BRPI0616028A2 - tanque de propelente para lìquidos criogênicos - Google Patents

tanque de propelente para lìquidos criogênicos Download PDF

Info

Publication number
BRPI0616028A2
BRPI0616028A2 BRPI0616028-0A BRPI0616028A BRPI0616028A2 BR PI0616028 A2 BRPI0616028 A2 BR PI0616028A2 BR PI0616028 A BRPI0616028 A BR PI0616028A BR PI0616028 A2 BRPI0616028 A2 BR PI0616028A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
propellant
reservoir
tank
tank according
propellant tank
Prior art date
Application number
BRPI0616028-0A
Other languages
English (en)
Inventor
Philipp Behruzi Kei
Michaelis Mark
Netter Gaston
Rittweger Andreas
Original Assignee
Astrium Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Astrium Gmbh filed Critical Astrium Gmbh
Publication of BRPI0616028A2 publication Critical patent/BRPI0616028A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/08—Mounting arrangements for vessels
    • F17C13/088—Mounting arrangements for vessels for use under microgravity conditions
    • 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
    • B64G1/4021—Tank construction; Details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0133—Shape toroidal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/05—Improving chemical properties
    • F17C2260/056—Improving fluid characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F17C2265/017—Purifying the fluid by separating different phases of a same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
    • F17C2270/0194—Applications for fluid transport or storage in the air or in space for use under microgravity conditions, e.g. space
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

TANQUE DE PROPELENTE PARA LìQUIDOS CRIOGêNICOS. A presente invenção refere-se a um tanque de propelente, que serve principalmente para armazenagem de combustíveis criogênicos, por exemplo de naves espaciais e que é operado com um gás propelente servindo como meio transportador, a separação do propelente do gás propelente é feita em um dispositivo de retirada de propelente por meio de crivo e com aproveitamento de forças hidrostáticas e forças capilares. O dispositivo de retirada possui a forma de um reservatório recarregável, que é disposto nas proximidades do fundo do tanque fora da cuba do tanque na região de fundo do tanque de propelente e está unido com o interior do tanque de pro- pelente através de um número de furos. O próprio dispositivo de retirada consiste em uma caixa de parede dupla e é adicionalmente e termicamente isolado. Chapas capilares e reforços adicionais estão dispostos em forma de L no reservatório. Além disso, para impedir amplamente a penetração de gás proveniente do conduto de propelente está disposto um crivo plissado, cilíndrico, na extremidade do conduto de propelente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TANQUE DEPROPELENTE PARA LÍQUIDOS CRIOGÊNICOS".
A presente invenção refere-se a um tanque de propelente, espe-cialmente a um tanque para armazenagem de líquidos criogênicos para aoperação de aeronaves, com um gás propelente servindo como meio trans-portador, bem como com ao menos um dispositivo de retirada em forma deum reservatório recarregável, em que com aproveitamento da tensão super-ficial é produzida uma separação do propelente do gás propelente.
Em espaçonaves freqüentemente gases propelentes servempara o transporte do propelente dos tanques de propelente para a câmara decombustão ou reação. Em líquido criogênicos se emprega usualmente comogás propelente hélio (He), que ativa o recipiente de propelente e assim pres-siona o propelente para dentro do sistema de canalização conduzindo aorespectivo dispositivo motriz. Importante nesse tanque, como se conhece porexemplo da DE 101 17 557 A1, é então uma completa e segura separaçãoentre o gás propelente servindo como meio transportador e o propelentechegando ao dispositivo motriz, pois este último deve ser incondicionalmentelivre de depósitos de gás alheio quando de sua ignição.
Devido a sua maior eficácia com peso simultaneamente menor,são preferidos, se possível, combustíveis criogênicos aos combustíveis lí-quidos convencionais, como por exemplo MMH. A desvantagem no caso decombustíveis criogênicos é, contudo, que eles não são passíveis de arma-zenagem à temperatura ambiente, diferentemente de combustíveis conven-cionais. Hidrogênio líquido, também chamado de LH2, a uma temperatura decerca de -243,15QC (30 K) por exemplo passa ao estado gasoso, de modoque é indispensável um suficiente isolamento do tanque de propelente paragarantir a armazenabilidade por um período de tempo suficiente. Isso se a-plica similarmente ao oxigênio líquido (LOX), que é empregado com o LH2 earmazenado em tanques separados. Um isolamento do tanque de propelen-te com armazenagem mais longa é necessário devido às atuações térmicasinclusive por radiação solar e componentes quentes como mecanismos mo-trizes.À diferença de um emprego de combustíveis não criogênicos,armazenáveis, em combustíveis criogênicos a parede de tanque em geralmais quente pode levar à ebulição do líquido nas proximidades da parede dotanque, dificultando um transporte do propelente isento de bolhas. Especial-mente, o isolamento térmico do reservatório formando o dispositivo de reti-rada para se evitar a formação de gás dentro do reservatório e a configura-ção de chapas condutoras dispostas no reservatório são, portanto, exigên-cias especiais a um tanque desse tipo. Essas chapas condutoras são entãode tal maneira dispostas dentro do reservatório que o líquido no reservatórioé posicionado de modo estável e bolhas de gás são expelidas de volta doreservatório para o tanque. Esse efeito de retenção é auxiliado pela modifi-cação local da pressão capilar.
Um problema adicional é o transporte de propelente isento debolhas sob o estado da ausência de gravidade. Um transporte de propelente isento de bolhas pode ser obtido, por exemplo, mediante a uma pré-aceleração por meio de foguetes adicionais adicionalmente carregados. Es-sa pré-seleção leva então a uma reorientação e posicionamento do líquidonas proximidades do tubo de saída. A operação de ignição inclui então inici-almente que ocorra uma fase de resfriamento do sistema de condução paraa temperatura operacional, seguida pela fase de ignição propriamente ditados propelentes. Na fase de resfriamento propelente líquido, extremamentefrio, é transportado do tanque de propelente para o sistema de condução.Também para essa fase de resfriamento a invenção pode fornecer propelen-te ilimitadamente. Uma ignição do mecanismo propelente só ocorre quandodepois do resfriamento para a temperatura operacional todo o sistema estáisento de bolhas.
Constitui objetivo da invenção configurar de tal maneira um tan-que de propelente do tipo mencionado no início que, quando do emprego decombustíveis criogênicos, alternativamente a uma pré-aceleração, garantaum transporte de propelente isento de bolhas pelo aproveitamento de forçashidrostáticas, bem como de forças capilares.
A invenção atinge esse objetivo por um tanque de propelente,em que o dispositivo de retirada está disposto na região inferior no lado ex-terno da parede do tanque. Esse reservatório está unido através de abertu-ras de preferência circulares na parede do tanque com o interior do tanquede propelente, de modo que o líquido possa fluir para o reservatório.
Na forma de execução preferida da invenção, o reservatório éprovido de um isolamento bem como de uma queda de calor e é assim a -propriado especialmente para tanques toroidais bem como tanques comfundo intermediário, como são empregados ou venham a ser empregados nofuturo em forma similar por exemplo, como os tanques de LH2 no estágiosuperior criogênico ESC-A ou no ESC-B planejado do Ariane 5.
A configuração do dispositivo de retirada previsto no tanque depropelente de acordo com a invenção apresenta então a vantagem de que,mesmo a taxas de rotação muito altas em torno do eixo longitudinal do tan-que, pode transportar propelente com um estágio de foguete equipado comesse tanque. É garantido assim, um seguro transporte de propelente mesmocom comportamento não nominal do estágio. O dispositivo de retirada deacordo com a invenção, por exemplo completamente montado, pode ser tes-tado em um posto de teste separado. Além disso, não são necessários ou-tros componentes dentro do tanque de propelente; antes, pelo contrário, odispositivo de retirada pode ser disposto externamente na parede do tanquecomo componente separado. As cubas do tanque consistem em grandestanques, como no tanque ESC-A LH2 do Ariane 5, usualmente, em segmen-tos individuais, de modo que o reservatório pode ser ajustado em um dossegmentos antes das cubas do tanque serem montadas.
A dispensa de uma pré-aceleração e, portanto, da provisão defoguetes adicionais separados possibilita uma economia adicional de peso e,por conseguinte, maior carga útil com múltipla reignição. O reservatório ga-rante um estável posicionamento do propelente na saída e não limita assimo número de reignições, mesmo com graus muito pequenos de carga restan-te no tanque. O número de possíveis reignições é assim dependente apenasda quantidade de propelente respectivamente necessária. Segundo a inven-ção, o tanque é então apropriado da mesma maneira tanto para a conserva-ção de propelente criogênico, como LH2, como também para a conservaçãode oxigênio líquido em forma de LOX.
O tanque de propelente de acordo com a invenção será maisdetalhadamente explicado com auxílio de um exemplo de execução repre-sentado no desenho. Mostram:
figura 1 - um recorte de um tanque de propelente LH2 com umdispositivo de retirada,
figura 2 - um dispositivo de retirada segundo a figura 1, obser-vado de cima e cortado na região do adaptador de crivo,
figura 3 - um recorte de um dispositivo de retirada segundo as
figuras 1 e 2 em representação tridimensional e
figura 4 - um recorte do tubo de saída dentro do dispositivo deretirada segundo as figuras 1 a 3, que é executado como assim chamado"Heat Pipe".
No tanque de propelente representado em um corte parcial nafigura 1, trata-se de um tanque para o alojamento e armazenagem de prope-lente criogênico como elemento parcial de um tanque toroidal, que constitui,em forma similar, por exemplo, a parte inferior do tanque LH2 no estágio su-perior atual ESC-A do foguete Ariane 5. Em geral, tanques toroidais se ca-racterizam pelo fato de que quatro tanques de propelente, dois para LH2 edois para LOX, constituem juntos a forma de um toróide. Com tal execuçãode tanque do exemplo de execução aqui representado para cada tanque depropelente seria empregada uma saída separada.
O tanque de propelente representado na figura 1 consiste emduas semicubas 1 e 1\ que são unidas entre si e formam um recipiente dealojamento 7 toroidal. Na região de união de ambas as semicubas 1 e 1', aparede do tanque forma assim uma curvatura muito acentuada, de modoque no estado sem gravidade os líquidos se acumulam de preferência nessaregião. Ademais, nessa região a diferença de pressão capilar é particular-mente alta, de modo que ocorre um efeito de bombeamento na direção des-se canto. Essa região do tanque de propelente é, portanto, especialmentebem apropriada para, como mostrado na figura 1, se dispor aqui um disposi-tivo de retirada em forma de um reservatório 2 recarregável.
Para garantir um perfeito transporte também durante fases devôo com altas taxas de rotação, o reservatório 2 é de tal maneira dispostopor fora na parede de tanque 1' que o líquido pode se acumular de preferên-cia nesse reservatório 2 mesmo com mera carga spin. O reservatório 2 éexecutado em parede dupla para, como ainda mais detalhadamente explica-do a seguir, minimizar a entrada de calor nesse reservatório 2.
O propelente é aspirado do reservatório 2 através de um crivo 3provido de dobras , isto é "plissado". O crivo tanto tem a função de um crivo de poluentes como também de uma queda de bolhas, que impede ampla-mente a penetração de gás no reservatório 2 proveniente de um conduto depropelente 4 cheio com vapor, durante longas fases balísticas. O conduto depropelente 4, também chamado de tubo de saída, que se encontra segundoa figura 3 por fora do reservatório 2, desemboca no mesmo e termina no a-daptador de crivo 3. Do conduto de propelente 4 para o reservatório 2 o gásque penetra é descarregado através das chapas 5 e 6 previstas no reserva-tório 2 para dentro do recipiente de alojamento 7 do tanque de propelente.Com isso é garantida uma umectação do crivo 3 durante fases balísticas.Para garantir uma taxa de fluxo pelo crivo 3 suficientemente alta, a área decrivo deve ser tão grande quanto possível. Por esse motivo, como se podever na figura 2, dois elementos de crivo 17 cilíndricos com seção transversalem forma de estrela, também descrita como plissada, são dispostos à direitae à esquerda do tubo de saída 4 dentro do reservatório 2. O tubo de saída 4é executado em sua região parcial se estendendo dentro do reservatório 2como assim chamado "Heat Pipe" e possui uma superfície exterior providade ranhuras longitudinais. Assim, o calor penetrante pode ser melhor emitidodo tubo 4 para o líquido. O líquido evaporando na parede do tubo, caracteri-zado com a referência 15 na figura 4, é substituído por líquido que continuaa fluir devido às forças capilares atuantes, de modo que a superfície é no-vãmente umectada nessa região e é evitado um ressecamento da superfíciedo tubo; simultaneamente, graças a esse processo, o calor é descarregadodo tubo 4. A alimentação de calor ao longo do tubo 4 na direção do adapta-dor de crivo 3 é assim reduzida. Na fase de resfriamento realizada antes danova ignição propriamente dita, o tubo deve ainda ser menos acentuada-mente resfriado.
Para minimizar o calor residual alimentado, o reservatório 2, co-mo se pode ver na figura 1, é executado com parede dupla e isolado a vá-cuo. Devido à maior pressão interna do tanque, de cerca de 300 Kpa (3 bar),por motivos estruturais, o reservatório 2 é executado como elemento de cu-ba. Antes da partida, para efeito de um melhor isolamento térmico, no fundopode ser conectada uma bomba de vácuo, que durante essa fase é operadano fundo e pode ser rematada pouco antes da partida. Dentro da parede 8do reservatório 2, executada como parede dupla, está além disso previstoum isolamento adicional em várias camadas, em forma de um assim chama-do isolamento de múltiplas camadas (MLI), que é isolado contra o calor deradiação. Além disso, o reservatório 2 é termicamente isolado adicionalmen-te por fora por espuma isolante 9.
Dentro do reservatório 2, como se pode ver na figura 3, a umadistância de cerca de seis a oito milímetros da parede do reservatório estádisposta uma chapa 6 em forma de L. Perfurações nessa chapa 6 possibili-tam então seu fluxo. Nervuras transversais 5 perpendiculares reforçam achapa 6 em forma de L e promovem, adicionalmente, a expulsão de gás doreservatório 2. As nervuras transversais 5 estão dispostas segundo à figura2 relativamente ao tanque ligeiramente e conicamente entre si. O efeito capi-lar assim obtido ajuda adicionalmente a expulsão de gás ou vapor do reser-vatório 2. No ângulo da chapa 6 em forma de L se encontra o crivo 3 plissa-do, que está unidopor duas chapas extremas perpendiculares e pelo tubo desaída 4 com a chapa 6 em forma de L.
A chapa 6 está unida com a parede de reservatório 10 por meiode distanciadores 14. Esses distanciadores 14 se encontra à máxima distân-cia possível do crivo 3 plissado, para assim melhor desacoplar termicamenteo crivo 3 da parede de tanque 1,1' quente. Além disso, os distanciadores 14são de tal maneira produzidos que garantem um ótimo isolamento entre aparede do reservatório 8 e a chapa 6 em forma de L.O crivo 3 é limitado, de um lado, pela parede de reservatório 8 e,de outro, por uma chapa 11 perfurada em uma forma similar a um recortecilíndrico. Devido ao seu efeito capilar, isso promove a reumectação do crivo3. Bolhas de gás resultantes são impelidas de volta ao recipiente de aloja-mento 7 do tanque de propelente pela fenda entre a parede de reservatório10 interior e a chapa 6 em forma de L do reservatório 2.
Aberturas 12, 13 de preferência circulares ou ovais na parede detanque 1' para o reservatório 2 permitem uma troca tanto de líquido comotambém de gás entre essas duas regiões. O gás ou vapor pode retornar poressas aberturas ao recipiente de alojamento 7 do tanque de propelente, e olíquido do recipiente de alojamento 7 do tanque de propelente pode com-plementar o volume de gás. Estão então previstas várias aberturas 12 maio-res, em diâmetro aproximadamente correspondentes ao diâmetro do tubo desaída 4, na região inferior e superior do reservatório 2, e várias aberturas 13menores na parte central do reservatório 2.

Claims (11)

1. Tanque de propelente, especialmente a um tanque para ar-mazenagem de líquidos criogênicos para a operação de naves espaciais,com um gás propelente servindo como meio transportador bem como comao menos um dispositivo de retirada em forma de um reservatório recarregá-vel, em que com aproveitamento da tensão superficial é produzida uma se-paração do propelente do gás propelente, caracterizado pelo fato de que odispositivo de retirada (2) está disposto na região inferior no lado externo daparede de tanque (1').
2. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado pelo fato de que o reservatório (2) é executado em parede dupla eisolado a vácuo.
3. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado pelo fato de que o reservatório (2) na região de vácuo é adiciona-mento blindado por uma folha isolante em várias camadas.
4. Tanque de propelente de acordo com uma das reivindicações-1 a 3, caracterizado pelo fato de que o reservatório (2) está blindado parafora por espuma isolante (9).
5. Tanque de propelente de acordo com uma das reivindicações-1 a 4, caracterizado pelo fato de que na parede de tanque (1') estão previs-tas perfurações (12, 13) como união ao reservatório (2).
6. Tanque de propelente de acordo com uma das reivindicações-1 a 5, caracterizado pelo fato de que no reservatório (2) está prevista umachapa (6) aproximadamente em forma de L, cônica, em cujo ângulo estádisposta uma chapa (11) recortada à maneira de um recorte cilíndrico.
7. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 6, carac-terizado pelo fato de que as chapas (6, 11) são providas de furos.
8. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 6 ou 7,caracterizado pelo fato de que um crivo (3) cilíndrico e plissado está fixadopor meio de placas extremas à direita e à esquerda bem como adicionalmen-te na região de um tubo de saída (4) à chapa (6) em forma de L.
9. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 7, carac-terizado pelo fato de que várias chapas (5) estão dispostas conicamente nachapa (6) em forma de L, não apresentando os mesmos contatos com a pa-rede de tanque (1).
10. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 7, ca-racterizado pelo fato de que estão previstos pontos de apoio de retenção(14) para fixação das chapas (6, 11) com máximo afastamento do crivo (3)atuando como ponto de retirada.
11. Tanque de propelente de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de que o tubo de saída (4) é executado em sua regiãose estendendo no interior do reservatório (2) como "Heat Pipe" e provido deranhuras longitudinais em sua superfície exterior.
BRPI0616028-0A 2005-09-17 2006-09-13 tanque de propelente para lìquidos criogênicos BRPI0616028A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005044534.9 2005-09-17
DE102005044534A DE102005044534B3 (de) 2005-09-17 2005-09-17 Treibstofftank für kryogene Flüssigkeiten
PCT/DE2006/001605 WO2007031064A1 (de) 2005-09-17 2006-09-13 Treibstofftank für kryogene flüssigkeiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0616028A2 true BRPI0616028A2 (pt) 2011-06-07

Family

ID=37496723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0616028-0A BRPI0616028A2 (pt) 2005-09-17 2006-09-13 tanque de propelente para lìquidos criogênicos

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8381938B2 (pt)
EP (1) EP1924804B1 (pt)
JP (1) JP4934672B2 (pt)
CN (1) CN101268302B (pt)
BR (1) BRPI0616028A2 (pt)
DE (2) DE102005044534B3 (pt)
ES (1) ES2414059T3 (pt)
WO (1) WO2007031064A1 (pt)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005539B3 (de) * 2007-02-03 2008-08-14 Astrium Gmbh Tank zur Lagerung kryogener Flüssigkeiten oder lagerfähiger flüssiger Treibstoffe
DE102008026320B3 (de) * 2008-06-03 2009-12-03 Astrium Gmbh Tank zur Lagerung kryogener Flüssigkeiten und lagerfähiger Treibstoffe
FR2933475B1 (fr) * 2008-07-04 2010-08-27 Snecma Systeme de stockage de liquide cryogenique pour engin spatial
DE102009019002B3 (de) * 2009-04-16 2010-11-25 Astrium Gmbh Blasenfalle für Treibstofftanks in Raumflugkörpern
US8534489B2 (en) * 2011-03-21 2013-09-17 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Demisable fuel supply system
US8511504B2 (en) * 2011-03-21 2013-08-20 Hamilton Sundstrand Corporation Demisable fuel supply system
DE102011119921B3 (de) 2011-11-25 2012-12-06 Astrium Gmbh Raketenstufe mit Flüssigantriebssystem
US9108144B2 (en) 2013-05-21 2015-08-18 Astrium Gmbh Tank for separating liquid from gas under weightless conditions
EP2806204B1 (de) * 2013-05-22 2017-05-24 Astrium GmbH Tank zur Separation von Flüssigkeiten im Orbit
JP6590502B2 (ja) * 2015-03-31 2019-10-16 三菱重工業株式会社 宇宙航行体用の推進薬タンク及び宇宙航行体
FR3061260B1 (fr) * 2016-12-26 2019-05-24 Gaztransport Et Technigaz Cuve etanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide
US11092111B1 (en) 2018-12-10 2021-08-17 United Launch Alliance, L.L.C. Vapor retention device
WO2021231647A1 (en) 2020-05-12 2021-11-18 Universal Hydrogen Co. Fuel storage module assembly
EP4200154A1 (en) 2020-08-21 2023-06-28 Universal Hydrogen Co. Systems and methods for multi-module control of a hydrogen powered hybrid electric powertrain
WO2022094300A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Universal Hydrogen Co. Systems and methods for storing liquid hydrogen
US20260021909A1 (en) * 2024-07-19 2026-01-22 Steamjet Space Systems, Ltd. Spacecraft propellant tank and its application method

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA683854A (en) 1964-04-07 Clark George Liquid reservoirs for aircraft
US2732071A (en) 1956-01-24 Tank bleeder
US2107390A (en) 1935-12-13 1938-02-08 John A Rosmait Apparatus for and method of agitating pulp stock
US2163988A (en) 1937-10-21 1939-06-27 Stacey Cromwell Safety apparatus for motor vehicles
US2519393A (en) 1947-03-14 1950-08-22 Noyes Howard Bladder type tank or cell
US2643022A (en) * 1947-08-15 1953-06-23 Union Carbide & Carbon Corp Radiation shield supports in vacuum insulated containers
US2711756A (en) 1949-10-26 1955-06-28 Mcgraw Electric Co Baffle plate for tanks
US2943815A (en) 1954-11-19 1960-07-05 Sud Aviation Aerodynes, more particularly pilotless aerodynes
US2884937A (en) 1956-11-16 1959-05-05 Jr Harry S Myers Standpipe propellant tank
US3084472A (en) 1958-04-24 1963-04-09 Walter G Feik Water circulating device
US3020950A (en) 1958-11-19 1962-02-13 Daimler Benz Ag Fuel tank construction, especially for motor vehicles
US3180084A (en) 1961-02-13 1965-04-27 Ciary Corp Thrust device
US3202160A (en) 1961-05-24 1965-08-24 Dynatech Corp Method and apparatus for orienting fluids in zero gravity fields
US3234728A (en) 1963-02-08 1966-02-15 Douglas Aircraft Co Inc Zero-gravity propellant feed system
US3232560A (en) 1963-02-25 1966-02-01 Aerojet General Co Recoverable space vehicle
US3234853A (en) 1963-10-18 1966-02-15 Joseph S Aber Hydraulic cylinder actuator
US3296809A (en) * 1965-08-23 1967-01-10 Aerospace Corp Device for pouring liquefied gas
US3315845A (en) 1965-09-27 1967-04-25 Bendix Corp Convoluted spherical barrier for liquid storage tank
US3457864A (en) 1967-05-01 1969-07-29 Bernard F Price Pressure control for installation in wells
FR2143534B1 (pt) 1971-06-28 1975-06-06 Bvs
US3933448A (en) 1971-08-20 1976-01-20 Peri Leonard J Di Gas separator for liquid supply
US3744738A (en) 1971-09-16 1973-07-10 Nasa Zero gravity liquid transfer screen
US3854905A (en) * 1972-04-24 1974-12-17 Rca Corp Storage system for two phase fluids
US4027494A (en) 1975-09-12 1977-06-07 Nasa Low gravity phase separator
US4272257A (en) 1976-12-06 1981-06-09 Hughes Aircraft Company Liquid-vapor separator
US4101045A (en) * 1977-04-12 1978-07-18 Baltek Corporation Cryogenic container
US4148196A (en) * 1977-04-25 1979-04-10 Sciex Inc. Multiple stage cryogenic pump and method of pumping
US4394966A (en) 1978-05-09 1983-07-26 Snyder Industries, Inc. Spraying apparatus having a fluid storage tank with agitator and anti-vortex tank fittings
US4168718A (en) 1978-07-11 1979-09-25 Nasa Passive propellant system
US4253490A (en) 1979-03-26 1981-03-03 Sun Petroleum Products Company Vortex eliminator
FR2484961A1 (fr) * 1980-06-20 1981-12-24 Europ Propulsion Reservoir a tension superficielle
NL8100955A (nl) 1981-02-27 1982-09-16 Pielkenrood Vinitex Bv Meerfasenafscheider.
FR2504210A1 (fr) * 1981-04-17 1982-10-22 Dassault Avions Procede d'epuration du liquide actif des circuits hydrauliques de commande et dispositif epurateur pour la mise en oeuvre de ce procede
JPS58500A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 三菱電機株式会社 人工衛星搭載用液化ガスタンク
DE3146262A1 (de) * 1981-11-21 1983-05-26 Erno-Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen "treibstofftank"
CH652774A5 (fr) * 1983-05-19 1985-11-29 Sig Schweiz Industrieges Machine de chantier ferroviaire dont le chassis roulant est equipe d'un dispositif pour lever et riper une voie ferree.
DE3402292C2 (de) * 1984-01-24 1986-01-23 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren kleiner Mengen eines tiefsiedenden, verflüssigten Gases
US4790472A (en) * 1984-10-11 1988-12-13 Allied Signal Inc. Methods for manufacturing a toroidal pressure vessel
US5587228A (en) * 1985-02-05 1996-12-24 The Boeing Company Microparticle enhanced fibrous ceramics
US4715399A (en) * 1984-10-29 1987-12-29 Jaekle Jr Don E Liquid-propellant management system for rockets and space vehicles
US4617031A (en) 1985-02-26 1986-10-14 Chevron Research Company Hybrid double hydrocyclone-gravity gas/liquid separator
US4790350A (en) 1986-02-04 1988-12-13 Arnold Charles M Combat rapid assembly fuel tank
US4733531A (en) * 1986-03-14 1988-03-29 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Liquid-propellant management system with capillary pumping vanes
US4743278A (en) 1986-06-16 1988-05-10 Ford Aerospace & Communications Corporation Passive propellant management system
US4709723A (en) 1986-07-17 1987-12-01 Hancor, Inc. Septic tank for alternative sewer systems
US4768541A (en) 1986-11-03 1988-09-06 Martin Marietta Corporation Means of expelling parallel tanks to low residuals
DE3717289A1 (de) 1987-05-22 1988-12-01 Karlsruhe Wiederaufarbeit Behaelter zur aufnahme von feststoffhaltigen suspensionen
US4898030A (en) 1988-04-05 1990-02-06 Ford Aerospace Corporation Propellant remaining gaging system
US4848987A (en) 1988-08-16 1989-07-18 Administrator, National Aeronautics And Space Administration Vortex motion phase separator for zero gravity liquid transfer
US4901762A (en) 1988-10-03 1990-02-20 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Liquid-propellant management apparatus
DE3837137A1 (de) 1988-11-02 1990-05-03 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Treibstofftank zur lagerung aggressiver fluessigkeiten
FR2655956B1 (fr) * 1989-12-19 1992-04-17 Europ Propulsion Reservoir a effet capillaire de coque.
FR2656381B1 (fr) 1989-12-22 1994-06-03 Aerospatiale Dispositif d'alimentation en ergol liquide pour vehicule spatial, adapte a la prediction de sa fin de vie.
JP2643553B2 (ja) * 1990-07-24 1997-08-20 ヤマハ株式会社 楽音信号処理装置
JP2755812B2 (ja) * 1990-10-30 1998-05-25 三菱重工業株式会社 宇宙用液体タンク
JPH0480797U (pt) * 1990-11-26 1992-07-14
FR2678895B1 (fr) 1991-07-08 1993-11-12 Propulsion Ste Europeenne Reservoir a tension superficielle, a debits de sortie multiples.
US5209115A (en) 1991-09-11 1993-05-11 Intelsat Liquid detector for thin-walled tanks operating in zero gravity
US5279323A (en) 1991-12-19 1994-01-18 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Liquid management apparatus for spacecraft
US5263329A (en) 1991-12-19 1993-11-23 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Flow management apparatus for cryogenic liquid
CN1070257A (zh) * 1992-09-18 1993-03-24 中国科学院上海技术物理研究所 一种新型低温液体制冷器
US5441219A (en) 1993-05-27 1995-08-15 Martin Marietta Corporation Method for attaching metallic tubing to nonmetallic pressure vessel, and pressure vessel made by the method
AUPN802196A0 (en) 1996-02-12 1996-03-07 Minister For Agriculture For The State Of New South Wales, The Anhydrous ammonia distributor
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US5901557A (en) 1996-10-04 1999-05-11 Mcdonnell Douglas Corporation Passive low gravity cryogenic storage vessel
US6536468B1 (en) 1997-09-22 2003-03-25 Kinetics Chempure Systems, Inc. Whirlpool reduction cap
US6014987A (en) 1998-05-11 2000-01-18 Lockheed Martin Corporation Anti-vortex baffle assembly with filter for a tank
US6298868B1 (en) 1999-05-18 2001-10-09 Lockheed Martin Corporation Multifunctional valve and use of same in reaction control system
DE10008985A1 (de) * 2000-02-25 2001-08-30 Linde Ag Speicherbehälter
US6745983B2 (en) 2000-05-25 2004-06-08 Zachary R. Taylor Integrated tankage for propulsion vehicles and the like
FR2809475B1 (fr) * 2000-05-26 2002-08-30 Air Liquide Procede de fabrication d'un reservoir pour fluide cryogenique et reservoir ainsi obtenu
DE10040755C2 (de) * 2000-08-19 2002-06-27 Astrium Gmbh Treibstofftank
DE10117557A1 (de) * 2001-04-07 2002-10-17 Astrium Gmbh Behälter zur Lagerung kryogener Flüssigkeiten
JP4586300B2 (ja) * 2001-05-18 2010-11-24 株式会社Ihi 液体用タンク
US6499288B1 (en) * 2001-06-12 2002-12-31 Andrew F. Knight Pressurizer for a rocket engine
FR2829706B1 (fr) 2001-09-20 2003-10-31 Air Liquide Separateur de phases gazeuse et liquide, et ensemble de production d'energie a base de pile a combustible pourvu d'un tel separateur
US6591867B2 (en) * 2001-09-21 2003-07-15 The Boeing Company Variable-gravity anti-vortex and vapor-ingestion-suppression device
FR2840384B1 (fr) * 2002-06-03 2004-09-17 Eads Launch Vehicules Reservoir pour fluide sous pression comprenant deux compartiments et procede de fabrication d'un tel reservoir
US6708502B1 (en) * 2002-09-27 2004-03-23 The Regents Of The University Of California Lightweight cryogenic-compatible pressure vessels for vehicular fuel storage
DE10353382A1 (de) * 2003-11-14 2005-06-16 Linde Ag Speicherbehälter für kryogene Medien
FR2865018B1 (fr) 2004-01-09 2006-06-23 Air Liquide Station de remplissage de dioxyde de carbone liquide vers un reservoir mobile
DE102005035356B3 (de) 2005-07-28 2006-10-19 Eads Space Transportation Gmbh Treibstofftank
DE102005062092B3 (de) 2005-12-22 2007-03-29 Eads Space Transportation Gmbh Treibstofftank
DE102007005539B3 (de) 2007-02-03 2008-08-14 Astrium Gmbh Tank zur Lagerung kryogener Flüssigkeiten oder lagerfähiger flüssiger Treibstoffe

Also Published As

Publication number Publication date
CN101268302A (zh) 2008-09-17
US8381938B2 (en) 2013-02-26
DE112006003074A5 (de) 2008-09-11
DE102005044534B3 (de) 2007-06-06
EP1924804A1 (de) 2008-05-28
JP4934672B2 (ja) 2012-05-16
CN101268302B (zh) 2010-08-18
US20090134170A1 (en) 2009-05-28
JP2009507705A (ja) 2009-02-26
EP1924804B1 (de) 2013-04-10
WO2007031064A1 (de) 2007-03-22
ES2414059T3 (es) 2013-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0616028A2 (pt) tanque de propelente para lìquidos criogênicos
ES2342861T3 (es) Dispositivo para almacenar liquidos criogenicos y combustibles almacenables.
JP7500598B2 (ja) 流体燃料を貯蔵及び供給するための装置及び方法
US8893514B2 (en) Cryogenic liquid storage system for a spacecraft
JP5145062B2 (ja) 極低温液体および貯蔵可能な燃料を貯蔵するためのタンク
US6052987A (en) Non-propellant fluid cooled space craft rocket engine
US5901557A (en) Passive low gravity cryogenic storage vessel
CN109154421B (zh) 用于向消耗气体的构件供给可燃气体并用于液化所述可燃气体的装置
EP2366626B1 (en) Liquid propellant tank and vapor jet emitting device including same
US8827209B2 (en) Methods and systems for propelling an externally powered vehicle
JP6285867B2 (ja) 金属水素化物の形態で水素を貯蔵するタンク
JP2019513608A (ja) 宇宙飛行体のための液体貯蔵タンクおよびシステムおよび推進システムならびに関連する方法
CN113895656A (zh) 一种贮箱、低温推进剂集成流体系统和飞行器
CN111322173B (zh) 环柱形贮箱固液火箭发动机
BRPI0601953B1 (pt) Fuel tank
KR20200145244A (ko) 수소 연료 전지 구동을 위한 극저온 액체 연료 탱크 구조물
JP2012516808A (ja) 極低温タンク、およびこのようなタンクを備えた打ち上げロケット
US12578058B2 (en) Liquid hydrogen fuel tank and liquid hydrogen storage device including same
CN209976663U (zh) 推进系统的动力机构、推进系统及液体火箭系统
JP2001132901A (ja) 蒸気発生器
US20160178293A1 (en) Methods and apparatus for cooling liquids in portable containers
EP4715310A1 (en) Conduit and inner base plate for a heat exchanger, associated heat exchanger, aircraft and method of vaporizing a working fluid
CN212829831U (zh) 一种消除分层现象的液氢存储容器
US6470926B1 (en) Zero gravity liquid-vapor separation system
CN222276803U (zh) 一种火箭低温推进剂过冷管道和加注系统

Legal Events

Date Code Title Description
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B11D Dismissal acc. art. 38, par 2 of ipl - failure to pay fee after grant in time