这里公开的技术涉及通过由喷出第一流体所产生的负压来吸入第二流体并将其与第一流体一起喷出的喷射器、以及其制造方法和在喷射器中使用的扩散器的出口流路的设定方法。
背景技术
例如，在专利文献1中公开有一般的喷射器。在该喷射器中，通过从喷射口喷出第一流体(驱动流体)来产生负压(压力下降)，且利用该负压吸入第二流体(被驱动流体)。并且，第一流体和第二流体被混合之后从扩散器(出口)喷出。在扩散器设置有扩大流路(流路剖面面积随着朝向下游而逐渐变大的流路)，第一流体和第二流体的混合流体在流过扩大流路时被减速以及升压。通过此方法将从喷射器喷出的混合流体提供给喷射器下游侧的装置等。
专利文件1：日本特开2000-356305号公报。
但是，在上述那样的喷射器中，有可能会因被提供蒸汽的一侧的装置的运行条件(混合流体的使用量、使用压力)的改变等而使喷出压力发生变化。例如，当被提供蒸汽的一侧的装置中的混合流体的使用量暂时下降或者进行操作使得使用压力暂时上升时，喷射器的喷出流量减少，喷出压力上升。若喷出压力过高，则会使第二流体难以被吸入，从而导致第二流体的吸入流量明显减少。此时，期待一种直到尽可能高的喷出压力为止，仍能够确保充足的第二流体的吸入流量的喷射器。
混合流体的喷出压力、第二流体的吸入流量等喷射器的性能因扩散器的流路的规格即尺寸而发生变化。但是，由于扩散器的流路的各种尺寸会影响到喷射器的性能，因此有时会因改变扩散器的流路的尺寸而导致喷射器的性能发生恶化。
技术实现要素：
鉴于上述内容，这里公开的技术的目的在于，在改变可确保第二流体的吸入流量的喷出压力的上限的同时，减少这种情况下的喷射器的性能恶化。
这里公开的喷射器包括：:喷嘴，用于喷出第一流体；吸入室，收纳所述喷嘴，通过从所述喷嘴喷出所述第一流体所产生的负压来吸入第二流体以及扩散器，具有出口流路，将所述吸入室的所述第一流体和所述第二流体混合后喷出。所述出口流路包括缩小流路、平行流路和扩大流路，该缩小流路的剖面面积朝着下游侧逐渐变小，该平行流路连接在所述缩小流路的下游端，剖面面积固定不变，该扩大流路连接在所述平行流路的下游端，剖面面积朝着下游侧逐渐变大。所述扩散器还具有改变所述出口流路的尺寸的改变部，所述改变部将所述缩小流路的长度x、所述平行流路的长度y和内径d改变为满足用定数a、b所表示的以下式子(1)、式子(2)。
x=a×d…(1)
y=b×d…(2)
并且，这里公开的喷射器的制造方法包括设定所述出口流路的尺寸的设定步骤和准备具有在所述设定步骤中所设定的所述出口流路的尺寸的所述扩散器的准备步骤，在所述设定步骤中，将所述缩小流路的长度x、所述平行流路的长度y和内径d设定为满足用定数a、b所表示的上述式子(1)、式子(2)。
并且，这里公开的扩散器的出口流路的设定方法包括将所述缩小流路的长度x设定为满足用所述平行流路的内径d以及定数a所表示的上述式子(1)的步骤以及将所述平行流路的长度y设定为满足用所述内径d以及定数b所表示的上述式子(2)的步骤。
(发明的效果)
根据所述喷射器，能够在改变可确保第二流体的吸入流量的喷出压力的上限的同时，减少这种情况下的喷射器的性能恶化。
根据所述喷射器的制造方法，能够提供一种在改变可确保第二流体的吸入流量的喷出压力的上限的同时，减少这种情况下的喷射器的性能恶化的喷射器。
根据所述扩散器的出口流路的设定方法，能够实现一种在改变可确保第二流体的吸入流量的喷出压力的上限的同时，减少这种情况下的喷射器的性能恶化的喷射器。
附图说明
图1是示意地示出了实施方式所涉及的喷射器的结构的图。
图2是示出了喷出压力与吸入流量之间的关系的图形。
图3是安装有第一连接件的扩散器的示意剖面图。
图4是安装有第二连接件的扩散器的示意剖面图。
具体实施方式
以下，基于附图来详细说明列举的实施方式。
喷射器10是通过喷出高压蒸汽(第一流体)来吸入低压蒸汽(第二流体)，再将这些蒸汽混合后喷出的蒸汽喷射器。即，在喷射器10中，高压蒸汽是驱动流体，低压蒸汽是吸入流体。喷射器10包括喷嘴20、吸入室30和扩散器40。
连接在高压蒸汽的供给侧的流入配管91连接在喷嘴20。喷嘴20喷出被提供的高压蒸汽。喷嘴20的前端部被收纳在吸入室30。
在吸入室30设置有低压蒸汽的吸入口31。通过从喷嘴20喷出高压蒸汽所产生的负压(压力下降)来将低压蒸汽从吸入口31吸入到吸入室30。即，在吸入室30中，通过高压蒸汽的喷气泵效果所产生的负压，来产生用于吸入低压蒸汽的吸入力。连接在低压蒸汽的供给侧的吸入配管92连接在吸入口31。
扩散器40连接在吸入室30。扩散器40将被喷出到吸入室30的高压蒸汽和被吸入到吸入室30的低压蒸汽混合后喷出。在扩散器40的下游端连接有连接在混合蒸汽的供给侧的流出配管93。
扩散器40为包含上游部41、连接件42和下游部43的分割结构。上游部41的上游端连接在吸入室30。在上游部41的下游端设置有凸缘接头41a。在下游部43的上游端设置有第一凸缘接头43a，在下游部43的下游端设置有第二凸缘接头43b。下游部43经由第二凸缘接头43b连接在流出配管93。连接件42被上游部41和下游部43夹住。通过螺丝44将上游部41的凸缘接头41a和下游部43的第一凸缘接头43a紧固，来将连接件42保持在上游部41和下游部43。即，能够通过松动螺丝44的紧固，来交换连接件42。连接件42是改变部的一个例子。
在扩散器40形成有连通吸入室30的高压蒸汽以及低压蒸汽的出口流路50。出口流路50包括从上游侧依次连接的缩小流路51、平行流路52和扩大流路53。出口流路50的剖面大致呈圆形。扩散器40在混合蒸汽流过扩大流路53时使混合蒸汽减速以及升压。
缩小流路51的上游端在吸入室30开口。缩小流路51的上游端在吸入室30中与喷嘴20的下游端对着。缩小流路51的剖面面积即内径朝着下游侧逐渐变小。在缩小流路51的下游端连接有平行流路52。平行流路52是剖面面积即内径固定不变的流路。平行流路52是在出口流路50中内径最小的部分，所谓的构成喉部。在平行流路52的下游端连接有扩大流路53。扩大流路53的剖面面积即内径朝着下游侧逐渐变大。
缩小流路51从上游部41持续到连接件42形成。平行流路52形成在连接件42。扩大流路53从连接件42持续到下游部43形成。即，在上游部41形成有缩小流路51的至少上游端部。在连接件42形成有缩小流路51的至少下游端部、平行流路52和扩大流路53的至少上游端部。在下游部43形成有扩大流路53的至少下游端部。
在这样的结构的喷射器10中，在流入配管91流通的高压蒸汽从喷嘴20喷出到吸入室30内的同时，通过该高压蒸汽的喷出将低压蒸汽从吸入口31吸入到吸入室30内。并且，将吸入室30的高压蒸汽以及低压蒸汽混合后从扩散器40喷出。从扩散器40喷出的蒸汽被提供到下游侧的装置。混合蒸汽的流速在扩散器40的平行流路52大概为音速。然后，混合蒸汽在流过扩大流路53时减速以及升压。
这里，有时会因被提供蒸汽的一侧的装置的运行状况、规格的改变而使喷射器10的喷出压力上升。但是，如图2所示，在喷射器10中，可确保低压蒸汽的吸入流量的喷出压力是具有上限的(以下，将该喷出压力称为“最高喷出压力”)。当喷出压力上升到超过最高喷出压力pmax时，吸入压力也开始上升。不久，平行流路52中的流速低于音速而成为非临界状态，吸入压力上升到与喷出压力几乎相等的值。即，在喷出压力超过最高喷出压力pmax之后，低压蒸汽的吸入流量急剧减少。
最高喷出压力pmax能够通过出口流路50的规格即尺寸来进行改变。例如，可以考虑通过缩小平行流路52的内径d，来提高最高喷出压力pmax。由于当平行流路52的内径d减少时，平行流路52中的混合蒸汽的流速会上升，因此比较容易确保平行流路52中的压力的临界状态。
但是，通过仅改变平行流路52的内径d，有时不但不能提高最高喷出压力pmax，而且还不能维持喷射器10的性能。例如，有时即使能够提高最高喷出压力pmax，也会使低压蒸汽的吸入流量大幅度减少，或者相反使得最高喷出压力pmax下降。即，喷射器1的性能与出口流路50的各种尺寸有关，还需要改变平行流路52的内径d之外的尺寸。
于是，在喷射器10中，将缩小流路51以及平行流路52的尺寸设定为满足以下式子(1)、式子(2)。即，缩小流路51以及平行流路52的尺寸即使被改变，仍然能够在改变前后都满足式子(1)、式子(2)。
x=a×d…(1)
y=b×d…(2)
这里，x是缩小流路51的长度，y是平行流路52的长度，a是定数，b是定数，d是平行流路52的内径。
即，缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y与平行流路52的内径d成比例变化。并且，缩小流路51和平行流路52的尺寸即使被改变，缩小流路51的长度x相对于平行流路52的内径d的比例(x/d)也是固定值a，平行流路52的长度y相对于平行流路52的内径d的比例(y/d)也是固定值b。结果是平行流路52的长度y相对于缩小流路51的长度x的比例(y/x)是固定值b/a。
换句话说，x/d实际上在改变前后相同，y/d实际上在改变前后相同。
另外，扩大流路53的长度被设定为即使缩小流路51以及平行流路52的长度发生变化，也不会影响到喷射器10的性能的程度的值。
扩散器40构成为可通过交换连接件42，来改变出口流路50的尺寸。因此，即使不交换整个喷射器10，也能够简单地改变出口流路50的尺寸。
图3是安装有第一连接件42a的扩散器40的示意剖面图，图4是安装有第二连接件42b的扩散器40的示意剖面图。
第一连接件42a具有内径d是d1的平行流路52。此时，缩小流路51的长度x1为a×d1，平行流路52的长度y1为b×d1。而第二连接件42b具有内径d是d2的平行流路52。此时，第二连接件42b中的缩小流路51的长度x2为a×d2，平行流路52的长度y2为b×d2。第二连接件42b的平行流路52的内径d2小于第一连接件42a的平行流路52的内径d1。因此，第二连接件42b的缩小流路51以及平行流路52短于第一连接件42a的缩小流路以及平行流路。
另外，由于第一连接件42a以及第二连接件42b的全长相同，因此在第二连接件42b中缩小流路51以及平行流路52变短的那部分，会在包括在第二连接件42b中的扩大流路53的长度中增加。并且，由于缩小流路51中仅是形成在第二连接件42b的部分被改变，因此，缩小流路51的内周壁相对于轴心的角度与形成在上游部41的部分和形成在第二连接件42b的部分不同。同样，由于扩大流路53中仅是形成在第二连接件42b的部分被改变，因此扩大流路53的内周壁相对于轴心的角度与形成在第二连接件42b的部分和形成在下游部43的部分不同。
这样一来，由于第二连接件42b的平行流路52的内径d2小于第一连接件42a，因此装入了第二连接件42b的扩散器40的最高喷出压力pmax高于装入了第一连接件42a的时候。此时，在出口流路50的尺寸的改变前后，都能够维持式子(1)、式子(2)的关系。即，x2/d2实际上与x1/d1相等，y2/d2实际上与y1/d2相等。因此，能够在维持喷射器1的性能的情况下，提高最高喷出压力pmax。具体而言，能够在确保充足的吸入流量的情况下，提高最高喷出压力pmax。另外，由于平行流路52的内径d变小，因此低压蒸汽的吸入流量有一些下降。结果是即使通过改变被提供蒸汽的一侧的装置的运行状况、规格，使得喷射器10的喷出压力上升，仍然能够确保低压蒸汽的吸入流量。
接着，说明这样的喷射器1的制造方法。
具体而言，喷射器1的制造方法包括设定出口流路50的尺寸的设定步骤和准备具有在设定步骤中设定好的尺寸的扩散器40的准备步骤。
在设定步骤中，设定缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d。此时，缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d被设定为满足式子(1)、式子(2)。例如，设定平行流路52的内径d，相应地分别设定缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y。然后，设定扩大流路53的长度。当如喷射器1那样，扩散器40的全长固定不变时，根据缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y必然决定了扩大流路53的长度。
在准备步骤中，准备实现了在设定步骤中所设定的缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d的扩散器40。如上所述，当为具有可交换的连接件42的扩散器40时，准备实现了在设定步骤中所设定的缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d的连接件42。例如，与各种最高喷出压力pmax相对应，准备具有平行流路52的内径d不同且满足式子(1)、式子(2)的缩小流路51以及平行流路52的多个连接件42。从中选择适于被提供蒸汽的一侧的装置的运行状况、规格的连接件42。
喷射器1的制造方法还包含有组装步骤。在组装步骤中，组装有喷嘴20、吸入室30以及扩散器40。具体而言，在吸入室30安装喷嘴20以及扩散器40的上游部41。并且，以上游部41和下游部43夹着连接件42的状态将连接件42以及下游部43安装在上游部41。
如上所述，喷射器10包括用于喷出高压蒸汽(第一流体)的喷嘴20、收纳有喷嘴20且通过从喷嘴20喷出高压蒸汽所产生的负压来吸入低压蒸汽(第二流体)的吸入室30以及具有与吸入室30连通的出口流路50且将吸入室30的高压蒸汽和低压蒸汽混合后喷出的扩散器40。出口流路50包括剖面面积朝着下游侧逐渐变小的缩小流路51、连接在缩小流路51的下游端且剖面面积固定不变的平行流路52和连接在平行流路52的下游端且剖面面积朝着下游侧逐渐变大的扩大流路53。扩散器40还具有改变出口流路50的尺寸的连接件42(改变部)，连接件42将缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d改变为满足以下式子(1)、式子(2)。
x=a×d…(1)
y=b×d…(2)。
这里，a、b是定数。
根据该结构，通过连接件42来改变缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y和内径d。在平行流路52的内径d改变之后，喷射器10的最高喷出压力pmax得到改变。此时，在改变前后，缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y和内径d均满足式子(1)、式子(2)。出口流路50的各种尺寸影响到喷射器10的性能。通过将缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y和内径d设定为满足式子(1)、式子(2)，能够减少喷射器10性能的恶化。即，能够在减少喷射器10性能恶化的同时，改变喷射器10的最高喷出压力pmax。
具体而言，扩散器40的一部分由可交换的连接件42构成，连接件42包括缩小流路51的至少下游端部、平行流路52和扩大流路53的至少上游端部，出口流路50的尺寸是通过交换连接件42，在满足式子(1)、式子(2)的情况下进行改变的。
即，扩散器40构成为可交换连接件42。在多个连接件42形成有尺寸不同的缩小流路51以及平行流路52。但是，无论是装入了一个连接件42时的缩小流路51以及平行流路52，还是装入了其它连接件42时的缩小流路51以及平行流路52均满足式子(1)、式子(2)。结果是即使不交换整个扩散器40，也能够通过交换连接件42，来改变喷射器10的最高喷出压力pmax，同时能够减少这种情况下的喷射器10的性能恶化。
并且，喷射器10的制造方法包括设定出口流路50的尺寸的设定步骤和准备具有在设定步骤中所设定的出口流路50的尺寸的扩散器40的准备步骤，在设定步骤中，将缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y和内径d设定为满足式子(1)、式子(2)。
x=a×d…(1)
y=b×d…(2)
这里，a、b是定数。
根据该结构，能够在减少喷射器10的性能恶化的同时，制造最高喷出压力pmax不同的喷射器10。
并且，在准备步骤中，通过交换包含可交换的连接件42的扩散器40的连接件42，来准备具有在设定步骤中所设定的缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d的扩散器40。
即，通过交换连接件42，来改变扩散器40的缩小流路51以及平行流路52的尺寸。因此，即使不改变整个扩散器40，也能够改变缩小流路51以及平行流路52的尺寸。
并且，扩散器40的出口流路的设定方法包括将缩小流路51的长度x设定为满足用平行流路52的内径d以及定数a所表示的式子(1)的步骤,以及将平行流路52的长度y设定为满足用内径d以及定数b所表示的式子(2)的步骤。
x=a×d…(1)
y=b×d…(2)
这里，a、b是定数。
(其它实施方式)
如上所述，将所述实施方式作为本申请所公开的技术的例子加以了说明。但是，所公开的技术并不限定于所述实施方式，还能够适用于进行了适当改变、置换、附加、省略等之后的实施方式。并且，也可以将在所述实施方式中所说明的各个构成要素组合起来作为新的实施方式。并且，在添附的附图以及详细说明中所记载的构成要素中不仅包括解决课题所必须具备的构成要素，还包括为举例说明所述技术而不是解决课题所必须具备的构成要素。因此，不应该以在添附的附图以及详细说明中记载有那些不是必须的构成要素为理由，来将那些不是必须的构成要素认定为必须的构成要素。
所述实施方式也可以是下述结构。
扩散器40是3个分割结构，也可以是两个或4个以上的分割结构。
并且，连接件42的固定方法并不限定于由上游部41和下游部42夹住进行固定的方法。只要能够固定连接件42，可以采取任意的固定方法。
并且，改变出口流路50的尺寸的结构并不限定于使用连接件42进行改变的结构。例如，也可以是扩散器具有内径可变形的变形机构。变形机构也可以包括划分出口流路50且具有挠性的管状壁部和在所述壁部的外周沿着圆周方向排列且将所述壁部押向半径方向内侧的多个按压部件(例如，螺钉等)。通过由按压部件将壁部押向半径方向内侧来使壁部变形，从而使得壁部的内径变小。因此，能够改变平行流路52的内径d即剖面面积。并且，将排列在壁部的圆周方向上的多个按压部件作为一套，在壁部的轴方向的不同位置设置多套按压部件。即，能够通过使用轴方向上的某个位置的按压部件进行按压来改变平行流路52的长度y以及轴方向位置。改变平行流路52的轴方向位置就是改变缩小流路51的长度x。即，也可以改变缩小流路51的长度x以及平行流路52的长度y。除了这样的结构之外，能够采用可改变出口流路50的尺寸的任意结构。
并且，扩散器40是包含连接件42的分割结构，但并不限定于此。例如，扩散器40也可以是一体结构体。此时，虽然多个扩散器40的每一个具有不同尺寸的出口流路50，但是各个出口流路50的缩小流路51以及平行流路52均满足式子(1)、式子(2)。从中选择恰当的扩散器40装入喷射器10中。即，在喷射器10的制造方法的准备步骤中，从多个扩散器40中选择或者重新制作具有在设定步骤中所设定的缩小流路51的长度x、平行流路52的长度y和内径d的扩散器40。
(工业上的利用可能性)
这里所公开的技术适用于喷射器、其制造方法和在喷射器中使用的扩散器的出口流路的设定方法。
(符号的说明)
10－喷射器；20－喷嘴；30－吸入室；40－扩散器；42－连接件(改变部)；42a－第一连接件(改变部)；42b－第二连接件(改变部)；50－出口流路；51－缩小流路；52－平行流路；53－扩大流路。