DE2226745C2 - Ejector - Google Patents

Ejector

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DE2226745C2 DE2226745A DE2226745A DE2226745C2 DE 2226745 C2 DE2226745 C2 DE 2226745C2 DE 2226745 A DE2226745 A DE 2226745A DE 2226745 A DE2226745 A DE 2226745A DE 2226745 C2 DE2226745 C2 DE 2226745C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Ejektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I und geht damit aus von dem Stand der Technik gemäß der US-PS 22 12 052. Der hierin beschriebene Ejektor hat zum Verändern des Austrittsquerschnittes einer inneren ringförmigen Düse einen längsbeweglichen länglichen Stopfen balliger Konfiguration, dessen Querschnitt also zunächst zu- und dann wieder abnimmt. Der Stopfen bildet die innere Begrenzung der Mischkammer, deren äußere Begrenzung die Rohrleitung ist, deren Querschnitt im Bereich der Mischkammer zunächst ab- und dann zunimmt. Die Stellung des Stopfens beeinflußt somit die Größe des Volumens der Mischkammer unmittelbar hinter den beiden konzentrischen ringförmigen Düsen in dem Sinne, daß sich das Volumen der Mischkammer und der Austritlsqucrschnitt der inneren Düse beim Verstellen des Stopfens in Strömungsrichlung vergrößert. Gleichzeitig verringert sich jedoch der Ringspalt zwischen dem Stopfen und der Innenwandung der Rohrleitung bis zu einem Minimalwert, wenn der größte Durchmesser des Stopfens in der Querebene des geringsten Durchgangsquerschnittes der Rohrleitung üegL Da hierbei der Austriltsqucrschnilt der inneren Düse voll geöffnet ist, führt die an sich gleichsinnige ÄnderungThe invention relates to an ejector according to the preamble of claim I and is thus based on the prior art according to US-PS 22 12 052. The ejector described herein has an inner annular nozzle for changing the exit cross-section a longitudinally movable elongated plug of a convex configuration, the cross-section of which is therefore initially and then decreases again. The stopper forms the inner boundary of the mixing chamber, its outer boundary is the pipeline whose cross-section first decreases and then increases in the area of the mixing chamber. the Position of the plug thus affects the size of the volume of the mixing chamber immediately behind the two concentric annular nozzles in the sense that the volume of the mixing chamber and the Exit cross-section of the inner nozzle enlarged when adjusting the plug in the direction of flow. Simultaneously however, the annular gap between the plug and the inner wall of the pipeline is reduced down to a minimum value when the largest diameter of the plug is in the transverse plane of the smallest Cross-section of the passage of the pipeline because here the outlet cross-section of the inner nozzle is full is open, leads to the change in the same direction

r> von Mischkammcr-Volumen und Austrittsquerschnitt der inneren Düse zu einer erheblichen Änderung des Druckabfalles innerhalb des Hjoktors, da im Bereich der Mischkammer sich der Querschnitt des Stopfens stromabwärts vergrößert und sich der Querschnitt der Rohrin leitung stromabwärts verringert. r > from mixing chamber volume and outlet cross-section of the inner nozzle to a considerable change in the pressure drop within the Hjoktor, since in the area of the mixing chamber the cross-section of the stopper increases downstream and the cross-section of the pipe inlet decreases downstream.

Ks wurde erkannt, daß bei einem Ejektor gemäß der US-PS 22 12 052 der Änderung des Druckabfalles insofern keine Beachtung geschenkt wurde, als von dem Druckabfall je nach Beiricbsbcdingung der Wirkungs-Ks was recognized that in an ejector according to US-PS 22 12 052 the change in pressure drop to that extent no attention was paid to the fact that the pressure drop, depending on the conditions involved,

r> grad des Ejeklors abhängt. Dies trifft auch für einen Ejektor nach der US-P.? 35 31 218 zu, der als Ventilanordnung ein schwenkbares Klappenventil aufweist, das die beiden konzentrischen Düsen beherrscht Die Mischkammer, in der sich unmittelbar stromabwärts der Düsen die beiden Strömungen vermischen, bleibt bei dieser Anordnung unveränderlich. Ein solcher Ejektor ist bei hohen Strömungsbereichen, d.h. großen Austrittsquerschnitten der Düsen wenig leistungsfähig, obwohl er bei niedrigen Strömungsbereichen ziemlich befriedigend arbeitet.r> degree of the ejector depends. This also applies to one Ejector according to the US P.? 35 31 218, which has a pivotable flap valve as a valve arrangement, the The two concentric nozzles dominated the mixing chamber, located immediately downstream of the Nozzles mix the two currents remains unchanged in this arrangement. Such an ejector is for high flow areas, i.e. large outlet cross-sections the nozzles are inefficient, although quite satisfactory at low flow ranges is working.

Ausgehend von einem Ejektor gemäß eiern Oberbegriff des Patentanspruches 1 hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, den vom Druckabfall abhängigen Wirkungsgrad über den gesamten Verstellbereich des Stop-Starting from an ejector according to the preamble of claim 1, the invention has the The task is to determine the efficiency, which depends on the pressure drop, over the entire adjustment range of the stop

jo fcns und damit der Strömungsgeschwindigkeit der zu mischenden Medien zu optimieren.jo fcns and thus the flow velocity of the to to optimize mixing media.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Stopfen und die Rohrleitung im Bereich der Mischkammer so bemessen sind, daß beim Verstellen des Stopfens das Verhältnis zwischen dem Volumen der Mischkammer und dem Austrittsquerschnitt der inneren Düse und das Verhältnis zwischen zwei in Längsrichtung des Stopfens aufeinanderfolgenden Querschnitten der Mischkammer im wesentlichen konstant bleiben.The solution to this problem is according to the invention that the plug and the pipeline in Area of the mixing chamber are dimensioned so that when adjusting the plug, the ratio between the Volume of the mixing chamber and the outlet cross-section of the inner nozzle and the ratio between essentially two successive cross-sections of the mixing chamber in the longitudinal direction of the stopper stay constant.

Hierdurch wird erreicht, daß der Ejektor gemäß der Erfindung mit einem minimalen Druckabfall arbeitet, so daß der Wirkungsgrad des Ejektors über den gesamten Betriebsbereich auf einer annehmbaren Höhe gehalten wird.This ensures that the ejector according to the invention operates with a minimal pressure drop, see above that the efficiency of the ejector is kept at an acceptable level over the entire operating range will.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2—4 angegeben. Um der Mischkammer wie bekannt eine Fangdüse zur Wiedergewinnung des statischen Druckes nachzuordnen, werden die Merkmale des Patentanspruches 5 empfohlen.Expedient developments of the invention are specified in claims 2-4. To the mixing chamber as known to arrange a collecting nozzle to regain the static pressure, the Features of claim 5 recommended.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Strahlgebläses gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of a jet blower according to the invention is shown, and although shows

Fi g. I eine graphische Darstellung des Verlaufs der Werte der möglichen Auslrittsquerschnitte der ersten Düse — aufgetragen in der Abszisse — in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen dem Volumen bzw. dem radialen Querschnitt der Mischkammer und dem Austrittsquerschnitt der ersten Düse — aufgetragen in derFi g. I a graphical representation of the course of the Values of the possible exit cross-sections of the first nozzle - plotted on the abscissa - as a function of on the ratio between the volume or the radial cross-section of the mixing chamber and the outlet cross-section the first nozzle - applied in the

ω Ordinate — und zwar sowohl für einen Ejektor nach dem Stand der Technik mil einer veränderlichen ersten Düse und einer unveränderlichen Mischkammer als auch für einen Ejektor gemäß der Erfindung,ω ordinate - both for an ejector according to prior art with a variable first nozzle and a fixed mixing chamber as also for an ejector according to the invention,

I'ig. 2 einen Querschnitt durch den Ejektor gemäßI'ig. 2 shows a cross section through the ejector according to FIG

hr> der Erfindung.h r > the invention.

In F i g. t beziehen sich die Kurve 10 auf ein Strahlgebläse gemäß dem Stand der Technik und die Kurve 12 auf ein Strahlgebläse gemäß der Erfindung. Es ist er-In Fig. The curve 10 relates to a jet fan according to the prior art and curve 12 to a jet fan according to the invention. It's him-

kennbar, daß zwischen den auf der Abs/Jsse aufgetragenen Werten von 1,0 bis 1,5 in.2 die den Werten 6,45 bis 9,67 cm2 entsprechen, die Kurve 12 gegenüber der Kurve 10 im wesentlichen waagerecht verläuft, d. h. daß bei dem Strahlgebläse gemäß der Erfindung das Querschnittsverhältnis zwischen der Mischkammer und der ersten inneren Düse im wesentlichen konstant bleibt, wogegen dieses Verhältnis entsprechend der Kurve 10 stark abfällt. Soweit Stopfen in bisher bekannten Ejektoren verwendet wurden, wird das Verhältnis zwischen zwei in Längsachse des Stopfens aufeinanderfolgenden Querschnitten der Mischkammer nicht im wesentlichen konstantgehalten, womit ein durch die Erfindundung erhaltener Wirkbereich nicht erreicht wird.recognizable that the 6.45 match between the applied to the Abs / JSSE values of 1.0 to 1.5 in. 2 the values to 9.67 cm 2, the curve 12 relative to curve 10 is substantially horizontal, ie that in the jet blower according to the invention the cross-sectional ratio between the mixing chamber and the first inner nozzle remains essentially constant, whereas this ratio drops sharply according to curve 10. Insofar as plugs have been used in previously known ejectors, the ratio between two successive cross-sections of the mixing chamber in the longitudinal axis of the plug is not kept essentially constant, so that an effective range obtained by the invention is not achieved.

Fi g. 2 zeigt den allgemein mit 14 bezeichneten Ejektor, der eine erste innere Düse 16 und eine zweite äußere Düse 18 hat. Der Austrittsquerschnitt der inneren Düse 16 kann durch einen konisch gestalte: en Stopfen 20 verändert werden, der durch eine allgemein mit 22 bezeichnete Betätigungsvorrichtung in Längsrichtung verschoben werden kann. Durch eine relative Verstellung des Stopfens 20 gegenüber der ersten Düse 16 wird nicht nur deren Austrittsquerschnitt verändert, sondern auch das Volumen der nachgeordneten Mischkammer 25. Die Innenwandung 26 der Rohrleitung 24 und die Außenwandung des Stopfens 20 bilden einen Ringraum, die Mischkammer 25, die die Strömung aus der ersten und zweiten Düse aufnimmt. Es ist augenscheinlich, daß die Länge und das Volumen der Mischkammer 25 sich ändern, wenn die Lage des Stopfens 20 verändert wird, j<> und zwar verändern sich die Größe des Austrittsquerschnittes der Düse 16 und die Länge bzw. das Volumen der Mischkammer 25 in gleichläufigem Sinne, wenn der Stopfen 20 seine Lage ändert. Hierzu sind die Konizitäten des Stopfens 20 einerseits und der Innenwandung 26 J5 der Rohrleitung 24 andererseits zwar gleichsinnig, aber abweichend derart, daß die axialen Querschnitte zwischen den mit B und C bezeichneten Stellen der Mischkammer stromabwärts kontinuierlich abnehmen.Fi g. FIG. 2 shows the ejector, indicated generally at 14, having a first inner nozzle 16 and a second outer nozzle 18. The exit cross-section of the inner nozzle 16 can be changed by a conically shaped plug 20, which can be displaced in the longitudinal direction by an actuating device, generally designated 22. By moving the plug 20 relative to the first nozzle 16, not only is the outlet cross-section changed, but also the volume of the downstream mixing chamber 25. The inner wall 26 of the pipeline 24 and the outer wall of the plug 20 form an annular space, the mixing chamber 25, which contains the Receives flow from the first and second nozzles. It is evident that the length and the volume of the mixing chamber 25 change when the position of the plug 20 is changed, namely the size of the outlet cross-section of the nozzle 16 and the length or volume of the mixing chamber 25 in in the same direction when the plug 20 changes its position. For this purpose, the conicities of the plug 20 on the one hand and the inner wall 26 J5 of the pipeline 24 on the other hand are in the same direction, but deviating in such a way that the axial cross-sections between the points of the mixing chamber labeled B and C decrease continuously downstream.

Die Betätigungsvorrichtung 22 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Zylinder mit einem beweglichen Kolben 28 und einer Kolbenstange 30, die mit einem fest mit dem Stopfen 20 verbundenen Teil 32 in Verbindung steht. Indem der Kolben 28 entweder von der einen oder der anderen Seite vom Druckmittel be- 4r> aufschlagt wird, kann die Lage des Stopfens 20 gegenüber der Düse 16 verändert werden.In the exemplary embodiment, the actuating device 22 consists of a cylinder with a movable piston 28 and a piston rod 30 which is connected to a part 32 that is fixedly connected to the stopper 20. By the piston 28 aufschlagt either the one or the other side by the pressure medium loading 4 r>, the position of the stopper 20 can be changed relative to the nozzle sixteenth

Die Betätigungsvorrichtung 22 ist in einem ortsfesten, über Stege 36 mit der Rohrleitung 24 festverbundenen konischen Innenteil 34 angeordnet, das mit dem Stopfen w 20 fluchtet und mit der Rohrleitung 24 eine Fangdüse bzw. einen Diffusor bildet, um den statischen Druck innerhalb des Ejektors wiederzugewinnen. Um die Strömung nicht ungünstig zu beeinflussen, wird das feststehende konische Innenteil zweckmäßig in den bcwegli- τ> chen Stopfen 20 eingefügt.The actuating device 22 is fixedly connected to the pipeline 24 via webs 36 conical inner part 34 arranged, which with the plug w 20 is aligned and forms a collecting nozzle or a diffuser with the pipeline 24 in order to avoid the static pressure recover inside the ejector. In order not to adversely affect the flow, the fixed conical inner part expediently in the bcwegli- τ> Chen stopper 20 inserted.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Mischkammer 25 so dimensioniert ist, daß das Verhältnis zwischen zwei in der Längsachse des Stopfens 20 aufeinanderfolgenden beliebigen Querschnitten der t>o Mischkammer im wesentlichen konstant bleibt, wenn der Stopfen 20 verstellt wird. So im beispielsweise das Verhältnis zwischen dem Querschnitt B einerseits und dem Querschnitt Candererseits für jede Lage des Stopfens 20 im wesentlichen konstant. Dies gilt auch für zwei br, an beliebiger anderer Stelle vorhandenen Querschnitten. Darüber hinaus bleibt auch der Ausiritisqucrschniu A der ersten Düse 16 im Verhältnis zum gesamten Volumen bzw. dem Querschnitt der Mischkammer entlang ihrer Längsachse im wesentlichen konstanL Wenn die Erfindung für Beiüftungs-Systeme in Flugzeugen verwandt wird und Nebenluft der Triebwerke benutzt, müssen die ausgewählten Werkstoffe für den Ejektor hohen Drücken und Temperaturen widerstehen können.The essence of the invention is that the mixing chamber 25 is dimensioned so that the ratio between any two cross-sections of the t> o mixing chamber successive in the longitudinal axis of the stopper 20 remains essentially constant when the stopper 20 is adjusted. For example, the ratio between the cross section B on the one hand and the cross section C on the other hand is essentially constant for each position of the stopper 20. This also applies to two b r cross-sections that exist at any other point. In addition, the outlet cross section A of the first nozzle 16 remains essentially constant in relation to the total volume or the cross section of the mixing chamber along its longitudinal axis the ejector can withstand high pressures and temperatures.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Ejektor mit einer in einer Rohrleitung angeordneten inneren ringförmigen Düse und einer diese konzentrisch umgebenden äußeren ringförmigen Düse, mit einem länglichen Stopfen, dessen eines Ende die innere Begrenzung der inneren Düse bildet, der sich stromabwärts erstreckt und der /um Verändern des Austriltsqucrsehnitis der inneren Düse längsbewegbar ist. und mit einer nach den Düsen angeordneten Mischkammer, die zwischen der Innenwandung der Rohrleitung und dem Stopfen gebildet wird, wobei das Volumen der Mischkammer und der Austrittsquerschnitt der inneren Düse sich beim Verstellen des Stopfens i.» Slrömungsrkhtung vergrößern, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) und die Rohrleitung (24) im Bereich der Mischkammer (25) so bemessen sind, daß beim Verstellen des Stopfens das Verhältnis zwischen dem Volumen der Mischkammer und dem Auslrittsquerschnitt (A) der inneren Düse (16) und das Verhältnis zwischen zwei in Längsachse des Stopfens aufeinanderfolgender Querschnitten (B. C) der Mischkammer im wesentlichen konstant bleiben.1. Ejector with an inner annular nozzle arranged in a pipeline and an outer annular nozzle concentrically surrounding it, with an elongated plug, one end of which forms the inner limitation of the inner nozzle, which extends downstream and which changes the outlet crosssehnitis of the inner one The nozzle can be moved lengthways. and with a mixing chamber arranged after the nozzles, which is formed between the inner wall of the pipeline and the stopper, the volume of the mixing chamber and the outlet cross-section of the inner nozzle changing when the stopper is adjusted. Increase the flow direction, characterized in that the stopper (20) and the pipe (24) in the area of the mixing chamber (25) are dimensioned so that when the stopper is adjusted, the ratio between the volume of the mixing chamber and the outlet cross-section (A) of the inner nozzle (16) and the ratio between two successive cross-sections (B.C) of the mixing chamber in the longitudinal axis of the stopper remain essentially constant. 2. Ejektor nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) konisch ausgeführt ist.2. Ejector according to claim!. Characterized in that that the plug (20) is conical. 3. Ejektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (26) der Rohrleitung (24) im Bereich der Mischkammer (25) ebenfalls im gleichen Sinne, aber abweichend von dem Maß der Konizität des Stopfens (20) konisch ausgebildet ist, der Art, daß die axialen Querschnitte (B, C) der Mischkammer stromabwärts kontinuierlich abnehmen.3. Ejector according to claim 2, characterized in that the inner wall (26) of the pipeline (24) in the region of the mixing chamber (25) is also conical in the same sense, but different from the degree of conicity of the plug (20) Kind that the axial cross-sections (B, C) of the mixing chamber decrease continuously downstream. 4. Ejektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser des Stopfens (20) und der Innenwandung der Rohrleitung (24) stromabwärts zunehmen.4. Ejector according to claim 3, characterized in that the diameter of the plug (20) and the Increase the inner wall of the pipeline (24) downstream. 5. Ejektor nach Anspruch 1, mit einer der Mischkammer nachgeordneten Fangdüsc zur Wiedergewinnung des statischen Druckes, gekennzeichnet durch ein mit dem beweglichen Stopfen (20) fluchtendes, ortsfestes, mit der Rohrleitung die Fangdüse (36) bildendes Innenteil (34).5. Ejector according to claim 1, with one of the mixing chamber downstream Fangdüsc for recovery of the static pressure, characterized by an aligned with the movable plug (20), stationary inner part (34) which forms the collecting nozzle (36) with the pipeline.
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