Волновой обменник давления Советский патент 1988 года по МПК F04F11/02 

СО со ел

113

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к конструкции волновых обменников давления .

Целью изобретения является повышение КПД и упрощение конструкции.

На фиг. 1 представлена схема волнового обменника; на фиг. 2 - схема взаимного расположения окон для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов и входных и выходных сечени напорообменного элемента; на фиг.З - схема обменника давления с составным напорообменным элементом.

Волновой обменник давления содержит вращающийся напорообменный элемент, выполненный в виде трубы 1 с отогнутыми в противоположные стороны концами 2 и 3, установленной с возможностью осевого перемещения, и статор 4, снабженный окнами 5-8 для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов. При этом окна 5-8 имеют форму трапеций, основания которых расположены перпендикулярно оси трубы 1, входное 9 и выходное 10 сечения последней имеют форму четырехугольника, одна из сторон которого расположена параллельно передней по направлению вращения трубы кромке окна 5 или 6. Труба 1 выполнена составной из двух частей 11 и 12, установленных с возможностью взаимного углового и осевого перемещений.

Обменник давления снабжен приводо 13 осевого перемещения и приводом 14 осевого и углового перемещений.

Обменник давления работает следующим образом.

В процессе вращения трубы 1 ее выходное сечение 10 совмещается с окном 5 статора 4 подвода сжимающего газа, в результате чего в трубе I распространяется волна давления, ежи мающая находящийся в ней воздух. Вслед за волной давления в трубу 1 поступает сжимающий газ. К моменту прохождения волной давления всей длины трубы 1 ее противоположное входное сечение 9 сообщается с окном 8, и сжатый воздух истекает через него из трубы I. Процесс отвода сжатого газа через окно 8 продолжается до

0

5

0

5

0

0

0

вода сжимающего газа.Образующаяся при этом волна разрежения достигает противоположного выходного сечения в момент его соотношения с окном 7 подвода сжимаемого газа. Импульс движения, вносимый волной возмущения в процессе двухкратного ее отражения от открытых концов трубы 1, обеспечивает удаление отработавшего сжимающего газа и заполнение трубы 1 сжимаемым газом.

Описанный цикл соответствует расчетному режиму работы обменника давления. При изменении нагрузочного или скоростного режимов работы двигателя внутреннего сгорания согласование продолжительности подключения окон 5-8 с временем распространения волн возмущения в трубе I достигается путем осевого перемещения трубы 1. Например, при увеличении частоты вращения последняя с помощью привода 13 перемещается влево, а сечения 9 и 10 - в направлении больших из оснований трапеций, образующих окна 5-8 статора. При этом благодаря соответствующей конфигурации окон обеспечивается увеличение продолжительности и изменение фаз подключения трубы 1 к каждому из окон 5-8.

Параллельность кромок входного и выходного сечений 9 и 10 трубы 1 передним кромкам окон 5-8 статора 4 способствует повышению скорости соответствующих подключений трубы 1 и увеличению крутизны переднего фронта волн возмущения.

При выполнении трубы I составной из двух частей 11 и 12 наряду с осевым перемещением становится возможным регулирование взаимного углового положения сечений 9 и 10 в широких пределах. Кроме того, в предлагаемом волновом обменнике синхронизация движения волн для различных частот вращения трубы 1 может быть достигнута путем изменения ее длины.

Формула изобретения

1. Волновой обменник давления, содержащий вращающийся напорообменный элемент и статор, снабженный окнами

Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника и упростить конструкцию. Для этого напорообмен- ный элемент выполнен в виде трубы с отогнутьми в противоположные стороны концами 2 и 3, установленной с возможностью осевого перемещения. Окна 5, 6, 7, 8 для подвода и отвода газов имеют форму трапеций, основания которых расположены перпендикулярно оси трубы. Труба выполнена из двух частей II и 12, установленных с возможностью взаимного углового и осевого перемещений. Это позволяет регулировать взаимное угловое положение выходных сечений трубы в широких пределах. Кроме того, в такой конструкции синхронизация движения волн для различных частот вращения трубы может быть достигнута путем изменення ее длины. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. i (Л

момента подхода к нему волны разреже- с подвода и отвода сжимающего и

ния, образовавшейся в результате разобщения трубы 1 с окном 5. При дальнейшем вращении трубы 1 ее выходное сечение 10 сообщается с окном 6 отсжимаемого газов, отличающийся тем, что, с целью повыш ния КПД и упрощения конструкции, н порообменный элемент выполнен в ви

сжимаемого газов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения конструкции, напорообменный элемент выполнен в виде

трубы с отогнутыми в противоположные стороны концами, установленной с возможностью осевого перемещения, а окна имеют форму трапеций, основания кото- рых расположены перпендикулярно оси трубы.

взаимного углового шения.

и осевого переме3. Обменник давления по п. I, отличающийся тем, что входное и выходное сечения трубы имеют форму четырехугольника, одна из сторон которого расположена параллельно по направлению вращения трубы кромке окна.