JPH10252700A

JPH10252700A - 流体エゼクタおよびそれを用いてなる非常用造水機

Info

Publication number: JPH10252700A
Application number: JP9056102A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Imai; 和雄今井; Takurou Shiyama; 卓朗獅山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【効果】ケースとエゼクタ本体とに２分割した上、エ
ゼクタ本体はノズル部とディフューザ部を円筒形の一体
物として、双方の部品形状を単純、且つ簡素化すること
により、従来同様に金属で製作する場合にも、製作コス
トの削減が可能となり、樹脂で成形加工する際にも製作
コストの大幅削減が可能である。【解決手段】真空ポートと水供給ポートと噴出ポート
に連通する通路を画成したケースと、流体を絞るノズル
部と一直線上の他端に連通したディフューザ部から成る
円筒形のエゼクタ本体とで構成され、該エゼクタ本体の
中間部分の外周直径を両端部より小径にし、該小径部分
に流体吸引用の細孔を複数個、半径方向に穿孔したこと
を特徴とする水エゼクタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧流体をノズル
から噴射させることにより得られる圧力低下を利用し
て、真空を発生させる比較的小型の流体エゼクタおよび
それを用いていなる非常用造水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記のような従来の真空発生を目的とし
た比較的小型の流体エゼクタとして、一般市販されてい
るものに、図３に示されるようなものがある。該流体エ
ゼクタでは、高圧流体が供給される流体供給ポート６と
連通する噴出ポート７と、他の流体を吸引する為の真空
ポート８とから形成されたケース１にノズル３を固定
し、気密性を確保する為に格別のシールリング部材とし
て蓮根状ブッシュ４が夫々嵌着されるように構成されて
いる。ブッシュ４には４個の細孔が貫通し、ここから高
圧流体が供給される。流体吸引管２には逆流防止用ボー
ル５が装着されている。よって図３の流体エゼクタの使
用に際しては、流体吸引管２を下方にして使用すること
が肝要である。

【０００３】材質としては、炭素鋼にクロームメッキを
施したもの、ステンレス鋼や、弗素樹脂で製作されたも
のが販売されている。

【０００４】またエゼクタは大きく分類すると、図３に
示すようにノズルを一つだけ形成した単孔型と、ノズル
を複数個設けた多孔型のエゼクタに分けることができ
る。一般には単孔型のエゼクタは主に比較的少量の流体
を吸引する為に用いられ、多孔型のエゼクタは比較的大
量の流体を吸引する為に用いられている。いずれのエゼ
クタに於いても、エゼクタの吸引能力は高圧流体の流体
量によって変わる。高圧流体の流体量が多くなればエゼ
クタの吸引能力は上がり、より多くの流体を吸引するこ
とができる。しかしながら、高圧流体の流体量が多くな
れば、エゼクタ内部を通過する際の圧力損失が急激に増
加するいう問題があった。

【０００５】逆に言えば、高圧流体流体量の増減に対し
て一定量の吸引量を得ることは困難であった。よって高
圧流体流体量が異なる場合には、それに合致したノズル
部やディフューザ部の口径をもつ流体エゼクタを準備す
る必要があり、生産・在庫管理や、生産コストの面に於
いて問題があった。

【０００６】また、該流体エゼクタの形状・構成では、
ノズル部とディフューザ部のテーパ加工に加工精度を要
し、流体吸引管２の取り付けが必要となり、またノズル
部とディフューザ部の芯出しが容易であるとは云えず、
組み立てに手間が掛かかる、更に気密性を確保する為に
格別のシールリング部材が必要である、等の理由から製
作コストがかかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
の単孔型のエゼクタの問題点を解消して、高圧流体の圧
力を高めることなく、また高圧流体流体量の増減に対し
ても、一定比率の吸引量を得ることができる。

【０００８】且つ、ノズル部とディフューザ部を一体化
することで、ノズル部とディフューザ部の芯出しの必要
がなく、よって分解・組み立てに手間が掛からず、また
ケースから簡易にエゼクタ本体を取り外して交換作業、
および洗浄作業等に供することができる。

【０００９】また材料・製作法として、金属の切削加工
のみならず、プラスチックやポリマーアロイの成形加工
も容易にできるように部品点数を減らし、加工精度が余
り要求されず、大量生産に適し、よって製作コストも低
廉で、軽量・コンパクトな流体エゼクタを提供するにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は基本的に次の構成を有する。即ち、「真空ポ
ートと流体供給ポートと噴出ポートに連通する通路が形
成されたケースと、流体を絞るノズル部と他端に連通す
るディフューザ部から成るエゼクタ本体とで構成され、
該エゼクタ本体の中間部分の外周が両端部の外周より小
径であり、該小径部分に流体吸引用の細孔が穿孔されて
いることを特徴とする流体エゼクタ。」または前記の
「流体エゼクタを用いることを特徴とする非常用造水
機。」である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】前記の課題を解決する為、図１に示す流体
エゼクタを考案した。即ち、ケース１０とエゼクタ本体
１１に２分割した上、エゼクタ本体１１はノズル部とデ
ィフューザ部を円筒形の一体物として、双方の部品形状
を単純、且つ簡素化することにより加工を容易にした。

【００１３】次に、エゼクタ本体１１は予めある範囲内
の使用条件を満たすようなノズル口径が加工できるよう
設計・製作し、それに合わせてケース１０を設計・製作
しておく。使用に際しエゼクタ本体１１を高圧流体流体
量に見合ったノズル部口径１２と、流体吸引用の細孔１
３を後加工することが可能である。よって本発明の流体
エゼクタの設計に当たっては、高圧流体流体量の最大時
に許容できる圧力損失に見合ったノズル口径の加工がで
きるように、ノズル部のテーパ径とエゼクタ本体１１の
円筒直径を設計しておくことが肝要である。

【００１４】実際の製作に当たっては、前記ノズル口径
１２、および該ディフューザ部の細孔１３は、最小流量
に合わせた加工をしておき、個々の高圧流体流体量に合
ったノズル口径に広げる加工と、ディフューザ部の細孔
の穴明け加工を追加加工する。

【００１５】以下に本発明に関わる流体エゼクタの一例
を、図１に基ずいて詳細に説明するが、これにより本発
明は何等限定されるものではない。

【００１６】ケース１０は、少なくとも真空ポート、流
体供給ポートおよび噴出ポートを有しこれら連通する通
路を形成した構造を有する。

【００１７】流体供給ポートから噴出ポートにかけての
通路は後述のエゼクタを組み込むので、その障害となる
ような突起や屈曲がないことが好ましく、流体供給ポー
ト入り口または噴出ポート出口の近傍を除いては、フラ
ットな形状、特に円筒形状であることが好ましい。但
し、噴出ポート出口部分にはエゼクタ本体が流体供給ポ
ート側から挿入されたときに行き当たって止まる当接部
分を有することが好ましい。なお、ここで、流体供給ポ
ートとは流体が流入する側の通路を、噴出ポートは流体
が噴出する側の通路を指しているが、前記当接部分をの
除けば、該ケースの形状からはどちらであるか区別でき
ない場合があり、エゼクタ本体の組付け方や、該流体エ
ゼクタ自体の他の装置への組み込まれ方あるいはその運
転状態により変化することもあリ得る。また、両ポート
は一体となって、特に明確な境界が存在しなくとも良
い。

【００１８】一方、真空ポートは、ほぼ一直線状に連通
する流体供給ポートと噴出ポートに対して、ほぼ垂直に
設けられる。真空ポートは、流体供給ポートから噴出ポ
ートへ流れる時、ベルヌーイの法則を利用して流体が吸
引されるポートである。なお、図１では、吸引される流
体を導入するためのパイプのねじ切りとして、該真空ポ
ート８の内面に雌ネジ設けられているが、必要に応じ
て、真空ポートの入り口部分に該ケースに対して突出し
た形状で雄ネジ等の接続部を形成しても良い。

【００１９】またケース１０は、加工性や接続の容易さ
から外形が円筒形であることが好ましく、配管の一部と
して使用されることが多く、各ポートは配管継ぎ手の形
態を具備していることが好ましい。具体的にはフランジ
継ぎ手やネジ継ぎ手が一般的である。配管径が２５Ａ
（ＪＩＳＧ３４５２、Ｇ３４５４またはＧ３４５９に
より規格）程度までの比較的小型の場合には、図１に示
すようなネジ継ぎ手のものが使用され、それを越える大
管径の場合はフランジ継ぎ手のものが使用されるケース
が多い。

【００２０】本発明のエゼクタ本体は、流体を絞るノズ
ル部と他端に連通したディフューザ部を持つ構造を有
し、該エゼクタ本体の中間部分の外周を両端部の外周よ
り小径にし、該小径部分に流体吸引用の細孔を穿孔して
いる。

【００２１】ノズル部は流体を絞り込むような形状をし
ており、中心軸に対するその傾斜は５度〜６０度が好ま
しく、１０度〜３０度がより好ましい。一方ディヒュー
ザ部は流体を広げるような形状を有しており、中心軸に
対するその傾斜は５度〜６０度が好ましく、１０度〜２
５度がより好ましい。またノズル部とでヒューザ部の長
さの比率は１：１〜１：５が好ましい。該エゼクタ本体
の中間部分の外周を両端部の外周より小径する程度は、
該ケースに組み込んだとき十分な大きさの調整間隙が形
成でき、且つ、該エゼクタ本体の強度が極度に低下しな
い程度であれば特に限定されるものではないが、２ｍｍ
以上が好ましい。また、前記小径部分の長さは、該ケー
スの真空ポートと該エゼクタ本体の細孔を連通できるな
らば特に限定されるものではない。しかし、該ケースと
該エゼクタ本体との気密性を考慮すれば、ノズル部及び
ディヒューザ部いずれの側に関しても、該エゼクタ本体
の端部と調整間隙の端部との間が５ｍｍ以上あるように
することが好ましい。言い換えれば、エゼクタ本体の全
長−調整間隙長＞２×５である。

【００２２】該エゼクタ本体のノズル部口径および／ま
たは流体吸引用の細孔は後加工により、その大きさや数
を調整して製作できることが好ましい。そのために、ノ
ズル部口径は予め最小の大きさに加工しておき、必要に
応じてさらに切削してより大きいサイズに調整する。ま
た、流体吸引用の細孔に関しては、予め数を多めに貫通
直前の状態の細孔を形成しておき、その後、必要に応じ
て、細孔を完全に貫通させれば、細孔の数を任意に調整
できる。貫通直前の状態の細孔の数は２個以上が好まし
い、また貫通直前の状態の厚さは、厚すぎると後加工で
完全に貫通させることが困難となり、薄すぎると貫通さ
せるつもりでない未貫通の細孔が、破れて不必要な貫通
が生じる恐れがあり、厚さは２〜３ｍｍが好ましい。

【００２３】またエゼクタ本体は、ケースと同様に外形
が円筒形状であることが好ましい。エゼクタ本体に流体
吸引用の細孔１３に供する為に、高圧流体流体量の最大
時に見合った数の細孔（未貫通）１４を、予め該エゼク
タ本体の中間部分の外周直径を両端部より小径にした部
分に、円周上に複数個・等配分して半径方向に貫通直前
にまで加工しておくことは、細孔の追加穴加工が必要と
なった時、極めて段取り良く作業ができるので好まし
い。該細孔（未貫通）１４を前加工しておくことは、成
形加工が容易である樹脂材料の場合には特に好ましい。

【００２４】また流体吸引用の細孔１３は、エゼクタ本
体１１の中心線に垂直に、放射状に穿孔するのが一般的
で加工し易いが、ディフューザ部のテーパに対して垂直
になるよう穿孔するのは、吸引用された流体がスムース
に流体エゼクタ内に導入される点で好ましい。しかし、
加工精度や工程・組立時の都合により、垂直にならない
場合もありえるが、垂直からのずれは好ましくは４５度
以下、より好ましくは６０度以下である。但し、流体供
給ポートから噴出ポートへの流体の流れの抵抗を考慮す
れば前記ずれは、噴出ポートの方向に傾いている方が好
ましい。

【００２５】エゼクタ本体１１は、格別のシールリング
部材や、０リングを使用せずして、ケース１０に嵌着し
気密性を確保できるようにする。その為に両部品の嵌合
部分の寸法交差はＪＩＳＢ０４０１の穴基準式嵌合で
Ｈ７穴に対しｍ６の中間ばめ程度の嵌合が好ましく、エ
ゼクタ本体１１をケース１０に挿入・組み立てする際に
場合によっては、少々押し込み力が必要となる。押し込
み力は過大にならぬようにすることが肝要で、具体的に
はハンマーで軽く叩きながら挿入・組み立てできるのが
好ましい。その為にはエゼクタ本体１１の外周部両端の
嵌合部分が長すぎるのは好ましくなく、通常、該寸法は
嵌合部直径の０．１倍乃至２倍程度が好ましく、特に
０．２倍乃至１倍程度が好ましい。

【００２６】また、必要に応じて、本発明のケースとエ
ゼクタ本体は、組立後、接着剤による接着、熱融着、半
田乃至は溶接などの手段で両者が分離できない状態に加
工されても良いし、あるいは、本発明のケースまたはエ
ゼクタ本体はそれぞれ２つ以上の部品よりなる構成を有
していても良い。

【００２７】ケース１０とエゼクタ本体１１は、該流体
エゼクタの使用条件によって決められるが、炭素鋼・ス
テンレス鋼や、黄銅・アルミニウム等の非鉄金属を鋳造
・溶接・切削などの工作加工により製作される。

【００２８】または、性能はそれ程高くはないが、バラ
ンスがとれて加工もしやすいので広く使われているポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹
脂、アクリル樹脂などの汎用樹脂や、ポリアミド、ポリ
カーボネート、ポリアセタールなどの価格は汎用樹脂よ
り高いが優れた特性を持ったエンジニアリング樹脂や、
他にもプラスチックを混ぜて性能を改良したポリマーア
ロイなどを成形加工することにより製作される。

【００２９】具体的には流体エゼクタの使用条件によっ
て、耐熱性、耐蝕性、耐久性、機械的強度、成形法とそ
の難易度、価格などの面から決められる。

【００３０】一般的には比較的大型のものは前者の製法
が用いられ、小型で大量生産するものには、後者の製法
が適している。いずれの場合にも図３に示す従来の流体
エゼクタより、製作費の削減が期待できるが、量産化が
見込める時には後者の製法を取り入れることによって、
その効果は飛躍的に向上する。

【００３１】本発明のエゼクタに用いられる流体は気
体、液体、水溶液あるいはそれらの組み合わせなど、特
に限定されるものではない。

【００３２】また該流体エゼクタを非常用造水機の生産
水ラインに配設することにより、地震、風水害、大火
災、大渇水などの災害非常時において、海、河川、湖
沼、池、プール防災用貯水槽の原水中の混合成分や溶解
成分を除去することにより、飲料水又は雑用水（洗濯
水、食器洗い水、風呂水など）供給する該造水機の生産
水の衛生状態や保存性を保つために、殺菌剤を導入する
手段として利用することができる。

【００３３】特に限定されるものではないが、以下のよ
うな例が挙げられる。水と固形の殺菌剤を投入した殺菌
剤ボトルと、該ボトルと流体エゼクタの真空ポートをチ
ューブで連通しておき、殺菌剤ボトルには過剰の殺菌剤
を投入しておくことにより、得られる殺菌剤溶液は飽和
状態となり、常に濃度がほぼ一定状態になり、殺菌剤の
定量的添加が簡便にできる。尚、殺菌剤ボトルは、非常
用造水機を８乃至１２時間運転した時にも殺菌剤溶液が
拭底することなく供給し続けられるの容積のものが好ま
しい。

【００３４】非常用造水機には原水中の混合成分や溶解
成分を除去する為に限外濾過膜や逆浸透膜から構成した
分離膜エレメントを内装した単位構造体を数本組み付け
使用される。その分離膜エレメントには、供給管から原
水を加圧供給すると分離膜エレメントで分離膜を介して
ＳＳ成分や塩分などの混合又は溶解成分が分離され、分
離後の透過水が中心管を経て流出し生産水となる。また
分離膜を透過せず排出された濃縮水は雑用水として供給
される。

【００３５】単位時間・単位膜面積当りの透過水量は分
離膜に作用する原水と透過水の圧力差によって大きく支
配され、その圧力差が高いほど透過水量は多くなる。よ
って原水圧力を高め、透過水圧力を下げれば効率の良い
運転が可能となる。

【００３６】こうした理由から生産水ラインに流体エゼ
クタを配設する場合、流体エゼクタで生じる圧力損失が
高くなれば、分離膜に作用する原水と透過水の圧力差が
減少し、透過水量は少なくなる。回避策としては原水圧
力を高める手段があるが、高圧仕様の加圧ポンプが必要
となり、大型化や生産コストアップ、運転費のアップに
つながる。よって流体エゼクタで生じる圧力損失は最小
限度に押さえることが重要となる。

【００３７】非常用造水機の生産水能力に対して、ノズ
ル口径が過少である場合には、この部分で圧力損失が高
くなり効率の悪い運転となるので、生産水能力に合致し
たノズル口径に最適化する必要がある。

【００３８】また、該流体エゼクタで吸入する殺菌剤溶
液流量は、流体エゼクタを通過する生産水量に対して適
当な流量比率に設定し、殺菌剤を定量的添加する必要が
ある。その為に殺菌剤の添加割合は流体吸引用の細孔１
３の穿孔数を最適な孔数に追加加工したり、既に必要以
上に細孔１３が穿孔されている場合は余分の細孔１３に
詰め物をするなり、殺菌剤ボトルと流体エゼクタを連通
したチューブの長さを調整したり、点滴に用いられる流
速調整具と同様の機構を有する調整弁を用いて調整して
も良い。殺菌剤として特に限定されるものではないが、
取扱い易さから剤型は固形が好ましい。また殺菌力を考
慮すると塩素系が好ましく、具体例を例示するなら次亜
塩素酸カルシウムや次亜塩素酸ナトリウム等である。

【００３９】更に本発明の流体エゼクタの実施例の一つ
として、非常用造水機に使用した例を図２に基ずいて説
明する。

【００４０】本造水機は地震、風水害、大火災、大渇水
などの災害非常時において、河川、湖沼、池、プール、
防災貯水槽などの原水中の混合成分または溶解成分を分
離することにより、飲料水と雑用水（洗濯水、風呂水な
ど）を供給するものであるが、災害非常時、即座に、電
力が復旧していない時にでも、運転が可能とする手段と
して、人力を駆動源としたポンプで近くに存在する河
川、湖沼などの水を、汲み上げ・加圧供給する。また消
防自動車や可般式エンジンポンプ４４からも原水受け入
れが可能となる。

【００４１】河川、湖沼などの水からＳＳ成分、塩分な
どの混合または溶解成分を除去して飲料水にするには、
限外濾過膜や逆浸透膜から構成した分離膜エレメントを
内装した単位構造体を複数本組付け使用した。その分離
膜エレメントには、供給管から原水を加圧供給すると、
分離膜エレメントで分離膜を介して、ＳＳ成分、塩分な
どの混合または溶解成分が分離され、分離後の透過水が
中心管を経て透過水管から排出し、また高圧の濃縮水が
排水管から排出する。

【００４２】災害地や被災地など、運搬が困難で設置に
大きな制限がある地域においても、有効に運用・活用が
できるように軽量かつ省容積であり、特に制限されるも
のではないが、全体の重量は３０〜１００kg、容積は
0.5〜1.50ｍ³ とした。さらに薬剤や燃料などのメンテ
ナンスなしで、８時間以上稼働できることが好ましい。

【００４３】また、取り扱いや装置メンテナンスがし易
く、重量の軽減ができるように本体フレームは、鋼管折
曲げ一体構造が好ましく、移動用に二車輪を取付けるこ
とがよい。

【００４４】また、河川水、湖沼水、池水、プール水、
井戸水、防災用水など飲料用に不適とされる水源から、
水中の菌、ウイルス、微粒子はもとより塩分（好適には
NaClで１５０ppm以下）、重金属、有機物を除去し、飲
料に耐え得る水を生産できる能力を具備した。

【００４５】なお、本造水機は災害地や被災地での用途
だけに限定されるものではなく、運用条件立地が同様で
あれば、同等の有用性を発揮し得るのもであり、例えば
僻地や野外での催し物やイベント、キャンプなどが挙げ
られる。

【００４６】原水を汲み上げて該原水を高圧に昇圧する
手段２９は、河川、湖沼、池、プール、防災貯水槽など
の水源が使用される立地を考慮すると、原水汲み上げ揚
程は2m以上とした。原水を汲み上げて該原水を高圧に昇
圧する手段は、原水、または、前処理された原水を膜分
離できる圧力まで昇圧する機能も兼ね備えるものであ
る。膜性能によって若干相違してくるが吐出能力が 3kg
f/cm² 以上の逆止弁内臓の自吸式ウイングポンプが好ま
しい。

【００４７】また、消防自動車や可般式エンジンポンプ
４４から加圧された原水供給を受ける場合は、消防ホー
ス接続金具２５から受け入れる。供給される原水の水圧
制御のために減圧弁４６を設けた。この時ウイングポン
プ２９は機能させずにバイパスさせる。

【００４８】本造水機では、人力駆動可能な、原水を汲
み上げて該原水を高圧に昇圧する手段と、高圧に昇圧さ
れた原水を受け入れる手段とを兼備していることによ
り、災害非常に柔軟に対応可能となる。両手段は並列配
置に配設したが、直列配置では使用していない方の手段
が余計な抵抗となりエネルギー効率が低下するからであ
る。又、両手段にそれぞれ逆止弁構造を装備すると両手
段間に切り替えバルブも設けなくても、逆流を防ぐこと
ができ、機構が単純で切り替えの手間がいらない。

【００４９】原水を取り入れる取水口に関しては、ホー
スの先に10〜50メッシュ金網よりなるストレーナー２１
を取り付けた。取水口の位置を的確に設定する為に、浮
きと重しを設けて原水取水口を所定水深に設定した。浮
きとしては直径Φ350 mm、長さ600mm 、円筒形の発泡ス
チレン製浮き子２３を用いた。重しは外径Φ30mm程度の
ステンレス製パイプを取水管とし、その先には蛍光塗料
を塗ったプラスチック製のポールをとりつけたものが取
水管兼ポール２４がその役目を果たしている。この場
合、ポールに貫通した浮きを上下にずらして浮力バラン
スを調整した。なお、浮きと重しが明確に区分できる必
要はなく、肝要なことは取水口を所定の水深に位置する
ように浮力バランスが調整されることである。また、前
記ポール中にパイプ孔を形成して水面上部分に空気抜口
を設けて取水管に溜まる空気を抜くと、姿勢安定性が向
上した。また前記空気抜口には逆止コーンを用いた空気
抜き弁を用いた。また、位置が明瞭に判明するように
目印し２５を設けた。一定位置に保つためには余裕を持
たせたロープ２６で、アンカー２７としては30kg程度の
重りを係留した。取水ホースとしては、外径Φ30mmのス
パイラルワイヤー入りの透明軟質塩ビホースを使用でき
る。

【００５０】本造水機の分離膜は逆浸透膜(RO膜）であ
る。ここで逆浸透膜とは、被分離混合液中の一部の成
分、例えば溶媒を通過させ他の成分を透過させない半透
膜である。その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポ
リアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマー
などの高分子素材がよく使用されている。またその膜構
造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜
内部あるいはもう片方の面に向けて除々に大きな孔径の
微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の
素材で形成された非常に薄い活性層を有する複合膜があ
る。膜形態には中空糸、平膜がある。しかし本発明の方
法は、逆浸透膜の素材、膜構造や膜形態によらず利用す
ることができ、いずれも効果がある。

【００５１】代表的な逆浸透膜としては、例えば酢酸セ
ルロース系やポリアミド系の非対称膜、およびポリアミ
ド系やポリ尿素系の活性層を有する複合膜などがあげら
れる。これらの中でも酢酸セルロース系の非対称膜、ポ
リアミド系の複合膜に本発明の方法が有効であり、さら
に芳香族系のポリアミド複合膜が効果が大きい。膜性能
としては、原水圧力10kgf/cm² 、温度25℃、塩濃度 150
0ppm(NaCl)の条件で、好ましくは透水量0.5ｍ³／ｍ²・
日以上、より好ましくは透水量 0.75 ｍ³／ｍ²・日以上
である。また、前記と同様の条件で塩排除率は好ましく
は95.0％以上、より好ましくは99.0％以上である。

【００５２】逆浸透膜エレメントとは上記逆浸透膜を実
際に使用するために形態化したものであり、平膜は、ス
パイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレーム
の、エレメントに組み込んで使用することができるが、
本発明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右され
るものではない。逆浸透膜モジュールユニット３４とは
上述の逆浸透膜エレメントを１〜数本圧力容器の中に収
めたモジュールを並列に配置したもので、その組合せ、
本数、配列は目的に応じて任意に行うことができる。

【００５３】本造水機では、架橋全芳香族ポリアミド複
合膜、４インチ・スパイラルモジュール (SU-710L)を３
本直列に配置。原水が市水の時ウイング式手動ポンプ
で、３〜５ｍ³／日の飲料水と、ほぼ同量の雑用水を生
産できる。（原水圧力 2〜3 kgf/cm²,水温20℃）生産水の衛生状態や保存性を保つために殺菌剤を導入す
る手段を設けた。殺菌剤ボトル４３に水と固形の殺菌剤
を投入する。ここで過剰の殺菌剤を投入しておくことに
より、得られる殺菌剤溶液は飽和状態となり常に濃度が
ほぼ一定状態になり、殺菌剤の定量添加が簡便にでき
る。なお殺菌剤ボトル４３は、２リットルのものを使用
した。なぜなら8時間以上殺菌溶液が払底することなく
稼働できるからである。この殺菌剤溶液を細いキャピラ
リーである殺菌剤チューブ４１を通して、流体エゼクタ
４０で生産水に導入する。

【００５４】分離膜は殺菌剤で性能劣化する可能性があ
るので、図２のように逆浸透膜モジュール３４の下流に
設けた。また、殺菌剤の添加割合は殺菌剤チューブ４１
の長さを調節したり、点滴に用いられる流速調整具と同
様の機構を有する殺菌剤調節弁４２を用いて調整可能な
ようにした。殺菌剤としては、取り扱い易さから次亜塩
素酸カルシウム剤型が好適である。

【００５５】なお造水機が停止した時、生産水が逆流し
て前記殺菌剤が分離膜に侵入し膜を損ねる恐れがある。
逆流防止弁（チャッキ弁）３９を設けても、僅かな隙間
から徐々に漏れて侵入を防げないことがある。そこで系
内が陽圧時には密閉されるが、陰圧時に大気が吸引でき
る逆止コーン３８を分離膜と殺菌剤を導入する流体エゼ
クタ４０の間に設ける。

【００５６】なお、分離膜の上流に原水の前処理手段を
設けた。前処理手段としてはポリプロピレン製糸巻きタ
イプの 10μｍのプレフィルター１１を使用する。

【００５７】また、かかる前処理手段の設置位置は、分
離膜の上流ならば特に限定されないが、揚程や高圧の圧
損、あるいは前処理手段の耐圧性各手段を考慮して、減
圧弁２６と逆浸透膜モジュールユニット３４の間とす
る。

【００５８】

【実施例】

実施例１以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
発明の実施例を示す図１において、ケース１はその右端
から高圧流体が供給される流体供給ポート６を有し、そ
の内径は２５ｍｍ、外周には管用テーパネジＰＴ１ネジ
加工をした。その側壁には他の流体を吸引する為の真空
ポート８を形成し、管用テーパネジＰＴ３／８ネジ加工
をした。更に、左端には高圧水と吸引した流体の噴出口
７を有し、その内径は２０ｍｍ、外周にはＰＴ１ネジ加
工をした。

【００５９】このケース１０の中には、供給された高圧
水を受け入れ、絞ることによって圧力水頭を速度水頭に
効率よく変換する為のノズル部と、それとは逆の作用を
させる為のディフューザ部とを一直線上に連通した一体
の円筒形のブロックから成るエゼクタ本体１１が嵌着さ
れている。エゼクタ本体１１の外周部両端の嵌合部分は
８mmとし、該外径はＪＩＳＢ０４０１の嵌合方式でい
うｍ６級の軸公差とし、ケース１の内径はＪＩＳＢ０
４０１の嵌合方式でいうＨ７級の穴公差の中間ばめの嵌
合としたところ、軽くプラスチックハンマーで叩く程度
でエゼクタ本体１１が挿入できた。

【００６０】ノズル部の穴径１２は２．５ｍｍとし、流
体吸引用の細孔１３はノズル最狭部からディフューザ側
に１．５ｍｍの位置に、１ｍｍの細孔を貫通させ、計２
個の孔を穿孔した。

【００６１】試作段階では、ケース１０よび、エゼクタ
本体１１ともに硬質塩化ビニールを使用し、工作機械に
よる切削加工で製作した。

【００６２】該エゼクタでテスト結果、供給水圧１kgf/
cm²で水道水を供給した時には、４リットル／分が流
れ、真空ポート８は５ｍｍＨｇに減圧された。また、２
kgf/cm²の水道水を供給した時には、５．９リットル／
分が流れ、１２ｍｍＨｇに減圧された。

【００６３】次に前記流体エゼクタのノズル部の穴径１
２を２．５ｍｍから４．８ｍｍに拡げ、流体吸引用の細
孔１３は同径の１ｍｍを２個追加加工し計４個とし、同
様の水道水テストを行った結果は、１kgf/cm²での供給
時には、１５リットル／分が流れ、１８ｍｍＨｇに減圧
された。また２kgf/cm²での供給時には、２４リットル
／分が流れ、３３ｍｍＨｇに減圧された。更に該ノズ
ル部の穴径１２を４．８ｍｍから６．５ｍｍに拡げ、流
体吸引用の細孔１３は１ｍｍの細孔を４個追加加工し計
８個とし、同様の水道水テストを行った結果は、１kgf/
cm²での供給時には、２５リットル／分が流れ、２８ｍ
ｍＨｇに減圧された。

【００６４】本実施例に示すとおり、簡単な構造で、厳
密な寸法出しを必要とせず、組み立てが容易であり、エ
ゼクタ本体１１を取り外して、ノズル部の穴径１２と流
体吸引用の細孔１３の追加加工することで、軽量・コン
パクトな上、高圧水の水量アップに対し圧力上昇を抑制
し、吸引する流体量を制御することができる流体エゼク
タが得られた。

【００６５】実施例２前記説明の通り、図２の構成を有する非常用造水機を作
成し、流体エゼクタを組み込んだ。ただし、具体的な、
主な各構成要素は下記の通りである。

【００６６】｛２１：ストレーナ｝ステンレス製の25メ
ッシュ綾織り金網(SUS304)を、皿状に成型加工したもの
（直径200mm)を、内向きに組合わせた。

【００６７】｛２９：原水ポンプ｝人力による自吸式の
ウイング式手動ポンプ、吐出量=0.24リットル/ストロー
ク、吐出圧 (最大）=4kgf/cm²｛４６：減圧弁｝設定圧力：７kgf/cm²、消防自動車や可般式エンジンポ
ンプから供給を受ける原水圧力を減圧する。

【００６８】｛３１：プレフィルター｝エレメント：糸
巻きタイプ (PP樹脂、10μｍ×10インチ) 、ハウジン
グ：PP樹脂製、ブルドン管式圧力指示計つき（濾過前・
後）｛３４：逆浸透膜モジュール｝架橋全芳香族ポリアミド
複合膜、４インチ・スパイラルモジュール (SU-710L)を
３本直列に配置。原水が市水の時ウイング式手動ポンプ
で、３〜５ｍ³／日の飲料水と、ほぼ同量の雑用水を生
産した。（原水圧力 2〜3 kgf/cm²,水温 20 ℃）｛３８：フロート弁｝運転開始時などの時に、逆浸透膜
モジュール容器や配管中に水が満ちる迄、系内の空気を
自動的に抜き出す。停止時などの時には、逆に系内が陰
圧になり大気が入り込む。

【００６９】｛４０：流体エゼクタ（アスピレータ
ー）｝100L/hr の生産水が流体エゼクタ（アスピレータ
ー）内部を通過させることにより、吸引口の気圧は、約
400Torr にさがり、吸引口につないだ殺菌剤（次亜塩素
酸カルシウム）水溶液を吸上げる。

【００７０】｛４１：殺菌剤チューブ｝内径がΦ２の軟
質のプラスチックチューブ｛４２：殺菌剤調節弁｝点滴に使用されるのと同じ｛４３：殺菌剤ボトル｝容量：２Ｌのポリエチレン製ボトル。ボトルには、生産
水を２Ｌと殺菌剤（１５ｇ錠剤の次亜塩素酸カルシウ
ム）を入れ、溶解させた上、飽和溶液として使用する。

【００７１】人力を動力源とする原水の汲み上げ・加圧
手段、高圧に昇圧された原水を受け入れる手段、および
分離膜とからなる構成にしたことより、６０kgという軽
量な機体にして、ウイング式手動ポンプを使用した時、
原水吸い上げ揚程６ｍ、造水能力は淡水の場合３〜５ｍ
³／日、また通常のエンジンポンプにより給水を受けた
時、増水能力は淡水の場合、１１〜１５ｍ3 ／日という
高い能力が得られた。生産水には常時、正常な殺菌剤濃
度の維持ができた。停止時には逆止コーンにより殺菌剤
の逆流は防止できた。

【００７２】

【発明の効果】

１．ケースとエゼクタ本体とに２分割した上、エゼクタ
本体はノズル部とディフューザ部を円筒形の一体物とし
て、双方の部品形状を単純、且つ簡素化することによ
り、従来同様に金属で製作する場合にも、製作コストの
削減が可能となり、樹脂で成形加工する際にも製作コス
トの大幅削減が可能である。

【００７３】２．高圧水水量の増減に対して、予め製作
しておいたエゼクタ本体１１のノズル部口径１２と、流
体吸引用の細孔１３を後加工して使用することにより、
高圧水の圧力を高めることなく、要求仕様に合致した流
体の吸引が可能となる。

【００７４】３．よって、生産水量の異なる非常用造水
機などに該流体エゼクタを使用すると、供給水量や吸引
量が異なる度に、ノズル部やディフューザ部の異なる流
体エゼクタを数多く準備したり、在庫を持つ必要がなく
なることにより、生産・在庫管理が簡素化でき、量産が
見込める。

【００７５】以上の効果によって、より一層の生産コス
トの削減が可能となる。

【００７６】４．ケースよりエゼクタ本体を容易に取り
外して交換作業、および洗浄作業等に供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体エゼクタの一例である。

【図２】本発明の流体エゼクタの使用例である。

【図３】従来の流体エゼクタの一例である。

【符号の説明】

１：ケース２：流体吸引管３：ノズル４：蓮根状ブッシュ５：逆流防止用ボール６：流体供給ポート７：噴出ポート８：真空ポート９：調整空隙１０：ケース１１：エゼクタ本体１２：ノズル部の穴１３：流体吸引用の細孔１４：流体吸引用の細孔（未貫通）２１：ストレーナ２２：逆流防止弁（チャッキ弁）２３：浮き子２４：取水管兼ポール２５：目印し２６：ロープ２７：アンカー２８：取水ホース２９：原水ポンプ（自吸式のウイング式手動ポンプ）３０：原水配管（手動ポンプライン）３１：プレフィルター３２：圧力計（プレフィルター入口）３３：圧力計（プレフィルター出口）３４：ＲＯ膜モジュールユニット３５：濃縮水（雑用水）配管３６：調圧弁３７：生産水（飲料水）配管３８：フロート弁（逆止コーン）３９：逆流防止弁（チャッキ弁）４０：流体エゼクタ（アスピレーター）４１：殺菌剤チューブ４２：殺菌剤調整弁４３：殺菌剤ボトル４４：消防自動車、または可般式エンジンポンプ４５：消防ホース接続金具４６：減圧弁４７：逆流防止弁（チャッキ弁）４８：原水配管（加圧原水ライン）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空ポートと流体供給ポートと噴出ポー
トに連通する通路が形成されたケースと、流体を絞るノ
ズル部と他端に連通するディフューザ部から成るエゼク
タ本体とで構成され、該エゼクタ本体の中間部分の外周
が両端部の外周より小径であり、該小径部分に流体吸引
用の細孔が穿孔されていることを特徴とする流体エゼク
タ。
【請求項２】請求項１記載のエゼクタ本体のノズル部
が流体供給ポート側に連通され、ディフューザ側が噴出
ポートに連通され、流体吸引用の細孔が真空ポートに連
通されていることを特徴とする流体エゼクタ。
【請求項３】請求項１記載のエゼクタ本体が、ノズル
部口径および／または流体吸引用の細孔を後加工して流
量が調整できる構造を有することを特徴とする流体エゼ
クタ。
【請求項４】請求項１記載のケースとエゼクタ本体と
が、嵌合で組立てられていることを特徴とする流体エゼ
クタ。
【請求項５】請求項１記載のエゼクタ本体に、貫通直
前にまで加工されている流体吸引用の細孔があることを
特徴とする流体エゼクタ。
【請求項６】請求項１記載のケースとエゼクタ本体と
が、プラスチックからなることを特徴とする流体エゼク
タ。
【請求項７】請求項１記載のケースとエゼクタ本体と
が、ポリマーアロイからなることを特徴とする流体エゼ
クタ。
【請求項８】請求項１乃至は７記載の流体エゼクタを
用いることを特徴とする非常用造水機。