JPS6338245A - コ−ルドプレ−ト - 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］ 本発明は宇宙船、人口衛星等の宇宙機器に於いて、トラ
ンス、パワートランジスタ等からの発熱を吸収する為に
設けられるコールドプレートに関するものである。

［従来の技術］ 宇宙に於いては真空、無重力であるので、空気の対流現
象による熱伝達を期待することができない。更に熱の放
熱場所は宇宙空間であり、最終的には熱輻射によらなけ
ればならない。

従って、トランス等の発熱源からの熱を宇宙機器の外部
に露出させて設けた放熱器へ熱を移動させる手段か必要
であり、この熱移動の手段の１としてコールドプレート 現在コールドプレーｉ・としては第３図、第４図に示さ
れるものが考えられている。

中空平板状の受熱体１の１端部に水、フレオン等の冷媒
を流入せしめる配管２が接続され、他端部に流出用の配
管３か接続されている。又受熱体１の内部には流路形成
を兼ねるフィン４が設けられている。冷媒は図示しない
ポンプによって放熱器とコールドプレー１・間を循環す
る様になっている。

ｌ・ランス、パワートランジスタ等の発熱源５からの熱
は受熱体ｌに熱伝導し、受熱体１の熱は内部を流れる冷
媒に熱伝達され、冷媒の熱は放熱器により熱輻射で宇宙
空間へ放熱させる様になっている。

一般に、発熱源５をコールドプレートへ取付ける方法と
しては、発熱源５を直接コールドプレートに当接させた
後ボルト等の締結具を使用して固着している。従って、
発熱源５とコールドプレートとの熱移動は両者の機械的
接触を介して行われ、両者間の熱抵抗即ち熱伝達率は両
者間の接触面に於ける接触圧に大きく影響される。

従来、前記発熱源５と受熱体１との接触面に於ける熱抵
抗を低減させる為、図示しないモータ駆動等によるボル
トの締付力を利用して接触圧力を高めることも考慮され
ている。

［発明か解決しようとする問題点コ しかしながら、上述の如き取付方法では熱伝達に供され
る接触面はホルトの周辺に限定され、この狭小な接触面
で接触圧力を高め熱抵抗を低減させて所望の熱伝達を得
ようとするには、数トンレベルの締付力か要求され、駆
動モータ等の装置か大型化すると共に、装置全体の重量
も重くなる為、宇宙船等の打トげコストが大幅に上昇す
るという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、−１−述の問題点を解決することを目的とし
てなしたものであり、中空平板状の受熱体に冷媒循環系
に接続された供給ノズル、排出ノズルを受熱体の下仮に
取付け、受熱体の上板に薄板を対峙せしめて空間を形成
し、該空間内壁にウィックを内張りすると共に、薄板と
上板とを連絡ウィックにて接続し、空間に作動流体を封
入したことを特徴とするものである。

［作　　　用］ 空間内に封入した作動流体は、薄板より熱を奪い蒸発し
上板側に移動し、該上板に熱を放出して液体となり連絡
ウィックを介して薄板側に戻るサイクルを繰返す。

［実　施　例］ Ｕ下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１．２図に示す如く、側壁部及び−に板１１、下板１
２にて画成された中空部に波状のフィン４を設は流路１
３．１４を形成した受熱体１０の下板１２両対頂部位置
に冷媒Ｉ５の供給ノスル２及び排出ノスル３を接続する
。

前記流路１３．１４には供給ノズル２から流入した冷媒
１５か流路１３．＋４を図面に対して垂直方向にジグザ
グに流れ排出ノズル３へ流出する様にしである。

前記受熱体１０のＬ板ＩＮ、：薄い金属板等を用いた接
触プレート８を対峙せしめ、空間９を形成し、該空間９
内壁につ・イック７を内張りすると共に、前記接触プレ
ート６と上板１１とを多数の連絡ウィック８にて接続す
る。更に前記空間９に数ｋｇｆ／ｃ＋ｎ２程度の作動流
体１６を加圧封入し平板型ヒートパイプを構成する。

尚、前記供給ノズル２及び排出ノスル３は夫々放熱器、
循環ポンプ（図示せず）等の冷媒循環系に接続しである
。

」一連の如く構成したので、前記接触プレート６に伝わ
った熱は、該接触プレート６に内張すされたウィック７
中の液体状態の作動流体１６を蒸発せしめ、蒸気となっ
た作動流体１６は温度の低い上板１１側へ移動しここで
冷却されて凝縮し、液体に戻ると同時に熱を上板１１に
放出する。液体に戻った作動流体１６は上板１１に内張
すされたウィック７に浸透し、毛細管現象により連絡ウ
ィック８を経て、前記接触プレート６に内張すされたウ
ィック７に戻り、前記サイクルを繰返すことにより熱を
」−板１１に伝える。而して、作動流体の熱サイクルに
よる伝達により接触プレート６と」−板１１間の熱伝達
率は著しく向」ニする。

更に前記空間９に加圧封入せしめた作動流体】６によっ
て接触プレートが撓むことにより、該接触プレート６が
発熱源５の伝熱面に沿い密着し且接触プレート６を介し
て作動流体１６の圧力が伝熱面に作用するので接触面積
が増大すると共に、接触圧も増大して伝熱抵抗が減少す
る。

前記上板１１に伝わった熱は、供給ノズル２より流入し
た冷媒１５が流路１３．１４を図面に対して垂直方向に
ジグザグに流れる間に冷媒１５に伝達され、該冷媒１５
が排出ノズル３より流出し放熱器（図示せず）に於いて
熱輻射により宇宙空間への放熱か行われる。

尚、本発明は−Ｉ−記実施例にのみ限定されるものでは
なく、接触プレー１・６は熱伝導率の高い種々の祠質の
ものを選定し得ること、ウィック７、連絡ウィック８の
祠質及び作動流体の種類は種々選定し得ること、連絡ウ
ィック８の形状及び配置形態は種々選定し１［すること
等本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於いて種々変更を
加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、封入された作動流体の
気化潜熱を利用した熱輸送か行われる為、発熱源と薄板
間の熱伝達率が向−１−シ、発熱源とコールドプレート
との接触面間の効率の良い熱輸送か行われ、伝熱性能が
著しく向」ニジ、更に装置全体の小型・軽量化が可能と
なり宇宙船等の打上げコストの削減にも大いに役立つと
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す側断面図（第３図のＴＶ
−ＩＶ矢視図相当図）、第２図は第１図の■部拡大図、
第３図は従来例を示す平面図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ矢視図である。 ２は供給ノスル、３は排出ノズル、４フイン、６は接触
プレート、７はウィック、８は連絡ウィック、９は空間
、１０は受熱体、１１は」−板、１２は下板を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）中空平板状の受熱体に冷媒循環系に接続された供給
   ノズル、排出ノズルを受熱体の下板に取付け、受熱体の
   上板に薄板を対峙せしめて空間を形成し、該空間内壁に
   ウィックを内張りすると共に、薄板と上板とを連絡ウィ
   ックにて接続し、空間に作動流体を封入したことを特徴
   とするコールドプレート。