TOP > 国内特許検索 > 低温熱交換器の性能向上方法

低温熱交換器の性能向上方法

国内特許コード P010000304
整理番号 KI000057
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平11-107801
登録番号 特許第3020168号
出願日 平成11年4月15日(1999.4.15)
登録日 平成12年1月14日(2000.1.14)
発明者
  • 棚次 亘弘
  • 原田 賢哉
出願人
  • 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
発明の名称 低温熱交換器の性能向上方法
発明の概要 【課題】 エアーブリージングエンジン用のプリクーラにおいて、着霜による熱交換性能の低下を防止するための方法を提供する。
【解決手段】 プリクーラ1の内部には伝熱管2が配置され、伝熱管2の内部には冷媒として液体水素12が供給されている。空気11は、ダクト3を介してプリクーラ1に送られ、冷却された後、エアーブリージングエンジンの圧縮機に送られる。ダクト3の途中に設けられたノズル4を介して、ダクト3内にエタノール13を混入する。エタノール13は、プリクーラ1の内部に運ばれ、水蒸気とともに伝熱管2の表面で凝縮する。この様にして形成された霜層は、水蒸気が単独で凝結した場合に形成される霜層と比べて空隙が少なく、熱抵抗が小さく、厚みも薄い。この結果、着霜に伴う伝熱管2の熱交換性能の低下を防止することができる。
従来技術、競合技術の概要


空気液化サイクルエンジンや予冷ターボ系エンジンの実用化に際して、高性能なプリクーラ(空気予冷却器)の開発がキーテクノロジーとなっている。この様なプリクーラの開発において、最も懸念されているのが熱交換器の伝熱面における着霜の問題である。
伝熱面に着霜が起きると、霜層の熱抵抗によって熱伝達性能が低下し、また、空気(主流れ)の流路が狭まることによって、その圧力損失が増大する。特に、極低温状態の伝熱面に形成される霜層は、密度が低く、熱伝導率が小さいので、熱交換器の性能に大きな影響を及ぼす。
特に、スペースプレーンに使用されるエアーブリージングエンジン用のプリクーラにおいて着霜が問題となるのは、加速フェーズにある低高度飛行時であり、この間(数十~数百秒程度)に、エンジンの運転を中断することはできない。即ち、この様な場合には、冷凍・空調用の熱交換器などにおいて採用されている様な間欠的な除霜運転を行うことはできない。

産業上の利用分野


本発明は、低温熱交換器の性能を向上させるための方法に係り、特に、エアーブリージングエンジン用のプリクーラに対して好適な熱交換性能の向上方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
低温熱交換器の性能を向上させるための方法であって、着霜物質を含有する被冷却気体の流れの中に、伝熱面の上流側で前記着霜物質と比べて融点が低い凝縮性気体を混入し、この凝縮性気体を前記着霜物質とともに伝熱面上で凝縮または凝結させることを特徴とする低温熱交換器の性能向上方法。

【請求項2】
前記被冷却気体は空気であり、前記着霜物質は水蒸気であり、前記凝縮性気体は、分子量90以上120以下の炭化水素類、炭素数3以下の低級アルコール、または酢酸エチルのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の低温熱交換器の性能向上方法。

【請求項3】
前記凝縮性気体は、エチルアルコールであることを特徴とする請求項2に記載の低温熱交換器の性能向上方法。

【請求項4】
吸入側のダクト内に、分子量90以上120以下の炭化水素類、炭素数3以下の低級アルコール、または酢酸エチルのいずれかを混入するためのノズルを備えたことを特徴とするエアーブリージングエンジン用のプリクーラ。

【請求項5】
吸入側のダクト内にエチルアルコールを混入するためのノズルを備えたことを特徴とするエアーブリージングエンジン用のプリクーラ。
国際特許分類(IPC)
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

03363_01SUM.gif
出願権利状態 登録
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問い合わせ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close