JPH0552701A - 超音速風洞ノズルの冷却方法 - Google Patents
超音速風洞ノズルの冷却方法Info
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- JPH0552701A JPH0552701A JP21871391A JP21871391A JPH0552701A JP H0552701 A JPH0552701 A JP H0552701A JP 21871391 A JP21871391 A JP 21871391A JP 21871391 A JP21871391 A JP 21871391A JP H0552701 A JPH0552701 A JP H0552701A
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- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温高圧ガスを所定の超音速流に形成する超
音速風洞ノズルにおいて、冷却水流路にヒートクラック
の起点となる角部や凹凸を形成することなく、高熱流束
に対してノズル内壁を効果的に冷却し、バーンアウトを
より高熱負荷まで防止すると共に、冷却液の所要量を低
めて、冷却系の装置および操業コストを低減させる。 【構成】 ノズル本体(1) の壁内に設ける冷却水流路(1
a)を内面が平滑な円管状に形成すると共に、その入側部
に、捻曲翼(4a)を内設したスワァーラ(4) を配置し、該
冷却水流路(1a)に導入する冷却水を旋回流に形成する。 【効果】 冷却水の冷却水流路の内面に対する絶対流速
を同流量の軸流よりも高めてノズル内壁を効果的に冷却
できる。また、冷却水流路の内面からヒートクラックが
発生することを抑制できる。
音速風洞ノズルにおいて、冷却水流路にヒートクラック
の起点となる角部や凹凸を形成することなく、高熱流束
に対してノズル内壁を効果的に冷却し、バーンアウトを
より高熱負荷まで防止すると共に、冷却液の所要量を低
めて、冷却系の装置および操業コストを低減させる。 【構成】 ノズル本体(1) の壁内に設ける冷却水流路(1
a)を内面が平滑な円管状に形成すると共に、その入側部
に、捻曲翼(4a)を内設したスワァーラ(4) を配置し、該
冷却水流路(1a)に導入する冷却水を旋回流に形成する。 【効果】 冷却水の冷却水流路の内面に対する絶対流速
を同流量の軸流よりも高めてノズル内壁を効果的に冷却
できる。また、冷却水流路の内面からヒートクラックが
発生することを抑制できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音速風洞ノズルの冷
却方法に関するものである。
却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音速風洞では、超音速流を形成するた
めにノズルのスロート部で高圧ガスを極度に絞って膨張
させるので、用いるガスが断熱膨張により温度低下す
る。このため、超音速風洞ノズルには、送り出す超音速
のガス流が所期の温度条件より低くなることを防ぐため
に、通常、1000℃を越える高温（マッハ数にもよるが、
1000℃〜2000℃の高温）に加熱された高温高圧ガスが導
入される。従って、これら超音速風洞ノズルには、高温
高圧ガスからの熱流束に対抗して構造強度を維持するた
めの冷却手段を備えることが必要となり、従来より〔図
４〕の (a)図に示すように、ノズル本体(41)の内壁面沿
いに複数の冷却水流路(42)をガス流方向に並列させて設
け、ないしは (b)図に示すように、複数の冷却水流路(4
3)をガス流と直交する方向に並列させて設けると共に、
これら冷却水流路(42),(43) に冷媒液としての純水を強
制通水させて、高温高圧ガスからの高熱流束を直接に受
けるノズル本体(41)の内壁を冷却する方法が採用されて
いる。
めにノズルのスロート部で高圧ガスを極度に絞って膨張
させるので、用いるガスが断熱膨張により温度低下す
る。このため、超音速風洞ノズルには、送り出す超音速
のガス流が所期の温度条件より低くなることを防ぐため
に、通常、1000℃を越える高温（マッハ数にもよるが、
1000℃〜2000℃の高温）に加熱された高温高圧ガスが導
入される。従って、これら超音速風洞ノズルには、高温
高圧ガスからの熱流束に対抗して構造強度を維持するた
めの冷却手段を備えることが必要となり、従来より〔図
４〕の (a)図に示すように、ノズル本体(41)の内壁面沿
いに複数の冷却水流路(42)をガス流方向に並列させて設
け、ないしは (b)図に示すように、複数の冷却水流路(4
3)をガス流と直交する方向に並列させて設けると共に、
これら冷却水流路(42),(43) に冷媒液としての純水を強
制通水させて、高温高圧ガスからの高熱流束を直接に受
けるノズル本体(41)の内壁を冷却する方法が採用されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これら超音
速風洞ノズルでは、そのスロート部(41a) において高温
ガスからの熱流束（流入熱量）が最大値となるので、該
部位の冷却水流路の水側沸騰冷却条件がバーンアウト条
件を越える高熱負荷となる場合がある。そして従来この
ような場合には、冷却水流路に冷却水を高速で流すか、
或いは該冷却水流路内を高圧にすることで沸騰温度を上
昇させてバーンアウトを回避し、ノズル内壁の焼損を防
いでいた。
速風洞ノズルでは、そのスロート部(41a) において高温
ガスからの熱流束（流入熱量）が最大値となるので、該
部位の冷却水流路の水側沸騰冷却条件がバーンアウト条
件を越える高熱負荷となる場合がある。そして従来この
ような場合には、冷却水流路に冷却水を高速で流すか、
或いは該冷却水流路内を高圧にすることで沸騰温度を上
昇させてバーンアウトを回避し、ノズル内壁の焼損を防
いでいた。
【０００４】しかし、このようにして内壁を冷却する従
来の超音速風洞ノズルでは、冷却水を高速で流すために
高い圧送圧力が必要になると共に、消費冷却水量が多く
なり、かつ冷媒液とし純水を用いることも原因して、冷
却系の装置規模が非常に大掛かりなものとなって、装置
および操業コストが高くなる。
来の超音速風洞ノズルでは、冷却水を高速で流すために
高い圧送圧力が必要になると共に、消費冷却水量が多く
なり、かつ冷媒液とし純水を用いることも原因して、冷
却系の装置規模が非常に大掛かりなものとなって、装置
および操業コストが高くなる。
【０００５】一方、特公昭61-1619 号公報に、高熱流束
に対して燃焼室壁面を効果的に冷却でき、バーンアウト
をより高熱負荷まで防止できる冷却水流路構成が開示さ
れている。この提案では〔図５〕に示すように、燃焼室
(51)の壁内に設けた環状の冷却水流路(52)の燃焼室側の
面を微小な鋸歯状フィン列冷却面(52a) に形成し、その
面積を拡大させることで、円管状に形成された冷却水流
路での値の約10倍高い限界熱流束を得る構成とされてい
る。
に対して燃焼室壁面を効果的に冷却でき、バーンアウト
をより高熱負荷まで防止できる冷却水流路構成が開示さ
れている。この提案では〔図５〕に示すように、燃焼室
(51)の壁内に設けた環状の冷却水流路(52)の燃焼室側の
面を微小な鋸歯状フィン列冷却面(52a) に形成し、その
面積を拡大させることで、円管状に形成された冷却水流
路での値の約10倍高い限界熱流束を得る構成とされてい
る。
【０００６】しかしながら、この提案（特公昭61-1619
号公報）に係る冷却水流路構成を、超音速風洞ノズルに
適用した場合、以下の問題が派生する。すなわち、超音
速風洞ノズルでは、上述したようにスロート部において
高温ガスからの熱流束が最も高く、該部位のガスに接す
る内表面と冷却水流路の近傍との温度差が大きくなるの
で、これらの間の材料に高い熱応力が発生する。また、
その熱応力は材料の降伏応力をも超えるものとなるた
め、この冷却水流路の内面に鋸歯状フィンなどの凹凸を
設けると、これらがスロート部の低サイクル疲労による
ヒートクラックの起点となり該部位の材料の疲労強度を
低下させる。しかも、発生したヒートクラックが冷却水
流路から壁内面まで伸びた場合、冷却水が高温ガス中に
流出し、流出した冷却水がノズル内で蒸気爆発を起こし
て重大事故に繋がるので、冷却水流路にヒートクラック
の起点となり易い角部や凹凸を形成することは好ましく
ない。
号公報）に係る冷却水流路構成を、超音速風洞ノズルに
適用した場合、以下の問題が派生する。すなわち、超音
速風洞ノズルでは、上述したようにスロート部において
高温ガスからの熱流束が最も高く、該部位のガスに接す
る内表面と冷却水流路の近傍との温度差が大きくなるの
で、これらの間の材料に高い熱応力が発生する。また、
その熱応力は材料の降伏応力をも超えるものとなるた
め、この冷却水流路の内面に鋸歯状フィンなどの凹凸を
設けると、これらがスロート部の低サイクル疲労による
ヒートクラックの起点となり該部位の材料の疲労強度を
低下させる。しかも、発生したヒートクラックが冷却水
流路から壁内面まで伸びた場合、冷却水が高温ガス中に
流出し、流出した冷却水がノズル内で蒸気爆発を起こし
て重大事故に繋がるので、冷却水流路にヒートクラック
の起点となり易い角部や凹凸を形成することは好ましく
ない。
【０００７】本発明は上記従来技術における課題を解決
するためになされたものであって、冷却液流路にヒート
クラックの起点となる角部や凹凸を形成することなく、
高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷却でき、バー
ンアウトをより高熱負荷まで防止できると共に、冷却液
の流量を低めて消費量の減少が図れ、もって、ノズルの
耐用寿命を高く維持してなお、冷却系の装置および操業
コストの低減を可能とする超音速風洞ノズルの冷却方法
の提供を目的とするものである。
するためになされたものであって、冷却液流路にヒート
クラックの起点となる角部や凹凸を形成することなく、
高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷却でき、バー
ンアウトをより高熱負荷まで防止できると共に、冷却液
の流量を低めて消費量の減少が図れ、もって、ノズルの
耐用寿命を高く維持してなお、冷却系の装置および操業
コストの低減を可能とする超音速風洞ノズルの冷却方法
の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、請
求項１記載の発明に係る超音速風洞ノズルの冷却方法
は、内部に流す高温高圧ガスからの熱流束を直接に受け
るノズル内壁を、その壁内に設けた冷却液流路に導入す
る高速の冷媒液によって冷却するについて、前記冷却液
流路を内面が平滑な円管状に形成すると共に、その入側
に翼羽を設けて、該冷却液流路に導入する冷媒液を旋回
流に形成するものである。
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、請
求項１記載の発明に係る超音速風洞ノズルの冷却方法
は、内部に流す高温高圧ガスからの熱流束を直接に受け
るノズル内壁を、その壁内に設けた冷却液流路に導入す
る高速の冷媒液によって冷却するについて、前記冷却液
流路を内面が平滑な円管状に形成すると共に、その入側
に翼羽を設けて、該冷却液流路に導入する冷媒液を旋回
流に形成するものである。
【０００９】また、請求項２記載の発明に係る超音速風
洞ノズルの冷却方法は、上記の冷却流路の入側に翼羽を
設ける構成に代えて、冷却流路内に外周に螺旋状翼を設
けた軸体を配置してなる構成のものである。
洞ノズルの冷却方法は、上記の冷却流路の入側に翼羽を
設ける構成に代えて、冷却流路内に外周に螺旋状翼を設
けた軸体を配置してなる構成のものである。
【００１０】
【作用】円管内のバーンアウト熱流束の値ｑcHF は、下
記式から分かるように間内の冷却媒体の流速Ｖの約 0.5
乗に比例することが実験的に知られている。 ｑcHF ＝Ｌ（σｇＧ／ν）0.5 （2.5 ＋ 184Ｋ2 ）×10-5 Ｋ2 ＝（ｉLs−ｉL ）／Ｌ （但し、Ｌは蒸発潜熱、σは表面張力、ｇは重力加速
度、Ｇは重量速度(kg/m2h)で流速Ｖに比例、νは動粘性
係数、ｉLsは液の飽和状態エンタルピ、ｉL は液のエン
タルピである。）このバーンアウト熱流束には、伝熱面
表面の流体の絶対的な速度が重要であって、液体の流れ
が、流路の軸方向に対してある角度θで旋回している場
合には、旋回していない場合に比べて同一流量でも（ 1
／cos θ）1/2 倍のバーンアウト熱流束の値となる。こ
れらの関係から明らかなように、同一バーンアウト熱流
束のもとで、冷媒液を旋回流に形成して冷却液流路に導
入する場合には、冷媒液を軸流で導入する場合よりも流
量を減少させることが可能となる。本発明は、この旋回
流による冷却液流路の内表面に対する冷媒液の高流速化
効果を利用するものである。
記式から分かるように間内の冷却媒体の流速Ｖの約 0.5
乗に比例することが実験的に知られている。 ｑcHF ＝Ｌ（σｇＧ／ν）0.5 （2.5 ＋ 184Ｋ2 ）×10-5 Ｋ2 ＝（ｉLs−ｉL ）／Ｌ （但し、Ｌは蒸発潜熱、σは表面張力、ｇは重力加速
度、Ｇは重量速度(kg/m2h)で流速Ｖに比例、νは動粘性
係数、ｉLsは液の飽和状態エンタルピ、ｉL は液のエン
タルピである。）このバーンアウト熱流束には、伝熱面
表面の流体の絶対的な速度が重要であって、液体の流れ
が、流路の軸方向に対してある角度θで旋回している場
合には、旋回していない場合に比べて同一流量でも（ 1
／cos θ）1/2 倍のバーンアウト熱流束の値となる。こ
れらの関係から明らかなように、同一バーンアウト熱流
束のもとで、冷媒液を旋回流に形成して冷却液流路に導
入する場合には、冷媒液を軸流で導入する場合よりも流
量を減少させることが可能となる。本発明は、この旋回
流による冷却液流路の内表面に対する冷媒液の高流速化
効果を利用するものである。
【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、ノズ
ルの壁内に設ける冷却液流路を内面が平滑な円管状に形
成すると共に、その入側に翼羽を設けて、該冷却液流路
に導入する冷媒液を旋回流に形成するので、同一バーン
アウト熱流束のもとでは、冷媒液を軸流で導入する従来
方法に比べてより少ない流量でもって効果的に内壁の冷
却を達成することができ、また、同一流量のもとでは、
従来方法に比べてバーンアウトをより高熱負荷まで防止
することができる。また、冷却液流路を内面が平滑な円
管状に形成するので、旋回流に対する抵抗を低めると共
に、その内面からのヒートクラックの発生を抑制でき
る。
ルの壁内に設ける冷却液流路を内面が平滑な円管状に形
成すると共に、その入側に翼羽を設けて、該冷却液流路
に導入する冷媒液を旋回流に形成するので、同一バーン
アウト熱流束のもとでは、冷媒液を軸流で導入する従来
方法に比べてより少ない流量でもって効果的に内壁の冷
却を達成することができ、また、同一流量のもとでは、
従来方法に比べてバーンアウトをより高熱負荷まで防止
することができる。また、冷却液流路を内面が平滑な円
管状に形成するので、旋回流に対する抵抗を低めると共
に、その内面からのヒートクラックの発生を抑制でき
る。
【００１２】また、請求項２記載の発明では、冷却流路
内に外周に螺旋状翼を設けた軸体を配置するので、該冷
却流路が長い流路に形成されても、導入された冷媒液を
その全長に渡り旋回流に形成・維持させることができ
る。
内に外周に螺旋状翼を設けた軸体を配置するので、該冷
却流路が長い流路に形成されても、導入された冷媒液を
その全長に渡り旋回流に形成・維持させることができ
る。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１４】〔図１〕は本発明の１実施例の超音速風洞
ノズルの概要構成を示す図であって、(a)図は正断面
図、 (b)図は (a)図のＡ−Ａ断面図、 (c)図は (b)図の
一部拡大断面図、 (d)図は (c)図のＢ−Ｂ断面図であ
る。
ノズルの概要構成を示す図であって、(a)図は正断面
図、 (b)図は (a)図のＡ−Ａ断面図、 (c)図は (b)図の
一部拡大断面図、 (d)図は (c)図のＢ−Ｂ断面図であ
る。
【００１５】〔図１〕において、(1) はノズル本体であ
って、該ノズル本体(1) は、上下で対向して対をなして
配され、対向する内面側の長手方向の一部を所定の曲率
にて内方に膨出させ、上下対で上下方向の間隔を狭窄
し、 (a)図中に矢印で示す高温ガス流を二次元方向に絞
るスロート部(1a)を形成している。
って、該ノズル本体(1) は、上下で対向して対をなして
配され、対向する内面側の長手方向の一部を所定の曲率
にて内方に膨出させ、上下対で上下方向の間隔を狭窄
し、 (a)図中に矢印で示す高温ガス流を二次元方向に絞
るスロート部(1a)を形成している。
【００１６】(2) はノズル側板であって、該ノズル側板
(2) は、対のノズル本体(1) の両側に配され、ここでは
図示を省略した締結手段にて対のノズル本体(1) を挟持
し、上下で対のノズル本体(1) を所定の上下方向の間隔
を隔てて保持すると共に、これらノズル本体(1)の両側
を閉塞して一体化させる。
(2) は、対のノズル本体(1) の両側に配され、ここでは
図示を省略した締結手段にて対のノズル本体(1) を挟持
し、上下で対のノズル本体(1) を所定の上下方向の間隔
を隔てて保持すると共に、これらノズル本体(1)の両側
を閉塞して一体化させる。
【００１７】(3) は冷却水流路であって、該冷却水流路
(3) は、内面が平滑な円管状に形成され、ノズル本体
(1) の内面に沿う内面側壁部を幅方向に貫通し、その長
手方向に所定ピッチで並列させて設けられている。ま
た、これら冷却水流路(3) は、ノズル側板(2) に設けら
れた冷却水導入・導出路(2a),(2b) を介して、図外の冷
却水循環供給装置に連結されている。
(3) は、内面が平滑な円管状に形成され、ノズル本体
(1) の内面に沿う内面側壁部を幅方向に貫通し、その長
手方向に所定ピッチで並列させて設けられている。ま
た、これら冷却水流路(3) は、ノズル側板(2) に設けら
れた冷却水導入・導出路(2a),(2b) を介して、図外の冷
却水循環供給装置に連結されている。
【００１８】(4) はスワァーラであって、該スワァーラ
(4) は、 (c)図および (d)図に示すように、その内周に
複数の捻曲翼(4a)を設けたもので、ノズル側板(2) の冷
却水導入路(2a)の入側開口部に嵌着されて、図外の冷却
水循環供給装置から送給されてきた冷却水を、旋回流
（本実施例では、軸線に対して約40度の傾きをもつ旋回
流）に形成して冷却水流路(3) に送るものとされてい
る。
(4) は、 (c)図および (d)図に示すように、その内周に
複数の捻曲翼(4a)を設けたもので、ノズル側板(2) の冷
却水導入路(2a)の入側開口部に嵌着されて、図外の冷却
水循環供給装置から送給されてきた冷却水を、旋回流
（本実施例では、軸線に対して約40度の傾きをもつ旋回
流）に形成して冷却水流路(3) に送るものとされてい
る。
【００１９】本実施例のノズルは上記構成のもとで、10
00℃を超える高温高圧ガスを二次元方向に絞って所定の
超音速流に形成して送り出す一方、その冷却水流路(3)
に高速の冷却水を導入して内壁を冷却する。
00℃を超える高温高圧ガスを二次元方向に絞って所定の
超音速流に形成して送り出す一方、その冷却水流路(3)
に高速の冷却水を導入して内壁を冷却する。
【００２０】そして、その際にノズルの内壁、特にスロ
ート部(1a)において高温高圧ガスから高い熱流束を受け
るので、該部位の冷却水流路(3) が高熱負荷となるが、
本実施例のノズルでは、該冷却水流路(3) に、スワァー
ラ(4) にて旋回流に形成し、その内面に対する絶対流速
を高めた（本実施例では、同一流量の軸流に比較して約
14％増大）冷却水を導入するので、同一バーンアウト熱
流束のもとでは、冷媒液を軸流で導入する従来方法に比
べてより少ない流量でもって効果的に内壁の冷却を達成
することができ、また、同一流量のもとでは、従来方法
に比べてバーンアウトをより高熱負荷まで防止すること
ができる。
ート部(1a)において高温高圧ガスから高い熱流束を受け
るので、該部位の冷却水流路(3) が高熱負荷となるが、
本実施例のノズルでは、該冷却水流路(3) に、スワァー
ラ(4) にて旋回流に形成し、その内面に対する絶対流速
を高めた（本実施例では、同一流量の軸流に比較して約
14％増大）冷却水を導入するので、同一バーンアウト熱
流束のもとでは、冷媒液を軸流で導入する従来方法に比
べてより少ない流量でもって効果的に内壁の冷却を達成
することができ、また、同一流量のもとでは、従来方法
に比べてバーンアウトをより高熱負荷まで防止すること
ができる。
【００２１】また、該部位の冷却水流路(3) の近傍と壁
内表面との温度差が大きくなるので、これらの間の材料
に高い熱応力が発生するが、本実施例のノズルでは、該
冷却水流路(3) を内面が平滑な円管状に形成するので、
旋回流に対する抵抗を低めると共に、その内面からのヒ
ートクラックの発生を抑制できる。
内表面との温度差が大きくなるので、これらの間の材料
に高い熱応力が発生するが、本実施例のノズルでは、該
冷却水流路(3) を内面が平滑な円管状に形成するので、
旋回流に対する抵抗を低めると共に、その内面からのヒ
ートクラックの発生を抑制できる。
【００２２】このように、本実施例のノズルでは、冷却
水流路の入側に比較的簡易な構造のスワァーラを配置し
て導入する冷却水を旋回流を形成することで、該冷却液
流路にヒートクラックの起点となる角部や凹凸を形成す
ることなく、高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷
却できて、バーンアウトをより高熱負荷まで防止できる
と共に、冷却液の流量を低めて消費量の減少が図れるの
で、ノズルの耐用寿命を高く維持してなお、水冷系の装
置および操業コストを大幅に低減できる。
水流路の入側に比較的簡易な構造のスワァーラを配置し
て導入する冷却水を旋回流を形成することで、該冷却液
流路にヒートクラックの起点となる角部や凹凸を形成す
ることなく、高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷
却できて、バーンアウトをより高熱負荷まで防止できる
と共に、冷却液の流量を低めて消費量の減少が図れるの
で、ノズルの耐用寿命を高く維持してなお、水冷系の装
置および操業コストを大幅に低減できる。
【００２３】なお、本実施例においては、冷却水流路
(3) の入側に捻曲翼捻曲翼(4a)を内設したスワァーラ
(4) を配置して、該冷却水流路(3) に旋回流に形成した
冷却水を導入するものとしたが、この構成に代えて例え
ば、その別の実施態様を説明するための部分断面図であ
る〔図２〕に示すように、冷却水流路(3) 内に外周に複
数の螺旋翼(24a) を設けた翼軸(24)を挿入・配置した構
成を採用されても良い。この例のノズルでは、その冷却
流路が長い流路に形成されても、導入した冷却水をその
全長に渡り旋回流に形成・維持させて、安定した冷却効
果を果たさせることができる。
(3) の入側に捻曲翼捻曲翼(4a)を内設したスワァーラ
(4) を配置して、該冷却水流路(3) に旋回流に形成した
冷却水を導入するものとしたが、この構成に代えて例え
ば、その別の実施態様を説明するための部分断面図であ
る〔図２〕に示すように、冷却水流路(3) 内に外周に複
数の螺旋翼(24a) を設けた翼軸(24)を挿入・配置した構
成を採用されても良い。この例のノズルでは、その冷却
流路が長い流路に形成されても、導入した冷却水をその
全長に渡り旋回流に形成・維持させて、安定した冷却効
果を果たさせることができる。
【００２４】更には、上記の構成に代えて例えば、その
また別の実施態様を説明するための部分断面図である
〔図３〕に示すように、冷却水流路(3) の一方端部を閉
塞しておくと共に、該冷却水流路(3) 内に複数の螺旋翼
(24a) を設けた中空翼軸(24)を他方の開口端部から挿入
・配置してなる二重管路構成を採用されても良い。この
例のノズルでは、その冷却流路が長い流路に形成されて
も、導入した冷却水をその全長に渡り旋回流に形成・維
持させて、安定した冷却効果を果たさせることができる
と共に、該冷却水流路(3) 端部の液封が容易となる。
また別の実施態様を説明するための部分断面図である
〔図３〕に示すように、冷却水流路(3) の一方端部を閉
塞しておくと共に、該冷却水流路(3) 内に複数の螺旋翼
(24a) を設けた中空翼軸(24)を他方の開口端部から挿入
・配置してなる二重管路構成を採用されても良い。この
例のノズルでは、その冷却流路が長い流路に形成されて
も、導入した冷却水をその全長に渡り旋回流に形成・維
持させて、安定した冷却効果を果たさせることができる
と共に、該冷却水流路(3) 端部の液封が容易となる。
【００２５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る超音
速風洞ノズルの冷却方法によれば、冷却液流路にヒート
クラックの起点となる角部や凹凸を形成することなく、
高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷却できて、バ
ーンアウトをより高熱負荷まで防止できると共に、冷却
液の流量を低めて消費量の減少が図れるので、ノズルの
耐用寿命を高く維持してなお、冷却系の装置および操業
コストを大幅に低減することができる。
速風洞ノズルの冷却方法によれば、冷却液流路にヒート
クラックの起点となる角部や凹凸を形成することなく、
高熱流束に対してノズル内壁を効果的に冷却できて、バ
ーンアウトをより高熱負荷まで防止できると共に、冷却
液の流量を低めて消費量の減少が図れるので、ノズルの
耐用寿命を高く維持してなお、冷却系の装置および操業
コストを大幅に低減することができる。
【図１】本発明の１実施例の超音速風洞ノズルの概要構
成を示す図であって、(a)図は正断面図、 (b)図は (a)
図のＡ−Ａ断面図、 (c)図は (b)図の一部拡大断面図、
(d)図は (c)図のＣ−Ｃ断面図である。
成を示す図であって、(a)図は正断面図、 (b)図は (a)
図のＡ−Ａ断面図、 (c)図は (b)図の一部拡大断面図、
(d)図は (c)図のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】本発明の別の実施態様を説明するための部分断
面図である。
面図である。
【図３】本発明のまた別の実施態様を説明するための部
分断面図である。
分断面図である。
【図４】従来の超音速風洞ノズルの説明断面図である。
【図５】従来の燃焼室の冷却水流路の説明断面図であ
る。
る。
(1) --ノズル本体 (1a)--スロート部 (2) --ノズル側板 (2a)--冷却水導入路 (2b)--冷却水導出路 (3) --冷却水流路 (4) --スワァーラ (4a)--捻曲翼
Claims (2)
- 【請求項１】 内部に流す高温高圧ガスからの熱流束を
直接に受けるノズル内壁を、その壁内に設けた冷却液流
路に導入する高速の冷媒液によって冷却するについて、
前記冷却液流路を内面が平滑な円管状に形成すると共
に、その入側に翼羽を設けて、該冷却液流路に導入する
冷媒液を旋回流に形成することを特徴とする超音速風洞
ノズルの冷却方法。 - 【請求項２】 冷却液流路の入側に翼羽を設ける構成に
代えて、冷却液流路内に外周に螺旋状翼を設けた軸体を
挿入・配置してなる構成の請求項１記載の超音速風洞ノ
ズルの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21871391A JPH0552701A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音速風洞ノズルの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21871391A JPH0552701A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音速風洞ノズルの冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552701A true JPH0552701A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16724270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21871391A Withdrawn JPH0552701A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音速風洞ノズルの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552701A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10253844A1 (de) * | 2002-11-14 | 2004-06-03 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Sichtbarmachung der Strömungsablösung in einer Überschalldüse |
| CN104729824A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-24 | 中国科学院力学研究所 | 一种用于冷却高马赫数喷管喉道的换热装置及其构造方法 |
| CN105738068A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-07-06 | 南京航空航天大学 | 一种减小型面旋转连续可调风洞喷管调节作动力的装置 |
| CN105890863A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高超声速风洞喷管出口段水冷装置 |
| CN112727860A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速风洞高马赫数型面喷管水冷喉道的结构 |
| CN114252230A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-03-29 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种常规高超声速风洞高马赫数喷管冷却水的分配装置 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21871391A patent/JPH0552701A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10253844A1 (de) * | 2002-11-14 | 2004-06-03 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Sichtbarmachung der Strömungsablösung in einer Überschalldüse |
| DE10253844B4 (de) * | 2002-11-14 | 2005-09-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Sichtbarmachung der Strömungsablösung in einer Überschalldüse |
| CN104729824A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-24 | 中国科学院力学研究所 | 一种用于冷却高马赫数喷管喉道的换热装置及其构造方法 |
| CN104729824B (zh) * | 2015-03-12 | 2017-06-30 | 中国科学院力学研究所 | 一种用于冷却高马赫数喷管喉道的换热装置及其构造方法 |
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| CN105738068B (zh) * | 2016-01-28 | 2018-04-17 | 南京航空航天大学 | 一种减小型面旋转连续可调风洞喷管调节作动力的装置 |
| CN105890863A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高超声速风洞喷管出口段水冷装置 |
| CN112727860A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速风洞高马赫数型面喷管水冷喉道的结构 |
| CN112727860B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-04-01 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速风洞高马赫数型面喷管水冷喉道的结构 |
| CN114252230A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-03-29 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种常规高超声速风洞高马赫数喷管冷却水的分配装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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