(57)【要約】      （修正有）【課題】宇宙設備用、特に人工衛星用の熱放散装置を提供する。【解決手段】放熱パネル１１が、有機樹脂及びカーボン繊維を含む複合構造で作られる、少なくとも１つの皮膜２１１、２１２を備え、有機樹脂がカーボンナノチューブで充たされていることを特徴とする、少なくとも１つの放熱パネル１１を備える、宇宙人工衛星のための熱放散用装置である。熱放散装置はまたヒートパイプ２１のネットワークを含み得る。ヒートパイプ２１は、低い熱膨張係数を有する要素を混入した、アルミニウム合金で作られ得る。本発明はとりわけ固定された放熱パネル、又は通信衛星、観測衛星、もしくは科学衛星において使用され得る放熱パネル、あるいは放熱パネルに結合されるラックに適用可能である。【選択図】図２ａ
2011246112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放熱パネル（１１、１２）を備える宇宙人工衛星のための熱放散用装置であって、
前記放熱パネル（１１、１２）が、有機樹脂及びカーボン繊維を含む複合構造で作られる少なくとも１つの皮膜（２１１、２１２）を備え、
前記有機樹脂がカーボンナノチューブで充たされていることを特徴とする、熱放散用装置。
【請求項２】
前記複合構造が、定められた１つの整列に従って配置される第一の複数のカーボン繊維（４１）を含む層と、前記第一の複数のカーボン繊維（４１）の整列にほぼ直角な整列に従って配置される第二の複数のカーボン繊維（４２）を含む層との、交互の連続により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の熱放散用装置。
【請求項３】
前記複合構造が、定められた整列に従って配置される第一の複数のカーボン繊維（４１）と、前記第一の複数のカーボン繊維（４１）の整列に対してほぼ直角な整列に従って配置される第二の複数のカーボン繊維（４２）とを入り組ませることにより作られる、織物により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の熱放散用装置。
【請求項４】
前記皮膜（２１１、２１２）がヒートパイプ（２１）のネットワークへと組み立てられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項５】
前記放熱パネル（１１、１２）が互いに並行に配置され、構造要素（２２）を用いて堅く結合された、平坦な内部皮膜（２１１）と平坦な外部皮膜（２１２）とを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項６】
前記構造要素（２２）がアルミニウム管のハニカム構造により形成されることを特徴とする、請求項５に記載の熱放散用装置。
【請求項７】
前記構造要素（２２）が伝導性の発泡体により形成されることを特徴とする、請求項５に記載の熱放散用装置。
【請求項８】
前記ヒートパイプ（２１）のネットワークが、前記内部皮膜（２１１）の表面において前記放熱パネル（１１、１２）の外側に配置されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項９】
前記ヒートパイプ（２１）のネットワークが、前記内部皮膜（２１１）と前記外部皮膜（２１２）との間の前記放熱パネル（１１、１２）の内側に配置されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項１０】
前記ヒートパイプ（２１）のネットワークが、１本又は複数でほぼ管状の、アルミニウムのヒートパイプを含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項１１】
前記ヒートパイプ（２１）のネットワークが、１本又は複数でほぼ管状の、低い熱膨張係数を有する要素を混入したアルミニウム合金で作られたヒートパイプを含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項１２】
前記アルミニウム合金内に混入された前記要素が、炭化珪素ＳｉＣあるいは窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４で作られるセラミックにより形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の熱放散用装置。
【請求項１３】
前記アルミニウム合金内に混入された前記要素が、珪素Ｓｉにより形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の熱放散用装置。
【請求項１４】
前記アルミニウム合金内に混入された前記要素が、ＺｒＷ２Ｏ８セラミックにより形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の熱放散用装置。
【請求項１５】
前記アルミニウム合金内に混入された前記要素が、β‐ユークリプタイトにより形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の熱放散用装置。
【請求項１６】
前記皮膜（２１１、２１２）への前記ヒートパイプ（２１）の集合体が、カーボンナノチューブに富む前記有機樹脂を用いて作られることを特徴とする、請求項８〜１５のいずれか一項に記載の熱放散用装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の固定された放熱パネル（１１、１２）。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の展開可能な放熱パネル（１１、１２）。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の放熱パネル（１１、１２）に結合されるラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は宇宙設備用、とりわけ人工衛星における使用のための熱放散用装置に関する。それは例えば宇宙分野に、そして特に通信衛星、観測衛星及び科学衛星に適用される。
【背景技術】
【０００２】
宇宙用途のための装置は、ますます厳しい性能（基準）を満足しなければならない。通信衛星に関して、それらはますます多くのエネルギーを消費する、ますます複雑な、ますます多くの設備を搭載し、その結果より多くの熱を発生する。従って、通信衛星は搭載された設備の長期間にわたる性能を保証するために、それらにより生み出される熱を効果的に放散できなければならない。それと並行して、増加する搭載設備の数、及び経済的理由により、搭載される構成要素にますます厳しい質量の制約が課される。
【０００３】
通信衛星は、それらの衛星表面における特定の位置のために、従来から「南北パネル」又は「南北の壁」とも呼ばれる、放熱パネルの形態のヒートシンクをしばしば使用する。南北の壁は一般にパネル及び熱伝導装置から成り、後者は概して内部を冷却剤が流れる管状の構造のネットワークで形成され、ヒートパイプと従来から呼ばれている。最も実際的な人工衛星システムに関して、南北の壁の構造は一般にアルミニウムで作られる。同様に、ヒートパイプは一般にアルミニウムで作られる。アルミニウムはそれが良好な熱伝導特性と、押し出し成形をより容易にする物理的特性を有するために好ましく、押し出し成形は管状の構造部品を得るのに特に適した製作方法である。さらに、アルミニウムはその軽さで知られている。
【０００４】
通信衛星は設備と、その設備によって放出される熱が例えば南北パネルのような熱放散パネルに運ばれることを可能にする熱伝導手段とを支持するラックを用い得る。同様に、ラックを形成する構成要素はアルミニウムで作られることが望ましい。
【０００５】
観測衛星及び科学衛星に関して、特定の任務、特に高温の惑星及び太陽の探査は、剛性のある構造及びヒートパイプによって熱的に制御されるパネルの双方を必要とすることが考慮され得る。本発明は又そのような任務を考案する時にも適用され得る。
【０００６】
前述の制約、及びとりわけシステムの質量に関する制約をできる限り満足するために、既知のアルミニウム構造による代替の構造の使用が考慮される。より小さい質量の複合材料を使用することが、特に考慮される。とりわけ、カーボンをベースとする複合構造が考慮される。確かに、最近の開発はグラファイトの豊富な、すなわち「グラファイト化された」カーボン繊維を含む複合構造の生産を可能にしている。そのような繊維は熱伝導に関して非常に満足すべき特性を与える。従って、グラファイト化されたカーボン繊維を混入している複合構造はとりわけ、良好な熱伝導特性が求められる、衛星の南北パネルの面を形成する構造を生産するために、考慮される。
【０００７】
既知の先行技術によれば、高度にグラファイト化されたカーボン繊維の使用は、第一のタイプの不十分な機械的強度を補う、第二のタイプの「高強度」カーボン繊維の使用と組み合わされ得る。一般に、第一の伝導性の繊維はヒートパイプの主軸にほぼ直角に置かれ得、そして、第二の高強度の繊維はヒートパイプの主軸にほぼ沿って置かれ得る。従って、樹脂内に埋め込まれている高度にグラファイト化されたカーボン繊維を含む層と、隣接する層の繊維に対してほぼ直角に揃えられた、高強度のカーボン繊維を含む層との連続が生み出され得る。隣接する層内に置かれた繊維に対して、例えば４５°の定められた角度でカーボン繊維がその中に置かれる層を交互にすることもまた可能である。異質な性状の繊維を含む層の重ね合わせにより形成される、そのような構成は、その等方性の特性が改善された複合構造が得られることを可能にする。
【０００８】
しかしながら、高度にグラファイト化された繊維の使用は又、その中に繊維が組み込まれている構造に、高い剛性係数及び負の膨張係数を与える。従って、そのような材料を混入している構造は、工業的に製作が困難であり、用途におけるそれらの使用が実際には非常に高価であることが判明している。
【０００９】
さらに、例えばパネルの面又はラックを形成するための、グラファイト化されたカーボン繊維に基づく複合構造の利用は、ヒートパイプを作るために基本的に類似の複合構造が用いられることを必要とする。確かに、パネル又はラック、及びヒートパイプの構造が、とりわけ熱膨張又は熱弾性に関して、類似の特性を示すことが望ましい。事実、宇宙用途において用いられるシステムは大きな温度変化に支配され、異質な性状の構造間の接合面において大きな機械的応力を生じる。しかしながら、カーボンは先験的に冷却剤の循環に適合し得ない多孔性を有するため、カーボンをベースとするヒートパイプの製作は、実際には非常に困難であることが明らかである。さらにグラファイト化されたカーボン繊維の使用は、構造の剛性係数を増すため、熱弾性に関する問題を増加させることに注意すべきである。
【００１０】
最後に、既知の先行技術の解決策において、カーボン繊維は、例えば有機樹脂、例えばエポキシ樹脂内に埋め込まれ得る。しかしながら、有機樹脂の使用はグラファイト化されたカーボン繊維により提供される、改善された熱伝導率を妨げる。既知の先行技術の解決策は、有機樹脂をより熱的に伝導性のある樹脂と交換すること提案している。しかしながら、これらの樹脂は非常に高温で加工されなければならず、その結果として非常に複雑で難しい、それゆえ実施するのに高価な製作工程を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の１つの目的は、最適な熱伝導率、機械的応力への耐性と熱弾性、及び特に軽い質量を熱放散装置に与える、少なくとも１つのヒートパイプ及び少なくとも１つの放熱パネルの、特定の構成を備える宇宙用途、とりわけ人工衛星のための熱放散用装置を提案することにより、少なくとも前述の欠点を緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの利点は、本発明の１つの実施形態による熱放散装置が、通常の製作方法を用いて容易に生産され得ることである。
【００１３】
このために、本発明の１つの主題は、少なくとも１つの放熱パネルを備える特に宇宙用途のための熱放散用装置であり、放熱パネルが有機樹脂及びカーボン繊維を含む複合構造で作られる少なくとも１枚の皮膜を含み、有機樹脂がカーボンナノチューブで充たされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一実施形態において、複合構造は、定められた１つの整列に従って配置される第一の複数のカーボン繊維を含む層と、前記第一の複数のカーボン繊維の整列にほぼ直角な整列に従って配置される第二の複数のカーボン繊維を含む層との、交互の連続により形成され得る。
【００１５】
本発明の別の実施形態において、複合構造は、定められた整列に従って配置される第一の複数のカーボン繊維と、前記第一の複数のカーボン繊維の整列に対してほぼ直角な整列に従って配置される第二の複数のカーボン繊維とを入り組ませることにより作られる、織物により形成され得る。
【００１６】
本発明の別の実施形態において、皮膜はヒートパイプのネットワークへと組み立てられ得る。
【００１７】
本発明の別の実施形態において、放熱パネルは互いに並行に配置され、構造要素を用いて堅く結合された、平坦な内部皮膜と平坦な外部皮膜とを含み得る。
【００１８】
本発明の別の実施形態において、構造要素はアルミニウム管のハニカム構造により形成され得る。
【００１９】
本発明の別の実施形態において、構造要素は伝導性の発泡体により形成され得る。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、ヒートパイプのネットワークは、内部皮膜の表面において放熱パネルの外側に配置され得る。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、ヒートパイプのネットワークは、内部皮膜と外部皮膜との間の放熱パネルの内側に配置され得る。
【００２２】
本発明の別の実施形態において、ヒートパイプのネットワークは、１本又は複数でほぼ管状の、アルミニウムのヒートパイプを含み得る。
【００２３】
本発明の別の実施形態において、ヒートパイプのネットワークは、１本又は複数でほぼ管状の、低い熱膨張係数を有する要素を混入したアルミニウム合金で作られたヒートパイプを含み得る。
【００２４】
本発明の別の実施形態において、アルミニウム合金内に混入された要素が、炭化珪素ＳｉＣあるいは窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４で作られるセラミックにより形成され得る。
【００２５】
本発明の別の実施形態において、アルミニウム合金内に混入された要素が、珪素Ｓｉにより形成され得る。
【００２６】
本発明の別の実施形態において、アルミニウム合金内に混入された要素は、ＺｒＷ２Ｏ８セラミックにより形成され得る。
【００２７】
本発明の別の実施形態において、アルミニウム合金内に混入された要素は、β−ユークリプタイトにより形成され得る。
【００２８】
本発明の別の実施形態において、皮膜へのヒートパイプの集合体は、カーボンナノチューブに富む有機樹脂を用いて作られ得る。
【００２９】
本発明の別の主題は、上述の実施形態のうちの１つの熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の固定された放熱パネルである。
【００３０】
本発明の別の主題は、上述の実施形態のうちの１つの熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の展開可能な放熱パネルである。
【００３１】
本発明の別の主題は、上述の実施形態のうちの１つの熱放散装置の少なくとも１つにより形成されることを特徴とする、人工衛星用の放熱パネルに結合されるラックである。
【００３２】
本発明の別の特徴及び利点は、添付図に関連してなされ、例として与えられる記述を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】通信衛星用の熱放散装置の既知の構造を例示する透視図である。
【図２ａ】第一の実施形態において、放熱パネル及びヒートパイプのネットワークを備える、熱放散装置の構造を例示する断面図である。
【図２ｂ】第一の実施形態において、放熱パネル及びヒートパイプのネットワークを備える、熱放散装置の構造を例示する断面図である。
【図３】第二の実施形態において、放熱パネル及びヒートパイプのネットワークを備える、熱放散装置の構造を例示する断面図である。
【図４ａ】１つの倍率における、本発明の１つの実施形態による放熱パネルを形成する、複合材料の構成の断面である。
【図４ｂ】１つの倍率における、本発明の１つの実施形態による放熱パネルを形成する、複合材料の構成の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は通信衛星用の熱放散装置の既知の構造を例示する透視図である。
【００３５】
一般に、通信衛星はとりわけ通信モジュール１０を備える。通信モジュール１０は複数の高度に放熱性の電子装置１３を備える。電子装置１３は、図には示されていないが、図２ａ、２ｂ、及び３に関連して以下に詳細に記述されている、ヒートパイプのネットワーク上に設置される。電子装置１３は通信衛星の内側に配置される。ヒートパイプは放熱パネル１１、１２の内部表面上、あるいは放熱パネル１１、１２の内側に配置される。ヒートパイプのネットワークは熱出力が放熱パネル１１、１２の全領域にわたって運ばれ、分配されることを可能にする。放熱パネル１１、１２の外面はその後、この出力を周囲の空間内へ放射する。熱出力の放射を改善するため、放熱パネル１１、１２の外面は、例えば一般に光学的太陽反射器（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｏｌａｒ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ"（ＯＳＲ））と呼ばれるもので覆われる。南北パネルの構造は、図２ａ、２ｂ、及び３に関連して以下に詳細に説明されている。
【００３６】
図２ａ及び２ｂは第一の実施形態において、放熱パネル及びヒートパイプのネットワークを備える、熱放散装置の構造を例示する断面図である。
【００３７】
第一の実施形態において、少なくとも１つのヒートパイプ２１を含むヒートパイプのネットワークは、放熱パネル１１の内側に配置され得る。南北パネル１１の内面及び外面は、相互にほぼ平行な平面を定義する、それぞれ内部皮膜２１１及び外部皮膜２１２である２つの表面構造、すなわち「皮膜」により形成され得る。皮膜２１１、２１２は構造要素２２を用いて堅く結合され得る。構造要素２２は例えば「ハニカム」構造と呼ばれる構造を一般に形成し得る。電子装置１３はヒートパイプ２１のネットワーク上に配置される。図２ａに図解されている例において、本質的に管状のヒートパイプが断面で示されている。図２ｂに図解されている例において、幾つかの同じヒートパイプの区間、あるいは幾つかのヒートパイプが断面図で表わされている。冷却剤がヒートパイプ２１内を流れる。
【００３８】
一般に通信衛星のような用途においては、使用される冷却剤はアンモニアである。
【００３９】
典型的な既知の先行技術による構造において、ヒートパイプ２１、皮膜２１１、２１２、及び放熱パネル１１を形成する構造要素は、アルミニウムで作られ得る。
【００４０】
図３は第二の実施形態による放熱パネルの構造の略図である。
【００４１】
図３は（図において断面で現われている）内部にヒートパイプ２１のネットワークが組み込まれている、既知の先行技術による放熱パネル構造１１を示す。そのような構造において、電子装置１３がヒートパイプ２１のネットワークのほぼ上方で、皮膜２１１、２１２の上に直接配置されることができ、ヒートパイプ２１のネットワークは、皮膜２１１、２１２が構造的機能を提供するように、放熱パネル１１の２つの皮膜２１１、２１２の間に配置されている。図２ａ及び２ｂに関連して上述されている構造と同様に、例えばハニカム構造を形成する構造要素２２は、その集合体を堅く結合できる。
【００４２】
上述の様々な典型的構成において、全ての材料は軽量であり熱伝導性でなければならない。さらに、使用される材料は構造の構成部品の製作が可能であって、低価格で達成可能であるような物理的特性を持たなければならない。最後に、使用される材料は、特に各種の要素間の境界面に加えられる応力によって、破壊も、前述の要求特性を害する変化も生じないような、十分に一様な特性、とりわけ熱弾性特性を持たなければならない。また、これらの特性は、宇宙用途に対しては一般に１５年を超える、装置の全寿命期間にわたって保持されなければならない。これら全ての理由のため、放熱パネルを形成する全ての要素、すなわちヒートパイプ２１のネットワーク、皮膜２１１、２１２、及び構造要素２２に関して、アルミニウムが広く使用される。
【００４３】
本発明はその内部又は外部に、例えば図２ａ、２ｂ、及び３に関して上記に述べられている構成のような、ヒートパイプのネットワークが配置されている、様々な放熱パネル構成に対して無差別に適用され得る。本発明は皮膜２１１、２１２用に複合材料に基づく構造の使用を提案し、この構造は宇宙用途に適する改善された軽さ、及び熱伝導性の両方を特に提供する。より正確には、本発明は皮膜２１１、２１２用のカーボン−織物構造、すなわちカーボン繊維で充たされた有機樹脂、例えばエポキシ樹脂を含む構造の使用を提案する。カーボン繊維は、樹脂に熱伝導率の特性を提供するグラファイト化された繊維、例えば「エクスピッチ（ｅｘ−ｐｉｔｃｈ）」カーボン繊維であり、樹脂は生来、熱的に非伝導性である。例えば、一般に多層ナノチューブ（ｍｕｌｔｉｗａｌｌｅｄ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ（ＭＷＮＴ））と呼ばれる、多層カーボン・ナノファイバーを用いて、カーボン繊維の充填剤を形成することが可能である。これらのナノファイバーは、例えば直径が約８０ｎｍであり、熱流束の流れを防ぐ、ナノファイバーを作るために用いられる方法により、不純物を浄化され得る。ナノファイバーの浄化は熱処理を用いて達成され、グラフェン層の整列度合いの増加及び、これらの層間のスペースの減少を可能にし、それによって熱伝導率の増加の根源である、フォノン及び電子の運搬効率を増加させる。材料の熱伝導率は確かに、熱伝導の様々な形態の合計の結果である。熱伝導の各形態は熱媒体、すなわち量子のタイプとつながっている。これらの量子は原子の振動により生じる格子内の機械的波動と結ばれている、主として音響フォノン又は光学フォノンである。ナノファイバーの充填剤の量は、例えば約５％〜１５％であり得る。
【００４４】
カーボン繊維の剛性係数を低減する目的で、それらに対して課される熱伝導率の要求を減らすため、本発明は有機樹脂にさらに良好な熱伝導率を与えることを提案する。これを行なうため、本発明は皮膜２１１、２１２に良好な平面内の熱伝導率を与えるように、有機樹脂をカーボンナノチューブで充たすことを提案する。例えば宇宙用途のために前もって適格とされた工業用樹脂内へ、カーボンナノチューブを混入させることが可能である。樹脂の組成は、図４ａ及び４ｂに関連して以下に詳細に記述されている。従って、本発明は高度にグラファイト化されたｅｘ−ｐｉｔｃｈのカーボン繊維とカーボンナノチューブとの賢明な結合を可能にし、この結合は良好な熱伝導率特性と、適度に高い剛性係数との間の妥協を提供する。
【００４５】
有利なことに、皮膜２１１、２１２の面内の複合構造の熱伝導率がアルミニウムの熱伝導率に近づくように、有機樹脂をカーボンナノチューブで充たすことが可能であり、従って使用材料の根本的な不均質性が、熱伝導率に関して根本的な差異に導くことなく、例えば既知の先行技術による構造を有する、アルミニウム・ベースのヒートパイプを使用できる。例えば、樹脂は高度に浄化されたカーボンナノチューブで充たされ得る。ナノチューブ内の不純物の度合いは、それらの特性に大幅に影響する。例えば、熱伝導率の増加の根源である、フォノン及び電子の運搬効率を増加させるように、グラフェン層の整列度合いの増加及び、これらの層間のスペースの減少を可能にする、高温熱処理を用いて高度に浄化されたナノファイバーを使うことができる。充填剤の量は、例えば樹脂の浸透限界、すなわち熱伝導率が漸近線に近づく量とほぼ同じであるように選定され得る。充填剤の量は、例えば約１０％であるように選ばれる。
【００４６】
有利なことに、使用材料の根本的な不均質性が、例えば大きな温度変化の影響下でより大きな熱弾性応力を招かないような、皮膜２１１、２１２を形成する複合構造の熱膨張係数に十分近い熱膨張係数を、ヒートパイプ２１を形成するアルミニウム・ベースの構造に与えることが可能である。このために、例えばヒートパイプ２１用の複合材料を使用することも可能である。複合材料は工業生産の実施の容易さを損なってはならない。特に、アルミニウムの主な利点、すなわち小さい熱膨張係数を伴うが、低密度及び良好な熱伝導率を保持する複合合金を用いることが可能である。例えばアルミニウム・ベースの合金及び、小さい熱膨張係数を有する添加剤を使用することが可能である。より正確には、例えばその熱膨張係数が一般的に室温において１〜２．５ｐｐｍ／℃の間にある、炭化珪素ＳｉＣ又は窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４、あるいは金属珪素Ｓｉで作られるセラミックのような添加剤を用いることができる。また、そのアルミニウム内への混入が適正に考えられ得る、この程度又はより小さい程度の熱膨張係数を持つ任意の既知の添加剤を使うことも検討できる。特に、例えばＺｒＷ２Ｏ８に基づくセラミック、あるいはβ−ユークリプタイトのような、マイナスの熱膨張係数を持つ添加剤を使うことが考慮できる。アルミニウム・ベースの合金の押し出し成形特性は、添加充填剤の粒子サイズを変えることにより変更され得る。例えば１μｍ未満のサイズ又は炭化珪素ＳｉＣのナノスケールの粒子さえも、その合金の押し出し成形可能な性質を強化するように、アルミニウム内へ混入することが可能である。例えば合金中に２０〜３０％の炭化珪素の割合を考慮できる。アルミニウム合金の選定は、さらにアンモニアがヒートパイプ２１に含まれる冷却剤であるとき、ヒートパイプ２１にアンモニアとの長期間の適合性を与える利点を有する。
【００４７】
有利なことに、カーボンナノチューブで充たされた樹脂の自己接着特性を利用すること、及びそれを例えば、特にヒートパイプ２１と皮膜２１１、２１２との間の接着剤として使うことが可能である。この実施形態は放熱パネルを形成する要素と、放熱パネルの集合を確保する要素との間の均質性を確実にする利点を有する。
【００４８】
有利なことに、構造要素２２を軽量の伝導性発泡体により置き換えることが可能である。発泡体はその後、ヒートパイプ２１を放熱パネル１１、１２内に位置決めするために用いられ得る。例えば、ヒートパイプ２１との良好な接触を提供する、熱伝導性で低密度の発泡体を選定することが可能である。例えば、アルミニウム・エポキシ又はカーボンの混合の発泡体を使うことができる。そのような実施形態は質量を軽減し、横断方向、すなわち放熱パネルの厚みを通した熱伝導率を増大させる。
【００４９】
例として与えられ、上述された様々な実施形態において示されている放熱用の装置は、放熱パネルを形成し得るが、ラックのような、放熱パネルに結合される構造もまた形成し得ることに注意されたい。
【００５０】
また、示された様々な実施形態による熱放散装置は、固定された放熱パネルを形成するだけでなく、展開可能な放熱パネル内にも含まれ得る。先行技術の展開可能な放熱パネル構造が知られている。展開可能な放熱パネルは、人工衛星の打ち上げ段階中には「折り畳まれた」構成で収納され、一旦衛星が軌道に入ると展開されることができ、衛星の全放熱面積がはっきりと増加することを可能にする。ヒートパイプ又は滑らかな管の回路が展開可能な放熱パネルに取り付けられ、流体ループのシステムが、例えば放熱パネル（ｐａｎｅ）の小さい熱膨張係数に適合するステンレス鋼で作られる管状構造を経由して、放熱パネルに接続され得る。
【００５１】
図４ａ及び４ｂは様々な倍率における、本発明の１つの実施形態による放熱パネルを形成する、複合材料の構成を通じた断面を各々示す。
【００５２】
図４ａは１０００倍の倍率における複合材料の構成の断面を例示している。図４ａ及び４ｂに明示される例において複合材料は、ヒートパイプの主軸にほぼ沿って設置されている、第一の複数のカーボン繊維４１から成る層と、複数のカーボン繊維４１とほぼ直角に配置されている、第二の複数のカーボン繊維４２から成る層との交番によって、樹脂４０内に形成され得る。この実施形態の１つの利点は、複合構造を形成する様々な層が生来、均質だということである。確かに、カーボン繊維と充填された樹脂の結合された使用は、熱伝導率、膨張、剛性、及び強度の特性間の最善の妥協が得られることを可能にする。
【００５３】
また、本発明の別の実施形態において、カーボン繊維４１、４２は織物の形態をとることができ、その織物は、そのとき「縦糸」に配置される第一の複数のカーボン繊維４１と、そのとき「横糸」に配置される第二の複数のカーボン繊維４２とを入り組ませることにより形成され、２つの複数のカーボン繊維４１、４２は互いにほぼ直角である。織物構造は厚みの低減を可能にし、それゆえ重量低減及び寸法低減の両方の達成を可能にする。
【００５４】
同様に、より優れた等方性の特性を複合構造に与えるために、様々な連続する層の間で、又はさらには織物構造内で、例えば４５°である定められた相互の角度において、カーボン繊維を配置することができる。
【００５５】
図４ｂは約１０，０００倍の倍率における複合材料の構成の断面を例示している。図４に例示されている例において、樹脂４０内で、横糸のカーボン繊維４２の１つに加えて、複数の縦糸のカーボン繊維４１が見られる。さらに、カーボンナノチューブ４３が樹脂４０を充たしている。
【符号の説明】
【００５６】
１０  通信モジュール   
１１  放熱パネル   
１２  放熱パネル   
１３  電子装置     
２１  ヒートパイプ   
２２  構造要素   
２１１  内部皮膜   
２１２  外部皮膜   
４０  樹脂   
４１  カーボン繊維  
４２  カーボン繊維  
４３  カーボンナノチューブ
【図１】
2011246112.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【外国語明細書】
2011246112000001.pdf