СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1996 года по МПК F04F5/14 

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред.

Известен эжектор (струйный аппарат), предназначенный для удаления паровоздушной смеси из конденсатора паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума [1] содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор. Сопло служит для преобразования потенциальной энергии давления активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая вытекая из сопла с большой скоростью, увлекает за собой паровоздушную смесь из камеры, соединенной с паровым пространством конденсатора, в суживающуюся часть канала переменного сечения и далее поступает в диффузор, в котором происходит торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит постоянное удаление паровоздушной смеси из конденсатора.

Недостатком такого струйного аппарата является низкий КПД из-за того, что активная струя захватывает пассивную среду только своей поверхностью, внутренняя же часть струи с пассивной средой не контактирует.

Известен также струйный насос [2] содержащий распределительную камеру, установленное в ней многоствольное активное сопло со стволами, выполненными в виде концентрично размещенных двустенных патрубков с щелевыми выходными отверстиями, расположенных друг относительно друга с образованием кольцевых каналов для подвода пассивной среды, и камеру смешения с горловиной, причем активное сопло имеет диаметр, превышающий диаметр горловины камеры смешения, одна из стенок патрубка выполнена цилиндрической, а другая конической и расположена под острым углом к оси камеры смешения, а каналы для подвода пассивной среды сообщены между собой при помощи радиальных патрубков.

Недостатками такого струйного насоса являются низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивления в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь в кольцевых каналах для подвода пассивной среды, сложность конструкции и невысокая надежность его работы при перекачке загрязненных сред.

Конструктивно наиболее близким к предложенному является струйный аппарат (эжектор) [3] содержащий активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и установленные за выходным срезом сопла в камере смешения разделители потока, размещенные параллельно друг другу в сечении, перпендикулярном оси струйного аппарата, причем оба конца каждого разделителя потока выступают за окружность, описанную радиусом выходного среза сопла.

Недостатками такого струйного аппарата являются низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивления при проходе активной среды через разделители потока, а также из-за неэффективного качества смешения активной и пассивной сред при движении за разделителями потока.

Техническая задача повышение КПД.

Указанная техническая задача достигается тем, что в известном струйном аппарате, содержащем активное сопло, приемную камеру, камеру смешения с диффузором и установленные в камере смешения разделители потока, причем торец каждого разделителя потока, обращенный к боковой поверхности приемной камеры, выступает за пределы окружности, описанной выходным радиусом сопла, разделители потока выполнены в виде лопастей, размещенных на боковой поверхности обтекателя, которая получена от вращения образующей вокруг оси струйного аппарата, при этом площадь поперечного сечения обтекателя увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, а площадь каждого поперечного сечения каждой лопасти увеличивается по меньшей мере на участке, примыкающем к кромке лопасти, обращенной в сторону активного сопла, при этом при работе струйного аппарата обтекатель с размещенными на нем разделителями потока приводится во вращение под воздействием активной среды, проходящей между разделителями потока.

Анализ известных технических решений аналогов и прототипа в исследуемой области, т. е. струйных аппаратов, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками, описывающими заявляемый струйный аппарат, и признать заявляемое решение, соответствующим критерию "существенные отличия".

В частности неизвестные струйные аппараты, в которых разделители потока были бы выполнены в виде лопастей, размещенных на боковой поверхности обтекателя, которая получена от вращения образующей вокруг оси струйного аппарата, при этом площадь поперечного сечения обтекателя увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, а площадь каждого поперечного сечения каждой лопасти увеличивается по меньшей мере на участке, примыкающем к кромке лопасти, обращенной в сторону активного сопла, при этом при работе струйного аппарата обтекатель с размещенными на нем разделителями потока приводился бы во вращение под воздействием активной среды, проходящей между разделителями потока.

Струйный аппарат поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен продольный разрез струйного аппарата; на фиг.2 сечение по А-А фиг.1; на фиг.3 - продольный разрез струйного аппарата; на фиг.4 обтекатель; на фиг.5 - разделители потока с направляющим кольцом; на фиг.6 направляющее кольцо; на фиг.7 направляющее кольцо; на фиг.8 обтекатель; на фиг.9 обтекатель; на фиг. 10 (а,б) обтекатель, варианты; на фиг.11 обтекатель с разделителями потока; на фиг. 12 обтекатель с разделителями потока; на фиг.13 обтекатель с разделителями потока; на фиг.14 обтекатель с разделителями потока; на фиг.15 обтекатель с разделителями потока.

В струйном аппарате (фиг.1, 2), содержащем активное сопло 1, приемную камеру 2, камеру смешения 3 с диффузором 4 и установленные в камере смешения разделители потока 5, причем торец 6 каждого разделителя потока 5, обращенный к боковой поверхности приемной камеры 2, выступает за пределы окружности, описанной выходным радиусом r сопла 1, разделители потока 5 выполнены в виде лопастей, размещенных на боковой поверхности обтекателя 7, которая получена от вращения образующей 8 вокруг оси струйного аппарата, при этом площадь поперечного сечения обтекателя 7 увеличивается в направлении к диффузору 4 по меньшей мере на начальном участке 9, расположенном на стороне активного сопла 1, а ширина каждого поперечного сечения каждого разделителя потока 5 увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на участке, примыкающем к кромке 10 разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1, при этом при работе струйного аппарата обтекатель 7 с размещенными на нем разделителями потока 5 приводится во вращение под воздействием активной среды, проходящей между разделителями потока 5.

При этом активное сопло 1 может быть выполнено с центральным отверстием (фиг. 1, 2), а проекция торца 11 обтекателя 7, обращенного в сторону активного сопла 1, на плоскость, перпендикулярную оси струйного аппарата, размещается внутри круга, описанного радиусом r выходного сечения активного сопла 1; активное сопло 1; активное сопло 1 может быть выполнено кольцевым (фиг. 3), а обтекатель 7 выполнен с открытыми для прохода пассивной среды торцевыми поверхностями, при этом наружный радиус r₁ меньшего основания 11 обтекателя 7, расположенного на стороне активного сопла 1, меньше меньшего радиуса r₂ выходного сечения сопла 1; торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может являться вершиной тела вращения (фиг.1); торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может быть выполнен в форме открытого для прохода внутри обтекателя 7 активной среды меньшего основания усеченного тела вращения с острой входной для активной среды кромкой 12 (фиг. 4); площадь поперечного сечения каждого разделителя потока 5 может увеличиваться в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2 по меньшей мере на участке, примыкающем к боковой поверхности обтекателя 7 (фиг.2); торцы 6 разделителей потока 5, обращенные к боковой поверхности приемной камеры 2 по меньшей мере на участке, обращенном в сторону к диффузору 4, могут быть охвачены направляющим кольцом 13, соосным струйному аппарату, и жестко соединены с ним, при этом наружный радиус кольца r₃ меньше внутреннего радиуса r₄ цилиндрического участка 14 камеры смешения 3 (фиг.5); внутренняя поверхность 15 направляющего кольца 13 может быть выполнена конусообразной формы с меньшим основанием 16, расположенном на стороне активного сопла 1 (фиг.6); внутренняя поверхность 15 направляющего кольца 13 может быть выполнена конусообразной формы с меньшим основанием 16, расположенном на стороне диффузора 4; внутренняя поверхность 15 направляющего кольца 13 может быть выполнена цилиндрической (фиг.5); по крайней мере на каждом боковом участке по крайней мере каждого разделителя потока 5, примыкающем к его заднему торцу 17, обращенному к диффузору 4, могут быть выполнены ребра 18 (гофры) в виде выступов, чередующихся с канавками 19, причем ребра 18 ориентированы (направлены) в сторону диффузора (фиг.5); на участках внутренней поверхности 15 направляющего кольца 13, расположенных между смежными разделителями потока 5, может быть выполнено оребрение (гофры) с продольным оси струйного аппарата направлением ребер 20 (фиг.7); образующая 8 боковой поверхности обтекателя 7 может являться прямой линией (фиг.1, 3, 4, 5); образующая 8 боковой поверхности обтекателя 7 может являться кривой линией, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2 (фиг.1, 8); образующая 8 боковой поверхности обтекателя 7 на начальном участке 21, расположенном на стороне активного сопла 1, может являться прямой линией, сопряженной с образующей последующего участка 22, расположенного на стороне диффузора 4, кривой, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2, при этом образующая указанного последующего участка 22 параллельна оси струйного аппарата (фиг.9); образующая 8 боковой поверхности обтекателя 7 на начальном участке 21, расположенном на стороне активного сопла 1, может являться кривой линией, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2 и сопряженной с образующей последующего участка 22, расположенного на стороне диффузора 4, кривой, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2, при этом образующая указанного последующего участка 22 параллельна оси струйного аппарата (фиг.10,а); образующая 8 боковой поверхности обтекателя 7 на начальном участке 21, расположенном на стороне активного сопла 1, может являться кривой линией, вогнутой в направлении к оси струйного аппарата, а на последующем участке 22, расположенном на стороне диффузора 4, кривой, вогнутой в сторону боковой поверхности приемной камеры 2, при этом образующие обоих участков сопряжены между собой (фиг.10, б); торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может быть размещен внутри последнего (фиг.1); торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может совпадать с выходным сечением последнего (фиг.1); торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может быть расположен на расстоянии "a" от выходного сечения последнего (фиг. 3); торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1, может быть расположен внутри центрального канала сопла 1, служащего для подвода пассивной среды (фиг.3); кромка 10 каждого разделителя потока 5, обращенная в сторону активного сопла 1, может быть выполнена острой (фиг.1, 2); кромки 10 разделителей потока 5, обращенные в сторону активного сопла 1, могут лежать в одной плоскости, перпендикулярной оси струйного аппарата (фиг.1, 3); по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки 10 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1, может размещаться ближе к диффузору 4 (фиг.11); по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки 10 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1, может размещаться ближе к выходному сечению активного сопла 1 (фиг.12); торец 17 каждого разделителя потока 5, обращенный в сторону диффузора 4, может лежать в одной и той же плоскости, перпендикулярной оси струйного аппарата (фиг.1, 3); по крайней мере каждая последующая точка линии в направлении от оси струйного аппарата, полученная от пересечения торцевой поверхности 17 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону диффузора 4, с продольной плоскостью струйного аппарата, может размещаться ближе к диффузору 4 (фиг. 13); по крайней мере каждая последующая точка линии в направлении от оси струйного аппарата, полученная от пересечения торцевой поверхности 17 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону диффузора 4, с продольной плоскостью струйного аппарата, может размещаться ближе к выходному сечению активного сопла 1 (фиг.14); кромка 10, обращенная в сторону активного сопла 1, каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, при повороте вокруг оси струйного аппарата может быть совмещена с вышеуказанной кромкой 10 каждого смежного разделителя потока 5 (фиг.1, 3); линия, полученная от пересечения торцевой поверхности 17, обращенной в сторону диффузора 4, каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, с продольной плоскостью струйного аппарата, при повороте вокруг оси последнего может быть совмещена с линиями, полученными аналогичным путем, каждого смежного первому вышеуказанного разделителя потока 5 (фиг. 1, 3); разделители потока 5, размещенные на боковой поверхности обтекателя 7, могут быть расположены на расстоянии от входного сечения в конфузорную часть 23 камеры смешения 3 (фиг.1); разделители потока 5, размещенные на боковой поверхности обтекателя 7, могут быть расположены на расстоянии от входного сечения в цилиндрическую часть 14 камеры смешения 3 (фиг.1); оконечность разделителей потока 5, размещенных на боковой поверхности обтекателя 7, обращенная в сторону к диффузору 4, может совпадать с входным сечением в конфузорную часть 23 камеры смешения 3 (фиг.1); оконечность разделителей потока 5, размещенных на боковой поверхности обтекателя 7, обращенная в сторону к диффузору 4, может совпадать с входным сечением в цилиндрическую часть 14 камеры смешения 3 (фиг.1); по меньшей мере оконечность разделителей потока 5, размещенных на боковой поверхности обтекателя 7, обращенная в сторону к диффузору 4, может размещаться в конфузорной части 23 камеры смешения 3 (фиг.1); по меньшей мере оконечность разделителей потока 5, размещенных на боковой поверхности обтекателя 7, обращенная в сторону к диффузору 4, может размещаться в цилиндрической части 14 камеры смешения 3 (фиг. 1); точка пересечения кромки 10, обращенной в сторону активного сопла 1, каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, с боковой поверхностью последнего может совпадать с плоскостью, в которой лежит торец 17 обтекателя, обращенный в сторону активного сопла 1 (фиг. 15); точка пересечения кромки 10, обращенной в сторону активного сопла 1, каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, с боковой поверхностью последнего может лежать в плоскости, перпендикулярной оси струйного аппарата и отстоящей на расстоянии от торца 11 обтекателя 7, обращенного в сторону активного сопла 1, в направлении к диффузору.

Струйный аппарат (фиг. 1, 2) работает следующим образом. В сопло 1 из приемной камеры 2 поступает активная среда (пар, воздух, вода и др.), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи, которая после выхода из сопла 1, проходит через разделители потока 5, размещенные на боковой поверхности обтекателя 7. При этом происходит разделение потока на ряд струй и увеличение внешних границ указанных струй, что приводит к улучшению условий взаимодействия двух сред за счет увеличения поверхности их взаимодействия.

Разделители потока 5 выполнены в виде лопастей (лопаток), а ширина каждого их поперечного сечения увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на участке, примыкающем к кромке 10 разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1. На последующем участке, обращенном в сторону диффузора 4 ширина каждого поперечного сечения каждого разделителя потока 5 может сохраняться одинаковой или увеличиваться. Разделители потока 5 при этом одновременно выполняют роль рабочих турбинных лопаток (точнее их переднюю часть по сечению), что достигается за счет соответствующего их профилирования, в результате чего при проходе через разделители потока 5 активной среды последние вместе с обтекателем получают вращение вокруг оси струйного аппарата, обеспечивая значительное увеличение КПД последнего за счет улучшения условия взаимодействия двух сред, так как выходящие из разделителя потока 5 струи активной среды постоянно меняют пространственное положение. Вследствие малой длины разделителей потока 5 в продольном направлении струйного аппарата и большой скорости активной среды последняя приобретает лишь незначительное вращательное движение, что уменьшает гидравлические потери от взаимодействия двух сред.

Свободный доступ пассивной среды в пустоты, образующиеся между выходящими из разделителей потока 5 струями, достигается расположением их торцов 6, обращенных к боковой поверхности приемной камеры 2, в зоне пассивной среды, что предотвращает возможное замыкание активной средой входа в указанные пустоты между струями активной среды.

Обтекатель 7 может иметь одну или две опоры, расположенные на оси струйного аппарата. Целесообразным является его выполнение с одной опорой (подшипником), так как осевое усилие, оказываемое потоком на разделители потока 5 и обтекатель 7, направлено в сторону диффузора 4. При этом достигаются меньшие гидравлические потери энергии в сравнении с двухопорным обтекателем.

Частота вращения обтекателя 7 с размещенными на нем разделителями потока 5 зависит от выбранного профиля последних (их сечения). Выбор геометрических и других характеристик разделителей потока и обтекателя 7 определяется из условия достижения максимального КПД струйного аппарата.

Активное сопло 1 может быть выполнено с центральным отверстием (фиг.1, 2) или кольцевым (фиг.3). В первом случае торец 11 обтекателя 7 может является вершиной тела вращения (фиг.1) или может быть выполнен в форме открытого для прохода внутри обтекателя 7 активной среды меньшего основания усеченного тела вращения с острой входной кромкой 12 (фиг.4). Во втором случае обтекатель 7 выполняется с открытыми для прохода пассивной среды торцевыми поверхностями, при этом наружный радиус r₁ меньшего основания 11 обтекателя 7, расположенного на стороне активного сопла 1, меньше меньшего радиуса r₂ выходного сечения сопла 1. При этом площадь поперечного сечения внутреннего прохода обтекателя 7 в направлении к диффузору 4 может сохраняться одинаковой или увеличиваться в указанном направлении.

Выбор конструкции сопла 1 и обтекателя 7 зависит от характеристик струйного аппарата и определяется из условий обеспечения оптимальных условий взаимодействия двух сред и соответственно максимального КПД струйного аппарата. Второй случай, когда активное сопло 1 выполняется кольцевым, может быть предпочтительнее при большой производительности струйного аппарата.

Увеличение площади поперечного сечения каждого разделителя потока 5 в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2 по меньшей мере на участке, примыкающем к боковой поверхности обтекателя 7 (фиг.2), улучшает доступ пассивной среды вглубь потока активной среды по сечению струйного аппарата.

Применение направляющего кольца 13, охватывающего торцы 6 разделителей потока 5, обращенные к боковой поверхности приемной камеры 2, которое жестко соединяется с разделителями потока 5, а наружный радиус кольца r₃ меньше внутреннего радиуса r₄ цилиндрического участка 14 камеры смешения 3 (фиг.5), определяется характеристиками струйного аппарата (его производительностью и др.) и геометрией разделителей потока 5 и обтекателя 7. Указанное выполнение целесообразно при значительном расширении струй (потока) активной среды на выходе из разделителей потока 5.

Внутренняя поверхность направляющего кольца 13 может быть выполнена конусообразной формы с меньшим основанием 16, расположенным на стороне диффузора 4, а также может быть выполнена цилиндрической (фиг.5). При этом на участках внутренней поверхности 15 направляющего кольца 13, расположенных между смежными разделителями потока 5, может быть выполнено оребрение с продольным оси струйного аппарата направлением ребер 20 (фиг.7). Выбор формы внутренней поверхности 15 направляющего кольца 13 определяется характеристиками струйного аппарата. Выполнение внутренней поверхности 15 направляющего кольца 13 конусообразной формы с меньшим основание 16, расположенным на стороне диффузора 4, целесообразно при наличии на поверхности 15 ребер 20. При этом высота указанных ребер 20 увеличивается в направлении к диффузору 4, а площадь проходного сечения внутреннего канала кольца 13 в этом случае может оставаться одинаковой по длине струйного аппарата и даже увеличиваться.

Для увеличения поверхности взаимодействия двух сред по крайней мере на каждом боковом участке по крайней мере каждого разделителя потока 5, примыкающем к его заднему торцу 17, обращенному к диффузору 4, могут быть выполнены ребра 18, направленные в сторону к диффузору 4 (фиг.5).

Выбор формы образующей 8 боковой поверхности обтекателя 7, которая может иметь форму прямой линии (фиг.1, 3, 4, 5); кривой линии, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры 2 (фиг.1, 8); иметь более сложную форму, состоящую из нескольких участков разного профиля (фиг.9, 10а; 10б), зависит от характеристик струйного аппарата и выбирается из условия достижения максимального КПД струйного аппарата.

Расположение торца 11 обтекателя 7 по отношению к выходному сечению активного сопла 1 может быть различным: торец 11 может быть размещен внутри активного сопла 1; может совпадать с выходным сечением последнего (фиг.1); может быть расположен на расстоянии "a" от выходного сечения сопла 1 (фиг. 3); может быть расположен внутри центрального канала сопла 1, служащего для подвода пассивной среды (фиг.3). Выбор расположения торца 11 обтекателя 7 по отношению к соплу 1 должен быть таким, чтобы достигался максимальный КПД струйного аппарата.

Для уменьшения гидравлических потерь при движении активной среды через разделители потока 5 кромка 10 последних, обращенная в сторону активного сопла 1, может выполняться острой (фиг.1, 2) или слегка притупленной, исходя из технологических соображений и надежности их работы. При этом расположение указанных кромок 10 разделителей потока 5 может быть различным: кромки 10 могут лежать в одной плоскости, перпендикулярной к оси струйного аппарата (фиг.1, 3); по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки 10 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1, может размещаться ближе к диффузору 4 (фиг.11); по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки 10 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону активного сопла 1, может размещаться ближе к выходному сечению активного сопла 1 (фиг. 12).

Выбор расположения кромок 10 разделителей потока 5 определяется характеристиками струйного аппарата и достигаемым при этом КПД.

Пространственное положение каждой точки торца 17 каждого разделителя потока 5, обращенного в сторону диффузора 4, может быть различным. Указанный торец 17 может быть плоским и у каждого разделителя потока 5 он может лежать в одной и той же плоскости, перпендикулярной к оси струйного аппарата (фиг. 1, 3); может быть плоским, но у каждого разделителя потока 5 размещаться в своей плоскости, наклонной к оси струйного аппарата; также торец 17 может занимать пространственное положение, когда по крайней мере каждая последующая точка линии в направлении от оси струйного аппарата, полученной от пересечения торцевой поверхности 17 каждого разделителя потока 5, обращенной в сторону диффузора 4, с продольной плоскостью струйного аппарата, размещается ближе к диффузору 4 (фиг.13) или, когда каждая последующая точка вышеуказанной линии размещается ближе к выходному сечению активного сопла 1 (фиг. 14).

Выбор пространственного положения каждой точки торца 17 каждого разделителя потока 5 зависит от характеристик струйного аппарата и должен обеспечить оптимальные условия для взаимодействия двух сред за разделителями потока 5, т.е. чтобы достигался наибольший КПД струйного аппарата.

Также кромка 10 каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, при повороте вокруг оси струйного аппарата может быть совмещена с вышеуказанной кромкой 10 каждого смежного разделителя потока 5 (фиг.1, 3), а линия, полученная от пересечения торцевой поверхности 17 каждого разделителя потока 5 с продольной плоскостью струйного аппарата, при повороте вокруг оси последнего может быть совмещена с линиями, полученными аналогичным путем каждого смежного первому вышеуказанного разделителя потока 5 (фиг.1, 3). В указанных случаях кромка 10 может представлять из себя кривую линию или узкую по длине кромки криволинейную поверхность, а торцевая поверхность 17 криволинейную поверхность.

Разделители потока 5, размещенные на боковой поверхности обтекателя 7, могут быть расположены на расстоянии от входного сечения в конфузорную часть 23 камеры смешения 3 (фиг.1), а также могут быть расположены на расстоянии от входного сечения в цилиндрическую часть 14 камеры смешения 3 (фиг.1); их оконечность, обращенная в сторону к диффузору 4, может совпадать с входным сечением в конфузорную часть 23 камеры смешения 3 (фиг.1) или с входным сечением в цилиндрическую часть 14 камеры смешения 3 (фиг.1); по меньшей мере указанная оконечность разделителей потока 5 может также размещаться в конфузорной части 23 камеры смешения 3 или в цилиндрической части 14 камеры смешения 3 (фиг.1).

Выбор размещения разделителей потока 5 по отношению к камере смешения 3 определяется из условия достижения максимального КПД струйного аппарата.

Точка пересечения кромки 10, обращенной в сторону активного сопла 1, каждого разделителя потока 5, размещенного на боковой поверхности обтекателя 7, с боковой поверхностью последнего может совпадать с плоскостью, в которой лежит торец 11 обтекателя 7, обращенный в сторону активного сопла 1 (фиг. 15). Кроме того, точка, полученная вышеуказанным путем, может лежать в плоскости, перпендикулярной оси струйного аппарата и отстоящей на расстоянии от торца 11 обтекателя 7, обращенного в сторону активного сопла 1, в направлении к диффузору 4. Расположение вышеуказанных точек пересечения кромок 10 с боковой поверхностью обтекателя 7 определяется эффективностью работы струйного аппарата.

Использование данного изобретения в различных отраслях техники, а также в конденсационных установках паровых турбин позволяет уменьшить энергозатраты на работу струйного аппарата за счет значительного повышения КПД, а также уменьшить массу и габариты.

Использование: для перекачивания различных сред. Сущность изобретения: разделители потока выполнены в виде лопастей, размещенных на блоковой поверхности обтекателя, площадь поперечного сечения обтекателя и разделителей потока увеличивается в направлении к диффузору и обтекатель с размещенными в нем разделителями потока установлен с возможностью вращения под воздействием потока активной среды. 37 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Струйный аппарат, содержащий активное сопло, приемную камеру, камеру смешения с диффузором и установленные в камере смешения разделители потока, причем торец каждого разделителя потока, обращенный к боковой поверхности приемной камеры, выступает за пределы окружности, описанной выходным радиусом сопла, отличающийся тем, что разделители потока выполнены в виде лопастей, размещенных на боковой поверхности обтекателя, которая получена от вращения образующей вокруг оси струйного аппарата, при этом площадь поперечного сечения обтекателя увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, а ширина каждого поперечного сечения разделителя потока увеличивается в направлении к диффузору по меньшей мере на участке, примыкающем к кромке разделителя потока, обращенной в сторону активного сопла, при этом обтекатель с размещенными в нем разделителями потока установлен с возможностью вращения под воздействием потока активной среды, проходящей между разделителями потока. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что активное сопло выполнено с центральным отверстием, а проекция торца обтекателя, обращенного в сторону активного сопла, на поверхность, перпендикулярную к оси струйного аппарата, размещается внутри круга, описанного радиусом выходного сечения активного сопла. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что активное сопло выполнено кольцевым, а обтекатель выполнен с открытыми для прохода пассивной среды торцевыми поверхностями, при этом наружный радиус меньшего основания обтекателя, расположенного на стороне активного сопла, меньше меньшего радиуса выходного сечения сопла. 4. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, является вершиной тела вращения. 5. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, выполнен в форме открытого для прохода внутри обтекателя активной среды меньшего основания усеченного тела вращения с острой входной кромкой для активной среды. 6. Аппарат по пп. 1 5, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения каждого разделителя потока увеличивается в направлении к боковой поверхности приемной камеры по меньшей мере на участке, примыкающем к боковой поверхности обтекателя. 7. Аппарат по пп. 1 6, отличающийся тем, что торцы разделителей потока, обращенные к боковой поверхности приемной камеры по меньшей мере на участке, обращенном в сторону к диффузору, охвачены направляющим кольцом, соосным со струйным аппаратом, и жестко соединены с ним, при этом наружный радиус кольца меньше внутреннего радиуса цилиндрического участка камеры смещения. 8. Аппарат по пп. 1 7, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена конусообразной формы с меньшим основанием, расположенным на стороне активного сопла. 9. Аппарат по пп. 1 7, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена конусообразной формы с меньшим основанием, расположенным на стороне диффузора. 10. Аппарат по пп. 1 7, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена цилиндрической. 11. Аппарат по пп. 1, 7, 8 10, отличающийся тем, что по крайней мере на каждом боковом участке по крайней мере каждого разделителя потока, примыкающем к его заднему торцу, обращенному к диффузору, выполнены ребра (гофры) в виде выступов, чередующихся с канавками, причем ребра ориентированы (направлены) в сторону к диффузору. 12. Аппарат по пп. 1, 7 11, отличающийся тем, что на участках внутренней поверхности направляющего кольца, расположенных между смежными разделителями потока, выполнено оребрение (гофры) с продольным оси струйного аппарата направлением ребер. 13. Аппарат по пп. 1 12, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности обтекателя является прямой линией. 14. Аппарат по пп. 1 12, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности обтекателя является кривой линией, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры. 15. Аппарат по пп. 1 12, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности обтекателя на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, является прямой линией, сопряженной с образующей последующего участка, расположенного на стороне диффузора, кривой, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры, при этом образующая указанного последующего участка параллельна оси струйного аппарата. 16. Аппарат по пп. 1 12, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности обтекателя на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, является кривой линией, вогнутой в направлении к боковой поверхности приемной камеры и сопряженной с образующей последующего участка, расположенного на стороне диффузора, кривой, вогнутой к боковой поверхности приемной камеры, при этом образующая указанного последующего участка параллельна оси струйного аппарата. 17. Аппарат по пп. 1 12, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности обтекателя на начальном участке, расположенном на стороне активного сопла, является кривой линией, вогнутой в направлении к оси струйного аппарата, а на последующем участке, расположенном на стороне диффузора, кривой, вогнутой в сторону боковой поверхности приемной камеры, при этом образующие обоих участков сопряжены между собой. 18. Аппарат по пп. 1, 2, 4 17, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, размещен внутри последнего. 19. Аппарат по пп. 1 17, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, совпадает с выходным сечением последнего. 20. Аппарат по пп. 1 17, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, расположен на расстоянии от выходного сечения последнего. 21. Аппарат по пп. 1 17, отличающийся тем, что торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла, расположен внутри центрального канала сопла, служащего для подвода пассивной среды. 22. Аппарат по пп. 1 21, отличающийся тем, что кромка каждого разделителя потока, обращенная в сторону активного сопла, выполнена острой. 23. Аппарат по пп. 1 22, отличающийся тем, что кромки разделителей потока, обращенные в сторону активного сопла, лежат в одной плоскости, перпендикулярной к оси струйного аппарата. 24. Аппарат по пп. 1 22, отличающийся тем, что по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки каждого разделителя потока, обращенной в сторону активного сопла, размещается ближе к диффузору. 25. Аппарат по пп. 1 22, отличающийся тем, что по крайней мере каждая последующая в направлении от оси струйного аппарата точка кромки каждого разделителя потока, обращенной в сторону активного сопла, размещается ближе к выходному сечению активного сопла. 26. Аппарат по пп. 1 25, отличающийся тем, что торец каждого разделителя потока, обращенный в сторону диффузора, лежит в одной и той же плоскости, перпендикулярной к оси струйного аппарата. 27. Аппарат по пп. 1 25, отличающийся тем, что по крайней мере каждая последующая точка линии в направлении от оси струйного аппарата, полученная от пересечения торцевой поверхности каждого разделителя потока, обращенной в сторону диффузора, с продольной плоскостью струйного аппарата, размещается ближе к диффузору. 28. Аппарат по пп. 1 26, отличающийся тем, что по крайней мере каждая последующая точка линии в направлении от оси струйного аппарата, полученная от пересечения торцевой поверхности каждого разделителя потока, обращенной в сторону диффузора, с продольной плоскостью струйного аппарата, размещается ближе к выходному сечению активного сопла. 29. Аппарат по пп. 1 28, отличающийся тем, что кромка, обращенная в сторону активного сопла, каждого разделителя потока, размещенного на боковой поверхности обтекателя, при повороте вокруг оси струйного аппарата совмещается с указанной кромкой каждого сложного разделителя потока. 30. Аппарат по пп. 1 29, отличающийся тем, что линия, полученная от пересечения торцевой поверхности, обращенной в сторону диффузора, каждого разделителя потока, размещенного на боковой поверхности обтекателя, с продольной плоскостью струйного аппарата, при повороте вокруг оси последнего совмещается с линиями, полученными аналогичным путем, каждого смежного первому указанного разделителя потока. 31. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что разделители потока, размещенные на боковой поверхности обтекателя, расположены на расстоянии от входного сечения в конфузорную часть камеры смешения. 32. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что разделители потока, размещенные на боковой поверхности обтекателя, расположены на расстоянии от входного сечения в цилиндрическую часть камеры смешения. 33. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что оконечность разделителей потока, размещенных на боковой поверхности обтекателя, обращенная в сторону к диффузору, совпадает с входным сечением в конфузорную часть камеры смешения. 34. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что оконечность разделителей потока, размещенных на боковой поверхности обтекателя, обращенная в сторону к диффузору, совпадает с входным сечением в цилиндрическую часть камеры смешения. 35. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что по крайней мере оконечность разделителей потока, размещенных на боковой поверхности обтекателя, обращенная в сторону к диффузору, размещается в конфузорной части камеры смешения. 36. Аппарат по пп. 1 30, отличающийся тем, что по меньшей мере оконечность разделителей потока, размещенных на боковой поверхности обтекателя, обращенная в сторону к диффузору, размещается в цилиндрической части камеры смешения. 37. Аппарат по пп. 1 36, отличающийся тем, что точка пересечения кромки, обращенной в сторону активного сопла, каждого разделителя потока, размещенного на боковой поверхности обтекателя, с боковой поверхностью последнего совпадает с плоскостью, в которой лежит торец обтекателя, обращенный в сторону активного сопла. 38. Аппарат по пп. 1 37, отличающийся тем, что точка пересечения кромки, обращенной в сторону активного сопла, каждого разделителя потока, размещенного на боковой поверхности обтекателя, с боковой поверхностью последнего лежит в плоскости, перпендикулярной к оси струйного аппарата и отстоящей на расстоянии от торца обтекателя, обращенного в сторону активного сопла, в направлении к диффузору.