JPH0687700U

JPH0687700U - エゼクタ式混合装置

Info

Publication number: JPH0687700U
Application number: JP3089193U
Authority: JP
Inventors: 成能田頭; 俊也三宅; 剛織田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】高圧のガスと、この高圧のガスの噴出圧力で
吸込まれる高圧のガスより低圧の空気との混合比を、大
気圧の高低の如何を問わず一定に保持する。【構成】ベンチュリー型混合器３の低圧ガス吸込口６
に、大気吸入部Ｂにおける大気圧Ｐ_aが高圧のときにオ
リフィス１３の低圧のガスが通るガス流通面積を狭める
べく、また大気圧Ｐ_aが低圧のときにガス流通面積を広
げるべく弁棒２１を介して弁座２２を作動させるガバナ
ー部１４を有する絶対圧力調整弁８から大気を供給する
ようにすれば、大気圧Ｐ_aが高圧のときには圧力損失が
大きくなる一方、低圧のときには圧力損失が小さくな
り、低圧ガス吸込口６から吸込まれる空気の圧力Ｐ₂を
大気圧Ｐ_aの高低の如何を問わず一定に維持し得るの
で、高圧ガス供給源Ａからベンチュリー型混合器３に吹
込まれる高圧のガスと、吸込まれる空気との混合比を常
に一定に保持することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エゼクタ式混合装置の改善に係り、特に、高圧のガスと、この高圧のガスの噴出圧力によってベンチュリー型混合器に吸引される高圧のガスの圧力より低圧のガスとの混合比を、吸引前の低圧のガスの圧力の如何を問わず、常に一定に維持し得るようにしたエゼクタ式混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

負荷が変動する燃焼装置に混合割合が一定な混合ガスを供給するエゼクタ式混合装置は、例えば、特公昭４４−２８２３１号公報（名称；ガス比例混合装置）において開示されている。以下、このガス比例混合装置を、その模式的系統図の図３を参照しながら説明すると、符号１はベンチュリー型混合器、符号２はそのノズル部、符号３はディフューザ、符号４はディフューザスロート部、符号５は噴出圧力設定用制御弁、符号６は吸引側可燃性ガスを大気圧に調節する大気圧レギュレータ、符号７はノズル噴出圧力に対して吐出圧力を調節するための背圧制御弁、符号８は流量制御弁、符号９及び１０は背圧制御弁７を有効に作動させるための噴出圧力を減圧する減圧弁、符号１１は流量調節管、符号１２はダイアフラム、符号１３はディフューザ拡大部、符号１４は圧力調節管である。

【０００３】次に、上記ガス比例混合装置の作用態様を説明すると、同図左側のＡ側から噴出圧力設定制御弁５に流入し、必要なノズル噴出圧力Ｐ₁に調整されてノズル部２から噴出する空気の吸引力で、同図下側のＢの方向から大気圧レギュレータ６に流入して大気圧Ｐ₂に調整された可燃性ガスがベンチュリー型混合器１に吸引される。そして、この混合器１から吐出圧力Ｐ₃の混合気体となって吐出され、次いで背圧制御弁７と流量調節弁８とを通って同図右側のＣの方向に流出する。

【０００４】他方、噴出圧力Ｐ₁の空気の一部は圧力調節管１４に導かれ、減圧弁９，１０でこれらの間の圧力がＰ′に減圧されて背圧制御弁７に入り、ダイアフラム１２を介して吐出圧力Ｐ₃と対向し、吐出圧力Ｐ₃を圧力Ｐ′と等しい圧力に調整する。また、流量調節弁８の開度を変えると、背圧制御弁７と流量調節弁８との間の圧力Ｐ₄が変化し、この圧力Ｐ₄が流量調節管１１を介して噴出圧力設定制御弁５を作動させ、これにより流量調節が行われる。このようにして、吐出圧を常に噴出圧力に応じた圧力に保持すると共に、空気と可燃性ガスとの混合割合を常に一定に維持するようにしたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のとおり、可燃性ガスは大気圧レギュレータ６により大気圧Ｐ₂に調整される。ここで、空気の噴出圧力Ｐ₁が一定の場合を考えると、このときの空気の質量流量ｍ_Aは一定であるが、可燃性ガスの圧力Ｐ₂と質量流量ｍ_Bとの関係は、例えばエゼクタの性能線図の図４（航空宇宙技術研究所報告４５４号）に示されているように、可燃性ガスの圧力Ｐ₂とその質量流量ｍ_Bとが完全に直線的な関係にないので、混合比ｍ_B／ｍ_Aが一定にはならないという解決すべき課題がある。つまり、混合比ｍ_B／ｍ_Aを一定に保持するには圧力Ｐ₂が一定でなければならない。ところが、圧力Ｐ₂は大気圧であるから高度により当然変化する。

【０００６】例えば、このようなガス比例混合装置を海抜０ｍと９００ｍまでの範囲で使用することを考えると、大気圧は１００ｍにつき約１２ｈＰａ変化するので、海抜９００ｍの大気圧は海抜０ｍの大気圧よりも約１００ｈＰａ低く、これらの間の大気圧は約１０％相違することとなり、圧力Ｐ₂を一定に保つことができない。従って、このガス比例混合装置が可搬式である場合には、使用する場所の高度によって混合比ｍ_B／ｍ_Aが変わってしまうことになる。

【０００７】なお、高度によって混合比を補正するものとしては、例えば、自動車用ディーゼルエンジンで燃料の噴射量を補正するものがある。しかしながら、これは、センサの信号を電気的に検知し、制御システムを介して空気と燃料との混合比を変化させるものであって、本願のものとは本質的に相違するものである。

【０００８】従って、本考案の目的とするところは、大気圧の如何に係わらず、２種の流体の混合比を自動的に一定に維持することを可能ならしめるエゼクタ式混合装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って、本考案に係るエゼクタ式混合装置の構成は、高圧のガスの噴出圧力で、それより低圧のガスを吸引するベンチュリー型混合器を備えたエゼクタ式混合装置において、前記ベンチュリー型混合器の低圧のガスを吸引する低圧ガス吸込口に、吸引前の低圧のガスの圧力で作動して、該低圧のガスの圧力が高圧であるほど該低圧のガスの流通路を狭める調圧機構を介して該低圧のガスを導くことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案に係るエゼクタ式混合装置によれば、エゼクタ式混合装置のベンチュリー型混合器の低圧のガスを吸引する低圧ガス吸込口に吸引される低圧のガスの圧力は、吸引前の低圧のガスの圧力が高圧であれば流通路の圧力損失が大きくなるからより低圧になる一方、吸引前の低圧のガスの圧力が低圧であれば流通路の圧力損失が小さくなるからそれほど低圧にならない。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例に係るエゼクタ型混合装置を、その模式的系統図の図１を参照しながら説明すると、図の左側において示す符号Ａは高圧ガス源、右側において示す符号Ｃは混合ガス出口である。そして、高圧ガス源Ａには入口側の高圧のガス圧力Ｐ₀を出口圧力Ｐ₁に調整する圧力調整弁２が介装されてなるガス供給管１の一端が接続され、このガス供給管１の他端側は、図における下側に低圧ガス吸込口６を有すると共に、高圧ガス源Ａ側にノズル部４を有するベンチュリー型混合器３の前記ノズル部４に連結されている。また、このベンチュリー型混合器３の反ノズル部４側のディフューザ拡大部５と混合ガス出口Ｃとの間には混合ガス流出管７が介装されている。

【００１２】一方、前記低圧ガス吸込口６には、大気吸入部Ｂを有する後述する構成になる調圧機構である絶対圧力調整弁８のガス出口１１が連通している。この絶対圧力調整弁８は、大気吸入部Ｂから、高圧のガスより低圧のガス、つまり、大気の空気が流入する大気圧室１２と、ガス出口１１を有する出口室１０とからなる弁本体９と、大気圧室１２から、この大気圧室１２と出口室１０とを仕切る仕切壁に設けられた低圧ガスの流通路であるオリフィス１３を通して出口室１０に流入する空気の圧力を調整するガバナー部１４とからなっている。

【００１３】前記ガバナー部１４は、ハウジング１５がダイアフラム１８で２室に区切られている。これら２室のうちの一方の室は低圧室１７であって、低圧のある絶対圧力、例えば、０．８ａｔａで保持されると共に、その内壁とダイアフラム１８との間には、低圧によるダイアフラム１８の破損を防止するために、このダイアフラム１８に対して押圧力を及ぼすコイルばね１９が介装されている。また、他方の室は参照圧力室１６であって、これには大気圧室１２からこの大気圧室１２内の圧力を導く連絡管２０が連通している。なお、この実施例では、連絡管２０を設けたが、例えば、参照圧力室１６に大気導入孔を設け、この大気導入孔から参照圧力室１６内に大気を導入する構成にしても良い。

【００１４】さらに、前記ダイアフラム１８の反低圧室１７側の面部には、前記参照圧力室１６の外壁と、絶対圧力調整弁８の外壁とを気密可能、かつ往復動自在に貫通する弁棒２１の一端側が連結されている。この弁棒２１の他端側には、オリフィス１３のガス流通面積を変更する弁座２２が設けられていて、大気吸入部Ｂから大気圧室１２に吸入される空気の圧力変化によって弁棒２１が左右に移動するように構成されている。つまり、ガバナー部１４は、吸入される空気の圧力が低圧になると、同図において、弁棒２１が左側に移動してオリフィス１３のガス流通面積を広くし、逆に、吸入される空気の圧力が高圧になると弁棒２１が右側に移動してオリフィス１３のガス流通面積を狭めて、ベンチュリー型混合器３に吸引される空気の圧力を調節するものである。

【００１５】以下、上記構成になるエゼクタ式混合装置の作用態様を説明すると、弁棒２１を移動させるダイアフラム１８に働く力の釣合いは、例えば、ダイアフラム１８の面積をＳ、コイルばね１９の自然長をｘ₀、コイルばね１８の現長をｘ、コイルばね１９のばね定数をｋ、参照圧力室１６内の圧力をＰ_a、低圧室１７内の圧力をＰ_cとすると、これらの間には、ＳＰ_a−ＳＰ_c−ｋ（ｘ₀−ｘ）＝０の釣合い方程式が成立する。

【００１６】そこで、移項することによって、ｘについて前記釣合い方程式を整理すると、ｘ＝ｘ₀−Ｓ／ｋ・（Ｐ_a−Ｐ_c）となり、このｘについて整理した釣合い式は、ｘと（Ｐ_a−Ｐ_c）とが直線的な関係を持っている。より具体的には、大気吸入部Ｂから吸入される大気圧Ｐ_aの空気が高圧になるとｘが小さくなるから、弁棒２１が右側に移動してオリフィス１３のガス流通面積が狭められて圧力損失が大きくなり、逆に、大気圧Ｐ_aが低圧になるとｘが大きくなるから、弁棒２１が左側に移動してオリフィス１３のガス流通面積が広げられて圧力損失が小さくなることを示している。

【００１７】従って、大気圧Ｐ_aの高低の如何を問わず、ベンチュリー型混合器３に吸引される空気の圧力Ｐ₂は大気圧Ｐ_aより低圧になるが、大気圧Ｐ_aが高圧のときには圧力損失が大きくなり、大気圧Ｐ_aが低圧のときには圧力損失が小さくなるので、オリフィス１３と弁棒２１の径の関係並びに間隔を適正に設定することにより、大気圧Ｐ_aの高低の如何を問わず、ベンチュリー型混合器３に吸引される空気の圧力Ｐ₂を一定に保持することができる。

【００１８】このように、ベンチュリー型混合器３に吸引される空気の圧力Ｐ₂が一定に保持されるので、従来例の項において述べたように、高圧ガス源Ａから圧力調整弁２が介装されてなる高圧ガス供給管１を介してベンチュリー型混合器３に供給される高圧のガスと、低圧ガス吸込口６からベンチュリー型混合器３に吸引される空気との混合比は大気圧Ｐ_aが変化しても一定に保持されることとなる。

【００１９】次に、本考案の他の実施例に係るエゼクタ型混合装置を、その所要部を示す模式的構成説明図の図２を参照しながら説明する。但し、この実施例が上記実施例と相違するところは、圧力損失を付与する手段が相違するので、この相違する点についてだけ以下に説明すると、ベンチュリー型混合器の低圧ガス吸込口に、大気吸入部Ｂから空気を吸入する空気吸入管２３を設け、この空気吸入管２３の内部にバタフライ弁２４を内設し、倍力リンク２５を介してブルドン管２５の変形をこのバタフライ弁２４に伝達するように構成したものである。

【００２０】従って、大気圧Ｐ_aが高圧のときには、同図において実線で示すように、バタフライ弁２４が空気吸入管２３に対して傾斜して空気の流通路２３ａを狭められて、圧力損失が大きくなり、また、大気圧Ｐ_aが低圧のときには、同図において破線で示すように、バタフライ弁２４が空気吸入管２３に対して平行になって空気の流通路２３ａが広げられて、圧力損失を小さくなるので、本実施例は上記実施例と同効である。

【００２１】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案に係るエゼクタ式混合装置によれば、ベンチュリー型混合器の低圧のガスを吸引する低圧ガス吸込口に吸引される低圧のガスの圧力は、吸引前の低圧のガスの圧力が高圧であれば流通路の圧力損失が大きくなるからより低圧になる一方、吸引前の低圧のガスの圧力が低圧であれば流通路の圧力損失が小さくなるからそれほど低圧にならない。そのため、低圧のガスを一定の圧力で吸引させることができるので、低圧のガスの圧力の如何を問わず、高圧のガスと低圧のガスとの混合比が常に一定に保持されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るエゼクタ型混合装置の模
式的系統図である。

【図２】本考案の他の実施例に係るエゼクタ型混合装置
の所要部を示す模式的構成説明図である。

【図３】従来例に係るガス比例混合装置の模式的系統図
である。

【図４】エゼクタの性能線図である。

【符号の説明】

１…高圧ガス供給管、２…圧力調整弁、３…ベンチュリ
ー型混合器、４…ノズル部、５…ディフューザ拡大部、
６…低圧ガス吸込口、７…混合ガス流出管、８…絶対圧
力調整弁、９…弁本体、１０…出口室、１１…ガス出
口、１２…大気圧室、１３…オリフィス、１４…ガバナ
ー部、１５…ハウジング、１６…参照圧力室、１７…低
圧室、１８…ダイアフラム、１９…コイルばね、２０…
連絡管、２１…弁棒、２２…弁座、２３…空気吸入管、
２３ａ…流通路、２４…バタフライ弁、２５…倍力リン
ク、２６…ブルドン管、Ａ…高圧ガス源、Ｂ…大気吸入
部、Ｃ…混合ガス出口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高圧のガスの噴出圧力で、それより低圧
のガスを吸引するベンチュリー型混合器を備えたエゼク
タ式混合装置において、前記ベンチュリー型混合器の低
圧のガスを吸引する低圧ガス吸込口に、吸引前の低圧の
ガスの圧力で作動して、該低圧のガスの圧力が高圧であ
るほど該低圧のガスの流通路を狭める調圧機構を介して
該低圧のガスを導くことを特徴とするエゼクタ式混合装
置。