JP2946718B2 - Thermal switch for satellite - Google Patents
Thermal switch for satelliteInfo
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- JP2946718B2 JP2946718B2 JP27106290A JP27106290A JP2946718B2 JP 2946718 B2 JP2946718 B2 JP 2946718B2 JP 27106290 A JP27106290 A JP 27106290A JP 27106290 A JP27106290 A JP 27106290A JP 2946718 B2 JP2946718 B2 JP 2946718B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F2013/005—Thermal joints
- F28F2013/008—Variable conductance materials; Thermal switches
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は衛星搭載機器の熱制御を行なうサーマルスイ
ッチに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a thermal switch for performing thermal control of a satellite-mounted device.
従来、この種の衛星搭載要サーマルスイッチは、温度
制御されるべき機器（被温度制御機器）が搭載されたベ
ースプレートと、そのベースプレートの一面または複数
の面に対向して置かれた放熱板と、飽和蒸気が封入され
たベローズと、ベースプレートと前記放熱板との間に直
接または間接的にベローズを結合する結合手段とを有し
ていた。ベースプレートの温度変化に従ってベローズは
伸縮するが、この結合手段は、ベースプレートの温度が
上昇するとベースプレートと放熱板との間を接触させ、
またベースプレートの温度が低下するとベースプレート
と放熱板との間を分離する構造を有している。ここでベ
ローズは、その温度が上昇すると、それに封入されてい
る飽和蒸気の圧力（飽和蒸気圧）が高くなり、ベローズ
は伸長する。逆に、ベースプレートの温度，即ち機器の
温度が低下すれば、飽和蒸気圧が低くなり、ベローズは
縮小される。そして、機器の温度が予め設定されている
要求温度範囲の上限に近くなると、機器が搭載されてい
るベースプレートと放熱体とを接触させ、機器の熱を放
熱体へ伝導させ、機器の温度上昇を防止する。機器の温
度が要求温度範囲の下限に近くなると、ベースプレート
と放熱体との間を分離して接触を無くし、機器の熱が放
熱体へ伝導しないようにして、機器の温度低下を防止し
ていた。Conventionally, this kind of thermal switch mounted on a satellite has a base plate on which a device to be temperature-controlled (device to be temperature-controlled) is mounted, a heat sink placed on one or more surfaces of the base plate, It has a bellows in which saturated steam is sealed, and coupling means for directly or indirectly coupling the bellows between the base plate and the heat sink. The bellows expands and contracts according to the temperature change of the base plate, but this coupling means makes contact between the base plate and the heat sink when the temperature of the base plate rises,
In addition, it has a structure that separates between the base plate and the heat sink when the temperature of the base plate is lowered. Here, when the temperature of the bellows rises, the pressure of the saturated steam enclosed therein (saturated steam pressure) increases, and the bellows expands. Conversely, if the temperature of the base plate, that is, the temperature of the device, decreases, the saturated vapor pressure decreases, and the bellows is reduced. Then, when the temperature of the device approaches the upper limit of the preset required temperature range, the base plate on which the device is mounted is brought into contact with the radiator, and the heat of the device is conducted to the radiator, thereby increasing the temperature of the device. To prevent. When the temperature of the device was close to the lower limit of the required temperature range, the base plate and the radiator were separated to eliminate contact, preventing the heat of the device from conducting to the radiator, preventing the temperature of the device from lowering. .
以上述べたように従来の衛星搭載用サーマルスイッチ
は、ベローズが、それに封入されている飽和蒸気の飽和
蒸気圧の温度による変化により伸縮することを利用して
いる。そしてベースプレートと放熱板とが、要求温度範
囲の上限近くに下限近くで接触・非接触の２つの状態を
交互を繰返すことによって、両者間の伝熱を制御し、ベ
ースプレートに搭載された機器の温度制御を行なってい
た。As described above, the conventional onboard satellite thermal switch utilizes the fact that the bellows expands and contracts due to a change in the saturated vapor pressure of the saturated vapor enclosed therein due to the temperature. The base plate and the radiator plate alternately switch between a contact state and a non-contact state near the upper limit and near the lower limit of the required temperature range, thereby controlling the heat transfer between the two and controlling the temperature of the equipment mounted on the base plate. Control.
上述した従来の衛星搭載用サーマルスイッチは、温度
制御の原動力としてベローズに封入された飽和蒸気を使
用している。そのため機器を搭載しているベースプレー
トと放熱板との間を十分に接触させ、熱伝導を行うため
にはベローズ内の飽和蒸気の蒸気圧が高い事が必要であ
り、従ってベローズの温度も高くする必要がある。ま
た、ベースプレートの放熱板の間の接触を完全に無くす
までベローズを縮小するには、ベローズ内の蒸気圧を低
くする事が必要であり、従って、ベローズの温度も低く
する必要がある。従って、このサーマルスイッチの制御
温度範囲は広くされる必要があり、要求温度範囲のせま
い機器の温度制御を行う事が困難であるという欠点があ
った。The above-described conventional onboard satellite thermal switch uses saturated steam sealed in a bellows as a driving force for temperature control. Therefore, in order to make sufficient contact between the heat sink and the base plate on which the device is mounted, and to conduct heat, it is necessary that the vapor pressure of the saturated steam in the bellows be high, and thus the temperature of the bellows is also increased. There is a need. Further, in order to reduce the bellows until the contact between the heat radiating plates of the base plate is completely eliminated, it is necessary to lower the vapor pressure in the bellows, and accordingly, it is necessary to lower the temperature of the bellows. Therefore, the control temperature range of the thermal switch needs to be widened, and it is difficult to control the temperature of the equipment within the required temperature range.
本発明の衛星搭載用サーマルスイッチは、被温度制御
機器が搭載されたベースプレートと、前記ベースプレー
トに対向して置かれた放熱板と、飽和蒸気が封入された
ベローズと、前記ベースプレートの温度が上昇すると前
記ベースプレートと前記放熱板とを接触させまた前記ベ
ースプレートの温度が低下すると前記ベースプレートと
前記４放熱板との間が分離するように前記ベースプレー
トと前記放熱板との間に前記ベローズを直接または間接
的に結合する結合手段とを有する衛星搭載用サーマルス
イッチにおいて、前記飽和蒸気として水素ガスを使用
し、前記ベローズ内部に水素貯蔵合金が設置されてい
る。The thermal switch for mounting on a satellite according to the present invention includes a base plate on which a temperature-controlled device is mounted, a radiator plate placed opposite to the base plate, a bellows filled with saturated steam, and a base plate having an increased temperature. The bellows is directly or indirectly disposed between the base plate and the heat sink so that the base plate and the heat sink are brought into contact with each other and when the temperature of the base plate decreases, the base plate and the four heat sinks are separated from each other. And a coupling means for coupling to the satellite, wherein hydrogen gas is used as the saturated vapor, and a hydrogen storage alloy is installed inside the bellows.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明による衛星搭載用サーマルスイッチ
の一実施例の断面図である。この衛星搭載用サーマルス
イッチはその表面に機器８を搭載するベースプレート１
と、ベースプレート１の裏面から熱伝導をその表面に受
ける放熱板２と、ベースプレート１の表面上に一端が結
合され、封入された水素ガス５の圧力により伸長し、ベ
ースプレート１の裏面を放熱板２の表面に接触させるベ
ローズ３とを備えている。また放熱板２の表面には支柱
７の基部が結合されている。支柱７は、ベースプレート
１を貫通し、またベースプレート１の表面に対向して折
り曲げられた面を有している。ベローズ３の他端は、支
柱７のベースプレート１の表面に対向する面に結合され
る。支柱７のベースプレート１の同上の面の間にスプリ
ング６が結合されている。スプリング６は、水素ガス５
の圧力により生起されたベローズ３の伸長力に反発し、
ベースプレート１と放熱板２とを分離させる方向に働
く。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a thermal switch for mounting on a satellite according to the present invention. This thermal switch for mounting on a satellite has a base plate 1 on which a device 8 is mounted.
And a radiator plate 2 receiving heat conduction from the back surface of the base plate 1, one end of which is coupled to the surface of the base plate 1 and extended by the pressure of the enclosed hydrogen gas 5, and And a bellows 3 to be brought into contact with the surface of the bellows. The base of the column 7 is joined to the surface of the heat sink 2. The column 7 penetrates the base plate 1 and has a surface bent to face the surface of the base plate 1. The other end of the bellows 3 is connected to a surface of the column 7 facing the surface of the base plate 1. The spring 6 is connected between the same surface of the base plate 1 of the column 7. The spring 6 is a hydrogen gas 5
Against the extension force of the bellows 3 generated by the pressure of
It works in a direction to separate the base plate 1 and the heat sink 2.
ベローズ３の内部には水素貯蔵合金４が取り付けられ
ている。水素貯蔵合金４は、水素を多量に吸収し、蓄え
ることができる合金であり、鉄−チタン系合金のほかラ
ンタン−ニッケル系，ミッシュメタル系合金などが使用
できる。この水素貯蔵合金４は、温度に応じた一圧の水
素圧の平衡に達するまで水素を吸収し、金属水素化物の
形で貯蔵する。平衡水素化圧より低い水素圧の下では、
貯蔵した水素を放出し、元の金属に戻る。A hydrogen storage alloy 4 is mounted inside the bellows 3. The hydrogen storage alloy 4 is an alloy capable of absorbing and storing a large amount of hydrogen, and may be an iron-titanium alloy, a lanthanum-nickel alloy, a misch metal alloy, or the like. This hydrogen storage alloy 4 absorbs hydrogen until it reaches equilibrium of one hydrogen pressure according to the temperature, and stores it in the form of a metal hydride. Under a hydrogen pressure lower than the equilibrium hydrogenation pressure,
Releases stored hydrogen and returns to the original metal.
次に、本実施例の動作について説明する。機器２の温
度，即ちそれに結合されているベースプレート１の温度
が、予め設定されている要求温度範囲下限に近いとき
は、ベースプレート１と熱的に結合しているベローズ３
内の水素貯蔵合金４の温度も低い。このとき、水素貯蔵
合金４は水素の吸収量が大きく、ベローズ３内の水素ガ
ス５の量は少くなる。そしてベローズ３は伸長せず、ス
プリング６の吸収力が強く働くため、ベースプレート１
と放熱板２とは分離され、両者は接触しない。この結
果、機器２の持つ熱量は放熱されず、機器８内部に保た
れる傾向となる。Next, the operation of the present embodiment will be described. When the temperature of the device 2, that is, the temperature of the base plate 1 connected thereto is close to a predetermined lower limit of the required temperature range, the bellows 3 thermally connected to the base plate 1 is used.
The temperature of the hydrogen storage alloy 4 inside is also low. At this time, the hydrogen storage alloy 4 absorbs a large amount of hydrogen, and the amount of the hydrogen gas 5 in the bellows 3 decreases. Since the bellows 3 does not extend and the absorbing force of the spring 6 works strongly, the base plate 1
And the heat radiating plate 2 are separated from each other and do not contact each other. As a result, the amount of heat of the device 2 is not radiated, but tends to be kept inside the device 8.
逆に、機器８の温度が要求温度範囲の上限に近いとき
は、ベローズ３内の水素貯蔵合金４の温度も高いため、
その水素ガス吸収率が下がる。そして、水素貯蔵合金４
から水素ガス５が放出され、水素ガス５のガス圧が高く
なり、ベローズ３を伸長させる力を生じる。その結果、
ベースプレート１と放熱板２間が接触され、機器８のも
つ熱量はベースプレート１を通して放熱板２へ導かれ
る。Conversely, when the temperature of the device 8 is close to the upper limit of the required temperature range, the temperature of the hydrogen storage alloy 4 in the bellows 3 is also high.
The hydrogen gas absorption rate decreases. And hydrogen storage alloy 4
The hydrogen gas 5 is released from the gas, the gas pressure of the hydrogen gas 5 increases, and a force for extending the bellows 3 is generated. as a result,
The base plate 1 and the radiator plate 2 are brought into contact with each other, and the amount of heat of the device 8 is guided to the radiator plate 2 through the base plate 1.
以上述べた２つの温度状態がオン，オフ制御状に交互
に繰り返されることにより、この衛星搭載用サーマルス
イッチは、機器８の温度を所定の要求温度範囲内に保つ
ことができる。The above-described two temperature states are alternately repeated in an on / off control manner, so that the satellite-mounted thermal switch can maintain the temperature of the device 8 within a predetermined required temperature range.
以上説明したように本発明は、サーマルスイッチの可
動部分であるベローズ内部に大量の水素ガスを吸収した
水素貯蔵合金を装着している。そして、ベローズの伸縮
は、ベローズ温度の高低の変化により水素貯蔵合金から
放出・吸収される大量の水素ガスの圧力の変化によって
行われる。その結果、機器が搭載されたベースプレート
の温度変化に対するこのサーマルスイッチの制御感度が
よくなり、要求温度範囲のせまい機器の温度制御が可能
となる効果がある。As described above, in the present invention, a hydrogen storage alloy that has absorbed a large amount of hydrogen gas is mounted inside a bellows, which is a movable part of a thermal switch. The expansion and contraction of the bellows is performed by a change in the pressure of a large amount of hydrogen gas released and absorbed from the hydrogen storage alloy due to a change in the bellows temperature. As a result, the control sensitivity of the thermal switch with respect to the temperature change of the base plate on which the device is mounted is improved, and there is an effect that the temperature of the device within a required temperature range can be controlled.
第１図は本発明のサーマルスイッチの一実施例の断面図
である。 １……ベースプレート、２……放熱板、３……ベロー
ズ、４……水素貯蔵合金、５……水素ガス、６……スプ
リング、７……支柱、８……機器。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the thermal switch of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base plate, 2 ... Heat sink, 3 ... Bellows, 4 ... Hydrogen storage alloy, 5 ... Hydrogen gas, 6 ... Spring, 7 ... Support, 8 ... Equipment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B64G 1/66 B64G 1/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B64G 1/66 B64G 1/50
Claims (2)
トと、前記ベースプレートに対向して置かれた放熱板
と、飽和蒸気が封入されたベローズと、前記ベースプレ
ートの温度が上昇すると前記ベースプレートと前記放熱
板とを接触させまた前記ベースプレートの温度が低下す
ると前記ベースプレートと前記放熱板との間が分離する
ように前記ベースプレートと前記放熱板との間に前記ベ
ローズを直接または間接的に結合する結合手段とを有す
る衛星搭載用サーマルスイッチにおいて、前記飽和蒸気
として水素ガスを使用し、前記ベローズ内部に水素貯蔵
合金が設置されていることを特徴とする衛星搭載用サー
マルスイッチ。1. A base plate on which a temperature-controlled device is mounted, a radiator plate placed opposite to the base plate, a bellows filled with saturated vapor, and the base plate and the heat radiator when the temperature of the base plate rises. Connecting means for directly or indirectly connecting the bellows between the base plate and the heat sink so that the base plate and the heat sink are separated when the base plate is brought into contact with the base plate and the temperature of the base plate is lowered. 2. A thermal switch for use in a satellite according to claim 1, wherein hydrogen gas is used as said saturated vapor, and a hydrogen storage alloy is installed inside said bellows.
トと、前記ベースプレートの裏面に対向して置かれた放
熱板と、前記放熱板に基部が結合され前記ベースプレー
トを貫通しかつ前記ベースプレートの表面に対向して折
り曲げられた面を有する支柱と、前記ベースプレートの
表面と前記支柱の前記ベースプレートの表面に対向した
面との間に設けられたベローズと、前記ベローズ内に封
入された水素ガスと、前記ベローズ内に設置された水素
貯蔵合金と、前記ベースプレートの表面と前記支柱の前
記ベースプレートの表面に対向した面との間に設けられ
たスプリングとを有し、前記ベースプレートの温度変化
によって前記ベースプレートの裏面と前記放熱板の前記
ベースプレートに対向した面とが接触しあるいは分離す
ることを特徴とする衛星搭載用サーマルスイッチ。2. A base plate on which a temperature-controlled device is mounted, a radiator plate placed opposite to the back surface of the base plate, and a base connected to the radiator plate, penetrating through the base plate, and connecting to a surface of the base plate. A support having a surface bent in opposition, a bellows provided between a surface of the base plate and a surface of the support facing the surface of the base plate, and a hydrogen gas sealed in the bellows; A hydrogen storage alloy installed in the bellows, and a spring provided between a surface of the base plate and a surface of the support opposite to the surface of the base plate; And a surface of the radiator plate facing the base plate contacts or separates. Thermal switch for the satellite.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27106290A JP2946718B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Thermal switch for satellite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27106290A JP2946718B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Thermal switch for satellite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04146898A JPH04146898A (en) | 1992-05-20 |
| JP2946718B2 true JP2946718B2 (en) | 1999-09-06 |
Family
ID=17494869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27106290A Expired - Lifetime JP2946718B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Thermal switch for satellite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2946718B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008020668A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Thermal switch |
| CN109827668A (en) * | 2019-03-22 | 2019-05-31 | 安徽徽宁电器仪表集团有限公司 | A kind of High Precision Temperature Measuring Instruments |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP27106290A patent/JP2946718B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008020668A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Thermal switch |
| CN109827668A (en) * | 2019-03-22 | 2019-05-31 | 安徽徽宁电器仪表集团有限公司 | A kind of High Precision Temperature Measuring Instruments |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04146898A (en) | 1992-05-20 |
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