Газовый эжектор

Авторы патента:

F04F5/466 - Струйные насосы, т.е. устройства, в которых поток текучей среды индуцируется за счет перепада давления под воздействием скоростного потока другой текучей среды (диффузионные насосы F04F 9/00; комбинации струйных насосов с насосами иных типов F04B; применение струйных насосов для заливки насосов необъемного вытеснения F04D)

F04F5/46 - размещение сопел

F04F5/18 - с целью сжатия

Владельцы патента RU 2650913:

Письменный Владимир Леонидович (RU)

Эжектор предназначен для использования в области авиадвигателестроения. Эжектор состоит из двух кольцевых каналов и кольцевой камеры смешения. На выходе из кольцевых каналов и на выходе из камеры смешения расположены сопловые аппараты. Направления выходных кромок лопаток сопловых аппаратов, расположенных на выходе из кольцевых каналов, совпадают. Технический результат – уменьшение длины камеры смешения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к газовым эжекторам, предназначенным для использования в области авиадвигателестроения.

Известны турбоэжекторные двигатели (патенты: RU 2190772, RU 2386829, RU 2392475), содержащие газовый эжектор с камерой смешения. Недостатком газодинамической схемы турбоэжекторного двигателя является большое удлинение камеры смешения (отношение длины к высоте).

Известен сотовый смеситель, состоящий из двух газовых каналов, разделенных гофрированной поверхностью, и камеры смешения (патент RU 2467791, 27.11.2012). Сотовый смеситель входит в состав турбоэжекторного двигателя.

Известен газовый эжектор, состоящий из двух кольцевых каналов, расположенных один внутри другого, на выходе из которых расположены сопловые аппараты, и камеры смешения (патент US 4014961 А, 29.03.1977).

Целью изобретения является уменьшение удлинения камеры смешения газового эжектора в составе турбоэжекторного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в газовом эжекторе, состоящем из двух кольцевых каналов, расположенных один внутри другого, на выходе из которых расположены сопловые аппараты, и камеры смешения, на выходе из камеры смешения расположен сопловой аппарат.

Потери давления при смешении газовых потоков уменьшаются, если касательные к средней линии в задней кромке лопаток сопловых аппаратов, расположенных на выходе из кольцевых каналов, параллельны.

Активный газ предпочтительно подавать в камеру смешения по внутреннему каналу.

Сущность изобретения заключается в том, что смешиваемые газы движутся по спиралевидным траекториям, что уменьшает потребную длину камеры смешения: во-первых, при движении по спирали газы проходят меньшее осевое расстояние до их полного смешения, чем при осевом движении, во-вторых, появляются центробежные силы, которые заставляют один газ проникать внутрь другого, что ускоряет процесс их смешения.

На фиг. 1 изображена схема газового эжектора;

на фиг. 2 изображены решетки профилей сопловых аппаратов (цилиндрические сечения);

на фиг. 3 показано изменение относительной длины камеры смешения в зависимости от угла наклона α касательной к средней линии в задней кромке лопатки и скорости истечения активного газа W.

Газовый эжектор (фиг. 1) состоит из двух кольцевых каналов 1 и 2, расположенных один внутри другого. Кольцевые каналы заканчиваются сопловыми аппаратами 3 и 4, соответственно. Углы наклона α касательной к средней линии в задней кромке лопаток сопловых аппаратов 3 и 4 совпадают (фиг. 2). За сопловыми аппаратами расположена кольцевая камера смешения 5. На выходе из камеры смешения расположен сопловой аппарат 6. По каналу 1 движется активный газ; по каналу 2 - пассивный газ.

Эжектор работает следующим образом. Поток активного газа под действием разницы давлений в канале 1 и камере смешения 5 ускоряется и закручивается в сопловом аппарате 3. Статическое давление газа на выходе из соплового аппарата 3 понижается (становится меньше, чем давление газа в канале 2). Под действием перепада давлений пассивный газ ускоряется и закручивается в сопловом аппарате 4.

Потоки активного и пассивного газов истекают в камеру смешения 5 и далее движутся по спиралевидным траекториям. Скорость активного газа больше скорости пассивного газа. За счет центробежных сил активный газ увеличивает радиус своей траектории (стремится к верхней поверхности камеры 5), выдавливая пассивный газ к нижней поверхности камеры 5. За счет радиально-продольного движений активного и пассивного газов происходит выравнивание их энергий: температур и давлений.

Газовая смесь попадает в сопловой аппарат 6, где еще больше ускоряется и закручивается.

Техническим результатом является перераспределение энергии активного газа на большую массу газа с последующим ее преобразованием в кинетическую энергию высокотемпературной струи, предназначенной для привода турбины туроэжекторного двигателя. Удлинение камеры смешения при этом меньше, чем у эжекторов без закрутки газовых потоков.

На фиг. 3 показана относительная длина камеры смешения где L_α - длина камеры смешения с закруткой газовых потоков; L - длина камеры смешения без закрутки газовых потоков. Длина зависит от двух факторов: угла α(фиг. 2) и скорости истечения активного газа W. С уменьшением α и увеличением W длина уменьшается. Максимальная относительная длина камеры смешения определяется как (данная зависимость получена при условии отсутствия радиальных перемещений газов, что соответствует W<10 м/с). В реальных эжекторах W>100 м/с, поэтому будет меньше .

Газовый эжектор позволяет уменьшить длину камеры смешения турбоэжекторного двигателя до размеров, при которых двигатель становится работоспособным, а значит, открываются возможности для создания газотурбинных двигателей для сверх- и гиперзвуковых скоростей полета. Освоение гиперзвуковых скоростей полета является важной народнохозяйственной задачей.

1. Газовый эжектор, состоящий из двух кольцевых каналов, расположенных один внутри другого, на выходе из которых расположены сопловые аппараты, и камеры смешения, отличающийся тем, что на выходе из камеры смешения расположен сопловой аппарат.

2. Газовый эжектор по п. 1, отличающийся тем, что касательные к средней линии в задней кромке лопаток сопловых аппаратов, расположенных на выходе из кольцевых каналов, параллельны.

3. Газовый эжектор по п. 1, отличающийся тем, что активный газ движется по внутреннему каналу.

Изобретение относится к струйной технике. Устройство включает струйный аппарат 1, электронасос 2, вакуумный насос 3, включающий входную камеру 4 с тангенциальным подводом 5 теплоносителя и с патрубком 6 подвода, расположенным в центральной ее части 7, и выходную камеру 8 с патрубком 9 отвода теплоносителя к потребителю, кольцевой зазор 10, образованный расширяющимся диффузором 11 и гидравлическим дросселем 12 в виде усеченного конуса, при этом конструкция струйного аппарата 1 аналогична конструкции вакуумного насоса 3, его входная камера 13 снабжена патрубком 14 отвода теплоносителя, расположенным в центральной ее части 15, а выходная камера 16 - патрубком 17 слива теплоносителя.

Стенд для исследования импульсных характеристик струйного аппарата // 2593867

Стенд предназначен для испытаний струйных аппаратов. Стенд содержит струйный аппарат, емкость, соединенную с соплом струйного аппарата через напорную магистраль, гидравлически связанную с соплом струйного аппарата и магистраль отвода жидкости, гидравлически связанную с диффузором струйного аппарата, средство создания импульсного давления газа в напорной магистрали и систему контроля и регистрации.

Стенд для испытания струйных насосов // 2587508

Изобретение относится к конструкциям экспериментальных стендов для испытания струйных насосов (СН), работающих в составе погружных установок для добычи нефти, содержащих электродвигатель, гидрозащиту, электроцентробежный насос и газосепаратор.

Струйный аппарат для перепуска затрубного газа // 2517287

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для перепуска затрубного газа в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважинах, эксплуатируемых установками погружных электроцентробежных насосов.

Способ приготовления и нагнетания гетерогенных смесей в пласт и установка для его осуществления // 2389869

Изобретение относится к нефтяной и газодобывающей промышленности, в частности к способам приготовления и нагнетания различных смесей рабочих агентов в пласты продуктивных залежей, и может быть эффективно использовано при разработке месторождений в целях утилизации попутного нефтяного газа, осуществления водогазового, физико-химического воздействий на подземные пласты для повышения нефтеотдачи, увеличения рентабельности и экологической чистоты проектов добычи, в том числе на нефтяных месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами, может быть также эффективно использовано для осуществления операций обработки призабойных зон скважин (ПЗП), связанных с закачкой в скважины пенных систем.

Вихревая установка для раздельного выделения горючей составляющей и углекислого газа из воздуха // 2368817

Изобретение относится к вихревым установкам для разделения сред с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, работа которых осуществляется в соответствии с законом свободно вращающегося вихревого потока с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, открытым автором в 1994 году, и может быть использовано по своему прямому назначению для раздельного выделения горючей составляющей и углекислого газа из воздуха, а также возможно использование установки для его реализации при различных вариантах конструктивного выполнения установки для разделения сред в вихревых потоках в различных отраслях производства, в частности химической промышленности, тепловой и атомной энергетике, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности и многих производствах.

Способ и устройство приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере двигателя внешнего сгорания // 2361106

Изобретение относится к области жидких флегматизированных монотоплив и их использования в камерах двигателей внешнего сгорания. .

Эжектор // 2354856

Эжектор // 2353820

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. .

Эжектор // 2348836

Изобретение относится к области струйной техники, включает в себя множество решений по конструкции струйных насосов, связанных зависимостями, в том числе с числом 3,14 при отводе около 100 градусов и с числами до 2000 и более, при отводе 175 и более градусов (для больших, сверхзвуковых подач рабочего продукта).

Жидкостно-газовый эжекторный аппарат // 2635424

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам для создания вакуума. Аппарат содержит распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеры смешения и сбросную камеру, причем каждая камера смешения установлена соосно относительно своего сопла.

Жидкостно-газовый эжектор // 2632167

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам для создания вакуума. В эжекторе, содержащем распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеры смешения и сбросную камеру.

Газовый эжектор // 2621924

Эжектор предназначен для откачки газов. Эжектор содержит приемную камеру, камеру смешения с диффузором и соосно расположенное сопло.

Вентилятор // 2505714

Вентилятор предназначен для создания воздушной струи в комнате, в офисе или других помещениях. Безлопастной вентилятор содержит сопло (14), установленное на основании (12), и средство создания воздушного потока.

Разгонное устройство // 2455532

Изобретение относится к безмашинному способу прямого преобразования тепловой энергии в электрическую в жидкостных магнитогидродинамических генераторах (МГД-генераторах) и может быть использовано не только в стационарных и транспортных установках, но и в других комбинированных энергетических устройствах, утилизирующих излучаемое тепло существующих энергетических установок, повышая их кпд.

Струйный насос // 2246642

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к струйным насосам и эжекторам. .

Многосопловый струйный аппарат // 2195586

Изобретение относится к струйным аппаратам, применяемым в системах отопления и горячего водоснабжения зданий. .

Струйный насос // 2180410

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к струйным насосам, компрессорам и эжекторам. .

Струйный насос // 2161273

Изобретение относится к струйным аппаратам. .

Сопло жидкостно-газового эжектора (варианты) // 2142073

Газовый эжектор // 2389908

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для промысловой подготовки газа и газового конденсата на газоконденсатных или нефтегазоконденсатных месторождениях в составе установок, использующих способ низкотемпературной конденсации (сепарации) для осушки газа по влаге и тяжелым углеводородам и способ ступенчатой дегазации конденсата для его частичной стабилизации, включая эжекторы для утилизации газа дегазации.