JPH0442000A - エゼクタ - Google Patents

エゼクタ

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Publication number
JPH0442000A
JPH0442000A JP2143483A JP14348390A JPH0442000A JP H0442000 A JPH0442000 A JP H0442000A JP 2143483 A JP2143483 A JP 2143483A JP 14348390 A JP14348390 A JP 14348390A JP H0442000 A JPH0442000 A JP H0442000A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
flow rate
pressure
ejector
driving gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP2143483A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Shinkai
洋 新海
Isamu Osawa
勇 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2143483A priority Critical patent/JPH0442000A/ja
Publication of JPH0442000A publication Critical patent/JPH0442000A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば燃料電池発電システムの燃料改質系に
組み込み、水蒸気と天然ガスなどの原燃料とを混合、圧
縮して改質器に供給するエゼクタに関する。
〔従来の技術〕
周知のように、エゼクタは駆動気体の噴出流のエネルギ
ーを利用して他の吸込気体を圧縮する一種のポンプであ
り、動力不要、メンテナンスフリーなどの利点を住かし
て各種分野で広く用いられている。また、燃料電池発電
システムの分野でも、天然ガスなどの原燃料と水蒸気と
を混合、圧縮して燃料改質器に供給する手段としてエゼ
クタが採用されている。
第4図はかかる燃料電池発電システムにおける燃料改質
系の系統図であり、1は燃料改質器、2は水蒸気発生器
、3は水蒸気の流量制御弁、4は水蒸気と原燃料である
天然ガスをと混合、圧縮して燃料改質器1に押し込み供
給するエゼクタである。また、エゼクタ4は周知のよう
にノズル5、デイフユーザ6、眼込詩句を組合わせて構
成されている。
ここで、水蒸気を駆動気体としてエゼクタ4のノズル5
より噴出させることにより、吸込室7を通して吸引され
た天然ガスはデイフユーザ6にて水蒸気と混合、圧縮さ
れた上で燃料改質器lに供給され、改質器1で天然ガス
が水素リッチなガスに水蒸気改質される。なお、この場
合に水蒸気と原燃料との混合割合は、水蒸気比で3〜5
程度に定められている。そして、改質器1で改質された
燃料ガスは燃料電池(図示せず)に供給され、燃料電池
はアノード極に供給された前記燃料ガスと、カソード極
に供給された空気との電池反応により発電して負荷に給
電する。また、燃料電池での燃料消費量は負荷に比例す
ることから、負荷の増減に応じて改質器1に供給する水
蒸気1天然ガスの流量が制御される。なお、この流量制
御は流量制御弁3で行うようにしている。
[発明が解決しようとする課題] 上記のように燃料電池発電システムでは、負荷の増減に
応じて燃料供給蓋を制御する必要があり、このために燃
料改質系に組み込んで使用するエゼクタは、負荷条件に
応してエゼクタのノズルに供給する水蒸気(駆動気体)
の流量を広範囲に変化して運転される。
ところで、エゼクタの一般的な性能として、ノズルより
噴出する駆動気体の噴出流エネルギーつまり駆動気体の
なす仕事量は噴流速度の二乗に比例することから、第4
図において駆動気体としてエゼクタ4のノズル5に供給
する水蒸気(水蒸気発生器2での水蒸気元圧は一定)を
流量制御弁3で絞って流量を減らした運転状態では、ノ
ズルのど部面積が一定であれば、ノズル前圧力が低下し
てノズルより噴出する駆動気体の噴流速度が大幅低下す
る。したがってこのままではエゼクタ4の吸入、圧縮性
能が極端に低下してエゼクタ運転効率が大幅に悪化する
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、駆動
気体の流量を広範囲に変えて運転した場合でも、常に高
い吸入2圧縮性能を発揮できるようにした運転効率の高
いエゼクタを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、本発明のエゼクタは、ノズ
ルの内部に、ノズル前圧力とノズル後流との圧力差に応
動し、駆動気体の流量低下につれてノズルのと部面積を
減じるよう作動する可変絞り機構を設けて構成するもの
とする。
〔作用〕
上記の構成における可変絞り機構は、例えば薄い弾性金
属片で作られた可動片の一端をノズルのど部の上流側に
固定し、他端を自由端としてノズルのど部の通路内へ突
き出すように設けたものであり、ノズル前圧力とノズル
後流との圧力差に応じて通路内に突出した可動片の自由
端が変位し、その変位に相応してノズルのど部の通路断
面積を変化させるように動作する。
したがって、ノズルに供給される駆動気体が全流量(エ
ゼクタの前段に接続した流量制御弁の弁開度100%)
であれば、前記した可変絞りI!樽の可動片が全開とな
ってノズルのと部面積は最大となる。一方、流量制御弁
の弁開度を絞ってノズルに供給する駆動気体の流量を減
じた運転状態では、可変絞り機構の可動片が閉じる方向
に変位してノズルのと部面積を狭める。したがって、駆
動気体の流量を減少させた運転状態でもノズル前圧力の
低下の割合は僅かとなり、ノズルより噴出する作動気体
を高い噴流速度に維持してエゼクタの吸入、圧縮性能の
低下を防ぐことができる。
(実施例〕 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、第1図にエゼクタ4の全体構造を示す。
すなわち、エゼクタ4は従来と同様にノズル5゜デイフ
ユーザ6、ノズル5を包囲してデイフユーザ6の入口側
に画成した吸込室7を主要部として構成され、さらに本
発明により、ノズル5ののど部58には可変絞り機構と
して符号8で示す可動片が新たに組み込まれている。こ
の可動片8は例えば肉厚の薄い弾性金属片で作られたも
のであり、その一端をノズルのど部5aの上流側壁面番
こ固定し、他端を自由端としてノズルのど部5aの通路
内に突き出ずように設置したものである。
かかる構造の可動片8はノズル前圧力とノズル後流側、
つまりデイフユーザ9の入口側混合室のとの圧力差に応
してノズル通路内へ突出している自由端が変位し、その
変位に相応してノズルのど部5aの実効通路面積が変化
する。すなわち、ノズル5に供給する駆動気体の流量が
大5つまりノズル前後の圧力差が大の運転状態では、第
2図(alのように可動片8が開き(可動片8の下流側
自由端がノズルのど部5aの壁面側に後退変位する)、
ノズルのど部5aの通路面積を広げる。これに対して、
駆動気体の流量が小、つまりノズル前後の圧力差が小さ
い運転状態では、第2図ら)のように可動片8が閉じ 
(可動片8の自由端がノズルのど部5aの通路内に突出
すよう変位する)、ノズルのど部5aの通路面積を狭め
るように動作する。
したがって、駆動気体の流量を減じた運転状態でもノズ
ル前圧力の低下の割合は少なくなり、これによりノズル
5から出る駆動気体の噴出速度を高い速度に保ってエゼ
クタ4の吸入、圧縮性能の低下を防ぐことができる。
第3図は前記実施例のエゼクタの特性(駆動気体の流量
と圧力との関係)を表したものであり、図中の線Aは駆
動気体の元圧(第4図における水蒸気発生器2の圧力)
であり、この圧力は略一定に保持されている。また、線
Bはノズルに可変絞り機構を設けた本発明実施例のエゼ
クタのノズル前圧力であり、駆動気体の流量が全流量(
流量制御弁3が全開の100%流量)から減少した場合
でも圧力低下の割合は僅かである。一方、線Cはノズル
のと部面積を変えない従来のエゼクタにおけるノズル前
圧力であり、駆動気体が全流量であれば線Bと同し圧力
となるが、流量が減少すると圧力は急激に降下する。な
お、線りはノズル後流の吸込圧である。
第3図の特性図からも明らかなように、ノズルに可変絞
り機構を組み込んだ本発明のエゼクタは、従来構造のの
エゼクタと比べて、駆動気体の流量を広範囲に滅じて運
転した場合でも、ノズル前圧力、つまり駆動気体のノズ
ル噴出速度の極端な低下を抑えてエゼクタの高い吸引、
圧縮性能を発揮できる。
また、発明者が行ったエゼクタの性能評価によれば次記
のような結果が確認されている。すなわち、駆動気体元
圧ニアKg/dG(第3図の線)\)、全m!(流量1
00%)でのノズル前圧カニ6Kg/cdG(第3図の
線B、C)、ノズル後流圧=IK g / cj G 
(第3図の線D)の運転状態で、ノズルから出る駆動気
体の噴出速度が742m/秒であった。
一方、前記運転状態から駆動気体流量を50%に減じた
場合に、ノズルに可変絞り機構を備えた本発明のエゼク
タでは、ノズル前圧力は5.5Kg/cdG、駆動気体
の噴出速度は716m/秒となり、単位駆動気体量のな
す仕事量は全流量時と比べて僅か7%の低下に過ぎない
これに対して、ノズルのと部面積が固定である従来構造
のエゼクタでは、駆動気体の流量を50%に滅じた運転
状態では、ノズル前圧力が2.25Kg/c4Gに低下
して駆動気体の噴出速度は490m/秒まで下がり、単
位駆動気体量のなす仕事量は全流量時と比べて44%に
も大幅低下する。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明のエゼクタによれば、駆動気
体の流量を広範囲に変化させて運転した場合でも、高い
吸入、圧縮性能を安定維持することができてエゼクタの
運転範囲の拡大化が図れ、特に燃料電池発電システムの
燃料改質系に採用して水蒸気、原燃料を燃料改質器に供
給するエゼクタとして優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例によるエゼクタの構成断面図、第
2図(al、(b)はノズルに組み込んだ可変絞り機構
の動作説明図、第3図はエゼクタの特性図、第4図は燃
料電池発電システムの改質系の系統図である0図におい
て、 3;流量制御弁、4:エゼクタ、5:ノズル、6;デイ
フユーザ、7:映込室、8:可動片(可第1同 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)ノズルに供給する駆動気体の流量を可変にして運転
    するエゼクタであって、ノズルの内部に、ノズル前圧力
    とノズル後流との圧力差に応動し、駆動気体の流量低下
    につれてノズルのど部面積を縮小するよう作動する可変
    絞り機構を設けたことを特徴とするエゼクタ。
JP2143483A 1990-06-01 1990-06-01 エゼクタ Pending JPH0442000A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2143483A JPH0442000A (ja) 1990-06-01 1990-06-01 エゼクタ

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JP2143483A JPH0442000A (ja) 1990-06-01 1990-06-01 エゼクタ

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JPH0442000A true JPH0442000A (ja) 1992-02-12

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ID=15339755

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JP2143483A Pending JPH0442000A (ja) 1990-06-01 1990-06-01 エゼクタ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006202620A (ja) * 2005-01-21 2006-08-03 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび反応ガス流量算出方法
JP2008507828A (ja) * 2004-07-28 2008-03-13 セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド 燃料電池システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0295800A (ja) * 1988-09-30 1990-04-06 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd 噴流ポンプ

Patent Citations (1)

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