JPS5941018A - 放熱制御器 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は例えば人工衛星等の飛翔体に塔載されて貞空中
で１ｖ房Ｉてａる機器の温度制御を行う放熱器ｆｉ＋１
１　’ｒ：’ｉｔに間する。

〔従来技術とｔの間１１弧点〕 １隻空中、特に宇宙空間での機器の温度制ｆａ１は、放
射熱伝達によっての与でしか放熱ができｌいｌこめ　枚
熱清を制御し−〔磯冴の温度１１ｔｌＪ　ｎ卸を１１う
ことは帷！−い。この温度制御のできる放熱制呻器全本
発明者は提）谷している。この放熱１ｉｔｌＪ御層きの
＋１・貴及び動作全第１図を用いて説明する。

温度制御すべき機器（１）を搭載した基板（２）は、そ
の隅部に設けた断熱スペーサー（３）を介してボルト（
４）とナツト（５）によシ、下方に配置した放熱板（６
）に間隔をおいて断熱的に固定されている。（７）は、
基板（２）と放熱板（６）との間に配置された伸縮可ｉ
ｉ＠な容器で、この容器（７）は、上端を基板（２）の
裏面に固定したベローズ（８）と、このベローズ（８）
の下端を閉塞し、前記放熱板（６）と接離するように設
けられた接触板（９）とから構成されて込る。更にこの
容器（７）内には作動流体０Ｉが封入され、作動流体ｆ
ｌｌの蒸気圧によって容器（７）が伸縮するようになっ
ている。なお図においてＯＤは放熱板（６）に取付けた
反射板である。又、図において、温度制御すべき機器（
１）は機器本体■をパネルＱυに装着して構成されてい
る。

次に、上記構成の放熱制御器にかいて、その作用を説明
する。

温度制御すべへ発熱体となる機器（１）からの発熱は基
板（２）に伝達され、更に伸縮可能な容器（万円の作動
流体０Ｉを加熱する。この１会、放熱板（６）と対向す
る容器（７１の接触板（９）の位置は、ベローズ＋８１
のバネ力と、容器（７）内の作動流体ｉｌｌの蒸気圧が
平衡する条件で定まる。

作動流体（１０が所定温度以上に加熱されて蒸気圧がヒ
昇するとベローズ（８）が伸びて容器１７１が膨張し、
接触板（９）が押し下げられて放熱板（６）に接触し、
この接触面で熱伝導によシ伝達され、更に放熱板（６１
から放射熱伝達により放熱されて１機器（１）の冷却が
行なｔ）れる。

このようにして機器ｔｇが所定の温度以下に冷却される
と、これに伴って容器（１）内の作動流体（Ｉｌ′ｊの
蒸気圧が城少し、ベローズ（１１のバネ力によって容器
（１）が収縮して接触板（９）が放熱板（６１から離ｉ
ｔ、放熱が停止する。

以下、設定温度を境として容器（ｐの接触板（９）と放
熱板１６）とが接離を繰返す。この接触板（９）と放熱
板（６）とが接離を繰り返すことにより機器０）を所定
の温度に保持することができる。

ところで最近、人工衛星等の飛翔本に対して次のような
要望がある。すなわら、 （１）　　コンピューター等の精度の高い温度１４ｉｆ
制御全行う必要のある機器全塔載したい。

（２）例えば試験機器を塔載して複数点の温度で試験を
行いたい。

これらの要望に対しで従来の放熱制御器では次のような
理由から実現できなかった。すなわち、機器の急激な発
生熱量の変化に対して伸縮容器内の作動流体の温度変化
が追従できず、緩慢な温度変化しかできなかった。これ
は伸縮容器内の作動流体は割合い大きな熱入力冷却能力
を必要とするからである。

又、以上のような放熱制御器にあっても伸縮容器内の作
動流体の温度を強制的に変化させることができれば複数
点での温度制御及び精度の高い温度制御を行うことがで
べろ。しかしながら、作動流体と機器とは割合い大きな
熱コンダクタンスでつながれているので機器の温度と独
立に作動流体の温度を変、えることが難しかった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、上記の放熱制御６を改良し、外部よ
り能動的に制御で趣、精度の高い温度ｉ［ｔｔｌ　＃の
できる放熱制御器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、温度制御すべ色機器を一面に塔載する基板と
、この基板の他面側に位置し、この基板と間隔を設けて
断熱スベーザを介して固定されるに一端が固定されるベ
ローズ等の伸縮可能部材で形成される伸縮容器と、この
伸縮容器に連通ずる連；ｌｆ４管と、この連通管を介し
て前記伸縮容器に連Ｉ屯する制イ１１１容器と、前記伸
縮容器及び前記制御容器に封入される作動流体と、前記
制御容器を加熱。

冷却するヒーター等で構成される熱源と、前記基板の温
度を検知する温度センサーと、この温度センサーの検知
信号に基づいて前記熱源を制御する制御回路とを具備し
て放熱制御器を構成し、前記温度センサーによって基板
の濡ＩＷを検知し、この検知信号に基づいて前記制御回
路に定められた条、　　件に従って前記熱源をＯＮ、Ｏ
ＦＦ等することにより前記制御容器内の作動流体の温度
を変化さき、制接触ｊ−Ｈ力を変化させたりして放熱し
１のＩＩ例を行うようにしたもので＋Ｉｔ、も。

〔発明の効果〕

本発明に係る放熱ｆｌｒｌＪ岬器を用いれば次のような
１・麦ルた〃１果を奏する。すなわち制御容器の作動？
＃。

体の温度″ｒ／：機醋の温度に応じて１］〜速に変化さ
せることにより精度の高す温度制？卸を行うことができ
る。更に制御回路にｖＡ度制御の条（′ｔ−全定・６る
ことにより複教点の温度制御を行うことができる。

〔発明の実施例） 本発明の実施例を第２図金量いて説明する。

１ｉ’１］　、第１図と同一のものは同一符号を用いＣ
詳細な説明は省略する。

成鶏１１ｉ１ｊ呻器にンいて、作１１ｈ流体１１値が封
入さｒｔ、ｃいるイ１リイ容器（刀に、連ｚｌ’ｋ　’
＃　Ｑ乃によりて連＋１１するｆｌｉ’Ｊ　ｌ’叩容’
ｒｌ’ｓ　１２：９を設け、この制御容器シ東の中に伸
縮容器（７）に封入さｔＬ−Ｃいる作動流体＋１（Ｉと
同一の作動流体１１１身を封入する。因、伸＋ｉｄ容器
（７）、１ｌｉｌＪ呻容器ｊＪに封入する作動流体（１
（９の徒は、接触板（９）が放熱板（６）に接触した状
態で制イ１１容Ｚｈ　ｆｌ’！内の一部の空間が気相で
残りの菫間が液相となるように封入する。ＩＩＩＩＪ御
容器Ｃりの周囲には作動流木１１６を加熱する熱源０４
１をヒーター（２４ａ）と電源（２４ｂ）で構成し、更
にその周囲を断熱材（ト）で覆っている。ベローズ１８
）　ｉｌ：　機器（］）の設定温度の下限値の蒸気圧で
は接触板（９）と放熱板（６）とは接触しないようなも
のを用いる。機器（１）が設定温度の上限値近くの温度
に達したことを例えばサーミスタ、％Ｊ、対、バイメタ
ル等で形成した温度センサー（イ）で演知するとこの検
知１３号で電源（２４１３’ｌのＯＮ、ＯＦＦ’を制御
する例えばスイッチ等で構成した制御回路ｅ１を駆動し
、電源（２４ｂ）を介してヒーター（２４ａ）で制御容
器Ｃ３内の作動流体１１■を加熱して１幾−器（１）の
設定温度より充分高い温度にする。こａにより制御容器
（（■内に形成される気相の作動流体、４は接触板（９
）と放熱板（６）全充分に高いｊ上刃で接触させるに必
要な蒸気圧となる。これにより接触板（９）と放熱板（
６）とが充分に高い圧力で接触し、迅速に磯鵡（１）か
らの熱を放熱板（６）に伝えて放熱することができる。

機器（１）の温度が所定の温度より下がったことを温度
センサーＣｅによって検知すると制御回路（５）によっ
て・〔電源（２４ｂ　）をＯＦＦにしてヒーター（２４
ａ）からの作動流体０６への加熱を止めて作動流体１１
イの温度を下げる。作動流体ｎ［６の温度が下がると作
動流体Ｆ＋（６の蒸気圧が下が勺、接触板（９）と放熱
板（６）とが離れ、放熱板（６）からの放熱量が下がり
機器（１）の温度低下を防ぐことがでへる。

以上の動作を繰り返せば機器を高精度に所定の温度に保
持することができる。

尚、温度センサー■にて検知した温度の変化の割合いを
制御回路（２７）にて算出し、そのＵ出；７た値に基づ
いてヒーター（２４ａ）のＯＮ、ＯＦＦを制御するよう
に制御回路（２７）をマイクロコンピュータ−等にて構
成すれば、更に放熱板（６）と接触板（９）とが接触。

離間するだけでｌ〈放熱板（６）と接触板（９）との接
触圧力の変化も可能となるので更に高精度の温度制御が
可能となる。

又、機器（１）の所定温度を変えることも制御１１１回
路（２ηに灸件を設定すれば可；′圭となる、向、ここ
では制御容器Ｃ！３１ｉ加熱する場合についてのみ説明
したが、制ｆ叩答器（２３＋の冷却の速度全土げるため
に熱・屯材料を制御卸容器１鍾の周囲に設け′Ｃもよく
、又容器Ｃ３１に銅板等の良熱伝導部側を設けでもよい
。

更に、伸縮容器（′Ｌ）内に突出ＥＩＳ　’ｆｆ設けて
機器（９で発生した熱の伝達率の向上を図ってもよく、
父、伸縮容器（７）のベローズ（８）に並列にバネを設
けて機器（１）の設定温度を設定できろようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

侑１図と１従来の放熱制姉器を示す断面図、第２図は本
ｊｌ明に係る放熱制御器を示す断面図である。 （１）・機器、　　　　　（２）　　基板、（３）断熱
スペーサ５ （８）　ベローズ（伸縮可能＞ｊａｉ、−ｔ）、＋９１
　　接触板、　　　　（１＋１）、（ｉｌ　　作１ｊｊ
ｌ流体、（る鎧　連通管、　　　　＋２３　　制御容器
、（］、１１　　熱源、　　　　　　（２４ａ）　　ヒ
ーター、（２４１））　　−電源、　　　！１シｅ・温
度センサー、Ｃ２７）制御回路。 （７３１７）　　代理人弁理士　則　適意　佑　（り１
か１名）第！図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）温度制御すべき機器を一面に搭載する基板と、こ
   の基板の前記機器の他面側に位置し、この基板と間隔金
   膜けて断熱スペーサを介して固定きれる放熱板と、前記
   基板と前記放熱板との間に位置し、前記放熱板と接触、
   離間を行う接触板及び前記基板に一端が固定される伸縮
   可能部材で形成される伸縮容器と、この伸縮容器に連通
   ずる連通管と、この連通Ｗｋ介して前記伸縮容器に連通
   ずる制御容器と、前記伸縮容器及び前記制御容器に封入
   される作動流体と、前記制御容器を加熱、冷却する熱源
   と、前記基板の温度を検知する温度センサーと、この温
   度センサーの検知信号に基づいて前記熱源を制ｆ卸する
   ＋ｌ１ｔｌ　ｉｎ回路と全具備したことを特徴とする放
   熱制御器。 （２）　　熱源をヒーターで構成したことをＩＰｊ徴と
   する特許１□ｎ求の範囲第１項記載の放熱制御器。 （３）　　熱源をヒーターで加熱、熱屈材木）で？守去
   １を行うように構成してなることを特徴とする特許ｉ請
   求の範囲第１珀記載の放熱制御器。 ＋４）　　ｔＩｉ制御容器の周囲を断熱材で覆ったこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放熱制御器。 （５）制御容器の一部に良熱伝導部材を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記式戊の放熱制御器。