Ejektor

Ein Ejektor ist eine Vorrichtung, die einen hochfrequenten Fluidstrahl nutzt, um ein anderes Fluid, entweder Flüssigkeit oder Gas, zu erfassen und zu einer Auslassöffnung zu befördern. Er enthält keine beweglichen Teile: Ein unter Druck stehendes Treibfluid (Dampf, Druckluft oder heiße Flüssigkeit) tritt in eine konvergierende Düse ein, wird auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und expandiert in eine größere Kammer, wo es auf das zu fördernde Fluid trifft. Reibung und Impulsübertragung zwischen dem Strahl und dem umgebenden Fluid erzeugen ein Teilvakuum, das das Sekundärfluid ansaugt, und die gemischte Strömung tritt durch einen Diffusor aus, wo kinetische Energie wieder in Druck umgewandelt wird.

Wasserstrahlejetoren, auch Strahlpumpen genannt, sind in flachen Brunnen und Sammelgruben verbreitet. Ein dünner Strahl aus Druckwasser von einer oberirdischen Pumpe tritt in einen in den Brunnen eingetauchten Venturi-Bereich ein, erfasst Grundwasser oder gesammeltes Wasser und befördert die Mischung durch eine Rücklaufleitung an die Oberfläche. Dies erfordert nur eine Pumpe und ein bewegliches Teil (den Motor der oberirdischen Pumpe), was das System an abgelegenen Orten zuverlässig macht. Dampfejetoren funktionieren nach demselben Prinzip, aber fördern Gase: Ein Strahl aus Hochdruckdampf zieht nicht kondensierbare Gase, Luft oder Dampf aus einem geschlossenen Raum in einen Kondensator, wo der Dampf kondensiert und die abgesaugten Gase entfernt.

Ejetoren erscheinen überall dort, wo Vakuum ohne mechanische Pumpe erforderlich ist: In Destillationskolonnen halten sie Teilvakuum aufrecht, in Kälteanlage entfernen sie Spurenluft aus dem Kondensator, und in Oberflächenkondensatoren von Dampfturbinen ziehen sie Luft aus dem Dampfraum. Ihre Leistung hängt direkt vom Druck und Massendurchsatz des Treibfluids ab; eine größere oder heißere Dampfversorgung erhöht die Ansaughöhe. Die Leistung verschlechtert sich, wenn das Treibfluid Druck verliert oder wenn der Ausschlussgegendruck ansteigt; beide reduzieren die Strahlgeschwindigkeit und das Ansaugverhältnis.

Bauarten und Auswahl

Einstufige Ejetoren bewältigen leichte Vakua oder kleine Gasmengen; mehrstufige Einheiten setzen die Ausgabe eines Ejektors als Treibfluid für den nächsten ein und erreichen niedrigere absolute Drücke. Luftbetriebene Ejetoren ersetzen Dampf in Betrieben ohne Dampfversorgung, erfordern aber für gleichwertige Ansaughöhe größere Volumenströme. Das Treibfluid und das angesaugte Fluid müssen kompatibel sein: Wasserstrahldüsen können keine heißen oder korrosiven Flüssigkeiten heben, während Dampfejetoren zu einem Kondensator auslassen müssen, der das Kondensat verarbeiten kann.

Der Name spiegelt die Kernfunktion der Vorrichtung wider: Sie bläst oder stößt ihr Treibfluid mit Gewalt in eine Mischkammer aus, wo die kinetische Energie die Arbeit der Fluidförderung leistet. Die industrielle Praxis bewertet Ejetoren nach ihrer Ansaughöhe (wie weit unter atmosphärischem Druck sie ziehen), ihrer Leistung in Litern pro Minute oder Kubikmetern pro Stunde und dem erforderlichen Mindestdruck des Treibfluids. Da sie kein Auslassventilgeräusch erzeugen und geräuschlos laufen, kommen sie in Anwendungen vor, wo ruhiger Betrieb wichtig ist; jedoch ist ihre Effizienz geringer als die mechanischer Pumpen, daher eignen sie sich für Anwendungen, wo Zuverlässigkeit und Einfachheit höher zu bewerten sind als Energiekosten.