JP2741364B2 - 二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラジエータ - Google Patents
二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラジエータInfo
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- JP2741364B2 JP2741364B2 JP8050978A JP5097896A JP2741364B2 JP 2741364 B2 JP2741364 B2 JP 2741364B2 JP 8050978 A JP8050978 A JP 8050978A JP 5097896 A JP5097896 A JP 5097896A JP 2741364 B2 JP2741364 B2 JP 2741364B2
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- heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/043—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙機の搭載機器
温度を許容範囲内に維持するための二相流体ループ方式
熱制御システムに於いて、搭載機器から吸収した熱を宇
宙空間に放出するラジエータに係り、特にヒートパイプ
型ラジエータに関する。
温度を許容範囲内に維持するための二相流体ループ方式
熱制御システムに於いて、搭載機器から吸収した熱を宇
宙空間に放出するラジエータに係り、特にヒートパイプ
型ラジエータに関する。
【０００３】
【従来の技術】近年、宇宙機の大型化に伴い、宇宙機の
必要電力，消費電力が増大すると共に、発生する熱量も
大幅に増加しており、宇宙機の熱制御システムに大熱量
の処理が要求されるようになってきた。このため、多量
の熱処理（吸熱、熱輸送、放熱）を、冷媒の潜熱を利用
して少量の冷媒で可能とする二相流体ループによる熱制
御システムが用いられている。
必要電力，消費電力が増大すると共に、発生する熱量も
大幅に増加しており、宇宙機の熱制御システムに大熱量
の処理が要求されるようになってきた。このため、多量
の熱処理（吸熱、熱輸送、放熱）を、冷媒の潜熱を利用
して少量の冷媒で可能とする二相流体ループによる熱制
御システムが用いられている。
【０００４】この二相流体ループ方式の熱制御システム
は、図３に示すように発熱機器１が搭載された吸熱器
（コールドプレート）２の冷媒流路内で冷媒の全量又は
一部を液相から気相に相変化（蒸発）させ、この気液二
相又は蒸気の流体を配管３を通して放熱器（ラジエー
タ）４に導き、ラジエータ４のヘッダ部５で放熱によっ
て液相に相変化（凝縮）させた流体を、配管６を通して
ポンプ７にてコールドプレート２に還流させるように構
成されている。尚、８はアキュームレータである。関連
する先行技術として特開平７−１０８９９８号公報があ
る。
は、図３に示すように発熱機器１が搭載された吸熱器
（コールドプレート）２の冷媒流路内で冷媒の全量又は
一部を液相から気相に相変化（蒸発）させ、この気液二
相又は蒸気の流体を配管３を通して放熱器（ラジエー
タ）４に導き、ラジエータ４のヘッダ部５で放熱によっ
て液相に相変化（凝縮）させた流体を、配管６を通して
ポンプ７にてコールドプレート２に還流させるように構
成されている。尚、８はアキュームレータである。関連
する先行技術として特開平７−１０８９９８号公報があ
る。
【０００５】従来、この種の二相流体ループ方式熱制御
システムに於けるラジエータ４は、図４に示すヒートパ
イプ型ラジエータが知られている。このヒートパイプ型
ラジエータ４は、ラジエータパネル（放熱部）９にヒー
トパイプ１０が多数平行に一定間隔に取り付けられ、ヘ
ッダ部５内に各ヒートパイプ１０の基端屈曲部１０ａが
図５に示すように挿入されてなるものである。
システムに於けるラジエータ４は、図４に示すヒートパ
イプ型ラジエータが知られている。このヒートパイプ型
ラジエータ４は、ラジエータパネル（放熱部）９にヒー
トパイプ１０が多数平行に一定間隔に取り付けられ、ヘ
ッダ部５内に各ヒートパイプ１０の基端屈曲部１０ａが
図５に示すように挿入されてなるものである。
【０００６】ところで、ヘッダ部５内を流れる冷媒は気
液二相流であり、無重力下に於いては、図６に示すよう
に気体と液体が混在する流れとなる。このため、液相部
１１がヒートパイプ１０の基端屈曲部１０ａに接触する
こととなり、気相部１２の凝縮効率が低下する可能性が
高い。
液二相流であり、無重力下に於いては、図６に示すよう
に気体と液体が混在する流れとなる。このため、液相部
１１がヒートパイプ１０の基端屈曲部１０ａに接触する
こととなり、気相部１２の凝縮効率が低下する可能性が
高い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、ラジ
エータのヘッダ部を流れる冷媒の気液分離を達成して、
ヒートパイプ周りの液相部を除去し、気相部をヒートパ
イプに接触させて、冷媒の凝縮効率を向上することがで
きると共にヒートパイプへの伝熱効率を向上することが
できる二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒー
トパイプ型ラジエータを提供しようとするものである。
エータのヘッダ部を流れる冷媒の気液分離を達成して、
ヒートパイプ周りの液相部を除去し、気相部をヒートパ
イプに接触させて、冷媒の凝縮効率を向上することがで
きると共にヒートパイプへの伝熱効率を向上することが
できる二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒー
トパイプ型ラジエータを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の二相流体ループ方式熱制御システムに於ける
ヒートパイプ型ラジエータは、ラジエータのヘッダ部内
のヒートパイプにスパイラルフインを設けて、スパイラ
ルフインの外周をヘッダ部管壁に接着し、ヘッダ部内を
流れる気液二相の冷媒の流路を螺旋状になしたことを特
徴とするものである。
の本発明の二相流体ループ方式熱制御システムに於ける
ヒートパイプ型ラジエータは、ラジエータのヘッダ部内
のヒートパイプにスパイラルフインを設けて、スパイラ
ルフインの外周をヘッダ部管壁に接着し、ヘッダ部内を
流れる気液二相の冷媒の流路を螺旋状になしたことを特
徴とするものである。
【０００９】かかる構成のヒートパイプ型ラジエータ
は、ヘッダ部内のヒートパイプの外周に螺旋状の冷媒流
路が形成されているので、ここを流れる気液二相の冷媒
は遠心力の作用により気液が分離され、ヒートパイプ周
りの液相部が除去され、気相部がヒートパイプに接触す
ることとなって、冷媒の凝縮効率が向上する。また、螺
旋状の冷媒流路を形成しているスパイラルフインによ
り、ヒートパイプへの伝熱効率が向上し、ラジエータの
放熱が効率よく行われる。
は、ヘッダ部内のヒートパイプの外周に螺旋状の冷媒流
路が形成されているので、ここを流れる気液二相の冷媒
は遠心力の作用により気液が分離され、ヒートパイプ周
りの液相部が除去され、気相部がヒートパイプに接触す
ることとなって、冷媒の凝縮効率が向上する。また、螺
旋状の冷媒流路を形成しているスパイラルフインによ
り、ヒートパイプへの伝熱効率が向上し、ラジエータの
放熱が効率よく行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のヒートパイプ型ラジエー
タの実施例を図によって説明すると、図４に示すヒート
パイプ型ラジエータ４のヘッダ部５内のヒートパイプ１
０の基端屈曲部１０ａに、図１に示すようにスパイラル
フイン１３を設けて、このスパイラルフイン１３の外周
縁をヘッダ部５の管壁の内周面に接着し、ヒートパイプ
１０の基端屈曲部１０ａの外周側に螺旋状の冷媒流路１
４を形成したものである。
タの実施例を図によって説明すると、図４に示すヒート
パイプ型ラジエータ４のヘッダ部５内のヒートパイプ１
０の基端屈曲部１０ａに、図１に示すようにスパイラル
フイン１３を設けて、このスパイラルフイン１３の外周
縁をヘッダ部５の管壁の内周面に接着し、ヒートパイプ
１０の基端屈曲部１０ａの外周側に螺旋状の冷媒流路１
４を形成したものである。
【００１１】上記のように実施例のヒートパイプ型ラジ
エータは、ヘッダ部５内のヒートパイプ１０の基端屈曲
部１０ａに設けたスパイラルフイン１３により、基端屈
曲部１０ａの外周側に螺旋状の冷媒流路１４が形成され
ているので、ここを流れる気液二相の冷媒は遠心力の作
用により気液が分離され、ヒートパイプ１０の基端屈曲
部１０ａの周りからは図２に示すように液相部１１が外
方に追いやられ、気相部１２がヒートパイプ１０の基端
屈曲部１０ａに接触することとなって、気相部１２の凝
縮効率、即ち冷媒の凝縮効率が向上する。また、スパイ
ラルフイン１３によりヒートパイプ１０への伝熱効率が
向上し、図４に示されるラジエータパネル９からの放熱
が効率よく行われる。
エータは、ヘッダ部５内のヒートパイプ１０の基端屈曲
部１０ａに設けたスパイラルフイン１３により、基端屈
曲部１０ａの外周側に螺旋状の冷媒流路１４が形成され
ているので、ここを流れる気液二相の冷媒は遠心力の作
用により気液が分離され、ヒートパイプ１０の基端屈曲
部１０ａの周りからは図２に示すように液相部１１が外
方に追いやられ、気相部１２がヒートパイプ１０の基端
屈曲部１０ａに接触することとなって、気相部１２の凝
縮効率、即ち冷媒の凝縮効率が向上する。また、スパイ
ラルフイン１３によりヒートパイプ１０への伝熱効率が
向上し、図４に示されるラジエータパネル９からの放熱
が効率よく行われる。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の二相流
体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラ
ジエータによれば、ヘッダ部内のヒートパイプ周りを流
れる気液二相の冷媒が遠心力の作用により気液分離さ
れ、液相部が外方に追いやられ、気相部のみヒートパイ
プに接触することとなって、冷媒の凝縮効率が向上す
る。また、ヘッダ部内のヒートパイプに設けられている
スパイラルフインによりヒートパイプへの伝熱効率が向
上し、ラジエータの放熱が効率よく行われる。さらに上
記の効果により、ヘッダ部を小型化することが可能とな
り、ヒートパイプ型ラジエータ全体の軽量化を図ること
ができる。
体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラ
ジエータによれば、ヘッダ部内のヒートパイプ周りを流
れる気液二相の冷媒が遠心力の作用により気液分離さ
れ、液相部が外方に追いやられ、気相部のみヒートパイ
プに接触することとなって、冷媒の凝縮効率が向上す
る。また、ヘッダ部内のヒートパイプに設けられている
スパイラルフインによりヒートパイプへの伝熱効率が向
上し、ラジエータの放熱が効率よく行われる。さらに上
記の効果により、ヘッダ部を小型化することが可能とな
り、ヒートパイプ型ラジエータ全体の軽量化を図ること
ができる。
【図１】本発明のヒートパイプ型ラジエータのヘッダ部
の一部を示す断面図である。
の一部を示す断面図である。
【図２】気液二相の冷媒が流れている時の図１のヘッダ
部のＡ−Ａ断面図である。
部のＡ−Ａ断面図である。
【図３】二相流体ループ方式熱制御システムの概念図で
ある。
ある。
【図４】図３の二相流体ループ方式熱制御システムに於
ける従来のヒートパイプ型ラジエータを示す概略図であ
る。
ける従来のヒートパイプ型ラジエータを示す概略図であ
る。
【図５】従来のヒートパイプ型ラジエータのヘッダ部の
一部を示す断面図である。
一部を示す断面図である。
【図６】気液二相の冷媒が流れている時の図５のヘッダ
部のＢ−Ｂ断面図である。
部のＢ−Ｂ断面図である。
４ ヒートパイプ型ラジエータ ５ ヘッダ部 ９ ラジエータパネル １０ ヒートパイプ １０ａ ヒートパイプの基端屈曲部 １１ 液相部 １２ 気相部 １３ スパイラルフイン １４ 螺旋状の冷媒流路
Claims (1)
- 【請求項１】 二相流体ループ方式熱制御システムに於
けるヒートパイプ型ラジエータであって、該ラジエータ
のヘッダ部内のヒートパイプにスパイラルフインを設け
て、スパイラルフインの外周をヘッダ部管壁に接着し、
ヘッダ部内を流れる気液二相の冷媒の流路を螺旋状にな
したことを特徴とする二相流体ループ方式熱制御システ
ムに於けるヒートパイプ型ラジエータ。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050978A JP2741364B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラジエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050978A JP2741364B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラジエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222286A JPH09222286A (ja) | 1997-08-26 |
| JP2741364B2 true JP2741364B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=12873907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8050978A Expired - Fee Related JP2741364B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 二相流体ループ方式熱制御システムに於けるヒートパイプ型ラジエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741364B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3661862B2 (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-22 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | アキュムレータ |
| KR101250192B1 (ko) * | 2006-01-04 | 2013-04-05 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기를 이용한 난방구조 |
| US20130291555A1 (en) | 2012-05-07 | 2013-11-07 | Phononic Devices, Inc. | Thermoelectric refrigeration system control scheme for high efficiency performance |
| CN103274061B (zh) * | 2013-04-25 | 2016-08-10 | 上海卫星工程研究所 | 用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器 |
| US10458683B2 (en) | 2014-07-21 | 2019-10-29 | Phononic, Inc. | Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module |
| CN105910477B (zh) * | 2016-05-06 | 2017-11-21 | 刘少春 | 风冷式冷却器 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP8050978A patent/JP2741364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09222286A (ja) | 1997-08-26 |
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