JP2555056Y2 - 宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器 - Google Patents
宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器Info
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- JP2555056Y2 JP2555056Y2 JP1991059511U JP5951191U JP2555056Y2 JP 2555056 Y2 JP2555056 Y2 JP 2555056Y2 JP 1991059511 U JP1991059511 U JP 1991059511U JP 5951191 U JP5951191 U JP 5951191U JP 2555056 Y2 JP2555056 Y2 JP 2555056Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は宇宙機の熱制御系排熱用
プレートフィン型フラッシュ式蒸発器に係り、特に、冷
却媒体流通用フィンプレートのフィン部の改良に関する
ものである。
プレートフィン型フラッシュ式蒸発器に係り、特に、冷
却媒体流通用フィンプレートのフィン部の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、温度変化が過激な宇宙空間を航
行するスペースシャトル等の宇宙機には宇宙飛行士の居
住区やコンピュータ等の精密電子機器等が多数設けられ
ており、これら内部の温度は熱制御系によって高い精度
で制御されている。
行するスペースシャトル等の宇宙機には宇宙飛行士の居
住区やコンピュータ等の精密電子機器等が多数設けられ
ており、これら内部の温度は熱制御系によって高い精度
で制御されている。
【０００３】この熱制御系の一つには、宇宙機内で発生
した熱を水蒸気と共に外部に排熱するためのフラッシュ
式蒸発器が設けられているが、従来のフラッシュ式蒸発
器では冷却媒体が完全に気化せずミスト状のまま通過し
てしまうキャリーオーバが頻繁に発生して冷却効率が低
下したり、このミストが宇宙機の排出ダクト等に凍結し
たり、さらに装置が大きいため、宇宙機の占有スペース
が増加するといった種々の欠点があった。そこで、本考
案者はこれらの欠点を有効に解決するために宇宙機の熱
制御系排熱用フラッシュ式蒸発器を先に提案している
（実願平１−１３２１４７号）。
した熱を水蒸気と共に外部に排熱するためのフラッシュ
式蒸発器が設けられているが、従来のフラッシュ式蒸発
器では冷却媒体が完全に気化せずミスト状のまま通過し
てしまうキャリーオーバが頻繁に発生して冷却効率が低
下したり、このミストが宇宙機の排出ダクト等に凍結し
たり、さらに装置が大きいため、宇宙機の占有スペース
が増加するといった種々の欠点があった。そこで、本考
案者はこれらの欠点を有効に解決するために宇宙機の熱
制御系排熱用フラッシュ式蒸発器を先に提案している
（実願平１−１３２１４７号）。
【０００４】この宇宙機の熱制御系排熱用フラッシュ式
蒸発器は図９に示すように、高温の水やアンモニア等の
冷却媒体Ｒを流通させて蒸気化Ｓする冷却媒体Ｒの流路
ａ1 が多数設けられた冷却媒体流通用フィンプレートｂ
と、加熱媒体Ｋを流通させて冷却する流路ａ2 が多数形
成された加熱媒体流通用フィンプレートｃとが交互に積
層して形成されたフィンプレート型熱交換部ｄと、この
フィンプレート熱交換部ｄを収納するケーシングｅと、
このケーシングｅ内であって、各冷却媒体流通用フィン
プレートｂの出入口側にそれぞれ形成されたフラッシュ
ヘッダｆ、排出ヘッダｇと、加熱媒体流通用フィンプレ
ートｃの出入口側に対角状にそれぞれ形成された入口ヘ
ッダｈ、出口ヘッダｉとから主に構成されている。そし
て、液体状の冷却媒体Ｒをフラッシュヘッダｆに設けら
れたノズルｊによって減圧してフラッシングし、フラッ
シュヘッダｆ内で略、蒸気１：ミスト９の混合気体とし
た後、この混合気体を各冷却媒体流通用フィンプレート
ｂの複数の流路ａ1 にそれぞれに分流して通過させる際
に、冷却媒体流通用フィンプレートｂの上下に位置する
加熱媒体流通用フィンプレートｃを流れる加熱流体Ｋに
よって混合気体中のミストを全て蒸発させて、排出ヘッ
ダｇから外部に排出している。すなわち、図１０に示す
ように各冷却媒体流通用フィンプレートｂは平行に設け
られた二枚のプレートｋ1 ，ｋ2 の間に複数の流路ａ1
を区画形成するストレートフィンｌが設けられており、
このストレートフィンｌがプレートｋ1 ，ｋ2 の表面積
を増加させると共に、混合気体中のミストを捕捉し、捕
捉したミストをプレートｋ1 ，ｋ2 からの伝熱によって
蒸発させている。
蒸発器は図９に示すように、高温の水やアンモニア等の
冷却媒体Ｒを流通させて蒸気化Ｓする冷却媒体Ｒの流路
ａ1 が多数設けられた冷却媒体流通用フィンプレートｂ
と、加熱媒体Ｋを流通させて冷却する流路ａ2 が多数形
成された加熱媒体流通用フィンプレートｃとが交互に積
層して形成されたフィンプレート型熱交換部ｄと、この
フィンプレート熱交換部ｄを収納するケーシングｅと、
このケーシングｅ内であって、各冷却媒体流通用フィン
プレートｂの出入口側にそれぞれ形成されたフラッシュ
ヘッダｆ、排出ヘッダｇと、加熱媒体流通用フィンプレ
ートｃの出入口側に対角状にそれぞれ形成された入口ヘ
ッダｈ、出口ヘッダｉとから主に構成されている。そし
て、液体状の冷却媒体Ｒをフラッシュヘッダｆに設けら
れたノズルｊによって減圧してフラッシングし、フラッ
シュヘッダｆ内で略、蒸気１：ミスト９の混合気体とし
た後、この混合気体を各冷却媒体流通用フィンプレート
ｂの複数の流路ａ1 にそれぞれに分流して通過させる際
に、冷却媒体流通用フィンプレートｂの上下に位置する
加熱媒体流通用フィンプレートｃを流れる加熱流体Ｋに
よって混合気体中のミストを全て蒸発させて、排出ヘッ
ダｇから外部に排出している。すなわち、図１０に示す
ように各冷却媒体流通用フィンプレートｂは平行に設け
られた二枚のプレートｋ1 ，ｋ2 の間に複数の流路ａ1
を区画形成するストレートフィンｌが設けられており、
このストレートフィンｌがプレートｋ1 ，ｋ2 の表面積
を増加させると共に、混合気体中のミストを捕捉し、捕
捉したミストをプレートｋ1 ，ｋ2 からの伝熱によって
蒸発させている。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】ところで、このストレ
ートフィンｌは比較的入手が容易であり、多くのフィン
プレート熱交換部のフィンとして用いられているが、図
示するように、プレートｋ1 ，ｋ2 側に交互にコ字形に
折り曲げて形成されており、その流路ａ1 の断面は略長
方形に形成されているため、冷却媒体Ｒの混合気体中の
ミストの捕捉能力は充分とはいい難く、上述したキャリ
ーオーバや冷却効率の低下等を招く虞がある。そのた
め、ストレートフィンｌの折り曲げ間隔を狭くして表面
積を増加させたり、図１１に示すようにストレートフィ
ンｌを冷却媒体Ｒの混合気体の流れ方向に複数に分割さ
せて交互に配設させたオフセット型フィンｌ1 にするこ
とによって、混合気体中のミストの捕捉能力を向上させ
ることも考えられるが、反対に圧力損失が増大し、冷却
媒体Ｒの流通が妨げられるといった欠点がある。
ートフィンｌは比較的入手が容易であり、多くのフィン
プレート熱交換部のフィンとして用いられているが、図
示するように、プレートｋ1 ，ｋ2 側に交互にコ字形に
折り曲げて形成されており、その流路ａ1 の断面は略長
方形に形成されているため、冷却媒体Ｒの混合気体中の
ミストの捕捉能力は充分とはいい難く、上述したキャリ
ーオーバや冷却効率の低下等を招く虞がある。そのた
め、ストレートフィンｌの折り曲げ間隔を狭くして表面
積を増加させたり、図１１に示すようにストレートフィ
ンｌを冷却媒体Ｒの混合気体の流れ方向に複数に分割さ
せて交互に配設させたオフセット型フィンｌ1 にするこ
とによって、混合気体中のミストの捕捉能力を向上させ
ることも考えられるが、反対に圧力損失が増大し、冷却
媒体Ｒの流通が妨げられるといった欠点がある。
【０００６】そこで本考案はこれらの欠点を有効に解決
するために案出されたものであり、その目的は冷却媒体
Ｒを流通させる冷却媒体流通用フィンプレートのフィン
の形状を改良することで、圧力損失を減らしてミストの
捕捉能力を向上させる宇宙機の熱制御系排熱用プレート
フィン型フラッシュ式蒸発器を提供するものである。
するために案出されたものであり、その目的は冷却媒体
Ｒを流通させる冷却媒体流通用フィンプレートのフィン
の形状を改良することで、圧力損失を減らしてミストの
捕捉能力を向上させる宇宙機の熱制御系排熱用プレート
フィン型フラッシュ式蒸発器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一の考案は、蒸気とミストの混合気体からなる冷却
媒体を流す冷却媒体流通用フィンプレートと、加熱媒体
が流れる加熱媒体流通用フィンプレートとを交互に積層
した宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシ
ュ式蒸発器において、上記冷却媒体流通用フィンプレー
ト内に、その冷却媒体中のミストを捕捉すべく幅狭の断
面コ字形をしたトラップ部と、冷却媒体中の蒸気をその
まま通過すべく上記トラップ部からテーパ状に広がった
幅広の通過部とからなる断面略フラスコ状をしたフィン
を、そのトラップ部が上記加熱媒体流通用フィンプレー
ト近傍に位置するようにその冷却媒体流通用フィンプレ
ートの幅方向に複数連続して配置したものであり、第二
の考案は、上記フィンを冷却媒体の流れ方向に複数に分
割した分割フィンで形成すると共に、各分割フィンを上
記冷却媒体流通用フィンプレートの幅方向にずらして交
互に配設したものであり、さらに第三の考案は上記第一
及び第二の考案で示したフィンの通過部に、これを流れ
る冷却媒体を乱流させるスワラを配設したものである。
の第一の考案は、蒸気とミストの混合気体からなる冷却
媒体を流す冷却媒体流通用フィンプレートと、加熱媒体
が流れる加熱媒体流通用フィンプレートとを交互に積層
した宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシ
ュ式蒸発器において、上記冷却媒体流通用フィンプレー
ト内に、その冷却媒体中のミストを捕捉すべく幅狭の断
面コ字形をしたトラップ部と、冷却媒体中の蒸気をその
まま通過すべく上記トラップ部からテーパ状に広がった
幅広の通過部とからなる断面略フラスコ状をしたフィン
を、そのトラップ部が上記加熱媒体流通用フィンプレー
ト近傍に位置するようにその冷却媒体流通用フィンプレ
ートの幅方向に複数連続して配置したものであり、第二
の考案は、上記フィンを冷却媒体の流れ方向に複数に分
割した分割フィンで形成すると共に、各分割フィンを上
記冷却媒体流通用フィンプレートの幅方向にずらして交
互に配設したものであり、さらに第三の考案は上記第一
及び第二の考案で示したフィンの通過部に、これを流れ
る冷却媒体を乱流させるスワラを配設したものである。
【０００８】
【作用】本考案は以上のように構成したため、先ず第一
の考案はフィンを構成する断面コ字形をした幅狭のトラ
ップ部が冷却媒体流通用フィンプレートを流通する冷却
媒体中のミストを効果的に捕捉すると共に蒸発を促進
し、また、幅広の通過部が蒸気を効率的に流すことにな
る。従って、冷却媒体中のミストの捕捉能力と蒸気化能
力が向上してキャリーオーバ等の不都合を防止し、適当
な過熱度の蒸気を発生させると同時に冷却媒体の圧力損
失の増大を防止することができる。 次に、第二の考案で
は分割フィンの位置を上記冷却媒体流通用フィンプレー
トの幅方向にずらして配設したため、圧力損失は第一の
考案に比較して多少増加するが、冷却媒体とフィンとの
接触頻度が増大するため、冷却媒体中の捕捉能力は第一
の考案以上に向上する。 また、第三の考案では、冷却媒
体流通用フィンプレートを流通する際に冷却媒体が乱流
を発生してフィンへの接触頻度が増大するため、トラッ
プ部による冷却媒体中のミストの捕捉がより促進され
る。
の考案はフィンを構成する断面コ字形をした幅狭のトラ
ップ部が冷却媒体流通用フィンプレートを流通する冷却
媒体中のミストを効果的に捕捉すると共に蒸発を促進
し、また、幅広の通過部が蒸気を効率的に流すことにな
る。従って、冷却媒体中のミストの捕捉能力と蒸気化能
力が向上してキャリーオーバ等の不都合を防止し、適当
な過熱度の蒸気を発生させると同時に冷却媒体の圧力損
失の増大を防止することができる。 次に、第二の考案で
は分割フィンの位置を上記冷却媒体流通用フィンプレー
トの幅方向にずらして配設したため、圧力損失は第一の
考案に比較して多少増加するが、冷却媒体とフィンとの
接触頻度が増大するため、冷却媒体中の捕捉能力は第一
の考案以上に向上する。 また、第三の考案では、冷却媒
体流通用フィンプレートを流通する際に冷却媒体が乱流
を発生してフィンへの接触頻度が増大するため、トラッ
プ部による冷却媒体中のミストの捕捉がより促進され
る。
【０００９】
【実施例】以下、本考案の一実施例を説明する。
【００１０】図１は本考案の宇宙機の熱制御系排熱用プ
レートフィン型フラッシュ式蒸発器の一実施例を示す一
部破断斜視図である。図示するように、この宇宙機の熱
制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器１
（以下、フラッシュ式蒸発器１とする）は冷却媒体Ｒを
流通させる冷却媒体流通用フィンプレート３と、この冷
却媒体Ｒと略クロスフローさせるように加熱媒体Ｋを流
通させる加熱媒体流通用フィンプレート４とを交互に積
層したフィンプレート型熱交換部５と、このフィンプレ
ート型熱交換部５を収納する箱形状のケーシング６と、
このケーシング６内であって上記フィンプレート熱交換
部５の各冷却媒体流通用フィンプレート３の入口側に設
けられ、冷却媒体Ｒをフラッシュさせて供給するフラッ
シュヘッダ７と、各冷却媒体流通用フィンプレート３の
出口側に設けられ、各冷却媒体流通用フィンプレート３
を通過した冷却媒体Ｒを混合して集合させる排出ヘッダ
８と、ケーシング６の両側面であって対角状に設けられ
た各加熱媒体流通用フィンプレート４の各出入口に設け
られ、加熱媒体Ｋを供給すると共に熱交換して排出する
出入口ヘッダ９，１０とから主に構成されている。
レートフィン型フラッシュ式蒸発器の一実施例を示す一
部破断斜視図である。図示するように、この宇宙機の熱
制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器１
（以下、フラッシュ式蒸発器１とする）は冷却媒体Ｒを
流通させる冷却媒体流通用フィンプレート３と、この冷
却媒体Ｒと略クロスフローさせるように加熱媒体Ｋを流
通させる加熱媒体流通用フィンプレート４とを交互に積
層したフィンプレート型熱交換部５と、このフィンプレ
ート型熱交換部５を収納する箱形状のケーシング６と、
このケーシング６内であって上記フィンプレート熱交換
部５の各冷却媒体流通用フィンプレート３の入口側に設
けられ、冷却媒体Ｒをフラッシュさせて供給するフラッ
シュヘッダ７と、各冷却媒体流通用フィンプレート３の
出口側に設けられ、各冷却媒体流通用フィンプレート３
を通過した冷却媒体Ｒを混合して集合させる排出ヘッダ
８と、ケーシング６の両側面であって対角状に設けられ
た各加熱媒体流通用フィンプレート４の各出入口に設け
られ、加熱媒体Ｋを供給すると共に熱交換して排出する
出入口ヘッダ９，１０とから主に構成されている。
【００１１】フラッシュヘッダ７の冷却媒体Ｒ入口には
スプレノズル１１が設けられており、図示しないポンプ
などによって高温高圧の液体状の冷却媒体Ｒをフラッシ
ュヘッダ７に供給する際に、このスプレノズル１１によ
ってこれを減圧してフラッシングし、約蒸気１０％、ミ
スト９０％の混合気体状にしている。また、排出ヘッダ
８の冷却媒体Ｒ出口には排出管１２が接続されており、
各冷却媒体流通用フィンプレート３を通過することによ
って気化し、排出ヘッダ８内に集められた冷却媒体Ｒを
宇宙空間に排出している。
スプレノズル１１が設けられており、図示しないポンプ
などによって高温高圧の液体状の冷却媒体Ｒをフラッシ
ュヘッダ７に供給する際に、このスプレノズル１１によ
ってこれを減圧してフラッシングし、約蒸気１０％、ミ
スト９０％の混合気体状にしている。また、排出ヘッダ
８の冷却媒体Ｒ出口には排出管１２が接続されており、
各冷却媒体流通用フィンプレート３を通過することによ
って気化し、排出ヘッダ８内に集められた冷却媒体Ｒを
宇宙空間に排出している。
【００１２】各冷却媒体流通用フィンプレート３は図２
に示すように、上下に位置する各加熱媒体流通用フィン
プレート４と、この冷却媒体流通用フィンプレート３と
を区画する２枚のプレート１３ａ，１３ｂが平行に所定
の間隔を隔てて設けられており、さらに、このプレート
１３ａ，１３ｂ間には冷却媒体Ｒの流路１４をその幅方
向に区画形成するフィン２が冷却媒体Ｒの流れ方向に沿
って複数設けられている。図示するように、このフィン
２は、その冷却媒体中のミストを捕捉すべく幅狭の断面
コ字形をしたトラップ部１６と冷却媒体中の蒸気をその
まま通過すべく上記トラップ部１６からテーパ状に広が
った幅広の断面略三角形状をした通過部１７とからなる
断面略フラスコ状に形成されており、これらフィン２の
トラップ部１６がプレート１３ａ及びプレート１３ｂ間
に上下逆になるように冷却媒体流路１４の幅方向に沿っ
て交互にろう付け又は溶接されることで冷却媒体流路１
４の略中央部に幅広の通過部１７が形成され、プレート
１３ａ，１３ｂ近傍に、幅狭の断面コ字形をしたトラッ
プ部１６が形成されるようになっている。そして、図３
に示すように、これらフィン２で区画形成された多数の
冷却媒体流路１４を通過するフラッシングされた冷却媒
体Ｒ中の約９０％のミストＭがフィン２に触れ、そのＶ
字形状により、その表面張力によってフィン２のトラッ
プ部１６に捕捉された後、後述する加熱媒体流通用フィ
ンプレート４を流れる高温の加熱媒体Ｋからの熱によっ
て蒸発して、通過部１７を流れる蒸気と共に流れて排出
されるようになっている。尚、このフィン２のトラップ
部１６は近傍の各プレート１３ａ，１３ｂにそれぞれろ
う付けされており、簡単にずれたり、外れたりしないよ
うになっている。
に示すように、上下に位置する各加熱媒体流通用フィン
プレート４と、この冷却媒体流通用フィンプレート３と
を区画する２枚のプレート１３ａ，１３ｂが平行に所定
の間隔を隔てて設けられており、さらに、このプレート
１３ａ，１３ｂ間には冷却媒体Ｒの流路１４をその幅方
向に区画形成するフィン２が冷却媒体Ｒの流れ方向に沿
って複数設けられている。図示するように、このフィン
２は、その冷却媒体中のミストを捕捉すべく幅狭の断面
コ字形をしたトラップ部１６と冷却媒体中の蒸気をその
まま通過すべく上記トラップ部１６からテーパ状に広が
った幅広の断面略三角形状をした通過部１７とからなる
断面略フラスコ状に形成されており、これらフィン２の
トラップ部１６がプレート１３ａ及びプレート１３ｂ間
に上下逆になるように冷却媒体流路１４の幅方向に沿っ
て交互にろう付け又は溶接されることで冷却媒体流路１
４の略中央部に幅広の通過部１７が形成され、プレート
１３ａ，１３ｂ近傍に、幅狭の断面コ字形をしたトラッ
プ部１６が形成されるようになっている。そして、図３
に示すように、これらフィン２で区画形成された多数の
冷却媒体流路１４を通過するフラッシングされた冷却媒
体Ｒ中の約９０％のミストＭがフィン２に触れ、そのＶ
字形状により、その表面張力によってフィン２のトラッ
プ部１６に捕捉された後、後述する加熱媒体流通用フィ
ンプレート４を流れる高温の加熱媒体Ｋからの熱によっ
て蒸発して、通過部１７を流れる蒸気と共に流れて排出
されるようになっている。尚、このフィン２のトラップ
部１６は近傍の各プレート１３ａ，１３ｂにそれぞれろ
う付けされており、簡単にずれたり、外れたりしないよ
うになっている。
【００１３】一方、図１に示すように、加熱媒体流通用
フィンプレート４にも略四角形状に形成された加熱媒体
Ｋの加熱媒体流路１７を多数区画形成する断面四角形状
のフィン部１８が冷却媒体流通用フィンプレート３のフ
ィン部２と立体交差するように設けられており、入口ヘ
ッダ９から流入した加熱媒体Ｋを通過させる際に、冷却
媒体流通用フィンプレート３を流れる冷却媒体Ｒと熱交
換させるようになっている。
フィンプレート４にも略四角形状に形成された加熱媒体
Ｋの加熱媒体流路１７を多数区画形成する断面四角形状
のフィン部１８が冷却媒体流通用フィンプレート３のフ
ィン部２と立体交差するように設けられており、入口ヘ
ッダ９から流入した加熱媒体Ｋを通過させる際に、冷却
媒体流通用フィンプレート３を流れる冷却媒体Ｒと熱交
換させるようになっている。
【００１４】この加熱媒体流通用フィンプレート４は図
４に示すように、冷却媒体Ｒの流れ方向と交差するよう
に加熱媒体Ｋを流す交差流路４ａと、冷却媒体Ｒの流れ
方向に沿って加熱媒体を流すディストリビュータ４ｂと
から構成されており、図示矢印に示すように、交差流路
４ａを流れる加熱媒体をディストリビュータ４ｂで交互
に180 °反転させながら蛇行させて流している。
４に示すように、冷却媒体Ｒの流れ方向と交差するよう
に加熱媒体Ｋを流す交差流路４ａと、冷却媒体Ｒの流れ
方向に沿って加熱媒体を流すディストリビュータ４ｂと
から構成されており、図示矢印に示すように、交差流路
４ａを流れる加熱媒体をディストリビュータ４ｂで交互
に180 °反転させながら蛇行させて流している。
【００１５】次に、本考案の作用を説明する。
【００１６】宇宙機内の宇宙機器（図示せず）などを冷
却して加熱されたフロンガス等の加熱媒体Ｋは図１に示
すように、本考案のフラッシュ式蒸発器１の入口ヘッダ
９から各加熱媒体流通用フィンプレート４に分流され蛇
行しながら、各加熱媒体流路１７を通過する際に各冷却
媒体流通用フィンプレート３を流れる冷却媒体Ｒと熱交
換して冷却され、出口ヘッダ１０からフラッシュ式蒸発
器１外へ排出されて再び宇宙機器などを冷却することに
なる。
却して加熱されたフロンガス等の加熱媒体Ｋは図１に示
すように、本考案のフラッシュ式蒸発器１の入口ヘッダ
９から各加熱媒体流通用フィンプレート４に分流され蛇
行しながら、各加熱媒体流路１７を通過する際に各冷却
媒体流通用フィンプレート３を流れる冷却媒体Ｒと熱交
換して冷却され、出口ヘッダ１０からフラッシュ式蒸発
器１外へ排出されて再び宇宙機器などを冷却することに
なる。
【００１７】一方、宇宙機内に設けられた燃料電池（図
示せず）等で発生した水等の高温の冷却媒体Ｒは加圧ポ
ンプ（図示せず）によって加圧されて図１に示すよう
に、フラッシュヘッダ７側に送られる際に、その冷却媒
体Ｒ入口に設けられたスプレノズル１１によって減圧さ
れ、フラッシュヘッダ７内で蒸気１０％、ミスト９０％
の混合気体にフラッシングされる。フラッシュヘッダ７
内でフラッシングされた混合気体状の冷却媒体Ｒは各冷
却媒体流通用フィンプレート３に分流され、さらに各冷
却媒体流通用フィンプレート３の冷却媒体流路１４を流
れる際に、図３に示すように、含まれているミストＭが
その表面張力によってフィン２の各トラップ部１６に捕
捉され、残りの蒸気は幅広の通過部１７をそのまま通過
して図１に示すように、排出ヘッダ８に集められ、排出
管１２から宇宙空間へ放出される。他方、フィン２の各
トラップ部１６に捕捉されたミストＭはプレート１３
ａ，１３ｂの外側を流れる高温の加熱媒体Ｋの熱を奪っ
て蒸発して蒸気となり、幅広の通過部１７を流れる蒸気
と共にこの通過部１７を通過して排出ヘッダ８に集めら
れ、排出管１２から宇宙空間へ放出される。この通過部
１７は上述したように冷却媒体流路１４の中央部に略三
角形状に開口するように形成されているため、冷却媒体
Ｒの流路が充分確保され、冷却媒体流路１４の蒸気化し
た冷却媒体Ｒの流通は良好に行われることになる。ま
た、このフラッシュ蒸発器１が使用される宇宙空間は無
重力であるため、図３に示すようにミストＭはトラップ
部１６の方向に拘わらず、均一にトラップ部１６に捕捉
されることになり、加熱媒体流通用フィンプレート４の
伝熱面及びフィン２からの熱により加熱され蒸発し、蒸
気はトラップ部１６から離れる。従って、下流になるに
従い、ミスト量は徐々に減少し、そのままトラップ部１
６を伝わって流れ出してしまうことはない。
示せず）等で発生した水等の高温の冷却媒体Ｒは加圧ポ
ンプ（図示せず）によって加圧されて図１に示すよう
に、フラッシュヘッダ７側に送られる際に、その冷却媒
体Ｒ入口に設けられたスプレノズル１１によって減圧さ
れ、フラッシュヘッダ７内で蒸気１０％、ミスト９０％
の混合気体にフラッシングされる。フラッシュヘッダ７
内でフラッシングされた混合気体状の冷却媒体Ｒは各冷
却媒体流通用フィンプレート３に分流され、さらに各冷
却媒体流通用フィンプレート３の冷却媒体流路１４を流
れる際に、図３に示すように、含まれているミストＭが
その表面張力によってフィン２の各トラップ部１６に捕
捉され、残りの蒸気は幅広の通過部１７をそのまま通過
して図１に示すように、排出ヘッダ８に集められ、排出
管１２から宇宙空間へ放出される。他方、フィン２の各
トラップ部１６に捕捉されたミストＭはプレート１３
ａ，１３ｂの外側を流れる高温の加熱媒体Ｋの熱を奪っ
て蒸発して蒸気となり、幅広の通過部１７を流れる蒸気
と共にこの通過部１７を通過して排出ヘッダ８に集めら
れ、排出管１２から宇宙空間へ放出される。この通過部
１７は上述したように冷却媒体流路１４の中央部に略三
角形状に開口するように形成されているため、冷却媒体
Ｒの流路が充分確保され、冷却媒体流路１４の蒸気化し
た冷却媒体Ｒの流通は良好に行われることになる。ま
た、このフラッシュ蒸発器１が使用される宇宙空間は無
重力であるため、図３に示すようにミストＭはトラップ
部１６の方向に拘わらず、均一にトラップ部１６に捕捉
されることになり、加熱媒体流通用フィンプレート４の
伝熱面及びフィン２からの熱により加熱され蒸発し、蒸
気はトラップ部１６から離れる。従って、下流になるに
従い、ミスト量は徐々に減少し、そのままトラップ部１
６を伝わって流れ出してしまうことはない。
【００１８】このように本考案ではフィン２を幅狭なト
ラップ部１６と幅広の通過部１７とからなる断面略フラ
スコ形状に形成したため、冷却媒体Ｒの圧力損失を増加
させずにミストＭの捕捉能力を向上させることが可能と
なり、上述したような熱交換効率の低下やキャリーオー
バといった欠点を解消することが達成される。
ラップ部１６と幅広の通過部１７とからなる断面略フラ
スコ形状に形成したため、冷却媒体Ｒの圧力損失を増加
させずにミストＭの捕捉能力を向上させることが可能と
なり、上述したような熱交換効率の低下やキャリーオー
バといった欠点を解消することが達成される。
【００１９】また、第二の実施例として図５に示すよう
に、上記フィン２を冷却媒体Ｒの流れ方向に所定の長さ
ずつ複数に分割した分割フィン１９で形成すると共に、
これら各分割フィン１９を、そのトラップ部１６の位置
が前後と異なるようにずらして冷却媒体Ｒの流れ方向に
交互に配設すれば、上記の実施例に比較して圧力損失は
多少増加するが、ミストＭの捕捉能力は上記の実施例以
上の効果を得ることが可能となる。また、第三の実施例
として図６に示すように、上記フィン部２の冷却媒体Ｒ
の冷却媒体流路１４内、具体的にはフィン２の各通過部
１７にそれぞれスワラ２０を配置し、冷却媒体流路１４
を流れる冷却媒体Ｒを旋回させて乱流を発生させること
によってミストＭをフィン２の壁面に向けて飛散させる
ようにすれば、第二の実施例と同様に圧力損失は多少増
加するが、ミストＭの捕捉能力は第二の実施例以上の効
果を得ることが可能となる。特に、無重力状態の宇宙空
間においては、ミストが分散した状態でそのまま通過部
１７を通過してしまうことが考えられるが、本実施例の
ように構成すれば、そのような不都合を効果的に防止す
ることができる。また、第四の実施例として図７に示す
ように、フィン２１の断面形状を上記フィン２とは反対
に断面略ワイングラス形状に形成しても上述した実施例
と同様にコ字形状をした幅狭のトラップ部１６と断面略
三角形状をした幅広の通過部１７を形成することが可能
となり、上記実施例と同様の作用効果を発揮することが
できる。尚、このフィン部２１では図示するように、断
面ワイングラス形状の根元部上述したトラップ部１６と
なる。また、この形状ではフィン部２１の底面と各プレ
ート１３ａ，１３ｂとの接触面積が大きくなり、ろう付
けが確実となって加熱側からフィン部２１への熱伝達性
を向上させることができる。また、さらに、第五の実施
例として図８に示すように第二の実施例で示した分割フ
ィン１９の間隙にミストを壁面に向けて飛散するスワラ
２０を設けるようにしてもよい。
に、上記フィン２を冷却媒体Ｒの流れ方向に所定の長さ
ずつ複数に分割した分割フィン１９で形成すると共に、
これら各分割フィン１９を、そのトラップ部１６の位置
が前後と異なるようにずらして冷却媒体Ｒの流れ方向に
交互に配設すれば、上記の実施例に比較して圧力損失は
多少増加するが、ミストＭの捕捉能力は上記の実施例以
上の効果を得ることが可能となる。また、第三の実施例
として図６に示すように、上記フィン部２の冷却媒体Ｒ
の冷却媒体流路１４内、具体的にはフィン２の各通過部
１７にそれぞれスワラ２０を配置し、冷却媒体流路１４
を流れる冷却媒体Ｒを旋回させて乱流を発生させること
によってミストＭをフィン２の壁面に向けて飛散させる
ようにすれば、第二の実施例と同様に圧力損失は多少増
加するが、ミストＭの捕捉能力は第二の実施例以上の効
果を得ることが可能となる。特に、無重力状態の宇宙空
間においては、ミストが分散した状態でそのまま通過部
１７を通過してしまうことが考えられるが、本実施例の
ように構成すれば、そのような不都合を効果的に防止す
ることができる。また、第四の実施例として図７に示す
ように、フィン２１の断面形状を上記フィン２とは反対
に断面略ワイングラス形状に形成しても上述した実施例
と同様にコ字形状をした幅狭のトラップ部１６と断面略
三角形状をした幅広の通過部１７を形成することが可能
となり、上記実施例と同様の作用効果を発揮することが
できる。尚、このフィン部２１では図示するように、断
面ワイングラス形状の根元部上述したトラップ部１６と
なる。また、この形状ではフィン部２１の底面と各プレ
ート１３ａ，１３ｂとの接触面積が大きくなり、ろう付
けが確実となって加熱側からフィン部２１への熱伝達性
を向上させることができる。また、さらに、第五の実施
例として図８に示すように第二の実施例で示した分割フ
ィン１９の間隙にミストを壁面に向けて飛散するスワラ
２０を設けるようにしてもよい。
【００２０】
【考案の効果】以上、要するに本考案によれば、冷却媒
体流路を通過する冷却媒体の圧力損失の増加を抑えると
共に、冷却媒体中のミストの捕捉能力が向上するため、
キャリーオーバや熱交換効率の低下を防止することが可
能となって装置の信頼性が向上するといった優れた効果
を有する。
体流路を通過する冷却媒体の圧力損失の増加を抑えると
共に、冷却媒体中のミストの捕捉能力が向上するため、
キャリーオーバや熱交換効率の低下を防止することが可
能となって装置の信頼性が向上するといった優れた効果
を有する。
【図１】本考案の一実施例を示す一部破断全体斜視図で
ある。
ある。
【図２】本考案の第一の実施例のフィンを示す一部拡大
断面斜視図である。
断面斜視図である。
【図３】本考案の第一の実施例のフィンの作用を示す一
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
【図４】本考案の熱交換器の加熱媒体流通用フィンプレ
ート構造を示す一部破断平面図である。
ート構造を示す一部破断平面図である。
【図５】本考案の第二の実施例を示すフィンの一部拡大
断面図である。
断面図である。
【図６】本考案の第三の実施例を示すフィンの一部拡大
断面図である。
断面図である。
【図７】本考案の第四の実施例を示すフィンの一部拡大
断面図である。
断面図である。
【図８】本考案の第五の実施例を示すフィンの一部拡大
断面図である。
断面図である。
【図９】従来のプレートフィン型フラッシュ蒸発器を示
す一部破断全体斜視図である。
す一部破断全体斜視図である。
【図１０】従来のプレートフィン型フラッシュ蒸発器の
フィンを示す一部拡大断面図である。
フィンを示す一部拡大断面図である。
【図１１】従来のプレートフィン型フラッシュ蒸発器の
他のフィンを示す一部拡大断面図である。
他のフィンを示す一部拡大断面図である。
２，２１ フィン ３ 冷却媒体流通用フィンプレート ４ 加熱媒体流通用フィンプレート ５ フィンプレート型熱交換器 ７ フラッシュヘッダ ８ 排出ヘッダ ９，１０ 出入口ヘッダ １４ 冷却媒体流路 １６ トラップ部１７ 通過部 １９ 分割フィン ２０ スワラ Ｒ 冷却媒体 Ｋ 加熱媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 泉 省吾 東京都千代田区丸の内一丁目６番２号 石川島播磨重工業株式会社 本社別館内 (56)参考文献 実開 平３−70599（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−87582（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−115874（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−151082（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】 蒸気とミストの混合気体からなる冷却媒
体を流す冷却媒体流通用フィンプレートと、加熱媒体が
流れる加熱媒体流通用フィンプレートとを交互に積層し
た宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ
式蒸発器において、上記冷却媒体流通用フィンプレート
内に、その冷却媒体中のミストを捕捉すべく幅狭の断面
コ字形をしたトラップ部と冷却媒体中の蒸気をそのまま
通過すべく上記トラップ部からテーパ状に広がった幅広
の通過部とからなる断面略フラスコ状をしたフィンを、
そのトラップ部が上記加熱媒体流通用フィンプレート近
傍に位置するようにその冷却媒体流通用フィンプレート
の幅方向に複数連続して配置したことを特徴とする宇宙
機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発
器。 - 【請求項２】 上記フィンを冷却媒体の流れ方向に複数
に分割した分割フィンで形成すると共に、各分割フィン
を上記冷却媒体流通用フィンプレートの幅方向にずらし
て交互に配設したことを特徴とする請求項１記載の宇宙
機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発
器。 - 【請求項３】 上記フィンの通過部に、これを流れる冷
却媒体を乱流させるスワラを配設したことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の宇宙機の熱制御系排熱用プ
レートフィン型フラッシュ式蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991059511U JP2555056Y2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991059511U JP2555056Y2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0512400U JPH0512400U (ja) | 1993-02-19 |
| JP2555056Y2 true JP2555056Y2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=13115360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991059511U Expired - Lifetime JP2555056Y2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 宇宙機の熱制御系排熱用プレートフィン型フラッシュ式蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555056Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4735393B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2011-07-27 | 株式会社豊田中央研究所 | 熱交換器及び熱交換型改質器 |
| JP5343511B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2013-11-13 | 株式会社島津製作所 | 熱交換器 |
| US11808528B2 (en) | 2020-02-03 | 2023-11-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Evaporator with grooved channels and orifice inserts |
| US11512908B2 (en) | 2020-02-03 | 2022-11-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Evaporator with grooved channels |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5987582U (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-13 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器 |
| JPS61115874U (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-22 | ||
| JPH01151082U (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-18 | ||
| JP3070599U (ja) * | 2000-01-28 | 2000-08-04 | 有限会社小桜商事 | 足場安全パネル |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP1991059511U patent/JP2555056Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512400U (ja) | 1993-02-19 |
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