(57)【要約】【課題】ベーンに捕捉されている推薬に加速度が作用するときにも、そのベーン上での流動を阻止できるようにする。【解決手段】本発明は、推薬を収集捕捉するためのベーン１０〜１３と、これらのベーン１０〜１３を固定したクラム２０とをタンクシェル３０内に配した推薬タンクＡにおいて、ベーン１０〜１３に加速度が作用したとき、それらのベーン１０〜１３に沿う加速度成分が零になる加速度零部Ｒを当該ベーン１０〜１３に形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
推薬を収集捕捉するための複数のベーンと、これらのベーンを固定した捕捉用容器とをタンクシェル内に配した推薬タンクにおいて、
上記ベーンに加速度が作用したとき、このベーンに沿う加速度成分が零になる加速度零部を当該ベーンに形成していることを特徴とする推薬タンク。
【請求項２】
加速度零部を各ベーンの中間部分に形成している請求項１に記載の推薬タンク。
【請求項３】
捕捉用容器に、各ベーンを互いに等角度間隔に配設している請求項１又は２に記載の推薬タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地球周回軌道上等の無重力環境下で用いられる推薬タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に「人工衛星用推薬タンク」とした名称において開示されたものがある。
地球周回軌道上等の無重力環境下では、タンク等に収容された液体は地上のように自然に重力作用側に偏在することがない。
このため、特許文献１に開示された「人工衛星用推薬タンク」においては、例えば人工衛星に搭載された例えば姿勢制御用スラスタに用いられる推薬タンクに、これに収容する液体（推薬）を捕捉して排出口に導くためのベーンが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている人工衛星用推薬タンクは、加速度が作用する方向にベーンが直線的に形成されているため、そのベーンに捕捉されている推薬は、これに作用する加速度により、そのベーンに沿って移動しやすいものである。
【０００５】
そのために、上記人工衛星用推薬タンクに衛星の姿勢制御等による一定方向の横Ｇ（横加速度）が作用した場合、クラム付近の推薬がベーンを伝ってクラムから遠ざかる方向に流動してしまう。
これにより、推薬が人工衛星用推薬タンク内のベーンによって捕捉できない位置に移動して、再捕捉するための時間が必要になり、運用条件によっては人工衛星用推薬タンクの残推薬量が多くなる。
【０００６】
そこで本発明は、ベーンに捕捉されている推薬に加速度が作用するときにも、そのベーン上での流動を阻止できる推薬タンクの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る推薬タンクは、推薬を収集捕捉するための複数のベーンを捕捉用容器に固定した推薬捕捉体をタンクシェル内に配したものである。
本発明においては、上記ベーンに、これに捕捉されている推薬に作用する加速度成分が零になる加速度零部を設けている。
この構成によれば、ベーンに捕捉されている推薬に加速度が作用しても、その推薬は、加速度零部において加速度成分が零になり、その流動が阻止される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベーンに、これに捕捉されている推薬に作用する加速度成分が零になる加速度零部を設けているので、ベーンに捕捉されている推薬に加速度が作用するときにも、そのベーン上での流動を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る推薬タンクを透視して示す全体斜視図である。
【図２】図１に示す推薬タンクを透視して示す平面図である。
【図３】ベーンに捕捉されている推薬に作用する加速度の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る推薬タンクを透視して示す全体斜視図、図２は、図１に示す推薬タンクを透視して示す平面図、図３は、ベーンに捕捉されている推薬に作用する加速度の説明図である。
なお、図１に示すＺ、図２，３に示すＸ，Ｙは、加速度が作用する方向を示している。また、図２に示すθは、図３に示すようにＸ軸と加速度成分（分力）が作用する方向がなす角度を示している。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る推薬タンクＡは、４枚のベーン１０〜１３と、これらのベーン１０〜１３を固定した捕捉用容器（以下、「クラム」という。）２０とをタンクシェル３０内に配した構造のものであり、図示しない人工衛星の姿勢制御や軌道制御に用いられるものである。
【００１２】
タンクシェル３０は、中央円筒部３１、上側鏡部３２及び下側鏡部３３からなる。
中央円筒部３１は、上下を開口させた一定の内径からなる円筒形に形成されている。
上側鏡部３２，下側鏡部３３は、それぞれ上記中央円筒部３１と同じ外径にした半球殻形に形成されている。
【００１３】
そして、上記中央円筒部３１の上側開口に上側鏡部３２を、また、その中央円筒部３１の下側開口に下側鏡部３３を連結することにより、所要の容量からなる中空構造としている。
また、上記タンクシェル３０の中心軸線Ｏが、上側鏡部３２と交差する上側の位置と、その中心軸線Ｏが下側鏡部３３と交差する下側の位置にそれぞれ開口３２ａ，３３ａが形成されている。
【００１４】
上側の開口３２ａには吸入ポートを、また、下側の開口３３ａには排出ポート（いずれも図示しない）が配設されている。
なお、上記した「上側」，「下側」という文言は、図示している位置関係を示すためのものであり、地球周回軌道上等においては「一側」，「他側」と言い換えることができる。
【００１５】
次に、クラム２０、及びそのクラム２０に固定された４枚のベーン１０〜１３について説明する。
クラム２０は、推薬を内部に収集して図示しない排出ポートに導くためのものであり、タンクシェル３０の下側の開口３３ａであって、そのタンクシェル３０内に臨ませて取り付けられている
このクラム２０により、タンクシェル３０内部に貯留されている推薬は、排出ポート（図示しない）を通じて外部に排出されるようになる。
【００１６】
ベーン１０〜１３は、推薬を収集捕捉して上記クラム２０に導入させるためのものであり、本実施形態においては、各基端部１０ａ〜１３ａをクラム２０を中心として等間隔（９０度間隔）にして固定している。
各ベーン１０〜１３の基端部１０ａ〜１３ａは、中心軸Ｏを通り３軸制御の衛星を想定した加速度が作用するＸ軸，Ｙ軸上に配置している。
本実施形態において示すベーン１０〜１３は、互いに同一の形状，構造になっているので、以下には、ベーン１０について説明し、他のベーン１１〜１３についての説明を省略する。
【００１７】
ベーン１０は、本実施形態では一定の板厚にした薄板により形成されており、図２に示すように、基端部１０ａ（１１ａ〜１３ａ）から解放端部１０ｂ（１１ｂ〜１３ｂ）にかけて平面視において一の円弧をなし、かつ、所定の長さにしてタンクシェル３０の内周壁面に沿うように曲成されている。
また、その外縁１０ｃ（１１ｃ〜１３ｃ）は、中央円筒部３１及び下側鏡部３３の内周壁面と所定の隙間を有し、また、解放端部１０ｂ（１１ｂ〜１３ｂ）は中央円筒部３１の所定の位置まで延出させて配設している。
【００１８】
本実施形態においては、上記したように、基端部１０ａ（１１ａ〜１３ａ）から解放端部１０ｂ（１１ｂ〜１３ｂ）にかけて、平面視において一の円弧をなすように曲成することにより、捕捉されている推薬に作用する加速度成分が零になる加速度零部Ｒをベーン１０の中間部分に形成している。
【００１９】
上記の構成からなる推薬タンクＡの動作は、次のとおりである。
無重力環境下では、推薬はその表面張力によってタンクシェル３０の内周壁面及びクラム２０に捕捉されている。
推薬がある程度減少すると、推薬はベーン１０〜１３によって捕捉されて当該ベーン１０〜１３とその周囲壁面との間に保持されるとともに、それらベーン１０〜１３に沿ってクラム２０に向かって流動する。
【００２０】
推薬タンクＡに、ベーン１０〜１３にＸ軸方向に加速度が作用したとすると、例えば中心軸Ｏを通るＸ軸線においては、Ｘ軸となす角度θが０°になるので、推薬にはＸ軸方向にのみ加速度が作用する。これにより、ベーン１０の基端部１０ａ近傍の推薬は、クラム２０から離れる方向に流動する。
【００２１】
また、ベーン１０の基端部１０ａと加速度零部Ｒとを二分する位置（ア）においては、Ｘ軸と４５°の角度に加速度成分（分力）が生じ、その加速度成分により、位置（ア）に捕捉されている推薬は、そのベーン１０の解放端部１０ｂに向けて流動する。
【００２２】
ベーン１０の中間部分の加速度零部Ｒにおいては、Ｘ軸と９０°の角度となっているためＸ軸方向の加速度成分が零となって、その加速度零部Ｒに捕捉存在する推薬は、そのベーン１０に沿った流動が阻止される。すなわち、基端部１０ａから加速度零部Ｒにかけて捕捉されている推薬は、その加速度零部Ｒに滞留して、解放端部１０ｂ側に流動することがない。
【００２３】
そして、加速度の作用がなくなったときには、推薬はベーン１０〜１３に沿ってクラム２０に向かって流動する。
これにより、タンクシェル３０内に推薬が残存している限り、クラム２０は常に推薬が充たされた状態を保つものである。このようにして、タンクシェル３０内の推薬を気液分離した状態で余すことなくクラム２０に移動させることができる。
【００２４】
なお、本発明は上記した実施形態に限らず、次のような変形実施が可能である。
上記した実施形態においては、クラムを中心とした等角度間隔で４枚のベーンを配設した例について説明したが、その配設位置及び数はこれに限らず適宜増減変更可能なものであり、また、ベーンの長さについても衛星の仕様によって設定すればよい。
【００２５】
上記した実施形態においては、各ベーン１０〜１３に一つの加速度零部Ｒを設けた構成のものを示したが、二つ以上の加速度零部を設けてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０〜１３  ベーン
２０  捕捉用容器（クラム）
３０  タンクシェル
Ａ  推薬タンク
Ｒ  加速度零部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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