Каскадний обмінник тиску

Каскадний обмінник тиску, що містить ротор з напорообмінними осередками, охоплюючий його статор з вікнами підведення і відведення стискаючого і стиснутого газів, вентилятор, підключений до каналу підведення стиснутого газу, який відрізняється тим, що на поверхні статора виконано канали, вихідні вікна яких розміщені на поверхні, що сполучається з вхідними перерізами напорообмінних осередків ротора симетрично відносно вікна підведення стискаючого газу. (19) (21) 20040806986 (22) 21.08.2004 (24) 15.11.2006 (46) 15.11.2006, Бюл. № 11, 2006 р. (72) Крайнюк Олександр Іванович, Крайнюк Андрій Олександрович (73) СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ (56) SU 947479, 1982 SU 985466, 1982 SU 1573239, 1990 US 2780405, 1957 3 77261 4 ється в основному на витиснення вже стиснутого осередку 2 зберігається залишковий тиск, що догазу (повітря), що, у кінцевому рахунку, забезпечує рівнює тискові стискаючого газу у вікні 4 ПВТ. зниження витрати стискаючого газу і підвищення У процесі обертання ротора осередок 2 посліККД обмінника. Виключення в енергообмінному довно сполучається з вікнами 6 каналів 7, крізь які процесі сильних ударних хвиль, у свою чергу, дочастина стиснутого газу відводиться в суміжні щозволяє не тільки зменшити дисипацію енергообдо цих каналів 7 осередки, стискаючи газ (повітря), мінного процесу, але й істотно знизити чутливість що знаходиться в них. Внаслідок цього в міру наобмінника до неузгодженості частоти обертання ближення до вікна 5 залишковий тиск в осередку 2 ротора з фазами газорозподільчих вікон. поступово знижується. Завдяки симетричному розміщенню по обидва У первісний момент сполучення з вікном 5 боки вікна підведення стискаючого газу рядів вікон ВНТ тиск в осередку 2 зберігає деякий надлишкодосягається каскадно-ступінчастий стиск робочого вий потенціал, тим менший, чим більша кількість тіла, причому зі збільшенням кількості цих вікон каналів 7 і, відповідно, пар вікон 6 розміщених в залишковий тиск в осередку в момент сполучення статорі 3 обмінника. При цьому у вихідному перейого з продувними вікнами наближається до атмотині осередку 2, що сполучається з вікном 5 ВНТ, сферного, при цьому продувка осередку здійснюформується слабка хвиля розрідження, недостатється не за рахунок хвильових процесів, а за рахуня для організації продувного імпульсу. При нанок енергетично більш раціонального ступному підключенні до вікна 9 здійснюється простаціонарного вентилювання, завдяки надлишкодувка осередку 2 газом (повітрям), в основному, за вому тискові в каналі підведення стиснутого газу, рахунок надлишкового тиску в каналі 10, підтримупідтримуваному підключеним до цього каналу венваним вентилятором 11. тилятором. При подальшому обертанні ротора 1 осередок Сутність винаходу пояснюється кресленням: 2 послідовно сполучається з протилежними вікнана Фіг.1 - каскадний обмінник тиску, загальний вими 6 каналів 7, через які забезпечується підведенгляд; на Фіг.2 - схематичне розгорнення ротора ня робочого тіла із суміжних осередків, що супрощодо вікон статора. воджується ступінчастим підвищенням тиску в Каскадний обмінник тиску містить ротор 1 з ньому. Перед сполученням з вікном 4 ПВТ в осенапорообмінними осередками 2, охоплюючий його редку 2 встановлюється тиск попереднього стиску, статор 3 з діаметрально оппозитно розміщеними близький до тиску газів у вікні 4 ПВТ, і далі цикл вікном 4 підведення стискаючого газу високого відновляється. тиску (ПВТ) і вікном 5 відведення стискаючого газу Описаний процес здійснюється послідовно в низького тиску (ВНТ), на поверхні статора, що кожнім осередку, що забезпечує безперервну росполучається з вхідними перетинами осередків 2, боту обмінника. розміщено вікна 6 каскадного обміну, сполучені Таким чином, у каскадному обміннику досягапопарно між собою за допомогою замкнутих канається підвищення ККД завдяки практично повному лів 7. На суміжній поверхні статора 3, сполученої із використанню залишкового тиску у процесі каскасуміжними вихідними перетинами осередків 2 родного обміну енергією між суміжними осередками тора 1, розташовано вікно 8 відведення стиснутого на ділянках стиску і розширення, а також виклюгазу високого тиску (ВВТ) і вікно 9 підведення стиченню в робочому процесі умов формування снутого газу низького тиску (ПНТ), підключене до хвиль великої інтенсивності. каналу 10 з розташованим у ньому вентилятоДо переваг запропонованого технічного ріром 11. шення, у порівнянні з прототипом, відноситься Каскадний обмінник тиску працює наступним наступне: чином. - підвищення ефективності обмінних процесів При обертанні ротора і кожен з осередків 2 з у вигляді наявності процесу стиску робочого тіла попередньо стиснутим газом (повітрям; сполучадо підключення осередку до вікна підведення стиється з вікнами 4 ПВТ і 8 ВВТ, у першому з яких скаючого газу за рахунок енергії залишкового тиспідтримується тиск трохи перевищуючий тиск у ку, а також зниження дисипативних явищ внаслівікні 8 ВВТ. У результаті, під дією перепаду тисків док істотної зміни хвильової складової обмінних між цими вікнами, стискаючий газ, надходячи в процесів циклу; осередок 2, витісняє з нього попередньо стиснутий - зниження чутливості до відхилення частоти газ (повітря; у вікно 8, звідки останній відводиться обертання ротора від розрахункового значення до споживача. Оскільки тиск стискаючого газу у завдяки відсутності необхідності узгодження мовікні 4 ПВТ несуттєво перевищує тиск попередньоментів підключення напорообмінних осередків до го стиску газу (повітря; в осередку 2. у його вхідгазорозподільчих вікон із тривалістю поширення ному перетині формується хвиля ущільнення мапервинних хвиль у високонапорній і низьконапорлої інтенсивності, незначно підвищуюча тиск в ній частинах робочого циклу. осередку 2. У зв'язку практичної відсутності процеЕкономічний ефект від використання запропосу стиску в період сполучення осередку 2 з вікнанованого технічного рішення досягається за рахуми високого тиску об'ємна витрата стискаючого нок зниження витрат стискаючого газу і розширенгазу у вікні 4 ПВТ приблизно дорівнює об'ємній ня області ефективної роботи обмінника у вигляді витраті стиснутого газу (повітря) у вікні 8 ВВТ, а високої пристосовності до зміннуій5Р5?*лбертання відношення масових витрат у першому наближенні ротора. дорівнює зворотному відношенню температур цих газів. Після роз'єднання з вікнами високого тиску в 5 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 77261 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601