噴流ポンプの特性評価法に関する研究 第1報：水噴射ポンプとエゼクタの統一的性能表示

摘要

噴流ポンプは使用する流体によって呼称が違い、また取り扱いも異なる。 例えば水噴射ポンプでは吐出し側圧力が重要なパラメータの一つとなるが、エゼクタではポンプ作用をしたあとの流体はほぼ一定の大気圧下に放出されるので、吐出し側圧力はパラメータとして考慮されていない。 また、性能曲線は発生真空圧と吸込流量の関係で示されている。 しかし両者の構造や原理は同じなので性能も共通の基準で整理することができ、そのような整理方法の確立は工業的にも有益であると考える。 しかしこれまでそのような視点からなされた指摘は見あたらず、両者の性能の統一的な整理方法はいまだ確立されていない。 したがって本研究では、噴流ポンプの特性に関する従来の実験データを再検討し、水噴射ポンプとエゼクタに共通する表示方法を求め、その有効性を確かめた。 また、噴流ポンプの特性は一般に圧力比と流量比の関係およびポンプ効率と流量比または圧力比の関係で示される。 これらはポンプの諸元に左右されるが、これまで主として混合域諸元であるノズルと平行部の直径比または面積比を用いて整理されてきた。 しかし設計に必要な係数と諸元との関係は明確ではない。 そこで、本論文では従来の実験データから最高効率時の圧力比と流量比を読み取り、水噴射ポンプとエゼクタの広範囲のデータ特性を説明し得る新しいパラメータとして、環状面積比と混合域無次元長さを提案して再整理した。 その結果、これらの無次元パラメータの使用が設計上有益であることを明らかにした。