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CH320076A - Druckaustauscher - Google Patents

Druckaustauscher

Info

Publication number
CH320076A
CH320076A CH320076DA CH320076A CH 320076 A CH320076 A CH 320076A CH 320076D A CH320076D A CH 320076DA CH 320076 A CH320076 A CH 320076A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
gas
line
cell
pressure
flushing
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Jendrassik George
Original Assignee
Jendrassik Developments Limite
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jendrassik Developments Limite filed Critical Jendrassik Developments Limite
Publication of CH320076A publication Critical patent/CH320076A/de

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/02Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using exhaust-gas pressure in a pressure exchanger to compress combustion-air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00Pressure exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description


  Druckaustauscher    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf Rotationsdruekaustauseher mit einem Zel  lenrad zur Kompression und Expansion von  Gas, Leitungen, um Gas mindestens in einer  N iederdruckspiil- und Wärmeabgabezone den  Zellen zuzuführen bzw. von diesen wegzulei  ten und mit Mitteln, um eine relative Dre  hung des Zellenrades bezüglich der genann  ten Leitungen herbeizuführen.  



  Der Rotationsdruckaustauscher nach der  Erfindung ist gekennzeichnet durch eine     Ver-          binclungsleitung,    welehe die Einlass- und die  Auslassleitungen für die Niederdruckspülung  ausserhalb der Zellen miteinander verbindet,  zwecks Schaffung eines Zirkulationsweges für  den Spülgasstrom Und durch Mittel zum  Kühlen des in diesem     Leitungssystem    strö  menden Gases.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind einige  beispielsweise Ausführungsformen des Erfin  dungsgegenstandes dargestellt  Fig.1 zeigt schematisch eine periphere     Ab-          w    icklung eines Druekaustauschers mit einem  drehbaren Zellenrad, bei welchem Überlei  tungskanäle verwendet werden, um die gleich  zeitige Kompression und Expansion von Gas  innerhalb der Zellen zu bewirken.  



  Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform  eines Druclaustauschers, bei welchem Kom  pression und Expansion des Gases ohne Über  leitungskanäle durchgeführt werden.    Fig.3 zeigt die Wärmeabgabezone eines  Druckaustauschers. In dieser Ausführungs  form ist das geschlossene Gassystem der  Wärmeabgabestufe mit einem Berieselungs  kühler versehen.  



  Fig. 4 zeigt eine Ausfübrungsform ähnlich  derjenigen der Fig. 3, jedoch mit einer andern  Leitungsanordnung der Wärmeabgabestufe.  



  Fig. 5 zeigt eine Kombination eines Druck  austauschems gemäss Fig. 4 mit äussern Appa  raten, welche heisse Gase aus dem Druckaus  tauseher benutzen, wobei die ganze Kombina  tion einen geschlossenen Zyklus bildet.  



  In der in     Fig.1    gezeigten Abwicklung  bezeichnet. 1 die Zellen in einem drehbaren       Zellenrad    2, welches in Richtung des Pfeils 3  rotiert und dabei jede Zelle in dieser     R.ieh-          tung    am Leitungssystem vorbeiführt. Der       Druekaustausclier    ist derart angeordnet, dass  für jede Zelle das Leitungssystem in der obern  Hälfte der Figur als stromaufwärts bezüglich  dieser Zelle bezeichnet werden kann. Die       Wärmezufuhrvorrichtung    ist in der Figur  links, und die Zone der     Wärmeabgabe    ist in  der Figur rechts.

   Die Leitungen sind unmit  telbar an den Stirnseiten des Zellenrades all  geordnet und voneinander durch Teile des       Stators    getrennt, welcher in Dichtungsverbin  dung mit dem Zellenrad steht.  



  Die     Wärmezufuhr    zu jeder Zelle geschieht  durch heisse Gase, welche vom     stromaufwärts          liegenden        rncle    4 des Wärmezufuhrleitungs-      systems in eine Zelle gelangen. Auf der an  dern Seite des Zellenrades befindet sieh das  stromabwärts liegende Ende 5 des     Wärme-          zufuhrleitungssy    stems, und diese beiden En  den 4 und 5 sind durch eine Verbindung 6  miteinander verbunden. Die Wärmezufuhr  wird durch das Verbrennen von Brennstoff  in einer Verbrennungskammer 7 oder durch  Erwärmung mittels einer Heizschlange 8 er  zeugt. Mit 9 und 10 sind Leitungen bezeich  net, mittels welchen heisses, komprimiertes  Gas aus dem Wärmezufuhrsystem abgezogen  werden kann.

   Diese Leitungen 9 und 10 ver  einigen sieh zu einer gemeinsamen Leitung 11,  durch welche solches heisses Gas für fremde  Zwecke weggeführt werden kann. Die Ab  fuhr des heissen Gases durch die Leitungen 9  und l0 kann durch Drosseln 12 bzw. 13 in  diesen Leitungen reguliert werden.  



  Überleitungskanäle 14 und 15 verbinden  die heisses Gas unter hohem Druck enthalten  den Zellen mit Zellen, welche kühleres, noch  nicht verdichtetes Gas enthalten. In der  Zeichnung sind nur zwei solcher Überleitungs  kanäle gezeigt, doch ist es selbstverständlich  möglich, eine bedeutend grössere Zahl solcher  Kanäle vorzusehen. Die Lage der vordern und  hintern Kanten der Wärmezufuhrleitungen,  welche Kanten mit 16 und 17 bezeichnet sind,  ist von Bedeutung. Wird die Kante 16 von  einer beliebigen Zelle vor der Kante 17 er  reicht, so ist die Strömungsrichtung des Gases  in die Zelle bei der Wärmezufuhrstufe in  Richtung der Pfeile 78. Im dargestellten Aus  führungsbeispiel wird jede Zelle, welche die  Zone der Wärmezufuhr erreicht, zuerst nach  stromaufwärts geöffnet und auch zuerst nach  dieser Richtung hin geschlossen.  



  Die Wärmeabgabezone des Druckaustau  sehers befindet sich rechts in der Figur. Die  stromaufwärts und stromabwärts liegenden  Enden der Leitungen 19 und 20, welche zu  der Wärmeabgabezone gehören, sind durch  eine Verbindungsleitung 21 verbunden. Im ge  schlossenen Leitungssystem 19, 20, 21 ist ein  Kühler 22 vorgesehen. Die in dem Leitungs  system befindlichen Gase geben Wärme an die  Kühlvorrichtung 22 ab, welche Wärme durch    ein in Richtung der Pfeile 23 durch diese  Kühlvorrichtung fliessendes Medium weg  geführt wird. Die Führungskanten 24 und 25  der Wärmeabgabeleitungen sind derart ange  ordnet, dass das Gas im geschlossenen System  1 ,9, 20, 21 zirkuliert. Eine die Wärmeabgabe  zone erreichende Zelle wird vorerst bei ihrem  Durchgang an der     Kante    25 auf der strom  abwärts liegenden Seite geöffnet.

   Erst an  schliessend wird sie bei ihrem Durchgang an  der Kante 24 auch auf der     stromaLlfwärts     liegenden Seite geöffnet. Das Schliessen der  Zellen geschieht in umgekehrter Richtung, das  heisst zuerst gegen die     stromaufwärts    liegende  Seite und erst nachher gegen die stromabwärts  liegende Seite. Dichtungen 26 und 26' tren  nen die Wärmezufuhr von der Wärmeabgabe  zone.  



  Eine weitere Dichtung 27 trennt die Lei  tungen der     Wärmeabgabe.    von andern strom  aufwärts liegenden Leitungen, wie bei 28 ge  zeigt. Diese Leitung ist. eine     Einlassleitung          Lind        dient.    der Zufuhr von kühlem Gas     (wel-          ehes    Frischluft aus der Atmosphäre sein  kann) zu den Zellen.

   Die Steuerkanten 29 und  30 sind so angeordnet, dass eine in einer Zelle  bei deren     Durchgang    bei der Kante 29 aus  gelöste Verdichtungswelle Zeit hat, das     gegen-          überliegende    Ende der Zelle zu erreichen und       wieder    zurückzukommen, bevor die Zelle durch  die Kante 30 wieder geschlossen wird. In  ähnlicher Weise sind die     Steuerkanten    24 und  25 vorzugsweise derart versetzt, angeordnet,  dass eine durch die Kante 25 in einer Zelle  ausgelöste Verdünnungswelle das     gegenüber-          liegende    Ende der Zelle erreichen kann, so  dass dort. der     Druck    gesunken ist, wenn die  Zelle die Kante 24 erreicht.  



  Dieses Öffnen und Schliessen einer Zelle  durch die Kante einer Leitung ist. kein im       Betrieb    genau definierbarer Vorgang. Für die  Praxis kann angenommen werden,     da.ss    eine  Zelle bezüglich einer Leitung als offen bezeich  net werden kann, wenn 1/4 bis 1/2 ihrer Fläche  durch die Kante der Leitung freigegeben ist.  Entsprechend wird die Zelle als geschlossen  bezeichnet, wenn weniger als     1/,1    bis     1/3    der  Fläche freigelassen ist. Ob das Öffnen oder      Schliessen  wirksam  ist, hängt von der Kon  struktion und Arbeitsgeschwindigkeit der ein  zelnen Maschinen ab.  



  Die Wirkungsweise des beschriebenen  Druekaustausehers ist folgende:  Die prinzipielle Arbeitsweise von     Druck-          austausehern    wird als bekannt vorausgesetzt,  so dass die nachfolgende     kurze    Erläuterung  genügen dürfte. Es sei angenommen, dass eine  in Richtung des Pfeils 3 sich bewegende Zelle  in eine Lage gelangt, in welcher sie sich  gegenüber dem Überleitungskanal 15 befindet.  Die Zelle wird vorerst mit kühlem Gas von  geringem Druck gefüllt.

   Bei der Weiterbewe  gung der Zelle an den Überleitungskanälen  14, 15 vorbei, wird ihr Druck durch das auf  einanderfolgende In-Verbindung-Treten mit       diesen    Überleitungskanälen erhöht, bis die  Zelle die Kante 16 der Wärmezufuhrleitung  erreicht und das Zelleninnere nunmehr mit  dieser Leitung verbunden ist. Das verhältnis  mässig kühle und verdichtete Gas, das sieh in  der Zelle befindet, wird weiter durch heisses  Gas aus dem Wärmezufuhrsystem     weiterver-          clichtet,    verschoben und durchspült.  



  Wie schon früher erwähnt, kann anderes  heisses Gas aus diesem System durch die Lei  tungen 9, 10 und 11 abgeführt und zu Ar  beitsleistung verwendet werden. Die Zellen  passieren die Wärmezufuhrzone und verlassen  den heisses, komprimiertes Gas enthaltenden  Bereich. Hierauf kommen sie in Verbindung  mit den Überleitungskanälen 14 und 75, und  ihr innerer Druck nimmt progressiv ab. Bei  weiterer Bewegung in dieser Richtung     er-          reielt    eine Zelle schliesslich die Steuerkante  25 des Wärmeabgabeleitungssystems. Der dort       herrschende    Druck ist geringer als derjenige  in der ankommenden Zelle, so dass in letzterer  eine Verdünnungswelle erzeugt wird, die das  andere Ende der Zelle erreicht, wenn diese  die Kante 24 passiert.

   Das Gas fliesst von der  Zelle in Richtung des Pfeils durch die Lei  tung 20. Bei der Weiterbewegung der Zelle  an der Leitung 19 vorbei, hält der Durchfluss   < furch die Zelle in die Leitung 20 mit abneh  mender Geschwindigkeit während der ganzen  Spülperiode an, und beim -Verlassen dieser    Zone enthält. die Zelle kühles Gas von gerin  gem Druck. Der Spülstrom durch die Zelle  bewirkt einen Gasstrom durch die Leitung 21  und durch die Kühlvorrichtung 22. Dies ist  für die Kühlung des Gases in der Zelle wich  tig. Der Druck des Gases in einer Zelle vor  dem Erreichen der     Wärmeabgabezone    ist ver  schieden von demjenigen der nach dem Ver  lassen dieser Zone in der Zelle vorherrscht,       cla    die Gasmasse in beiden Fällen im wesent  lichen dieselbe ist.

   Eine Zelle weist deshalb,  wenn sie sich wieder der Leitung 28 gegen  über befindet, einen Druck auf, der wesent  lich     kleiner    ist als der Druck, der vor diesem  Zyklus in der Zelle vorherrschte. Die Leitung  28 steht. mit einer Gasquelle (z. B. mit der  Atmosphäre) in Verbindung, deren Druck  grösser ist als derjenige in der Zelle, so dass  Gas in die Zelle und diese auf den gleichen  oder sogar noch höheren Druck bringt als die  genannte Gasquelle, zu der die Leitung 28  führt.  



  Eine weitere Ausführungsform mit voll  ständig geschlossenem Zyklus ist in     Fig.    1 ge  strichelt. angedeutet. Die durch die, Leitung 11  strömenden heissen Gase aus der Wärme  zufuhrzone werden über eine Leitung 32 einer       Vorrichtung    30 zugeführt., in welcher sie ent  spannt werden. Diese Vorrichtung 31 kann als  Turbine ausgebildet sein     und    ist. auch schema  tisch als solche dargestellt. Die Abgase der  Turbine     werden    durch eine Leitung 33 und  durch eine Kühlvorrichtung 34 der Leitung  28 zugeführt. Da es sich hier um einen voll  ständig geschlossenen Zyklus handelt, wird  indirekt geheizt, und die Heizung 8 ersetzt  die in der in vollen Linien gezeichneten Aus  führungsform vorhandene Brennkammer 7.

    Bei 28 oder 28' eingeführtes Gas wird in ver  dichtetem Zustand durch die Leitung 11 ge  leitet und bei     Wärmezufuhr    durch die Hei  zung 8, wenigstens teilweise, in der Leitung  7 8 erwärmt.  



  Wie bei 28' gestrichelt angedeutet, können  auf der stromabwärts liegenden Seite weitere  Leitungen vorgesehen sein, so dass die Zellen  gegenüber der andern Quelle für kühles Gas  an beiden     Enden    geöffnet sind, deren jedes      in diesem Fall als stromaufwärts bezüglich der  Zellen bezeichnet werden kann. Mit dieser  letztgenannten Anordnung ist es möglich, die  Zeitspanne, während welcher die Zellen ge  öffnet sein müssen, zu reduzieren.  



  In Fig. 2 bezeichnet 2 wieder ein Zellen  rad, welches in Richtung des Pfeils 3     all    sta  tionären Leitungen vorbeirotiert. Die Wärme  zufuhrleitungen sind mit 4, 5 und 6 bezeich  net und bilden einen im wesentlichen geschlos  senen Kreislauf. Ein Druckaustauscher mit  einer derartigen, einen geschlossenen Kreis  lauf bildenden Wärmezufuhrzone ist in der  schweizerischen Patentschrift Nr.311368 be  schrieben und dargestellt. Die Wärmezufuhr  geschieht von der     Verbrennungskammer    7 aus.  In diesem     Druckaustauscher    sind keine Über  leitungskanäle vorgesehen. Die Druckerhöhung  wird durch Erhitzen bei konstantem Volumen  herbeigeführt. Heisse Gase für externen Ge  brauch werden durch eine Leitung 35 bei  spielsweise in eine Expansionsturbine abge  leitet.

   Die Art der Wärmezufuhr und Gasent  nahme in einer solchen Anordnung ist bereits  bekannt und deshalb hier nicht weiter be  schrieben.  



  Das Leitungssystem der Wärmeabgabezone  enthält eine     stromaufwärts    liegende Leitung  19, eine stromabwärts angeordnete Leitung 20  und eine diese beiden Leitungen verbindende  Verbindungsleitung 21. Dieses geschlossene  System weist ferner eine Kühlvorrichtung 36  auf.  



  Die Vorderkanten der Leitungen sind in  diesem Ausführungsbeispiel genau gleich all  geordnet wie beim     Ausführungsbeispiel    der  Fig. 1. Die hintern Kanten 37 und 38 sind in  diesem     Ausführungsbeispiel    derart abgestuft  angeordnet, dass die stromabwärts liegende  Leitung die Zellen vor den stromaufwärts  liegenden Leitungen schliesst. Die Abstufung  der Kanten 37 und 38 entspricht ungefähr  dem Zwischenraum, der bei normaler Dreh  geschwindigkeit des Zellenrades notwendig ist,  damit eine     Verdichtungswelle        voll    der Kante  38 durch die Zelle zu deren anderem Ende  wandern kann.    Eine Wand 39 des Statorgehäuses trennt  eine Einlassleitung 28, beispielsweise für Luft,  von der Leitung 19.

   Dieser Leitung gegen  über befindet sieh auf der andern Seite des  Zellenrades eine Spülleitung 40. Letztere ist  durch eine Wand 39' des diesseits der Ma  schine befindlichen Gehäuseteils von der Lei  tung 20 der Wärmeabgabezone getrennt. Die  vordern Kanten 29 und 29' sowie die hintern  Kanten 30 und 30' der Leitungen 28 und 40  sind derart zueinander versetzt, dass das  stromabwärts liegende Blde einer Zelle durch  die Kante 29' geöffnet wird, sobald eine Ver  dichtungswelle, die innerhalb der Zelle durch  deren Öffnen nach der stromaufwärts lie  genden Seite durch die Kante 29 ausgelöst  wurde, das der Kante 29' benachbarte Ende  der Zelle erreicht.

   Entsprechend erreicht eine  durch die Kante 30' ausgelöste     Verdichtungs-          welle    das stromaufwärts liegende Ende der  Zelle, wenn diese die Kante 30 passiert.  



  Im Betrieb verlässt eine von der     Hoch-          drucli-Wärmezufuhrzone    kommende Zelle die  Gasentnahmeleitung 35 mit gedehntem heissem  Gas gefüllt. Der     Druck    dieses Gases ist höher  als der in der Leitung 20 herrschende Druck.  Beim     Vorbeigang    einer Zelle an der Kante 25  wird in dieser Zelle eine Verdünnungswelle  ausgelöst, die längs der Zelle     weiterwandert,     und es entsteht in der Zelle ein Gasstrom, so  dass Gas in die Leitung     '?0    gelangt. Dieser  Strom bleibt weiter bestellen, nachdem die  Kante 24 der Leitung 19 passiert ist, so dass  das heisse Gas in der Zelle durch gekühltes  Gas aus der Kühlvorrichtung ersetzt wird.

    Die durch die Kante 38 in der Zelle ausge  löste V     erdielltungswelle    verhindert eine wei  tere Bewegung des Gases, und der     Druck    in  der Zelle     wird    etwas erhöht.     Trotzdem    bleibt  auch nach diesem     Spülvorgang    der Druck in  der Zelle unter demjenigen, der in der Zelle       berr;sehte,        bevor    diese die     Wärmeabgabezone     erreichte.

   Da dieser Druck auch niedriger ist  als der Druck in der Leitung 28, beispiels  weise also     niedriger    als der Druck     der        um-          gebenden    Atmosphäre, strömt beim Durch  gang der Zelle an der Kante 29 Gas, beispiels  weise Luft, in die Zelle. Während einer kur-      zen Zeitspanne ist die Zelle beiderends ge  öffnet, und es findet eine weitere Spülung  statt, bis die durch     die    Kante 30' in der Zelle  ausgelöste Verdichtungswelle weitere Gasbewe  gungen verhindert. Die Zelle kann dann so  gar über den Druck in der Leitung 28 hin  aus aufgeladen werden.  



  In Fig.3 ist nur die Wärmeabgabezone  eines Druckaustausehers dargestellt. Auch  hier bilden die Leitungen 19 und 20 das     ge-          sehlossene    Leitungssystem der Wärmeabgabe  stufe. In diesem Ausführungsbeispiel weist  die Verbindungsleitung 21 einen Berieselungs  kühler auf, durch den Gas entgegen einer  kühlenden Flüssigkeit strömt. Die Kühlflüs  sigkeit tritt durch die Leitung 42 ein und  durch die Leitung 43 aus. Es kann ein belie  biger geeigneter Kühlereinsatz vorgesehen  sein, beispielsweise ein Metallblecheinsatz mit  Kugeln oder eine geeignete poröse Masse. Der  Kühlereinsatz kann auch ganz     weggelassen     sein und das     Kühlmittel    einfach in das zu  kühlende Gas gesprüht werden.

   Die gezeigte  Anordnung weist wie diejenige der Fig.1 eine  Kühlgasleitung 28 auf. Hingegen weicht sie  von der Ausführung nach Fig.l darin ab,  dass sie eine Gasabzugsleitung 44 aufweist,  deren vordere und hintere Kanten 45 bzw. 46  derart voneinander getrennt sind, dass bei  normaler Geschwindigkeit eine Verdünnungs  welle vom stromabwärts liegenden Ende einer  Zelle bis an deren gegenüberliegendes Ende  und wieder zurück wandern kann, bevor die  Zelle durch die hintere Kante geschlossen  wird. Gemäss einer andern Variante kann eine  weitere Leitung 44' auf der der Leitung 44  gegenüberliegenden Seite des Zellenrades an  angeordnet sein, wie dies in der Figur gestri  chelt angedeutet ist.  



  In dieser Ausführungsform wird in einer  Zelle, die die Leitung 44 passiert, beim Durch  gang an der Kante 45 eine Verdünnungswelle  ausgelöst, die sieh vorwärts und wieder zurück  durch die ganze Länge der Zelle fortpflanzt  und bewirkt, dass das heisse, ausgedehnte Gas  in die Leitung 44 strömt. Je nach dem Druck  niveau in der Maschine kann dieses Gas in die  Atmosphäre geführt werden, in welche auch    die Leitung 28 ausmündet, oder es kann einer  Expansionsmaschine zugeführt werden. Nach  ihrem Vorbeigang an der Kante 46 weisen die  Zellen infolge des abgeströmten Gases einen  wesentlich geringeren Druck auf, so dass in  diesem Beispiel in der     Wärmeabgabestufe     weniger Gas gekühlt werden muss. Da der  Druck geringer ist als in den vorher beschrie  benen Ausführungsformen, kann eine höhere  Aufladung erzielt werden.

   Auch bei dieser       Ausführung    ist es möglich, einen geschlos  senen Kreislauf zu bilden, indem die     Leitung     44 oder die     Auslassleitimg    der Expansions  maschine, wenn nötig, über eine Kühlvorrich  tung mit der Leitung 28 verbunden wird. Ent  sprechend sei hier darauf hingewiesen,, dass  auch die Ausführung nach     Fig.    2 mit. einem  geschlossenen Kreislauf     ausgebildet        \werden     kann.  



       Fig.    4 zeigt wieder nur die Wärmeabgabe  zone eines     Druckaustauschers.    Die Anordnung  entspricht im wesentlichen derjenigen der       Fig.2,    weist. jedoch eine weitere Leitung 47  auf, mittels welcher Zusatzgas in das Lei  tungssystem der     Wärmeabgabezone    eingeführt  werden kann. Das durch diese Leitung ein  geführte Gas kann ausgedehntes Gas aus einer  Expansionsmaschine oder aus einer andern,  verdichtetes Glas aus dem     Druckaiistauscher     verwendender Maschine sein. Eine derartige  Einrichtung ist in     Fig.    5 gezeigt.

   Das Heiss  gas für die ausserhalb des     Druckaustauschers          liegende     wird gemäss dieser Fi  gur direkt über     die;    Leitung 35 dem Zellen  rad entnommen, im Gegensatz zur     Fig.    1, in  welcher das heisse Gas aus dem Wärmezufuhr  leitungssystem durch die Leitung 11 abge  zweigt     wird.    Die Heissgas     verwendende        Vor-          riehtung    ist auch hier wieder als Turbine 31  dargestellt, der das heisse Gas durch die Lei  tung 32 zugeführt wird.

   Das die Turbine ver  lassende Gas strömt durch die Leitung 33  und durch die     Kühlvorrielitung    34 zu der  Leitung 47, welche in das     Wärmeabgabelei-          tungssystem    mündet. Weiteres Gas wird  einem     Zwisehenniveau    der Turbine durch die  Verbindungsleitung 49 entnommen, welche  mit der Leitung 28 in Verbindung steht,      mit welcher die Zellen kommunizieren, wenn  sie das Wärmeabgabeleitungssystem passiert  haben. Letzteres weist eine Kühlv or richtung  36 auf, welche durch Ventile 51 und durch  eine Leitung 50 mit Kühlmittel versorgt wird.  Aus der gleichen Zufuhrleitung 50 und durch  die gleichen Ventile wird auch ein Kühler 52  für den Gasstrom in der Verbindungsleitung  49 mit Kühlmittel versorgt.

   Wie ersichtlich,  bildet diese Kombination in sich selbst einen  geschlossenen Kreislauf, so dass in     derWärme-          zufuhrzone    die Heizung von aussen erfolgen  muss. Diese Ausführungsform gestattet, im  Wärmeabgabeleitungssystem einen geringeren  Druck aufrechtzuerhalten, als dies mit der  Ausführungsform gemäss der Fig.1 möglich  ist, das heisst, das     Expansionsverhältnis    für  das ausserhalb des Druckaustauschers ver  wendete Gas kann grösser sein.  



  Im Betrieb einer Ausführungsform gemäss  Fig. 4 oder 5 enthält eine Zelle, wenn sie die  Kante 25 einer Leitung 20 erreicht, expan  diertes, heisses Gas, dessen Druck grösser ist  als der in der Leitung herrschende Druck,  so dass ein Abströmen von Gas in die strom  abwärts liegende Leitung 20 stattfindet. Die  ser     Spülvorgang    hält an, und das heisse Gas  in der Zelle wird durch kühles Gas aus der       stromaufwärts    liegenden Leitung 19 ersetzt,  wobei die beim Schliessen der Zelle ausgelöste  Verdichtungswelle eine     Aufladung    des Gases  bewirkt. Infolge der Einführung von Gas  über die Leitung 47 enthält die Zelle beim  Verlassen der Wärmeabgabezone eine grössere       Gasmasse    als bei ihrem Eintritt in diese  Stufe.

   Der Druckabfall in den Zellen in der  Wärmeabgabezone ist deshalb nicht so gross,  wie wenn keine nennenswerte Gaszufuhr in  diese Zone stattfindet. Nachdem die Zellen  mit der     Einlassleitung    28 für kühles Gas in  Verbindung gekommen sind, werden sie min  destens auf den in dieser Leitung herrschen  den Druck gebracht, und da der Strom jetzt  vom höheren zum niederen Druck stattfindet,  wird eine     Aufladung    bewirkt, wie vorher  schon beschrieben.  



  In der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist  es auch möglich, vollkommen frisches Gas    durch die Leitung 47 zuzuführen, welches  Frischluft aus der Atmosphäre sein kann.  Wenn die Anordnung derart ist, dass der  Druck in der Leitung 21 geringer ist als der  Druck in der Atmosphäre, kann das Gas vor  seinem Eintritt in die Leitung 47 in einem  andern geeigneten Apparat entspannt wer  den. Selbstverständlieh bedingt die Einfüh  rung von frischem Gas eine entsprechende  Abführung von anderem Gas aus dem Kreis  lauf, beispielsweise von verclichtetem Gas aus  der Wärmezufuhrzone.  



  Im letztgenannten und in den vorhergehen  den Ausführungsformen kann ein Ventilator  48 in den Wärmeabgabekreislauf geschaltet  sein. Er ist zum Beginnen und zum Aufrecht  erhalten des Spülvorganges in der Wärme  abgabezone nützlich.  



  Die Mittel zur Erzeugung der relativen  Drehung des Zellenrades bezüglieh des Lei  tungssystems können irgendwelche für die  beschriebenen Ausführungsformen geeignete  Mittel sein. Beispielsweise kann für ein rotie  rendes Zellenrad ein elektrischer Motor ver  wendet werden, oder die Zellenwände können  derart ausgebildet und geformt sein, dass der  Gasstrom in den Zellen selber deren Rotation  bewirkt. Dies sind jedoch nur zwei Beispiele  aus einer Reihe von Möglichkeiten.  



  Es sind auch Druekaustauscher bekannt,  bei welchen zwei Zellenräder     tandemartig    zu  sammenarbeiten.     Gasübertragungskanäle    ver  binden die Zellen der gegenläufig     drehenden     Zellenräder. Die Erfindung kann auch auf  solche     Druekaustauselier    angewendet werden,  wobei darauf hingewiesen sei, dass der Ab  gasstrom der     Wärmeabgabezone    Zellen beider  Rotoren einschliessen und trotzdem noch als  ein     Leitungssvsteni    angesehen werden kann.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Rotationsdruekaustauseher mit einem Zel lenrad zur Verdichtung und Entspannung von Gas, mit Leitungen, um Gas mindestens in einer Niederdruekspül- und '\'ärmeabgabe- zone den Zellen zuzuführen bzw. von den Zel len wegzuführen, und mit -Mitteln, um eine relative Drehung des Zellenrades bezüglich der genannten Leitungen zu bewirken, ge kennzeichnet durch eine Verbindungsleitung, welche die Einlass- und Auslassleitungen für die.
    Niederdruekspülung ausserhalb der Zellen miteinander verbindet, zwecks Schaffung eines Zirkulationsweges für den Spülgasstrom, und durch Mittel zum Kühlen des in diesem Lei d tingssystein strömenden Gases. UNTERANSPRÜCHE 1. Rotationsdruekaustauscher nach Patent anspruch, gekennzeichnet durch eine weitere, vom Spülgaszirkulationsweg getrennte Ein lassleitung (2S), die derart angeordnet und mit dem Zellenrad in Verbindung ist, dass im Betrieb jede Zelle nach ihrem Durchgang durch die Wärmeabgabezone mit einem Gas geladen wird, das kühler ist als das von der Zelle abgegebene Gas. 2.
    Rotationsdruckaustauscher nach Unter- ansprueh 1 , gekennzeichnet durch eine der genannten weiteren Einlassleitung bezüglich des Zellenrades gegenüber angeordnete Aus lassleitung (40), die vom Spülgaszirkulations weg ebenfalls getrennt ist und zusammen mit der genannten weiteren Einlassleitung zur Führung eines weiteren Spülgasstromes durch das Zellenrad bestimmt ist. 3. Rotationsdruekaustauscher nach Patent- ansprueh, gekennzeichnet durch eine Gasent nahmeleitung (35), welche derart angeordnet ist, dass jede Zelle mit ihr in Verbindung kommt, bevor sie die Niederdruckspül- und Wärmeabgabezone erreicht. 4.
    Rotationsdruckaustauseher nach Patent anspruch, gekennzeichnet durch eine weitere, mit dem Spülgaszirkulations@veg verbundene Einlassleitung (47) zur Einführung von Zu satzgas in diesen Zirkulationsweg. 5. Rotationsdruckaustauscher nach Unter ansprneh 1, in einer Wärmekraftanlage, ge kennzeichnet durch eine Verbindungsleitung zwischen einem Hochdruckspülgas- und Wärmezufuhrleitungssystem und der genann ten weiteren Einlassleitung und durch eine Entspannungsmaschine (31) in dieser Ver bindungsleitung.
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