[发明专利]用于储存低温液体或能储存的动力燃料的容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种容器，用于储存空间飞行器工作所用的低温液体或能储存的动力燃料，所述容器具有一种作为输送介质使用的驱动气体以及具有可重复填充的储备器形式的至少一个填充和取出装置，在所述容器中借助于一些筛并且在利用表面张力的情况下引起驱动气体与所述液体的分离。 

背景技术

在这种形式的容器中，驱动气体用于将容纳在其中的液态组分、即一方面动力燃料和另一方面氧化剂输送到燃烧或反应室中。作为驱动气体通常使用惰性气体、如氦(He)或氮(N₂)，这种惰性气体在压力下被压到动力燃料罐或氧化剂罐中并且这种惰性气体由此将动力燃料和氧化剂压到通到各自的发动机的管道系统中。在此重要的是作为输送介质使用的驱动气体与到达发动机中的动力燃料或氧化剂之间的完全且可靠的分开，因为在低温液体中，尤其是在液态氢中，动力燃料的变热由于蒸发效应而在时间上通常导致容器中压力升高。为了保护容器结构完好，出现的过压必须在达到上限值时从容器导出。该问题尤其是在低温的宇航系统中出现，这种宇航系统必须在较长的时间上在失重状态下的轨道中被操纵。处于容器中的气体在此通常也用于空间飞行器的姿态调节。这是与附加驱动系统相比较成本低廉且对于姿态调节足够的推力产生方案。冷气体在此从动力燃料容器通过一个或多个推进喷管定向地释放到真空中。 

如果在该过程中气体-液体混合物从容器释放到真空中，则液体和气体的不同密度视混合比例而定导致不恒定的推力剖面。航天器的调节算法于是必须按照任务要求来校正推力的这些变化。此外，只要动力燃料于是不再供航天器的主发动机使用，就不期望液体从气体取出装置输出。 

为了可靠地分开气体相和液体相，迄今在航天方面采用下面的方法： 

-通过动力燃料的变热使从动力燃料容器排放出来的液体蒸发。该方法需要高的能量要求来蒸发液体。 

-施加附加加速度，该附加加速度使得动力燃料在压力卸载的时刻不处于气体出口处。这需要借助于附加驱动系统定向的加速度，这通常相对昂贵。附加地需要在压力卸载之前适配任务剖面。 

此外，已由US-PS 4 027 494公知了使用相分离器来使液态相与气态相分开，其中，在该公知的装置中一个相分离器用于低加速度的阶段并且该分开在使用超导磁体的情况下进行。此外，US-PS 4 848987描述了一种相分离器，在该相分离器中设置有一些泵和一系列阀。最后，在US-PS 7 077 885 B2中所述的相分离器中使用螺旋桨，该螺旋桨使液体-气体混合物旋转，并且在该螺旋桨中，用聚乙烯或尼龙制成的膜片使液体——在此情况下为水——分开。该公知的系统被设置用于与燃料电池一起使用并且不适用于分开低温液体。其它已由US-PSen 4 435 196和4 617 031公知的装置局限于在地球重力场中使用。 

发明内容

本发明的任务在于，这样构造开头所述类型的容器，使得不仅对 于低温的而且对于非低温的动力燃料和液体，在加速度极为不同的情况下，即从弹道飞行阶段的低加速度直到主推进阶段的高加速度——如在航天系统中出现的那样，保证可靠的相分开。 

根据本发明，提出了一种容器，用于储存空间飞行器工作所用的低温液体或能储存的动力燃料，所述容器具有一种作为输送介质使用的驱动气体以及具有可重复填充的储备器形式的至少一个气体输入和取出装置，在所述容器中借助于一些筛并且在利用表面张力的情况下引起驱动气体与所述液体的分离，其中，所述气体输入和取出装置设置在所述容器的上部区域中并且包括一个基本上圆柱状的壳体，该壳体设置有一系列设置在圆周侧的、朝所述容器扩宽的、被挡流板遮挡的开口以及设置有通到至少一个出口的取出管，其中，这些开口设置有一些相互间相继地设置的、伸到这些开口中的板并且通过双筛与该壳体的内部相连接，其中，在该壳体的内壁上设置有一些相对于该壳体的纵向轴线平行延伸的板。 

本发明这样解决该任务：本发明提出，在这种容器中，填充或取出装置设置在所述容器的上部区域中并且包括一个基本上圆柱状的壳体，该壳体设置有一系列设置在圆周侧的、朝所述容器扩宽的开口以及设置有通到至少一个发动机的取出管，其中，开口设置有一些相互间相继地设置的、伸到开口中的板并且通过双筛与壳体的内部相连接，其中，在壳体的内壁上设置有一些相对于壳体的纵向轴线平行延伸的毛细板。