Волновой обменник давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСВИФавйевииРЕСПУБЛИК В 33/4 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОС ЛЬСТВ выполнены оси напоро лы в конич мента велите ГОСУДЙСТЮЕННЫЙ НОМИ%Т СССРЙОДИВАМ ИЗОВ%ТЯМИЙ И ОТНРЬОИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРЖ 883671, кп. Р 02 В 33/42, 1980,.(54) (57) 1. ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИКДАВЛЕНИЯ, преимущественно давленияотработавших газов н наццувочного воздуха, двигателя внутреннего сгорания,содержащий неподвижный дилинцрическийиапорообменный элемент, разделенныйна продольные ячейки, распопоженныепо его торцам. вращающиеся циски сокнами. дпя подвода и отвоца сжимаю ЯО 1030585 А щего и сжимаемого рабочего тела и вращающиеся вместе с дисками кони ческие распрецепнтелн, каналы которых поцключены к окнам дисков, о т и ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции путем обеспечения воэможности исключения привода дисков и конических распределителей, окна в писках наклонными относительно обменного эле, а кана есеик распр 6 2. Обменник по и, 1 о т л ич а ю щ и й с я тем, что винтовые каналы конических распредепителяк выхолив иы с переменным углом подъема вива, увеличивающимся от оси к периферии нанорообменного элемента,10 Поставленная цель достигается тем,35 что в волновом обменнике цввления преимущественно цавления отработавших газов и нвццувочного возцуха цвигателя внутреннего сгорания, соцержащем непоцвижный лилин црический напорообменный зле"40 мент, рвзцеленный нв продольные ячейки, расположенные по его торцам вращающиеся циски с окнами цля поцвода и отвоца сжимающего и сжимаемого рабочего тата и вращающиеся45 вместе с дисками конические распрецьлителн каналы которых поцключены к окнам цисков, окна в цисках выполнены наклонными относйтельно оси на дорообменного элемента, а каналы в къ 50 нических распрецецителях-винтовыми.,Кроме того винтовые каналы в конических распрецелителях выполнены с переменным углам поцъемв винта, увеличивающимся от оси к периферии нв порообменного элемента.На фиг. 1 показан волновой обменник цввления, процольный разрез; на фиг. 2Изобретение относится тс мвшиностроэ", нию, в частности к устройству нагнетателей, перекачивающих возцух непосрец ственным возцействнем сжатой среды и прецназначенных цппя наццува цвига телей внутреннего сгорания.Известен волновой обменник цавления, содержащий непоцвижный цнлинцрьческий напорообменный элемент, раэцеленный на процольные ячейки, расположенные по его торцам вращающиеся циски с окнами втя поцвоца и отво ца сжимающего и сжимаемого рабочего тела и вращающиеся вместе с цисками конические распрецелители, каналы ко торых поцключены к окнам в дисках, Известный обменник цавления прецна:.- пачек цля работы в системе наццува цвигателя внутреннего сгорания и обеспечивает повышенные показатели 20 цвигателя на перехоцных режимах и частичных нагрузках.Кроме того, возможность регулировки взаимного углового положения циоков позволяет повышать КПД обменни 25 ка на нерасчетных режимах 1 .Оцнако цля привоца цисков и рвспрецелителей известного обменникв . требует ся иметь специальный приводчто услож няет его конструкцию. 30Оелью изобретения является упроще нне конструкции путем обеспечения воз можности исключения привала цисков и конических распрецелителей. торцовой циск; на фиг. Э -. оси каналов конического распрецелителя напораобменного элемента; на фиг. 4 - развертка по среднему циаметру элементамина фиг. Б - планы скоростей ( а - навнутреннем, б-ета среднем, в-на наружнам циаметрвх цпя ГВД).В процессе описания приняты спецующне терминология и сокращения:ВОД - волновой обменник цавления;ГВД - газ (рабочее тело) высокогоцавления, в цанном случае отработавшие газы цвигвтеля,ГНД- гвз ( рабочее тело) низкогоцавлення;ВВД - возцух (рабочее тело) высокого цавления, в цанном случае наццувный возцух, поступающий в двигатель;ВНД - возцух (рабочее тело) низкого цввлення, т.е. атмосферный возцух,поступающий в ВОД.ВОД соцержит нелоцвижный цилиндрический многосекционный напорообменныйэлемент, состоящий из к 6 жуха 1 и полого вала 2, соединенных рацнапьнымиперегороцками 3, образующими процольные ячейки, С обоих торцов элементаустановлены вращающиеся торцовыериски 4 и 5, прецназивченные цля поочерецного сообщения ячеек с каналамипоцвоца и отвоцв газа и возцуха (фиг. 1).Внутри полого вана 2 расположенычувствительный элемент 6 и исполнительный элемент 7 позволяющий регулпировать относительное положение оконпоцвоца и отвоца рабочих тел,Конический распрецелитель (фнг. 2)соецинен с диском 4, в котором амеюеся окна, например, цля поцвоца ГВЙи отвоца ГНД, снабжен цвумя каналами в вице конических секторов 8, особь щвющихся с попым валом 9, через который поступает ГВД, и образующих каналы цля лоцвоца и отвоцв сжимающего рабочего тела к окнам цискв. Количество окон зависит от количества циклов работы ВОДза оцин оборот,в данном случае прецполвгвется выпопнение двух циклов зв 1 оборот ВОД. Канал или полный конический севтор 8 выполнен винтовым и наклоненк осн напорообмениого элемента такимобразом, что его ось (фиг. 3) и ось 11напорообменного элемента образуютцве скрещивающиеся прямые в прострав стве, На фиг. 3 показана аксонометрическая проекция верхней, половины распрецелителя в системе цвух взаимно перпен30585 3 10щцсулярных плоскостей П 4 и П Приэтом угон наклона сектора выбираетсятаким образом, чтобы поток поступаюаийв напорообменный эпемент, цвигалсявцопь ячеек.На фиг. 4 цана развертка ВОД посрвцнему циаметру, гце показаны ппаиы скоростей потоков на вхоце рабочих теп в напорообменный эпементи выхоце иэ него.Из вращающихся каналов распрецепьтепей ГВД выхоцит с относительнойскоростьюМ Скпацывая векторно МКс окружной скоростью распрецепитепейполучим абсопютную скорость вхоца ,цпя ГВД в напорообменный элемент.Из ячейки напорообменного элемента ВВД выхоцит со скоростью С . ВовращающЕйся канал распрецепителяон входит с относительной скоростью 9/которая нахоцится векторным вычитанием окружной скорости О из абсолютной скорости С,На аналогичныхрассужцениях строятся планы скоростейцпя низконапорных рабочих теп.Выхоцящяй иэ распрецелитепя поток ГВДсозцает на распрецепитепях реактивныйвращающий момент, который приводитво вращение распрецелителях реактивныйвращающий момент, который приво цитво вращение распрецедитепи с окружнойскоростью О,.Окружная скорость с увеличениемрациуса возрастает, поэтому винтовыеканалы в конических распрецепитепяхмогут иметь переменный угол накпонак оси напорообменного элемента, чтобыиа всех радиальных расстояниях потокиа вхоце в элемент имеп направлениевцопь ячеек. Эа счет этого можноповысить и эффективность работы ВОД;"уцарные потери в ВОД во многомзависят от формирования планов скоростей на вхоце и выхоце рабочих теп.Поц фуцарными потерями эцесь понвмаются потери, связанные с поступпекием (и выхоцом) рабочих теп в ячейки ротора в момент ее открытия (ипизакрытия).На фиг. 5 - показаны планы скороотей на внутреннем, среднем и наружномциаметрах цпя ГВД. Таким образом, 1 О стенки канала ГВД цолжны иметь сответствующую закрутку, чтобы на всехрациусах сохранить осевое нвлравпение С.Штриховой линией показано положениебоковых стенок канала на внутреннем 15 циаметре, штрих-пунктиром на срецнеми сплошной пинией на наружном циамеъре распределителя. Соответствующуюзакрутку могут иметь и остальныеканалы.2 О Данный ВОД естественно буцетоблацать и способностью к регулированию, если буцет снабжен известнымустройством цпя установки взаимногоуглового положения торцовых цисков.25 В этом спучае увепичение расхоца ГВДсозцает больший реактивный момент нараспределителях, а соответственновызовет и их большую окружную скорость О . Изменение окружной скорос ЗО ти бу,цет воспринято чувствитепьнымэлементом 6 регулятора (фиг. 1) и через исполнительный механизм 7 выэовет изменение относительного угловогоположения распрецепителей. Кроме яте 35 го изменение скорости соо гветственно отразится и на расхоцахостальных рабочих теп.Таким образом, наличие боковойсоставляющей обеспечивает вращение 4 О цисков и распрецепителей, что позволяет исключить привоц упростить конструк 1 вю и позволяет бопее рапионапьно решить эацачу конструктивного раэме 1 цения ВОД на цвигатепе.1030585 иг 5 орректор Л,Бокшан Заказ 5162/38 Тираж 665 ВНИИПИ Госуцарственного коми по ценам изобретений и от 113035, Москва, Ж 35, РаушсФилиал ППП фПатентф, г. Ужгороц, ул. Про Составитель Рецактор Г. Волкова Техрец К.Мыц