JP3189461B2 - 放熱器 - Google Patents

放熱器

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JP3189461B2
JP3189461B2 JP01784693A JP1784693A JP3189461B2 JP 3189461 B2 JP3189461 B2 JP 3189461B2 JP 01784693 A JP01784693 A JP 01784693A JP 1784693 A JP1784693 A JP 1784693A JP 3189461 B2 JP3189461 B2 JP 3189461B2
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幹雄 森岡
昌幸 水野
信也 須栗
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は宇宙ステーション等の宇
宙飛翔体に搭載された機器より発生した熱を宇宙空間へ
放熱させるための放熱器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、宇宙空間で用いられる太陽熱発電
システムや各種実験装置には、発生した熱を宇宙空間へ
放出させるために放熱器が使用されている。
【0003】従来の放熱器の一般的なものを示すと、図
10及び図11に一例を示す如く、軽量化を図るためア
ルミニウム製としたケース1内に、アルミニウム製の配
管支持部材2aをハニカム構造として配管支持部2を形
成し、該配管支持部2上に屈曲させた一連のアルミニウ
ム製の配管3を水平状態に配置し、且つ該配管3の外側
に厚さの薄い放熱板4を重ねて配置した構成とし、熱交
換により熱を奪って高温になった流体(温水又は蒸気)
が放熱板4内側の配管3に導入されると、温水又は蒸気
の熱を放熱板4を通して深宇宙又は宇宙空間へ放熱させ
るようにしたものがある。
【0004】一方、宇宙空間には数多くの物体が漂い続
けている。その中には、役目を終えた人工衛星やロケッ
トの残がい、これらが爆発したときの破片や塗料片等の
人工的な飛行物体であるスペースデブリ、あるいは、星
間空間や惑星間空間を飛び交っているコスミックダスト
(宇宙塵)がある。特に、スペースデブリは、宇宙開発
が進むにつれて増加するものであり、その中には地上か
ら観測できる大きさのものから、観測装置にかからない
小さいものまであり、宇宙飛翔体が宇宙を飛翔中に放熱
器にスペースデブリが衝突するおそれがある。
【0005】従来の放熱器は、図11に示してあるよう
に、宇宙空間に放熱し易いように放熱板4の放熱面が地
球の反対側となる宇宙空間にむき出しの状態になってい
るため、上記スペースデブリが放熱板4に衝突したとき
には、該スペースデブリが放熱板4を通して配管3を貫
通するおそれがあり、配管3がスペースデブリで破られ
ると、配管3内の流体が宇宙空間へ漏洩してしまい、宇
宙機器の熱制御能力が奪われてしまうという問題があ
る。
【0006】そのため、従来では、スペースデブリ対策
の1つとして、図12に示す如く、放熱板4の放熱面の
外側に所定間隔を置いてバンパー5を取り付けて、該バ
ンパー5と放熱板4との間に空洞6を形成するようにし
たものが案出されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、放熱板4の
外側にバンパー5を所定の間隔を置いて設けたもので
は、バンパー5にスペースデブリが当ると衝突エネルギ
ーを蒸発消散させるので、配管3の破損は防止される
が、放熱板4とバンパー5との間が空洞6となっている
ので、放熱板4から宇宙空間への放熱効率が著しく低下
してしまう、という問題がある。
【0008】そこで、本発明は、スペースデブリが配管
を貫通して流体洩れのおそれをなくすようにすると同時
に放熱板から宇宙空間への放熱効率の低下を少なくする
ようにしようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、流体を流通させる配管を設置した放熱器
本体の表面に、配管に接触させて放熱板を配置し、該放
熱板の放熱面より流体の熱を放熱するようにしてある放
熱器において、上記放熱板の外側面に、ハニカム状又は
プレートフィン状の伝熱促進材を配設し、該伝熱促進材
の外側に、放熱板から伝熱促進材を経て伝達される熱を
宇宙空間へ放熱させるようにするバンパーを取り付け
て、該バンパーと放熱板を伝熱促進材で連結すると共
に、バンパーと放熱板と伝熱促進材とで囲まれた空洞を
形成した構成とする。
【0010】又、上記平板状のバンパーに代えて、放熱
板の外側に、断面コの字形に折り曲げた細長いバンパー
を、配管ごとに対応させて放熱板を挟んで配管と重なり
合うように設置し、且つ該各バンパーの内面と放熱板の
外面との間に空洞を形成させた構成とする。
【0011】更に、上記放熱板を波板状に折り曲げて、
該放熱板の各凹部を各配管に直接接触させて配置し、且
つ放熱板の各凸部の表面に平板状のバンパーを重ね密着
させて取り付けるか、又は平板状のバンパーに代えて、
バンパーを細長板状とし、該バンパーを波板状に折り曲
げた放熱板の各凹部に嵌めて取り付け、放熱板の凹部と
バンパーとの間に空洞を形成するようにするか、更に
又、放熱板の凹部を配管上に接触させることに代えて、
放熱板の凹部の下側に、該凹部と平行に延びる流路を直
接穿設し、各凹部毎の流路同士を配管で接続して各流路
を連続させた構成とする。
【0012】
【作用】スペースデブリはバンパーに当って衝撃エネル
ギーが吸収されるため、スペースデブリが配管を貫通さ
せるようなことはなく、又、配管内を流れる流体の有す
る熱は、放熱板、伝熱促進材、バンパーを経て宇宙空間
へ放熱される。
【0013】バンパーを放熱板を挟んで配管の反対側位
置のみに配置するようにしたものでは、流体の熱は放熱
板より直接的に宇宙空間へ放熱される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0015】図1は本発明の放熱器の一実施例を示すも
ので、図10に示してある従来のバンパー付きの放熱器
と同様に、ケース1内のアルミニウム製の配管支持部材
2aをハニカム状にして形成してなる配管支持部2上に
1本の配管3を屈曲させて平面的に配設して、該配管3
の両端を図10の如くケース1外へ突出させ、且つ該配
管3上に平板状の放熱板4を接触させて配置した構成に
おいて、上記平板状の放熱板4の表面(放熱面)に、ハ
ニカム状にしたアルミニウム製の伝熱促進材7を介在さ
せて平板状のバンパー5を設置し、該バンパー5で放熱
板4を覆うようにする。
【0016】スペースデブリが衝突した場合は、バンパ
ー5で衝撃エネルギーを吸収して配管3を破ることを防
止できる、という充分なるデブリ対策が施こされ、しか
も配管3内を流れる流体の熱は、配管3の管壁から放熱
板4に伝わり、更にハニカム状の伝熱促進材7を経て効
率よく伝達されてバンパー5より宇宙空間へ放熱される
ため、放熱効率を低下させることがなくなる。
【0017】図2は本発明の他の実施例を示すもので、
図1に示す実施例において放熱板4とバンパー5との間
に介在させたハニカム状の伝熱促進材7に代えて、プレ
ートフィンを伝熱促進材8として用いるようにしたもの
である。
【0018】図2の実施例においても、配管3を流れる
流体の熱は、放熱板4から伝熱促進材8としてのプレー
トフィンを経てバンパー5より効率よく伝熱されて、宇
宙空間へ放熱されることになり、スペースデブリが配管
3を貫通することを防止するデブリ対策をとりながら配
管3内の流体の放熱を効率よく行わせることができる。
【0019】次に、図3及び図4は図2の応用例を示す
もので、配管3を流れる流体の熱を両面より放熱するよ
うにしたものである。すなわち、図3は、ハニカム状の
配管支持部2の両側に、屈曲させた配管3を対称的に配
置し、両配管3をサンドイッチ状に挟むように放熱板4
をそれぞれ配置し、該両放熱板4の外側に、対称的にプ
レートフィン型の伝熱促進材8を介しバンパー5を配置
して一体化したものであり、図4はハニカム状の配管支
持部2に一本の配管3を埋め込んで、該配管3の両面に
放熱板4を配置し、該放熱板4の外側に対称的にプレー
トフィン型の伝熱促進材8を介しバンパー5を配置して
一体化したものである。
【0020】上記いずれの例においても、配管3内の流
体の熱は促進材8を通して効率よく宇宙空間へ捨てるこ
とができる上に、スペースデブリの対策がとられていて
配管3がスペースデブリで破られることを防止できる。
【0021】図5は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、上記各実施例において平板状のバンパー5と平板状
の放熱板4の放熱面との間に伝熱促進材7又は8を入れ
て放熱効率の低下を抑えるようにしたものに代えて、配
管3に接触させた平板状の放熱板4の放熱面上に、断面
形状をコ字状にしたバンパー9を配管3の反対側位置に
のみ、すなわち、放熱板4を挟んで配管3とバンパー9
が相対するように位置させて、各バンパー9をそれぞれ
放熱板4との間で内部空洞10が形成されるように放熱
板4に密着させて接着させたものである。
【0022】図5の実施例でも、配管3内の流体の熱
は、該配管3と接触している放熱板4より直接に、又は
バンパー9を経て宇宙空間に放熱されるので、放熱能力
の低下を少なくすることができると同時に、スペースデ
ブリが衝突したときはバンパー9の存在で配管3を貫通
することが防止できるというデブリ対策がとられてい
る。
【0023】図6及び図7は図5を変形したもので、上
記平板状の放熱板4に代えて、配管3の間隔に合わせて
波板状に折り曲げて凹部12と凸部13を形成した放熱
板11を用い、該放熱板11の凹部12が配管3に接触
するようにすると共に、放熱板11の表面に、平板状の
バンパー5を重ね密着させて一体化させ、配管3とバン
パー5との間に、放熱板11の凹部12で形成された空
洞14が位置するようにしたものである。又、図7は図
6において、バンパー5を細長板状のバンパー15と
し、これを放熱板11の凹部12に嵌めて密着させ、凹
部12と細長板状バンパー15とにより空洞14が形成
されるようにしたものである。
【0024】上記図6、図7のいずれの変形例において
も、配管3内の流体の熱は、該配管3と接触している放
熱板11よりバンパー5を経て、あるいは図7の場合は
放熱板11より直接的に宇宙空間へ捨てられるので、放
熱効率の低下を防止できると共に、デブリ対策もバンパ
ー5又は15、空洞14によりなされており、配管3を
スペースデブリが貫通することを防止できる。
【0025】次に、図8及び図9は本発明の更に他の実
施例を示すもので、図6において放熱板11の凹部12
と配管3とを接触させた方式に代えて、放熱板11の凹
部12の下部に流路16を直接に設けたものである。す
なわち、凹部12の下部に流路16を一体的に形成し
て、該流路16と凹部12が平行に延びるようにし、且
つ放熱板11を、凹部12ごとに分割してケース1内の
ハニカム状配管支持部2上に平行に並べて配置し、上記
流路16同士を配管3で接続して連続させ、更に、各放
熱板11の上方に平板状のバンパー5を配置し密着させ
たものである。
【0026】この実施例においても、配管3、流路16
内を流れる流体の熱は、放熱板11からバンパー5を経
て外部へ捨てられるので、放熱効率が低下することはな
く、又、スペースデブリが衝突しても、バンパー5があ
るので、流路16をデブリが貫通するようなことはなく
なる。
【0027】なお、上記流路16を孔としてこれに配管
を通すようにしてもよい。又、配管の形状は円でなく、
四角形等の多角形でもいいことはもちろんのことであ
る。
【0028】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の放熱器によれ
ば、流体を流通させる配管を設置した放熱器本体の表面
に、配管に接触させて放熱板を配置し、該放熱板の放熱
面より流体の熱を放熱するようにしてある放熱器におい
て、上記放熱板の外側面に、ハニカム状又はプレートフ
ィン状の伝熱促進材を配設し、該伝熱促進材の外側に、
放熱板から伝熱促進材を経て伝達される熱を宇宙空間へ
放熱させるようにするバンパーを取り付けて、該バンパ
ーと放熱板を伝熱促進材で連結すると共に、バンパーと
放熱板と伝熱促進材とで囲まれた空洞を形成した構成と
し、又、放熱板の外側に、断面コの字形に折り曲げた細
長いバンパーを、配管ごとに対応させて放熱板を挟んで
配管と重なり合うように設置し、且つ該各バンパーの内
面と放熱板の外面との間に空洞を形成させた構成とし、
更に、上記放熱板を波板状に折り曲げて、該放熱板の各
凹部を各配管に直接接触させて配置し、且つ放熱板の各
凸部の表面に平板状のバンパーを重ね密着させて取り付
けるか、平板状のバンパーに代えて、バンパーを細長板
状とし、該バンパーを波板状に折り曲げた放熱板の各凹
部に嵌めて取り付けるようにして、放熱板の各凹部とバ
ンパーとの間に空洞を形成するようにし、更に又、放熱
板の凹部を配管上に接触させることに代えて、放熱板の
凹部の下側に、該凹部と平行に延びる流路を直接穿設
し、各凹部毎の流路同士を配管で接続して各流路を連続
させた構成としてあるので、配管内の流体の熱を宇宙空
間へ放熱効率を下げることなく放熱させることができる
上に、スペースデブリが配管を貫通して内部流体を漏洩
させるということを未然に防止できる、という優れた効
果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放熱器の一実施例を示す切断側面図で
ある。
【図2】本発明の放熱器の他の実施例を示す切断側面図
である。
【図3】図2の応用例を示す切断側面図である。
【図4】図2の別の応用例を示す切断側面図である。
【図5】本発明の放熱器の更に他の実施例を示す部分の
斜視図である。
【図6】図5の変形例を示す部分の斜視図である。
【図7】図5の別の変形例を示す部分の斜視図である。
【図8】本発明の放熱器の更に他の実施例を示す切断側
面図である。
【図9】図8の一部を切除した斜視図である。
【図10】従来の放熱器の一例を示す正面図である。
【図11】図10の切断側面図である。
【図12】従来のデブリ対策を施こした放熱器の切断側
面図である。
【符号の説明】
1 ケース 3 配管 4 放熱板 5 バンパー 6 空洞 7 伝熱促進材 8 伝熱促進材 9 バンパー 10 空洞 11 放熱板 12 凹部 13 凸部 14 空洞 15 バンパー
フロントページの続き (72)発明者 須栗 信也 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平4−114000(JP,A) 特開 昭61−157498(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28D 1/047 F28D 1/053 B64G 1/50 F28F 1/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体を流通させる配管を設置した放熱器
    本体の表面に、配管に接触させて放熱板を配置し、該放
    熱板の放熱面より流体の熱を放熱するようにしてある放
    熱器において、上記放熱板の外側面に、ハニカム状又は
    プレートフィン状の伝熱促進材を配設し、該伝熱促進材
    の外側に、放熱板から伝熱促進材を経て伝達される熱を
    宇宙空間へ放熱させるようにするバンパーを取り付け
    て、該バンパーと放熱板を伝熱促進材で連結すると共
    に、バンパーと放熱板と伝熱促進材とで囲まれた空洞を
    形成した構成を有することを特徴とする放熱器。
  2. 【請求項2】 流体を流通させる配管を設置した放熱器
    本体の表面に、配管に接触させて放熱板を配置し、該放
    熱板の放熱面より流体の熱を放熱するようにしてある放
    熱器において、上記放熱板の外側に、断面コの字形に折
    り曲げた細長いバンパーを、配管ごとに対応させて放熱
    板を挟んで配管と重なり合うように設置し、且つ該各バ
    ンパーの内面と放熱板の外面との間に空洞を形成させた
    構成を有することを特徴とする放熱器。
  3. 【請求項3】 流体を流通させる配管を設置した放熱器
    本体の表面に、配管に接触させて放熱板を配置し、該放
    熱板の放熱面より流体の熱を放熱するようにしてある放
    熱器において、上記放熱板を波板状に折り曲げて、該放
    熱板の各凹部を各配管に直接接触させて配置し、且つ放
    熱板の各凸部の表面に平板状のバンパーを重ね密着させ
    て取り付け、上記放熱板の各凹部とバンパーとの間に空
    洞を形成させた構成を有することを特徴とする放熱器。
  4. 【請求項4】 平板状のバンパーに代えて、バンパーを
    細長板状とし、該バンパーを、波板状に折り曲げた放熱
    板の各凹部に嵌めて取り付け、該放熱板の各凹部の内側
    と上記細長板状のバンパーとにより空洞を形成させてな
    る請求項3記載の放熱器。
  5. 【請求項5】 放熱板の凹部を配管上に接触させること
    に代えて、放熱板の凹部の下側に、該凹部と平行に延び
    る流路を直接穿設し、各凹部毎の流路同士を配管で接続
    して各流路を連続させた請求項3記載の放熱器。
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