Волновой обменник давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31;07.78 (21) 2654887/25 — 06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.80. Бюллетень .% 6

ГВеИВ1 стееииь и кеаитет

ССОР

53 делам изееретеидй и открытий

Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Авторы иаобретения

Я. С. Бендер и Л. М. Жмудяк

Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова (54) ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машинострбению, а именно к устройствам для непосредственного преобразования давленпч отработавших га* зов двигателя внутреннего сгорания в давление наддува, известным под названием волновые обменники давления.

Известны волновые обменники давления, применяемые для надцува двигателя внутреннего сгорания v. содержащие ротор с ячейками и каналы подвода и отвода рабочих сред к его торцам 11). Ячейки расположены параллельно оси ротора и центробежные силы, возникающие в процессе вра1цения, практически не используются и рабочие среды в ячейках ротора совершают поворот на 180, что не споо, собствует 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 противоположных торцов размещены в центральной полости статора, поочередно сообщаются с ячейками через окна в ее боковой стенке и отделены один от другого при помо ци перегородки (2).

Каналы для отвода рабочих сред подключены к окнам, расположенным на периферии ротбра, что позволяет исключить поворот рабочих сред в ячейках и использовать центробежные . силы. Однако перегородка между каналами в этих обменниках расположена перПендикулярно к оси центральной полости статора и поэтому окна для поочередного сообтдения каждого из каналов с ячейками равны лишь половине длины ячейки, что ухулшаст наполнение ячеек из- за увеличенного гидравлического сопротивления.

Для повышения КПД путем уменьшения гидравлического сопротивления перегородка между 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 перехолшах цатруб. ков, пересекающих другой канал.

Кроме того, переходные патрубки и ячейки ротора могут быть выполнены изогнутыми:

715815 первые по ходу вращения, а вторые против хода.

Иа фиг. 1 изображен предлагаемый обменник, поперечный разрез; на фиг. 2 — осевой разрез А — А на фиг. 1. 5

Ротор 1 выполнен с радиальными ячейками 2, отделенными одна от другсй 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

1 конуса 11 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 расположены на периферии статора 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"сжатого воздуха и подключен к воздушному ресиверу двигателя (не показы), а канал 14 — для выпуска расширившихся отработавших газов в атмосферу.

В процессе вращения ротора щелевые окна 5 ро 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 находящийcs в ней воздух. При совмещении периферийного сечения ячейки с каналом 13 в этот канал через окно 15 вытесняется сжатый воздух.45

В процессе дальнейшего вращения та же ячейка сообщается с каналом 14 и через окно 16 из нее вытекают расширившиеся газы и вдоль ячейки распространяется волна разрежении. Свежий воздух иэ атмосферы всасывается через

4 канал 8 и окна 10 в момент сообщения щелевого окна 5 с окном 10 под действием распространяющейся вдоль ячейки волны разряжения. В процессе дальнейшего вращения ячейка вновь совмещается с обним из патрубков 12, и цикл повторится.

Окна 9 и 10 имеют протяженность, равную длине ячейки, и поэтому гидравлические потери в них минимальны и ячейка заполняется полностью.

В результате того, что патрубки 1 2 изогнуты по ходу вращения ротора, набегающий под углом иа лопатки 3 поток отработавших газов вызывает вращение ротора. Вращению ротора способствует также изменение направления движения рабочих сред в его изогнутых каналах.

Формула изобретения

1. Волновой обменник давления, преимущественно давления отработавших газов и наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгдрания, содержащий 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; о т л и ч а þ шийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения гидравлического сопротивления, перегородка между 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, о т л и ч а ющ и и сятем,,что переходные йатрубки и ячейки ротора выполнены изогнутыми: первые по ходу вращения ротора, а вторые против хода вращения. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 2853987, кл. 417 — 64, опублик. 1963.

2. Авторское свидетельство СССР М 320637, кл. F 02 В 33/42, 1970.

7158 ll 5

Фиг.

Составитель М. Файн

Техред Л.Афлерова

Корректор A. Гриценко

Редактор Т. 111агова

Тираж 608 Подписное

ПБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9493/32

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