JPH06502900A - ガス状媒体のための噴射圧縮機 - Google Patents

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】 発明の名称 ガス状媒体のための噴射圧縮機 技術分野 本発明は、噴射器ヘッドの中心位置に配置されている作動ノズルを具備し、作動 ノズルは、混合室に向いており、混合室には圧力ノズルが同軸で接続されている 、冶金学的または化学的工程での使用のための、ガス状媒体のための噴射圧縮機 の作動ノズルに関する。

背景技術 このような噴射圧縮機は、エジェクター真空ポンプとくに冶金工場内での噴射ガ ス排気用のエジェクター真空ポンプに使用される。この場合に本質的に蒸気エジ ェクターポンプが使用される。噴射ガス排気において必要な真空はただ１つの噴 射器段では得られないので多段噴射器が使用される。

ＬＣｏｕｐｅｔｔｅ著“溶融鋼の真空処理”　（Ｒ，Ａ、　Ｌａｎｇ社、１９６ ７年刊）の７７頁に作動ノズルが中に突出している噴射器ヘッドを有する蒸気エ ジェクターポンプが記載されている。

さらに少なくとも混合室までは類似に構成されている噴射圧縮機がドイツ特許出 願公開第３００５６５３号公報から公知である。

上記文書から公知の噴射圧縮機の場合には蒸気が作動媒体として使用される。蒸 気は蒸気ジェットポンプに作動媒体供給導管を介して供給される。作動媒体供給 導管にはラバルノズルが接続されている。このラバルノズルにより蒸気のエント ロピーはほぼすべて運動エネルギーに変換される。蒸気は超音速で前記混合室に 入り、小さい速度で流れており蒸気により搬送されるべき媒体に衝突する。長い ラバルノズル内の摩擦効果によりラバルノズルの壁に沿って境界層が形成される 。この境界層は小さい密度の使用領域内では約１ｍｂａｒの吸込圧力に対応し、 ノズル横断面のかなりの部分を占める。この境界層は一方では著しい損失であり 、他方ではノズルの出口すな−わち混合ゾーン内での撹乱混合処理を遅らせる。

これが原因で混合室を延長しなければならず、したがって摩擦損失が増加する。

ドイツ特許出願公開第２５５０４５６号公報から、ノズルがリング間隙形状の流 出開口を有する拡散ポンプが公知である。

この文書から公知のポンプでは、作動媒体として油蒸気が使用され、油蒸気の流 れ方向は１８０°方向変換される０作動媒体供給導管の開口に配置されている屋 根はそらせ板として用いられる。

この文書から公知の噴射器のリング間隙ノズルは形状の面でも効率の面でも大規 模技術の冶金学的または化学的工程には適さない。

技術的課題 本発明の課題は上記欠点を回避し、構造的に簡単であり、必要構造容積が可及的 最小であり、運用信鯨性が大きく、同一程度の大きさの噴射器に比して効率すな わち圧力比がより高い冒頭に記載の形式の噴射圧縮機を提供することにある。

上記課題は本発明により請求の範囲第１項の上位概念に記載の特徴部分に記載の 特徴により解決される。

噴射圧縮機の作動ノズルは、混合室に向かって円錐状に先細りする円錐形中心体 を有するリング噴射ノズルから成る。ノズルからリング状で噴出する圧縮可能な 作動媒体は、ノズル内を流れる距離が短いことに起因して端縁で高い速度を有し 、これにより後続の混合の際に速度勾配が高くなり、ひいては作動蒸気と搬送媒 体の間の撹乱せん断層内での運動量交換が効率的に行われる。

本発明のリング間隙ノズルでは作動媒体は自由噴射流としてのみ流出するのでは なく、チューリ・ンプの形の中心体をリング流として貫通案内される。チューリ ップ状部材が軸方向で僅かに延在するだけで、はや（も鋭角チェーリップ状部材 開口で作動媒体は搬送ガスと接触する。これにより、通常はラバルノズルにつき ものの摩擦損失がこの場合にはないので最大速度がより大きい速度プロフィルが 形成される。しかしそれだけでなく中心体によるリングノズル形状に起因してそ の背部のくぼみが著しく小さい、したがって作動媒体と搬送媒体がよく混合され る。その結果、混合室は大幅に短（形成することが可能である。

この利点は、噴射圧縮機が構造的に簡単であり、製造技術的に小コストであるこ とにより、さらに補充される。本発明以外では一般にラバルノズルが使用されて いるが、ノズルが円錐形状である本発明では製造上の問題はチューリップ状部材 および中心体の直径の正確な整合に集中される。中心体自体の全体の形状のため にはこの高い精度は不要であり、したがってコストの節約につながる。

作動媒体および搬送媒体の２つの媒体流をとくに強く混合させるために中心体の 輪郭を凹状に形成することが提案される。この場合に輪郭は、リング間隙を出た 作動媒体がほぼ平行に流出させるために、センタリング位置の膨張面の最適化か らめられる。この設計により、中心体に向かっての挟まりを有する開口の形状が 得られる。これにより、圧縮衝撃の発生が阻止され、ひいてはそれに起因する摩 擦損失が回避される。

図面の簡単な説明 本発明の１例が図に示されている。

第１図は噴射圧縮機の構成の図、第２図はリング間隙ノズルの断面図である。

発明の最良の実施形態 第１図の略示図は、真空吸込導管２３を介して噴射器ヘッド２０に接続されてい る真空ステーションＶを示す、噴射器ヘッド２０の中には作動ノズルｌＯの搬送 媒体供給管１１が突出し、作動ノズル１０の一端は作動媒体搬送ステーシランＴ に接続されている。

噴射器底面２２および噴射器壁２１を有する噴射器ヘッド２０にノズル３０が接 続している。ノズル３０は混合室３１・中間ノズル３２・圧力導管３４に接続さ れている圧力ノズル３３を有する。

作動ノズル１０の開口はリング噴射ノズルとして形成されている。このリング噴 射ノズルは、ノズル３０の混合室３１に向かって円錐状で先細りする円錐形中心 体１２を有する。

第２図は、作動媒体導管１１を有する作動ノズル１０と、開口に設けられている 中心体１２とを示す、中心体１２は、軸方向で作動媒体供給導管１１に接続され ているチューリップ状部材の形のリング状部分により包囲されている。チューリ ップ状部材１３と中心体１２の基部側端部との間には狭幅のリング間隙が設けら れている。チューリップ状部材１３は作動媒体供給導管１１に接続可能であり開 口側で直径が太き（なっている、チューリップ状部材１３の半径方向で延在する 壁と中心体１２の基部側端部との間には休憩室１７が形成されている。休憩室１ ７の軸方向長はスペーサスリーブ１６またはスペーサ管１４により固定されてい る。中心体１２はチューリップ状部材１３に固定されている。中心体１２の底面 にはランタン状部材１４が設けられている。ランタン状部材１４の直径はランタ ン状部材１４が休憩室１７の中に突出するか（図上部）またはチューリップ状部 材１３の狭い部分の中に挿入可能である（図下部）ように定められている。チュ ーリップ状部材１３の前記狭い部分の内径は作動媒体供給導管ＤＬの導管直径に 対応する。

中心体ＤＺの外径より１．００５−１．０５倍大きい内径ＤＴを有するチューリ ップ状部材１３の開口は、中心体１２の基部端の開口領域の中に長さｌだけ突出 している。

１つの特別な寞施例では中心体１２の円錐の基部側領域はディスク状の拡張部１ ９を有する。この拡張部１９は、半径方向で内方へ向いているリング間隙が生じ るようにチューリップ状部材１３の主軸Ｉに対して斜めの開口により包みこまれ ている。この領域内では円錐の頂角は中心体１２のその他の部分内より大きい。

参照番号リスト １０　作動ノズル １１　作動媒体供給導管 １２　中心体 １３　チューリップ状部材 １４　ランタン状部材 １５　スペーサ管 １６　スペーサスリーブ １７　休憩室 １８　チューリップ状部材の挟まり １９　円錐の拡張部 ２０　噴射器ヘッド ２１　噴射器壁 ２２　噴射器底面 ２３　真空吸込導管 ３０　ノズル ３１　混合室 ３２　中間ノズル ３３　圧力ノズル ３４　圧力導管 ＤＬ　駆動供給袋系の導管の直径 ＤＳ　噴射器壁の内径 ＤＴ　チューリップ状部材の内径 ＤＺ　中心体の外径 ｌ　チューリップ状部材の開口領域の長さＶ　真空ステーシラン Ｔ　作動媒体搬送ステーシラン ■　主軸 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年５月２４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．噴射器ヘッドの中心位置に配置されている作動ノズルを具備し、作動ノズル は混合室に向いており、混合室には同軸でディフユーザが接続している、冶金学 的または化学的工程での使用のための、ガス状媒体のための噴射圧縮機において 、作動ノズル（１０）が、ノズル（１０）の混合室（３１）に向かって円錐状で 先細りする円錐形中心体（１２）を有するリング噴射ノズルであることを特徴と するガス状媒体のための噴射圧縮機。 ２．中心対（１２）が、作動媒体供給導管（１１）に軸方向で接続可能なチュー リップ状部材（１３）により包みこまれていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ３．チューリップ状部材（１３）の内径（ｄＴ）が中心体（１２）の外径（ｄＺ ）より１．００５−１．０５倍大きいことを特徴とする請求の範囲第２項に記載 のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ４．チューリップ状部材（１３）が混合室（３１）に向かって作動媒体供給導管 （１１）に比してＤＴ／ＤＬ＝２／１−５／１倍の直径の増加を有することを特 徴とする請求の範囲第２項または第３項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機 。 ５．一端が作動媒体供給導管（１１）の中に挿入可能なランタン状部材（１４） が中心体（１２）の底面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項ま たは第４項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ６．中心体（１２）が軸方向でチューリップ状部材（１３）または作動媒体供給 導管（１１）に着脱可能に付けられスペーサ素子（１５）により固定可能である ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ７．チューリップ状部材（１３）の広がる部分の領域内に配置されているランタ ン状部材（１４）が中心体（１２）の底面に設けられていることを特徴とする請 求の範囲第４項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ８．中心体｛１２）が軸方向でチューリップ状部材（１３）に着脱可能に取付け られスペーサ素子（１６）により固定可能であることを特徴とする請求の範囲第 ７項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 ９．スペーサ手段が、チューリップ状部材（１３）の半径方向で延在する部分と 中心体（１２）の底面との間に配置されているスリーブ（１６）であることを特 徴とする請求の範囲第６項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １０．スペーサ手段が、ランタン状部材（１４）と同一の直径および同一の肉厚 を有するスペーサ管（１５）であることを特徴とする請求の範囲第５項または第 ６項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １１．チューリップ状部材（１３）の半径方向で延在する壁と中心体（１２）の 底面とにより形成されている休憩室（１７）の中で流体前面の面積が作動媒体供 給導管（１１）の中の流体前面の面積に少なくとも等しいかまたは大きいことを 特徴とする請求の範囲第４項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １２．中心体（１２）の円錐角が４５°より小さいことを特徴とする請求の範囲 第６項または第８項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １３．中心体（１２）の円錐が凹状に形成されていることを特徴とする請求の範 囲第１２項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １４．チューリップ状部材（１３）の開口領域の長さ（１）がチューリップ状部 材直径（ＤＴ）の０．１−０．２倍に対応することを特徴とする請求の範囲第４ 項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １５．主軸（１）に向かい中心体（１２）の円錐の基部側領域の輪郭に対応する 狭まり（１８）をチューリップ状部材（１３）の開口が有することを特徴とする 請求の範囲第１４項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。 １６．チューリップ状部材（１３）の狭まり（１８）を間隔を置いて背後から迫 るディスク状広がり（１９）を中心体（１２）の円錐の基部側領域が有すること を特徴とする請求の範囲第１５項に記載のガス状媒体のための噴射圧縮機。