Волновой обменник давления

 

ВОЛКОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с пери ферийными окнами для впуска и выпуска сжимающих газов, расположенн ми посередине длины, торцовые пли- . ты, каждая из которых снабжена каналами для подвода и отвода ежимаемого воздуха, и напорообменные ячейки , расположенные в корпусе в виде двух колец, каждое из которых размещено на периферии ротора и сообщено с каналами одной из торцовых плит и , с периферийными окнами корпуса, V отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности путем снижения сопротивления и улучшения очистки ячеек от отработавших газов, роторы обоих колец выполнены заодно в виде барабана, и торцы колец состыкованы между собой. / 2

(19> (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАлистичЕСних

РЕСПУБЛИН

Зов F 04 F ll 02; F 02 В 37/00

ГОсудАРстВенньй номите Г сссР по делАМ изОБРетений и отнРытий

° Р":М ° 1 ФФВЮВ В (:--:;,=. -::--:=.:,д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ? .,, ;:;,. ., К ABT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

/ а .7

Я?иг! (21) 3333445/25-06 (22) 02.09.81 (46) 15,04.83. 6юл. V 14

; (72) В, Г. Горлов, H M. Зацеркляный, И. И. Жувак и А. M. Ляшенко (71) Харьковский авиационный инсти. тут (53) 621.43.052 (088.8)

:(56) .1. Патент США и 2738I23, кл. 417-64, опублик. 1956. (54)(57) ВОлнОВОи ОБиенник ДАВления для наддува двигателя внутреннего, сгорания, содержащий корпус с периферийными окнами для впуска и выпуска сжимающих газов, расположенными посередине длины, торцовые плиты, каждая из которых снабжена каналами для подвода и отвода сжимаемого воздуха, и напорообменные ячейки, расположенные в корпусе в виде двух колец, каждое из которых размещено на периферии ротора и сообщено с " каналами одной из торцовых плит и с периферийными окнами корпуса, отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности путем снижения сопротивления и улучшения очистки ячеек от отработавших газов, роторы обоих колец выполнены заодно в виде барабана, и торцы колец состыкованы между собой.

1 10Ц

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству волновых обменников давления, исполь" зуемых для наддува двигателей внутреннего сгорания, 5

Известен волновой обменник давления для над 1ува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с периферийными окнами для впуска и выпуска сжимающих газов, расположенными посередине длины, торцовые плиты, каждая из которых снабжена каналами для подвода и отвода сжимаемого воздуха, и напорооЬменные ячейки, расположенные в корпусе в виде двух колец, каждое из которых размещено на периферии ротора и сообщено с каналами одной из торцовых плит и с периферийными окнами корпуса. Такая компоновка обменника давле- 0 ния позволяет существенно увеличить его производительность при несущественном увеличении веса и габаритов и улучшить условия работы подшипников, расположенных в торцо-. вых плитах, так как плиты не омываются горячими газами (lj .

Однако известный обменник давления выполнен с двумя роторами по

1.числу колец ячеек, которые могут вращаться в противоположных направлениях. Вследствие этого отсутствуют средства для организации повороо та входящих и выходящих газов на 90 при входе в ячейки и выходе из них, что увеличивает сопротивление и ухудшает очистку ячеек от отработа:вших газов ° Кроме того, в условиях хорошего охлаждения находится только один подшипник каждого ротора.

Цель изобретения - повышение эффективности волнового обменника давления путем снижения сопротивления и улучшения очистки ячеек от отработавших газов.

Эта цель достигается тем, что в.волновом обменнике давления для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с периферийными окнами для впуска и выпуска сжи-50 мающих газов, расположенными посередине длины, торцовые плиты, каждая из которых снабжена каналами для подвода и отвода сжимаемого воздуха, и напорообменные ячейки, расположенные в корпусе в виде двух колец, каждое из которых размещено на периферии ротора и сообщено с каналами

916 э одной из плит и с периферийными окнами корпуса, роторы обоих колец выпалнвны заодно в виде барабана, и торцы колец состыкованы между собой.

На фиг. 1 изображен волновой обменник давления, продольный разрез; на фиг, 2 - вид на одну из торцовых

1 плит с частичным разрезом А-А по пе: риферийным окнам; на фиг. 3 - схема прохождения волн давления.

Корпус 1 снабжен периферийным окном впуска 2 и выпуска 3 сжимающих газов и закрыт по торцам торцовыми плитами 4 и 5. Каналы б и 7 в этих плитах служат для выпуска сжимаемого воздуха, а каналы 8 и 9 - для впуска. Ячейки.10 расположены на периферии ротора в виде двух колец 11 и 12 и отделены одна от другой радиальными перегородками 13 °

Одним торцом каждое кольцо сообщено с периферийными окнами 2 и 3, а другие торцы колец состыкованы, в результате чего ячейки получаются сквозными, сообщенными своими торцовыми сечениями с каналами для воздуха и открытыми с периферии.

Роторы обоих колец выполнены заодно в виде барабана 14, и на цилиндрической поверхности последнего в стыке между торцами колец может быть размещен плавно сопряженный с ней заостренный кольцевой гребень

15. Барабан установлен в плитах на подшипниках 16 и 17.

Волновой оЬменник давления работает следующим образом.

При вращении барабана 14 каждая ячейка, заполненная воздухом, имеющим приблизительно атмосферное давление, соединяется с окном 2 впуска .сжимающих выхлопных газов двигателя,имеющих BblcoKoe давление. По направлению к оЬеим торцовым плитам в ячейке начинают распространяться волны сжатия (изображены штрихпунктирной линией), Когда волны сжатия достигают концов ячейки, ее торцы соединяются с каналами 6 и 7 выпуска сжимаемого воздуха под высоким давлением и среда, находящаяся под повышеннйм давлением за волной сжатия, выходит из ячейки. Отразившись от открывающих кромок каналов 6 и 7, волны сжатия в виде отраженных волн сжатия начинают распространяться в оЬратном направлении.

Скорость распространения волн в ячей3 1011916 4 ке значительно больше скорости дви- ячейке распространяются волны разрежения среды. жения. Выхлопные газы выходят из ячейМежду воздухом, заполняющим ячей- ки. Когда волны разрежения достигаку, и выхлопными газами существует ют торцовых плит, ячейка подключает зона смешения. На фиг. 3 изобра- ся к каналам 8 и 9 впуска, через кожена граница раздела (прерывистая торые она заполняется атмосферным линия). Когда отраженная волна дости- воздухом, При соединении ячейки одгает закрывающую кромку окна 2 впус- новременно с окном 3 и каналами 8 и ка сжимающих выхлопных газов высоко- 9 в ней имеются слабые отраженные го давления, ячейка разоЬщается с ок- 10 волны. ном 2. Лучшая очистка ячеек от выхлопОт закрывающей кромки окна 2 расп- ных газов достигается за счет того, ространяются волны разрежения, дос- что радиальные перегородки 13 между тигающие.концов ячейки, когда зак- ячейками напротив окна отвода выхлоп рывающие кромки каналов 6 и 7 вы- 15 ных газов низкого давления работают пуска сжатого воздуха высокого давле- как лопатки центробежного вентиляния отключают эту ячейку от каналов. тора, создавая дополнительное разреКогдааба конца ячейки закрытй,в ней .жение. Отсутствие зазора между торцасуществуют слабые отраженные волны. ми колец и дополнительный кольцеУгловая скорость вращения бара- 20 вой гребень снижают гидравлическое бана и взаимное расположение окон 2 сопротивление при входе и выходе сжии каналов ц и 7 выбираются так, чтобы мающих газов. границы раздела чистого воздуха и Подшипники 16 и 17 работают пр« выхлопных газов не достигали концов . благоприятном температурном режиячейки. При этом не будет поступле- 25 ме, так как расположены в зонах под-. ния газов в наддувочный воздух дви- вода и отвода атмосферного воздуха, . гателя, для наддува которого слу- имеющего меньшую температуру, чем жит обменник давления. При дальней- температура выхлопных газов. Направшем повороте ячейка подключается к пения движения воздуха и газов обозокну 3 выпуска сжимающих выхлопных gp 4ачены стрелками (фиг. 1 и 2) газов низкого давления. От открываю- стрелкой обозначено направление вращей кромки окна 3 в оЬе стороны по щения барабана (фиг. 3).

1011916

Составитель М. файн

Техред А.Бабинец Корректор И.Коста !

Редактор И. Касарда

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2724/43 Тираж бб3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-3), Раушская наб., д. 4/5