JP2003065070A - 電子機器の燃料冷却装置及び方法 - Google Patents
電子機器の燃料冷却装置及び方法Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外気温度が高温（例えば約２２０℃以上）に
なり、ジェット燃料も高温（例えば約９０℃）に達する
場合でも、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低
温（好ましくは常温）まで冷却することができる電子機
器の燃料冷却装置及び方法を提供する。 【解決手段】 低圧のジェット燃料１を加圧する加圧ポ
ンプ２と、加圧されたジェット燃料で駆動し内部に減圧
領域３を形成するエジェクターポンプ４と、電子機器格
納ケース５内に設置されジェット燃料の入口６ａ及び出
口６ｂを有する熱交換器６と、低圧のジェット燃料を熱
交換器の入口に導く低圧燃料ライン８と、熱交換器の出
口とエジェクターポンプの減圧領域とを連通する減圧燃
料ライン９とを備えている。
なり、ジェット燃料も高温（例えば約９０℃）に達する
場合でも、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低
温（好ましくは常温）まで冷却することができる電子機
器の燃料冷却装置及び方法を提供する。 【解決手段】 低圧のジェット燃料１を加圧する加圧ポ
ンプ２と、加圧されたジェット燃料で駆動し内部に減圧
領域３を形成するエジェクターポンプ４と、電子機器格
納ケース５内に設置されジェット燃料の入口６ａ及び出
口６ｂを有する熱交換器６と、低圧のジェット燃料を熱
交換器の入口に導く低圧燃料ライン８と、熱交換器の出
口とエジェクターポンプの減圧領域とを連通する減圧燃
料ライン９とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器を燃料の
蒸発熱で冷却する装置及び方法に関する。
蒸発熱で冷却する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ジェットエンジンの運転制御はコ
ンピュータを含む電子機器で一般に行われている。しか
し、高速で飛行するジェットエンジンでは、周囲の空気
自体が高速飛行によるラム圧縮で加熱され、外気温度が
高温となる。そのため、エンジン制御用の電子機器に用
いられるＩＣ（集積回路）等の耐熱温度（例えば最高で
約１２５℃前後）を超えて電子機器が過熱され、その作
動が不安定になるおそれがある。
ンピュータを含む電子機器で一般に行われている。しか
し、高速で飛行するジェットエンジンでは、周囲の空気
自体が高速飛行によるラム圧縮で加熱され、外気温度が
高温となる。そのため、エンジン制御用の電子機器に用
いられるＩＣ（集積回路）等の耐熱温度（例えば最高で
約１２５℃前後）を超えて電子機器が過熱され、その作
動が不安定になるおそれがある。
【０００３】従来、かかるエンジン制御用電子機器を冷
却するために、燃料を用いた間接冷却が行われていた。
この手段は、電子機器を格納するケース内に熱交換器を
内蔵し、その内部に、低温のジェット燃料を供給してケ
ース内を間接冷却するものである。冷却に使用し温度上
昇したジェット燃料は、ジェットエンジンにそのまま供
給するか、燃料タンクに戻して再利用される。
却するために、燃料を用いた間接冷却が行われていた。
この手段は、電子機器を格納するケース内に熱交換器を
内蔵し、その内部に、低温のジェット燃料を供給してケ
ース内を間接冷却するものである。冷却に使用し温度上
昇したジェット燃料は、ジェットエンジンにそのまま供
給するか、燃料タンクに戻して再利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ジェットエンジンの高
速化に伴い、ラム圧縮で加熱される外気温度が更に上昇
し、約２２０℃以上に達する場合がある。また、この状
況において、ジェット燃料自体も加熱されるが、その温
度はエンジンでの燃焼を安定化するために、約−５４℃
〜約９３℃の範囲に燃料温度調節器で調整される。
速化に伴い、ラム圧縮で加熱される外気温度が更に上昇
し、約２２０℃以上に達する場合がある。また、この状
況において、ジェット燃料自体も加熱されるが、その温
度はエンジンでの燃焼を安定化するために、約−５４℃
〜約９３℃の範囲に燃料温度調節器で調整される。
【０００５】しかし、燃料温度がこの範囲で最高温度に
近い場合には、従来のようにジェット燃料で間接冷却し
ても、約１００℃以下には冷却できず、電子機器が不安
定になったり、その寿命が極端に短くなるおそれがあっ
た。
近い場合には、従来のようにジェット燃料で間接冷却し
ても、約１００℃以下には冷却できず、電子機器が不安
定になったり、その寿命が極端に短くなるおそれがあっ
た。
【０００６】そこで、従来は、燃料温度の上限を約６０
℃に設定し、この燃料で間接冷却していたが、この場合
には、小型の電子機器を冷却するためにだけに、大量の
ジェット燃料を冷却する必要があり、燃料の冷却設備が
大型で重たくなり、かつエネルギーロスが大きくなる問
題点があった。
℃に設定し、この燃料で間接冷却していたが、この場合
には、小型の電子機器を冷却するためにだけに、大量の
ジェット燃料を冷却する必要があり、燃料の冷却設備が
大型で重たくなり、かつエネルギーロスが大きくなる問
題点があった。
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、外
気温度が高温（例えば約２２０℃以上）になり、ジェッ
ト燃料も高温（例えば約９０℃）に達する場合でも、エ
ンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温（好ましく
は常温）まで冷却することができる電子機器の燃料冷却
装置及び方法を提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、外
気温度が高温（例えば約２２０℃以上）になり、ジェッ
ト燃料も高温（例えば約９０℃）に達する場合でも、エ
ンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温（好ましく
は常温）まで冷却することができる電子機器の燃料冷却
装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、低圧の
ジェット燃料（１）を加圧する加圧ポンプ（２）と、加
圧されたジェット燃料で駆動し内部に減圧領域（３）を
形成するエジェクターポンプ（４）と、電子機器を格納
するケース（５）内に設置されジェット燃料の入口（６
ａ）及び出口（６ｂ）を有する熱交換器（６）と、低圧
のジェット燃料を熱交換器の入口に導く低圧燃料ライン
（８）と、熱交換器の出口とエジェクターポンプの減圧
領域とを連通する減圧燃料ライン（９）と、を備えたこ
とを特徴とする電子機器の燃料冷却装置が提供される。
ジェット燃料（１）を加圧する加圧ポンプ（２）と、加
圧されたジェット燃料で駆動し内部に減圧領域（３）を
形成するエジェクターポンプ（４）と、電子機器を格納
するケース（５）内に設置されジェット燃料の入口（６
ａ）及び出口（６ｂ）を有する熱交換器（６）と、低圧
のジェット燃料を熱交換器の入口に導く低圧燃料ライン
（８）と、熱交換器の出口とエジェクターポンプの減圧
領域とを連通する減圧燃料ライン（９）と、を備えたこ
とを特徴とする電子機器の燃料冷却装置が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、低圧のジェット燃
料（１）を加圧し、加圧されたジェット燃料でエジェク
ターポンプ（４）を駆動して内部に減圧領域（３）を形
成し、電子機器を格納するケース（５）内に設置した熱
交換器の入口（６ａ）に低圧のジェット燃料を供給し、
熱交換器の出口をエジェクターポンプの減圧領域に連通
して、熱交換器内部を減圧してジェット燃料を蒸発さ
せ、その気化熱で電子機器を冷却する、ことを特徴とす
る電子機器の燃料冷却方法が提供される。
料（１）を加圧し、加圧されたジェット燃料でエジェク
ターポンプ（４）を駆動して内部に減圧領域（３）を形
成し、電子機器を格納するケース（５）内に設置した熱
交換器の入口（６ａ）に低圧のジェット燃料を供給し、
熱交換器の出口をエジェクターポンプの減圧領域に連通
して、熱交換器内部を減圧してジェット燃料を蒸発さ
せ、その気化熱で電子機器を冷却する、ことを特徴とす
る電子機器の燃料冷却方法が提供される。
【００１０】上記本発明の装置及び方法によれば、低圧
燃料ライン（８）から電子機器を格納するケース（５）
内に設置した熱交換器の入口（６ａ）に低圧のジェット
燃料を供給し、エジェクターポンプ（４）で減圧領域
（３）を形成し、この減圧領域に熱交換器の出口を連通
することにより、熱交換器内部を減圧してジェット燃料
を蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却することがで
きる。従って、ジェット燃料の顕熱だけでなくその気化
熱も利用できるので、ジェット燃料が高温である場合で
も、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温（好
ましくは常温）まで冷却することができる。
燃料ライン（８）から電子機器を格納するケース（５）
内に設置した熱交換器の入口（６ａ）に低圧のジェット
燃料を供給し、エジェクターポンプ（４）で減圧領域
（３）を形成し、この減圧領域に熱交換器の出口を連通
することにより、熱交換器内部を減圧してジェット燃料
を蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却することがで
きる。従って、ジェット燃料の顕熱だけでなくその気化
熱も利用できるので、ジェット燃料が高温である場合で
も、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温（好
ましくは常温）まで冷却することができる。
【００１１】なお、減圧され気化したジェット燃料は、
エジェクターポンプ内で昇圧され、再び液化して排出さ
れるので、これをそのまま加圧ポンプ（２）の低圧側に
戻し再利用することができる。
エジェクターポンプ内で昇圧され、再び液化して排出さ
れるので、これをそのまま加圧ポンプ（２）の低圧側に
戻し再利用することができる。
【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
低圧燃料ライン（８）にジェット燃料の流量を制御する
流量制御器（１０）を備える。この構成により、低圧燃
料ライン（８）から熱交換器（６）内に流入し、そこで
蒸発してエジェクターポンプ（４）に流れるジェット燃
料の流量を制御することができる。
低圧燃料ライン（８）にジェット燃料の流量を制御する
流量制御器（１０）を備える。この構成により、低圧燃
料ライン（８）から熱交換器（６）内に流入し、そこで
蒸発してエジェクターポンプ（４）に流れるジェット燃
料の流量を制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の電子機器
の燃料冷却装置の全体構成図である。この図に示すよう
に、本発明の電子機器の燃料冷却装置は、加圧ポンプ
２、エジェクターポンプ４、熱交換器６、低圧燃料ライ
ン８及び減圧燃料ライン９を備える。加圧ポンプ２は、
低圧（例えば常圧）のジェット燃料１を加圧するポンプ
であり、例えば燃焼器に供給するためにジェット燃料を
加圧する加圧ポンプであってもよい。
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の電子機器
の燃料冷却装置の全体構成図である。この図に示すよう
に、本発明の電子機器の燃料冷却装置は、加圧ポンプ
２、エジェクターポンプ４、熱交換器６、低圧燃料ライ
ン８及び減圧燃料ライン９を備える。加圧ポンプ２は、
低圧（例えば常圧）のジェット燃料１を加圧するポンプ
であり、例えば燃焼器に供給するためにジェット燃料を
加圧する加圧ポンプであってもよい。
【００１４】エジェクターポンプ４は、加圧ポンプ２で
加圧されたジェット燃料を駆動燃料ライン７ａから噴射
し、いわゆるベンチュリー効果でその内部に減圧領域３
を形成する。なお、減圧領域３を通過したジェット燃料
は再び圧力を回復し、燃料リサイクルライン７ｂを介し
て加圧ポンプ２の低圧側に戻すようになっている。
加圧されたジェット燃料を駆動燃料ライン７ａから噴射
し、いわゆるベンチュリー効果でその内部に減圧領域３
を形成する。なお、減圧領域３を通過したジェット燃料
は再び圧力を回復し、燃料リサイクルライン７ｂを介し
て加圧ポンプ２の低圧側に戻すようになっている。
【００１５】熱交換器６は、電子機器を格納するケース
５（電子機器格納ケース）内に設置され、電子機器格納
ケース内を間接冷却するようになっている。熱交換器６
は、この例では、Ｕ字状の伝熱管であり、その両端が出
入口であり、ジェット燃料１を入口６ａから流入し、出
口６ｂから排出するようになっている。
５（電子機器格納ケース）内に設置され、電子機器格納
ケース内を間接冷却するようになっている。熱交換器６
は、この例では、Ｕ字状の伝熱管であり、その両端が出
入口であり、ジェット燃料１を入口６ａから流入し、出
口６ｂから排出するようになっている。
【００１６】低圧燃料ライン８は、加圧ポンプ２の低圧
側と熱交換器６の入口６ａを連通する配管であり、低圧
のジェット燃料１を熱交換器６の入口６ａに導くように
なっている。また、この低圧燃料ライン８にはジェット
燃料の流量を制御する流量制御器１０（この例ではオリ
フィス）が設けられており、熱交換器６に供給されるジ
ェット燃料１の流量を制限するようになっている。な
お、流量制御器１０には、オリフィス、流量制御弁、等
を用いることができる。
側と熱交換器６の入口６ａを連通する配管であり、低圧
のジェット燃料１を熱交換器６の入口６ａに導くように
なっている。また、この低圧燃料ライン８にはジェット
燃料の流量を制御する流量制御器１０（この例ではオリ
フィス）が設けられており、熱交換器６に供給されるジ
ェット燃料１の流量を制限するようになっている。な
お、流量制御器１０には、オリフィス、流量制御弁、等
を用いることができる。
【００１７】減圧燃料ライン９は、熱交換器６の出口６
ｂとエジェクターポンプ４の減圧領域３とを連通する配
管であり、このラインを介して熱交換器内部を減圧し、
ジェット燃料を蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却
するようになっている。
ｂとエジェクターポンプ４の減圧領域３とを連通する配
管であり、このラインを介して熱交換器内部を減圧し、
ジェット燃料を蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却
するようになっている。
【００１８】図２は、本発明の電子機器の燃料冷却の説
明図である。この図において、横軸はエジェクターポン
プに噴射する加圧されたジェット燃料の流量、縦軸は、
加圧ポンプ２の低圧側と高圧側の圧力Ｐ０，Ｐ１、減圧
領域３の圧力Ｐ２、エジェクターポンプ４の出口圧力Ｐ
３を模式的に示している。
明図である。この図において、横軸はエジェクターポン
プに噴射する加圧されたジェット燃料の流量、縦軸は、
加圧ポンプ２の低圧側と高圧側の圧力Ｐ０，Ｐ１、減圧
領域３の圧力Ｐ２、エジェクターポンプ４の出口圧力Ｐ
３を模式的に示している。
【００１９】この図に示すように、エジェクターポンプ
４内に加圧ポンプ２で加圧されたジェット燃料を噴射す
ると、ベンチュリー効果（或いはベルヌーイの定理）に
より、流速の早い部分の圧力が低下し、内部に減圧領域
３を形成する。この減圧領域３の圧力Ｐ２は、ジェット
燃料の流量（すなわち流速）により自由に制御でき、例
えばＰ１が３００ｐｓｉ（約２１ｋｇ／ｃｍ2Ａ）、流
量が４００ＰＰＨ（約３ｋｇ／ｍｉｎ）の場合に減圧圧
力Ｐ２は約３〜５ｐｓｉ（０．２１〜０．３５ｋｇ／ｃ
ｍ2Ａ）まで減圧される。また、エジェクターポンプ４
内で減圧領域３を通過したジェット燃料は再び圧力を回
復し、エジェクターポンプの出口付近では、大気圧より
十分高い圧力となる。
４内に加圧ポンプ２で加圧されたジェット燃料を噴射す
ると、ベンチュリー効果（或いはベルヌーイの定理）に
より、流速の早い部分の圧力が低下し、内部に減圧領域
３を形成する。この減圧領域３の圧力Ｐ２は、ジェット
燃料の流量（すなわち流速）により自由に制御でき、例
えばＰ１が３００ｐｓｉ（約２１ｋｇ／ｃｍ2Ａ）、流
量が４００ＰＰＨ（約３ｋｇ／ｍｉｎ）の場合に減圧圧
力Ｐ２は約３〜５ｐｓｉ（０．２１〜０．３５ｋｇ／ｃ
ｍ2Ａ）まで減圧される。また、エジェクターポンプ４
内で減圧領域３を通過したジェット燃料は再び圧力を回
復し、エジェクターポンプの出口付近では、大気圧より
十分高い圧力となる。
【００２０】従って、上述した本発明の装置及び方法に
よれば、低圧燃料ライン８から電子機器格納ケース５内
に設置した熱交換器６の入口６ａに低圧のジェット燃料
を供給し、エジェクターポンプ４で減圧領域３を形成
し、この減圧領域３に熱交換器の出口６ｂを連通するこ
とにより、熱交換器内部を減圧してジェット燃料を内部
で蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却することがで
きる。これにより、ジェット燃料の顕熱だけでなくその
気化熱も利用できるので、ジェット燃料が高温である場
合でも、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温
（好ましくは常温）まで冷却することができる。
よれば、低圧燃料ライン８から電子機器格納ケース５内
に設置した熱交換器６の入口６ａに低圧のジェット燃料
を供給し、エジェクターポンプ４で減圧領域３を形成
し、この減圧領域３に熱交換器の出口６ｂを連通するこ
とにより、熱交換器内部を減圧してジェット燃料を内部
で蒸発させ、その気化熱で電子機器を冷却することがで
きる。これにより、ジェット燃料の顕熱だけでなくその
気化熱も利用できるので、ジェット燃料が高温である場
合でも、エンジン制御用電子機器を燃料温度以下の低温
（好ましくは常温）まで冷却することができる。
【００２１】また、減圧され気化したジェット燃料は、
エジェクターポンプ内で圧力を回復し再び液化して排出
されるので、これをそのまま加圧ポンプ２の低圧側に戻
し再利用することができる。
エジェクターポンプ内で圧力を回復し再び液化して排出
されるので、これをそのまま加圧ポンプ２の低圧側に戻
し再利用することができる。
【００２２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】上述したように、本発明の電子機器の燃
料冷却装置及び方法は、外気温度が高温（例えば約２２
０℃以上）になり、ジェット燃料も高温（例えば約９０
℃）に達する場合でも、エンジン制御用電子機器を燃料
温度以下の低温（好ましくは常温）まで冷却することが
できる、等の優れた効果を有する。
料冷却装置及び方法は、外気温度が高温（例えば約２２
０℃以上）になり、ジェット燃料も高温（例えば約９０
℃）に達する場合でも、エンジン制御用電子機器を燃料
温度以下の低温（好ましくは常温）まで冷却することが
できる、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の電子機器の燃料冷却装置の全体構成図
である。
である。
【図２】本発明の電子機器の燃料冷却の説明図である。
１ 低圧のジェット燃料
２ 加圧ポンプ
３ 減圧領域
４ エジェクターポンプ
５ 電子機器格納ケース
６ 熱交換器
６ａ ジェット燃料入口
６ｂ ジェット燃料出口
８ 低圧燃料ライン
９ 減圧燃料ライン
１０ オリフィス
Claims (3)
- 【請求項１】 低圧のジェット燃料（１）を加圧する加
圧ポンプ（２）と、加圧されたジェット燃料で駆動し内
部に減圧領域（３）を形成するエジェクターポンプ
（４）と、電子機器を格納するケース（５）内に設置さ
れジェット燃料の入口（６ａ）及び出口（６ｂ）を有す
る熱交換器（６）と、低圧のジェット燃料を熱交換器の
入口に導く低圧燃料ライン（８）と、熱交換器の出口と
エジェクターポンプの減圧領域とを連通する減圧燃料ラ
イン（９）と、を備えたことを特徴とする電子機器の燃
料冷却装置。 - 【請求項２】 前記低圧燃料ライン（８）にジェット燃
料の流量を制御する流量制御器（１０）を備える、こと
を特徴とする請求項１に記載の電子機器の燃料冷却装
置。 - 【請求項３】 低圧のジェット燃料（１）を加圧し、加
圧されたジェット燃料でエジェクターポンプ（４）を駆
動して内部に減圧領域（３）を形成し、電子機器を格納
するケース（５）内に設置した熱交換器の入口（６ａ）
に低圧のジェット燃料を供給し、熱交換器の出口をエジ
ェクターポンプの減圧領域に連通して、熱交換器内部を
減圧してジェット燃料を蒸発させ、その気化熱で電子機
器を冷却する、ことを特徴とする電子機器の燃料冷却方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259673A JP2003065070A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電子機器の燃料冷却装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259673A JP2003065070A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電子機器の燃料冷却装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065070A true JP2003065070A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19087012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001259673A Pending JP2003065070A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電子機器の燃料冷却装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065070A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7966804B2 (en) * | 2006-07-12 | 2011-06-28 | General Electric Company | Method and apparatus for testing gas turbine engines |
| EP3886245A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger rib for multi-function aperture |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09117103A (ja) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | モータ一体型ポンプにおける電動モータの冷却及び潤滑装置 |
-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259673A patent/JP2003065070A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09117103A (ja) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | モータ一体型ポンプにおける電動モータの冷却及び潤滑装置 |
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| EP3886245A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger rib for multi-function aperture |
| US11539109B2 (en) | 2020-03-26 | 2022-12-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger rib for multi-function aperture |
| US11962062B2 (en) | 2020-03-26 | 2024-04-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger rib for multi-function aperture |
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Legal Events
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