JPH04198839A - 宇宙環境試験装置用の熱吸収壁 - Google Patents
宇宙環境試験装置用の熱吸収壁Info
- Publication number
- JPH04198839A JPH04198839A JP2331730A JP33173090A JPH04198839A JP H04198839 A JPH04198839 A JP H04198839A JP 2331730 A JP2331730 A JP 2331730A JP 33173090 A JP33173090 A JP 33173090A JP H04198839 A JPH04198839 A JP H04198839A
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- Japan
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- cold fluid
- blocks
- liquid nitrogen
- shroud
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G7/00—Simulating cosmonautic conditions, e.g. for conditioning crews
- B64G2007/005—Space simulation vacuum chambers
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
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。
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、人工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、特に宇宙環境試験
装置に用いる熱吸収壁の構造に関する。
形成し、人工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、特に宇宙環境試験
装置に用いる熱吸収壁の構造に関する。
宇宙環境試験装置（スペースチェンバー）は、一般に、
真空容器の内部にシュ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、シュラウドを１．００
Ｋ以下に冷却して、宇宙の冷暗黒を模擬するのか一般的
であり、その寒冷源としては、主に液体窒素やヘリウム
が用いられてきている。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、シュラウド内に
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２０に以下に冷却し、窒素等のガスを凝
結排気するクライオポンプとして機能させる必要があっ
た。このクライオパネルの冷却源には、従来がらヘリウ
ム冷凍機から供給されるヘリウムが用いられている。
真空容器の内部にシュ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、シュラウドを１．００
Ｋ以下に冷却して、宇宙の冷暗黒を模擬するのか一般的
であり、その寒冷源としては、主に液体窒素やヘリウム
が用いられてきている。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、シュラウド内に
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２０に以下に冷却し、窒素等のガスを凝
結排気するクライオポンプとして機能させる必要があっ
た。このクライオパネルの冷却源には、従来がらヘリウ
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、窒素ガスやヘリウムガスをシュラウドに導
入することにより行われていた。
は、一般に、窒素ガスやヘリウムガスをシュラウドに導
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として、従来は真空容器の
軸線を垂直方向とした縦型のものか主流であったが、最
近は大型の人工衛星の試験を行えるように、真空容器の
径を８ｍ以上にするとともに、該真空容器の軸線を水平
方向とした、いわゆる横型宇宙環境試験装置か製造され
るようになってきた。
軸線を垂直方向とした縦型のものか主流であったが、最
近は大型の人工衛星の試験を行えるように、真空容器の
径を８ｍ以上にするとともに、該真空容器の軸線を水平
方向とした、いわゆる横型宇宙環境試験装置か製造され
るようになってきた。
一方、前記真空容器内に設置されるシュラウド内、容器
胴部に設置される胴部シュラウドは、通常、液体窒素の
流路を有するフィン管等を、該流路が容器の軸線と平行
になるように、即ち、液体窒素を、真空容器の一方の鏡
板部から他方の鏡板部の方向に向けて流すようにしてい
た。従って、従来の縦型の宇宙環境試験装置においては
、液体窒素の流れを、容易に下から上に向かう上昇流に
てきるため、ガス溜まりを生しることがなく、真空容器
内を均一に冷却することか可能であった。
胴部に設置される胴部シュラウドは、通常、液体窒素の
流路を有するフィン管等を、該流路が容器の軸線と平行
になるように、即ち、液体窒素を、真空容器の一方の鏡
板部から他方の鏡板部の方向に向けて流すようにしてい
た。従って、従来の縦型の宇宙環境試験装置においては
、液体窒素の流れを、容易に下から上に向かう上昇流に
てきるため、ガス溜まりを生しることがなく、真空容器
内を均一に冷却することか可能であった。
ところか、前記横型宇宙環境試験装置において、例えば
第５図に示すように、従来の縦型のものに用いられてい
たシュラウドをそのまま横型にして、−側に入ロマニホ
ールト１を、他側に出口マニホールド２をそれぞれ配置
し、両マニホールド１゜２間に、水平方向の流路を有す
るフィン管３を多数配設した場合には、シュラウドの冷
流体として用いる液体窒素は、低沸点のガス化しやすい
流体であるため、フィン管３の内部で液体窒素か蒸発ガ
ス化した場合、該部分にガス溜まりを生じて液体窒素の
流れか阻害され、各フィン管の液体窒素の流量にアンバ
ランスが生し、シュラウドを均一温度に冷却することが
できなかった。
第５図に示すように、従来の縦型のものに用いられてい
たシュラウドをそのまま横型にして、−側に入ロマニホ
ールト１を、他側に出口マニホールド２をそれぞれ配置
し、両マニホールド１゜２間に、水平方向の流路を有す
るフィン管３を多数配設した場合には、シュラウドの冷
流体として用いる液体窒素は、低沸点のガス化しやすい
流体であるため、フィン管３の内部で液体窒素か蒸発ガ
ス化した場合、該部分にガス溜まりを生じて液体窒素の
流れか阻害され、各フィン管の液体窒素の流量にアンバ
ランスが生し、シュラウドを均一温度に冷却することが
できなかった。
そこで、第６図に示すように、複数のフィン管の液体窒
素の流路４を連続的に形成し、液体窒素か蒸発ガス化し
た場合でも、該ガスを液体窒素の流れて押し出すように
することか考えられる。この構造は、真空容器か小型の
場合には問題は無いか、真空容器か大型になると流路の
長さか長くなるのて圧力損失か増大するという問題かあ
った。
素の流路４を連続的に形成し、液体窒素か蒸発ガス化し
た場合でも、該ガスを液体窒素の流れて押し出すように
することか考えられる。この構造は、真空容器か小型の
場合には問題は無いか、真空容器か大型になると流路の
長さか長くなるのて圧力損失か増大するという問題かあ
った。
また、第７図に示すように、流路長さを短くするために
、数本の流路５をまとめて−っの液体窒素供給源６に接
続した場合は、液ヘットによる圧力損失を調整するため
に、各接続部ごとに弁か必要となり、多数の弁を設けな
ければならなかった。
、数本の流路５をまとめて−っの液体窒素供給源６に接
続した場合は、液ヘットによる圧力損失を調整するため
に、各接続部ごとに弁か必要となり、多数の弁を設けな
ければならなかった。
そこで本発明は、特に大型で、かつ横型の宇宙環境試験
装置において、液体窒素を効率良く流通させることかで
き、ガス溜まりや圧力損失の問題もなく、配管も効率よ
く設置できる宇宙環境試験装置用の熱吸収壁を提供する
ことを目的としている。
装置において、液体窒素を効率良く流通させることかで
き、ガス溜まりや圧力損失の問題もなく、配管も効率よ
く設置できる宇宙環境試験装置用の熱吸収壁を提供する
ことを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明の宇宙環境試験
装置用の熱吸収壁は、軸線を水平方向とした真空容器の
内部に配設され、冷流体流路に導入される冷流体により
真空容器内を極低温に冷却する横型宇宙環境試験装置用
の熱吸収壁において、前記熱吸収壁を、複数の冷流体流
路をまとめた２以上のブロックに分割し、前記冷流体流
路を垂直方向に配置するとともに、各熱吸収壁ブロック
における冷流体流路の冷流体導入部を該ブロックの下端
部に、冷流体導出部を該ブロックの上端部にそれぞれ設
けたことを特徴としている。
装置用の熱吸収壁は、軸線を水平方向とした真空容器の
内部に配設され、冷流体流路に導入される冷流体により
真空容器内を極低温に冷却する横型宇宙環境試験装置用
の熱吸収壁において、前記熱吸収壁を、複数の冷流体流
路をまとめた２以上のブロックに分割し、前記冷流体流
路を垂直方向に配置するとともに、各熱吸収壁ブロック
における冷流体流路の冷流体導入部を該ブロックの下端
部に、冷流体導出部を該ブロックの上端部にそれぞれ設
けたことを特徴としている。
Ｃ実施例〕
以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて、さらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は真空容器内のシュラウドの配置状態を示す斜視
図、第２図は胴部シュラウドの配置状態を示す正面図、
第３図はシュラウドの要部断面図、第４図はシュラウド
の要部正面図である。
図、第２図は胴部シュラウドの配置状態を示す正面図、
第３図はシュラウドの要部断面図、第４図はシュラウド
の要部正面図である。
まず°、第１図及び第２図に示すように、本実施例に示
す横型宇宙環境試験装置１１は、軸線を水平方向にした
真空容器１２内に、両端部に配置される鏡板部シュラウ
ドブロック１３．１３と、容器胴部に配置される複数の
胴部シュラウドブロック１４．１４とを配設したもので
ある。各シュラウドブロック１３．１４は、それぞれ、
第３図及び第４図に示すように、アルミニウム合金の押
出し成形により、冷流体流路となる管体１５ａの両側に
翼辺１５ｂ、１５ｂを一体に形成したフィン管１５を隙
間無く多数並べたものであり、胴部シュラウドブロック
１４においては、上記フィン管１５を真空容器２の胴部
の曲面に沿うような曲率の円弧状に形成し、これを真空
容器２の壁に沿って内周壁と同心円状に隙間無く多数並
べたものである。尚、フィン管１５の形状は、上記形状
に限るものではなく、フィン面がフラットのものでも良
い。
す横型宇宙環境試験装置１１は、軸線を水平方向にした
真空容器１２内に、両端部に配置される鏡板部シュラウ
ドブロック１３．１３と、容器胴部に配置される複数の
胴部シュラウドブロック１４．１４とを配設したもので
ある。各シュラウドブロック１３．１４は、それぞれ、
第３図及び第４図に示すように、アルミニウム合金の押
出し成形により、冷流体流路となる管体１５ａの両側に
翼辺１５ｂ、１５ｂを一体に形成したフィン管１５を隙
間無く多数並べたものであり、胴部シュラウドブロック
１４においては、上記フィン管１５を真空容器２の胴部
の曲面に沿うような曲率の円弧状に形成し、これを真空
容器２の壁に沿って内周壁と同心円状に隙間無く多数並
べたものである。尚、フィン管１５の形状は、上記形状
に限るものではなく、フィン面がフラットのものでも良
い。
各シュラウドブロック１３．１４のフィン管１５は、そ
れぞれ各ブロックごとに設けられた液体窒素導入用の入
口マニホールド１６と出口マニホールド１７とに接続さ
れている。両マニホールド１６．１７は、各シュラウド
ブロック１４における下端部に入口マニホールド１６が
、上端部に出口マニホールド１７か位置するように配置
されており、図示しない液体窒素供給管から入口マニホ
ールド１６に分配される液体窒素を、フィン管１５の下
端部から上昇流として導入し、フィン管１５上端部から
出口マニホールド１７に導出し、さらに出口マニホール
ド１７から液体窒素戻り管に戻して循環させるように形
成している。
れぞれ各ブロックごとに設けられた液体窒素導入用の入
口マニホールド１６と出口マニホールド１７とに接続さ
れている。両マニホールド１６．１７は、各シュラウド
ブロック１４における下端部に入口マニホールド１６が
、上端部に出口マニホールド１７か位置するように配置
されており、図示しない液体窒素供給管から入口マニホ
ールド１６に分配される液体窒素を、フィン管１５の下
端部から上昇流として導入し、フィン管１５上端部から
出口マニホールド１７に導出し、さらに出口マニホール
ド１７から液体窒素戻り管に戻して循環させるように形
成している。
尚、通常、上記両マニホールド１６．１７とフィン管１
５とは、それぞれベント管及びカップリンクを介して接
続される。
５とは、それぞれベント管及びカップリンクを介して接
続される。
上記のように、真空容器１２内に配設されるンユラウド
を、複数のフィン管１５をまとめた２以上のシュラウド
ブロックに分割し、かつフィン管１５の冷流体流路を垂
直方向に配置するとともに、各シュラウドブロックにお
ける液体窒素の導入部である入口マニホールド１６をそ
れぞれのシュラウドブロックの下端部に、液体窒素の導
出部である出口マニホールド１７をそれぞれのシュラウ
ドブロックの上端部に設けたことにより、液体窒素を上
昇流とすることがてき、フィン管１５の中でガス化した
窒素ガスは、自身の浮力により上方にスムーズに移動し
、液体窒素の流れを阻害することがない。また、フィン
管１５の長さも、適当な圧力損失の範囲で設定でき、液
体窒素供給用の弁も、例えば入口マニホールド１６に相
当する分だけて良い。
を、複数のフィン管１５をまとめた２以上のシュラウド
ブロックに分割し、かつフィン管１５の冷流体流路を垂
直方向に配置するとともに、各シュラウドブロックにお
ける液体窒素の導入部である入口マニホールド１６をそ
れぞれのシュラウドブロックの下端部に、液体窒素の導
出部である出口マニホールド１７をそれぞれのシュラウ
ドブロックの上端部に設けたことにより、液体窒素を上
昇流とすることがてき、フィン管１５の中でガス化した
窒素ガスは、自身の浮力により上方にスムーズに移動し
、液体窒素の流れを阻害することがない。また、フィン
管１５の長さも、適当な圧力損失の範囲で設定でき、液
体窒素供給用の弁も、例えば入口マニホールド１６に相
当する分だけて良い。
さらに、胴部シュラウドブロック１４において、縦方向
の配列には、各フィン管１５における液体窒素のヘッド
により、それぞれの圧力損失か一定となり、各シュラウ
ドブロック内の流量か均一になる自己平衡機能を利用す
ることかでき、各シュラウドブロックを均一な温度に冷
却できる。
の配列には、各フィン管１５における液体窒素のヘッド
により、それぞれの圧力損失か一定となり、各シュラウ
ドブロック内の流量か均一になる自己平衡機能を利用す
ることかでき、各シュラウドブロックを均一な温度に冷
却できる。
尚、シュラウドの分割数、各シュラウドブロックに設け
るフィン管の本数等は、真空容器の大きさや製作性等を
考慮して決定できるが、通常は、胴部の周を２分割ある
いは４分割するようにし、できるだけ同じ大きさのブロ
ックに分割することが好ましい。
るフィン管の本数等は、真空容器の大きさや製作性等を
考慮して決定できるが、通常は、胴部の周を２分割ある
いは４分割するようにし、できるだけ同じ大きさのブロ
ックに分割することが好ましい。
以上説明したように、本発明の宇宙環境試験装置用の熱
吸収壁は、熱吸収壁（シュラウド）を、複数の冷流体流
路をまとめた２以上のプロ、ンクに分割し、前記冷流体
流路を垂直方向に配置するとともに、各熱吸収壁ブロッ
クにおける冷流体流路の冷流体導入部を該ブロックの下
端部に、冷流体導出部を該ブロックの上端部にそれぞれ
設けたから、液体窒素を上昇流とすることができ、冷流
体流路中でガス化したガスは、自身の浮力により上方に
スムースに移動し、冷流体の流れを阻害することがなく
、また、液体窒素のヘッド圧により各流路の差圧が一定
となって、各流量が均一となり、熱吸収壁全体を均一に
冷却することができる。
吸収壁は、熱吸収壁（シュラウド）を、複数の冷流体流
路をまとめた２以上のプロ、ンクに分割し、前記冷流体
流路を垂直方向に配置するとともに、各熱吸収壁ブロッ
クにおける冷流体流路の冷流体導入部を該ブロックの下
端部に、冷流体導出部を該ブロックの上端部にそれぞれ
設けたから、液体窒素を上昇流とすることができ、冷流
体流路中でガス化したガスは、自身の浮力により上方に
スムースに移動し、冷流体の流れを阻害することがなく
、また、液体窒素のヘッド圧により各流路の差圧が一定
となって、各流量が均一となり、熱吸収壁全体を均一に
冷却することができる。
第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はシュラウドの配置状態を示す斜視図、第２図は胴
部シュラウドの配置状態を示す正面図、第３図はシュラ
ウドの要部断面図、第４図はシュラウドの要部正面図、
第５図乃至第７図はそれぞれ従来のシュラウドにおける
冷流体流路の状態を示す概略図である。 １１・・・宇宙環境試験装置 １２・・・真空容器１
３・・・鏡板部シュラウドブロック １４−胴部シュ
ラウドブロック １５・・フィン管 １６・・・入
口マニホールド １７・・・出口マニホールド秀３凹 給４凹 第５凹 第６因 → 最７因
１図はシュラウドの配置状態を示す斜視図、第２図は胴
部シュラウドの配置状態を示す正面図、第３図はシュラ
ウドの要部断面図、第４図はシュラウドの要部正面図、
第５図乃至第７図はそれぞれ従来のシュラウドにおける
冷流体流路の状態を示す概略図である。 １１・・・宇宙環境試験装置 １２・・・真空容器１
３・・・鏡板部シュラウドブロック １４−胴部シュ
ラウドブロック １５・・フィン管 １６・・・入
口マニホールド １７・・・出口マニホールド秀３凹 給４凹 第５凹 第６因 → 最７因
Claims (1)
- １、軸線を水平方向とした真空容器の内部に配設され、
冷流体流路に導入される冷流体により真空容器内を極低
温に冷却する宇宙環境試験装置用の熱吸収壁において、
前記熱吸収壁を、複数の冷流体流路をまとめた２以上の
ブロックに分割し、前記冷流体流路を垂直方向に配置す
るとともに、各熱吸収壁ブロックにおける冷流体流路の
冷流体導入部を該ブロックの下端部に、冷流体導出部を
該ブロックの上端部にそれぞれ設けたことを特徴とする
宇宙環境試験装置の熱吸収壁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331730A JP3016093B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 宇宙環境試験装置用の熱吸収壁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331730A JP3016093B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 宇宙環境試験装置用の熱吸収壁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198839A true JPH04198839A (ja) | 1992-07-20 |
| JP3016093B2 JP3016093B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=18246960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2331730A Expired - Lifetime JP3016093B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 宇宙環境試験装置用の熱吸収壁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016093B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101839598A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-09-22 | 北京航空航天大学 | 六回旋型平板结构热沉设计形式 |
| CN101869856A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-10-27 | 北京航空航天大学 | 四回旋型平板结构热沉设计形式 |
| CN104176281A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 北京卫星环境工程研究所 | 流道型不锈钢胀板热沉 |
| CN107985638A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-04 | 上海卫星装备研究所 | 自由曲面外热流模拟装置 |
| CN114313322A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-04-12 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种新型液氮管路不锈钢热沉 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102431661A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-05-02 | 杭州杭氧环保成套设备有限公司 | 低温高真空下大型热沉结构 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2331730A patent/JP3016093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101839598A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-09-22 | 北京航空航天大学 | 六回旋型平板结构热沉设计形式 |
| CN101869856A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-10-27 | 北京航空航天大学 | 四回旋型平板结构热沉设计形式 |
| CN104176281A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 北京卫星环境工程研究所 | 流道型不锈钢胀板热沉 |
| CN107985638A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-04 | 上海卫星装备研究所 | 自由曲面外热流模拟装置 |
| CN114313322A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-04-12 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种新型液氮管路不锈钢热沉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3016093B2 (ja) | 2000-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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