JP2020045803A - Ejector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルから吐出した駆動流と吸引流とを合流する合流部における渦の発生を抑えてエジェクタ効率の低下を抑止することができるエジェクタに関する。 The present invention relates to an ejector capable of suppressing generation of a vortex at a junction where a driving flow and a suction flow discharged from a nozzle merge, thereby suppressing a decrease in ejector efficiency.
例えば、冷媒を循環させる回路にはエジェクタを備えたものがある。エジェクタは、先端の開口から駆動流が噴射されるノズルと、ノズルの周囲を取り囲むように配置され、ノズルの先端開口延長上となる部位に駆動流との合流部が設けられた本体部と、本体部の内部に開口するように接続された吸引管路とを備えて構成されている。このエジェクタでは、ノズルの先端開口から冷媒を駆動流として噴射すると、吸引管路を通じて冷媒が吸引流として本体部の内部に吸引され、吸引流が合流部において駆動流に合流されて下流のディフューザに至る(例えば、特許文献1参照)。 For example, some circuits for circulating a refrigerant include an ejector. The ejector has a nozzle from which the driving flow is ejected from the opening at the distal end, and a main body portion arranged so as to surround the periphery of the nozzle and provided with a junction with the driving flow at a position on the extension of the opening at the distal end of the nozzle, And a suction conduit connected to open inside the main body. In this ejector, when the refrigerant is ejected as a drive flow from the opening at the tip of the nozzle, the refrigerant is sucked into the inside of the main body as a suction flow through a suction pipe, and the suction flow is merged with the drive flow at the merging portion, and is transmitted to the downstream diffuser. (See, for example, Patent Document 1).
ところで、ノズルから吐出した駆動流は、合流部で吸引流と合流して混合部に流入するが、流路軸の傾きやズレ、あるいは噴流の広がりにより、流れの一部が混合部入口付近の合流部壁面に衝突し、合流部壁面に沿って逆流する渦が発生し、渦損失が生じる(図5参照)。また、吸引流は、駆動流を吐出するノズルを本体部のない中空部に配置する関係上、一般に、本体部の側面からから流入する。このため、駆動流の流路軸を通る面内だけでなく、流路軸に直交する面内にも流れ(二次流れ)が生じ、渦損失が生じる(図6参照)。この結果、混合部では渦の発生によって損失が生じ、エジェクタ効率が低下してしまうという課題があった。 By the way, the driving flow discharged from the nozzle merges with the suction flow at the merging portion and flows into the mixing portion. However, due to the inclination or deviation of the flow channel axis or the spread of the jet, a part of the flow is near the mixing portion inlet. A vortex that collides with the wall surface of the junction and flows backward along the wall surface of the junction generates vortex loss (see FIG. 5). Further, the suction flow generally flows in from the side surface of the main body because the nozzle for discharging the driving flow is disposed in a hollow portion having no main body. For this reason, a flow (secondary flow) occurs not only in a plane passing through the flow path axis of the driving flow but also in a plane orthogonal to the flow path axis, and vortex loss occurs (see FIG. 6). As a result, there is a problem that a loss occurs due to the generation of the vortex in the mixing section, and the ejector efficiency is reduced.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノズルから吐出した駆動流と吸引流とを合流する合流部における渦の発生を抑えてエジェクタ効率の低下を抑止することができるエジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides an ejector capable of suppressing generation of a vortex at a junction where a driving flow discharged from a nozzle and a suction flow merge with each other, thereby suppressing a decrease in ejector efficiency. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるエジェクタは、先端の開口から駆動流が噴射されるノズルと、前記ノズルの周囲を取り囲むように配置され、前記ノズルの先端開口の延長上となる部位に駆動流との合流部が設けられた本体部と、を備え、前記ノズルの先端開口から駆動流を噴射することにより吸引流入口を通じて吸引流を前記本体部の内部に吸引し、前記合流部において駆動流と吸引流とを合流させ、合流した駆動流と吸引流とを混合させる下流の混合部に導出するエジェクタであって、前記本体部の前記合流部には下流に向けて漸次内径が小さくなる内周テーパ面が設けられ、前記合流部内に固定されたガイド部材を有し、前記ガイド部材は、前記ノズルの軸心を中心軸とし、下流に向けて漸次内径が小さくなる内側円錐流路を形成する円錐管を有し、前記円錐管の外周面と前記本体部の前記内周テーパ面との間に外側円錐流路を形成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem and achieve the object, an ejector according to the present invention includes a nozzle from which a driving flow is injected from an opening at a tip, and an ejector that is disposed so as to surround a periphery of the nozzle. A main body portion provided with a joining portion with the driving flow at a portion that is an extension of the main body portion, and the suction flow is injected into the main body portion through the suction inflow port by ejecting the driving flow from the tip opening of the nozzle. An ejector that sucks, merges the driving flow and the suction flow at the merging section, and leads out to a downstream mixing section that mixes the merged driving stream and the suction flow, wherein the ejector is downstream to the merging section of the main body. An inner peripheral taper surface that gradually reduces the inner diameter is provided, and has a guide member fixed in the merging portion.The guide member has a central axis about the axis of the nozzle, and has a gradually decreasing inner diameter toward the downstream. Is small It has a conical tube forming the inner conical flow path comprising, and forming an outer conical flow path between the outer surface and the inner peripheral tapered surface of the body portion of the conical tube.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記ガイド部材は、前記ノズルと前記合流部の下流端面とからそれぞれ離隔して配置されることを特徴とする。 The ejector according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the guide member is arranged separately from the nozzle and a downstream end face of the junction.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記円錐管の上流側開口は前記ノズルの先端開口よりも下流側に設けられることを特徴とする。 The ejector according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the upstream opening of the conical tube is provided downstream of the tip opening of the nozzle.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記円錐管の上流側開口の径は前記ノズルの先端開口の径よりも大きいことを特徴とする。 The ejector according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the diameter of the upstream opening of the conical tube is larger than the diameter of the tip opening of the nozzle.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記円錐管の下流側開口の径は前記合流部の下流側開口の径よりも小さいことを特徴とする。 The ejector according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the diameter of the downstream opening of the conical tube is smaller than the diameter of the downstream opening of the junction.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記ガイド部材は、前記円錐管の外周テーパ面と前記本体部の前記内周テーパ面との間の外側円錐流路を複数の流路に分割する分割壁を有することを特徴とする。 Further, in the ejector according to the present invention, in the above invention, the guide member includes an outer conical flow path between the outer peripheral tapered surface of the conical tube and the inner peripheral tapered surface of the main body, which is formed into a plurality of flow paths. It has a dividing wall for dividing.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記分割壁は前記中心軸に対して放射状に形成されたことを特徴とする。 The ejector according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the dividing wall is formed radially with respect to the central axis.
また、本発明にかかるエジェクタは、上記の発明において、前記分割壁は前記内周テーパ面と当接する部分に外周テーパ面を有することを特徴とする。 In the ejector according to the present invention, in the above invention, the divided wall has an outer peripheral tapered surface at a portion in contact with the inner peripheral tapered surface.
本発明によれば、ノズルから吐出した駆動流と吸引流とを合流する合流部における渦の発生を抑えてエジェクタ効率の低下を抑止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the vortex in the junction which joins the drive flow and the suction flow discharged from the nozzle can be suppressed, and the fall of ejector efficiency can be suppressed.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係るエジェクタの好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an ejector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は、本発明の実施の形態であるエジェクタの要部を示したものである。ここで例示するエジェクタは、図には明示していないが、冷媒の循環回路に適用され、第1の冷媒経路を流通する冷媒を駆動流として第2の冷媒経路を流通する冷媒の吸引を行うもので、ノズル10、本体部20、ガイド部材30を備えている。なお、図3は、ガイド部材30の構成を示す斜視図である。
1 and 2 show a main part of an ejector according to an embodiment of the present invention. The ejector exemplified here is applied to a refrigerant circulation circuit, which is not shown in the drawing, and performs suction of the refrigerant flowing through the second refrigerant path by using the refrigerant flowing through the first refrigerant path as a driving flow. The apparatus includes a
ノズル10は、中心部に冷媒通路11を有した円筒状を成すものである。ノズル10の先端部は、先端(図1において右側)に向けて漸次外径が減少するテーパ状を成し、かつ内部の冷媒通路11についても先端に向けて漸次内径が減少するように構成してある。図には明示していないが、このノズル10の冷媒通路11には、基端部に第1の冷媒経路が接続してある。
The
本体部20は、中心部が中空で断面が円形の柱状を成すものである。本体部20の中空部には、吸引通路部21、合流部22及び混合部23が設けてある。吸引通路部21は、ノズル10の外径よりも太径となる一様の内径を有した部分であり、本体部20の基端部分に設けてある。合流部22は、吸引通路部21の先端に連続し、ノズル10の先端から、先端に向けて漸次内径が減少するようにテーパ状に形成した部分である。混合部23は、合流部22の先端に連続し、一様の内径を有した部分である。さらに、混合部23の先端には、先端に向けて漸次内径が増大するディフューザ部(昇圧部)24が接続してある。
The
合流部22には、ガイド部材30が設けられる。本体部20の合流部22には下流に向けて漸次内径が小さくなる内周テーパ面20aが設けられる。ガイド部材30は、合流部22内であって合流部22の上流端面SAと合流部22の下流端面SBとからそれぞれ離隔して配置され、ノズル10の軸心を中心軸Cとし、下流に向けて漸次内径が小さくなる円錐管31と、円錐管31の外周テーパ面31aと本体部20の内周テーパ面20aとの間の外側円錐流路L20を中心軸Cに対して放射状に複数の流路に分割する分割壁32とを有する。なお、上流端面SAは、本体部20の中空部であって、ノズル10の先端を通り、ノズル10の軸心(中心軸C)と直交する平面である。また、下流端面SBは、混合部23の上流側開口端面である。図1〜図3では、4つの分割壁32を設けているので、外側円錐流路L20は、円錐管31の周回りに4分割される。なお、円錐管31の管内は、内側円錐流路L10を形成する。
A
ガイド部材30は、合流部22内で、分割壁32の外側テーパ面32aと本体部20の内周テーパ面20aとが当接した状態で設けられる。
The
図4に示すように、ガイド部材30の内側円錐流路L10の上流側開口径d2は、ノズル10の先端開口径d1よりも大きく形成されている。また、ガイド部材30の内側円錐流路L10の下流側開口径d3は、混合部23の上流側開口径d4よりも小さく形成されている。なお、上流側開口径d2は、下流側開口径d3よりも大きい。
As shown in FIG. 4, the upstream opening diameter d2 of the inner conical flow path L10 of the
したがって、内側円錐流路L10及び外側円錐流路L20は、ともに下流に向けて流路断面積が小さくなる。そして、ガイド部材30の内側円錐流路L10の上流側開口径d2は、ノズル10の先端開口径d1よりも大きく形成されているため、内側円錐流路L10には駆動流が流れ、外側円錐流路L20には吸引流が流れる。さらに、外側円錐流路L20を流れる吸引流は、分割壁32によって中心軸C方向に整流される。
Therefore, both the inner conical flow path L10 and the outer conical flow path L20 have a flow path cross-sectional area that decreases toward the downstream side. Since the upstream opening diameter d2 of the inner conical flow path L10 of the
従来のエジェクタは、図5に示すように、合流部22にガイド部材30を設けていなかったので、ノズル10から吐出する駆動流の噴流は、流れの一部が混合部23の入口付近の内周テーパ面20aに衝突し、内周テーパ面20aに沿って逆流する渦F11が発生し、渦損失が生じていた。また、吸引流が本体部20の側面から流入すると、図6に示すように、中心軸Cに直交する面内にも流れ(二次流れ)による渦F12が発生し、渦損失が生じていた。
In the conventional ejector, as shown in FIG. 5, the
これに対し、本実施の形態では、図4に示すように、ノズル10から吐出する駆動流の噴流は、内側円錐流路L10内に導入されるため、内側円錐流路L10の内壁面によって噴流の広がりを抑えることができることから、渦F11の発生による渦損失を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, since the jet of the driving flow discharged from the
また、外側円錐流路L20は、分割壁32によって周方向に分割されているため、外側円錐流路L20を通る吸引流は、中心軸C方向に整流されるため、二次流れによる渦F12の発生による渦損失を抑制することができる。
Further, since the outer conical flow path L20 is divided in the circumferential direction by the dividing
さらに、吸引流は外側円錐流路L20を流れるため、吸引流の圧力損失増大を抑制することができる。 Further, since the suction flow flows through the outer conical flow path L20, an increase in pressure loss of the suction flow can be suppressed.
本実施の形態では、これらの作用によってエジェクタ効率の低下を抑止することができる。 In the present embodiment, a decrease in ejector efficiency can be suppressed by these actions.
なお、上述した実施の形態では、冷媒の循環回路に適用され、第1の冷媒経路を流通する冷媒を駆動流として第2の冷媒経路を流通する冷媒の吸引を行うエジェクタを例示しているが、その他の流体を駆動流及び吸引流とする回路に適用することも可能である。この場合、流体としては気体もしくは液体であっても良いし、液体と気体との気液二相混合流体であっても構わない。 In the above-described embodiment, the ejector is applied to the refrigerant circulation circuit, and the ejector that suctions the refrigerant flowing through the second refrigerant path using the refrigerant flowing through the first refrigerant path as a driving flow is exemplified. It is also possible to apply the present invention to a circuit in which another fluid is used as a driving flow and a suction flow. In this case, the fluid may be gas or liquid, or may be a gas-liquid two-phase mixed fluid of liquid and gas.
また、円錐管31、内側円錐流路L10及び外側円錐流路L20の形状は完全な円錐形状である必要はなく、本明細書記載の実施の形態で示したような円錐形状の一部である円錐台形状が含まれることはもちろん、円錐形状の一部壁面部に凹凸や空隙を設けたものや、頂角が異なる複数の円錐を途中で結合した形状、徐々に頂角が異なるように先端方向に向かって丸みを帯びさせた形状なども含まれる。さらに、目的に応じて多角錐など他の錐体形状を適宜用いてもよい。また、上述した実施の形態では、ガイド部材30が4つの分割壁32を設けていたが、これに限らず、分割壁32は、3つ以上であればよい。また、分割壁32を、内周テーパ面20aに取り付け、円錐管31の外周面と分割壁32の内側テーパ面とを結合するようにしてもよい。
Further, the shapes of the
なお、上記の実施の形態及び変形例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 In addition, each configuration illustrated in the above-described embodiment and modified examples is a schematic function, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the form of distribution / integration of each device and component is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units according to various usage situations. Can be configured.
10 ノズル
11 冷媒通路
20 本体部
20a 内周テーパ面
21 吸引通路部
22 合流部
23 混合部
24 ディフューザ部
30 ガイド部材
31 円錐管
31a 外周テーパ面
32 分割壁
32a 外側テーパ面
C 中心軸
d1 先端開口径
d2 上流側開口径
d3 下流側開口径
d4 上流側開口径
F11,F12 渦
L10 内側円錐流路
L20 外側円錐流路
SA 上流端面
SB 下流端面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ノズルの周囲を取り囲むように配置され、前記ノズルの先端開口の延長上となる部位に駆動流との合流部が設けられた本体部と、
を備え、前記ノズルの先端開口から駆動流を噴射することにより吸引流入口を通じて吸引流を前記本体部の内部に吸引し、前記合流部において駆動流と吸引流とを合流させ、合流した駆動流と吸引流とを混合させる下流の混合部に導出するエジェクタであって、
前記本体部の前記合流部には下流に向けて漸次内径が小さくなる内周テーパ面が設けられ、
前記合流部内に固定されたガイド部材を有し、
前記ガイド部材は、前記ノズルの軸心を中心軸とし、下流に向けて漸次内径が小さくなる内側円錐流路を形成する円錐管を有し、
前記円錐管の外周面と前記本体部の前記内周テーパ面との間に外側円錐流路を形成することを特徴とするエジェクタ。 A nozzle from which a driving flow is jetted from an opening at the tip,
A main body portion disposed so as to surround the periphery of the nozzle, and provided with a joining portion with the driving flow at a portion on an extension of a tip opening of the nozzle,
A suction flow is sucked into the main body through a suction inflow port by injecting a driving flow from a tip opening of the nozzle, and the driving flow and the suction flow are merged at the merging portion, and the merged driving flow is provided. Ejecting to a downstream mixing unit for mixing the suction flow and the suction flow,
The merging portion of the main body portion is provided with an inner peripheral tapered surface whose inner diameter gradually decreases toward the downstream,
Having a guide member fixed in the junction,
The guide member has a conical tube that forms an inner conical flow path with the inner axis being the central axis of the nozzle and having a gradually decreasing inner diameter toward the downstream,
An ejector, wherein an outer conical flow path is formed between an outer peripheral surface of the conical tube and the inner peripheral tapered surface of the main body.
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US20130232723A1 (en) * | 2010-09-14 | 2013-09-12 | Pasquale Catalfamo | Pneumatic vacuum cleaner |
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