Волновой обменник давления

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления. Целью изобретения является повышение КПД обменника давления путем снижения степени смешения сжимающего газа и сжимаемого воздуха. Волновой обменник давления содержит корпус 1 с каналами 2-5, ротор 6 с газообменньгми ячейками, дополнительные окна 13, 15, соответственно примыкающие к задней стенке окна 12 отвода сжимаемого газа и передней стенке окна 9 подвода сжимающего газа, сообщенные между собой соединительным каналом 14. Между соединительным каналом 14 и каналом 4 отвода сжимающего газа установлен теплообменник 17. Сообщение между собой дополнительных окон 13 и 15 позволяет отводить зону перемешивания газа и воздуха из ячеек ротора 6 в канал 2 подвода сжимающего газа. Перепускаемая часть смеси газов после подогрева в теплообменнике 17 используется для сжатия воздуха в ячейках ротора 6, при этом осуществляется утилизация энергии газов, отработавших в обменнике. Задняя боковая стенка окна 12 отвода сжимаемого воздуха выполнена в виде биметаллической пластины 16, чем обеспечивается саморегулирование проходного сечения дополнительного окна 13 и количество перемещаемых газов в зависимости от степени разбавления сжатого воздуха горячими газами в ячейке ротора 6.2 з.п ф-лы, 1 ил сл с 2 0 00 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYBJl_#_K ((9) (11) (sa)s F 04 F 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4733830/29 (22) 01.09.89 (46) 15.06.92. Бюл. 1Ф 22 (71) Луганский машиностроительный институт (72) А.И.Крайнюк, А.Г.Рыбальченко, В.П.Левчук и И.И.Крайнюк (53) 621.43.052(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

М 1040233, кл. F 04 F 11/02, 1982. (54) ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым обменникам давления. Целью изобретения является повышение КПД обменника давления путем снижения степени смешения сжимающего газа и сжимаемого воздуха. Волновой обменник давления содержит корпус 1 с каналами 2 — 5, ротор 6 с газообменными ячейками, дополнительные окна 13, 15, соответственно примыкающие к задней стенке окна 12 отвода сжимаемого газа и передней стенке окна 9 подвода сжимающего газа, сообщенные между собой соединительным каналом 14. Между соединительным каналом 14 и каналом 4 отвода сжимающего газа установлен теплообменник 17. Сообщение между собой дополнительных окон 13 и 15 позволяет отводить зону перемешивания газа и воздуха из ячеек ротора 6 в канал 2 подвода сжимающего газа. Перепускаемая часть смеси газов после подогрева в теплообменнике 17 используется для сжатия воздуха в ячейках ротора 6, при этом осуществляется утилизация энергии газов, отработавших в обменнике. Задняя боковая стенка окна 12 отвода сжимаемого воздуха выполнена в виде биметаллической пластины 16, чем обеспечивается саморегулирование проходного сечения дополнительного окна 13 и количество перемещаемых газов в зависимости от степени разбавления сжатого воздуха горячими газами в ячейке ротора 6. 2 з.п,ф-лы, 1 ил.

1740801

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

Цель изобретения —. повышение КПД путем снижения степени смешения сжимающего газа и сжимаемого воздуха.

На чертеже представлена схематическая развертка ротора относительно газораспределительных окон корпуса обменника давления.

Волновой обменник давления содержит корпус 1 с каналами подвода.2, 3 и отвода 4 и 5 сжимающего газа и сжимаемого воздуха соответственно, ротор 6 с газообменными ячейками, установленный в корпусе 1, две торцовые плиты 7 и 8, в которых выполнены окна подвода 9 и 10 и отвода 11 и 12 сжимающего газа и сжимаемого воздуха соответственно с передними и задними боковыми стенками, сообщенные с соответствующими каналами 2 — 5 корпуса 1, дополнительное окно 13, примыкающее к задней стенке окна отвода 12 сжимаемого воздуха.

В корпусе 1 выполнен соединительный канал 14, а в плите 7 — дополнительное окно

15, примыкающее к передней боковой стенке окна подвода 9 сжимающего газа, сообщенное посредством соединительного канала 14 с дополнительным окном 13, примыкающим к задней боковой стенке окна отвода 12 сжимаемого воздуха. Задняя боковая стенка окна отвода 12 сжимаемого воздуха выполнена в виде биметаллической пластины 16. Обменник содержит теплообменник 17, установленный между соединительным каналом 14 и каналом отвода 4 сжимающего газа.

Обменник давления работает следующим образом.

При совмещении газообменной ячейки ротора 6 с окнами 9, 15 вдоль нее распространяется волна давления, сжимающая находящийся там воздух. Вслед за волной .давления в ячейку ротора 6 поступает сжимающий газ, отделенный от сжимаемого воздуха зоной смешения газа и воздуха, К моменту достижения волной правого торца ротора 6 ячейка сообщается с окном 12 и сжатый воздух отводится потребителю, К моменту достижения зоны смешения газа и воздуха правого торца ротора 6 ячейка сообщается с дополнительным окном 13, в результате чего смешанный газ через канал

14 подводится к допол н ител ь ному окну 15.

Проходя через теплообменник 17, смешанный газ подогревается от тепла отработавших газов в канале 4, благодаря чему повышается общая энергия сжимающего га5

35 за. В процессе последующего подключения этой же ячейки ротора 6 к окнам 11 и 10 осуществляется продувка ячейки воздухом, После этого газодинамический цикл обменника повторяется.

При изменении режима работы обменника давления изменяется степень разбавления воздуха газом в зоне смешения или момент достижения этой зоны правого торца ротора 6. При этом изменяется температура газов в окне 13, а следовательно, и положение боковой стенки (биметаллической пластины) 16. Например, при уменьшении степени разбавления воздуха газами в зоне смешения боковая стенка изгибается s направлении уменьшения окна 13, в результате чего уменьшается количество газа, перепускаемого через канал 14, При использовании в качестве потребителя наддувочного воздуха дизеля боковая стенка, выполненная из биметаллической пласти;:û 16, осуществляет регулирование рецирк ляции отработавших газов в цилиндры двигателя в зависимости от режима его работы с целью снижения выбросов окислов азота.

Таким образом, появляется возможность предотвращения попадания сжимающего газа в канал отвода 5 сжатого воздуха к потребителю, что улучшает характеристики сжатого газа как рабочего тела энергетической установки. Кроме того, повышение

КПД обменника давления достигается как за счет повторного использования энергии смешанных газов для сжатия воздуха в обменнике, так и за счет утилизации энергии отработавших (выпускных) газов установки.

Формула изобретения

1. Волновой обменник давления, содержащий корпус с каналами подвода и отвода сжимающего газа и сжимаемого воздуха, ротор с газообменными ячейками, установленный в корпусе, две торцевые плиты, в которых выполнены окна подвода и отвода сжимающего газа и сжимаемого воздуха с передними и задними боковыми стенками, сообщенные с соответствующими каналами корпуса, и дополнительные окна, примыкающие к окну отвода сжимаемого воздуха, отличающийся тем,что,с целью повышения КПД, в корпусе выполнен соединительный канал, а в одной из торцовых плит — дополнительное окно, примыкающее к передней боковой стенке окна подвода сжимающего газа, сообщенное посредством соединительного канала с дополнительным окном, примыкающим к задней боковой стенке окна отвода сжимаемогс воздуха.

1740801

15

25

35

45

Составитель А.Павлов

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2069 Тираж 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

2. Обменник по п.1, отл и ча ю щи йся тем, что задняя боковая стенка окна отвода сжимаемого воздуха выполнена в виде биметаллической пластины.

3. Обменник по п.2, отличающийся тем, что обменник снабжен теплообменником, установленным между соединительным каналом и каналом отвода сжимающего

5 газа.