JPS588288B2 - エゼクタ組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔開示の摘要〕 ガス、例えば塩素をプロセス液または水と混ぜ合わせて
溶液として排出するエゼクタ組立体を開示する。

エゼクタ組立体内にエゼクタ本体が包含され、この本体
中にノズルが配設してあり、ノズルの出口はのど部の入
口から間隔がとってあって供給ガスと連絡する相互作用
領域を形成する。

圧力下の液体はノズル中に送り込まれ、それにより相互
作用領域へ高速度で送り込まれガス供給源からガスを取
り入れる真空作用を発生させる。

ガス（ま液体と相互作用して溶液となり、この溶液はの
ど部を介し適当な管路を経て応用部位に排出される。

ノズル中の孔に同軸にプラグが配してあって環伏流ｄ路
を構成する。

そのプラグには拡大フランジが設けてあってノズル孔と
協同して流ｄ路中に交互に制限通路と膨張通路とを形成
させ、液体を激しく乱して、キャビテーションを生じ、
それによって相互作用領域において液体とガスの相互作
用領域において液体とガスの相互作用を増加させ、例等
の費用を余分に加えることなく臨界流量制御を行なわせ
る高真空レベルの作動をなさしめる。

〔発明の背景〕

この発明はガスをプロセス液または水とまぜ合わせて溶
液として排出する固定オリフイスエゼクタ組立体、とく
に液体に乱流をおこさせ、ガスと液体との相互作用を増
進して、エゼクタについてのエネルギー損失を可及的に
少くして高真空レベル（装置を作動するエネルギーを最
大限に利用できる）を生ぜさせるエゼクタ組立体を提供
することにある。

塩素またはアンモニアのようなガスをプロセス液または
水に導入するために、それ用の溶液供給ガスデイスベン
サを用意することは周知である。

代表的な市販の溶液供給ガスデイスベンサは米国ペンシ
ルバニア州ウオーミンスターのフィッシャー・エンド・
ポーター社によって製造されているシリーズ７０−１７
５０装置である。

同社製のデイスベンサはフィッシャー・エンド・ポータ
ー・インストラクション・ブリテイン（Ｐｕｂ．Ａ１７
２３４）に記載されている。

フィッシャー・エンド・ポーター社製装置のような従来
のガスデイスベンサでは、水またはプロシセス液は圧力
下でエゼクタ組立体のノズルを西過させられる。

水がノズルを通過するときに、放出される水が高速度な
のでノズルのすぐ下流側が真空になる。

この真空はエゼクタ組立体内の逆流阻止用逆止め玉弁を
その弁座から離脱させてガスを：エゼクタ組立体のノズ
ル出口とのど部との間の相互作用領域に導入する。

この領域において、ガスはノズルから放出される乱流の
水とまじり化学溶液を形成し、この溶液はのど部を径由
し溶液管路を経て応用部位へ排出される。

エゼクク組立体の作動効率は、限定した真空レベルにお
いて、所定の流体助変数について取扱うことが出来るガ
ス流の量によって測定することができる。

たとえば、水の浄化用塩素化装置の場合では、エゼクタ
から排出される水を作動真空レベ．ル及び流体助変数に
ついて出来るたけ高濃度の塩素濃度とすることが望まし
い。

入って来るガスを相互作用領域においてエゼクタ組立体
のノズルから出る液体とまぜる度合は液体の制御された
乱流の関数である。

幾何学的に制約した甲で液体を攪拌すればするほど、ガ
スと接触する水の表面積が大きくなり、所定量の液体に
浴解するガスの量が多くなる。

フィッシャー・エンド・ポーター社製で同社のインスト
ラクション・ブリテイン（４１３９５２）に記載されて
いる固定オリフイスエゼクタ、シリ−，；（７１Ｊ１１
００のような在来のエゼクタ組立体は液体に乱流を招ね
くように設計したノズルを具備しているが、そのノズル
とそれへの液体入力とは、非常に高率のエゼクタ効率を
発揮するように設計された通りの制御された乱流を発生
するものではないのである。

〔この発明の要約〕

以上にかんかみて、この発明の目的は制御された液体の
乱流を起こさせ、ガスと液体との相互作用を増進し、所
定のガス流量と所定の流体条件とについて従来のエゼク
タよりも高度の作動真空レベルを発生する固定オリフイ
スエゼクタ組立体を提供することにある。

したがって、同一のガス流量でしかも全く同一の水量に
ついて、この発明のエゼクタは匍脚カス流に臨界流れ原
理を適用できるほどに十分な真空を生ぜさせるものであ
る。

より詳細には、この発明はノズルの開化を同軸に配設し
たプラグと協同して、制限水路と膨張水路とをタ互に有
する環状ノズル流動路をつくり出すような形状とし、ノ
ズルから放出する液体に高度の乱流と千ヤビテーション
を加えることを特徴とする固定オリフイスエゼクタ組立
体を提供することにある。

この発明の目的はまた低廉な費用で製造することができ
る比較的簡単な設計の効率の良いエゼクタ組立体を提供
することにある。

簡単に述べると、以上の諸目的はエゼクタ本体内にノズ
ルを配設し、その出口をのど部の入口から間隔をとって
相互作用領域となし、この領域を少くとも一個の逆流阻
止弁を介してガス供給源と連絡して成るエゼクタ組立体
によって達成される。

圧力下の液体がノズルに送り込まれ高速度で相互作用領
域へ送られ真空作用を招ねかれて逆止め弁を開きガスを
相互作用領域に引き入れ、この領域でガスを液体と相互
作用させて溶液を形成させ、これをのど部を経て適勇な
管路より応用部位に排出させるのである。

ノズルの内化はノズル内に同軸に配置したプラグに形成
した大径フランジと協同して交互に流れの制限水路と膨
張水路とを具備する環伏の液体流路を形成させるような
輪廓にし、それによって高真空作動レベルによる相互作
用領域における液体とガスの相互作用を増進し、しかも
液体を通すのに余分の費用をかけることなく飽和溶液を
得るものである。

〔発明の記述〕

エゼクタ組立体 第１図と第２図とについて説明する。

この発明のエゼクタ組立体ＥＡは円筒形のエゼクタ本体
１０を備えている。

その本体に着脱自在に取付けてあり本体から軸方向に伸
長しいているのは管伏のど部材１１で、これは前方止め
輪１２と後方止．め輪１３と相互連結ボルト１４と１５
とから成る部材で取付けてある。

本体１０の孔に先細ノズル１６とスベーサ１７とで構成
したノズルが取付けてあり、そのノズルヘッドとスベー
サとにはエゼクタ本体の内壁と接触する「０」リングが
設けてあって、両者間をシールしている。

ノズルヘッドの先端１５Ａはのど部材１１の面取りした
入口１１Ａに隣接している。

ノズルヘッドの先端とのど部材の入口１１Ａとの間の空
所を相互作用領域Ｚａと名付ける。

本体１０と一体の横方向の短い管体１８内に逆止め玉弁
１９が配設してあり、管体１８は領域Ｚａと連通してい
る。

入って来るガスは逆止め玉弁１９の入口側に結合してあ
る弁２０の入口を経てエゼクタ組立体に送り込まれる。

それ故、ガスを相互作用領域Ｚａに送り込むためには、
逆止め玉弁１９と弁２０とを開放させなければならない
。

圧力下の水はノズルスベーサ１７の背後のエゼクタ本体
１０内の液体入口領域Ｚｂにニツプル２３を経て送られ
てエゼクタ組立体ＥＡ中に送り，込まれる。

ニツプルの流れの軸線はノズルの流れの軸線に対して直
角をなしているので、ニツプルとノズルとの両要素はエ
ルボを形成し、人って来る水を急角度で転向させ、水を
極わめてはげしい乱流にする。

フィッシャー・エンド・ポーター社、デイスベンサ・シ
リーズ７０−１７５０及びフィッシャー・エンド・ポー
ター社オリフイス・エゼクタ７１Ｊ１１００に含まれて
いるエゼクタでは、入って来る水はエゼクタのノズルを
通る流路と軸線が整列しているので、入口の部位にては
何等の・乱れが加わらないことに注目されたい。

（注：水の流れがその速度によるレイノルズ数４０００
を越えると、その流れを乱流と定義する。

）液庫入口領域ｚｂとノズルヘッド１６及びスベ一サ１
７で構成されているノズル内に同軸にプラッグ２１が支
持してあってノズルを通過する水の環状流路を構成して
いる。

プラッグ２１の前端２１Ａはノズルヘッド１６の出口の
ところにあり、プラッグの後端２１Ｃは、止め輪１３と
本体１０の間に挿入したブシュ２４内に保持してあるボ
ルト２２で軸線方向に支持してある。

ノズルの′ｆしすなわち水の西路は次のような形状にし
てある。

即ちノズルスベーサ１７の入口端１ｒＡはプラッグ２１
と共に環状の制限水路Ｒ１を形成し、この制限水路はノ
ズルスベーサ１７の肩部１７Ｂによって形成されている
環状膨張室Ｅ１に至り、スベーサ１Ｔとノズルヘッド１
６の接続部に隣接する位置でプラッグに形成してある大
径フランジ２１Ｂに達している。

このフランジにはその前方にノズルヘッドのテーパより
も勾配が急なテーパがつけてあって、ノズルと共に第二
の環状制限水路Ｒ２を形成している。

それに続いて膨張室Ｅ２と最終制限水路Ｒ３がある。

従って、入って来た水は最初に直角のエルボを押し進み
、次で制限水路Ｒ１を通り、それから膨張室Ｅ１に送り
込まれるので、ノズル中に入りそれを通過する加圧水は
水に激しい乱れを招ねかせる不連続な流れを含む。

膨張室Ｅ４から水の流れは再度制限水路Ｒ２で制限され
、それから環状膨張室Ｅ２に入り、次でノズルの出口の
最終制限水路Ｒ３に導かれる。

このように制限水路と膨張室とを交互に配して成るノズ
ル中の流路は攪拌とキャビテーションを発生し、ノズル
から相互作用領域Ｚａに排出される水は同領域に送り込
まれるガスについて極度に広い露出表面積を有する。

したがって、ガスは乱流の水と士二分にまじり相互に作
用して高度に飽和した溶液となり、その溶液がのど部材
１１を経て溶液管系を通つて排出される。

ガス・デイスベンサ エゼクタ組立体ＥＡが制御要素と協同して溶液供給ガス
・デイスベンサを構成する好ましい態様が第３図に略図
で示してある。

同図には、供給源？らの水または姐理液はエゼクタＥＡ
の水の入口についての水圧計２１を備えた水賂２６に圧
力下にて送り込まれる。

塩素のシリンダのような適当な供給源からのガスが調節
器組立体２８の入口側に送り込まれる。

この調節器組立体２８は真空調節器弁２９、圧力ＩＪ
ＩＪ−フ弁３０及びアウト・オブ・ガス指示器３１を具
備している。

真空調節器弁２９は真空度が低下して作動を停止する状
態になったとき或は真空系統に主な漏洩が生じた場合に
は、積極的シャットオフ弁として作動する。

この弁の作動でガス供給源からデイスベンサを遮断する
。

デイスベンサの真空側に圧力があると、圧力リリーフ弁
３０が開いて、ベント口及び排気管３２を介してガスを
大気中に排出する。

リリーフ弁３０のプラッグ２９は圧力下の真空調節器２
８のダイアフラムの移動に応じて開閉する。

調節器組立体２８からの排出ガスは内部にフロートＦを
具備する可変面積管伏流量計３３とレート弁３４および
管路３５を経由してエゼクタ組立体ＥＡのガス入口に送
り込まれる。

エゼクタ組立体内において、入って来た液体は圧力下に
てエゼクタノズルヘッド１６を経て相互作用領域Ｚａに
送られ、その液体の速度が増加されるために、その領域
内を高真空にする。

したがって玉逆止め弁１９とダイヤフラム逆止め弁２０
との双方が開き、レート弁３４、流量計３３及び真空調
節器２８の室Ａまで真空になる。

溶液管路が封鎖された結果として或は作動停止期間中で
、エゼクタＥＡを通過する水の流れが停止されると、逆
止め弁が閉じてガス管路に水の入るのを阻止する。

ガス調節器２８の室Ａが真空であると排気管３２に結合
してある室Ｂの大気圧についてダイアフラムを境として
差動圧力が生ずる。

そしてそれによる合成力が弁プラグばねの対抗する力に
打克って弁プラグをその弁座から離脱させる。

従ってガスが室Ａに入り、その供給ガス圧は弁のプラッ
グ２９の絞り作用によって一定に調節された真空圧に軽
減される。

この絞り作用はレート弁３４によって調節された真空度
とこの真空度を満足させるために弁プラグによって室Ａ
中に送り込まれるガスの量とによって達成された平衡で
ある。

ガスは室Ａから流量計３３を西過する。

そしてその流量は目盛付管Ｔ中の玉フロートＦの位置で
指示される。

そこでガスはレート弁３４に送られる。

レート弁の下流側は最小限度高真空レベルに保たれてい
るから、弁のオリフイスを経て臨界ガス流が生ずる。

それゆえ、真空レベルがレート弁を流れるガス流が臨界
ガス流を維持する圧力レベル以下に低下しなければ、エ
ゼクク組立体ＥＡにどのような圧力の変動を生じても、
弁のオリフイスを通るガスの流量はレート弁３４の設定
位置によって決まる一定の流量を保つ。

最後にガスはエゼクタ組立体ＥＡの相互作用領域Ｚａに
入り、そこで生じている乱流の液体とまざり、飽和溶液
となり、ので部を経て管路により応用部位に送られる。

この発明によるエゼクタは真空調節器のレート弁に於て
臨界流量調節を保つに十分な高真空レベルを維持しなが
ら、Ｃｌ２ガスの４０ｋｇ／Ｈｒ程度の高速ガス流を取
り扱うことができるものである。

エゼクタの設計は水の消費を最小限にするものである。

最小限の水とは最大比率塩素ガスの３５００（重量）
ｐｐｍが水に溶解するのに必要とする量と言える。

この発明ではエゼクタによって生ずる乱流が頗る激しい
伏態のものであるので、同一流量処理能力を有する先行
技術のエゼククと同一の流体助変数について比較すると
、この発明のエゼクタは２培の真空レベルで作動する。

このように極めて高効率あるいは高真空レベルで作動す
るので、臨界流量理論によりレート弁（流量制御弁）を
所望の位置に設定すれば、レート弁を通過するガス流を
一定に保つことができるので、レート弁について一定△
ｐ圧力を維持するために先行技術のもので必妥としてい
た差動調節器は不要である。

したがって、この発明のエゼクタは高速ガス流について
真空調節器は一段階ですむ。

以上、この発明のエゼクタ組立体の好ましい実施態様に
ついて図示しかつ説明したが、この発明はその精神から
逸脱しない限り、それに多くの変更を行うことが出来る
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエゼクタ組立体の端面図、第２図は
第１図の線２−２についての断面図、第３図は溶液供給
ガスデイスベンサ中の機能要素としてのエゼクタ組立体
の略図。 図面において参照符号と要素との関係は次の通りである
。 １０・・・・・・エゼクタ本体、１１・・・・・・のど
部材、１２・・・・・・前方止め輪、１３・・・・・・
後方止め輪、１６・・・・・・先細ノズル、１７・・・
・・・スベーサ、１９・・・・・・逆止め玉弁、２０・
・・・・・弁、２１・・・・・・プラッグ、２１Ｂ・・
・・・・大径フランジ、２８・・・・・・真空調節器、
２９・・・・・・リリーフ弁のプラッグ、３０・・・・
・・リリーフ弁、３３・・・・・・流量計、３４・・・
・・・レート弁、Ｚａ・・・・・・相互作用領域、ｚｂ
・・・・・・液体入口領域、Ｒ，１Ｒ２，Ｒ３・・・・
・・環伏制限水路、Ｅ１，Ｅ２・・・・・・膨張室、Ｆ
・・・・・・玉フロート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管伏のエゼクタ本体内にその長手軸線方向に伸長す
   る管伏のど部を設け、 前記本体内の円筒凹所中に先細ノズルを設け、前記ノズ
   ルの排口部を前記のど部の入口に隣接させて両者間の空
   所を相互作用領域とし、前記ノズルの背後の前記凹所の
   空所を液体入口領域とし、前記入口領域に圧力下の液体
   を送り高速度で液体を前記ノズルの排口部から相互作用
   領域へ放出して前記領域に真空を生ずるようにし、 前記相互作用領域にガス供給源を結合して前記真空によ
   って前記相互作用領遥内にガスを引き入れるようにし、
   前記液体を前記相互作用領域においてガスと混ぜて前記
   のと部を経て排出するエゼクタにおいて、 前記圧力下の液体を前記ノズルの長手軸線に直角方向に
   供給して前記ノズルへ流入する液体に乱流を招くように
   したことと、 前記ノズル及び前記入口領域内に同軸にプラグを配設し
   ノズル内を通過する液体の環伏流通路を構成し、前記プ
   ラグに前記環状西路内に突出するフランジを設けて、前
   記環状通路中に制限ｄ路と膨張ｄ路とを構成したことを
   特徴とする応用部位へ送るべき溶液をつくるために液体
   とガスとを混ぜ合せるエゼクタ組立体。