Волновой обменник давления

 

Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника давления. Для этого в окне 7 для отвода сжимаемого воздуха, подключенном к соответствующему каналу (К) 9, установлена пластинчатая решетка (Р) 10, а в расположенном перед окном 7 кармане 8 - эластичная лента (Л) 11, прикрепленная одним концом к Р 10, другим - к передней стенке К 9. В К 9 установлен обтекатель 12, выполненный в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой К 9 и взаимодействующей с Л 11. Причем обтекаемые воздухом ребра пластин Р 10 расположены радиально. Для обеспечения выпуклости Л 11 карман 8 дополнительно сообщен с К 9 трубкой Пито 13. Размещение в плоскости окна 7 пластинчатой Р 10 позволяет регулировать его проходное сечение с минимальным шагом, равным расстоянию между пластинами Р 10. При этом Л 11, расположенная на внешней поверхности Р 10, изменяет положение передней кромки проходного сечения окна 7 в зависимости от момента подхода к нему волны давления, сжимающей в напорообменной ячейке 1 воздух. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) Ш> щ) F 04 F 11/02

| с с с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4427660/25-29 (22) 19.05.88 (46) 15.11.90, Бюл. Р 42 (7 1) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) A.È.Êðàéíþê (53) 621.436.052 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1528970, кл. F 04 F 11/02, 11.01.88 ° (54) ВОЛНОВОЙ ОБИГ!ШИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить

КПД волнового обменника давления.

1 ll

Для этого в окне 7 для отвода сжимаемого воздуха, подключенном к соответствующему каналу (К) 9, установлена пластинчатая решетка (P) 10, а в расположенном перед окном 7 кармане 8 — эластичная лента (Л) 11, прикрепленная одним концом к Р 10, другим — к передней стенке,К 9. В К 9 установлен обтекатель 12, выполнен- ный в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой К 9 и взаимодействующей с Л 11.

Обтекаемые воздухом ребра пластин

Р 10 расположены радиально. Для обес1606747 печения выпуклости Л 11 карман 8 дополнительно сообщен с К 9 трубкой

Пито 13. Размещение в плоскости окна 7 пластинчатой Р 10 позволяет регулировать его проходное сечение с минимальным шагом, равным расстоянию между пластинами Р 10. При этом

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

Цель изобратения — повышение КПД обменника путем регулирования про- 20 ходного сечения окна для отвода сжимаемоro воздуха.

На чертеже схематично изображена . развертка обменника.

Волновой обменник давления содержит статор (не показан), размещенный в нем ротор с напорообменными ячейками 1, и торцовые плиты 2 и 3.

В плите 2 выполнены окна 4 и 5 для подвода и отвода сжимающего газа

30 соответственно. В плите 3 выполнены окна 6 и 7 для подвсда и отвода сжимаемого воздуха и карман 8, расположенный перед окном 7 для отвода сжимаемого воздуха и сообщенный с одно-. именным каналом 9. Обменник снабжен пластинчатой решеткой 10, установленной в окне 7, и эластичной лентой

11 размещенной в кармане 8 перед окном 7 и прикрепленной одним концом к 40 решетке 10, а другим — к передней по направлению вращения ротора стенке канала 9. Обтекаемые воздухом ребра пластин решетки 10 расположены радиально. Обменник снабжен также обтека- 45 телем 12, установленным в канале 9 и выполненным в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой канала 9 и взаимодействующей с эластичной лентой 11. Кро,ме того, обменник дополнительно снабжен трубкой Пито 13, сообщающей карман 8 с каналом 9 для отвода сжимаемого воздуха.

Волновой обменник давления работа-, ет следующим образом.

Ъ

Под действием давления в кармане 8 эластичная лента 11 прижимается к наружной поверхности решетки 10. При

Л 11, расположенная на внешней поверхности Р 10, изменяет положение передней кромки проходного сечения окна 7 в зависимости от момента подхода к нему волны давления, сжимающей в напорообменной ячейке 1 воздух. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. совмещении с окном 4 в ячейке 1 ротора распространяется волна давления, сжимающая находяцийся в ней воздух.

Вслед за волной давления. в ячейку 1 поступает сжимающий газ (отработавшие газы ДВС). Под воздействием волны давления (точка В) эластичная лента

11 отгибается от решетки 10, благодаря чему обеспечивается доступ сжа-. того воздуха в канал 9. Таким образом, независимо от режима работы обменника к моменту прихода фронта волны давления к правому торцу ротора ячейка 1 подключается к каналу 9.

Отсечка газового потока в результате разобщения ячейки 1 с окном 4 создает волну разрежения, снижающую давление газов в.ячейке. В период, предшествующий моменту подхода этой волны к правому торцу, ячейка 1 отключается от окна 7 и процесс отвода сжатого воздуха прекращается.

В процессе дальнейшего поворота ротора рассматриваемая ячейка 1 совмещается с окном 5 для отвода сжимающего газа-, образующаяся при этом волна разрежения достигает противоположного конца ячейки в момент ее подключения к окну 6 для подвода сжимаемого воздуха. Отражаясь от окна 6, волна разрежения трансформируется в волну давления, которая сообщает импульс движения газовому столбу в ячейке. Процесс продувки осуществляется в результате двукратного отражения волны возмуц1ения от открытых концов ячейки 1. После заполнения ячейки 1 воздухом газодинамический цикл обменника возобновляется.

При отклонении частоты вращения ротора от согласованной, например, в, сторону уменьшения или при увеличении скорости распространения волны вследствие повышения давления в окне 4:. фронт волны достигает правого

l торца ротора раньше (точка В ) . В

1606747

Составитель И.Алешина

Редактор А.Лежнина Техред И.Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 3539

Тираж 491

Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

1роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. жгород, ул. Гагарина,101 этом случае эластичная лента 11 (на

) участке В-В ) испытывает повышенное давление торможения потока в ячейках, которое почти в два раза превышает давление сжимающего газа в. окне 4.

Вследствие этого лента 11, скручиваясь, прижимается к передней стенке канала 9 и, увлекая за собой обтекатель 12, освобождает дополнительную часть поверхности (В-В ) решетки 10.

Линия отрыва эластичной ленты 11 от поверхности решетки 10 соответствует участку встречи фронта волны с плоскостью окна 7, поэтому на всех режимах работы обменника достигается оптимизация углового смещения передних кромок окон 4 и 7 по критерию эффективности использования энергии волны давления в ячейке. 20

Сообщение кармана 8 с каналом 9 посредством трубки Пито 13 обеспечивает повышенное давление в кармане 8, благодаря чему сохраняется выпуклость ленты 11 в процессе ее скручивания. 25

Применение обтекателя 12 позволяет снизить потери энергии в канале 9, обусловленные отрывным течением к вихревыми явлениями при обтекании воздушным потоком поверхности эластичной ленты 11.

Таким образом, в предлагаемом обменнике достигается согласование продолжительности распространения волны давления с фазой подключения окна 7 для отвода сжатого газа во всем диапазоне режимов эксплуатации. .Формула изобретения

1. Волновой обменник давления, содержащий статор, размещенный в нем 40 ротор с напОрообменными ячейками, и торцовые плиты, в одной из которых выполнены окна для подвода и отвода сжимающего газа, а в другой — окна для подвода и отвода сжимаемого воздуха и карман, расположенный перед окном для отвода сжимаемого воздуха и сообщенный с одноименным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем регулирования проходного сечения окна для отвода сжимаемого воздуха, обменник снабжен пластинчатой решеткой, установ- ленной в окне для отвода сжимаемого воздуха, и эластичной лентой, размещенной в кармане перед упомянутым окном и прикрепленной одним концом к решетке, а другим — к передней по направлению вращения ротора стенке канала для отвода сжимаемого воздуха.

2. Обменник по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен обтекателем, установленным в канале для отвода сжимаемого вохдуха и выполненным в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой канала и взаимодействующей с эластичной лентой.

3. Обменник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что обтекаемые воздухом ребра пластин решетки расположены радиально.

4. Обменник по п.1., о т л и— ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен трубкой Пито, сообщающей карман с каналом для отвода сжимаемого воздуха.