本實(shí)用新型涉及噴射器、射頻器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋汽水混合加熱器。

背景技術(shù)：

噴射式汽水混合加熱器是近年發(fā)展起來的一種新的節(jié)能技術(shù)，是直接接觸式的汽水混合加熱器，蒸汽作為熱源加熱冷水，它的部分焓轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使出口的熱水壓力高于進(jìn)口的冷水或蒸汽的壓力，起到節(jié)能作用。其設(shè)計(jì)思想是將快速運(yùn)動(dòng)的液體流以較高的速度噴射到緩慢流動(dòng)或者靜止的引射流體中，在射流邊界，由于射流流體和引射流體之間的速度差，形成了一個(gè)混合層，該混合層沿著射流流動(dòng)方向擴(kuò)展，通過夾帶和混合，使射流流體不斷進(jìn)入引射流體中。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動(dòng)部件，體積小，啟動(dòng)迅速，安全可靠，高效節(jié)能，與其他的換熱器相比具有較大優(yōu)勢，在供熱、電力、化工、石油、制藥等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

噴射式汽水混合加熱器按工作方式可分為射汽式和射水式。在加熱蒸汽壓力大于0.2MPa且流量穩(wěn)定，熱負(fù)荷變化較小的情況下，可以采用射汽式。一般情況下推薦使用射水式加熱器，因?yàn)樵摲绞綉?yīng)用范圍寬，而且運(yùn)行穩(wěn)定性好，不受蒸汽壓力的限制，蒸汽壓力高于或低于水的壓力均可正常工作。與現(xiàn)有的加熱設(shè)備相比，噴射式汽水混合加熱器使用壽命長，安全性和可靠性高，體積小，熱效率達(dá)96％以上，自調(diào)節(jié)性能好。這些獨(dú)特的性能使得噴射式汽水混合加熱器在電力、化工、制冷、供熱、軍工等領(lǐng)域具有廣泛的用途，尤其是在安全性要求高的核工業(yè)領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。但也存在振動(dòng)噪音大等許多不足之處，許多學(xué)者為了提高噴射式加熱器的性能，在結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面做了大量的研究，提出了以下幾種結(jié)構(gòu)形式：

1、傳統(tǒng)噴射式汽水混合加熱器

傳統(tǒng)噴射式汽水混合加熱器是按照噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，主要由水噴嘴、蒸汽噴嘴、接受室、混合室和擴(kuò)散噴管五部分組成。它的工作原理是以射流技術(shù)為基礎(chǔ)，當(dāng)被加熱水通過噴射式汽水混合加熱器的噴嘴時(shí)，壓力降低，流速增加，在噴嘴的出口處形成低壓區(qū)，蒸汽在此區(qū)域進(jìn)入加熱器內(nèi)，與被加熱水進(jìn)行混合，蒸汽在水中凝結(jié)放熱，然后汽水混合物進(jìn)入混合室進(jìn)一步均勻混合，最后進(jìn)入擴(kuò)容室使水的流速降低、壓力升高，完成加熱水的過程。這種方法是利用改變噴射器的壁面結(jié)構(gòu)，使流體在噴射器內(nèi)較均勻地通過，使噴射器的效率得到提高。由于蒸汽只能從一面進(jìn)入，使蒸汽與被加熱水的混合不均勻，噪聲大，震動(dòng)嚴(yán)重。

2、環(huán)周進(jìn)汽噴射式混合加熱器

環(huán)周進(jìn)汽噴射式混合加熱器的工作原理和傳統(tǒng)噴射式汽水混合加熱器相同，不同之處在于蒸汽噴嘴的位置做了改變。由于蒸汽噴嘴是在冷水噴嘴外面的圓周上，這樣可以使蒸汽能更均勻地與被加熱水混合，擴(kuò)大了蒸汽與被加熱水的混合面積。但是這種混合加熱器噪聲大，震動(dòng)嚴(yán)重。

上述幾種噴射式蒸汽--水加熱器，均存在震動(dòng)和噪聲大等問題，嚴(yán)重影響供熱設(shè)備和管道系統(tǒng)安全和使用壽命，同時(shí)影響居民的身體健康。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為有效解決噴射式汽水混合加熱器在蒸汽與水混合過程中的均勻性、噪聲和震動(dòng)問題，本實(shí)用新型提供一種螺旋汽水混合器，形成對蒸汽和水初始的對沖預(yù)混、中間的空間混合、過程的流場均勻和流暢以及擴(kuò)容段的滯流混合，起到消音減震的作用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種螺旋汽水混合器，包括依次連接的接受室、混合室和擴(kuò)容室，所述接受室的端面設(shè)置有沿軸向噴射射流流體的噴嘴，接受室的側(cè)面開設(shè)有引射流體入口，所述混合室和擴(kuò)容室內(nèi)緊密卡設(shè)有螺旋葉片，該螺旋葉片的一端同軸連接有分流機(jī)構(gòu)，螺旋葉片的另一端與擴(kuò)容室的流體出口連接，所述螺旋葉片上開設(shè)有用于將射流流體分散射入引射流體的導(dǎo)流小孔。

所述導(dǎo)流小孔圓周對稱布置在螺旋葉片上，所述導(dǎo)流小孔沿混合室和擴(kuò)容室的軸向布置。

所述引射流體入口的導(dǎo)入方向向混合室傾斜，所述噴嘴為蒸汽噴嘴。

進(jìn)一步地，所述分流機(jī)構(gòu)采用錐形鈍體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述分流機(jī)構(gòu)的錐角α、所述引射流體入口與接受室的夾角β、所述接受室的內(nèi)徑D₂以及引射流體入口的內(nèi)徑D₃具有0.536≤αD₂/βD₃≤4的關(guān)系，其中分流機(jī)構(gòu)的錐角α范圍為30°～120°。

所述噴嘴的口徑D₁、接受室的內(nèi)徑D₂、引射流體入口的內(nèi)徑D₃和擴(kuò)容室的內(nèi)徑D₄具有如下關(guān)系：2≤D₂/D₁≤8、0.2≤D₃/D₂≤1和1.2≤D₄/D₂≤2。

由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型中蒸汽進(jìn)入混合器與水混合后，與錐形鈍體結(jié)構(gòu)撞擊，實(shí)現(xiàn)預(yù)混合，進(jìn)行熱量交換；后進(jìn)入在具有螺旋葉片的混合室內(nèi)呈旋流狀態(tài)，不再直接沖擊混合器，減小了蒸汽進(jìn)入設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音，蒸汽和水從混合室內(nèi)的螺旋葉片的導(dǎo)流小孔中均勻、分散地射入旋流水中，并釋放局部能量，與水在高速流動(dòng)中再次相互均勻混合，使進(jìn)入混合器中的汽水混合流在混合器軸線上交叉，減小了對壁面的沖擊，進(jìn)一步地降低了設(shè)備的噪聲和振動(dòng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：10、接受室，11、噴嘴，12、引射流體入口，20、混合室，30、擴(kuò)容室，40、螺旋葉片，41、導(dǎo)流小孔，50、分流機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1對本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)的說明。

所述螺旋汽水混合器包括依次連接并鑄造成一體件的接受室10、混合室20和擴(kuò)容室30。

所述接受室10用于第一次混合射流流體和引射流體，該接受室的端面設(shè)置有沿軸向噴射射流流體的噴嘴11，接受室的側(cè)面開設(shè)有引射流體入口12。本實(shí)用新型可以對多種類型的射流流體和引射流體進(jìn)行混合射頻，本實(shí)施例中采用蒸汽與水的混合，其中噴嘴為蒸汽噴嘴，引射流體入口的導(dǎo)入方向向著混合室的方向傾斜，射流流體與引射流體成一定的角度，形成錯(cuò)流射流，提高了混合效果，且具有較好的升壓特性。

所述混合室20和擴(kuò)容室30內(nèi)緊密卡設(shè)有螺旋葉片40，水流和蒸汽流進(jìn)入混合室和擴(kuò)容室能夠形成螺旋流，進(jìn)行第二次混合，旋流狀態(tài)的流體不再直接沖擊混合器，減小了流體進(jìn)入設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。

所述螺旋葉片40在混合室的一端同軸連接有分流機(jī)構(gòu)50，螺旋葉片在擴(kuò)容室的另一端與流體出口連接，該分流機(jī)構(gòu)正對著嘴布置，用于將噴射出的蒸汽分流至混合室的四周，類似光學(xué)領(lǐng)域中的分光鏡原理，蒸汽進(jìn)入混合器與水混合后，與錐形鈍體結(jié)構(gòu)撞擊，均勻分散到混合室的四周，實(shí)現(xiàn)預(yù)混合，進(jìn)行熱量交換，提高混合效果。本實(shí)施例中，分流機(jī)構(gòu)采用錐形鈍體結(jié)構(gòu)，分流機(jī)構(gòu)的錐角α、所述引射流體入口與接受室的夾角β、所述接受室的內(nèi)徑D₂以及所述引射流體入口的內(nèi)徑D₃具有0.536≤αD₂/βD₃≤4的關(guān)系，其中分流機(jī)構(gòu)的錐角范圍為30°～120°。

所述噴嘴的口徑D₁、接受室的內(nèi)徑D₂、引射流體入口的內(nèi)徑D₃和擴(kuò)容室的內(nèi)徑D₄具有如下關(guān)系：2≤D₂/D₁≤8、0.2≤D₃/D₂≤1和1.2≤D₄/D₂≤2。混合器參數(shù)的限定關(guān)系對噴射器震動(dòng)性、汽水混合性以及噪聲性能都有提升。

所述螺旋葉片40上開設(shè)有用于將射流流體分散射入到引射流體的導(dǎo)流小孔41，該導(dǎo)流小孔圓周對稱布置在螺旋葉片上，且沿混合室和擴(kuò)容室的軸向布置。蒸汽和水均可從混合室20內(nèi)的螺旋葉片的導(dǎo)流小孔中均勻、分散地射入旋流水中，與水在高速流動(dòng)中再次相互均勻混合，由于螺旋流體與直線流體的存在，使進(jìn)入混合器中的汽水混合流在混合器軸線上實(shí)現(xiàn)交叉對流，減小了對壁面的沖擊，進(jìn)一步地降低了設(shè)備的噪聲和振動(dòng)。同時(shí)，設(shè)置導(dǎo)流小孔能夠起到部分泄壓的作用，釋放局部能量，降低氣泡的數(shù)量，進(jìn)而降低噪聲。

在擴(kuò)容室30內(nèi)的螺旋葉片的導(dǎo)流小孔，能夠使得汽水混合流形成滯流混合，提高混合效果。

以上所述實(shí)施方式僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。