CN104457008A - 一种用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器 - Google Patents

一种用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种两级喷嘴喷射器，包括喷射器本体，喷射器本体内设有工作流体进口、引射流体进口、第一喷射腔、第二喷射腔及流体出口，第一喷射腔包括依次相连通的第一流道、第一喷射道、第一喷嘴、第一吸入室、第一混合段、第一喉管及第一扩散管，第二喷射腔包括依次相连通的第二流道、第二喷射道、第二喷嘴、第二吸入室、第二混合段、第二喉管及第二扩散室，第一扩散管出口与第二吸入室相连，工作流体进口分别与第一、二流道相通。本发明可以实现对引射流体大幅升压，提高喷射式制冷系统的制冷效果，进而拓宽了喷射式制冷系统的应用领域。

Description

一种用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器
技术领域
本发明涉及一种两级喷嘴喷射器，属于喷射器技术领域，具体涉及一种用于利用废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的两级喷嘴喷射器。
背景技术
随着人们对生活质量的追求越来越高，具有高度营养价值的新鲜水果、蔬菜、肉类、鱼类和蛋奶等的需求越来越大，这就极大地促进了冷藏物流的发展。传统冷藏车制冷系统是通过消耗燃油运行的，制冷过程消耗了大量能源，同时增大了汽车尾气的排放，加剧了环境污染，因此在当前能源短缺和环境污染的形势下，亟需对目前的冷藏车制冷方式进行改进。
喷射式制冷系统是利用太阳能、废热等低品位热源进行制冷，利用汽车产生的废热实现冷藏车的制冷是非常有前途的节能减排方式，但是传统喷射式制冷系统产生的蒸发压力较高，因此传统喷射式制冷系统只能实现5℃及以上制冷，难以实现0℃以下的冷藏及冷冻制冷，这也限制了喷射式制冷系统在全程冷链物流中的应用。
发明内容
本发明的目的是用于解决传统喷射式制冷系统难以实现0℃及以下深度制冷的问题，提供一种两级喷嘴喷射器及采用该喷射器的喷射式制冷系统，本发明可以实现引射流制冷剂较低的蒸发压力，实现0℃以下冷冻制冷，提高了喷射式制冷系统的制冷效果，可用于全程冷链物流车应用领域。同时，由于利用汽车的废热驱动进行制冷，基本不用额外消耗燃料，具有较好的节能效果。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于利用废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的两级喷嘴喷射器，包括喷射器本体，喷射器本体的一端设有工作流体进口、相对的另一端设有流体出口，在喷射器本体内部设有相连通的第一喷射腔和第二喷射腔，在喷射器本体的侧面设有与第一喷射腔相连通的引射流体入口；所述的工作流体进口分别与第一喷射腔和第二喷射腔的入口相通，第一喷射腔的出口与第二喷射腔相连通，且第二喷射腔的出口与流体出口相连通，所述的第一喷射腔和第二喷射腔实现流体在喷射器本体内的增压。
所述的第一喷射腔包括依次相连通的第一流道、第一喷射道、第一喷嘴、第一吸入室、第一混合段、第一喉管及第一扩散管，所述的第一流道、第一喷射道设于第一喷嘴的入口前且与第一喷嘴的入口相连通，第一喷嘴的出口与第一吸入室、第一混合段相连通，第一混合段的出口端安装第一喉管且与其连通，所述的第一扩散管安装在第一喉管的出口端。
所述的第一喷嘴包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第一喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构相连。
所述的第一扩散管为一个发散的喇叭形结构。
所述的第一喉管为一个圆柱形结构。
所述的第一混合段为一个发散的喇叭形结构。
所述的第二喷射腔包括依次相连通的第二流道、第二喷射道、第二喷嘴、第二吸入室、第二混合段、第二喉管及第二扩散室，所述的第二流道、第二喷射道设于第二喷嘴的入口前且与第二喷嘴的入口相连通，第二喷嘴的出口与第二吸入室、第二混合段相连通，第二混合段的出口端安装第二喉管且与其连通，所述的第二扩散管安装在第二喉管的出口端。
所述的第二喷嘴的结构包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第二喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构前端相连。
所述的第二扩散管为一个发散的喇叭形结构。
所述的第二喉管为一个圆柱形结构。
所述的第二混合段为一个发散的喇叭形结构。
所述的第一扩散管出口与第二吸入室相连通，工作流体进口分别与第一、二流道相通。
所述第一流道、第一喷射道、第一喷嘴、第一吸入室、第一混合段、第一喉管及第一扩散管的中心线位于同一条直线上。
所述第二流道、第二喷射道、第二喷嘴、第二吸入室、第二混合段、第二喉管及第二扩散管的中心线位于同一条直线上。
本发明的工作原理如下:
工作流体的一部分流经第一喷射道、第一喷嘴后，速度增加，压力降低，并在第一喷嘴的喉部达到音速；然后，在第一喷嘴的后半段继续加速降压,以超音速流出第一喷嘴；这个高速低压流体在第一吸入室形成一系列的激波，并在第一吸入室内的第一喷嘴口附近建立一个低压区。
抽吸引射流体进入第一吸入室，在第一混合段的入口处达到音速，两股流体在第一混合段混合后，压力趋于均匀，然后流经第一喉管和第一扩散管，混合后的流体在扩散管重新形成激波，压力上升，速度降低；
工作流体的另一部分流经第二喷射道、第二喷嘴后，速度增加，压力降低，并在第二喷嘴的喉部达到音速；然后，在第二喷嘴的后半段继续加速降压,以超音速流出第二喷嘴；这个高速低压流体在第二吸入室形成一系列的激波，并在第二吸入室内的第二喷嘴口附近建立一个低压区。抽吸第一扩散管出口的流体进入第二吸入室，在第二混合段的入口处达到音速，两股流体在第二混合段混合后，压力趋于均匀，然后流经第二喉管和第二扩散管，混合后的流体在扩散管重新形成激波，压力上升，速度降低，然后经流体出口流出；此时的压力高于引射流体的进口压力，从而完成了对引射流体的增压。
本发明两级喷嘴喷射器具有以下优点：
本发明利用汽车废热驱动实现冷藏车的制冷，无需额外消耗燃料，实现了冷藏车的节能。
本发明与传统喷射器相比，能够产生较低的蒸发压力和蒸发温度，可用于冷冻应用领域，实现了喷射器从空调到冷冻应用领域的扩展。
附图说明
图1为本发明两级喷嘴喷射器结构示意图。
图2-图4为本发明两级喷嘴喷射器的其他结构形式。
图5是本发明实施例所述热泵空调器系统的结构图。
图中：1、喷射器本体，2、工作流体进口，3、引射流体进口，4、流体出口，5、第一流道，6、第一喷射道，7、第一喷嘴，8、第一吸入室，9、第一混合段，10、第一喉管，11、第一扩散管，12、第二流道，13、第二喷射道，14、第二喷嘴，15、第二吸入室，16、第二混合段，17、第二喉管，18、第二扩散管，19、太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置，20、冷凝器，21、循环泵，22、节流装置，23、蒸发器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实例作进一步的详细介绍。
一种用于利用废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的两级喷嘴喷射器，包括喷射器本体1，喷射器本体的一端设有工作流体进口2、相对的另一端设有流体出口4，在喷射器本体1内部设有相连通的第一喷射腔和第二喷射腔，且在喷射器本体1的侧面设有与第一喷射腔相连通的引射流体入口3；所述的第一喷射腔和第二喷射腔的入口与工作流体进口相通，第一喷射腔的出口与第二喷射腔相连通，且第二喷射腔的出口与流体出口相连通，所述的第一喷射腔和第二喷射腔实现流体在喷射器本体1内的增压。
第一喷射腔包括依次相连通的第一流道5、第一喷射道6、第一喷嘴7、第一吸入室8、第一混合段9、第一喉管10及第一扩散管11，所述的第一流道、第一喷射道设于第一喷嘴的入口前且与第一喷嘴的入口相连通，第一喷嘴的出口与第一吸入室、第一混合段相连通，第一混合段的出口端安装第一喉管且与其连通，所述的第一扩散管安装在第一喉管的出口端。
第一喷嘴7包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第一喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构相连。
第一扩散管11为一个发散的喇叭形结构。
第一喉管10为一个圆柱形结构。
第一混合段9为一个发散的喇叭形结构。
第二喷射腔包括依次相连通的第二流道12、第二喷射道13、第二喷嘴14、第二吸入室15、第二混合段16、第二喉管17及第二扩散室18，所述的第二流道12、第二喷射道13设于第二喷嘴14的入口前且与第二喷嘴14的入口相连通，第二喷嘴14的出口与第二吸入室15、第二混合段16相连通，第二混合段16的出口端安装第二喉管且与其连通，所述的第二扩散管18安装在第二喉管17的出口端。
第二喷嘴14的结构包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第二喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构前端相连。
第二扩散管18为一个发散的喇叭形结构。
第二喉管17为一个圆柱形结构。
第二混合段16为一个发散的喇叭形结构。
第一扩散管11出口与第二吸入室15相连通，工作流体进口分别与第一、二流道相通。
第一流道5、第一喷射道6、第一喷嘴7、第一吸入室8、第一混合段9、第一喉管10及第一扩散管11的中心线位于同一条直线上。
第二流道12、第二喷射道13、第二喷嘴14、第二吸入室15、第二混合段16、第二喉管17及第二扩散管18的中心线位于同一条直线上。
本发明两级喷嘴喷射器原理如下：
工作流体的一部分流经第一喷射道6、第一喷嘴7后，速度增加，压力降低，并在第一喷嘴7的喉部达到音速；然后，在第一喷嘴7的后半段继续加速降压,以超音速流出第一喷嘴7；这个高速低压流体在第一吸入室8形成一系列的激波，并在第一吸入室8内的第一喷嘴7口附近建立一个低压区。
抽吸引射流体进入第一吸入室8，在第一混合段的入口处达到音速，两股流体在第一混合段混合后，压力趋于均匀，然后流经第一喉管10和第一扩散管11，混合后的流体在扩散管重新形成激波，压力上升，速度降低；
工作流体的另一部分流经第二喷射道13、第二喷嘴14后，速度增加，压力降低，并在第二喷嘴的喉部达到音速；然后，在第二喷嘴14的后半段继续加速降压,以超音速流出第二喷嘴14；这个高速低压流体在第二吸入室15形成一系列的激波，并在第二吸入室15内的第二喷嘴口附近建立一个低压区。抽吸第一扩散管18出口的流体进入第二吸入室15，在第二混合段9的入口处达到音速，两股流体在第二混合段16混合后，压力趋于均匀，然后流经第二喉管17和第二扩散管18，混合后的流体在扩散管重新形成激波，压力上升，速度降低，然后经流体出口流出；此时的压力高于引射流体的进口压力，从而完成了对引射流体的增压。
具体的应用实例如下：
如图5所示，一种利用废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统，包括本发明两级喷嘴喷射器1、太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置19、冷凝器20、循环泵21、节流装置22、蒸发器23，太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置19的第一端与两级喷嘴喷射器1的工作流体进口2相连，太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置19的第二端与循环泵21的第一端相连，蒸发器23的第一端与两级喷嘴喷射器1的引射流体进口3相连，蒸发器23的第二端与节流装置22的第一端相连，两级喷嘴喷射器1的流体出口4与冷凝器20的第一端相连，冷凝器20的第二端与节流装置22的第二端相连，冷凝器20的第二端与循环泵21的第二端相连。
太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置19利用收集的废热将冷凝剂加热，使之成为高温高压的工作气体，饱和蒸汽流经两级喷嘴喷射器1，在两级喷嘴喷射器1的第一喷嘴7出口处压力降低，将蒸发器23中的制冷剂蒸汽吸入两级喷嘴喷射器1中混合，从两级喷嘴喷射器1中出来的是混合均匀、压力升高的气体，混合气体进入冷凝器20冷凝；冷凝器20出来的制冷剂液体分为两路，一路通过节流装置22降压后回到蒸发器23，另一路则通过循环泵21升压后再进入太阳能、汽车废热等低品位热源热回收装置19中。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:包括喷射器本体，喷射器本体的一端设有工作流体进口、相对的另一端设有流体出口，在喷射器本体内部设有相连通的第一喷射腔和第二喷射腔，在喷射器本体的侧面设有与第一喷射腔相连通的引射流体入口；所述的工作流体进口分别与第一喷射腔和第二喷射腔的入口相通，第一喷射腔的出口与第二喷射腔相连通，且第二喷射腔的出口与流体出口相连通，所述的第一喷射腔和第二喷射腔实现流体在喷射器本体内的增压。
2.如权利要求1所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:所述的第一喷射腔包括依次相连通的第一流道、第一喷射道、第一喷嘴、第一吸入室、第一混合段、第一喉管及第一扩散管，所述的第一流道、第一喷射道设于第一喷嘴的入口前且与第一喷嘴的入口相连通，第一喷嘴的出口与第一吸入室、第一混合段相连通，第一混合段的出口端安装第一喉管且与其连通，所述的第一扩散管安装在第一喉管的出口端。
3.如权利要求2所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述的第一喷嘴包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第一喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构相连。
4.如权利要求2所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:所述的第一扩散管为一个发散的喇叭形结构；
所述的第一喉管为一个圆柱形结构；
所述的第一混合段为一个发散的喇叭形结构。
5.如权利要求2所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述第一流道、第一喷射道、第一喷嘴、第一吸入室、第一混合段、第一喉管及第一扩散管的中心线位于同一条直线上。
6.如权利要求1所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:所述的第二喷射腔包括依次相连通的第二流道、第二喷射道、第二喷嘴、第二吸入室、第二混合段、第二喉管及第二扩散室，所述的第二流道、第二喷射道设于第二喷嘴的入口前且与第二喷嘴的入口相连通，第二喷嘴的出口与第二吸入室、第二混合段相连通，第二混合段的出口端安装第二喉管且与其连通，所述的第二扩散管安装在第二喉管的出口端。
7.如权利要求6所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:所述的第二吸入室与第一扩散管出口相连通。
8.如权利要求6所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:所述的第二喷嘴的结构包括一个圆柱形结构和一发散的喇叭形结构，圆柱形结构的前端与第二喷射道的后端相连，圆柱形结构的后端与喷嘴中喇叭形结构前端相连。
9.如权利要求6所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于:第二扩散管为一个发散的喇叭形结构；
第二喉管为一个圆柱形结构；
第二混合段为一个发散的喇叭形结构。
10.如权利要求6所述的用于废热驱动的冷链物流喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述第二流道、第二喷射道、第二喷嘴、第二吸入室、第二混合段、第二喉管及第二扩散管的中心线位于同一条直线上。
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