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

печения выпуклости Л 11 карман 8 дополнительно сообщен с К 9 трубкой Пито t3, РазмещениеГ в шюскости окна 7 пластинчатой Р 10 позволяет регулировать его проходное сечение с минимальным шагом, равным расстоянию между пластинами Р 10. При этом

Л-11, расположенная на внешней поверхности Р 10, изменяет положение передней кромки проходного сечения окна 7 в зависимости от момента подхода к нему волны давления, сжимаю- щей в напорообменной ячейке 1 воздух. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение позволяет повысить КПД волнового обменника давления. Для этого в окне 7 для отвода сжимаемого воздуха, подключенном к соответствующему каналу (К) 9, установлена пластинчатая решетка (Р) 10, а в расположенном перед окном 7 кармане 8 - эластичная лента (Л) 11, прикрепленная одним концом к Р 10, другим - к передней стенке К 9. В К 9 установлен обтекатель 12, выполненный в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой К 9 и взаимодействующей с Л 11. Причем обтекаемые воздухом ребра пластин Р 10 расположены радиально. Для обеспечения выпуклости Л 11 карман 8 дополнительно сообщен с К 9 трубкой Пито 13. Размещение в плоскости окна 7 пластинчатой Р 10 позволяет регулировать его проходное сечение с минимальным шагом, равным расстоянию между пластинами Р 10. При этом Л 11, расположенная на внешней поверхности Р 10, изменяет положение передней кромки проходного сечения окна 7 в зависимости от момента подхода к нему волны давления, сжимающей в напорообменной ячейке 1 воздух. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройству волновых обменников давления, предназначенных для наддува двигателей внутреннего сгорания. Цель изобратения - повьшение КПД обменника путем регулирования проходного сечения окна для отвода сжимаемого воздуха.

На чертеже схематично изображена развертка обменника.

Волновой обменник давления содер- Я4ИТ статор (не показан), разйещен- ный в нем ротор с напорообменными ячейками 1, и торцовые плиты 2 и 3. В плите 2 выполнены окна 4 и 5 для подвода и отвода сжимающего газа соответственно. В плите 3 выполнены окна 6 и 7 подвода и отвода сжимаемого воздуха и карман 8, расположенный перед окном 7 для отвода сжимаемого воздуха и сообщенный с одноименным каналом 9. Обменник снабжен пластинчатой решеткой 10, установленной в окне 7, и эластичной лентой 11, размещенной в кармане 8 перед окном 7 и прикрепленной одним концом к решетке 10, а другим - к передней по направлению вращения ротора стенке канала 9 Обтекаемые воздухом ребра пластин решетки 10 расположены ради- альн.о. Обменник снабжен также обтекателем 12, установленным в канале 9 и вьшолненным в виде криволинейной пластины, шарнирно соединенной с передней стенкой канала 9 и взаимодействующей с эластичной лентой 11. Кро .ме того, обменник дополнительно снабжен трубкой Пито 13, сообщающей карман 8 с каналом 9 для отвода сжимаемого воздуха.

Волновой обменник давления pa6dta ет следующим образом. . Под действием давления в кармане эластичная лента 11 прижимается к наружной поверхности решетки 10. При

5

0

5

0

0

5

0

5

совмещении с окном 4 в ячейке 1 ротора распространяется волна давления, сжимающая находящийся в ней воздух. Вслед за волной давления- в ячейку 1 поступает сжимающий газ (отработавшие газы две). Под воздействием волны давления (точка В) эластичная лента 11 отгибается от решетки 10, благодаря 4ei-iy обеспечивается доступ ежа-: того воздуха в канал 9. Таким образом, независимо от режима работы обменника к моменту прихода фронта волны давления к правому торцу ротора ячейка 1 подключается к каналу 9.

Отсечка газового потока в результате разобщения ячейки 1 с окном 4 создает волну разрежения, снижающую давление газов в ячейке. В период, предшествующий моменту подхода этой волны к правому торцу, ячейка 1 отключается от окна 7 и процесс отвода сжатого воздуха прекращается.

В процессе дальнейшего поворота ротора рассматриваемая ячейка 1 совмещается с окном 5 для отвода сжимающего газа, образующаяся при этом волна разрежения достигает противоположного конца ячейки в момент ее подключения к окну 6 для подвода сжимаемого воздуха. Отражаясь от окна 6, волна разрежения трансформируется в волну давления, которая сообщает импульс движения газовому столбу в ячейке. Процесс продувки осуществляется в результате двукратного отражения волны возмущения от открытых концов ячейки 1. После заполнения ячейки 1 воздухом газодинамический цикл обменника возобновляется.

При отклонении частоты вращения ротора от согласованной, например, в, сторону уменьшения или при увеличении скорости распространения волны вследствие повьш1ения давления в окне 4.: фронт волны достигает правого торца ротора раньше (Точка В ). В

этом случае эластичная лента 11 (на участке В-В ) испытывает повышенное давление торможения потока в.ячейках которое почти в два раза превышает давление сжимающего газа в окне 4. Вследствие этого лента 11, скручиваясь, прижимается к передней стенке канала 9 и, увлекая за собой обтекатель 12, освобождает дополнительную часть поверхности (В-в ) решетки 10. Линия отрыва эластичной ленты 11 от поверхности решетки 10 соответствует участку встречи фронта волны с плоскостью окна 7, поэтому на всех режи- мах работы обменника достигается оптимизация углового смещения передних кромок окон 4 и 7 по критерию эффективности использования энергии волны давления в ячейке.

Сообщение кармана 8 с каналом 9 посредством трубки Пито 13 обеспечивает повьш1енное давление в кармане 8 благодаря чему сохраняется выпуклост ленты 11 в процессе ее скручивания. Применение обтекателя 12 позволяет снизить потери энергии в канале 9, обусловленные отрывным течением и вихревыми явлениями при обтекании воздушным потоком поверхности эластичной ленты 11.

Таким образом, в предлагаемом об- меннике достигается согласование продолжительности распространения волны давления с фазой подключения окна 7 для отвода сжатого газа во всем диапазоне режимов эксплуатации. .Формула изобретения

o

0

5

о

5

0

5

ротор с напорообменными ячейками, и торцовые плиты, в одной из которых выполнены окна для подвода и отвода сжимающего газа, а в другой - окна для подвода и отвода сжимаемого воздуха и карман, расположенный перед окном для отвода сжимаемого воздуха и сообщенный с одноименным каналом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения КЦЦ путем регулирования проходного сечения окна для отво да сжимаемого воздуха, обменник снаб-. жен пластинчатой решеткой, установ- ленной в окне для отвода сжимаемого воздуха, и эластичной лентой, размещенной в кармане перед упомянутым окном и прикрепленной одним концом к решетке, а другим - к передней по направлению вращения ротора стенке канала для отвода сжинаемого воздуха.

4.Обменник по П.1., отличающийся тем, что он дополни- тельно снабжен трубкой Пито, сообщающей карман с каналом для отвода сжимаемого .воздуха.