Волновой обменник давления

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления, предназначенным для наддува двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД обменника путем регулирования частоты вращения ротора. Обменник содержит ротор (Р) с напорообменными ячейками 1 и торцовые крышки 2 с каналами 3-6 для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов, причем канал 3 для подвода сжимающего газа разделен на два тракта (Т) 7 и 8 разного проходного сечения. Для достижения указанной цели оба Т 7, 8 расположены к торцу Р под разными углами, при этом Т 7 меньшего проходного сечения наклонен к торцу Р под меньшим углом и расположен первым по ходу вращения Р. Кроме того, обменник снабжен датчиком 10 давления и исполнительным механизмом 11, подключенным к регулирующему клапану 9, расположенному на входе в Т 7. Истекающая через Т 7 часть сжимающего газа создает дополнительный крутящий момент, величина которого регулируется датчиком 10, изменяющим проходное сечение Т 7 при помощи клапана 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

511 4 F 04 F 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4372710/25-29 (22) 28.12.87 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) А. И. Крайнюк, А. Г. Рыбальченко, В. П. Левчук и С. А. Маяцкий (53) 621.436.052 (088.8) (56) Патент США № 3232520, кл. 417 — -64, 1966. (54) ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления, предназначенным для наддува двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения — повышение

КПД обменника путем регулирования частоты вращения ротора. Обменник содержит ротор (P) с напорообменными ячейками 1

„„SU„„1528971 д 1

2 и торцовые крышки 2 с каналами 3 — 6 для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов, причем канал 3 для подвода сжимающего газа разделен на два тракта (Т) 7 и 8 разного проходного сечения. Для достижения указанной цели оба Т 7, 8 расположены к торцу P под разными углами, при этом Т 7 меньшего проходного сечения наклонен к торцу P под меньшим углом и расположен первым по ходу вращения Р, Кроме того, обменник снабжен датчиком 10 давления и исполнительным механизмом 11, подключенным к регулирующему клапану 9, расположенному на входе в Т 7. Истекающая через Т 7 часть сжимающего газа создает дополнительный крутящий момент, величина которого регулируется датчиком 10, изменяющим проходное сечение Т 7 при помощи клапана 9.

1 з. и. ф-лы, 1 ил.

528971

Формула изобретения сбоставитель И Ален(ина

Текред И. 13ер(с Корректор Пагай

Тираж 522 ГIодниснос

Ретин(<>р 11 <..еl<((<í«ê

:3ак;((тбЗП З2

В!111111111 Гос,дарственн(но комитета оо <саобретениям и открытиям нри ГKIIT (.< (:Р

I! 3035, Москва, Ж вЂ” —.35, Ра1 <нская наб., д 4(5

11роиаводс< венин-«адате.l(i(кий комбинат «11атент», г Ужгород, ул. Гагарина, 1П!

1 з

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления, предназначенным для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — — повышение КПД обменника путем регулирования частоты вращения ротора.

На чертеже представлена схема обменника давления.

Волновой обменник давления содержит корпус (условно не показан), размещенный в нем ротор с напорообменными ячейками и торцовые плиты 2 с каналами 3—

6 для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов. Канал 3 для подвода сжимающего газа разделен на два тракта 7 и 8, причем тракт 7 имеет меньшее проходное сечение, снабжен на входе регулирующим клапаном 9 и расположен первым по ходу вращения ротора. Оба тракта 7 и 8 расположены к торцу ротора под разными уг.1ами я и р, при этом тракт 7 меньшего rlpoxo.ríoão сечения наклонен к торцу ротора под меньшим углом <х. Обменник снабжен датчиком 10 давления и подключенным к нему и к регулирующему клапану 9 исполнительным механизмом 11.

Волновой обменник давления работает следующим образом.

При подводе сжимающего газа через тракт 8 под углом к торцу ротора и к напорообменным ячейкам 1 создается реактивный момент вращения ротора. Величина угла !3 принимается из условия безотрывного течения газа на начальных участках ячеек 1, поэтому основная часть полезной энергии сжимающего газа используется для сжатия воздуха в ячейках 1 и последующей их очистки, и лишь незначительная часть преобразуется в работу вращения ротора. дополнительный крутящий момент создается за счет истечения части сжимающего газа через тракт 7. Благодаря меньшему углу наклона и газовой струи на привод ротора отводится более значительная часть энергии перепускаемого через этот тракт 7 газа, при этом непреобразованная в работу привода часть энергии используется для предварительного поджатия воздуха в ячейках 1.

На установившемся режиме работы клапан 9 занимает промежуточное положение, а частота вращения ротора согласована со скоростью распространения волны сжат. я в ячейках 1 таким образом, чтобы возникшая при подключении ячейки к тракту 8 волна сжатия достигала правого торца ячейки к моменту ее подключения к каналу 6

5 отвода сжимаемого газа — воздуха.

При отклонении частоты вращения ротора от согласованной, например, в сторону уменьшения вследствие снижения давления сжимающего газа в канале 3, волна сжатия !

0 достигает правого торца ячейки 1 раньше момента ее подключения к каналу 6. В этом случае датчик 10 формирует управляющий сигнал, обеспечивающий посредством механизма 11 приоткрытие клапана 9. В результате увеличивается количество перепускаемого через тракт 7 сжимающего газа, и возрастает крутящий момент на роторе обменника. Согласованный скоростной режим восстанавливается.

20 При увеличении частоты вращения ротора датчик 10 формирует обратный по знаку сигнал, чем обеспечивается соответствующее прикрытие клапана 9.

Таким образом, независимо от парамет25 ров сжимающего газа и величины механических потерь осуществляется поддержание скоростного режима работы обменника в заданных пре 1ел а х

1. Волновой обменник давления, содержащий корпус, размещенный в нем ротор с напорообменными ячейками и торцовые плиты .с каналами для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов, причем канал для подвода сжимающего газа разделен на два тракта, один из которых имеет меньшее проходное сечение и снабжен на входе регулирующим клапаном. отличающийся тем, что, с целью повышения КПД обменника путем регулирования частоты вра40 щения ротора, тракты канала для подвода сжимающего газа расположены к торцу ротора под разными углами. при этом тракт меньшего проходного сечения наклонен к торцу ротора под меньшим углом и распо45 ложен первым по ходу вращения ротора.

2. Обменник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен датчиком давления и подключенным к нему и к регулирующему клапану исполнительным механизмом.