JP2009138726A - Stream ejector, and evacuation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空乾燥のための真空引きに活用される水流エゼクターおよびこの水流エゼクターを用いた真空引き装置に関する。 The present invention relates to a water flow ejector utilized for vacuum drawing for vacuum drying and a vacuum drawing device using the water flow ejector .
従来、真空引きには回転式真空ポンプ、ピストン式真空ポンプやダイヤフラム式真空ポンプが使われていたが、今日では構造が極めて簡単で耐久性と信頼性があり安価な水流エゼクターが広く使われるようになっている(例えば、非特許文献1参照)。この非特許文献1に記載の水流エゼクターを図3に示す。この水流エゼクターは、大量の駆動水を広がり形状のノズル50より低圧超音速流で噴射させ、このノズル50を囲むボックス51内に供給口52から導入する吸込みガス53をこの駆動水の噴射によって吸い込み、駆動水と吸い込みガスはディフューザ54における徐々に狭まる前半部54aで混合し、それに続いて徐々に末広がりの形状を持つ後半部54bでは流速を減じて昇圧しつつ吐出口に向かう仕組みとなっている。
Conventionally, rotary vacuum pumps, piston vacuum pumps, and diaphragm vacuum pumps have been used for evacuation. Today, however, water flow ejectors that are extremely simple in structure, durable, reliable, and inexpensive are widely used. (For example, see Non-Patent Document 1 ). The water flow ejector described in
食品などの品質組成を損なわずに真空乾燥するには30〜45℃の低温で操業する必要があり、その場合に必要とする真空度は95〜85kPaとされている。通常の水流エゼクターはこのレベルの真空圧を実現している。(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の水流エゼクターは図4に示す構成を有する。すなわち駆動水を入れるノズル60を外被管61内に設け、外被管61の側面に吸込みガスを導入する吸引管62を取付け、ノズル60の下流に吸引管62からの吸込みガスと駆動水とを混合する主管スロート63を設け、主管スロート63の下流側に内径が次第に拡大されたパイプからなるディフューザ64を設けた構成を有する。
It is necessary to operate at a low temperature of 30 to 45 ° C. for vacuum drying without impairing the quality composition of food or the like, and the degree of vacuum required in that case is 95 to 85 kPa. Ordinary water ejectors achieve this level of vacuum pressure. (For example, refer to Patent Document 1). The water flow ejector described in
水流エゼクターをパイプ形状に最適に設計することは複雑且つ難題で種々の試行錯誤が要求される。図3で示される従来の水流エゼクターは、ディフューザ54のパイプ内径が拡大したり狭められたりする構造となっている。この構造は、機械工作で刳り抜きする形状が複雑な直線または曲線形状であるため、製造する工程が複雑で簡便に安価に大量生産することに不適となっている。 Optimal design of a water flow ejector to a pipe shape is complicated and difficult, and requires various trials and errors. The conventional water flow ejector shown in FIG. 3 has a structure in which the inner diameter of the pipe of the diffuser 54 is enlarged or narrowed. This structure, because the shape to vent counterbores in machining a complex straight or curved shape, which is unsuitable to the process of manufacturing is complicated and easily mass-produced inexpensively.
また、図3、図4に示す従来の水流エゼクターを使用する場合、エゼクターの出力口において流水音や運転スタート時に起こるエアハンマー作用による爆裂音などの騒音を発生する欠点があり、真空乾燥機に取り付けた場合に運転時騒音の抑制対策が不可欠である。 Moreover, when using the conventional water flow ejector shown in FIG. 3 and FIG. 4, there is a defect that noise such as a sound of running water and an explosive sound due to an air hammer action that occurs at the start of operation is generated at the output port of the ejector. When installed, it is essential to take measures to suppress noise during operation.
また、従来の水流エゼクターは真空乾燥装置として組上げて用いる場合に設置する空間に十分な天井高さが必要で、そのため設置据付条件を狭める欠点を有する。 Further, the conventional water flow ejector required sufficient ceiling height in the space to be installed when used in assembling a vacuum drying apparatus, it has the disadvantage of narrowing the reason installation installation conditions.
本発明の目的は、エゼクター駆動水吐出口での騒音を抑制するように改良した水流エゼクターとこれを用いた真空引き装置を提供することにある。また本発明は、水流エゼクター本体の製造を容易とする簡単な形状を提供することを他の目的とする。 An object of the present invention is to provide a water flow ejector improved so as to suppress noise at an ejector-driven water discharge port and a vacuum evacuation apparatus using the water flow ejector. Another object of the present invention is to provide a simple shape that facilitates the manufacture of a water flow ejector body .
上記課題を解決する本発明の請求項1の水流エゼクターは、真空引き装置に利用される水流エゼクターにおいて、
駆動水を受ける筒形の入口片と、
前記入口片の下流側に設けられ、前記入口片から流入する駆動水と吸引ガスとを混合する主管スロートと、
前記主管スロートの下流側端部に接続して設けられ、内径が末広がり形状をなすパイプからなる出力片と、
円筒形状をなし、前記出力片の下流側端部に設けられ、駆動水と吸引ガスとの混合気体を流す消音器と、
前記消音器に取付けられ、駆動水が流出する際に前記消音器内に空気を取り入れて前記消音器内の気圧の急変を防止する吸気管とを備えたことを特徴とする。
The water flow ejector according to
A cylindrical inlet piece for receiving driving water;
A main pipe throat that is provided on the downstream side of the inlet piece and mixes the driving water and the suction gas flowing from the inlet piece ;
An output piece comprising a pipe having a shape in which the inner diameter is widened toward the downstream end of the main pipe throat;
A cylindrical shape, provided at the downstream end of the output piece, and a silencer for flowing a mixed gas of driving water and suction gas,
And an intake pipe that is attached to the silencer and takes in air into the silencer when driving water flows out to prevent a sudden change in atmospheric pressure in the silencer .
請求項2の水流エゼクターは、請求項1に記載の水流エゼクターにおいて、The water flow ejector according to
前記入口片と前記主管スロートと前記出力片とを収容する外被管を備え、An outer tube that houses the inlet piece, the main pipe throat, and the output piece;
前記外被管に、吸引ガスを供給する吸引管を取付け、A suction pipe for supplying suction gas is attached to the jacket pipe,
前記外被管を前記消音器に接続し、Connecting the jacket tube to the silencer,
前記主管スロートは、前記入口片の終端部に連接して設けられ、複数個のガス吸引孔を有する円筒形パイプからなることを特徴とする。The main pipe throat is formed of a cylindrical pipe that is connected to the terminal end of the inlet piece and has a plurality of gas suction holes.
請求項3の水流エゼクターは、請求項1または2に記載の水流エゼクターにおいて、The water flow ejector according to
前記消音器は前記出力片の出口側内径より大きい内径を有することを特徴とする。The silencer has an inner diameter that is larger than an inner diameter on the outlet side of the output piece.
請求項4の真空引き装置は、請求項1から3までのいずれか1項に記載の水流エゼクターを備えると共に、水流エゼクターの静音化と無臭化を図るために消音器の下流側を漬ける水を溜めた貯水槽を備え、A vacuum evacuation device according to a fourth aspect of the present invention includes the water flow ejector according to any one of the first to third aspects, and water that is immersed in the downstream side of the silencer in order to make the water flow ejector quiet and non-brominated. It has a reservoir
前記貯水槽からの水を吸込んで前記入口片より吐出する循環ポンプ、前記入口片、前記主管スロート、前記出力片および前記消音器を含む循環路を前記貯水槽内の水位より低く設定したことを特徴とする。The circulation path including the circulation pump that sucks water from the water storage tank and discharges it from the inlet piece, the inlet piece, the main pipe throat, the output piece, and the silencer is set lower than the water level in the water storage tank. Features.
請求項1の水流エゼクターは、運転スタート時の爆裂音と駆動水流出時の騒音が消音器に付けた吸気管を通じて空気圧の急変を緩和する機能を有するので運転中の騒音を抑制する効果を発揮する。
The water flow ejector according to
請求項2の水流エゼクターは、主管スロートにガス吸引孔を有するので、図4に示す従来のエゼクターの構造、すなわちパイプ同士の隙間からガスを吸引する構造に比べて簡単なため加工技術程度が軽度で機械工作工程も短くて済み、加工費用が安価で加工時間が短時間で済むという経済効果を発揮する。
Since the water flow ejector according to
請求項3の水流エゼクターは、消音器は前記出力片の出口側内径より大きい内径を有するので、出口片から消音器に至る領域においても真空度を高める効果を発揮することができる。In the water flow ejector according to the third aspect, since the silencer has an inner diameter larger than the outlet-side inner diameter of the output piece, the effect of increasing the degree of vacuum can be exhibited even in the region from the outlet piece to the silencer.
請求項4の真空引き装置は、前記貯水槽からの水を吸込んで前記入口片より吐出する循環ポンプ、前記入口片、前記主管スロート、前記出力片および前記消音器を含む循環路を前記貯水槽内の水位より低く設定したので、天井高さ制限を考慮せずに設置可能となる利便性を発揮する真空乾燥装置を提供することができる。また、循環路は常時貯水槽の水位より低いため、運転再開時においては水流エゼクター内は水で満たされており、運転再開時の急激な高速水流の気中への噴射音の発生が無くなる。 5. The vacuum evacuation apparatus according to
以下本発明の水流エゼクターの一実施の形態を図1を用いて説明する。図1は本発明になる水流エゼクター本体とそれに連結される消音器の概略を、図2には本発明を真空乾燥装置に用いる場合に水流エゼクターを横方向に設置して貯水槽に接続する形態を示す。図1の水流エゼクターの形状において駆動水入口片1は水の流れ抵抗を減少させるため面取りが施されている。該駆動水入口片1よりも直径の太い主管スロート6が入口片1に溶接または接着工法で接続される。該本管スロート6の形状は単純なパイプ形状であって特殊な加工は施されていない。
Hereinafter, an embodiment of a water flow ejector of the present invention will be described with reference to FIG . FIG. 1 shows an outline of a water flow ejector main body and a silencer connected thereto according to the present invention, and FIG. 2 shows a mode in which a water flow ejector is installed in a lateral direction and connected to a water storage tank when the present invention is used in a vacuum drying apparatus. Indicates . In the shape of the water flow ejector shown in FIG. 1, the drive
該主管スロート6の入口部にはパイプ管壁を貫通する複数個の吸引孔4が開けられており、該吸引孔4は本装置が作動する際に吸引管3を通じ真空引きする際に吸込みガスを主管スロート6内に吸引むものである。
A plurality of
主管スロート6の終端付近には直径が本管スロートより太いパイプ状の出方片7が溶接または接着工法にて連結されている。該出口片7は出口方向に向かって末広がり状に広がる内部形状を有する。また駆動水入口片1、主管スロート6および出口片7を被覆する外被管8が外側に円筒状に溶接または接着接続されている。これら1〜8で示す部材により水流エゼクター本体Eが構成される。
In the vicinity of the terminal end of the
12は消音器であり、図示のように、該消音器12の内径は水流エゼクター本体Eの出力片7の出口の内径より太いパイプ形状を有する。
12 is a muffler, as shown, the inner diameter of the
図1に示す水流エゼクター入口片1には図2に示す循環ポンプ16からの吐出配管15を入口側フランジ2を介して接続する。真空引き機能は吸引管3だけを通じて行うように中空円形状の仕切板5が設けられている。該仕切板5の内側部は主管スロート6の外側部に固着され、該仕切板5の外周部は外被管8に固着され十分なる気密性が保たれるように施工されなければならない。
The water
本実施の形態の真空引き装置は、図2に示すように、水流エゼクターの静音化と無臭化を図るために、消音器12を漬ける水を溜めた貯水槽13を備え、水流エゼクター本体Eで使用された駆動水は一旦貯水槽13に蓄えられている構造になっている。水流エゼクター本体Eはその終端の出力側フランジ9を使い該貯水槽13の外側より固着される。消音器12部はフランジ10で貯水槽13の内側より出力側フランジ9と同位置に固着される。これにより貯水槽13内では水流エゼクター本体Eと消音器12は貯水槽13の内部で連結され、消音器12は水平部12aとその先端で直角に下方に曲げた垂直部12bとを有し、終端12cからは吸引ガスが混合された駆動水が貯水槽13内の水中に流出する構成となっている。また水流を作る循環ポンプ16に接続されている戻り配管14を通じて駆動水が循環して再利用される構造となっている。戻り配管14、循環ポンプ16、吐出配管15、水流エゼクター本体Eおよび消音器12からなる循環路は、貯水槽13内の水位17より低く設定されている。 Evacuation apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 2, in order to noise reduction and deodorization water flow ejector, comprises a reservoir 13 which reservoir
消音器12における水流エゼクター本体Eの連接部近くに空気を取入れる吸気管11が設けられ、吸気管11の吸気口は貯水槽水位17より上部に位置させることにより、吸気口が水面下に浸らない構造とする。貯水槽13には水位17の設定のためのオーバーフロー通風口18を設置する。
An intake pipe 11 for taking in air is provided near the connection part of the water flow ejector body E in the
本実施の形態の水流エゼクターは、図1に示されるように、主管スロート6に吸引孔4を設けたので、図3、図4に示すような管どうしの隙間からガスを吸込む従来のものと比べて簡単なため加工技術程度が軽度で機械工作工程も短くて済み、加工費用が安価で加工時間が短時間で済むという経済効果を発揮する。As shown in FIG. 1, the water flow ejector of the present embodiment is provided with the
また、本発明の水流エゼクター本体Eとそれに連結される消音器12は図2のように水の循環路が貯水槽13の水位17より低く、横向き水平に使用設置することが可能となり、据付場所の天井高さ制限を考慮せずに設置可能となる利便性を発揮する効果を有する。Further, the water flow ejector body E and the
また、本水流エゼクターは運転スタート時の爆裂音と駆動水流出時の騒音が消音器吸気管11を通じて空気圧の急変を緩和する機能を有するので運転中の騒音を抑制する効果を発揮する。また、水の循環路が貯水槽13の水位17より低く設定されているので、運転をいったん休止してから再開する際の急激な高速水流の気中への噴射音の発生が無くなる。Further, the present water flow ejector exhibits the effect of suppressing the noise during operation because the explosion sound at the start of operation and the noise at the time of driving water outflow have a function of mitigating sudden changes in air pressure through the silencer intake pipe 11. In addition, since the water circulation path is set lower than the water level 17 of the water storage tank 13, the generation of an abrupt high-speed water flow in the air when the operation is paused and then resumed is eliminated.
水流エゼクターEと消音器12とを化学的に耐性のあるステンレス素材で試作した。駆動水入口片1の直径40(mm)、水流速約(10m/s)、主管スロート6の長さ16(cm)で入口片1から消音器12の終端までの長さは約100(cm)である。また吸気孔4の個数は4としている。以上のような実施例の水流エゼクター本体Eと消音器12を真空乾燥機に装置して騒音を測定した結果、これまでの真空乾燥装置と比較すると80〜85(dB)から56〜58(dB)と大幅に低減する静音効果を得た。また作業者の運転操作性が改善されると真空利用機器との一体化が実現でき設置面積が小さくなると共に設置する屋内の天井高さ制限も解放された。
A
本発明による静音効果を有する簡易型水流エゼクターは構造の簡単さから低価格で製造され、また優れた静音性により運転場所を選ばずに設置可能となり真空乾燥装置や真空利用機器に関連する産業分野での利用が期待される。 The simple water flow ejector having a silent effect according to the present invention is manufactured at a low price due to the simplicity of the structure, and can be installed regardless of the operating place due to the excellent quietness, and the industrial field related to the vacuum drying apparatus and the vacuum utilization equipment. Use in is expected.
1:駆動水入口片
3:吸引管
4:吸引孔
6:主管スロート
7:出力片
8:外被管
11:吸気管
12消音器
13:貯水槽
17:水位
E:水流エゼクター本体
1 : Drive water inlet piece 3 : Suction pipe 4 : Suction hole 6 : Main pipe throat 7 : Output piece
8: jacket pipe 11 :
13: Water tank
17: Water level
E: Current ejector body
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