(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内部に、該真空容器内を極低温に保持する熱吸収壁を備えた宇宙環境試験装置において、前記熱吸収壁冷却用冷媒の出口経路に、熱吸収壁冷却時の放出ガスを加温する加温装置を設けるとともに、その入口側に熱吸収壁冷却用冷媒液放出時の放出液の蒸発ガスを導入する経路を接続し、その出口側に熱吸収壁加温時の加温ガスを熱吸収壁に導入する経路を接続したことを特徴とする宇宙環境試験装置。
【請求項２】
前記加温装置は、送ガス機及びヒーターを備えていることを特徴とする請求項１記載の宇宙環境試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、宇宙環境試験装置に関し、詳しくは、宇宙環境と略同等の高真空、極低温の環境を形成し、人工衛星等の宇宙空間で使用される各種機器の試験を行う宇宙環境試験装置であって、特に、その冷媒流路の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、宇宙環境試験装置は、高真空に排気された真空容器１の内部に、宇宙の冷暗黒を模疑するため、内面は黒色に塗装され、液体窒素等の冷媒で、温度１００Ｋ以下に冷却されるシュラウドと呼ばれる熱吸収壁（以下、シュラウドという）２を設けている。
【０００３】
シュラウド２を液体窒素等の冷媒で冷却する場合、冷媒供給経路３から供給された冷媒は、シュラウド２を冷却してガス化し、低温ガスとして低温冷媒ガス放出経路４を通り、放液溜５を経由して低温のまま大気中に放出される。
【０００４】
また、シュラウド２を常温に戻す時には、まず、シュラウド２内部の冷媒液を排出する必要があるが、排出された冷媒液は、冷媒液放出経路６を通り、放液溜５に一時的に溜められ、該放液溜５で大気温により自然蒸発して低温のまま大気中に放出される。
【０００５】
さらに、シュラウド２を常温に戻すための加温は、送ガス機７で昇圧し、ヒーター８により加温した窒素ガス等の加温ガスを、シュラウド加温経路９を通してシュラウド２内に流し、ガス戻り経路１０を通して循環させることによって行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シュラウド冷却時又は加温時に放出される低温冷媒ガス又は冷媒液の蒸発ガスは、低温のため、放出された周囲に濃霧を発生させ、視界を遮り、通路等が近い場合には作業安全上の考慮が必要であり、また、非常に低温であるため、周囲にある物品を冷却し、場合によっては凍結破損に至ることがあり、低温放出ガスの放出位置は、これらの危険のない所に離して配置するか、あるいは、常温付近まで加温する必要があった。しかし、前者の場合は、レイアウト上の制約が大きくなり、後者の場合は、別途に大きな加熱源が必要となるため、設備容量及びコストを上昇させていた。
【０００７】
そこで本発明は、低温放出ガス加温専用の設備を付加することなく、低温の放出冷媒ガスを常温まで加温して放出することができ、低温放出ガスによる濃霧の発生を防止し、レイアウト上の制約を減ずるとともに、設備コストを低減した宇宙環境試験装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明の宇宙環境試験装置は、真空容器内部に、該真空容器内を極低温に保持するシュラウドを備えた宇宙環境試験装置において、前記シュラウド冷却用冷媒の出口経路に、シュラウド冷却時の放出ガスを加温する加温装置を設けるとともに、その入口側にシュラウド冷却用冷媒液放出時の放出液の蒸発ガスを導入する経路を接続し、その出口側にシュラウド加温時の加温ガスをシュラウドに導入する経路を接続したことを特徴とするものであり、前記加温装置が、送ガス機及びヒーターを備えていることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、シュラウドの冷媒出口経路に、送ガス機及びヒーターからなる加温装置を設けるとともに、該加温装置の出口経路を分岐して一方を大気へ開放する経路とし、他方を前記シュラウドへの冷媒供給経路に合流させてシュラウドの加温経路を形成し、かつ、冷媒供給経路を分岐して、あるいは前記シュラウドの冷媒流路の下端部に冷媒液放出経路を設け、該冷媒液放出経路は放液溜を介して前記加温装置の前段で前記シュラウドの冷媒出口経路と合流するように構成したものである。
【００１０】
また、前記加温装置は、送ガス機及びヒーターからなり、この順序又はヒーター、送ガス機の順序であることを含むものである。さらにヒーターのみの場合、さらにまた送ガス機が前記シュラウドの加温経路に配設されていることも含むものである。
【００１１】
【作  用】
上記のごとく、加温装置をシュラウド用冷媒ガス出口経路に設け、シュラウド冷却時の放出ガス、加温時の被加温ガス及びシュラウド内冷媒液放出時の放出液の蒸発ガスが、いずれも前記加温装置を経るようにしたので、低温冷媒ガスを常温まで昇温して放出することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を、図面に示す一実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の宇宙環境試験装置における冷媒流路の一実施例を示す概略系統図である。この宇宙環境試験装置は、真空容器１１と、該真空容器１１の内周に設けられたシュラウド１２と、該シュラウド１２に冷媒を供給する冷媒供給経路１３と、シュラウド１２の上部から冷媒ガスを導出する冷媒ガス出口経路１４と、該冷媒ガス出口経路１４に設けられた加温装置１５と、該加温装置１５から導出したガスを大気中に放出する大気放出経路１６と、該大気放出経路１６から分岐して前記冷媒供給経路１３に合流するシュラウド加温経路１７と、前記シュラウド１２の下部から冷媒液を抜き出す冷媒液放出経路１８と、該冷媒液放出経路１８に抜き出した冷媒液を一時的に貯留する放液溜１９と、該放液溜１９で蒸発した冷媒ガスを前記加温装置１５の上流で冷媒ガス出口経路１４に合流させる蒸発ガス放出経路２０と、これらの各経路に設けられて冷媒の導入・導出を制御するための弁１３ａ，１４ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，２０ａとにより構成されている。
【００１３】
前記加温装置１５は、低温で使用可能な送ガス機２１と、電気，蒸気等を熱源として低温冷媒ガスを昇温するヒーター２２とからなるもので、冷媒ガス出口経路１４あるいは蒸発ガス放出経路２０を経て導入される冷媒ガスをヒーター２２で常温付近に加熱するように構成されており、また、送ガス機２１により冷却又は加温を促進する。
【００１４】
図２は、シュラウド冷却時の冷媒の流れを実線部分で示すもので、弁１３ａ，１４ａ，１６ａが開、弁１７ａ，１８ａ，２０ａが閉である。冷媒供給経路１３から供給される冷媒、例えば液体窒素は、シュラウド１２の冷媒流路１２ａ，１２ａに導入され、シュラウド１２を冷却する。シュラウド１２を冷却することにより蒸発した冷媒ガス、即ち低温窒素ガスは、冷媒ガス出口経路１４から弁１４ａを介して加温装置１５に導入され、ヒーター２２により略大気温度まで昇温された後、大気放出経路１６から弁１６ａを介して大気に放出される。なお、冷媒供給経路１３が長い場合等は、冷却の初期において弁１８ａ，２０ａを一時的に開とする場合がある。
【００１５】
図３は、シュラウド１２内の冷媒液、例えば液体窒素を放出する時の冷媒液及びその蒸発ガスの流れを実線部分で示すもので、弁１６ａ，１８ａ，２０ａが開、弁１３ａ，１４ａ，１７ａが閉である。シュラウド１２の冷媒流路１２ａ内の液体窒素は，冷媒液放出経路１８から弁１８ａを介して放液溜１９に一時的に溜められ、大気温度で自然蒸発した低温窒素ガスは、蒸発ガス放出経路２０から弁２０ａを介して冷媒ガス出口経路１４に合流し、加温装置１５に導入されて送ガス機２１を経てヒーター２２で略大気温度まで昇温された後、図２に示す場合と同様に、弁１６ａを介して大気放出経路１６から大気中に放出される。
【００１６】
図４は、シュラウド加温時の加温ガスの流れを実線部分で示すもので、弁１４ａ，１７ａは開、弁１３ａ，１６ａ，１８ａ，２０ａは閉である。シュラウド１２の冷媒流路１２ａを通り，該シュラウド１２を加温して導出される窒素ガスあるいは乾燥空気等の加温ガスは、冷媒ガス出口経路１４から弁１４ａを介して加温装置１５に導入され、送ガス機２１で昇圧し、ヒーター２２で昇温して導出後、大気放出経路１６から分岐したシュラウド加温経路１７を通り、弁１７ａを介して前記冷媒供給経路１３に流入し、該冷媒供給経路１３を流れてシュラウド１２の下端の入口から前記冷媒流路１２ａに循環流入してシュラウド１２を加温する。なお、このとき、必要に応じて系外からの加温ガス導入管（図示せず）をシュラウド加温経路１７に接続してもよい。
【００１７】
本実施例は、宇宙環境試験装置における冷媒側の基本的な系統を示すものであり、シュラウドの形状や分割数及び配管系の接続位置や個数、弁の取付け位置、送ガス機の要否及び送ガス機と加温器の相互位置関係等は適宜決定される設計事項であり、これに限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の宇宙環境試験装置は、シュラウドの冷媒ガス出口経路に加温装置を設け、加温装置導出後の経路を分岐し一方を大気放出経路とし、他方をシュラウドの加温ができるように冷媒供給経路に合流させ、かつ、シュラウド内冷媒液を抜き出して放液溜経由で導出する蒸発ガス放出経路を、前記シュラウド出口経路に設けた加温装置の前段に合流させるように構成したので、シュラウド冷却時の放出ガス、加温時の被加温ガス及びシュラウド内の冷媒液放出時の蒸発ガスが、いずれも前記加温装置を経ることになり、危険性のある放出低温冷媒ガスを常温まで昇温した後放出することができる。
【００１９】
したがって、冷媒ガス放出口における濃霧の発生を防止し、作業上の安全性向上と低温による物品の破損の惧れを無くすることができ、レイアウト上の制約を減ずるとともに設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す宇宙環境試験装置の冷媒流路の概略系統図である。
【図２】シュラウド冷却時の冷媒の流れを示す系統図である。
【図３】シュラウド内冷媒液放出時の冷媒液及びその蒸発ガスの流れを示す系統図である。
【図４】シュラウド加温時の加温ガスの流れを示す系統図である。
【図５】従来の宇宙環境試験装置の冷媒流路の一例を示す概略系統図である。
【符号の説明】
１１…真空容器、１２…シュラウド、１３…冷媒供給経路、１４…冷媒ガス出口経路、１５…加温装置、１６…大気放出経路、１７…シュラウド加温経路、１８…冷媒液放出経路、１９…放液溜、２０…蒸発ガス放出経路、２１…送ガス機、２２…ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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