JP2622226B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- Japan
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- droplet
- heat exchanger
- collector
- exchanger according
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/46—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions
- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液滴発生器、液滴捕集
器および冷却液の戻し装置を備え、液滴式放熱器の形を
した、特に宇宙飛行物体用の熱交換器に関する。
器および冷却液の戻し装置を備え、液滴式放熱器の形を
した、特に宇宙飛行物体用の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の熱交換器は、刊行物であるＪ．
Ｐｅｒｓｓｏｎ著“Ｌｉｑｉｄ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｒａ
ｉａｔｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ”ＥＷＰ−１５７９，Ｅ
ＳＴＥＣ １９９０によって知られている。この熱交換
器は慣用の放熱器と同じ質量のときにその出力が大きい
ので、および隕石落下の影響を受けにくいので、宇宙飛
行技術において益々重要となって来ている。
Ｐｅｒｓｓｏｎ著“Ｌｉｑｉｄ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｒａ
ｉａｔｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ”ＥＷＰ−１５７９，Ｅ
ＳＴＥＣ １９９０によって知られている。この熱交換
器は慣用の放熱器と同じ質量のときにその出力が大きい
ので、および隕石落下の影響を受けにくいので、宇宙飛
行技術において益々重要となって来ている。
【０００３】この種の熱交換器の出力が大きいことは次
の点に起因している。すなわち、液滴式放熱器の場合に
は、放出すべき熱が回り道をして放熱器材料から宇宙に
放出されないで、熱が冷却液から宇宙へ直接放射される
点に起因している。宇宙によって撒き散らされる液滴が
慣用の放熱器の伝熱壁の役目をする。この液滴は液滴発
生器内で発生し、宇宙を飛行する。この場合、液滴はそ
の熱を放出し、続いて液滴捕集器に集められ、そこから
熱受け取り個所へ戻されて通常は吐出される。その際、
慣用の熱交換器が熱受け取り個所としての働きをする。
の点に起因している。すなわち、液滴式放熱器の場合に
は、放出すべき熱が回り道をして放熱器材料から宇宙に
放出されないで、熱が冷却液から宇宙へ直接放射される
点に起因している。宇宙によって撒き散らされる液滴が
慣用の放熱器の伝熱壁の役目をする。この液滴は液滴発
生器内で発生し、宇宙を飛行する。この場合、液滴はそ
の熱を放出し、続いて液滴捕集器に集められ、そこから
熱受け取り個所へ戻されて通常は吐出される。その際、
慣用の熱交換器が熱受け取り個所としての働きをする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、できるだけ小さな系質量と、できるだけ大きな効
力とフレキシビリティを有する、冒頭に述べた種類の熱
交換器を提供することである。
題は、できるだけ小さな系質量と、できるだけ大きな効
力とフレキシビリティを有する、冒頭に述べた種類の熱
交換器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、液滴発生器、液滴捕集器および冷却液の戻し装置を
備え、液滴式放熱器の形をした、特に宇宙飛行物体用の
熱交換器であって、液滴捕集器が回転対称の形をし、液
滴発生器が液滴捕集器の回転中心の範囲に設けられ、少
なくとも液滴捕集器がその対称軸線回りに回転可能であ
る、熱交換器において、液滴補集器が車輪の形をし、ス
ポークを介して駆動軸に保持され、液滴発生器がこの車
輪の中央空間内に配置され、発生した液滴が半径方向に
遠心加速されることによって解決される。
い、液滴発生器、液滴捕集器および冷却液の戻し装置を
備え、液滴式放熱器の形をした、特に宇宙飛行物体用の
熱交換器であって、液滴捕集器が回転対称の形をし、液
滴発生器が液滴捕集器の回転中心の範囲に設けられ、少
なくとも液滴捕集器がその対称軸線回りに回転可能であ
る、熱交換器において、液滴補集器が車輪の形をし、ス
ポークを介して駆動軸に保持され、液滴発生器がこの車
輪の中央空間内に配置され、発生した液滴が半径方向に
遠心加速されることによって解決される。
【０００６】本発明による熱交換器は、その構造が回転
する車輪に似ており、その軸部において液滴を発生し、
そこから半径方向外方へ噴霧し、リムで捕集し、そこか
ら熱受け取り個所に戻す。本発明による熱交換器の重要
な利点は、コンパクトで、軽量で、そして液滴による放
熱が大幅に改善されることにある。
する車輪に似ており、その軸部において液滴を発生し、
そこから半径方向外方へ噴霧し、リムで捕集し、そこか
ら熱受け取り個所に戻す。本発明による熱交換器の重要
な利点は、コンパクトで、軽量で、そして液滴による放
熱が大幅に改善されることにある。
【０００７】他の利点は、特許請求の範囲従属請求項に
記載した、本発明の熱交換器の他の構成によって生じ
る。
記載した、本発明の熱交換器の他の構成によって生じ
る。
【０００８】捕集器の良好な調節性は、液滴発生器の個
々の扇形部（セクタ）を切り離すことによって、流れ上
の欠点を生じないで達成される。更に、大きな構造的コ
ストをかけずに、二次回路を捕集器に統合することがで
きる。この二次回路は一方では、分散されて液滴になっ
た冷却液を戻すために必要なコストを更に低下させ、他
方では捕集器の安定性を一層高める。
々の扇形部（セクタ）を切り離すことによって、流れ上
の欠点を生じないで達成される。更に、大きな構造的コ
ストをかけずに、二次回路を捕集器に統合することがで
きる。この二次回路は一方では、分散されて液滴になっ
た冷却液を戻すために必要なコストを更に低下させ、他
方では捕集器の安定性を一層高める。
【０００９】このような二次冷却回路を使用すると、一
次回路のための冷却液の選択を容易にするという利点が
ある。なぜなら、この二次冷却回路が冷却液の戻しのた
めに必要なポンプ出力を低減するからである。この冷却
液は発生温度で粘性が小さく、かつ蒸気圧が小さい。そ
れによって、液滴発生器から捕集器へ移動するときに、
冷却液が過度に蒸発することが避けられ、かつ必要なポ
ンプ出力を低くすることができる。冷却媒体として使用
される液体の場合には粘性と蒸気圧が通常は相反するの
で、難点が生じる。この難点は、二次冷却回路を導入し
てプロセスを変更することにより、解消される。
次回路のための冷却液の選択を容易にするという利点が
ある。なぜなら、この二次冷却回路が冷却液の戻しのた
めに必要なポンプ出力を低減するからである。この冷却
液は発生温度で粘性が小さく、かつ蒸気圧が小さい。そ
れによって、液滴発生器から捕集器へ移動するときに、
冷却液が過度に蒸発することが避けられ、かつ必要なポ
ンプ出力を低くすることができる。冷却媒体として使用
される液体の場合には粘性と蒸気圧が通常は相反するの
で、難点が生じる。この難点は、二次冷却回路を導入し
てプロセスを変更することにより、解消される。
【００１０】捕集器が二次冷却回路の冷却媒体によって
膨らまされる合成樹脂ホースによって形成されると、非
常に簡単で、軽量でそして搬送スペースが少なくて済む
本発明による熱交換器の実施形が得られる。
膨らまされる合成樹脂ホースによって形成されると、非
常に簡単で、軽量でそして搬送スペースが少なくて済む
本発明による熱交換器の実施形が得られる。
【００１１】
【実施例】次に、図に示した実施例に基づいて本発明を
説明する。図はそれぞれ、異なるように形成された本発
明による熱交換器の部分断面図である。
説明する。図はそれぞれ、異なるように形成された本発
明による熱交換器の部分断面図である。
【００１２】図１に示した液滴式放熱器（小滴式放熱
器）は車輪の形をしている。この場合、外周壁１は多数
のスポーク２を介して駆動軸３に連結されている。図示
した本発明の実施例の場合、駆動軸３はその一部が同時
に、供給された冷却媒体流れから液滴を発生するための
液滴発生器４として形成されている。その際、冷却媒体
は入口５から、中空軸として形成された駆動軸３を経て
液滴発生器４に達する。
器）は車輪の形をしている。この場合、外周壁１は多数
のスポーク２を介して駆動軸３に連結されている。図示
した本発明の実施例の場合、駆動軸３はその一部が同時
に、供給された冷却媒体流れから液滴を発生するための
液滴発生器４として形成されている。その際、冷却媒体
は入口５から、中空軸として形成された駆動軸３を経て
液滴発生器４に達する。
【００１３】図から判るように、外周壁１はほぼＵ字形
の断面形状を有する。この断面形状の最も深い個所に、
スポーク２が作用している。このスポーク２は本実施例
の場合、同軸に戻し管として形成されている。外周壁で
受け止められた冷却媒体液滴は、この戻し管を経て、駆
動軸３内に設けられた還流管６に達し、この還流管から
ポンプに還流する。このポンプは、装置の回転駆動ユニ
ットと同様に、図に示していない。本装置は更に、慣用
の構造の熱交換器を備えている。この熱交換器では、排
出すべき熱が冷却液に伝達される。この熱交換器から冷
却液が入口５に達するので、液滴式放熱器、ポンプおよ
びこの慣用の熱交換器が共に、冷却液用の閉じた系を形
成する。
の断面形状を有する。この断面形状の最も深い個所に、
スポーク２が作用している。このスポーク２は本実施例
の場合、同軸に戻し管として形成されている。外周壁で
受け止められた冷却媒体液滴は、この戻し管を経て、駆
動軸３内に設けられた還流管６に達し、この還流管から
ポンプに還流する。このポンプは、装置の回転駆動ユニ
ットと同様に、図に示していない。本装置は更に、慣用
の構造の熱交換器を備えている。この熱交換器では、排
出すべき熱が冷却液に伝達される。この熱交換器から冷
却液が入口５に達するので、液滴式放熱器、ポンプおよ
びこの慣用の熱交換器が共に、冷却液用の閉じた系を形
成する。
【００１４】回転駆動ユニットは駆動軸３を介して装置
全体をその中心軸線回りに回転させる。それによって、
液滴発生器４から発生した液滴が遠心力の作用を受けて
捕集器１へ飛ぶ。
全体をその中心軸線回りに回転させる。それによって、
液滴発生器４から発生した液滴が遠心力の作用を受けて
捕集器１へ飛ぶ。
【００１５】慣用の熱交換器で冷却液に伝達された熱
は、液滴発生器４から捕集器１へのその移動中に、冷却
液から周囲（本例の場合には宇宙）へ放出される。捕集
器１に捕集された液滴は、それに作用する遠心力によ
り、スポーク２によって形成された戻し管内に押し込ま
れ、還流管６とポンプを経て熱受け取り個所（本例の場
合には前述の慣用の熱交換器）に搬送されて戻される。
は、液滴発生器４から捕集器１へのその移動中に、冷却
液から周囲（本例の場合には宇宙）へ放出される。捕集
器１に捕集された液滴は、それに作用する遠心力によ
り、スポーク２によって形成された戻し管内に押し込ま
れ、還流管６とポンプを経て熱受け取り個所（本例の場
合には前述の慣用の熱交換器）に搬送されて戻される。
【００１６】前述の装置の場合には、液滴発生器と戻し
管が捕集器と一緒に回転するが、図２に示した実施例の
場合には、捕集器だけが回転し、発生器と戻し器は動か
ぬように形成されている。これは液滴式放熱器の外部構
造体、すなわち外周壁１１と、スポーク（ここでは図示
していない）と、駆動軸１３とを、液滴発生器１４およ
び戻し管１７から分離することによって達成される。戻
し管１７は更に、還流管１６を経てポンプに接続されて
いる。一方、ここでリング状に形成された液滴発生器１
４は供給管１５によって、熱伝達ユニット、すなわち慣
用の熱交換器に接続されている。
管が捕集器と一緒に回転するが、図２に示した実施例の
場合には、捕集器だけが回転し、発生器と戻し器は動か
ぬように形成されている。これは液滴式放熱器の外部構
造体、すなわち外周壁１１と、スポーク（ここでは図示
していない）と、駆動軸１３とを、液滴発生器１４およ
び戻し管１７から分離することによって達成される。戻
し管１７は更に、還流管１６を経てポンプに接続されて
いる。一方、ここでリング状に形成された液滴発生器１
４は供給管１５によって、熱伝達ユニット、すなわち慣
用の熱交換器に接続されている。
【００１７】図３に略示した実施例の場合には、二次冷
却回路が液滴捕集器に統合されている。そのために、捕
集器外周壁２１は中空に形成され、その中の内室が二次
冷却回路２８の一部を収容している。この実施例の場合
には、一次回路の冷却媒体の戻しは、図１に示した装置
と同様に、車輪のスポーク２２を経て行われる。しか
し、勿論、本発明の範囲内において、図２に示すような
装置に、二次冷却回路を備え付けることができる。
却回路が液滴捕集器に統合されている。そのために、捕
集器外周壁２１は中空に形成され、その中の内室が二次
冷却回路２８の一部を収容している。この実施例の場合
には、一次回路の冷却媒体の戻しは、図１に示した装置
と同様に、車輪のスポーク２２を経て行われる。しか
し、勿論、本発明の範囲内において、図２に示すような
装置に、二次冷却回路を備え付けることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による熱交
換器は、コンパクトで、軽量で、そして液滴による放熱
が大幅に改善されるという利点がある。
換器は、コンパクトで、軽量で、そして液滴による放熱
が大幅に改善されるという利点がある。
【図１】本発明による熱交換器の実施例を示す部分断面
図である。
図である。
【図２】本発明による熱交換器の他の実施例を示す部分
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明による熱交換器の他の実施例を示す部分
断面図である。
断面図である。
１，１１，２１ 液滴捕集器 ２，２２ スポーク ３ 対称軸線 ４，１４ 液滴発生器
Claims (7)
- 【請求項１】 液滴発生器、液滴捕集器および冷却液の
戻し装置を備え、液滴式放熱器の形をした、特に宇宙飛
行物体用の熱交換器であって、液滴捕集器が回転対称の
形をし、液滴発生器が液滴捕集器の回転中心の範囲に設
けられ、少なくとも液滴捕集器がその対称軸線回りに回
転可能である、熱交換器において、液滴補集器（１，１
１，２１）が車輪の形をし、スポーク（２，２２）を介
して駆動軸（３）に保持され、液滴発生器（４，１４）
がこの車輪の中央空間内に配置され、発生した液滴が半
径方向に遠心加速されることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 スポーク（２，２２）が冷却媒体の戻し
管として形成されていることを特徴とする請求項１の熱
交換器。 - 【請求項３】 液滴発生器（１４）が駆動軸（３）に一
体化されていることを特徴とする請求項１または２の熱
交換器。 - 【請求項４】 液滴発生器（１４）が駆動軸（１３）を
リング状に取り囲んでいることを特徴とする請求項１ま
たは２の熱交換器。 - 【請求項５】 液滴発生器（４，１４）と液滴捕集器
（１，１１，２１）によって形成された一次冷却回路に
付加して、二次冷却回路（２８）が設けられていること
を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つの熱交
換器。 - 【請求項６】 二次冷却回路（２８）の一部が、中空体
として形成された液滴捕集器（２１）の内部に設けられ
ていることを特徴とする請求項５の熱交換器。 - 【請求項７】 液滴捕集器（２１）が合成樹脂ホースに
よって形成されていることを特徴とする請求項６の熱交
換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4136219:5 | 1991-11-02 | ||
| DE4136219A DE4136219C2 (de) | 1991-11-02 | 1991-11-02 | Wärmetauscher |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223472A JPH05223472A (ja) | 1993-08-31 |
| JP2622226B2 true JP2622226B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=6444018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4293382A Expired - Lifetime JP2622226B2 (ja) | 1991-11-02 | 1992-10-30 | 熱交換器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351747A (ja) |
| EP (1) | EP0540860B1 (ja) |
| JP (1) | JP2622226B2 (ja) |
| DE (1) | DE4136219C2 (ja) |
| RU (1) | RU2102674C1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5429180A (en) * | 1992-10-02 | 1995-07-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Perfume generating device |
| US6854510B2 (en) * | 2001-04-24 | 2005-02-15 | Space Systems/Loral, Inc. | Spacecraft radiator system and method using cross-coupled deployable thermal radiators |
| AT410929B (de) * | 2002-01-29 | 2003-08-25 | Nikolai Dr Korpan | Vorrichtung zur kühlung von bauteilen in raumflugkörpern |
| US7581698B2 (en) * | 2004-04-23 | 2009-09-01 | Airbus Deutschland Gmbh | Method and apparatus for tempering gaseous and/or liquid media in transportation vehicles, particularly in aircraft |
| WO2006073823A2 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-13 | The National Research Exchange, Inc. | Method and system for rating/ranking third parties |
| US9091490B2 (en) * | 2006-08-23 | 2015-07-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Open loop heat pipe radiator having a free-piston for wiping condensed working fluid |
| RU2607685C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Устройство для улавливания диспергированной пелены капельного холодильника-излучателя |
| CN109386994A (zh) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 沈阳天洁环保新能源有限公司 | 高效旋管式换热蒸发器及换热方法 |
| CN112484541B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-08-12 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种旋转空间辐射换热器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789517A (en) | 1987-06-15 | 1988-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Rotating bubble membrane radiator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3363676A (en) * | 1964-10-05 | 1968-01-16 | North American Aviation Inc | Rotating heat exchanger |
| US4702309A (en) * | 1986-08-01 | 1987-10-27 | Grumman Aerospace Corp. | Collector for liquid droplet radiator |
| US5062472A (en) * | 1989-05-23 | 1991-11-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Turbulent droplet generator with boom mounted pitot pump collector |
| US4974668A (en) * | 1990-02-28 | 1990-12-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | LDR centrifugal collector apparatus |
-
1991
- 1991-11-02 DE DE4136219A patent/DE4136219C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-12 EP EP92115636A patent/EP0540860B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-30 JP JP4293382A patent/JP2622226B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-30 US US07/969,409 patent/US5351747A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-30 RU RU92004304A patent/RU2102674C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789517A (en) | 1987-06-15 | 1988-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Rotating bubble membrane radiator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05223472A (ja) | 1993-08-31 |
| US5351747A (en) | 1994-10-04 |
| DE4136219C2 (de) | 1994-09-22 |
| EP0540860B1 (de) | 1996-01-24 |
| DE4136219A1 (de) | 1993-05-06 |
| RU2102674C1 (ru) | 1998-01-20 |
| EP0540860A1 (de) | 1993-05-12 |
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