JPH074398A - スチームジェットポンプ - Google Patents
スチームジェットポンプInfo
- Publication number
- JPH074398A JPH074398A JP2993194A JP2993194A JPH074398A JP H074398 A JPH074398 A JP H074398A JP 2993194 A JP2993194 A JP 2993194A JP 2993194 A JP2993194 A JP 2993194A JP H074398 A JPH074398 A JP H074398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- pipe
- steam
- nozzle
- mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で大揚水量及び高揚程のスチームジェット
ポンプを得ること。 【構成】一端が閉塞され、他端が開放された管体であっ
て、この管体の開放端部近傍は急峻に管径を絞ってあ
り、他の領域は均一の管径とすると共に、上記閉塞端近
傍の管壁に輸送対象の液体の導入口を設けた混合管10
と、上記混合管の閉塞端側より管体内部に同軸的に貫通
配置され、この混合管内に上記開放端側に向けて高圧蒸
気を噴射するための蒸気ノズル20と、上記混合管の開放
端部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口側よ
り出口側に向けて内径を広げてなる液吐出ノズル30とよ
り構成する。
ポンプを得ること。 【構成】一端が閉塞され、他端が開放された管体であっ
て、この管体の開放端部近傍は急峻に管径を絞ってあ
り、他の領域は均一の管径とすると共に、上記閉塞端近
傍の管壁に輸送対象の液体の導入口を設けた混合管10
と、上記混合管の閉塞端側より管体内部に同軸的に貫通
配置され、この混合管内に上記開放端側に向けて高圧蒸
気を噴射するための蒸気ノズル20と、上記混合管の開放
端部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口側よ
り出口側に向けて内径を広げてなる液吐出ノズル30とよ
り構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子力燃料再処理工場の
再処理液の輸送等に使用されるスチームジェットポンプ
に関するものである。
再処理液の輸送等に使用されるスチームジェットポンプ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スチームジェットポンプは、管路内に蒸
気ノズルを配置し、この蒸気ノズルより蒸気噴流を管路
内に噴射させることにより生ずる蒸気ノズル近傍の負圧
により輸送対象の液体を吸引して管路内に導き、蒸気ノ
ズルからの蒸気噴流にて管路内出口方向に押し出すこと
でポンプとして機能させるものであり、例えば、原子炉
燃料再処理工場における再処理液の輸送や、化学プラン
ト等における腐食性の強い液の輸送等に利用される。
気ノズルを配置し、この蒸気ノズルより蒸気噴流を管路
内に噴射させることにより生ずる蒸気ノズル近傍の負圧
により輸送対象の液体を吸引して管路内に導き、蒸気ノ
ズルからの蒸気噴流にて管路内出口方向に押し出すこと
でポンプとして機能させるものであり、例えば、原子炉
燃料再処理工場における再処理液の輸送や、化学プラン
ト等における腐食性の強い液の輸送等に利用される。
【0003】図3に従来のスチームジェットポンプの概
念図を示す。図3(a)において、1は混合管であっ
て、一端は閉塞され、他端は開放されている。混合管1
の開放端側は管径が絞られており、また、混合管1には
上記閉塞端側より、内部に向けて貫通させて蒸気ノズル
2が同軸的に配置されている。
念図を示す。図3(a)において、1は混合管であっ
て、一端は閉塞され、他端は開放されている。混合管1
の開放端側は管径が絞られており、また、混合管1には
上記閉塞端側より、内部に向けて貫通させて蒸気ノズル
2が同軸的に配置されている。
【0004】蒸気ノズル2は混合管1より小径であり、
ノズル内出口近傍は内部中央を細く絞り、出口では広げ
た形状としてある。また、混合管1における当該蒸気ノ
ズル2が配置される領域1aは径が一定であるが、蒸気
ノズル2の先端が位置する領域から先の領域(吐出口側
の領域)1bが次第に細く絞られる形状としてある。ま
た、混合管1には上記閉塞端近傍に輸送対象の液を導く
液入口部1cが設けてあり、ここに輸送対象液の導入管
を接続する。
ノズル内出口近傍は内部中央を細く絞り、出口では広げ
た形状としてある。また、混合管1における当該蒸気ノ
ズル2が配置される領域1aは径が一定であるが、蒸気
ノズル2の先端が位置する領域から先の領域(吐出口側
の領域)1bが次第に細く絞られる形状としてある。ま
た、混合管1には上記閉塞端近傍に輸送対象の液を導く
液入口部1cが設けてあり、ここに輸送対象液の導入管
を接続する。
【0005】混合管1の吐出口1dには液吐出ノズル3
が接続されており、この液吐出ノズル3は混合管1との
接続部およびその近傍部分までの領域3aは、混合管1
の吐出口1dと同径であるが、この同径部分を経ると次
第に管径が広くなり、液吐出口3b側では一定の径に落
ち着く構造としてある。
が接続されており、この液吐出ノズル3は混合管1との
接続部およびその近傍部分までの領域3aは、混合管1
の吐出口1dと同径であるが、この同径部分を経ると次
第に管径が広くなり、液吐出口3b側では一定の径に落
ち着く構造としてある。
【0006】このような構造において、蒸気ノズル2に
はその蒸気入口側(図3(b)参照、図では左側横方
向)2aから高圧の蒸気が送り込まれる。そして、この
高圧蒸気は蒸気ノズル2の先端より混合管1内にその吐
出口1dの側に向けて勢い良く噴射される。この噴射に
伴い、輸送対象液は混合管1の液入口1cから混合管1
内に流入し、混合管1内で上述の噴射蒸気と混合されな
がら、吐出口1dへと押し出される。
はその蒸気入口側(図3(b)参照、図では左側横方
向)2aから高圧の蒸気が送り込まれる。そして、この
高圧蒸気は蒸気ノズル2の先端より混合管1内にその吐
出口1dの側に向けて勢い良く噴射される。この噴射に
伴い、輸送対象液は混合管1の液入口1cから混合管1
内に流入し、混合管1内で上述の噴射蒸気と混合されな
がら、吐出口1dへと押し出される。
【0007】そして、蒸気は次第に凝縮してゆくので、
蒸気ノズル2の先端方向でコーン状となって消滅し(蒸
気コーンS;図3(b)参照)、液相は混合管1内で加
速されて液吐出ノズル3から流出する。すなわち、上記
混合管1は先端側の径が次第に小さく狭められおり、細
くなっているので、混合管1内を液吐出ノズル3方向に
向けて送られるうちに径が狭まるにつれて流速が上が
り、高速流となって液吐出ノズル3へと送り出される。
そして、液吐出ノズル3では管径が次第に広がるので、
減速されて液吐出ノズル3外へと送り出される。
蒸気ノズル2の先端方向でコーン状となって消滅し(蒸
気コーンS;図3(b)参照)、液相は混合管1内で加
速されて液吐出ノズル3から流出する。すなわち、上記
混合管1は先端側の径が次第に小さく狭められおり、細
くなっているので、混合管1内を液吐出ノズル3方向に
向けて送られるうちに径が狭まるにつれて流速が上が
り、高速流となって液吐出ノズル3へと送り出される。
そして、液吐出ノズル3では管径が次第に広がるので、
減速されて液吐出ノズル3外へと送り出される。
【0008】ここで、液相と蒸気ノズル2からの噴射蒸
気が混合する領域の長さLを巻込み長と呼ぶことにし、
蒸気ノズル2からの噴射蒸気と液相との混合による噴流
が混合管1の管壁にぶつかる位置での管径Dを付着径と
呼ぶことにする。
気が混合する領域の長さLを巻込み長と呼ぶことにし、
蒸気ノズル2からの噴射蒸気と液相との混合による噴流
が混合管1の管壁にぶつかる位置での管径Dを付着径と
呼ぶことにする。
【0009】スチームジェットポンプは上述のような原
理で輸送対象の流体を送り出すが、ここで重要なのはポ
ンプ性能の指標である揚水量と揚程がどの程度である
か、と云う点である。
理で輸送対象の流体を送り出すが、ここで重要なのはポ
ンプ性能の指標である揚水量と揚程がどの程度である
か、と云う点である。
【0010】蒸気ノズル2に供給する蒸気圧を一定とし
た場合、スチームジェットポンプの揚水量は、液相と噴
射蒸気が混合する長さである巻込み長Lにより決まり、
揚程は蒸気ノズル2から噴射された蒸気流と液相との混
合による噴流が管壁にぶつかる位置での混合管1の管径
(付着径D)の大小により決まる。
た場合、スチームジェットポンプの揚水量は、液相と噴
射蒸気が混合する長さである巻込み長Lにより決まり、
揚程は蒸気ノズル2から噴射された蒸気流と液相との混
合による噴流が管壁にぶつかる位置での混合管1の管径
(付着径D)の大小により決まる。
【0011】そして、巻込み長Lは長い方が揚水量が多
くなり、短いと少なくなる傾向があり、また、付着径D
は小さい方が揚程は高くなり、大きいと低くなる傾向が
ある。
くなり、短いと少なくなる傾向があり、また、付着径D
は小さい方が揚程は高くなり、大きいと低くなる傾向が
ある。
【0012】ところで、従来のスチームジェットポンプ
におけるノズルの寸法はおよそ次の通りである。 [1] 混合管1の1b部における蒸気ノズル2の噴射
口位置での内径d1 d1=(1.5〜2.5)×蒸気ノズル2の噴射口径d
2 [2] 混合管1の出口径(開放端側径)d3 d3=(1.1〜1.8)×d2 [3] 蒸気ノズル2の出口から液吐出ノズル3の入口
迄のノズル間距離La La=(0.5〜1.7)×d3 [4] 液吐出ノズル3の入口径d3´ d3´=混合管1の出口径d3 従って、蒸気ノズル2の噴射口径(出口の径)d2で巻
込み長Lおよび付着径Dがほぼ決まってしまうが、特に
注目すべきはLaである。d3は液流によるエロージョ
ンを防止する観点から最大流速が約25m/s以下にな
るように設定され、混合管1は蒸気ノズル2の噴射口位
置から吐出口までの領域部分を次第に細く絞るテーパ状
に形成してある関係で、d1、d3が決まれば、ノズル
間距離Laは略決まってしまい、設計上の自由度が少な
い。
におけるノズルの寸法はおよそ次の通りである。 [1] 混合管1の1b部における蒸気ノズル2の噴射
口位置での内径d1 d1=(1.5〜2.5)×蒸気ノズル2の噴射口径d
2 [2] 混合管1の出口径(開放端側径)d3 d3=(1.1〜1.8)×d2 [3] 蒸気ノズル2の出口から液吐出ノズル3の入口
迄のノズル間距離La La=(0.5〜1.7)×d3 [4] 液吐出ノズル3の入口径d3´ d3´=混合管1の出口径d3 従って、蒸気ノズル2の噴射口径(出口の径)d2で巻
込み長Lおよび付着径Dがほぼ決まってしまうが、特に
注目すべきはLaである。d3は液流によるエロージョ
ンを防止する観点から最大流速が約25m/s以下にな
るように設定され、混合管1は蒸気ノズル2の噴射口位
置から吐出口までの領域部分を次第に細く絞るテーパ状
に形成してある関係で、d1、d3が決まれば、ノズル
間距離Laは略決まってしまい、設計上の自由度が少な
い。
【0013】そのため、ノズル間距離Laを大きくとっ
ても巻込み長Lを長くできる訳ではなく、意味がない。
また、蒸気ノズル2からの蒸気は混合管1のテーパ状領
域部分に噴射されるので、巻込み長Lは混合管1の長さ
のわりには短いものとなり、噴射蒸気と液との混合域が
狭く、従って、噴射蒸気から液への運動エネルギの伝達
効率が悪くなるため、噴射蒸気圧に対して、得られる揚
水量は大きいとは云えない。更には、巻込み長Lが短い
ので付着径Dも混合管1の管径の大きい位置になり、こ
の位置から液吐出ノズル3の入口までの距離も長いの
で、十分な流速も得られない。
ても巻込み長Lを長くできる訳ではなく、意味がない。
また、蒸気ノズル2からの蒸気は混合管1のテーパ状領
域部分に噴射されるので、巻込み長Lは混合管1の長さ
のわりには短いものとなり、噴射蒸気と液との混合域が
狭く、従って、噴射蒸気から液への運動エネルギの伝達
効率が悪くなるため、噴射蒸気圧に対して、得られる揚
水量は大きいとは云えない。更には、巻込み長Lが短い
ので付着径Dも混合管1の管径の大きい位置になり、こ
の位置から液吐出ノズル3の入口までの距離も長いの
で、十分な流速も得られない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のス
チームジェットポンプは、液相と噴射蒸気が混合する長
さ(巻込み長L)が短いため、噴射蒸気と液との混合域
が狭く、液体に与えることのできる運動エネルギが小さ
いから、噴射蒸気圧のわりに揚水量が少なく、またこの
運動エネルギが小さいことと、吐出流が管壁に付着する
点の管径(付着径D)が大きく、この位置から液吐出ノ
ズルの入口までの距離も長いため、十分な流速が得られ
ないことから揚程が小さくなる結果、一定の高さに一定
の量を揚水するに必要な蒸気量が多量になり、ポンプの
効率が悪いと云う欠点がある。
チームジェットポンプは、液相と噴射蒸気が混合する長
さ(巻込み長L)が短いため、噴射蒸気と液との混合域
が狭く、液体に与えることのできる運動エネルギが小さ
いから、噴射蒸気圧のわりに揚水量が少なく、またこの
運動エネルギが小さいことと、吐出流が管壁に付着する
点の管径(付着径D)が大きく、この位置から液吐出ノ
ズルの入口までの距離も長いため、十分な流速が得られ
ないことから揚程が小さくなる結果、一定の高さに一定
の量を揚水するに必要な蒸気量が多量になり、ポンプの
効率が悪いと云う欠点がある。
【0015】そこで、この本発明の目的とするところ
は、ポンプ効率の向上を図ることができ、大きい揚水量
および高い揚程を持つスチームジェットポンプを提供す
ることにある。
は、ポンプ効率の向上を図ることができ、大きい揚水量
および高い揚程を持つスチームジェットポンプを提供す
ることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、一端が閉
塞され、他端が開放された管体であって、この管体の開
放端部近傍は急峻に管径を絞ってあり、他の領域は均一
の管径とすると共に、上記閉塞端近傍の管壁に輸送対象
の液体の導入口を設けた混合管と、上記混合管の閉塞端
側より管体内部に同軸的に貫通配置され、この混合管内
に上記開放端側に向けて高圧蒸気を噴射するための蒸気
ノズルと、上記混合管の開放端部に接続され、少なくと
も当該接続部近傍は入口側より出口側に向けて内径を広
げてなる液吐出ノズルとより構成する。
め、本発明は次のように構成する。すなわち、一端が閉
塞され、他端が開放された管体であって、この管体の開
放端部近傍は急峻に管径を絞ってあり、他の領域は均一
の管径とすると共に、上記閉塞端近傍の管壁に輸送対象
の液体の導入口を設けた混合管と、上記混合管の閉塞端
側より管体内部に同軸的に貫通配置され、この混合管内
に上記開放端側に向けて高圧蒸気を噴射するための蒸気
ノズルと、上記混合管の開放端部に接続され、少なくと
も当該接続部近傍は入口側より出口側に向けて内径を広
げてなる液吐出ノズルとより構成する。
【0017】そして、上記混合管は開放端近傍を除き、
管径を一定にした直管であって、その一定管径部分の内
径は上記蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範
囲にとり、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの
間の距離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の
範囲にとるようにした。
管径を一定にした直管であって、その一定管径部分の内
径は上記蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範
囲にとり、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの
間の距離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の
範囲にとるようにした。
【0018】
【作用】上記の構成において、蒸気ノズルより高圧蒸気
を混合管内に噴射させると、この噴射蒸気は混合管の開
放端側に向けて勢い良く流れることから、導入口より輸
送対象の液体が管体内に導かれ、噴射蒸気と混合されな
がら噴流となって混合管の開放端に押し出される。そし
て、開放端近傍において管径が急激に狭まることから流
速が増した状態で、液吐出ノズルに流入する。そして、
管径が広がる構造にしてあるこの液吐出ノズル内で減速
されて外部へと押し出される。
を混合管内に噴射させると、この噴射蒸気は混合管の開
放端側に向けて勢い良く流れることから、導入口より輸
送対象の液体が管体内に導かれ、噴射蒸気と混合されな
がら噴流となって混合管の開放端に押し出される。そし
て、開放端近傍において管径が急激に狭まることから流
速が増した状態で、液吐出ノズルに流入する。そして、
管径が広がる構造にしてあるこの液吐出ノズル内で減速
されて外部へと押し出される。
【0019】本発明では、開放端近傍を除き、混合管は
管径が一定の直管であり、その一定管径部分の内径は蒸
気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にとり、
蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距離は
蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲にとっ
てある。
管径が一定の直管であり、その一定管径部分の内径は蒸
気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にとり、
蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距離は
蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲にとっ
てある。
【0020】本装置における巻込み長Lは構造上、従来
のものより長くできる。これは本装置の場合、混合管が
出口近傍部分を除いてほぼ全域に亙り同径であるため
に、従来のような徐々に管径を細く絞るテーパ状の形状
に比べ、全体の長さを短くしても、その割りには巻込み
長Lは長くとることが可能になるためである。
のものより長くできる。これは本装置の場合、混合管が
出口近傍部分を除いてほぼ全域に亙り同径であるため
に、従来のような徐々に管径を細く絞るテーパ状の形状
に比べ、全体の長さを短くしても、その割りには巻込み
長Lは長くとることが可能になるためである。
【0021】従って、混合管の管径が大きくなり、長く
なった分、巻込み長Lを確保するに有効な領域を広くと
ることができる。また、巻込み長Lを混合管の蒸気ノズ
ル先端から混合管の開放端までの長さに合わせておくこ
とにより、噴射された蒸気と液相との混合による噴流
は、混合が終わった領域で開放端部分に到達することに
なり、管径が急激に狭くなるこの開放端部において増速
されて、液吐出ノズルへと流入することになって、実質
的に付着径Dは装置が採り得る最小の径である液吐出ノ
ズル入口径(混合管の出口径)とすることができる。
なった分、巻込み長Lを確保するに有効な領域を広くと
ることができる。また、巻込み長Lを混合管の蒸気ノズ
ル先端から混合管の開放端までの長さに合わせておくこ
とにより、噴射された蒸気と液相との混合による噴流
は、混合が終わった領域で開放端部分に到達することに
なり、管径が急激に狭くなるこの開放端部において増速
されて、液吐出ノズルへと流入することになって、実質
的に付着径Dは装置が採り得る最小の径である液吐出ノ
ズル入口径(混合管の出口径)とすることができる。
【0022】従って、本発明によれば、巻込み長の増大
による揚水量の増加および蒸気と混合された液の噴流で
ある吐出流の付着径Dを小さくすることができることに
よる揚程の増加を可能にするスチームジェットポンプを
提供できる。
による揚水量の増加および蒸気と混合された液の噴流で
ある吐出流の付着径Dを小さくすることができることに
よる揚程の増加を可能にするスチームジェットポンプを
提供できる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。噴射蒸気と液の混合域を広くとること
により、蒸気噴流の外側に生じる乱れのスケールが大き
くなり、液相の巻込み速度が増加する。また、この混合
域を長くとることにより、液相の巻込み量、すなわち、
揚水量が増加する。また、液吐出ノズル入口径を急激に
絞ることにより、蒸気により加速された液相噴流の運動
量の大きい中央部のみが液吐出ノズルに流入し、揚程が
増加する。
照して説明する。噴射蒸気と液の混合域を広くとること
により、蒸気噴流の外側に生じる乱れのスケールが大き
くなり、液相の巻込み速度が増加する。また、この混合
域を長くとることにより、液相の巻込み量、すなわち、
揚水量が増加する。また、液吐出ノズル入口径を急激に
絞ることにより、蒸気により加速された液相噴流の運動
量の大きい中央部のみが液吐出ノズルに流入し、揚程が
増加する。
【0024】この点を踏まえ本発明では、揚水量を増加
させるために、噴射蒸気と液との混合域を広く、長くと
るべく、混合管をテーパ状とせずに直管とし、また、揚
程を増加させるため、液吐出ノズル入口径を急激に絞る
ようにしたもので、以下、本発明の一実施例の詳細につ
いて、図面を参照しながら説明する。
させるために、噴射蒸気と液との混合域を広く、長くと
るべく、混合管をテーパ状とせずに直管とし、また、揚
程を増加させるため、液吐出ノズル入口径を急激に絞る
ようにしたもので、以下、本発明の一実施例の詳細につ
いて、図面を参照しながら説明する。
【0025】図1(a)は本発明の一実施例を説明する
ための概略的な構造図であり、図1(b)はその作用を
説明するための図である。図1において、10は混合管
であり、一端は閉塞され、他端は開放されている。混合
管10はほぼ全長に亙り、内径が同一で真っ直ぐな管
(直管)であるが、開放端側部分のみは先端が急峻に絞
られている。混合管10の開放端側部分の先端管径はD
である。
ための概略的な構造図であり、図1(b)はその作用を
説明するための図である。図1において、10は混合管
であり、一端は閉塞され、他端は開放されている。混合
管10はほぼ全長に亙り、内径が同一で真っ直ぐな管
(直管)であるが、開放端側部分のみは先端が急峻に絞
られている。混合管10の開放端側部分の先端管径はD
である。
【0026】また、混合管10には上記閉塞端側より、
内部にその端部を貫通させて蒸気ノズル20が同軸的に
配置されている。蒸気ノズル20は混合管10より小径
であり、混合管先端出口近傍(混合管開放端(吐出口)
10a近傍)は内部中央を細く絞り、出口では広げた形
状としてある。混合管10内での当該蒸気ノズル20が
配置される領域は閉塞端部側から混合管10の中程程度
までの範囲である。従って、蒸気ノズル20の先端(吐
出口)は混合管10の中程に位置する。
内部にその端部を貫通させて蒸気ノズル20が同軸的に
配置されている。蒸気ノズル20は混合管10より小径
であり、混合管先端出口近傍(混合管開放端(吐出口)
10a近傍)は内部中央を細く絞り、出口では広げた形
状としてある。混合管10内での当該蒸気ノズル20が
配置される領域は閉塞端部側から混合管10の中程程度
までの範囲である。従って、蒸気ノズル20の先端(吐
出口)は混合管10の中程に位置する。
【0027】また、混合管10には上記閉塞端近傍に輸
送対象の液を導く液入口部10bが設けてあり、ここに
輸送対象液の導入管を接続する。混合管10の開放端
(吐出口)10a側には液吐出ノズル30が接続されて
おり、この液吐出ノズル30は混合管10との接続部お
よびその近傍部分までの領域は、混合管10の吐出口1
0aと同径であるが、この同径部分を経ると次第に管径
が広くなり液吐出側では一定の径に落ち着く構造として
ある。
送対象の液を導く液入口部10bが設けてあり、ここに
輸送対象液の導入管を接続する。混合管10の開放端
(吐出口)10a側には液吐出ノズル30が接続されて
おり、この液吐出ノズル30は混合管10との接続部お
よびその近傍部分までの領域は、混合管10の吐出口1
0aと同径であるが、この同径部分を経ると次第に管径
が広くなり液吐出側では一定の径に落ち着く構造として
ある。
【0028】また、蒸気ノズル20と液吐出ノズル30
との間の距離は、蒸気ノズルの噴射口の径の3.9倍と
してある。ここで、この実施例の特徴は、揚水量を増加
させるために、蒸気と液の混合域を広く、長くとるよう
にしたことであり、また、揚程を増加させるために、液
吐出ノズル30の入口側に接続される混合管先端出口近
傍10aは管径を急峻に絞るようにしてある点である。
との間の距離は、蒸気ノズルの噴射口の径の3.9倍と
してある。ここで、この実施例の特徴は、揚水量を増加
させるために、蒸気と液の混合域を広く、長くとるよう
にしたことであり、また、揚程を増加させるために、液
吐出ノズル30の入口側に接続される混合管先端出口近
傍10aは管径を急峻に絞るようにしてある点である。
【0029】ただし、液吐出ノズル30の入口径は液流
によるエロージョンを防止するために、従来より最大液
流速が約25m/s以下になるようにすることから、こ
の条件を満たすような管径にするために、蒸気ノズル2
0の出口径の1.1〜2.0倍の範囲にとるようにして
いるので、本実施例でも同じ範囲に選定するようにし
た。
によるエロージョンを防止するために、従来より最大液
流速が約25m/s以下になるようにすることから、こ
の条件を満たすような管径にするために、蒸気ノズル2
0の出口径の1.1〜2.0倍の範囲にとるようにして
いるので、本実施例でも同じ範囲に選定するようにし
た。
【0030】次に、このような構造の本装置の作用を説
明する。動作原理は従来例で説明したものと同じであ
る。すなわち、蒸気ノズル20にはその蒸気入口側(図
では左側横方向)から高圧の蒸気が送り込まれ、蒸気ノ
ズル20の先端より混合管10内にその出口10a側に
向けて勢い良く噴射される。この噴射に伴い輸送対象液
は液入口(図1(b)では下方)から混合管10内に流
入し、混合管10内で上述の噴射蒸気と混合する。
明する。動作原理は従来例で説明したものと同じであ
る。すなわち、蒸気ノズル20にはその蒸気入口側(図
では左側横方向)から高圧の蒸気が送り込まれ、蒸気ノ
ズル20の先端より混合管10内にその出口10a側に
向けて勢い良く噴射される。この噴射に伴い輸送対象液
は液入口(図1(b)では下方)から混合管10内に流
入し、混合管10内で上述の噴射蒸気と混合する。
【0031】そして、この混合により冷却されて蒸気は
次第に凝縮してゆくので、蒸気ノズル20の先端方向で
コーン状となって消滅し(蒸気コーンS)、液相は混合
管10の開放端(出口10a)部分近傍の急峻に内径が
絞られた領域において加速されて液吐出ノズル30内に
送り込まれ、液吐出ノズル30の出口側から流出する。
すなわち、上記混合管10は先端側の径が急激に狭まっ
ており、従って混合管10内を液吐出ノズル30方向に
向けて送られるうちに径が狭まるにつれて流速が上が
り、高速流となって液吐出ノズル30へと送り出され
る。ただし、最大液流速は約25m/s以下である。そ
して、液吐出ノズル30では管径が次第に広がるので、
減速されて液吐出ノズル30外へと送り出される。
次第に凝縮してゆくので、蒸気ノズル20の先端方向で
コーン状となって消滅し(蒸気コーンS)、液相は混合
管10の開放端(出口10a)部分近傍の急峻に内径が
絞られた領域において加速されて液吐出ノズル30内に
送り込まれ、液吐出ノズル30の出口側から流出する。
すなわち、上記混合管10は先端側の径が急激に狭まっ
ており、従って混合管10内を液吐出ノズル30方向に
向けて送られるうちに径が狭まるにつれて流速が上が
り、高速流となって液吐出ノズル30へと送り出され
る。ただし、最大液流速は約25m/s以下である。そ
して、液吐出ノズル30では管径が次第に広がるので、
減速されて液吐出ノズル30外へと送り出される。
【0032】ここで、図1に示す実施例において、蒸気
ノズル20は供給される蒸気圧力が13ata(ata
は気圧の絶対値単位)に対して出口径を18mm、混合
管10は内径を約55mm、巻込み長Lを70mm、液
吐出ノズル30の入口径を24mmとしてスチームジェ
ットポンプを製作した。
ノズル20は供給される蒸気圧力が13ata(ata
は気圧の絶対値単位)に対して出口径を18mm、混合
管10は内径を約55mm、巻込み長Lを70mm、液
吐出ノズル30の入口径を24mmとしてスチームジェ
ットポンプを製作した。
【0033】本装置における巻込み長Lは構造上、従来
のものより長くできる。これは本装置の場合、混合管1
0が出口近傍部分を除いてほぼ全域に亙り同径であるた
めに、従来のような徐々に管径を細く絞るテーパ状の形
状に比べ、全体の長さを短くしても、その割りには巻込
み長Lは長くとることが可能になるためである。従っ
て、従来と同一の最大管径で同一の長さならば、当然本
装置における巻込み長Lの方が長くできる。
のものより長くできる。これは本装置の場合、混合管1
0が出口近傍部分を除いてほぼ全域に亙り同径であるた
めに、従来のような徐々に管径を細く絞るテーパ状の形
状に比べ、全体の長さを短くしても、その割りには巻込
み長Lは長くとることが可能になるためである。従っ
て、従来と同一の最大管径で同一の長さならば、当然本
装置における巻込み長Lの方が長くできる。
【0034】従って、本装置の70mmと云う巻込み長
Lは使用する蒸気ノズル20の管径が同じならば、従来
のものより当然長いものとなっているが、混合管10の
全長を比較すれば従来のものより短い。つまり、従来の
構造であれば70mmと云う巻込み長Lを得るには混合
管10の全長は本装置のものより遥かに長いものとなっ
てしまう。
Lは使用する蒸気ノズル20の管径が同じならば、従来
のものより当然長いものとなっているが、混合管10の
全長を比較すれば従来のものより短い。つまり、従来の
構造であれば70mmと云う巻込み長Lを得るには混合
管10の全長は本装置のものより遥かに長いものとなっ
てしまう。
【0035】また、本装置の構造においては、混合管1
0が均一な径を持つ直管であって、管径が細く絞られた
領域は開放端近傍のみの僅かな領域であるから、蒸気ノ
ズル20の噴射口位置より、混合管10の吐出口までの
距離を巻込み長Lに合わせることが可能になり、従っ
て、この場合、噴射蒸気と液相との混合による噴流が混
合管10の管壁にぶつかる位置の管径である付着径D
は、ほぼ混合管10の出口の径と看做すことができる。
そのため、付着径Dはほぼ混合管10の吐出口の径にま
で狭めることができたことになる。
0が均一な径を持つ直管であって、管径が細く絞られた
領域は開放端近傍のみの僅かな領域であるから、蒸気ノ
ズル20の噴射口位置より、混合管10の吐出口までの
距離を巻込み長Lに合わせることが可能になり、従っ
て、この場合、噴射蒸気と液相との混合による噴流が混
合管10の管壁にぶつかる位置の管径である付着径D
は、ほぼ混合管10の出口の径と看做すことができる。
そのため、付着径Dはほぼ混合管10の吐出口の径にま
で狭めることができたことになる。
【0036】また、蒸気ノズル20と液吐出ノズル30
との間の距離は従来のものが、蒸気ノズルの噴射口径の
0.5から1.7倍であったのに対して、本装置では
3.9倍とした。これより、液相の巻込み量の増大と、
液相噴流の中心流速の減衰を抑制することができるよう
になり、その結果、図2(b)に示すように、揚程×流
量がピーク値に近付いた。
との間の距離は従来のものが、蒸気ノズルの噴射口径の
0.5から1.7倍であったのに対して、本装置では
3.9倍とした。これより、液相の巻込み量の増大と、
液相噴流の中心流速の減衰を抑制することができるよう
になり、その結果、図2(b)に示すように、揚程×流
量がピーク値に近付いた。
【0037】本発明による構造のスチームジェットポン
プの性能試験をした。輸送対象の液は水とし、その温度
は摂氏40度である。そして、揚水量20m3 /h、揚
程約30mを得るに必要な蒸気量を調べた。
プの性能試験をした。輸送対象の液は水とし、その温度
は摂氏40度である。そして、揚水量20m3 /h、揚
程約30mを得るに必要な蒸気量を調べた。
【0038】その結果、蒸気ノズル20は蒸気圧力が1
3ata(ataは気圧の絶対値単位)に対して出口径
が18mm、混合管10は内径約55mm、巻込み長L
が70mm、液吐出ノズル入口径24mmとしたとき、
揚水量20m3 /h、揚程約30mを得るに必要な蒸気
量は約600kg/hであった。これは従来の約2倍の
性能(揚水量×揚程が約2倍)に当たる。
3ata(ataは気圧の絶対値単位)に対して出口径
が18mm、混合管10は内径約55mm、巻込み長L
が70mm、液吐出ノズル入口径24mmとしたとき、
揚水量20m3 /h、揚程約30mを得るに必要な蒸気
量は約600kg/hであった。これは従来の約2倍の
性能(揚水量×揚程が約2倍)に当たる。
【0039】本発明では、従来のものに対して、混合管
を直管構造とし、巻込み長を長く取れるようにして、噴
射蒸気による液相の乱れを促進し、これによる揚水量の
増加を図り、また、巻込み長の終端部分が混合管の出口
位置に来るようにしたことで、噴射蒸気と液相の混合に
よる噴流(混合管の吐出流)の混合管内壁にぶつかる位
置での径である付着径を事実上、混合管の出口径相当に
小さくできるようにしたことにより、噴流の運動量の強
い中央部分を主体とした吐出流が得られ、揚程を増加さ
せることができるようにした。これらのノズルパラメー
タと性能特性の関係を図2に示す。
を直管構造とし、巻込み長を長く取れるようにして、噴
射蒸気による液相の乱れを促進し、これによる揚水量の
増加を図り、また、巻込み長の終端部分が混合管の出口
位置に来るようにしたことで、噴射蒸気と液相の混合に
よる噴流(混合管の吐出流)の混合管内壁にぶつかる位
置での径である付着径を事実上、混合管の出口径相当に
小さくできるようにしたことにより、噴流の運動量の強
い中央部分を主体とした吐出流が得られ、揚程を増加さ
せることができるようにした。これらのノズルパラメー
タと性能特性の関係を図2に示す。
【0040】図2(a)および(b)はともに縦軸に無
次元(揚程×流量)を、また、横軸に蒸気ノズル噴射口
径に対する混合管内径の比を示してある。これらのう
ち、図2(a)は混合管内径の大小による効果をグラフ
化したものであり、図2(b)はノズル間距離Laの大
小による効果をグラフ化したものである。
次元(揚程×流量)を、また、横軸に蒸気ノズル噴射口
径に対する混合管内径の比を示してある。これらのう
ち、図2(a)は混合管内径の大小による効果をグラフ
化したものであり、図2(b)はノズル間距離Laの大
小による効果をグラフ化したものである。
【0041】本発明では、混合管10を直管とし、その
内径は蒸気ノズル出口径の数倍とするが、この倍率は図
2(a)に示すように、2倍程度で0.9、3倍程度で
ほぼ1.0、4倍程度で0.9、5倍程度で0.85と
云う結果が得られており、最大の効率を示す3倍程度で
は乱れのスケールは噴流径の約1/10程度まで増加
し、液相と蒸気相の混合が極めて良好となって、揚程×
流量がピーク値に近付いた。
内径は蒸気ノズル出口径の数倍とするが、この倍率は図
2(a)に示すように、2倍程度で0.9、3倍程度で
ほぼ1.0、4倍程度で0.9、5倍程度で0.85と
云う結果が得られており、最大の効率を示す3倍程度で
は乱れのスケールは噴流径の約1/10程度まで増加
し、液相と蒸気相の混合が極めて良好となって、揚程×
流量がピーク値に近付いた。
【0042】また、蒸気ノズル20の噴射口と液吐出ノ
ズル30の入口との間の距離Laは、蒸気ノズル20の
噴射口の径の2.5倍程度で0.9、3.9倍程度でほ
ぼ1.0、そして5倍程度で0.9、5.5倍程度で
0.85と云う結果が得られており、3.9倍程度で揚
程×流量がピーク値に近付いた。
ズル30の入口との間の距離Laは、蒸気ノズル20の
噴射口の径の2.5倍程度で0.9、3.9倍程度でほ
ぼ1.0、そして5倍程度で0.9、5.5倍程度で
0.85と云う結果が得られており、3.9倍程度で揚
程×流量がピーク値に近付いた。
【0043】この結果、Laは蒸気ノズル20の噴射口
の径の2.5倍程度から5倍程度にとると極めて良好に
液相の巻込み量の増大を図ることができ、液相噴流の中
心流速の減衰を抑制することができるようになって、揚
程×流量をピーク値に近付けることができることがわか
る。
の径の2.5倍程度から5倍程度にとると極めて良好に
液相の巻込み量の増大を図ることができ、液相噴流の中
心流速の減衰を抑制することができるようになって、揚
程×流量をピーク値に近付けることができることがわか
る。
【0044】なお、図2(a)および(b)に符号PA
で示した領域は、従来のスチームジェットポンプで採用
していた倍率の範囲を参考までに示したものである。以
上、説明したように、本発明の第1実施例によるスチー
ムジェットポンプは、一端が閉塞され、他端が開放され
た管体であって、この管体の開放端部近傍は急峻に管径
を絞ってあり、他の領域は均一の管径とすると共に、上
記閉塞端近傍の管壁に輸送対象の液体の導入口を設けた
混合管と、上記混合管の閉塞端側より管体内部に同軸的
に貫通配置され、この混合管内に上記開放端側に向けて
高圧蒸気を噴射するための蒸気ノズルと、上記混合管の
開放端部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口
側より出口側に向けて内径を広げてなる液吐出ノズルと
より構成したものである。
で示した領域は、従来のスチームジェットポンプで採用
していた倍率の範囲を参考までに示したものである。以
上、説明したように、本発明の第1実施例によるスチー
ムジェットポンプは、一端が閉塞され、他端が開放され
た管体であって、この管体の開放端部近傍は急峻に管径
を絞ってあり、他の領域は均一の管径とすると共に、上
記閉塞端近傍の管壁に輸送対象の液体の導入口を設けた
混合管と、上記混合管の閉塞端側より管体内部に同軸的
に貫通配置され、この混合管内に上記開放端側に向けて
高圧蒸気を噴射するための蒸気ノズルと、上記混合管の
開放端部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口
側より出口側に向けて内径を広げてなる液吐出ノズルと
より構成したものである。
【0045】そして、上記混合管は開放端近傍を除き、
管径を一定にした直管であって、その一定管径部分の内
径は上記蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範
囲にとり、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの
間の距離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の
範囲にとるようにしたものである。
管径を一定にした直管であって、その一定管径部分の内
径は上記蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範
囲にとり、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの
間の距離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の
範囲にとるようにしたものである。
【0046】そして、このような構成において、蒸気ノ
ズルより高圧蒸気を混合管内に噴射させると、この噴射
蒸気は混合管の開放端側に向けて勢い良く流れることか
ら、導入口より輸送対象の液体が管体内に導かれ、噴射
蒸気と混合されながら噴流となって混合管の開放端に押
し出され、そして、開放端近傍において管径が急激に狭
まることから流速が増した状態で液吐出ノズルに流入
し、そして、管径が広がる構造にしてあるこの液吐出ノ
ズル内で減速されて外部へと押し出されるようにしたも
のである。
ズルより高圧蒸気を混合管内に噴射させると、この噴射
蒸気は混合管の開放端側に向けて勢い良く流れることか
ら、導入口より輸送対象の液体が管体内に導かれ、噴射
蒸気と混合されながら噴流となって混合管の開放端に押
し出され、そして、開放端近傍において管径が急激に狭
まることから流速が増した状態で液吐出ノズルに流入
し、そして、管径が広がる構造にしてあるこの液吐出ノ
ズル内で減速されて外部へと押し出されるようにしたも
のである。
【0047】特に本発明では、開放端近傍を除き、混合
管は管径が一定の直管であり、その一定管径部分の内径
は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にと
り、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距
離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲に
とってあり、本装置における巻込み長Lは構造上、従来
のものより長くでき、付着径Dは装置の構造上、採り得
る最小限の径にすることができる。
管は管径が一定の直管であり、その一定管径部分の内径
は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にと
り、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距
離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲に
とってあり、本装置における巻込み長Lは構造上、従来
のものより長くでき、付着径Dは装置の構造上、採り得
る最小限の径にすることができる。
【0048】これは本装置の場合、混合管が出口近傍部
分を除いてほぼ全域に亙り同径であるために、従来のよ
うな徐々に管径を細く絞るテーパ状の形状に比べ、全体
の長さを短くしても、その割りには巻込み長Lは長くと
ることが可能になるためである。
分を除いてほぼ全域に亙り同径であるために、従来のよ
うな徐々に管径を細く絞るテーパ状の形状に比べ、全体
の長さを短くしても、その割りには巻込み長Lは長くと
ることが可能になるためである。
【0049】従って、混合管の管径が大きくなり、長く
なった分、巻込み長Lを確保するに有効な領域を広くと
ることができる。また、巻込み長Lを混合管の蒸気ノズ
ル先端から混合管の開放端までの長さに合わせておくこ
とにより、噴射された蒸気と液相との混合による噴流
は、混合が終わった領域で開放端部分に到達することに
なり、管径が急激に狭くなるこの開放端部において増速
されて、液吐出ノズルへと流入することになって、実質
的に付着径Dは装置が採り得る最小の径である液吐出ノ
ズル入口径(混合管の出口径)とすることができる。
なった分、巻込み長Lを確保するに有効な領域を広くと
ることができる。また、巻込み長Lを混合管の蒸気ノズ
ル先端から混合管の開放端までの長さに合わせておくこ
とにより、噴射された蒸気と液相との混合による噴流
は、混合が終わった領域で開放端部分に到達することに
なり、管径が急激に狭くなるこの開放端部において増速
されて、液吐出ノズルへと流入することになって、実質
的に付着径Dは装置が採り得る最小の径である液吐出ノ
ズル入口径(混合管の出口径)とすることができる。
【0050】従って、本発明によれば、巻込み長の増大
による揚水量の増加および蒸気と混合された液の噴流で
ある吐出流の付着径Dを小さくすることができることに
よる揚程の増加を可能にするスチームジェットポンプが
得られる。
による揚水量の増加および蒸気と混合された液の噴流で
ある吐出流の付着径Dを小さくすることができることに
よる揚程の増加を可能にするスチームジェットポンプが
得られる。
【0051】つぎに揚程向上がどのように改善されたか
を具体的な数値で比較してみる。ノズルのエロージョン
を防止するためには、液相の最大流速を約25m/s以
下にとる必要があり、液吐出ノズル30の入口部に続く
管径の一定な中間部である液吐出ノズルスロート部の径
(スロート径)はこの液流速から決まる。
を具体的な数値で比較してみる。ノズルのエロージョン
を防止するためには、液相の最大流速を約25m/s以
下にとる必要があり、液吐出ノズル30の入口部に続く
管径の一定な中間部である液吐出ノズルスロート部の径
(スロート径)はこの液流速から決まる。
【0052】図4(b)は図3に示した構造の従来のス
チームジェットポンプの図であり、図に示すように、従
来のスチームジェットポンプは先細の管路形状を呈する
レデューサ部分R(図3の1b相当部分で、図3で説明
した付着径Dがここで決まる)があり、その後に直管状
(管径の一様な部分)の液吐出ノズルスロート部3s
(図3の3a相当部分)があり、その後にメガフォン状
の液吐出ノズルデフューザ部3dがある。そして、液吐
出ノズルスロート部3sの径(スロート径)は液相の最
大流速から決まり、これは揚程向上を考えると小さい方
が良い。しかし、従来構造の場合、レデューサ部分Rで
の付着径Dは液吐出ノズルスロート部3sの径の約1.
5倍程度以上もあり、1.5倍と仮定しても面積比では
1.52 =2.25倍にもなる。
チームジェットポンプの図であり、図に示すように、従
来のスチームジェットポンプは先細の管路形状を呈する
レデューサ部分R(図3の1b相当部分で、図3で説明
した付着径Dがここで決まる)があり、その後に直管状
(管径の一様な部分)の液吐出ノズルスロート部3s
(図3の3a相当部分)があり、その後にメガフォン状
の液吐出ノズルデフューザ部3dがある。そして、液吐
出ノズルスロート部3sの径(スロート径)は液相の最
大流速から決まり、これは揚程向上を考えると小さい方
が良い。しかし、従来構造の場合、レデューサ部分Rで
の付着径Dは液吐出ノズルスロート部3sの径の約1.
5倍程度以上もあり、1.5倍と仮定しても面積比では
1.52 =2.25倍にもなる。
【0053】スチームジェットポンプの流量‐揚程特性
は、ほぼレデューサ部分Rでの付着径Dで決まり、この
部分での面積が大きい(つまり付着径Dが大きい)と揚
程が低くなると云う問題がある。
は、ほぼレデューサ部分Rでの付着径Dで決まり、この
部分での面積が大きい(つまり付着径Dが大きい)と揚
程が低くなると云う問題がある。
【0054】スチームジェットポンプ内の流動を分析し
てみると、液吐出ノズル3へ流出する流れは液吐出ノズ
ル3の入口側のレデューサ部分Rで付着し、その内部の
流れは亜音速流で、流速が遅いために揚程の増加は望め
ない。そこで、本発明では図1のようにレデューサ部分
Rを廃止した構造とした。すなわち、混合管10は管体
の開放端部近傍の管径を急峻に絞り、他の領域は均一の
管径とすると共に、上記閉塞端近傍の管壁に輸送対象の
液体の導入口を設けた構造とし、蒸気ノズル20は混合
管10の閉塞端側より管体内部に同軸的に貫通配置し、
混合管10内に上記開放端側に向けて高圧蒸気を噴射さ
せるようにし、液吐出ノズル30は混合管10の開放端
部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口側より
出口側に向けて内径を広げてなる構造として、蒸気ノズ
ル20より高圧蒸気を混合管10内に噴射させると、こ
の噴射蒸気は混合管10の開放端側に向けて勢い良く流
れることから、導入口より輸送対象の液体が管体内に導
かれ、噴射蒸気と混合されながら噴流となって混合管1
0の開放端に押し出され、そして、開放端近傍において
管径が急激に狭まることから流速が増した状態で、液吐
出ノズル30に流入するようにし、そして、管径が広が
る構造にしてあるこの液吐出ノズル内で減速されて外部
へと押し出されるようにした。
てみると、液吐出ノズル3へ流出する流れは液吐出ノズ
ル3の入口側のレデューサ部分Rで付着し、その内部の
流れは亜音速流で、流速が遅いために揚程の増加は望め
ない。そこで、本発明では図1のようにレデューサ部分
Rを廃止した構造とした。すなわち、混合管10は管体
の開放端部近傍の管径を急峻に絞り、他の領域は均一の
管径とすると共に、上記閉塞端近傍の管壁に輸送対象の
液体の導入口を設けた構造とし、蒸気ノズル20は混合
管10の閉塞端側より管体内部に同軸的に貫通配置し、
混合管10内に上記開放端側に向けて高圧蒸気を噴射さ
せるようにし、液吐出ノズル30は混合管10の開放端
部に接続され、少なくとも当該接続部近傍は入口側より
出口側に向けて内径を広げてなる構造として、蒸気ノズ
ル20より高圧蒸気を混合管10内に噴射させると、こ
の噴射蒸気は混合管10の開放端側に向けて勢い良く流
れることから、導入口より輸送対象の液体が管体内に導
かれ、噴射蒸気と混合されながら噴流となって混合管1
0の開放端に押し出され、そして、開放端近傍において
管径が急激に狭まることから流速が増した状態で、液吐
出ノズル30に流入するようにし、そして、管径が広が
る構造にしてあるこの液吐出ノズル内で減速されて外部
へと押し出されるようにした。
【0055】混合管10が出口近傍部分を除いてほぼ全
域に亙り同径で、出口近傍部分は急峻に径を絞り、液吐
出ノズル30に接続するようにし、液吐出ノズル30の
入口は径の一定な直管形にしたために、液吐出ノズル3
0の入口側での付着径Dが小さくなり、入口面積が小さ
くできると共に、流速を増大させることができることに
より揚程を増大できる。
域に亙り同径で、出口近傍部分は急峻に径を絞り、液吐
出ノズル30に接続するようにし、液吐出ノズル30の
入口は径の一定な直管形にしたために、液吐出ノズル3
0の入口側での付着径Dが小さくなり、入口面積が小さ
くできると共に、流速を増大させることができることに
より揚程を増大できる。
【0056】すなわち、図4(a)に示すように、本発
明のスチームジェットポンプは混合管10の部分とこれ
に接続される液吐出ノズル30の部分があり、30sが
液吐出ノズルスロート部(液吐出ノズル30の入口側直
管部分、すなわち液吐出ノズル30の入口側の管径の一
様な部分)、30dが液吐出ノズルデフューザ部であ
る。
明のスチームジェットポンプは混合管10の部分とこれ
に接続される液吐出ノズル30の部分があり、30sが
液吐出ノズルスロート部(液吐出ノズル30の入口側直
管部分、すなわち液吐出ノズル30の入口側の管径の一
様な部分)、30dが液吐出ノズルデフューザ部であ
る。
【0057】液側、すなわち、液入口側から吸い込む輸
送対象の液は水であり、水温が約60°C、揚程25
m、揚水量約20m3 /h 、揚水に必要な蒸気量は約6
00kg/h (元圧13気圧)であり、主要寸法は蒸気ノ
ズル20のスロート部(中間の直管部分)20sは11
mm、蒸気ノズル20の出口径18mm、ノズル間距離(蒸
気ノズル20の出口部と液吐出ノズル30の入口部との
間の距離)が50mm、液吐出ノズル30の入口径が24
mm、液吐出ノズル30のスロート部30sの長さが12
0mm、液吐出ノズルデフューザ部30dの出口径が60
mm、液吐出ノズルデフューザ部30dの長さが300mm
である。
送対象の液は水であり、水温が約60°C、揚程25
m、揚水量約20m3 /h 、揚水に必要な蒸気量は約6
00kg/h (元圧13気圧)であり、主要寸法は蒸気ノ
ズル20のスロート部(中間の直管部分)20sは11
mm、蒸気ノズル20の出口径18mm、ノズル間距離(蒸
気ノズル20の出口部と液吐出ノズル30の入口部との
間の距離)が50mm、液吐出ノズル30の入口径が24
mm、液吐出ノズル30のスロート部30sの長さが12
0mm、液吐出ノズルデフューザ部30dの出口径が60
mm、液吐出ノズルデフューザ部30dの長さが300mm
である。
【0058】吐出ノズル3の入口径を24mmとした場合
のほぼ同じような寸法関係を持つ従来のものを比較して
みると、従来の構造では得られる揚程が20m であるの
に対して本発明によるスチームジェットポンプでは得ら
れる揚程が26m となり、従来のものより30%揚程が
向上している。このときの揚水量は16.5m3 /hと
なり、従来型の25.5m3 /h に比べて少なく、揚程
×揚水量も429m4/h と、従来型の510m4 /h
に比べて少ない。しかし、揚程は高い場所への輸送を可
能にする最も重要なファクタである。
のほぼ同じような寸法関係を持つ従来のものを比較して
みると、従来の構造では得られる揚程が20m であるの
に対して本発明によるスチームジェットポンプでは得ら
れる揚程が26m となり、従来のものより30%揚程が
向上している。このときの揚水量は16.5m3 /hと
なり、従来型の25.5m3 /h に比べて少なく、揚程
×揚水量も429m4/h と、従来型の510m4 /h
に比べて少ない。しかし、揚程は高い場所への輸送を可
能にする最も重要なファクタである。
【0059】本発明は同じような構造条件であれば従来
のものより得られる揚程が高く、しかも、従来構造に比
べて本発明により約30%も揚程が改善される効果は大
きい。揚水量は輸送に時間を長くしたり、スチームジェ
ットポンプを幾分大型にすることによりカバーできる。
のものより得られる揚程が高く、しかも、従来構造に比
べて本発明により約30%も揚程が改善される効果は大
きい。揚水量は輸送に時間を長くしたり、スチームジェ
ットポンプを幾分大型にすることによりカバーできる。
【0060】図5に本発明の構造のスチームジェットポ
ンプと従来構造のスチームジェットポンプの揚程‐揚水
量特性を示す。構造の違いにより図のような明らかな揚
程‐揚水量特性の違いが認められる。なお、本発明は上
述した実施例に限定されるものではなく、その要旨を変
更しない範囲内で適宜変形して実施し得るものである。
ンプと従来構造のスチームジェットポンプの揚程‐揚水
量特性を示す。構造の違いにより図のような明らかな揚
程‐揚水量特性の違いが認められる。なお、本発明は上
述した実施例に限定されるものではなく、その要旨を変
更しない範囲内で適宜変形して実施し得るものである。
【0061】
【発明の効果】以上、詳述したように、この本発明によ
れば、ポンプ性能の向上を図ることができ、小型で大き
い揚水量および高い揚程を持つスチームジェットポンプ
を提供することができる。
れば、ポンプ性能の向上を図ることができ、小型で大き
い揚水量および高い揚程を持つスチームジェットポンプ
を提供することができる。
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示す概略図であ
って、(a)は構造図、(b)は動作を説明するための
図である。
って、(a)は構造図、(b)は動作を説明するための
図である。
【図2】本発明による装置の特性を説明するための図。
【図3】従来例を説明するための概略図であって、
(a)は構造図、(b)は動作を説明するための図であ
る。
(a)は構造図、(b)は動作を説明するための図であ
る。
【図4】本発明および従来例の具体例を示す図。
【図5】本発明の構造のスチームジェットポンプと従来
構造のスチームジェットポンプの揚程‐揚水量特性を示
す図。
構造のスチームジェットポンプの揚程‐揚水量特性を示
す図。
10…混合管 10a…混合管開放端(吐出口) 10b…液入口部 20…蒸気ノズル 30…液吐出ノズル D…付着径 D1…混合管10の開放端側部分の先端管径 L…巻込み長 La…蒸気ノズルの出口(噴射口)から液吐出ノズル3
の入口迄のノズル間距離。
の入口迄のノズル間距離。
Claims (4)
- 【請求項1】 一端が閉塞され、他端が開放された管体
であって、この管体の開放端部近傍は急峻に管径を絞っ
てあり、他の領域は均一の管径とすると共に、上記閉塞
端近傍の管壁に輸送対象の液体の導入口を設けた混合管
と、 上記混合管の閉塞端側より管体内部に同軸的に貫通配置
され、この混合管内に上記開放端側に向けて高圧蒸気を
噴射するための蒸気ノズルと、 上記混合管の開放端部に接続され、少なくとも当該接続
部近傍は入口側より出口側に向けて内径を広げてなる液
吐出ノズルと、より構成したことを特徴とする特徴とす
るスチームジェットポンプ。 - 【請求項2】 上記混合管は開放端近傍を除き、管径を
一定にした直管であって、その一定管径部分の内径は上
記蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にと
り、蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距
離は蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲に
とるようにしたことを特徴とする請求項1記載のスチー
ムジェットポンプ。 - 【請求項3】 上記液吐出ノズルはその入口側を、管径
を一定にした直管形とすると共に、この直管形部分の長
さLs とその部分での直径Ds の関係を、Ls /Ds =
3〜6とすることを特徴とする請求項1記載のスチーム
ジェットポンプ。 - 【請求項4】 混合管は開放端近傍を除き、管径を一定
にした直管であって、その一定管径部分の内径は上記蒸
気ノズル噴射口径の約2.5〜4.0倍の範囲にとり、
蒸気ノズルの噴射口と上記液吐出ノズルとの間の距離は
蒸気ノズル噴射口径の約2.5〜5.0倍の範囲にとる
と共に、液吐出ノズルはその入口側を、管径を一定にし
た直管形とし、この直管形部分の長さLs とその部分で
の直径Ds の関係を、Ls /Ds =3〜6とすることを
特徴とする請求項1記載のスチームジェットポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2993194A JPH074398A (ja) | 1993-03-08 | 1994-02-28 | スチームジェットポンプ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4639493 | 1993-03-08 | ||
JP5-46394 | 1993-03-08 | ||
JP2993194A JPH074398A (ja) | 1993-03-08 | 1994-02-28 | スチームジェットポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH074398A true JPH074398A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=26368184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2993194A Withdrawn JPH074398A (ja) | 1993-03-08 | 1994-02-28 | スチームジェットポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH074398A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005296873A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Sankemikkusu Tokai:Kk | 固気混合エジェクタおよびジェットミル |
JP2007229611A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Optrex Corp | 蒸気噴射ノズル構造 |
JP2010116927A (ja) * | 2008-03-12 | 2010-05-27 | Denso Corp | エジェクタ |
JP2010281567A (ja) * | 2000-06-01 | 2010-12-16 | Denso Corp | エジェクタ式冷凍サイクル |
JP2012145006A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Sasakura Engineering Co Ltd | サーモコンプレッサ及びこれを備える海水淡水化装置 |
CN104343752A (zh) * | 2013-08-08 | 2015-02-11 | 笹仓机械工程有限公司 | 蒸汽喷射器 |
CN107061375A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-08-18 | 农业部南京农业机械化研究所 | 一种液体输送用射流泵的设计方法 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP2993194A patent/JPH074398A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281567A (ja) * | 2000-06-01 | 2010-12-16 | Denso Corp | エジェクタ式冷凍サイクル |
JP2005296873A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Sankemikkusu Tokai:Kk | 固気混合エジェクタおよびジェットミル |
JP4575017B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2010-11-04 | 株式会社ナノプラス | 固気混合エジェクタおよびジェットミル |
JP2007229611A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Optrex Corp | 蒸気噴射ノズル構造 |
JP2010116927A (ja) * | 2008-03-12 | 2010-05-27 | Denso Corp | エジェクタ |
JP2012145006A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Sasakura Engineering Co Ltd | サーモコンプレッサ及びこれを備える海水淡水化装置 |
CN104343752A (zh) * | 2013-08-08 | 2015-02-11 | 笹仓机械工程有限公司 | 蒸汽喷射器 |
CN107061375A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-08-18 | 农业部南京农业机械化研究所 | 一种液体输送用射流泵的设计方法 |
CN107061375B (zh) * | 2017-06-20 | 2020-02-07 | 农业部南京农业机械化研究所 | 一种液体输送用射流泵的设计方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6877960B1 (en) | Lobed convergent/divergent supersonic nozzle ejector system | |
JP6169749B1 (ja) | 微細気泡生成装置 | |
US3625820A (en) | Jet pump in a boiling water-type nuclear reactor | |
TWI548447B (zh) | 用於使用高能量衝擊使二氧化碳有效率地溶解在水中的裝置、系統及方法 | |
EP0257834B1 (en) | Jet pump | |
CN105909567A (zh) | 一种改善射流式离心泵空化性能的射流器 | |
US3337121A (en) | Fluid propulsion system | |
US3545886A (en) | Ejector | |
JPH074398A (ja) | スチームジェットポンプ | |
CN109529755B (zh) | 一种多吸强化混合文丘里反应器 | |
JPH04184000A (ja) | 圧縮性流体用エジェクタ | |
US4388045A (en) | Apparatus and method for mixing and pumping fluids | |
CN112474094B (zh) | 一种超音速气流与旋流负压耦合的远程喷射方法及装置 | |
JP3343371B2 (ja) | キヤビテーシヨン噴射装置 | |
CN114509240A (zh) | 一种基于水下瞬时放电的高能涡环气泡激励装置及使用方法 | |
CN109789381B (zh) | 具有改进的夹带效率的气体至气体抽吸器 | |
CN211449229U (zh) | 一种新型喷射真空泵 | |
JP2801598B2 (ja) | 原子炉の非常時炉心冷却系 | |
CN206668635U (zh) | 节能喷射器 | |
JP2665386B2 (ja) | コアンダノズル | |
US11199203B2 (en) | Jet pump comprising an internal nozzle | |
Chen | Experimental study on the entrainment performance and flow choking phenomenon of a two-stage multi-nozzle ejector | |
Kim et al. | Experimental investigation of an annular injection supersonic ejector | |
JP2005076570A (ja) | エジェクタおよび冷凍システム | |
KR101200284B1 (ko) | 충격파 발생기를 이용한 진공 이젝터 성능개선 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |