Волновой обменник давления Советский патент 1986 года по МПК F04F11/02 F02B33/42 

Изобретение относится к машинсктроению, а именно к устройству нагнетателей, перекачивающих воздух непосредственным воздействием сжатой среды и предназначенных для наддува двигателей внутреннего сгорания. Известен обменник давления, содержащий корпус, размещенный в нем неподвижный напорообменный элемент и вращающиеся газораспределительные диски с отверстиями 1. Недостатком обменника являются высокие центробежные нагрузки, действующие на диски, что снижает надежность их работы. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому резуль тату является волновой обменник даЕ1ления, содержащий корпус, размещенный в нем вращающийся барабан с каналами и установленные со стороны торцов последнего газораспределительные диски 2. Недостатком известного обменника давления являются повыщенные центробежные усилия, действующие на барабаны, что снижает надежность его работы. Цель изобретения - повышение надежности ваанового обменника давления в работе. Указанная цель достигается тем, что в обменнике давления, содержащем корпус, размещенный в нем вращающийся барабан с каналами и установленные со стороны торцов последнего газораспределительные диски, диски установлены с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения барабана. На фиг. 1 изображен волновой обменник давления, продольный разрез; на фиг. 2 - газораспределительный диск с каналами для подвода рабочей среды; на фиг. 3 - развертка барабана. Волновой обменник давления содержит корпус 1, размещенный в нем вращающийся барабан 2 с каналами 3 и установленные со стороны торцов последнего газораспределительные диски 4 и 5. Обменник давления содержит также каналы б-9 для подвода газа высокого давления, отвода воздуха высокого давления, подвода воздуха низкого давления и отвода газа низкого давления соответственно. Рабочая среда подводится к дискам 4 и 5 по каналам 10, которые выполнены винтовыми. Для обеспечения возможности бесприводного вращения барабана 2 каналы 3 выполнены так, что их продольная ось образует угол с продольной осью барабана 2. Диски 4 и 5 и барабан 2 установлены на валах 11 и 12, связанных между собой исполнительным механизмом 13 (выполненным в виде винтовой пары), снабженным чувствительным элементом, выполненным в виде центробежного датчика 14. Устройство работает следующим образом. Воздух низкого давления по каналам 8 заполняет каналы 3, куда поступают газы высокого давления (например, отработавщие газы двигателя внутреннего сгорания) через канал 6. Нри этом в каналах 3 возникает всшна давления, сжимающая воздух низкого давления, и вытесняет его через канал 7. При дальнейщем вращении барабана 2 после перекрытия канала 3 диском 4 в нем возникает волна разрежения, снижающая давление газа в канале до давления, нескапько больщего, чем атмосферное. При совмещении канала 3 с каналом 9 газ низкого даатения истекает из обменника давления. Одновременно начинается повторное заполнение каналов 3 воздухом низкого давления, и цикл повторяется. На фиг. 3 волны давления и разрежения показаны пунктиром. При этом углы наклона каналов 10 и каналов 3 относительно продольной оси сдетаны такими, что возникающее при течении по ним газов окружное усилие вращает барабан 2 и диски 4 и 5 в разные стороны. При этом возможно саморегулирование путем автоматической установки взаимного углового положения дисков 4 и 5 за счет установки исполнительного механизма 13 с центробежным датчиком 14. Например, увеличение расхода газа высокого давления создает больщой реактивный момент на дисках 4 и 5 и барабане 2, вызывающий увеличение их частот вращения; что воспринимается центробежным датчиком 14 и через исполнительный механизм 13 приводит к изменению взаимного углового положения дисков 4 и 5. Поэтому рассогласование движения волн, возникающее вследствие увеличения расхода газа высокого давления, компенсируется изменением относительного углового положения газораспределительных дисков 4 и 5, потребная газодинамическая картина течения восстанавливается. Таким образом, обменник давления способен к саморегулированию, и за счет того, что газораспределительные диски 4 и 5 вращаются в направлении, противоположном направлению вращения барабана 2, заданньш расход рабочей среды можно обеспечить при существенно более низких скоростях вращения дисков 4 и 5 и барабана 2, что ведет к повышению надежности обменника давления вследствие снижения центробежных нагрузок, действующих на элементы его конструкции.

ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, размещенный в нем вращающийся барабан с каналами и установленные со стороны-торцов последнего газораспределительные диски, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности его в работе, диски установлены с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения барабана. (Л с: ьо 01 ю ОО