Волновой обменник давления Советский патент 1991 года по МПК F04F11/02 F02B33/42 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к волновым обменникам давления, применяемым для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности нейтрализации токсических веществ в сжимающих газах.

На фиг. 1 представлен волновой обмен- ник давления, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез (А-А) на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

В статоре 1 выполнены каналы 2 и 3 подвода и отвоа сжимающих газов к одному из торцов и каналы 4 и 5 подвода и отвода сжимаемого воздуха к другому торцу ротора 6. В роторе 6 размещены напорообменные

ячейки 7, поверхность которых покрыта катализатором 8, нанесенным на теплоизоляционное покрытие 9 и выполненным в виде кольцевых полос.

Обменник работает следующим образом.

При совмещении канала 2 подвода сжимающих газов с одной из ячеек 7 вращающегося ротора 6 вдоль ячейки 7 распространяется волна давления, сжимающая находящийся в ней воздух. К моменту достижения волной давления противоположного торца ячейки 7 последняя сообщается с каналом 5 отвода сжимаемого воздуха. Процесс отвода сжатого воздуха через этот канал продолжается до момента подхода к нему волны разрежения, образоо VI VI

СА) VI 00

вавшейся в результате разобщения торца ячейки 7 с каналом 2.

При дальнейшем вращении ротора 6 ячейка 7 сообщается с каналом 3 отвода сжимающих газов в ячейке. В результате контакта с катализатором 8 снижается концентрация токсичных веществ в сжимающих газах. Образующаяся при этом волна разрежения достигает отверстия ячейки 7 в момент сообщения с каналом 4 подвода сжимаемого воздуха. В результате двукратного отражения волны возмущения от открытых концов ячейки 7 осуществляются ее продувка и наполнение свежим воздухом. В процессе смывания катализатора 8 сжима- ющими газами, например отработавшими газами, осуществляется нейтрализация токсических веществ двигателя внутреннего сгорания.

На поверхности напорообменных ячеек имеет место достаточно четко выраженный температурный градиент. Для повышения эффективности нейтрализации и экономного использования катализаторов каталитическое покрытие выполнено в виде кольцевых полос из материалов с разным температурным диапазоном активности, причем полоса с более высоким температурным диапазоном расположена со сторо- ны подвода и отвода сжимающего газа. Таким примером может служить использование двух катализаторов из сидерита, активированного оксидом меди, и платины для окисления СО. При температурах 100- 200°С степень окисления СО ниже у плати-

ны, чем у сидерита, а,при температуре выше 220°С наоборот.

Нанесение платинового покрытия со стороны подвода газа, а покрытия из сидерита со стороны подвода свежего заряда позволяет повысить степень окисления СО.

Использование теплоизоляционного и каталитического покрытий на ячейках имеет ряд преимуществ. Теплоизоляционные покрытия ввиду более низкого коэффициента термического расширения чем у металла, на который они наносятся, позволяют осуществлять изготовление меньших тепловых зазо- ров между распределительными поверхностями, что уменьшает утечки заряда и повышает КПД.

Формула изобретения

Волновой обменник давления, содержащий ротор с напорообменными ячейками, на поверхность которых нанесен слой катализатора, и статор, снабженный каналами для отвода и подвода сжимаемого воздуха к одному из торцов ротора и отвода и подвода сжимающих газов к другому торцу ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нейтрализации токсических веществ в сжимающих газах, катализатор выполнен в виде кольцевых полос из материалов с разным температурным диапазоном активности, причем полоса из материала с более высоким температурным диапазоном расположена у торца, примыкающего к каналам для отвода и подвода газов.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность нейтрализации токсических веществ в сжимающих газах волнового обменника давления. При совмещении канала 2 подвода ужимающих газов с одной из ячеек 7 вращающегося ротора 6 вдоль ячейки 7 распространяется волна давления, сжимающая находящийся в ней воздух. В момент достижения ее противоположного торца ячейки 7 ячейка сообщается с каналом 5 отвода сжимаемого воздуха. При дальнейшем вращении ячейка 7 сопрягается с каналом 3 отвода сжимающих газов, а затем - с каналом 4 подвода сжимаемого воздуха. На поверхность ячеек 7 нанесен слой катализатора 8. Катализатор 8 выполнен в виде кольцевых полос из материалов с разным температурным диапазоном нейтрализации, причем полоса с более высоким температурным диапазоном расположена у торца, примыкающего к каналам для отвода и подвода газов. В процессе омывания катализатора газами, например отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания, осуществляется нейтрализация токсических веществ. 3 ил.

в

6A i

уШШШхШ н

2г-1.

шжт т###з

в 1