JPS6337698A - コ−ルドフレ−ム - 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、人工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フレームに関するものである。

［従来の技術］ 宇宙に於いては直空、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。更に宇宙船
内に於いて空気か存在する場合は、ファンを用いた強制
空冷方式による発熱源の冷却が可能であるか、熱ゐ放熱
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が必要
であり、この熱移動の手段の１としてコールドプレート
が各発熱機器毎に設けられる。

現在コールドプレートとしては第６図、第７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が接続されている。又受熱体ｌ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ト間を循環す
る様になっている。

トランス、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ｌ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。

［発明か解決しようとする問題点〕 しかしなから、前記ファンを用いた強制空冷方式では電
力消費量が増大するという問題かあり、又各発熱源機器
毎にコールドプレートを設置することは設偏費が嵩むと
共に、冷却装置全体の重量も重くなり宇宙船等の打上げ
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、上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、発熱源機器を支持する構造フレームに
冷媒流路を設け、該流路を冷媒循環系に接続したことを
特徴とするものである。

［作　　　用］ 発熱源機器の鮎は、構造フレームに設けた流路内を流れ
る冷媒に伝わり、冷媒循環系に於ける放熱器にて熱輻射
により宇宙空間へ放熱される。

［実　施　例〕 以下、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、発熱源５を挟持する様配設した
断面矩形形状の構造フレーム６．７の内部に冷媒の流路
８．９を設けると共に、発熱源５の一側面に面接触する
アルミニウム等の薄板ｌＯを構造フレーム６．７に掛は
渡して設け、該構造フレーム８．７にてボルト等にて取
付ける。

前記構造フレーム６．７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。

上述の如く構成したので、発熱源５の熱は薄板１０を介
して構造フレーム６．７に伝わり、該構造フレーム６．
７内に設けた流路８，９を流れる冷媒に伝わる。

ここで、第３図は前記構造フレーム６．７の伝熱性能検
討例を示すもので、発熱源５の熱ｆＡＱか構造フレーム
６．７単位長さ当り　１００ワツトである場合、薄板Ｉ
Ｏの厚さｔ　［１１Ｆ及び構造フレーム６．７と冷媒と
薄板ｌθとによる熱伝達能力Ｈ［ｋｃａｌ／ｍ’　　・
ｈ・℃］を変化せしめた場合のフレーム幅Ｗ［ＩＩＩＩ
ｌ］と発熱源表面−冷媒温度差Ｔ［Ｔｌとの関係を示し
ている。例えば、発熱源表面−冷媒温度差Ｔ−２０［”
Ｃ］とする為には、薄板１０の厚さｔ　−１［ａ＋ｍｌ
、熱伝達能力Ｈ−１００［ｋｃａｌ／ｍ”　　・ｈ　・
℃ｌである場合は、フレーム幅はおよそＷ＝２５［ｍｍ
ｌ必要となる。これは充分実現可能な値であり、更に強
度面を考慮してフレーム幅Ｗを決定すればよい。

更に、前記冷媒に伝わった熱は、冷媒循環系に於ける放
熱器（図示せず）にて熱輻射により宇宙空間へ放熱され
る。

第４図は本発明の第２の実施例を示すものであり、内部
に冷媒の流路８．９を設けた構造フレーム６．７を水平
方向に平行に配設し、該構造フレーム６．７上に発熱源
５を載置せしめた例である。

又、第５図は本発明の第３の実施例を示すものであり、
山形鋼を用い板材１３．１４にて夫々断面略矩形形状の
冷媒の流路１５，１Ｂを形成した構造フレーム１１．＋
２を水・［方向に平行に配設し、該構造フレーム１１．
１２上に発熱源５を載置せしめた例である。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、構造フレームの形状、配置方向、本数及び流路の形状
等は発熱源機器の形状、発熱量等に対応して種々選定し
得ること、薄板の材質は種々選定し得ると共に薄板を構
造フレームに溶接にて取付けてもよいこと、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、構造フレームに冷媒流
路を設けたので、各発熱源機器毎に必要であったコール
ドプレートが不要となり、冷却装置全体としての重量を
著しく軽減し得ると共に、高効率の冷却を実現し得、更
に電力は冷媒の循環ポンプの駆動等に使用されるのろで
あり、ファンを用いた強制空冷方式に比べ省電力化を図
りｉ）る等トド々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図、第２図は第
１図の■−■矢視図、第３図は本発明の第１実施例の伝
熱性能を示す線図、第４図は本発明の第２の実施例を示
す斜視図、第５図は本発明の第３の実施例を示す斜視図
、第６図は従来のコールドプレートを示す平面図、第７
図は第６図の■−■矢視図である。 ５は発熱源、６．７は構造フレーム、８．９は流路を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）発熱源機器を支持する構造フレームに冷媒流路を設
   け、該流路を冷媒循環系に接続したことを特徴とするコ
   ールドフレーム。