フューエルクーラー設置検討

車両購入当初から懸案事項だった燃料の温度上昇。２０分程全開で走るとコレクターの温度が60℃くらいになる。

ガソリンには適温があり、お酒に例えると、冷や酒（20℃）程度が良く、高くても人肌燗までに抑えたい。雪冷え(冷酒)や熱燗はNGである。（冷えすぎは気化しない、高すぎはパーコレーションを起こす）

市販のフューエルクーラーを付ければ解決しそうなもんだが、これと言って良い製品が無い。大抵の製品は放熱性能が明記されておらず、付けたところで狙った温度になるのか不明。

また車体外部に設置するタイプは飛び石やコースオフ時の接触などにより、車両火災の可能性が高い。氷水で冷やすタイプは重い上、温度制御が難しく、その効果も精々10分程度。


という訳で色々と悩んだ結果、発熱と冷却のバランスを計算した上で自作することにした。

設置方法は安全タンク脇に設置して電動ファンで冷却する方式。車内の気温は換気してれば問題なし。


・ガソリンが受ける熱量を試算
タカタサーキットを10分間走行して燃料の温度上昇を計測すると、約40Lのガソリンが10分間で約8℃昇温。

多めに見て10℃上がったとすると、その熱量は約890kJ。

10分間で上がったのだから、仕事率にして1483W！

1500Wの電気ストーブでタンクを炙っているようなもんだ。思ったよりも発熱量が多くて結構やばい。

これはリリーフ時の昇温だけでなくデリバリーパイプ周辺でエンジンルームの熱を拾ってるっぽいから断熱も考えないと・・・初めはペルチェ素子使って冷やそうかとも考えたが、全然足りないね。

まぁとりあえずは1500W以上の放熱性能があるコアを用意すればいいわけ。


・放熱性能を考えてコアサイズの選定
これは個々の製品に性能表があれば良いがそんなものは無いので、一般的なラジエターコアの効率曲線から導き出すことにした。

ラジエターの放熱量の計算にはパラメータがいくつもあり、小難しくなるので詳しくは日本自動車部品工業会が発行している「自動車用ラジエータ」の冊子を参照。
「コアサイズ、エアフロー、燃料の流量、燃料とエアの温度差」が分かれば大体の見当はつく。


で、選んだサイズはL240×H120×t20のこんな感じのコア。自動車用ではないので、一応気密試験はやっておいた。

放熱性能は86L/sのエアフロー、燃料とエアの温度差30℃のとき1500W程度。温度差の条件は少なめに見積もって30Kにしておいた。実際は40～50K辺り。


・電動ファンの選定
セットで使う電動ファンは、コアの圧損を考慮して風量は2ヶで145L/sの高速ファンをセレクト。3800rpmでかなりうるさいが、他もうるさい物ばかりなので気にしない。

車内で使うから防水は不要、普通のケースファンで充分。
これで実質100L/s程度は流れる。圧損の試算も「自動車用ラジエータ」の冊子が役に立った。

このセットで最小1500W、最大2800W程度の放熱性能を確保した。
因みにファンの消費電力は2ヶで30W程度なので全然問題なし。

設置状況はこんな感じ。


役者は揃ったので、後は燃料のリターンラインに噛ましてコレクターに返すだけ。

次回月末の走行会で効果を検証してみよう。