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エアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法

国内特許コード P010000305
整理番号 KI000058
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平11-109164
公開番号 特開2000-297652
登録番号 特許第3234898号
出願日 平成11年4月16日(1999.4.16)
公開日 平成12年10月24日(2000.10.24)
登録日 平成13年9月28日(2001.9.28)
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 エアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法
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、伝熱面上への着霜量を低減する方法を提供する。
【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内に液体酸素13を噴霧する。液体酸素13が気化することによって、ダクト3内の空気11が露点温度以下に冷却され、空気中の水蒸気が凝結する。凝結により形成された氷片は、空気11の流れに乗ってプリクーラ1に運ばれる。水蒸気が氷片の状態で伝熱管2の周囲を通過することによって、水蒸気の状態のままで通過する場合と比較して、伝熱管2の表面への着霜量が減少する。
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、熱交換器の着霜量低減方法に係り、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着霜量低減方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
エアーブリージングエンジン用プリクーラの伝熱面上への着霜量を低減する方法であって、着霜物質を含有する被冷却気体の流れの中に、前記伝熱面の上流側で極低温流体を混入し、前記着霜物質を前記流れの中で凝結させ、凝結させた前記着霜物質を前記流れとともに前記プリクーラ中を通過させることを特徴とするエアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法。

【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ることを特徴とする請求項1に記載のエアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法。

【請求項3】
前記極低温流体は、液体酸素であることを特徴とする請求項1または2に記載のエアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法。

【請求項4】
前記極低温流体は、液体窒素であることを特徴とする請求項1または2に記載のエアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法。

【請求項5】
前記極低温流体は、液化天然ガスであることを特徴とする請求項1または2に記載のエアーブリージングエンジン用プリクーラの着霜量低減方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP1999109164thum.jpg
出願権利状態 登録
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