JPH08313168A - 宇宙用電気炉の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 打上げ時の振動などに対する強度を確保し、
熱損失を極力抑え、ヒータの交換などのメンテナンスも
容易な宇宙用電気炉の構造を提供すること。 【構成】 外筒１２の内側に中間筒１３を配置してヒー
タ１７を支持する環状の止め具１８を半径方向および軸
方向の固定ボルト１９，２０で支持し、この中間筒１３
を断熱フォイル１６を介して外筒１２に支持する。止め
具１７の固定ボルト１９を外筒１２まで貫通させず、熱
損失を極力抑え、柔構造の断熱フォイル１６を介して中
間筒１３を支持し、打上げ時の振動などを吸収する。中
間筒１３ごとヒータ１７の交換が可能となり、メンテナ
ンスが容易となる。また、ヒータ１７への電力供給用の
連結端子２４を中間筒１３と外筒１２との間に設けて嵌
合凸部２４ａと嵌合凹部２４ｂで着脱して、電気的な接
続を簡単とし、ヒータ１７の位置決めも行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、宇宙空間に打ち上げ
て実験などに用いる電気炉の構造に関し、メイテナンス
を容易とするとともに、熱損失を極力抑え、しかも打上
げ時の振動などに耐え得る強度を確保できるようにした
ものである。

【０００２】

【従来の技術】宇宙空間での高真空状態や無重力状態を
利用して地上ではできない材料の開発などが行われつつ
あり、このため実験用の電気炉を宇宙空間にロケットな
どで打上げて使用する。

【０００３】宇宙空間で使用するため作られた電気炉
は、たとえばその一例を図３および図４に示すように、
内筒１とその外側を覆う外筒２とで二重筒構造とされ、
内外筒１，２の間に鏡面の金属フィルムをわずかな間隔
を明けて巻いた断熱フォイル３が設けられ、内筒１の内
側が加熱室４とされる。そして、この加熱室４内に棒状
のヒータ５が複数本円周方向等間隔に配置され、ヒータ
５の両端部が環状の止め具６に挿通されて支持されてお
り、これら２つの環状の止め具６が外筒２の外側まで貫
通して半径方向および軸方向に配置される固定ボルト７
によって締付けて固定するようになっている。

【０００４】そして、ヒータ５への電力の供給のため加
熱室４内のヒータ５に一端部が接続されたパワーリード
８が外筒２の外部に導き出されて端子９に接続され、こ
の端子９に図示しない電力ハーネスが接続されるように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような宇宙用の電
気炉では、ロケットなどで打上げる際に振動が加わって
も破損しないようにする必要があり、たとえばヒータ５
を固定ボルト７で強固に固定する必要があるが、これら
固定ボルト７を太くすると、この部分からの熱損失が大
きくなり、１６００℃以上の高温まで加熱しようとする
と多大な電力が必要になるという問題がある。

【０００６】また、これまでは宇宙での実験期間が比較
的短かくヒータ５の交換などメンテナンスを考える必要
がなかったが、これから計画されている宇宙ステーショ
ンでは数か月以上の長期間の運用が予定され、ヒータ５
の交換等の必要が生じる。

【０００７】ところが、ヒータ５を交換しようとする
と、外筒２の外側の固定ボルト７を外すとともに、電力
供給用のパワーリード８も取り外さなければならず、作
業が煩雑であり、限られた時間の宇宙実験を遅滞させる
という問題がある。

【０００８】また、新たなヒータ５を取付けようとする
と、２つの環状の止め具６のボルト孔を固定ボルト７の
位置に合わせるようにしなければならず、その位置合わ
せも煩雑であり、無重力ないし微少重力環境下での作業
は一層大変となるという問題がある。

【０００９】この発明はかかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、打上げ時の振動などに対する強度を
確保すると同時に、熱損失を極力抑えることができ、し
かもヒータの交換などのメンテナンスも容易な宇宙用電
気炉の構造を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めこの発明の請求項１記載の宇宙用電気炉の構造は、宇
宙空間に打上げて使用される電気炉のヒータの両端部を
それぞれ環状の止め具に支持し、これら止め具を半径方
向および軸方向の固定ボルトで中間筒または蓋板に取付
け、この中間筒の外周に断熱フォイルを介して外筒を設
けるとともに、この外筒に前記中間筒を支持したことを
特徴とするものである。

【００１１】また、この発明の請求項２記載の宇宙用電
気炉の構造は、請求項１記載の構成に加え、前記電気炉
のヒータに電力を供給しかつヒータを位置決めする連結
端子を嵌合凸部と嵌合凹部で構成し、これら嵌合凸部と
嵌合凹部を前記中間筒と外筒との間に着脱可能に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】この発明の請求項１記載の宇宙用電気炉の構造
によれば、外筒の内側に中間筒を配置してヒータを支持
する環状の止め具を半径方向および軸方向の固定ボルト
で支持し、しかも中間筒を断熱フォイルを介して外筒に
支持するようにしており、止め具の固定ボルトが外筒ま
で貫通しないようにして熱損失を極力抑えると同時に、
柔構造の断熱フォイルを介して中間筒を支持することで
打上げ時の振動などの吸収ができるようにしている。

【００１３】さらに、中間筒ごとヒータの交換ができる
ようになり、メンテナンスも容易となる。

【００１４】また、この発明の請求項２記載の宇宙用電
気炉の構造によれば、請求項１の構成に加え、ヒータへ
の電力供給用の連結端子を中間筒と外筒との間に設けて
嵌合凸部と嵌合凹部で着脱できるようにしており、電気
的な接続が簡単にできるとともに、ヒータの位置決めも
でき、簡単にヒータの交換などのメンテナスを行うこと
ができるようになる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１および図２はこの発明の宇宙用電気
炉の構造の一実施例にかかり、図１は縦断面図、図２は
図１中のＡ−Ａ断面図および連結端子部分の拡大図であ
る。

【００１６】この宇宙用電気炉の構造１０では、内筒１
１とその外側を覆う外筒１２との間に底無し円筒状の中
間筒１３が配置されて三重構造とされ、内筒１１の内側
に円筒状の加熱室１４が形成されている。そして、三重
構造の外側の外筒１２は円筒側板１２ａ，１２ｂが上下
２分割構造とされてフランジ部１２ｃでボルトで連結さ
れるとともに、両端部にそれぞれ蓋板１２ｄ，１２ｅが
フランジ部１２ｆを介して連結されるようになってい
る。

【００１７】これら内筒１１と中間筒１３との間および
内筒１１の軸方向両端の外側には、鏡面の金属フィルム
をわずかな間隔を明けて巻いた断熱用の断熱フォイル１
５が介装されるとともに、これら断熱フォイル１５の外
側を覆うように円筒部と両端部に分割した断熱用の断熱
フォイル１６が介装され、中間筒１３と外筒１２との間
を断熱して加熱室１４からの熱損失を極力防止するよう
になっている。

【００１８】この加熱室１４内には、棒状のヒータ１７
が円周方向等間隔に配置され、その軸方向両端部が環状
の止め具１８に取付けられた碍子１８ａに嵌着されて支
持されている。そして、ヒータ１７が支持された環状の
止め具１８は、半径方向等間隔に４本配置された固定ボ
ルト１９によって中間筒１３の外側で固定されるととも
に、軸方向外側に配置された固定ボルト２０によって外
筒１２の蓋板１２ｄ，１２ｅの外側で固定されている。
これらヒータ１７の止め具１８を固定する軸方向の固定
ボルト２０は、その頭部内側が円錐状に形成してあり、
蓋板１２ｄ，１２ｅ側の円錐面に接触させて締付けるこ
とで固定ボルト２０の頭部内面への応力集中を防止する
ようにしてある。

【００１９】このような内筒１１および中間筒１３がヒ
ータ１７の止め具１８を介して一体に連結されたのち、
外筒１２との固定は、次のようにして行われる。

【００２０】中間筒１３の両端面にそれぞれ上下２つで
リング状となるフォイルサポート２１の内周部が当られ
てビス２２で固定され、これらフォイルサポート２１の
表面に蓋板１２ｄ，１２ｅにねじ込んだ支持ボルト２３
の先端を当ることで軸方向の支持を行うようにしてあ
る。また、中間筒１３の外周と外筒１４との間に円筒部
を上下２分割とした断熱フォイル１６がそれぞれ充填さ
れ、この断熱フォイル１６によって中間筒１３の半径方
向の支持を行うようにしてある。

【００２１】したがって、外筒１２の蓋板１２ｄ，１２
ｅに固定してある軸方向の固定ボルト２０を外し、これ
らの蓋板１２ｄ，１２ｅをフランジ部１２ｆから取り外
すとともに、円筒側板１２ａ，１２ｂのフランジ部１２
ｃのボルトを外し、円筒側板１２ａの上側および断熱フ
ォイル１６の上側を取り除くことで、半径方向の固定ボ
ルト１９を取付けた状態で、中間筒１３および内筒１１
をヒータ１７とともに一体に連結した状態で外部に取り
出すことができる。

【００２２】これにより、中間筒１３ごとヒータ１７を
交換することができ、ヒータ１７のメンテナンスを容易
に行うことができる。

【００２３】また、ヒータ１７を中間筒１３を介して半
径方向の固定ボルト１９で固定するようにして直接外筒
１２まで固定ボルトが貫通しないようにしているので、
加熱室１４からの放熱を極力抑えることができ、加熱室
１４内を多大な電力供給なしに１６００℃以上の高温に
保つことができる。

【００２４】さらに、中間筒１３の半径方向の支持を断
熱フォイル１６を介して外筒１２に支持するようにして
いるので、従来の固定ボルトによる支持に比べて柔軟性
があり、ロケットなどによる打上げ時の振動などを断熱
フォイル１６によって吸収することができ、損傷を防止
することができる。

【００２５】このように外筒１２に対して着脱すること
ができる中間筒１３の外側には、図１および図２に示す
ように、ヒータ１７への電力供給用の連結端子２４を構
成する円柱状の嵌合凸部２４ａが下方に突出して２つ取
付けられており、ヒータ１７のパワーリード２５が接続
されている。

【００２６】一方、この嵌合凸部２４ａに対応する外筒
１２の内側に嵌合凸部２４ａが嵌合される円筒状の嵌合
凹部２４ｂが２つ取付けてあり、これら嵌合凸部２４ａ
と嵌合凹部２４ｂとで連結端子２４が構成される。そし
て、嵌合凹部２４ｂは外筒１２の外側に形成された端子
２６と電気的に接続され、端子２６に接続される図示し
ない電力ハーネスから電力が供給されるようになってい
る。

【００２７】これら嵌合凸部２４ａの円柱状の外周部と
嵌合凹部２４ｂの円筒状の内周部には電気的な接触抵抗
を小さくするため銀めっき等が施してあるとともに、互
いを嵌合状態に保持できるようにそれぞれの寸法が定め
られ弾性力が加わるようにしてある。

【００２８】したがって、中間筒１２ごとヒータ１７を
装着する場合に、連結端子２４を構成する嵌合凸部２４
ａを外筒１２の嵌合凹部２４ｂに嵌合することで、ボル
トの着脱を行うこと無くヒータ１７と電力ハーネスとの
電気的接続が自動的にできるとともに、嵌合凸部２４ａ
と嵌合凹部２４ｂとを嵌合して連結することから、中間
筒１３を外筒１２に対して位置決めすることができ、ボ
ルトによる締め付けも簡単となり、メンテナスが容易と
なる。

【００２９】なお、連結端子を構成する嵌合凹凸部の形
状は円柱状と円筒状に限らず、断面Ｖ字状の突起と断面
Ｖ字状の溝など互いを嵌合して電気的な接続状態を得る
ことができるとともに、中間筒を外筒に対して一定の位
置に位置決めすることができるものであれば良い。

【００３０】

【発明の効果】以上、一実施例とともに具体的に説明し
たようにこの発明の請求項１記載の宇宙用電気炉の構造
によれば、外筒の内側に中間筒を配置してヒータを支持
する環状の止め具を半径方向および軸方向の固定ボルト
で支持し、しかも中間筒を断熱フォイルを介して外筒に
支持するようにしたので、止め具の固定ボルトが外筒ま
で貫通しないようにして熱損失を極力抑えると同時に、
柔構造の断熱フォイルを介して中間筒を支持しているの
で、打上げ時の振動などの吸収ができ、損傷を防止する
ことができる。

【００３１】さらに、中間筒ごとヒータの交換ができの
で、メンテナンスも容易となり、宇宙ステーションでの
長期間の使用も可能となる。

【００３２】また、この発明の請求項２記載の宇宙用電
気炉の構造によれば、請求項１の構成に加え、ヒータへ
の電力供給用の連結端子を中間筒と外筒との間に設けて
嵌合凸部と嵌合凹部で着脱できるようにしたので、電気
的な接続が簡単にできるとともに、ヒータの位置決めも
でき、簡単にヒータの交換などのメンテナスを行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の宇宙用電気炉の構造の一実施例にか
かる縦断面図である。

【図２】この発明の宇宙用電気炉の構造の一実施例にか
かる図１中のＡ−Ａ断面図および連結端子部分の拡大図
である。

【図３】従来の宇宙用電気炉の構造の縦断面図である。

【図４】従来の宇宙用電気炉の構造の図３中のＢ−Ｂ断
面図である。

【符号の説明】

１０ 宇宙用電気炉の構造 １１ 内筒 １２ 外筒 １３ 中間筒 １４ 加熱室 １５，１６ 断熱フォイル １７ ヒータ １８ 止め具 １９，２０ 固定ボルト ２４ 連結端子 ２４ａ 嵌合凸部 ２４ｂ 嵌合凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】宇宙空間に打上げて使用される電気炉のヒ
   ータの両端部をそれぞれ環状の止め具に支持し、これら
   止め具を半径方向および軸方向の固定ボルトで中間筒ま
   たは蓋板に取付け、この中間筒の外周に断熱フォイルを
   介して外筒を設けるとともに、この外筒に前記中間筒を
   支持したことを特徴とする宇宙用電気炉の構造。
2. 【請求項２】前記電気炉のヒータに電力を供給しかつヒ
   ータを位置決めする連結端子を嵌合凸部と嵌合凹部で構
   成し、これら嵌合凸部と嵌合凹部を前記中間筒と外筒と
   の間に着脱可能に設けたことを特徴とする請求項１記載
   の宇宙用電気炉の構造。