JP6352543B2 - エゼクタ、エゼクタの製造方法及びディフューザの出口流路の設定方法 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、第１流体が噴出されることによって生じる負圧により第２流体を吸引して第１流体と共に吐出するエゼクタ及びその製造方法、並びにエゼクタに用いられるディフューザの出口流路の設定方法に関する。

例えば特許文献１に一般的なエゼクタが開示されている。このエゼクタでは、第１流体（駆動流体）が噴射口から噴射されることによって負圧（圧力降下）が発生し、この負圧により第２流体（被駆動流体）が吸引される。そして、第１流体及び第２流体は混合されディフューザ（出口）から吐出される。ディフューザには拡大流路（下流にいくに従って流路断面積が大きくなる流路）が設けられており、第１流体及び第２流体の混合流体は拡大流路を流れる際に減速及び昇圧される。こうしてエゼクタから吐出された混合流体は、エゼクタの下流側の装置等に供給される。

特開２０００−３５６３０５号公報

ところで、上述したようなエゼクタでは、蒸気の供給先の装置の運転条件（混合流体の使用量や使用圧力）の変更等によって吐出圧力が変動し得る。例えば、供給先の装置における混合流体の使用量が一時的に低下したり、使用圧力が一時的に上昇操作されたりすると、エゼクタの吐出流量が減少して吐出圧力が上昇する。吐出圧力が高くなり過ぎると、第２流体が吸引され難くなり、やがて、第２流体の吸入流量が著しく減少する。このような場合には、できるだけ高い吐出圧力まで十分な第２流体の吸入流量を確保できるエゼクタが望まれる。

混合流体の吐出圧力や第２流体の吸入流量等のエゼクタの性能は、ディフューザの流路の仕様、即ち、寸法によって変わる。ただし、ディフューザの流路の様々な寸法がエゼクタの性能に影響しているので、ディフューザの流路の寸法を変更することによってエゼクタの性能が悪化する場合もあり得る。

ここに開示された技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第２流体の吸入流量を確保できる吐出圧力の上限を変更しつつ、その際のエゼクタの性能の悪化を低減することにある。

ここに開示されたエゼクタは、第１流体を噴出するノズルと、前記ノズルが収容され、前記ノズルから前記第１流体が噴出することによって生じる負圧により第２流体が吸引される吸引室と、出口流路を有し、前記吸引室の前記第１流体及び前記第２流体を混合して吐出するディフューザとを備え、前記出口流路は、下流側に向かって細くなる第１テーパ面を有する縮小流路と、前記縮小流路の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路と、前記平行流路の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面を有する拡大流路とを含んでおり、前記ディフューザは、前記出口流路の寸法を変更する変更部をさらに有し、前記変更部は、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように前記出口流路の寸法を変更する。

また、ここに開示されたエゼクタの製造方法は、前記出口流路の寸法を設定する設定ステップと、前記設定ステップで設定された前記出口流路の寸法を有する前記ディフューザを準備する準備ステップとを含み、前記設定ステップでは、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように前記出口流路の寸法を設定する。

さらに、ここに開示されたディフューザの出口流路の設定方法は、前記平行流路の断面積を設定するステップと、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように前記出口流路の寸法を設定するステップとを含んでいる。

前記エゼクタによれば、第２流体の吸入流量を確保できる吐出圧力の上限を変更しつつ、その際のエゼクタの性能の悪化を低減することができる。

前記エゼクタの製造方法によれば、第２流体の吸入流量を確保できる吐出圧力の上限を変更しつつ、その際のエゼクタの性能の悪化を低減するエゼクタを提供することができる。

前記ディフューザの出口流路の設定方法によれば、第２流体の吸入流量を確保できる吐出圧力の上限を変更しつつ、その際のエゼクタの性能の悪化を低減するエゼクタを実現することができる。

図１は、実施形態に係るエゼクタの構成を模式的に示す図である。 図２は、吐出圧力と吸入流量との関係を示すグラフである。 図３は、第１アタッチメントが取り付けられたディフューザの模式的な断面図である。 図４は、第２アタッチメントが取り付けられたディフューザの模式的な断面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

エゼクタ１０は、高圧蒸気（第１流体）を噴出させることによって低圧蒸気（第２流体）を吸引し、これら蒸気を混合して吐出する蒸気エゼクタである。つまり、エゼクタ１０において、高圧蒸気は駆動流体であり、低圧蒸気は吸引流体である。エゼクタ１０は、ノズル２０と、吸引室３０と、ディフューザ４０とを備えている。

ノズル２０には、高圧蒸気の供給元に繋がる流入配管９１が接続されている。ノズル２０は、供給される高圧蒸気を噴出する。ノズル２０の先端部は、吸引室３０に収容されている。

吸引室３０には、低圧蒸気の吸引口３１が設けられている。ノズル２０から高圧蒸気が噴出することにより生じる負圧（圧力降下）によって、低圧蒸気が吸引口３１から吸引室３０へ吸引される。つまり、吸引室３０では、高圧蒸気のジェットポンプ効果によって生じる負圧により、低圧蒸気を吸引するための吸引力が発生する。吸引口３１には、低圧蒸気の供給元に繋がる吸引配管９２が接続されている。

ディフューザ４０は、吸引室３０に接続されている。ディフューザ４０は、吸引室３０に噴出された高圧蒸気と吸引室３０に吸引された低圧蒸気とを混合して吐出するものである。ディフューザ４０の下流端には、混合蒸気の供給先に繋がる流出配管９３が接続されている。

ディフューザ４０は、上流部４１とアタッチメント４２と下流部４３とを含む分割構造となっている。上流部４１の上流端は、吸引室３０に接続されている。上流部４１の下流端には、フランジ４１ａが設けられている。下流部４３の上流端には、第１フランジ４３ａが設けられ、下流部４３の下流端には、第２フランジ４３ｂが設けられている。下流部４３は、第２フランジ４３ｂを介して流出配管９３に接続されている。アタッチメント４２は、上流部４１と下流部４３とに挟み込まれている。上流部４１のフランジ４１ａと下流部４３の第１フランジ４３ａとがボルト４４により締め付けられることによって、アタッチメント４２は、上流部４１と下流部４３とに保持されている。つまり、ボルト４４の締結を緩めることによって、アタッチメント４２を交換することができる。アタッチメント４２は、変更部の一例である。

ディフューザ４０には、吸引室３０に連通する、高圧蒸気及び低圧蒸気の出口流路５０が形成されている。出口流路５０は、上流側から順に連なる、縮小流路５１、平行流路５２及び拡大流路５３を含んでいる。出口流路５０の断面は、略円形をしている。ディフューザ４０は、混合蒸気が拡大流路５３を流れる際に混合蒸気を減速及び昇圧させる。

縮小流路５１の上流端は、吸引室３０に開口している。縮小流路５１の上流端は、吸引室３０においてノズル２０の下流端と対向している。縮小流路５１の断面積、即ち、内径は、下流側に向かってしだいに小さくなっている。すなわち、縮小流路５１は、下流側に向かって細くなる第１テーパ面５４を有している。縮小流路５１の下流端には、平行流路５２が接続されている。平行流路５２は、断面積、即ち、内径が一定の流路である。平行流路５２は、出口流路５０において最も内径が小さい部分であり、いわゆる、喉部を構成している。平行流路５２の下流端には、拡大流路５３が接続されている。拡大流路５３の断面積、即ち、内径は、下流側に向かってしだいに大きくなっている。すなわち、拡大流路５３は、下流側に向かって太くなる第２テーパ面５５を有している。

縮小流路５１は、上流部４１からアタッチメント４２に亘って形成されている。平行流路５２は、アタッチメント４２に形成されている。拡大流路５３は、アタッチメント４２から下流部４３に亘って形成されている。すなわち、上流部４１には、縮小流路５１の少なくとも上流端部が形成されている。アタッチメント４２には、縮小流路５１の少なくとも下流端部と平行流路５２と拡大流路５３の少なくとも上流端部とが形成されている。下流部４３には、拡大流路５３の少なくとも下流端部が形成されている。

このように構成されたエゼクタ１０では、流入配管９１を流通する高圧蒸気がノズル２０から吸引室３０内に噴出されると共に、その高圧蒸気の噴出によって低圧蒸気が吸引口３１から吸引室３０内に吸引される。そして、吸引室３０の高圧蒸気及び低圧蒸気は、混合してディフューザ４０から吐出される。ディフューザ４０から吐出された蒸気は、下流側の装置に供給される。混合蒸気の流速は、ディフューザ４０の平行流路５２で概ね音速となる。その後、混合蒸気は、拡大流路５３を流れる際に減速及び昇圧される。

ここで、蒸気の供給先の装置の運転状況や仕様の変更によってはエゼクタ１０の吐出圧力が上昇する場合がある。しかしながら、図２に示すように、エゼクタ１０において、低圧蒸気の吸入流量を確保できる吐出圧力には上限（以下、この吐出圧力を「最高吐出圧力」という）がある。吐出圧力が最高吐出圧力Ｐｍａｘを超えて上昇すると、吸入圧力も上昇し始める。やがて、平行流路５２における流速が音速よりも低下して非臨界状態となり、吸入圧力が吐出圧力とほぼ同等の値まで上昇してゆく。つまり、吐出圧力が最高吐出圧力Ｐｍａｘを超えると、低圧蒸気の吸入流量が急激に減少していく。

最高吐出圧力Ｐｍａｘは、出口流路５０の仕様、即ち、寸法によって変更することができる。ディフューザ４０は、アタッチメント４２を取り替えることによって出口流路５０の寸法を変更可能に構成されている。

例えば、平行流路５２の内径Ｄを小さくすることによって、最大吐出圧力Ｐｍａｘを高めることが考えられる。平行流路５２の内径Ｄが減少すると、平行流路５２における混合蒸気の流速が上昇するので、平行流路５２における圧力の臨界状態が確保されやすくなる。

しかしながら、平行流路５２の内径Ｄだけを変更するのでは、最大吐出圧力Ｐｍａｘを高めることができないばかりか、エゼクタ１０の性能を維持することができない場合もある。例えば、最大吐出圧力Ｐｍａｘを高めることができても低圧蒸気の吸入流量が大幅に減少したり、逆に最大吐出圧力Ｐｍａｘが低下したりする場合もある。つまり、エゼクタ１の性能には、出口流路５０の様々な寸法が関係しており、平行流路５２の内径Ｄ以外の寸法も変更する必要がある。

そこで、エゼクタ１０では、平行流路５２の断面積、即ち、内径Ｄが小さいほど、第２テーパ面５５のテーパ角度βに対する第１テーパ面５４のテーパ角度αの比（以下、「テーパ角度比」という）α／βが大きくなるように出口流路５０の寸法が設定される。

詳しくは、目標とする最高吐出圧力が高いほど、平行流路５２の内径Ｄが小さく設定される。そして、エゼクタ１０の性能の悪化を低減するために、内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなるように、テーパ角度α，βが設定される。

ディフューザ４０では、上流部４１及び下流部４３は交換されないので、アタッチメント４２の全長、アタッチメント４２の上流端における縮小流路５１の内径、及び、アタッチメント４２の下流端における拡大流路５３の内径は、変わらない。そのため、内径Ｄの変更に応じて、第１テーパ面５４のうちアタッチメント４２に形成された部分のテーパ角度α及び第２テーパ面５５のうちアタッチメント４２に形成された部分のテーパ角度βが変更される。以下、「テーパ角度α」及び「テーパ角度β」は、特に断りがない限り、アタッチメント４２に形成された部分のテーパ面のテーパ角度を意味する。

第１テーパ面５４のテーパ角度αは、内径Ｄが小さくなるほど大きくなるように変更される。このとき、内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなるようにテーパ角度α，βが設定される。つまり、内径Ｄの減少に伴ってテーパ角度α，βの少なくとも一方を増大させる必要がある場合には、テーパ角度αをより大きく増大させて、テーパ角度βの増大を抑制する。

例えば、内径Ｄの減少に伴ってテーパ角度α，βの両方を増大させる場合には、テーパ角度βの拡大率（即ち、変更後のテーパ角度β／変更前のテーパ角度β）よりもテーパ角度αの拡大率（即ち、変更後のテーパ角度α／変更前のテーパ角度α）の方が大きくなるように、テーパ角度α，βが設定される。

これにより、エゼクタ１０の性能の悪化が低減される。詳しくは、第１テーパ面５４のテーパ角度α及び第２テーパ面５５のテーパ角度βは、混合蒸気の流れの乱れに影響を与え得る。これらの角度が大きくなると、剥離が生じて流れが乱れ得る。流れの乱れが大きくなると、エゼクタ１０の性能が悪化する。ここで、ディフューザ４０においては、縮小流路５１のテーパ角度αよりも拡大流路５３のテーパ角度βの方が流れの乱れに与える影響が大きい。そこで、平行流路５２の内径Ｄの減少に合わせてテーパ角度α，βを大きくする必要がある場合には、テーパ角度αをより大きく変化させ、テーパ角度βの増大を抑制する。これにより、流れの乱れの悪化を抑制し、エゼクタ１０の性能の悪化を抑制することができる。

それに加えて、エゼクタ１０の性能の悪化をさらに低減するために、平行流路５２の長さＰは、内径Ｄが小さいほど短く設定される。具体的には、平行流路５２の長さＰは、下記式（１）を満たすように、即ち、内径Ｄに比例して設定される。

Ｐ＝Ｍ×Ｄ ・・・（１）
ここで、Ｍは定数である。

つまり、平行流路５２の寸法が変更される場合であっても、変更の前後で式（１）が満たされる。換言すると、Ｐ／Ｄは、変更の前後で実質的に等しい。

尚、内径Ｄが小さいほどテーパ角度αを大きくする結果として、縮小流路５１の長さＱも内径Ｄが小さいほど短くなる。

また、拡大流路５３の長さは、縮小流路５１及び平行流路５２の長さが変化してもエゼクタ１０の性能に影響を与えない程度の値に設定されている。

図３は、第１アタッチメント４２Ａが取り付けられたディフューザ４０の模式的な断面図であり、図４は、第２アタッチメント４２Ｂが取り付けられたディフューザ４０の模式的な断面図である。

第１アタッチメント４２Ａは、内径Ｄがｄ１の平行流路５２を有している。このとき、平行流路５２の長さｐ１は、Ｍ×ｄ１となる。また、縮小流路５１の長さはｑ１である。第１テーパ面５４のうち第１アタッチメント４２Ａに形成された部分のテーパ角度α１は、第１テーパ面５４のうち上流部４１に形成された部分のテーパ角度α０と同じである。第２テーパ面５５のうち第１アタッチメント４２Ａに形成された部分のテーパ角度β１は、第２テーパ面５５のうち下流部４３に形成された部分のテーパ角度β０と同じである。

それに対し、第２アタッチメント４２Ｂは、内径Ｄがｄ２の平行流路５２を有している。このとき、第２アタッチメント４２Ｂにおける平行流路５２の長さｐ２は、Ｍ×ｄ２である。また、縮小流路５１の長さはｑ２である。第１テーパ面５４のうち第２アタッチメント４２Ｂに形成された部分のテーパ角度α２は、第１テーパ面５４のうち上流部４１に形成された部分のテーパ角度α０よりも大きい。第２テーパ面５５のうち第２アタッチメント４２Ｂに形成された部分のテーパ角度β２は、第２テーパ面５５のうち下流部４３に形成された部分のテーパ角度β０よりも大きい。

第２アタッチメント４２Ｂの平行流路５２の内径ｄ２は、第１アタッチメント４２Ａの平行流路５２の内径ｄ１よりも小さいので、第２アタッチメント４２Ｂの平行流路５２は、第１アタッチメント４２Ａの平行流路５２よりも短くなっている。

ここで、内径ｄ２が内径ｄ１よりも小さいことに対応して、第２アタッチメント４２Ｂの第１テーパ面５４のテーパ角度α２は、第１アタッチメント４２Ａの第１テーパ面５４のテーパ角度α１よりも大きく、且つ、第２アタッチメント４２Ｂの第２テーパ面５５のテーパ角度β２は、第１アタッチメント４２Ａの第２テーパ面５５のテーパ角度β１よりも大きくなっている。このとき、第２アタッチメント４２Ｂのテーパ角度比α２／β２は、第１アタッチメント４２Ａのテーパ角度比α１／β１よりも大きい。つまり、内径Ｄをｄ１からｄ２に変更する際において、テーパ角度βの拡大率よりもテーパ角度αの拡大率の方が大きくなっている。

尚、テーパ角度αが大きくなったことによって、縮小流路５１の長さＱは、ｑ１からｑ２へ短くなっている。

このように、第２アタッチメント４２Ｂの平行流路５２の内径ｄ２は、第１アタッチメント４２Ａよりも小さくなっているので、第２アタッチメント４２Ｂが組み込まれたディフューザ４０の最高吐出圧力Ｐｍａｘは、第１アタッチメント４２Ａを組み込んだ場合と比べて高くなる。このとき、テーパ角度αがより大きく増大し、テーパ角度βの増大が抑制されている。これにより、エゼクタ１の性能の悪化が低減される。具体的には、第１テーパ面５４のテーパ角度α及び第２テーパ面５５のテーパ角度βが大きくなっているので流れの乱れが生じ得る。しかし、第１テーパ面５４のテーパ角度αをより大きく増大させ、第２テーパ面５５のテーパ角度βの増大を抑制することによって、流れの乱れの悪化を低減することができる。その結果、十分な吸入流量を確保したまま最高吐出圧力Ｐｍａｘを高めることができる。尚、平行流路５２の内径Ｄが小さくなるので低圧蒸気の吸入流量は、若干低減する。

尚、異なる観点からは、第１テーパ面５４のうち上流部４１に形成された部分及び第２テーパ面５５のうち下流部４３に形成された部分は変わらないので、上流部４１におけるテーパ角度α０及び下流部４３におけるテーパ角度β０を基準とすると、第２アタッチメント４２Ｂにおけるテーパ角度比α２／β２が上流部４１及び下流部４３におけるテーパ角度比α０／β０よりも大きくなっている。つまり、アタッチメント４２のテーパ角度α，βの少なくとも一方が上流部４１及び下流部４３におけるテーパ角度α０，β０よりも大きい場合には、テーパ角度βに比べてテーパ角度αの方がより大きく増大しており、テーパ角度βの増大が抑制されている。

さらに、出口流路５０の寸法の変更前後で式（１）の関係が維持される。つまり、ｐ２／ｄ２は、ｐ１／ｄ１と実質的に等しい。このことによっても、エゼクタ１の性能の悪化が低減される。

これらの結果、蒸気の供給先の装置の運転状況や仕様の変更によってエゼクタ１０の吐出圧力が上昇したとしても、低圧蒸気の吸入流量を確保することができる。

続いて、このようなエゼクタ１の製造方法について説明する。

具体的には、エゼクタ１の製造方法は、出口流路５０の寸法を設定する設定ステップと、設定ステップで設定された寸法を有するディフューザ４０を準備する準備ステップとを含んでいる。

設定ステップでは、アタッチメント４２における平行流路５２の内径Ｄ及び長さＰ、第１テーパ面５４のテーパ角度α、並びに、第２テーパ面５５のテーパ角度βを設定する。このとき、平行流路５２の断面積、即ち、内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなるように、テーパ角度α，βが設定される。

例えば、目標とする最高吐出圧力を達成できるような平行流路５２の内径Ｄ（即ち、断面積）が設定される。内径Ｄが決まると、平行流路５２の長さＰが式（１）に基づいて設定される。そして、内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなるように、テーパ角度α，βが設定される。内径Ｄとテーパ角度α，βとの関係は、予め求められている。内径Ｄが決まると、それに対応するテーパ角度α，βが設定される。

平行流路５２の長さＰ及びテーパ角度α，βが設定されると、アタッチメント４２の全長から縮小流路５１の長さ及び拡大流路５３の長さＱが必然的に決定される。

準備ステップでは、設定ステップで設定された出口流路５０の寸法を実現するディフューザ４０が準備される。例えば、設定ステップで設定された出口流路５０の寸法を実現するアタッチメント４２が作成される。あるいは、平行流路５１の内径Ｄが異なり且つ内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きい複数のアタッチメント４２の中から、蒸気の供給先の装置の運転状況や仕様に適したアタッチメント４２が選択される。

エゼクタ１の製造方法は、組立ステップをさらに含んでいる。組立ステップでは、ノズル２０、吸引室３０及びディフューザ４０が組み立てられる。具体的には、吸引室３０に、ノズル２０及びディフューザ４０の上流部４１が取り付けられる。そして、アタッチメント４２及び下流部４３が上流部４１に、上流部４１と下流部４３とでアタッチメント４２を挟み込む状態で取り付けられる。

あるいは、既に組み立てられたエゼクタ１０のアタッチメント４２を交換して新たなエゼクタ１０を製造する場合は、準備ステップにおいて、交換前に比べて、内径Ｄが小さく且つテーパ角度比α／βが大きいアタッチメント４２を準備する。そのようなアタッチメント４２が新たに作成されるか、又は、複数のアタッチメント４２の中からそのようなアタッチメント４２が選択される。そして、エゼクタ１０のアタッチメント４２を準備ステップで準備されたアタッチメント４２に交換する。

以上のように、エゼクタ１０は、高圧蒸気（第１流体）を噴出するノズル２０と、ノズル２０が収容され、ノズル２０から高圧蒸気が噴出することによって生じる負圧により低圧蒸気（第２流体）が吸引される吸引室３０と、出口流路５０を有し、吸引室３０の高圧蒸気及び低圧蒸気を混合して吐出するディフューザ４０とを備え、出口流路５０は、下流側に向かって細くなる第１テーパ面５４を有する縮小流路５１と、縮小流路５１の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路５２と、平行流路５２の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面５５を有する拡大流路５３とを含んでおり、ディフューザ４０は、出口流路５０の寸法を変更するアタッチメント４２（変更部）をさらに有し、アタッチメント４２は、平行流路５２の断面積が小さいほど第２テーパ面５５のテーパ角度βに対する第１テーパ面５４のテーパ角度αの比α／βが大きくなるように出口流路５０の寸法を変更する。

この構成によれば、アタッチメント４２によって出口流路５０の寸法が変更される。その際に、平行流路５２の断面積、即ち、内径Ｄが変更されると、エゼクタ１０の最高吐出圧力Ｐｍａｘが変更され得る。このとき、平行流路５２の断面積が小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなるように出口流路５０の寸法が設定される。つまり、平行流路５２の断面積が小さくなるのに対応すべくテーパ角度α，βの少なくとも一方を大きくする必要がある場合には、テーパ角度αをより大きく増大させ、テーパ角度βの増大を抑制する。これにより、エゼクタ１０の最高吐出圧力Ｐｍａｘを変更することができると共に、テーパ角度α，βの増大に起因する流れの乱れを抑制し、エゼクタ１０の性能の悪化を低減することができる。

また、アタッチメント４２は、平行流路５２の断面積が小さいほど平行流路５２の長さＰが短くなるように出口流路５０の寸法を変更する。

この構成によれば、平行流路５２の断面積だけでなく、長さＰも変更されるので、エゼクタ１の性能の悪化をさらに低減しつつ、最高吐出圧力Ｐｍａｘを変更することができる。

より具体的には、アタッチメント４２は、平行流路５２の内径Ｄに比例して平行流路５２の長さＰが変化するように出口流路５０の寸法を変更する。

この構成によれば、平行流路５２の寸法の変更の前後で、内径Ｄと長さＰとの関係が一定に保たれる。これにより、エゼクタ１の性能の悪化を低減しつつ、最高吐出圧力Ｐｍａｘを変更することができる。

また、ディフューザ４０の一部は、交換可能なアタッチメント４２で構成され、アタッチメント４２は、縮小流路５１の少なくとも一部と、平行流路５２と、拡大流路５３の少なくとも一部とを含んでおり、出口流路５０の寸法は、アタッチメント４２を交換することによって変更される。

つまり、ディフューザ４０は、アタッチメント４２を交換可能に構成されている。複数のアタッチメント４２には、寸法が異なる出口流路５０が形成されている。平行流路５２の断面積、即ち、内径Ｄが異なるアタッチメント４２を比較した場合に、内径Ｄが小さい方のアタッチメント４２におけるテーパ角度比α／βは、内径Ｄが大きい方のアタッチメント４２におけるテーパ角度比α／βよりも大きい。その結果、ディフューザ４０の全体を交換しなくても、アタッチメント４２を交換することによって、エゼクタ１０の最高吐出圧力Ｐｍａｘを変更することができると共に、その際のエゼクタ１０の性能の悪化を低減することができる。また、エゼクタ１０の全体を交換する必要がないので、出口流路５０の寸法を簡単に変更することができる。

また、エゼクタ１０の製造方法は、出口流路５０の寸法を設定する設定ステップと、設定ステップで設定された出口流路５０の寸法を有するディフューザ４０を準備する準備ステップとを含み、設定ステップでは、平行流路５２の断面積が小さいほど第２テーパ面５５のテーパ角度βに対する第１テーパ面５４のテーパ角度αの比α／βが大きくなるように出口流路５０の寸法を設定する。

この構成によれば、エゼクタ１０の性能の悪化を低減しつつ、最高吐出圧力Ｐｍａｘの異なるエゼクタ１０を製造することができる。

また、準備ステップでは、交換可能なアタッチメント４２を含むディフューザ４０のアタッチメント４２を交換することによって、設定ステップで設定された出口流路５０を有するディフューザ４０を準備する。

つまり、アタッチメント４２を交換することによってディフューザ４０の出口流路５０の寸法が変更される。そのため、ディフューザ４０の全体を変更しなくても、縮小流路５１及び平行流路５２の寸法を変更することができる。

また、ディフューザ４０の出口流路の設定方法は、平行流路５２の断面積を設定するステップと、平行流路５２の断面積が小さいほど第２テーパ面５５のテーパ角度βに対する第１テーパ面５４のテーパ角度αの比α／βが大きくなるように出口流路５０の寸法を設定するステップとを含んでいる。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

ディフューザ４０は、３分割構造であるが、２つ又は４つ以上の分割構造であってもよい。

また、アタッチメント４２の固定方法は、上流部４１と下流部４２との挟み込みによるものに限られない。アタッチメント４２を固定できる限りは任意の固定方法を採用することができる。

さらに、出口流路５０の寸法を変更する構成は、アタッチメント４２によるものに限られない。例えば、ディフューザは、内径を変形可能な変形機構を有していてもよい。変形機構は、出口流路５０を区画すると共に可撓性を有する管状の壁部と、前記壁部の外周に周方向に配列され、前記壁部を半径方向内側へ押圧する複数の押圧部材（例えば、ボルト等）とを有していてもよい。押圧部材によって壁部を半径方向内側に押圧することによって壁部が変形して、壁部の内径が小さくなる。これにより、平行流路５２の内径Ｄ、即ち、断面積を変更することができる。さらに、壁部の周方向に配列された複数の押圧部材を１セットとして、壁部の軸方向の異なる位置に複数セットの押圧部材が設けられている。つまり、軸方向のどの位置の押圧部材で押圧するかによって、縮小流路５１の長さＱ、ひいては、第１テーパ面５４のテーパ角度α、平行流路５２の長さＹ、拡大流路５３の長さ、ひいては、第２テーパ面５５のテーパ角度βを変更することができる。このような構成以外でも、出口流路５０の寸法を変更できる任意の構成を採用することができる。

さらに、ディフューザ４０は、アタッチメント４２を含む分割構造であるが、これに限られるものではない。例えば、ディフューザ４０は、一体的な構造体であってもよい。その場合、複数のディフューザ４０のそれぞれは、異なる寸法の出口流路５０を有しており、内径Ｄが小さいほどテーパ角度比α／βが大きくなっている。その中から適切なディフューザ４０が選択され、エゼクタ１０に組み込まれる。つまり、エゼクタ１０の製造方法における準備ステップでは、設定ステップで設定された出口流路５０の寸法（内径Ｄ及びテーパ角度α，β）を有するディフューザ４０を複数のディフューザ４０の中から選択するか、又は新たに作成する。

また、前述の図３，４の例では、内径Ｄをｄ１からｄ２に減少させることによって、第１テーパ面５４のテーパ角度α及び第２テーパ面５５のテーパ角度βの両方が大きくなっているが、これに限られるものではない。内径Ｄの減少に伴ってテーパ角度αが増大する一方、テーパ角度βは一定のままか、減少してもよい。このような場合であっても、テーパ角度βの増大が抑制されているので、流れの悪化が低減される。

ここに開示された技術は、エゼクタ及びその製造方法、並びにエゼクタに用いられるディフューザの出口流路の設定方法について有用である。

１０ エゼクタ
２０ ノズル
３０ 吸引室
４０ ディフューザ
４２ アタッチメント（変更部）
４２Ａ 第１アタッチメント（変更部）
４２Ｂ 第２アタッチメント（変更部）
５０ 出口流路
５１ 縮小流路
５２ 平行流路
５３ 拡大流路
５４ 第１テーパ面
５５ 第２テーパ面
α 第１テーパ面のテーパ角度
β 第２テーパ面のテーパ角度
Ｐ 平行流路の長さ

Claims (10)

1. 第１流体を噴出するノズルと、
   前記ノズルが収容され、前記ノズルから前記第１流体が噴出することによって生じる負圧により第２流体が吸引される吸引室と、
   出口流路を有し、前記吸引室の前記第１流体及び前記第２流体を混合して吐出するディフューザとを備え、
   前記出口流路は、下流側に向かって細くなる第１テーパ面を有する縮小流路と、前記縮小流路の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路と、前記平行流路の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面を有する拡大流路とを含んでおり、
   前記ディフューザの全部又は一部は、交換可能であり、
   前記出口流路の寸法は、前記ディフューザの全部又は一部が交換されることによって、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように変更されることを特徴とするエゼクタ。
2. 請求項１に記載のエゼクタにおいて、
   前記出口流路の寸法は、前記ディフューザの全部又は一部が交換されることによって、前記平行流路の断面積が小さいほど前記平行流路の長さが短くなるように変更されることを特徴とするエゼクタ。
3. 請求項２に記載のエゼクタにおいて、
   前記出口流路の寸法は、前記ディフューザの全部又は一部が交換されることによって、前記平行流路の内径に比例して前記平行流路の長さが変化するように変更されることを特徴とするエゼクタ。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載のエゼクタにおいて
   前記ディフューザの一部は、交換可能なアタッチメントで構成され、
   前記アタッチメントは、前記縮小流路の少なくとも一部と、前記平行流路と、前記拡大流路の少なくとも一部とを含んでおり、
   前記出口流路の寸法は、前記アタッチメントを交換することによって変更されることを特徴とするエゼクタ。
5. 第１流体を噴出するノズルと、
   前記ノズルが収容され、前記ノズルから前記第１流体が噴出することによって生じる負圧により第２流体が吸引される吸引室と、
   出口流路を有し、前記吸引室の前記第１流体及び前記第２流体を混合して吐出するディフューザとを備え、
   前記出口流路は、下流側に向かって細くなる第１テーパ面を有する縮小流路と、前記縮小流路の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路と、前記平行流路の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面を有する拡大流路とを含んでおり、
   前記ディフューザは、前記出口流路が変形可能に構成され、
   前記出口流路の寸法は、前記出口流路が変形させられることによって、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように変更されることを特徴とするエゼクタ。
6. 請求項５に記載のエゼクタにおいて、
   前記出口流路の寸法は、前記出口流路が変形させられることによって、前記平行流路の断面積が小さいほど前記平行流路の長さが短くなるように変更されることを特徴とするエゼクタ。
7. 請求項６に記載のエゼクタにおいて、
   前記出口流路の寸法は、前記出口流路が変形させられることによって、前記平行流路の内径に比例して前記平行流路の長さが変化するように変更されることを特徴とするエゼクタ。
8. 第１流体を噴出するノズルと、前記ノズルが収容され、前記ノズルから前記第１流体が噴出することによって生じる負圧により第２流体が吸引される吸引室と、下流側に向かって細くなる第１テーパ面を有する縮小流路、前記縮小流路の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路、及び、前記平行流路の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面を有する拡大流路とを含む出口流路を有し、前記吸引室の前記第１流体及び前記第２流体を混合して吐出するディフューザとを備えたエゼクタの製造方法であって、
   複数の異なる前記出口流路の寸法を設定する設定ステップと、
   前記設定ステップで設定された前記出口流路の寸法を有する前記ディフューザを準備する準備ステップとを含み、
   前記設定ステップでは、前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように複数の異なる前記出口流路の寸法を設定することを特徴とするエゼクタの製造方法。
9. 請求項８に記載のエゼクタの製造方法において、
   前記準備ステップでは、交換可能なアタッチメントを含むディフューザの前記アタッチメントを交換することによって、前記設定ステップで設定された前記出口流路を有する前記ディフューザを準備することを特徴とするエゼクタの製造方法。
10. 下流側に向かって細くなる第１テーパ面を有する縮小流路、前記縮小流路の下流端に接続され、断面積が一定の平行流路、及び、前記平行流路の下流端に接続され、下流側に向かって太くなる第２テーパ面を有する拡大流路とを含む出口流路を有し、エゼクタに用いられるディフューザの出口流路の設定方法であって、
    複数の異なる前記平行流路の断面積を設定するステップと、
    前記平行流路の断面積が小さいほど前記第２テーパ面のテーパ角度に対する前記第１テーパ面のテーパ角度の比が大きくなるように、複数の異なる前記平行流路の断面積に応じて前記出口流路の寸法を設定するステップとを含むことを特徴とするディフューザの出口流路の設定方法。
    

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