JP3096312B2 - 冷却構造体の製造方法 - Google Patents
冷却構造体の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷却構造体の製造方法に
関するものである。
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、通常の航空機と同様に、水平に離
陸して上昇し、宇宙空間に到達し得るスペースプレーン
の研究が進められている。
陸して上昇し、宇宙空間に到達し得るスペースプレーン
の研究が進められている。
【0003】図8はスペースプレーンの一例を示すもの
で、該スペースプレーンは、機体1の下部にスクラムジ
ェットエンジン2を一体的に組込み、ラム圧縮された空
気に燃料を投入して燃焼させ、その燃焼ガスを噴出させ
ることにより推進力を得て極超音速で飛行を行うように
なっている。
で、該スペースプレーンは、機体1の下部にスクラムジ
ェットエンジン2を一体的に組込み、ラム圧縮された空
気に燃料を投入して燃焼させ、その燃焼ガスを噴出させ
ることにより推進力を得て極超音速で飛行を行うように
なっている。
【0004】スクラムジェットエンジン2は、スペース
プレーンの機体1の下部に、幅方向に効率良く配置する
ことができるように、空気取込口3から燃焼器、ノズル
部に至るまで、矩形断面形状に形成され、更に、空気取
込口3や燃料噴射ストラットの前縁部は、空気をより多
く取込めるように、尖った形状に形成される。
プレーンの機体1の下部に、幅方向に効率良く配置する
ことができるように、空気取込口3から燃焼器、ノズル
部に至るまで、矩形断面形状に形成され、更に、空気取
込口3や燃料噴射ストラットの前縁部は、空気をより多
く取込めるように、尖った形状に形成される。
【0005】前記スペースプレーンが極超音速で大気中
を飛行するときには、空気取込口3、燃料噴射ストラッ
ト、翼4などの前縁部材に大気中の分子が衝突して運動
エネルギーが熱エネルギーに変換し、前記前縁部材の先
端が局部的に高温となって前縁部材に悪影響を与える。
を飛行するときには、空気取込口3、燃料噴射ストラッ
ト、翼4などの前縁部材に大気中の分子が衝突して運動
エネルギーが熱エネルギーに変換し、前記前縁部材の先
端が局部的に高温となって前縁部材に悪影響を与える。
【0006】このため、前縁部材の内部に冷媒流路を形
成し、該冷媒流路に冷媒を流通させることによって、前
縁部材を積極的に冷却する必要がある。
成し、該冷媒流路に冷媒を流通させることによって、前
縁部材を積極的に冷却する必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが前縁部材に冷
媒流路をボーリング等の機械加工によって形成させよう
としても、前縁部材の厚さ寸法が機体部分においては5
〜10mm、また、エンジン部分においては、0.5〜
1mmと小さいため、冷媒流路を前縁部材の先端内部ま
で機械加工により形成させることは技術的にむずかし
く、機械加工のみによって冷却を効果的に行える冷媒流
路を形成することはできない。
媒流路をボーリング等の機械加工によって形成させよう
としても、前縁部材の厚さ寸法が機体部分においては5
〜10mm、また、エンジン部分においては、0.5〜
1mmと小さいため、冷媒流路を前縁部材の先端内部ま
で機械加工により形成させることは技術的にむずかし
く、機械加工のみによって冷却を効果的に行える冷媒流
路を形成することはできない。
【0008】一方、複数の部材を組立てて、内部に冷媒
流路を有する前縁部材を形成することも考えられるが、
各部材をろう付によって固着したとすると、高温による
ろうの溶融が生じて前縁部材が分離してしまう。
流路を有する前縁部材を形成することも考えられるが、
各部材をろう付によって固着したとすると、高温による
ろうの溶融が生じて前縁部材が分離してしまう。
【0009】本発明は上述の問題点を解決するもので、
高温に対して効果的な冷却を行うことのできる冷却構造
体の製造方法を提供することを目的としている。
高温に対して効果的な冷却を行うことのできる冷却構造
体の製造方法を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の冷却構造体の製造方法においては、後端から前端に向
って徐々に近接する傾斜面を上下に有する部材に、前後
方向に貫通する後端側冷媒供給流路を穿設したうえ、前
記傾斜面に前後方向へ延びる後端側溝を設けて冷却構造
体基部を形成し、前記後端側冷媒供給流路と後端側溝に
可溶材を充填せしめ、前記冷却構造体基部の前端に、電
鋳により金属を付着させて一次金属層を形成し、該一次
金属層の前端から後端へ向けて前記冷却構造体基部の後
端側冷媒供給流路に連通する前端側冷媒供給流路を穿設
し、一次金属層の表面に、前記前端側冷媒供給流路と前
記冷却構造体基部の後端側溝に連通する前端側溝を設け
て冷却構造体基部と一次金属層とからなる冷却構造体内
部材を形成し、前記前端側冷媒供給流路と前端側溝に可
溶材を充填せしめ、前記冷却構造体内部材の表面に電鋳
により金属を付着させて二次金属層よりなる冷却構造体
外壁を形成した後、前記可溶材を加熱して各冷媒流路及
び各溝から外部へ流出させ、前記冷却構造体内部材と、
冷却構造体外壁との間に前端側冷媒供給流路の前端部に
連通する上下冷媒戻り流路を形成する。
の冷却構造体の製造方法においては、後端から前端に向
って徐々に近接する傾斜面を上下に有する部材に、前後
方向に貫通する後端側冷媒供給流路を穿設したうえ、前
記傾斜面に前後方向へ延びる後端側溝を設けて冷却構造
体基部を形成し、前記後端側冷媒供給流路と後端側溝に
可溶材を充填せしめ、前記冷却構造体基部の前端に、電
鋳により金属を付着させて一次金属層を形成し、該一次
金属層の前端から後端へ向けて前記冷却構造体基部の後
端側冷媒供給流路に連通する前端側冷媒供給流路を穿設
し、一次金属層の表面に、前記前端側冷媒供給流路と前
記冷却構造体基部の後端側溝に連通する前端側溝を設け
て冷却構造体基部と一次金属層とからなる冷却構造体内
部材を形成し、前記前端側冷媒供給流路と前端側溝に可
溶材を充填せしめ、前記冷却構造体内部材の表面に電鋳
により金属を付着させて二次金属層よりなる冷却構造体
外壁を形成した後、前記可溶材を加熱して各冷媒流路及
び各溝から外部へ流出させ、前記冷却構造体内部材と、
冷却構造体外壁との間に前端側冷媒供給流路の前端部に
連通する上下冷媒戻り流路を形成する。
【0011】
【作用】本発明の冷却構造体の製造方法においては、冷
却構造体基端部の前端部に電鋳により一次金属層を付着
させて冷却構造体内部材を形成し、更に冷却構造体内部
材に電鋳により二次金属層を付着させて冷却構造体外壁
を形成するので冷却構造体を一体的に構成することがで
き、高温によって冷却構造体内部材と冷却構造体外壁と
が分離することがない。
却構造体基端部の前端部に電鋳により一次金属層を付着
させて冷却構造体内部材を形成し、更に冷却構造体内部
材に電鋳により二次金属層を付着させて冷却構造体外壁
を形成するので冷却構造体を一体的に構成することがで
き、高温によって冷却構造体内部材と冷却構造体外壁と
が分離することがない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【0013】図1は本発明によって製造した冷却構造体
の一例であり、図中12は、後端B側から前端A側に向
って徐々に近接する傾斜面15を有する部材に、前後方
向に貫通する冷媒供給流路10,6を穿設したうえ、前
記傾斜面15に前後方向に延び且つ前記前端側冷媒供給
流路10に連通する前端側溝11,7を設けた冷却構造
体内部材、13は冷却構造体内部材12の表面を被覆す
る冷却構造体外壁、14は冷却構造体外壁13と前記冷
却構造体内部材12の前端側溝11,7とによって形成
され、前端部が前記前端側冷媒供給流路10の前端部に
連通する冷媒戻り流路を示している。
の一例であり、図中12は、後端B側から前端A側に向
って徐々に近接する傾斜面15を有する部材に、前後方
向に貫通する冷媒供給流路10,6を穿設したうえ、前
記傾斜面15に前後方向に延び且つ前記前端側冷媒供給
流路10に連通する前端側溝11,7を設けた冷却構造
体内部材、13は冷却構造体内部材12の表面を被覆す
る冷却構造体外壁、14は冷却構造体外壁13と前記冷
却構造体内部材12の前端側溝11,7とによって形成
され、前端部が前記前端側冷媒供給流路10の前端部に
連通する冷媒戻り流路を示している。
【0014】以下、図1から図7によって、上述した冷
却構造体の製造手順を説明する。
却構造体の製造手順を説明する。
【0015】後端B側から前端A側に向って徐々に近接
する傾斜面15を有する部材に、前後方向に貫通する複
数の後端側冷媒供給流路6を機械加工によって穿設した
うえ、前記傾斜面15に前後方向に延びる前記後端側冷
媒供給流路6と同数の後端側溝7を機械加工によって設
けて冷却構造体基部5を形成する(図2、図7参照)。
する傾斜面15を有する部材に、前後方向に貫通する複
数の後端側冷媒供給流路6を機械加工によって穿設した
うえ、前記傾斜面15に前後方向に延びる前記後端側冷
媒供給流路6と同数の後端側溝7を機械加工によって設
けて冷却構造体基部5を形成する(図2、図7参照)。
【0016】冷却、構造体基部5の表面に研掃処理、脱
脂処理、マスキング等の前処理を施した後、後端側冷媒
供給流路6と後端側溝7にワックス(低融点可溶材)8
を充填せしめ、その表面を導電処理せしめた後、冷却構
造体基部5を電鋳槽に入れて電鋳を行ない、冷却構造体
基部5の前端A側部分に一次金属層9を形成する(図3
参照)。
脂処理、マスキング等の前処理を施した後、後端側冷媒
供給流路6と後端側溝7にワックス(低融点可溶材)8
を充填せしめ、その表面を導電処理せしめた後、冷却構
造体基部5を電鋳槽に入れて電鋳を行ない、冷却構造体
基部5の前端A側部分に一次金属層9を形成する(図3
参照)。
【0017】一次金属層9が形成されたならば、冷却構
造体基部5を電鋳槽より取出し、水洗い洗浄処理、熱処
理等を行い、ワックス(低融点可溶材)を排出させた
後、一次金属層9の表面を機械加工により平坦に、且つ
一次金属層9が全体的に所定の形状になるようにする。
造体基部5を電鋳槽より取出し、水洗い洗浄処理、熱処
理等を行い、ワックス(低融点可溶材)を排出させた
後、一次金属層9の表面を機械加工により平坦に、且つ
一次金属層9が全体的に所定の形状になるようにする。
【0018】次いで、後端側冷媒供給流路6よりも流路
断面積の小さい前端側冷媒供給流路10を、一次金属層
9の前端A側から後端側冷媒供給流路6に連通するよう
に機械加工によって穿設したうえ、一次金属層9の表面
に、前記前端側冷媒供給流路10と後端側溝7に連通す
る前端側溝11を機械加工によって設けて、前記冷却構
造体基部5と一次金属層9とからなる冷却構造体内部材
12を形成する(図4参照)。
断面積の小さい前端側冷媒供給流路10を、一次金属層
9の前端A側から後端側冷媒供給流路6に連通するよう
に機械加工によって穿設したうえ、一次金属層9の表面
に、前記前端側冷媒供給流路10と後端側溝7に連通す
る前端側溝11を機械加工によって設けて、前記冷却構
造体基部5と一次金属層9とからなる冷却構造体内部材
12を形成する(図4参照)。
【0019】冷却構造体内部材12の表面に脱脂処理、
マスキング等の前処理を施した後、前端側冷媒供給流路
10、前端側溝11、後端側冷媒供給流路6、後端側溝
7にワックス(低融点可溶材)8を充填せしめ、その表
面を導電処理せしめた後、冷却構造体内部材12を電鋳
槽に入れて電鋳を行い、後端B側端面を除く冷却構造体
内部材12の表面に二次金属層13を形成する(図5参
照)。
マスキング等の前処理を施した後、前端側冷媒供給流路
10、前端側溝11、後端側冷媒供給流路6、後端側溝
7にワックス(低融点可溶材)8を充填せしめ、その表
面を導電処理せしめた後、冷却構造体内部材12を電鋳
槽に入れて電鋳を行い、後端B側端面を除く冷却構造体
内部材12の表面に二次金属層13を形成する(図5参
照)。
【0020】二次金属層13が形成されたならば、冷却
構造体内部材12を電鋳槽より取外し、水洗い処理等を
行った後、二次金属層13の表面を機械加工により平坦
に、且つ二次金属層13が全体的に所定の形状になるよ
うに加工し、更に、二次金属層13が形成された冷却構
造体内部材12を温水槽に入れてワックス(低融点可溶
材)8を加熱、溶融させることにより該ワックス(低融
点可溶材)8を冷媒供給流路6,10、溝7,11から
外部へ流出させ、冷却構造体内部材12と二次金属層1
3よりなる冷却構造体外壁との間に、前端側冷媒供給流
路10の前端A側部分に連通し、且つ該連通部分から冷
却構造体内部材12の後端B側へ向って延びる冷媒戻り
流路14を形成する(図1、図6参照)。
構造体内部材12を電鋳槽より取外し、水洗い処理等を
行った後、二次金属層13の表面を機械加工により平坦
に、且つ二次金属層13が全体的に所定の形状になるよ
うに加工し、更に、二次金属層13が形成された冷却構
造体内部材12を温水槽に入れてワックス(低融点可溶
材)8を加熱、溶融させることにより該ワックス(低融
点可溶材)8を冷媒供給流路6,10、溝7,11から
外部へ流出させ、冷却構造体内部材12と二次金属層1
3よりなる冷却構造体外壁との間に、前端側冷媒供給流
路10の前端A側部分に連通し、且つ該連通部分から冷
却構造体内部材12の後端B側へ向って延びる冷媒戻り
流路14を形成する(図1、図6参照)。
【0021】上述した手順によって製造した冷却構造体
を図8に示すスペースプレーンの空気取込口3等の高温
条件下にさらされる前縁部材に用いるときには、後端側
冷媒供給流路6へ冷媒を供給する。
を図8に示すスペースプレーンの空気取込口3等の高温
条件下にさらされる前縁部材に用いるときには、後端側
冷媒供給流路6へ冷媒を供給する。
【0022】後端側冷媒供給流路6に流入した冷媒は、
前端側冷媒供給流路10のほうが冷媒供給流路6よりも
流路断面積が小さくなっているため、前端側冷媒供給流
路10へ流入するときに流速が高くなる。
前端側冷媒供給流路10のほうが冷媒供給流路6よりも
流路断面積が小さくなっているため、前端側冷媒供給流
路10へ流入するときに流速が高くなる。
【0023】更に、前端側冷媒供給流路10より噴出す
る冷媒は、二次金属層13よりなる冷却構造体外壁の前
端部に衝突し、冷却構造体の尖端部から集中的に熱を吸
収することによって冷却構造体の前端部を効果的に冷却
せしめ、昇温された冷媒は、冷媒戻り流路14を後端B
側へ向って流れ、冷却構造体の外部へ流出する。
る冷媒は、二次金属層13よりなる冷却構造体外壁の前
端部に衝突し、冷却構造体の尖端部から集中的に熱を吸
収することによって冷却構造体の前端部を効果的に冷却
せしめ、昇温された冷媒は、冷媒戻り流路14を後端B
側へ向って流れ、冷却構造体の外部へ流出する。
【0024】このように、本発明に基づいて製造した冷
却構造体においては、冷却供給流路10より噴出する冷
媒の衝突噴流によって冷却構造体外壁の尖端部を冷却す
るので、冷却構造体の前端部を効果的に冷却することが
できる。
却構造体においては、冷却供給流路10より噴出する冷
媒の衝突噴流によって冷却構造体外壁の尖端部を冷却す
るので、冷却構造体の前端部を効果的に冷却することが
できる。
【0025】また、冷却構造体基部5に、一次金属層
9、二次金属層13を電鋳により付着させて冷却構造体
を一体的に形成しているので、高温によって、冷却構造
体基部5、一次金属層9、二次金属層13が分離するこ
とがない。
9、二次金属層13を電鋳により付着させて冷却構造体
を一体的に形成しているので、高温によって、冷却構造
体基部5、一次金属層9、二次金属層13が分離するこ
とがない。
【0026】なお、本発明は上述の実施例のみに限定さ
れるものではなく、冷却構造体をスペースプレーン以下
の高温条件下にさらされる部材に適用すること、冷媒供
給流路及び溝の形状や数を適宜変更すること、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。
れるものではなく、冷却構造体をスペースプレーン以下
の高温条件下にさらされる部材に適用すること、冷媒供
給流路及び溝の形状や数を適宜変更すること、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却構造
体の製造方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
体の製造方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
【0028】(1) 一次金属層及び二次金属層を電鋳
によって形成するので、微細な寸法で複雑な形状の冷媒
戻り流路を容易に形成でき、厚さ寸法が小さく、且つ各
部の寸法が正確な冷却構造体を製造することが可能にな
る。
によって形成するので、微細な寸法で複雑な形状の冷媒
戻り流路を容易に形成でき、厚さ寸法が小さく、且つ各
部の寸法が正確な冷却構造体を製造することが可能にな
る。
【0029】(2)冷却構造体基部に、一次金属層、二
次金属層を電鋳により付着させて冷却構造体を一体的に
形成するので、高温によって冷却構造体を構成する各部
材が分離することがない。
次金属層を電鋳により付着させて冷却構造体を一体的に
形成するので、高温によって冷却構造体を構成する各部
材が分離することがない。
【図1】本発明の冷却構造体の製造方法に基づき製造し
た冷却構造体の一例を示す部分切断斜視図である。
た冷却構造体の一例を示す部分切断斜視図である。
【図2】本発明の冷却構造体の製造方法の手順の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図3】本発明の冷却構造体の製造方法の手順の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図4】本発明の冷却構造体の製造方法の手順の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図5】本発明の冷却構造体の製造方法の手順の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図6】本発明の冷却構造体の製造方法の手順の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図7】図2に示す冷却構造体基部の部分切断斜視図で
ある。
ある。
【図8】スペースプレーンの一例を示す斜視図である。
5 冷却構造体基部 6 後端側冷媒供給流路 7 後端側溝 8 ワックス(低融点可溶材) 9 一次金属層 10 前端側冷媒供給流路 11 前端側溝 12 冷却構造体内部材 13 二次金属層 14 冷媒戻り流路 15 傾斜面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東野 和幸 東京都西多摩郡瑞穂町殿ヶ谷229番地 石川島播磨重工業株式会社 瑞穂工場内 (72)発明者 佐野 和夫 東京都西多摩郡瑞穂町殿ヶ谷229番地 石川島播磨重工業株式会社 瑞穂工場内 (72)発明者 谷 保城 福岡県北九州市小倉南区下貫二丁目5番 29号 (72)発明者 松島 幸徳 福岡県行橋市中津熊三丁目3番9号 (72)発明者 石橋 利幸 福岡県北九州市小倉南区湯川四丁目1番 5号 グリーンハイツ安部山 307 (72)発明者 橋田 和夫 福岡県北九州市小倉北区足立二丁目6番 26号 メゾンモンブラン足立 402 (56)参考文献 特開 昭63−186181(JP,A) 米国特許3369782(US,A) 米国特許4671348(US,A) 出射 忠明「宇宙機メカニズム図鑑」 (昭63)株式会社グランプリ出版 p. 104 鳥養 鶴雄、久世 紳二「航空工学講 座(第1巻)飛行機構造」(昭54)社団 法人 日本航空整備協会 p.122−125 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B64G 1/58,1/50,1/62 B64C 1/38,3/36
Claims (1)
- 【請求項1】 後端から前端に向って徐々に近接する傾
斜面を上下に有する部材に、前後方向に貫通する後端側
冷媒供給流路を穿設したうえ、前記傾斜面に前後方向へ
延びる後端側溝を設けて冷却構造体基部を形成し、前記
後端側冷媒供給流路と後端側溝に可溶材を充填せしめ、
前記冷却構造体基部の前端に、電鋳により金属を付着さ
せて一次金属層を形成し、該一次金属層の前端から後端
へ向けて前記冷却構造体基部の後端側冷媒供給流路に連
通する前端側冷媒供給流路を穿設し、一次金属層の表面
に、前記前端側冷媒供給流路と前記冷却構造体基部の後
端側溝に連通する前端側溝を設けて冷却構造体基部と一
次金属層とからなる冷却構造体内部材を形成し、前記前
端側冷媒供給流路と前端側溝に可溶材を充填せしめ、前
記冷却構造体内部材の表面に電鋳により金属を付着させ
て二次金属層よりなる冷却構造体外壁を形成した後、前
記可溶材を加熱して各冷媒流路及び各溝から外部へ流出
させ、前記冷却構造体内部材と、冷却構造体外壁との間
に前端側冷媒供給流路の前端部に連通する上下冷媒戻り
流路を形成することを特徴とする冷却構造体の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03053480A JP3096312B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷却構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03053480A JP3096312B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷却構造体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04271999A JPH04271999A (ja) | 1992-09-28 |
JP3096312B2 true JP3096312B2 (ja) | 2000-10-10 |
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ID=12944012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03053480A Expired - Fee Related JP3096312B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷却構造体の製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3096312B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102114909A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-07-06 | 北京航空航天大学 | 一种高超飞行器前缘冲击+微小交错通道冷却结构 |
CN102145747A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-10 | 北京航空航天大学 | 一种高超声速飞行器前缘冲击+微小直通道冷却结构 |
CN102145745A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-10 | 北京航空航天大学 | 一种高超飞行器前缘气膜+微小直通道冷却结构 |
CN102145746A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-10 | 北京航空航天大学 | 一种高超飞行器前缘喷雾+微小直通道冷却结构 |
CN102152849A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种高超飞行器前缘冲击+微小直通道+气膜冷却结构 |
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JP2016104231A (ja) * | 2016-02-17 | 2016-06-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 口腔衛生装置 |
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