Двуступенчатый волновой обменник давления

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления. Целью изобретения является повышение КПД волнового обменника. Волновой обменник содержит корпус, размещенный в нем ротор 1 с внутренним и наружным ярусами 2 и 3 газообменных ячеек, торцевые плиты 4 и 5. В плите 4 выполнены окна 6 и 7 для подвода и отвода сжимающего газа, разделенные перегородками на внутренние 8 и 9 и наружные 10 и 11 секции, а в плите 5 выполнены окна 12 и 13 для подвода и отвода сжимаемого воздуха, разделенные перегородками на внутренние секции 14 и 15 и наружные 16 и 17. Секции 9 и 10 сообщены между собой газовым каналом, а секции 14 и 17 - воздушным каналом, причем в последнем размещен воздухоохладитель. Секции 8 и 13 соответственно сообщены с выпускным и впускным каналами двигателя внутреннего сгорания. Секции 11 и 16 сообщены с атмосферой, во впускном канале размещен другой воздухоохладитель. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730464/29 (22) 16.08.89 (46) 23,07;91. Бюл, ¹ 27 (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) А.И. Крайнюк (53) 621.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 867325, кл. F 04 F 11/02, 1979. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления. Целью изобретения является повышение КПД волнового обменника. Волновой обменник содержит корпус, размещенный в нем ротор 1

„„5U„„1665108 А1 (я)л F 04 F 11/02, F 02 В 33/42 с внутренним и наружным ярусами 2 и 3 газообразных ячеек, торцовые плиты 4 и 5.

В плите 4 выполнены окна 6 и 7 для подвода и отвода сжимающего газа, разделенные перегородками на внутренние 8 и 9 и наружные 10 и 11 секции, а в плите 5 выполнены окна 12 и 13 для подвода и отвода сжимаемого воздуха, разделенные перегородками на внутренние секции 14 и 15 и наружные 16 и 17. Секции 9 и 10 сообщены между собой газовым каналом, а секции 14 и 17 — воздушным каналом, причем в последнем размещен воздухоохладитель. Секции 8 и 13 соответственно сообщены с выпускным и впускным каналами двигателя внутреннего сгорания, Секции 11 и 16 сообщены с атмосферой, во впускном канале размещен другой воздухоохладитель. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1665108

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления, предназначенным для наддува двигателей внутреннего сгорания, Целью изобретения является повышение КПД волнового обменника, Нэ фиг.1 представлен ротор и торцовые плиты, общий вид; на фиг.2 — схема разверток ярусов ротора относительно секций га,,зораспределительных окон, Двухступенчатый волновой обменник давления содержит корпус с газовоэдушными каналами (не показан), размещенный в нем ротор 1 с внутренним 2 и наружным 3 концентричными ярусами газообменных ячеек, периферийным бандажом, центральной втулкой и промежуточной трубой (не показаны), разделяющей внутренний и наружный ярусы 2 и 3, торцовые плиты 4 и 5.

В плите 4 выполнены окна 6 и 7 для подвода и отвода сжимающего газа, разделенные перегородками соответственно на внутренние 8 и 9 и наружные 10 и 11 секции, а в плите 5 выполнены окна 12 и.13 для подвода ! и отвода сжимаемого воздуха, разделенные перегородками на внутренние 14 и 15 и наружные 16 и 17 секции в соответствии с, ярусами ротора 1, внутренняя секция 9 окна отвода 7 и наружная секция 10 окна подвода

6 сжимающего газа сообщены между собой посредством газового канала 18, а наружная секция 17 окна отвода 13 и внутренняя секция окна 12 подвода сжимающего воздуха — посредством воздушного канала 19, причем в последнем установлен воэдухоохладитель 20. Внутренняя секция 8 окна подвода 6 сжимающего газа и секция 15 окна 13 отвода сжигаемого воздуха сообщены с выпускным и впускным каналами 22 и 21 двигателя внутреннего сгорания 23. Секции 11 и 16 сообщены с атмосферой. Во впускном коллекторе 21 размещен воэдухоохладитель 24.

Волновой обменник работает следующим образом, Отработавшие газы из двигателя 23 через канал 22 (фиг.2) подводятся к внутренней секции 8 окна подвода 6 сжимающего газа. При совмещении газообменной ячейки внутреннего яруса ротора 1, заполненной предварительно сжатым воздухом, с секцией 8 вдоль ячейки распространяется волна давления, обеспечивающая вторичное сжатие воздуха. К моменту достижения волной первого торца ротора 1 ячейка сообщается с внутренней секцией 15 окна 13 и сжатый воздух через воздухоохладитель 24 и выпускной канал 21 отводится в двигатель 23.

При дальнейшем вращении ротора 1 эта, же ячейка сообщается с внутренней секцией

9 окна 7 и сжимающий газ через канал 18 устремляется к наружной секции 10 окна 6.

5 Соответствующим выбором проходного сечения секции 10 в канале 18 поддерживается некоторое избыточное давление, определяющее давление сжимающего газа в первой ступени обменника.

10 При совмещении газообменной ячейки наружного яруса 3 с секцией 10 окна 6 вдоль нее распространяется волна давления, сжимающая находящийся там атмосферный воздух, К моменту достижения этой волной

15 правого торца ротора 1 ячейка сообщается с секцией 17 окна 13 и сжатый воздух через канал 19 и воздухоохладитель 20 подводится к секции 14 окна 12, обеспечивая продувку и заполнение предварительно

20 сжатым (в первой ступени) воздухом гаэообменных ячеек внутреннего яруса 2 ротора 1.

В процессе последущего подключения ячейки наружного яруса 3 к секциям 11 и 16 осуществляется продувка ячейки атмосфер25 ным воздухом, После чего газодинамический цикл обменника повторяется.

Промежуточное охлаждение воздуха с помощью воздухоохладителя 20 обеспечивает повышение плотности воздуха сжима30 емого во второй ступени, что в свою очередь способствует улучшению продувки ячеек внутреннего яруса 2, повышению КПД обменных процессов в обеих ступенях обменника и увеличению массового заряда

35 цилиндров двигателя 23. Помимо отмеченного, промежуточное охлаждение воздуха обеспечивает снижение теплонапряженности обменника давления и двигателя 23.

Таким образом, в одном роторе 1 осу40 ществляется два последовательных цикла сжатия наддувочного воздуха, при этом реализуется высокая степень сжатия воздуха при ограничении температурного состояния обменника давления и снижении потерь от

45 диссипации обменных процессов.

Формула изобретения

1. Двухступенчатый волновой обменник. давления, содержащий корпус с гаэовоэдушными каналами, размещенный в нем ротор с

50 внутренним и наружным концентричным ярусами, разделенными боковыми продольными стенками на газообменные ячейки, периферийным бандажом,. центральной втулкой и промежуточной трубой, разделя55 ющей внутренний и наружный ярусы, торцовые плиты, в одном из которых выполнены окна подвода и отвода сжимающего газа, а в другой — окна подвода и отвода сжимаемого воздуха, разделенные перегородками в радиальном направлении на внутренние и

1665108 окна подвода сжимающего воздуха — посредством воздушного канала, причем в последнем установлен воздухоохладитель.

Составитель А. Павлов

Редактор В. Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 2379 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 наружные секции в соответствии с ярусами ротора, а также источник сжимающего газа и потребитель наддувочного воздуха, о тличающийся тем,что,сцелью повышения КПД, обменник снабжен воздухоохладителем, внутренняя секция окна отвода и наружная секция окна подвода сжимающего газа сообщены между собой посредством газового канала. а наружная секция окна отвода и внутренняя секция

5 2. Обменник давления по п.1, о тл и ч а- ю шийся тем, что внутренняя секция окна . одвода сжимающего газа сообщена с источником сжимающего газа, а внутренняя секция окна отвода сжимаемого воздуха — с

10 потребителем наддувочного воздуха.