JPH0794238B2 - 噴霧冷却式除熱器 - Google Patents
噴霧冷却式除熱器Info
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- JPH0794238B2 JPH0794238B2 JP3307033A JP30703391A JPH0794238B2 JP H0794238 B2 JPH0794238 B2 JP H0794238B2 JP 3307033 A JP3307033 A JP 3307033A JP 30703391 A JP30703391 A JP 30703391A JP H0794238 B2 JPH0794238 B2 JP H0794238B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、噴霧冷却式除熱器に係
り、特に宇宙軌道上のような真空に近い低圧力環境下で
用いる噴霧冷却式除熱器に関する。
り、特に宇宙軌道上のような真空に近い低圧力環境下で
用いる噴霧冷却式除熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】衛星、宇宙ステーション、プラットホー
ム等の宇宙軌道上装置内や宇宙往還機内で発生する熱
は、宇宙空間へ排熱する必要がある。この排熱手段とし
て従来放熱板が多く利用されるが、場合によっては放熱
板が使用不可能であったり、放熱板による放熱量が要求
排熱量以下になることがある。
ム等の宇宙軌道上装置内や宇宙往還機内で発生する熱
は、宇宙空間へ排熱する必要がある。この排熱手段とし
て従来放熱板が多く利用されるが、場合によっては放熱
板が使用不可能であったり、放熱板による放熱量が要求
排熱量以下になることがある。
【０００３】そのような状況では放熱板以外の排熱手段
が必要となり、その中の一つの有力な排熱手段として、
冷却媒体の蒸発潜熱を利用した蒸発熱交換器があり、こ
の蒸発熱交換器の中でも図５に示す噴霧冷却式除熱器１
が使用されている。この噴霧冷却式除熱器１は、断面歯
形の内面２ａを有する円形内筒２と円形外筒３との間に
被冷却媒体流路４を設け、該流路４の下端部に入口ヘッ
ダー５を、上端部に出口ヘッダー６を設け、円形内筒２
内の端部中心付近に冷却媒体の噴霧ノズル７を設けたも
のである。そして冷却媒体Ａは噴霧ノズル７から円形内
筒２内に噴霧され、円形内筒２を介して被冷却媒体Ｂか
らの熱を奪い蒸発する。蒸発して気相となった冷却媒体
Ａは円形内筒２の下方の蒸気出口８から出口配管に排出
される。一方、被冷却媒体Ｂは入口ヘッダー５から流路
４に供給され、流路４内を円筒の中心軸に平行な方向に
流れる過程で円形内筒２を介して冷却媒体Ａと熱交換
し、冷却されて出口ヘッダー６から噴霧冷却式除熱器１
の外へ取り出される。
が必要となり、その中の一つの有力な排熱手段として、
冷却媒体の蒸発潜熱を利用した蒸発熱交換器があり、こ
の蒸発熱交換器の中でも図５に示す噴霧冷却式除熱器１
が使用されている。この噴霧冷却式除熱器１は、断面歯
形の内面２ａを有する円形内筒２と円形外筒３との間に
被冷却媒体流路４を設け、該流路４の下端部に入口ヘッ
ダー５を、上端部に出口ヘッダー６を設け、円形内筒２
内の端部中心付近に冷却媒体の噴霧ノズル７を設けたも
のである。そして冷却媒体Ａは噴霧ノズル７から円形内
筒２内に噴霧され、円形内筒２を介して被冷却媒体Ｂか
らの熱を奪い蒸発する。蒸発して気相となった冷却媒体
Ａは円形内筒２の下方の蒸気出口８から出口配管に排出
される。一方、被冷却媒体Ｂは入口ヘッダー５から流路
４に供給され、流路４内を円筒の中心軸に平行な方向に
流れる過程で円形内筒２を介して冷却媒体Ａと熱交換
し、冷却されて出口ヘッダー６から噴霧冷却式除熱器１
の外へ取り出される。
【０００４】ところで、この従来の噴霧冷却式除熱器１
は、被冷却媒体Ｂ側の伝熱性能を向上させる目的で、流
路４内にフィンを組込んでいるが、フィンの製作性、円
形内筒２、フィン、円形外筒３をろう付けで組立てる製
作性などの点から円形内筒２と円形外筒３との間隙は２
ｍｍ程度が限度であり、これ以下に狭くすることは困難
である。この為、被冷却媒体Ｂの流路断面積が広く、流
速が遅くなるので、被冷却媒体Ｂ側の伝熱性能が悪く、
熱交換器（除熱器）としての除熱効率が悪い。
は、被冷却媒体Ｂ側の伝熱性能を向上させる目的で、流
路４内にフィンを組込んでいるが、フィンの製作性、円
形内筒２、フィン、円形外筒３をろう付けで組立てる製
作性などの点から円形内筒２と円形外筒３との間隙は２
ｍｍ程度が限度であり、これ以下に狭くすることは困難
である。この為、被冷却媒体Ｂの流路断面積が広く、流
速が遅くなるので、被冷却媒体Ｂ側の伝熱性能が悪く、
熱交換器（除熱器）としての除熱効率が悪い。
【０００５】また、流路４での圧力損失が極めて小さい
ので、入口ヘッダー５内での圧力損失が無視できず、周
方向での被冷却媒体Ｂの流量分配が不均一になり易い。
流量分配の不均一が生じると、流量が少ない部分では、
被冷却媒体Ｂの温度が低下し、冷却媒体Ａの温度（蒸発
の飽和温度）との差が小さくなるので、除熱量が減少す
る。従って、熱交換器としての除熱効率が低下する。
ので、入口ヘッダー５内での圧力損失が無視できず、周
方向での被冷却媒体Ｂの流量分配が不均一になり易い。
流量分配の不均一が生じると、流量が少ない部分では、
被冷却媒体Ｂの温度が低下し、冷却媒体Ａの温度（蒸発
の飽和温度）との差が小さくなるので、除熱量が減少す
る。従って、熱交換器としての除熱効率が低下する。
【０００６】さらに、噴霧冷却伝熱面である円形内筒２
の温度が被冷却媒体の流量が少ない部分で局所的に低下
（コールドスポット）しやすく、噴霧された冷却媒体が
凍結する可能性がある。凍結が生じると、その部分は除
熱に寄与しなくなるので、除熱効率がさらに低下する。
の温度が被冷却媒体の流量が少ない部分で局所的に低下
（コールドスポット）しやすく、噴霧された冷却媒体が
凍結する可能性がある。凍結が生じると、その部分は除
熱に寄与しなくなるので、除熱効率がさらに低下する。
【０００７】さらに、前記噴霧冷却式除熱器１は、直径
Ｄと長さＬ（流路４の長さと同じ）は、噴霧ノズル７か
らの冷却媒体Ａの噴霧の広がり角度θ1 ，θ2 を考慮し
て設計すべきであるが、直径Ｄを大きくすると、被冷却
媒体Ｂの流路断面積が増大して、被冷却媒体Ｂの流速が
低下し、伝熱性能の低下、圧力損失の減少を招く。また
長さＬを短かくすると、圧力損失はさらに減少する。こ
の為、直径Ｄおよび長さＬを最適な値に選ぶことができ
ない。
Ｄと長さＬ（流路４の長さと同じ）は、噴霧ノズル７か
らの冷却媒体Ａの噴霧の広がり角度θ1 ，θ2 を考慮し
て設計すべきであるが、直径Ｄを大きくすると、被冷却
媒体Ｂの流路断面積が増大して、被冷却媒体Ｂの流速が
低下し、伝熱性能の低下、圧力損失の減少を招く。また
長さＬを短かくすると、圧力損失はさらに減少する。こ
の為、直径Ｄおよび長さＬを最適な値に選ぶことができ
ない。
【０００８】一方、近時上記のような噴霧冷却式除熱器
において、冷却媒体と被冷却媒体との熱交換部が、第１
熱交換部と第２熱交換部とに分割され、前記第２熱交換
部を筒形に形成し、前記第１熱交換部を前記冷却媒体が
流れる複数の流路と前記被冷却媒体が流れる流路および
両流路間の隔壁とから形成すると共に、該第１熱交換部
を前記第２熱交換部の外周に沿って略螺旋状に設置した
ものが提案されている。（先行技術文献として特開平２
−２５８５００号公報がある。）
において、冷却媒体と被冷却媒体との熱交換部が、第１
熱交換部と第２熱交換部とに分割され、前記第２熱交換
部を筒形に形成し、前記第１熱交換部を前記冷却媒体が
流れる複数の流路と前記被冷却媒体が流れる流路および
両流路間の隔壁とから形成すると共に、該第１熱交換部
を前記第２熱交換部の外周に沿って略螺旋状に設置した
ものが提案されている。（先行技術文献として特開平２
−２５８５００号公報がある。）
【０００９】この噴霧冷却式除熱器は、先の図５に示す
タイプとは使用目的、形状を全く異にし、冷却媒体
（水、アンモニア）を蒸発させながら二相流として螺旋
状に流すことにより、二相流を遠心力により分離し、液
を外側（被冷却媒体との隔壁）に押しやって冷却媒体の
蒸発を促進し、熱交換効率を向上させようとするもので
ある。
タイプとは使用目的、形状を全く異にし、冷却媒体
（水、アンモニア）を蒸発させながら二相流として螺旋
状に流すことにより、二相流を遠心力により分離し、液
を外側（被冷却媒体との隔壁）に押しやって冷却媒体の
蒸発を促進し、熱交換効率を向上させようとするもので
ある。
【００１０】しかし、かかる噴霧冷却式除熱器は、第１
熱交換部の冷却媒体を第２熱交換部のノズル（二相流ノ
ズル）に導くので、間欠噴霧の際バルブを関じると、第
１熱交換部の冷却媒体（二相）の圧力が上昇して、飽和
温度が上昇してしまい、熱交換効率が低下する。また、
負荷制御を行うには、第１熱交換部と第２熱交換部の冷
却媒体を分離した実施例では、第１熱交換部の冷却媒体
を入口で流量制御（連続流）しなければならないので、
流量によって圧力損失が変わり、飽和温度が変動する。
出口の制御弁で流量を制御しようとしても二相流の為不
安定である。さらに、第１熱交換部の冷却媒体に特有な
不安定流動が生じる恐れがある。即ち、第１熱交換部の
入口ヘッダーから出口ヘッダーへの各流路が二相流のパ
ラレルチャンネルとなっている為、流量が正弦波状に振
動し、時には逆流にまで至る恐れがある。従って、実用
できない。
熱交換部の冷却媒体を第２熱交換部のノズル（二相流ノ
ズル）に導くので、間欠噴霧の際バルブを関じると、第
１熱交換部の冷却媒体（二相）の圧力が上昇して、飽和
温度が上昇してしまい、熱交換効率が低下する。また、
負荷制御を行うには、第１熱交換部と第２熱交換部の冷
却媒体を分離した実施例では、第１熱交換部の冷却媒体
を入口で流量制御（連続流）しなければならないので、
流量によって圧力損失が変わり、飽和温度が変動する。
出口の制御弁で流量を制御しようとしても二相流の為不
安定である。さらに、第１熱交換部の冷却媒体に特有な
不安定流動が生じる恐れがある。即ち、第１熱交換部の
入口ヘッダーから出口ヘッダーへの各流路が二相流のパ
ラレルチャンネルとなっている為、流量が正弦波状に振
動し、時には逆流にまで至る恐れがある。従って、実用
できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、前記
図５に示す従来の噴霧冷却式除熱器の欠点を悉く解決
し、除熱効率を著しく向上させ、また被冷却媒体の流量
分配を均一にし、さらにコールドスポットによる伝熱面
凍結を無くし、また直径、長さを冷却媒体の噴霧の広が
り角を考慮して最適になるように選ぶことができ、その
上製作を合理化できて、コストの低減を図ることのでき
る噴霧冷却式除熱器を提供しようとするものである。
図５に示す従来の噴霧冷却式除熱器の欠点を悉く解決
し、除熱効率を著しく向上させ、また被冷却媒体の流量
分配を均一にし、さらにコールドスポットによる伝熱面
凍結を無くし、また直径、長さを冷却媒体の噴霧の広が
り角を考慮して最適になるように選ぶことができ、その
上製作を合理化できて、コストの低減を図ることのでき
る噴霧冷却式除熱器を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の噴霧冷却式除熱器の一つは、内筒と外筒との
間に被冷却媒体流路を設け、該流路の両端にヘッダーを
設け、前記内筒の内側端部中心付近に冷却媒体の噴霧ノ
ズルを設けてなる噴霧冷却式除熱器に於いて、前記被冷
却媒体流路を周囲方向で均等に分割し、且つ分割した各
流路を上下方向で蛇行形に形成したことを特徴とするも
のである。本発明の噴霧冷却式除熱器の他の一つは、上
記噴霧冷却式除熱器の蛇行形に形成した各流路内に、フ
ィンを流路方向に沿って配したことを特徴とするもので
ある。
の本発明の噴霧冷却式除熱器の一つは、内筒と外筒との
間に被冷却媒体流路を設け、該流路の両端にヘッダーを
設け、前記内筒の内側端部中心付近に冷却媒体の噴霧ノ
ズルを設けてなる噴霧冷却式除熱器に於いて、前記被冷
却媒体流路を周囲方向で均等に分割し、且つ分割した各
流路を上下方向で蛇行形に形成したことを特徴とするも
のである。本発明の噴霧冷却式除熱器の他の一つは、上
記噴霧冷却式除熱器の蛇行形に形成した各流路内に、フ
ィンを流路方向に沿って配したことを特徴とするもので
ある。
【００１３】
【作用】上記のように本発明の噴霧冷却式除熱器の一つ
は、被冷却媒体の流路が周囲方向で均等に分割され、そ
の各流路が上下方向で蛇行形に形成されているので、流
路断面積が狭く、被冷却媒体の流速が上がり、被冷却媒
体側の伝熱性能が向上し、除熱効率が著しく向上する。
また、流速が上がると共に流路長さが長くなるので、被
冷却媒体側の圧力損失が増大し、流路部で適切な圧力損
失を確保でき、入口ヘッダーから各流路に被冷却媒体が
均一に分配される。従って、被冷却媒体及び噴霧冷却伝
熱面である内筒の周囲方向での温度分布が均一となっ
て、除熱効率が向上し、コールドスポットによる伝熱面
凍結の心配がない。
は、被冷却媒体の流路が周囲方向で均等に分割され、そ
の各流路が上下方向で蛇行形に形成されているので、流
路断面積が狭く、被冷却媒体の流速が上がり、被冷却媒
体側の伝熱性能が向上し、除熱効率が著しく向上する。
また、流速が上がると共に流路長さが長くなるので、被
冷却媒体側の圧力損失が増大し、流路部で適切な圧力損
失を確保でき、入口ヘッダーから各流路に被冷却媒体が
均一に分配される。従って、被冷却媒体及び噴霧冷却伝
熱面である内筒の周囲方向での温度分布が均一となっ
て、除熱効率が向上し、コールドスポットによる伝熱面
凍結の心配がない。
【００１４】特に蛇行形に形成した各流路内にフィンを
配した本発明の噴霧冷却式除熱器の他の一つは、被冷却
媒体の伝熱面積が著しく増大し、伝熱性能が一層向上
し、除熱効率がより一層高くなる。また、被冷却媒体側
の圧力損失が流路部でより増大するので、流路部で最適
な圧力損失を設定でき、被冷却媒体の均一分配を確立で
き、周囲方向での温度分布を確実に均一にできる。さら
に、フィンは被冷却媒体の圧力に対する内筒，外筒の補
強部材の機能を果たすことになるので、除熱器の構造強
度および耐久性が向上する。
配した本発明の噴霧冷却式除熱器の他の一つは、被冷却
媒体の伝熱面積が著しく増大し、伝熱性能が一層向上
し、除熱効率がより一層高くなる。また、被冷却媒体側
の圧力損失が流路部でより増大するので、流路部で最適
な圧力損失を設定でき、被冷却媒体の均一分配を確立で
き、周囲方向での温度分布を確実に均一にできる。さら
に、フィンは被冷却媒体の圧力に対する内筒，外筒の補
強部材の機能を果たすことになるので、除熱器の構造強
度および耐久性が向上する。
【００１５】
【実施例】本発明の噴霧冷却式除熱器の一実施例を図に
よって説明すると、図１において、２は断面歯形の内面
２ａを有する円形内筒、３は円形外筒で、この内筒２と
外筒３との間に被冷却媒体（本例ではフロン）用の流路
４が設けられ、この流路４の下端部に入口ヘッダー５、
上端部に出口ヘッダー６が設けられ、内筒２内の上端部
中心付近に冷却媒体（本例では水）用のパルス作動弁７
ａ付噴霧ノズル７が設けられている。前記被冷却媒体流
路４は周方向で垂直仕切板９にて複数、本例では８本の
流路４ａ〜４ｈに分割され、この分割された各流路４ａ
〜４ｈは、上下方向に一定間隔の水平仕切板１０にて複
数段、本例では７段に左右交互に隙間１１を設けて蛇行
形に形成されている。
よって説明すると、図１において、２は断面歯形の内面
２ａを有する円形内筒、３は円形外筒で、この内筒２と
外筒３との間に被冷却媒体（本例ではフロン）用の流路
４が設けられ、この流路４の下端部に入口ヘッダー５、
上端部に出口ヘッダー６が設けられ、内筒２内の上端部
中心付近に冷却媒体（本例では水）用のパルス作動弁７
ａ付噴霧ノズル７が設けられている。前記被冷却媒体流
路４は周方向で垂直仕切板９にて複数、本例では８本の
流路４ａ〜４ｈに分割され、この分割された各流路４ａ
〜４ｈは、上下方向に一定間隔の水平仕切板１０にて複
数段、本例では７段に左右交互に隙間１１を設けて蛇行
形に形成されている。
【００１６】上記のように噴霧水とフロンの熱交換を行
う実施例の噴霧冷却式除熱器１´は、フロンの流路が周
方向で均等に分割され、各流路４ａ〜４ｈが上下方向で
蛇行形に形成されているので、流路断面積が狭く、フロ
ンの流速が上がり、噴霧水側以上にフロン側の伝熱性能
が向上し、除熱効率が著しく向上する。また、流速が上
がると共に流路４ａ〜４ｈの長さが夫々長くなるので、
フロン側の圧力損失が増大し、流路部で適切な圧力損失
を確保できる。この場合、流路部に比べ入口ヘッダー５
での圧力損失は無視できるので、入口ヘッダー５から周
方向の各流路４ａ〜４ｈにはフロンが均一に分配され
る。従って、フロン及び噴霧冷却伝熱面である円形内筒
２の周方向での温度分布が均一となって除熱効率が向上
し、コールドスポットによる伝熱面凍結の心配がない。
う実施例の噴霧冷却式除熱器１´は、フロンの流路が周
方向で均等に分割され、各流路４ａ〜４ｈが上下方向で
蛇行形に形成されているので、流路断面積が狭く、フロ
ンの流速が上がり、噴霧水側以上にフロン側の伝熱性能
が向上し、除熱効率が著しく向上する。また、流速が上
がると共に流路４ａ〜４ｈの長さが夫々長くなるので、
フロン側の圧力損失が増大し、流路部で適切な圧力損失
を確保できる。この場合、流路部に比べ入口ヘッダー５
での圧力損失は無視できるので、入口ヘッダー５から周
方向の各流路４ａ〜４ｈにはフロンが均一に分配され
る。従って、フロン及び噴霧冷却伝熱面である円形内筒
２の周方向での温度分布が均一となって除熱効率が向上
し、コールドスポットによる伝熱面凍結の心配がない。
【００１７】次に本発明の噴霧冷却式除熱器の他の実施
例を図２によって説明すると、この実施例は上記実施例
の各流路４ａ〜４ｈ内にフィン、本例では図３に示すオ
フセットフィン１７を、蛇行する流路方向に沿ってフロ
ンが流れるように截断成形した図４に示すパーツ１７ａ
〜１７ｅを配したもので、その他は上記実施例と同一構
造である。この実施例によると、流路４ａ〜４ｈ内のフ
ロンの伝熱面積が著しく増大し、伝熱性能が一層向上
し、除熱効率が一層高くなる。また、フロン側の圧力損
失が流路部でより増大するので、流路部で最適な圧力損
失を設定することができ、フロンの均一分配を確立でき
て、周方向での温度分布を確実に均一にできる。さら
に、流路４ａ〜４ｈ内のオフセットフィン１７は、フロ
ンの圧力に対する内筒２、外筒３の補強部材としての機
能を果たすことになるので、除熱器の構造強度および耐
久性が向上する。
例を図２によって説明すると、この実施例は上記実施例
の各流路４ａ〜４ｈ内にフィン、本例では図３に示すオ
フセットフィン１７を、蛇行する流路方向に沿ってフロ
ンが流れるように截断成形した図４に示すパーツ１７ａ
〜１７ｅを配したもので、その他は上記実施例と同一構
造である。この実施例によると、流路４ａ〜４ｈ内のフ
ロンの伝熱面積が著しく増大し、伝熱性能が一層向上
し、除熱効率が一層高くなる。また、フロン側の圧力損
失が流路部でより増大するので、流路部で最適な圧力損
失を設定することができ、フロンの均一分配を確立でき
て、周方向での温度分布を確実に均一にできる。さら
に、流路４ａ〜４ｈ内のオフセットフィン１７は、フロ
ンの圧力に対する内筒２、外筒３の補強部材としての機
能を果たすことになるので、除熱器の構造強度および耐
久性が向上する。
【００１８】尚、本発明の噴霧冷却式除熱器１´は、図
１に示す円筒の直径Ｄ、円筒の長さＬ（流路の高さリッ
トル）を噴霧ノズル７からの冷却媒体の噴霧の広がり角
を考慮して最適になるように選定できる。なぜなら周方
向の流路の分割数、各流路内での蛇行段数を適切に選べ
ば、与えられた円筒の直径Ｄ、円筒の長さＬに対して被
冷却媒体の流速、圧力損失が伝熱性能及び流量分配の上
で適切となるようにすることができるからである。
１に示す円筒の直径Ｄ、円筒の長さＬ（流路の高さリッ
トル）を噴霧ノズル７からの冷却媒体の噴霧の広がり角
を考慮して最適になるように選定できる。なぜなら周方
向の流路の分割数、各流路内での蛇行段数を適切に選べ
ば、与えられた円筒の直径Ｄ、円筒の長さＬに対して被
冷却媒体の流速、圧力損失が伝熱性能及び流量分配の上
で適切となるようにすることができるからである。
【００１９】上記各実施例の噴霧冷却式除熱器は、胴体
（内筒２および外筒３）が円筒形であるが、これに限る
ものではなく、被冷却媒体の各流路を平板状に作り、こ
れを６枚とか８枚とか組合わせて角筒形の胴体としても
良いものである。また、入口ヘッダー５が流路４ａ〜４
ｈの下端に、出口ヘッダー６が流路４ａ〜４ｈの上端に
設けられているが、その逆でも良い。さらに、冷却媒体
の噴霧ノズル７が出口ヘッダー６側の上端部中心付近に
設けられているが、入口ヘッダー５側の下端部中心付近
に逆向きに噴霧するように設けても良いものである。
（内筒２および外筒３）が円筒形であるが、これに限る
ものではなく、被冷却媒体の各流路を平板状に作り、こ
れを６枚とか８枚とか組合わせて角筒形の胴体としても
良いものである。また、入口ヘッダー５が流路４ａ〜４
ｈの下端に、出口ヘッダー６が流路４ａ〜４ｈの上端に
設けられているが、その逆でも良い。さらに、冷却媒体
の噴霧ノズル７が出口ヘッダー６側の上端部中心付近に
設けられているが、入口ヘッダー５側の下端部中心付近
に逆向きに噴霧するように設けても良いものである。
【００２０】また、図２に示す実施例の噴霧冷却式除熱
器の各流路４ａ〜４ｈに配したフィンは、オフセットフ
ィンであるが、これに限定されるものではなく、ルーバ
ーフィン、ピンフィン、ウェービイフィン等でも良いも
のである。
器の各流路４ａ〜４ｈに配したフィンは、オフセットフ
ィンであるが、これに限定されるものではなく、ルーバ
ーフィン、ピンフィン、ウェービイフィン等でも良いも
のである。
【００２１】
【発明の効果】以上の通り本発明の噴霧冷却式除熱器
は、被冷却媒体の流路断面積が狭く、被冷却媒体の流速
が速いので、被冷却媒体の伝熱性能が向上し、除熱効率
が著しく向上する。また、被冷却媒体の流速が速く且つ
流路長さが長いので、被冷却媒体側の圧力損失が適度に
増大し、流路部で適切な圧力損失を確保でき、入口ヘッ
ダーから各流路に被冷却媒体を均一に分配できる。従っ
て、被冷却媒体及び噴霧冷却面である内筒の周囲方向で
の温度分布が均一となって除熱効率が向上し、コールド
カポットによる伝熱面凍結の心配がない。特に蛇行形に
形成した流路内にフィンを配した噴霧冷却式除熱器にあ
っては、被冷却媒体の伝熱面積が著しく増大し、伝熱性
能が一層向上し、除熱効率がより一層高くなる。また、
被冷却媒体の圧力損失が流路部でより増大するので、流
路部で最適な圧力損失を設定でき、被冷却媒体の均一分
配を確立でき、周方向での温度分布を確実に均一にでき
る。さらに、フィンは、被冷却媒体の圧力に対する内
筒、外筒の補強部材の機能を果たすことになるので、除
熱器の構造強度および耐久性が向上する。また、本発明
の噴霧冷却式除熱器は、周囲方向の流路の分割数、各流
路内での蛇行段数を適切に選定することにより、与えら
れた胴体の直径、胴体の長さに対して、被冷却媒体の流
速、圧力損失を伝熱性能及び流量分配の上で適切となる
ようにすることができる。さらにまた、本発明の噴霧冷
却式除熱器は、流路を周囲方向に分割しているので、各
流路毎に製作し、その後胴体に組み立てれば、製作作業
を合理化でき、コストの低減を図ることができる。
は、被冷却媒体の流路断面積が狭く、被冷却媒体の流速
が速いので、被冷却媒体の伝熱性能が向上し、除熱効率
が著しく向上する。また、被冷却媒体の流速が速く且つ
流路長さが長いので、被冷却媒体側の圧力損失が適度に
増大し、流路部で適切な圧力損失を確保でき、入口ヘッ
ダーから各流路に被冷却媒体を均一に分配できる。従っ
て、被冷却媒体及び噴霧冷却面である内筒の周囲方向で
の温度分布が均一となって除熱効率が向上し、コールド
カポットによる伝熱面凍結の心配がない。特に蛇行形に
形成した流路内にフィンを配した噴霧冷却式除熱器にあ
っては、被冷却媒体の伝熱面積が著しく増大し、伝熱性
能が一層向上し、除熱効率がより一層高くなる。また、
被冷却媒体の圧力損失が流路部でより増大するので、流
路部で最適な圧力損失を設定でき、被冷却媒体の均一分
配を確立でき、周方向での温度分布を確実に均一にでき
る。さらに、フィンは、被冷却媒体の圧力に対する内
筒、外筒の補強部材の機能を果たすことになるので、除
熱器の構造強度および耐久性が向上する。また、本発明
の噴霧冷却式除熱器は、周囲方向の流路の分割数、各流
路内での蛇行段数を適切に選定することにより、与えら
れた胴体の直径、胴体の長さに対して、被冷却媒体の流
速、圧力損失を伝熱性能及び流量分配の上で適切となる
ようにすることができる。さらにまた、本発明の噴霧冷
却式除熱器は、流路を周囲方向に分割しているので、各
流路毎に製作し、その後胴体に組み立てれば、製作作業
を合理化でき、コストの低減を図ることができる。
【図１】本発明の噴霧冷却式除熱器の一実施例の一部破
断概略斜視図である。
断概略斜視図である。
【図２】本発明の噴霧冷却式除熱器の他の実施例におけ
る分割した被冷却媒体流路を示す一部破断展開図であ
る。
る分割した被冷却媒体流路を示す一部破断展開図であ
る。
【図３】オフセットフィンの斜視図である。
【図４】オフセットフィンを截断成形したバーツを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図５】従来の噴霧冷却式除熱器の概略断面図である。
１´ 噴霧冷却式除熱器 ２ 円形内筒 ３ 円形外筒 ４ 被冷却媒体流路 ４ａ〜４ｈ 分割された流路 ５ 入口ヘッダー ６ 出口ヘッダー ７ 冷却媒体の噴霧ノズル ９ 垂直仕切板 １０ 水平仕切板
フロントページの続き (72)発明者 中村 達三郎 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 竹村 正 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 吉崎 明夫 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 高木 完造 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (56)参考文献 特開 平２−258500（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 内筒と外筒との間に被冷却媒体流路を設
け、該流路の両端にヘッダーを設け、前記内筒の内側端
部中心付近に冷却媒体の噴霧ノズルを設けてなる噴霧冷
却式除熱器に於いて、前記被冷却媒体流路を周囲方向で
均等に分割し、且つ分割した各流路を上下方向で蛇行形
に形成したことを特徴とする噴霧冷却式除熱器。 - 【請求項２】 請求項１記載の噴霧冷却式除熱器の蛇行
形に形成した各流路内に、フィンを流路方向に沿って配
したことを特徴とする噴霧冷却式除熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307033A JPH0794238B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 噴霧冷却式除熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307033A JPH0794238B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 噴霧冷却式除熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131999A JPH05131999A (ja) | 1993-05-28 |
| JPH0794238B2 true JPH0794238B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=17964231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307033A Expired - Fee Related JPH0794238B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 噴霧冷却式除熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794238B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5759852B2 (ja) * | 2011-09-25 | 2015-08-05 | 株式会社ユタカ技研 | 熱交換器 |
| ES1203439Y (es) * | 2017-12-05 | 2018-04-13 | Wga Water Global Access Sl | Cámara intercambiadora de calor latente |
| JP2020056552A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 株式会社東芝 | 熱交換器 |
| JP7761826B2 (ja) * | 2021-05-24 | 2025-10-29 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 熱音響機関 |
| CN118062242B (zh) * | 2024-04-25 | 2024-06-21 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 | 一种飞行器梯级喷雾冷却系统 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3307033A patent/JPH0794238B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05131999A (ja) | 1993-05-28 |
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