JPH07284655A - 熱搬出装置 - Google Patents
熱搬出装置Info
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- JPH07284655A JPH07284655A JP7066328A JP6632895A JPH07284655A JP H07284655 A JPH07284655 A JP H07284655A JP 7066328 A JP7066328 A JP 7066328A JP 6632895 A JP6632895 A JP 6632895A JP H07284655 A JPH07284655 A JP H07284655A
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- water
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
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- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
- B64G1/506—Heat pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1687—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的高い温度レベルでできるだけ大きな熱
降下をなす、熱エネルギーの搬出のための装置を提供す
る。 【構成】 熱的に高い負荷のかかった構造にて生じる熱
を吸熱化学反応で転換し、熱エネルギーを搬出するため
の装置において、熱作用によって衝撃を受ける構造の領
域に、還元剤で充填され水蒸気によって導き得る管路
（２）を配設する。
降下をなす、熱エネルギーの搬出のための装置を提供す
る。 【構成】 熱的に高い負荷のかかった構造にて生じる熱
を吸熱化学反応で転換し、熱エネルギーを搬出するため
の装置において、熱作用によって衝撃を受ける構造の領
域に、還元剤で充填され水蒸気によって導き得る管路
（２）を配設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱的に高い負荷のかか
った構造における熱エネルギーの搬出のための装置に関
し、この装置において、生じる熱を吸熱化学反応で転換
する。
った構造における熱エネルギーの搬出のための装置に関
し、この装置において、生じる熱を吸熱化学反応で転換
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】宇宙飛
行物体の大気圏再突入の場合、並びに非常に速く飛行す
る飛行機、所謂極超音速飛行機の場合、外部カバーの部
分に高い熱負荷が発生する。それで極超音速飛行機の場
合、特に翼の前方稜辺及び飛行機のノーズ部に熱的に強
い負担がかかる。この問題を抑制するためには、危機的
な箇所に発生する大きな熱量をより大きな領域に分散さ
せ温度降下の作用をする所謂融除（アブレーション）材
料を使用するのが一法である。他の解決法としては、タ
イルからなる耐熱防護板の使用又は宇宙飛行物体の推進
にも用いられる液体水素による個々の冷却もある。
行物体の大気圏再突入の場合、並びに非常に速く飛行す
る飛行機、所謂極超音速飛行機の場合、外部カバーの部
分に高い熱負荷が発生する。それで極超音速飛行機の場
合、特に翼の前方稜辺及び飛行機のノーズ部に熱的に強
い負担がかかる。この問題を抑制するためには、危機的
な箇所に発生する大きな熱量をより大きな領域に分散さ
せ温度降下の作用をする所謂融除（アブレーション）材
料を使用するのが一法である。他の解決法としては、タ
イルからなる耐熱防護板の使用又は宇宙飛行物体の推進
にも用いられる液体水素による個々の冷却もある。
【０００３】融除材料は、非常に大きな熱作用から確実
に内部を保護するために比較的厚い膜で塗布しなければ
ならない欠点を有する。その上、この材料の場合、空気
力学的表面が変化し、見積もられた形状から外れ、変化
した空気力学を結果として生じる。また例えばスペース
シャトルに用いられるようなタイルは比較的厚い膜厚を
必要とし、それ故、多くの付加的重量を搬送しなければ
ならない欠点を有する。他方また飛行機構造を液体水素
で直接冷却することは、使用される水素が氷晶形状（kr
yogener Form）で存在するので、低温の場合に起こらざ
るをえない問題をはらんでいる。不可避的結果として
は、構造での温度低下によって熱導入が増大し、それに
よって他方でまた冷却剤の必要量が増すことである。更
に、この冷却方法は、冷却液、即ち、水素によって貫流
される導管の温度が高すぎないことが必要なので、飛行
機の外殻で非常に良好な断熱を前提条件的に必要とす
る。
に内部を保護するために比較的厚い膜で塗布しなければ
ならない欠点を有する。その上、この材料の場合、空気
力学的表面が変化し、見積もられた形状から外れ、変化
した空気力学を結果として生じる。また例えばスペース
シャトルに用いられるようなタイルは比較的厚い膜厚を
必要とし、それ故、多くの付加的重量を搬送しなければ
ならない欠点を有する。他方また飛行機構造を液体水素
で直接冷却することは、使用される水素が氷晶形状（kr
yogener Form）で存在するので、低温の場合に起こらざ
るをえない問題をはらんでいる。不可避的結果として
は、構造での温度低下によって熱導入が増大し、それに
よって他方でまた冷却剤の必要量が増すことである。更
に、この冷却方法は、冷却液、即ち、水素によって貫流
される導管の温度が高すぎないことが必要なので、飛行
機の外殻で非常に良好な断熱を前提条件的に必要とす
る。
【０００４】それに加えて、ヨーロッパ特許公報第１３
３０６６号（EP 01 33 066 B1）において冒頭に挙げた
様式の装置が周知であり、当該装置では積み重ねられた
板構造が、約１００℃までの比較的低い温度の範囲に対
する遮蔽装置乃至伝熱シェードとして備えられる。この
公知の装置において、一方が熱的に衝撃を受ける２つの
板の間に、所定温度に達した際に不燃性ガス又は蒸気を
遊離する反応性物質が配置される。その際、適当な物質
として水が考えられ、シェードの外側板用に可能な材質
として、ガス又は過熱蒸気とで吸熱反応する物質が考え
られる。他にも色々あるが特にこの目的のために、ヨー
ロッパ特許公報第１３３０６６号において、炭素が提案
されている。
３０６６号（EP 01 33 066 B1）において冒頭に挙げた
様式の装置が周知であり、当該装置では積み重ねられた
板構造が、約１００℃までの比較的低い温度の範囲に対
する遮蔽装置乃至伝熱シェードとして備えられる。この
公知の装置において、一方が熱的に衝撃を受ける２つの
板の間に、所定温度に達した際に不燃性ガス又は蒸気を
遊離する反応性物質が配置される。その際、適当な物質
として水が考えられ、シェードの外側板用に可能な材質
として、ガス又は過熱蒸気とで吸熱反応する物質が考え
られる。他にも色々あるが特にこの目的のために、ヨー
ロッパ特許公報第１３３０６６号において、炭素が提案
されている。
【０００５】本発明の課題は、比較的高い温度レベルで
できるだけ大きな熱降下をなす、熱エネルギーの搬出の
ための装置を提供することにある。
できるだけ大きな熱降下をなす、熱エネルギーの搬出の
ための装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を、請
求項１の特徴的記載部分を備えた装置によって解決す
る。冷却プロセスの最適化のために用いられる本発明に
従う装置の好適な態様は、他の請求項に示される。
求項１の特徴的記載部分を備えた装置によって解決す
る。冷却プロセスの最適化のために用いられる本発明に
従う装置の好適な態様は、他の請求項に示される。
【０００７】本発明に係る装置は、冷却が高い温度レベ
ルでのほぼ一定の温度で実現する利点を有する。これに
よって冷却が冷やされすぎた構造への熱の流れを拡大し
ない。冷却は熱的な材料限度で直接に行われ、それによ
って外から構造内への熱の流れを実質的に最小限にす
る。
ルでのほぼ一定の温度で実現する利点を有する。これに
よって冷却が冷やされすぎた構造への熱の流れを拡大し
ない。冷却は熱的な材料限度で直接に行われ、それによ
って外から構造内への熱の流れを実質的に最小限にす
る。
【０００８】Ｈ2Ｏ ＋ Ｃ ＋ １１８．７ＭＪ →
ＣＯ ＋ Ｈ2 なる反応方程式に従う炭素による水の還元に基づく所謂
水性ガス合成が、特に本発明に従う装置と関連した使用
に適する。示された熱量１１８．７メガジュール（Ｍ
Ｊ）は、１ｋｍｏｌ（＝１８．０１５ｋｇ）の水と１ｋ
ｍｏｌ（＝１２．０１ｋｇ）の炭素とに関係がある。水
素（Ｈ2）の製造のための最も古い方法の一つである当
該反応の場合、１ｋｍｏｌ（＝２２．４１４ｍ3乃至
２．０１６ｋｇ）分子の水素が生じる。この方法の公知
の使用、即ち、高炉プロセスでの水性ガス合成の場合、
水の還元に必要な熱エネルギーは、装入された石炭の部
分燃焼によって得られる。
ＣＯ ＋ Ｈ2 なる反応方程式に従う炭素による水の還元に基づく所謂
水性ガス合成が、特に本発明に従う装置と関連した使用
に適する。示された熱量１１８．７メガジュール（Ｍ
Ｊ）は、１ｋｍｏｌ（＝１８．０１５ｋｇ）の水と１ｋ
ｍｏｌ（＝１２．０１ｋｇ）の炭素とに関係がある。水
素（Ｈ2）の製造のための最も古い方法の一つである当
該反応の場合、１ｋｍｏｌ（＝２２．４１４ｍ3乃至
２．０１６ｋｇ）分子の水素が生じる。この方法の公知
の使用、即ち、高炉プロセスでの水性ガス合成の場合、
水の還元に必要な熱エネルギーは、装入された石炭の部
分燃焼によって得られる。
【０００９】本発明に従う冷却装置でのこの吸熱化学反
応の実行の場合に、このプロセスの出発物質も最終生成
物も安定乃至準安定なので、取り入れられた熱が再び放
出されないという利点を生じる。最終生成物は、例えば
極超音速飛行機において本発明に係る装置を使用する際
に燃料として用いられ得るガス状の可燃物である。この
ようにして積み運ばれた冷却剤、この場合、水によって
燃料の需要の一部がカバーされる。
応の実行の場合に、このプロセスの出発物質も最終生成
物も安定乃至準安定なので、取り入れられた熱が再び放
出されないという利点を生じる。最終生成物は、例えば
極超音速飛行機において本発明に係る装置を使用する際
に燃料として用いられ得るガス状の可燃物である。この
ようにして積み運ばれた冷却剤、この場合、水によって
燃料の需要の一部がカバーされる。
【００１０】しかしながら、燃料としての使用の代わり
に、対応する反応生成物の冷却はまた、例えば二次冷却
剤としての氷晶水素によって可能である。適切な冷却速
度と状況によって必要となる触媒の装入の場合に、一次
冷却剤のこの反応生成物の化学転移が可能である。これ
によって次の別々に異なったことが実現する： −当該転移は発熱経過で、普通、極超音速飛行機のメイ
ン推進に用いられる氷晶水素での最終生成物の冷却によ
って、著しい燃料の節約となる再生の冷却循環が起こ
る。 −冷却と化学転移によって、冷却剤が常にまた再生され
るので、閉鎖された冷却循環が起こる。これによって、
固有の熱摂取が理論的に無限となる。これは熱降下とし
ての燃料の量によってのみ制限される。
に、対応する反応生成物の冷却はまた、例えば二次冷却
剤としての氷晶水素によって可能である。適切な冷却速
度と状況によって必要となる触媒の装入の場合に、一次
冷却剤のこの反応生成物の化学転移が可能である。これ
によって次の別々に異なったことが実現する： −当該転移は発熱経過で、普通、極超音速飛行機のメイ
ン推進に用いられる氷晶水素での最終生成物の冷却によ
って、著しい燃料の節約となる再生の冷却循環が起こ
る。 −冷却と化学転移によって、冷却剤が常にまた再生され
るので、閉鎖された冷却循環が起こる。これによって、
固有の熱摂取が理論的に無限となる。これは熱降下とし
ての燃料の量によってのみ制限される。
【００１１】水と石炭の組み合わせの使用の場合に、確
かに塊に適用された最も高い固有の熱摂取、水の高い熱
容量の利用、及び追加的に冷却目的に用いられ得るその
高い蒸発エンタルピーのみならず、別の利点として、積
み運ばれた汚水及び／又は燃料室内での燃焼の際に生じ
る水が冷却循環に取り入れられる可能性も判明する。こ
れらの水は例えばスペースシャトルのような宇宙船内に
いずれにしても存在するもので、したがってこのように
して有意義に、本発明に従う冷却装置の使用によって普
通は必要である耐熱防護板の量の大部分が不用となるこ
とから生じる積み運ばれるべき積載重量の改善に用いら
れる。更に本発明に係る冷却装置はまた、大気圏再突入
カプセルへの使用にとりわけ良好に適する。
かに塊に適用された最も高い固有の熱摂取、水の高い熱
容量の利用、及び追加的に冷却目的に用いられ得るその
高い蒸発エンタルピーのみならず、別の利点として、積
み運ばれた汚水及び／又は燃料室内での燃焼の際に生じ
る水が冷却循環に取り入れられる可能性も判明する。こ
れらの水は例えばスペースシャトルのような宇宙船内に
いずれにしても存在するもので、したがってこのように
して有意義に、本発明に従う冷却装置の使用によって普
通は必要である耐熱防護板の量の大部分が不用となるこ
とから生じる積み運ばれるべき積載重量の改善に用いら
れる。更に本発明に係る冷却装置はまた、大気圏再突入
カプセルへの使用にとりわけ良好に適する。
【００１２】
【実施例】以下に本発明を図面に示された実施例を基に
詳細に説明する。図１に示された飛行物体１、即ち、極
超音速飛行機の場合、前方稜辺及び飛行機ノーズの領域
に、水性ガス合成の原理に従い作動する冷却システムの
管路２、３が敷設されている。図に実線で示された管路
２は水蒸気-／水性ガス循環を形成し、一方、破線で示
された管路３は水循環の構成要素である。
詳細に説明する。図１に示された飛行物体１、即ち、極
超音速飛行機の場合、前方稜辺及び飛行機ノーズの領域
に、水性ガス合成の原理に従い作動する冷却システムの
管路２、３が敷設されている。図に実線で示された管路
２は水蒸気-／水性ガス循環を形成し、一方、破線で示
された管路３は水循環の構成要素である。
【００１３】管路システム２の管の内側構造は、３つの
異なるバリエーションとして図２から４に示される。管
壁２０、３０、４０は例えばニッケルベース合金、モリ
ブデン、タングステン又はＴＺＭ（チタン・ジリコン安
定化モリブデン）のような高熱耐性材料からなる。最後
の材料はその容易な加工性とその良好な熱伝導性のため
に、本使用目的に特に適する。管の内部は管に押し込め
られた炭素からなる充填材２１、３１、４１を含む。充
填材２１、３１、４１内に、ガス室として用いられる孔
２２、３２、４２が備えられる。図に示されない別の可
能性としては、管が炭素ボールで充填され、その際、ボ
ール間にある中間室がガス室として用いられる態様が考
えられる。
異なるバリエーションとして図２から４に示される。管
壁２０、３０、４０は例えばニッケルベース合金、モリ
ブデン、タングステン又はＴＺＭ（チタン・ジリコン安
定化モリブデン）のような高熱耐性材料からなる。最後
の材料はその容易な加工性とその良好な熱伝導性のため
に、本使用目的に特に適する。管の内部は管に押し込め
られた炭素からなる充填材２１、３１、４１を含む。充
填材２１、３１、４１内に、ガス室として用いられる孔
２２、３２、４２が備えられる。図に示されない別の可
能性としては、管が炭素ボールで充填され、その際、ボ
ール間にある中間室がガス室として用いられる態様が考
えられる。
【００１４】冷却プロセスに必要な水は水タンク４に積
まれる。ここから水は、管路３からなる分かれた在来の
冷却水循環に水蒸気-／水性ガス循環を組み合わせた気
化熱交換器５に達する。図５に詳細に示されたこの冷却
循環は例えば高い放熱性を有した機内器具の及び／又は
コックピット範囲の冷却に用いられる。その際、冷却能
力は水の等圧熱容量及び蒸発エンタルピーを介して達成
される。管路システムを介して循環する水は、この冷却
プロセスの場合、蒸気に転換する。そのように生じた蒸
気は熱交換器５で凝縮し、タンク４から熱交換器５に達
する水が蒸気相に転換する。それによって、管路２のガ
ス室２２、３２又は４２を介して水蒸気を移動させる圧
力が構成される。管内の温度が飛行物体１の外壁での熱
作用によって約１０００℃の値を越えるや否や、 Ｈ2Ｏ ＋ Ｃ ＋ １１８．７ＭＪ → ＣＯ ＋
Ｈ2 の反応に従う水性ガス合成が始まる。この吸熱反応の際
に消費される熱によって、管内部の温度が１１００℃を
越える値に上昇することが阻止される。その際、ガス室
２２、３２又は４２の横断面は、水蒸気のできるだけ完
全な転換を実現するために管内での水蒸気の流れ速度と
滞留時間とが十分大きくなるように見積もられている。
このことは場合によっては水蒸気の何回かの循環回転に
よっても達成され得る。
まれる。ここから水は、管路３からなる分かれた在来の
冷却水循環に水蒸気-／水性ガス循環を組み合わせた気
化熱交換器５に達する。図５に詳細に示されたこの冷却
循環は例えば高い放熱性を有した機内器具の及び／又は
コックピット範囲の冷却に用いられる。その際、冷却能
力は水の等圧熱容量及び蒸発エンタルピーを介して達成
される。管路システムを介して循環する水は、この冷却
プロセスの場合、蒸気に転換する。そのように生じた蒸
気は熱交換器５で凝縮し、タンク４から熱交換器５に達
する水が蒸気相に転換する。それによって、管路２のガ
ス室２２、３２又は４２を介して水蒸気を移動させる圧
力が構成される。管内の温度が飛行物体１の外壁での熱
作用によって約１０００℃の値を越えるや否や、 Ｈ2Ｏ ＋ Ｃ ＋ １１８．７ＭＪ → ＣＯ ＋
Ｈ2 の反応に従う水性ガス合成が始まる。この吸熱反応の際
に消費される熱によって、管内部の温度が１１００℃を
越える値に上昇することが阻止される。その際、ガス室
２２、３２又は４２の横断面は、水蒸気のできるだけ完
全な転換を実現するために管内での水蒸気の流れ速度と
滞留時間とが十分大きくなるように見積もられている。
このことは場合によっては水蒸気の何回かの循環回転に
よっても達成され得る。
【００１５】冷却プロセスの際に発生する水性ガス、即
ち、約１１００℃の温度で存在し回収容器６に中間貯蔵
される一酸化炭素と水素ガスの混合物は、高い発熱量を
備えている。それ故、飛行物体１のメイン推進用又は船
内発電機用の燃料として用いられ得る。この反応生成物
の最適な利用は、この水性ガスが飛行物体１のメイン推
進の後膨張傾斜路（Nachexpansionsrampe）に導かれる
場合に、生じる。ここで、後膨張の結果として、固有の
設備又はメイン推進システムの調整を必要とせずに、追
加的な推力増加となる。
ち、約１１００℃の温度で存在し回収容器６に中間貯蔵
される一酸化炭素と水素ガスの混合物は、高い発熱量を
備えている。それ故、飛行物体１のメイン推進用又は船
内発電機用の燃料として用いられ得る。この反応生成物
の最適な利用は、この水性ガスが飛行物体１のメイン推
進の後膨張傾斜路（Nachexpansionsrampe）に導かれる
場合に、生じる。ここで、後膨張の結果として、固有の
設備又はメイン推進システムの調整を必要とせずに、追
加的な推力増加となる。
【００１６】生じた水性ガスが燃焼しない限り、これは
メイン推進用燃料として積み運ばれた液体水素によって
冷却される。その際、約１１００℃の熱い水性ガスが先
ずそれほど強くなく熱的負荷のかかった場所に沿って案
内されるのが好適で、その熱エネルギーの一部は輻射に
よって放出され、それによって約９００℃に冷却され、
そのために非常に簡単に取り扱われることとなる。この
温度により低い範囲で、水性ガスに含有される一酸化炭
素はボーダード（Boudouard）平衡に従い放熱しながら
炭素と二酸化炭素に分解し始める。このプロセスは、場
合によっては触媒によって促進される。 ＣＯ ＋ ＣＯ → Ｃ ＋ ＣＯ2 ＋ １６０ＭＪ に従うこの転換の際、２ｋｍｏｌ（＝２８ｋｇ）の装入
で約１６０ＭＪが遊離し、これは約５．７ＭＪ／ｋｇＣ
Ｏの固有エネルギーに対応する。
メイン推進用燃料として積み運ばれた液体水素によって
冷却される。その際、約１１００℃の熱い水性ガスが先
ずそれほど強くなく熱的負荷のかかった場所に沿って案
内されるのが好適で、その熱エネルギーの一部は輻射に
よって放出され、それによって約９００℃に冷却され、
そのために非常に簡単に取り扱われることとなる。この
温度により低い範囲で、水性ガスに含有される一酸化炭
素はボーダード（Boudouard）平衡に従い放熱しながら
炭素と二酸化炭素に分解し始める。このプロセスは、場
合によっては触媒によって促進される。 ＣＯ ＋ ＣＯ → Ｃ ＋ ＣＯ2 ＋ １６０ＭＪ に従うこの転換の際、２ｋｍｏｌ（＝２８ｋｇ）の装入
で約１６０ＭＪが遊離し、これは約５．７ＭＪ／ｋｇＣ
Ｏの固有エネルギーに対応する。
【００１７】反応の際に遊離するエネルギーは、メイン
推進のために備えられた水素の加熱を通して同様にメイ
ン推進の能率向上のために用いられうる。これは、燃料
予熱に基づいて必要な燃焼室温度が僅かな燃料の量で達
成されることによって実現する。
推進のために備えられた水素の加熱を通して同様にメイ
ン推進の能率向上のために用いられうる。これは、燃料
予熱に基づいて必要な燃焼室温度が僅かな燃料の量で達
成されることによって実現する。
【００１８】転換の際に発生した炭素並びに二酸化炭素
は、引き続いて再び高温領域での冷却プロセスに用いら
れ得る。その際、反応で微細な粉塵として生じた炭素
は、二酸化炭素と水素とからなるガス混合物内を渦巻い
て流れ、このガス混合物中に浮遊する。
は、引き続いて再び高温領域での冷却プロセスに用いら
れ得る。その際、反応で微細な粉塵として生じた炭素
は、二酸化炭素と水素とからなるガス混合物内を渦巻い
て流れ、このガス混合物中に浮遊する。
【００１９】このガス状炭素混合物が再び炭素で満たさ
れた高温管に案内される場合、上記反応方程式と逆にこ
れに含有される二酸化炭素が、ガス中に浮遊するか管中
に存在する炭素とともに Ｃ ＋ ＣＯ2 ＋ １６０ＭＪ → ＣＯ ＋ ＣＯ に従い変化し、その時に上述のエネルギー量は再び、そ
れぞれ１ｋｍｏｌのＣとＣＯ2に適用される。この反応
経過は場合によっては何度も繰り返され得る。
れた高温管に案内される場合、上記反応方程式と逆にこ
れに含有される二酸化炭素が、ガス中に浮遊するか管中
に存在する炭素とともに Ｃ ＋ ＣＯ2 ＋ １６０ＭＪ → ＣＯ ＋ ＣＯ に従い変化し、その時に上述のエネルギー量は再び、そ
れぞれ１ｋｍｏｌのＣとＣＯ2に適用される。この反応
経過は場合によっては何度も繰り返され得る。
【００２０】水蒸気を炭素で満たされた管を通して移動
させるために必要な搬送能力を気化熱交換器５を用いて
備えるための図４に示された可能性は、とりわけ自己の
推進システムを持たない大気圏再突入カプセルにとって
有利である。蒸発に必要なエネルギーは、その際、高い
放熱を伴った機内器具の冷却によって、及びカプセル表
面の範囲の冷却によって得られる。熱交換器で形成され
る圧力は水蒸気搬送用の推進力として用いられる。例え
ば大気圏に再突入の際のカプセル表面上の熱の流れが増
す場合に、増大する気化率となり、それとともに増大す
る搬送能力となる。このようにして、冷却能力を備える
ために必要な水蒸気輸送量は、炭素で満たされた管を通
って自動的に制御される。
させるために必要な搬送能力を気化熱交換器５を用いて
備えるための図４に示された可能性は、とりわけ自己の
推進システムを持たない大気圏再突入カプセルにとって
有利である。蒸発に必要なエネルギーは、その際、高い
放熱を伴った機内器具の冷却によって、及びカプセル表
面の範囲の冷却によって得られる。熱交換器で形成され
る圧力は水蒸気搬送用の推進力として用いられる。例え
ば大気圏に再突入の際のカプセル表面上の熱の流れが増
す場合に、増大する気化率となり、それとともに増大す
る搬送能力となる。このようにして、冷却能力を備える
ために必要な水蒸気輸送量は、炭素で満たされた管を通
って自動的に制御される。
【００２１】
【発明の効果】本発明によって、比較的高い温度レベル
でできるだけ大きな熱降下をなす、熱エネルギーの搬出
のための装置が提供される。
でできるだけ大きな熱降下をなす、熱エネルギーの搬出
のための装置が提供される。
【図１】極超音速飛行機の原理スケッチの平面図であ
る。
る。
【図２】図１に示された装置の詳細図である。
【図３】図１に示された装置の詳細図である。
【図４】図１に示された装置の詳細図である。
【図５】図１に示された装置の詳細図である。
１ 飛行物体 ２ 管路 ４ 水タンク ５ 熱交換器
Claims (8)
- 【請求項１】 熱的に高い負荷のかかった構造にて生じ
る熱を吸熱化学反応で転換し、熱エネルギーを搬出する
ための装置において、 熱作用によって衝撃を受ける構造の領域に、還元剤で充
填され水蒸気によって導き得る管路（２）が配設される
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 管路（２）が、摩擦熱によって衝撃を受
ける構造の外側ライニングの領域に配設されることを特
徴とする飛行物体からなる請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 管路（２）のシステムに直列接続される
蒸気発生単位（５）が備えられることを特徴とする請求
項１又は２に記載の装置。 - 【請求項４】 還元剤が、炭素（Ｃ）と水性ガス合成で
の化学反応とによりなり、水（Ｈ2Ｏ）が炭素によって Ｈ2Ｏ ＋ Ｃ ＋ エネルギー → ＣＯ ＋ Ｈ2 の反応方程式にしたがって、一酸化炭素（ＣＯ）を形成
しながら水素に還元されることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項５】 還元剤が、少なくとも１つの金属乃至酸
化金属とこの金属乃至酸化金属による水の還元での反応
とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項６】 反応生成物が燃料として用いられる、推
進する宇宙飛行物体での使用のための請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の装置。 - 【請求項７】 反応生成物が、後続の発熱反応で再び再
生されることを特徴とする請求項１〜５のいずれ一項に
記載の装置。 - 【請求項８】 遊離するエネルギーが燃料予熱のために
装入されることを特徴とする、推進する宇宙飛行物体で
の使用のための請求項７に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4410914A DE4410914C2 (de) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Vorrichtung zum Abführen von Wärme |
| DE4410914:8 | 1994-03-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07284655A true JPH07284655A (ja) | 1995-10-31 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7066328A Pending JPH07284655A (ja) | 1994-03-29 | 1995-03-24 | 熱搬出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5687932A (ja) |
| JP (1) | JPH07284655A (ja) |
| DE (1) | DE4410914C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005112704A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Ryozo Oshima | 水素ガス発生装置及び水素ガス供給装置 |
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-
1994
- 1994-03-29 DE DE4410914A patent/DE4410914C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-24 JP JP7066328A patent/JPH07284655A/ja active Pending
- 1995-03-27 US US08/409,840 patent/US5687932A/en not_active Expired - Fee Related
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