JP7338180B2 - Ejector - Google Patents
Ejector Download PDFInfo
- Publication number
- JP7338180B2 JP7338180B2 JP2019048539A JP2019048539A JP7338180B2 JP 7338180 B2 JP7338180 B2 JP 7338180B2 JP 2019048539 A JP2019048539 A JP 2019048539A JP 2019048539 A JP2019048539 A JP 2019048539A JP 7338180 B2 JP7338180 B2 JP 7338180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ejector
- diffuser
- fluid
- refrigerant
- nozzle
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
本発明は、エジェクタ及びエジェクタを適用した冷却システムに関するものである。 The present invention relates to an ejector and a cooling system to which the ejector is applied.
例えば、冷媒を循環させる回路には、エジェクタを備えたものがある。エジェクタは、先端の噴射口から駆動流体が噴射されるノズル部と、ノズル部の周囲を取り囲むように配置され、ノズル部の噴射口延長上となる部位に中空部が設けられた本体部と、本体部の中空部に開口するように接続された吸引通路とを備えて構成されている。このエジェクタでは、ノズル部の噴射口から冷媒を駆動流体として噴射すると、吸引通路を通じて外部の冷媒が本体部の中空部に吸引され、吸引された吸引流体と駆動流体とが混合された後にディフューザ部で昇圧されて吐出口から吐出される(例えば、特許文献1参照)。 For example, some circuits for circulating refrigerant include an ejector. The ejector includes a nozzle portion through which a driving fluid is ejected from an ejection port at the tip thereof, a body portion disposed so as to surround the nozzle portion and having a hollow portion provided in a portion extending from the ejection port of the nozzle portion, and a suction passage connected to open to the hollow portion of the main body. In this ejector, when the refrigerant is ejected from the ejection port of the nozzle portion as the driving fluid, the external refrigerant is sucked into the hollow portion of the main body through the suction passage, and after the sucked fluid and the driving fluid are mixed, the diffuser portion and is discharged from the discharge port (see, for example, Patent Document 1).
ところで、冷媒を昇圧するディフューザ部は、下流に向かうに従って内径が漸次増大するようにテーパ状に構成する必要がある。このため、ディフューザ部においては、壁面からの境界層剥離により渦が発生し、ポンプ効率が低下する事態を招来するおそれがある。 By the way, the diffuser section that pressurizes the refrigerant needs to be tapered so that the inner diameter gradually increases toward the downstream side. For this reason, in the diffuser portion, a vortex is generated due to separation of the boundary layer from the wall surface, which may lead to a situation in which the efficiency of the pump is lowered.
本発明は、上記実情に鑑みて、ポンプ効率が低下する事態を防止することのできるエジェクタ及び冷却システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ejector and a cooling system that can prevent a situation in which the pump efficiency is lowered.
上記目的を達成するため、本発明に係るエジェクタは、ノズル部から噴射される駆動流体と、前記駆動流体の噴射に伴って吸引される吸引流体とを混合した後、ディフューザ部において昇圧して吐出するエジェクタであって、前記ディフューザ部の周囲に設けられ、前記ディフューザ部の周壁に設けた連通孔を介して前記ディフューザ部の中空部に連通するチャンバと、前記チャンバの内部に連通するように設けられ、前記チャンバの内部に前記吸引流体の吸引圧力を作用させる減圧経路とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ejector according to the present invention mixes a driving fluid ejected from a nozzle portion and a sucked fluid sucked as the driving fluid is ejected, and then pressurizes and ejects the fluid in a diffuser portion. a chamber provided around the diffuser section and communicating with a hollow portion of the diffuser section through a communication hole provided in a peripheral wall of the diffuser section; and a decompression path for applying the suction pressure of the suction fluid to the interior of the chamber.
また本発明は、上述したエジェクタにおいて、前記連通孔は、前記ディフューザ部の軸心を中心とした同一の円周上に回転対称の形状となるように開口していることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the ejector described above, the communication holes are opened so as to have a rotationally symmetrical shape on the same circumference around the axis of the diffuser portion.
また本発明は、上述したエジェクタにおいて、前記連通孔は、互いに同一形状となる複数のものが相互に等間隔となるように開口していることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the ejector described above, a plurality of communication holes having the same shape are opened at equal intervals.
また本発明は、上述したエジェクタにおいて、前記ノズル部の周囲を覆うように設けられ、かつ下流端部が前記ディフューザ部に連続し、前記ノズル部との間に前記吸引流体が供給される本体部を備え、前記減圧経路が前記本体部において前記ノズル部の先端よりも上流側となる部位に接続されていることを特徴とする。 Further, in the ejector of the present invention, the body portion is provided so as to cover the periphery of the nozzle portion, has a downstream end portion connected to the diffuser portion, and is supplied with the suction fluid between itself and the nozzle portion. wherein the decompression path is connected to a portion of the main body portion upstream of the tip of the nozzle portion.
また本発明に係る冷却システムは、循環ポンプ、加熱熱交換器及び凝縮器が設けられ、前記循環ポンプの駆動によってこれらの間に順次冷媒を循環させる循環経路と、前記循環経路に設けられ、前記加熱熱交換器において加熱された後の冷媒が前記駆動流体として前記ノズル部に供給され、かつ前記ディフューザ部を通過した冷媒が前記凝縮器に供給される上述したエジェクタと、前記循環経路において前記凝縮器及び前記循環ポンプの間に位置する部分から分岐し、前記エジェクタに対して冷媒を前記吸引流体として供給する分岐経路と、前記分岐経路に設けられ、冷媒を減圧する膨張機構と、前記膨張機構で減圧された冷媒を被冷却媒体との間で熱交換する蒸発器とを備え、前記減圧経路は、前記分岐経路において前記膨張機構よりも下流となる部位に接続されていることを特徴とする。 Further, the cooling system according to the present invention is provided with a circulation pump, a heating heat exchanger, and a condenser, a circulation path for sequentially circulating a refrigerant therebetween by driving the circulation pump, and a circulation path provided in the circulation path, the above-described ejector in which the refrigerant heated in the heating heat exchanger is supplied as the driving fluid to the nozzle portion, and the refrigerant that has passed through the diffuser portion is supplied to the condenser; a branch path branching from a portion located between the vessel and the circulation pump to supply the refrigerant as the suction fluid to the ejector; an expansion mechanism provided in the branch path for decompressing the refrigerant; and an evaporator that exchanges heat between the refrigerant depressurized in and the medium to be cooled, and the decompression path is connected to a portion downstream of the expansion mechanism in the branch path. .
本発明によれば、チャンバに作用する吸引流体の吸引圧力により連通孔を通じてディフューザ部の周壁部分の圧力が低下するため、ディフューザ部を通過する冷媒が吸引され、境界層剥離が抑制されることになり、ポンプ効率が低下する事態を防止することができる。 According to the present invention, the suction pressure of the suction fluid acting on the chamber reduces the pressure of the peripheral wall portion of the diffuser portion through the communication hole, so that the refrigerant passing through the diffuser portion is sucked, thereby suppressing boundary layer separation. As a result, it is possible to prevent a situation in which the pump efficiency is lowered.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係るエジェクタ及び冷却システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an ejector and a cooling system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態であるエジェクタを適用した冷却システムを示したものである。ここで例示する冷却システムは、工場排水や使用済み冷却水等の排温水から排熱を回収して被冷却媒体を冷却するもので、冷媒管路(循環経路)1によって順次接続された循環ポンプ2、加熱熱交換器3、エジェクタ4、凝縮器5を備えている。被冷却媒体としては、水や油、あるいはその他の冷媒を対象とすることができる。本実施の形態では、特に、排温水から回収した排熱により、被冷却水から冷水を生成する冷却システムを例示している。 FIG. 1 shows a cooling system to which an ejector that is an embodiment of the invention is applied. The cooling system exemplified here cools the medium to be cooled by recovering waste heat from waste water such as factory waste water and used cooling water. 2. A heating heat exchanger 3, an ejector 4, and a condenser 5 are provided. The medium to be cooled can be water, oil, or other refrigerants. In particular, the present embodiment exemplifies a cooling system that generates cold water from water to be cooled using exhaust heat recovered from waste hot water.
循環ポンプ2は、冷媒管路1において冷媒の循環供給を行うものである。より詳細に説明すると、循環ポンプ2は例えば液相ポンプであり、冷媒をエジェクタ4の駆動圧力まで昇圧して供給するものである。加熱熱交換器3は、温水管路6に供給される排温水との間で熱交換を行うことにより、循環ポンプ2から供給された冷媒管路1の冷媒を蒸発させるものである。エジェクタ4は、加熱熱交換器3を通過した気相の冷媒と、後述の分岐管路(分岐経路)7から供給される気相の冷媒とを混合し、昇圧して下流に吐出するものである。凝縮器5は、エジェクタ4から吐出された気相の冷媒と、冷却水管路8に供給される冷却水との間で熱交換を行うことにより、冷媒管路1の冷媒を凝縮させるものである。
The
また、冷却システムには、分岐管路7が設けてある。分岐管路7は、凝縮器5を通過した後の冷媒管路1から分岐し、冷媒管路1を流通する冷媒の一部を吸引流体としてエジェクタ4に供給する吸引経路となるものである。この分岐管路7には、膨張機構9及び蒸発器10が設けてある。膨張機構9は、凝縮器5を通過して分岐供給された冷媒を膨張させて減圧するものである。蒸発器10は、膨張機構9を通過した後の液相の冷媒と、被冷却水管路11に供給される被冷却水との間で熱交換を行うことにより、冷媒を蒸発させるものである。なお、膨張機構9としては電子膨張弁が最も好適であるが、用途や構成に合わせ、手動膨張弁、定圧膨張弁、温度膨張弁、オリフィス、キャピラリーなどを適宜選択しても良い。
A
図2は、上述の冷却システムに適用するエジェクタ4の詳細を示すものである。図に示すように、エジェクタ4は、ノズル部20、本体部30、ディフューザ部40を備えて構成してある。
FIG. 2 shows details of the ejector 4 applied to the cooling system described above. As shown in the figure, the ejector 4 comprises a
ノズル部20は、中心部に冷媒通路21を有した断面が円形の筒状を成すものである。図2中の右側に位置するノズル部20の先端部は、先端に向けて漸次外径が減少するテーパ状を成している。ノズル部20の冷媒通路21は、先端に向けて漸次内径が減少するテーパ状を成し、ノズル部20の先端面に噴射口21aとして開口している。ノズル部20の基端部には、加熱熱交換器3を通過した後の冷媒管路1が接続してある。
The
本体部30は、中心部に中空部31を有した断面が円形の筒状を成すもので、基端が閉塞する一方、先端が開口している。本体部30は、軸心30Cがノズル部20の軸心20Cと合致するように配設してある。本体部30の中空部31には、基端から先端に向けて吸引部31a、合流部31b、混合部31cが順次構成してある。
The
吸引部31aは、ノズル部20の周囲を取り囲む部分である。本実施の形態では、基端部が一定の内径を有した円筒状を成し、先端部が先端に向けて漸次内径が減少するテーパ状を成すように吸引部31aが構成してある。吸引部31aとノズル部20との間には、環状の吸引空間32が構成されている。この吸引部31aの周面には、吸引空間32に連通するように分岐管路7が接続してある。図には明示していないが、分岐管路7の軸心7Cは、本体部30の軸心30Cに直交する仮想の平面上において本体部30の軸心30Cからずれており、本体部30の軸心30Cに対してねじれの位置となるように設定してあることが好ましい。
The
合流部31bは、吸引部31aの先端に連続し、かつ先端に向けて漸次内径が減少するようにテーパ状に構成した部分である。合流部31bの基端内径は、ノズル部20の噴射口21aよりも太径に構成してある。混合部31cは、基端が合流部31bの先端に連続した一定の内径を有する部分である。図からも明らかなように、本体部30には、混合部31cの先端となる部位に外周フランジ33が設けてある。これら吸引部31a、合流部31b、混合部31cは、本体部30の軸心30C上に設けてある。
The
ディフューザ部40は、中心部に中空部41を有した断面が円形の筒状を成すもので、両端が開口している。ディフューザ部40の基端部には、外周フランジ42が設けてある。このディフューザ部40は、外周フランジ33,42を互いに接合することにより相互の軸心30C,40Cを合致させた状態で本体部30の先端に連結してある。ディフューザ部40の中空部41には、基端から先端に向けて昇圧部41a、吐出口部41bが順次構成してある。昇圧部41aは、基端が混合部31cの先端に連続し、先端に向けて漸次内径が増大する部分である。吐出口部41bは、昇圧部41aの先端に連続した一定の内径を有する部分である。吐出口部41bの先端には、凝縮器5との間の冷媒管路1が接続してある。これら昇圧部41a、吐出口部41bは、ディフューザ部40の軸心40C上に設けてある。
The
さらに、エジェクタ4には、ディフューザ部40の周囲にチャンバ50が設けてある。チャンバ50は、ディフューザ部40の外周に円筒状を成すチャンバ構成体51を装着することによって構成した密閉空間である。このチャンバ50は、ディフューザ部40の周壁に設けた連通孔43を介して昇圧部41aに連通しているとともに、減圧管路52を介して分岐管路7に連通している。連通孔43は、昇圧部41aの基端側に位置する部分においてディフューザ部40の軸心40Cを中心とした同一の円周上に互いに同一形状となる複数のものが相互に等間隔に開口するように設けてある。図には明示していないが、本実施の形態では、円周に沿ったスリット状を成す連通孔43が複数形成してある。減圧管路52は、分岐管路7に対して内径が小さく構成されたものである。本実施の形態では、分岐管路7においてエジェクタ4の吸引部31aに接続される部分よりもわずかに上流となる部位に連通している。分岐管路7に対する減圧管路52の連通先は、膨張機構9よりも下流でエジェクタ4よりも上流であれば、いずれの箇所であっても構わない。
Furthermore, the ejector 4 is provided with a
上記のように構成した冷却システムでは、循環ポンプ2を駆動することにより冷媒管路1において冷媒を循環供給するとともに、温水管路6を通じて加熱熱交換器3に排温水を供給し、かつ冷却水管路8を通じて凝縮器5に冷却水を供給すると、エジェクタ4に対しては加熱熱交換器3を通過して気相となった冷媒が駆動流体として供給されることになる。エジェクタ4では、駆動流体がノズル部20の噴射口21aから本体部30の合流部31bに噴射されるため、合流部31bの圧力が低下することになり、この圧力低下に伴って冷媒管路1から分岐管路7へ分岐した冷媒が吸引流体として、吸引部31a及び合流部31bに順次吸引される。合流部31bで合流した駆動流体と吸引流体とは、混合部31cにおいて混合された後、ディフューザ部40で昇圧されて凝縮器5に吐出される。この結果、上述の冷却システムによれば、コンプレッサーを用いることなく冷媒を循環供給することができ、凝縮器5において冷却水管路8に供給される冷却水を加熱する一方、分岐管路7の蒸発器10において吸熱することができるようになる。従って、被冷却水管路11を通じて蒸発器10に被冷却水を供給すれば、ランニングコストを抑えた上で、冷水を得ることが可能となる。
In the cooling system configured as described above, the
この間、エジェクタ4においては、減圧管路52を通じてチャンバ50に吸引流体の吸引圧力が作用するため、真空ポンプ等のアクチュエータを駆動することなく、連通孔43を通じてディフューザ部40における昇圧部41aの周壁部分の圧力が低下するようになる。従って、昇圧部41aを通過する冷媒がチャンバ50に吸引され、ディフューザ部40において境界層剥離が抑制されるようになり、渦の発生が防止されてポンプ効率が低下する事態を防止することができるようになる。しかも、チャンバ50に吸引された冷媒は、再びエジェクタ4の吸引空間32に供給されるため、冷媒が外部に漏出する事態を招来するおそれがない。
During this time, in the ejector 4, the suction pressure of the suction fluid acts on the
なお、上述した実施の形態では、減圧管路52を分岐管路7に接続させるようにしているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、図3に示す変形例のように、減圧管路52′を本体部30の中空部31に連通するように接続しても良い。この場合、本体部30に対する減圧管路52の接続先としては、ノズル部20の先端よりも上流側、つまり、吸引部31aに接続することが好ましい。なお、図3の変形例において実施の形態と同様の構成については同一の符号が付してある。
In the above-described embodiment, the
また、連通孔43としては、ディフューザ部40の軸心40Cを中心とした同一の円周上に互いに同一形状となる複数のものを相互に等間隔に開口するように設けているが、複数の円周上に連通孔43を設けるようにしても良い。
Further, as the communication holes 43, a plurality of holes having the same shape are provided on the same circumference around the
さらに、上述した実施の形態では、分岐管路7の軸心7Cが本体部30の軸心30Cに対してねじれの位置となるように設けてあるため、分岐管路7を通じて吸引空間32に吸引された吸引流体がノズル部20に衝突することなくノズル部20の周面に沿って反対側まで到達し、吸引空間32において流れに偏りを無くすことが可能である。しかしながら、本発明は、必ずしもこれに限定されない。
Furthermore, in the above-described embodiment, since the
1 冷媒管路
2 循環ポンプ
3 加熱熱交換器
4 エジェクタ
5 凝縮器
7 分岐管路
9 膨張機構
10 蒸発器
20 ノズル部
30 本体部
40 ディフューザ部
40C 軸心
41 中空部
43 連通孔
50 チャンバ
52.52′ 減圧管路
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (3)
前記ディフューザ部の周囲に設けられ、前記ディフューザ部の周壁に設けた連通孔を介して前記ディフューザ部の中空部に連通するチャンバと、
前記チャンバの内部に連通するように設けられ、前記チャンバの内部に前記吸引流体の吸引圧力を作用させる減圧経路と、
前記ノズル部の周囲を覆うように設けられ、かつ下流端部が前記ディフューザ部に連続し、前記ノズル部との間に前記吸引流体が供給される本体部と
を備え、
前記減圧経路が前記本体部において前記ノズル部の先端よりも上流側となる部位に接続されていることを特徴とするエジェクタ。 An ejector that mixes a driving fluid ejected from a nozzle portion and a sucked fluid that is sucked as the driving fluid is ejected, and then pressurizes and ejects the fluid in a diffuser portion,
a chamber provided around the diffuser section and communicating with a hollow portion of the diffuser section through a communication hole provided in a peripheral wall of the diffuser section;
a decompression path that is provided to communicate with the interior of the chamber and causes the aspiration pressure of the aspiration fluid to act on the interior of the chamber ;
a main body provided to cover the periphery of the nozzle, having a downstream end continuous to the diffuser, and supplied with the suction fluid between itself and the nozzle;
with
The ejector , wherein the decompression path is connected to a portion of the main body portion upstream of a tip of the nozzle portion .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019048539A JP7338180B2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Ejector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019048539A JP7338180B2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Ejector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020148175A JP2020148175A (en) | 2020-09-17 |
| JP7338180B2 true JP7338180B2 (en) | 2023-09-05 |
Family
ID=72431936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019048539A Active JP7338180B2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Ejector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7338180B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7608904B2 (en) * | 2021-03-19 | 2025-01-07 | 富士電機株式会社 | Ejector and Cooling System |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218248A (en) | 2006-01-04 | 2007-08-30 | General Electric Co <Ge> | Steam air extractor assembly and method with reduced boundary layer separation |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394100A (en) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Hokuto:Kk | Steam (gas) ejector with return device |
| US4761970A (en) * | 1987-06-11 | 1988-08-09 | Calmac Manufacturing Corporation | Immiscible propellant and refrigerant pairs for ejector-type refrigeration systems |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048539A patent/JP7338180B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218248A (en) | 2006-01-04 | 2007-08-30 | General Electric Co <Ge> | Steam air extractor assembly and method with reduced boundary layer separation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020148175A (en) | 2020-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8282025B2 (en) | Ejector | |
| KR100477303B1 (en) | Ejector circuit | |
| JP4812665B2 (en) | Ejector and refrigeration cycle apparatus | |
| WO2014057656A1 (en) | Heat exchanging device and heat pump | |
| JP2009299609A (en) | Ejector | |
| JP7338180B2 (en) | Ejector | |
| EP2933498B1 (en) | Turbomachine and refrigeration cycle apparatus | |
| JP2009204235A (en) | Heat pump type water heater | |
| JP5338481B2 (en) | Ejector | |
| CN116160816A (en) | Air conditioning assembly with regulated ejector | |
| JP6213299B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| JP4023320B2 (en) | Heater for air conditioner | |
| CN110869318B (en) | Fluid supply device | |
| JP7298214B2 (en) | Ejector and cooling system | |
| JP2008039298A (en) | Heat pump cycle | |
| JP4204454B2 (en) | Refrigeration equipment | |
| JP2014181870A (en) | Refrigeration cycle device | |
| KR20150143340A (en) | Heat exchanger and heat pump type heating device | |
| JP6940383B2 (en) | Heat exchange system | |
| JP2021127712A (en) | Binary power generation unit | |
| JP7165398B2 (en) | Blockage prevention mechanism of capillary tube in refrigeration cycle | |
| CN108603518B (en) | injector | |
| CN113833677A (en) | Foil bearing lubrication | |
| JP7622541B2 (en) | Cooling System | |
| JP4251136B2 (en) | Heat pump water heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230516 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230705 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230725 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230807 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7338180 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |