JPH03224897A - 宇宙機のエネルギー供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、宇宙衛星等の宇宙機とドツキングして燃料等
を宇宙機に補給するために使用する宇宙機のエネルギー
供給装置に関するものである。

［従来の技術］ 軌道間輸送機等の宇宙機を長期にわたって運用するため
には、宇宙機に燃料等を補給する必要がある。

宇宙機に燃料を補給するために従来は、液体水素、液体
酸素をそれぞれ容器に入れて積載したロケットをエネル
ギー補給ステーションとして打ち上げ、このエネルギー
補給ステーションを宇宙機とドツキングさせて宇宙機に
液体水素および液体酸素を燃料として補給した後、エネ
ルギー補給ステージｉンを地上に回収することが計画さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 補給する燃料として液体水素および液体酸素を容器に入
れて打ち上げると、圧力容器としての容器の重量と、更
に宇宙空間で該容器の熱制御が必要となるために打ち上
げ重量が重くなり、また射場安全の保安距離の制約から
広い場所が必要である。

本発明は、液体水素および液体酸素容器を必要とせず、
打上ロケットの搭載余裕空間を利用し、水を積載したロ
ケットを打ち上げ、この水を電気分解して得た水素と酸
素とを液化して宇宙機に燃料として補給するようにして
、軌道上輸送に便利になるようにした宇宙機のエネルギ
ー供給装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の宇宙機のエネルギー供給装置は、水を貯蔵する
水タンクと、該水タンク内の水を受けて水素と酸素とに
分解する電気分解装置と、前記分解した水素と酸素とを
それぞれ液化させる液化機と、前記液化された水素と酸
素とを貯蔵する液体水素タンクおよび液体酸素タンクと
、前記液体水素タンク内の液体水素と前記液体酸素タン
ク内の液体酸素とをそれぞれ外部に供給する液体水素供
給口および液体酸素供給口と、を備えたことを特徴とす
るものである。

［作　　　用］ 地上で水を水タンクに入れてエネルギー補給ステーショ
ンであるロケットを打ち上げ、宇宙において水を電気分
解して水素と酸素とを得た後、これらを液化した液体水
素と液体酸素とを燃料として宇宙機に補給する。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の系統図であって、太線は水
素の流れるライン、細線は酸素の流れるライン、平行二
重線は水の流れるライン、波形線は電力ラインを示して
いる。

第１図において水タンク１には水補給・供給継手２が接
続されていて、地上において水補給・供給継手２から水
タンク１内に水を入れて貯蔵し、また宇宙において水タ
ンク１内に貯蔵しである水を水補給・供給継手２から他
の宇宙機に供給したりすることができるようになってい
る。水タンクｌは水ライン３を介して電気分解装置４に
つながっており、電気分解装置４から水素ライン５と酸
素ライン６が延び、ラジェター７を通って水素ガスタン
ク８と酸素ガスタンク９とにそれぞれ接続されている。

水素ガスタンク８は圧縮機１０に接続され、酸素ガスタ
ンク９は他の圧縮機１１に接続されており、圧縮機１０
．１１はタービン１２によって駆動されるようになって
いる。圧縮機１０は液化機１３と、燃焼器１４の外側に
ある燃焼器冷却管１５とに接続されている。他方の圧縮
機１１は、燃焼器１４と液化機ｌＢとに接続されている
。

液化機１３は、液体水素タンク１７、ポンプ１８を介し
て液体水素供給口１９に接続されており、他方の液化機
１６は、液体酸素タンク２０、ポンプ２１を介して液体
酸素供給口２２に接続されており、ポンプ１８．２１は
タービン２３によって駆動されるようになっている。

燃焼器１４は蒸気管２４を介してタービン２５に接続さ
れており、タービン２５は復水管２６を介して水タンク
１に接続されていて、タービン２５は発電機２７を回転
駆動するようになっている。発電機２７は電力制御器２
８に接続されており電力制御器２８にはさらにソーラー
・セル２９とバッテリ３０とが接続されており、バッテ
リー３０には電力供給端子３１が接続されている。

ソーラー・セル２９は太陽エネルギーから発生した電力
を電力制御器２８に送り、電力制御器２８は、ソーラー
・セル２９および発電機２７から送られて来た電力を電
気分解装置４およびバッテリ３０に供給し、バッテリー
３０は電力供給端子３１から外部へ電力を供給したり、
電力制御器２８に電力を送り帰したりできるようになっ
ている。

水タンクｌには地上で水補給・供給継手２から水を貯蔵
し、ロケットをエネルギー補給ステジョンとして打ち上
げる。打ち上げ後に他のロケットとドツキングして水補
給・供給継手２を介して他のロケットから水を補給した
り、他のロケットに水を補給したりすることも可能であ
る。

水タンクｌ内に貯蔵されている水を水ライン３を介して
電気分解装置４に供給すると、水は水素と酸素とに電気
分解され、水素は水素ライン５に入り、酸素は酸素ライ
ン６に入った後、ラジェーター７を通過して冷却され、
水素は水素ガスタンク８に供給され、酸素は酸素ガスタ
ンク９に供給される。

水素ガスタンク８内の水素の一部は、圧縮機ＩＯ１燃焼
器冷却管１５、タービン２３、燃焼器冷却管３２、ター
ビン１２を通って燃焼器１４の中に入る。

また酸素ガスタンク９内の酸素の一部も圧縮機１１を通
って燃焼器■４の中に入る。燃焼器１４内の点火プラグ
を用いて燃焼器１４の中の水素と酸素の混合ガスに着火
して燃焼させると、燃焼ガスは蒸気管２４を通ってター
ビン２５を回転し、又燃焼によって生じた水は復水管２
６を通って水タンク１に還流する。タービン２５が回転
すると発電機２７が回転して発電し、発電した電力は電
力制御器２８を介して電気分解装置４およびバッテリ＝
３０に供給される。

燃焼器１４内の燃焼により燃焼器冷却管１５．３２内の
水素が加熱され、タービン２３．１２を回転し、ポンプ
１８．２１および圧縮機１０．１１を駆動する。

圧縮機１０．１１によって加圧された水素および酸素は
、液化機１３．１８においてジュール・トムソン効果に
より液化し、それぞれ液体水素タンク１７、液体酸素タ
ンク２０に貯蔵される。そしてポンプ１８．２１によっ
て液体水素供給口１９、液体酸素供給口２２から他の宇
宙機に供給される。

［発明の効果］ 本発明は、宇宙機の燃料である液体水素と液体酸素を水
の状態で運搬するので、打上ロケットとしては高密度物
質を運搬することになって空気抵抗を小さくできるため
有利であり、射場安全の保安距離の制約から広い場所を
必要とせず、打上ロケットの余裕空間を利用して水を積
載できる効果がある。

そして水を電気分解して得た水素と酸素とを液化し、液
体水素と液体酸素とを燃料として供給することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図である。 図中、■は水タンク、４は電気分解装置、１３゜１６は
液化機、１７は液体水素タンク、１９は液体水素供給口
、２０は液体酸素タンク、２２は液体酸素供給口を示す
。 特 許出願人 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）水を貯蔵する水タンクと、該水タンク内の水を受け
   て水素と酸素とに分解する電気分解装置と、前記分解し
   た水素と酸素とをそれぞれ液化させる液化機と、前記液
   化された水素と酸素とを貯蔵する液体水素タンクおよび
   液体酸素タンクと、前記液体水素タンク内の液体水素と
   前記液体酸素タンク内の液体酸素とをそれぞれ外部に供
   給する液体水素供給口および液体酸素供給口と、を備え
   たことを特徴とする宇宙機のエネルギー供給装置。