JPS6333760Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (1) 考案の詳細な説明 本考案は、人工衛星に搭載された赤外線検知器
などの特殊部品を宇宙空間において冷却する放射
冷却器に関し、特に冷却性能を向上すると共に小
形化を図ることができる放射冷却器に関する。

(2) 技術の背景 第１図は従来の放射冷却器１を搭載した人工衛
星２を地球３と共に示した概略説明図であり、第
２図は上記放射冷却器１の拡大説明図である。上
記人工衛星２は、例えば資源探査衛星などであ
り、地球の上空約900Km位の軌道上にのせられ、
地球３からその鉛直線４の方向に放射された赤外
線５を人工衛星２の本体６内に設けられたミラー
７で直角方向に反射し、該本体６の一側面がわに
設けられた赤外線検知器８へ入射して測定するよ
うになつている。そして、上記赤外線検知器８と
しては、応答速度の速いCdHgTeまたはPbSnTe
等の光量子検知器が用いられるが、これらの光量
子検知器は感度が高くかつ応答速度が速いけれど
もその性能を十分に発揮させるためには、100〓
以下に冷却することが必要である。そこで、上記
本体６の一側面がわに設けられた赤外線検知器８
の部位に放射冷却器１を取り付け、宇宙空間の温
度４〓を利用して宇宙空間に熱を自然放射して上
記赤外線検知器８を冷却している。しかしなが
ら、この種の放射冷却器は冷却板を介して上記の
如く熱の自然放射のみに依存しているため、小
形、軽量化は可能であるが、その冷却能力は自ず
と限度があり小さいものである。したがつて、こ
のような放射冷却器においては、赤外線検知器の
加熱要素となる外部からの放射熱、すなわち、主
として太陽放射熱と地球放射熱、あるいは人工衛
星本体からの伝導熱による熱入力をできるだけ遮
へいすることが必要であり、また冷却性能向上の
最も有効な手段であるといえる。なお、この場
合、太陽からの放射熱が上記放射冷却器１の開口
部へ直接入射しないように衛星軌道が考慮されて
いる。

(3) 従来技術と問題点 従来の放射冷却器１は、第２図に示すように、
人工衛星２の本体６の一側面がわにて赤外線検知
器８を取付ブロツク９を介して取り付けた第一冷
却板１０ａと、この第一冷却板１０ａの外周縁近
傍から拡開形成された反射板１１と、この反射板
１１の先端周縁から外方へ延出した第二冷却板１
０ｂと、外壁１２と、この外壁１２の先端周縁か
ら拡開形成されたシールド板１３とを有して成
る。ここで、従来、地球３からの放射熱１４が直
接第一冷却板１０ａに入射しないようにするた
め、第二冷却板１０ｂを内方へできるだけ張り出
し、反射板１１の先端周縁と交わる角部１５をで
きるだけ内方へ位置させていた。しかしこの場合
は、第２図に鎖線矢印Ａで示すように、シールド
板１３がわから上記第二冷却板１０ｂ自体へ入射
する放射熱１４の入射臨界角θが大となり、結局
該第二冷却板１０ｂへの地球３からの放射熱１４
による熱入力が大きくなるものであつた。したが
つて、放射冷却器１としての冷却性能が低下する
ものであつた。これに対処して、上記第二冷却板
１０ｂへの放射熱１４の入射臨界角を小さくする
ためにシールド板１３を長くすると、放射冷却器
１全体が大形化するものであつた。

また、従来の放射冷却器１においては、その外
壁１２が人工衛星２の本体６の一側面に直接取り
付けられているので、太陽放射熱や地球放射熱で
昇温された本体６の温度（例えば約20℃）が上記
外壁１２へ伝導され、さらにその先端がわのシー
ルド板１３にも伝導され、これら昇温した外壁１
２及びシールド板１３からの輻射熱による上記第
二冷却板１０ｂへの熱入力が大きくなるものであ
つた。したがつて、前述と同様に放射冷却器１と
しての冷却性能が低下するものであつた。

(4) 考案の目的 本考案は上記の問題点を解消するためになされ
たもので、冷却性能を向上すると共に小形化を図
ることができる放射冷却器を提供することを目的
とする。

(5) 考案の構成 そして上記の目的は本考案によれば、人工衛星
本体の一側面がわに取り付けられ一方の面に赤外
線検知器を備え他方の面を地球の鉛直線と略平行
に配置して設けられた第一冷却板と、この第一冷
却板の外周縁近傍から上記赤外線検知器と反対側
に向けて拡開形成された反射板と、この反射板の
先端周縁から地球の鉛直線と略平行に外方へ延出
した第二冷却板と、上記第一冷却板及び反射板並
びに第二冷却板を外周がわから覆う外壁と、この
外壁の先端周縁から拡開形成されたシールド板と
を有する放射冷却器において、上記第二冷却板へ
のシールド板がわ又は外壁がわからの熱入力を小
さくするようにしたことを特徴とする放射冷却器
を提供することによつて達成される。

(6) 考案の実施例 以下、本考案の実施例を添付図面に基いて詳細
に説明する。

第３図は本考案による放射冷却器１′を示す断
面説明図である。この放射冷却器１′は、第１図
に示すと同様に、人工衛星２の本体６の一側面が
わに取り付けられており、該人工衛星本体６内に
設けられたミラー７によつて地球３の鉛直線４と
略直角方向に反射された地球３からの赤外線５を
入射して測定する赤外線検知器８を冷却するもの
である。上記本体６の一側面がわには、赤外線検
知器８を取付ブロツク９を介して取り付けた第一
冷却板１０ａが設けられている。この第一冷却板
１０ａは、その熱放射面１６ａから宇宙空間に対
して熱を自然放射することにより上記赤外線検知
器８を冷却するもので、アルミニウム又はベリリ
ウム等の軽量で熱伝導の良好な材料で形成され、
上記熱放射面１６ａは地球３の鉛直線４と略平行
に配置されている。なお、上記取付ブロツク９も
アルミニウム又はベリリウム等の軽量で熱伝導の
良好な材料で形成されている。

上記第一冷却板１０ａの外周縁の近傍からは、
反射板１１が拡開形成されている。この反射板１
１は、地球３からの放射熱１４が直接第一冷却板
１０ａに入射しないようにその先端部１５で該放
射熱１４を遮断すると共にその内表面に入射した
放射熱１４を反射して宇宙空間へ放出するもの
で、その内表面は鏡面仕上げされ、上記第一冷却
板１０ａの外周縁とわずかな間隙Ｃをもつて赤外
線検知器８の反対側に向けて角錐状又は円錐状に
拡開して形成されている。なお、上記間隙Ｃは、
地球３からの放射熱１４が入射して昇温した反射
板１１の熱が第一冷却板１０ａに伝導するのを防
止するために設けられたもので、上記両者の板１
０ａ，１１間は熱伝導の少い棒材等を介して互い
に連結されている。

上記反射板１１の先端部１５には第一冷却板１
０ａがわに向けて折返し部１７が形成されてお
り、この折返し部１７の先端にて上記第一冷却板
１０ａ寄りの手前の位置に第二冷却板１０′ｂが
外方へ延出して設けられている。この第二冷却板
１０′ｂは、上記第一冷却板１０ａと同様にその
熱放射面１６ｂから宇宙空間に対して熱を自然放
射するもので、アルミニウム又はベリリウム等の
軽量で熱伝導の良好な材料で形成され、上記熱放
射面１６ｂは地球３の鉛直線４と略平行に配置さ
れている。なお、上記折返し部１７の外表面は鏡
面仕上げされており、該折返し部１７に入射した
地球３からの放射熱１４を反射して宇宙空間へ放
出するようになつている。

上記第一冷却板１０ａ、反射板１１及び第二冷
却板１０′ｂの外周側には、外壁１２が形成され
ている。この外壁１２は、放射冷却器１′の外周
部材となると共に外部からの放射熱を遮断するも
ので、本体６の一側面に角筒状又は円筒状に形成
されている。そして上記外壁１２の先端部から
は、シールド板１３が該外壁１２に連続して拡開
形成されている。このシールド板１３は、その内
表面に入射した地球３からの放射熱１４を反射し
て宇宙空間へ放出するもので、その内表面は鏡面
仕上げされ、上記第二冷却板１０′ｂの外周縁と
わずかな間隙C′をもつて赤外線検知器８の反対側
に向けて角錐状又は円錐状に拡開して形成されて
いる。また、上記間隙C′は前述の間隙Ｃと同様の
目的で設けられ、かつ上記両者の板１０′ｂ，１
３間も同様に連結されている。

なお、上記反射板１１、外壁１２及びシールド
板１３は、いずれもアルミニウム等の軽量材で形
成されている。

ここで、上記第二冷却板１０′ｂは、第２図に
示す従来の第二冷却板１０ｂに比べて第一冷却板
１０ａ寄りの手前の位置へ設けられているので、
本体６の一側面からの距離l′が第２図における距
離ｌよりも小さくなり、第３図に鎖線矢印A′で
示すようにシールド板１３がわから上記第二冷却
板１０′ｂへ入射する放射熱１４の入射臨界角
θ′が小さくなる。したがつて、該第二冷却板１
０′ｂへの地球３からの放射熱１４による熱入力
を小さくすることができる。この場合において
も、反射板１１の先端部１５の位置は第２図に示
す従来の位置と全く同じであるので、地球３から
の放射熱１４が直線第一冷却板１０ａに入射する
ことはない。なお、上記第二冷却板１０′ｂへ入
射する放射熱１４の入射臨界角θ′が第２図に示す
角度θと同程度でよい場合は、シールド板１３の
張り出し長さＬを短くすることができ、このとき
は放射冷却器１′の全体形状が小形化される。

第４図は本考案の他の実施例を示す断面説明図
である。この実施例においては、外壁１２を径の
異なる内筒部材１２ａと外筒部材１２ｂとで形成
し、例えば内筒部材１２ａを本体６の一側面に取
り付けると共に外筒部材１２ｂをシールド板１３
に連接し、これら両部材１２ａ，１２ｂを該両者
間にガラス繊維入りエポキシ樹脂等の断熱性部材
からなる介在物１８，１８を介在させて連結して
ある。この場合は、太陽放射熱や地球放射熱で昇
温された人工衛星２の本体６の温度は、内筒部材
１２ａには伝導するが外筒部材１２ｂには伝導せ
ず、該外筒部材１２ｂ及びこれに連接されたシー
ルド板１３の温度を下げることができる。したが
つて、上記外筒部材１２ｂ及びシールド板１３か
らの輻射熱による第二冷却板１０ｂへの熱入力を
小さくすることができる。なお、外壁１２の形状
は図示のものに限られず、例えば同径の二部材１
２ａ，１２ｂ間を断熱性で板状の介在物１８を介
して連結してもよい。

なお、上記第３図に示す実施例と第４図に示す
実施例とを加え合せて、第二冷却板１０′ｂを第
一冷却板１０ａ寄りの手前の位置へ設けると共
に、外壁１２を内筒部材１２ａ及び外筒部材１２
ｂの二部材に分割して形成してもよい。

(7) 考案の効果 本考案は以上のように構成されたので、第二冷
却板１０′ｂを第一冷却板１０ａ寄りの手前の位
置へ設けたことにより、シールド板１３がわから
該第二冷却板１０′ｂへ入射する地球３からの放
射熱１４の入射臨界角θ′を小さくすることができ
る。したがつて、上記第二冷却板１０′ｂへの地
球３からの放射熱１４による熱入力を小さくで
き、放射冷却器１′としての冷却性能を向上する
ことができる。これは、特に人工衛星２の高度が
低い場合に、地球３の影響を少くできるものであ
る。また、第４図に示す他の実施例のように、外
壁１２を内筒部材１２ａと外筒部材１２ｂとの二
部材に分割して形成し、人工衛星２の本体６の温
度が外筒部材１２ｂに伝導しないように遮断する
ことにより、やはり第二冷却板１０ｂへの熱入力
を小さくできる。したがつて、放射冷却器１′と
しての冷却性能を向上することができる。一方、
第３図の実施例において、放射熱１４の入射臨界
角θ′を従来に比し特に小さくすることなく同等の
冷却性能でよい場合は、シールド板１３の張り出
し長さＬを短くすることができ、放射冷却器１′
の全体形状を小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射冷却器を搭載した人工衛星
を地球と共に示した概略説明図、第２図は従来の
放射冷却器を示す拡大説明図、第３図は本考案に
よる放射冷却器を示す断面説明図、第４図は他の
実施例を示す断面説明図である。 １′……放射冷却器、４……地球の鉛直線、５
……赤外線、６……人工衛星の本体、７……ミラ
ー、８……赤外線検知器、１０ａ……第一冷却
板、１０ｂ，１０′ｂ……第二冷却板、１１……
反射板、１２……外壁、１２ａ……内筒部材、１
２ｂ……外筒部材、１３……シールド板、１５…
…反射板の先端部、１８……介在物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 人工衛星本体の一側面がわに取り付けられ一
   方の面に赤外線検知器を備え他方の面を地球の
   鉛直線と略平行に配置して設けられた第一冷却
   板と、この第一冷却板の外周縁近傍から上記赤
   外線検知器と反対側に向けて拡開形成された反
   射板と、この反射板の先端周縁から地球の鉛直
   線と略平行に外方へ延出した第二冷却板と、上
   記第一冷却板及び反射板並びに第二冷却板を外
   周がわから覆う外壁と、この外壁の先端周縁か
   ら拡開形成されたシールド板とを有する放射冷
   却器において、上記外壁の先端と、上記反射板
   の先端との相対位置関係を維持しつつ上記第二
   冷却板を、上記反射板の先端部より第一冷却板
   寄りの手前の位置へ設けたことを特徴とする放
   射冷却器。 ２ 上記外壁を上記人工衛星本体側構造部材と外
   壁先端側構造部材との二部材に分割して形成
   し、該両者間に断熱性部材からなる介在物を介
   して連結したことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の放射冷却器。