JP6992555B2 - ポンプ装置 - Google Patents
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また、本発明では、混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、ノズルは、Z軸方向から見たとき、ノズルの中心がZ軸に対し流体導入部とは反対側に位置するよう設けられている。
また、本発明の一の態様では、混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、中心軸と交わる点を原点(P)とするXY座標平面(S1,S2)を仮想面上に設定し、ノズルが有する複数の噴射口のそれぞれについての原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトル(ri)と当該噴射口の仮想面上の面積(Ai)との積である偏心量ベクトルの総和である総和ベクトル(R)を、XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうようXY座標平面上のY軸上に設定すると、流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、XY座標平面の第三象限(Q13,Q23)または第四象限(Q14,Q24)に配置される。
また、本発明の別の態様では、混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、中心軸と交わる点を原点とするXY座標平面(S3)を前記仮想面上に設定し、ノズルが有する複数の噴射口のうち仮想面上の面積が最も大きい噴射口の原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトルを、XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうようXY座標平面上のY軸上に設定すると、流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、XY座標平面の第三象限(Q33)または第四象限(Q34)に配置される。
第一実施形態によるポンプ装置を図1~6に基づいて説明する。図1は、第一実施形態によるポンプ装置1が適用される冷凍サイクル100の模式図である。ポンプ装置1が適用される冷凍サイクル100は、ポンプ装置1、コンプレッサ53、第1の熱交換器54、気液分離器55、及び、第2の熱交換器56を有する。
(a)上流側流れB1の圧力損失は、下流側流れB2の圧力損失に比べ小さい。
(b)上流側流れB1の流速は、下流側流れB2の流速よりも遅い。
次に、第二実施形態によるポンプ装置を図7、8に基づいて説明する。第二実施形態は、ノズルが有する噴射口の数及び位置が第一実施形態と異なる。
(a)上流側流れB1の圧力損失は、下流側流れB2の圧力損失に比べ小さい。
(b)上流側流れB1の流速は、下流側流れB2の流速よりも遅い。
このような構成を有し三つ以上の噴射口を有するポンプ装置2は、上述したように求められた総和ベクトルRに基づいてXY座標平面S2を設定する。流体導入部14を通る流体の流路の中心軸は、XY座標平面S2の第三象限Q23又は第四象限Q24に配置される。これにより、ポンプ装置2は、ポンプ装置1と同様に圧力損失が少なく、昇圧特性を向上することができる。
次に、第三実施形態によるポンプ装置を図9、10に基づいて説明する。第三実施形態は、流体導入部の配置位置の決定方法が第一実施形態と異なる。
次に、第四実施形態によるポンプ装置を図11に基づいて説明する。第四実施形態は、流体導入部の配置位置の決定方法が第一実施形態と異なる。
次に、第五実施形態によるポンプ装置を図12に基づいて説明する。第5実施形態は、流体導入部の配置角度が第一実施形態と異なる。
第一実施形態から第三実施形態では、混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、その中心軸と交わる点を原点とするXY座標平面S1を仮想面上に設定している。しかしながら、必ずしも混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義しなくてもよく、混合部を通る流体の流路の中心軸からずれた軸と直交する仮想面を定義しても良い。
11,12,32・・・噴射口
13,23,33・・・ノズル
14,34・・・流体導入部
15,35・・・混合部
A,Af・・・駆動流体
B,B3・・・吸引流体
B1,B4・・・吸引流体(流体導入部に近い側を流れる吸引流体)
B2,B5・・・吸引流体(流体導入部から遠い側を流れる吸引流体)
Claims (12)
- 駆動流体(A,Af)の流れを利用して吸引流体(B,B3)を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口(11,12,32)を有するノズル(13,23,33)と、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部(14,34)と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部(15,35)と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域(S0)において前記流体導入部に近い側を流れる吸引流体(B1,B4)の圧力損失は、前記領域の前記流体導入部から遠い側を流れる吸引流体(B2,B5)の圧力損失に比べ小さく、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点(P)とするXY座標平面(S1,S2)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のそれぞれについての前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトル(ri)と当該噴射口の前記仮想面上の面積(Ai)との積である偏心量ベクトルの総和である総和ベクトル(R)を、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q13,Q23)または第四象限(Q14,Q24)に配置されるポンプ装置。 - 駆動流体の流れを利用して吸引流体を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口を有するノズルと、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域において前記流体導入部に近い側を流れる吸引流体の流速は、前記領域において前記流体導入部から遠い側を流れる吸引流体の流速よりも遅く、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点(P)とするXY座標平面(S1,S2)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のそれぞれについての前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトル(ri)と当該噴射口の前記仮想面上の面積(Ai)との積である偏心量ベクトルの総和である総和ベクトル(R)を、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q13,Q23)または第四象限(Q14,Q24)に配置されるポンプ装置。 - 駆動流体の流れを利用して吸引流体を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口を有するノズルと、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域において前記流体導入部に近い側の吸引流体が流通可能な流路の断面積は、前記領域において前記流体導入部に遠い側の吸引流体が流通可能な流路の断面積に比べ大きく、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点(P)とするXY座標平面(S1,S2)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のそれぞれについての前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトル(ri)と当該噴射口の前記仮想面上の面積(Ai)との積である偏心量ベクトルの総和である総和ベクトル(R)を、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q13,Q23)または第四象限(Q14,Q24)に配置されるポンプ装置。 - 前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の原点からの前記総和ベクトルに対して、180°±30°の範囲に配置される請求項1~3のいずれか一項に記載のポンプ装置。
- 駆動流体(A,Af)の流れを利用して吸引流体(B,B3)を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口(11,12,32)を有するノズル(13,23,33)と、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部(14,34)と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部(15,35)と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域(S0)において前記流体導入部に近い側を流れる吸引流体(B1,B4)の圧力損失は、前記領域の前記流体導入部から遠い側を流れる吸引流体(B2,B5)の圧力損失に比べ小さく、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点とするXY座標平面(S3)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のうち前記仮想面上の面積が最も大きい噴射口の前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトルを、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q33)または第四象限(Q34)に配置されるポンプ装置。 - 駆動流体の流れを利用して吸引流体を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口を有するノズルと、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域において前記流体導入部に近い側を流れる吸引流体の流速は、前記領域において前記流体導入部から遠い側を流れる吸引流体の流速よりも遅く、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点とするXY座標平面(S3)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のうち前記仮想面上の面積が最も大きい噴射口の前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトルを、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q33)または第四象限(Q34)に配置されるポンプ装置。 - 駆動流体の流れを利用して吸引流体を吸引するポンプ装置であって、
前記駆動流体を噴射可能な噴射口を有するノズルと、
前記駆動流体によって吸引される前記吸引流体を導く流体導入部と、
前記ノズルが噴射する前記駆動流体の下流側に設けられ、前記駆動流体と前記吸引流体とを混合する混合部と、
を備え、
前記駆動流体と前記吸引流体とが合流をする領域において前記流体導入部に近い側の吸引流体が流通可能な流路の断面積は、前記領域において前記流体導入部に遠い側の吸引流体が流通可能な流路の断面積に比べ大きく、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸をZ軸とすると、前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの中心が前記Z軸に対し前記流体導入部とは反対側に位置するよう設けられており、
前記混合部を通る流体の流路の中心軸と直交する仮想面を定義し、前記中心軸と交わる点を原点とするXY座標平面(S3)を前記仮想面上に設定し、
前記ノズルが有する複数の前記噴射口のうち前記仮想面上の面積が最も大きい噴射口の前記原点から当該噴射口の中心までの方向ベクトルを、前記XY座標平面の原点からY軸のプラス方向に向かうよう前記XY座標平面上のY軸上に設定すると、
前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の第三象限(Q33)または第四象限(Q34)に配置されるポンプ装置。 - 前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸は、前記XY座標平面の原点からの前記方向ベクトルの方向に対して、180°±30°の範囲に配置される請求項5~7のいずれか一項に記載のポンプ装置。
- 前記流体導入部を通る流体の流路の中心軸をY軸とすると、
前記Y軸は、前記原点に対し前記流体導入部側が-Y側であり、前記原点に対し前記流体導入部とは反対側が+Y側であり、
前記ノズルは、前記ノズルの中心が前記原点に対し+Y側に位置するとともに、前記ノズルの先端部の外周円がX軸に重なる範囲に設けられている請求項1~8のいずれか一項に記載のポンプ装置。 - 前記ノズルは、前記Z軸方向から見たとき、前記ノズルの先端部の外周円が、前記混合部を形成する壁面に接しない範囲に設けられている請求項1~9のいずれか一項に記載のポンプ装置。
- 前記流体導入部は、前記混合部の前記駆動流体及び前記吸引流体が流れる方向に沿った中心軸に沿って、前記噴射口よりも前記混合部とは反対側に位置する請求項1~10のいずれか一項に記載のポンプ装置。
- 冷凍サイクル(100)に適用される請求項1~11のいずれか一項に記載のポンプ装置。
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