CN113203215A - 热回收或功回收***、用于其的喷射器及流体混合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于热回收或功回收***的喷射器、热回收或功回收***及其中引导流体的方法。其中，喷射器包括：高压流体通道，所述高压流体通道包括：高压流体入口和高压流体喷嘴；吸入流体通道，所述吸入流体通道包括吸入流体入口以及围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；分别与高压流体通道和吸入流体通道流体连通的混合室；以及所述混合室下游的扩散室；其中，所述高压流体喷嘴的外壁的前端具有弧形倒圆部分。根据本发明的实施例的喷射器具有改善的效率。

Description

热回收或功回收***、用于其的喷射器及流体混合方法
技术领域
本发明涉及热回收(heat recovery)或功回收(work recovery)***领域，更具体地，本发明涉及一种用于热回收或功回收***的喷射器、热回收或功回收***及热回收或功回收***中使流体混合的方法。
背景技术
商用的热回收或功回收***中，尤其是需要大压差的***使用喷射器来提高效率。喷射器例如借助高压流体对吸入流体加压，并将混合流体提供至压缩机入口，由此提高压缩机入口流体的压力，从而降低对压缩机能力的需求，提高***的效率。
喷射器通常包括高压流体喷嘴以将高压流体转换成高动量流体，吸入流体随高动量流体而被吸入并在混合室与高动量流体混合，随后在扩散室中扩散以增加流体的压力并随后供应至例如压缩机。在喷射器中如形成涡流将导致流体能量的损失，降低喷射器的效率。
发明内容
本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
一方面，提供了一种用于热回收或功回收***的喷射器，所述喷射器包括：
高压流体通道，所述高压流体通道包括：高压流体入口和高压流体喷嘴；
吸入流体通道，所述吸入流体通道包括吸入流体入口以及围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；
分别与所述高压流体通道和所述吸入流体通道流体连通的混合室；以及
所述混合室下游的扩散室；
其中，所述高压流体喷嘴的外壁的前端具有弧形倒圆部分。
可选地，在在所述用于热回收或功回收***的喷射器的实施例中，所述高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段，所述弧形倒圆部分起始自所述高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，且直到所述外壁的锥形区段的总长度的100%处终止。
可选地，在在所述用于热回收或功回收***的喷射器的实施例中，所述高压流体喷嘴的外壁的最前侧厚度小于1mm。
可选地，在在所述用于热回收或功回收***的喷射器的实施例中，所述高压流体喷嘴的外壁包括：安装部，所述安装部前侧的凹弧形区段和所述凹弧形区段前侧的所述锥形区段，所述弧形倒圆部分位于所述锥形区段的最前侧，所述高压流体喷嘴的内部依次包括收缩段，喉部，扩散段和高压流体出口。
可选地，在在所述用于热回收或功回收***的喷射器的实施例中，所述高压流体喷嘴的前端的弧形倒圆部分通过切割后倒圆处理形成，所述倒圆处理例如通过激光切削或机械磨削进行。
另一方面，还提供了一种热回收或功回收***，所述热回收或功回收***包括根据各个实施例所述的喷射器。
另一方面，还提供了一种使流体混合的方法，所述方法包括：
使第一流体通过高压流体通道中的高压流体喷嘴；
使第二流体借助于所述第一流体的动能而由吸入流体通道被吸入，所述吸入流体通道包括围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；
使第一流体和第二流体在混合室内混合；以及
使混合流体在扩散室中扩散；
其中，所述方法还包括使所述高压流体喷嘴的外壁的前端形成弧形倒圆部分，以减少所述第二流体在该处的流动能损失。
可选地，所述方法包括通过切割后倒圆处理形成所述高压流体喷嘴的前端的弧形倒圆部分，所述倒圆处理例如通过激光切削或机械磨削进行。
可选地，所述高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段，所述方法包括：使所述弧形倒圆部分起始自所述高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，且直到所述外壁的锥形区段的总长度的100%处终止。
可选地，所述方法包括使所述高压流体喷嘴的外壁的最前侧形成为厚度小于1mm。
根据本发明的实施例的装置和方法可提高喷射器以及应用其的***的效率。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的功回收***的示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的喷射器的结构示意图；
图3示出了喷射器喷嘴的立体图；
图4示出了喷射器喷嘴的截面图；
图5示出了根据实施例的喷射器喷嘴的截面图；以及
图6示出了两种喷射器喷嘴的流体模拟示意图。
具体实施方式
参考图1来介绍一个应用根据本发明的实施例的喷射器的功回收***，例如，以其可为制冷设备为例。功回收***可包括：压缩机83，压缩机83的出口与其下游的冷凝器82入口连接，冷凝器82出口与喷射器80的高压流体入口11连接。另一方面，喷射器80的流体出口43与分离器84连接。由喷射器80的流体出口43流出的流体在分离器中分离，其中气相返回至压缩机83的入口而液相经过阀85和蒸发器86后来到喷射器80的吸入流体入口21。在所示的实施例中，喷射器80用于如图1所示的功回收***，在备选实施例中，喷射器80也可应用于其他类型的更为复杂的功回收***中，此外，喷射器80也可应用于热回收***中，例如包括发电机的热回收***。在所示实施例中，功回收***仅包括一个喷射器，在备选实施例中，***可包括多个喷射器。因此，根据各个实施例的喷射器可应用于各种类型的热回收或功回收***中。
继续参考图2，示出了喷射器的截面图。喷射器包括：高压流体通道1，高压流体通道1包括：高压流体入口11和高压流体喷嘴12；吸入流体通道2，吸入流体通道2包括吸入流体入口21以及围绕高压流体喷嘴12的吸入室22；分别与高压流体通道1和吸入流体通道2流体连通的混合室3；以及混合室3下游的扩散室4。在图示的实施例中，高压流体通道1中的高压流体喷嘴12的高压流体出口对准混合室3，而吸入室22与混合室连接处具有渐缩的过渡段23。在图示的实施例中，混合室3具有基本一致的横截面面积，而扩散室4具有逐渐增大的横截面面积。喷射器的工作原理大致为，高压流体在通过高压流体喷嘴时转换成高动量流体，吸入流体随高动量流体而被吸入并在混合室中与高动量流体混合，随后在扩散室中扩散以恢复流体的压力并随后供应至如压缩机等设备。
继续参考图3，示出了高压流体喷嘴的立体图。高压流体喷嘴12可例如包括：安装部121以用于固定至喷射器内，其例如为圆柱形并具有卡槽，安装部121前侧为凹弧形区段122而凹弧形区段122前侧为锥形区段123，锥形区段123的最前侧124处具有弧形倒圆部分129(见图5)。
继续参考图4，示出了高压流体喷嘴的截面图。高压流体喷嘴的内部可包括收缩段125，喉部126，扩散段127和高压流体出口128。其中高压流体出口128处于锥形区段123的最前侧124的径向内侧。如图4所示，常规的喷嘴的最前侧124由于通过切割而形成有钝角部分，该钝角部分将导致吸入流体经过时产生涡旋，从而使流体能量损失。此外，通过切割形成的高压流体喷嘴的最前侧124处的壁厚T通常大于1mm。继续参考图5，其示出了根据本发明的实施例的高压流体喷嘴，该高压流体喷嘴在最前侧124处具有弧形倒圆部分129，即高压流体喷嘴在最前侧124的最前侧的一部分130被去除，以使得该处形成圆滑过渡而不存在钝角。在一些实施例中，所述弧形倒圆部分129可通过切割后倒圆处理形成，例如通过激光切削或机械磨削等方式进行。在一些实施例中，高压流体喷嘴的外壁的最前侧厚度小于1mm，显著小于常规高压流体喷嘴。在一些实施例中，高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段(图5中的A点至B点)，弧形倒圆部分起始自高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，其以C标注，且直到外壁的锥形区段的总长度的100%处(B点)终止,换而言之，从锥形区段的起点A至弧形倒圆部分起始点C的长度L1占锥形区段总长度L1+L2(A至B)的75%至98%。在一些实施例中，弧形倒圆部分的长度L2占锥形区段总长度L1+L2的至少2%，或至少5%，或至少10%，或至少15%。在一些实施例中，弧形倒圆部分的长度L2占锥形区段总长度L1+L2的至多25%，或至多15%，或至多10%。
继续参考图6，其示出了高压喷嘴的前侧经过倒圆处理（右图）和未经过倒圆处理（左图）的情况下的流体模拟图。从图6中可见，经过倒圆处理后在高压喷嘴前侧的流体的涡旋（如方框内所示）显著减少。经计算分析，经过对高压喷嘴的前侧进行倒圆处理，喷射器的效率可提高1%，由此可有效提高整个热回收或功回收***的效率。因此，根据另一方面，提供了一种热回收或功回收***，所述热回收或功回收***包括根据各个实施例所述的喷射器。
另一方面，提供了一种使流体混合的方法，包括：使第一流体通过高压流体通道中的高压流体喷嘴；使第二流体借助于所述第一流体的动能而由吸入流体通道被吸入，所述吸入流体通道包括围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；使第一流体和第二流体在混合室内混合；以及使混合流体在扩散室中扩散；其中，所述方法还包括使所述高压流体喷嘴的外壁的前端形成弧形倒圆部分，以减少所述第二流体在该处的流动能损失。通过该方法可有效减小喷射器中的流体在高压流体喷嘴前端处的涡旋，由此降低该处的流能量损失，提高喷射器的效率。
在一些实施例中，所述方法包括通过切割后倒圆处理形成所述高压流体喷嘴的前端的弧形倒圆部分，例如通过机械打磨或激光切削。在一些实施例中，所述高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段，所述方法包括：使所述弧形倒圆部分起始自所述高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，且直到所述外壁的锥形区段的总长度的100%处终止。在一些实施例中，所述方法包括使所述高压流体喷嘴的外壁的最前侧厚度形成为小于1mm。经计算分析，通过根据本发明的实施例的方法对高压喷嘴的前侧进行倒圆处理，喷射器的效率可例如提高约1%。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于热回收或功回收***的喷射器，其特征在于，所述喷射器包括：
高压流体通道，所述高压流体通道包括：高压流体入口和高压流体喷嘴；
吸入流体通道，所述吸入流体通道包括吸入流体入口以及围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；
分别与所述高压流体通道和所述吸入流体通道流体连通的混合室；以及
所述混合室下游的扩散室；
其中，所述高压流体喷嘴的外壁的前端具有弧形倒圆部分。
2.根据权利要求1所述的用于热回收或功回收***的喷射器，其特征在于，所述高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段，所述弧形倒圆部分起始自所述高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，且直到所述外壁的锥形区段的总长度的100%处终止。
3.根据权利要求1或2所述的用于热回收或功回收***的喷射器，其特征在于，所述高压流体喷嘴的外壁的最前侧厚度小于1mm。
4.根据权利要求2所述的用于热回收或功回收***的喷射器，其特征在于，所述高压流体喷嘴的外壁包括：安装部，所述安装部前侧的凹弧形区段和所述凹弧形区段前侧的所述锥形区段，所述弧形倒圆部分位于所述锥形区段的最前侧，所述高压流体喷嘴的内部依次包括收缩段，喉部，扩散段和高压流体出口。
5.根据权利要求1或2所述的用于热回收或功回收***的喷射器，其特征在于，所述高压流体喷嘴的前端的弧形倒圆部分通过切割后倒圆处理形成，所述倒圆处理例如通过激光切削或机械磨削进行。
6.一种热回收或功回收***，其特征在于，所述热回收或功回收***包括如权利要求1-5中任一项所述的喷射器。
7.一种使流体混合的方法，其特征在于，所述方法包括：
使第一流体通过高压流体通道中的高压流体喷嘴；
使第二流体借助于所述第一流体的动能而由吸入流体通道被吸入，所述吸入流体通道包括围绕所述高压流体喷嘴的吸入室；
使第一流体和第二流体在混合室内混合；以及
使混合流体在扩散室中扩散；
其中，所述方法还包括使所述高压流体喷嘴的外壁的前端形成弧形倒圆部分，以减少所述第二流体在该处的流动能损失。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过切割后倒圆处理形成所述高压流体喷嘴的前端的弧形倒圆部分，所述倒圆处理例如通过激光切削或机械磨削进行。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述高压流体喷嘴的外壁具有位于前侧的锥形区段，所述方法包括：使所述弧形倒圆部分起始自所述高压流体喷嘴外壁的锥形区段的总长度的75%至98%处，且直到所述外壁的锥形区段的总长度的100%处终止。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述高压流体喷嘴的外壁的最前侧形成为厚度小于1mm。
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