• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2008 Fiscal Year Annual Research Report

ジェット噴射による極低温熱交換器の着霜低減に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number 19560793
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

佐藤 哲也  Waseda University, 理工学術院, 教授 (80249937)

Keywords熱機関 / 冷凍 / 予冷却 / 着霜
Research Abstract

極低温熱交換器による空気予冷却は、ブレイトンサイクル熱機関の比出力、熱効率の向上に寄与するが、冷却面での着霜問題が主要な課題となっている。そこで、本研究では、空気ジェットによって霜層を吹き飛ばすことを提案し、実験的に実証することを目的とした。
ステンレス製のチューブに液体窒素等の冷媒を供給し、調温、調湿された空気と熱交換させ、霜層を成長させる。霜層の性質は冷却面温度に影響を受けるため、冷却面温度をパラメタとして、霜の性状とジェットによる吹き飛び効果の関係を調査した。冷媒として、液体窒素および代替フロン系冷媒を使用し、冷却管表面温度は、Tw=250,220,83Kの3種類とした。空気側の速度は着霜していないときに1m/sとし、ジェットの速度は、冷却管の前面において36m/sとした。
ジェットによる除霜をしない場合、全圧損失は冷却面温度Twが低いほど大きく、Tw=80Kの場合は、250Kの場合の約10倍の全圧損失上昇となった。ジェットを間欠的(50秒に1度)に噴射した結果、Tw=80Kの場合は、噴射した瞬間には着霜のないときとほぼ同じ圧力損失に回復し、本手法の効果を確認した。一方、220Kの場合には除霜の効果は弱く、250Kにおいては、効果は見られなかった。この理由として、霜層の表面での温度が高いと表面で液相となり、それが霜層内部に浸透することにより、密度が大きく固い霜層になるからである。実用上、Tw=250Kの場合には、霜層による圧力損失自体が小さいことより、問題ない。
さらに、実際のエンジンシステムにおける実証を目的として、模型飛行機用の小型ジェットエンジンを改良し、圧縮機出口からジェットを噴出できる実験装置を構築した。推力、温度、圧力計測により、基本的特性を取得することができたので、今後は、パラメトリックに効果を実証する。

  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 極超音速ターボエンジン開発における着霜問題2008

    • Author(s)
      吹場活佳, 佐藤哲也, 小林弘明, 大久保英敏
    • Journal Title

      日本冷凍空調学会論文集 Vol. 25, No. 2

      Pages: 97-106

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 予冷ターボジェットエンジンにおけるジェット噴射を用いた熱交換器の除霜2008

    • Author(s)
      吹場活佳, 井上翔, 佐藤哲也, 大久保英敏
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会誌 Vol. 60, No. 10

      Pages: 464-470

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 予冷ターボジェットエンジンに関する基礎研究2009

    • Author(s)
      佐藤哲也, 田口秀之, 小林弘明, 小島孝之
    • Organizer
      平成20年度宇宙輸送シンポジウム
    • Year and Date
      2009-01-20
  • [Presentation] Development status and Flight Plan of A Preoooled Turbojet Engine2008

    • Author(s)
      Tetsuya Sato, Hideyuki Taguohi, et, al
    • Organizer
      26th, International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2008-06-06

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi