(57)【要約】【課題】アクチュエータや外部の制御機構を使用することなく、ノズル部とディフューザ部の間隔を可変にでき、簡単な構造によって最終到達真空度を犠牲にすることなく排気速度を速くすることがきるエジェクタを提供すること。【解決手段】ノズル部１３と、ノズル部１３に対向して配置したディフューザ部１４と、該ノズル部１３とディフューザ部１４の間に形成された吸気チャンバ部１６を具備し、ノズル部１３からディフューザ部１４に向かって高圧流体を噴出し、吸気チャンバ部１６を負圧にするエジェクタ１０において、ノズル部１３とディフューザ部１４の間隔を可動とする間隔可動手段を具備し、間隔可動手段は、内部に空洞１８ａを有する円環状の弾性体１８を、ノズル部１３又はディフューザ部の先端に設置し、該弾性体１８の伸縮により間隔を可動にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル部と、該ノズル部に対向して配置したディフューザ部と、該ノズル部とディフューザ部の間に形成された吸気チャンバ部を具備し、前記ノズル部から前記ディフューザ部に向かって高圧流体を噴出し、前記吸気チャンバ部を負圧にするエジェクタにおいて、
前記ノズル部をその径及び位置を固定とし、前記ディフューザ部を可動な構造とした前記ノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を具備することを特徴とするエジェクタ。
【請求項２】
ノズル部と、該ノズル部に対向して配置したディフューザ部と、該ノズル部とディフューザ部の間に形成された吸気チャンバ部を具備し、前記ノズル部から前記ディフューザ部に向かって高圧流体を噴出し、前記吸気チャンバ部を負圧にするエジェクタにおいて、
前記ノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を具備し、
前記間隔可動手段は、内部に空洞を有する円環状の弾性体を、前記ノズル部又はディフューザ部の先端に設置し、該弾性体の伸縮により前記間隔を可動にする構成であること特徴とするエジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のエジェクタにおいて、
前記円環状の弾性体内部の空洞に大気雰囲気中で該弾性体を膨張させないか又は低圧状態が保たれる程度の量の圧縮流体を封入することを特徴とするエジェクタ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のエジェクタにおいて、
前記円環状の弾性体の伸縮方向を拘束するためのガイドを設置したことを特徴とするエジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気や高圧水などの高圧流体を駆動源として、真空排気を行うエジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のエジェクタとしては、ノズル部とディフューザ部等から構成され、蒸気や高圧の流体を駆動源として、真空排気を行うものが広く知られている。このように一般的なエジェクタの構成例を図７に示す。図示するようにエジェクタ５０は、エジェクタ本体５１にノズル部５３、該ノズル部５３に対向して配置されたディフューザ部５４、該ノズル部５３とディフューザ部５４の間に形成された吸気チャンバ部５６を具備する構成である。高圧の駆動流体１０１が駆動流体入口５２より供給され、該高圧の駆動流体１０１はノズル部５３で圧力エネルギーを運動エネルギーに変換して流速を増し、ディフューザ部５４に向かって噴出する。その際、吸気チャンバ部５６は負圧となり、真空吸気ポート５７により気体を吸い込んで真空吸気１０２を行ない、駆動流体１０１と伴に駆動流体出口５５により排出流体１０３として排出されることを利用して、真空ポンプとして機能させるものである。
【０００３】
通常、エジェクタはその用途仕様に応じて、ノズル部やディフューザ部等の各部を最適に設計するが、幅広い流量や圧力に対応するため、また効率を向上させるため、特許文献１、特許文献２、特許文献３に示すようにノズルの内部やディフューザ下流に絞りを設けたものや、ノズルをアクチュエータで可変にしたものなどが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１３０２００号公報
【特許文献２】特開平７−１８５２８４号公報
【特許文献３】特開２００４−４４４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが行なった実験によると、このようなエジェクタにおいて、ノズルとディフューザの間隔が狭い場合は排気速度は遅いが最終到達真空度は良好となり、逆にノズルとディフューザの間隔が大きい場合は排気速度は速いが最終到達真空度が悪化することが確認された。即ち、真空側の圧力が高い場合はノズル部とディフューザ部の間隔を広げて排気速度を大きくし、真空側が低圧になるに従って前記間隔を次第に狭くしてゆくことができれば、最終真空度を犠牲にすることなく排気速度を速くすることができる。
【０００５】
しかしながら、ノズル部とディフューザ部の間隔を可変にするために油圧シリンダや電動モータなどといったアクチュエータを使用すると、機構が複雑になるばかりではなく、調整の手間が増えたり、故障の可能性が高くなるほか、機器が大型化し、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、アクチュエータや外部の制御機構を使用することなく、ノズル部とディフューザ部の間隔を可変にでき、簡単な構造によって最終到達真空度を犠牲にすることなく排気速度を速くすることができるエジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ノズル部と、該ノズル部に対向して配置したディフューザ部と、該ノズル部とディフューザ部の間に形成された吸気チャンバ部を具備し、ノズル部からディフューザ部に向かって高圧流体を噴出し、吸気チャンバ部を負圧にするエジェクタにおいて、前記ノズル部をその径及び位置を固定とし、前記ディフューザ部を可動な構造としたノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ノズル部と、該ノズル部に対向して配置したディフューザ部と、該ノズル部とディフューザ部の間に形成された吸気チャンバ部を具備し、ノズル部からディフューザ部に向かって高圧流体を噴出し、吸気チャンバ部を負圧にするエジェクタにおいて、ノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を具備し、間隔可動手段は、内部に空洞を有する円環状の弾性体を、ノズル部又はディフューザ部の先端に設置し、該弾性体の伸縮により間隔を可動にする構成であること特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のエジェクタにおいて、円環状の弾性体内部の空洞に大気雰囲気中で該弾性体を膨張させないか又は低圧状態が保たれる程度の量の圧縮流体を封入することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のエジェクタにおいて、円環状の弾性体の伸縮方向を拘束するためのガイドを設置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項１に記載のエジェクタにおいて、円環状の弾性体が、ディフューザ部の一部を動作させる構成であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載のエジェクタにおいて、円環状の弾性体が、ノズル又はディフューザ部の一部を動作させる構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を、ノズル部をその径及び位置を固定とし、最終到達真空度を犠牲にすることなく、常に排気速度が最適なところでエジェクタを運転することが可能となる。また、アクチュエータや外部の制御機構を使用しない簡素な構造でこのような効果が得られるので、調整の手間や故障の可能性が低く、小型で低コスト化が実現できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、ノズル部とディフューザ部の間隔を可動とする間隔可動手段を、内部に空洞を有する円環状の弾性体を、ノズル部又はディフューザ部の先端に設置し、該弾性体の伸縮によりノズル部とディフューザ部の間隔を可動する構成とするので、最終到達真空度を犠牲にすることなく、常に排気速度が最適なところでエジェクタを運転することが可能となる。また、アクチュエータや外部の制御機構を使用しない簡素な構造でこのような効果が得られるので、調整の手間や故障の可能性が低く、小型で低コスト化が実現できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、円環状の弾性体内部の空洞に大気雰囲気中で該弾性体を膨張させないか又は低圧状態が保たれる程度の量の圧縮流体を封入するので、弾性体は吸気チャンバ部の内部圧力により伸縮自在となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、円環状の弾性体の伸縮方向を拘束するためのガイドを設置したので、円環状の弾性体を所定の方向に伸縮でき、効果的にノズル部とディフューザ部の間隔を可動にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１及び図２は本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。本エジェクタ１０は、図７の従来例と同様、ノズル部１３、該ノズル部１３に対向して配置されたディフューザ部１４、該ノズル部１３とディフューザ部１４の間に形成された吸気チャンバ部１６を具備する。そして高圧の駆動流体１０１をエジェクタ本体１１の駆動流体入口１２より供給することにより、該高圧の駆動流体１０１は、ノズル部１３で圧力エネルギーを運動エネルギーに変換して流速を増し、ディフューザ部１４に向かって噴出し、その際吸気チャンバ部１６は負圧となり、真空吸気ポート１７により気体を吸い込んで真空吸気１０２を行ない、駆動流体１０１と伴に駆動流体出口１５により排出流体１０３として排出されることを利用して、真空ポンプとして機能させる。
【００１９】
本エジェクタ１０は、ディフューザ部１４の入口に、内部に空洞１８ａを有する円環状の弾性体１８を設置し、周囲の圧力、即ち吸気チャンバ部１６の圧力によって該空洞１８ａの容積が変化して弾性体１８が伸縮し、これにより図２に示すようにノズル部１３とディフューザ部１４との間隔が変化する。また、弾性体１８が伸縮する方向を拘束するために、その外側にガイド１９を設置した。これにより、吸気チャンバ部１６の圧力が高い場合は弾性体１８の空洞１８ａが収縮して弾性体１８の体積が小さくなり、ノズル部１３とディフューザ部１４との間隔が大きくなる。逆に吸気チャンバ部１６の圧力が低い場合は、弾性体１８の空洞１８ａが膨張して弾性体１８の体積が大きくなり、ノズル部１３とディフューザ部１４との間隔が小さくなる。
【００２０】
上記のようにノズル部１３とディフューザ部１４の間隔が狭い場合には、排気速度は遅いが最終到達真空度が良好となり、逆にノズル部１３とディフューザ部１４の間隔が大きい場合には排気速度は速いが最終到達真空度は悪化することが本願発明者が行なった実験により確認されている。本実施例によれば、吸気チャンバ部１６側、即ち真空側の圧力が高い場合は弾性体１８の体積が小さくなり、ノズル部１３とディフューザ部１４の間隔が広くなるために排気速度を大きくすることができ、真空側が低圧になるに従って弾性体１８の体積が大きくなり、ノズル部１３とディフューザ部１４の間隔が次第に狭くなり、優れた最終到達真空度を得ることができる。即ち、最終到達真空度を犠牲にすることなく、排気速度が最適となるところでエジェクタ１０を運転できる。
【００２１】
また、弾性体１８の動作は吸気チャンバ部１６の真空度のみで決まり、ノズル部１３とディフューザ部１４の間隔を可変にするために油圧シリンダや電動モータ等といったアクチュエータが一切必要がないため、機構（構造）が簡単で、調整の手間や故障の可能性が低く、小型化、低コスト化が可能である。
【実施例２】
【００２２】
図３及び図４は本発明に係るエジェクタの他の構成例を示す断面図である。本エジェクタ２０は、ノズル部２３、ディフューザ部２４、該ノズル部２３とディフューザ部２４の間に形成された吸気チャンバ部２６を具備する点は、図１及び図２のエジェクタ１０と同一であるが、ディフューザ部２４の先端部外周に円環状の可動ディフューザ部２９を設け、該可動ディフューザ部２９を円環状の弾性体２８によって動作させる構成となっている点が異なる。そして高圧の駆動流体１０１をエジェクタ本体２１の駆動流体入口２２より供給することにより、該高圧の駆動流体１０１は、ノズル部２３で圧力エネルギーを運動エネルギーに変換して流速を増し、ディフューザ部２４に向かって噴出し、その際吸気チャンバ部２６は負圧となり、真空吸気ポート２７により気体を吸い込んで真空吸気１０２を行ない、駆動流体１０１と伴に駆動流体出口２５により排出流体１０３として排出されることを利用して、真空ポンプとして機能させる。
【００２３】
上記のようにディフューザ部２４の先端部外周に可動ディフューザ部２９を設け、該可動ディフューザ部２９を弾性体２８によって動作させるように構成することによりノズル部２３と可動ディフューザ部２９との間隔が可変になっている。即ち、可動ディフューザ部２９は吸気チャンバ部２６内の圧力による弾性体２８の膨張収縮によりその位置が決まることになり、吸気チャンバ部２６の圧力が高い場合は図３に示すように、弾性体２８は収縮し、可動ディフューザ部２９は図面右方向に動き、逆に吸気チャンバ部２６が圧力が低い場合は図４に示すように空洞２８ａが膨張して弾性体２８の体積が大きくなり、可動ディフューザ部２９は図面左方向に動く。
【００２４】
本実施例によれば、吸気チャンバ部２６側、即ち真空側の圧力が高い場合はノズル部２３と可動ディフューザ部２９の間隔が広くなるために排気速度を大きくすることができ、真空側が低圧になるに従って可動ディフューザ部２９は弾性体の膨張により図面左方向に押出され移動することによって、ノズル部２３と可動ディフューザ部２９の間隔は次第に狭くなり、優れた最終到達真空度を得ることができる。即ち、最終到達真空度を犠牲にすることなく、排気速度が最適となるところでエジェクタ２０を運転できる。
【実施例３】
【００２５】
図５及び図６は本発明に係るエジェクタの他の構成例を示す断面図である。本エジェクタ３０は、ノズル部３３、ディフューザ部３４、該ノズル部３３とディフューザ部３４の間に形成された吸気チャンバ部３６を具備する点は、図３及び図４のエジェクタ２０と同一であるが、ディフューザ部３４の先端部外周に円環状のブラケット３９を設け、ブラケット３９の内周側に径方向に伸縮する円環状の弾性体３８を取付けている点が異なる。そして高圧の駆動流体１０１をエジェクタ本体３１の駆動流体入口３２より供給することにより、該高圧の駆動流体１０１は、ノズル部３３で圧力エネルギーを運動エネルギーに変換して流速を増し、ディフューザ部３４に向かって噴出し、その際吸気チャンバ部３６は負圧となり、真空吸気ポート３７により気体を吸い込んで真空吸気１０２を行ない、駆動流体１０１と共に駆動流体出口３５により排出流体１０３として排出されることを利用して、真空ポンプとして機能させる。
【００２６】
上記のようにディフューザ部３４の先端部外周に径方向に伸縮する円環状の弾性体３８を設けたことにより、弾性体３８（弾性体３８はディフューザ部３４の一部を構成する）とノズル部３３との間隔が吸気チャンバ部３６内の圧力により変化する。即ち、吸気チャンバ部３６の圧力が高い場合は図５に示すように、弾性体３８は収縮し、ノズル部３３と弾性体３８との間隔が大きくなり、逆に吸気チャンバ部３６が圧力が低い場合は図６に示すように弾性体３８の内径方向に伸びノズル部３３と弾性体３８との間隔が小さくなる。吸気チャンバ部３６、即ち真空側の圧力が高い場合はノズル部３３と弾性体３８との間隔が広くなるために排気速度が大きくなり、真空側が低圧になるに従って弾性体３８が内径方向に伸び、ノズル部３３と弾性体３８との間隔は次第に狭くなり、優れた最終到達真空度を得ることができる。即ち、最終到達真空度を犠牲にすることなく、排気速度が最適となるところでエジェクタ３０を運転できる。
【００２７】
なお、上記実施例では弾性体をディフューザ部側に設け、ノズル部の径及び位置を固定としているが、弾性体をノズル部側に設けても良い。弾性体内部空洞には、大気雰囲気中で該弾性体を膨張させないか又は低圧状態が保たれる程度の量の圧縮流体を封入する。また、弾性体の空洞の数や形状には特に制限は無く、多孔質体でもよい。
【００２８】
図８は本発明に係るエジェクタを使用する装置例として吸収冷凍機の構成例を示す図である。図において、６１は吸収器、６２は蒸発器、６３は再生器、６４は凝縮器、６５は溶液熱交換器、６６は溶液ポンプ、６７は冷媒ポンプである。冷媒を吸収した希溶液は、吸収器６１から溶液ポンプ６６により、溶液熱交換器６５の被加熱側を通り、再生器６３に導入される。再生器６３では加熱蒸気により加熱され、希溶液から冷媒が蒸発して濃縮された溶液が溶液熱交換器６５の加熱側を通り、吸収器６１に戻され、冷媒を吸収する。一方、蒸発した冷媒は凝縮器６４で冷却水により冷却されて凝縮され、蒸発器６２に入る。蒸発器６２では冷媒が冷媒ポンプ６７により循環されて蒸発し、その際蒸発熱を熱交換器７２を介して負荷側の冷水から奪い、冷水を冷却し、冷房に供する。
【００２９】
上記構成の吸収冷凍機は、吸収溶液にＬｉ塩水溶液等を用いる吸収冷凍機であり、冷凍機缶胴の鉄鋼材表面に四三酸化鉄ができる際、水素ガスが発生する。この水素ガスが、不凝縮ガスとして作用し、吸収器６１での吸収作用に悪影響を及ぼすと共に、各部伝熱を阻害して著しく冷凍能力を低下させるばかりではなく、機内の腐蝕発生原因となり故障を起す等の問題があった。そこで水素ガスを抽気する必要がある。
【００３０】
そこで吸収冷凍機の吸収器６１から水素ガスを、循環する吸収溶液によるエジェクタ６８で管７１を用いて抜出し、タンク６９に導入して気液分離し、水素ガスはタンク６９の上部に設けたパラジウムセル７０を通って機外に出ていく。このようにエジェクタ６８に本発明に係るエジェクタを使用することにより、効率良く水素ガスを抽気し、機外に排出できる。
【００３１】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例１）
【図３】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例２）
【図４】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例２）
【図５】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例３）
【図６】本発明に係るエジェクタの構成例を示す断面図である。（実施例３）
【図７】従来のエジェクタの構成例を示す断面図である。
【図８】エジェクタを使用する吸収冷凍機の構成例である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    エジェクタ
１１    エジェクタ本体
１２    駆動流体入口
１３    ノズル部
１４    ディフューザ部
１５    駆動流体出口
１６    吸気チャンバ部
１７    真空ポート
１８    弾性体
１９    ガイド部材
２０    エジェクタ
２１    エジェクタ本体
２２    駆動流体入口
２３    ノズル部
２４    ディフューザ部
２５    駆動流体出口
２６    吸気チャンバ部
２７    真空吸気ポート
２８    弾性体
２９    可動ディフューザ部
３０    エジェクタ
３１    エジェクタ本体
３２    駆動流体入口
３３    ノズル部
３４    ディフューザ部
３５    駆動流体出口
３６    吸気チャンバ部
３７    真空吸気ポート
３８    弾性体
３９    ブラケット
６１    吸収器
６２    蒸発器
６３    再生器
６４    凝縮器
６５    溶液熱交換器
６６    溶液ポンプ
６７    冷媒ポンプ
６８    エジェクタ
６９    タンク
７０    パラジウムセル
７１    管
７２    熱交換器
【図１】
2005307814.tif 000003
【図２】
2005307814.tif 000004
【図３】
2005307814.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005307814.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005307814.tif 000009
【図８】
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