JP2009070970A - Heat pipe panel - Google Patents

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彰 矢尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pipe panel which can mount thereon an radiation type electronic device having a high heat generation density while eliminating the need for enlarging a panel because of a small thermal resistance from the mounted device to a heat pipe. <P>SOLUTION: A heat pipe 3 buried in a heat panel 1 is provided at its both ends or one end with a heat collecting plate 3a which collects heat emitted from an electronic device 5 mounted on one end of the panel 1 and transmits the collected heat to the heat pipe 3, and is also provided with a filter tube 3b which fills an operating fluid into the heat pipe 3 at a position other than the both ends of the heat pipe 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、電子機器等において発生する熱を放出するためのヒートパイプパネルに関するものである。   The present invention relates to a heat pipe panel for releasing heat generated in an electronic device or the like.

従来、ヒートパイプパネルの両面への機器の搭載を可能とするとともに、衛星内部へのパネルの配置を可能とし、特に、多数の進行波増幅管（TWTA：Traveling Wave Tube Amplifier 以下、TWTAと称す）等の直接放射型電子機器の搭載を可能とする衛星用ヒートパイプパネルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, it is possible to install equipment on both sides of the heat pipe panel, and also to arrange the panel inside the satellite. Especially, many traveling wave amplifier tubes (TWTA: Traveling Wave Tube Amplifier, hereinafter referred to as TWTA) A heat pipe panel for a satellite that enables mounting of a direct radiation type electronic device such as the above is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開２００３−２７６６９６号公報JP 2003-276696 A

ヒートパイプパネルは宇宙用ヒートパイプを人工衛星の機器搭載用パネルに埋め込んで使用する。ヒートパイプパネルにTWTA等の直接放射型電子機器を搭載する際は、直接放射型電子機器の放射冷却部を衛星本体より宇宙空間へ突き出す必要があるため、ヒートパイプパネル端部に直接放射型電子機器をレイアウトする必要がある。
しかしながら、従来のヒートパイプパネルは、ヒートパイプ端部にフィルチューブを持つ構造であるため、フィルチューブを設けた部分の周辺には機器搭載のための取付けインサートなどを設けることができず、搭載機器のレイアウトに制約が発生するという課題があった。また、ヒートパイプ端部にフィルチューブを持つ構造であるため、ヒートパイプが有効に動作する領域をヒートパイプパネル端部まで広げることができないという課題があった。 The heat pipe panel is used by embedding a space heat pipe in a device mounting panel of an artificial satellite. When direct radiation electronic equipment such as TWTA is mounted on the heat pipe panel, the radiation cooling part of the direct radiation electronic equipment must be projected from the satellite body into outer space. The equipment needs to be laid out.
However, since the conventional heat pipe panel has a structure having a fill tube at the end of the heat pipe, a mounting insert for mounting the device cannot be provided around the portion where the fill tube is provided. There is a problem in that there are restrictions on the layout of the. In addition, since the structure has a fill tube at the end of the heat pipe, there is a problem that the region where the heat pipe operates effectively cannot be extended to the end of the heat pipe panel.

この発明によるヒートパイプパネルは、電子機器を搭載するパネルと、前記パネルの中に埋め込まれたヒートパイプとからなるヒートパイプパネルであって、前記ヒートパイプは、前記ヒートパイプの両端もしくは片端に、前記パネルの端部に搭載した前記電子機器が発する熱を収集して前記ヒートパイプに伝熱する熱収集板を備えるとともに、前記ヒートパイプの両端を除いた位置に、前記ヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブを備えるようにした。   The heat pipe panel according to the present invention is a heat pipe panel including a panel on which an electronic device is mounted and a heat pipe embedded in the panel, and the heat pipe is at both ends or one end of the heat pipe. A heat collecting plate that collects heat generated by the electronic device mounted on an end of the panel and transfers the heat to the heat pipe is provided, and a working fluid is supplied to the heat pipe at positions excluding both ends of the heat pipe. A fill tube for filling was provided.

この発明のヒートパイプパネルによれば、搭載機器からヒートパイプまでの熱抵抗を小さくすることができるため、ヒートパイプパネルを大きくせずに、高発熱密度の放射型電子機器の搭載ができる。   According to the heat pipe panel of the present invention, since the thermal resistance from the mounted device to the heat pipe can be reduced, it is possible to mount a radiation type electronic device having a high heat generation density without increasing the size of the heat pipe panel.

本実施の形態では、ヒートパイプパネルとして衛星用に用いられるヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルを一例にして詳細を説明する。   In the present embodiment, a heat pipe embedded honeycomb sandwich panel used for a satellite as a heat pipe panel will be described in detail as an example.

実施の形態１．
まず、従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの課題を図３を用いて説明する。図３は従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの図である。 図３（ａ）は、人工衛星に使用される従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル１に直接放射型電子機器５が取付けられた状態を示す三次元図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の直接放射型電子機器が取付けられた状態を二次元で表した図であり、直接放射型電子機器とヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル１のパネル表皮１ａの一部を取り除いた構造を示す図である。
図３（ａ）、（ｂ）において、１は、ヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル（以下、パネル１と称す。）、１ａはパネル１の外表面であるパネル表皮、２はパネル１に剛性を与えるハニカムコア、３はパネルの面内面外熱伝達を向上させるために埋め込まれた例えばアルミ合金で成形したヒートパイプであり、小さな温度差で多くの熱を輸送できる。３ｂはヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブ、４はヒートパイプとパネル表皮１ａ、あるいはハニカムコア２を機械的もしくは熱的に接合する接着材、５はパネル１に搭載されたＴＷＴＡ等の直接放射型電子機器であり、例えば０．６ｗ/ｃｍ２以上の発熱密度の熱を発熱する電子機器である。５ａは、衛星本体から突き出て搭載されている直接放射型電子機器５の放射冷却部であり、発熱の一部を宇宙空間へ放射にて排熱する。５ｂは、直接放射型電子機器５の伝熱部であり、残りの発熱はパネルへ伝熱されその後パネル１より宇宙空間へ排熱される。６は直接放射型電子機器５の発熱を拡散させてパネル表皮１ａ及びヒートパイプ３に伝えるヒートシンクである。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の伝熱部５ｂのＥＥ断面図である。図３（ｄ）は、埋め込まれたヒートパイプ３の外形図である。図３（e）は、図３（ｄ）のヒートパイプ３のＦＦ断面図である。 Embodiment 1 FIG.
First, the problem of the conventional heat pipe-embedded honeycomb sandwich panel will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram of a conventional heat pipe embedded honeycomb sandwich panel. FIG. 3A is a three-dimensional view showing a state in which a radiating electronic device 5 is directly attached to a conventional heat pipe-embedded honeycomb sandwich panel 1 used for an artificial satellite. FIG. 3B is a two-dimensional representation of the state in which the direct emission electronic device of FIG. 3A is attached, and the panel skin 1a of the direct emission electronic device and the honeycomb sandwich panel 1 embedded with heat pipes. It is a figure which shows the structure which removed a part of.
3 (a) and 3 (b), 1 is a heat pipe-embedded honeycomb sandwich panel (hereinafter referred to as panel 1), 1a is a panel skin which is the outer surface of panel 1, and 2 is rigid to panel 1. The honeycomb core 3 is a heat pipe formed of, for example, an aluminum alloy embedded to improve heat transfer outside the inner surface of the panel, and can transport a large amount of heat with a small temperature difference. 3b is a fill tube for filling the heat pipe with a working fluid, 4 is an adhesive for mechanically or thermally joining the heat pipe and the panel skin 1a or the honeycomb core 2, 5 is a TWTA mounted on the panel 1, etc. For example, an electronic device that generates heat with a heat generation density of 0.6 w / cm 2 or more. 5a is a radiation cooling part of the direct radiation type electronic device 5 which protrudes from the satellite body and is mounted, and discharges a part of heat generation to the space by radiation. 5b is a heat transfer part of the direct radiation type electronic device 5, and the remaining heat generation is transferred to the panel and then discharged from the panel 1 to outer space. Reference numeral 6 denotes a heat sink that directly diffuses heat generated by the radiating electronic device 5 and transmits the heat to the panel skin 1 a and the heat pipe 3.
FIG.3 (c) is EE sectional drawing of the heat-transfer part 5b of FIG.3 (b). FIG. 3D is an external view of the embedded heat pipe 3. FIG.3 (e) is FF sectional drawing of the heat pipe 3 of FIG.3 (d).

直接放射型電子機器５の発熱量は通常約５０Ｗ／台以上と大きいため、発熱の半分以上を放熱部５ａより直接宇宙空間へ放射し、残りは伝熱部５ｂより、パネルに埋め込まれたヒートパイプ３に伝熱し、パネル表皮１ａ全体に熱を拡散した上で、パネルから宇宙空間へ放熱するようにしている。
直接放射型電子機器５の発熱を直接宇宙空間へ放射するため、放射冷却部５ａは、機器搭載用パネルの端部に、放射冷却部５ａをヒートパイプパネルより宇宙空間へ突き出すように設置される。 Since the heat generation amount of the direct radiation type electronic device 5 is usually as large as about 50 W / unit or more, more than half of the heat generation is radiated directly to the outer space from the heat dissipating part 5a, and the rest is heat embedded in the panel from the heat transfer part 5b. Heat is transferred to the pipe 3 and diffused through the entire panel skin 1a, and then radiated from the panel to outer space.
In order to directly radiate the heat generated by the direct radiation type electronic device 5 to the outer space, the radiation cooling unit 5a is installed at the end of the device mounting panel so that the radiation cooling unit 5a protrudes from the heat pipe panel to the outer space. .

ヒートパイプパネルはヒートパイプを人工衛星の機器搭載用パネルに埋め込んで使用する。しかしながら、ヒートパイプ３の端部にはヒートパイプ３に作動流体を充填するためのフィルチューブ３ｂがあるために、ヒートパイプ３のレイアウト上、パネル１の端部ではヒートパイプ３が機能しないという課題があった。
すなわち、フィルチューブは加工の容易性等からヒートパイプ３の端部に設けられているが、このためパネルの端部では直接放射型電子機器５の発熱がヒートパイプ３に電熱され難い構造となっていた。
このため、図３（ｂ）に示すように、パネル端部において直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂの直下にヒートシンク６を設け、放熱性を改善していたが十分ではなかった。
また、図３（ｃ）に示すように、直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂに発熱した熱は、ヒートシンク６、パネル表皮１ａ及び接着材４を介して伝熱されるが、直接放射型電子機器５と伝熱面積がほぼ同じ面積であるヒートシンク６から、伝熱面積が小さくなるヒートパイプ３本体に向けて熱が伝熱されるために、この部分の熱抵抗が大きく、直接放射型電子機器５とヒートパイプ３の間で温度差が生じることを予め許容しなければならないという課題があった。 The heat pipe panel is used by embedding the heat pipe in the device mounting panel of the satellite. However, since there is a fill tube 3b for filling the heat pipe 3 with the working fluid at the end of the heat pipe 3, the heat pipe 3 does not function at the end of the panel 1 due to the layout of the heat pipe 3. was there.
In other words, the fill tube is provided at the end of the heat pipe 3 for ease of processing, etc., and for this reason, the heat generated by the radiating electronic device 5 is not easily heated by the heat pipe 3 at the end of the panel. It was.
For this reason, as shown in FIG.3 (b), although the heat sink 6 was provided in the panel edge part directly under the heat-transfer part 5b of the radiation type electronic device 5 and heat dissipation was improved, it was not enough.
Further, as shown in FIG. 3 (c), the heat generated in the heat transfer section 5b of the direct emission electronic device 5 is transferred through the heat sink 6, the panel skin 1a, and the adhesive material 4. Since heat is transferred from the heat sink 6 whose heat transfer area is substantially the same as that of the electronic device 5 toward the heat pipe 3 main body having a small heat transfer area, the heat resistance of this portion is large, and direct radiation type electrons are used. There existed the subject that it had to accept | permit beforehand that a temperature difference arises between the apparatus 5 and the heat pipe 3. FIG.

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態１のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの図である。図１（ａ）は、ヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルに直接放射型電子機器５を取付けた状態を示した図である。なお、図１（ａ）ではパネル表皮１ａ下のヒートパイプ３も図示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）のパネルのＡＡ断面図である。図１（ｃ）は、パネルに埋め込まれたヒートパイプ３の図である。図１（ｄ）は、図１（ｃ）のヒートパイプ３のＢＢ断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram of a heat pipe-embedded honeycomb sandwich panel according to the first embodiment. Fig.1 (a) is the figure which showed the state which attached the radiation type electronic device 5 directly to the heat-pipe embedded honeycomb sandwich panel. FIG. 1A also shows the heat pipe 3 below the panel skin 1a. FIG.1 (b) is AA sectional drawing of the panel of Fig.1 (a). FIG. 1C is a diagram of the heat pipe 3 embedded in the panel. FIG.1 (d) is BB sectional drawing of the heat pipe 3 of FIG.1 (c).

図１（ａ）において、１ａは人工衛星の機器搭載用パネルの外表面であるパネル表皮、２はパネルに剛性を与えるハニカムコア、３はパネルの面内面外熱伝達を向上させるために埋め込まれたヒートパイプであり、小さな温度差で多くの熱を輸送できる。
３ａは直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂの発熱をヒートパイプ３本体に伝熱するために、ヒートパイプ３の両端もしくは片端に、パネルの端部に搭載した前記直接放射型電子機器が発する熱を収集してヒートパイプ３本体に伝熱する熱収集板である。また、３ｂはこのヒートパイプ３に作動流体を充填し、充填後に封止をしたフィルチューブである。
このフィルチューブ３ｂは、ヒートパイプ３の中央部付近の側面に取付けられている。このように、フィルチューブ３ｂがヒートパイプ３の中央部付近に設けていることが実施の形態１の特徴である。
なお、従来、宇宙用のヒートパイプ３の中央部付近にフィルチューブのような部材を溶接することは溶接の信頼性上難しかったが、例えば特願２００７−０７９０７５号公報等に記載の装置を用いることで可能である。
また、この例ではフィルチューブ３ｂをヒートパイプ３の中央部付近に設けたが、ヒートパイプの中央部付近とはヒートパイプの両端近傍を除いた付近を指しており、フィルチューブ３ｂを設ける位置はヒートパイプ３の両端近傍を除いた位置であればよい。 In FIG. 1A, 1a is a panel skin which is an outer surface of a panel for mounting an artificial satellite device, 2 is a honeycomb core which gives rigidity to the panel, and 3 is embedded in order to improve heat transfer outside the inner surface of the panel. Heat pipe, can transport a lot of heat with a small temperature difference.
The direct radiation electronic device 3a mounted on the end of the panel is provided at both ends or one end of the heat pipe 3 in order to transfer heat generated by the heat transfer portion 5b of the direct radiation electronic device 5 to the heat pipe 3 body. It is a heat collecting plate that collects the generated heat and transfers it to the main body of the heat pipe 3. Reference numeral 3b denotes a fill tube in which the heat pipe 3 is filled with a working fluid and sealed after filling.
The fill tube 3 b is attached to the side surface near the center of the heat pipe 3. As described above, the feature of the first embodiment is that the fill tube 3 b is provided near the center of the heat pipe 3.
Conventionally, it has been difficult to weld a member such as a fill tube near the center of the space heat pipe 3 in terms of welding reliability. For example, an apparatus described in Japanese Patent Application No. 2007-079075 is used. Is possible.
In this example, the fill tube 3b is provided in the vicinity of the center of the heat pipe 3. However, the vicinity of the center of the heat pipe refers to the vicinity excluding the vicinity of both ends of the heat pipe, and the position where the fill tube 3b is provided is Any position except for the vicinity of both ends of the heat pipe 3 may be used.

また、図１（ａ）において、４はヒートパイプ３とパネル表皮１ａ、あるいはヒートパイプ３とハニカムコア２を機械的もしくは熱的に接合する接着材である。５は、パネルに搭載された高発熱密度（例えば、０．６ｗ/ｃｍ２以上の発熱密度）の直接放射型電子機器である。５ａは衛星本体から突き出ている直接放射型電子機器５の放射冷却部で、発熱の一部を宇宙空間へ放射にて排熱する。５ｂは直接放射型電子機器５の伝熱部であり、残りの発熱はパネルへ伝熱されその後パネルより宇宙空間へ排熱される。
直接放射型電子機器５の発熱量は約５０Ｗ／台以上と大きいため、発熱の半分以上を放熱部５ａより直接宇宙空間へ放射し、残りの発熱を伝熱部より、パネルに埋め込まれたヒートパイプに伝熱し、パネル全体に熱を拡散した上で、パネルから宇宙空間へ放熱するようにしている。
直接放射型電子機器５の発熱を直接宇宙空間へ放射するため、直接放射型電子機器５をヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルに搭載する際には、直接放射型電子機器５の放射冷却部５aを衛星本体より宇宙空間へ突き出すように、パネル端部にレイアウトする。 In FIG. 1A, reference numeral 4 denotes an adhesive that mechanically or thermally bonds the heat pipe 3 and the panel skin 1a or the heat pipe 3 and the honeycomb core 2 together. Reference numeral 5 denotes a direct emission type electronic device having a high heat generation density (for example, a heat generation density of 0.6 w / cm 2 or more) mounted on the panel. 5a is a radiation cooling part of the direct radiation type electronic equipment 5 protruding from the satellite body, and a part of heat generation is exhausted to the outer space by radiation. 5b is a heat transfer part of the direct radiation type electronic device 5, and the remaining heat generation is transferred to the panel and then discharged from the panel to outer space.
Since the heat generation amount of the direct radiation type electronic device 5 is as large as about 50 W / unit or more, more than half of the heat generation is radiated directly to the outer space from the heat radiating part 5 a, and the remaining heat is embedded in the panel from the heat transfer part. Heat is transferred to the pipe and diffused throughout the panel, and then radiated from the panel to outer space.
In order to directly radiate the heat generated by the direct emission electronic device 5 to outer space, when the direct emission electronic device 5 is mounted on a honeycomb sandwich panel embedded with a heat pipe, the radiation cooling unit 5a of the direct emission electronic device 5 is used as a satellite. Lay out at the end of the panel so that it protrudes from outer space into outer space.

ここで本実施の形態では、前述のように、ヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブ３ｂがヒートパイプ３の中央部付近に設けている。このため図１（a）のように、直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂの直下に、熱収集板３ａとヒートパイプ３本体を設置することが可能となる。
このように、本実施の形態では、ヒートパイプ３の端部に熱収集板３ａを設けることが可能である。 Here, in the present embodiment, as described above, the fill tube 3b for filling the heat pipe with the working fluid is provided near the center of the heat pipe 3. Therefore, as shown in FIG. 1A, it is possible to install the heat collecting plate 3a and the heat pipe 3 main body directly below the heat transfer section 5b of the direct emission electronic device 5.
Thus, in this Embodiment, it is possible to provide the heat | fever collection board 3a in the edge part of the heat pipe 3. As shown in FIG.

直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂに発熱した熱は、図１（ｂ）に示すように、パネル表皮１ａ及び接着材４を介して、直接放射型電子機器の伝熱面積とほぼ同じ熱収集板３aに小さな温度差にて伝熱される。熱収集板３ａがヒートパイプ３に直接取付けられているため、伝熱面積とほぼ同じ熱収集板から伝熱面積の小さくなるヒートパイプ本体にも小さな温度差にて伝熱することができる。   The heat generated in the heat transfer section 5b of the direct emission electronic device 5 is substantially the same as the heat transfer area of the direct emission electronic device via the panel skin 1a and the adhesive 4 as shown in FIG. Heat is transferred to the heat collecting plate 3a with a small temperature difference. Since the heat collecting plate 3a is directly attached to the heat pipe 3, heat can be transferred from the heat collecting plate substantially the same as the heat transfer area to the heat pipe body having a small heat transfer area with a small temperature difference.

このように、ヒートパイプの両端もしくは片端に、パネル端部に搭載した直接放射型電子機器が発する熱を収集してヒートパイプ本体に伝熱する熱収集板と、ヒートパイプの略中央部に、前記ヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブを備えるようにしたので、直接放射型電子機器５とヒートパイプ３の熱コンダクタンスを大きくできる。特に、０．６ｗ/ｃｍ２以上の高発熱密度の機器を搭載する場合には、直接放射型電子機器とヒートパイプの間の温度差を従来より小さくできる、という効果が顕著に得られる。 In this way, at the both ends or one end of the heat pipe, the heat collecting plate that collects the heat generated by the direct radiation electronic device mounted on the panel end and transfers it to the heat pipe body, and the substantially central portion of the heat pipe, Since the heat pipe is provided with a fill tube for filling the working fluid, the thermal conductance between the direct emission electronic device 5 and the heat pipe 3 can be increased. In particular, when a device having a high heat generation density of 0.6 w / cm 2 or more is mounted, the effect that the temperature difference between the direct emission type electronic device and the heat pipe can be made smaller than before can be obtained remarkably.

なお、本実例でのヒートパイプでは２つの作動流体を一体化したものを示しているが、２本のヒートパイプで別々に構成したものでも同じ効果を有する。
また、熱収集板の大きさは伝熱部とほぼ同じ大きさとしたが、伝熱部の特に発熱密度の高い部分のみ熱収集板の大きさを小さくしても同じ効果を有する。 In addition, although the thing which integrated two working fluids is shown in the heat pipe in this example, what was comprised separately by two heat pipes has the same effect.
Further, although the size of the heat collecting plate is substantially the same as that of the heat transfer portion, the same effect can be obtained even if the size of the heat collecting plate is reduced only in the heat transfer portion where the heat generation density is particularly high.

実施の形態２
図２は、実施の形態１のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル１（以下、パネル１と称す）の図である。図２（ａ）は、パネル１に直接放射型電子機器５を取付けた状態を示した図であり、直接放射型電子機器５とパネル１の表皮１ａの一部を取り除いた構造を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）のパネルのＣＣ断面図である。図２（ｃ）は、パネル埋め込まれたヒートパイプ３の図であり、図２（ｄ）は、ヒートパイプパネル３のＤＤ断面図である。 Embodiment 2
FIG. 2 is a diagram of a heat pipe-embedded honeycomb sandwich panel 1 (hereinafter referred to as panel 1) according to the first embodiment. FIG. 2A is a diagram showing a state in which the radiation electronic device 5 is directly attached to the panel 1, and shows a structure in which a part of the skin 1a of the radiation electronic device 5 and the panel 1 is removed. . FIG.2 (b) is CC sectional drawing of the panel of Fig.2 (a). FIG. 2C is a view of the heat pipe 3 embedded in the panel, and FIG. 2D is a DD cross-sectional view of the heat pipe panel 3.

図２（ａ）において１ａはパネル１の外表面であるパネル表皮、２はパネルに剛性を与えるハニカムコア、３はパネルの面内面外熱伝達を向上させるために埋め込まれた例えばアルミ合金で成形したヒートパイプであり、小さな温度差で多くの熱を輸送できる。
３ａは直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂで発熱した熱をヒートパイプ３本体に伝熱するためにヒートパイプ３の端部に直接とりつけられた熱収集板である。熱収集板３ａは、熱収集板３ａの表面がパネル１の外表面に露出するようにパネル表皮１と接合する接合段３ｃを備えている。このように実施の形態２のヒートパイプパネルは、ヒートパイプ３の端部に熱収集板３ａを有し、熱収集板３ａは接合段３ｃでパネル表皮１ａと接合する構造を備えている。直接放射型電子機器５は直接この熱収集板３ａと接合するため放熱性に優れるという特徴を有する。
３ｂはヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブで、熱収集板３ａを避けるようにヒートパイプ３の中央部付近の側面に取付けられている。４はヒートパイプ３とパネル表皮１ａあるいはハニカムコア２を機械的もしくは熱的に接合する接着材、５はパネル１に搭載されたＴＷＴＡ等の直接放射型電子機器であり、例えば０．６ｗ/ｃｍ２以上の発熱密度の熱を発熱する電子機器である。５ａは、衛星本体から突き出て搭載されている直接放射型電子機器５の放射冷却部であり、発熱の一部を宇宙空間へ放射にて排熱する。５ｂは、直接放射型電子機器５の伝熱部であり、残りの発熱はパネルへ伝熱されその後パネル１より宇宙空間へ排熱される。
パネル１に直接放射型電子機器５を搭載するには、放射冷却部５ａを衛星本体（パネル１）より宇宙空間へ突き出す必要があるため、直接放射型電子機器５はパネル１の端部にレイアウトすることが求められる。このため、図２（ａ）に示すように、直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂの直下に、熱収集板３ａとヒートパイプ３本体が設置される構成にしている。 In FIG. 2A, 1a is a panel skin which is the outer surface of the panel 1, 2 is a honeycomb core which gives rigidity to the panel, and 3 is formed of, for example, an aluminum alloy embedded to improve heat transfer outside the inner surface of the panel. Heat pipe that can transport a lot of heat with a small temperature difference.
3a is a heat collecting plate attached directly to the end of the heat pipe 3 in order to transfer the heat generated by the heat transfer section 5b of the direct emission electronic device 5 to the heat pipe 3 body. The heat collecting plate 3 a includes a joining step 3 c that joins the panel skin 1 so that the surface of the heat collecting plate 3 a is exposed to the outer surface of the panel 1. As described above, the heat pipe panel of the second embodiment has the heat collecting plate 3a at the end of the heat pipe 3, and the heat collecting plate 3a has a structure to be joined to the panel skin 1a at the joining stage 3c. The direct emission type electronic device 5 has a feature of excellent heat dissipation because it is directly joined to the heat collecting plate 3a.
3b is a fill tube for filling the heat pipe with the working fluid, and is attached to the side surface near the center of the heat pipe 3 so as to avoid the heat collecting plate 3a. 4 is an adhesive for mechanically or thermally joining the heat pipe 3 and the panel skin 1a or the honeycomb core 2, and 5 is a direct radiation electronic device such as TWTA mounted on the panel 1, for example, 0.6 w / cm. An electronic device that generates heat having a heat generation density of 2 or more. 5a is a radiation cooling part of the direct radiation type electronic device 5 which protrudes from the satellite body and is mounted, and discharges a part of heat generation to the space by radiation. 5b is a heat transfer part of the direct radiation type electronic device 5, and the remaining heat generation is transferred to the panel and then discharged from the panel 1 to outer space.
In order to mount the radiant electronic device 5 directly on the panel 1, the radiant cooling unit 5 a needs to protrude from the satellite body (panel 1) into outer space, so the direct radiant electronic device 5 is laid out at the end of the panel 1. It is required to do. For this reason, as shown to Fig.2 (a), it is set as the structure by which the heat collection board 3a and the heat pipe 3 main body are installed directly under the heat-transfer part 5b of the direct radiation type | mold electronic device 5. FIG.

この構成を可能とするため、実施の形態２のヒートパイプ３は、ヒートパイプ３の端部に熱収集板３ａを直に取付け、フィルチューブ３ｂは熱収集板３ａと干渉しないように、ヒートパイプ３中央部のパイプ側面に取付けられる構造とした。なお、フィルチューブ３ｂをヒートパイプ３中央部のパイプ側面に設けることについては、実施の形態１と同様、部材接合の点で難しかったが、特願２００７−０７９０７５号公報等に記載の装置を用いることで可能となった。また、前述のように、熱収集板３ａにパネル表皮１と接合するように接合段３ｃを設け、熱収集板３ａの表面がパネル１の外表面に露出して直接放射型電子機器５と直接接合し易いようにした。
なお、この例ではフィルチューブ３ｂをヒートパイプ３の中央部付近に設けたが、ヒートパイプの中央部付近とはヒートパイプの両端近傍を除いた付近を指しており、フィルチューブ３ｂを設ける位置はヒートパイプ３の両端近傍を除いた位置であればよい。 In order to enable this configuration, the heat pipe 3 according to the second embodiment has a heat pipe 3a attached directly to the end of the heat pipe 3, and the fill tube 3b does not interfere with the heat collection board 3a. 3. A structure that can be attached to the side of the pipe at the center. In addition, providing the fill tube 3b on the side surface of the pipe at the center of the heat pipe 3 is difficult in terms of joining the members as in the first embodiment, but the apparatus described in Japanese Patent Application No. 2007-079075 is used. It became possible. Further, as described above, the heat collecting plate 3a is provided with the joining step 3c so as to be joined to the panel skin 1, and the surface of the heat collecting plate 3a is exposed to the outer surface of the panel 1 so as to be directly connected to the radiation electronic device 5 directly. Easy to join.
In this example, the fill tube 3b is provided in the vicinity of the center of the heat pipe 3. However, the vicinity of the center of the heat pipe refers to the vicinity excluding the vicinity of both ends of the heat pipe, and the position where the fill tube 3b is provided is Any position other than the vicinity of both ends of the heat pipe 3 may be used.

直接放射型電子機器５の伝熱部５ｂに発熱した熱は、図２（ｂ）に示すように、直接、機器５の伝熱面積とほぼ同じ面積の熱収集板３ａに非常に小さな温度差にて伝熱される。熱収集板３ａがヒートパイプ３に直に取付けられているため、伝熱面積とほぼ同じ熱収集板３ａから伝熱面積の小さくなるヒートパイプ本体にも小さな温度差にて伝熱することができる。
このように、直接放射型電子機器５とヒートパイプ３とが直接接合する構造となっているため、直接放射型電子機器５とヒートパイプ３との間の熱コンダクタンスが大きくできる。特に、０．６ｗ／ｃｍ２より大きな高発熱密度となる直接放射型電子機器では、機器とヒートパイプ間の温度差を小さくして、直接放射型電子機器の熱を放射する放熱性に顕著な効果がある。 As shown in FIG. 2 (b), the heat generated in the heat transfer section 5b of the direct radiation type electronic device 5 is directly reduced by a very small temperature difference to the heat collecting plate 3a having substantially the same area as the heat transfer area of the device 5. Heat is transferred at. Since the heat collecting plate 3a is directly attached to the heat pipe 3, heat can be transferred from the heat collecting plate 3a substantially the same as the heat transfer area to the heat pipe body having a small heat transfer area with a small temperature difference. .
As described above, since the direct radiation electronic device 5 and the heat pipe 3 are directly joined, the thermal conductance between the direct radiation electronic device 5 and the heat pipe 3 can be increased. In particular, in a direct emission type electronic device having a high heat generation density greater than 0.6 w / cm 2 , the temperature difference between the device and the heat pipe is reduced, and the heat radiation property that directly radiates the heat of the direct emission type electronic device is remarkable. effective.

なお、本実例でのヒートパイプでは２つの作動流体を一体化したものを示しているが、２本のヒートパイプで別々に構成したものでも同じ効果を有する。
また、実施の形態では、熱収集板の大きさは電子機器の伝熱部とほぼ同じ大きさとしたが、伝熱部の特に発熱密度の高い部分のみ熱収集板の大きさを小さくしても同じ効果を有する。
また、本実施の形態では、ヒートパイプパネルとしてヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルを例に挙げて説明したが、パネルはこれに限られるものではなく、ヒートパイプパネルであれば本発明は効果を奏する。 In addition, although the thing which integrated two working fluids is shown in the heat pipe in this example, what was comprised separately by two heat pipes has the same effect.
In the embodiment, the size of the heat collection plate is substantially the same as that of the heat transfer part of the electronic device. Has the same effect.
In this embodiment, the heat pipe embedded honeycomb sandwich panel is described as an example of the heat pipe panel. However, the panel is not limited to this, and the present invention is effective as long as it is a heat pipe panel.

この発明の実施の形態１に係るヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat pipe embedding honeycomb sandwich panel which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係るヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat-pipe embedded honeycomb sandwich panel which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来のヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional heat pipe embedded honeycomb sandwich panel.

符号の説明Explanation of symbols

１ ヒートパイプ埋め込みハニカムサンドイッチパネル、１ａ パネル表皮、２ ハニカムコア、３ ヒートパイプ、３a 熱収集板、３b フィルチューブ、３ｃ 接合段、４ 接着材、５ 直接放射型電子機器、５a 放射冷却部、５b 伝熱部、６ ヒートシンク 1 Heat pipe embedded honeycomb sandwich panel, 1a Panel skin, 2 Honeycomb core, 3 Heat pipe, 3a Heat collecting plate, 3b Fill tube, 3c Joining stage, 4 Adhesive material, 5 Direct radiation type electronic equipment, 5a Radiation cooling part, 5b Heat transfer part, 6 heat sink

Claims (2)

電子機器を搭載するパネルと、前記パネルの中に埋め込まれたヒートパイプとからなるヒートパイプパネルであって、
前記ヒートパイプは、前記ヒートパイプの両端もしくは片端に、前記パネルの端部に搭載した前記電子機器が発する熱を収集して前記ヒートパイプに伝熱する熱収集板を備えるとともに、前記ヒートパイプの両端近傍を除いた位置に、前記ヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブを備えることを特徴とするヒートパイプパネル。 A heat pipe panel comprising a panel on which an electronic device is mounted and a heat pipe embedded in the panel,
The heat pipe includes heat collecting plates that collect heat generated by the electronic device mounted on an end of the panel and transfer the heat to the heat pipe at both ends or one end of the heat pipe. A heat pipe panel comprising a fill tube for filling the heat pipe with a working fluid at positions excluding the vicinity of both ends. 電子機器を搭載するパネルと、前記パネルの中に埋め込まれたヒートパイプとからなるヒートパイプパネルであって、
前記ヒートパイプは、前記ヒートパイプの両端もしくは片端に、前記パネルの表面に露出して前記電子機器を直に搭載して前記電子機器が発する熱を収集して前記ヒートパイプに伝熱する熱収集板を備えるとともに、前記ヒートパイプの両端近傍を除いた位置に、前記ヒートパイプに作動流体を充填するためのフィルチューブと、を備えることを特徴とするヒートパイプパネル。 A heat pipe panel comprising a panel on which an electronic device is mounted and a heat pipe embedded in the panel,
The heat pipe is exposed to the surface of the panel at both ends or one end of the heat pipe and directly mounts the electronic device to collect heat generated by the electronic device and transfer heat to the heat pipe A heat pipe panel comprising: a plate; and a fill tube for filling the heat pipe with a working fluid at positions excluding the vicinity of both ends of the heat pipe.
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