JPH0726793B2 - コ−ルドプレ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、宇宙実験装置で生じた熱を吸熱するためのコ
ールドプレートに係り、特に動力を用いずに吸熱できる
コールドプレートに関するものである。

［従来の技術］ 最近スペースラブを利用した各種実験が試みられるよう
になっている。この宇宙実験装置を使用する場合、装置
で生じた熱は逃げずに蓄熱されるためコールドプレート
上に実験装置を載せ、実験装置で生じた熱をコールドプ
レートで吸熱するようにしている。

従来、宇宙で使われているコールドプレートは、第３図
に示すようにポンプを使った単相流コールドプレートが
使用されている。

第３図において、ａは実験装置ｂを載置したコールドプ
レートで、このコールドプレートａに一次冷却水供給管
ｃが接続され、循環ポンプ（図示せず）などから冷却さ
れた冷却水がコールドプレートａ内に供給され、そのプ
レートａで実験装置ｂの熱を吸熱したのち、他の実験装
置用熱交換器ｄ及びその一次冷却水戻し管ｅを介してポ
ンプ側に戻され回収した熱を放熱して冷却したのち、再
度コールドプレートａ内に供給するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このコールドプレートは、冷却水をポン
プなどで強制的に循環して吸熱するため、そのポンプを
駆動するための動力を必要とする問題がある。

本発明は実験装置で発生する熱を吸熱するにおいて、無
動力で吸熱できるコールドプレートを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するために、宇宙実験装置
を載置し、その実験装置で発生する熱を吸熱するための
コールドプレートにおいて、宇宙実験装置を載置する載
置面を有すると共にその載置面側の内部に形成された碁
盤目或いは渦巻状の溝の内面にウイックなどの多孔質体
が内張りされた蒸発室を有すると共にその蒸発室と仕切
られ、かつ蒸発室の多孔質体に凝縮液体を供給するため
の流動室とを有する受熱部と、放熱面を有し、内部に形
成された碁盤目或いは渦巻状の溝の内面にウイックなど
の多孔質体が内張りされた凝縮室を有すると共にその凝
縮室と仕切られ、かつ凝縮室で生じた凝縮液を受け取る
流動室とを有する放熱部とからなり、 両受熱部と放熱部を上下に所定距離離し、上記載置面が
上方で受熱面が下方になるよう、かつ両流動室が上下で
向き合うように配置し、 上記受熱部の蒸発室と放熱部の凝縮室間に、蒸発室で生
じた蒸発ガスを凝縮室に案内する蒸気流路を接続し、放
熱部の流動室と受熱部の流動室間に、放熱部の流動室か
ら受熱部の流動室に凝縮した液体を供給する液体流路を
接続したコールドプレートである。

［作用］ 上記構成によれば、実験装置の熱を蒸発室内の液体の潜
熱で吸熱し、この蒸発ガスを蒸気流路を通して放熱部の
凝縮室に案内すると共にそこで凝縮させ、その凝縮液を
流動室に流し、その流動室内の凝縮液を液体流路を介し
て受熱部の流動室に表面張力を利用して流すことで、蒸
発ガスと凝縮液を分離して循環することができると共
に、両流動室と蒸発室，凝縮室での凝縮液の授受がスム
ーズにでき、無重力状態で冷媒等の液体を循環させて、
受熱部で吸熱した実験装置の熱を放熱部で放熱すること
ができる。また受熱部と放熱部とは所定距離離し、これ
らを蒸気流路と液体通路で接続することで放熱部の配置
に自由度が増し、放熱設計が容易となる。

［実施例］ 以下本発明に係るコールドプレートの好適一実施例を添
付図面に基づいて説明する。

第１図において、１は宇宙実験装置（図示せず）を載せ
る載置面1aを有する受熱部で、その受熱部１内に碁盤目
状の溝或いは渦巻状の溝からなる蒸発室２が形成され、
その内面2aにウィックなどの多孔質体３が内張りされる
と共にスクリーン４で受熱部１内が蒸発室２と液体の流
動室５とに仕切られる。

６は放熱部で、受熱部１と同様の構造からなり、碁盤目
状或いは渦巻状の溝からなる凝縮室７が形成され、その
内面7aにウィックなどの多孔質体８が内張りされると共
にスクリーン９が凝縮室２と液体の流動室10とに仕切ら
れる。

蒸発室２と凝縮室７とは蒸気流路11で連通され、また受
熱部１の流動室５と放熱部６の流動室10とが流体流路12
で連通される。

この蒸発室２及び凝縮室７内には冷媒などの液体13が封
入される。

次に本実施例の作用を説明する。

実験装置で発生した熱は図示の矢印のように受熱部１の
載置面1aより受熱部１内に入り、蒸発室２の内面2aの多
孔質体３に滲み込んでいる液体を蒸発させ、その蒸発ガ
スが蒸気通路11を通って放熱部６の凝縮室７に案内され
る。放熱部６では図示していないが、放射熱による放熱
或いは他の冷却手段で冷却されており、凝縮室７内に流
入した蒸発ガスは、その温度低下により凝縮し、凝縮液
となって凝縮室７の多孔質体８に浸透する。この凝縮液
は、その表面張力で多孔質体８よりスクリーン９を通っ
て流動室10に流れ、液体通路12を通って放熱部１の流動
室５に流れ、その流動室５からスクリーン４を通って蒸
発室２の多孔質体３に浸透し、再度蒸発室２で蒸発して
上述のサイクルを繰り返すこととなる。

このように封入液体13の蒸発と凝縮により、受熱部１で
の熱を放熱部６へ移動し、放熱することで無動力で実験
装置からの熱を吸熱することができる。この場合、液体
通路12と蒸気通路11とを分離することで封入液体の循環
が良好になると共に受熱部１での伝熱面積も実験装置に
応じて大きく設定できる。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、受熱部１及
び放熱部６に夫々スクリーン4,9を設けて流動室5,10を
形成する代りに、流動室5,10にもウィックからなる多孔
質体14を設け、同時に流体通路12内にも多孔質体14を設
けたものである。

本例においては流動室5,10及び液体通路12内に多孔質体
14が設けられ、若干流動時の抵抗があるが、第１図と違
ってスクリーン4,9の目の大きさなど考慮する必要がな
いので設計が容易となる。

［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。

（１） 実験装置を載せる受熱部に蒸発室を形成し、他
方放熱部に凝縮室を形成し、封入液体を蒸発室で蒸発さ
せ、その蒸発ガスを凝縮室で凝縮させて熱の移動を行な
うようにしたので無動力で実験装置の熱を吸熱できる。

（２） 蒸発室と凝縮室とを循環する封入液体の通路を
蒸気流路と液体流路とに分離することで熱の移動を効率
よく行なえる。

（３） 受熱部と放熱部にそれぞれ凝縮液の流動室を形
成することで、蒸発室と凝縮室での凝縮液の授受が無重
力状態でもスムーズにできると共に両流動室を液体流路
で結び、蒸発室と凝縮室とを蒸気流路で結ぶことで、蒸
発ガスと凝縮液を分離しながら凝縮室と蒸発室間を効率
よく循環することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来例を示す斜
視図である。 図中、１は受熱部、２は蒸発室、3,8は多孔質体、６は
放熱部、７は凝縮室、11は蒸気流路、12は液体流路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】宇宙実験装置を載置し、その実験装置で発
   生する熱を吸熱するためのコールドプレートにおいて、
   宇宙実験装置を載置する載置面を有すると共にその載置
   面側の内部に形成された碁盤目或いは渦巻状の溝の内面
   にウイックなどの多孔質体が内張りされた蒸発室を有す
   ると共にその蒸発室と仕切られ、かつ蒸発室の多孔質体
   に凝縮液体を供給するための流動室とを有する受熱部
   と、放熱面を有し、内部に形成された碁盤目或いは渦巻
   状の溝の内面にウイックなどの多孔質体が内張りされた
   凝縮室を有すると共にその凝縮室と仕切られ、かつ凝縮
   室で生じた凝縮液を受け取る流動室とを有する放熱部と
   からなり、 両受熱部と放熱部を上下に所定距離離し、上記載置面が
   上方で受熱面が下方になるよう、かつ両流動室が上下で
   向き合うように配置し、 上記受熱部の蒸発室と放熱部の凝縮室間に、蒸発室で生
   じた蒸発ガスを凝縮室に案内する蒸気流路を接続し、放
   熱部の流動室と受熱部の流動室間に、放熱部の流動室か
   ら受熱部の流動室に凝縮した液体を供給する液体流路を
   接続したことを特徴とするコールドプレート。