(57)【要約】【課題】本発明は、熱管理システムに関し、より詳細には、可変の排熱熱管理システムのための熱スイッチラジエータに関する。【解決手段】熱スイッチは、ヒートシンク、冷却剤管及びアクチュエータを含む。冷却剤管は、ヒートシンクに対して移動できる。アクチュエータは、ヒートシンクと冷却剤管とを連結し、第１の位置と第２の位置との間において冷却剤管を移動させるように構成される。冷却剤管からヒートシンクへの熱流は、冷却剤管からの熱伝達を高めるために、第１の位置よりも第２の位置において多い。【選択図】図１
2015138977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して移動可能とされる冷却剤管と、
前記ヒートシンクと冷却剤管との間に連結されているアクチュエータと、
を備えている熱スイッチラジエータにおいて、
前記アクチュエータが、第１の位置と第２の位置との間において前記冷却剤管を移動させるように構成されており、これにより、熱が、前記第１の位置において第１の率で前記冷却剤管と前記ヒートシンクとの間を流れ、前記第２の位置において第２の率で前記冷却剤管と前記ヒートシンクとの間を流れ、
前記第２の率が、前記第１の率よりも大きいことを特徴とする熱スイッチラジエータ。
【請求項２】
熱が、前記ヒートシンクと前記冷却剤管との間において、前記冷却剤管の移動方向に対して所定の角度で流れることを特徴とする請求項１に記載のラジエータ。
【請求項３】
熱が、前記ヒートシンクと前記冷却剤管との間において、前記冷却剤管の移動方向に対して直角に流れることを特徴とする請求項２に記載のラジエータ。
【請求項４】
前記アクチュエータが、所定の温度範囲に亘って、前記第１の位置と前記第２の位置との間において前記冷却剤管を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のラジエータ。
【請求項５】
前記ヒートシンクが、第１の歯と、前記第１の歯から横方向にオフセットされている第２の歯とを有しており、
前記第１の歯と前記第２の歯との間には、溝が形成されており、
前記冷却剤管が、前記溝の内部に配置されている冷却剤管の歯を有しており、
前記冷却剤管が前記第１の位置と前記第２の位置との間において移動することによって、前記冷却剤管の歯が前記溝の内部において長手方向に移動されることを特徴とする請求項１に記載のラジエータ。
【請求項６】
前記歯それぞれが、前記歯それぞれと熱的に接触している熱ガスケットを含んでおり、
前記熱ガスケットそれぞれが、前記溝の内部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のラジエータ。
【請求項７】
前記冷却剤管が前記第２の位置に位置する場合に、前記冷却剤管の歯それぞれが、前記熱ガスケット及び第２の熱ガスケットに接触していることを特徴とする請求項６に記載のラジエータ。
【請求項８】
前記冷却剤管が前記第１の位置に位置する場合に、前記冷却剤管の歯それぞれが、前記熱ガスケットと接触していないことを特徴とする請求項６に記載のラジエータ。
【請求項９】
前記冷却剤管が前記第２の位置に位置する場合に、前記冷却剤管、前記歯、及び前記熱ガスケットが、前記冷却剤管と前記ヒートシンクとの間において熱を伝達するための閉じた熱循環路を形成していることを特徴とする請求項７に記載のラジエータ。
【請求項１０】
前記冷却剤管が、ガイド支持部を形成しており、前記ガイド支持部の内部に滑動可能に受容されている管ガイドを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のラジエータ。
【請求項１１】
前記冷却剤管及び前記歯を囲んでいるエンクロージャを含んでいることを特徴とする請求項１０に記載のラジエータ。
【請求項１２】
エンクロージャが、前記冷却剤管を前記ラジエータに前記管ガイドを介して連結していることを特徴とする請求項１０に記載のラジエータ。
【請求項１３】
第２の歯列から横方向にオフセットされている第１の歯列を具備するヒートシンクであって、前記第１の歯列と前記第２の歯列とが、対向面を有している、前記ヒートシンクと、
歯列及びガイド支持部を具備する可動式冷却剤管であって、前記歯が、前記ヒートシンクの前記第１の歯列と前記第２の歯列との間に配置されている、前記可動冷却剤管と、
冷却剤管の前記歯と前記ヒートシンクの歯との間に配置されている熱ガスケットと、
前記ガイド支持部の内部に滑動可能に受容されている管ガイドと、
前記ヒートシンクを前記管ガイドに連結しているエンクロージャと、
前記エンクロージャ及び前記冷却剤管に連結されているアクチュエータと、
を備えている高ターンダウンラジエータにおいて、
前記アクチュエータが、第１の位置と第２の位置との間において前記冷却剤管を移動させるように構成されており、これにより、前記第２の位置における前記ヒートシンクと前記冷却剤管との間の熱流が、前記第１の位置における前記ヒートシンクと前記冷却剤管との間の前記熱流より大きいことを特徴とする高ターンダウンラジエータ。
【請求項１４】
熱が、前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記冷却剤管の移動方向に対して直角に流れることを特徴とする請求項１３に記載のラジエータ。
【請求項１５】
前記熱ガスケットが、前記ヒートシンクの前記第１の歯列及び前記第２の歯列の前記対向面に取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載のラジエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［政府ライセンス権に関する声明］
本発明は、米国航空宇宙局によって与えられた契約番号第ＮＮＬ１３ＡＢ４０Ｐ−ＣＬＩＮ００１号に基づく政府支援によって為されたものである。政府は、本発明の一定の権利を有する。
【０００２】
本開示は、熱管理システムに関し、より詳細には、可変の排熱熱管理システムのための熱スイッチラジエータに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、宇宙飛翔体は、例えば電子機器のような宇宙飛翔体の構成部品の温度を制御するための熱管理システムを利用している。当該システムは、典型的には、外部環境に排熱するように作用するヒートシンクを含んでいる。当該ヒートシンクの温度は、例えば宇宙飛翔体が直射日光を受ける場合や又は直射日光から外れる場合のような、宇宙飛翔体の動作環境の変化に従って変化する。このことは、ヒートシンクが暖かい場合より寒い場合に容易に排熱することができるように、熱伝達率を変化させる。従って、一部の宇宙飛翔体の熱管理システムは、例えば昇華器、蒸発器、可変コンダクタンスヒートパイプ、又は宇宙飛翔体の動作環境の変化を管理するための再生熱交換器を具備する揚水式冷却剤ループのような補助的な排熱装置を含んでいる。
【０００４】
このような従来技術に基づく方法及びシステムは、一般に、その使用目的を満足するものと考えられている。しかしながら、当該技術分野では、寒冷な環境及び温暖な環境の両方において動作可能とされる可変の排熱率を有する熱管理システムに対するニーズが依然として存在する。本発明は、当該ニーズに対する解決策を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱スイッチラジエータは、ヒートシンク、冷却剤管及びアクチュエータを含む。冷却剤管は、ヒートシンクに対して移動できる。アクチュエータは、ヒートシンクと冷却剤管とを連結し、第１の位置と第２の位置との間において冷却剤管を移動させる。冷却剤管からヒートシンクへの熱流は、暖かい動作環境における冷却剤管からの熱伝達を高めるために、第１の位置よりも第２の位置において多い。
【０００６】
ある特定の環境では、冷却剤管とヒートシンクとの間の熱流は、冷却剤管の移動方向に対して斜めにできる。この角度は、冷却剤管の移動方向に対して直角でもよい。冷却剤管からヒートシンクへの熱流は、冷却剤管が第１の位置にあるときよりも第２の位置にあるときの方が約１２倍多くできる。アクチュエータは、第１の位置から第２の位置に冷却剤管を移動させることによって熱伝達率を変化させる受動的熱アクチュエータでもよい。熱伝達率は、所定の温度範囲に亘って変動し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある特定の実施例によれば、ヒートシンクは横方向にオフセットする歯を有することができ、これらは歯の間にチャネルを画定する。冷却剤管は長手方向に間隔をあけて位置する歯を有することができ、これらはヒートシンクチャネル内に配置されており、ヒートシンクの歯に対向する。冷却剤管の歯は、冷却剤管が第２の位置にあるときに、ヒートシンクの歯に当接して位置することができる。熱ガスケットが、ヒートシンクの歯の対向面に接続し、冷却剤管からヒートシンクに熱を伝達できる。基礎をなす歯に集められるグラファイトベルベット材料が、熱ガスケットを形成できる。冷却剤管の歯、熱ガスケット及びヒートシンクの歯が、第２の位置において冷却剤管からヒートシンクに熱を伝達するための熱循環を形成できる。
【０００８】
冷却剤管がガイド支持部を有することができることが企図される。内面を持つエンクロージャが、冷却剤管及びヒートシンクを取り囲むことができる。管ガイドが、エンクロージャの内面に接続し、ガイド支持部内に滑動可能に受け入れられ、冷却剤管を支持できる。低熱伝導率を有する材料でエンクロージャを形成し、冷却剤管とヒートシンクとの間の高抵抗の熱伝達経路を提供できる。アクチュエータが、エンクロージャと冷却剤管とを連結し、第１の位置と第２の位置との間において移動軸線に沿って冷却剤管を移動できる。
【０００９】
本主題の開示のシステム及び方法のこれらの及び他の特徴は、図面と併せて以下の好ましい実施例の詳細な説明から当業者により容易に明らかとなる。
【００１０】
本主題の開示に関する当業者が、必要以上の実験を行うことなく、本主題の開示の装置、ならびに製造法及び使用法を容易に理解するように、その好ましい実施例を、ある特定の図面を参照して以下において本明細書に詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示に従い構成された熱スイッチラジエータの例示的な実施例の斜視図であり、熱スイッチを示す。
【図２】図１の組立体のラジエータの斜視図であり、ラジエータの構成を示す。
【図３】図１の熱スイッチラジエータの熱ガスケットの斜視図であり、ガスケット構成を示す。
【図４】図１の熱スイッチラジエータの冷却剤管の斜視図であり、冷却剤管の構成を示す。
【図５】図１の熱スイッチラジエータのエンクロージャの斜視図であり、エンクロージャの構成を示す。
【図６】図１の熱スイッチラジエータのアクチュエータの側面図であり、アクチュエータの固定部及び可動部を示す。
【図７】実施例に従う、図１の熱スイッチラジエータの弾性部材の斜視側面図であり、ばねを示す。
【図８】図１の熱スイッチラジエータのブラケットの斜視図であり、ブラケットの係合面を示す。
【図９Ａ】図１の熱スイッチラジエータの一部分の斜視図であり、第１の位置における冷却剤管を示す。
【図９Ｂ】図１の熱スイッチラジエータの一部分の斜視図であり、第２の位置における冷却剤管を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
類似する参照符号が本発明における類似する構造的形体又は構造的態様を特定している図面を参照する。図１は、本発明における熱スイッチラジエータ組立体１００の例示的な実施例の一部分を表わすが、説明及び図解を目的とするものであって、限定することを目的とするものではない。図２〜図９Ｂは、本発明における熱スイッチラジエータの他の実施例又は当該熱スイッチラジエータの実施態様を表わす。本明細書に開示するシステム及び方法は、例えば宇宙飛翔体のための排熱システムのような熱管理システムで使用することができる。
【００１３】
熱スイッチラジエータ１００は、熱スイッチ１２０及びラジエータ１１０を含んでいる。熱スイッチ１２０は、冷却剤が通過する冷却剤管１３０からラジエータ１１０に熱伝達するように構成されている、複数の冷却剤管の歯１３０Ａ，１３０Ｂを具備する冷却剤管１３０を含んでいる。ラジエータ１１０は、冷却剤管の歯１３０Ａ，１３０Ｂから受熱すると共に外部環境に排熱するように構成されている、複数の対応するラジエータの歯１１０Ａ及び１１０Ｂを含んでいる。
【００１４】
また、熱スイッチラジエータ１００は、エンクロージャ１５０及び管ガイド１４０を含んでいる。エンクロージャ１５０は、ラジエータ１１０に接続しており、冷却剤管１３０の一部分と、冷却剤管の歯１３０Ａ，１３０Ｂと、ラジエータの歯１１０Ａ，１１０Ｂとを収容している。管ガイド１４０は、エンクロージャ１５０の内面１５２に接続しており、管ガイド１４０の長手方向の全長に沿って延在しているガイド部１４２を形成している。冷却剤管１３０は、ガイド部１４２を滑動可能に着座させるための、ガイド部１４２に対応するスロット部１３６を形成している。ガイド部１４２をスロット部１３６内に滑動可能に着座させることによって、冷却剤管１３０が、冷却剤管１３０を移動させるためのガイド部１４２に対して平行とされる移動軸線Ｍに沿って、（図９Ａに表わす）第１の位置、例えば「オフ位置」と（図１及び図９Ｂに表わす）第２の位置、例えば「オン位置」との間において移動する。
【００１５】
（例えば、冷却剤管１３０に固着しないで）円滑に移動させるために、管ガイド１４０が、冷却剤管１３０を構成する材料に固着しない材料から構成されている場合がある。これにより、管ガイド１４０に対する冷却剤管１３０の移動が円滑になる。管ガイド１４０は、低摩擦のプラスチック材料、又は同様の効果を有する黒鉛添加プラスチック材料若しくは自己潤滑性プラスチック材料から構成されている。他の適合する材料も当業者には知られている。
【００１６】
さらに、熱スイッチ１２０は、第１の位置と第２の位置との間において冷却剤管１３０を移動するための、冷却剤管１３０に機能的に関連するアクチュエータ１６０を含んでいる。アクチュエータ１６０は、固定部１６２と可動部１６４とを含んでいる。固定部１６２は、エンクロージャ１５０の外面１５５に形成されているストッパ１５４に当接している。可動部１６４は、エンクロージャ１５０の外面１５５に形成されたガイド１５６を貫通して延在しており、冷却剤管１３０によって形成されたエルボー１３４に当接している。アクチュエータ１６０は、アクチュエータ１６０の内部に配置された、例えば溶融ワックスのような熱膨張体１６６（図６に表わす）の動作を介して、温度に応答してその長さを変化させるように構成されている。熱膨張体１６６は、温度変化に伴って体積変化する材料から形成されており、温度変化に応答して互いに対して相対移動させるために、固定部１６２を可動部１６４に連結している。熱膨張体１６６が膨張することによって、アクチュエータ１６０の長さが伸長する。アクチュエータ１６０は、所定の第１の温度において第１の長さを有しており、所定の第２の温度において第２の長さを有している。
【００１７】
第１の温度以下の場合におけるアクチュエータ１６０の長さは、第１の長さである。第１の温度を超える温度に曝されると、アクチュエータ１６０は、可動部１６４を固定部１６２に対して後方向に移動させることによって伸長し、第２の長さになる。第２の長さになると、後方向の力がエルボー１３４に作用するので、冷却剤管１３０は、図１に向きを示す移動軸線Ｍに沿って後方向に駆動される。
【００１８】
弾性部材１７０が、エルボー１３４とブラケット１８０との間に延在している。ブラケット１８０は、アクチュエータ１６０の固定部１６２に対して固定されている。アクチュエータ１６０が冷却剤管１３０を後方向に駆動した場合に、エルボー１３４が弾性部材１７０を圧縮する。この圧縮によって、弾性部材１７０が、弾性部材１７０が受けた圧縮の反作用である前方向の力をエルボー１３４に作用させる。弾性部材１７０の圧縮の結果として発生した前方向の力の大きさが、アクチュエータ１６０がエルボー１３４に作用させた後方向の力の大きさと同じ大きさに到達すると、又はアクチュエータ１６０が第２の温度（及び第２の長さ）に到達すると、冷却剤管１３０の移動が止まる。
【００１９】
アクチュエータ１６０の長さが第２の長さである場合に第２の温度より低い温度に曝されると、アクチュエータ１６０は、エルボー１３４に作用する後方向の力を減少させる。アクチュエータ１６０がエルボー１３４に作用させる後方向の力が低下するので、弾性部材１７０が作用させる前方向の力によって、冷却剤管１３０が移動軸線Ｍに沿って前方に駆動され、これにより、可動部１６４がアクチュエータ１６０の固定部１６２に向かって移動され、アクチュエータ１６０の長さが短くなる。前方向の力が、アクチュエータ１６０がエルボー１３４に作用させる後方向の力の大きさと同じ大きさに到達すると、又はアクチュエータ１６０が、第１の温度（及び第１の長さ）に到達すると、冷却剤管１３０の前方向の移動が止まる。
【００２０】
図２は、ラジエータ１１０を表わす。ラジエータ１１０は、ヒートシンクとされ、ラジエータ本体１１２と第１のコーム１１４とレール１１６と第２のコーム１１８とを含んでいる。レール１１６は、長手方向において移動軸線Ｍに対して平行に延在している。第１のコーム１１４は、レール１１６から横方向にオフセットされており、長手方向において千鳥状に配列された複数の歯１１０Ａから形成されている。明確にするために、図２において、単一の歯１１０Ａのみを参照する。第２のコーム１１８は、第１のコーム１１４の反対側においてレール１１６から横方向にオフセットされており、長手方向において千鳥状に配列された複数の歯１１０Ｂから形成されている。明確にするために、図２において、単一の歯１１０Ｂのみを参照する。第１のコーム１１４及びレール１１６は、第１のチャネル１１１の境界を形成しており、第１のチャネル１１１は、レール１１６と第１のコーム１１４との間において長手方向に延在している。第２のコーム１１８及びレール１１６は、第２のチャネル１１３の境界を形成しており、第２のチャネル１１３は、レール１１６と第２のコーム１１８との間において長手方向に延在している。図９Ａに表わすように、熱ガスケット１９０が、チャネル１１１及び１１３に対向する歯１１０Ａ及び１１０Ｂの側面に集中的に設けられている。また、熱ガスケット１９０は、歯１１０Ａ及び１１０Ｂに対向する表面部分においてレール１１６にも集中的に設けられている。実施例では、熱ガスケットは、第１のコーム１１４、レール１１６及び第２のコーム１１８の表面に面している冷却剤管の歯１３０Ａ，１３０Ｂの表面それぞれに配置されている。
【００２１】
ラジエータ本体１１２は、例えばアルミニウムのような、使用目的に適合する熱伝達率を有する材料から成り、押出工程又は任意の他の適合する工程を介して製造されている。第１のコーム１１４及び第２のコーム１１８は、長手方向において隣り合っている歯を形成するために間隙をフライス加工することによって、押出型材から形成されている。当業者であれば、本体１１２、第１のコーム１１４、レール１１６、及び第２のコーム１１８を組み立てるために、任意の他の好適な技術を利用できることを容易に想到することができるだろう。
【００２２】
図３は、熱ガスケット１９０を表わす。熱ガスケット１９０を形成している本体１９２は、第１の側面１９４と第２の側面１９６と厚さ１９８とを有している。熱ガスケット１９０は、締付圧力が低い場合に低い熱抵抗を有している、例えばグラファイトベルベットのようなコンプライアント熱伝導材料から形成されている。ガスケット１９０は、ラジエータの歯１１０Ａ，１１０Ｂの対向面に、及びラジエータの歯１１０Ａ，１１０Ｂに面しているレール１１６の表面に集中的に設けられている。コンプライアント熱伝導材料としては、San Diego,CaliforniaのEnergy Science Laboratories,Inc.が市販しているVel-Therm（登録商標）材料が挙げられる。
【００２３】
図４は、冷却剤管１３０を表わす。冷却剤管１３０は、冷却剤入口と冷却剤出口との間において延在している内部冷却剤チャネルを形成している、冷却剤管本体１３２を含んでいる。冷却剤管本体１３２は、例えばアルミニウムのような熱伝導材料を含んでおり、例えば宇宙飛翔体に機能的に関連する冷却剤循環路の可動部分を形成するように構成されている。
【００２４】
冷却剤管本体１３２は、冷却剤管本体１３２の上側部分及び後端部にエルボー１３４を形成している。冷却剤管本体１３２は、長手方向に延在している第１のコーム１３１と、長手方向に延在している第２のコーム１３３とを冷却剤管本体１３２の下側部分に形成している。第１のコーム１３１は、長手方向に延在している歯１３０Ａから成る列を含んでいるが、図４は、単一の歯１３０Ａのみを特定している。第２のコーム１３３は、長手方向に延在している歯１３０Ｂから成る列を含んでいるが、図４は、単一の歯１３０Ｂのみを特定している。第１のコーム１３１の歯１３０Ｂそれぞれが、第２のコーム１３３の歯１３０Ａそれぞれに対して、長手方向において千鳥状に配列されている。第１のコーム１３１及び第２のコーム１３３は、歯１３０Ａの対向面と歯１３０Ｂの対向面との間に、長手方向に延在している溝１３８を形成している。溝１３８は、（図２に表わす）レール１１６の上に着座するように構成されており、これにより、第１のコーム１３１を形成する歯が第１のチャネル１１１の内部に配置されており、第２のコーム１３３を形成する歯が第２のチャネル１１３の内部に配置されている。
【００２５】
エルボー１３４は、エルボー１３４の後面に第１の係合面１３７を有していると共に、エルボー１３４の前側面に第２の係合面１３５を有している。第１の係合面１３７と第２の係合面１３５との間において力を伝達させるために、第１の係合面１３７は、（図７に表わす）弾性部材１７０の第１の端部１７４を着座させるように構成されており、第２の係合面１３５は、（図６に表わす）アクチュエータ１６０が係止するように構成されている。このような構成によって、アクチュエータ１６０及び弾性部材１７０によって発生される力が、冷却剤管１３０に伝達されるので、冷却剤管１３０が、第１の位置と第２の位置との間において移動軸線Ｍに沿って移動可能となる。弾性部材１７０は、移動軸線Ｍに沿って、力を第１の係合面１３７に作用させる。アクチュエータ１６０は、移動軸線Ｍからオフセットされているが移動軸線Ｍに対して平行に、力を第２の係合面１３５に作用させる。
【００２６】
図５は、エンクロージャ１５０を表わす。エンクロージャ１５０は、例えばガラス繊維から成るハニカム複合構造体のような、比較的高い耐熱性を有する材料から構成されているエンクロージャ本体１５２を有している。エンクロージャ１５０は、冷却剤管１３０をラジエータ１１０に連結しており、高い耐熱性を有する熱伝達経路であって、管ガイド１４０及びエンクロージャ１５０を通過する熱伝達経路を冷却剤管１３０とラジエータ１１０との間に形成している。このような構成によって、低温環境下において熱スイッチラジエータ１００の動作の際に、エンクロージャ１５０を通じた冷却剤管１３０からの過度の熱損失が防止される。
【００２７】
エンクロージャ１５０は、前方開口部１５８と、後方開口部１５１と、長手方向に延在しているチャンバ１５３を形成している。前方開口部１５８及び後方開口部１５１は、冷却剤管１３０の前方端部及び後方端部を滑動可能に受容するように構成されている。（明確のために省略するが）前方ベロー構造体及び後方ベロー構造体が、エンクロージャ１５０と冷却剤管１３０の両端部それぞれとの間に着座している場合があり、この場合には、冷却剤管１３０が、チャンバ１５３内において、エンクロージャ１５０に対して移動軸線Ｍに沿って密閉状態で移動可能とされる。特定の実施例では、エンクロージャ１５０によって、エンクロージャ１５０の内部において熱ガスケット１９０から放出され得る微粒子をチャンバ１５３の内部に閉じ込めるための密閉環境が維持可能とされる。
【００２８】
エンクロージャ本体１５２は、ストッパ１５４及びガイド１５６をエンクロージャ本体１５２の後方端部に形成している。ストッパ１５４は、移動軸線Ｍに対して直角に延在しており、ストッパ１５４には、（図１に表わす）アクチュエータ１６０の固定部１６２を着座させるように構成されている面が形成されている。ガイド１５６それぞれには、アクチュエータ１６０の可動部１６４を滑動可能に受容するように構成されている開口部が形成されている。このような構成によって、アクチュエータ１６０は、チャンバ１５８の内部において（図４に表わす）冷却剤管１３０を移動軸線Ｍに沿って移動させるために、移動軸線Ｍに対して平行な且つ移動軸線Ｍからオフセットされた軸線に沿って、力をエンクロージャ１５０に対して作用させることができる。図示の如く、ストッパ１５４及びガイド１５６は、エンクロージャ１５０の後方端部に配置されている。このような配置は、例示のみを目的とするものであり、当該配置に限定される訳ではない。例えば、アクチュエータ１６０は、冷却剤管１３０を移動させる目的のために、エンクロージャ１５０の前方端、中央部分、又は他の部分においてエンクロージャ１５０と係合可能とされる場合がある。さらに、着座（さもなければ、係合）のための任意の他の好適な構成も利用可能とされ、アクチュエータ１６０が力を移動軸線Ｍに沿って作用させることを確実にする任意の他の好適な方法も利用可能とされる。
【００２９】
図６は、アクチュエータ１６０を表わす。アクチュエータ１６０は、固定部１６２と可動部１６４と熱膨張体１６６とを含んでいる。固定部１６２は、（図５に表わす）ストッパ１５４に当接するように構成されている。可動部１６４は、（図５に表わす）ガイド１５６の内部に滑動可能に受容されるように構成されている。アクチュエータ１６０は、適切な行程を有している。すなわち、アクチュエータ１６０の変位は、所望の温度変化を実現するために必要とされる距離だけ冷却剤管１３０を移動させるために、所定温度に到達した際に十分な長さとされるべきである。そのような適切なアクチュエータとしては、Bristol,ConnecticutのRostra Vernathermが市販している5019 Seriesの直線運動熱アクチュエータが挙げられる。
【００３０】
実施例では、本発明における熱スイッチラジエータは、冷却剤管１３０が第１の位置に位置する場合より冷却剤管１３０が第２の位置に位置する場合に、約８倍〜約１５倍高い熱伝導性を有している。さらに、熱スイッチラジエータ１００の実施例では、アクチュエータが、華氏５度〜２０度（摂氏３度〜１１度）の温度変化において行程の全範囲に亘って変位可能とされる場合がある。特定の実施例では、冷却剤管１３０を第１の位置から第２の位置に移動させるために、複数のアクチュエータ１６０が冷却剤管１３０に連結している。
【００３１】
図７は、弾性部材１７０を表わす。弾性部材１７０は、第１の端部１７４と第２の端部１７６との間に延在している本体１７２を有している。第１の端部１７４は、（図１に表わす）冷却剤管１３０に当接すると共に軸線方向の力を冷却剤管１３０に移動軸線Ｍに沿って作用させるように構成されている。第２の端部１７６は、ブラケット１８０に当接すると共に軸線方向の力をブラケット１８０に作用させるように構成されている。図７に表わすように、弾性部材１７０は、冷却剤管１３０の軸線方向後方に配置されているコイルバネとされる。また、弾性部材１７０は、アクチュエータ１６０の伸長に応じて反力を発生させるために適切なバネ定数を有している皿バネ座金又は他のタイプの弾性要素とされる場合もある。実施例では、力を冷却剤管１３０に作用させるために、複数の弾性部材１７０が冷却剤管１３０に連結している。
【００３２】
図８は、ブラケット１８０を表わす。ブラケット１８０は、係合面１８４を形成している本体１８２を有している。本体１８２は、（図５に表わす）エンクロージャ１５０に対して固定されるように構成されている。係合面１８４は、弾性部材１７０の第２の端部１７６に着座すると共に力を第２の端部１７６に伝達させるように構成されている。
【００３３】
図９Ａは、（例示のために、エンクロージャ１５０が取り外された状態において）第１の位置に位置している熱スイッチラジエータ１００を表わす。第一のコーム１３１及び第二のコーム１３３の（明確にすることのみを目的として参照する、参照符号１３０Ａ，１３０Ｂの）歯が、レール１１６ならびに第１のラジエータコーム１１４及び第２のラジエータコーム１１８の（明確にすることのみを目的として参照する、参照符号１１０Ａ，１１０Ｂの）歯から長手方向においてオフセットされていると共に隔離されているように、冷却剤管１３０が、ラジエータ１１０に対して相対的に移動軸線Ｍに沿って位置決めされている。このような配置によって、冷却剤管１３０とラジエータ１１０との接触面積が減少するので、冷却剤管１３０とラジエータ１１０との間における熱伝達が低減される。冷却剤管１３０を第１の位置に移動させ、これにより冷却剤管１３０とラジエータ１１０との間における熱伝達を低減させることによって、例えばラジエータ１１０が直射日光に曝されない場合のように、ラジエータ１１０が極度に冷却されている場合であっても、熱が冷却剤管１３０から過度に伝達されることが防止される。
【００３４】
図９Ｂは、（例示のために、エンクロージャ１５０が取り外された状態において）第２の位置に位置している熱スイッチラジエータ１００を表わす。第１のコーム１３１及び第２のコーム１３３の（明確にすることのみを目的として参照する、参照符号１３０Ａ，１３０Ｂの）歯が、第１のラジエータコーム１１４及び第２のラジエータコーム１１８の（明確にすることのみを目的として参照する、参照符号１１０Ａ，１１０Ｂの）歯に横方向において隣接しているように、冷却剤管１３０が、ラジエータ１１０に対して相対的に移動軸線Ｍに沿って位置決めされている。第１のコーム１３１及び第２のコーム１３３を形成している歯の側部は、少なくとも、横方向において対向している熱ガスケット１９０同士の間における間隙の寸法以上の厚さを有しているので、冷却剤管１３０が第２の位置に移動することによって、歯１３０Ａ，１３０Ｂは、熱ガスケット１９０と熱伝達する状態となる。このような配置によって、図９Ｂに表わすように、移動軸線Ｍに対して直角に方向づけられている軸線Ｔに沿って熱流が生じるので、冷却剤管１３０とラジエータ１１０との間における熱伝達が高められ、冷却剤管１３０からラジエータ１１０に至る熱伝達が比較的高くなる。実施例では、冷却剤管１３０とラジエータ１１０との間における熱伝達は、第２の位置において、第１の位置における熱伝達より約１２倍高くなる。
【００３５】
前述のかつ図面に表わす本開示の方法及びシステムは、寒い及び暖かい環境の両方で動作するための高いターンダウン比における熱伝達を含む優れた特性を持つ熱管理システムを提供する。本主題の開示の機械及び方法を、好ましい実施例を参照して示し、記述したが、当業者は、本主題の開示の本質及び範囲から逸することなく、そこに変更及び／又は修正を為せることを容易に認識する。
【符号の説明】
【００３６】
１００    熱スイッチラジエータ（組立体）
１１０    ラジエータ
１１０Ａ  ラジエータの歯
１１０Ｂ  ラジエータの歯
１１１    第１のチャネル
１１２    ラジエータ本体
１１３    第２のチャネル
１１４    第１のコーム
１１６    レール
１１８    第２のコーム
１２０    熱スイッチ
１３０    冷却剤管
１３０Ａ  冷却剤管の歯
１３０Ｂ  冷却剤管の歯
１３１    第１のコーム
１３２    冷却剤管本体
１３３    第２のコーム
１３４    エルボー
１３５    第２の係合面
１３６    スロット部
１３７    第１の係合面
１４０    管ガイド
１４２    ガイド部
１５０    エンクロージャ
１５１    後方開口部
１５２    （エンクロージャ１５０の）内面（エンクロージャ本体）
１５３    チャンバ
１５４    ストッパ
１５５    （エンクロージャ１５０の）外面
１５６    ガイド
１５８    前方開口部
１６０    アクチュエータ
１６２    （アクチュエータ１６０の）固定部
１６４    （アクチュエータ１６０の）可動部
１６６    熱膨張体
１７０    弾性部材
１７４    （弾性部材１７０の）第１の端部
１７６    （弾性部材１７０の）第２の端部
１８０    ブラケット
１８２    本体
１８４    係合面
１９０    熱ガスケット
１９２    本体
１９４    第１の側面
１９６    第２の側面
１９８    厚さ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【外国語明細書】
2015138977000001.pdf