CN201337967Y - 小尺寸蒸汽喷射器 - Google Patents

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CN201337967Y CNU2008201573138U CN200820157313U CN201337967Y CN 201337967 Y CN201337967 Y CN 201337967Y CN U2008201573138 U CNU2008201573138 U CN U2008201573138U CN 200820157313 U CN200820157313 U CN 200820157313U CN 201337967 Y CN201337967 Y CN 201337967Y
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汤小亮
曹家枞
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东华大学
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Abstract

本实用新型涉及一种小尺寸蒸汽喷射器,包括外壳(2),带有端盖(1)的导管(3)以及拉伐尔喷嘴(6)。外壳(2)的一端为喷射器出口(20),另一端通过端盖(1)装有导管(3),所述的导管(3)在端盖(1)的一端为工作流体入口(21),另一端为一个渐缩渐扩型拉伐尔喷嘴(6),所述的外壳(2)包括抽吸室(4)、混合收缩段(5)、等截面混合段(8)和扩压段(9)四个部分,所述的拉伐尔喷嘴(6)的喷嘴出口(7)位于混合收缩段(5)的区域,所述的抽吸室(4)上开有引射流体入口(22)。本实用新型结构简单,安装布置灵活,运行稳定,可用于喷射压缩、真空蒸发、小型喷射制冷等领域,并且对工作介质压力要求低,对节能环保有着非常积极的意义。

Description

小尺寸蒸汽喷射器
技术领域
本实用新型属于一种压縮流体的装置,特别是涉及一种蒸汽喷射器。 背景技术喷射器是一种利用射流紊动扩散作用来传递质量和能量的混合反应装置,蒸汽喷射器是以蒸汽为工作介质,引射空气、二次蒸汽、R134a等气体以实现抽吸真空、压縮气体、 余热利用、制冷空调以及输运流体等目的。由于蒸汽喷射器具有结构简单、成本低廉、工作稳定可靠、安装维护方便等优点,被广泛的应用于石油化工、冶炼、食品加工以及医药等行业中。同时,由于蒸汽喷射器具有能很好利用低品位热能、绿色能源等优点,由其构成的喷射式制冷系统具有很好的节能环保潜力,其在制冷空调行业中的应用越来越受到各国研究者的关注。
当前,喷射器在制冷领域中大多作为辅助装置提出,如在名称为喷射器,申请号为 200510051661.8的发明专利中,喷射器仅作为一种用于减小流体压力的减压装置被提出; 在名称为具有喷射器的蒸汽压缩制冷系统,申请号为03123602.2的发明专利中,喷射器仅作为提高压縮机吸气压力,减小压缩机能耗的辅助装置。在这样的系统中,喷射器虽然能改善系统的性能,但是系统中的绝大部分能源消耗仍然靠常规能源提供,无法达到太阳能或者废热回收型喷射式制冷那样巨大的节能环保效果。在名称为新型蒸汽喷射器,申请号为00120642.7发明专利中,提出了一个由小型喷射器组合而成的组合喷射器。这样的组合喷射器能灵活地通过调整小型喷射器的个数及组合形式来适应喷射器的工作要求,但是对于单个喷射器的结构优化和性能提升还缺少研究。
对于以蒸汽喷射器为核心的喷射式制冷,喷射器的性能对整个喷射式制冷系统有着至关重要的影响。由蒸汽喷射器理论可知,影响喷射器性能的因素主要有以下两大方面:1) 喷射器的运行参数。特别是工作流体压力,作为喷射器运行的源动力,对喷射器的性能表现有着重要的影响。由于蒸汽喷射器在实际运行中存在一定的工作蒸汽压力损失,大尺寸喷射器稳定运行的工作蒸汽压力要求比较高,不适合太阳能和低品位热能的直接利用。而对于小尺寸的蒸汽喷射器,其稳定运行的工作蒸汽压力可以降到0. 2〜0. 4Mpa,可以获得更为广阔的应用市场。2)喷射器的结构参数。喷射器的结构型式直接影响到了其内部的流动形式,好的结构型式可以提高高速射流的紊动扩散作用,减小内部流动损失,提高喷射器的抽吸能力和整体性能。 发明内容3
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小尺寸,内部流动损失小的蒸汽喷射器。 一种小尺寸蒸汽喷射器,包括外壳(2),带有端盖(1)的导管(3)以及拉伐尔喷嘴 (6);外壳(2)的一端为喷射器出口(20),另一端通过端盖(1)装有导管(3),所述的导管(3)在端盖(1)的一端为工作流体入口 (21),另一端为一个渐缩渐扩型拉伐尔喷嘴(6), 所述的外壳(2)包括抽吸室(4)、混合收縮段(5)、等截面混合段(8)和扩压段(9)四个部分, 所述的拉伐尔喷嘴(6)的喷嘴出口 (7)位于混合收縮段(5)的区域,所述的抽吸室(4)上开有引射流体入口(22)。
所述的混合收縮段(5)为曲线光滑过渡型,縮角a由90°过渡到20° 。 所述的拉伐尔喷嘴(6)喉部直径为4mm,出口直径为6mm,喷射器径向尺寸最大为108mm, 轴向尺寸为435mm。 有益效果本实用新型结构简单,安装布置灵活,运行稳定,且采用曲线过渡形式的混合收縮段 (5),能较大的提高喷射器的性能,可用于喷射压缩、真空蒸发、小型喷射制冷等领域, 并且对工作介质压力要求低,能很好的利用太阳能以及电厂排气废热、工业用能废热等低品位热能,对节能环保有着非常积极的意义;可以有效地应用于增压喷射式制冷系统、真空抽吸设备以及辅助增压装置中。 附图说明图l为本实用新型结构示意图; 图2为拉伐尔喷嘴结构示意图; 图3为混合收縮段结构示意图;图4为装有本实用新型的太阳能喷射制冷循环系统示意图。 具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1一种小尺寸蒸汽喷射器,包括外壳2,带有端盖1的导管3以及拉伐尔喷嘴6。外壳2 的一端为喷射器出口20,另一端通过端盖1装有导管3,所述的导管3在端盖1的一端为工作流体入口21,另一端为一个渐縮渐扩型拉伐尔喷嘴6,所述的外壳2包括抽吸室4、
混合收縮段5、等截面混合段8和扩压段9四个部分,所述的拉伐尔喷嘴6的喷嘴出口 7 位于混合收缩段5的区域,所述的抽吸室4上开有引射流体入口22,所述的混合收縮段5 为曲线光滑过渡型,缩角a由90°过渡到20° 。
使用时由加(换)热装置生产的高压工作介质,工作介质从工作流体入口 21进入导管3,经拉伐尔喷嘴6的增速减压后高速从喷嘴出口 7喷出,拉伐尔喷嘴6,与喷射器外壳2配合形成一个喷射压縮装置,工作介质经过该拉伐尔喷嘴6后变成2〜3倍音速的超音速流体,从而在混合收缩段5产生负压,抽吸引射流体入口 22的工作介质进入到混合收缩段5,两股工作介质在经过混合收縮段5和等截面混合段8的充分混合后, 一起进入到扩压段9被增压后由喷射器出口20喷出,在喷射制冷中,喷射器出口20接冷凝器10, 引射流体入口22接蒸发器ll。
本实用新型的工作介质可以是稍有过热的水蒸气,压力在0.20〜0.35 Mpa的范围内。 喷射器内部拉伐尔喷嘴6喉部的直径为4mm,出口直径为6mm,喷射器径向尺寸最大为 108mm,轴向尺寸为435mm。工作介质也可以是R123、 R134a等绿色环保的制冷剂。
如图4所示,本发明的新型小尺寸喷射器应用于太阳能喷射制冷系统,包括太阳能集热系统和喷射制冷循环系统两大部分。太阳能集热系统主要用于生产工作蒸汽,形成的高压制冷剂蒸汽进入喷射器15,经过拉伐尔喷嘴6后形成高速气流,然后通过紊动扩散作用将蒸发器11中制冷剂蒸汽抽吸到喷射器15中,同时维持蒸发器11的真空及低温,产生冷量;喷射器15再将两股蒸汽充分混合后,在扩压段9中提高压力并进入冷凝器10中冷凝;从冷凝器10中出来的制冷剂一部分经循环泵12进入发生器13,另外一部分经膨胀阀 14进入蒸发器11蒸发制冷,从而完成整个制冷循环。
本实用新型使用的制冷剂为水蒸汽,高温型太阳能集热器16能提供120'C〜15CrC高温水蒸汽,正好符合本发明中新型小尺寸蒸汽喷射器稳定运行的参数范围。同时,曲线光滑过渡型混合收縮段5的喷射器,能很好地适应喷射器内蒸汽的流动形态,减小流动损失, 可以将蒸汽喷射器的效率提高21. 3%,从而也提高了太阳能喷射制冷系统的性能。

Claims (3)

1. 一种小尺寸蒸汽喷射器,其特征是:包括外壳(2),带有端盖(1)的导管(3)以及拉 伐尔喷嘴(6);外壳(2)的一端为喷射器出口(20),另一端通过端盖(1)装有导管(3), 所述的导管(3)在端盖(1)的一端为工作流体入口 (21),另一端为一个渐縮渐扩型拉伐 尔喷嘴(6),所述的外壳(2)包括抽吸室(4)、混合收縮段(5)、等截面混合段(8)和扩压 段(9)四个部分,所述的拉伐尔喷嘴(6)的喷嘴出口(7)位于混合收縮段(5)的区域,所 述的抽吸室(4)上开有引射流体入口 (22)。
2. 如权利要求1所述的小尺寸蒸汽喷射器,其特征是:所述的混合收缩段(5)为曲线光滑 过渡型,縮角a由90°过渡到20° 。
3. 如权利要求1或2所述的小尺寸蒸汽喷射器,其特征是:所述的拉伐尔喷嘴(6)喉部直 径为4mm,出口直径为6mm,喷射器径向尺寸最大为108咖,轴向尺寸为435腦。
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