Газодинамический обменник давления

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (i i) 655 1338

eo oeos

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (51) M. Кл.-е

F 02В 33, 42 (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2179805/25-06 =- «Ю(23) Приоритет — (32) 09.10.74 (31) 13540/74 (33) Швейцария (53) УДК 621Л3.052 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Петер Дерфлер и Герт Славичек (Австрия) Иностранная фирма

«ББЦ АГ Браун, Бовери унд Ки» (Швейцария) (71) Заявитель (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКИИ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к газодинамическому обменнику давления.

Известны газодинамические обменники давления, содержащие ротор с установленными на его втулке лопастями и охватывающим их бандажом, размещенный в корпусе между впускными и выпускными окнами, расположенными в торцовых стенках (1).

В случае неоптимального соотношения размеров проточной части обменника давлений эффективность преобразования волн давления в нем может оказаться невысокой.

Целью изобретения является повышение эффективности преобразования волн давления.

Для этого отношение внутреннего диаметра бандажа ротора к наружному диаметру втулки и к длине лопастей выполнено равным 1,5 — 2,0 и 1,1 — 20% соответственно.

Кроме того, расстояние между соседними лопастями, измеренное по окружности бандажа, выполнено равным 0,08 — 0,11 от внутреннего диаметра последнего.

На фиг. 1 представлен газодинамический обменник давления в разрезе; на фиг. 2— ротор в поперечном разрезе.

Газодинамический обменник давления состоит из газового 1 и воздушного 2 коробов, вала 3 и ротора (ячейкового пптателя) 4.

Последний состоит из втулки 5 с наружным диаметром d, бандажа 6 с внутренним диаметром D и из тридцати лопастей (стенок

5 ячеек) 7. Ротор расположен в корпусе 8 между торцовыми стенками 9 и 10 коробов, снабженными впускными и выпускными окнами для воздуха и газов.

Соотношения размеров ротора должны

10 соответствовать представленным выше пределам вне зависимости от абсолютного размера ротора. Если одна из величин соотношения произвольно отклоняется в большую или меньшую сторону, то это приводит к па15 дению мощности.

При малом диаметре втулки резко возрастают аэрогидродинамические радиальные вторичные эффекты, что может привести к опрокидыванию фронтов разделения. Во

20 втулке также должно быть достаточно места для размещения лопастей. Большая высота лопастей (стенок ячеек) является неблагоприятной в отношении устойчивости.

При большом диаметре втулки неудовлет25 ворительно используется объем в радиальном направлении.

Наилучшие результаты достигаются в том случае, когда наружный диаметр втулки будет d=D (1,5 — 2).

30 При малой длине ротора оказывают влия655338

Puz. 7

Puz. Р

Типографии, пр. Сапунова, 2 ние осевые неточности такие, как перемешивание воздуха и газа или опрокидывание фронта разделения. При рассогласовании окружной скорости с параметрами рабочего тела возрастают потери на входе в ячейки 5 и необходимая приводная мощность ввиду увеличения числа оборотов.

При большой длине ротора бесполезно расходуется материал. Возрастает теплообмен на лопастях (стенках ячеек), в резуль- 10 тате чего уменьшается КПД сжатия.

Для лучшего теплообмена найдено среднее значение длины к диаметру ротора L=

=1 ID (-20%.

Экспериментально установлено, что наи- 15 более благоприятное число лопастей всегда будет одно и то же. Для всех машин оно находится в пределах 28 — 38, что соответствует расстоянию между соседними лопастями по окружности, выполненному равным 20

0,08 — 0,11 от внутреннего диаметра последнего.

При малом числе ячеек возрастают потери, которые неизбежно возникают при открывании и закрывании ячеек и в резуль- 25 тате выравнивания давления в поперечном направлении. В последнем случае расплывается процесс образования волны давления и теряется энергия.

При большом числе ячеек слишком воз- 30 растает теплопоглощение воздуха и трение о стенки ячеек; свободная площадь проходного сечения, т. е. эффективный объем ротора, становится слишком малым. Большее количество лопастей придает ббльший вес ротору.

Машины с описанным соотношением размеров наилучшим образом пригодны для

4 типизации, при этом внутренний диаметр лопастного бандажа предпочтительно должен соответствовать ступеням числового ряда Я 40 системы DIN ¹ 323.

Целесообразно разбивку на ступени подбирать таким образом, чтобы характеристические поля смежных машин перекрывались в целесообразном диапазоне эксплуатации.

Чем больше выбирается типовое смещение, тем худшие результаты могут быть получены на границе рабочих диапазонов. Поэтому для выбора типоразмера должен быть найден компромисс в отношении не слишком большого числа типов и не слишком широких характеристических полос.

Формула изобретения

1. Газодинамический обменник давления, содержащий ротор с установленными на его втулке лопастями и охватывающим их бандажом, размещенный в корпусе между впускными и выпускными окнами, расположенными в торцовых стенках, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности преобразования волн давления, отношение внутреннего диаметра бандажа ротора к наружному диаметру втулки и к длине лопастей выполнено равным 1,5 — 2,0 и 1,1 20% соответственно.

2. Обменник давления по п. 1, отл ичаю шийся тем, что расстояние между соседними лопастями, измеренное по окружности бандажа, выполнено равным 0,08—

0,11 от внутреннего диаметра последнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии № 369434, кл, F 028 ЗЗ/42, опублик. 1974.

Составитель М. Файн ч

Редактор Н. Суханова Техред Н. Строганова

Корректор О. Тюрина

Заказ 310/19 Изд. № 257 Тираж 627 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5