Волновой обменник давления Советский патент 1989 года по МПК F04F11/02 

1

(21)4360521/2529

(22)II.OI.88

(46) I5.I2.89. Бюл. № 46

(71)Ворошиловградский машиностроительный ннститут

(72)А. И. Крайнюк, А. Г. Рыбальченко, С. А. Маяцкнй н Н. И. Крайнюк

(53)621.436.052 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР NO I040233, кл. F 04 F II/02. I982.

(54)ВОЛНОВОЙ ОЬЛ ВННИК ДАВЛЕНИЯ

(57)Изобретение мижет быть использовано для наддува двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД

путем расширения диапазона эксплуатационных режимов. ; 1ля этого дополнительные каналы, сообщенные с ячейками I и примыкающие к обеим боковым стенкам окна 7 для отвода сжимаемого газа (CF). разделены перегородками 9 на камеры 10 и II, сообщенные сосновным каналом 8 для отвода СГ. Причем камеры 10 и I I имеют на выходе обратные клапаны 12 и выполнены в виде диффузорных каналов. В результате при изменении режима эксплуатации изменяется количество камер 10 и II, через которые осуществляется отвод СГ, что позволяет как бы сдвигатХ. кромки окна 7, не уменьшая его проходного сечения. I з. п. ф-лы, I ил.

Изобретение может быть использовано для наддува двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД путем расширения диапазона эксплуатационных режимов. Для этого дополнительные каналы, сообщенные с ячейками 1 и примыкающие к обеим боковым стенкам окна 7 для отвода сжимаемого газа (СГ), разделены перегородками 9 на камеры 10 и 11, сообщенные с основным каналом 8 для отвода СГ. Причем камеры 10 и 11 имеют на выходе обратные клапаны 12 и выполнены в виде диффузорных каналов. В результате при изменении режима эксплуатации изменяется количество камер 10 и 11, через которые осуществляется отвод СГ, что позволяет как бы сдвигать кромки окна 7, не уменьшая его проходного сечения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

/ J S

(Л

СП

to

00

;о

Фuг.i

10 Ю V) V}

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к волновым об- менникам давления, предназначенным для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретенияповышение КПД

путем расширения диапазона чксплуатацион- ных режимов.

На чертеже изображен волновой обмен иик давления.

Волновой обменник давления содержит

случае в работу нклн чпкпся также камеры 10, более удаленные от передней кромки окна 7. Таким образом, увеличивается количество камер, через которые осуществляется отвод сжатого воздуха, что эквивалентно более раннему подключению газо- обмениой ячейки 11 к каналу 8.

При снижении частоты вращения ротора количество камер 11, через которые ocyuiecTB ляется отвод сжатого воздуха, уменьшается.

корпус (условно не показан), размещенный Ю поскольку волна разрежения, сформирован в нем ротор с газообмеиными ячейками 1мая при отключении ячейки 1 от окна 4,

и две торцовые плиты 2 и 3. В плите 2

выполнены окна 4 и 5 для подвода и отвода сжимающего газа, а в плите 3 выполнены окна 6 и 7 для подвода и отвода ежи- g маемого газа, сообщенные соответственно с каналом для подвода сжимаемого газа (условно не показан) и с каналом 8 для отвода сжимаемого газа. В плите 3 также выполнены дополнительные каналы, сообдостнгает плиты 3 в момент подключения рассматриваемой ячейки к ближней (по ходу вращения ротора) камере II.

При увеличении частоты вращения рото ра или уменьшении давления сжимаемого газа происходит обратное описанному изме- количества включенных в работу камер 10 и 11.

Соответствующим подбором характерис25

30

щенные с ячейками 1, примыкающие к обе- тик пружин обратных клапанов 12 обеспе- им боковым стенкам окна 7 и разделен ные перегородками 9 на камеры 10. II. Камеры 10 и 1 1 сообщены с каналом 8 и выполнены в виде диффузорных каналов. На выходе из камер 10 и 11 установлены обратные клапаны 12, предотвращающие переток сжатого газа из канала 8.

Газодинамический цикл обменинка осуществляется следующим образом.

При совмещении газообменнной ячейки 1 ротора с окном 4 вдоль нее распространяется волна давления, сжимающая находящийся там газ - воздух. К моменту достижения волной правого торца ротора ячейка 1 сообщается с одной из камер 10 и сжатый воздух поступает в эту и последующие (по ходу вращения ротора) камеры. 35 По мере движения воздуха в этих камерах 10 кинематическая энергия потока частично преобразуется в потенциальную, благодаря чему статическое давление в камерах 10 возраста ет, что обеспечивает отвод сжатого позду ха через клапаны 12 в канал 8. Этот процесс продолжается и при сообщении ячейки 1 с окном 7, а также - с камерами 11 до момента подхода к правому торцу ротора волны разрежения. В процессе последую40

чивается сохранение в газообмениой ячей ке I остаточного давления, минимально необходимого для осуществления ее продувки. При этом выполнение камер 10 и II в виде диффузорных каналов способствует преобразованию части кинетической энергии сжимаемого газа - воздуха в потенциальную, благодаря чему статическое давление в работающих камерах 10 и II в зоне обратных клапанов 12 несколько превышает статическое давление в основном канале 8 для отвода сжимаемого газа, чем обеспечивается возможность перетекания врздуха из камер 10 и 1 I в канал 8.

Формула изобретения

Волновой обмеииик давления, содержащий корпус, размещенный в нем ротор с газообменными ячейками и две торцовые плиты, в первой из которых выполнены окна для подвода и отвода сжимающего газа, а во второй - окна для подвода и отвода сжимаемого газа, сообщенные с одноименными каналами, и дополнительные каналы, сообщенные с ячейками и примыкающие к обеим боковым стенкам окна для

случае в работу нклн чпкпся также камеры 10, более удаленные от передней кромки окна 7. Таким образом, увеличивается количество камер, через которые осуществляется отвод сжатого воздуха, что эквивалентно более раннему подключению газо- обмениой ячейки 11 к каналу 8.

При снижении частоты вращения ротора количество камер 11, через которые ocyuiecTB ляется отвод сжатого воздуха, уменьшается.

поскольку волна разрежения, сформирован мая при отключении ячейки 1 от окна 4,

поскольку волна разрежения, сформирован мая при отключении ячейки 1 от окна 4,

достнгает плиты 3 в момент подключения рассматриваемой ячейки к ближней (по ходу вращения ротора) камере II.

При увеличении частоты вращения рото ра или уменьшении давления сжимаемого газа происходит обратное описанному изме- количества включенных в работу камер 10 и 11.

Соответствующим подбором характеристик пружин обратных клапанов 12 обеспе-

тик пружин обратных клапанов 12 обеспе-

чивается сохранение в газообмениой ячей ке I остаточного давления, минимально необходимого для осуществления ее продувки. При этом выполнение камер 10 и II в виде диффузорных каналов способствует преобразованию части кинетической энергии сжимаемого газа - воздуха в потенциальную, благодаря чему статическое давление в работающих камерах 10 и II в зоне обратных клапанов 12 несколько превышает статическое давление в основном канале 8 для отвода сжимаемого газа, чем обеспечивается возможность перетекания врздуха из камер 10 и 1 I в канал 8.

Формула изобретения

Волновой обмеииик давления, содержащий корпус, размещенный в нем ротор с газообменными ячейками и две торцовые плиты, в первой из которых выполнены окна для подвода и отвода сжимающего газа, а во второй - окна для подвода и отвода сжимаемого газа, сообщенные с одноименными каналами, и дополнительные каналы, сообщенные с ячейками и примыкающие к обеим боковым стенкам окна для