JPH04154500A - 宇宙環境試験装置 - 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、宇宙環境と路間等の高真空、極低温の環境を
形成し、人口衛星等の宇宙空間で使用される各種機器の
試験を行うための装置に関する。

〔従来の技術〕

宇宙環境試験装置（スペースチェンバー）は、通常、第
５図に示すように、円筒状の真空容器１内に円筒状の胴
部シュラウド２ａと該胴部シュラウド２ａの両端部の鎖
部シュラウド２ｂとからなるシュラウド２を配設したも
ので、真空容器１に接続された図示しない真空排気系に
より真空容器１内が高真空に保持されるとともに、前記
シュラウド２に液体窒素供給系３を介して供給される液
体窒素によりシュラウド２が極低温に冷却されることに
よって真空容器１内が極低温に保持される。

また、前記液体窒素供給系３には、試験終了後のシュラ
ウド２を常温まで加温するために、窒素ガス供給系３ａ
と窒素ガス加熱器３ｂとが設けられている。

このような宇宙環境試験装置により人工衛星嶋の機器の
試験を行う際には、まず真空容器１内Ｃシユラウド２に
囲まれた部分に試験体を収納した後、真空排気系を作動
させて真空容器１内を高碧空にし、次いてシュラウド２
に液体窒素供給系３から液体窒素を供給して真空容器１
内を冷却して宇宙の極低温を模擬する。

また、試験後には、前記液体窒素供給系３の今素ガス供
給系３ａから窒素ガス加熱器３ｂで加財された加温窒素
ガスをシュラウド２に供給し、真空容器１内を常温にま
で加温する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の装置では、試験後に真空容器
１内を加温する際には、前述のようにシュラウド２内に
加温窒素ガスを供給して行うが、上記従来の構造のもの
では、多量の窒素ガスを尼要とするという問題があった
。また、加温窒素カスを用いずに、真空容器１内に窒素
ガスを数十トール（Ｔｏｒｒ）まで導入し、該窒素ガス
の自然対洸によって容器内を加温する方法もあるか、こ
の方法では常温まで加温するのに極めて長時間を要し、
また真空容器か冷却され容器表面か結露するという問題
があった。

さらに、シュラウド２の外側かすくに真空容器１となっ
ているため、装置の大きさによっては、シュラウド２の
定常運転時の温度（約７７Ｋ。

１９６℃）と真空容器壁体（室ｌＡ）との温度差による
輻射熱の侵入量か多くなり、シュラウド２の冷却媒体で
ある液体窒素の消費量が多くなるという問題もあった。

そこで、本発明は、加温時の加温窒素ガスの消費量を大
幅に低減または加温窒素ガスを不要とし、かつ短時間で
常温まで加温することができるとともに、定常運転時の
輻射熱量を低減して冷却用液体窒素の消費量を低減でき
る宇宙環境試験装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明の宇宙環境試験
装置は、真空容器内に、該容器内を冷却するシュラウド
を配設した宇宙環境試験装置において、前記真空容器内
に、輻射熱を遮断するシルト板と、該真空容器内を加熱
するヒーターとを配設したことことを特徴とする特に、
前記シュラウドの外部側にヒーターを配設するとともに
、さらに該ヒーターの外部側にシールド板を配設したこ
とを特徴とするものである。

〔作　用〕

上記構成の宇宙環境試験装置は、加温時に前記ヒーター
を用いることにより加温窒素ガスの使用量を低減でき、
シュラウドの加温時間を短縮できる。さらにシュラウド
とシールド板との間にヒターを配置することにより、ヒ
ーターの熱を効率よくシュラウドに伝えることができ、
より以上に加温窒素ガスの使用量を低減でき、シュラウ
ドの加温時間を短縮できる。また、シュラウドと真空容
器壁体との間にシールド板を設けることによりシュラウ
ドと真空容器壁体との間の熱輻射による熱損失をシール
ド板により低減でき、冷却用液体窒素の消費量を低減で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

まず、第１図乃至第３図は、本発明の宇宙環境試験装置
の第１実施例を示すもので、従来と略同様に、両端に鏡
板部を有する円筒状の真空容器１０の内部には、その内
周全体を覆うようにして円筒状の胴部シュラウド１１ａ
と該胴部シュラウド１１ａの両端部に配置される鎖部シ
ュラウド１１ｂとからなるシュラウド１１が配設される
とともに、該シュラウド１１には、冷却用の液体窒素を
供給する液体窒素供給系１２と、該液体窒素供給系１２
に付設された加温窒素ガス供給系１２ａ及び窒素ガス加
熱器１２ｂとが連設されている。この加温窒素ガス供給
系１２ａは、窒素ガス加熱器１２ｂて加熱した加温用の
窒素ガスをシュラウド１１に供給するもので、弁１２ｃ
、１２ｄの切換えにより前記冷却用の液体窒素あるいは
加温用の窒素ガスのいずれかがシュラウド１１に供給供
給されるように形成されている。

上記シュラウド１］は、真空容器１０の周壁に沿って配
置される筒状の胴部シュラウド１］ａと、真空容器１０
の軸方向両端部に配置される円盤状の鎖部シュラウドｌ
ｌｂとて構成されている。胴部シュラウド１１ａは、液
体窒素の紅路を設けた円筒状のシュラウド、または多数
のフィン付きチューブをリング状のンユラウドサポート
１３ａで保持したものであり、鎖部シュラウド１．１　
ｂは、液体窒素流路を設けた円盤状のシュラウドを支柱
１３ｂて保持したものである。

そして、前記シュラウド１１の外部側には、該シュラウ
ド１１を囲むようにして複数本のヒーター１４が配設さ
れ、さらに該ヒーター１４の外部側には該ヒーター１４
を囲むようにしてシールド板１５が配設されている。特
に前記胴部シュラウド１．１　ａの外部側に設けられる
ヒーター１４には、該胴部シュラウド１１ａの長さに相
当する長さのシーズヒーターが用いられ、前記リング状
のシュラウドサポート１３ａに形成された通孔１６に挿
入され、該シュラウドサポート１３ａにより保持されて
いる。

このヒーター１４の出力や使用本数は真空容器１０の大
きさ等により適宜決定されるものであるか、シュラウド
１］への熱伝達を均一にするため、同一出力のヒーター
を用い、等間隔て配置することが好ましい。さらに同一
寸法のヒーターを用いることにより、絹み立でや交換等
を容易にイｊうことがてき、破損交換等のために保管し
７ておく量も少なくすることかできる。また、上記のよ
うに、ヒーター１４をシュラウドサポート１３　ａに形
成した通孔１６に挿入して保持させることにより、例え
ば交換の際には、ヒーター５を軸方向に抜き取り、挿入
するたけてよく、交換作業が容易になる。

尚、真空容器１０に設けられる排気用ノズルや他の構成
部品との位置関係によりヒーター１４を等間隔に設けら
れない場合でも、できるたけ等間隔になるように配置す
ることが望ましい。

また、前記シールド板１５は、前記シュラウドサポート
１３ａの外部側に設けられ、シュラウド１１と真空容器
１０の壁体との間を区画するように配置されている。こ
のシールド板１５にはステンレススチールの薄板、例え
ば光輝処理またはパフ研磨を行った０、５ｍｍの薄板を
用いることが好ましい。即ち、上記の前処理を行ったス
テンレススチールは光沢面を有しているため、熱反射板
として有効であり、薄板の場合は、加工や組み付けが容
易である。また、入手も容易であり、アルミニウムに比
べて熱収縮率が小さいので温度変化の大きい宇宙環境試
験装置用に好適である。

上記シールド板１３の前記シュラウドサポート１３ａへ
の保持は、第２図、第３図に示すように断面り字状の金
具を介して固定するか、あるいはサポート１３ａに直接
固定しても良い。

また、鎖部シュラウドｌｌｂ側のヒーター１４とシール
ド板１５とは、前記支柱１３ｂに適宜なスペーサーや保
持部材、例えば井桁状のシュラウドサポートを介して上
記同様に取り付けられる。

このように宇宙環境試験装置を形成することにより、定
常運転時には、シールド板１５がシュラウド１１と真空
容器１０の壁体との間の熱輻射を低減し、熱損失を従来
より少なくしてンユラウド１１に供給する液体窒素量を
３０％以上低減させることかできる。

また、試験後に真空容器１０内を常温に加温する際には
、前記ヒーター１４に通電するとともに、前記液体窒素
供給系１２の液体窒素に代えて、窒素ガス供給系１２ａ
から窒素ガス加熱器１２ｂ′Ｃ加熱した窒素ガスをシュ
ラウド１１に導入し、ヒーター１４の加熱力と合わせて
ンユラウト］１を加熱する。このときヒーター１４から
容器の壁側に放射される熱は、前記シールド板１５て反
射してシュラウド１１を加熱するように作用するので、
極めて効率よく加温を行うことができ、常温までの加温
を短時間で済ませることができる。例えば、従来２０数
時間を要していた加温時間を数時間までに短縮できる。

また、ヒーター１４による加温と加温時間の短縮により
、加温用の窒素ガスの消費量と電力消費量を大幅に低減
することができる５さらに、真空容器１０内に少量の窒
素ガスを導入してヒーター１４を作動させ、該窒素ガス
を加温することにより、窒素カス供給系１２ａを設けず
に、加温用の窒素ガスを不要とすることもてきる。

次に第４図は、本発明の第２実施例を示すもので、上記
第１実施例と同様に、真空容器２０内にシュラウド２１
を配設するとともに、その内周側に適数本のヒーター２
２とシールド板２３とを配設したものである。このよう
に構成することによっても、試験終了後の容器内の常温
への加温を短時間で行うことが可能となり、加温用の窒
素ガスの消費量を大幅に低減乃至は零とすることができ
る。

尚、各部の構成や周辺機器の構成は、宇宙環境試験装置
の大きさ等により適宜最適な構成とすることか可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、宇宙環境試験装
置のシュラウド冷却媒体である液体窒素の消費量を大幅
に低減できるとともに、試験終了後の常温までの加温を
極めて効率よく行うことが可能となり、加温用の窒素ガ
スの消費量を大幅に低減でき、さらに加温時間を大幅に
短縮することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は宇宙環境試験装置の概略図、第２図は一部を切
り欠いて示す真空容器の斜視図、第３図は真空容器胴部
の断面図、第４図は本発明の第２実施例を示す真空容器
の一部切り欠き斜視図、第５図は従来の宇宙環境試験装
置の一例を示す概略図である。 １０・・・真空容器　　１１・・・シュラウド　　１２
・・・液体窒素供給系　　１Ｂ＆・・・シュラウドサポ
ート　　１４・・・ヒーター　　１５・・・シールド板
１６・・・通孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内に、該容器内を冷却するシュラウドを配
   設した宇宙環境試験装置において、前記真空容器内に、
   輻射熱を遮断するシールド板と、該真空容器内を加熱す
   るヒーターとを配設したことを特徴とする宇宙環境試験
   装置。 ２、真空容器内に、該容器内を冷却するシュラウドを配
   設した宇宙環境試験装置において、前記シュラウドの外
   部側に真空容器内を加熱するヒーターを配設するととも
   に、さらに該ヒーターの外部側に輻射熱を遮断するシー
   ルド板を配設したことを特徴とする宇宙環境試験装置。 ３、前記シュラウドを保持するシュラウドサポートに等
   間隔の通孔を設けて該通孔で同一寸法、同一容量のシー
   ズヒーターを保持するとともに、該シュラウドサポート
   の外部側でステンレススチール製のシールド板を保持し
   たことを特徴とする請求項２記載の宇宙環境試験装置。