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

6

Изобретение позволяет повысить КПД обменника давления. В одном из торцов корпуса 1 обменника выполнены каналы.2 и 3 подвода и отвода сжимающего газа, в другом - каналы 4 и 5 подвода и отвода сжимаемого газа. В корпусе 1 размещен ротор, включающий втулку 6 и закрепленные на ней напорообменные элементы 7. Элементы 7 выполнены в виде конфузоров с входом со стороны каналов 2 и 3 подвода и отвода сжимагацего газа. Втулка 6 м.б. выполнена в виде тела вращения с увеличивающейся в сторону каналов 4 и 5 подвода и отвода сжимаемого газа площадью поперечных сечений. Втулка 6 м.б. выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого обращено к каналам 4 и 5 подвода н отвода сжимаемого газа. Наружная поверхность ротора может иметь форму тела вращения с увеличивающейся в сторону каналов 2 и 3 подвода и отвода сжимающего газа площадью поперечных сечений или форму усеченного конуса, большее основание которого об- § ращено к каналам 2 и 3 подвода и от- вода сжимагацего газа. Обменник позво- / ляет снизить интенсивность пристеночной турбулентности, уменьшить гидравлические потери, повысить степень сжатия газа. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

Сриг. /

Изобретение относится к энергетическому машиностроению,, а именно к волновым обменникам давления.

Цель изобретения - повышение КПД обменника давления.

На фиг.1 изображен продольный разрез волнового обменника давления, наружная поверхность ротора которого имеет форму усеченного конуса; на Ю фиг,2 - то же, с втулкой, выполненной в виде усеченного конуса.

Волновой обменник давления содержит корпус 1, в одном из торцов которого выполнены каналы 2 и 3 подвода 15 и отвода сжимающего газа, в другом - каналы 4 и 5 подвода и отвода сжимаемого газа, и размещенный в корпусе 1 ротор, включаюищй втулку 6 и закрепленные на ней напорообменные элемен- 20 менением расстояния от оси центра

налом 4, нх заполнение, подача сжи мающего газа и цикл повторяется.

Повышение эффективности работы волнового обменника давления обусл лено снижением за счет конфузорно ти интенсивности пристеночной турб лентности, что приводит к уменьшен гидравлических потерь, повышению с пени сжатия в сипу роста амплитуды волны давления, увеличение КПД про исходит вследствие того, что втека ние и вытекание сжимакяцего газа, м нее плотного, чем сжимаюпщй газ, п исходит через большие проходные се ния напорообменного элемента, а та же вследствие интенсификации проце сов подвода и отвода газов за счет центробежных сил, обусловленных из

ты,7, выполненные в виде конфузоров с входом со стороны каналов 2 и 3 подвода и отвода сжимающего газа.. Втулка 6 и наружная поверхность ротора могут иметь форму тела вращения, в частности усеченных конусов, гиперболоидов и других тел вращения с увеличивакяцейся площадью поперечного сечения в сторону каналов подвода и отвода сжимающего газа.

При этом, конфигурация втулки 6 и ротора может быть выбрана так, что центры тяжести сечений напорообмен- ньпс элементов 7 будут лежать на прямой, параллельной продольной оси ро- тора, а подвод и отвод сжимающего и сжимаемого газов может осуществляться под углом к последней.

Волновой обменник давления работает следующим образом.

При врагцении ротора сжимающий газ поступает по каналу 2 в напорообменные элементы 7. Возникающая при этом волна сжатия начинает распространять ся по элементу 7 со скоростью, превышающей скорость течения, сжимаклцего газа, причем ее амплитуда при этом за счет сужения проходного сечения напорообменного элемента возрастает. Вследствие прохождения волны.давлени осуществляется процесс сжатия находящегося в напорообменных элементах 7 сжимаемого газа, и при дальнейшем . вращении ротора сжимаемый газ с повышенным давлением истекает через ка- . нал 5. Далее, происходит сообщение элементов 7 с кр.налом 3, отвод сжимающего , а затем сообщение с ка

менением расстояния от оси центра

налом 4, нх заполнение, подача сжимающего газа и цикл повторяется.

Повышение эффективности работы волнового обменника давления обусловлено снижением за счет конфузорнос- ти интенсивности пристеночной турбулентности, что приводит к уменьшению гидравлических потерь, повышению степени сжатия в сипу роста амплитуды волны давления, увеличение КПД происходит вследствие того, что втекание и вытекание сжимакяцего газа, менее плотного, чем сжимаюпщй газ, происходит через большие проходные сечения напорообменного элемента, а также вследствие интенсификации процессов подвода и отвода газов за счет центробежных сил, обусловленных из5

5

0

с

масе газа, находящегося в напорообменном элементе.

Формула изобретения

0

5

Фиг. 2