Волновой обменник давления Советский патент 1990 года по МПК F04F11/02 

/ 7

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам для наддува двигателей внутреннего сгорания путем непосредственного обмена энергии между отработавшими газами и наддувочным воздухом.

Цель изобретения - повышение КПД волнового обменника давления.

На чертеже представлена схема обменника давления.

Волновой обменник давления содержит корпус 1 с каналами 2-5 для подвода и отвода сжимающего и сжимаемого газов, размещенный в нем ротор 6 с напорооб- менными ячейками 7, и эжектор, камера 8 смешения которого сообщена с каналом 3 для отвода сжимающего газа, который разделен при помощи перегородки 9 на два тракта 10 и II, причем активное сопло 12 эжектора сообщено с первым по направлению вращения ротора 6 трактом 11.

Волновой обменник давления работает следующим образом.

При совмещении с каналом 2 подвода сжимающего газа одной из ячеек 7 в последней распространяется волна давления, сжимающая находящийся в ней газ (воздух). Вслед за волной давления в ячейку 7 по- ступает сжимающий газ К моменту прохождения волной давления всей длины ячейки 7 ее противоположный конец сообщается с каналом 5 и сжатый воздух отводится потребителю. Отсечка газового потока в резулотате разобщения ячеек 7 с каналом 2 создает волну разрежения, которая снижает давление в ячейке. При подходе этой волны к правому концу ячейки 7 процесс отвода сжатого воздхха в канал 5 прекращае 1ся. К тому времени ячей- ка 7 заполняется сжимающим газом.

При дальнейшем вращении ротора 6 ячейка 7 сообщается с трактом 10 канала 3 для отвода сжимающего газа. Образующаяся при этом волна разрежения достигает правого конца ячейки к моменту ее сообщения с каналом 4 для подвода сжимаемого воздуха После отражения от правого конца ячейки 7 волна разрежения трансформируется в волну давления, кото

0

5

0

рая вносит импульс движения, обеспечивающий удаление отработавших газов и заполнение ячейки 7 воздухом. К моменту достижения этой волной давления левого конца лишь часть ячейки заполняется воздухом. На этом первый этап продувки заканчивается В силу диссипативных явлений волна возмущения заметно ослабевает и ее энергия после вторичного и последующих отражений оказывается недостаточной для полной продувки ячейки воздухом, особенно при повышенных сопротивлениях на впуске и выпуске из обменника. Интенсификация продувки на втором этапе обеспечивается благодаря последующему подключению левого конца ячейки к второму тракту 11, где поддерживается разрежение, оздаваемое эжектором за счет истечения через активное сопло 12 сжимающего газа, отводимого из ячеек в тракт 10. Поскольку средняя скорость истечения газа из ячеек на первом этапе продувки в несколько раз превышает среднюю скорость истечения на втором этапе, то реализуемый в предложенном устройстве эжекционный эффект обеспечивает перераспределение энергии потоков в трактах 10 и 11 в сторону повышения скорости потока в последнем. Таким образом, интенсификация процесса продувки ячеек в целом достигается без перепуска части сжимающего газа из канала 2, ч го способствует повышению КПД обменника давления.

Формула изобретения

Волновой обменник давления, содержащий корпус с каналами для пстзода и отвода сжимающего и сжимаемого газа, размещенный в нем ротор с напорообменны- ми ячейками и эжектор с активным соплом, камера смешения которого сообщена с каналом для отвода сжимающего газа, разделенного перегородкой на два тракта. отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, активное сопло эжектора сообщено с первым по направлению вращения ротора трактом канала отвода сжимающего газа.

Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника давления. Эжектор, камера смешения 8 которого сообщена с каналом 3 для отвода сжигающего газа, разделен при помощи перегородки 9 на два тракта 10 и 11, причем активное сопло 12 эжектора сообщено с первым по направлению вращения ротора 6 трактом 11. Интенсификация продувки воздухом на втором этапе обеспечивается благодаря последующему подключению осевого конца ячейки 7 по второму тракту 11, где поддерживается разрежение, создаваемое эжектором за счет истечения через активное сопло 12 сжимающего газа, отводимого из ячеек 7 в тракт 10. 1 ил.