熱設計制約を低減するループ型自励振動ヒートパイプの熱輸送機構と設計自由度の解明

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13928
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 岡崎 峻 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (00747751)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 熱制御 / 自励振動ヒートパイプ

研究成果の概要

高機能で低質量なシステム構築を目的とし，従来の自励振動ヒートパイプ(OHP)で用いられる蛇行配管を展開した逆止弁付き円形配管OHPを構築し，管の経路と加熱部と冷却部の数が性能に与える影響を評価した．水平設置条件で，蛇行配管OHPと円形配管OHPの双方で圧力進行波を観測し，熱輸送性能も同等であった．さらに，OHPの駆動には最低2セットの加熱部と冷却部が必要であり，セット数の増加で熱輸送性能は変化しなかった．よって，高自由度な配管構成，かつ，熱源と冷却部の構成でOHPの駆動が可能である．応用として，高熱抵抗の面間にOHPを適用し，アルミと比較して1/5の質量で熱抵抗低減と面内への熱拡散を実証した．

自由記述の分野

熱制御

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来研究される自励振動ヒートパイプ（OHP）は主に蛇行配管で構成されており，実利用において管構成の制約は応用を制限する要因になる．本研究では，配管レイアウトと加熱部と冷却部の配置に対してOHPが高い適応性を有していることを実証し，OHPを用いた空間分布する複数熱源とラジエータの熱結合やハニカムパネルへの適用など，低リソースでの高度な熱制御システム構築や新しいOHPの適用先を切り開くと期待される．また，複数点の圧力計測による圧力進行波の観測，加熱部と冷却部の数が動作に与える影響は，従来の蛇行配管OHPではほとんど評価されておらず，OHP動作原理の解明に資するデータである．