JP2005016412A - Ejector and freezing system - Google Patents

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JP2005016412A
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fluid
ejector
flow
primary fluid
primary
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JP2003182075A
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Japanese (ja)
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Mikiyuki Asano
幹之 浅野
Kanetoshi Hayashi
謙年 林
Shigenori Matsumoto
繁則 松本
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/06Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of jet type, e.g. using liquid under pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0015Ejectors not being used as compression device using two or more ejectors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ejector and a freezing system using the same, improving the efficiency by using a fluid control device utilizing a switching phenomenon of fluid based on Coanda effect. <P>SOLUTION: In the ejector for sucking and/or increasing pressure of secondary fluid by jets of primary fluid, the fluid control device 20 is connected with piping 12 supplying the primary fluid to a nozzle 1. An unsteady flow is formed in the primary fluid by using self-excited vibration of the fluid control device 20, and the interface between the primary fluid and the secondary fluid is made to be roughly perpendicular to a flowing direction of the fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空生成、圧縮、昇圧などに供されるエジェクタに関し、特に一次流体の流れを非定常流とするようにしたエジェクタ、およびこれを用いた冷凍システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、この種のエジェクタとして、一次流体と二次流体の界面がエジェクタ軸方向に対してほぼ垂直となるように、一次流体の非定常流を生成するエジェクタを提案している(例えば、特許文献1参照)。非定常流の生成手段は、例えば、一次流体供給配管内に設けられた細管群の周期的加熱制御や、ポンプあるいは電磁弁などによる一次流体供給装置の周期的制御によるものである。
一方、コアンダ効果に基づく流体のスイッチング現象を利用した流体素子については気流搬送装置に使用する流体スイッチング素子が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−333000号公報(請求項1−6、図1−図7)
【特許文献2】
特開2001−50214号公報(段落[0015]−[0018]、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1のエジェクタは、高エネルギー流体(一次流体)と低エネルギー流体(二次流体)とが直接接触する際に、両流体の界面が、それらの流れ方向に対して鉛直になるように流体を交互に流動させることにより、両流体間のエネルギー授受が可逆的に行われるため、混合に際してのエネルギー損失を低減する効果をねらっているものである。すなわち、一次流体と二次流体が、その界面を介してエネルギー(圧力)を最も効率よく交換するためには、界面が流体の流れ方向に対して鉛直になるようにすることである。そのために、上記特許文献1の技術では、一次流体に間欠流または脈動流からなる非定常流を生成することにしている。しかし、その生成手段は、一次流体供給配管内に設けられた細管群の周期的加熱制御や、ポンプあるいは電磁弁などによる一次流体供給装置の周期的制御によるものであるため、どうしても外部から制御を加える制御装置が必要になる。そのため、制御装置が複雑なために、設備全体の信頼性が損なわれる上、装置が高価になるという問題があった。また、一次流体の周波数を高くするほど、制御が困難になるという問題もあった。
【0005】
一方、流体を制御する手段として、コアンダ効果に基づく流体のスイッチング現象を利用した流体素子を用いることは上記特許文献2に開示されている。しかしながら、同文献にはエジェクタについて利用することについては何ら記載されていない。そしてこれまでのところ、エジェクタにおける一次流体の制御に流体素子を用いたものは見あたらない。
【0006】
そこで、本発明は、流体素子を用いて流体の圧力及び流量制御を行うことにより、効率の向上を図ったエジェクタおよびこれを用いた冷凍システムを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエジェクタは、一次流体の噴流によって二次流体の吸引および/または昇圧を行うエジェクタにおいて、一次流体を供給する流路に流体素子を用い、該流体素子の自励振動を利用することにより、一次流体に非定常流を形成することを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明のエジェクタにおいては、非定常流の形態を間欠流または脈動流とするものである。
ここに、「間欠流」とは、間欠的に流体が一方向に流動する流れをいい、流体の流量が0となる瞬間があるものである。「脈動流」は、流体の流量が主流方向に時間変動する形態で、流量が最小となった瞬間でも0にはならないものを指す。
本発明においては、流体素子の自励振動を利用することにより一次流体に非定常流すなわち間欠流あるいは脈動流を形成するものであるため、二次流体は一次流体塊同士の狭間にはさまれ保持される状態となり、両流体間の界面は流体の流れ方向に対してほぼ鉛直となる。なお、ここでいう界面とは、必ずしも明確な境界があるものだけではなく、遷移層のようなものも含める。
【0009】
また、本発明は、請求項1に記載の流体素子を用いて複数のエジェクタに対して一次流体を交互に供給するエジェクタ装置を構成することもできる。
また、本発明の冷凍システムは、請求項1〜3のいずれかに記載のエジェクタを用いて冷凍サイクルを構成する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基本的な実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明のエジェクタの概要を示す構成図である。
このエジェクタ10は、ノズル1と、内部にノズル1を同心状に配したディフューザ2とから主として構成されている。ノズル1に一次流体を供給する一次流体供給配管12の上流側には流体素子20を介して一次流体加熱装置30が接続されており、この流体素子20の流体のスイッチング現象に基づく流体の自励振動により一次流体の非定常流を形成しノズル1に供給する。
ディフューザ2の二次流体導入部3には、二次流体供給配管14の一端が接続され、その配管14の他端は二次流体の供給源である二次流体供給装置32に接続されている。そして、このエジェクタ10によってエネルギーを高められた吐出流は、流出配管16を通して他のプロセスや凝縮器、あるいは大気などへ、使用目的に応じて供給、あるいは排出される。なお、図1において、18はポンプなどの一次流体供給装置を示す。
【0011】
図2は、図1に示した流体素子20の構成および作用を説明するための説明図である。この流体素子20は、1つの入力ポート21と、2つの出力ポート22a、22bと、2つの制御ポート24a、24bをもっている。流体素子20内部の流路は、入力ポート21と出力ポート22a、22bとの間が鋭角なY形の主流路23aと23bに分かれて形成されており、その流路の交叉部には、制御ポート24a、24bのそれぞれに制御流路25、26が両側から連通する構成となっている。
そして、流体素子20の入力ポート21と一次流体加熱装置30との間は一次流体供給配管12の入力側配管12aで接続されており、一方の出力ポート22aには一次流体供給配管12の出力側配管12bが接続されている。さらに、出力側配管12bと制御ポート24aとは制御流路25で結ばれ、他方の出力ポート22bと制御ポート24bとは制御流路26で結ばれている。
【0012】
このように構成された流体素子20を一次流体加熱装置30とエジェクタ10のノズル1とを結ぶ一次流体供給配管12に介在させることによって、流体素子20のスイッチング現象に基づく流体の自励振動により自動的に一次流体の非定常流を生成するものである。
すなわち、本流体素子20の動作原理は、入力ポート21から入った流体はいったん主流路23aを流れると制御ポート24aから制御流が流れない限り、23aの流路をとり続けることになる。そして制御ポート24aから入力があると、流路は23aから23bへ切り替わり、次に制御ポート24bから制御流が流れ込まない限り、23bの流路をとり続けるのである。
【0013】
本流体素子20は、前述のように、一次流体加熱装置30とエジェクタ10のノズル1とを結ぶ一次流体供給配管12に介在され、一方の出力ポート22aが一次流体供給配管12の下流側に接続され、その一部が流路25を介して制御ポート24aに接続されている。また、他方の出力ポート22bは流路26を介して制御ポート24bに接続されている。
この流体素子20の働きについて説明する。
(1)入力ポート21から出力ポート22aに流体が流れ込むと、流路25の圧力が上昇し、制御ポート24aから制御流が入力する。
(2)24aからの制御流の入力により主流は流路23aから23bに切り替わる。
(3)すると、流路26の圧力が上昇し、制御ポート24bに制御流が流入する。
(4)制御流が24bから流れ込むことにより、主流が流路23bから23aに切り替わる。
(5)(1)へ戻り、以下同じ動作を繰り返す。
【0014】
したがって、図2に併記する入力波形図のように、例えば、入力ポート21の入力に一様流が入力されると、流体自体が自励振動を起こして、出力ポート22aからは、出力波形図で示すように、パルス状の信号が出力される。
本実施例によると、このような流体素子20の自励振動を利用することにより、一次流体に数10Hz〜数kHzの任意の周波数の間欠流または脈動流を生じさせることができる。
なお、流路25、26の抵抗と流路容積を任意に調節することにより、自励振動の時間間隔を調整することが可能である。また、本実施例における流体素子20は付着型流体素子と呼ばれる最も基本的な流体素子による回路構成を示したが、これらの流体素子を複数個組み合わせたり、あるいは渦流型や衝突型といわれる流体素子を使用しても同様にパルス流を生成することは可能である。
【0015】
図3は、上記流体素子20により一次流体に非定常流を形成したときの一次流体と二次流体の流れの状況を模式的に示したものである。
一次流体加熱装置30により気相状態となっている一次流体は流体素子20によって間欠的な流れとなって、ノズル1より高速度で噴出する。このとき、間欠的な一次流体流れにより、一次流体塊11は図3の右方向に流動し、それら一次流体塊11の狭間に二次流体が吸引され、二次流体塊13が形成され、やはり右方向へ流動する。一次流体塊11と二次流体塊13の間の界面は、流体塊の流れ方向に対し、概略垂直面をなし、一次流体塊11と二次流体塊13の間ではエネルギーの授受が行われる。エネルギーの授受後、ほぼ同一エネルギー状態となった一次流体塊11と二次流体塊13は混合し、ディフューザ2で速度エネルギーを圧力エネルギーに回復しつつ流出配管16へと流出する。したがって、一次流体塊11と二次流体塊13のエネルギー授受は垂直界面を介して行われ、また、両流体のエネルギー状態が近くなってから混合するため、有効エネルギーの損失が抑制され、エジェクタの効率が向上する。
【0016】
図4は、前述のエジェクタ10を用いて冷凍サイクルを構成した実施形態の一例を示す概念図である。
エジェクタ10は、ノズル1、ディフューザ2、および流体素子20により主として構成される。ノズル1は、一次流体供給配管12および流体素子20を介して一次流体加熱装置30に接続されている。一次流体加熱装置30には一次流体を加熱するための、例えば熱交換器31を備えている。また、蒸発器34が二次流体供給配管14を介してエジェクタ10の二次流体導入部3に接続されている。エジェクタ10の流出側には流出配管16を介して凝縮器36が接続されている。凝縮器36に流入する一次流体と二次流体の混合気は凝縮器36に接続されている冷却水配管38により冷却され、凝縮する。凝縮した液は、配管15を流れ、一次流体供給装置18により一次流体加熱装置30に戻されると同時に、二次流体戻り配管17、減圧弁19を介して蒸発器34に戻る。
蒸発器34内の二次流体がエジェクタ10により吸引される際に発生する二次流体の気化熱(蒸発潜熱)により温度低下、すなわち冷凍が発生し、蒸発器34に接続されている冷熱負荷35を冷却する。
【0017】
このエジェクタ10を用いることにより、上述したようにエジェクタの効率が向上するため、一次流体に対する二次流体の流量比(=[二次流体流量]/[一次流体流量])が増大し、冷凍機としての効率(COP)が向上する。
【0018】
なお、一次流体加熱装置30に接続されている熱交換器31の熱源としては、電力や燃料の燃焼によるもののほか、工場排熱や排ガス熱なども利用される。また、一次、二次流体の冷媒としては、水、フロン、アルコール、アンモニア、あるいはこれらの混合物などが利用される。
【0019】
図5は、上記流体素子20を用いて、2台のエジェクタ10A、10Bを同時に駆動する例を示している。流体素子20によって一次流体供給配管12a、12bに交互にパルス流を送ることができるので、2台のエジェクタ装置を同時に駆動することが可能である。
【0020】
【発明の効果】
本発明のエジェクタは、流体素子のスイッチング現象を利用した流体の自励振動により一次流体の非定常流を形成し、かかる非定常流の一次流体と二次流体との界面を流れ方向に鉛直とする。それによって、二次流体の吸引・混合時の有効エネルギー損失が低減し、エジェクタの効率が向上する。言い換えれば、一次流体に対する二次流体の流量比(=[二次流体流量]/[一次流体流量])が増大し、単位量の二次流体を吸引するに必要な一次流体量が低減される。因みに、本発明のエジェクタ効率は、前記特許文献1のものとほぼ同等である。
しかも、本発明は、流体素子を用いることにより外部からの制御を何ら加えることなく一次流体の非定常流を形成できるものであるため、複雑な流体制御装置が不要となり、設備の信頼性、耐久性が向上すると共に、コスト低減を容易に実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエジェクタの一例を示す概要図である。
【図2】流体素子の構成および作用を説明するための説明図である。
【図3】本発明のエジェクタにおける一次流体と二次流体の流れを示す作用説明図である。
【図4】本発明の冷凍システムの一例を示す概要図である。
【図5】本発明のエジェクタの別の使用例を示す概要図である。
【符号の説明】
1 ノズル
2 ディフューザ
3 二次流体導入部
10、10A、10B エジェクタ
11 一次流体塊
12 一次流体供給配管
13 二次流体塊
14 二次流体供給配管
16 流出配管
20 流体素子
21 入力ポート
22a、22b 出力ポート
23a、23b 主流路
24a、24b 制御ポート
25、26 制御流路
30 一次流体加熱装置
32 一次流体供給装置
34 蒸発器
36 凝縮器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ejector that is used for vacuum generation, compression, pressure increase, and the like, and more particularly, to an ejector that makes a primary fluid flow unsteady and a refrigeration system using the ejector.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has proposed an ejector that generates an unsteady flow of the primary fluid such that the interface between the primary fluid and the secondary fluid is substantially perpendicular to the ejector axial direction as an ejector of this type (for example, , See Patent Document 1). The unsteady flow generating means is, for example, based on periodic heating control of a group of thin tubes provided in the primary fluid supply pipe, or periodic control of the primary fluid supply device such as a pump or an electromagnetic valve.
On the other hand, a fluid switching element used for an air current conveying device is disclosed for a fluid element using a fluid switching phenomenon based on the Coanda effect (see, for example, Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-333000 A (Claims 1-6, FIGS. 1-7)
[Patent Document 2]
JP 2001-50214 A (paragraphs [0015]-[0018], FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The ejector disclosed in Patent Document 1 is configured such that when a high energy fluid (primary fluid) and a low energy fluid (secondary fluid) are in direct contact, the interface between the two fluids is perpendicular to the flow direction. By alternately flowing the fluids, energy exchange between the two fluids is performed reversibly, which is intended to reduce the energy loss during mixing. That is, in order for the primary fluid and the secondary fluid to exchange energy (pressure) through the interface most efficiently, the interface should be perpendicular to the fluid flow direction. Therefore, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, an unsteady flow consisting of an intermittent flow or a pulsating flow is generated in the primary fluid. However, since the generation means is based on periodic heating control of a group of thin tubes provided in the primary fluid supply piping and periodic control of the primary fluid supply device such as a pump or a solenoid valve, control is inevitably performed from the outside. An additional control device is required. Therefore, since the control device is complicated, there is a problem that the reliability of the entire facility is impaired and the device is expensive. In addition, there is a problem that the control becomes more difficult as the frequency of the primary fluid is increased.
[0005]
On the other hand, as a means for controlling the fluid, the use of a fluid element utilizing a fluid switching phenomenon based on the Coanda effect is disclosed in Patent Document 2 described above. However, this document does not describe anything about using the ejector. And so far, no fluid element is used to control the primary fluid in the ejector.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ejector that improves efficiency by controlling the pressure and flow rate of a fluid using a fluid element, and a refrigeration system using the ejector.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An ejector according to the present invention uses a fluid element in a flow path for supplying a primary fluid in an ejector that sucks and / or pressurizes a secondary fluid by a jet of the primary fluid, and utilizes self-excited vibration of the fluid element. Thus, an unsteady flow is formed in the primary fluid.
[0008]
Moreover, in the ejector of this invention, the form of unsteady flow is made into intermittent flow or pulsation flow.
Here, “intermittent flow” refers to a flow in which the fluid intermittently flows in one direction, and there is a moment when the flow rate of the fluid becomes zero. “Pulsating flow” refers to a fluid flow rate that fluctuates with time in the main flow direction and does not become zero even at the moment when the flow rate is minimized.
In the present invention, an unsteady flow, that is, an intermittent flow or a pulsating flow is formed in the primary fluid by utilizing the self-excited vibration of the fluid element. Therefore, the secondary fluid is sandwiched between the primary fluid masses. In this state, the interface between the two fluids is substantially perpendicular to the fluid flow direction. Note that the interface here does not necessarily include a clear boundary but also includes a transition layer.
[0009]
Moreover, this invention can also comprise the ejector apparatus which supplies a primary fluid alternately with respect to several ejector using the fluid element of Claim 1. FIG.
Moreover, the refrigerating system of this invention comprises a refrigerating cycle using the ejector in any one of Claims 1-3.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a basic embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an ejector according to the present invention.
The ejector 10 is mainly composed of a nozzle 1 and a diffuser 2 in which the nozzle 1 is arranged concentrically. A primary fluid heating device 30 is connected to the upstream side of the primary fluid supply pipe 12 for supplying the primary fluid to the nozzle 1 via a fluid element 20, and self-excitation of fluid based on the fluid switching phenomenon of the fluid element 20. An unsteady flow of the primary fluid is formed by vibration and supplied to the nozzle 1.
One end of a secondary fluid supply pipe 14 is connected to the secondary fluid introduction part 3 of the diffuser 2, and the other end of the pipe 14 is connected to a secondary fluid supply device 32 that is a secondary fluid supply source. . The discharge flow whose energy is increased by the ejector 10 is supplied or discharged through the outflow pipe 16 to another process, a condenser, the atmosphere, or the like according to the purpose of use. In FIG. 1, reference numeral 18 denotes a primary fluid supply device such as a pump.
[0011]
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration and operation of the fluidic device 20 shown in FIG. The fluid element 20 has one input port 21, two output ports 22a and 22b, and two control ports 24a and 24b. The flow path inside the fluidic element 20 is formed by dividing the input port 21 and the output ports 22a and 22b into Y-shaped main flow paths 23a and 23b having an acute angle. The control channels 25 and 26 communicate with the ports 24a and 24b from both sides, respectively.
The input port 21 of the fluid element 20 and the primary fluid heating device 30 are connected by the input side pipe 12a of the primary fluid supply pipe 12, and the output side of the primary fluid supply pipe 12 is connected to one output port 22a. The pipe 12b is connected. Further, the output side pipe 12 b and the control port 24 a are connected by a control flow path 25, and the other output port 22 b and the control port 24 b are connected by a control flow path 26.
[0012]
By interposing the fluid element 20 configured in this way in the primary fluid supply pipe 12 connecting the primary fluid heating device 30 and the nozzle 1 of the ejector 10, the fluid element 20 is automatically generated by the self-excited vibration of the fluid based on the switching phenomenon of the fluid element 20. Thus, an unsteady flow of the primary fluid is generated.
That is, according to the operation principle of the fluid element 20, once the fluid entering from the input port 21 flows through the main channel 23a, it continues to take the channel 23a unless a control flow flows from the control port 24a. When there is an input from the control port 24a, the flow path is switched from 23a to 23b, and the flow path of 23b is continued unless a control flow is then flowed from the control port 24b.
[0013]
As described above, the fluid element 20 is interposed in the primary fluid supply pipe 12 that connects the primary fluid heating device 30 and the nozzle 1 of the ejector 10, and one output port 22 a is connected to the downstream side of the primary fluid supply pipe 12. A part thereof is connected to the control port 24 a via the flow path 25. The other output port 22b is connected to the control port 24b via the flow path 26.
The function of the fluid element 20 will be described.
(1) When a fluid flows from the input port 21 to the output port 22a, the pressure in the flow path 25 increases, and a control flow is input from the control port 24a.
(2) The main flow is switched from the flow path 23a to 23b by the input of the control flow from 24a.
(3) Then, the pressure in the flow path 26 increases, and the control flow flows into the control port 24b.
(4) When the control flow flows from 24b, the main flow is switched from the flow path 23b to 23a.
(5) Return to (1) and repeat the same operation.
[0014]
Therefore, as shown in the input waveform diagram shown in FIG. 2, for example, when a uniform flow is input to the input of the input port 21, the fluid itself causes self-excited vibration, and the output port 22a outputs As shown in the figure, a pulse-like signal is output.
According to the present embodiment, by utilizing such self-excited vibration of the fluid element 20, an intermittent flow or a pulsating flow having an arbitrary frequency of several tens of Hz to several kHz can be generated in the primary fluid.
Note that the time interval of self-excited vibration can be adjusted by arbitrarily adjusting the resistance of the flow channels 25 and 26 and the flow channel volume. In addition, the fluid element 20 in the present embodiment has shown a circuit configuration of the most basic fluid element called an adhesion type fluid element. However, a combination of a plurality of these fluid elements, or a fluid element called a vortex type or a collision type. It is possible to generate a pulse flow in the same manner.
[0015]
FIG. 3 schematically shows the flow of the primary fluid and the secondary fluid when an unsteady flow is formed in the primary fluid by the fluid element 20.
The primary fluid in a gas phase state by the primary fluid heating device 30 becomes an intermittent flow by the fluid element 20 and is ejected at a higher speed than the nozzle 1. At this time, the primary fluid mass 11 flows in the right direction of FIG. 3 due to the intermittent primary fluid flow, and the secondary fluid is sucked between the primary fluid masses 11 to form the secondary fluid mass 13. Flows to the right. The interface between the primary fluid mass 11 and the secondary fluid mass 13 forms a substantially vertical plane with respect to the flow direction of the fluid mass, and energy is transferred between the primary fluid mass 11 and the secondary fluid mass 13. After the transfer of energy, the primary fluid mass 11 and the secondary fluid mass 13 that are in substantially the same energy state are mixed and flow out to the outflow pipe 16 while restoring the velocity energy to pressure energy by the diffuser 2. Therefore, energy exchange between the primary fluid mass 11 and the secondary fluid mass 13 is performed through the vertical interface, and since mixing is performed after the energy states of both fluids are close to each other, loss of effective energy is suppressed, and the ejector Efficiency is improved.
[0016]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of an embodiment in which a refrigeration cycle is configured using the ejector 10 described above.
The ejector 10 is mainly composed of a nozzle 1, a diffuser 2, and a fluid element 20. The nozzle 1 is connected to a primary fluid heating device 30 via a primary fluid supply pipe 12 and a fluid element 20. The primary fluid heating device 30 includes, for example, a heat exchanger 31 for heating the primary fluid. Further, the evaporator 34 is connected to the secondary fluid introduction part 3 of the ejector 10 through the secondary fluid supply pipe 14. A condenser 36 is connected to the outflow side of the ejector 10 through an outflow pipe 16. The mixture of the primary fluid and the secondary fluid flowing into the condenser 36 is cooled by a cooling water pipe 38 connected to the condenser 36 and condensed. The condensed liquid flows through the pipe 15 and is returned to the primary fluid heating apparatus 30 by the primary fluid supply apparatus 18, and at the same time returns to the evaporator 34 via the secondary fluid return pipe 17 and the pressure reducing valve 19.
A temperature drop, that is, refrigeration occurs due to vaporization heat (latent heat of evaporation) of the secondary fluid generated when the secondary fluid in the evaporator 34 is sucked by the ejector 10, and a cooling load 35 connected to the evaporator 34. Cool down.
[0017]
By using the ejector 10, the efficiency of the ejector is improved as described above, so that the flow rate ratio of the secondary fluid to the primary fluid (= [secondary fluid flow rate] / [primary fluid flow rate]) increases, and the refrigerator As a result, the efficiency (COP) is improved.
[0018]
In addition, as a heat source of the heat exchanger 31 connected to the primary fluid heating device 30, factory exhaust heat, exhaust gas heat, and the like are used in addition to those by combustion of electric power and fuel. As the primary and secondary fluid refrigerant, water, chlorofluorocarbon, alcohol, ammonia, or a mixture thereof is used.
[0019]
FIG. 5 shows an example in which two ejectors 10 </ b> A and 10 </ b> B are driven simultaneously using the fluid element 20. Since the fluid element 20 can alternately send a pulse flow to the primary fluid supply pipes 12a and 12b, it is possible to drive two ejector devices simultaneously.
[0020]
【The invention's effect】
The ejector of the present invention forms an unsteady flow of the primary fluid by self-excited vibration of the fluid using the switching phenomenon of the fluid element, and the interface between the primary fluid and the secondary fluid of the unsteady flow is set vertically in the flow direction. To do. Thereby, the effective energy loss at the time of suction / mixing of the secondary fluid is reduced, and the efficiency of the ejector is improved. In other words, the flow rate ratio of the secondary fluid to the primary fluid (= [secondary fluid flow rate] / [primary fluid flow rate]) is increased, and the amount of primary fluid necessary to suck the unit amount of secondary fluid is reduced. . Incidentally, the ejector efficiency of the present invention is almost the same as that of Patent Document 1.
In addition, the present invention can form an unsteady flow of the primary fluid without any external control by using a fluid element, so that a complicated fluid control device is not required, and the reliability and durability of the equipment are eliminated. As a result, the cost can be easily reduced and the cost can be easily reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an ejector according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration and operation of a fluid element.
FIG. 3 is an operation explanatory view showing the flow of primary fluid and secondary fluid in the ejector of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the refrigeration system of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing another example of use of the ejector of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle 2 Diffuser 3 Secondary fluid introduction | transduction part 10, 10A, 10B Ejector 11 Primary fluid lump 12 Primary fluid supply piping 13 Secondary fluid lump 14 Secondary fluid supply piping 16 Outflow piping 20 Fluid element 21 Input port 22a, 22b Output port 23a, 23b Main flow paths 24a, 24b Control ports 25, 26 Control flow path 30 Primary fluid heating device 32 Primary fluid supply device 34 Evaporator 36 Condenser

Claims (4)

一次流体の噴流によって二次流体の吸引および/または昇圧を行うエジェクタにおいて、一次流体を供給する流路に流体素子を用い、該流体素子の自励振動を利用することにより、一次流体に非定常流を形成することを特徴とするエジェクタ。In an ejector that sucks and / or pressurizes a secondary fluid by a jet of the primary fluid, a fluid element is used in a flow path that supplies the primary fluid, and the self-excited vibration of the fluid element is used to make the primary fluid unsteady. Ejector characterized by forming a flow. 非定常流の形態を間欠流または脈動流とすることを特徴とする請求項1記載のエジェクタ。2. The ejector according to claim 1, wherein the unsteady flow is an intermittent flow or a pulsating flow. 請求項1に記載の流体素子を用いて複数のエジェクタに対して一次流体を交互に供給することを特徴とするエジェクタ装置。A primary fluid is alternately supplied to a plurality of ejectors using the fluid element according to claim 1. 請求項1〜3のいずれかに記載のエジェクタを用いて冷凍サイクルを構成したことを特徴とする冷凍システム。A refrigeration system comprising a refrigeration cycle using the ejector according to claim 1.
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