DE19502539C2

DE19502539C2 - Steam injector

Info

Publication number: DE19502539C2
Application number: DE19502539A
Authority: DE
Inventors: Helmut Baelz; Gerd Dr Ing Ehrhardt; Hans Dipl Ing Hesselbacher
Original assignee: Helmut Baelz 74076 Heilbronn De GmbH; Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz 74076 Heilbronn De GmbH; Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2015-01-28
Also published as: DE59508350D1; EP0724079B1; DE19502539A1; ATE193098T1; EP0724079A1

Abstract

The injector (1) has a mixer chamber (51) with outflow aperture (17), and a ring-shaped part with inner (49,53) and outer (19) walls. A ring nozzle (31) with ring slot-shaped outlet (47), is charged with steam-type heat carrier, and opens into the mixer chamber. An intake aperture (39), opens into the ring-shaped part of the mixer chamber, and is charged with the fluid to be heated. The intake is located after the ring nozzle, relative to the through flow direction defined by the nozzle. The intake aperture is formed by a ring slot, which is located coaxial to the ring nozzle. The aperture opens into a ring-shaped intake section in the mixer chamber.

Description

Zum Erwärmen von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, wird häufig ein dampfförmiger Wärmeträger in die betreffende Flüssigkeit eingeleitet, wobei es zu einem direkten Kontakt zwischen dem Wärmeträger und der Flüs sigkeit kommt. Dies ist bspw. bei der Heißwasserbereitung oder bei der Erzeugung von Warmwasser zu Heizzwecken mittels Dampfes der Fall. Der dampfförmige Wärmeträger vermischt sich dabei mit der zu erwärmenden Flüssigkeit, wobei er kondensiert. Es kann bei diesem Verfahren dazu kommen, daß der in die Flüssigkeit eingeleitete dampf förmige Wärmeträger schlagartig kondensierende Blasen bildet. Dabei können regelrechte Implosionserscheinungen, sogenannte Dampfschläge auftreten, die die zum Einleiten des dampfförmigen Wärmeträgers in die Flüssigkeit ver wendeten Apparaturen besonderen Belastungen unterwerfen. Solche Belastungen können beispielsweise zu Leitungsbrü chen führen.For heating liquids, such as Water is often a vaporous heat transfer medium in the liquid in question, whereby it becomes a direct contact between the heat transfer medium and the rivers liquidity is coming. This is, for example, when preparing hot water or in the production of hot water for heating purposes by means of steam. The vaporous heat transfer medium mixes with the liquid to be heated, whereby it condenses. It can do this with this procedure come that the vapor introduced into the liquid shaped heat transfer fluid suddenly condensing bubbles forms. Real implosions, So-called steam strikes occur, which are used to initiate of the vaporous heat transfer medium into the liquid subject the equipment used to special loads. Such loads can lead to line breaks, for example Chen lead.

Aus der DE-OS 23 46 112 ist eine regelbare Strahlpum pe bekannt, mittels derer zwei Fluide miteinander ver mischt werden können. Die Strahlpumpe weist einen in einem Gehäuse angeordneten Treibstromkanal auf, der in einer kreisförmigen Treibdüsenöffnung mündet. Mittig in der Treibdüsenöffnung ist ein über eine Stange betätigbarer Einstellkegel angeordnet, mittels dessen der wirksame Querschnitt der Treibdüsenöffnung variiert werden kann. Der Treibdüsenöffnung gegenüberliegend ist eine Fangdüse angeordnet, die einen sich von der Treibdüse weg erstrec kenden Bereich konstanten Querschnitts und einen sich daran anschließenden Bereich mit sich erweiterndem Strö mungsquerschnitt aufweist. Zwischen der Fangdüse und der Treibstromdüse ist ein ringförmiger Saugspalt vorgesehen, der mit einem Sauganschluß in Fluidverbindung steht. Das aus der Treibmitteldüse austretende Treibmittel bildet einen Strahl mit kreisförmigem Querschnitt, der sich in der Fangdüse allmählich aufweitet. Das durch den ringför migen Saugspalt zuströmende Fluid legt sich als hohlkegel förmiger Mantel um den Treibmittelstrahl und wird von diesem mitgenommen.From DE-OS 23 46 112 is a controllable jet pump pe known, by means of which two fluids ver can be mixed. The jet pump has one in one Housing arranged drive current channel, which in a circular blowing nozzle opening opens. In the middle of the Driving nozzle opening is a rod-operated Adjusting cone arranged by means of which the effective Cross section of the nozzle opening can be varied. A catch nozzle is located opposite the driving nozzle opening arranged, which stretches away from the driving nozzle area of constant cross-section and one adjoining area with widening flow mung cross section. Between the capture nozzle and the An annular suction gap is provided, which is in fluid communication with a suction connection. The forms propellant emerging from the propellant nozzle a beam with a circular cross section, which is in the catch nozzle gradually widens. That through the ringför Fluid flowing into the suction gap forms a hollow cone shaped jacket around the propellant jet and is from taken away with this.

Eine prinzipiell gleiche Strahlpumpe ist aus der DE 23 42 841 bekannt. Auch diese Strahlpumpe weist eine rohrförmige Fangdüse mit sich daran anschließendem trich terförmigen Diffusor auf.A basically the same jet pump is from DE 23 42 841 known. This jet pump also has one tubular catch nozzle with attached trich ter-shaped diffuser.

Bei der Verwendung einer derartigen regelbaren Strahlpumpe zum Mischen von Dampf mit Wasser kann es zu einer lediglich groben Mischung und in der Folge zu Kon densatschlägen kommen.When using such an adjustable Jet pump for mixing steam with water can be too only a rough mixture and subsequently to Kon come.

Aus der DE-PS 9 24 122 ist eine Injektorpumpe bekannt, die Dampf als Treibmittel nutzt. Die Pumpe weist ein langgestrecktes rohrförmiges Gehäuse auf, dessen Quer schnitt sich mit der Länge des Gehäuses erweitert. An seinem engen Ende ist das Gehäuse mit einem Treibdampf anschluß versehen, der zu einer Treibmitteldüse führt. Der Treibdampfdüse benachbart ist an dem Gehäuse ein Saug stutzen ausgebildet, der in einen die Treibdüse umgebenden Ringraum mündet. Das Gehäuse definiert im Anschluß an die Treibdüse einen Diffusor, der von einem sich bis in die Treibdüse erstreckenden Dorn durchgriffen ist.An injector pump is known from DE-PS 9 24 122, which uses steam as a blowing agent. The pump instructs elongated tubular housing, whose cross cut extended with the length of the case. At its narrow end is the case with a propellant steam Provide connection that leads to a propellant nozzle. Of the A propellant steam nozzle is adjacent to the housing Neck formed in a surrounding the propellant nozzle Annulus opens. The housing defines the following Driving nozzle a diffuser that extends from one to the Driving pin extending mandrel is penetrated.

Der Dorn ist längsverstellbar gehalten und dient der Anpassung der Pumpe an unterschiedliche Betriebszustände.The mandrel is adjustable and serves the Adaptation of the pump to different operating conditions.

Aus der DE-PS 59 277 ist ein Injektor bekannt, dessen Treibmitteldüse von einer Ventilspindel zur Regulierung der durchtretenden Dampfmenge durchgriffen ist. Die Treib mitteldüse ist sich konisch verengend ausgebildet, während die Ventilspindel einen in Stufen abgesetzten Durchmesser aufweist.From DE-PS 59 277 an injector is known, the Propellant nozzle from a valve spindle to regulate the amount of steam passing through is reached. The blowing middle nozzle is conically narrowing, while the valve stem has a stepped diameter having.

Durch den abgesetzten Durchmesser soll die Ausbildung eines hohlen Dampfstrahles zur Minderung des Dampfver brauches bewirkt werden.Due to the offset diameter, the training should a hollow steam jet to reduce the steam need to be effected.

Die DE-PS 4 07 692 offenbart eine Strahlpumpe, in deren im wesentlichen rohrförmige Treibdüse ein Konus eingesetzt ist, der die Treibdüse verengt und der einen sich über die Treibdüse hinaus erstreckenden Fortsatz aufweist. Der Fortsatz durchragt dabei einen sich konisch erweiternden Diffusorabschnitt, so daß ein sich erweiternder Strömungs querschnitt ausgebildet ist. Mit dem Konus soll erreicht werden, daß bei gleichem Gegendruck immer dasselbe Mi schungsverhältnis zwischen Treibmittel und angesaugtem Gas erreicht wird.DE-PS 4 07 692 discloses a jet pump, in the essentially a tubular driving nozzle uses a cone is the one that narrows the propellant nozzle and the one that Propellant nozzle extending extension. Of the The extension extends through a conically widening one Diffuser section so that an expanding flow cross-section is formed. With the cone is supposed to be achieved be that with the same back pressure always the same Mi ratio between propellant and sucked gas is achieved.

Außerdem ist aus der DE 23 32 582 A1 eine Strahlpumpe zum Fördern und Dosieren von Flüssigkeiten und Gasen bekannt. Die Strahlpumpe weist einen Rohrabschnitt auf, der eine düsenartige ausgebildete Engstelle enthält. In Durchströmungsrichtung auf die Engstelle folgend ist in dem Rohrabschnitt ein Strömungskörper gehalten, der mit dem Rohrabschnitt einen Ringspalt definiert. Unmittelbar auf die Engstelle folgend sind an dem Strömungskörper Austrittsöffnungen vorgesehen, die zu einer Saugleitung führen. Im Anschluß an den Ringspalt verjüngt sich der Strömungskörper.In addition, a jet pump is known from DE 23 32 582 A1 for conveying and dosing liquids and gases known. The jet pump has a pipe section which contains a nozzle-like constriction. In Flow direction following the constriction is in the pipe section held a flow body with defines an annular gap in the pipe section. Right away following the constriction are on the flow body Outlet openings provided that lead to a suction line to lead. Following the annular gap, the tapers Flow body.

Der Leitkörper bewirkt einen Druckanstieg unmittelbar im Anschluß an die Austrittsöffnungen durch Verlangsamung der Strömung.The guide body immediately causes an increase in pressure following the outlet openings by slowing down the current.

Zur Einleitung von Dampf in Wasser zur Erwärmung desselben ist diese Strahlpumpe nicht vorgesehen.For introducing steam into water for heating this jet pump is not provided.

Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Injektor zum Einleiten eines dampfförmigen Wärmeträ gers in eine zu erwärmende Flüssigkeit zu schaffen, mit dem die Mischung des Wärmeträgers mit der zu erwärmenden Flüssigkeit und die anschließende Kondensation des Wärme trägers ohne Kollabieren von Dampfblasen gestattet. Ins besondere soll dies im Teillastbereich ermöglicht werden. Darüberhinaus ist es Aufgabe der Erfindung einen regel baren Injektor mit den oben genannten Eigenschaften zu schaffen.Based on this, it is an object of the invention an injector for introducing a vapor heat gers in a liquid to be heated with which is the mixture of the heat transfer medium with the one to be heated Liquid and the subsequent condensation of heat Carrier allowed without collapse of vapor bubbles. Ins in particular, this should be made possible in the partial load range. In addition, it is an object of the invention a rule possible injector with the properties mentioned above create.

Der Injektor weist eine Mischkammer mit einem ring förmigen Abschnitt auf, in dem eine Vermischung des dampf förmigen Wärmeträgers mit der Flüssigkeit stattfindet und der dampfförmige Wärmeträger kondensiert. Der Durchmesser der sich bildenden Dampfblasen kann dabei die radiale Ausdehnung der ringspaltförmigen Mischkammer nicht über steigen, so daß auch die Größe der von den implodierenden Blasen ausgehenden Druckstöße begrenzt ist. Damit ist die Voraussetzung für eine ruhige Kondensation des dampfförmi gen Wärmeträgers ohne Klopferscheinungen gegeben.The injector has a mixing chamber with a ring shaped section where mixing of the steam shaped heat transfer medium with the liquid takes place and the vaporous heat transfer medium condenses. The diameter The vapor bubbles that are formed can be radial Expansion of the mixing chamber in the form of an annular gap does not exceed increase so that the size of the imploding Bubble outgoing pressure surges is limited. So that's it Prerequisite for calm condensation of the vapor given heat transfer medium without knocking.

Durch die Ringdüse wird der dampfförmige Wärmeträger axial in die Mischkammer eingelassen, wobei er im Bereiche vor der Austrittsöffnung einen Sog erzeugt. Der Dampf passiert, unmittelbar nachdem er die Ringdüse verlassen hat, wenigstens eine Einströmöffnung, die vorzugsweise als ringförmige, koaxial zu der Ringdüse angeordnete Öffnung mit radialer Öffnungsrichtung ausgebildet ist. Dabei saugt der Dampf aus der Einströmöffnung die zu erwärmende Flüs sigkeit an und vermischt sich mit dieser intensiv. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Anordnung der Einström öffnung in unmittelbarer Nähe zu der Ringdüse eine gute Durchmischung des dampfförmigen Wärmeträgers mit der zu erwärmenden Flüssigkeit erreicht wird. Es werden insbeson dere gute Ergebnisse erzielt, wenn zwischen der von der Ringdüse definierten Dampfströmungsrichtung und der von der Einströmöffnung definierten Einströmrichtung ein im wesentlichen rechter Winkel eingeschlossen wird. Dies ist der Fall, wenn die Ringdüse eine im wesentlichen axiale Öffnungsrichtung und die Einströmöffnung eine im wesentli chen radiale Öffnungsrichtung aufweist.The vaporous heat transfer medium becomes through the ring nozzle axially inserted into the mixing chamber, being in the areas creates a suction in front of the outlet opening. The steam happens immediately after leaving the ring nozzle has at least one inflow opening, which is preferably as annular opening arranged coaxially to the ring nozzle is designed with a radial opening direction. It sucks the steam from the inflow opening the rivers to be heated liquid and mixes intensively with it. It has it turned out that the arrangement of the inflow opening in close proximity to the ring nozzle is a good one Mixing of the vaporous heat transfer medium with the heating liquid is reached. In particular whose good results are achieved when the Ring nozzle defined steam flow direction and that of the inflow direction defined in the substantial right angle is included. This is the case when the ring nozzle is a substantially axial Opening direction and the inflow opening are essentially Chen has radial opening direction.

Die Mischkammerabschnitt ist ringspaltförmig ausge bildet. Dies führt, wenn der Ringspalt relativ eng ist und eine, seinen Außendurchmesser übersteigende Länge auf weist, zu einer ruhigen Kondensation und einer guten Regelbarkeit. Selbst bei hoher Strömungsgeschwindigkeit ist hier genügend Wegstrecke und damit genügend Zeit für eine ausreichende, das heißt vollständige Kondensation des dampfförmigen Wärmeträgers in dem ringförmig ausgebildeten Abschnitt der Mischkammer vorhanden.The mixing chamber section is shaped like an annular gap forms. This results when the annular gap is relatively narrow and a length exceeding its outer diameter indicates calm condensation and good Controllability. Even at high flow speeds there is enough distance and therefore enough time for adequate, i.e. complete condensation of the vaporous heat transfer medium in the ring-shaped Section of the mixing chamber available.

Eine ruhige Kondensation wird ergibt sich insbesonde re, wenn die radiale Dicke des ringförmigen Abschnittes beträchtlich kleiner, also bspw. kleiner als ein Fünftel des Innendurchmesser der Innenwandung ist.A calm condensation will result in particular re if the radial thickness of the annular portion considerably smaller, e.g. smaller than a fifth is the inside diameter of the inside wall.

Im Anschluß an den Mischbereich kann ein Nabendiffu sor angeordnet werden, der die Strömung verzögert. Dazu können die Innenwandung und die Außenwandung der Misch kammer einen sich wenigstens abschnittsweise von der Ringdüse weg erweiternden Strömungsquerschnitt definieren, wodurch über die Länge der Mischkammer ein Geschwindig keitsprofil erzeugt wird. Insbesondere wird im Bereiche mit hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten ein Sog erzeugt, der zum Ansaugen der zu erwärmenden Flüssigkeit genutzt werden kann.Following the mixing area, a hub diffu be arranged, which delays the flow. To can mix the inner and outer walls chamber at least in sections from the Define the annular flow cross section, which makes a speed over the length of the mixing chamber speed profile is generated. Especially in the areas creates suction at high flow rates, which is used to suck in the liquid to be heated can be.

Der eigentliche Mischbereich wird durch einen Ab schnitt der Mischkammer gebildet, dessen Außenwandung von einem rohrförmigen Teil und dessen Innenwandung durch einen Leitkörper gebildet ist. Dieser, vorzugsweise rota tionssymmetrisch ausgebildete Leitkörper kann einen zylin drischen Abschnitt aufweisen, der mit der Außenwandung einen hohlzylindrischen Abschnitt der Mischkammer be grenzt. In diesem eigentlichen Mischbereich ist der Strö mungsquerschnitt konstant, wobei infolge der Kondensation des mit der Flüssigkeit vermischten dampfförmigen Wärme trägers die Strömungsgeschwindigkeit über die Länge der Mischkammer abnehmen kann. Jedoch werden übermäßige Druck änderungen, insbesondere plötzliche Druckanstiege ver mieden, so daß die von der Flüssigkeit umschlossenen Blasen des dampfförmigen Wärmeträgers nur geringe Implo sionsneigung zeigen.The actual mixing area is marked by a Ab cut the mixing chamber formed, the outer wall of a tubular part and its inner wall a guide body is formed. This, preferably rota tion-symmetrically designed guide body can be a cylin have drische section that with the outer wall a hollow cylindrical portion of the mixing chamber borders. The flow is in this actual mixing area mung cross section constant, due to the condensation of the vaporous heat mixed with the liquid carrier the flow velocity over the length of the Mixing chamber can take off. However, excessive pressure changes, in particular sudden pressure increases avoided so that those enclosed by the liquid Bubbles of the vaporous heat transfer medium only little implo show tendency.

Wenn die Ringdüse eine gegen ihren Außendurchmesser geringe Spaltweite aufweist, wird ein besonders dünnwandi ger hohlzylindrischer oder leicht hohlkegelförmiger Dampf strom ausgebildet. Infolge seiner geringen Dicke weist der damit nahezu flächig geformte Dampfstrom von vorne herein eine sehr geringe Neigung auf, nach dem Vermischen mit der Flüssigkeit größere Dampfblasen zu bilden.If the ring nozzle is against its outer diameter has a small gap width, is a particularly thin wall straight hollow cylindrical or slightly hollow cone-shaped steam electricity trained. Due to its small thickness, the thus almost flat steam flow from the beginning a very slight tendency after mixing with the Liquid to form larger vapor bubbles.

Eine im wesentlichen axiale Dampfströmungsrichtung wird erreicht, wenn der Außendurchmesser der Ringdüse mit dem Innendurchmesser der Außenwandung der Mischkammer im wesentlichen übereinstimmt.A substantially axial direction of steam flow is achieved when the outer diameter of the ring nozzle is the inner diameter of the outer wall of the mixing chamber in essentially coincides.

Eine sehr wirkungsvolle und eine konstante hohe Strömungsgeschwindigkeit des in die Flüssigkeit zu inji zierenden dampfförmigen Wärmeträgers wird erreicht, wenn die Ringdüse zur Regelung des Injektors in ihrem Strö mungsquerschnitt veränderbar ausgelegt ist. Dies kann auf einfache Weise erreicht werden, indem die Ringdüse als Ringspalt zwischen dem Leitkörper und einer in der Misch kammer vorgesehenen Axialbohrung begrenzt ist. Wenn der Leitkörper axial verschiebbar gehalten und im Bereich der Ringdüse konisch ausgebildet ist, verändert sich der Düsenquerschnitt bei einer axialen Verschiebung des Leit körpers. Der außerdem zwischen der äußeren rohrförmigen Mischkammer und dem zylindrischen Abschnitt des Leitkör pers definierte hohlzylindrische Abschnitt der Mischkammer wird davon in seiner Geometrie im wesentlichen nicht betroffen, wodurch auch bei Teillast, das heißt bei gerin gerer injizierter Dampfmenge, die Kondensation des Dampfes ruhig und ohne wesentliche, zu Implosionen führende Dampf ansammlungen stattfindet. Die Regelung des Injektors hinsichtlich seiner Leistung erfolgt somit durch eine Veränderung der Schichtdicke des injizierten Dampfes.A very effective and a constant high Flow rate of the inji into the liquid decorative vaporous heat transfer medium is achieved when the ring nozzle for regulating the injector in its flow mung cross section is designed changeable. This can be due to can be easily achieved by using the ring nozzle as Annular gap between the guide body and one in the mixer Chamber provided axial bore is limited. If the Guide body held axially displaceable and in the area of Ring nozzle is conical, the changes Nozzle cross-section with an axial displacement of the guide body. The also between the outer tubular Mixing chamber and the cylindrical section of the guide body pers defined hollow cylindrical section of the mixing chamber is essentially not in its geometry affected, which also with partial load, that is with low less steam injected, the condensation of the steam calm and without substantial vapor leading to implosions collections takes place. The regulation of the injector with regard to its performance is therefore carried out by a Change in the layer thickness of the injected steam.

Eine weitere Möglichkeit für den Teillastbetrieb des Injektors ist gegeben, wenn dieser einen Kanal aufweist, über den die Ausströmöffnung mit der Einströmöffnung verbunden ist. Über diesen Kanal kann ein Flüssigkeits austausch erfolgen, so daß erwärmte Flüssigkeit von der Ausströmöffnung zu der Einströmöffnung fließt. Bei dieser Betriebsweise wird weniger kalte Flüssigkeit aufgenommen, weniger Dampf injiziert und an der Ausströmöffnung weniger erhitzte Flüssigkeit abgegeben, die jedoch die volle gewünschte Temperatur erreicht.Another possibility for the partial load operation of the Injector is given if it has a channel, through which the outflow opening with the inflow opening connected is. A liquid can flow through this channel exchange take place so that heated liquid from the Outflow opening flows to the inflow opening. At this Operating mode, less cold liquid is absorbed, less steam injected and less at the outlet heated liquid released, but the full desired temperature reached.

Dieser Kanal kann ringförmig ausgebildet sein und die Mischkammer umgeben, wodurch sich einfache konstruktive Verhältnisse ergeben. Außerdem wird die Außenwandung der Mischkammer auf einer relativ hohen Temperatur gehalten, die über der Umgebungstemperatur und der Temperatur der zuströmenden kalten, zu erwärmenden Flüssigkeit liegt.This channel can be annular and the Surround mixing chamber, which makes it simple constructive Relationships. In addition, the outer wall of the Mixing chamber kept at a relatively high temperature, which are above the ambient temperature and the temperature of the incoming cold liquid to be heated.

Um einen sicheren Betrieb insbesondere bei schwanken den Druckverhältnissen in der die Ringdüse mit dampfförmi gem Wärmeträger beaufschlagenden Zuführungsleitung und der die Einströmöffnung mit Flüssigkeit versorgenden Zufüh rungsleitung zu gestatten, können diese jeweils mit einem Rückflußverhinderer ausgestattet werden. Diese Rückfluß verhinderer können in vorteilhafter Weise in den Injektor integriert werden. Die Rückflußverhinderer verhindern ein Rückströmen von Flüssigkeit in die Ringdüse und ein Aus treten von Dampf durch die Einströmöffnung.To ensure safe operation, especially when fluctuating the pressure conditions in which the ring nozzle with vapor according to the heat transfer fluid supply line and the inflow supplying liquid supply management, they can each with a Backflow preventer are equipped. This reflux preventers can advantageously in the injector to get integrated. The backflow preventer prevent one Backflow of liquid into the ring nozzle and an off steam enters through the inflow opening.

Der Injektor kann zum Erwärmen von Heizwasser oder von Brauchwasser verwendet werden. Der Injektor erhöht dabei den Druck der zu erwärmenden Flüssigkeit durch Ausnutzung der in dem gespannten gas- oder dampfförmigen Medium enthaltenen Energie. Es ist dadurch möglich, den Injektor in einer Doppelfunktion sowohl zum Aufheizen der Flüssigkeit als auch zum Fördern derselben zu verwenden.The injector can be used to heat heating water or of service water. The injector increased the pressure of the liquid to be heated Exploitation of the gaseous or vaporous in the strained Medium contained energy. This makes it possible to Dual function injector for both heating the Use liquid as well as to convey the same.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the Invention shown. Show it:

Fig. 1 einen Injektor in einer leicht schematisierten Schnittdarstellung, Fig. 1 an injector in a slightly schematic sectional representation,

Fig. 2 einen Injektor mit Rückflußkanälen in einer leicht schematisierten Schnittdarstellung, Fig. 2 an injector having a slightly Rückflußkanälen in schematic sectional representation,

Fig. 3 einen mit Rückflußverhinderern ausgestatteten Injektor in einer etwas schematisierten Schnittdarstel lung, Figure 3 lung. A flask equipped with non-return injector in a somewhat schematized Schnittdarstel,

Fig. 4 einen Wärmeverbraucher, der durch mittels des Injektors nach Fig. 1 oder 2 erzeugten Warmwassers beheizt ist, in schematischer Darstellung, Fig. 4 shows a heat consumer, which is heated by means of the injector according to Fig. 1 or 2 generated hot water, in a schematic representation;

Fig. 5 einen Wärmeverbraucher, der durch mittels des in Fig. 3 dargestellten Injektors erzeugten Warmwassers beheizt ist, in schematischer Darstellung, Fig. 5 shows a heat consumer, which is heated by means of the shown in Fig. 3 the injector hot water generated in a schematic representation;

Fig. 6 ein mit Warmwasser gespeistes Becken, wobei das Warmwassers mittels des Injektors nach der Fig. 1 oder des Injektors nach der Fig. 2 erzeugt ist, in schemati scher Darstellung, Fig. 6 is a fed with hot water tank, wherein the hot water by means of the injector of FIG. 1 or the injector is generated after the Fig. 2, in schemati shear representation,

Fig. 7 ein mit Warmwasser gespeistes Becken, das mittels des Injektors nach Fig. 1 mit erwärmtem, aus einem tiefergelegenen Reservoir gefördertem Wasser beaufschlagt ist, in schematischer Darstellung, und FIG. 7 shows a pool fed with hot water, which is acted upon by means of the injector according to FIG. 1 with heated water conveyed from a lower-lying reservoir, in a schematic illustration, and

Fig. 8 ein mit Warmwasser gespeistes Becken, dem mittels des in Fig. 1 dargestellten Injektors Wasser entnommen, erwärmt und wieder zugeführt wird, in schemati scher Darstellung. Fig. 8 is a hot water pool, which is removed by means of the injector shown in Fig. 1 water, heated and fed again, in a schematic representation.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein Dampfinjek tor 1 ein Gehäuse 2 mit einem Anschlußflansch 4 für Dampf und einen weiteren Anschlußflansch 5 für zu erwärmende Flüssigkeit, wie beispielsweise Kaltwasser, auf. Der Flansch 4 ist ein Dampfanschluß 01 und der Flansch 5 ist ein Kaltwasseranschluß 03. Der Dampfanschluß 01 und der Kaltwasseranschluß 03 führen jeweils mit einem zylindri schen Kanal 9, 11 in das Gehäuse 2, wobei der Kanal 9 und der Kanal 11 auf einer gemeinsamen, die jeweilige Öff nungsrichtung definierenden Mittelachse 13 liegen.As shown in Fig. 1, a Dampfinjek gate 1 has a housing 2 with a connecting flange 4 for steam and a further connecting flange 5 for liquid to be heated, such as cold water. The flange 4 is a steam connection 01 and the flange 5 is a cold water connection 03 . The steam connection 01 and the cold water connection 03 each lead with a cylindri's channel 9 , 11 in the housing 2 , wherein the channel 9 and the channel 11 lie on a common central axis 13 defining the respective opening direction.

An dem Gehäuse 2 ist außerdem ein rechtwinklig zu den Flanschen 4, 5 stehender dritter Flansch 15 vorgesehen, der eine Ausströmöffnung 17 umgibt. Die Ausströmöffnung 17 ist eine kreisförmige Öffnung eines in das Gehäuse 2 führenden Kanals, dessen Außenwandung 19 von einer hohl zylindrischen Buchse 21 gebildet ist. Die Buchse 21 ist dabei fest von einem zu dem Flansch 15 führenden Abschnitt des Gehäuses 2 gehalten und ragt bis in einen von dem Kanal 11 gebildeten Ringraum 23 hinein, der über den Kanal 11 mit Flüssigkeit, wie beispielsweise Kaltwasser, beauf schlagbar ist.A third flange 15 , which is perpendicular to the flanges 4 , 5 and which surrounds an outflow opening 17 is also provided on the housing 2 . The outflow opening 17 is a circular opening of a channel leading into the housing 2 , the outer wall 19 of which is formed by a hollow cylindrical bushing 21 . The bushing 21 is firmly held by a leading to the flange 15 portion of the housing 2 and projects into a space formed by the channel 11 annular space 23 into which is beauf beatable via the channel 11 with liquid, such as cold water.

In dem Ringraum 23 liegt ein Ende 25 der Buchse 21, bei dem sie sowohl an der Innenwandung 19, als auch an ihrer Außenwandung jeweils eine zylindrische Mantelflächen aufweist. Die innen liegende Außenwandung 19 und die außenliegende Mantelfläche sind über eine Stirnfläche 27 miteinander verbunden, die im Anschluß an die als Außen wandung 19 bezeichnete innere Mantelfläche einen kreis ringförmigen Abschnitt 27a aufweist, der konzentrisch zu einer von der hohlzylindrischen Buchse 21 definierten Längsmittelachse 29 angeordnet ist. Radial nach außen hin weist die Stirnfläche 27 einen, sich an den kreisringför migen Abschnitt 27a anschließenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 27b auf, der ebenfalls konzentrisch zu der Längsmittelachse 29 liegt. In the annular space 23 there is an end 25 of the bushing 21 , in which it has a cylindrical outer surface both on the inner wall 19 and on its outer wall. The inner outer wall 19 and the outer lateral surface are connected to each other via an end face 27 , which has a circular annular portion 27 a, which is arranged concentrically to a longitudinal central axis 29 defined by the hollow cylindrical bushing 21 , following the outer wall 19 referred to as the outer wall is. Radially outwards, the end face 27 has a frustoconical section 27 b which adjoins the section 27 a in the form of a ring and which is also concentric with the longitudinal central axis 29 .

Konzentrisch zu der Längsmittelachse 29 ist außerdem ein Düsenkörper 31 vorgesehen, der eine konische Öffnung 33 aufweist. Der Düsenkörper 31 ist an einer an dem Gehäu se 2 vorgesehenen und den Kanal 9 von dem Kanal 11 schei denden Zwischenwand 35 gehalten, die den Düsenkörper 31 in einer entsprechenden Öffnung aufnimmt. Der Düsenkörper 31 weist eine zu der Stirnfläche 27 hin liegende Planfläche 37 auf, die im Abstand und parallel zu dem kreisringförmi gen Abschnitt 27a der Stirnfläche 27 angeordnet ist und somit einen Ringspalt 39 definiert, über den der Kanal 11 mit der Ausströmöffnung 17 kommuniziert.A nozzle body 31 , which has a conical opening 33 , is also provided concentrically with the longitudinal center axis 29 . The nozzle body 31 is held on a provided on the housin 2 and the channel 9 from the channel 11 ending intermediate wall 35 which receives the nozzle body 31 in a corresponding opening. The nozzle body 31 has a flat surface 37 lying towards the end face 27 , which is arranged at a distance and parallel to the annular portion 27 a of the end face 27 and thus defines an annular gap 39 through which the channel 11 communicates with the outflow opening 17 .

Über eine konzentrisch zu der Längsmittelachse 29 liegenden, an dem Gehäuse 2 gehaltenen Stange 41 ist ein rotationssymmetrischer Formkörper 43 gehalten, der sich durch die Öffnung 33 des Düsenkörpers 31 in die Buchse 21 hinein erstreckt.A rotationally symmetrical shaped body 43 is held via a rod 41, which is located on the housing 2 and is concentric to the longitudinal center axis 29 and extends through the opening 33 of the nozzle body 31 into the bushing 21 .

Der Formkörper 43 weist einen verdickten und wenig stens abschnittsweise konisch ausgebildeten Abschnitt 45 auf, der im wesentlichen innerhalb der den Kanal 9 mit der Ausströmöffnung 17 verbindenden und in dem Düsenkörper 31 vorgesehenen Öffnung 33 angeordnet ist. Der kegelstumpf förmige Abschnitt 45 weist eine Mantelfläche auf, die mit der Längsmittelachse 29 einen spitzen Winkel einschießt, der merklich geringer ist, als der zwischen der Innenwan dung der Öffnung 33 und der Längsmittelachse 29 einge schlossene spitze Winkel. Dadurch wird ein sich zur Mün dung der Öffnung 33 verengender Ringspalt 47 gebildet.The molded body 43 has a thickened and at least sectionally conical section 45 which is arranged essentially within the opening 33 connecting the channel 9 to the outflow opening 17 and provided in the nozzle body 31 . The frustoconical portion 45 has a lateral surface which he injected with the longitudinal center axis 29 forms an acute angle which is significantly smaller than that between the Innenwan the opening 33 and the longitudinal central axis of extension 29 is connected acute angle. As a result, a constriction for opening Mün opening 33 is formed 47 .

An dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 45 des Formkör pers 43 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 49 an, der sich über den Bereich des Ringspaltes 39 hinweg in die Buchse 21 hinein erstreckt. Der Durchmesser des zylin drischen Abschnittes 49 ist geringer, als der Durchmesser der Außenwandung 19 der Buchse 21, so daß der zylindrische Abschnitt 49 mit der Außenwandung 19 eine ringspaltförmige Mischkammer 51 begrenzt. Diese Mischkammer 51 ist hohl zylindrisch, wobei ihre radiale Dicke sehr viel kleiner als ihr Innendurchmesser ist.At the frustoconical section 45 of the molded body 43 , a cylindrical section 49 follows, which extends over the area of the annular gap 39 into the bushing 21 . The diameter of the cylindrical portion 49 is smaller than the diameter of the outer wall 19 of the sleeve 21 , so that the cylindrical portion 49 with the outer wall 19 defines an annular-shaped mixing chamber 51 . This mixing chamber 51 is hollow cylindrical, its radial thickness being much smaller than its inside diameter.

An den zylindrischen Abschnitt 49 des Formkörpers 43 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 53 ohne Absatz an, dessen Länge die des zylindrischen Abschnitts 49 übersteigt und der mit der Längsmittelachse 29 einen spitzen Winkel einschießt. Dadurch erweitert sich der zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 53 und der Innenwandung 19 definierte freie Strömungsquerschnitt von dem Ringspalt 47 aus gesehen. Der zylindrische Abschnitt 49 und der kegelstumpfförmige Abschnitt 53 begrenzen in der Buchse 21 eine Mischkammer mit ringförmigen Quer schnitt, deren Länge ihren Durchmesser übersteigt.Connected to the cylindrical section 49 of the molded body 43 is a frustoconical section 53 without a shoulder, the length of which exceeds that of the cylindrical section 49 and which makes an acute angle with the longitudinal central axis 29 . As a result, the free flow cross section defined between the frustoconical section 53 and the inner wall 19 extends as seen from the annular gap 47 . The cylindrical portion 49 and the frustoconical portion 53 limit in the sleeve 21 a mixing chamber with an annular cross section, the length of which exceeds its diameter.

Anschließend an den kegelstumpfförmigen Abschnitt 53 weist der Formkörper 43 einen konischen Abschlußbereich 55 auf, der einen Nabendiffusor bildet und dessen Mantel fläche einen spitzen Winkel mit der Längsmittelachse 29 einschließt, der größer als der von der Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 53 mit der Längsmittelachse 29 eingeschlossene spitze Winkel ist.Subsequent to the frustoconical section 53 , the shaped body 43 has a conical end region 55 which forms a hub diffuser and the surface of which encloses an acute angle with the longitudinal central axis 29 , which is larger than the tip enclosed by the circumferential surface of the frustoconical section 53 with the longitudinal central axis 29 Angle is.

Der an der Stange 41 gehaltene Formkörper 43 ist entlang der Längsmittelachse 29 verschiebbar in dem Gehäu se 2 gehalten. Dazu ist die Stange 41 in einer die Wandung des Kanales 9 durchgreifenden Buchse 57 verschiebbar gelagert. Die Längsstellung der Stange 41 und damit die genaue Position des Formkörpers 43 innerhalb des Düsenkör pers 31 und der Buchse 21 wird durch ein mit der Stange 41 verbundenes, nicht dargestelltes Stellorgan eingestellt. Das Stellorgan kann sowohl hand- als auch motorbetätigt ausgeführt sein. Falls es erforderlich ist, kann die Antriebseinrichtung ein Element einer Regelschleife sein, die beispielsweise eine konstante Wassertemperatur an der Ausströmöffnung 17 sicherstellen soll.The molded body 43 held on the rod 41 is displaceably held in the housing 2 along the longitudinal central axis 29 . For this purpose, the rod 41 is slidably mounted in a bushing 57 penetrating the wall of the channel 9 . The longitudinal position of the rod 41 and thus the exact position of the molded body 43 within the Düsenkör pers 31 and the socket 21 is adjusted by an actuator, not shown, connected to the rod 41 . The actuator can be both manually and motor-operated. If necessary, the drive device can be an element of a control loop which is intended to ensure, for example, a constant water temperature at the outflow opening 17 .

Der insoweit beschriebene Injektor 1 arbeitet wie folgt:
Der Flansch 4 ist an eine Dampfleitung angeschlossen, über die dem Kanal 9 unter einem konstanten Druck stehen der Dampf zugeführt wird. Der Druck beträgt 1 bis 7 bar und wird für den jeweiligen Anwendungsfall konstant gehal ten, wobei er auch höher sein kann.The injector 1 described so far works as follows:
The flange 4 is connected to a steam line, via which the steam is supplied to the channel 9 at a constant pressure. The pressure is 1 to 7 bar and is kept constant for the respective application, although it can also be higher.

Der Flansch 5 ist an eine Kaltwasserleitung ange schlossen, die den Kanal 11 unter minderem Druck stehendes Kaltwasser zuführt, dessen Temperatur beispielsweise 14°C beträgt.The flange 5 is connected to a cold water line which supplies the channel 11 with cold water under reduced pressure, the temperature of which is, for example, 14 ° C.

Von dem Flansch 15 führt eine an diesen angeschlosse ne Leitung weg, die von dem Injektor 1 mit Heißwasser zu speisen ist. Die Temperatur dieses Heißwassers soll im Beispiel ungefährt 90°C betragen.From the flange 15 leads a connected to this ne line away, which is to be fed by the injector 1 with hot water. The temperature of this hot water should be approximately 90 ° C in the example.

Der Formkörper 43 wird von der Stange 41 und auf diese wirkenden Regelorgan derart justiert, daß der Ring spalt 47 eine ausreichende Weite hat, um die erforderliche Dampfmenge durchzulassen. Der über den Dampfanschluß 01 zuströmende Dampf strömt dabei durch die von dem Ringspalt 47 gebildete Ringdüse, wobei seine Geschwindigkeit erheb lich zunimmt; Er tritt deshalb mit großer Axialgeschwin digkeit aus dem Ringspalt 47 aus und in die Mischkammer 51 ein, wobei er über den Kaltwasseranschluß 03 zugeführtes Kaltwasser durch den Ringspalt 39 ansaugt. Dabei vermi schen sich der Dampf und das angesaugte Kaltwasser inten siv unter Ausbildung von Dampfblasen mit relativ geringem Durchmesser. Der Durchmesser dieser Dampfblasen kann die radiale Dicke der Mischkammer 51 nicht überschreiten.The molded body 43 is adjusted by the rod 41 and acting on this control element such that the ring gap 47 has a sufficient width to allow the required amount of steam to pass. The flowing in via the steam connection 01 steam flows through the annular nozzle formed by the annular gap 47 , its speed increasing significantly Lich; He therefore exits with high Axialgeschwin speed from the annular gap 47 and into the mixing chamber 51 , wherein he sucks cold water supplied through the cold water connection 03 through the annular gap 39 . The steam and the cold water drawn in mix intensively with the formation of steam bubbles with a relatively small diameter. The diameter of these vapor bubbles cannot exceed the radial thickness of the mixing chamber 51 .

Das entstandene Gemisch bewegt sich axial durch die Mischkammer 51, wobei der Dampf kondensiert und dabei die frei werdende Wärmemenge auf das Wasser überträgt. Das sich in der Mischkammer 51 mit hoher Axialgeschwindigkeit fortbewegende Gemisch verlangsamt seine Axialgeschwindig keit, wenn es durch die von dem Abschnitt 53 bzw. dem Abschlußbereich 55 und der Innenwandung 9 gebildeten ringförmigen Mischkammerabschnitt durchströmt. Spätestens wenn das Gemisch den Abschlußbereich 55 passiert hat, ist der in dem Gemisch enthaltene Dampf vollständig konden siert. Das Gemisch besitzt nun eine Temperatur von bspw. ungefähr 90°C, wobei das Gemisch unmittelbar im Anschluß an den Ringspalt 47 und 39 an dem Nabendiffusor oder Abschlußbereich 55 entlangströmt, wobei sich aufgrund des zunehmenden Strömungsquerschnittes seine Geschwindigkeit vermindert. Bei Verlassen des Injektors durch die Aus strömöffnung 17 weist es einen gegenüber an dem Kaltwas seranschluß 03 anliegenden Wasserdruck erhöhten Druck auf.The resulting mixture moves axially through the mixing chamber 51 , the steam condensing and thereby transferring the amount of heat released to the water. The mixture moving in the mixing chamber 51 at high axial speed slows down its axial speed when it flows through the annular mixing chamber section formed by the section 53 or the end region 55 and the inner wall 9 . At the latest when the mixture has passed the closing area 55 , the steam contained in the mixture is completely condensed. The mixture now has a temperature of, for example, approximately 90 ° C., the mixture flowing immediately after the annular gap 47 and 39 along the hub diffuser or end region 55 , its speed decreasing due to the increasing flow cross section. When leaving the injector through the flow opening 17 , it has an increased pressure compared to the water connection 03 at Kaltwas.

Zur Teillastregelung oder zum Stillsetzen des Injek tors 1 wird die Stange 41 in Fig. 1 nach rechts bewegt, so daß sich der Ringspalt 47 verengt oder ganz schließt. Der an dem Dampfanschluß anliegende Dampfdruck wird dabei nicht reduziert; die Teillastregelung erfolgt ausschließ lich durch Verengen des in dem Ringspalt 47 vorhandenen freien Strömungsquerschnittes. Dadurch wird auch bei Teillast eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Bereiche des Ringspaltes 47 erhalten. Dadurch kann auch im Teil lastbetrieb ein gutes Vermischen des Dampfes mit dem Wasser erreicht werden. Die Kondensation bleibt ruhig und es bilden sich keine heftig implodierenden Dampfblasen. Außerdem wird an der Ausströmöffnung 17 auch im Teillast bereich ein erhöhter Druck erreicht.For partial load control or for stopping the injector 1 , the rod 41 is moved to the right in FIG. 1, so that the annular gap 47 narrows or closes entirely. The steam pressure at the steam connection is not reduced; the partial load control takes place exclusively by narrowing the free flow cross section present in the annular gap 47 . As a result, a high flow velocity is obtained in the area of the annular gap 47 even at partial load. This allows good mixing of the steam with the water to be achieved even in partial load operation. The condensation remains calm and there are no violently imploding vapor bubbles. In addition, an increased pressure is reached at the outflow opening 17 in the partial load range.

Ein abgewandelter Injektor 1a ist in Fig. 2 darge stellt, wobei dieser Injektor 1a soweit er im Zusammenhang mit dem Injektor 1 beschriebene gleiche oder funktions gleiche Teile enthält mit den gleichen, zur Kenntlichma chung mit einem "a" versehenen Bezugszeichen versehen ist. Die im Zusammenhang mit dem Injektor 1 gegebene Beschrei bung des Aufbaus und der Funktion ist insoweit auf den Injektor 1a zu übertragen. A modified injector 1 a is shown in Fig. 2 Darge, this injector 1 a as far as it contains the same or functionally identical parts described in connection with the injector 1 is provided with the same, to identify with an "a" provided with reference numerals. The given in connection with the injector 1 descrip tion of the structure and function is to be transferred to the injector 1 a.

Abweichend von dem bereits beschriebenen Injektor 1 weist der Injektor 1a einen Warmwasserrückführungskanal 60 auf, über den die Ausströmöffnung 17a mit dem Ringraum 23a in Fluidverbindung steht. Der Warmwasserrückführungskanal 60 wird durch eine breite, nach außen geöffnete ringnut artige Ausnehmung 62 in der äußeren Mantelfläche der Buchse 21 gebildet. Der von der Ausnehmung 62 und dem entsprechenden Abschnitt des Gehäuses 2a umschlossene Ringkanal mündet mit breitem und offenem Strömungsquer schnitt in den Ringraum 23a. Die Buchse 21a ist lediglich mit ihrem, bei der Ausströmöffnung 17 liegenden Ende mit dem Gehäuse 2a verbunden, wobei dieser Bereich mit Axial bohrungen 64 versehen ist. Über diese Axialbohrungen 64 strömt Heißwasser mit einer Temperatur von etwa 90°C über den Warmwasserrückführungskanal 60 in dem Ringraum 23a, wo es sich mit Kaltwasser, das eine Temperatur von etwa 14°C aufweist, vermischt. Die Temperatur der entstehenden Mischung liegt bei etwa 50°C. Dieses vorgewärmte Wasser wird über den Ringspalt 39a in die Mischkammer 51a ge saugt. Um dieses vorgewärmte Wasser auf 90°C zu bringen, die es an der Ausströmöffnung 17a aufweist, ist entspre chend weniger Dampf erforderlich, als wenn Wasser mit einer Temperatur von 14°C angesaugt würde. Dadurch kann der Formkörper 43a im Teillastbetrieb sehr weit in die Öffnung 33a hineingefahren werden, so daß der Ringspalt 47a sehr eng ist. Der sich ausbildende Dampfstrahl ist dadurch sehr dünnwandig und kommt überdies lediglich mit vorgewärmtem Wasser in Berührung. Die sich ausbildenden Dampfblasen sind dadurch sehr klein und deren Implosions neigung infolge der erhöhten Temperatur des in der Mi schung enthaltenen Wassers verringert. Der Injektor 1a arbeitet deshalb auch im extremen Teillastbereich ruhig und zuverlässig.In a departure from the injector 1 already described, the injector 1 a has a hot water return duct 60 , via which the outflow opening 17 a is in fluid communication with the annular space 23 a. The hot water return duct 60 is formed by a wide, outwardly open annular groove-like recess 62 in the outer surface of the sleeve 21 . The ring channel enclosed by the recess 62 and the corresponding section of the housing 2 a opens with a wide and open flow cross section into the annular space 23 a. The socket 21 a is only connected with its end lying at the outflow opening 17 to the housing 2 a, this area being provided with axial bores 64 . Hot water flows through these axial bores 64 at a temperature of approximately 90 ° C. via the hot water return duct 60 in the annular space 23 a, where it mixes with cold water having a temperature of approximately 14 ° C. The temperature of the resulting mixture is about 50 ° C. This preheated water is sucked through the annular gap 39 a into the mixing chamber 51 a ge. In order to bring this preheated water to 90 ° C, which it has at the outflow opening 17 a, accordingly less steam is required than if water were sucked in at a temperature of 14 ° C. As a result, the molded body 43 a can be moved very far into the opening 33 a in partial load operation, so that the annular gap 47 a is very narrow. The steam jet that forms is very thin-walled and only comes into contact with preheated water. The resulting vapor bubbles are very small and their tendency to implosion is reduced due to the elevated temperature of the water contained in the mixture. The injector 1 a therefore works quietly and reliably even in the extreme partial load range.

In Fig. 3 ist ein insbesondere für Heizungsanlagen für Wohnhäuser vorgesehener Injektor 1b dargestellt, der vom prinzipiellen Aufbau mit dem Dampfinjektor 1 überein stimmt, wobei der Dampfinjektor 1b jedoch zusätzlich mit Rückschlagverhinderern 70, 71 versehen und im Vierwege schema konstruiert ist. Teile des Injektors 1b, die mit Teilen des Injektors 1 funktionsgleich sind, tragen die gleichen Bezugszeichen, wobei sie zur Kenntlichmachung mit einem b versehen sind.In FIG. 3, an intended particularly for heating systems for houses injector 1 is represented b the right from the basic structure of the steam injector 1 in line, but the steam injector 1 b additionally with check preventers 70 provided 71 and is constructed in the four-way scheme. Parts of the injector 1 b that have the same function as parts of the injector 1 have the same reference numerals, and are provided with a b for identification purposes.

An dem Gehäuse 2b sind die Flansche 4b, 5b als Schraubflansche oder Schraubanschlüsse ausgeführt, wobei sie nicht wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Injektor 1 gegenüberliegen, sondern an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2b seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dem Flansch 5b gegenüberliegend ist ein weiterer, über eine Ringkammer 72 mit dem Flansch 5b kommunizieren der Schraubflansch 74 vorgesehen, der einen weiteren Kaltwasseranschluß 02 bildet und über den Wasser sowohl zu- als auch abfließen kann. Damit kann der Dampfinjektor 1b von Rücklauf- oder Kaltwasser quer durchströmt werden.On the housing 2 b, the flanges 4 b, 5 b are designed as screw flanges or screw connections, whereby they do not lie opposite one another as in the injector 1 shown in FIG. 1, but are laterally offset from one another on opposite sides of the housing 2 b. The flange 5 b is opposite to another, via an annular chamber 72 with the flange 5b of the screw flange 74 communicate is provided which forms a further cold water port 02 and supply can flow through the water both. Thus, the steam injector 1 may return or b of cold water are flowed through transversely.

Die Ringkammer 72 ist als in der Buchse 21b vorgese hene Ringnut ausgebildet, deren Breite die Durchmesser der Flansche 5b, 74 übersteigt. Die Buchse 21b ist bei ihrer bei der Ausströmöffnung 17b liegenden Seite mit einem Außengewinde versehen, mittels dessen sie in dem Gehäuse 2b gehalten ist. Zwischen der Ringkammer 72 und dem Außen gewinde liegt ein O-Ring 76, um eine Abdichtung herbeizu führen.The annular chamber 72 is formed as in the bush 21 b vorgese hen groove, the width of which exceeds the diameter of the flanges 5 b, 74 . The socket 21 b is provided on its side lying at the outflow opening 17 b with an external thread, by means of which it is held in the housing 2 b. Between the annular chamber 72 and the external thread is an O-ring 76 to bring about a seal.

Die Buchse 21b sitzt in einem zylindrischen, in dem Gehäuse 2b vorgesehen Aufnahmeraum 78, der die Ringkammer 72 nach außen begrenzt. Im Anschluß an die Ringkammer 72 weist die Buchse 21b eine sich radial nach außen erstrec kende Wand 80 auf, in der axiale Durchtrittsöffnungen oder Bohrungen 82, 84 vorgesehen sind, die eine Fluidverbindung zwischen der Ringkammer 72 und dem Ringraum 23b schaffen. Um lediglich eine Strömung aus der Ringkammer 72 in den Ringraum 23b zuzulassen, ist eine mit einem zentrischen Loch versehene Gummischeibe 86 vorgesehen, die als Mem branventil den Rückflußverhinderer 71 bildet. Die Gummi scheibe 76 ist an ihrem radial äußeren Rand in einer entsprechenden Nut der Wand 80 gefaßt und legt in ihrer Ruhestellung die Bohrungen 82, 86 verschließend an diesen an.The bushing 21 b is seated in a cylindrical receiving space 78 provided in the housing 2 b, which delimits the annular chamber 72 from the outside. Following the annular chamber 72 , the socket 21 b has a radially outward erstrec kende wall 80 , in the axial passage openings or bores 82 , 84 are provided, which create a fluid connection between the annular chamber 72 and the annular space 23 b. To allow only a flow from the annular chamber 72 into the annular space 23 b, a rubber disc 86 is provided with a central hole, which forms the non-return valve 71 as a membrane valve. The rubber disc 76 is gripped at its radially outer edge in a corresponding groove in the wall 80 and, in its rest position, bores 82 , 86 sealingly against it.

Die Buchse 21b stößt mit einem ringförmigen, an der Wand 80 vorgesehenen radialen Vorsprung 88 an den hier scheibenförmig ausgebildeten Düsenkörper 31b an, dessen Öffnung 33b mit dem Formkörper 43 den hier zylinderförmi gen Ringspalt 47 begrenzt und eine Kreisringdüse für Dampf bildet.The socket 21 b abuts with an annular, provided on the wall 80 radial projection 88 to the disk-shaped nozzle body 31 b here, the opening 33 b with the shaped body 43 limits the annular gap 47 here cylindrical and forms an annular nozzle for steam.

Der Formkörper 43b ist axial unverschieblich mit einer Scheibe 92 verbunden, die in dem zylindrischen Aufnahmeraum 78 sitzt. Die Scheibe 92 stützt sich mit jeweils ringförmigen, in entgegengesetzten Richtungen axial vorstehenden Vorsprüngen, sowohl an dem Düsenkörper 31b, als auch an einer Steuerventilscheibe 94 ab, die eine kegelförmige Dampfeinlaßöffnung 96 aufweist. Die Scheibe 92 ist mit mehreren, auf einem konzentrisch zu der Längs mittelachse 29b liegenden Kreis angeordneten Axialbohrun gen 98, 100 versehen, die von einer randseitig eingespann ten, den Rückflußverhinderer 70 bildenden Gummischeibe 102 abgedeckt sind. In Ruhestellung liegt die auf der dem Düsenkörper 31b zugewandten Seite angeordnete Gummischeibe 102 an den Axialbohrungen 98, 100 an, wobei sie die Axial bohrungen 98, 100 für eine Flußrichtung von dem Dampf anschluß 01 zu dem Ringspalt 47b freigibt.The molded body 43 b is axially immovably connected to a disc 92 which is seated in the cylindrical receiving space 78 . The disk 92 is supported with each annular, axially protruding in opposite directions projections b both on the nozzle body 31, as well as to a control valve disc 94 from which includes a conical steam inlet port 96th The disk 92 is provided with a plurality of axial bores 98 , 100 arranged on a circle lying concentrically to the longitudinal central axis 29 b, which are covered by a rim-mounted th, the non-return valve 70 forming rubber washer 102 . In the resting position on the nozzle body 31 b facing side arranged rubber disc 102 is located at the axial bores 98, as 100, while the axial holes 98, 100 connection for a flow direction of the steam 01 to the ring gap 47 b releases.

Der kegelstumpfförmigen und einen Ventilsitz bilden den Dampfeinlaßöffnung 96 ist ein in der Buchse 57b axial verschiebbares Ventilglied 104 zugeordnet, das an seinem, in die Dampfeinlaßöffnung 96 hinein bewegbaren Ende kegel stumpfförmig ausgebildet und dort mit einem O-Ring 106 versehen ist. Das Ventilglied 104 kann unterschiedliche Axialpositionen einnehmen, wobei in Fig. 3 oberhalb der Längsmittelachse 29b eine ganz geschlossene Ventilstellung und unterhalb der Längsmittelachse 29b eine ganz offene Ventilstellung dargestellt ist. Wenn das Ventilglied 104 Zwischenstellungen einnimmt, ist ein Teillastbetrieb möglich.The frusto-conical and a valve seat forming the steam inlet port 96 is associated with a b axially displaceable in the sleeve 57 the valve member 104 which is formed at its, in the steam inlet port 96 in the movable end of a truncated cone and is provided there with an O-ring 106th The valve member 104 can assume different axial positions, wherein in Fig. 3 above the longitudinal center axis 29 b is a fully closed valve position and below the longitudinal center axis 29 b a completely open valve position is shown. If the valve member 104 assumes intermediate positions, partial load operation is possible.

Die Funktionsweise des insoweit beschriebenen Injek tors 1b stimmt im wesentlichen mit der Funktionsweise des Injektors 1 überein, wobei jedoch der Rückflußverhinderer 71 ausschließt, daß Warmwasser oder Dampf an den Kalt wasseranschlüssen 02, 03 austreten. Der Rückflußverhinde rer 70 bewirkt, daß weder Kaltwasser, noch Warmwasser durch den Dampfanschluß 01 zurückdrücken können.The operation of the injector 1 b described so far essentially coincides with the operation of the injector 1 , but the backflow preventer 71 excludes that hot water or steam at the cold water connections 02 , 03 emerge. The Rückflußverhinde rer 70 causes that neither cold water nor hot water can push back through the steam connection 01 .

Der Injektor 1b besteht im wesentlichen aus rota tionssymmetrischen Teilen, was die Fertigung erheblich vereinfacht.The injector 1 b consists essentially of rotationally symmetrical parts, which considerably simplifies production.

In Fig. 4 ist schematisch eine Wärmeverbrauchersta tion dargestellt, die an ihrem Dampfanschluß 01 mit über eine Dampfleitung herangeführten Dampf beaufschlagt ist. In der Wärmverbraucherstation anfallendes Kondensat wird über eine den Kaltwasseranschluß 02 bildende Kondensatsam melleitung abgeführt. Die Wärmeverbraucherstation enthält im wesentlichen einen Wärmeverbraucher 110, der über eine Vorlaufleitung 112 an den Flansch 15 des Injektors 1 angeschlossen und mit Warmwasser versorgt ist. Der Injek tor 1 ist mit seinem Flansch 4 an den Dampfanschluß 01 angeschlossen. Der Flansch 5 ist über eine Saugleitung an der Kondensatsammelleitung angeschlossen, an die auch der Wärmeverbraucher 110 mit einer Rücklaufleitung 114 ange schlossen ist. Der Verbraucher 110 ist ein beliebiger mit Warmwasser beheizbarer industrieller Verbraucher.In Fig. 4, a heat consumption tion is shown schematically, which is supplied to its steam connection 01 with steam brought up via a steam line. In the heat consumer condensate is discharged via a cold water connection 02 forming the condensate line. The heat consumer station essentially contains a heat consumer 110 which is connected to the flange 15 of the injector 1 via a flow line 112 and is supplied with hot water. The injector 1 is connected with its flange 4 to the steam connection 01 . The flange 5 is connected via a suction line to the condensate manifold, to which the heat consumer 110 is connected with a return line 114 . The consumer 110 is any industrial consumer that can be heated with hot water.

Im Gegensatz dazu zeigt die Fig. 5 eine mit Warm wasser betriebene Wohnraumheizung 116, die mittels des Injektors 1b nach Fig. 2 mit Warmwasser beaufschlagt ist. Die Wohnraumheizung 116 ist über die Vorlaufleitung 112 mit dem Flansch 15b des Injektors 1b verbunden, während die Rücklaufleitung 114 direkt an den an einen Saugan schluß bildenden Flansch 5b des Injektors 1b geführt ist. Das über die Rücklaufleitung 114 herangeführte Kondensat durchströmt den Injektor 1b quer und wird an dem Schraub flansch 74 heraus- und in die Kondensatsammelleitung 02 abgeleitet.In contrast, FIG. 5 shows a living space heater 116 operated with hot water, which is acted upon by hot water by means of the injector 1 b according to FIG. 2. The living space heater 116 is connected via the flow line 112 to the flange 15 b of the injector 1 b, while the return line 114 is guided directly to the flange 5 b of the injector 1 b forming a suction connection. The zoom led via the return line 114. Condensate flows through the injector 1 b transversely and is squeezed out of the screw flange 74 and discharged into the condensate collecting pipe 02.

Eine weitere Anwendung ist in Fig. 6 dargestellt, bei der ein Warmwasserbecken 118 mittels des Injektors 1a mit Warmwasser gespeist ist. Das Becken ist über die an dem Flansch 15a angeschlossene Vorlaufleitung 112 mit Warm wasser gespeist. Das Warmwasser wird durch Mischung, das heißt Injektion des an dem Dampfanschluß 01 anliegenden Dampfes mit aus der Kondensatsammelleitung 02 angesaugtem, kühleren Kondensat erzeugt. Dazu ist der Injektor 1a mit seinem Flansch 4a an den Dampfanschluß 01 und mit seinem Flansch 5a an die Kondensatsammelleitung 02 angeschlossen. Mittels des Injektors 1a wird das aus der Kondensatsammel leitung 02 stammende Kondensat sowohl erwärmt, als auch in das möglicherweise höhergelegene Warmwasserbecken 118 gefördert.Another application is shown in Fig. 6, in which a hot water tank 118 is fed with hot water by means of the injector 1 a. The pool is fed with warm water via the flow line 112 connected to the flange 15 a. The hot water is generated by mixing, that is to say injection of the steam present at the steam connection 01 with cooler condensate drawn in from the condensate manifold 02 . For this purpose, the injector 1 a is connected with its flange 4 a to the steam connection 01 and with its flange 5 a to the condensate manifold 02 . By means of the injector 1 a, the condensate originating from the condensate collection line 02 is both heated and conveyed into the hot water basin 118 , which may be higher up.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Wärmeverbraucher station ist der Injektor 1 mit seinem als Sauganschluß dienenden Flansch 5 an ein Kaltwasserbecken 120 ange schlossen. Der über den Flansch 4 aus dem Dampfanschluß 01 in den Injektor einströmende Dampf fördert aus dem Kalt wasserbecken 120 angesaugtes Kaltwasser und erwärmt die ses. Das so erzeugte Warmwasser steht mit erhöhtem Druck an dem Flansch 15 bereit und strömt über die Vorlauflei tung 112 in das Warmwasserbecken 118. Der Injektor 1 wirkt damit zugleich als Pumpe.In the heat consumer station shown in FIG. 7, the injector 1 with its flange 5 serving as a suction port is connected to a cold water basin 120 . The flowing in via the flange 4 from the steam connection 01 into the injector steam promotes cold water from the cold pool 120 and heats the ses. The hot water generated in this way is available at increased pressure on the flange 15 and flows via the flow line 112 into the hot water tank 118 . The injector 1 thus also acts as a pump.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Wärmeverbraucher station wird mittels des Dampfinjektors 1 in einem Reservoir 122 gehaltenes Wasser im Kreislauf erwärmt. Dazu ist der mit seinem Flansch 4 an dem Dampfanschluß 01 liegende Injektor mit seinem Flansch 5 so an das Reservoir 122 angeschlossen, daß dem Reservoir 122 Wasser in seinem Bodenbereich entnommen wird. Der Flansch 15 führt in das Reservoir 122 zurück und speist dieses mit Warmwasser. Wird der Flansch 4 des Injektors 1 mit Dampf beaufschlagt, saugt der Injektor über den Flansch 5 bodennahes Kalt wasser aus dem Reservoir 122 ab und speist das sich mit Dampf mischende und dadurch erwärmende Wasser in das Reservoir 122 zurück.In the heat consumer station shown in FIG. 8, water kept in the circuit is heated by means of the steam injector 1 in a reservoir 122 . For this purpose, the flange 4 of the injector lying on the steam connection 01 is connected with its flange 5 to the reservoir 122 in such a way that water is taken from the reservoir 122 in its bottom region. The flange 15 leads back to the reservoir 122 and feeds it with hot water. If the flange 4 of the injector 1 is pressurized with steam, the injector sucks cold water from the reservoir 122 through the flange 5 and feeds the water, which mixes with the steam and thereby heats it, back into the reservoir 122 .

Claims

1. Injektor (1) zum Einleiten eines dampfförmigen Wärmeträgers in eine zu erwärmende Flüssigkeit,
mit einer eine Ausströmöffnung (17) aufweisenden Mischkammer (51),
mit einer mit dem dampfförmigen Wärmeträger beauf schlagbaren Ringdüse (31), die in die Mischkammer (51) mündet und die eine ringspaltförmige Austrittsöffnung (47) aufweist,
mit wenigstens einer mit der zu erwärmenden Flüssig keit beaufschlagbaren, in die Mischkammer (51) mündenden Einströmöffnung (39), die in Bezug auf die von der Ringdü se (31) definierten Durchströmungsrichtung nach der Aus trittsöffnung (47) der Ringdüse (31) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischkammer wenigstens einen ringförmig ausgebildeten, radial durch eine Innenwandung (49, 53) und eine Außenwandung (19) begrenzten Abschnitt aufweist,
daß der ringförmig ausgebildete Abschnitt der Misch kammer (51) wenigstens einen hohlzylindrisch ausgebildeten Bereich mit konstantem Strömungsquerschnitt aufweist,
daß die Länge des ringförmigen Abschnittes der Misch kammer (51) größer als der oder gleich dem Durchmesser der Außenwandung des ringförmigen Abschnittes ist, und
daß die radiale Dicke des ringförmigen Abschnittes (51) beträchtlich kleiner ist als der Durchmesser seiner Innenwandung.1. injector ( 1 ) for introducing a vaporous heat transfer medium into a liquid to be heated,
with a mixing chamber ( 51 ) having an outflow opening ( 17 ),
with an annular nozzle ( 31 ) which can be acted upon by the vaporous heat transfer medium and which opens into the mixing chamber ( 51 ) and which has an outlet opening ( 47 ) in the form of an annular gap,
with at least one ness can be acted upon with the to be heated liquid into the mixing chamber (51) which opens the inflow opening (39) in relation to the of the Ringdü se (31) through-flow direction defined by the off opening (47) of the annular nozzle (31) disposed is
characterized,
that the mixing chamber has at least one ring-shaped section radially delimited by an inner wall ( 49 , 53 ) and an outer wall ( 19 ),
that the annular section of the mixing chamber ( 51 ) has at least one hollow cylindrical section with a constant flow cross-section,
that the length of the annular portion of the mixing chamber ( 51 ) is greater than or equal to the diameter of the outer wall of the annular portion, and
that the radial thickness of the annular portion ( 51 ) is considerably smaller than the diameter of its inner wall.

2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke des ringförmigen Abschnittes (51) höchstens ein Fünftel des Durchmessers seiner Innenwandung beträgt.2. Injector according to claim 1, characterized in that the radial thickness of the annular portion ( 51 ) is at most one fifth of the diameter of its inner wall.

3. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ringförmigen Abschnittes der Mischkammer (51) derart bemessen ist, daß eingeströmter Dampf vor Verlassen des Bereiches vollständig kondensiert ist.3. Injector according to claim 1, characterized in that the length of the annular portion of the mixing chamber ( 51 ) is dimensioned such that the steam which has flowed in is completely condensed before leaving the region.

4. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Ringdüse (31) eine im Vergleich zu ihrem Außen durchmesser geringe Spaltweite aufweist.4. Injector according to claim 1, characterized in that the annular nozzle ( 31 ) has a small gap width compared to its outer diameter.

5. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Außendurchmesser der die Ringdüse (31) bildenden Öffnung mit dem Innendurchmesser der Außenwandung (19) der Mischkammer (51) im wesentlichen übereinstimmt.5. Injector according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the ring nozzle ( 31 ) forming the opening with the inner diameter of the outer wall ( 19 ) of the mixing chamber ( 51 ) substantially corresponds.

6. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Ringdüse (31) in ihrem Strömungsquerschnitt ver änderbar ausgelegt ist.6. Injector according to claim 1, characterized in that the ring nozzle ( 31 ) is designed ver changeable in its flow cross section.

7. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig ausgebildete Abschnitt der Mischkammer (51) axial durchströmt ist.7. Injector according to claim 1, characterized in that the annular section of the mixing chamber ( 51 ) is flowed through axially.

8. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfströmungsrichtung axial festgelegt ist.8. Injector according to claim 1, characterized in that the steam flow direction is fixed axially.

9. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischkammer (51) ein ringförmiger Saugbereich ausgebildet ist, in den die Einströmöffnung (39) mündet.9. Injector according to claim 1, characterized in that an annular suction area is formed in the mixing chamber ( 51 ), into which the inflow opening ( 39 ) opens.

10. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung (39) von einem koaxial zu der Ringdüse (31) angeordneten Ringspalt gebildet ist. 10. Injector according to claim 1, characterized in that the inflow opening ( 39 ) is formed by an annular gap arranged coaxially to the annular nozzle ( 31 ).

11. Injektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung (39) im wesentlichen mit radialer Öffnungsrichtung in den Saugbereich mündet.11. Injector according to claim 9, characterized in that the inflow opening ( 39 ) opens into the suction region substantially with a radial opening direction.

12. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (49, 53) und die Außenwandung (19) einen sich wenigstens abschnittsweise von der Ringdüse (31) weg erweiternden Strömungsquerschnitt definieren.12. Injector according to claim 1, characterized in that the inner wall ( 49 , 53 ) and the outer wall ( 19 ) define a flow cross-section which widens away at least in sections from the annular nozzle ( 31 ).

13. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (1) einen von der ringspaltförmigen Ausströmöffnung (47) umgebenen und sich von dieser weg erstreckenden Leitkörper (43) aufweist, der im Anschluß an die Ausströmöffnung (47) eine Innenwandung des ringförmi gen Abschnittes der Mischkammer (51) bildet.13. Injector according to claim 1, characterized in that the injector ( 1 ) one of the annular gap-shaped outflow opening ( 47 ) and extending away from this guide body ( 43 ) having an inner wall of the ring-shaped after the outflow opening ( 47 ) gene section of the mixing chamber ( 51 ).

14. Injektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die die Mischkammer (51) stirnseitig begrenzende Ringdüse durch eine von dem Leitkörper (43) durchgriffene, an einem Düsenkörper (31) vorgesehene Öffnung (33) gebil det ist.14. Injector according to claim 13, characterized in that the mixing chamber ( 51 ) on the end face limiting ring nozzle through a through the guide body ( 43 ), on a nozzle body ( 31 ) provided opening ( 33 ) is gebil det.

15. Injektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß der Leitkörper (43) einen zylindrischen Abschnitt (49) aufweist, der sich in einen zylindrischen Abschnitt der Mischkammer (51) erstreckt.15. Injector according to claim 13, characterized in that the guide body ( 43 ) has a cylindrical section ( 49 ) which extends into a cylindrical section of the mixing chamber ( 51 ).

16. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (43) derart beweglich gehalten ist, daß die Erstreckung, mit der er in die Mischkammer (51) ragt, einstellbar ist.16. Injector according to claim 1, characterized in that the guide body ( 43 ) is held so that the extent with which it projects into the mixing chamber ( 51 ) is adjustable.

17. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (1) einen Kanal (60, 62, 64) aufweist, über den die Auströmöffnung (17) mit der Einströmöffnung (39) verbunden ist.17. Injector according to claim 1, characterized in that the injector ( 1 ) has a channel ( 60 , 62 , 64 ) via which the outflow opening ( 17 ) is connected to the inflow opening ( 39 ).

18. Injektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß der Kanal (60, 62, 64), über den die Auströmöff nung (17) mit der Einströmöffnung (39) verbunden ist, ringförmig ausgebildet ist und die Mischkammer (51) um gibt.18. Injector according to claim 17, characterized in that the channel ( 60 , 62 , 64 ) through which the Auströmöff opening ( 17 ) is connected to the inflow opening ( 39 ) is annular and the mixing chamber ( 51 ) around .

19. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdüse (31) ein Rückflußverhinderer (70) vor geschaltet ist.19. Injector according to claim 1, characterized in that the ring nozzle ( 31 ) is connected to a backflow preventer ( 70 ).

20. Injektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, daß der Einströmöffnung (39) ein Rückflußverhinderer (71) vorgeschaltet ist.20. Injector according to claim 19, characterized in that the inflow opening ( 39 ) is preceded by a backflow preventer ( 71 ).