DE1428249A1 - Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergentdivergenten Mischdiffusor - Google Patents

Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergentdivergenten Mischdiffusor

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergent-divergenten Mischdiffusor
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergent-divergenten Hischdiffusor und mehreren an einem gemeinsamen Rohr "befestigten, mit Abstand von der Wandung des Mischdiffusors angeordneten Treibstrahldüsen, durch die das Ireibmedium in den Eintrittsbereich des Misohdiffusors eingeführt wird.
Unter der Toraussetzung einer kontinuierlichen Strömung hängt der Wirkungsgrad einer Strahlpumpe in erster Linie von demjenigen des Diffusors ab« Bs ist deshalb darauf zu achten, daß längs der divergierenden Wände des Diffusors keine Ablösung der Strömung eintritt. Jerner sollen die Eeibungsverluste längs des Mischens und des Diffusors so gering wie möglich sein.
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Ills sind Strahlpumpen mit einem einstrahligen Injektor "bekannt, der auf der Achse eines zylindriach-konischen Mischuiffusors angeordnet ist. Der gemischte Strahl tritt deshalb mit einer in i.xialrichtung überhöhten Geschwindigkeit in den Diffusor ein, die zur Ablösung an der divergierenden wandung führt. Der gleiche Hachteil ergibt sich bei Injektoren, die in der Symmetrie ebene eines flächensymmetrischen Mischers aufgereiht sind.
Ein besserer Wirkungsgrad wird mit über den Querschnitt des Mischers verteilten Treibdüsen erreicht, die parallel zueinander angeordnet sind. Aiich in einem solchen Pa.ll ergibt sich aber eine merkliche Yerlangsamung der Strömung längs der Wände und eine vorzeitige Ablösung, wenn der Divergenz— winkel des Diffusors nicht unterhalb von 7° liegt. Ein derartiger Diffusor ist aber lang und schwer und weist hohe Reibungsverluste auf. Zur Beseitigung der Strömungsablösung sind auch bereits Treibdüsen zum Einsatz gekommen, bei denen.der' Treibstrahl aus einem Umfangsschlitz austritt, der in dex Wandung des Mischers oder auch in dem dem Mischer vorangehenden konvergenten Teil des Diffusors angeordnet ist. Der aus einem solchen Schlitz austretende Strahl bleibt an der Wandung haften und strömt an dieser mit einer ubergeschwindigkeit entlang, bei der jede Ablösung vermieden wird ("Anblasen der · Grenzschicht"). Diese Lösung ist jedoch für Strahlpumpen unge-
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eignet, weil die Vermin chun·=: oee eingesructen otj'ö 3 tit dom nit^-GoCU1';.teli i:-t^ö::un; snittel un; eiiicenn ist
Es int mich ue-roits vorgeschle-g^n v.'orden, einen Schlitz, der einen dünnen iiinspritZstrrlil bildet, in einen abstand von der Y/andung den Hisohdiffusorö mit divergierenden Verlauf anzuordnen. Obwohl die Arbeitsweise eines derartigen Aufbaues verwickelt ist, läßt sich feststellen, äeM der divergente Strahl die i/ .ndung des Diffusors erst nach einer innigen Mischung mit dein angesaugten otrömungomittel erreicht, längs der Wandung entsteht dadurch eine molkige ubergeschv/indigkeit, bei der noch Iceine Ablösung, und auch keine übermäßigen Ileibungsverluste auftreten.
Es ist auch bereits eine Strahlpumpe bekannt, bei welcher der Treibstrom in einzelne parallele Treibstrahlen gleichbleibenden Querschnittes aufgeteilt wird. Die Kanten und Ecken dieser Strahlpumpe stellen dabei für die Strömung beachtliche Hindernisse dar. Darüber hinaus erfahren die Treibstrahlen in den kastenförmigen Treibstrahldüsen eine Umlenkung von 90°. Damit treffen sie auf die eine Wand des Mischdiffusors mit erhöhter Geschwindigkeit auf, während sich die Strömung an der gegenüberliegenden Seite des Mischdiffusors ablöst und verwirbelt. Weiterhin ist nachteilig, daß sich die Strömung in den kastenförmigen
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Treibstrahldüsen verzögert. Eine verzögerte Strömung ist jedoch anfälliger gegen Störungen und neigt leicht zu Ablösung und Verwirbelung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergent-divergenten Mischdiffusor zu schaffen, bei der die Reibungsverluste gering sind und bei der die Anordnung der Schlitze vereinfacht ist.
Die gestellte Aufgabe ist bei einer Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart, mit einem konvergent-divergenten Mischdiffusor und mehreren an einem gemeinsamen Rohr befestigten, mit Abstand von der Wandung des Mischdiffusors angeordneten Treibstrahldüsen, durch die das Treibmedium, in den Eintrittsbereich des Mischdiffusors eingeführt wird, dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die in der Hauptsymmetrieebene der Strahlpumpe angeordneten Treibstrahldüsen jeweils aus einem im Bereich des Düsenaustrittsquerschnitts abgeflachten Rohrstück bestehen, dessen Querschnitt zur Beschleunigung des Treibmediums stromabwärts abnimmt und dessen Austrittsquerschnitt in der Hauptsymmetrieebene der Strahlpumpe ein Breitenminimum aufweist.
Trotz der einfachen Konstruktion der Strahlpumpe nach der Erfindung entspricht ihr Wirkungsgrad nahezu den bekannten wesentlich aufwendiger aufgebauten Strahlpumpen; außerdem kann
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der Divergenzwinkel der Diffusorwandung ohne weiteres über den üblichen Wert von 7 ° hinaus erhöht werden.
Uach einer vorteilhaften Ausgestaltung der strahlpumpe nach der Erfindung verlaufen die den Wandungen des Mischdiffusors gegenüberliegenden Wandbereiche der Treibstrahldüsen stromabwärts divergent, um das Treibinedium in Richtung der divergierenden Wandungen des Mischdiffusors zu lenken. Auf diese Weise wird eine besonders gute Mischwirkung der Medien in der Strahlpumpe erzielt.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
I?ig. 1 bis 3 zeigen im Aufriß bzw. in einer Ansicht von unten eine Strahlpumpe nach der Erfindung.
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Bei dor Ausfuhrungöform nach Fig· 1 bis 3 ist eine lineare Strahlpumpe angegeben, deren Kischdiffusor 1 einen konvergierenden Bereich 2, einen divergierenden Bereich 5 sowie AbaahluSplatten 4 umfaßt.
Der Winkel der divergierenden Wandung 5 "betragt etwas mehr als 10° und kann sogar 20° erreichen, weil das Abreißen der induzierten Strömung aufgrund der Ireibstrehlen vermieden wird, die aus den einzelnen Treibdüsen 6a austreten, deren besondere Form nachfolgend beschrieben ist.
Sie Treibatrahlen sind so geriohtet, deß sie nach einem
ausreichend langen Ströntug aweg in dif tflihe der Landung 3 __
gelangen, auf dem die löschung der ^roibatrömung mit dem angesaugten Medium wenigstens teilweise erfolgt ist·
Bei der gezeigten AusfUhrungsform ist der Verdünnungsgrad der Strahlpumpe vorzugsweise gering, beiopielaweise in dar Größenordnung von 5. Eino derartige Strahlpumpe läßt sich in sehr leichter Bauweise ausfuhren und sum Auftrieb von. Iaiftf ahrzougen verwenden.
Eine Rohrleitung 5 dient eur Heranführung des Srtibmediums, ist in der Symmetrieebene angeordnet und trf^ft eine Heine kurzer Treibdüsen 6a. Der Auagangaquerachnitt dieser Ireibdüean ist in dem mittleren Bereich 6b derart zusammengedruckt, daß die Divergenz des aus jeder Düse austretenden Doppeletrahls erhöht wird.
divergenten Düsen bestehen jeweils aus einem kreisrunden Bohr, das an das dickere Hauptrohr angeschweißt ist,
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während das freie Ende abgeflacht zusammengedrückt ist, um die gewünschte DUaenform zu erzielen« Die Abflachung ergibt aufgrund des beibehaltenen Umfanges die erwünschte divergente J?orm» da der Querschnitt en der Verbindungsstelle mit der Hauptleitung kreisförmig bleibt· V/enn der Treibstrahldruck und/oder die Temperatur des Treibmedinns hoch ist und eine Verformung des abgeflachten Endes hervorrufen wurde« kann die en sich sehr wirtschaftliche AusfUhrungeform der Troibdüsen duroh ewei zueinander in einem Winkel gespreizte b£w. in einem Abstand stehende Bohre ersetzt oder abgewandelt werden, wenn nicht eine Schweißstelle oder eine ähnliche Verbindung an der Stelle 6b eine derartig· Verformung verhindert· " r
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.-QRIQINAL

Claims (2)

PATENTANAVALTE a ng. H. NEGENDANK · dipping. H. HAtJCK · «ipl.-phys. W. SC HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLTJNGSANSCnRIFT: HAMBURG 3β · NEUEBWAU 41 TEL. 36 74 88 UND «0 41 15 TDLHOR. NIGBDArATENT HAMBURG MÜNCHEN 15 ■ MOZARTSTR. 23 TEL·. 5 3S0B 80 TEI-EOH. NEGEDAPATENT MÜNCHEN P H 28 249.6 . Hamburg, den 18. April 1968 Societe Bertin & Cie. P atentansprüohe
1.) Strahlpumpe zweidimensionaler Bauart mit einem konvergentdivergenten Mischdiffusor und mehreren an einem gemeinsamen Rohr "befestigten, mit Abstand von der Wandung des Mischdiffusors angeordneten Treibstrahldüsen, durch die das Treibmedium in den Eintrittsbereich des Mischdiffusors eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Hauptsymmetrieebene der Strahlpumpe angeordneten Ireibstrahldüsen (6a) jeweils aus einem im Bereich des Düsenaustrittsquerschnitts abgeflachten Rohrstück bestehen, dessen Querschnitt zur Beschleunigung, des Treibmediums stromabwärts abnimmt und dessen Austrittsquerschnitt in der Hauptsymmetrieebene der Strahlpumpe (bei 6b) ein Breitenminimum aufweist.
2. Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wandungen des Mischdiffusors gegenüberliegenden Wandbereiche (6c) der Treibstrahläüsen stromabwärts divergent, verlaufen, um das Treibmedium in Richtung der divergierenden ■Wandungen des Mischdiffus&rs zu lenken*
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US4149828A (en) * 1976-01-15 1979-04-17 Industrie Patente Anstalt Apparatus for removing dust from aeriform substances
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GB1031796A (en) 1966-06-02
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