Волновой обменник давления Советский патент 1980 года по МПК F02B33/42 

- - ;- : .: .. /

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для непосредственного преобразования давления отработавших га- , . зов двигателя внутреннего сгорания.в давление наддува, известным нЬд названием волновые обменники давления.Известны волновое обменники давления, .применяемые для наддува двигателя внутреннего сгорания к содержан1Ие ротор с ячейками И каналы подвода и сзтвода рабочих сред к его торнам И. Ячейки расположены параллельно оси ротора и центробежные силы, возникающие в продессе вращения, практически не используются ирабочие среды в ячейках ротора совершают поворот на 180, что не способствует снижению гидравлических потерь.

Известны волновые обменники давления, свободные от этих недостатков. В этих обменниках давления ячейки ротора выполнены радиальными и каналы подвода к ним рабочих сред с нротивоноложных торцов размещены в центральной полости статора, поочередно сообщаются с ячейками через окна в ее боковой

стенке и отделены один от другого при помощи нерегорбдки 2.

Каналы для отвода рабочих сред подключены к окнам, расположенным на периферии рбтбра, что позволяет исключить поворот рабочих .сред в ячейках и использовать центробежные силы. Од1гако перегородка между Каналами в этих обменниках расположена перпендикулярно к оси центральной полости статора и поэтому окна для поочередного сооб6щения каждого из каналов с ячейками равны лишь нолов1ше длины ячейки, что ухудшает наполнение ячеек из-за увели11енного гидравлического сопротивления.

Для повышения КПД путем уменьшения

S гидравлического сопротивления перегородка между каналами выполнена в ввде СООСЕЮГО с центральной полостью и равного ей по isbicoTe конуса, а один из каналов, заключенный внутри конуса, .подключен к окнам в боковой стенке полости при помощи переходных riarpyOков, пересекающих другой канал.

Кроме того, переходные патрубки и ячейки ротора могут быть выполнены изогнутыми: 3 первые по ходу вращения, а вторые против хода. На фиг. 1 изображен предлагаемый обменник, поперечный разрез; на фиг. 2 - осевой разрез А-А на фиг. 1. Ротор I выполнен с радиальными ячейками 2, отдепен} ыми одна от другой при помощи лопаток 3, установленных на валу 4, снабженном щелевыми окнами 5 для впуска рабочих сред в ячейки. Статор 6 выполнен с центральной полостью, разделенной на каналы 7 и 8 для подвода рабочих сред к ячейкам через щелевые окна 5 в валу и окна 9 и 10, размещенные в боковой стенке полости. Перегородка между каналами выполнена в виде конуса II и один из каналов 7, заключенный внутри конуса, подключен к окнам 9 в боковой стенке при помощи переходных патрубков 12. Каналы. 13 и 14 для отвода рабочих сред из ячеек ротора расположеньг на периферинстатора и сообщаются с ячейками через окна 15 и 16. Переходные патрубки показаны изогнутыми по ходу вращения ротора, а ячейки - против хода. Один из каналов для подвода рабочих сред, в частности, заключенный внутри конуса канал 7 подключен к выхлопному коллектору двигателя (не показан) и через него в обменник давления поступают отработавшие газы. Другой канал 8 сообщен с атмосферой и через него в ячейки поступает всасываемый воздух. Канал 13 служит для отвода воздуха и подключен к воздушному ресиверу двигателя (не показан), а канал 14 - для выпуска расширившихся отра ботавших газов в атмосферу. В процессе вращения ротора щелевые окна 5 р тора периодически совмещаются с окнами 9 и 10 в боковой стенке центральной полости. При совмещении окон 5 с окнами 9 из патрубка 12 в ячейку под давлением поступают отработавшие газы. Распространяющаяся по ячейке волна .давления сжимает находящий ся в ней воздух. При совмейцении периферийного сечения ячейки с каналом 13 в этот канал через окно 15 вытесняется сжатый возд В процессе дальнейшего вращй1ия та же ячейка сообщается с каналом 14 и через окно 16 из нее вытекают расширившиеся газы и бдоль «мейки распространяется волна разрежения. Све жий воздух из атмосферы всасывается через анал 8 и окна 10 в момент сообщения щеевого окна 5 с окном 10 под действием аспространяющейся вдоль ячейки волны разяжения. В процессе дальнейшего вращения чейка вновь совмещается с обним из патрубов 12, и цикл повторится. Окна 9 и 10 имеют протяженность, равную лине ячейки, и поэтому гидравлические потеи i в них минимальны и ячейка заполняется олностью. В результате того, что патрубки 12 изогнуы по хо; вращения ротора, набегающий под гпом на лопатки 3 поток отработавших газов ызывает вращение ротора. Вращению ротора пособствует также изменение направления вижения рабочих сред в его изoгiзyтыx каалах. Формула изобретения 1.Волновой обменник давления, преимущественно давления отработавших газов и наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгЬрания, содерхсащий ротор с радиальными ячейками, каналы подвода к ним рабочих сред со стороны его противоположных торцов, размещенные в центральной полости статора и поочередно сообщающиеся с ячейками через окна в ее боковой стенке, и перегородку, отделяющую один канал от другого в центральной полости, отличающийся тем, что, с целью повьшления КПД путем уменьшения гидравлического сопротивления, перегородка мелсду каналами выполнена в виде соосного с центральной полостью и равного ей по высоте конуса, а один из каналов, заключенный внутри конуса, подключен к окнам в боковой стенке полости при помощи переходных патрубков, пересекающих другой канал. 2.Обменник по п. 1, отличающийся тем, что переходные патрубки и ячейки ротора выполнены изогнутыми: первые по ходу вращения ротора, а вторьте против хода вращения. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Патент США № 2853987, кл. 417-64, опублик.1963. 2.Авторское свидетельство СССР № 320637, кл. F 02 В 33/42, 1970.