JPH11294908A - 蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置 - Google Patents
蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置Info
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- JPH11294908A JPH11294908A JP10436798A JP10436798A JPH11294908A JP H11294908 A JPH11294908 A JP H11294908A JP 10436798 A JP10436798 A JP 10436798A JP 10436798 A JP10436798 A JP 10436798A JP H11294908 A JPH11294908 A JP H11294908A
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- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ジェットポンプを用いた蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置において、駆動蒸気が０．２９４ＭＰａ以
下のような低圧であっても製氷可能である蒸気駆動水蒸
気排気式氷蓄熱装置を提供する。 【解決手段】 蒸気発生器１４、エジェクタ１５、凝縮
器１６を具備するジェットポンプを用いた蒸気駆動水蒸
気排気式氷蓄熱装置１１において、エジェクタ１５のノ
ズル１７の先端部１７ａを、ノズル１７に導入される駆
動蒸気に応じて、ディフューザの混合部２０内の所定の
位置に設置する。
式氷蓄熱装置において、駆動蒸気が０．２９４ＭＰａ以
下のような低圧であっても製氷可能である蒸気駆動水蒸
気排気式氷蓄熱装置を提供する。 【解決手段】 蒸気発生器１４、エジェクタ１５、凝縮
器１６を具備するジェットポンプを用いた蒸気駆動水蒸
気排気式氷蓄熱装置１１において、エジェクタ１５のノ
ズル１７の先端部１７ａを、ノズル１７に導入される駆
動蒸気に応じて、ディフューザの混合部２０内の所定の
位置に設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水蒸気排気手段と
してジェットポンプを用いた蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄
熱装置に関する。
してジェットポンプを用いた蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄
熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の氷蓄熱装置に用いられているハイ
ドロフルオロカーボン等の代替フロン及びフロン系の冷
媒は、オゾン層破壊及び地球温暖化等の地球環境へ与え
る影響からその使用は好ましくない。このような地球環
境を害する化学物質の使用が規制される中、水を作動媒
体とした夜間電力利用のノンフロン氷蓄熱冷房システム
が、本出願人が提出した特開平３−９１２６２３により
提案されている。通常、このような氷蓄熱冷房システム
等の水蒸気排気式氷蓄熱装置は、氷蓄熱槽と、水蒸気排
気手段から構成される。前記氷蓄熱冷房システムでは氷
蓄熱槽内で水及び／又は氷を貯蔵するために吸水性高分
子ゲルが、また水蒸気排気手段の一例として蒸気駆動型
のジェットポンプが用いられている。
ドロフルオロカーボン等の代替フロン及びフロン系の冷
媒は、オゾン層破壊及び地球温暖化等の地球環境へ与え
る影響からその使用は好ましくない。このような地球環
境を害する化学物質の使用が規制される中、水を作動媒
体とした夜間電力利用のノンフロン氷蓄熱冷房システム
が、本出願人が提出した特開平３−９１２６２３により
提案されている。通常、このような氷蓄熱冷房システム
等の水蒸気排気式氷蓄熱装置は、氷蓄熱槽と、水蒸気排
気手段から構成される。前記氷蓄熱冷房システムでは氷
蓄熱槽内で水及び／又は氷を貯蔵するために吸水性高分
子ゲルが、また水蒸気排気手段の一例として蒸気駆動型
のジェットポンプが用いられている。
【０００３】図７に従来の蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱
装置１の概略構成図を示す。蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄
熱装置１は氷蓄熱槽２と、ジェットポンプを備えてい
る。ジェットポンプは蒸気発生器３、エジェクタ４、凝
縮器５から構成されている。エジェクタ４はエジェクタ
本体６、ノズル７及びディフューザ８で構成され、ノズ
ル７は氷蓄熱槽２の上部に位置するエジェクタ本体６内
に設置され、ノズル７の先端部７ａはエジェクタ本体６
内に配置されている。
装置１の概略構成図を示す。蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄
熱装置１は氷蓄熱槽２と、ジェットポンプを備えてい
る。ジェットポンプは蒸気発生器３、エジェクタ４、凝
縮器５から構成されている。エジェクタ４はエジェクタ
本体６、ノズル７及びディフューザ８で構成され、ノズ
ル７は氷蓄熱槽２の上部に位置するエジェクタ本体６内
に設置され、ノズル７の先端部７ａはエジェクタ本体６
内に配置されている。
【０００４】ジェットポンプは蒸気によって駆動され、
作用は以下に示すとおりである。蒸気発生器３から発生
した駆動蒸気はノズル７内で膨張加速され、マッハ数１
を超えた高速流となりエジェクタ本体６内に流入する。
エジェクタ本体６内に流入した駆動蒸気の高速流は氷蓄
熱槽２内の発生蒸気を吸引し、ディフューザ８内で氷蓄
熱槽２から発生した蒸気と混合され、拡散しながら凝縮
器５に達する。凝縮器５で凝縮された水はポンプ９を経
て蒸気発生器３、及びバルブ１０を経て氷蓄熱槽２に戻
される。
作用は以下に示すとおりである。蒸気発生器３から発生
した駆動蒸気はノズル７内で膨張加速され、マッハ数１
を超えた高速流となりエジェクタ本体６内に流入する。
エジェクタ本体６内に流入した駆動蒸気の高速流は氷蓄
熱槽２内の発生蒸気を吸引し、ディフューザ８内で氷蓄
熱槽２から発生した蒸気と混合され、拡散しながら凝縮
器５に達する。凝縮器５で凝縮された水はポンプ９を経
て蒸気発生器３、及びバルブ１０を経て氷蓄熱槽２に戻
される。
【０００５】一方氷蓄熱槽２内では、ジェットポンプに
より槽内が減圧され、真空に保持されるため、氷蓄熱槽
２内の一部の水が常温以下で蒸発し、その潜熱によって
残りの水が冷却される。このようにして残りの水が、冷
水及び／又は氷として氷蓄熱槽２に蓄えられる仕組とな
っている。
より槽内が減圧され、真空に保持されるため、氷蓄熱槽
２内の一部の水が常温以下で蒸発し、その潜熱によって
残りの水が冷却される。このようにして残りの水が、冷
水及び／又は氷として氷蓄熱槽２に蓄えられる仕組とな
っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
のような蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置においては、
装置全体の真空保持が困難であること、水温を低くする
ほど消費蒸気量が増大し熱効率が悪くなること等のため
に、従来のジェットポンプの吸引能力では製氷が不可能
であるという問題点があった。そのため主に冷水製造に
用いられていた。また冷水製造の場合でも、駆動蒸気は
一般的に０．２９４ＭＰａ以上の駆動蒸気圧力が必要で
あった。
のような蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置においては、
装置全体の真空保持が困難であること、水温を低くする
ほど消費蒸気量が増大し熱効率が悪くなること等のため
に、従来のジェットポンプの吸引能力では製氷が不可能
であるという問題点があった。そのため主に冷水製造に
用いられていた。また冷水製造の場合でも、駆動蒸気は
一般的に０．２９４ＭＰａ以上の駆動蒸気圧力が必要で
あった。
【０００７】従来のジェットポンプはそのシステム内で
は水以外の物質を使用しておらず、環境に対して安全性
が高いという点で有用である。また氷蓄熱装置内での製
氷が低蒸気圧によるジェットポンプの駆動で可能であれ
ば、現在ごみ処理場等で発生し、環境に無駄に廃棄され
ている蒸気を利用することができ、エネルギーの節約と
なる。
は水以外の物質を使用しておらず、環境に対して安全性
が高いという点で有用である。また氷蓄熱装置内での製
氷が低蒸気圧によるジェットポンプの駆動で可能であれ
ば、現在ごみ処理場等で発生し、環境に無駄に廃棄され
ている蒸気を利用することができ、エネルギーの節約と
なる。
【０００８】本発明では、低駆動蒸気圧での製氷を可能
とする蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置を提供すること
を目的とする。
とする蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、水及び／又は氷等を貯蔵し
て熱を蓄える氷蓄熱槽と、前記氷蓄熱槽内を減圧するこ
とによって発生する水蒸気を排気する排気手段と、を具
備し、前記排気手段が、蒸気を発生する蒸気発生器と、
該蒸気を導入して加速し噴射するエジェクタと、前記エ
ジェクタから噴射される駆動蒸気を凝縮させる凝縮器
と、を備え、前記エジェクタが、エジェクタ本体と、前
記エジェクタ本体内にその一部が設けられ前記蒸気発生
器に連結されて駆動蒸気を噴射する蒸気噴射ノズルと、
前記ノズルから噴射された駆動蒸気と前記氷蓄熱槽から
発生した蒸気を混合し前記混合蒸気を拡散させながら凝
縮器に案内するディフューザと、を有し、前記ディフュ
ーザが軸線方向に内径が順次縮小して形成され、その一
端に拡大端部とその他端に縮小端部とを有し前記拡大端
部が前記エジェクタ本体に連結された第１円筒部（以下
単に混合部という）と、軸線方向に内径が順次拡大して
形成され、その一端に縮小端部とその他端に拡大端部と
を有し前記拡大端部が前記凝縮器に連結された第２円筒
部（以下単に拡大部という）と、前記混合部の縮小端部
と拡大部の縮小端部に連結された両端を有する第３円筒
部（以下単にのど部という）と、を含み、前記ノズルの
先端部が、前記ノズルに導入される駆動蒸気の圧力に応
じて、前記混合部の拡大端部と縮小端部との間の所定の
位置に設置されることを特徴とする蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置である。
上記課題を解決するために、水及び／又は氷等を貯蔵し
て熱を蓄える氷蓄熱槽と、前記氷蓄熱槽内を減圧するこ
とによって発生する水蒸気を排気する排気手段と、を具
備し、前記排気手段が、蒸気を発生する蒸気発生器と、
該蒸気を導入して加速し噴射するエジェクタと、前記エ
ジェクタから噴射される駆動蒸気を凝縮させる凝縮器
と、を備え、前記エジェクタが、エジェクタ本体と、前
記エジェクタ本体内にその一部が設けられ前記蒸気発生
器に連結されて駆動蒸気を噴射する蒸気噴射ノズルと、
前記ノズルから噴射された駆動蒸気と前記氷蓄熱槽から
発生した蒸気を混合し前記混合蒸気を拡散させながら凝
縮器に案内するディフューザと、を有し、前記ディフュ
ーザが軸線方向に内径が順次縮小して形成され、その一
端に拡大端部とその他端に縮小端部とを有し前記拡大端
部が前記エジェクタ本体に連結された第１円筒部（以下
単に混合部という）と、軸線方向に内径が順次拡大して
形成され、その一端に縮小端部とその他端に拡大端部と
を有し前記拡大端部が前記凝縮器に連結された第２円筒
部（以下単に拡大部という）と、前記混合部の縮小端部
と拡大部の縮小端部に連結された両端を有する第３円筒
部（以下単にのど部という）と、を含み、前記ノズルの
先端部が、前記ノズルに導入される駆動蒸気の圧力に応
じて、前記混合部の拡大端部と縮小端部との間の所定の
位置に設置されることを特徴とする蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置である。
【００１０】上記のように構成された水蒸気排気式氷蓄
熱槽によれば、排気手段による吸引能力が向上し、氷蓄
熱槽を効率よく真空保持するため、製氷を行うことがで
きる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の蒸気駆動
水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記蒸気発生器から
前記ノズルに導入される駆動蒸気が０．２９４ＭＰａ以
下の圧力を有することを特徴する。
熱槽によれば、排気手段による吸引能力が向上し、氷蓄
熱槽を効率よく真空保持するため、製氷を行うことがで
きる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の蒸気駆動
水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記蒸気発生器から
前記ノズルに導入される駆動蒸気が０．２９４ＭＰａ以
下の圧力を有することを特徴する。
【００１１】さらに、請求項１又は２に記載の蒸気駆動
水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽がゲル
を有してもよい。また、請求項１又は２に記載の蒸気駆
動水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽が前
記氷蓄熱槽内に水をスプレー状に散布するスプレーノズ
ルを含んでもよい。
水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽がゲル
を有してもよい。また、請求項１又は２に記載の蒸気駆
動水蒸気排気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽が前
記氷蓄熱槽内に水をスプレー状に散布するスプレーノズ
ルを含んでもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に図面に基づいて、本発明の
詳細な説明を示すが、本発明は以下の実施例により限定
されるものではない。なお、すべての図面において、同
様な構成要素は同じ参照記号および符号を用いて示して
ある。図１及び図２は本発明に係る蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置の一実施例を示す図である。
詳細な説明を示すが、本発明は以下の実施例により限定
されるものではない。なお、すべての図面において、同
様な構成要素は同じ参照記号および符号を用いて示して
ある。図１及び図２は本発明に係る蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置の一実施例を示す図である。
【００１３】まず、その構成を説明する。図１に示すよ
うに、蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置１１は、氷蓄熱
槽１２と、ジェットポンプ１３と、を具備している。ジ
ェットポンプ１３は、蒸気発生器１４と、エジェクタ１
５と、凝縮器１６と、を備えている。さらに、エジェク
タ１５は、エジェクタ本体１９と、ノズル１７と、ディ
フューザ１８とを含んでいる。氷蓄熱槽１２はエジェク
タ本体１９にバルブ２６を介して接続されている。ノズ
ル１７は、蒸気発生器１４に連結しており、エジェクタ
本体１９及びディフューザ１８内に設置されている。凝
縮器１６はディフューザ１８に連結しており、さらにポ
ンプ２５を介して蒸気発生器１４に、バルブ２７を介し
て氷蓄熱槽１２に接続されている。エジェクタ本体１９
には、ジェットポンプ１３による吸引圧力を測定するた
めに、圧力計２４を設置している。
うに、蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置１１は、氷蓄熱
槽１２と、ジェットポンプ１３と、を具備している。ジ
ェットポンプ１３は、蒸気発生器１４と、エジェクタ１
５と、凝縮器１６と、を備えている。さらに、エジェク
タ１５は、エジェクタ本体１９と、ノズル１７と、ディ
フューザ１８とを含んでいる。氷蓄熱槽１２はエジェク
タ本体１９にバルブ２６を介して接続されている。ノズ
ル１７は、蒸気発生器１４に連結しており、エジェクタ
本体１９及びディフューザ１８内に設置されている。凝
縮器１６はディフューザ１８に連結しており、さらにポ
ンプ２５を介して蒸気発生器１４に、バルブ２７を介し
て氷蓄熱槽１２に接続されている。エジェクタ本体１９
には、ジェットポンプ１３による吸引圧力を測定するた
めに、圧力計２４を設置している。
【００１４】さらに、図２に示すようにディフューザ１
８にはノズル１７から噴射される駆動蒸気と氷蓄熱槽１
２から発生する蒸気を混合する混合部２０と、前記混合
蒸気を圧縮加速するのど部２１と、前記蒸気の流れを減
速して、拡散させながら凝縮器１６に案内する拡大部２
２と、が含まれている。ノズル１７の先端部１７ａはデ
ィフューザ１８の混合部２０内の所定の位置に設置され
ている。
８にはノズル１７から噴射される駆動蒸気と氷蓄熱槽１
２から発生する蒸気を混合する混合部２０と、前記混合
蒸気を圧縮加速するのど部２１と、前記蒸気の流れを減
速して、拡散させながら凝縮器１６に案内する拡大部２
２と、が含まれている。ノズル１７の先端部１７ａはデ
ィフューザ１８の混合部２０内の所定の位置に設置され
ている。
【００１５】次に、作用を説明する。まず、蒸気発生器
１４から発生した駆動蒸気はノズル１７に導入され、ノ
ズル１７内で膨張加速され、マッハ数１を超える超音速
でディフューザ１８に流入し、流入した駆動蒸気の高速
流は氷蓄熱槽１２内の空気を吸引する。そのため氷蓄熱
槽１２内が真空に保持され、槽内の一部の水が常温以下
で蒸発し、氷蓄熱槽１２からの水蒸気はディフューザ１
８に流入し、ディフューザ１８の混合部２０で駆動蒸気
と混合される。混合蒸気はディフューザ１８ののど部２
１に超音速で流入し、のど部２１で擬似衝撃波を発生し
て急激な圧縮上昇を生じ、拡大部２２に亜音速となって
流入し、拡大部２２で圧力を回復した後、凝縮器１６に
達し凝縮される。凝縮された水はポンプ２５を経て蒸気
発生器１４、及びバルブ２７を経て氷蓄熱槽１２に戻さ
れる。一方氷蓄熱槽１２内では、蒸発した一部の水がそ
の潜熱によって水自身を冷却して、残りの水が製氷され
る。
１４から発生した駆動蒸気はノズル１７に導入され、ノ
ズル１７内で膨張加速され、マッハ数１を超える超音速
でディフューザ１８に流入し、流入した駆動蒸気の高速
流は氷蓄熱槽１２内の空気を吸引する。そのため氷蓄熱
槽１２内が真空に保持され、槽内の一部の水が常温以下
で蒸発し、氷蓄熱槽１２からの水蒸気はディフューザ１
８に流入し、ディフューザ１８の混合部２０で駆動蒸気
と混合される。混合蒸気はディフューザ１８ののど部２
１に超音速で流入し、のど部２１で擬似衝撃波を発生し
て急激な圧縮上昇を生じ、拡大部２２に亜音速となって
流入し、拡大部２２で圧力を回復した後、凝縮器１６に
達し凝縮される。凝縮された水はポンプ２５を経て蒸気
発生器１４、及びバルブ２７を経て氷蓄熱槽１２に戻さ
れる。一方氷蓄熱槽１２内では、蒸発した一部の水がそ
の潜熱によって水自身を冷却して、残りの水が製氷され
る。
【００１６】
【実施例１】以下に、本発明に係る蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置の第１実施例について説明する。ここで
は、ノズル１７の先端部１７ａのディフューザ１８の混
合部２０内での所定の位置を決定するために、ノズル１
７の先端部１７ａの設置位置を変化させて、それぞれの
位置でのエジェクタ本体１９の吸引圧力を測定した。
式氷蓄熱装置の第１実施例について説明する。ここで
は、ノズル１７の先端部１７ａのディフューザ１８の混
合部２０内での所定の位置を決定するために、ノズル１
７の先端部１７ａの設置位置を変化させて、それぞれの
位置でのエジェクタ本体１９の吸引圧力を測定した。
【００１７】測定は図１に示した装置を用いたが、本測
定ではエジェクタ本体１９における吸引圧力を測定する
ことが目的であるため、製氷を行わず、氷蓄熱槽１２に
通じるバルブ２６を閉めた状態で測定を行った。以下の
３通りの条件でそれぞれ測定を行った。 （１）駆動蒸気１２０℃（０．０６ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが８ｍ
ｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （２）駆動蒸気１３０℃（０．１２ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが１０
ｍｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （３）駆動蒸気１４０℃（０．１７ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが１２
ｍｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （１）〜（３）の全てにおいてノズル１７はステンレス
鋼製で、図３に示すように、形状がのど部３４への細ま
り管３３の絞り角度が緩やかで、のど部３４から噴射出
口への拡がり管３５が噴射出口まで直線的に拡大するも
のを用いた。
定ではエジェクタ本体１９における吸引圧力を測定する
ことが目的であるため、製氷を行わず、氷蓄熱槽１２に
通じるバルブ２６を閉めた状態で測定を行った。以下の
３通りの条件でそれぞれ測定を行った。 （１）駆動蒸気１２０℃（０．０６ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが８ｍ
ｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （２）駆動蒸気１３０℃（０．１２ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが１０
ｍｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （３）駆動蒸気１４０℃（０．１７ＭＰａ）、ノズル１
７の寸法；のど径３４ｄが２ｍｍ、出口径３５ｄが１２
ｍｍ、長さ１７Ｌが５７ｍｍ （１）〜（３）の全てにおいてノズル１７はステンレス
鋼製で、図３に示すように、形状がのど部３４への細ま
り管３３の絞り角度が緩やかで、のど部３４から噴射出
口への拡がり管３５が噴射出口まで直線的に拡大するも
のを用いた。
【００１８】また（１）〜（３）の全てにおいて、ディ
フューザ１８はアクリル製で、図２に示すように、混合
部の拡大端部径２０ｄを４４ｍｍ、のど径２１ｄを１８
ｍｍ、拡大部の拡大端部径２２ｄを４６ｍｍ、長さ１８
Ｌを全長４９８ｍｍ、混合部１９８ｍｍ、のど部１００
ｍｍ、拡大部２００ｍｍとした。（１）〜（３）の条件
で、以下のように測定した。
フューザ１８はアクリル製で、図２に示すように、混合
部の拡大端部径２０ｄを４４ｍｍ、のど径２１ｄを１８
ｍｍ、拡大部の拡大端部径２２ｄを４６ｍｍ、長さ１８
Ｌを全長４９８ｍｍ、混合部１９８ｍｍ、のど部１００
ｍｍ、拡大部２００ｍｍとした。（１）〜（３）の条件
で、以下のように測定した。
【００１９】図４に示すように、ノズル１７の先端部１
７ａの位置をディフューザ１８の混合部２０の拡大端部
面２０ｅから縮小端部の方向に、前記拡大端部面２０ｅ
から２０ｍｍの位置から１８０ｍｍの位置までの間で２
０ｍｍずつ移動させた各位置で固定し、（１）〜（３）
の条件の駆動蒸気でジェットポンプ１３を駆動し、圧力
計２４により吸引圧力を測定した。その結果を図５に示
している。
７ａの位置をディフューザ１８の混合部２０の拡大端部
面２０ｅから縮小端部の方向に、前記拡大端部面２０ｅ
から２０ｍｍの位置から１８０ｍｍの位置までの間で２
０ｍｍずつ移動させた各位置で固定し、（１）〜（３）
の条件の駆動蒸気でジェットポンプ１３を駆動し、圧力
計２４により吸引圧力を測定した。その結果を図５に示
している。
【００２０】条件（１）では、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
約４１ｍｍの時の吸引圧力は約１．３ｋＰａであった。
さらに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０
ｍｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１４０ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約２６ｍｍの時の吸引圧力は約０．３０
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
約４１ｍｍの時の吸引圧力は約１．３ｋＰａであった。
さらに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０
ｍｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１４０ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約２６ｍｍの時の吸引圧力は約０．３０
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
【００２１】以上の結果から、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１４０ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから１
２０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の
吸引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示し
ている。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１４０ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから１
２０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の
吸引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示し
ている。
【００２２】条件（２）では、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
約４１ｍｍの時の吸引圧力は約１．２ｋＰａであった。
さらに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０
ｍｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１２０ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約２８ｍｍの時の吸引圧力は約０．３０
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
約４１ｍｍの時の吸引圧力は約１．２ｋＰａであった。
さらに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０
ｍｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１２０ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約２８ｍｍの時の吸引圧力は約０．３０
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
【００２３】以上の結果から、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１２０ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから８
０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の吸
引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示して
いる。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１２０ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから８
０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の吸
引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示して
いる。
【００２４】条件（３）では、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
４０ｍｍの時の吸引圧力は約１．０ｋＰａであった。さ
らに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０ｍ
ｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１００ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約３１ｍｍの時の吸引圧力は約０．２７
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから２０ｍｍで、その位置の混合部２０の内径が
４０ｍｍの時の吸引圧力は約１．０ｋＰａであった。さ
らに先端部１７ａの位置を拡大端部面２０ｅから２０ｍ
ｍずつ混合部２０の縮小端部の方向に移動させていく
と、それに伴い吸引圧力が減少し、先端部１７ａの位置
が拡大端部面２０ｅから１００ｍｍで、その位置の混合
部２０の内径が約３１ｍｍの時の吸引圧力は約０．２７
ｋＰａとなった。その後先端部１７ａの位置をさらに混
合部２０の縮小端部の方向に移動させると、吸引圧力は
増加してきた。
【００２５】以上の結果から、ノズル１７の先端部１７
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１００ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから８
０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の吸
引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示して
いる。
ａの位置がディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１００ｍｍの時に最も効率よく吸引すること
が示された。またノズル１７の先端部１７ａの位置がデ
ィフューザ１８の混合部２０の拡大端部面２０ｅから８
０ｍｍから１８０ｍｍの間で、０．６１ｋＰａ以下の吸
引圧力が得られ、これは製氷が可能であることを示して
いる。
【００２６】図５からディフューザの混合部内における
ノズルの先端部１７ａの位置によってエジェクタ本体１
９内の吸引圧力が変化することが判明した。また駆動蒸
気圧の違いによって、最も効率よく吸引するノズル１７
の先端部１７ａの設置場所が異なることも示された。以
上のように、駆動蒸気圧に応じてノズルの先端部１７ａ
をディフューザの混合部２０内の効率よく吸引能力を示
す位置に固定すれば、０．１７ＭＰａ以下の低圧蒸気を
使用しても、０．６１ｋＰａ以下の吸引圧力が得られ製
氷が可能であることが示された。
ノズルの先端部１７ａの位置によってエジェクタ本体１
９内の吸引圧力が変化することが判明した。また駆動蒸
気圧の違いによって、最も効率よく吸引するノズル１７
の先端部１７ａの設置場所が異なることも示された。以
上のように、駆動蒸気圧に応じてノズルの先端部１７ａ
をディフューザの混合部２０内の効率よく吸引能力を示
す位置に固定すれば、０．１７ＭＰａ以下の低圧蒸気を
使用しても、０．６１ｋＰａ以下の吸引圧力が得られ製
氷が可能であることが示された。
【００２７】
【実施例２】以下に、本発明に係る蒸気駆動水蒸気排気
式氷蓄熱装置の第２実施例について説明する。図１に示
した装置を用いて実際に氷蓄熱槽で製氷を行った。容量
４０リットルの氷蓄熱槽１２に、柱状吸水性高分子ゲル
（図示していない）（（株）日本触媒製：アクアリック
ＣＡ−Ｈ３）を１ユニットを直径３０ｍｍ、長さ３５ｍ
ｍとして５ｍｍ間隔で横置きし、２０リットルまで充填
した（充填率５２％）。さらに前記吸水性高分子ゲルが
製氷されることを確認するため、ゲル層内に熱電対（図
示していない）を挿入した。
式氷蓄熱装置の第２実施例について説明する。図１に示
した装置を用いて実際に氷蓄熱槽で製氷を行った。容量
４０リットルの氷蓄熱槽１２に、柱状吸水性高分子ゲル
（図示していない）（（株）日本触媒製：アクアリック
ＣＡ−Ｈ３）を１ユニットを直径３０ｍｍ、長さ３５ｍ
ｍとして５ｍｍ間隔で横置きし、２０リットルまで充填
した（充填率５２％）。さらに前記吸水性高分子ゲルが
製氷されることを確認するため、ゲル層内に熱電対（図
示していない）を挿入した。
【００２８】本実施例における吸水性高分子ゲルはポリ
アクリル酸ナトリウム架橋体を用いているが、この他に
デンプン系、セルロース系、合成ポリマー系（例えばそ
の他のポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、
ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系等）等の
吸水性高分子ゲルの公知材料の中から適宜選択して使用
することができ、その形状は粉末状、シート状又は繊維
状等の何れの形状であってもよい。
アクリル酸ナトリウム架橋体を用いているが、この他に
デンプン系、セルロース系、合成ポリマー系（例えばそ
の他のポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、
ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系等）等の
吸水性高分子ゲルの公知材料の中から適宜選択して使用
することができ、その形状は粉末状、シート状又は繊維
状等の何れの形状であってもよい。
【００２９】また吸水性高分子ゲルを用いる氷蓄熱槽１
２は、図６に示す氷蓄熱槽３７であってもよい。氷蓄熱
槽３７は、水をスプレー状に散布するスプレーノズル３
８を氷蓄熱槽３７内に設け、噴射状に水３９を散布して
水の蒸発面積を大きくする。そのため蒸発する水の潜熱
によって、氷蓄熱槽３７内に蓄積された水４０が冷却さ
れ、氷として槽内に蓄えられる。
２は、図６に示す氷蓄熱槽３７であってもよい。氷蓄熱
槽３７は、水をスプレー状に散布するスプレーノズル３
８を氷蓄熱槽３７内に設け、噴射状に水３９を散布して
水の蒸発面積を大きくする。そのため蒸発する水の潜熱
によって、氷蓄熱槽３７内に蓄積された水４０が冷却さ
れ、氷として槽内に蓄えられる。
【００３０】同様に、このような水の蒸発面積を大きく
するための様々な方法を用いることができる。ノズル、
ディフューザ共に実施例１と同じ形状のものを用いた。
ノズル１７はステンレス鋼製のノズルで、図３に示すよ
うに、のど部径３４ｄを２ｍｍ、出口径３５ｄを１２ｍ
ｍ、長さ１７Ｌを５７ｍｍとした。ノズルの形状は必要
に応じて様々に変更することができる。
するための様々な方法を用いることができる。ノズル、
ディフューザ共に実施例１と同じ形状のものを用いた。
ノズル１７はステンレス鋼製のノズルで、図３に示すよ
うに、のど部径３４ｄを２ｍｍ、出口径３５ｄを１２ｍ
ｍ、長さ１７Ｌを５７ｍｍとした。ノズルの形状は必要
に応じて様々に変更することができる。
【００３１】ディフューザ１８はアクリル製で、図２に
示すように混合部２０の拡大端部径２０ｄを４４ｍｍ、
のど部径２１ｄを１８ｍｍ、拡大部２２の拡大端部径２
２ｄを４６ｍｍ、長さ１８Ｌを４９８ｍｍとした。ノズ
ル１７の先端部１７ａは、予め測定で得られたディフュ
ーザ１８の混合部２０内の最も効率よく氷蓄熱槽内の空
気を吸引する位置に固定されている。ここでは約１４０
℃（０．１７ＭＰａ）の駆動蒸気を用いるため、ノズル
の先端位置は実施例１の測定から得られた図５に示した
結果から、ディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１００ｍｍの位置で、その地点のディフュー
ザ１８の内径が約３１ｍｍである地点に設置した。
示すように混合部２０の拡大端部径２０ｄを４４ｍｍ、
のど部径２１ｄを１８ｍｍ、拡大部２２の拡大端部径２
２ｄを４６ｍｍ、長さ１８Ｌを４９８ｍｍとした。ノズ
ル１７の先端部１７ａは、予め測定で得られたディフュ
ーザ１８の混合部２０内の最も効率よく氷蓄熱槽内の空
気を吸引する位置に固定されている。ここでは約１４０
℃（０．１７ＭＰａ）の駆動蒸気を用いるため、ノズル
の先端位置は実施例１の測定から得られた図５に示した
結果から、ディフューザ１８の混合部２０の拡大端部面
２０ｅから１００ｍｍの位置で、その地点のディフュー
ザ１８の内径が約３１ｍｍである地点に設置した。
【００３２】ノズルの先端位置は各駆動蒸気の圧力に応
じて、効率よく氷蓄熱槽を吸引する位置に設置すること
ができる。次に蒸気発生器１４から約１４０℃、０．１
７ＭＰａの駆動蒸気を発生させた。圧力計２４により、
エジェクタ本体１９の吸引圧力を測定した結果、製氷可
能な吸引圧力０．６１ｋＰａ以下の約０．６ｋＰａを保
ち、ゲル層内に挿入している熱電対の温度が−３℃とな
ったことから約１８５分間で製氷が完了することを確認
した。
じて、効率よく氷蓄熱槽を吸引する位置に設置すること
ができる。次に蒸気発生器１４から約１４０℃、０．１
７ＭＰａの駆動蒸気を発生させた。圧力計２４により、
エジェクタ本体１９の吸引圧力を測定した結果、製氷可
能な吸引圧力０．６１ｋＰａ以下の約０．６ｋＰａを保
ち、ゲル層内に挿入している熱電対の温度が−３℃とな
ったことから約１８５分間で製氷が完了することを確認
した。
【００３３】なお、駆動蒸気としてごみ処理場等で発生
し、環境に無駄に廃棄されている蒸気をエジェクタに接
続してノズルに導入して用いることもできる。
し、環境に無駄に廃棄されている蒸気をエジェクタに接
続してノズルに導入して用いることもできる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、エジェク
タの蒸気噴射ノズルの先端部を、ノズルに導入される駆
動蒸気圧に応じてディフューザの混合部の適切な位置に
設置することによって、ジェットポンプの吸引能力が向
上し、氷蓄熱槽を効率よく真空保持するため、製氷を行
うことができる。
タの蒸気噴射ノズルの先端部を、ノズルに導入される駆
動蒸気圧に応じてディフューザの混合部の適切な位置に
設置することによって、ジェットポンプの吸引能力が向
上し、氷蓄熱槽を効率よく真空保持するため、製氷を行
うことができる。
【００３５】請求項２記載の発明によれば、前記蒸気発
生器から前記ノズルに導入される駆動蒸気が０．２９４
ＭＰａ以下の圧力を有するため、駆動蒸気として現在ご
み処理場等で発生し、環境に無駄に廃棄されている蒸気
を利用することによってエネルギーを節約できる。請求
項３及び４記載の発明によれば、氷蓄熱槽内に導入され
た水の蒸発面積を大きくすることができるため、より効
率よく製氷を行うことができる。
生器から前記ノズルに導入される駆動蒸気が０．２９４
ＭＰａ以下の圧力を有するため、駆動蒸気として現在ご
み処理場等で発生し、環境に無駄に廃棄されている蒸気
を利用することによってエネルギーを節約できる。請求
項３及び４記載の発明によれば、氷蓄熱槽内に導入され
た水の蒸発面積を大きくすることができるため、より効
率よく製氷を行うことができる。
【図１】本発明に係る蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置
の一実施例を示す概略構成図である。
の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置
の一部を構成するエジェクタの一実施例を示す概略構成
図である。
の一部を構成するエジェクタの一実施例を示す概略構成
図である。
【図３】図２に示したノズルの拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例における、ディフューザとノズ
ルの先端部位置を示す拡大断面図である。
ルの先端部位置を示す拡大断面図である。
【図５】一実施例のノズルの先端部位置による吸引圧力
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図６】図１に示した蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置
の一部を構成する氷蓄熱槽の実施例１とは別の態様を示
す概略図である。
の一部を構成する氷蓄熱槽の実施例１とは別の態様を示
す概略図である。
【図７】従来の蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置の概略
構成図である。
構成図である。
１１ 蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置 １２ 氷蓄熱槽 １３ ジェットポンプ（排気手段） １４ 蒸気発生器 １５ エジェクタ １６ 凝縮器 １７ ノズル １８ ディフューザ １９ エジェクタ本体 ２０ ディフューザの混合部（第１円筒部） ２１ ディフューザののど部（第３円筒部） ２２ ディフューザの拡大部（第２円筒部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イアン ウリアム エームズ イギリス国 イングランド チェスターフ ィルド バルボローフ クロフ クレソオ ファイヤーバーン 25 (72)発明者 本郷 賢 東京都中央区日本橋蠣殻町１丁目35番８号 三建設備工業株式会社内 (72)発明者 山本 協子 東京都小金井市東町２丁目31番25号 (72)発明者 亀山 秀雄 東京都三鷹市井の頭２丁目13番28号
Claims (4)
- 【請求項１】水及び／又は氷等を貯蔵し、熱を蓄える氷
蓄熱槽と、 前記氷蓄熱槽内を減圧することによって発生する水蒸気
を排気する排気手段と、を具備し、 該排気手段が、蒸気を発生する蒸気発生器と、該蒸気を
導入して加速し噴射するエジェクタと、前記エジェクタ
から噴射される蒸気を凝縮する凝縮器と、を備え、 前記エジェクタが、エジェクタ本体と、前記エジェクタ
本体内にその一部が設けられ前記蒸気発生器に連結され
て駆動蒸気を噴射する蒸気噴射ノズルと、前記ノズルか
ら噴射された駆動蒸気と前記氷蓄熱槽から発生した蒸気
を混合し前記混合蒸気を拡散させながら凝縮器に案内す
るディフューザと、を有し、 前記ディフューザが、 軸線方向に内径が順次縮小して形成され、その一端に拡
大端部とその他端に縮小端部とを有し、前記拡大端部が
前記エジェクタ本体に連結された第１円筒部と、 軸線方向に内径が順次拡大して形成されその一端に縮小
端部とその他端に拡大端部とを有し、前記拡大端部が前
記凝縮器に連結された第２円筒部と、 前記第１円筒部の縮小端部と前記第２円筒部の縮小端部
に連結された両端を有する第３円筒部と、を含み、 前記ノズルの先端部が、前記ノズルに導入される駆動蒸
気の圧力に応じて、前記第１円筒部の拡大端部と縮小端
部との間の所定の位置に設置されることを特徴とする蒸
気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置。 - 【請求項２】請求項１記載の蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄
熱装置において、前記蒸気発生器から前記ノズルに導入
される駆動蒸気が０．２９４ＭＰａ以下の圧力を有する
ことを特徴とする蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の蒸気駆動水蒸気排
気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽がゲルを有する
ことを特徴とする蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置。 - 【請求項４】請求項１又は２に記載の蒸気駆動水蒸気排
気式氷蓄熱装置において、前記氷蓄熱槽が前記氷蓄熱槽
内に水をスプレー状に散布するスプレーノズルを含むこ
とを特徴とする蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10436798A JPH11294908A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10436798A JPH11294908A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294908A true JPH11294908A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14378851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10436798A Pending JPH11294908A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 蒸気駆動水蒸気排気式氷蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294908A (ja) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873513B2 (en) | 1997-04-08 | 2005-03-29 | X2Y Attenuators, Llc | Paired multi-layered dielectric independent passive component architecture resulting in differential and common mode filtering with surge protection in one integrated package |
| US6894884B2 (en) | 1997-04-08 | 2005-05-17 | Xzy Attenuators, Llc | Offset pathway arrangements for energy conditioning |
| US6954346B2 (en) | 1997-04-08 | 2005-10-11 | Xzy Attenuators, Llc | Filter assembly |
| US7042703B2 (en) | 2000-03-22 | 2006-05-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning structure |
| US7042303B2 (en) | 1998-04-07 | 2006-05-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning circuit assembly |
| US7050284B2 (en) | 1997-04-08 | 2006-05-23 | X2Y Attenuators, Llc | Component carrier |
| US7106570B2 (en) | 1997-04-08 | 2006-09-12 | Xzy Altenuators, Llc | Pathway arrangement |
| US7110235B2 (en) | 1997-04-08 | 2006-09-19 | Xzy Altenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| US7110227B2 (en) | 1997-04-08 | 2006-09-19 | X2Y Attenuators, Llc | Universial energy conditioning interposer with circuit architecture |
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