CZ2012543A3

CZ2012543A3 - Ejector and use thereof in a heating boiler

Info

Publication number: CZ2012543A3
Application number: CZ2012-543A
Authority: CZ
Inventors: Robin Exel; Jitka Krajčová
Original assignee: Krajčová; Hrabě
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-02-19
Also published as: CZ307509B6

Abstract

Ejektor tvořený vtokovým hrdlem (1) napojeným na hnací trysku (2) vstupující do směšovací komory (3), na kterou navazuje difuzor (4), přičemž směšovací komora (3) má na svém obvodu upraven vstup v podobě spirální skříně (5).An ejector formed by an inlet nozzle (1) connected to a drive nozzle (2) entering the mixing chamber (3) adjoining the diffuser (4), wherein the mixing chamber (3) has an inlet in the form of a spiral casing (5).

Description

EJEKTOR A JEHO POUŽITÍ U TOPNÉHO KOTLEEJECTOR AND ITS USE IN THE HEATING BOILER

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zdokonalení ejektoru, tedy čerpacího zařízení, které má svou funkci založenou na využití podtlaku. Dále se vynález týká použití tohoto ejektoru k smíchání a vhánění paliva, vody a okysličovadla do spalovacího prostoru teplotního kotle v různé jejich vzájemné kombinaci.The invention relates to an improvement of an ejector, i.e. a pumping device, which has a vacuum-based function. The invention further relates to the use of this ejector for mixing and injecting fuel, water and oxidant into the combustion chamber of a temperature boiler in various combinations thereof.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Je známo, že ejektor je proudové čerpadlo sloužící např. k sání z velkých hloubek nebo sání značně znečištěné vody. Toto zařízení patří mezi hydraulické stroje, jejich podskupinu čerpadla, sekci proudová čerpadla a v ní do samostatné skupiny o oborovém názvu ejektor. Ejektor pracuje na principu podtlaku a následného sání. Pro vytvoření podtlaku ejektor používá pracovní (hnací) médium. Pracovním médiem může být kapalina, vzduch, pára nebo plyn, ale také kal o různé vazkosti, zrnitosti nebo složení, přičemž jako výhodné pracovní médium se jeví kapalina. Kapalina vykonává práci svým prouděním v trysce, kdy je vháněná kapalina následně v difuzoru zrychlována a přes sací koš nebo jinak upravené ukončení podtlakového přívodu si přisává odsávanou látku (např. vodu i s bahnitými příměsemi z okolí), pomocí své směšovací komory.It is known that the ejector is a jet pump used, for example, for suction from great depths or suction of heavily contaminated water. This equipment belongs to hydraulic machines, their sub-group of pumps, section of jet pumps and in it into a separate group with the branch name ejector. The ejector works on the principle of vacuum and subsequent suction. The ejector uses a working (drive) medium to create a vacuum. The working medium may be liquid, air, steam or gas, but also sludge of varying viscosity, granularity or composition, with liquid as the preferred working medium. The liquid performs its flow in the nozzle, where the injected liquid is subsequently accelerated in the diffuser and sucks in the sucked substance (eg water with mudy impurities from the surroundings) through a suction basket or otherwise modified termination of the vacuum supply.

Ejektor je složen z vtokového hrdla napojeného na hnací trysku (Lavalova tryska), sacího/směšovacího prostoru přístupného přes sací hrdlo (sací koš), difuzoru (tlačná tryska, Venturiho trubice) a výtokového hrdla. Do vtokového hrdla přiváděné hnací médium vytváří podtlak, kterým je přisávána čerpaná složka přes sací koš. Ejektor může být ještě případně doplněn u vtokového hrdla regulačním ventilem a u výtokového hrdla uzavíracím ventilem či zpětnou klapkou.The ejector consists of an inlet throat connected to a drive nozzle (Laval nozzle), a suction / mixing space accessible through the suction throat (suction basket), a diffuser (pressure nozzle, Venturi tube) and an outlet throat. The drive medium supplied to the inlet port generates a negative pressure through which the pumped component is sucked through the suction basket. The ejector can optionally be supplemented with a control valve at the inlet port and a shut-off valve or non-return flap at the outlet port.

Ze znalostí funkce ejektoru a známých zásad hydrauliky a termodynamiky je zřejmé, že jde pomocí nastavených parametrů a regulace speciálně tvarového uzavíracího prvku v ejektoru nebo injektoru u zde umístěné Lavalovy trysky za pomocí této trysky a hnacího média vytvořit hydraulické a termodynamické poměry tak, aby bylo technologicky možné, že si toto čerpadlo může následně v kombinaci těchto svých součástí a hnacího média o daném tlaku, množství a vazkosti a za —z.-— regulace průtoku hnací tryskou přisávat do prostoru směšovače jakoukoliv jinou tekutou nebo zvodnělou látku, ale např. i abrazivo, jako u tryskacích strojů.From the knowledge of the ejector function and the known principles of hydraulics and thermodynamics, it is evident that by setting the parameters and regulating the specially shaped shut-off element in the ejector or injector at the Laval nozzle placed there, this nozzle and drive medium create hydraulic and thermodynamic ratios it is possible that the pump can subsequently suck in the mixer space any other liquid or aquifer, but also an abrasive, in combination with its components and the propellant of a given pressure, quantity and viscosity and under the control of the flow through the nozzle. as with blasting machines.

Tedy v současné době je tento výše uvedený princip na jehož zásadách je ejektor řešen, dále využíván např. k přečerpávání nádrží, jako chladící systém, záložní kalové čerpadlo, k povrchové úpravě (otryskávání součástí), k míchání oleje v nádrži nebo hasící technice (doplnění vody do hasícího proudu z místního zdroje).Nowadays, the above mentioned principle is based on the principles of the ejector and is further used eg for pumping tanks, such as cooling system, backup sludge pump, for surface treatment (blasting of parts), for mixing oil in the tank or fire extinguishing technology water to the extinguishing stream from a local source).

Charakter směšování proudu hnacího média a proudu aktivní složky ve směšovací komoře je závislý na použitých průměrech, množství, tlaku, ale i opomíjené vazkosti hnací kapaliny. Jsou známa technická řešení, která se snaží zajistit co nejrovnoměrnější promísení obou proudů v ejektoru, tj. zintenzivnit proces směšování. Bylo prokázáno, že směšovací proces lze do jisté míry ovlivnit tvarem hnací trysky, zejména tvarem její odtokové hrany. Byly tedy navrženy trysky s laloky, které příznivě ovlivňují směšování proudů v ejektoru.The nature of the mixing of the propellant stream and the active ingredient stream in the mixing chamber depends on the diameters, amount, pressure, and neglected viscosity of the propellant. There are known technical solutions which try to ensure the mixing of both streams in the ejector as evenly as possible, ie to intensify the mixing process. It has been shown that the mixing process can be influenced to some extent by the shape of the drive nozzle, in particular the shape of its trailing edge. Thus, nozzles with lobes have been proposed which favorably influence the mixing of the ejector streams.

Kotel je zařízení vyrábějící horkou vodu nebo tlakovou páru pro otopné, technologické nebo energetické účely, který typicky sestává ze spalovacího zařízení s příslušenstvím a výměníkové části. Současné plnění kotlů se děje u kusového paliva nebo při spalování odpadu pomocí pevných roštů, roštů s výkyvnými roštnicemi a posuvných pásů mající funkci i roštu za jejich současného vytváření vrstvy v spalovacím prostoru a to pomocí hladítek nebo pohazováním. Dále je doprava paliva pro domácí kotle a průmyslové kotle (diskontinuální pece - vsázkové, kontinuální, rotační a to i u kotle fluidního a pece na tavení popela) v jejich konstrukci na pevná paliva řešena pomocí ručního nebo strojového přikládáni, pomocí šnekových dopravníků do zásobníku paliva pro paliva sypká jak jsou štěpky či pelety a následné jejich dávkování do spalovacího prostoru pomoci „Štokru“ (tedy opět šroubové spirály).A boiler is a device producing hot water or pressure steam for heating, technological or energy purposes, which typically consists of a combustion device with accessories and a heat exchanger part. Simultaneous filling of boilers takes place with lump fuel or waste incineration by means of solid grates, grates with pivoted grates and sliding strips having a function and grate while simultaneously forming a layer in the combustion space by means of trowels or by shoveling. Further, the transport of fuel for domestic boilers and industrial boilers (batch furnaces - batch, continuous, rotary, even for fluidized bed boilers and ash melting furnaces) in their construction for solid fuels is handled by manual or machine feeding, by screw conveyors to the fuel storage for fuels are loose as chips or pellets and their subsequent dosing into the combustion chamber using the "Stoker" (ie again helical spirals).

Přísun tekutého paliva nebo tuhého namletého v speciálních mlýnech do spalovacích prostor kotle povětšinou spočívá ve vhánění paliva pomocí čerpadel a trysek regulovaných i pomocí regulačních a uzavíracích ventilů, málokdy pomocí samospádu či odpařovacího tlaku a jen následným způsobem pomocí takto generovaného tlaku plynné složky vzniklé z této kapalné složky použitého paliva.The supply of liquid fuel or solid ground in special mills to the combustion chamber of the boiler mostly consists of injecting fuel by means of pumps and nozzles regulated by control and shut-off valves, rarely by gravity or evaporation pressure and only subsequently by the pressure generated by the gaseous component. components of spent fuel.

-3 « · • ·-3 «· · ·

Přísun plynného paliva do spalovacích prostor kotle je nejjednodušší, tedy povětšinou za pomocí trysek regulovaných pomocí regulačních a uzavíracích ventilů a uchovávaného následně regulovaného tlaku plynné složky typu použitého plynného paliva. U plynových kotlů je plyn typicky dodáván přímým přívodem k hořákům, jelikož plyn dodávaný jako palivo je již pod tlakem.The supply of gaseous fuel to the combustion chamber of the boiler is the simplest, that is to say mostly by means of nozzles regulated by means of control and shut-off valves and the subsequently regulated pressure of the gaseous component of the type of used gaseous fuel. In gas boilers, gas is typically supplied by direct supply to the burners, since the gas supplied as fuel is already under pressure.

Shrneme-li výše uvedené konstrukce plnění spalovacího prostoru kotle palivem, děje se tak pomocí hořáků pracujících vždy jen ve funkci klasické trysky a oddělené dopravy okysličovadla a paliva, viz. moderní konstrukce proudových hořáků majících zvlášť vývody jak pro dohořívací vzduch (okysličovadlo), tak přívod primární směsi (paliva).Summing up the aforementioned constructions of filling the boiler's combustion space with fuel, this is done by means of burners always operating only as a conventional nozzle and separate transport of oxidant and fuel, see. modern design of jet burners having separate outlets for both afterburning air (oxidant) and primary mixture (fuel).

Vířivé hořáky se v současné době používají pro otop pecí bez větších nároků na rovnoměrnost ohřevu. Směšování paliva (plynu) se vzduchem probíhá na velmi krátké dráze. Nejčastěji používané jsou hořáky s plynovými a vzduchovými tryskami, kdy otvory vzduchových trysek jsou skloněny k ose hořáku a tangenciálně natočeny.Eddy burners are currently used for furnace heating without much heating uniformity. The fuel (gas) is mixed with air on a very short path. Gas and air jet burners are the most commonly used, where the air jet openings are inclined to the burner axis and rotated tangentially.

Přívodem, který umožňuje vytvoření směsi paliva a okysličovadla nebo vody a okysličovadla ještě před vstupem do kotle, může být výhodně ejektor. Na principu ejektorů pracují některé trysky, kdy je palivo do trysky nasáváno tlakovým vzduchem. Průměr otvoru ejektorové trysky je větší, než u trysek tlakových, a proto nedochází k zanášení ani v případě použití nekvalitních či znečištěných paliv.The feed that allows the formation of a mixture of fuel and oxidant or water and oxidant prior to entering the boiler may preferably be an ejector. Some ejectors operate on the principle of ejectors, where fuel is sucked into the nozzle by compressed air. The diameter of the ejector nozzle orifice is larger than that of pressure nozzles, and therefore no clogging occurs even when using poor or contaminated fuels.

Zvýšení kvality hoření v kotli závisí mj. na kvalitním smísení dodávané směsi. Ejektory stávající konstrukce však mají v tomto ohledu ještě značné rezervy. Řešení dle vynálezu si tedy klade za cíl navrhnout jednoduchý a bezporuchový ejektor, který zvýší kvalitu promísení vháněné směsi a který bude vhodný pro vhánění paliva, zejména pevných paliv, do teplosměnného prostoru kotle.Increasing the quality of combustion in the boiler depends, among other things, on the quality mixing of the supplied mixture. However, ejectors of the existing design still have considerable reserves in this respect. It is therefore an object of the present invention to provide a simple and trouble-free ejector which improves the mixing quality of the injected mixture and is suitable for injecting fuel, in particular solid fuels, into the heat exchange space of the boiler.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedeného cíle je dosaženo prostřednictvím ejektoru, který je tvořen vtokovým hrdlem napojeným na hnací trysku vstupující do směšovací komory, na kterou navazuje difuzor, spočívající vtom, že směšovací komora má na svém obvodu upraven vstup v podobě spirální skříně.The above object is achieved by means of an ejector, which is formed by an inlet throat connected to a drive nozzle entering the mixing chamber to which the diffuser is connected, in that the mixing chamber has an inlet in the form of a spiral housing on its periphery.

*· ” .* .“.* · ”. *.“.

'.·-♦·» » · ' ' ’ · * · • · ·· »*·····'. · - »» »' * * * * * * * * * *

Ve výhodném provedení ejektor sestává ze směšovací tlakové komory, která má dva stupně, přičemž do prvního stupně směšovací tlakové komory je zaústěn přívod pracovního média a první stupeň je zakončen směšovací tryskou, za kterou následuje druhý stupeň směšovací tlakové komory (tzv. savka) zakončený konvergentní tryskou uspořádanou v odstupu od směšovací trysky, přičemž druhý stupeň směšovací tlakové komory má na svém plášti upraven přívod čerpaného média v podobě spirální skříně, přičemž konvergentní tryska ústí do prostoru směšovací komory, na kterou navazuje krček ejektoru, který je ukončen difuzorem. Směšovací komora a krček ejektoru spolu s difuzorem zajistí plynulý odběr promísené směsi.In a preferred embodiment, the ejector consists of a mixing chamber having two stages, the first stage of the mixing chamber having an inlet of working medium and a first stage terminated by a mixing nozzle followed by a second stage of the mixing chamber (so-called suction cup) terminated by a convergent a nozzle arranged at a distance from the mixing nozzle, the second stage of the mixing pressure chamber having on its housing a supply of pumped medium in the form of a spiral casing, the convergent nozzle opening into the mixing chamber space followed by an ejector neck terminated by a diffuser. The mixing chamber and the ejector neck together with the diffuser ensure smooth mixing of the mixed mixture.

V ještě dalším výhodném provedení může být do směšovací komory zaústěn vstup druhého čerpaného média.In yet another preferred embodiment, the inlet of the second pumped medium may be introduced into the mixing chamber.

V jiném provedení může být směšovací tlaková komora opatřena otvorem pro uložení regulačního trnu. Regulační trn slouží k regulaci průchodu pracovního média směšovací tryskou.In another embodiment, the mixing pressure chamber may be provided with an opening for receiving the control mandrel. The control mandrel is used to control the passage of the working medium through the mixing nozzle.

Ejektor může být proveden jako modulární a jeho jednotlivé části mohou být spojeny pomocí přírub.The ejector can be modular and its individual parts can be connected by flanges.

V dalším výhodném provedení mohou být do směšovací komory zaústěny dva přívody (trubice) pro přívod pracovního média, které jsou uspořádány vůči sobě pod úhlem od 15 do 45°.In another preferred embodiment, two inlets (tubes) for supplying the working medium can be connected to the mixing chamber, which are arranged at an angle of 15 to 45 ° to each other.

Difuzor může mít na svém výstupu upraveno zešikmení pod úhlem od 5 do 75°, s výhodou 30°. Zešikmení je výhodné zejména v případě, kdy difuzor dodává směs do prostoru, ve kterém proudí tekutiny. V takovém případě pro zajištění podtlaku na výstupu z difuzoru je delší konec zešikmení difuzoru orientován proti proudu tekutiny.The diffuser may have at its outlet a bevel at an angle of 5 to 75 °, preferably 30 °. The bevel is particularly advantageous when the diffuser delivers the mixture into the space in which fluids flow. In such a case, to provide a vacuum at the outlet of the diffuser, the longer end of the bevel of the diffuser is oriented upstream of the fluid flow.

Dále může být difuzor opatřen ochranným pláštěm.Furthermore, the diffuser may be provided with a protective jacket.

Spirální skříň svým tvarem zajišťuje konstantní rychlost, tlak a množství dopravované látky k jejímu odběru/čerpání po celém svém vnitřním obvodu kruhového hrdla. Spirální skříň zdokonalí promísení v ejektoru zejména v případě, kdy jsou čerpanými látkami pevné látky.The shape of the spiral casing ensures a constant velocity, pressure and quantity of the conveyed substance to be collected / pumped over its inner circumference of the circular neck. The spiral housing will improve mixing in the ejector especially when the pumped substances are solids.

-5 _ • · - · · , e - · * f, · *- * ·· ·*·«*··-5 _ • · - ·, e - · f, · · · * * *

Konstrukce ejektoru ve výhodném provedení sestává z částí vzájemně spojených pomocí přírub, přičemž ejektor sestává ze směšovací tlakové komory, která má dva stupně, přičemž do prvního stupně směšovací tlakové komory jsou zaústěny dva přívody pracovního média uspořádané vůči sobě pod úhlem od 15 do 45°, první stupeň je opatřen otvorem pro uložení regulačního trnu a zakončen směšovací tryskou, za kterou následuje druhý stupeň směšovací tlakové komory zakončený konvergentní tryskou uspořádanou v odstupu od směšovací trysky, přičemž druhý stupeň směšovací tlakové komory má na svém plášti upraven přívod čerpaného média v podobě spirální skříně, přičemž konvergentní tryska ústí do prostoru směšovací komory, na kterou navazuje krček ejektoru, který je ukončen difuzorem opatřeným ochranným pláštěm. Difuzor má v řezu kolmém k své ose rotace tvar kruhu a na svém výstupu má upraveno zešikmení pod úhlem 30° V případě potřeby přičerpání další látky do ejektoru může být do směšovací komory zaústěn vstup druhého čerpaného média.The construction of the ejector preferably consists of parts connected to each other by means of flanges, the ejector consisting of a mixing pressure chamber having two stages, the two stages of the mixing pressure chamber having two working fluid inlets arranged at an angle of 15 to 45 ° to each other. the first stage is provided with an opening for receiving the regulating mandrel and terminates in a mixing nozzle followed by a second stage of the mixing chamber terminated by a convergent nozzle spaced from the mixing nozzle, the second stage of the mixing chamber having a spiral housing inlet wherein the convergent nozzle opens into the mixing chamber space to which the neck of the ejector adjoins, which is terminated by a diffuser provided with a protective jacket. The diffuser has a circular shape at a cross section perpendicular to its axis of rotation and has an inclination of 30 ° at its outlet. If additional substance is pumped into the ejector, the inlet of the second pumped medium may enter into the mixing chamber.

U našeho případu ejektoru s vloženým mezikusem se spirální skříní, kdy máme v tomto řešení použity oba dva principy ejektoru i injektoru v jejich postupném využití, nám právě vložení tohoto dílu se spirální skříní zakončenou podtlakovou savkou umožní využití obou mezních možností v použití Lavalovy trysky. V případě použití ejektoru dle tohoto konstrukčního řešení k promísení paliva a okysličovadla a jejich dodání do spalovacího prostoru např. kotle, kdy palivo je přisáváno do prostoru druhé sekce směšovací tlakové komory ejektoru přívodem čerpaného média v podobě spirální skříně, okysličovadlo v podobě např. kapalného vzduchu je pracovním médiem ejektoru a okysličovadlo v podobě např. ionizovaného vzduchu je přivedeno do směšovací komory, dochází k plynulému přisátí potřebného množství paliva do směšovací komory a následnému dokonalému obalení částic tohoto paliva kapalným vzduchem a tato částice paliva nasycená okysličovadlem je dále z podstaty chemického a fyzikálního složení obohacena o ionizovaný vzduch. Tímto způsobem je předurčeno dokonalé hoření této částice paliva za enormního vývinu tepla.In our case of an ejector with an intermediate spiral casing, using both the ejector and injector principles in their successive use, this insertion with a spiral casing terminated by a vacuum suction cup enables us to use both limit possibilities in the Laval nozzle. In case of using the ejector according to this design solution for mixing of fuel and oxidant and their delivery to combustion space of eg boiler, when fuel is sucked into space of second section of mixing chamber of ejector by supply of pumped medium in form of spiral box, oxidant in form of is the working medium of the ejector and the oxidant in the form of eg ionized air is fed into the mixing chamber, the required amount of fuel is continuously sucked into the mixing chamber and the particles are perfectly enveloped with liquid air. composition enriched with ionized air. In this way, perfect combustion of this fuel particle is predetermined with enormous heat generation.

V zde představeném řešení ejektoru se spirální skříní nám tryska blíže vstupu hnacího média pracuje jako injektor, zároveň z výstupu spirální skříně po svém obvodu rovnoměrně přisává palivo, kdy je sací účinek podpořen úpravou vnitřního nasávacího vyústění tak, aby vyústění této trysky jednak pracovalo jako injektor a • » * · · • > · * . ' · * * • · ♦······ jednak řešením bylo umožněno, aby po venkovním obvodu svého ústí do prostoru savky bylo dosaženo zvýšení schopnosti nasávat palivo (např. rozemletou práškovitou směs i zvodnělou, tedy požadované palivo nebo odpad) a jako dokonalou směs pomocí podtlaku zvýšeného pomocí zde řešeného směšovacího prostoru ústí savky tuto směs hnát pomocí své hydrodynamické síly pod vyšším tlakem do druhé trysky ústící do směšovací komory, která nám zajišťuje přisávání druhého okysličovadla (ionizovaný vzduch) za jeho vyústěním v této směšovací komoře. Tato směs se zde dokonale promísí spolu sjiž obohacenou hnací směsí přisátého paliva a kapalného vzduchu, čímž vznikne dokonale hořlavá směs, která po průchodu krčkem a difuzorem vystupuje z ejektoru.In the spiral casing ejector solution presented here, the nozzle closer to the inlet of the propellant acts as an injector, while at the same time it evenly feeds fuel from the spiral casing outlet along its perimeter, supporting the suction effect by adjusting the internal suction port so that • »*. On the one hand, it was possible to achieve an increase in the ability to absorb fuel (eg ground powder mixture and aquifer, i.e. the required fuel or waste) along the outer perimeter of its mouth into the suction chamber. the perfect mixture by means of the vacuum increased by the mixing space of the mouth of the suction nozzle propelled it by its hydrodynamic force under higher pressure into the second nozzle opening into the mixing chamber, which ensures the suction of the second oxidant (ionized air) after its outlet in this mixing chamber. Here, this mixture is mixed perfectly with the already enriched propellant mixture of the suction fuel and the liquid air to form a perfectly flammable mixture which exits the neck and diffuser from the ejector.

Jak bylo výše uvedeno, ejektor v konstrukci dle vynálezu je možné s výhodou použít pro smíchání a vhánění paliva, vody a okysličovadla do spalovacího prostoru teplotního kotle.As mentioned above, the ejector in the construction of the invention can be advantageously used to mix and blow fuel, water and oxidant into the combustion chamber of a temperature boiler.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude objasněn pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněn ejektor se spirální skříní v základním provedení dle tohoto vynálezu, na obr. 2 je znázorněna varianta ejektoru se spirální skříní obsahující směšovací komoru i směšovací tlakovou komoru, na obr. 3 je znázorněna varianta ejektoru se spirální skříní obsahující oproti variantě na obr. 2 navíc vstup druhého čerpaného média a na obr. 4 jsou znázorněny detailní pohledy na části ejektorů dle vynálezu .BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a spiral box ejector in a basic embodiment of the present invention; FIG. 2 shows a variant of a spiral box ejector comprising both a mixing chamber and a mixing pressure chamber; a variant of an ejector with a spiral housing comprising, in addition to the variant in FIG. 2, an inlet of a second pumped medium in addition, and FIG.

Příkladné provedení vynálezuAn exemplary embodiment of the invention

Princip konstrukce inovovaného ejektoru podle tohoto vynálezu bude objasněn na příkladných provedeních, která nemají z hlediska ochrany žádný omezující vliv.The principle of construction of the invented ejector according to the invention will be elucidated by means of exemplary embodiments which have no restrictive effect in terms of protection.

Na obr. 1 je znázorněno základní provedení ejektoru, který je tvořen vtokovým hrdlem 1 napojeným na hnací trysku 2 vstupující do směšovací komory 3, na kterou navazuje difuzor 4, přičemž směšovací komora 3 má na svém obvodu upraven vstup v podobě spirální skříně 5.FIG. 1 shows a basic embodiment of an ejector, which consists of an inlet throat 1 connected to a drive nozzle 2 entering the mixing chamber 3, to which the diffuser 4 is connected, the mixing chamber 3 having an inlet in the form of a spiral housing 5.

Ve výhodném provedení znázorněném na obr. 2 ejektor sestává z částí vzájemně spojených pomocí přírub. Tyto části tvoří směšovací tlaková komora 6, do • - · * „ * • * * * * • · · · · · · níž jsou zaústěny dvě vtoková hrdla 1 v podobě trubic zakončených hnacími tryskami 2 pro přívod pracovního média, která jsou uspořádány vůči sobě pod úhlem od 15 do 45°, přičemž komora je dále opatřena otvorem 8 pro vložení vodící tyče 19 regulačního trnu 7 a na svém plášti má po celém obvodu upraven přívod paliva 20 pro přívod čerpaného média v podobě spirální skříně 5. Ve směšovací tlakové komoře 6 je směšovací tryska 9 uspořádaná v odstupu vůči první konvergentní trysce 10, které je uspořádána na výstupu ze směšovací tlakové komory 6, a která zasahuje do prostoru směšovací komory 3. Na směšovací komoru 3 navazuje krček 11 ejektoru, který je ukončen difuzorem 4, který má v řezu kolmém k své ose rotace tvar kruhu, zatímco na svém výstupu má upraveno zešikmení pod úhlem od 5 do 75°, s výhodou 30°. Dále je difuzor 4 opatřen ochranným pláštěm 13. Pokud je tento ejektor použit pro přísun paliva do spalovacího prostoru, např. kotle, a tuhé palivo vstupuje do ejektoru přes spirální skříň 5 a okysličovadlo v podobě kapalného vzduchu jako pracovní médiu přes hnací trysku 2, pak ejektor umožňuje dokonalé promísení vstupujících látek. Ejektor je díky své konstrukci schopen přisávat i jemné tuhé částečky, zde palivo. Tímto zamezujeme případnému spékáni paliva na jeho vstupu a docilujeme, že je do teplosměnných prostorů hoření vháněna vlastně již směs paliva a okysličovadla za přebytku kyslíku, kdy tato směs je vysoce vznětlivá.In the preferred embodiment shown in FIG. 2, the ejector consists of parts joined together by means of flanges. These parts form a mixing pressure chamber 6, into which two inlet orifices 1 in the form of tubes terminated by drive nozzles 2 for supplying the working medium are arranged which are arranged relative to 15 to 45 °, the chamber is further provided with an opening 8 for receiving the guide rod 19 of the regulating mandrel 7 and has a fuel supply 20 for the delivery of the pumped medium in the form of a spiral casing 5 around its periphery. 6, the mixing nozzle 9 is spaced from the first convergent nozzle 10, which is disposed at the outlet of the mixing pressure chamber 6, and extends into the space of the mixing chamber 3. The mixing chamber 3 is followed by an ejector neck 11 terminated by a diffuser 4. has a circular shape in a section perpendicular to its axis of rotation, while at its output it has a bevel at an angle of 5 to 75 °, preferably 30 °. Further, the diffuser 4 is provided with a protective sheath 13. If this ejector is used to supply fuel to a combustion chamber, eg a boiler, and solid fuel enters the ejector through a spiral casing 5 and an oxidant in the form of liquid air as working medium through the drive nozzle 2, the ejector enables perfect mixing of the input substances. Thanks to its construction, the ejector is able to suck even fine solid particles, here fuel. This avoids possible sintering of fuel at its inlet and achieves the fact that the mixture of fuel and oxidant is already blown into the heat exchange rooms of the combustion with an excess of oxygen, when this mixture is highly flammable.

V našem případě je u tohoto ejektoru vháněn pod tlakem kapalný vzduch, tedy tato nestabilní kapalina si z důvodu vnitřního tlaku v ejektoru vzniklého ve směšovací tlakové komoře ejektoru ponechá svůj tlak pracovního média a až do vstupu do směšovací trysky 9 zachovává svůj fyzikální stav. Následně tlakový kapalný vzduch po průchodu směšovací tryskou 9 zrychlí a tento urychlený proudu masy hnacího média unáší částečky paliva a tak nastává značné urychlení proudění tohoto hnacího média i z důvodu, že tato část vnitřního uspořádání ejektoru pracuje jako do tohoto ejektoru vložený injektor.In this case, liquid air is injected under pressure in this ejector, i.e. this unstable liquid retains its working medium pressure due to the internal pressure in the ejector formed in the ejector mixing chamber and maintains its physical state until it enters the mixing nozzle 9. Subsequently, the pressurized liquid air accelerates after passing through the mixing nozzle 9 and this accelerated mass flow of the propellant mass entrains the fuel particles, and thus the flow of the propellant is considerably accelerated also because this part of the ejector internal arrangement functions as an injector inserted therein.

Tento jev vzniká z podmínky, že toto pracovní médium přitom při svém výstupu z regulovatelné směšovací trysky 9 umístěné v středovém prostoru směšovací tlakové komory 6 vstupuje středem do prostoru savky 14, čímž je docíleno maximálního podtlaku na vstupu čerpaného média, zde paliv 20 a, následně již tato směs paliva 20 a kapalného vzduchu je vháněna do následné opět regulované konvergentní trysky 10, jenž zajistí její urychlení a vstup do směšovací komory 3 ejektoru.This phenomenon arises from the condition that this working medium, when it exits from the controllable mixing nozzle 9 located in the central space of the mixing pressure chamber 6, enters through the center into the space of the suction cup 14, thereby achieving maximum vacuum at the inlet of the fluid. this fuel / liquid air mixture is already injected into the downstream regulated convergent nozzle 10 to accelerate it and enter the mixing chamber 3 of the ejector.

v * 9 ' · « » t · · · * · * ·in * 9 '· «» t · · · · · ·

Na obr. 3 je znázorněn ejektor shodný s ejektorem znázorněným na obr. 2 s tím rozdílem, že u ejektoru na obr. 3 je navíc do směšovací komory 3_zaústěn vstup 12 druhého čerpaného média.FIG. 3 shows an ejector identical to that shown in FIG. 2, except that in the ejector of FIG. 3, the inlet 12 of the second pumped medium is additionally connected to the mixing chamber 3.

Na obr. 4 jsou znázorněny detailní pohledy na části ejektorů dle vynálezu, zejména detail zešikmení a regulačního trnu 7.Fig. 4 shows detailed views of parts of the ejectors according to the invention, in particular the detail of the bevel and the control mandrel 7.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Ejektory dle vynálezu vykazující zlepšené vlastnosti je možné je využít ve všech oblastech použití stávajících ejektorů. Zejména je možné je využít pro smíchání a vhánění paliva, vody a okysličovadla do spalovacího prostoru teplotního kotle.Ejectors according to the invention having improved properties can be used in all fields of application of existing ejectors. In particular, they can be used to mix and blow fuel, water and oxidant into the combustion chamber of a temperature boiler.

-7Vztahové značky vtokové hrdlo hnací tryska směšovací komora difuzor spirální skříň směšovací tlaková komora regulační trn otvor pro uložení regulačního trnu směšovací tryska konvergentní tryska krček vstup druhého čerpaného média ochranný plášť druhý stupeň směšovací tlakové komory (savka) vodící tyč pro regulační trn čerpané médium (palivo)-7Reference marks inlet throat mixing nozzle mixing chamber diffuser spiral box mixing pressure chamber regulating mandrel hole for housing regulating mandrel mixing nozzle convergent nozzle neck inlet of second pumped medium protective sheath second stage mixing pressure chamber (suction cup) guide rod for pusher pumped medium (fuel) )

Claims

An ejector formed by an inlet throat (1) connected to a drive nozzle (2) entering the mixing chamber (3), followed by a diffuser (4), characterized in that the mixing chamber (3) has an inlet in its form spiral cabinets (5).

Ejector according to claim 1, characterized in that it consists of a mixing pressure chamber (6) having two stages, wherein the first stage of the mixing pressure chamber (6) is connected to a supply of working medium and the first stage is terminated by a mixing nozzle (9). followed by a second stage (14) of the mixing pressure chamber (6) terminated by a convergent nozzle (10) spaced from the mixing nozzle (9), the second stage (14) of the mixing pressure chamber (6) having an inlet on its housing pumped medium in the form of a spiral casing (5), whereby the convergent nozzle (10) opens into the space of the mixing chamber (3), to which is connected the neck (11) of the ejector, which is terminated by a diffuser (4).

Ejector according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet of the second pumped medium is connected to the mixing chamber.

Ejector according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the mixing pressure chamber is provided with an opening for receiving the regulating mandrel.

Ejector according to one of Claims 1 to 4, characterized in that its individual parts can be connected by means of flanges.

Ejector according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the diffuser has a bevel at an angle of from 5 to 75 ° at its outlet.

Ejector according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the diffuser is provided with a protective jacket.

Use of an ejector according to any one of claims 1 to 7 for mixing and injecting fuel, water and an oxidant into the combustion chamber of a temperature boiler.