4.- l'extrémité de l'insertion en forme de cône, dans le conte- neur collecteur et est ainsi amené au raccord de sortie de carburant Pendant le régime sur orbite, le produit car- burant contenu dans le compartiment partiel le plus petit 12, est rassemblé, par la tension superficielle lors de la consommation croissante, dans le volume annulaire compris entre la paroi extérieure du réservoir et l'insertion en forme de cône A travers les conduites à carburant prévues dans cet espace, le produit carburant parvient alors, sous l'effet de la tension superficielle dans le conteneur col- lecteur et de là au raccord de sortie de carburant. Dans les dessins annexés est représenté un exemple de réalisation d'un réservoir à produit carburant conforme à l'invention. la figure 1 est une vue en coupe à travers le réservoir, la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie inférieure du réservoir. le réservoir à produit carburant 10, constitué par deux hémisphères assemblés, est partagé, par une in- sertion 15, en un compartiment plus grand 11 et un compar- timent plus petit 12 A l'extrémité supérieure du grand compartiment 11, est disposé un raccord d'entrée de gaz 13, auquel est prévu, diamétralement opposé, dans le comparti- ment plus petit 12, un raccord de sortie de gaz 14 les deux compartiments partiels sont en communication à tra- vers un tamis à mailles fines 16. Le raccord de sortie de produit carburant 14 est entouré par un conteneur collecteur 17, qui est séparé du compartiment 12 par un tamis à mailles fines 18 Au com- partiment 17, sont raccordées plusieurs conduites de carbu- rant 19, réparties régulièrement sur son pourtour, dont les extrémités libres 20 se trouvent dans l'angle annulaire for- mé entre la paroi extérieure du réservoir et l'insertion co- nique 15 Ces extrémités de conduites 20 sont également sé- 5.- parées du compartiment 12 par un tamis à mailles fines 21. De chaque c 8 té de la paroi de l'insertion conique 15 sont également prévus plusieurs orifices d'évent 22 dont les extrémités se trouvant au voisinage de la plus petite ou- verture de c 8 ne sont fermées par des tamis 23. Les tamis 16, 18, 21 et 23 prévus dans le ré- servoir à chacun pour fonction de s'opposer à la pénétra- tion de gaz, au moins aussi longtemps qu'ils sont mouillés par du liquide Cet effet de barrage des tamis dépend de la tension superficielle De cette manière, on est également assuré que le produit carburant parvient lui-même exempt de bulles, au raccord de sortie de carburant 14, et ainsi aux mécanismes d Ventra nement. Avec un choix approprié du matériau pour le ré- servoir lui-même; par exemple une tôle de titane, et pour les tamis, par exemple de l'acier nickel-chrome, ces réser- voirs peuvent être utilisés même pour des liquides agressifs. Ils sont par conséquent, particulièrement appropriés au stockage de produits carburants à deux composants, tels que ceux nécessaires aux problèmes de longue durée de satelli- tes. 6._ REVENDICATIONS 1. Réservoir à produit carburant avec un rac- cord d'entrée de gaz porteur et un raccord de sortie de produit carburant, notamment pour le stockage de liquides agressifs destinés à des mécanismes d'entraînement de sa- tellites, réservoir caractérisé en ce que l'espace intérieur du réservoir ( 10) est partagé, par une pièce d'insertion en forme de c 8 ne ( 15) en deux compartiments ( 11, 12) de volu- mes différents qui sont en communication à travers un ta- mis à mailles fines ( 16) fermant la plus petite ouverture du c Sne, le raccord d'entrée de gaz ( 13) étant disposé sur le plus grand compartiment ( 11) et le raccord de sortie de produit carburant ( 14) étant disposé sur le plus petit com- partiment ( 12). 2 Réservoir suivant la revendication 1, carac- téSisé en ce que le raccord de sortie de carburant ( 14) est entouré par un conteneur collecteur ( 17) de forme cylin- drique, séparé du plus petit compartiment ( 12) par un tamis à mailles fines ( 18). 3 Réservoir suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, au conteneur collecteur ( 17) est raccordée au moins une conduite de produit car- burant ( 19)dont l'extrémité ( 21) fermée par un tamis à mail- les fines ( 20) se trouve dans l'angle annulaire, formé entre la paroi du réservoir ( 10) et la pièce d'insertion conique ( 15), du plus petit compartiment ( 12). 4. Réservoir suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que, sur chaque c 8 té de la paroi de la pièce d'insertion conique ( 15) est prévu au moins un tuyau d'évent ( 22); dont l'extrémité qui se trou- ve au niveau de la plus petite ouverture du c 8 ne, est fer- mée par un tamis à mailles fines ( 23).