(57)【要約】【課題】  比較的簡単な構成に基づき高効率で駆動し得る蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、蒸気エゼクタ６を用いて構成された冷水製造システムであって、蒸気エゼクタ６が、蒸気を噴出させるノズル部を複数有することを特徴としている。また、冷水製造システムを構成する蒸気エゼクタ６には、ノズル部から噴出される蒸気の噴出断面積の合計が「πｄ２／４」である場合において、蒸気の噴出直径が「ｄ／√Ｎ」であるノズル部が「Ｎ」本設けられている。【選択図】  図１
2007285175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を噴出させる噴出部を有する蒸気エゼクタであって、
前記噴出部が複数設けられている
ことを特徴とする蒸気エゼクタ。
【請求項２】
前記噴出部から噴出される蒸気の噴出断面積の合計が「πｄ２／４」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／√Ｎ」である噴出部が「Ｎ」本設けられている
請求項１に記載の蒸気エゼクタ。
【請求項３】
前記噴出部から噴出される蒸気の噴出周長の合計が「πｄ」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／Ｎ」である噴出部が「Ｎ」本設けられている
請求項１に記載の蒸気エゼクタ。
【請求項４】
蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムであって、
前記蒸気エゼクタが、請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気エゼクタである
ことを特徴とする蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気エゼクタ、および蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エネルギの有効利用を行うシステムについては、種々のシステムが提案されており、例えば、その一つとして、エンジンから排出される排ガスの保有熱を排ガスボイラにより回収するシステムが知られている。このシステムは、排ガスボイラにより生成された蒸気を冷暖房等に用いることによって、エネルギの有効利用を図っている。
【０００３】
排ガスボイラにて生成される蒸気を利用するシステムとしては、例えば、特許文献１に記載されたシステム（以下、「従来技術にかかるシステム」という。）がある。この従来技術にかかるシステムにおいては、エンジンにより発電機を作動させることで電力を得、エンジンから排出される排ガスを排ガスボイラへ送っている。そして、排ガスボイラにて生成された蒸気を蒸気エゼクタに通過させ、減圧蒸発缶から蒸気を得ると共に、これらの蒸気を蒸気利用設備へ送り、そこで得られた凝縮水をドレンタンクおよび軟水器を経由させて排ガスボイラに循環させている。
【０００４】
つまり、従来技術にかかるシステムにおいては、蒸気エゼクタを用いて、エネルギの有効利用が図られている。
【０００５】
また、従来技術にかかる蒸気エゼクタとしては、蒸気を噴出させるノズル部が一本設けられた構成のものが知られている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４９４３号公報
【非特許文献１】「新増補  真空」、株式会社化学工業社、昭和６０年６月１０日  新増補版発行、７８頁
【非特許文献２】「増補  流体輸送」、株式会社化学工業社、平成１１年４月２４日  増補版、６９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術にかかるシステムを構成する蒸気エゼクタにおいては、効率的に駆動させることが困難であるという問題があった。換言すれば、蒸気エゼクタは、非常にシンプルな構成であるため、現段階において改良の余地が少なく、「今以上に」効率的に駆動させることが困難であるという問題があった。つまり、従来技術から飛躍的に進歩し、高効率で駆動し得る蒸気エゼクタを新たに構成するのは、非常に困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、比較的簡単な構成に基づき高効率で駆動し得る蒸気エゼクタを提供することを課題とする。また、本発明は、この蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、蒸気を噴出させる噴出部を有する蒸気エゼクタであって、前記噴出部が複数設けられていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明にかかる蒸気エゼクタにおいては、前記噴出部から噴出される蒸気の噴出断面積の合計が「πｄ２／４」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／√Ｎ」である噴出部が「Ｎ」本設けられている構成が好ましい。
【００１１】
また、本発明にかかる蒸気エゼクタにおいては、前記噴出部から噴出される蒸気の噴出周長の合計が「πｄ」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／Ｎ」である噴出部が「Ｎ」本設けられている構成が好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムであって、前記蒸気エゼクタが、上述したいずれかの構成にかかる蒸気エゼクタであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、比較的簡単な構成に基づき高効率で駆動し得る蒸気エゼクタを得ることができる。また、本発明によれば、この蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
まず、本実施形態の第一態様にかかる蒸気エゼクタは、蒸気を噴出させるノズル部（本発明の「噴出部」に相当）を有する蒸気エゼクタであって、ノズル部（噴出部）が複数設けられていることを特徴としている。なお、それぞれのノズル部（噴出部）には、適宜、蒸気供給ラインが接続されており、蒸気供給ライン上には、ノズル部（噴出部）から噴出させる蒸気量（蒸気圧力）を調整するための圧力調整器が設けられていることが好ましい。本実施形態のように、蒸気エゼクタ内に複数のノズル部（噴出部）が設けられる場合には、それぞれのノズル部（噴出部）の上流側に別個独立の圧力調整器を設けてもよいし、また、それぞれのノズル部（噴出部）に連動した圧力調整器を設けてもよい。例えば、蒸気エゼクタ内に二つのノズル部（噴出部）を有する場合には、蒸気供給ライン（後述する、第一副蒸気供給ライン）上に減圧弁を設け、この減圧弁の下流側に、それぞれのノズル部に連通する蒸気供給ラインを設け（つまり、第一副蒸気供給ラインと、この第一副蒸気供給ラインから分岐した一つのバイパスラインとを設け）、それぞれのノズル部に連通する各蒸気供給ライン上に電磁弁を設けるべく構成してもよい。つまり、蒸気供給ライン（第一副蒸気供給ライン）上に設けられた減圧弁と、その下流側における二つの蒸気供給ライン上にそれぞれ設けられた電磁弁とを用いて、圧力調整器を構成してもよい。
【００１６】
また、本実施形態の第二態様にかかる蒸気エゼクタは、第一態様にて、ノズル部（噴出部）から噴出される蒸気の噴出断面積の合計が「πｄ２／４」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／√Ｎ」であるノズル部（噴出部）が「Ｎ」本設けられている。
【００１７】
この第二態様にかかる蒸気エゼクタであれば、蒸気エゼクタの効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることができる。具体的には、駆動蒸気量（蒸気の噴出断面積に比例する）が同一であるという条件の下、この第二態様にかかる条件を満たした複数のノズル部（噴出部）を有する蒸気エゼクタであれば、一つのノズル部（噴出部）を有する蒸気エゼクタ（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）よりも、蒸気の噴出周長の合計を高めることが可能となる。したがって、この第二態様にかかる蒸気エゼクタによれば、蒸気の噴出周長の長さに起因して吸引蒸気量（Ｇ２）を向上させ、蒸気エゼクタの質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能となる。
【００１８】
また、本実施形態の第三態様にかかる蒸気エゼクタは、第一態様にて、ノズル部（噴出部）から噴出される蒸気の噴出周長の合計が「πｄ」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／Ｎ」であるノズル部（噴出部）が「Ｎ」本設けられている。
【００１９】
この第三態様にかかる蒸気エゼクタであれば、蒸気エゼクタの効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることができる。具体的には、蒸気の噴出周長が同一であるという条件の下、この第三態様にかかる条件を満たした複数のノズル部（噴出部）を有する蒸気エゼクタであれば、一つのノズル部（噴出部）を有する蒸気エゼクタ（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）よりも、蒸気の噴出断面積（の合計）を低減することが可能となる。したがって、この第三態様にかかる蒸気エゼクタによれば、蒸気の噴出断面積に起因して駆動蒸気量（Ｇ１）を低減させ、蒸気エゼクタの質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能となる。
【００２０】
さらに、本実施形態の第四態様にかかる冷水製造システムは、蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムであって、蒸気エゼクタが、上述した第一態様乃至第三態様の蒸気エゼクタであることを特徴としている。
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施例にかかる冷水製造システムについて説明する。
【００２２】
なお、以下の実施例においては、後述すべく、蒸気エゼクタを用いて構成されるシステムとして「冷水製造システム（冷水製造装置）」を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、本発明にかかる蒸気エゼクタ（エネルギを有効利用可能な蒸気エゼクタ）を用いて構成されるシステムは、冷水製造システムに限定されるものではなく、例えば、真空解凍システム（真空解凍機）、真空冷却システム（真空冷却機）、蒸煮冷却システム（蒸煮冷却機）等、被減圧部（例えば、真空冷却塔）内を減圧するために蒸気エゼクタを用いて構成されるシステムであれば、どのようなシステムであってもよく、いずれのシステムも本発明の技術的範囲に属する。
【００２３】
また、後述する実施例に示された冷水製造システムは、本発明にかかる蒸気エゼクタを用いて構成された、エネルギを有効利用可能なシステムの一例を示すものであって、有効利用するエネルギとしてエンジン（エネルギ源）にて生成されるエネルギを用いる例を示している。より具体的には、このエンジンからの排ガスを排ガスボイラにて回収して蒸気を生成し、この排ガスおよび蒸気を有効に利用可能なシステムの例を示している。しかし、当然のことながら、本発明はこの構成に限定されず、本発明にかかる蒸気エゼクタを用いて、他のエネルギ源にて生成されたエネルギを有効利用すべく構成されたシステムであっても本発明の技術的範囲に属する。
【００２４】
図１は、本発明の実施例にかかる蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムの概略図を示したものである。この図１に示された冷水製造システムは、上述したように、本発明にかかる蒸気エゼクタを用いて構成されたエネルギを有効利用可能なシステムの一例を示すものである。
【００２５】
この図１に示すように、本実施例にかかる冷水製造システム（エネルギの有効利用システム）は、エンジン１、このエンジン１の排ガスを利用して蒸気を作り出す蒸気生成部の具体例としての排ガスボイラ２、この排ガスボイラ２から蒸気使用箇所（図示省略）へ蒸気を供給する主蒸気供給ライン３、この主蒸気供給ライン３とは別個の第一副蒸気供給ライン４、この第一副蒸気供給ライン４から分岐した第二副蒸気供給ライン５、第一副蒸気供給ライン４の下流側に設けられた蒸気エゼクタ６、この蒸気エゼクタ６に接続された被減圧部の具体例としての真空式冷却塔７、蒸気エゼクタ６を通過した蒸気を凝縮させる凝縮器８、この凝縮器８内を減圧する減圧手段の具体例としての水封式真空ポンプ９、凝縮器８から凝縮水８ａを排出する凝縮水排出手段の具体例としての排出ポンプ１０、および凝縮器８との間で熱交換を行う冷却塔１１等を用いて構成されている。
【００２６】
エンジン１は、例えば、発電機（図示省略）を作動させると共に、エンジン１作動時に排出される排ガスを排ガスボイラ２へ送るべく構成されている。つまり、エンジン１は、メインとなる機能（ここでは「発電機を作動させる」という機能）を発揮することに加えて、その際に発生する排ガスを有効利用すべく、排ガスボイラ２と接続されている。
【００２７】
排ガスボイラ２は、蒸気生成部に相当するものであって、エンジン１からの排ガスを利用して蒸気を生成する。本実施例にかかる排ガスボイラ２には、生成された蒸気を使用する箇所に供給する主蒸気供給ライン３と、余剰蒸気を蒸気エゼクタ６に供給する第一副蒸気供給ライン４とが接続されており、さらに第一副蒸気供給ライン４から分岐して第二副蒸気供給ライン５が設けられている。第一副蒸気供給ライン４には、蒸気エゼクタ６へ供給される駆動蒸気圧力を制御するために、モータバルブ１６が設けられている。また、この排ガスボイラ２へは、例えば、後述する凝縮器８からの補給水（凝縮水８ａ）と、軟水器（図示省略）や脱気装置（図示省略）を経由した脱気された軟水とを合流させたものが給水として送られる。
【００２８】
真空式冷却塔７は、被減圧部に相当し、処理水供給ライン１２を介して、真空式冷却塔７の本体内部へ処理水が供給されるべく構成されている。そして、このようにして供給された処理水が本体の上方位置に設けられた処理水散布部７Ａから散布されると、処理水は蒸発潜熱を奪われて冷水７ａとなる。このようにして得られた冷水７ａは、冷水送水ポンプ１３を用いて、冷水使用箇所（あるいは冷水貯留箇所）に送られて、適宜利用されることとなる。
【００２９】
凝縮器８としては、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換機が用いられる。シェルアンドチューブ式熱交換機は、蒸気を導入可能な複数のチューブが所定間隔を有して立設されており、冷却塔１１から供給される冷却用の水が冷却水ライン１４から供給されて、この冷却水がチューブの外側に接触することにより、蒸気と冷却水とが間接的に熱交換を行うように構成されている。冷却用の水は、蒸気との間で熱交換を行った後に、冷却塔１１に戻され、冷却塔１１で冷却されて、再び凝縮器８（シェルアンドチューブ式熱交換機）へ循環される。
【００３０】
水封式真空ポンプ９は、減圧手段に相当するもので、凝縮器８内を減圧状態にすることによって、蒸気エゼクタ６からの蒸気を積極的に凝縮器８内へ導入すると共に、非凝縮性ガスである空気を排出する役割を有している。この水封式真空ポンプ９は、凝縮水８ａを吸い込んで排出するのを防止するために、凝縮器８内における凝縮水８ａの貯留水位より上方位置に接続されている。また、この水封式真空ポンプ９と凝縮器８との接続箇所は、凝縮器８と蒸気エゼクタ６との接続箇所から可能な限り離れた位置に設けられている。これは、凝縮器８内へ導入された凝縮前の蒸気を排出しにくくするためである。さらに、水封式真空ポンプ９は、封水の温度を調整することによって真空ポンプの処理能力を制御することができる。
【００３１】
排出ポンプ１０は、凝縮器８内の凝縮水８ａを排出するための凝縮水排出手段に相当する。そして、この排出ポンプ１０は、必要に応じて、水封式真空ポンプ９により減圧状態となった凝縮器８内の凝縮水８ａを排出すべく機能する。この排出ポンプ１０にて凝縮器８内から排出された凝縮水８ａは、例えば、所定の貯留タンク（図示省略）等に貯留された後、排ガスボイラ２や冷却塔１１等に供給されて循環利用される。
【００３２】
冷却塔１１としては、一般的に公知である開放式の冷却塔を例示している。この冷却塔１１は、上部に開口部を有し下部に貯留槽を有する本体と、この本体内に気流を発生させるために開口部に設けられたファン１１Ａと、本体内に冷却水を散布させる散布部１１Ｂ等とを用いて構成されている。冷却水は、ファン１１Ａの下方位置に設けられた散布部１１Ｂから散布され、散布された冷却水は、ファン１１Ａによる気流と接触することによって冷却される。冷却水は、本体下部の貯留槽に貯留された後、冷却水ライン１４を介して凝縮器８内を経由し、再び冷却塔１１へ戻る。戻った冷却水は、凝縮器８内での熱交換により熱を保有しているが、この熱は、冷却塔１１内で散布されることによって一部は蒸発して開口部から大気へ放出される。
【００３３】
排ガスボイラ２により生成された蒸気の一部は、第一副蒸気供給ライン４を介して蒸気エゼクタ６に導入され、この蒸気は蒸気エゼクタ６を通過した後、凝縮器８内へ導かれる。このように、第一副蒸気供給ライン４から蒸気エゼクタ６に蒸気が導入される際には、蒸気エゼクタ６内のノズル部から蒸気が噴出されることとなり、この蒸気の噴出エネルギによって、蒸気エゼクタ６に接続された蒸気吸引ライン１５を介して、真空式冷却塔７内が減圧される。また、蒸気エゼクタ６内における蒸気の噴出エネルギに起因する減圧作用により、真空式冷却塔７内の蒸気は吸引され、蒸気エゼクタ６内で混合し、これらの蒸気は、蒸気エゼクタ６を介して凝縮器８側に供給される。凝縮器８内は、水封式真空ポンプ９により非凝縮性ガスである空気が排出されるので、凝縮器８内の凝縮水８ａには空気が溶存せず、これにより凝縮水８ａは脱気されたものになる。また、蒸気エゼクタ６から凝縮器８側へ放出された蒸気は、冷却塔１１から凝縮器８へ導入される冷却水との間で熱交換を行うことによって凝縮され、凝縮水８ａとして凝縮器８内に貯留される。このようにして得られた凝縮水８ａは、排ガスボイラ２および真空式冷却塔７からの不純物のない蒸気が凝縮されたものであり、非凝縮性ガスである空気を含んでいない。つまり、この凝縮水８ａは脱気された純水であるため、必要に応じて、補給水として排ガスボイラ２や冷却塔１１に対してそれぞれ供給され、エネルギの有効利用が図られることとなる。
【００３４】
以上のように、凝縮水８ａを排ガスボイラ２に補給水として用いると、この凝縮水８ａは純水であるから、濃縮水の排水量（ブロー量）を低減することが可能になると共に、カルシウム、マグネシウム等の硬度分がないのでスケール付着を抑制することができる。また、純水であることから、排ガスボイラ２を構成する水管等の腐食因子である硫酸イオン、塩化物イオンがなく、しかも脱気されているので、水管等の腐食の発生を抑制することができる。さらに、凝縮水８ａは温水であるため、給水予熱のためのエネルギを抑えることができる。
【００３５】
また、この凝縮水８ａを冷却塔１１に対する補給水として用いた場合は、凝縮水８ａ中には硬度分が含まれていないため、藻類、スライム、レジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。さらに、凝縮水８ａは純水なので、循環水の濃縮を低減でき、濃縮水の排水量（ブロー量）を低減することができる。また、硫酸イオン、塩化物イオンがないため、腐食の発生を抑制することができる。
【００３６】
図２は、本実施例にかかる冷水製造システムを構成する蒸気エゼクタ６の一例を示す概略図である。また、図３は、図２における蒸気エゼクタ６を構成するノズル部の破断拡大図を示している。
【００３７】
図２に示すように、本実施例にかかる蒸気エゼクタ６は、上方位置において、第一副蒸気供給ライン４および蒸気吸引ライン１５が接続されており、下方位置において、凝縮器８が接続されている。本実施例によれば、先にも説明した通り、排ガスボイラ２により生成された蒸気の一部が、この第一副蒸気供給ライン４を介して蒸気エゼクタ６に導入され、この蒸気によって蒸気吸引ライン１５を介して、真空式冷却塔７（図１参照）内が減され、蒸気エゼクタ６を通過した蒸気は、凝縮器８内へ導かれることとなる。
【００３８】
図３は、蒸気エゼクタ６を構成するノズル部の概略図を示したものであり、本実施例においては、四本のノズル部６１を有する場合について説明する。この図３においては、図面の複雑化を避けるために、部分断面図として、二本のノズル部６１のみを示している。
【００３９】
この図３に示すように、第一副蒸気供給ライン４から蒸気エゼクタ６に蒸気が導入される際には、蒸気エゼクタ６内の各ノズル部６１から蒸気Ｓ４０が噴出されることとなり、この蒸気Ｓ４０の噴出エネルギによって、蒸気エゼクタ６に接続された蒸気吸引ライン１５を介して、真空式冷却塔７内が減圧される。また、蒸気エゼクタ６内における蒸気Ｓ４０の噴出エネルギに起因する減圧作用により、真空式冷却塔７内の蒸気は吸引され、この吸引された蒸気は蒸気Ｓ４０と蒸気エゼクタ６内で混合し、これらの混合された蒸気は、蒸気エゼクタ６を介して凝縮器８側に供給される。蒸気エゼクタ６から凝縮器８側へ放出された蒸気（混合蒸気）は、冷却塔１１（図１参照）から凝縮器８へ導入される冷却水との間で熱交換を行うことによって凝縮され、凝縮水８ａとして凝縮器８内に貯留される。
【００４０】
さて、図３に示したように、本実施例にかかる蒸気エゼクタ６は、四本のノズル部６１を有することを特徴としている。これまで従来技術として知られている蒸気エゼクタ内に設けられているノズル部は一本である。しかしながら、本件の発明者らは、本実施例に示すべく、噴出蒸気量を同一にした場合において、一本のノズル部のみで蒸気エゼクタを構成するよりも、複数本のノズル部で蒸気エゼクタを構成する方が、エネルギをより効率的に利用可能であることに想到した。
【００４１】
図４は、蒸気エゼクタを構成するノズル部から噴出される蒸気の断面図を示したものである。図４（ａ）は、一本のノズル部から蒸気Ｓを噴出させた場合の断面図（従来技術）を示し、図４（ｂ）は、三本のノズル部から蒸気Ｓ３０を噴出させた場合の断面図を示し、図４（ｃ）は、四本のノズル部から蒸気Ｓ４０を噴出させた場合の断面図を示している。ここで、図４（ａ）は従来技術を示し、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、本発明にかかる技術を示している。図４（ｃ）は、図３を用いて説明した本実施例にかかるノズル部６１から噴出された蒸気Ｓ４０の断面図を示している。
【００４２】
ノズル部から噴出される蒸気による吸引力は、その蒸気の断面積と噴流長さとの積で表される。したがって、噴流長さを同じとすれば、その吸引力は、蒸気の断面積（噴出断面積）で表現することが可能となる。また、一般に、ノズル部から噴出される蒸気によって吸引される蒸気量（本実施例においては、蒸気吸引ライン１５を介して、真空式冷却塔７内から吸引される蒸気量）は、ノズル部からの噴出蒸気量が多いほどその吸引蒸気量も多くなると考えられている。よって、従来技術においては、吸引蒸気量を高めるべく蒸気エゼクタの設計を行う際には、ノズル部から噴出される蒸気量を増加させるように、単にノズル部から噴出される蒸気断面積を増加させている。
【００４３】
しかしながら、本件発明者らは、種々の実験および考察等の結果、吸引される蒸気量は、単にノズル部から噴出される蒸気量（噴出断面積）に起因するのではなく、ノズル部から噴出される蒸気の周長（噴出周長）と蒸気の噴流長さの積に比例することに想到した。つまり、ノズル部から噴出される蒸気量が同一であっても（つまり噴出断面積が同一であっても）、ノズル部から噴出されている蒸気の周長（噴出周長）の違いによって、吸引される蒸気量も変化することに想到した。この点について、図４等を用いて説明する。なお、特に説明しない場合には、いずれも、蒸気の噴流長さは同一とする。
【００４４】
図４（ａ）は、上述したように、一本のノズル部から蒸気Ｓを噴出させた場合の断面図（従来技術）を示しており、この蒸気Ｓの噴出直径は「ｄ」である。そして、蒸気Ｓの噴出断面積は「πｄ２／４」であり、蒸気Ｓの噴出周長は「πｄ」である。本件発明者らの想到した技術的思想によれば、この図４（ａ）に示された蒸気Ｓによって吸引される蒸気は、蒸気Ｓの噴出周長「πｄ」に比例することとなる。
【００４５】
一方、図４（ｂ）は、本発明の一実施例を示し、三本のノズル部から蒸気Ｓ３０を噴出させた場合の断面図を示しており、一つの蒸気Ｓ３０の噴出直径は「ｄ／√３」である。そして、三つの蒸気Ｓ３０の噴出断面積の合計は「πｄ２／４」であり、三つの蒸気Ｓ３０の噴出周長の合計は「√３πｄ」である。本件発明者らの想到した技術的思想によれば、この図４（ｂ）に示された三つの蒸気Ｓ３０によって吸引される蒸気は、蒸気Ｓ３０の噴出周長の合計「√３πｄ」に比例することとなる。
【００４６】
図４（ｂ）に示した実施例と、図４（ａ）に示した従来技術とを比較すると、蒸気の噴出断面積は、それぞれ同一（「πｄ２／４」）である。しかしながら、蒸気の噴出周長（の合計）は、図４（ｂ）の方が「√３πｄ」であるのに対して、図４（ａ）の方は「πｄ」である。
【００４７】
先にも説明したように、本件発明者らは、蒸気エゼクタ６を構成するノズル部から噴出される蒸気によって吸引される蒸気量（蒸気吸引ライン１５を介して吸引される蒸気量）は、ノズル部から噴出される蒸気の噴出周長と蒸気の噴流長さの積に比例することに想到した。本実施例（図４（ｂ））と従来技術（図４（ａ））とを比較した場合、従来技術よりも本実施例の方が、蒸気の噴出周長が「√３」倍長いので、蒸気エゼクタ６を駆動させるための駆動蒸気量が同一であっても、この噴出周長分だけ、本実施例の方が多くの蒸気を吸引可能となる。つまり、本実施例（図４（ｂ））によれば、従来（図４（ａ））と同様の駆動蒸気量であっても、蒸気エゼクタ６の効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能となる。
【００４８】
また、図４（ｃ）も、本発明の一実施例を示し（図３参照）、四本のノズル部６１から蒸気Ｓ４０を噴出させた場合の断面図を示しており、一つの蒸気Ｓ４０の噴出直径は「ｄ／２（＝ｄ／√４）」である。そして、四つの蒸気Ｓ４０の噴出断面積の合計は「πｄ２／４」であり、四つの蒸気Ｓ４０の噴出周長の合計は「２πｄ（＝√４πｄ）」である。本件発明者らの想到した技術的思想によれば、この図４（ｃ）に示された四つの蒸気Ｓ４０によって吸引される蒸気は、蒸気Ｓ４０の噴出周長の合計「２πｄ（＝√４πｄ）」に比例することとなる。
【００４９】
図４（ｃ）に示した実施例と、図４（ａ）に示した従来技術とを比較すると、蒸気の噴出断面積は、それぞれ同一（「πｄ２／４」）である。しかしながら、蒸気の噴出周長（の合計）は、図４（ｃ）の方が「２πｄ（＝√４πｄ）」であるのに対して、図４（ａ）の方は「πｄ」である。
【００５０】
先にも説明したように、本件発明者らは、蒸気エゼクタ６を構成するノズル部から噴出される蒸気によって吸引される蒸気量（蒸気吸引ライン１５を介して吸引される蒸気量）は、ノズル部から噴出される蒸気の噴出周長と蒸気の噴流長さの積に比例することに想到した。本実施例（図４（ｃ））と従来技術（図４（ａ））とを比較した場合、従来技術よりも本実施例の方が、蒸気の噴出周長が「２（＝√４）」倍長いので、蒸気エゼクタ６を駆動させるための駆動蒸気量が同一であっても、この噴出周長分だけ、本実施例の方が多くの蒸気を吸引可能となる。つまり、本実施例（図４（ｃ））によれば、従来（図４（ａ））と同様の駆動蒸気量であっても、蒸気エゼクタ６の効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能となる。
【００５１】
以上説明したように、本件発明者らは、蒸気エゼクタ６を構成するノズル部から噴出される蒸気によって吸引される蒸気量が、ノズル部から噴出される蒸気の噴出周長と蒸気の噴流長さの積に比例することに想到した。そして、この技術的思想に基づき、駆動蒸気量が同一の場合であっても、蒸気の噴出周長を大きくすることによって、蒸気エゼクタ６の効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能であることが明らかとなった。すなわち、本実施例によれば、この技術的思想に基づき、駆動蒸気量が同一であるという条件の下、ノズル部を複数設けることによって（蒸気の噴出周長を大きくすることによって）、蒸気吸引ライン１５を介して吸引される蒸気量（吸引蒸気量Ｇ２）を高めて、蒸気エゼクタ６の効率（質量流量比（Ｇ２／Ｇ１））を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、蒸気エゼクタ６を構成するノズル部から噴出される蒸気（駆動蒸気量）の基準が、図４（ａ）に示すように、噴出直径が「ｄ」である蒸気Ｓである場合、本実施例にかかる蒸気エゼクタ６は、「ｄ／√Ｎ」の噴出直径を形成可能なノズル部をＮ本備えた構成となる（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。つまり、本実施例によれば、ノズル部から噴出される蒸気の噴出断面積の合計が「πｄ２／４」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／√Ｎ」であるノズル部が「Ｎ」本設けられる構成とすることが好ましい。
【００５３】
次に、本実施例の効果を具体的なデータに基づき説明する。図５は、ノズル部の本数による質量流量比（Ｇ２／Ｇ１）の違いを示す表であり、図６は、ノズル部の本数による質量流量比（Ｇ２／Ｇ１）の違いを示すグラフ（つまり、図５をグラフ化したもの）である。図６において、「◇」で示したグラフがノズル部の本数が「１本」の場合を示し、「□」で示したグラフがノズル部の本数が「３本」の場合を示している。また、当然のことながら、ノズル部の本数が一本の場合の蒸気噴出断面積と、ノズル部の本数が三本の場合の蒸気噴出断面積（三つの蒸気における蒸気噴出断面積の合計）とは、同様の値に調整されている。
【００５４】
さて、図５および図６に示した「Ｐｍａｘ−Ｐｏ」は、昇圧圧力を示している。ここで、Ｐｍａｘは蒸気エゼクタから凝縮器に対して放射される蒸気の最高放射圧力、Ｐｏは真空式冷却塔７内の圧力である。最高放射圧力Ｐｍａｘは、凝縮器内部の蒸気側圧力（Ｐｏｕｔ）の実測値あるいは予測値に５Ｔｏｒｒ程度の余裕をみて定められ、この最高放射圧力Ｐｍａｘの値に応じて、第一副蒸気供給ラインにて必要な必要駆動蒸気圧力（Ｐｇ）が明らかとなる。また、質量流量比（Ｇ２／Ｇ１）は、吸引蒸気量Ｇ２と駆動蒸気量Ｇ１との比を示したものであり、この質量流量比の値が大きいほど、蒸気エゼクタおよび冷水製造システムとしての性能が優れていることとなる。
【００５５】
本実施例によれば、これらの図５および図６から明らかなように、ノズル部（噴出部）の数が三つの場合の方が、質量流量比（Ｇ２／Ｇ１）が１０％以上向上している。つまり、この結果から、従来技術（噴出部が一つ）と本件発明（噴出部が複数）との対比において、本件発明の方が、蒸気エゼクタとしての性能が高く、延いては、本件発明にかかる蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムは、高い冷水製造能力を有することが明らかである。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５７】
例えば、上記実施例においては、駆動蒸気量Ｇ１（蒸気噴出断面積に起因する）を同一とした状態において、ノズル部を複数設け、これによって吸引蒸気量Ｇ２を高めて、蒸気エゼクタの効率（質量流量比（Ｇ２／Ｇ１））を向上させる構成について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。
【００５８】
したがって、例えば、本発明の技術的思想に基づき、吸引蒸気量Ｇ２（蒸気噴出周長に金する）を同一と状態において、ノズル部を複数設け、これによって駆動蒸気量Ｇ１（蒸気噴出断面積）を低減させて、蒸気エゼクタの効率（質量流量比（Ｇ２／Ｇ１））を向上させる構成としてもよい。
【００５９】
すなわち、ノズル部から噴出される蒸気の噴出周長の合計が「πｄ」である場合、蒸気の噴出直径が「ｄ／Ｎ」であるノズル部が「Ｎ」本設けられている構成としてもよい。このような構成にかかる蒸気エゼクタであれば、蒸気エゼクタの効率を示す質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることができる。つまり、蒸気の噴出周長が同一であるという条件の下、上記条件を満たした複数のノズル部を有する蒸気エゼクタであれば、一つのノズル部を有する蒸気エゼクタよりも、蒸気の噴出断面積（の合計）を低減することが可能となる。したがって、このように構成された蒸気エゼクタによれば、蒸気の噴出断面積に起因して駆動蒸気量（Ｇ１）を低減させ、蒸気エゼクタの質量流量比（Ｇ２／Ｇ１（＝吸引蒸気量／駆動蒸気量））を高めることが可能となる。
【００６０】
また、上記実施例においては、図３に示したように、それぞれのノズル部６１から蒸気Ｓ４０が略平行に噴出される場合について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。したがって、例えば、ノズル部を内側に傾けて設けてもよい。複数のノズル部（噴出部）を設けると、その数が多くなれば多くなるほど、ノズル部から噴出される蒸気と蒸気エゼクタ内壁面との距離が短くなるため、摩擦損失が大きくなり、蒸気エゼクタの性能が低下する。しかしながら、上記のように、ノズル部を内側に傾けて設ければ、各ノズル部からの蒸気は、蒸気エゼクタ内壁面近傍から離れ、蒸気エゼクタ中心部に向かって噴出されることとなるため、摩擦損失を低減させて、蒸気エゼクタの性能低下を防止することができる。
【００６１】
さらに、上記実施例においては、複数のノズル部を設け、それぞれのノズル部に一つの噴出口（蒸気が噴出される開口部）が設けられる構成について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。したがって、例えば、一つのノズル部に複数の噴出口（本発明の「噴出部」に相当）が設けられた構成であってもよい。すなわち、本発明においては、一つの噴出口を有するノズル部が複数設けられても、複数の噴出口を有するノズル部が一つあるいは複数設けられてもよく、いずれにしても蒸気を噴出させる「噴出部」を複数有する構成であればよい。
【００６２】
また、上記実施例においては、ノズル部６１の上流側には、ノズル部６１に蒸気を供給する際の圧力調整器として、第一副蒸気供給ライン上に、一つのモータバルブ１６（無段階制御可能なモータバルブ）を設ける場合について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。したがって、例えば、本発明に示すべく蒸気エゼクタ内に複数のノズル部が設けられている場合には、それぞれのノズル部の上流側に別個独立の圧力調整器を設けてもよいし、また、それぞれのノズル部に連動した圧力調整器を設けてもよい。例えば、蒸気エゼクタ内に二つのノズル部を有する場合には、第一副蒸気供給ライン上に減圧弁を設け、この減圧弁の下流側に、それぞれのノズル部に連通する蒸気供給ラインを設け（つまり、第一副蒸気供給ラインと、この第一副蒸気供給ラインから分岐した一つのバイパスラインとを設け）、それぞれのノズル部に連通する各蒸気供給ライン上に電磁弁を設けるべく構成してもよい。つまり、第一副蒸気供給ライン上に設けられた減圧弁と、その下流側における二つの蒸気供給ライン上にそれぞれ設けられた電磁弁とを用いて、圧力調整器を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例にかかる蒸気エゼクタを用いて構成された冷水製造システムの概略図を示したものである。
【図２】本実施例にかかる冷水製造システムを構成する蒸気エゼクタ６の一例を示す概略図である。
【図３】図２における蒸気エゼクタを構成するノズル部の破断拡大図である。
【図４】蒸気エゼクタを構成するノズル部から噴出される蒸気の断面図を示したものである。図４（ａ）は、一本のノズル部から蒸気を噴出させた場合の断面図（従来技術）を示し、図４（ｂ）は、三本のノズル部から蒸気を噴出させた場合の断面図（本発明の一実施例）を示し、図４（ｃ）は、四本のノズル部から蒸気を噴出させた場合の断面図（本発明の一実施例）を示している。
【図５】ノズル部の本数による質量流量比の違いを示す表である。
【図６】ノズル部の本数による質量流量比の違いを示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１    エンジン
２    排ガスボイラ
３    主蒸気供給ライン
４    第一副蒸気供給ライン
５    第二副蒸気供給ライン
６    蒸気エゼクタ
７    真空式冷却塔
７Ａ    処理水散布部
７ａ    冷水
８    凝縮器
８ａ    凝縮水
９    水封式真空ポンプ
１０    排出ポンプ
１１    冷却塔
１１Ａ    ファン
１１Ｂ    散布部
１２    処理水供給ライン
１３    冷水送水ポンプ
１４    冷却水ライン
１５    蒸気吸引ライン
１６    モータバルブ
６１    ノズル部
Ｓ      蒸気（一本のノズル部を有する蒸気エゼクタから噴出される蒸気）
Ｓ３０  蒸気（三本のノズル部を有する蒸気エゼクタの一つのノズル部から噴出される蒸気）
Ｓ４０  蒸気（四本のノズル部を有する蒸気エゼクタの一つのノズル部から噴出される蒸気）
【図１】
2007285175.tif 000003
【図２】
2007285175.tif 000004
【図３】
2007285175.tif 000005
【図４】
2007285175.tif 000006
【図５】
2007285175.tif 000007
【図６】
2007285175.tif 000008