JP2002303300A - エゼクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】混合効率を向上させたエゼクタを提供する。 【解決手段】外管（12）に内管（31）が挿入し、両基端
部（18,33）を密着させる。外管（12）と内管（31）と
の間に所定の流体通路（13）を形成する。外管（12）と
内管（31）とは、流体通路（13）の断面積が徐々に小さ
くなる縮小部（41）と、縮小部（41）に繋がるのど部
（42）とが形成されるように構成し、内管（31）より先
の外管（12）内がのど部（42）に繋がる拡大部（43）が
形成されるように構成する。流体通路（13）の大径側か
ら液体が流入する一方、内管（31）の基端側から気体が
流入する。のど部（42）には、気体が流体通路（13）に
吸引されて液体と混合する複数の吸引口（38）を形成す
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、エゼクタに関し、
特に、混合効率の向上対策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ノズルののど部に生ずる負圧
を利用し、高速度で噴出される第一流体に第二流体を吸
引させて吐出させるエゼクタが知られている。この種の
エゼクタは、図３に示すように、ノズル状の流体通路
（93）が形成された主管状体（91）と、該流体通路（9
3）ののど部（95）に連通する副管（92）とを備えてい
る。主管状体（91）は、ノズル部材（94）が嵌入されて
いる。副管（92）は、流体通路（93）ののど部（95）に
おいて、主管状体（91）における周方向の一端に接続さ
れている。ノズル部材（94）に第一流体が流入する一
方、副管（92）に第二流体が流入するようになってい
る。例えば、第一流体として液体が流入し、第二流体と
して気体が流入する。そして、ノズル部材（94）に流入
した液体が、のど部（95）から噴出すると、流体通路
（93）内に負圧が生じる。この負圧により、噴出した液
体に副管（92）に流入した気体が吸引される。そして、
液体と気体とが混合されて、エゼクタから吐出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記エ
ゼクタにおいては、のど部（95）に副管（92）の開口が
１つ形成されているのみであり、この１つの開口から液
体が気体を吸引させるのみであり、混合効率が悪いとい
う問題があった。

【０００４】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、混合効率を向上させたエゼクタを提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第一流体と第
二流体との接触面積を拡大させるようにしたものであ
る。

【０００６】具体的に、第１の解決手段は、外管（12）
に内管（31）が挿入され、該外管（12）と内管（31）と
の基端部（18,33）が密着されると共に、外管（12）と
内管（31）との間が、先端が外管（12）内に開口する流
体通路（13）に形成され、上記外管（12）と内管（31）
とは、流体通路（13）の断面積が徐々に小さくなる縮小
部（41）と、該縮小部（41）に繋がるのど部（42）とが
形成されるように構成され、上記内管（31）より先の外
管（12）内が上記のど部（42）に繋がる拡大部（43）が
形成されるように構成され、上記流体通路（13）の大径
側から第一流体が流入する一方、上記内管（31）の基端
側から第二流体が流入し、上記のど部（42）には、第二
流体が流体通路（13）に吸引されて第一流体と混合する
複数の吸引口（38）が形成されている。

【０００７】また、第２の解決手段は、第一流体の流速
によって第二流体を吸引し、上記第一流体と第二流体と
を混合するエゼクタを前提として、上記第一流体が流入
する外管（12）に所定の間隙を介して該外管（12）より
短い内管（31）が挿入され、外管（12）と内管（31）と
の間が流体通路（13）に形成されると共に、外管（12）
の外管基端部（18）と内管（31）の内管基端部（33）と
が密着され、上記外管（12）は、外管基端部（18）から
内径が徐々に小さくなる外管傾斜部（20）が形成される
と共に、該外管傾斜部（20）に連続して直筒部（21）が
形成され、上記内管（31）は、上記外管傾斜部（20）に
沿って内管基端部（33）から径が徐々に小さくなる内管
傾斜部（35）が形成されると共に、該内管傾斜部（35）
に連続して外管（12）の直筒部（21）と平行な先端部
（36）が形成され、上記外管（12）には、流体通路（1
3）の大径側に連通する第一流体の流入口（26）が形成
され、上記内管（31）の基端には、第二流体の流入口
（32）が形成され、上記内管（31）の先端部（36）に
は、内部と流体通路（13）とを連通させる複数の吸引口
（38）が形成されている。

【０００８】また、第３の解決手段は、上記第１又は第
２の解決手段において、吸引口（38）は、少なくとも周
方向に複数形成されている。

【０００９】また、第４の解決手段は、上記第１から第
３の何れか１つの解決手段において、第一流体は、液体
であり、第二流体は、気体であり、内管（31）は、管内
に液体の逆流を防止する逆流防止手段（45）を備えてい
る。

【００１０】また、第５の解決手段は、上記第１から第
４の何れか１つの解決手段において、第一流体は、オゾ
ン水を生成するための原水であり、第二流体は、オゾン
発生器（50）で生成されたオゾンガスである。

【００１１】すなわち、上記第１の解決手段では、第一
流体が外管（12）と内管（31）との間の流体通路（13）
に、該流体通路（13）の大径側から流入し、第二流体が
内管（31）に流入する。流体通路（13）に流入した第一
流体は、縮小部（41）を流れながら、流速が増大し、の
ど部（42）で最大流速となり、のど部（42）から拡大部
（43）に噴出する。第一流体の流速が増大することによ
り、流体通路（13）に負圧が生じる。第一流体は、この
負圧により、のど部（42）において、内管（31）内の第
二流体を吸引する。第二流体は、吸引される際に、のど
部（42）に形成された複数の吸引口（38）を通過するた
めに、第一流体との接触面積が拡大して、混合される。

【００１２】また、上記第２の解決手段では、第一流体
が流入口（26）を通過して、外管（12）と内管（31）と
の間の流体通路（13）に、該流体通路（13）の大径側か
ら流入する。第二流体が流入口（32）を通過して内管
（31）に流入する。流体通路（13）に流入した第一流体
は、外管傾斜部（20）と内管傾斜部（35）との間隙を流
れながら流速を増大させる。そして、第一流体は、直筒
部（21）と先端部（36）との間隙を流れる際に最大流速
となる。第一流体の流速が増大することにより、流体通
路（93）に負圧が生じる。第一流体は、この負圧によ
り、内管（31）の先端部（36）に形成された複数の吸引
口（38）を通して内管（31）内の第二流体を吸引する。
第二流体は、吸引される際に、複数の吸引口（38）を通
過するために、第一流体との接触面積が拡大して、混合
される。

【００１３】また、上記第３の解決手段では、上記第１
又は第２の解決手段において、第一流体が噴出する際
に、少なくとも周方向に複数形成された吸引口（38）を
通して第二流体を吸引する。

【００１４】また、上記第４の解決手段では、上記第１
から第３の何れか１つの解決手段において、流体通路
（13）を流れる液体が噴出する際に、吸引口（38）を通
して気体を吸引する。気体は、吸引口（38）を通過する
際に微小気泡化され、液体と気体との接触面積が拡大す
る。一方、逆流防止手段（45）が、内管（31）内での液
体の逆流を防止する。

【００１５】また、上記第５の解決手段では、上記第１
から第４の何れか１つの解決手段において、流体通路
（13）において原水とオゾンガスとが混合され、オゾン
水を吐出する。原水がオゾンガスを吸引する際に、オゾ
ンガスが吸引口（38）を通過し、微小気泡化し、原水と
オゾンガスとの接触面積が拡大する。特に、第４の解決
手段においては、内管（31）の逆流防止手段（45）が原
水の逆流を防止するので、オゾン発生器（50）に原水が
流入しない。

【００１６】

【発明の効果】従って、上記解決手段によれば、第二流
体が吸引される複数の吸引口（38）を設けるようにした
ために、第一流体と第二流体とが混合される際に、両者
の接触面積を拡大させることができ、混合効率を向上さ
せることができる。

【００１７】また、上記第３の解決手段によれば、吸引
口（38）を少なくとも周方向に複数形成するようにした
ために、第一流体と第二流体とを均一に効率よく混合す
ることができる。

【００１８】また、上記第４の解決手段によれば、内管
（31）内に液体の逆流を防止する逆流防止手段（45）を
備えるようにしたために、内管（31）の上流側に液体が
流れるのを防止することができる。

【００１９】また、上記第５の解決手段によれば、原水
とオゾンガスとの混合効率を向上させることができるた
めに、オゾン水濃度を向上させることができる。特に、
内管（31）が逆流防止手段（45）を備えるようにする
と、原水が内管（31）の上流側に逆流しないために、オ
ゾン発生器（50）に原水が流れ込むのを防止することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００２１】＜発明の実施の形態１＞実施形態１に係る
エゼクタ（10）は、液体の流速によって気体を吸引し、
該液体と気体とを混合するものである。そして、上記エ
ゼクタ（10）は、第一流体である液体が流入する外管
（12）に、第二流体である気体が流入する内管（31）が
挿入され、外管（12）と内管（31）との間が流体通路
（13）に形成されて構成されている。

【００２２】上記外管（12）は、入口端（14）から出口
端（15）に向かって順に、外管基端部（18）と、該外管
基端部（18）の下流側に位置し、外管基端部（18）より
大きな内径が入口端（14）側から出口端（15）側に向か
って徐々に小さくなる外管傾斜部（20）と、該外管傾斜
部（20）の下流側に位置し、内径が一定の直筒部（21）
とが連続して形成されている。

【００２３】上記内管（31）は、外管（12）より短く、
入口端（14）側から外管（12）に嵌入されて、先端が直
筒部（21）の中央部にまで延びている。

【００２４】上記内管（31）は、上記外管基端部（18）
に密着した内管基端部（33）と、外径が内管基端部（3
3）の外径から徐々に小さくなる内管傾斜部（35）と、
外径が内管傾斜部（35）における最小外径と同一外径の
先端部（36）とが連続して形成されている。外管（12）
の入口端（14）は、外管基端部（18）と内管基端部（3
3）とが密着することにより、閉塞されている。

【００２５】上記外管傾斜部（20）と内管傾斜部（35）
とが、流体通路（13）の断面積が徐々に小さくなる縮小
部（41）を区画形成している。縮小部（41）は、断面が
環状の間隙であり、断面径が入口端（14）側から出口端
（15）側に向かって徐々に小さくなることにより、断面
積が下流側に行く程、小さくなる。

【００２６】上記直筒部（21）と先端部（36）とが、上
記縮小部（41）に繋がる流体通路（13）ののど部（42）
を区画形成している。のど部（42）は、断面が環状に形
成され、のど部（42）を通過した液体が環状噴流とな
る。

【００２７】上記直筒部（21）内には、内管（31）の先
端部（36）より先において、流体通路（13）の拡大部
（43）が形成されている。拡大部（43）は、のど部（4
2）に繋がっている。

【００２８】上記外管（12）は、流入管（25）が接続さ
れると共に、流入管（25）との接続部に液体流入口（2
6）が形成されている。流入管（25）が、外管基端部（1
8）における下流側端に接続され、液体流入口（26）
が、流体通路（13）に連通している。つまり、液体流入
口（26）は、流体通路（13）の大径側に連通している。

【００２９】上記内管（31）の内径は、内管基端部（3
3）から先端部（36）にかけて同一内径である。内管（3
1）は、基端に気体流入口（32）が形成され、内管基端
部（33）から先端部（36）に向かって気体が流れる。内
管（31）は、内管基端部（33）から先端部（36）に向か
って、徐々に肉厚が薄くなる。先端部（36）は、先端面
（37）が閉塞される一方、多数の吸引口（38）が形成さ
れている。吸引口（38）は、先端部（36）の周方向及び
軸方向に多数形成されている。吸引口（38）は、内管
（31）を流れる気体を通過させると共に、気体が液体に
吸引される際に、気体を微小気泡化することにより、液
体と気体との接触面積を拡大させるように構成されてい
る。液体と気体との接触面積が拡大することにより、混
合効率が向上する。吸引口（38）が周方向に多数形成さ
れることにより、気体が液体に均一して効率よく混合さ
れ易くなる。また、吸引口（38）が多数形成されること
によっても、液体と気体との接触面積が拡大して、混合
効率が向上する。先端部（36）の先端面（37）が閉塞す
ることにより、気体が確実に吸引口（38）を通過し、の
ど部（42）の液体に吸引され、混合効率が向上する。

【００３０】上記内管（31）は、管内に逆流防止手段で
ある逆止弁（45）を備えている。逆止弁（45）は、上流
側から下流側への流れのみを許容し、管内に流入した液
体が上流側に逆流するのを防止するためのものである。

【００３１】−動作− 上記エゼクタ（10）の動作について説明する。エゼクタ
（10）は、流入管（25）に液体が流入し、内管（31）に
気体が流入する。流入管（25）に流入した液体は、外管
（12）の液体流入口（26）を通過して流体通路（13）に
流入する。そして、流体通路（13）に流入した液体は、
環状流となって縮小部（41）を流れ、流速を増大させな
がら、のど部（42）に流入し、のど部（42）において流
速が最も速くなる。この液体の加速により、流体通路
（13）に負圧が生じている。液体は、この負圧により内
管（31）内の気体を吸引しながら、のど部（42）を流れ
る。気体は、内管（31）の吸引口（38）を通過して液体
に吸引されるために、この吸引口（38）により微小気泡
化されて混合される。気体が微小気泡化することによ
り、液体と気体との接触面積が拡大されて、液体と気体
との混合効率が向上されている。また、吸引口（38）
が、周方向に多数形成されているために、気体は液体に
均一に効率よく混合される。また、吸引口（38）が多数
形成されていることによっても、液体と気体との接触面
積が拡大されて、混合効率が向上されている。そして、
混合液となって、のど部（42）から環状噴流として拡大
部（43）に噴出されて、エゼクタ（10）から吐出され
る。

【００３２】−実施形態１の効果− 本実施形態１によれば、気体が吸引される複数の吸引口
（38）を設けるようにしたために、液体と気体とが混合
される際に、両者の接触面積を拡大させることができ、
混合効率を向上させることができる。

【００３３】また、流体通路（13）の断面が環状になる
ように形成すると共に、吸引口（38）を少なくとも周方
向に複数形成するようにしたために、液体と気体とを均
一に効率よく混合することができる。

【００３４】また、内管（31）内に液体の逆流を防止す
る逆止弁（45）を備えるようにしたために、内管（31）
の上流側に液体が流れるのを防止することができる。

【００３５】＜発明の実施の形態２＞実施形態２のエゼ
クタ（10）は、図２に示すように、オゾン水生成装置
（1）に配置され、原水とオゾンガスとを混合させるよ
うに構成されている。

【００３６】オゾン水生成装置（1）は、オゾン発生器
（50）とエゼクタ（10）と気液分離タンク（70）とオゾ
ン分解器（80）とを備えている。

【００３７】上記オゾン発生器（50）の入口側には、原
料ガス通路（51）が接続されている。原料ガス通路（5
1）は、原料ガスとしての空気をオゾン発生器に供給す
るためのものである。原料ガス通路（51）には、乾燥筒
（55）が設けられている。乾燥筒（55）は、乾燥剤とし
てのシリカゲルが充填されている。

【００３８】オゾン発生器（50）の出口側には、オゾン
ガス通路（52）が接続されている。オゾンガス通路（5
2）は、始端がオゾン発生器（50）に接続され、終端が
エゼクタ（10）における内管（31）の内管基端部（33）
に接続されている。オゾンガス通路（52）は、オゾン発
生器で生成されたオゾンガスをエゼクタ（10）に供給す
るためのものである。オゾンガス通路（52）には、オゾ
ン発生器（50）からエゼクタ（10）に向かって順に、チ
ェック弁（56）と、第１水滴除去筒（57）とが設けられ
ている。チェック弁（56）は、オゾン発生器（50）から
エゼクタ（10）に向かうガスの流通だけを許容する。第
１水滴除去筒（57）は、エゼクタ（10）からオゾン発生
器（50）に逆流したガスから水滴を除去し、オゾン発生
器（50）に水分が流入するのを防止するためのものであ
る。

【００３９】上記エゼクタ（10）には、原水通路（60）
が接続されている。この原水通路（60）は、その始端が
水道等の原水源に接続され、終端がエゼクタ（10）の流
入管（25）に接続されている。エゼクタ（10）には、気
液通路（71）が接続されている。気液通路（71）は、始
端がエゼクタ（10）における外管（12）の直筒部（21）
に接続され、終端が気液分離タンク（70）に接続されて
いる。

【００４０】上記気液分離タンク（70）には、エゼクタ
（10）からオゾン水が送り込まれる。気液分離タンク
（70）は、送り込まれたオゾン水から未溶解ガスを分離
するように構成されている。この未溶解ガスは、オゾン
や未反応の空気から成る。気液分離タンク（70）の底部
には、オゾン水通路（72）が接続され、上端部には、未
溶解ガス通路（73）が接続されている。気液分離タンク
（70）に貯留するオゾン水は、オゾン水通路（72）を通
って利用側へ供給される。

【００４１】上記未溶解ガス通路（73）は、その始端が
気液分離タンク（70）の上端部に接続され、終端がオゾ
ン分解器（80）に接続されている。この未溶解ガス通路
（73）は、未溶解ガスを気液分離タンク（70）から排出
するためのものである。未溶解ガス通路（73）には、第
２水滴除去筒（75）が設けられている。第２水滴除去筒
（75）は、オゾン分解器（80）に水滴が流入することに
より、オゾン分解性能が低下するのを防止するために、
未溶解ガスから水滴を取り除くためのものである。

【００４２】上記オゾン分解器（80）は、オゾンを分解
するための触媒が充填され、気液分離タンク（70）で分
離された未溶解ガスに含まれるオゾンを酸素に還元する
ように構成されている。

【００４３】−運転動作− 上記オゾン水生成装置（1）の運転動作について説明す
る。

【００４４】原料ガスとしての空気が原料ガス通路（5
1）を流れ、乾燥筒（55）で減湿された後にオゾン発生
器（50）に流入する。オゾン発生器（50）では、電極が
所定電圧が印加されて放電し、オゾン発生器（50）に流
入した空気中の酸素からオゾンが生成される。そして、
オゾンを含むオゾンガスが、オゾンガス通路（52）へ送
り出される。尚、この状態で、オゾンガスには、生成し
たオゾンと未反応の空気とが混在している。オゾン発生
器（50）からオゾンガス通路（52）へ送り出されたオゾ
ンガスは、チェック弁（56）と第１水滴除去筒（57）を
通ってエゼクタ（10）の内管（31）に流入する。

【００４５】一方、原水が、原水通路（60）を流れてエ
ゼクタ（10）の流入管（25）に流入する。

【００４６】エゼクタ（10）では、流入管（25）に流入
した原水が、外管（12）と内管（31）との間の流体通路
（13）に流入し、加速される。のど部（42）において、
原水の加速により負圧が生じ、内管（31）に流入したオ
ゾンガスを吸引する。このとき、オゾンガスは、多数形
成された吸引口（38）を通過するために、オゾンガスが
原水に混合される際に、微小気泡化して接触面積が拡大
されると共に均一に混合されて、混合効率が向上されて
いる。そして、原水とオゾンガスとが混合されてオゾン
水となり、エゼクタ（10）から吐出される。尚、オゾン
水には、未溶解ガスも含まれている。

【００４７】エゼクタ（10）から吐出されたオゾン水
は、気液通路（71）を流れ、気液分離タンク（70）へ送
られる。気液分離タンク（70）では、オゾン水から未溶
解ガスが分離される。分離されたオゾン水は、オゾン水
通路（72）を通って利用側へ供給される。

【００４８】一方、気液分離タンク（70）で分離された
未溶解ガスは、未溶解ガス通路（73）へ流入する。未溶
解ガス通路（73）へ流入した未溶解ガスは、第２水滴除
去筒（75）で水滴を除去された後にオゾン分解器（80）
へ導入される。オゾン分解器（80）では、未溶解ガスに
含まれるオゾンが酸素に還元され、大気中に排出され
る。

【００４９】−実施形態２の効果− 本実施形態２によれば、原水とオゾンガスとの混合効率
を向上させることができるために、オゾン水濃度を向上
させることができる。

【００５０】また、内管（31）が逆止弁（45）を備える
ようにしたために、原水が内管（31）の上流側に逆流し
ないために、オゾン発生器（50）に原水が流れ込むのを
防止することができる。

【００５１】その他の構成、作用及び効果は実施形態１
と同様である。

【００５２】＜発明のその他の実施の形態＞上記各実施
形態について、エゼクタ（10）は、先端部（36）の先端
面（37）を閉塞することなく、気体の通路を形成するよ
うに構成してもよい。

【００５３】また、先端部（36）は、周方向にのみ複数
の吸引口（38）を形成するように構成してもよい。

【００５４】また、外管（12）及び内管（31）は、流体
通路（13）の断面が環状になるような構成には限られな
い。

【００５５】また、内管（31）は、液体が逆流してもよ
いものである場合には、逆止弁（45）を省略する構成と
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係るエゼクタの構成を示す断面図
である。

【図２】実施形態２に係るエゼクタを備えたオゾン水生
成装置の構成を示す全体図である。

【図３】従来のエゼクタの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

（12） 外管 （13） 流体通路 （18） 外管基端部 （20） 外管傾斜部 （21） 直筒部 （26） 液体流入口 （31） 内管 （32） 気体流入口 （33） 内管基端部 （35） 内管傾斜部 （36） 先端部 （38） 吸引口 （41） 縮小部 （42） のど部 （43） 拡大部 （45） 逆止弁 （50） オゾン発生器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外管（12）に内管（31）が挿入され、該
   外管（12）と内管（31）との基端部（18,33）が密着さ
   れると共に、外管（12）と内管（31）との間が、先端が
   外管（12）内に開口する流体通路（13）に形成され、 上記外管（12）と内管（31）とは、流体通路（13）の断
   面積が徐々に小さくなる縮小部（41）と、該縮小部（4
   1）に繋がるのど部（42）とが形成されるように構成さ
   れ、上記内管（31）より先の外管（12）内が上記のど部
   （42）に繋がる拡大部（43）が形成されるように構成さ
   れ、 上記流体通路（13）の大径側から第一流体が流入する一
   方、上記内管（31）の基端側から第二流体が流入し、 上記のど部（42）には、第二流体が流体通路（13）に吸
   引されて第一流体と混合する複数の吸引口（38）が形成
   されているることを特徴とするエゼクタ。
2. 【請求項２】 第一流体の流速によって第二流体を吸引
   し、上記第一流体と第二流体とを混合するエゼクタであ
   って、 上記第一流体が流入する外管（12）に所定の間隙を介し
   て該外管（12）より短い内管（31）が挿入され、外管
   （12）と内管（31）との間が流体通路（13）に形成され
   ると共に、外管（12）の外管基端部（18）と内管（31）
   の内管基端部（33）とが密着され、 上記外管（12）は、外管基端部（18）から内径が徐々に
   小さくなる外管傾斜部（20）が形成されると共に、該外
   管傾斜部（20）に連続して直筒部（21）が形成され、 上記内管（31）は、上記外管傾斜部（20）に沿って内管
   基端部（33）から径が徐々に小さくなる内管傾斜部（3
   5）が形成されると共に、該内管傾斜部（35）に連続し
   て外管（12）の直筒部（21）と平行な先端部（36）が形
   成され、 上記外管（12）には、流体通路（13）の大径側に連通す
   る第一流体の流入口（26）が形成され、 上記内管（31）の基端には、第二流体の流入口（32）が
   形成され、 上記内管（31）の先端部（36）には、内部と流体通路
   （13）とを連通させる複数の吸引口（38）が形成されて
   いることを特徴とするエゼクタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 吸引口（38）は、少なくとも周方向に複数形成されてい
   ることを特徴とするエゼクタ。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項において、 第一流体は、液体であり、第二流体は、気体であり、 内管（31）は、管内に液体の逆流を防止する逆流防止手
   段（45）を備えていることを特徴とするエゼクタ。
5. 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項において、 第一流体は、オゾン水を生成するための原水であり、 第二流体は、オゾン発生器（50）で生成されたオゾンガ
   スであることを特徴とするエゼクタ。