JP2592869B2 - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- JP2592869B2 JP2592869B2 JP62289766A JP28976687A JP2592869B2 JP 2592869 B2 JP2592869 B2 JP 2592869B2 JP 62289766 A JP62289766 A JP 62289766A JP 28976687 A JP28976687 A JP 28976687A JP 2592869 B2 JP2592869 B2 JP 2592869B2
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば、人工衛星等の宇宙航行体に搭載
される宇宙使用機器の熱制御を行なうのに好適する熱交
換装置に関する。
される宇宙使用機器の熱制御を行なうのに好適する熱交
換装置に関する。
（従来の技術） 一般に、宇宙航行体に搭載される宇宙使用機器は、温
度変化の激しい宇宙環境において使用することから、動
作の確実化を確保するために、熱制御を行なう必要があ
る。このような宇宙使用機器の熱制御手段としては、コ
ールド・プレートと称する熱交換器を用いた流体ループ
排熱システムの熱交換装置を用いるものがある。この熱
交換装置は、その熱交換器に対して宇宙使用機器が搭載
され、直接的に宇宙使用機器から熱を奪って所望の温度
に熱制御する。
度変化の激しい宇宙環境において使用することから、動
作の確実化を確保するために、熱制御を行なう必要があ
る。このような宇宙使用機器の熱制御手段としては、コ
ールド・プレートと称する熱交換器を用いた流体ループ
排熱システムの熱交換装置を用いるものがある。この熱
交換装置は、その熱交換器に対して宇宙使用機器が搭載
され、直接的に宇宙使用機器から熱を奪って所望の温度
に熱制御する。
第３図及び第４図はこのような熱交換装置の要部を示
すもので、第３図はプレートフィン型を示し、第４図は
チューブ型を示す。
すもので、第３図はプレートフィン型を示し、第４図は
チューブ型を示す。
すなわち、第３図の熱交換装置は、一対の支持部材1
a,1bでフィン２を挟装した熱交換器を用いて、このフィ
ン２の間に冷媒液を通過させることにより、支持部材1
a,1b上に搭載した図示しない宇宙使用機器の熱が支持部
材1a,1b及びフィン２を介して冷媒液に伝えられ、この
熱を強制対流による顕熱の状態で熱輸送して熱制御を行
う。
a,1bでフィン２を挟装した熱交換器を用いて、このフィ
ン２の間に冷媒液を通過させることにより、支持部材1
a,1b上に搭載した図示しない宇宙使用機器の熱が支持部
材1a,1b及びフィン２を介して冷媒液に伝えられ、この
熱を強制対流による顕熱の状態で熱輸送して熱制御を行
う。
また、第４図の熱交換装置は、一対の支持部材1a,1b
でチューブ３を挟装した熱交換器を用いて、そのチュー
ブ３に冷媒液を通過させることにより、支持部材1a,1b
上に搭載した図示しない宇宙使用機器の熱が支持部材1
a,1b及びチューブ３を介して冷媒液に伝えられ、この熱
を強制対流による顕熱の状態で熱輸送して熱制御を行
う。
でチューブ３を挟装した熱交換器を用いて、そのチュー
ブ３に冷媒液を通過させることにより、支持部材1a,1b
上に搭載した図示しない宇宙使用機器の熱が支持部材1
a,1b及びチューブ３を介して冷媒液に伝えられ、この熱
を強制対流による顕熱の状態で熱輸送して熱制御を行
う。
ところが、上記熱交換装置では、そのフィン２及びチ
ューブ３内の冷媒液に気液混相領域が分布するため、大
形の宇宙使用機器の熱制御に適用するように構成した場
合、宇宙環境の無重力場の影響から気液混相領域におけ
る気泡が異常発生して、熱効率の低下を招くおそれがあ
る。また、気泡の異常発生により、振動等の不安定現象
が発生したり、あるいは冷媒液出口における状況が急変
して、正確な熱制御が困難となることも予想される。
ューブ３内の冷媒液に気液混相領域が分布するため、大
形の宇宙使用機器の熱制御に適用するように構成した場
合、宇宙環境の無重力場の影響から気液混相領域におけ
る気泡が異常発生して、熱効率の低下を招くおそれがあ
る。また、気泡の異常発生により、振動等の不安定現象
が発生したり、あるいは冷媒液出口における状況が急変
して、正確な熱制御が困難となることも予想される。
（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来の熱交換装置では、その構成
上、宇宙空間の無重力場において気液混相領域に気泡の
異常発生を招き、振動等が発生して正確な熱制御が困難
となるおそれを有していた。
上、宇宙空間の無重力場において気液混相領域に気泡の
異常発生を招き、振動等が発生して正確な熱制御が困難
となるおそれを有していた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成
簡易にして、熱制御の効率化を図り得、かつ、正確な熱
制御を実現し得るようにした熱交換装置を提供すること
を目的とする。
簡易にして、熱制御の効率化を図り得、かつ、正確な熱
制御を実現し得るようにした熱交換装置を提供すること
を目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は周囲部に軸方向の一端部に比して中間部か
ら他端部方向に密に形成した複数の連通孔を有し、他端
部が液供給源に接続された蒸気通路に対して前記連通孔
を介して連通される液通路を並設した伝熱路を複数列配
置してなる熱交換器と、前記液供給源に接続され、前記
液通路の一端部に冷媒液を供給する第１の液供給手段
と、前記液供給源に接続され、前記連通孔の密な位置に
対応する液通路の中間部に前記冷媒液を供給する第２の
液供給手段と、前記熱交換器の温度を検出する温度検出
手段と、この温度検出手段の検出値に応動して前記第２
の液供給手段を制御し、前記冷媒液の供給量を制御する
制御手段とを備えたものである。
ら他端部方向に密に形成した複数の連通孔を有し、他端
部が液供給源に接続された蒸気通路に対して前記連通孔
を介して連通される液通路を並設した伝熱路を複数列配
置してなる熱交換器と、前記液供給源に接続され、前記
液通路の一端部に冷媒液を供給する第１の液供給手段
と、前記液供給源に接続され、前記連通孔の密な位置に
対応する液通路の中間部に前記冷媒液を供給する第２の
液供給手段と、前記熱交換器の温度を検出する温度検出
手段と、この温度検出手段の検出値に応動して前記第２
の液供給手段を制御し、前記冷媒液の供給量を制御する
制御手段とを備えたものである。
（作用） 上記構成によれば、宇宙使用機器の発熱量が多くなる
と、制御手段が応動して第２の液供給源を作動して、液
通路は中間部の冷媒液の供給量が増加される。同時に、
液通路は温度上昇率が高く気泡発生し易い、中間部から
他端部の冷媒液中に気泡が発生した場合においても、冷
媒液が連通孔を介して確実に蒸気通路の内周壁に供給が
なされる。これにより、熱交換器の温度の均一化が図れ
るため、最低源の冷媒液で効率的な熱制御が実現でき、
かつ、液供給源の容量の低減も図り得る。
と、制御手段が応動して第２の液供給源を作動して、液
通路は中間部の冷媒液の供給量が増加される。同時に、
液通路は温度上昇率が高く気泡発生し易い、中間部から
他端部の冷媒液中に気泡が発生した場合においても、冷
媒液が連通孔を介して確実に蒸気通路の内周壁に供給が
なされる。これにより、熱交換器の温度の均一化が図れ
るため、最低源の冷媒液で効率的な熱制御が実現でき、
かつ、液供給源の容量の低減も図り得る。
（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図はこの発明の一実施例に係る熱変換装置を示す
もので、図中10は伝熱路11を複数列配置した熱交換器
で、複数の宇宙使用機器12が搭載される。この伝熱路11
は第２図に示すように、蒸気通路13と液通路14が並設さ
れている。このうち蒸気通路13は内周壁にグループと称
する複数の案内溝13aが軸方向に延設して形成され、そ
の周囲部には複数の連通孔15が軸方向の一端部に比して
中間部の所定の位置、例えば、略中央部から他端部方向
に密な間隔を有して形成されて該連通孔15を介して液通
路14と連通されている。そして、蒸気通路13の他端部に
は蒸気出口部16が形成され、この蒸気出口部16は図示し
ない放熱器を介して冷媒供給源に接続される。また、液
通路14の一端部には第１の液供給部17が形成され、その
中間部の所定の位置、例えば、略中央部には第２の液供
給部18が連通孔15の密部分に対応して形成される。この
第１の液供給部17には蒸気液供給源（図示せず）に接続
されたヘッダ19の出口が供給管20aを介して連結され
る。また、このヘッダ19の出口には上記第２の液供給部
18が供給管20b及び流量調整弁21を介して接続される。
この流量調整弁21は制御装置22に接続され、この制御装
置22には温度検出センサ23の出力端が接続される。この
温度センサ23は、例えば、宇宙使用機器12の温度を検出
して熱交換器10の温度を検出し、その検出信号を上記制
御装置22に出力する。
もので、図中10は伝熱路11を複数列配置した熱交換器
で、複数の宇宙使用機器12が搭載される。この伝熱路11
は第２図に示すように、蒸気通路13と液通路14が並設さ
れている。このうち蒸気通路13は内周壁にグループと称
する複数の案内溝13aが軸方向に延設して形成され、そ
の周囲部には複数の連通孔15が軸方向の一端部に比して
中間部の所定の位置、例えば、略中央部から他端部方向
に密な間隔を有して形成されて該連通孔15を介して液通
路14と連通されている。そして、蒸気通路13の他端部に
は蒸気出口部16が形成され、この蒸気出口部16は図示し
ない放熱器を介して冷媒供給源に接続される。また、液
通路14の一端部には第１の液供給部17が形成され、その
中間部の所定の位置、例えば、略中央部には第２の液供
給部18が連通孔15の密部分に対応して形成される。この
第１の液供給部17には蒸気液供給源（図示せず）に接続
されたヘッダ19の出口が供給管20aを介して連結され
る。また、このヘッダ19の出口には上記第２の液供給部
18が供給管20b及び流量調整弁21を介して接続される。
この流量調整弁21は制御装置22に接続され、この制御装
置22には温度検出センサ23の出力端が接続される。この
温度センサ23は、例えば、宇宙使用機器12の温度を検出
して熱交換器10の温度を検出し、その検出信号を上記制
御装置22に出力する。
上記構成において、宇宙使用機器12の熱制御を行なう
場合は、先ず上記液供給源（図示せず）からヘッダ19に
冷媒液が供給され、第１及び第２の液供給部17,18を介
して液通路14に供給される。すると、液通路14の冷媒液
は連通孔15を通って蒸気通路13の内周壁に導かれて案内
溝13aを軸方向に移動しながら宇宙使用機器12の熱を奪
って蒸気となり、奪った熱を潜熱の状態で熱輸送して宇
宙使用機器12の熱制御を行なう。そして、この蒸気は蒸
気出口部16を介して放熱器（図示せず）に導かれて奪っ
た熱を放出して、再び、冷媒液となり、液供給源（図示
せず）に導かれる。この際、第２の液供給部18の流量調
整弁21は温度検出センサ23の検出信号に対応して制御装
置22を介して所定の弁開度に制御されている。
場合は、先ず上記液供給源（図示せず）からヘッダ19に
冷媒液が供給され、第１及び第２の液供給部17,18を介
して液通路14に供給される。すると、液通路14の冷媒液
は連通孔15を通って蒸気通路13の内周壁に導かれて案内
溝13aを軸方向に移動しながら宇宙使用機器12の熱を奪
って蒸気となり、奪った熱を潜熱の状態で熱輸送して宇
宙使用機器12の熱制御を行なう。そして、この蒸気は蒸
気出口部16を介して放熱器（図示せず）に導かれて奪っ
た熱を放出して、再び、冷媒液となり、液供給源（図示
せず）に導かれる。この際、第２の液供給部18の流量調
整弁21は温度検出センサ23の検出信号に対応して制御装
置22を介して所定の弁開度に制御されている。
そして、上記熱交換器10上の別の宇宙使用機器12が可
動されて、発熱密度が多くなった場合には、先ず、熱交
換器10上の温度が上昇する。すると、この温度上昇を温
度検出センサ23が検出して、その検出信号を制御装置22
に出力し、この制御装置22が流量調整弁21の弁開度を制
御して冷媒液の供給量を増加する。これにより、液通路
14は第２の液供給部18からの冷媒液の供給量が増加し
て、温度上昇率の高い略中央部から他端部側の温度が一
端部側と略同様の温度に保たれ、温度上昇に伴う気泡発
生が抑制される。同時に、液通路14の冷媒液は連通孔15
の密部分から多量に蒸気通路13に導かれ、温度上昇率の
高い略中央部から他端部側の温度が一端部側と略同様の
温度に制御され、例えば、気泡が発生した場合において
も、該気泡の流出が迅速に行われる。しかして、熱交換
器10は宇宙使用機器12の稼働状況が可変した場合におい
ても、その温度上昇が迅速に行われて、宇宙使用機器12
の熱制御を行ないせしめる。
動されて、発熱密度が多くなった場合には、先ず、熱交
換器10上の温度が上昇する。すると、この温度上昇を温
度検出センサ23が検出して、その検出信号を制御装置22
に出力し、この制御装置22が流量調整弁21の弁開度を制
御して冷媒液の供給量を増加する。これにより、液通路
14は第２の液供給部18からの冷媒液の供給量が増加し
て、温度上昇率の高い略中央部から他端部側の温度が一
端部側と略同様の温度に保たれ、温度上昇に伴う気泡発
生が抑制される。同時に、液通路14の冷媒液は連通孔15
の密部分から多量に蒸気通路13に導かれ、温度上昇率の
高い略中央部から他端部側の温度が一端部側と略同様の
温度に制御され、例えば、気泡が発生した場合において
も、該気泡の流出が迅速に行われる。しかして、熱交換
器10は宇宙使用機器12の稼働状況が可変した場合におい
ても、その温度上昇が迅速に行われて、宇宙使用機器12
の熱制御を行ないせしめる。
また、宇宙使用機器12の稼働状況が低減された場合に
は、上記温度検出センサ23がこれを検知して上述した温
度上昇の際と逆の動作が行われ、第２の液供給部18への
冷媒液の供給量が低減される。
は、上記温度検出センサ23がこれを検知して上述した温
度上昇の際と逆の動作が行われ、第２の液供給部18への
冷媒液の供給量が低減される。
このように、上記熱交換装置は熱交換器10に搭載され
た宇宙使用機器12の稼働状況に応じて温度上昇率の高い
液通路14の略中央部から他端部側の冷媒液の供給量を制
御すると共に、蒸気通路13と液通路14の連通孔15を軸方
向の一端部に比して略中央部から他端部側に間隔を密に
形成した。これによれば、熱交換器10の温度上昇にとも
なって、先ず、気泡が発生するが、この場合でも気泡
は、液通路14の略中央部から他端部側の密に形成した連
通孔15から蒸気通路13に効率良く導かれて解消がなされ
るため、気泡発生による局部的な温度上昇が防止され
る。一方、熱交換器10の温度に対応して温度上昇率の高
い略中央部に供給される冷媒液の量が自動的に制御され
ることで、温度上昇にともななう気泡発生の防止が図
れ、正確にして、効率的に熱制御が実現できる。
た宇宙使用機器12の稼働状況に応じて温度上昇率の高い
液通路14の略中央部から他端部側の冷媒液の供給量を制
御すると共に、蒸気通路13と液通路14の連通孔15を軸方
向の一端部に比して略中央部から他端部側に間隔を密に
形成した。これによれば、熱交換器10の温度上昇にとも
なって、先ず、気泡が発生するが、この場合でも気泡
は、液通路14の略中央部から他端部側の密に形成した連
通孔15から蒸気通路13に効率良く導かれて解消がなされ
るため、気泡発生による局部的な温度上昇が防止され
る。一方、熱交換器10の温度に対応して温度上昇率の高
い略中央部に供給される冷媒液の量が自動的に制御され
ることで、温度上昇にともななう気泡発生の防止が図
れ、正確にして、効率的に熱制御が実現できる。
なお、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易に
して、熱制御の効率化を図り得、かつ、正確な熱制御を
実現し得るようにした熱交換装置を提供することができ
る。
して、熱制御の効率化を図り得、かつ、正確な熱制御を
実現し得るようにした熱交換装置を提供することができ
る。
第１図はこの発明の一実施例に係る熱交換装置を示す断
面図、第２図は第１図の伝熱路を取出して示す斜視図、
第３図及び第４図は従来の熱交換装置を示す斜視図であ
る。 10……熱交換器、11……伝熱路、12……宇宙使用機器、
13……蒸気通路、13a……案内溝、14……液通路、15…
…連通孔、16……蒸気出口部、17,18……第１及び第２
の液供給部、19……ヘッド、20a,20b……供給管、21…
…流量調整弁、22……制御装置、23……温度検出セン
サ。
面図、第２図は第１図の伝熱路を取出して示す斜視図、
第３図及び第４図は従来の熱交換装置を示す斜視図であ
る。 10……熱交換器、11……伝熱路、12……宇宙使用機器、
13……蒸気通路、13a……案内溝、14……液通路、15…
…連通孔、16……蒸気出口部、17,18……第１及び第２
の液供給部、19……ヘッド、20a,20b……供給管、21…
…流量調整弁、22……制御装置、23……温度検出セン
サ。
フロントページの続き (72)発明者 今井 良一 茨城県新治郡桜村千現２丁目１番１号 宇宙開発事業団筑波宇宙センター内 (72)発明者 栗山 義雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 小森 実 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 大島 重人 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 井戸 勇二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内
Claims (1)
- 【請求項１】周囲部に軸方向の一端部に比して中間部か
ら他端部方向に密に形成した複数の連通孔を有し、他端
部が液供給源に接続された蒸気通路に対して前記連通孔
を介して連通される液通路を並設した伝熱路を複数列配
置してなる熱交換器と、前記液供給源に接続され、前記
液通路の一端部に冷媒液を供給する第１の液供給手段
と、前記液供給源に接続され、前記連通孔の密な位置に
対応する液通路の中間部に前記冷媒液を供給する第２の
液供給手段と、前記熱交換器の温度を検出する温度検出
手段と、この温度検出手段に応動して前記第２の液供給
手段を制御し、前記冷媒液の供給量を制御する制御手段
とを具備したことを特徴とする熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289766A JP2592869B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289766A JP2592869B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132500A JPH01132500A (ja) | 1989-05-24 |
| JP2592869B2 true JP2592869B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=17747480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289766A Expired - Fee Related JP2592869B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592869B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4130693C1 (ja) * | 1991-09-14 | 1992-10-29 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen, De | |
| JP2853943B2 (ja) * | 1992-09-02 | 1999-02-03 | 株式会社フジクラ | ループ式ヒートパイプの作動流体循環流量の制御方法 |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP62289766A patent/JP2592869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01132500A (ja) | 1989-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |