ЭЖЕКТОР

Полезная модель относится к струйным аппаратам и может быть использована в энергетике и близких к ней областях техники, в автономной энергетике, в пожарной технике, в авиации и космической технике, в судостроении, в химической промышленности.
Известен эжектор (патент RU №2366840, МПК F04F 5/30, опубл. 10.09.2009 г.), ближайший по технической сущности к заявляемому и принятый за прототип, содержащий два кольцевых сопла низконапорного потока, расположенные концентрично по обе стороны от кольцевого сопла высоконапорного потока. К внутреннему кольцевому соплу низконапорный поток проводится через пилоны, соединяющие обечайку и центральное тело, расположенные в диффузоре. Вход в наружное кольцевое сопло низконапорного потока образуется острой кромкой наружной обечайки и наружной стенкой сопла высоконапорного потока. Эжектор предназначен для перемещения низконапорного потока с помощью высоконапорного потока. Технический результат - создание требуемого поля параметров (температур, концентраций, скоростей) на срезе диффузора. Однако известный эжектор имеет сложную конструкцию и большое гидравлическое сопротивление, создаваемое пилонами, установленными за камерой смешения и отрывным течением на входе в наружное кольцевое сопло низконапорного потока.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель заключается в упрощении конструкции эжектора и уменьшении гидравлического сопротивления эжектора.
Технический результат достигается тем, что в эжекторе, содержащем входной участок высоконапорного потока с кольцевым соплом и два концентрических кольцевых сопла низконапорного потока, располагаемых изнутри и снаружи от кольцевого сопла высоконапорного потока, кольцевую камеру смешения и диффузор, образованные наружной обечайкой и центральным телом, новым является то, что между входным участком высоконапорного потока и кольцевым соплом расположен по окружности трубчатый коллектор высоконапорного потока, между трубками которого имеются промежутки, сообщенные с внутренней полостью центрального тела, в котором выполнен кольцевой пояс отверстий, сообщенных с кольцевым соплом низконапорного потока, расположенным изнутри высоконапорного потока, в наружной обечайке камеры смешения также выполнен кольцевой пояс отверстий.
Кольцевой пояс отверстий в центральном теле и кольцевой пояс отверстий в наружной обечайке камеры смешения расположены в плоскости сечения среза кольцевого сопла высоконапорного потока.
Кольцевое сопло высоконапорного потока имеет конический участок, в котором на выходе расположены по окружности струйные форсунки, с относительным шагом , где .
За центральным телом установлена сферическая заглушка, образующая с цилиндрической внешней обечайкой диффузор.
В камере смешения установлена обечайка, разделяющая ее на две концентричных кольцевых камеры.
На фигуре представлена схема предлагаемого эжектора.
Где: 1 - кольцевое сопло высоконапорного потока; 2 - внешний (наружный) низконапорный поток; 3 - внутренний низконапорный поток; 4 - камера смешения; 5 - диффузор; 6 - наружная обечайка; 7 - центральное тело; 8 - внешняя концентрическая часть камеры смешения; 9 - кольцевая перегородка камеры смешения; 10 - внутренняя концентрическая часть камеры смешения; 11 - кольцевой пояс отверстий в центральном теле; 12 - кольцевой пояс отверстий в наружной обечайке камеры смешения; 13 - конический выходной участок кольцевого сопла высоконапорного потока; 14 - трубчатый коллектор; 15 - входной участок; 16 - внутренняя полусфера входного участка; 17 - безотрывной диффузор входного участка; 18 - струйные форсунки в коническом участке 13 сопла высоконапорного потока 1.
Эжектор содержит кольцевое сопло 1 высоконапорного потока с коническим выходным участком 13 и два концентрических кольцевых сопла низконапорного потока 2 и 3, расположенных изнутри и снаружи от кольцевого сопла высоконапорного потока 1, входной участок 15 с безотрывным диффузором 17 и с внутренней полусферой 16, кольцевую камеру смешения 4 и диффузор 5, образованные наружной обечайкой 6 и центральным телом 7 со сферической заглушкой. Между входным участком высоконапорного потока 15 и кольцевым соплом 1 высоконапорного потока расположен по окружности трубчатый коллектор 14 высоконапорного потока, между трубками которого имеются промежутки, сообщенные с внутренней полостью центрального тела 7. В центральном теле 7 в плоскости сечения среза конического выходного участка 13 сопла 1 высоконапорного потока выполнен кольцевой пояс отверстий 11, сообщенных с кольцевым соплом 3 низконапорного потока, расположенным изнутри высоконапорного потока. В наружной обечайке камеры смешения 4 в плоскости сечения среза конического выходного участка 13 высоконапорного сопла 1 выполнен кольцевой пояс отверстий 12. На выходе конического участка 13 кольцевого сопла высоконапорного потока 1 расположены по окружности струйные форсунки 18 с относительным шагом , где . В камере смешения 4 установлена обечайка 9, разделяющая ее на две концентричных кольцевых камеры 8 и 10.
Низконапорный поток поступает в камеру смешения 4 с внешней и внутренней стороны кольцевого сопла высоконапорного потока 1, с внешней стороны он проходит кольцевое сопло 2, а затем пояс отверстий 12 в наружной обечайке 6, поступает в камеру смешения 4. С внутренней стороны он проходит через промежутки между трубками коллектора 14 и поступает вовнутрь центрального тела 7, затем через кольцевое сопло 3 и пояс кольцевых отверстий 11 в центральном теле 7, поступает в камеру смешения 4.
Этим обеспечивается уменьшение гидравлических потерь и устранение отрывных течений, во входной части камеры смешения эжектора.
Струйные форсунки 18 с относительным шагом  на выходе конического выходного участка 13 кольцевого сопла высоконапорного потока 1 расположенные по окружности обеспечивают увеличение боковой поверхности струй высоконапорного потока, а значит и увеличение эжекции.
Камера смешения 4 в выходной части разделена на две концентрические части 8 и 10 кольцевой перегородкой 9, чем достигается уменьшение длины камеры смешения, которая определяется ее поперечным размером h.
Диффузор 5, внутренняя стенка которого образована сферической заглушкой, обеспечивает создание отрывного течения в осевой части выходной струи и тем самым уменьшение давления, что приводит к сужению струи на начальном участке. По данным (Абрамович Г.Н. «Прикладная газовая динамика». - М.: Наука, 1976. - 888 с.; Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М. Энергоатомиздат, 1989. - 352 с.) длина L камеры смешения эжектора составляет 8-10 калибров  для газовых потоков и 50 калибров для водовоз душного эжектора. Струя не распадается, тем самым обеспечивается ее компактность и увеличивается дальнобойность.
Эжектор работает следующим образом. Высоконапорный поток подводится к кольцевому соплу 1 высоконапорного потока, через безотрывной диффузор 17 входного участка 15 и через трубчатый коллектор 14 и вытекает из него в виде отдельных струй через струйные форсунки 18 расположенные в коническом участке 13 сопла 1 высоконапорного потока. Отдельные струйки создают вблизи сопла 1 зону низкого давления. Низконапорный поток устремляется в камеру смешения 4 изнутри и снаружи. Изнутри низконапорный поток проходит между трубками коллектора 14 в центральное тело 7, и поступает в камеру смешения 4 через кольцевое сопло 3 и пояс отверстий 11. Такой подвод низконапорного потока через кольцевое сопло 3 низконапорного потока обеспечивает уменьшение гидравлических потерь, вследствие разрушения зоны обратных токов, образованных коническим участком 13 сопла 1 высоконапорного потока. Снаружи низконапорный поток эжектируется в камеру смешения 4 через кольцевое сопло 2 низконапорного потока и пояс отверстий 12 на наружной обечайке 6. Кольцевое сопло 2 низконапорного потока обеспечивает уменьшение гидравлических потерь, вследствие разрушения зоны обратных токов, образованных коническим участком 13 сопла 1 высоконапорного потока 1. В камере смешения 4 высоконапорный и низконапорный потоки смешиваются. Смесь высоконапорного и низконапорного потоков разделяется кольцевой перегородкой 9, дальнейшее ее перемешивание происходит в раздельных коаксиальных участках 8 и 10 камеры смешения 4. За счет разделения струи на два потока, размер h в каждом из потоков уменьшается, тем самым при сохранении числа калибров камеры смешения  уменьшается абсолютная длина L камеры смешения 4. Далее смесь поступает в короткий диффузор 5 и, сужаясь на конечном участке струи, выходит из эжектора, тем самым уменьшается длина камеры смешения 4 эжектора. В диффузоре 5 в выходной части образуется компактная струя, с помощью безотрывной выходной части центрального тела 7.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления и, следовательно, снижение гидравлических потерь и одновременно уменьшение габаритов и упрощение конструкции.