JPS62186099A - 昇圧装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異なった一次側圧力流体を噴射するノズルを
もち、流体のもつ圧力、エンタルピ特性を活用して二次
側流体を昇圧する装置に関するものである。

〔技術的背景〕

一般に二次側の低圧流体を昇圧する装置として、第３図
に示すようなエジェクターがある。このものは流量ｑ＾
、圧力ＰＡ、エンクルピｉＡの一次側の高圧流体Ａを利
用して二次側の低圧流体Ｂの圧力を上昇しようとするも
ので、ノズル１に導かれた一次側圧力体Ａは、断熱膨張
し、亜音速又は超音速になってエンタルピ（’Ａ　／の
流体としてノズル１を出る。ノズルでは膨張に伴うエネ
ルギーが速度のエネルギーに変換される。この亜音速又
は超音速の流体は、吸入室より吸い込まれた二次側の流
量ＱＢｓ低圧力Ｐ１．エンタルピｔ’Ｂの低圧流体Ｂと
平行部３において混合してディフューザー（拡管部）２
に入り、ディフューザー２を通過する間に速度のエネル
ギーは断熱圧縮により圧力のエネルギーに回復変換され
、二次側流体圧よりも高い圧力Ｐ。になってディフュー
ザー２を出る・・乙の昇圧メカニズムを、第４図に示す
圧力−エンタルピ特性図によって説明する。ノズル１部
て高速化低圧化された一次側流体は、矢印ａで示すよう
に、等エントロピ線にそうように断熱膨張し、この際、
流量Ｑｓなる一次側流体が、高圧から低圧になるときに
仕事（ｉＡ−ｔ’ａ’）を出し、該−次側流体は、断熱
膨張エネルギーに相当するｑ＾×（ｉＡ−ｔ’Ａ’　）
のエネルギーを速度エネルギーとしてもっている。

一次側流体が低圧となり二次側流体と混合したときエジ
ェクターの平行部３における流体の圧力はｐＢと同等ま
たはｐＢより低い。また、エンタルピｉｃは、 ｉ、１０〜イリ１１１である。

Ｂ そしてこの流体がディフューザー（拡管部）２で断熱圧
縮されて圧力回復するが、その際の圧力回復用のエネル
ギーは、−次側流体の膨張仕事、即ち、ＱＡＸ　（ｉＡ
−ｔ’Ａ’　）Ｌかなく、この圧力回復は矢印Ｃで示す
ように断熱圧縮となる。この際の最終のエンタルピをＣ
′Ｃ′　とするとエンタルピ増大量は（ｉζ’−１ｃ）
であり、このときの流体の量は、−次側流体の流量ＱＡ
と二次側流体の流体ＱＢを加えたもので、初期の一次側
流体のもつ膨張仕事ｑ＾（ｉＡ　−ｉＡ’　）は、昇圧
行程における（Ｑへ十Ｑ２）×（ｉｃ’　−ｉｃ、）に
ほかならない。

ここで問題なのは、一般に１′Ａ／に比べてｊＢは高エ
ンタルピ側にあり、結果として混合流体のエンタルピＬ
′Ｃが、’、４　／に比べて高エンクルビＬ°側にある
ことで、このことは圧力回復時の等エントロピ線Ｃが一
次側高圧流体の断熱膨張時の等エントロピ線ａより寝た
状態にあり、矢印Ｃの工程での圧力が十分に上昇する前
にエネルギーＱＡ（ｊＡ−ｔ’ｉ’）を消費してしまう
ことにつながる。即ち、ディフューザー２で与えられる
一定のエンタルピＱＡ（ｔ′Ａ−ｉＡ’　）に対して圧
力上昇が小さい結果とすることから、所期の目的である
二次側流体の圧力上昇が低く、このことから等エントロ
ピ線が垂直方向に立ち上がっている領域で圧力回復させ
る方が同一のエンタルピｑ＾（１°、Ａ−ｉＡ’）に対
しては昇圧効果が顕著であり、液に近い側で圧力回復さ
せるごとが望ましいと言える。

〔発明の目的〕

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、−次
側高圧流体を複数とすることにより、これらと二次側低
圧流体の混合流体の（圧力回復前の平行部における）エ
ンタルピを低い値とし、圧力回復を垂直に近く立ってい
る等エントロピ線にそって行わせ、圧力回復に活用し得
る断熱膨張時のエンタルピに対して極力高い圧力が得ら
れるようにした装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

本発明の構成は、ノズルから断熱膨張裡に噴射される一
次側高圧流体によって二次側低圧流体を吸入し、該二次
側低圧流体を一次側高圧流体との混合状態で断熱圧縮裡
に昇圧するようにした装置において、上記ノズルからエ
ンタルピの異なった複数の一次側高圧流体を噴射させる
ようにし、二次側低圧流体との混合流体のエンタルピを
低くし、圧力−エンタルピ特性図上で立ち上がりの急な
等エントロピ線にそった圧力回復が得られるようにし、
二次側低圧流体の効果的な昇圧を可能にしたことを特徴
とするものである。

〔実施例〕

第１図、第２図について本発明の詳細な説明する。第１
図は縦断図、第２図はこの実施例の圧力−エンタルピ特
性図である。

１１は昇圧装置の一例として示したエジェクターで、該
エジェクター１１は、複数の一次側高圧流体Ａ、Ｄの噴
射用のノズル１４．二次側低圧流体Ｂの吸入室１２．デ
ィフューザー１３．平行部１５によって構成されている
。本発明は、上記構造よりなるエジェクター１１のノズ
ル部１４を、夫々エンタルピの異なった条件をもつ複数
の一次側高圧流体Ａ、　Ｄ用のノズル１４ｍ、　１４ｄ
を同心円状に形成し、中心のノズル１４ａに気体の一次
側高圧流体Ａを断熱膨張下で流通噴射させ、外側のノズ
ル１４ｄに液体の一次側高圧流体りを断熱膨張下で流通
噴射させるようにしたものであり、流体Ａの噴射速度を
流体りの噴射速度より高速にしたものである。

尚上記実施例はエジェクターを使用した昇圧装置につい
て説明したが、ジェットコンプレッサー。

ジェットポンプなどにも利用しうるものであるため、実
施例のものに特定されることはない。

〔作用の説明〕

第１図に示した図例は第４図と同様に一次側高圧流体Ａ
、二次側低圧流体Ｂを考え、これにＡよりも低エンタル
ピの一次側高圧流体りを組合せたエジェクターであり、
ニンニククー１１のノズル１４ａに一次側の高圧ガス体
Ａ　’ｅ　ｉ＆通噴射させ、ノズル＋４ｄに一次側の高
圧液体りを流通噴射させると、流量ＱＤ、の圧力ＰＤｐ
エンタルピｔ’Ｄの高圧液体りは第２図の矢印ｄで示す
ように等エントロピ線に沿って断熱膨張し、ＣＯ／　ま
で膨張し低圧化される。また一方流量ＱＡの高圧ガス体
Ａも同様に断熱膨張し、矢印ａで示すように等エントロ
ピ線に沿ってｔｏａ　／まで膨張し低圧化される。Ｂは
流量ＱＢの昇圧したい二次側の低圧流体を示している。

この３ツの流体が平行部１５で混合し、合体した混合流
体のエンタルピｔ“εが一次側流体りの低エンタルピに
よりエンタルピの低い位置に設定される。このエンタル
ピｉＥをもつ混合流体がディフューザー１３で圧力回復
するが、この圧力回復（ま矢印ｅて示すように比較的立
っている等エン１−ロビ線にそって行われ、高い圧力Ｐ
Ｅが得られろ。即ち、ディフューザー１３の入口におい
て、 であり、 第４図に示した一次側の高圧ガス体Ａと二次側の低圧流
体Ｂのみの場合より低エンタルピ側へ進ませることがで
き、低エンタルピ領域では等二ノトロピ線の立ち上がり
が急であり、ノズルでの流体Ａ、Ｄの膨張により与えら
れる仕事、ＱＡ（ｉＡ−ｉＡ’　）＋ＱＢ（ｉｐ−ｉｐ
’　）により昇圧する程度が高くなる。即ち、ディフュ
ーザ−１３出口でのエンタルピをｉＥ’　とすると ＣＱＡ＋ＱＢ＋ＱＤ）　（ｔ’Ｅ’　　−ｔ’Ｅ）＝　
ＱＡ（ｔ’Ａ　−１’Ａ　’　）十〇り（ｊｐ　　ｉＤ
’ｌであり、 となり、立ち上がりの急な等エントロピ線ｅ上のｔＥ’
に対応する圧力Ｐξは、第４図における圧力Ｐｃより高
くなる。

なお、上述の説明は理論にもとづくものであり、現実に
はメカニカル損失などが伴うことは勿論である。

〔効　　果〕

上述のように本発明の構成によれば、−次側の高圧流体
としてエンタルピの異なった複数の高圧流体を用い、こ
れらを断熱膨張裡に噴射することにより、昇圧したい二
次側の低圧流体との混合流体の昇圧前のエンタルピｔ′
Ｅを単一高圧流体と低圧流体の場合より低い位置に設定
することができ、従って、立ち上がりの急な等エントロ
ピ線にそった圧力回復を行わせ、簡単な構成により高圧
力回復がえられる特長を有し、併せて装置の簡略化が計
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示し、縦断面図。 第２図は同上の圧カーエンタルピ特性図、第３図は従来
例の縦断面図、第４図は同上の圧力−エンタルピ特性図
である。 １１　　エジェクター、１２・・吸入室、１３・・・デ
ィフューザー、　１４ａ、１４ｄ−／ズル、　１５−平
行部、　Ａ、　Ｄ−次側高圧流体、Ｂ・・二次側低圧流
体。 特許　出願人　　川崎重工業株式会社 代　　　　理　　　　人　　　　　佐　　　野　　　義
　　　礁呻・今 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）ノズルから断熱膨張裡に噴射される一次側高圧流
   体によって二次側低圧流体を吸入し、該二次側低圧流体
   を一次側高圧流体との混合状態で断熱圧縮裡に昇圧する
   ようにした装置において、 （ｂ）上記ノズルからエンタルピの異なった複数の一次
   側高圧流体を噴射させるようにし、二次側低圧流体との
   混合流体のエンタルピを低くし、圧力−エンタルピ特性
   図上で立ち上がりの急な等エントロピ線にそった圧力回
   復が得られるようにし、二次側低圧流体の効果的な昇圧
   を可能にしたことを特徴とする昇圧装置。