JPH0548115Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、宇宙環境と略同等の高真空、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宇宙環境試験装置に関
し、特に横型宇宙環境試験装置に用いるシユラウ
ドに関する。

〔従来の技術〕

宇宙環境試験装置（スペースチエンバー）は、
一般に、真空容器の内部にシユラウド又はシール
ドと呼ばれる熱吸収壁を設置して宇宙の冷暗黒を
模擬するとともに、真空容器の内部を真空ポンプ
で真空排気して宇宙の高真空を模擬するものであ
る。即ち、シユラウドを100K以下に冷却して、
宇宙の冷暗黒を模擬するのが一般的であり、その
寒冷源としては、液体窒素やヘリウム冷凍機から
供給されるヘリウムが用いられている。さらに、
前記真空容器内に放出ガスの多い試験体を収容し
て高真空に排気するためには、非常に大きなポン
プを用いて排気する必要があるが、このような場
合には、真空容器の内部、シユラウド内に極低温
排気面、即ちクライオパネルを組み込んで、該ク
ライオパネルを20K以下に冷却し、窒素等のガス
を凝結排気するクライオパネルとして機能させる
必要があつた。このクライオパネルの冷却源に
は、従来からヘリウム冷凍機から供給されるヘリ
ウムが用いられている。

また、試験完了後に真空容器内を常温まで加温
する際には、一般に、窒素ガスをシユラウドに導
入することにより行われていた。

このような宇宙環境試験装置に用いるシユラウ
ドには、前記真空容器の形状やその目的に合わせ
て様々な形状及び構造のものが使用されるが、シ
ユラウドの構造のひとつに、熱伝導性の優れた平
面状のアルミニウム製の板に冷却管をTIG溶接等
で取り付けたものがある。

即ち、第５図及び第６図に示すように、円筒状
に形成したアルミニウム板１の表面に冷却管２を
溶接したり、第７図に示すようにリング状のアル
ミニウム板３を複数個略平行に配置し、該アルミ
ニウム板３を直角に貫通させて冷却管４を溶接し
てシユラウドを形成し、真空容器内において、こ
のシユラウドの外周にクライオパネル５を組み込
み、さらにその外周に外部シユラウド６を設けた
ものがある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、シユラウドとして、供試体や真
空容器からの熱負荷を吸収して100K以下の極低
温面を得るためには、吸収した熱を確実に液体窒
素等の冷媒に伝えるための十分な伝熱断面積と溶
接線を有した構造とする必要がある。従つて、ア
ルミニウム板と冷却管を溶接する時には、十分な
伝熱断面積を確保するためにアルミニウム板と冷
却管を十分に溶け込ませた溶接を行う必要がある
ことから、溶接の電流値が大きくなり溶接のアー
クが冷却管を貫通するなどのリークの原因とな
る。また、一般的に高真空が要求される宇宙環境
試験装置の許容リーク量は、溶接部一か所当たり
１×10^-8Torr.l／sec以下と極めて厳しいため、
僅かな傷でも問題となる。

尚、ステンレスや銅製の板に銅製の冷却管を蝋
付けあるいは半田付けで取り付けた構造のものも
あるが、放出ガスの点や熱応力の面で問題があつ
た。また、溶接で施工する場合には、細心の注意
をはらう必要があること、半田付け等の蝋付けで
施工する場合は、多量の半田等の蝋材を溶け込ま
せる必要のあることから、施工に時間がかかり、
作業効率が悪かつた。さらに、前記第６図のよう
な接合法の場合は、熱応力により、蝋付け又は溶
接部の剥離が生じることがあつた。

またさらに、チエンバーの使用目的によつて
は、大きな冷却速度を必要とする場合があり、こ
のような場合には、大きな表面積を有する冷却板
が必要であつた。

そこで本考案は、このような厳しい許容リーク
量を満足するシユラウドを容易に製作でき、シユ
ラウドを構成するアルミニウム板を十分に冷却す
ることが可能な宇宙環境試験装置用シユラウドを
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、本考案の宇宙
環境試験装置用シユラウドは、外周上に溶接用の
平板張出し部を設けたアルミニウム押出し成形に
よる冷却管をアルミニウム板に溶接したこと、又
は所定幅のフインを有するフイン管をリング状に
成形したことを特徴とし、さらに前記リンク状に
成形した複数のフイン管を略平行に配設したこと
を特徴としている。

〔実施例〕

以下、本考案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図は本考案の第１実施例を示すもの
で、例えば前記第６図や第８図に示したと同様の
構造のシユラウドの要部を示す断面図である。本
実施例に示すシユラウドは、外周上に溶接用の平
板張出し部１１を設けたアルミニウム押出し成形
による冷却管１２と、アルミニウム板１３とから
なり、前記冷却管１２の平板張出し部１１をアル
ミニウム板１３に溶接したものである。

このように冷却管１２の外周に溶接用の平板張
出し部１１を設けることにより、溶接時にアーク
が発生しても、溶接部と冷却管１２の管体部とが
離れているため、アークが管体部を貫通するよう
なことがなくなるので、電流値を大きくしてアル
ミニウム板１３と冷却管１２を十分に溶け込ませ
た溶接を行うことができ、十分な伝熱断面積を確
保することができる。

本実施例を、前記従来法で説明した第５図に示
すものに適用すると、十分な伝熱断面積と溶接線
を確保でき、供試体等による熱負荷を受けるアル
ミニウム板シユラウドを均一に冷却することが可
能になる。

第２図は本考案の第２実施例を示すもので、前
記第８図に示したと同様の構造のシユラウドを形
成するものである。

このシユラウドは、両側に所定幅のフイン２１
を有するフイン管２２をリング状に成形し、フイ
ン管２２の管体部２２ａの両端を冷却媒体の供
給・排出用の管２３に接続したものである。尚、
フイン管２２をリンク状に成形したときに内周側
となるフインには、曲げ成形を容易に行えるよう
に切り込み２４を設け、リング状に成形したとき
にこの該切り込み部が当接して内周側のフインが
平板状になるようにしている、このフインの面積
は、所要伝熱量に応じて適宜設定すれば良い。

第３図は本考案の第３実施例を示すもので、上
記第２実施例の変形例である。即ち、フイン管３
１をリング状に成形したときに内周側となるフイ
ン３２を、外周側のフイン３３より幅狭になるよ
うに形成し、フイン管３１の曲げ成形性を向上さ
せたものである。

第４図は、上記第２実施例又は第３実施例に示
す構造を有するシユラウドを真空容器内に配設し
た状態を示している。

即ち、例えば、シユラウドに組み込まれるクラ
イオポンプの吸入側に使用されるシユラウドにお
いては大きな冷却速度又は排気速度が必要となる
ことがあるため、前記第７図に示したようにリン
グ状の板を複数個略平行に配置した構造のシユラ
ウドが使用されることがある。このような部分の
シユラウドとして、図に示すシユラウド４０は、
第１図に示すように、リング状のアルミニウム板
１３に溶接用の平板張出し部１１を設けた冷却管
１２を溶接したものや、あるいは、前記第２図又
は第３図に示す構造のリング状のフイン管２２，
３１からなるシユラウド構成材４１を、真空容器
内に複数個略平行に所定の間隔で配置するととも
に、冷却管１２あるいはフイン管２２，３１の管
体両端部を連結管４２で連結して連続した流路を
形成したものである。尚、上記連結管４２に代え
て、人口及び出口用の集合管を用い、冷却管１２
あるいはフイン管２２，３１を接合して流路を形
成することもできる。

このような構成とすることにより、急速冷却等
の大きな伝熱面を必要とする場合に、この要求に
応じて伝熱面を設定することができる。

また、このシユラウド４０に前述のクライオパ
ネル及び外部シユラウドを組み合わせて、上記流
路に液体窒素やヘリウム冷凍機からのヘリウムを
供給することにより、十分な伝熱長さを確保しな
がら、冷却速度又は排気速度の十分大きいクライ
オポンプの製作が可能になる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の宇宙環境試験装
置用シユラウドは、溶接用の平板張出し部を設け
たアルミニウム押出し成形による冷却管をアルミ
ニウム板に溶接して形成したから、熱歪みによる
変形と接合部の破損を防いで十分な伝熱断面積と
溶接線を確保できるため、供試体や真空容器から
熱負荷を確実に液体窒素等の冷媒に伝えることが
可能で、十分な伝熱断面積を確保するため溶接時
に電流値の大きな溶接を施工してもリークの発生
のないシユラウドを提供できる。

また、所定幅のフインを有するフイン管をリン
グ状に成形してシユラウドを形成することによ
り、冷却管の溶接工程を省略して曲げ加工と配管
の接続だけでシユラウドを形成でき、また、冷却
速度を得るためにアルミニウム板表面積を必要に
応じて大きく設定することができ、さらにこのよ
うな構成のシユラウドを複数個略平行に配置して
真空容器に組み込むことにより、十分な伝熱長さ
と面積を確保しながら、冷却速度の十分大きいシ
ユラウドの製作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示すシユラウド
要部の断面図、第２図は本考案の第２実施例を示
すシユラウドの側面図、第３図は本考案の第３実
施例を示すシユラウドの側面図、第４図は本考案
のシユラウドを複数個略平行に配置して組み立て
た状態を示す斜視図、第５図及び乃至第６図は従
来の円筒状シユラウドの一例を示すもので、第５
図はシユラウドの全体斜視図、第６図は要部の断
面図、第７図は従来のシユラウドの他の形状例を
示す斜視図である。 １１……平板張出し部、１２……冷却管、１３
……アルミニウム板、２１，３２，３３……フイ
ン、２２，３１……フイン管、４１……シユラウ
ド構成材、４２……連結管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 外周上に溶接用の平板張出し部を設けたアル
   ミニウム押出し成形による冷却管をアルミニウ
   ム板に溶接したことを特徴とする宇宙環境試験
   装置用シユラウド。 ２ 請求項１記載の宇宙環境試験装置用シユラウ
   ドにおいて、前記平板張出し部を設けた冷却管
   を略円形に成形し、リング状のアルミニウム板
   に溶接したことを特徴とする宇宙環境試験装置
   用シユラウド。 ３ 前記リンク状のアルミニウム板を複数個略平
   行に配置したことを特徴とする請求項２記載の
   宇宙環境試験装置用シユラウド。 ４ 所定幅のフインを有するフイン管をリング状
   に成形したことを特徴とする宇宙環境試験装置
   用シユラウド。 ５ 前記リング状に成形したフイン管を複数個略
   平行に配置したことを特徴とする請求項４記載
   の宇宙環境試験装置用シユラウド。