JPS5876911A

JPS5876911A - 放熱量制御装置

Info

Publication number: JPS5876911A
Application number: JP17418581A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yasunaga; 安永　壽夫
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1983-05-10

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】本発明は真空中で使用される機器の温度を一定番こ保持
するように制御する放熱量制御装置に関する。

真空中、とく番ζ宇宙空間での放熱は、放射熱伝達番〔
よってのみ行なわれるため、放熱量を制御して機器の温
度を所定の値に保持することが非常にむずかしい。従来
、この温度を一定に保持するためには、サーマル・ルー
パが用いられている。しかし、このサーマル・ルーバは
構造が複雑で、組立て、調整が容易でなく、またこのサ
ーマル・ル−パの温度制御性能は、各部の光学特性や形
態係数のみならず、外部入射光の角度等によっても影響
をうけ、正確な熱設計がむずかしく、また各部の光学特
性の経時変化によっても性能が変化する等の問題がある
。

このことから、第１図に示すごとき放熱量制御装置が耀
案されている。第１図において、温度を制御すべき機器
１が搭載された基板２ξこは、その隅部−こ設けられ、
断熱スペーサー３を介設したボルト４およびナツト５番
こよって、下方に配置された放熱板６が所定の間隔をお
いて断熱的に固定されている。また基板２と上記放熱板
６との間には、伸縮可能な容器７が配設され、その容器
７は、上端、を基板２の下面側に閉塞固定されたベロー
ズ８と、このベローズ８の下端を閉塞し、前記放熱板６
と接離するように設けられた接触板９と、この接触板９
に固定された調整ポルト１０と、伸縮可能な容器７の伸
縮距離を調整する調整ばね１１およびナツト１２からな
り、この容器７内には、その蒸気圧によって容器７およ
び調整ばね１１を伸縮せしめる作動流体１３が封入され
てあり、前記放熱板６には反射板１４が取付けられてい
る。

しかして、温度を制御すべき発熱体となる機器１からの
発熱を、基板２に伝達し、さらに伸縮可能な容器７内の
作動流体１３を加熱する。この場合、放熱板６と対向す
る容器７の接触板９の位置は、ベローズ８と調整ばね１
１のばね力と、容器７内の作動流体１３の蒸気圧とが平
衡する条件で定まる。

容器７内の作動流体１３が所定温度以上に加熱され、蒸
気圧が上昇すると、容器７が伸長して接触板９が押し下
げられ放熱板６に接触し、この接触面での熱伝導により
、熱が放熱板６へ伝達され、さらに放熱板６から放射熱
伝達により放熱され、機器ｌの冷却が行なわれる。この
ようにして機器１を所定の温度以下に冷却すると、これ
に伴なって容器７内の作動流体１３の蒸気圧が減少し、
ベローズ８と調整ばね１１のばね力によって、容器７が
収縮して接触板９が放熱板６から離れ、放熱を停止する
。斯くして設定温度を境いとして容器７の接触板９と放
熱板６とが接離を繰り返すこと番こより、機器ｌを所定
の温度に自動的に制御することができる。そして、この
設定温度は、調整はね１１によって簡単番こ設定するこ
とができる。従って調整ばね１１のばね力と、作動流体
１３の種類が定まれば、機器ｌの設定温度に対し、予め
調整ばね１１で、接触板９と放熱板６との間隔を調整し
ておくことにより、精度曳く温度を制御することができ
、しかも、従来のサーマル・ルーパに比べ構造が簡単で
、トラブルも少なく、正確な設計が行なえ、また放熱面
のコーディング等の経時変化によって放射熱伝達系の変
化が生起しても、接触板９と放熱板６との接触時間の変
化により、その影響は自動的に補償されるので、設定温
度が経時変化の影響を受けることは少ない。

斯くして、簡単な構造で精度の良い温度制御をすること
ができ、発熱量による設定温度の変化が小さく、経時変
化の影響も受は番とくい放熱量制御装置を得ることがで
きる。

しかしながら、前述の第１図による放熱量制御装置−こ
おいては、作動流体１３を通じて熱輸送を行なうとい−
う欠点がある。すなわち、伸縮可能な容器７内の作動流
体１３は、常に気液の２相状態にあるが、どちらも熱伝
導率が低く、この作動流体１３で熱伝導をさせることは
大変困難である。

また、この放熱量制御装置が用いられるのは、無重力の
宇宙空間であり、体積力のない環境では対流は存在せず
、作動流体１３の内部の熱輸送に対流膏剤いることはで
きない。伸縮可能な容器７内をヒートパイプ化すれば、
相変化という有効な熱伝達を用いることができるが、や
はり無重力下であるため、冷温側の凝縮部（この場合接
触板９）から高温側の蒸発部（基板２）へ作動流体１３
の液相部分を、その表面張力によって送り戻すためのウ
ィックが必要となる。しかし、ベローズ８の伸縮番ζよ
って軸方向の長さ、が変化するため、そのウィックには
、大変むずかしい構造を必要とする。

そのため、第１図番こ示した従来例の特徴であった、サ
ーマル・ルーバに比べての構造の簡易さが失われる。

そこで、こうした欠点の除去が希求されている。

本発明は、このような点番ζ鑑みてなされたもので、構
造が簡単で、放熱性能に優れた放熱量制御装置を提供す
ることを目的とし、温度を制御すべき発熱体となる機器
を一面に搭載する基板と、その基板の他面側に位置し、
両端を閉塞し内部に作動流体を封入した、伸縮可能な容
器等からなる放熱量制御装置において、上記基板の他面
に熱の良導体からなる１本乃至複数本の支柱を植設し、
その支柱の先端に固定平板を固着しており、固定平板の
基板側の面には、他端を可動平板で閉塞したベローズを
固着し、伸縮可能な容器を形成しており、その容器内に
は作動流体を封入し、上記容器の基板側の可動平板には
、容器の伸縮により基板と接触離脱を行なう放熱体を接
続したことを特徴とし、ざらに受熱平板と、伸縮する容
器の基板側の可動平板との接続は、可動平板の周端部を
曲げ、断熱スペーサーを介設したボルトおよびナツト番
こよって断熱的基こ固定し、放熱体は放熱平板、受熱平
板およびその両者をつなぐ、１乃至複数の伝熱体から形
成したことを特徴とし、また伝熱体を薄以下第２図を参
照して、本発明の一実施例１こついて説明する。なお、
第１図と同一部分については、同一符号を付しその説明
を省略する。

第２図において、温度を制御すべき機器１が搭載されて
いる基板２の、機器ｌと反対の面には、熱の良導体から
なる１本乃至複数本の支柱１５が植設され、その支柱１
５の先端１こは固定平板１６が固着されている。また固
定平板１６の基板２側の面には、他端を可動平板１７で
閉塞されたベローズ８が固着され、伸縮可能な容器７を
形成しており、この容器７内には、その蒸気圧によって
容器７を伸縮せしめる作動流体１３が封入されている。

さらに上記伸縮可能な容器７の基板２側の可動平板１７
には、容器７の伸縮により、基板２と接触離脱を行なう
放熱体１８が接続されている。

しかして、機器１の発熱が増加し、温度が上昇すると、
熱を基板２．支柱１５および容器７を軽て作動流体１３
に伝達し、その作動流体１３の温度が上昇すること番こ
より、容器７内部の圧力が増加し、ベローズ８が伸び、
放熱体１８が基板２に押しつけられ、機器１め発熱カー
基板２を介して、直接、放熱体１８４ζ伝わり、その他
方の面から放熱する。機器１の温度が下がれば、同じプ
ロセスで作動流体１３の圧力が低下し、ベローズ８が縮
み、放熱体１８と基板２が離脱し放熱を終了する。この
プロセスは容器７内の作動流体１３を、その圧力変化番
こよって放熱体１８の＊＊のためだけに用い、機器１の
発熱は、作動流体１３の大きな熱抵抗を通らず、直接、
放熱体１Ｂに伝達するため、放熱性能を大きく向上する
ことができる。

次いで第３図を参照して、本発明の他の実施例について
説明する。なお第１図および第２図と同一部分について
は、同一符号を付しその説明を省略する。

第３図において、前記一実施例の第２図における放熱体
１８は、放熱平板１９．受熱平板部およびその両者をつ
なぐ、１乃至複数の伝熱体２１からなる放熱体１８が形
成されており、基板２と受熱平板１９とは、放熱状部に
招いて接触している。

斯くして放熱体用、を形成する材質が、受熱平板部と基
板２の間の接触抵抗に比べて、十分に大きな熱伝導率を
持つことを条件に、放熱性能を下げることなく、システ
ム全体の重量を軽減することができる。なお、受熱平板
部と、伸縮する容器７の基板２側の可動平板１７との間
の接続は、可動平板１７の周端部を曲げ、断熱スペーサ
ー３を介設したボルト４およびナツト５によって、断熱
的に固定されている。これは基４ｊ２と放熱体１８が、
離れている場合の両者間の断熱を良くするためで、第２
図に示した一実施例の場合にも適用することができる。

第４図は本発明のさらに他の実施例で、第３図に示した
伝熱体２１を薄いノ１ニカムのコアとされ、受熱平板部
と放熱平板１９の間に平均に分布させられ、放熱体１８
全体がハニカム構造とされている。

斯くすることにより、受熱平板部が、基板２から受けた
熱を、中央部と張り出し部を除く放熱平板１９の全面化
平均的に伝えるので、熱パスとして、より理想的なもの
となり、受熱平板部や放熱平板ｌ９を薄くして、一層の
軽量化を可能とすることができる。

以上説明したように本発明によれば、容器の伸縮によっ
て基板と接触離脱を行なう放熱体が設けられたことによ
り、機器の発熱は作動流体の大きな熱抵抗を通らず、直
接、放熱体に伝達されるため、放熱性能を大きく向上す
ることができ、また放熱体を放熱平板、受熱平板と、そ
の両者をつなぐ１乃至複数の伝熱体によって形成したこ
とにより、放熱性能を下げることなく、システム全体の
重量を軽減することができ、さらに上記伝熱体を薄いハ
ニカムのコアとした場合には、一層の軽量化を可能とす
ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例による放熱量制御装置の縦断概略側面図
、第２図は本発明の一実施例基こよる放熱量制御装置の
縦断概略側面図、第３図は本発明の他の実施例による放
熱量制御装置の縦断概略Ｉ＆１ｌｆｉｉ図、第４図は本
発明のさらに他の実施例による放熱量制御装置の縦断概
略側面図である。２・・・基板、６・・・放熱板、７・・・容器、９・・
・接触板、１３・・・作動流体、１５・・・支柱、１６
・・・固定平板、１７・・・可動平板、１８・・・放熱
体、１９・・・放熱平板、加・・・受熱平板、２１・・
・伝熱体、ρ・・・ハニカムのコア。

Claims

【特許請求の範囲】１、温度を制御すべき発熱体となる機器を一面番こ搭載
する′基板と、その基板の他面側に位置し、両端を閉塞
し内部に作動流体を封入した伸縮可能な容器等とからな
る放熱量制御装置において、上記基板の他面に熱の良導
体からなる、１本乃至複数本の支柱を植設し、その支柱
の先端に固定平板を固着しており、−固定平板の基板側
の面には、他端を可動平板で閉塞したベローズを固着し
て伸縮可能な容器を形成しており、その容器内には作動
流体を封入し、上記容器の基板側の可動平板には、容器
の伸縮により基板と接触離脱を行なう放熱体を接続した
ことを特徴とする、放熱量制御−置。２、受熱平板と、伸縮する容器の基板側の可動平板との
接続は、可動平板の周端部を曲げ、断熱スペーサーを介
設したボルトおよびナツト番こよって断熱的に固定し、
放熱体は放熱平板、受熱子ＩＮ詔よびその両者をつなぐ
、ｌ乃至複数の伝熱体から形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の放熱量制御装置。３、伝熱体を薄いハニカムのコアとしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の放熱量制御装置。