JP2002166890A - 冷却装置 - Google Patents
冷却装置Info
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- JP2002166890A JP2002166890A JP2000364089A JP2000364089A JP2002166890A JP 2002166890 A JP2002166890 A JP 2002166890A JP 2000364089 A JP2000364089 A JP 2000364089A JP 2000364089 A JP2000364089 A JP 2000364089A JP 2002166890 A JP2002166890 A JP 2002166890A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、航空機などに装着される発熱体を冷
却する冷却装置の小型化、軽量化を図ることを目的とす
る。 【解決手段】本発明では、エバポレータ９で電磁波発信
装置３からの熱を吸収した冷媒ガスはコンプレッサ７で
圧縮され、さらに高温高圧の過熱冷媒ガスとなり冷媒管
６の中を流れて熱交換器４に達する。熱交換器４は高速
で飛行する外板の一部であるため、直接外気に放熱する
ことができる。ここで過熱冷媒ガスが熱交換が行われ、
冷媒ガスは高圧の凝縮液化冷媒となり、膨張弁８で断熱
膨張して温度が下がるので気体と液体の混合冷媒となり
エバポレータ９に還流し、ここで熱を吸収して気体の冷
媒ガスとなる。以下このサイクルを繰り返すことによっ
て、電磁波発信装置３の熱を外気に放熱できる。
却する冷却装置の小型化、軽量化を図ることを目的とす
る。 【解決手段】本発明では、エバポレータ９で電磁波発信
装置３からの熱を吸収した冷媒ガスはコンプレッサ７で
圧縮され、さらに高温高圧の過熱冷媒ガスとなり冷媒管
６の中を流れて熱交換器４に達する。熱交換器４は高速
で飛行する外板の一部であるため、直接外気に放熱する
ことができる。ここで過熱冷媒ガスが熱交換が行われ、
冷媒ガスは高圧の凝縮液化冷媒となり、膨張弁８で断熱
膨張して温度が下がるので気体と液体の混合冷媒となり
エバポレータ９に還流し、ここで熱を吸収して気体の冷
媒ガスとなる。以下このサイクルを繰り返すことによっ
て、電磁波発信装置３の熱を外気に放熱できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の機体表面
に取り付けた発熱体、例えばレーダ用電磁波やレーザ光
を発信する発信源の素子を冷却する航空機用の冷却装置
に関する。
に取り付けた発熱体、例えばレーダ用電磁波やレーザ光
を発信する発信源の素子を冷却する航空機用の冷却装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機等の機体においては、様々な電磁
波を発信し、レーダ等を作動させている。特に最近は多
数個配した発信素子の位相をコントロールすることによ
り、電磁波の方向を自由に変更する固定タイプのレーダ
が実用され、さらにこの素子を機体表面に配置する試み
が計画されている。これはレーダを装備するために機体
内の空間をこれに当てる必要がなくなり、レーダを配置
する部位を機体内で自由に設定できるため、複数のレー
ダを配してレーダ死角を全く無くすなどのメリットが得
られる。また一方で、レーザ光の発信源を機体各所に配
して、飛来する飛翔体のシーカ機能を低下させる等の試
みが行われているが、この場合でも機体各所に発信源を
配置するメリットは計り知れない。
波を発信し、レーダ等を作動させている。特に最近は多
数個配した発信素子の位相をコントロールすることによ
り、電磁波の方向を自由に変更する固定タイプのレーダ
が実用され、さらにこの素子を機体表面に配置する試み
が計画されている。これはレーダを装備するために機体
内の空間をこれに当てる必要がなくなり、レーダを配置
する部位を機体内で自由に設定できるため、複数のレー
ダを配してレーダ死角を全く無くすなどのメリットが得
られる。また一方で、レーザ光の発信源を機体各所に配
して、飛来する飛翔体のシーカ機能を低下させる等の試
みが行われているが、この場合でも機体各所に発信源を
配置するメリットは計り知れない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこのような素子
を冷却するには、素子温度をある設定された範囲にコン
トロールする必要があるため、熱容量の大きな液体によ
る冷却部位を設け、この液体を空調装置に回し込んで、
冷却するという方法が取られていた。これはこれまでは
機首レーダへに適用が主であったためである。しかし、
レーダ配置が機体の各所、あるいは翼端などに配置する
ことを考えた場合、液体による冷却ラインをこのような
機体の隅々にまで回すには、液を流すためのポンプ能力
や配管長さの問題も生じ、配置の自由度に制限が加えら
れることになる。さらに、吸収した熱は機内空調で冷却
されるため、発信源の能力を高めた場合、放出しなけれ
ばならない熱量が大きくなり、空調の能力向上が必要と
なり、空調自体が大型になるだけでなく、空調用の抽気
量を増大することが求められる結果、エンジン推力を低
下させてしまう問題が発生することになる。本発明は上
記問題に鑑み、冷却装置の小型・軽量化を図ることを目
的とするものである。
を冷却するには、素子温度をある設定された範囲にコン
トロールする必要があるため、熱容量の大きな液体によ
る冷却部位を設け、この液体を空調装置に回し込んで、
冷却するという方法が取られていた。これはこれまでは
機首レーダへに適用が主であったためである。しかし、
レーダ配置が機体の各所、あるいは翼端などに配置する
ことを考えた場合、液体による冷却ラインをこのような
機体の隅々にまで回すには、液を流すためのポンプ能力
や配管長さの問題も生じ、配置の自由度に制限が加えら
れることになる。さらに、吸収した熱は機内空調で冷却
されるため、発信源の能力を高めた場合、放出しなけれ
ばならない熱量が大きくなり、空調の能力向上が必要と
なり、空調自体が大型になるだけでなく、空調用の抽気
量を増大することが求められる結果、エンジン推力を低
下させてしまう問題が発生することになる。本発明は上
記問題に鑑み、冷却装置の小型・軽量化を図ることを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、機体に沿って配置される発熱体と、該発熱体で発生
する熱を吸熱する吸熱部材と、吸熱部材で吸収された熱
を機体外に放散する放散部材と、前記吸熱部材から放散
部材に対し熱を移動させる熱移動機構とを備えた冷却装
置であって、放散部材を機体表面の一部で構成するとと
もに、前記吸熱部材、熱移動機構及び放散部材を一体構
造に構成してなる冷却装置を提供する。ここで、発熱体
としては、例えば電磁波の発信素子を挙げることができ
るが、これに限定されず、各種の制御・通信機器等から
局部的に発生する部材が該当する。
に、機体に沿って配置される発熱体と、該発熱体で発生
する熱を吸熱する吸熱部材と、吸熱部材で吸収された熱
を機体外に放散する放散部材と、前記吸熱部材から放散
部材に対し熱を移動させる熱移動機構とを備えた冷却装
置であって、放散部材を機体表面の一部で構成するとと
もに、前記吸熱部材、熱移動機構及び放散部材を一体構
造に構成してなる冷却装置を提供する。ここで、発熱体
としては、例えば電磁波の発信素子を挙げることができ
るが、これに限定されず、各種の制御・通信機器等から
局部的に発生する部材が該当する。
【０００５】吸熱部材は、例えばエバポレータを用いる
ことができるが、これに限定されず、熱を吸収させるも
のならば何でもよい。また、放散部材は、機体表面の一
部をなし、機外の外気と熱交換して吸熱部材で吸収した
熱を放散するものならば、特に限定されない。熱移動機
構は、吸熱部材から放熱部材に熱を汲出すヒートポンプ
であり、例えば冷媒を充填した閉じた系において、コン
プレッサなどで冷媒を強制的に循環させるものを挙げる
ことができるが、これには限定されない。この熱移動機
構は、放散部材と吸熱部材の温度差が０〜５０℃で作動
するよう設定することが好ましい。また、「吸熱部材、
熱移動機構及び放散部材を一体構造に構成」とは、これ
ら部材をユニットとして機体表面を形成する内壁に装着
することを意味する。これにより、冷却装置の保守点
検、ユニット交換が容易になる。なお、機体には、航空
機など高速に走行する機体のいずれをも包含する。
ことができるが、これに限定されず、熱を吸収させるも
のならば何でもよい。また、放散部材は、機体表面の一
部をなし、機外の外気と熱交換して吸熱部材で吸収した
熱を放散するものならば、特に限定されない。熱移動機
構は、吸熱部材から放熱部材に熱を汲出すヒートポンプ
であり、例えば冷媒を充填した閉じた系において、コン
プレッサなどで冷媒を強制的に循環させるものを挙げる
ことができるが、これには限定されない。この熱移動機
構は、放散部材と吸熱部材の温度差が０〜５０℃で作動
するよう設定することが好ましい。また、「吸熱部材、
熱移動機構及び放散部材を一体構造に構成」とは、これ
ら部材をユニットとして機体表面を形成する内壁に装着
することを意味する。これにより、冷却装置の保守点
検、ユニット交換が容易になる。なお、機体には、航空
機など高速に走行する機体のいずれをも包含する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１（ａ）は航空機全体を示す概略図、
（ｂ）は機体の外板の外観図、（ｃ）は外板の内面図で
ある。図中１が機体を示し、航空機１の機体表面の一部
をなす外板２に発熱体である電磁波発信装置３および放
散部材である熱交換器（コンデンサ）４が装着されてい
る。熱交換器４は、冷媒管６が螺旋状にケース内に収容
されて構成されており、熱交換器４の一面は外板４を構
成している。したがって、冷媒管６内の熱は高速で飛行
する機体の外気と直接熱交換して、外気に放熱すること
ができる。また、外板２の内壁には図１（ｃ）に示すよ
うにコンプレッサ７、膨張弁８、エバポレータ９が装着
されており、これら部材の接続関係は後述する図２によ
り明らかにする。エバポレータ９は前述した電磁波発信
装置３に密着している。電磁波発信装置３で発生する熱
はエバポレータ９で吸熱される。なお、熱交換器４、コ
ンプレッサ７、膨張弁８、エバポレータ９はいずれも支
持部材１０により外板２に一体構造として取り付けられ
ているので、これら部材のユニット交換が可能となる。
また、外板２は、機体固定ねじ（図示せず）により嵌着
されている。
いて説明する。図１（ａ）は航空機全体を示す概略図、
（ｂ）は機体の外板の外観図、（ｃ）は外板の内面図で
ある。図中１が機体を示し、航空機１の機体表面の一部
をなす外板２に発熱体である電磁波発信装置３および放
散部材である熱交換器（コンデンサ）４が装着されてい
る。熱交換器４は、冷媒管６が螺旋状にケース内に収容
されて構成されており、熱交換器４の一面は外板４を構
成している。したがって、冷媒管６内の熱は高速で飛行
する機体の外気と直接熱交換して、外気に放熱すること
ができる。また、外板２の内壁には図１（ｃ）に示すよ
うにコンプレッサ７、膨張弁８、エバポレータ９が装着
されており、これら部材の接続関係は後述する図２によ
り明らかにする。エバポレータ９は前述した電磁波発信
装置３に密着している。電磁波発信装置３で発生する熱
はエバポレータ９で吸熱される。なお、熱交換器４、コ
ンプレッサ７、膨張弁８、エバポレータ９はいずれも支
持部材１０により外板２に一体構造として取り付けられ
ているので、これら部材のユニット交換が可能となる。
また、外板２は、機体固定ねじ（図示せず）により嵌着
されている。
【０００７】次に各構成部品の接続関係を図２に基づい
て説明する。図２中図１と同じものには同じ番号が付し
てある。冷媒管６は閉じた系を構成しており、代替フロ
ンなどの冷媒がコンプレッサ７で強制的に循環される。
冷媒管６の循環系には各々エバポレータ９、熱交換器
（コンデンサ）４、膨張弁８が配設されている。エバポ
レータ９には電磁波発信装置３が密着しており、電磁波
発信装置３が発熱すると、熱はエバポレータ９で吸熱
し、熱交換器４から外界に放熱するシステムである。こ
のとき熱交換器が高速で飛行する機体の外板の一部であ
るため、直接外気に放熱することができる。
て説明する。図２中図１と同じものには同じ番号が付し
てある。冷媒管６は閉じた系を構成しており、代替フロ
ンなどの冷媒がコンプレッサ７で強制的に循環される。
冷媒管６の循環系には各々エバポレータ９、熱交換器
（コンデンサ）４、膨張弁８が配設されている。エバポ
レータ９には電磁波発信装置３が密着しており、電磁波
発信装置３が発熱すると、熱はエバポレータ９で吸熱
し、熱交換器４から外界に放熱するシステムである。こ
のとき熱交換器が高速で飛行する機体の外板の一部であ
るため、直接外気に放熱することができる。
【０００８】エバポレータ９から熱交換器４への熱は、
冷媒を充填した閉じた系において、コンプレッサ７によ
り冷媒を強制的に循環させることにより行われる。ま
ず、エバポレータ９で電磁波発信装置３からの熱を吸収
した冷媒ガスはコンプレッサ７で圧縮され、さらに高温
高圧の過熱冷媒ガスとなり冷媒管６の中を流れて熱交換
器４に達する。熱交換器４は高速で飛行する外板の一部
であるため、直接外気に放熱することができる。ここで
過熱冷媒ガスが熱交換が行われ、冷媒ガスは高圧の凝縮
液化冷媒となり、膨張弁８で断熱膨張して温度が下がる
ので気体と液体の混合冷媒となりエバポレータ９に還流
し、ここで熱を吸収して気体の冷媒ガスとなる。以下こ
のサイクルを繰り返すことによって、電磁波発信装置３
の熱を外気に放熱できる。なお、エバポレータ９の温度
と熱交換器４の温度に関しては、温度差が０〜５０℃で
作動することができるようコンプレッサ７を制御する。
冷媒を充填した閉じた系において、コンプレッサ７によ
り冷媒を強制的に循環させることにより行われる。ま
ず、エバポレータ９で電磁波発信装置３からの熱を吸収
した冷媒ガスはコンプレッサ７で圧縮され、さらに高温
高圧の過熱冷媒ガスとなり冷媒管６の中を流れて熱交換
器４に達する。熱交換器４は高速で飛行する外板の一部
であるため、直接外気に放熱することができる。ここで
過熱冷媒ガスが熱交換が行われ、冷媒ガスは高圧の凝縮
液化冷媒となり、膨張弁８で断熱膨張して温度が下がる
ので気体と液体の混合冷媒となりエバポレータ９に還流
し、ここで熱を吸収して気体の冷媒ガスとなる。以下こ
のサイクルを繰り返すことによって、電磁波発信装置３
の熱を外気に放熱できる。なお、エバポレータ９の温度
と熱交換器４の温度に関しては、温度差が０〜５０℃で
作動することができるようコンプレッサ７を制御する。
【０００９】以上の構成では、外板２は機体が高速走行
しているので通常の熱交換器のように強制的に送風して
放熱させる手段が不要である。したがって通常の熱交換
器のように、強制的に送風するための送風用モータ、送
風機、ファン、ダクトおよび熱交換器を固定するブラケ
ット等の付帯設備が不要となり、機体内部側の空間が有
効利用できる。電磁波発信装置３の冷却のため、機体空
調を使う必要がないので、機体空調の能力が向上する。
しているので通常の熱交換器のように強制的に送風して
放熱させる手段が不要である。したがって通常の熱交換
器のように、強制的に送風するための送風用モータ、送
風機、ファン、ダクトおよび熱交換器を固定するブラケ
ット等の付帯設備が不要となり、機体内部側の空間が有
効利用できる。電磁波発信装置３の冷却のため、機体空
調を使う必要がないので、機体空調の能力が向上する。
【００１０】また、以上の説明では、コンプレッサ７を
用いているが、コンプレッサ７を用いずに適度の作動能
力のあるオイル等の熱媒体を、ポンプによりエバポレー
タ９から熱交換器４に循環させてもよい。熱交換器と電
磁波発信装置３の取付け位置は、機体の背面に限定する
ものではなく、機体の前面や後面でもよい。また、熱交
換器３ａはポッド２に固定ネジＳで固定する構造以外に
も、例えば、ポッド２内の器機整備用ドア（図示せず）
を兼用する可動構造としてもよい。熱交換器４の形態は
上記説明のようなチューブタイプに限定せずプレートフ
ィンタイプ等であっても本発明の効果はなんら影響を受
けるものではない。本発明は高速走行に機体全般に適応
し得るものであり、例えば鉄道車両や船舶にも適用でき
る。また、発熱体は電磁波発信装置に限定されない。
用いているが、コンプレッサ７を用いずに適度の作動能
力のあるオイル等の熱媒体を、ポンプによりエバポレー
タ９から熱交換器４に循環させてもよい。熱交換器と電
磁波発信装置３の取付け位置は、機体の背面に限定する
ものではなく、機体の前面や後面でもよい。また、熱交
換器３ａはポッド２に固定ネジＳで固定する構造以外に
も、例えば、ポッド２内の器機整備用ドア（図示せず）
を兼用する可動構造としてもよい。熱交換器４の形態は
上記説明のようなチューブタイプに限定せずプレートフ
ィンタイプ等であっても本発明の効果はなんら影響を受
けるものではない。本発明は高速走行に機体全般に適応
し得るものであり、例えば鉄道車両や船舶にも適用でき
る。また、発熱体は電磁波発信装置に限定されない。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、電磁波発信装置などの
冷却のため、機体空調を使う必要がないので、空調の能
力向上が不要である。また、発熱体の近くに冷却装置を
配置しているので、冷却ライン（例えば冷却液配管）の
引き回しが不要となる。さらに、電磁波発信装置とその
冷却装置を一体モジュールとして機体に組み付けること
ができるので、組み付けが容易である。しかも保守点検
やユニット交換も容易になる。
冷却のため、機体空調を使う必要がないので、空調の能
力向上が不要である。また、発熱体の近くに冷却装置を
配置しているので、冷却ライン（例えば冷却液配管）の
引き回しが不要となる。さらに、電磁波発信装置とその
冷却装置を一体モジュールとして機体に組み付けること
ができるので、組み付けが容易である。しかも保守点検
やユニット交換も容易になる。
【図１】本発明を航空機に適用した図で、 （ａ）は航
空機全体を示す概略図、（ｂ）は機体の外板の外観図、
（ｃ）は外板の内面図である。
空機全体を示す概略図、（ｂ）は機体の外板の外観図、
（ｃ）は外板の内面図である。
【図２】各構成部品の接続関係を示す図である。
１…航空機 ２…外板 ３…電磁波発信装置 ４…熱交換器 ６…冷媒管 ７…コンプレッサ ８…膨張弁 ９…エバポレータ
Claims (1)
- 【請求項１】機体に沿って配置される発熱体と、該発熱
体で発生する熱を吸熱する吸熱部材と、吸熱部材で吸収
された熱を機体外に放散する放散部材と、前記吸熱部材
から放散部材に対し熱を移動させる熱移動機構とを備え
た冷却装置であって、放散部材を機体表面の一部で構成
するとともに、前記吸熱部材、熱移動機構及び放散部材
を一体構造に構成してなる冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364089A JP4465864B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364089A JP4465864B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002166890A true JP2002166890A (ja) | 2002-06-11 |
| JP4465864B2 JP4465864B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=18835093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000364089A Expired - Fee Related JP4465864B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4465864B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010068055A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 面型アンテナ装置 |
| JP2011521841A (ja) * | 2008-06-03 | 2011-07-28 | エアバス オペラツィオンス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 輸送機関、特に航空機における熱に晒される装置を冷却するシステム及び冷却方法 |
| KR20160071879A (ko) * | 2014-12-12 | 2016-06-22 | 국방과학연구소 | 표면냉각장치를 구비한 항공기 |
| US20190036301A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | The Boeing Company | Methods and apparatus to thermally manage heat sources using eutectic thermal control |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000364089A patent/JP4465864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011521841A (ja) * | 2008-06-03 | 2011-07-28 | エアバス オペラツィオンス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 輸送機関、特に航空機における熱に晒される装置を冷却するシステム及び冷却方法 |
| JP2010068055A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 面型アンテナ装置 |
| KR20160071879A (ko) * | 2014-12-12 | 2016-06-22 | 국방과학연구소 | 표면냉각장치를 구비한 항공기 |
| KR101662107B1 (ko) * | 2014-12-12 | 2016-10-04 | 국방과학연구소 | 표면냉각장치를 구비한 항공기 |
| US20190036301A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | The Boeing Company | Methods and apparatus to thermally manage heat sources using eutectic thermal control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4465864B2 (ja) | 2010-05-26 |
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