CN104801435A

CN104801435A - 菊花型喷嘴射水抽气器和喷射式混合器

Info

Publication number: CN104801435A
Application number: CN201410030764.5A
Authority: CN
Inventors: 刘友宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2015-07-29

Abstract

一种亚音速菊花型喷嘴以及安装有该喷嘴的射水抽气器，或喷射式混合器，或蒸汽喷射增压器，或蒸汽喷射热水器等装置。所述菊花型喷嘴包括3个部分：喷嘴入口段、喷嘴出口段以及喷嘴延长段，这3个部分依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。所述安装有亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器等装置包括：1)主流入口段；2)菊花型喷嘴；3)吸入室以及与吸入室相连的次流入口；4)扩散室混合段；5)扩散室喉部；6)扩散室扩散段。相对于现在大量使用的收敛的圆锥形喷嘴或直管形喷嘴，以及安装有该喷嘴的射水抽气器等装置，本发明从机理上、从根本上大幅度提高了装置的喷射系数、工作效率和可调节的主次流混合比。

Description

菊花型喷嘴射水抽气器和喷射式混合器

技术领域

本发明属于能源、石油、化工、冶金、电力、医药、机械、制冷、海水淡化以及军工等行业设备技术领域，具体涉及一种亚音速菊花型喷嘴及安装有该型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置。

此外，本发明涉及一种具有高效引射和混合性能的亚音速菊花型喷嘴。

此外，本发明涉及一种用于电力汽轮机的射水抽气器和/或带轴封射水抽汽器的射水抽气器。

此外，本发明涉及一种用于能源、石油、化工、医药等的喷射式混合器。

此外，本发明涉及一种用于电力、制冷、暖通、海水淡化等的蒸汽喷射增压器。

此外，本发明涉及一种用于能源、化工、医药、五金电器等的蒸汽喷射热水器等。

背景技术

射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置是由一定压力、温度的动力气体或液体(称为主流)，经过圆锥形或直管(圆筒形)喷嘴喷射后进入扩散室混合段(有的称为混合室，概念相同)，在扩散室混合段中与被引射的气体或液体(称为次流)进行动量、能量交换与混合，流经扩散室喉部，最终克服扩散室扩散段(有的称扩散管，概念相同)出口背压排出，从而达到抽取次流，并与次流充分混合的目的。

现在电力行业汽轮机等大量使用的射水抽气器，采用具有一定压力的水经过直管喷嘴喷射后进入扩散室，在扩散室混合段中与被引射的空气进行动量、能量交换与混合，被引射的空气入口设计有防止回流的蝶阀，水与空气的混合物流经扩散室喉部最终克服扩散室扩散段出口背压排出。另外，许多汽轮机的射水抽气器是带轴封射水抽汽器的射水抽气器，也就是说，在前述射水抽气器的出口下游，再连接一只三通结构形式的轴封抽汽器，利用前述射水抽气器扩散室扩散段出口水气混合物的动能，流经该三通结构中的圆锥形喷嘴，射入第二扩散室混合段，再一次引射汽轮机轴封水蒸气，在第二扩散室中水、空气、水蒸气三者动量、能量交换与混合后，通过直管，克服暴露于大气中射水箱(循环水池)的压力，排入射水箱中。

现在石油化工等行业大量使用的液-液和汽-液喷射式混合器结构有A、B、C三种型式。A型为焊接结构、法兰连接，筒体采用管材，喷嘴和扩散室为铸件。B型为铸造结构、法兰连接，喷嘴和扩散室均采用铸件。C型为铸造结构、螺纹连接，材料可为铸件或型材。当混合器的混合段直径D_m大于20mm时，宜选用A型，当D_m小于等于20mm时，宜选用B型或C型。喷射式混合器的扩散室按工艺性能分为三段：喉部之前的为扩散室接受段，喉部为扩散室混合段，喉部之后的为扩散室扩散段。A、B、C三种型式喷射式混合器的喷嘴均采用收敛的圆锥形喷嘴。

现有技术大量使用的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，其最关键的喷嘴零部件均采用收敛的圆锥形喷嘴或直管(圆筒形)喷嘴，虽然结构简单，但是能耗高，喷射系数(喷射系数)特别小，可调节的主次流流量比范围很小，装置效率低，充分混合距离长。

因为主流在喷嘴中流动，及其在下游扩散室中与被引射次流介质的流动、混合过程受多种重要因素影响，引射、混合机理比较复杂，其理论和设计方法等目前尚不完善。

在现有技术中，专利号为ZL94245338.7的专利公开了一种射水抽气器，其喷嘴为常规圆锥性喷嘴，为了降低喷嘴射出的水与被引射空气混合物与扩散室扩散段壁面摩擦所产生的能耗，在扩散室扩散段上方增设环状缝隙状喷嘴，使扩散室扩散段内壁附加一层高速环状水流，其说明书称能达到降低射水与被引射空气混合物在扩散室扩散段的能耗。

授权公告号为CN203051254U的专利公开了一种射水抽气器，其喷嘴使用常规的直管喷嘴，但增加了喷嘴轴向移动调节机构，目的是将喷射距离由固定不变改为可调节，满足工艺改造后，射水抽气器能利旧使用。

授权公告号为CN2654866Y的专利公开了一种凝汽器多级射汽式抽气器系统，其喷嘴采用的是常规拉瓦尔(Laval)喷管，目的是利用水蒸气动力介质解决射水抽气器及水环真空泵耗水量大、耗能高及抽气效果差问题，具有结构简单、操作方便、运行可靠、不消耗电能、无消耗水等优点。利用这种射汽式抽气器代替射水抽气器，虽然喷射系数相对有提高，无水电消耗，但其运行成本成倍上升了，不能达到节能环保目的，工程很少采用，因为使用的水蒸气动力介质成本高、耗能非常大。

授权公告号为CN202835373U的专利公开了一种喷射式混合器。在天然气能源行业中，因为供给用户的天然气压力较低，所以灯具行业灯泡制作、纺织行业所用的烧毛器等为了使天然气燃烧出现较长的火焰，该专利采用了一种常规直管喷嘴的喷射式混合器，利用较高压力的空气引射较低压力的天然气，空气与被引射的天然气混合增压后喷出至烧嘴内燃烧。虽然达到了一定的输送天然气的效果，但是该种直管喷嘴喷射系数小，可调节的主次流流量比范围小，混合效率低，没有突破性地从根本上、从机理上来大幅度提高喷射系数和混合效率。

授权公告号为CN201436062U的专利公开了一种蒸汽喷射式混合器。该种喷射式混合器目的是用蒸汽加热液体，喷嘴为多个圆形小孔结构，不能用于具有引射作用的抽气器、混合器。

授权公告号为CN26677021Y的专利公开了一种喷射式混合器，其类似浴室淋喷头形式的喷嘴，目的是解决高温热防护的问题，不能用于具有引射作用的抽气器、混合器。

授权公告号为CN2096009U的专利公开了一种蒸汽冷凝水回收喷射器，其收敛圆锥型喷嘴是一种用于锅炉蒸汽冷凝水回收装置中的汽与水的混合喷射器，目的是混合、解决汽堵问题，不能用于具有引射作用的喷射式抽气器、混合器。

发明内容

本发明的主要目的是解决上述现有技术中存在的难题，发明了一种亚音速菊花型喷嘴及其安装有该喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，代替现在大量使用的圆锥形或圆筒形(直管)喷嘴，从机理上改变了主流流体喷出喷嘴的流动和分布形态，以及与被引射次流在扩散室的流动和分布形态，进而使射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置的喷射系数和工作效率得到根本的提高，大幅度减少射水抽气器、喷射式混合器等装置的主流消耗量，大幅度拓宽主次流混合比，降低振动噪声。

本发明还有另一个目的是提供一种与亚音速菊花型喷嘴相配套的射水抽气器和/或带轴封射水抽汽器的射水抽气器。

本发明还有另一个目的是提供一种与亚音速菊花型喷嘴相配套的喷射式混合器。

本发明还有另一个目的是提供一种与亚音速菊花型喷嘴相配套的蒸汽喷射增压器或蒸汽喷射热水器等装置。

根据本发明一实施例，公开了一种亚音速菊花型喷嘴，包括3个部分：1)喷嘴入口段(图1中符号1)：2)喷嘴出口段(图1中符号2)；3)喷嘴延长段(图1中符号3)。这3个部分依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。

菊花型喷嘴入口段为沿流动方向横截面积逐渐减小或等横截面面积结构，其壁面型线是便于加工的锥形管结构或直管结构。

喷嘴出口段的型面为菊花形的褶皱结构，沿流动方向喷嘴出口段横截面积不断减小、或不变、或逐渐增大；喷嘴出口段菊花形的褶皱结构，在圆周方向上为菊花状呈周期性排列的对称结构或非对称结构；菊花形的褶皱结构在任意一个横截面上可以是由圆弧线、三角函数线、双曲线、抛物线、椭圆线、直线等或它们之间的任意组合围成的一个封闭曲线，在工程上常用的为圆弧线、直线或它们之间的任意组合。

喷嘴延长段为等横截面积或变横截面积的管道形状，对于等横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止横截面相同，对于变横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止横截面形状相同，横截面积不同，但拉伸母线可以是直线或任意曲线。

如图1所示亚音速菊花型喷嘴满足：1)D1>D2或D1＝D2，其中，喷嘴入口段起始横截面直径为D1，喷嘴入口段终止横截面直径为D2：2)L1>0mm，L2＝10～1000mm，L3＝0～600mm，其中，喷嘴入口段轴向长度为L1，喷嘴出口段菊花型结构的长度为L2，喷嘴延长段轴向长度为L4；3)A₃：A₄＝1：0.01～1：1000，A₄＝A₅或A₄<A₅，其中，喷嘴出口段起始横截面流通面积为A₃，喷嘴出口段终止横截面流通面积为A₄，喷嘴延长段横截面流通面积为A₅；4)AN1＝-60°～60°，AN2＝-60°～75°，n＝2～64，B＝1～1000mm，其中，内扩张角为AN1，外扩张角为AN2，圆周方向上菊花瓣型结构的个数为n，喷嘴出口段终止横截面上菊花瓣型结构周向宽度为B(如图2所示)。常用的为，L1/D1＝2～5，L2/D2＝1～6，L3＝0或10～100mm，A₃：A₄＝1：1～1：5，AN1＝AN2＝0°～10°，n＝6～22，B＝20～100mm。

如图3、图4、图5所示，本发明公开了另外3种亚音速菊花型喷嘴，包括3个部分：1)喷嘴入口段(图3、图4、图5中符号1)；2)喷嘴出口段(图3、图4、图5中符号2)；3)喷嘴延长段(图3、图4、图5中符号3)。这3个部分依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。与第一实施例图1相比，该发明不同点在于：喷嘴出口横截面(L3＝0或L3≠0均可)可以有或无切角修形，有或无凹切修形，有或无锯齿修形。切角是指沿喷嘴出口周向表面的径向线方向与中心对称轴不垂直(如图3所示，图3中符号10代表内切切掉的部分，外切的方向与之相反)；凹切修形是指在喷嘴出口横截面附近的固壁上按圆形、或椭圆形、或三角形加矩形、或其它双曲线、抛物线、三角函数线等曲线形状沿周向挖掉(如图4所示，图4中符号11代表凹切掉的部分)；锯齿修形是指喷嘴出口横截面附近的固壁上按锯齿形状沿周向挖掉(如图5所示，图中符号12代表锯齿修形切掉的部分)。修形主要目的增加主次流的接触周长，主流提前引射次流，增加主流裹挟次流的强度和作用范围；当L3＝0时，优选地，设计切角修形或凹切修形或锯齿修形或它们之间的任意组合。

一种安装有所述亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，其特征在于：所述射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置包括：1)主流入口段(图6中符号4)以及与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口(图6中符号41)；2)菊花型喷嘴(图6中符号5)；3)吸入室(图6中符号6)以及与吸入室相连的次流入口(图6中符号61)；4)扩散室混合段(图6中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(图6中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(图6中符号72)；5)扩散室喉部(图6中符号8)；6)扩散室扩散段(图6中符号9)。所述亚音速菊花型喷嘴安装在吸入室内，菊花型喷嘴入口段(图1、图3、图4、图5中符号1)与主流入口段(图6中符号4)的接头采用铸造、或焊接、或垫片密封加螺纹连接、或垫片密封加法兰连接。优选地，菊花型喷嘴(图6中符号5)的出口横截面与扩散室混合段入口部分(图6中符号71)的入口横截面平行，在轴向上两者的直线距离在±500mm范围内，即L4＝±500mm，其中L4为菊花型喷嘴出口的横截面与扩散室混合段入口部分的入口横截面之间的轴向距离。所述与亚音速菊花型喷嘴相配套的扩散室满足：1)D3>D4或D3＝D4，D4>D5，D5>D6，D6<D7，其中，吸入室横截面直径为D3，扩散室入口部分起始横截面直径为D4，扩散室混合段收敛部分起始横截面直径为D5，扩散室喉部直径为D6，扩散室终止横截面直径为D7；2)优选地，L1/D1>0.5～2，L5>(L1+L2+L3±500mm)，L6≥0mm，L7>0mm，(L6+L7)/D6＝5～20，L8/D6＝1～5，L9/D7＝3～6，其中，吸入室次流入口段轴向长度为L5，扩散室混合段入口部分长度为L6，扩散室混合段收敛部分长度为L7，扩散室喉部长度为L8，扩散室扩散段长度为L9。

根据本发明二实施例，另外一种安装有所述亚音速菊花型喷嘴的喷射式混合器、或射水抽气器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，如图7所示，其特征在于：所述喷射式混合器、或射水抽气器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置包括：1)主流入口段(图7中符号4)；2)菊花型喷嘴(图7中符号5)；3)装置外壳(图7中符号6)以及与外壳相连的次流入口(图6中符号61)；4)扩散室混合段(图7中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(图7中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(图7中符号72)；5)扩散室喉部(图7中符号8)；6)扩散室扩散段(图7中符号9)；其中，因为主流入口段设计成圆锥收敛形，所以与主流入口段相连的菊花型喷嘴入口段设计为等横截面的直管，图7中符号62为扩散室定位加强筋，定位加强筋与扩散室焊接、或铸造成一体，定位加强筋与外壳(图7中符号6)为定位配合。该实施例中次流吸入室由外壳、主流入口段外表面、菊花型喷嘴外表面、次流入口、扩散室混合段、定位加强筋之间的空间组成。其余与[029]所述特征相同。

根据本发明三实施例，一种安装有所述亚音速菊花型喷嘴的带轴封射水抽汽器的射水抽气器，如图8所示，其特征在于：所述带轴封射水抽汽器的射水抽气器包括：1)主流入口段(图8中符号4)以及与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口(图8中符号41)；2)菊花型喷嘴(图8中符号5)；3)吸入室(图8中符号6)以及与吸入室相连的被抽空气的次流入口(图8中符号61)；4)扩散室混合段(图8中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(图8中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(图8中符号72)；5)扩散室喉部(图8中符号8)；6)扩散室扩散段(图8中符号9)；7)过渡管段(图8中符号21)；8)水气混合物主流入口段(图8中符号22)；9)第二菊花型喷嘴(图8中符号25)；10)第二吸入室(图8中符号23)以及与第二吸入室相连的被抽轴封汽的第二次流入口(图8中符号24)；11)第二扩散室混合段(图8中符号26)，它由两部分组成：一是第二扩散室混合段入口部分(图8中符号261)，二是第二扩散室混合段收敛部分(图8中符号262)；12)第二扩散室喉部(图8中符号27)；13)第二扩散室喉部下游管道(图8中符号28)。与[029]所述射水抽气器相比，不同之处在于，带轴封射水抽汽器的射水抽气器是在前述射水抽气器的出口下游，再连接一段轴封抽汽器(如图8所示)，利用前述射水抽气器扩散室扩散段出口水气混合物的动能，流经该带轴封射水抽汽器中安装的亚音速菊花型喷嘴，射入第二扩散室混合段，再一次引射汽轮机轴封水蒸气，在第二扩散室中水、空气、水蒸气三者动量、能量交换与混合后，通过第二扩散室喉部(图8中符号27)和第二扩散室喉部下游管道(图8中符号28)，克服暴露于大气中射水箱(循环水池)的压力，排入射水箱中。其余与[029]所述本质相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明改变了喷嘴传统的收敛圆锥形喷嘴或直管(圆筒形)喷嘴结构形式，将喷嘴出口段设计成亚音速菊花型结构。因为菊花型喷嘴出口横截面的褶皱型结构，所以喷嘴下游主流与次流的有效接触面积大大增加了，即主流粘性拖拉次流的作用力大大强化了。另外，根据具体工况，在喷嘴出口段末端横截面上增加菊花型结构延长段，从机理上再次改变了主流离开喷嘴后的流动形态以及流线分布，稳定被引射进入扩散室的次流介质流动状态，改善了主流与被引射次流在扩散室中的流动形态。接着，根据具体工况，对菊花型喷嘴进行修形设计：切角、凹切、锯齿，进一步增加了主次流的接触周长和接触面积，主流提前引射次流，增加主流裹挟次流的强度和作用范围。再者，将扩散室混合段(图6、图7中符号7)设计为由扩散室混合段入口部分(图6、图7中符号71)和扩散室混合段收敛部分(图6、图7中符号72)两部分组成，改变了混合段流场形态和结构，改变了主次流之间的配合形态，即改善了喷嘴与扩散室之间的配合，强化了主流粘性裹挟被引射次流的能力。优选地，所有结构尺寸由详细数值模拟、或基于数值模拟、或基于试验的方法确定。最终因为主流在亚音速菊花型喷嘴出口附近和下游的大范围真空低压区、菊花型喷嘴修形设计、扩散室与喷嘴的有效配合、主次流之间的配合、主次流接触剪切周长的增加、主次流有效接触面积的巨大增加等机理，使主流裹挟次流的能力从根本上突破性地增强，所以通过所述亚音速菊花型喷嘴及其配套的扩散室，能够在同样主流质量流量下大大增加次流质量流量，或在同样的次流质量流量下大大减少主流消耗量，即大大提高了装置的喷射系数、工作效率和可调节的主次流混合比。据申请者初步研究，相比现有的收敛圆锥形喷嘴或直管喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，其喷射系数、短距离混合效率可以达到提高100％以上。

附图说明

图1代表本发明所述的一种亚音速菊花型喷嘴主视图的基本示意图。其中，图1中符号1代表喷嘴入口段，图1中符号2代表喷嘴出口段，图1中符号3代表喷嘴延长段。

图2代表本发明所述的一种菊花瓣型结构个数为4的对称菊花型喷嘴出口段横截面的基本示意图。

图3代表本发明所述的一种切角修形亚音速菊花型喷嘴主视图的基本示意图。其中，图3中符号1代表喷嘴入口段，图3中符号2代表喷嘴出口段，图3中符号3代表喷嘴延长段，图3中符号10代表菊花型喷嘴被切角修形掉的部分。

图4代表本发明所述的一种凹切修形亚音速菊花型喷嘴主视图的基本示意图。其中，图4中符号1代表喷嘴入口段，图4中符号2代表喷嘴出口段，图4中符号3代表喷嘴延长段，图4中符号11代表菊花型喷嘴被凹切修形掉的部分。

图5代表本发明所述的一种锯齿修形亚音速菊花型喷嘴主视图的基本示意图。其中，图5中符号1代表喷嘴入口段，图5中符号2代表喷嘴出口段，图5中符号3代表喷嘴延长段，图5中符号12代表菊花型喷嘴被锯齿修形掉的部分。

图6代表本发明所述实施例一的安装有该亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置的基本示意图。其中，图6中符号4代表主流入口段，图6中符号41代表与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口，图6中符号5代表菊花型喷嘴，图6中符号6代表吸入室，图6中符号61代表与吸入室相连的次流入口，图6中符号7代表扩散室混合段，图6中符号71代表扩散室混合段入口部分，图6中符号72代表扩散室混合段收敛部分，图6中符号8代表扩散室喉部，图6中符号9代表扩散室扩散段。

图7代表本发明所述实施例二的安装有亚音速菊花型喷嘴的喷射式混合器、或射水抽气器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置基本示意图。其中，图7中符号4代表主流入口段，图7中符号5代表菊花型喷嘴，图7中符号6代表外壳，图7中符号61代表与外壳相连的次流入口，图7中符号7代表扩散室混合段，图7中符号71代表扩散室混合段入口部分，图7中符号72代表扩散室混合段收敛部分，图7中符号8代表扩散室喉部，图7中符号9代表扩散室扩散段。

图8代表本发明所述实施例三的安装有该亚音速菊花型喷嘴的带轴封射水抽汽器的射水抽气器的基本示意图。其中，图8中符号4代表主流入口段，图8中符号41代表与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口，图8中符号5代表菊花型喷嘴，图8中符号6代表吸入室，图8中符号61代表与吸入室相连的次流入口，图8中符号7代表扩散室混合段，图8中符号71代表扩散室混合段入口部分，图8中符号72代表扩散室混合段收敛部分，图8中符号8代表扩散室喉部，图8中符号9代表扩散室扩散段，图8中符号21代表过渡管段，图8中符号22代表水气混合物主流入口段，图8中符号23代表第二吸入室，图8中符号24代表与吸入室相连的被抽轴封汽的第二次流入口，图8中符号25代表第二菊花型喷嘴，图8中符号26代表第二扩散室混合段，图8中符号261代表第二扩散室混合段入口部分，图8中符号262代表第二扩散室混合段收敛部分，图8中符号27代表第二扩散室喉部，图8中符号28第二扩散室喉部下游管道。

具体实施方式

图1至图8示出一种亚音速菊花型喷嘴，及安装有该亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置。所有安装有该亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置的实施和/或操作，将在本发明第一优选实施例的详细描述中给出。

将图1中菊花型喷嘴的3个部分：喷嘴入口段(图1中符号1)、喷嘴出口段(图1中符号2)以及喷嘴延长段(图1中符号3)，依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。所述亚音速菊花型喷嘴安装在吸入室内，菊花型喷嘴入口段(图1、图3、图4、图5中符号1)与主流入口段(图6中符号4)的接头采用铸造、或焊接、或垫片密封加螺纹连接、或垫片密封加法兰连接。将工艺装置中需要被抽吸混合的次流管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接到次流入口段(图6中符号61)，将扩散室扩散段出口(图6中符号9)与工艺装置中输送混合流体的工艺管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接。

对第三实施例，除[042]连接方式外，将扩散室扩散段出口(图6中符号9)采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接与过渡管段(8中符号21)相连，过渡管段(8中符号21)采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接与水气混合物主流入口段(图8中符号22)相连，水气混合物主流入口段(图8中符号22)与第二菊花型喷嘴入口段(图8中符号25)采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接；将汽轮机轴封水蒸气的第二次流来流管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接到第二次流入口段(图8中符号24)，第二扩散室喉部下游管道(图8中符号28)与工艺装置中连接射水箱的工艺管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接，排入射水箱中。

将图3、图4、图5中菊花型喷嘴的3个部分：喷嘴入口段(图3、图4、图5中符号1)、喷嘴出口段(图3、图4、图5中符号2)以及喷嘴延长段(图3、图4、图5中符号3)，依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。然后，进行各种修改：切角修形(图3符号10)，或凹切修形(图4中符号11)，或锯齿修形(图5中符号12)，或它们之间的任意组合修形。最终形成完整的亚音速菊花型喷嘴(图6中符号5)。其它的具体实施方式与[042]所述相同。

在实际使用时，根据不同的操作工况、喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器的结构尺寸，选取合适的亚音速菊花型喷嘴(图6中符号5)、各种修形措施、以及出口横截面与扩散室混合段入口部分起始横截面之问的相对位置等，保证装置能更高效工作。

最后需要说明的是：上述各技术方案、原理和实施例只是本发明的实施方式而非限制，尽管参照较佳的实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域内的技术人员，在本发明公开的原理、技术方案、方法或应用等基础上，很容易做出各种类型的修改、变形或等同替换，而未脱离本发明原理、技术方案、方法或应用等的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种用于射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置的亚音速菊花型喷嘴，其特征在于该喷嘴包括3个部分：喷嘴入口段、喷嘴出口段和喷嘴延长段。这3个部分依次连接，形成完整的亚音速菊花型喷嘴结构。

2.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于所述喷嘴入口段为直管结构或收敛的锥形管结构。

3.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于所述菊花型喷嘴出口段为由圆管形逐渐过渡到呈菊花形的褶皱结构，沿流动方向喷嘴出口段横截面积不变或增大或减小，喷嘴出口段的菊花形褶皱型结构，在圆周方向上呈周期性排列的对称结构或非对称结构，菊花形褶皱型结构在任意一个横截面上可以是具有壁厚的由圆弧线、三角函数线、双曲线、抛物线、椭圆线、直线等曲线或它们之间的任意组合围成的一个封闭曲线。

4.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于菊花型喷嘴出口段的菊花型横截面轮廓线型线，在工程上常用的为圆弧线、直线或它们之间的任意组合，较优选地为沿周向轮廓线方向采用圆弧线、直线交替布置，相邻的两根直线平行布置。

5.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于菊花型喷嘴延长段为等横截面积或变横截面积的管道形状，对等横截面积形状，其向下游延伸段的横截面大小和形状与喷嘴出口段的终止截面的大小和形状相同：对变横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止截面形状相同，但横截面积不同，拉伸母线可以是直线或任意曲线。

6.如权利要求1至5任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于喷嘴出口截面可以有或无切角修形，有或无凹切修形，有或无锯齿修形，有或无切角修形、凹切修形、锯齿修形它们之间的任意组合，切角是指沿喷嘴出口周向表面的径向切角线方向与中心对称轴不垂直，有内切角修形和外切角修形两种(如说明书附图3所示，图中符号10表示内切角修形切掉的部分，外切角修形的方向与之相反)；凹切修形是指在喷嘴出口截面附近的固壁上按圆形、或椭圆形、或三角形加矩形、或双曲形、或抛物形、或其它曲线形状沿周向挖掉(如说明书附图4所示，图中符号11表示凹切掉的部分)；锯齿修形是指喷嘴出口截面附近的固壁上按锯齿形状沿周向挖掉(如说明书附图5所示，图中符号12表示锯齿修形切掉的部分)。

7.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：1)D1>D2或D1＝D2，其中，喷嘴入口段起始横截面直径为D1，喷嘴入口段终止横截面直径为D2；2)L1>0mm，L2＝10～2000mm，L30～1000mm，其中，喷嘴入口段轴向长度为L1，喷嘴出口段菊花型结构的长度为L2，喷嘴延长段轴向长度为L43；3)A₃：A₄＝1：0.01～1：1000，A₄＝A₅或A₄<A₅，其中，喷嘴出口段起始横截面流通面积为A₃，喷嘴出口段终止横截面流通面积为A₄，喷嘴延长段横截面流通面积为A₅；4)AN1＝-60°～60°，AN2＝-60°～75°，n＝2～64，B＝1～1000mm，其中，内扩张角为AN1，外扩张角为AN2，圆周方向上菊花瓣型结构的个数为n，喷嘴出口段终止横截面上菊花瓣型结构周向宽度为B(如说明书附图2所示)。

8.如权利要求7所述的菊花型喷嘴，其特征在于：常用的为，L1/D1＝2～5，L2/D2＝1～6，L3＝0或10～100mm，A₃：A₄＝1：1～1：5，AN1＝AN2＝0°～10°，n＝6～22，B＝20～100mm；当L3≠0时，优先选择进行切角修形、或凹切修形、或锯齿修形、或它们之间的任意组合，其中，喷嘴延长段轴向长度为L3。

9.一种带有安装有权利要求1至8中任一项所述亚音速菊花型喷嘴的射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，其特征在于：所述射水抽气器、或喷射式混合器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置包括：1)主流入口段(如说明书附图6中符号4)以及与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口(如说明书附图6中符号41)；2)菊花型喷嘴(如说明书附图6中符号5)；3)吸入室(如说明书附图6中符号6)以及与吸入室相连的次流入口(如说明书附图6中符号61)；4)扩散室混合段(如说明书附图6中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(如说明书附图6中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(如说明书附图6中符号72)；5)扩散室喉部(如说明书附图6中符号8)；6)扩散室扩散段(如说明书附图6中符号9)；所述亚音速菊花型喷嘴安装在吸入室内，菊花型喷嘴入口段(如说明书附图1、图3、图4、图5中符号1)与主流入口段(如说明书附图6中符号4)的接头采用铸造、或焊接、或垫片密封加螺纹连接、或垫片密封加法兰连接；菊花型喷嘴(如说明书附图6中符号5)的出口横截面与扩散室混合段入口部分(如说明书附图6中符号71)的入口横截面平行，在轴向上两者的直线距离在±500mm范围内，即L4＝±500mm，其中L4为菊花型喷嘴出口的横截面与扩散室混合段入口部分的入口横截面之间的轴向距离；所述与亚音速菊花型喷嘴相配套的扩散室满足：1)D3>D4或D3＝D4，D4>D5，D5>D6，D6<D7，其中，吸入室横截面直径为D3，扩散室入口部分起始横截面直径为D4，扩散室混合段收敛部分起始横截面直径为D5，扩散室喉部直径为D6，扩散室终止横截面直径为D7；2)优选地，L1/D1>0.5～2，L5>(L1+L2+L3±500mm)，L6≥0mm，L7>0mm，(L6+L7)/D6＝5～20，L8/D6＝1～5，L9/D7＝3～6，其中，吸入室次流入口段轴向长度为L5，扩散室混合段入口部分长度为L6，扩散室混合段收敛部分长度为L7，扩散室喉部长度为L8，扩散室扩散段长度为L9。

10.另外一种带有安装有权利要求1至8所述亚音速菊花型喷嘴的喷射式混合器、或射水抽气器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置，其特征在于：所述喷射式混合器、或射水抽气器、或蒸汽喷射增压器、或蒸汽喷射热水器等装置包括：1)主流入口段(如说明书附图7中符号4)；2)菊花型喷嘴(如说明书附图7中符号5)；3)装置外壳(如说明书附图7中符号6)以及与外壳相连的次流入口(如说明书附图6中符号61)；4)扩散室混合段(如说明书附图7中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(如说明书附图7中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(如说明书附图7中符号72)；5)扩散室喉部(如说明书附图7中符号8)；6)扩散室扩散段(如说明书附图7中符号9)；其中，因为主流入口段设计成圆锥收敛形，所以与主流入口段相连的菊花型喷嘴入口段设计为等横截面的直管，说明书附图7中符号62为扩散室定位加强筋，与扩散室焊接或铸造成一体，与外壳(如说明书附图7中符号6)为定位配合；次流吸入室由外壳、主流入口段外表面、菊花型喷嘴外表面、次流入口、扩散室混合段、定位加强筋等之间的空间组成。

11.第三种带有安装有权利要求1至8中任一项所述亚音速菊花型喷嘴的带轴封射水抽汽器的射水抽气器等装置，其特征在于：所述带轴封射水抽汽器的射水抽气器等装置包括：1)主流入口段(如说明书附图8中符号4)以及与本装置外来流工艺管道相连接的主流介质来流口(如说明书附图8中符号41)；2)菊花型喷嘴(如说明书附图8中符号5)；3)吸入室(如说明书附图8中符号6)以及与吸入室相连的被抽空气的次流入口(如说明书附图8中符号61)；4)扩散室混合段(如说明书附图8中符号7)，它由两部分组成：一是扩散室混合段入口部分(如说明书附图8中符号71)，二是扩散室混合段收敛部分(如说明书附图8中符号72)；5)扩散室喉部(如说明书附图8中符号8)；6)扩散室扩散段(如说明书附图8中符号9)；7)过渡管段(如说明书附图8中符号21)；8)水气混合物主流入口段(如说明书附图8中符号22)；9)第二菊花型喷嘴(如说明书附图8中符号25)；10)第二吸入室(如说明书附图8中符号23)以及与第二吸入室相连的被抽轴封汽的第二次流入口(如说明书附图8中符号24)；11)第二扩散室混合段(如说明书附图8中符号26)，它由两部分组成：一是第二扩散室混合段入口部分(如说明书附图8中符号261)，二是第二扩散室混合段收敛部分(如说明书附图8中符号262)；12)第二扩散室喉部(如说明书附图8中符号27)；13)第二扩散室喉部下游管道(如说明书附图8中符号28)；所述亚音速菊花型喷嘴分别安装在第一、第二吸入室内，菊花型喷嘴入口段(如说明书附图如说明书附1、图3、图4、图5中符号1)与主流入口段(如说明书附图6、7中符号4、图8中符号22)的接头采用铸造、或焊接、或垫片密封加螺纹连接、或垫片密封加法兰连接。

12.如权利要求9或10或11所述的装置，其特征在于：当主流与次流的总流量小时，扩散室可以采用直管设计，即D5＝D6＝D7。