JP3810829B2 - Space electric furnace - Google Patents
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Description
【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宇宙用電気炉に関し、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10では、内筒11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15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,12e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12c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24a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縦断面図である。
【図4】 従来の宇宙用電気炉の図3中のB−B断面図である。
【符号の説明】
10 宇宙用電気炉
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[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a space electric furnace that is launched into outer space and used for experiments, etc., while facilitating the maintenance, ensuring the strength to suppress heat loss as much as possible and to withstand vibrations during launch. is there.
[0002]
[Prior art]
Development of materials that cannot be done on the ground using the high vacuum state and weightless state in outer space is being carried out. For this reason, experimental electric furnaces are launched into outer space with rockets and used.
[0003]
As shown in FIGS. 3 and 4, for example, an electric furnace made for use in outer space has a double-cylinder structure composed of an inner cylinder 1 and an
[0004]
A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such an electric furnace for space use, it is necessary to prevent damage even if vibration is applied when it is launched by a rocket or the like. For example, the
[0006]
Also, until now, the experiment period in space was relatively short and it was not necessary to consider maintenance such as replacing the
[0007]
However, if the
[0008]
Further, when a
[0009]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is capable of ensuring the strength against vibration during launch, and at the same time, can suppress heat loss as much as possible, and can easily perform maintenance such as heater replacement . An electric furnace is to be provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems , the electric furnace for space according to claim 1 of the present invention supports both ends of the heater of the electric furnace, which is used by being launched in outer space, by annular stoppers, Attached to an intermediate cylinder or a cover plate with fixing bolts in the radial direction and axial direction, an outer cylinder is provided on the outer periphery of the intermediate cylinder via a heat insulating foil, and the intermediate cylinder is supported on the outer cylinder It is.
[0011]
Also, space for an electric furnace according to
[0012]
[Action]
According to the electric furnace for space according to claim 1 of the present invention, the intermediate stopper is arranged inside the outer cylinder and the annular stopper for supporting the heater is supported by the fixing bolts in the radial direction and the axial direction. The cylinder is supported on the outer cylinder via the heat insulation foil, and the fixing bolt of the stopper is not penetrated to the outer cylinder to suppress heat loss as much as possible.At the same time, the intermediate cylinder is attached via the heat insulation foil of the flexible structure. By supporting it, it is possible to absorb vibrations during launch.
[0013]
Further, the heater can be exchanged together with the intermediate cylinder, and maintenance is facilitated.
[0014]
According to the space electric furnace of
[0015]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 relate to one embodiment of a space electric furnace according to the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is an AA sectional view and an enlarged view of a connecting terminal portion in FIG.
[0016]
In this space
[0017]
Between the
[0018]
In the
[0019]
After the
[0020]
Support bolts screwed into
[0021]
Accordingly, the axial fixing
[0022]
Thereby, the
[0023]
In addition, since the
[0024]
Further, since the radial support of the
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical fitting that constitutes a
[0026]
On the other hand, two cylindrical fitting recesses 24b, into which the
[0027]
The cylindrical outer peripheral portion of the fitting
[0028]
Therefore, when the
[0029]
In addition, the shape of the fitting uneven | corrugated part which comprises a connection terminal is not restricted to a column shape and a cylindrical shape, A fitting with each other, such as a V-shaped protrusion and a groove | channel of a cross-section, is obtained, and an electrical connection state is obtained. In addition, it is only necessary that the intermediate cylinder can be positioned at a fixed position with respect to the outer cylinder.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail with reference to one embodiment, according to the electric furnace for space according to claim 1 of the present invention, the annular stopper that supports the heater by disposing the intermediate cylinder inside the outer cylinder has a radius. Since the intermediate cylinder is supported on the outer cylinder via the heat insulation foil, the heat loss is minimized by preventing the fixing bolt of the stopper from penetrating to the outer cylinder. At the same time, since the intermediate cylinder is supported via the heat insulating foil having a flexible structure, vibration during launching can be absorbed and damage can be prevented.
[0031]
Furthermore, since the heater can be exchanged together with the intermediate cylinder, maintenance becomes easy, and long-term use at the space station becomes possible.
[0032]
According to the space electric furnace according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view according to an embodiment of a space electric furnace of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 and an enlarged view of a connecting terminal portion according to an embodiment of the electric furnace for space use of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional space electric furnace .
4 is a cross-sectional view of the conventional electric furnace for space taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Space
Claims (2)
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Publications (2)
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JPH08313168A JPH08313168A (en) | 1996-11-29 |
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JP14804995A Expired - Fee Related JP3810829B2 (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Space electric furnace |
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- 1995-05-23 JP JP14804995A patent/JP3810829B2/en not_active Expired - Fee Related
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