JP2001012400A - 蒸気エゼクタ装置 - Google Patents

蒸気エゼクタ装置

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JP2001012400A
JP2001012400A JP11186464A JP18646499A JP2001012400A JP 2001012400 A JP2001012400 A JP 2001012400A JP 11186464 A JP11186464 A JP 11186464A JP 18646499 A JP18646499 A JP 18646499A JP 2001012400 A JP2001012400 A JP 2001012400A
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JP
Japan
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steam
diffuser
mixed
cooling water
water
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JP11186464A
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English (en)
Inventor
Masaru Hongo
賢 本郷
Takeshi Sakamoto
武史 坂本
Koji Takada
康治 高田
Atsushi Matsumura
篤志 松村
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Sanken Setsubi Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sanken Setsubi Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合蒸気を速やかに凝縮して効率よく凝縮水
を得る蒸気エゼクタ装置の開発。 【解決手段】 吸引室10において、駆動蒸気52と吸
引蒸気54とを混合して混合蒸気50とし、ディフュー
ザ20を介して混合蒸気を凝縮器30に導き凝縮水60
を得る蒸気エゼクタであって、ディフューザの喉部24
以降を占める拡張部25(ディフューザ後部)の噴霧箇
所28において冷却水32をディフューザ内に直接噴霧
して混合蒸気を冷却し、高効率(熱効率25%程度向
上)に凝縮水60を得る装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気エゼクタに係
わり、殊に、蒸気エゼクタの要部となるディフューザの
拡大部(流体の流路断面積が徐々に拡大する喉部を過ぎ
たディフューザの後部)に、冷却水を直接噴霧すること
が可能な手段を設けて、極めて効率の高い、改良された
蒸気エゼクタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術においては、混合蒸気、即ち駆
動蒸気(第1蒸気)と吸引蒸気(第2蒸気、二次蒸気と
も言う。混合前の状態において二次蒸気は排出されるべ
き水蒸気であり、立場・相対位置から「排出蒸気」と呼
ばれることもある。)との混合物を凝縮する際には、凝
縮器内において冷却水を噴霧するかまたは凝縮器の容器
内部若しくは容器壁に冷却管を取り付けて熱交換するか
の手段が採られていた。いずれにしても、混合蒸気を凝
縮して水に変える効率は、さほど高くなかった。
【0003】製氷手段を備えた氷蓄熱装置は従来からよ
く知られているが、この装置は、水及び/又は氷等を貯
蔵して熱を蓄える氷蓄熱槽と、前記氷蓄熱槽内を減圧す
ることによって発生する水蒸気を排気する排気手段とを
備える必要がある。そして、二次蒸気は、駆動蒸気を用
いて(駆動蒸気による吸引作用を利用して)排出(吸
引)することになる。駆動蒸気と二次蒸気は混合され、
混合蒸気として凝縮され凝縮水となる。
【0004】図3を参照して、この従来技術を説明す
る。
【0005】吸引室10において、駆動蒸気52と吸引
蒸気54(製氷室等で生じた水蒸気で排気の必要がある
もの)とを混合して混合蒸気50とし、ディフューザ2
0を介して混合蒸気を凝縮器30に導き凝縮水60を得
る蒸気エゼクタである。凝縮器は冷却水32を用いて、
凝縮器内で冷却水を噴射・噴霧することにより混合蒸気
を冷却することが従来技術では知られている。同様に、
冷却水を回流するジャケットを設けて熱交換手段により
混合蒸気を凝縮できる。この手段も公知である。
【0006】ここに、図面は蒸気エゼクタの要部を示す
もので、全体を開示したものではない。駆動蒸気を生成
する生成器、製氷器に直結する排気手段(吸気手段)、
凝縮と再生の手段等は、公知技術であることから省略し
てある。
【0007】なお、本発明者が、既に発明をして特許出
願した関連技術として、凝縮器はそのままに保ったうえ
で、ディフューザの特定部分において、外側を取り囲む
ようにジャケットを設置し、該ジャケットの内部に冷却
水を回流させるようにして、混合蒸気の凝縮作用を効率
化した改良発明がある。
【0008】
【従来技術の問題点】従来技術のディフューザに格別の
措置を施していない場合、ディフューザ(全長500m
m)の外表面を上部フランジの位置を起点として、下方
に沿って、その表面温度を計測したところ、図2の点線
に示すような結果が得られている。起点から100mm
程度の位置において外表面温度は室温程度であるが、駆
動蒸気の噴射や吸引蒸気との混合によって、その下方
(150〜250mmの位置)では少し冷やされる。し
かし、ディフューザ喉部(流体の流路断面積が最小とな
る領域)を過ぎると急激に混合蒸気の上昇が起こる。実
際に、製氷時において、ディフューザ外表面は90℃に
なることが確認されている。
【0009】そして、計算によれば、製氷時ディフュー
ザ内部の混合蒸気の温度は130℃程度に達している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このような高温に達し
た混合蒸気を冷却する必要があるが、従来の凝縮器の冷
却だけでは効率のよい冷却は望めない。そこで、本発明
では、効率のよい凝縮手段を検討すべき課題として採り
上げる。特に、本発明は熱効率に関する課題であるだけ
に、装置全体について、広範囲に渡り熱効率の向上を策
すべく鋭意検討を加えたところ、ディフューザを効率よ
く冷却する手段を見出し、本発明をするに至った。
【0011】
【課題を解決する手段】混合蒸気を一層速やかに冷却す
る手段として、請求項1の発明は、吸引蒸気をディフュ
ーザ内に導く吸引室と、該吸引蒸気と駆動蒸気とを混合
した混合蒸気を凝縮器に案内するディフューザと、該混
合蒸気が凝縮されて水に変化した凝縮水を貯える凝縮器
とを含む蒸気エゼクタであって、前記ディフューザの後
部となるディフューザ拡大部に、冷却水を直接噴霧する
ことが可能な手段を設け、冷却効率を向上せしめたこと
を特徴とする。
【0012】また、請求項2の発明は、凝縮器における
冷却手段を具体的に示すものであって、30℃またはそ
れ以下の温度に冷やされた冷却水を、ディフューザ後部
の噴霧箇所に、導く配水管を備えたものである。混合蒸
気はディフューザ喉部(ディフューザの最小一定面積部
分)近傍では室温またはそれ以下の温度(推定1〜数
℃)にあるが、喉部を過ぎると上昇し、推定130℃に
至る。そこで、ディフューザ後部に約30℃(またはそ
れ以下の温度)の冷却水を噴霧できる場所を設けこの部
位(箇所)において、冷却水を混合蒸気に吹き付けて、
混合蒸気を直接冷却するものである。
【0013】更に、請求項3の発明は、ディフューザ後
部に位置するディフューザ拡大部の噴霧箇所近傍を箱型
構造に改良したものである。このようにボックス型に構
造を変えると、冷却水の噴霧装置の取り付けが容易にな
り、噴霧操作も容易かつ簡便となる利点がある。
【0014】
【実施の態様】ここに開発した蒸気エゼクタは、ディフ
ューザ内で冷却水を噴霧することで、その高温部を冷却
し、高効率を得るものである。氷蓄熱に用いる効率のよ
い従来型蒸気エゼクタは、効率(COP)が0.2程度
であるが、本発明の蒸気エゼクターは更にその効率を2
5%程度と高めることができる。
【0015】別な蒸気エゼクタの構造として、殊に、デ
ィフューザの後部の冷却水による冷却部分は、ボックス
形状等の冷却水の噴霧が容易となる構造が好ましい。
【0016】
【実施例1】図1を参照して、本発明を説明する。
【0017】本発明の装置は、吸引室10において、駆
動蒸気52と吸引蒸気54とを混合して混合蒸気50と
し、ディフューザ20を介して混合蒸気を凝縮器30に
導き凝縮水60を得る蒸気エゼクタであって、ディフュ
ーザの喉部24以降を占める拡大部25(ディフューザ
後部)の噴霧箇所28において冷却水32をディフュー
ザ内に直接噴霧して混合蒸気を冷却し、高効率(熱効率
25%程度向上)に凝縮水60を得る装置である。
【0018】具体的には、図1記載の装置において、全
長500mmのディフューザを使用し、上部フランジか
ら300mmの位置を噴霧箇所として、28℃の冷却水
を毎分15リットルの条件で、霧状に噴霧したところ、
図2の実線に示す外表面温度を観測した。極めて効率の
よい凝縮が可能となった。
【0019】
【実施例2】別な蒸気エゼクタの構造として、殊に、デ
ィフューザの後部の冷却水による冷却部分の形状とし
て、ボックス形状に変更したところ、冷却水の噴霧装置
が収容・固定し易く、噴霧操作も容易となることが判明
した。従って、このような箱型構造を持つディフューザ
が好ましい形状・構造の例であると言える。箱型に限ら
ず、操作性のよい噴霧装置を備えたディフューザを開発
することが望ましく、このような噴霧装置を備えたディ
フューザは本発明の技術的範囲に属することは言うまで
もない。
【0020】
【本発明装置の利用】なお、本発明の蒸気エゼクタは、
氷蓄熱だけでなく、空調用途、コンピューター等の機器
の冷却、工業製品の生産プロセス用等の冷水製造にも適
用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明の蒸気エゼクタは冷却の熱効率が
高く、この効率はCOPで客観的に表現できる。既述し
たとおり、氷蓄熱に用いる効率のよい従来型蒸気エゼク
タは、効率(COP)が0.2程度であるが、本発明の
蒸気エゼクターは更にその効率が25%程度と高められ
ている。
【0022】しかして、請求項1の発明の蒸気エゼクタ
は、ディフューザの後部となるディフューザ拡大部に、
冷却水を直接噴霧することが可能な手段を設け、冷却効
率を向上せしめたものである。また、請求項2の発明
は、30℃またはそれ以下の温度に冷やされた冷却水
を、ディフューザ後部の噴霧箇所に導くものである。
【0023】更に、請求項3の発明は、ディフューザ後
部に位置するディフューザ拡大部の噴霧箇所近傍を、冷
却水の噴霧装置の取り付けが容易になり、噴霧操作も容
易となるように、ボックス型に改良したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気エゼクタ装置の例を示す概略図で
ある。
【図2】本発明及び従来技術におけるディフューザの位
置とその外表面の温度の関係を示すグラフであり、実線
は噴霧装置を取付けた状態の表面温度を、点線は噴霧装
置のない状態のディフューザ位置とその表面温度を示す
グラフである。
【図3】従来技術の蒸気エゼクタ装置の例を示す概略図
である。
【符号の説明】
10 吸引室 12 ノズル 20 ディフューザ 22 ディフューザの上部フランジ部 24 ディフューザの喉部 25 ディフューザの後部(拡張部) 26 ディフューザの蒸気吐出部 28 冷却水の噴霧箇所 30 凝縮器 32 冷却水 50 混合蒸気 52 駆動蒸気(一次蒸気) 54 吸引蒸気(二次蒸気) 60 凝縮水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 康治 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4丁目5番1 号 三建設備工業株式会社つくば総合研究 所内 (72)発明者 松村 篤志 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4丁目5番1 号 三建設備工業株式会社つくば総合研究 所内 Fターム(参考) 3H079 AA18 AA23 BB10 CC03 DD16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸引蒸気をディフューザ内に導く吸引室
    と、 該吸引蒸気と駆動蒸気とを混合した混合蒸気を凝縮器に
    案内するディフューザと、 該混合蒸気が凝縮されて水に変化した凝縮水を貯える凝
    縮器とを含む蒸気エゼクタであって、 前記ディフューザの後部となるディフューザ拡大部に、
    冷却水を直接噴霧することが可能な手段を設けたことを
    特徴とする蒸気エゼクタ装置。
  2. 【請求項2】30℃乃至それ以下の冷却水を、ディフュ
    ーザ後部の噴霧箇所に導く配水管を備えてなる請求項1
    に記載の蒸気エゼクタ装置。
  3. 【請求項3】ディフューザ後部に位置するディフューザ
    拡大部の噴霧箇所近傍が箱型構造である請求項1または
    請求項2に記載の蒸気エゼクタ装置。
JP11186464A 1999-06-30 1999-06-30 蒸気エゼクタ装置 Pending JP2001012400A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012021726A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Tlv Co Ltd 廃蒸気回収装置
CN103175360A (zh) * 2013-04-10 2013-06-26 中南大学 一种喷射式真空制备冰浆的系统

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