[发明专利]一种喷射器

说明书

一种喷射器，包括工作喷嘴，混合室、出口，所述工作喷嘴为缩放喷嘴，所述喷射器包括升压体，所述升压体包括升压头，所述升压头位于所述混合室，定义所述混合室包含升压头部分为升压段，所述升压头使所述升压段的流通截面积沿流动方向逐渐减小。这样，相比于传统的喷射器设计，达到相同压缩比时所造成的不可逆损失更小。

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种喷射器。

背景技术

喷射器是通过利用高压的工作流体来引射低压流体，两股流体混合后产生介于高压与低压之间的具有中间压力流体的装置，因其具有设备结构简单、体积小、成本低、运行可靠等优点，广泛应用于物料输送、制冷等工业和民用领域。现有的喷射器一般由工作流体喷嘴、接受室、混合室和扩压器四个部分组成。其工作原理为，高压的工作流体进入工作流体喷嘴进行绝热膨胀，并在喷嘴出口处形成低压高速流后进入混合室；引射流体在工作流体出口低压的作用下，被引射进入接受室，并在接受室中绝热膨胀后进入混合室；混合流体的速度分布在混合室入口处有较大的不均匀性，随着混合流体在混合室中的流动，速度分布逐渐均衡；混合后的流体在混合室中通常会产生激波，速度骤降，压力骤升，并引起不可逆损失；随后在扩压室中混合流体流速进一步降低，压力升高，达到所需的出口压力参数。喷射器出口混合流体的压力与引射流体入口压力的比值称为压缩比，引射流体与工作流体的质量流量之比称为引射系数，压缩比和引射系数是衡量喷射器性能的重要参数。

在喷射器中，引射流体和工作流体在不同速度、温度、压力下混合，混合流体在混合室内通常还会产生激波。因此，喷射器内流体的流动过程为不可逆过程，经过计算表明，喷射器中引射流体和工作流体在不同速度下的混合过程以及混合室中产生的激波现象，是喷射器中不可逆损失的主要来源。对于现有的喷射器结构，从喷嘴喷出的工作流体速度很快且温度很低，从接受室流入的引射流体在混合室入口处速度最高只能到达临界速度，因此，高速低温的工作流体与相对高温低速的引射流体混合会伴有较大的能量损失；同时，混合室内部的激波也会产生较大的能量损失。

例如公开号为CN101412011A的专利文献公开了一种可调式喷射器，包括喷射器外腔、喷嘴、喷嘴收缩部分、喷嘴喉部和喷嘴扩张部分，喷射器外腔依次设有接受室、混合室、扩散室，喷射器腔体内设有喷嘴延伸接头，喷嘴延伸接头一端设有喷嘴，喷嘴延伸接头另一端设有控制装置，喷嘴延伸接头通过连接件固定在喷射器腔体一端，喷嘴进入混合室，扩散室出口与混合流体出口相连，喷嘴延伸接头与高压流体进口相连，接受室与低压流体进口相连。当进入喷嘴的制冷剂流量变化时，通过调节喷嘴喉部截面积和混合段入口截面积，提高喷嘴效率。

虽然上述结构的喷射器在一定程度上提高了喷嘴效率，但是喷嘴出口处的工作流体经过充分膨胀后速度更高，压力更低，在混合过程、混合后的激波现象以及扩散室升压过程中的能量损失都会相应升高。结构设计不当，喷射器能量损失反而会增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷射器。

第一方面，一种喷射器，包括工作喷嘴，混合室、出口，所述工作喷嘴为缩放喷嘴，所述喷射器包括升压体，所述升压体包括升压头，所述升压头位于所述混合室，定义所述混合室包含升压头部分为升压段，所述升压头使所述升压段的流通截面积沿流动方向逐渐减小。这样，在两股流体初步混合后，超声速流体在升压体的作用下产生一道或多道斜激波，速度降低，压力升高；随后在波后混合段中进一步混合达到共同速度。当共同速度超过当地声速时，则在波后混合段出口处再形成激波，速度降低，压力升高，随后在扩压室中进一步降低速度提高压力，最后在喷射器出口处达到所需要的出口参数；当共同速度等于或小于当地声速时，则在波后混合段出口处不产生激波，流体通过膨胀过程达到喷射器出口处所需要的出口参数，相比于传统的喷射器设计中出口处存在强正激波的情况，在相同工况下先通过斜激波升压再通过较弱的正激波升压达到相同压缩比时所造成的不可逆损失更小。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施例中，所述升压体包括柱体段，所述柱体段的形状为柱体，所述柱体段相对所述升压头靠近所述出口。在此实施例中，柱体段的设置，有利于升压段之后两股流体的进一步混合。