Волновой обменник давления

 

Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника давления. Для этого обменник давления снабжен перегородкой 11 и системой регулирования производительности вентилятора 8, причем перегородка 11 размещена в канале 4 подвода воздуха с образованием двух трактов 12 и 13, а вентилятор 8 подключен к второму по ходу вращения ротора тракту 13, при этом система регулирования выполнена в виде блока управления 9, связанного с вентилятором 8 и срабатывающего по сигналу датчика температуры 10, установленного у задней по ходу вращения ротора стенки канала 3 отвода сжимающего газа и связанного с датчиком температуры 10 элементом перемещения 15 перегородки 11, причем задняя кромка окна канала 4 подвода сжимаемого воздуха расположена за задней кромкой окна канала 3 отвода сжимающего газа по ходу вращения ротора 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSU ÄÄ1573239

А1 (51)5 F 04 F 11 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4483923/31-29 (22) 05.08.88 (46) 23.06.90. Бюл. № 23 (71) Ворошиловградский ма шиностроительный институт (72) А. И. Крайнюк (53) 621.43.052 (088.8) (56) Патент США № 4002414, кл. F 04 В 11/00, 1977. (54) ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника давления. Для этого обменник давления снабжен перегородкой

11 и системой регулирования производительности вентилятора 8, причем перегородка

11 размещена в канале 4 подвода воздуха с образованием двух трактов 12 и 13, а вентилятор 8 подключен к второму по ходу вращения ротора тракту 13, при этом система регулирования выполнена в виде блока 9 управления, связанного с вентилятором 8 и срабатывающего по сигналу датчика 10 температуры, установленного у задней по ходу вращения ротора стенки канала 3 отвода сжимающего газа и связанного с датчиком 10 температуры элементом 15 перемещения перегородки 11, причем задняя кромка окна канала 4 подвода сжимаемого воздуха расположена за задней кромкой окна канала 3 отвода сжимающего газа по ходу вращения ротора 6.

1 ил.

1573239

35

Формула изобретения

50

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройству волновых обменников давления, предназначенных для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение КПД обменника в широком диапазоне режимов эксплуатации.

На чертеже представлена схема обменников давления.

Волновой обменник давления содержит корпус 1 с каналами 2 — 5 для подвода и отвода сжимающего газа и сжимаемого воздуха, размещенный в нем ротор 6 с напорообменными ячейками 7 и вентилятор 8, снабженный блоком 9 управления его производительности по сигналу датчика 10 температуры, размещенного у задней кромки. окна канала 3 для отвода сжимающего газа, причем канал 4 разделен подвижной перегородкой 11 на два тракта 12 и 13, а вентилятор 8 подключен к второму по направлению вращения ротора 6 тракту 13. Подвижная перегородка 11 соединена посредством тяги 14 с исполнительным элементом 15 перемещения, связанным с датчиком 1Î температуры.

Обменник работает следующим образом.

При совмещении с каналом 2 подвода сжимающего газа одной из ячеек 7 в последней распространяется волна давления, сжимающая находящийся в ней воздух.

Вслед за волной давления в ячейку 7 поступает сжимающий газ. К моменту прохождения волной давления всей длины ячейки ее противоположный конец сообщается с каналом 5, а сжатый воздух отводится потребителю. Отсечка газового потока в результате разобщения ячейки 7 с каналом 2 создает волну разрежения, которая снижает давление в ячейке. При подходе этой волны к правому концу ячейки 7 процесс отвода сжатого воздуха в канал 5 прекращается.

К этому времени ячейка заполняется сжимающим, газом.

При дальнейшем вращении ротора 6 ячейка 7 сообщается с каналом 3 отвода сжимающего газа. Образующаяся при этом волна разрежения достигает правого конца ячейки 7 к моменту ее сообщения с трактом 12 канала 4 подвода воздуха.

После отражения от правого конца ячейки

7 волна разрежения трансформируется в волну давления, которая в свою очередь вносит импульс движения газовому столбу ячейки, обеспечивающий удаление отработавших газов и заполнение ячейки воздухом. В процессе подключения ячейки 7 к тракту 12 волны возмущения вследствие диссипативных явлений постепенно затухают, а скорость движения газового столба в ячейке 7 уменьшается. На этом первый этап продувки заканчивается.

На втором этапе, с момента подключения ячейки 7 к тракту 13, интенсифи4 кация продувки достигается за счет избыточного давления, поддерживаемого вентилятором 8 в сечении окна тракта 13. При отключении от окна канала 3 в ячейке 7 вследствие торможения воздушного столба формируется волна давления, осуществляющая предварительное сжатие воздуха в ячейке. К моменту достижения этой волны правого торца ротора ячейка 7 отключается от окна тракта 13, после чего газодинамический цикл обменника давления повторяется.

Степень продувки ячейки 7 воздухом контролируется посредством датчика 10 температуры, размещенного у задней кромки окна канала 3. Так при ухудшении условий продувки повышается температура газов, истекающих из ячейки 7 в период, предшествующий ее отключению от окна канала 3, соответствующий сигнал поступает в блок 9 уйравления, посредством которого осуществляется уменьшение производительности (напора) вентилятора, например, путем изменения частоты вращения рабочего колеса. Одновременно сигнал от датчика температуры поступает к исполнительному элементу 15, который перемещает подвижную перегородку 11 вниз, изменяя соотношение площадей сечения окон, соответственно примыкающих к трактам 12 и !3 в сторону увеличения продолжительности второго этапа продувки.

При улучшении условий продувки ячейки

7 осуществляется обратное регулирующее воздействие на вентилятор 8 и перегородку 11, при этом большая часть избыточного давления, создаваемого вентилятором

8, расходуется на предварительное сжатие воздуха в ячейке.

Волновой обменник давления, содержащий ротор с напорообменными ячейками, охватывающий его статор с каналами подвода и отвода сжимающего газа и сжимаемого воздуха и вентилятор, подключенный к каналу подвода сжимаемого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения

КПД в широком диапазоне режимов эксплуатации, обменник снабжен перегородкой и системой регулирования производительности вентилятора, причем перегородка размещена в канале подвода воздуха и установлена с возможностью поворота и образования двух трактов, а вентилятор подключен к второму по ходу вращения ротора тракту, при этом система регулирования выполнена в виде блока управления, связанного с вентилятором и срабатывающего по сигналу датчика температуры, установленного у задней по ходу вращения ротора стенки канала отвода сжимаю1573239

Составитель А. Павлов

Техред А. Кравчук Корректор С. Шевкун

Тираж 492 Подписное

Редактор A.Ìîòûëü

Заказ 1632

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 щего газа и связанного с датчиком температуры элементом перемещения перегородки, причем задняя кромка окна канала

6 подвода сжимаемого воздуха расположена за задней кромкой окна канала отвода сжимающего газа по ходу вращения ротора.