本發(fā)明屬于流體動力機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在噴射器或噴射抽氣器應(yīng)用領(lǐng)域，因為其無轉(zhuǎn)動件產(chǎn)生噴射或抽氣動力的特點(diǎn)在一些真空動力領(lǐng)域發(fā)揮著低成本免維護(hù)優(yōu)勢。專利申請201210165823.0、210310497436.1提出了多級循環(huán)噴射及單級噴射多循環(huán)噴射器對噴射抽氣器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用開創(chuàng)了廣闊的空間，提出了循環(huán)噴射器、直管式噴射器及旋流式噴射器以及單噴嘴多循環(huán)噴射器，提出了適應(yīng)熱力系統(tǒng)高參數(shù)高效率噴射動力的廣泛的節(jié)能應(yīng)用，另外專利申請201510346819.8提出了在真空動力領(lǐng)域的靈活且巨大的優(yōu)勢。但是，一方面動力流體高速射流與低速被動流體的接觸與碰撞混合過程效率非常低，低速氣流總是形成大量的旋窩而不是迅速形成同向射流，尤其傳統(tǒng)噴射抽氣器抽吸氣流速度幾乎為零，效率最低；另一方面，如何使動力流體與被動流體迅速充分混合縮短高速碰撞混合過程與時間也是減小流動損失的關(guān)鍵問題，目前也沒有好的解決方案，尤其射水抽氣器水的射流與抽吸氣體混合難度更大。而傳統(tǒng)的完全依賴喉管結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高低速流體混合方式還會因為射流不可避免的“楔子效應(yīng)”而產(chǎn)生沖擊波(或音障)，阻力更大，效率更低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：大幅度提高噴射器尤其噴射抽氣器工作效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：盡可能使被抽吸氣流或低壓流體以射流方式乃至超音速進(jìn)入噴射器內(nèi)，最大程度減少速度差進(jìn)而減少旋窩損失，同時迅速高效實(shí)現(xiàn)混合與擴(kuò)壓。具體方案是，一種節(jié)能噴射器，屬于流體動力機(jī)械領(lǐng)域，高壓流體通過噴嘴噴射進(jìn)入噴射器內(nèi)部與共同進(jìn)入噴射器的低壓流體混合減速擴(kuò)壓到出口，其特征是：噴射器用于噴射抽氣，被抽吸低壓或真空流體通過抽氣噴嘴噴射進(jìn)入噴射器內(nèi)部；或者噴射器內(nèi)部采用了使射流改變方向的具有反射面結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流件，高壓流體進(jìn)入噴射器內(nèi)部先噴射到導(dǎo)流件改變方向后與進(jìn)入的低壓流體混合減速擴(kuò)壓到出口；或者以上兩種特征都存在。

高壓流體與低壓或真空流體進(jìn)入噴射器內(nèi)部的方向可以相同或存在小于90度的夾角，抽氣噴嘴的大小與結(jié)構(gòu)匹配動力氣源壓力使被抽吸氣流進(jìn)入噴射抽氣器內(nèi)部可達(dá)到或超過音速，高壓流體與低壓流體進(jìn)入噴射器后速度差越小效率越高。而采用導(dǎo)流件可使兩種或多種流體迅速深度混合，混合過程可減少甚至可以避免產(chǎn)生旋窩，效率必然更高，結(jié)構(gòu)可更簡單。

這里涉及的噴射抽氣器的高壓流體包括液體或氣體，或者是氣液固中的二相或三相混合流體，噴射器定義，具體方案將結(jié)合實(shí)施方式進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1.容易使被抽吸氣流以超音速的射流方式進(jìn)入噴射抽氣器內(nèi)，兩種氣流直接接近同向碰撞而最大程度減少旋窩，迅速高效實(shí)現(xiàn)混合與擴(kuò)壓，大幅度提高抽氣效率減小流動損失，大幅度提高與實(shí)用性。

2.提出在噴射器內(nèi)部采用導(dǎo)流件，高壓流體噴射后只受到單側(cè)約束，而另一側(cè)是相對開放空間，可快速實(shí)現(xiàn)氣流強(qiáng)制深度混合同時避免了激波“楔子效應(yīng)”形成的氣阻，可確保高效率完成混合擴(kuò)壓過程。

3.高壓流體為液體工質(zhì)時被抽氣流噴射速度很容易超過液體工質(zhì)射流，加上導(dǎo)流件的強(qiáng)制反射與擴(kuò)散作用，效率更高。

4.雖然增加的噴嘴與導(dǎo)流件有流動阻力，但相對傳統(tǒng)噴射器內(nèi)部混合擴(kuò)壓過程的流動損失占很小的比例。

5.噴射混合及擴(kuò)壓過程效率大幅度提高可使噴射抽氣器的長度縮短，工程應(yīng)用更靈活，更簡單實(shí)用。

6.采用可調(diào)噴射器可使噴射器盡可能有較寬的高效工況區(qū)，更實(shí)用。

7.專利申請201210165823.0與201310497436.1及201510346819.8提出了多級循環(huán)噴射及單級噴射多循環(huán)噴射器對噴射抽氣器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用開創(chuàng)了高參數(shù)高效率做功及利用空氣能及真空動力等廣闊的空間，而本發(fā)明將突破噴射器各種用途的最后的障礙，使噴射器的低成本無轉(zhuǎn)動見動力設(shè)備及應(yīng)用靈活性的優(yōu)勢發(fā)揮到幾乎所有的熱能動力及流體動力機(jī)械領(lǐng)域，是節(jié)能領(lǐng)域的基礎(chǔ)性突破，將開啟節(jié)能領(lǐng)域嶄新的局面。

附圖說明

圖1是混合擴(kuò)壓通道采用了縮放式喉管結(jié)構(gòu)的噴射器示意圖；圖2是混合擴(kuò)壓通道與抽氣室合為整體擴(kuò)徑管結(jié)構(gòu)的噴射器示意圖；圖3是混合擴(kuò)壓通道與抽氣室合為整體直管結(jié)構(gòu)的噴射器示意圖。圖4是使高壓流體與低壓流體從同一側(cè)噴向?qū)Я骷瓷涿娴膰娚淦魇疽鈭D；圖5是使高壓流體與低壓流體分別從兩側(cè)噴向?qū)Я鞣瓷浒宓膰娚淦魇疽鈭D；圖6是幾種導(dǎo)流件反射板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是多級循環(huán)噴射抽氣器；圖8是單級噴射多循環(huán)式噴射抽氣器，圖9是采用雙反射面，高壓流體采用雙噴的噴射器；圖10是采用窄縫噴嘴的雙反射面導(dǎo)流件，高壓流體采用雙噴，低壓流體通過窄縫噴嘴進(jìn)入噴射器的噴射器示意圖；圖11是噴射器內(nèi)采用了高壓流體射流經(jīng)過導(dǎo)流件反射面反射，低壓流體正向被抽入噴射器的示意圖；圖12是噴射器內(nèi)采用了高壓流體射流經(jīng)過導(dǎo)流件反射面反射，低壓流體按傳統(tǒng)方式側(cè)面被抽入噴射器的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1，采用了抽氣噴嘴的噴射抽氣器：

如圖1所示是混合擴(kuò)壓通道采用了縮放式喉管結(jié)構(gòu)的增加了抽氣噴嘴的噴射器，高壓流體通過管路及高壓噴嘴1噴射進(jìn)入抽氣室3產(chǎn)生抽氣動力，并通過管路與抽氣噴嘴2抽吸低壓或真空氣流，然后經(jīng)過混合擴(kuò)壓通道4內(nèi)混合擴(kuò)壓后排出，抽氣噴嘴2的方向與高壓噴嘴1的方向相同或存在小于90度的夾角，另外為最大程度實(shí)現(xiàn)高效率，噴嘴的大小與結(jié)構(gòu)設(shè)計容易使被抽吸氣流進(jìn)入噴射抽氣器內(nèi)部可達(dá)到或超過音速，一般情況氣體工質(zhì)通過噴嘴膨脹比(或噴嘴前后壓力比)達(dá)到2左右就可以超過音速，即使真空流體或低壓流體也可以在噴射器內(nèi)部產(chǎn)生超真空后容易達(dá)到很高流速。

如附圖2所示的混合減速擴(kuò)壓通道為整體擴(kuò)徑管結(jié)構(gòu)的增加了抽氣噴嘴的噴射器，比采用喉部結(jié)構(gòu)流動損失更小結(jié)構(gòu)也更簡單。類似的，如附圖3所示的混合擴(kuò)壓通道為整體直管結(jié)構(gòu)的噴射抽氣器，結(jié)構(gòu)更簡單，這是采用抽氣噴嘴方式的噴射抽氣器的優(yōu)勢。

另外，高壓流體是液體或氣體，或者是氣液固中的二相或三相混合流體。而噴射器內(nèi)部人肉椅達(dá)到高真空，因此低壓流體進(jìn)入噴射器之前可以被加濕或加熱提高噴射速度，或者被加濕與加熱都采用。

實(shí)施方式2，采用噴射導(dǎo)流件的噴射器

如附圖4所示的使高壓流體與低壓流體從同一側(cè)噴向?qū)Я骷?0反射面的噴射器，如附圖5所示是使高壓流體與低壓流體分別從兩側(cè)噴向?qū)Я鞣瓷浒宓膰娚淦鳌２捎脤?dǎo)流反射板只有一側(cè)約束射流方向，另一側(cè)相對為開放空間，可確保低阻力高效率完成混合擴(kuò)壓過程。另外，在噴射器內(nèi)不僅可以布置專門的反射板，也可以將抽氣室內(nèi)壁加工成符合反射要求的導(dǎo)流反射面而成為特殊的導(dǎo)流件，反射面可以是平面也可以是曲面，也可以采用附圖6所示的采用了厚度漸縮的雙面射流反射板，或波紋狀結(jié)構(gòu)，或球面型曲面，或凹形曲面等反射面型式，以盡可能提高混流效率。

另外，也可以采用如附圖9所示的采用雙反射面導(dǎo)流件，高壓流體采用雙噴的噴射器?；蛘呷绺綀D10所示采用窄縫噴嘴的雙反射面導(dǎo)流件，高壓流體采用雙噴，低壓流體通過窄縫噴嘴進(jìn)入噴射器的噴射器示意圖?；蛘呷绺綀D11是噴射器內(nèi)采用了高壓流體射流經(jīng)過反射面反射，低壓流體正向被抽入噴射器的示意圖，以及如附圖12所示的噴射器內(nèi)采用了高壓流體射流經(jīng)過反射面反射，低壓流體按傳統(tǒng)方式側(cè)面被抽入噴射器的示意圖。說明噴射器可以采用各種簡單靈活的導(dǎo)流件布置方式，以迅速實(shí)現(xiàn)高效深度混合，滿足各種噴射器節(jié)能需要。

綜上所述導(dǎo)流件可采用以下應(yīng)用方式：(1)使高壓流體與低壓流體從同一側(cè)噴向?qū)Я骷瓷涿妫?2)導(dǎo)流件采用雙反射面，高壓流體與低壓流體分別噴射到導(dǎo)流件的兩側(cè)反射面；(3)采用雙反射板結(jié)構(gòu)，使高壓流體與低壓流體分別從兩側(cè)噴向雙導(dǎo)流件兩側(cè)反射面，低壓流體從雙導(dǎo)流件中間進(jìn)入噴射器；(4)導(dǎo)流件采用窄縫噴嘴結(jié)構(gòu)的雙反射面，高壓流體采用雙噴分別噴射到窄縫噴嘴外兩側(cè)反射面，低壓流體通過窄縫噴嘴內(nèi)部進(jìn)入噴射器；(5)高壓流體射流經(jīng)過導(dǎo)流件反射面導(dǎo)流，低壓流體正向被抽入噴射器；(6)高壓流體射流經(jīng)過導(dǎo)流件反射面導(dǎo)流，低壓流體從側(cè)向被抽入噴射器；(7)采用平面結(jié)構(gòu)；(8)采用曲面結(jié)構(gòu)；(9)采用了厚度漸縮的雙面反射板結(jié)構(gòu)；(10)采用了波紋狀結(jié)構(gòu)；(11)將抽氣室內(nèi)壁加工成符合反射要求的導(dǎo)流反射面而成為特殊的導(dǎo)流件。

實(shí)施方式3，循環(huán)噴射器

如附圖7所示的采用了抽氣噴嘴的多級循環(huán)噴射抽氣器，用箭頭表示了流動與循環(huán)方向，每級抽氣通道都增加了抽氣噴嘴，初始的動力流體從主噴嘴通道1進(jìn)入噴射器，從抽氣通道11抽氣，最終通過擴(kuò)壓管12排出，增加閥13表示排出氣體有一定壓力，例如從抽氣通道11抽吸大氣中空氣時，排出噴射器的氣體是大于一個大氣壓的。如附圖8所示的增加了各級抽氣噴嘴的單級噴射多循環(huán)式噴射抽氣器，同樣用箭頭表示了流動方向。兩種循環(huán)噴射抽氣器及其用途在專利申請201210165823.0與201310497436.1中分別有詳細(xì)描述，基本特點(diǎn)是在原理上隨著逐級噴射參數(shù)降低而流量增加整體做功能力不減，其最顯著優(yōu)勢是因為沒有轉(zhuǎn)動件可以適應(yīng)任何燃燒器或加熱器提供的高溫高壓動力氣源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高參數(shù)高效率做功，也有利于高真空抽氣，采用抽氣噴嘴后可以更充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)勢。

實(shí)施方式4，可調(diào)噴射器

在工程應(yīng)用中常常遇到變負(fù)荷工況的要求，一般采用調(diào)節(jié)動力流體的壓力來適應(yīng)，即采用動力源調(diào)節(jié)，其缺點(diǎn)是噴射抽氣器容易偏離最佳公開點(diǎn)使效率下降，因此應(yīng)盡可能采用可調(diào)噴射抽氣器，具體可以采用以下可調(diào)方式，可單獨(dú)實(shí)施也可以靈活組合，使噴射抽氣器盡可能有較寬的高效工況區(qū)：(1)主噴嘴方向可調(diào)；(2)主噴嘴流量可調(diào)；(3)抽氣噴嘴方向可調(diào)；(4)抽氣噴嘴流量可調(diào)；(5)射流反射板或射流反射面角度可調(diào)；(6)射流反射面或反射板位置可調(diào)；(7)喉部可調(diào)?？烧{(diào)噴嘴(或噴管)在航空發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域普遍使用，而其它可調(diào)措施至少很容易采用機(jī)械連動控制方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明不局限于實(shí)施方式所述范圍。