CH225426A - Pressure exchanger. - Google Patents

Pressure exchanger.

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CH225426A
CH225426A CH225426DA CH225426A CH 225426 A CH225426 A CH 225426A CH 225426D A CH225426D A CH 225426DA CH 225426 A CH225426 A CH 225426A
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CH
Switzerland
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pressure
flushing
gas
cell
wheel
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Application number
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German (de)
Inventor
Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • 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
    • 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

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

      Druckaustansclier.       Unter einem     Druckaustauscher    ist eine  Maschine zu verstehen, die ein Gas, z. B.  Luft, auf einer untern     Druckstufe    aufnimmt,  verdichtet und auf     einer        höheren    Druckstufe  abgibt und gleichzeitig ein Gas, z.

   B.     das-          seIbe    Gas, in verändertem     Zustand    und in       anderer    Menge, von der obern     Druckstufe    auf  die untere entspannt.     Druckaustauscher    fin  den Verwendung für     gältemaschinen.        Wärme-          pumpen,        Gasturbinen,        Aufladegruppen    für       Wärmekraftmaschinen,    chemische Prozesse,  druckgefeuerte Dampfkessel usw.

   Es     ist    be  kannt, diese     Doppelaufgabe    mit Zellen  rädern zu     lösen,    deren Arbeitsweise aus       Fig.    1, 2 und 3     hervorgeht.     



       Fig.    1 und 2 stellen einen schematischen  Quer-     bezw.    Längsschnitt durch ein Zellen  rad bekannter Bauart dar. a     ist    das Rad,  b sind die     Zellenwände,    c das Gehäuse. Luft  wird     aus,dem    Saugkanal d z. B. durch einen  Ventilator e in die Zelle f gefördert. Die Zelle  f kommt im Verlaufe der Drehung in die  Lage g und entleert sich in den Druckraum h.  Es ist angenommen, dass das Zellenrad als         lVärm,epumpe    arbeitet.

   Die Druckluft wird  in bekannter     Weise    durch die im Gebläse i  verdichtete Luft ergänzt, in einem     Wärme-          austauscher    k abgekühlt und hierauf durch  den Ventilator     l    bei<I>m</I> wieder dem     Zellenrad     zugeführt, darin entspannt und bei     n    ausge  stossen.  



       Im    Augenblick, wo sich die Kompres  sionszelle gegen den Druckraum öffnet,  strömt Gas stossartig in die Zelle. Beim Off  nen der     Expansionszelle    in den untern Druck  raum strömt Gas stossartig aus.  



  Verschiedene Mittel sind bekannt, diesen       Stossverlust    zu vermeiden, z. B.     exzentrische          Lagerung    des Rotors mit schiebbaren Zellen  wänden, Leitungen zum stufenweisen Aus  gleich des Druckes in den     gompressions-    und       Expansionszellen    u. a. m. Die Folge -dieser  Massnahmen     ist    wohl eine Wirkungsgrad  verbesserung. Die     Leistungsfähigkeit    der so       gebauten    Maschinen ist aber     entweder    durch  mechanische Beanspruchung oder durch Strö  mungsverluste in     Ausgleichsleitungen    usw.       äusserst    beschränkt.

   Man ist gezwungen, sich      mit mässigen Umfangsgeschwindigkeiten und       Strömungsgeschwindigkeiten    zu begnügen.  



  Mit Hilfe der Verdichtung durch Über  druckwellen und der Entspannung durch Ver  dünnungswellen, die durch die Zellen schie  ssen, ist es bekannt, Maschinen sowohl bes  seren Wirkungsgrades als auch von höherer       Leistungsfähigkeit    herzustellen.  



       Fig.    3 stellt eine Abwicklung -des Zellen  radumfanges einer bekannten     Ausführung     dar. 1-1 ist das abgewickelte Rad, 2-2 und  3-3 die Abwicklung     eines    zylindrischen  Schnittes durch das Gehäuserauf beiden Sei  ten des     Rades.    Die radialen Zellenwände er  scheinen hier     als    gerade Striche 4. Der     Dre-          hung.des    Rades entspricht eine     Verschiebung          des    abgewickelten Umfanges von     links    nach  rechts.

   Aus dem     Saugraum    5 strömt     das     Kompressionsgas in die     Zellen    6 und ver  drängt dabei den von der Expansion herrüh  renden Zelleninhalt nach     Raum    7. Sobald  das frische Gas den     Zelleninhalt    füllt, wird  infolge der Drehung des Rades das Ende der  Zelle durch eine Steuerkante 8 im Gehäuse 3       s        geschlossen.    ' Der Zelleninhalt     befindet    sich  im Augenblick des Schliessens noch     in        Be-          wegung.    Das plötzliche Schliessen am Zellen  ende erzeugt eine Druckwelle,

       deren    Höhe  von der     Geschwindigkeitabhängt    und die die  D Zelle vom Austritts- zum     Eintrittsende    durch  schiesst. Da die Zelle in     Bewegung        ist,    be  schreibt die Wellenfront den     strichpunktier-          ten    Zug 8-9.  



  Wenn sich der ganze Zelleninhalt     aufge-          5    staut hat, also im     Augenblick,    wo die Wellen  front das vordere Ende der Zelle     erreicht,     wird dieses durch die     Steuerkante        9.geschloo-          sen,    wodurch das     verdichtete    Gas     eingesperrt     und     eingeschleust        wird.     



  Die Zelle wandert weiter nach rechts.     Ihr     vorderes Ende öffnet sich     bei    10 gegen den  Raum 11, in welchem das     Expansionsgas    un  ter höherem Druck steht als der Inhalt der  ankommenden Zelle. Dies hat zur Folge, dass  neuerdings eine Druckwelle     ungefähr        mit     Schallgeschwindigkeit,     diesmal    von     vorn    nach  hinten entlang dem Zug 10-12,     durch    die       Zelle    schiesst.

   Im Augenblick, wo@dieseDruck-    welle das hintere Zellenende erreicht, wird  dieses durch die Steuerkante 12 mit dem  Druckraum 13 in Verbindung gesetzt.     Hinter     der Druckwelle hat sich das     Gas    mit einer  vom     Drucksprung    abhängigen Geschwindig  keit in     Bewegung    gesetzt. Diese Strömungs  geschwindigkeit ist von der     Sehallgexhwin-          digkeit    oder der Geschwindigkeit der Wellen  front wohl zu unterscheiden. Sie ist im all  gemeinen     wesentlich    geringer.  



  Die Zelle ist jetzt beidseitig offen und  ihr Inhalt in Bewegung. Das     verdichtete    Gas  entleert sich in Raum 13 und das zu ent  spannende Gas strömt aus dem Raum 11  nach, wobei im Gehäuse für     richtige    Zu- und       Abströmverhältniese    zu sorgen ist.  



  Sobald das zu     entspannende    Gas in ge  nügender Menge     eingeströmt    ist, wird das  vordere     Zellenende    durch die     gante    14 ge  schlossen. Dadurch wird das Nachströmen des  Gases plötzlich abgeschnürt, und es entsteht  eine     Verdünnungswelle,    die     durch    die Zelle  entlang 14-15 schiesst. Bei der     Ankunft    der       Verdünnungswelle    an dem entgegengesetzten  Zellenende wird die     Zelle    durch die     gante     15 geschlossen.

   Der ganze     Zelleninhalt    ist  zur Ruhe gekommen und     steht    auf einem tie  feren Druck als die obere Druckstufe. Die  Zelle     bewegt    sich     weiter,    ihr hinteres Ende  öffnet sich gegen den     Auspuffraum    7. Da  durch entsteht eine neue Verdünnungswelle,  die den Zelleninhalt wieder in Bewegung  setzt. Die Spülung auf der untern Stufe ist  damit     eingeleitet.    Der     beschriebene    Kreislauf  der     Zelle    ist geschlossen und beginnt von  neuem.

   Die wandernden     Verdichtungs-    und  Verdünnungswellen bewirken einen Aus  tausch zwischen Druckenergie     und    kinetischer  Energie der Spülbewegung.  



       Fig.    4 zeigt den Zusammenhang zwischen  dem Druckverhältnis vor und nach Welle und  der Spülgeschwindigkeit. Als     Abszisse    A ist       d:e    Geschwindigkeit, und zwar im Verhält  nis zur     Schallgeschwindigkeit        (Mach'sehe     Zahl), als Ordinate B das Druckverhältnis  aufgetragen: Je grösser das Druckverhältnis  ist, um so grösser muss die Spülgeschwindig  keit sein.

   Aus     einem        Fade    mit     axialen    Zellen      tritt das Gas mit einer Geschwindigkeit aus,       deren    axiale Komponente gleich der Spül  geschwindigkeit und deren     tangentiale    Kom  ponente gleich der Umfangsgeschwindigkeit  des     Rades    ist. Bei     grösseren    Geschwindigkei  ten     steckt    in den     austretenden    Gasen eine  erhebliche Energie, die man nur zum     Teil     durch geeignete     Diffusoren    nutzbringend um  wandeln kann.  



  Dabei wird der     Wirkungsgrad    der be  kannten     Zellenräder    mit zunehmendem Druck  schlechter und verbietet deren Anwendungen  für mancherlei Zwecke. Die     vorliegende    Er  findung vermeidet diesen Nachteil,     indem    die       Zellen    schief zu den     Axialebenen    des Rades  angeordnet sind, so dass die Geschwindigkeit  des Gases während der Spülung gegenüber  dem Rad eine Umfangskomponente erhält,  die die absolute     Austrittsgeschwindigkeit    ver  kleinert.

     <B>Im'</B> nachfolgenden werden an Hand der  Zeichnung     Ausführungsbeispiele    der     Erfin-          dung    erläutert.  



       Fig.    5 stellt die     Abwicklung    durch einen       Druckaustauscher    mit beispielsweise einem       Schraubenzellenrad    dar. Die Bezugszahlen 1  bis 17 haben die gleiche Bedeutung wie in       Fig.    3.  



  Die Vorteile dieser Anordnung, gehen aus       Fig.    6a und 6b hervor.     Diese    zeigen die     Ge-          schwindigkeitsdreiecke    für gerade     Zellen    nach  bisheriger Ausführung und schraubenför  mige Zellen nach der Erfindung. w ist die  Strömungsgeschwindigkeit -relativ zur Zelle  während der Spülung. Diese Geschwindigkeit  ist massgebend für das Druckverhältnis.       zc        stellt    die Umfangsgeschwindigkeit des       Zellenrades    .dar. Relativ- und Umfangsge  schwindigkeit setzen sich zur absoluten Ge  schwindigkeit e zusammen.

   Das ist die Ge  schwindigkeit, mit welcher das Gas aus.dem  Gehäuse ins Rad und aus dem Rad ins Ge  häuse     bezw.    den     Leitapparat        übertritt.    Man  sieht, dass in Fix. 6a die Geschwindigkeit e  wesentlich grösser ist als w, also grosse Ver  luste erzeugt; in     Fig.    6b dagegen ist     c    sogar  kleiner als w und der Verlust     entsprechend     kleiner.

           Bei    bisherigen     Rädern    mit axialen     Zellen          entstehen    ferner     infolge    der auf die .Gase s       wirkenden    Fliehkräfte aussen     Überdrücke     gegen innen.     Besteht    ein     Dichteunterschied          zwischen    dem verdrängenden und dem ver  drängten Gas, so     ist    der     erwähnte    Überdruck  in     schwererem    Gase grösser als in leichterem.

       s     Dadurch     wird,das    Gleichgewicht an der Be  rührungsfront gestört und die Gase ver  mischen sich. Diese Vermischung kann bei  grösseren     Dichteunterschieden    in     einem    Masse       auftreten,    dass die Arbeitsweise des     Austau-    o       schers    erheblich verschlechtert wird.  



  Werden dagegen die Zellen gemäss der  Erfindung angeordnet, so     wird    die Umfangs  komponente der     Absolutgeschwindigkeit    ver  kleinert oder sogar ganz     unterdrückt,    wobei o  auch die störenden Fliehkräfte     teilweise    oder       gänzlich    verschwinden.  



       Fig.    7 zeigt in schematischer Weise den  Verlauf des     Druckes    und der Strömungsge  schwindigkeit in der Mitte einer Zelle wäh- 7  rend einer Umdrehung. I ist .der Spülabschnitt  auf :der     untern    Druckstufe mit Druck     P1    und       Geschwindigkeit        w,.;        Il    ist der Verdichtungs  abschnitt     mit    dem Druck     Pe    und der     Ge-          sehwindigkeit    w = o;

       III        ist    der Spül-     s     abschnitt auf der     obern    Druckstufe mit Druck       P=    und der Geschwindigkeit     w,;   <I>IV</I> ist der       Entspannungsabschnitt    mit     Druck        P"    und       Geschwindigkeit    w = o.  



  Die     Geschwindigkeit    des durch - eine     s          Druckwelle        in    Bewegung gesetzten Spül  stromes bleibt während der ganzen Spülzeit  bestehen, wenn dafür     gesorgt        ist,    dass die       Widerstände    des     Spülkreises    sowohl inner  halb     als    auch ausserhalb     :des        DTuckaustau-        a          schers,    z. B. durch einen     Ventilator,    über  wunden werden.

   Man kann     statt    dessen die       Geschwindigkeit    während der Spülzeit ab  nehmen     lassen.    Dadurch     wird    Energie frei,  um die Widerstände des Spülkreises zu über-     fl     winden. Der     Spülventilator    wird entlastet,  man kann ihn je nach     Widerständen    in einem  oder in beiden Spülkreisen weglassen oder gar       (las    Gas Nutzarbeit     verrichten    lassen.

   Der       entsprechende    Verlauf der Drücke und     Ge-    o           schwindigkeiten    ist in     Fig.    7     gestrichelt    an  gegeben.  



  Man kann umgekehrt ein     Spülgebläse     einen     höheren    Druck     erzeugen    lassen als zur       Überwindung    der Widerstände     nötig    ist. Da  durch wird der     Spülstrom    in     einer    Zelle zwi  schen Anfang und Ende des     Spülabschnittes          beschleunigt.    Die Verdichtungswelle am  Ende -der untern     Spülperiode    wird erhöht  und das Gas unter höherem Druck einge  schleust.

   Desgleichen wird das Gas am Ende  der     obern        Spülperiode        unter    tieferem Druck       ausgeschleust.    Es wird also mehr Gas ver  dichtet und weniger Gas     entspannt.    Daher  muss zum Beispiel das bei einer     Wärmepumpe     verwendete     Zusatzgebläse    weniger fördern  und kann unter Umständen     überhaupt    weg  bleiben. Die vom Zusatzgebläse zu liefernde       Arbeit    ist     dem        Spülgebläse    übertragen.  



  Die     Spülgeschwindigkeiten    auf der untern  und     obern    Stufe brauchen nicht gleich zu  sein. In gewissen Grenzen ist es unschädlich,  wenn infolge ungleicher Geschwindigkeiten  ungleiche Drucksprünge entstehen. Die Spül  geschwindigkeiten und damit die Spülvolu  mina lassen sich durch Veränderung der  Strömungswiderstände in den     Spülkreisen     oder durch Veränderung der Drücke, die die  Spülventilatoren erzeugen, regeln. Meistens       genügt    es, einen Ventilator in einem der Spül  kreise vorzusehen, z. B.     im    Spülkreis mit dem  höheren Widerstand..  



  Wenn das zu entspannende Gas eine  wesentlich andere Dichte hat als das kompri  mierte Gas (z. B.     wenn    dasselbe Gas- mit ver  änderter Temperatur     entspannt    wird), so  müssen die Spülgeschwindigkeiten am An  fang und am Ende der Spülabschnitte im  Verhältnis der Schallgeschwindigkeiten ver  schieden gewählt werden, denn die Druck  sprünge der     Druckwellen    hängen vom Ver  hältnis Spül- zu Schallgeschwindigkeit       (Mach'sche    Zahl) ab,\ wie     in        Fig.    4 gezeigt  wurde;     und    die     Gesamtdrucksprünge    auf       Verdichtung-s-    und Entspannungsseite müs  sen gleich sein.

   Wird     beispielsweise    Luft       verdichtet    und mit wesentlich     höherer    Tempe  ratur     wieder    entsannt, so müssen die Spül-         geschwindigkeiten    während 'der untern Spül  periode abnehmen, während der obern zuneh  men, so dass sie bei der Verdünnungswelle  höher sind als bei der     Verdichtungswelle.     



  Unter Umständen erreicht man     diese    Än  derung -der Spülgeschwindigkeiten, ohne dass       besondere    Massnahmen dazu ergriffen werden  müssen. Man kann nachweisen, dass dies der  Fall ist, wenn im     Geschwindigkeitsdiagramm          Fig.    6 ,die Geschwindigkeiten c und w gleich  sind. Wenn nämlich ein leichtes Gas ein       schwereres        verdrängt,    so würde bei gleichblei  bender Geschwindigkeit die kinetische Ener  gie des Zelleninhaltes im     Verhältnis    der       Massen    abnehmen. Die freiwerdende Energie  dient zur Beschleunigung des Spülstromes.

    Man muss lediglich die Kanäle des     Gehäuses     so gestalten, dass der     Übergang    vom Zellen  rad möglichst verlustfrei wird. Sind c und w  verschieden, so muss die Geschwindigkeits  änderung durch äussere Mittel, Spülwider  stand und -druck, unterstützt werden. Die  Änderungen der Spülgeschwindigkeiten, die  aus     verschiedenen    Gründen nötig oder wün  schenswert sind,     überlagern    sich     und    können  sich unter Umständen gegenseitig aufheben.  



  Das beschriebene Zellenrad mit schrau  benförmigen Zellen braucht zu seinem An  trieb nur     eine    kleine Leistung zur     Überwin-          dung    der     Reibungsverluste,    sofern das Gas       stossfrei    eintritt. Lässt man das Gas mit einem  leichten Stoss in     Drehrichtung        eintreten,    so  kann auf einen gesonderten Antrieb verzich  tet werden. Man kann den Spülstrom im Zel  lenrad wesentlich stärker umlenken, als zum  blossen Antrieb des Zellenrades nötig ist.

    Wenn der Drall     des        Spülstromes    - das ist  das Produkt aus Umfangskomponente der       Stromgeschwindigkeit    und     Radius    - in  Drehrichtung vermehrt wird, arbeitet das  Zellenrad als Turboverdichter und muss von  der Welle     angetrieben    werden. Das Zellen  rad unterstützt oder ersetzt das Spülgebläse  und kann unter     Umständen        auch,das    Zusatz  gebläse i     (Fig.    2) überflüssig machen. Wenn  der Drall in Drehrichtung     vermindert    wird,  arbeitet das Zellenrad als Turbine.

   Die an der  Welle abgegebene     Leistung    geht auf     Rosten         der Spülenergie. Die Spülgeschwindigkeit  nimmt daher von     Anfang    bis Ende des Spül  abschnittes stark ab. Der     Einschleusdruck        P"     (Fix. 7) wird heruntergedrückt, es wird     weni-          5        ger    Gas verdichtet.

   Der     Ausschleusdruck        Pa          wird    erhöht, es wird mehr Gas     entspannt.          Fig.    8     zeigt    die Abwicklung     eines    Zellen  rades, das während den     Spülperioden    als  Verdichter arbeitet. Die Zahlen 1-17 haben       i    gleiche Bedeutung wie in     Fig.    3. Man be  merkt, dass die     mit    Schaufeln 18     versehenen     Kanäle des Gehäuses     eine    der     zunehmenden     Spülgeschwindigkeit angepasste, veränder  liche Richtung haben.

   Die Zellen nach     Fig.    8  haben eine veränderliche     Breite.    Durch ent  sprechende Wahl der     Zellenhöhe    erhält man  den meistens     erwünschten    gleichbleibenden  oder wenig veränderlichen Zellenquerschnitt       (vergl.        Fig.    12).  



  Die bisher beschriebenen     Druckaustau-          scher,    die als einstufige     Druckaustauscher    be  zeichnet werden können, arbeiten mit je zwei       Verdichtungs-    und Verdünnungswellen. Der  pro Druckwelle erreichbare     Drucksprung          bann    nicht     beliebig    erhöht werden.     Fig.    9  zeigt die Abwicklung eines     zweistufigen    Zel  lenrades, das mit vier     Verdichtungs-    und vier  Verdünnungswellen arbeitet.  



  1     isst    die     Abwicklung    des Zellenrades mit       D    schiefen Zellen 4, 2 und 3 sind das Gehäuse.  Die Spülung auf der     -untern        Druckstufe    geht  aus dem Raum 5 in den     Raum    7.

   Die erste  Druckwelle entsteht an der     gante    8, die das  Ende der     Zelle        plötzlich        abschliesst.    Die  zweite Welle entsteht an der     gante    20, bei  der die Zelle mit einem Raum 21 in Verbin  dung kommt, in dem ein Druck     zwischen    Un  ter- und Oberstufe herrscht.     Diesem    kann in  bekannter Weise Gas, das den Zellen im       Expansionsabschnitt        entnommen    worden     ist,     durch einen Kanal 22 zugeführt werden. Das       zugeführte    Gas kann auch einer andern  Quelle entstammen.

   Die Welle erreicht im  Punkt 23 das Zellenende, findet dort eine     ge-          ;        schlossene    Wand,     wird        reflektiert    und durch  schiesst als dritte Verdichtungswelle die     Zelle     von hinten nach     vorn.    Wenn die Welle vorn  ankommt, wird die Zelle durch die     Kante    24    geschlossen. Während der ganzen     Wanderzeit     der Welle auf dem     strichpunktierten    Zug       20-23-.24    strömt     Gas    aus 21 in die Zelle.

         Der    vierte Wellenzug nimmt, wie beim ein  stufigen Rad,     seinen    Ursprung an der       Kante    10.  



  Die Expansion spielt sich in ähnlicher  Reihenfolge ab:     Erste    Verdünnungswelle       14-15        arm    Ende der Spülung, zweite Ver  dünnungswelle 25-26 beim einseitigen Öff  nen der Zelle auf dem Zwischenraum 27, der  mit 21 in Verbindung stehen kann, Reflexion  der Welle am geschlossenen Zellenende bis 26  und Rückweg 26-28 als dritte Welle.     VTäh-          rend    die Welle auf 25-26-28 wandert,  strömt Gas     aus    der     Zelle    in den Raum 27  und hinüber nach 21.

   Die     vierte    Verdün  nungswelle 16-17     entsteht    bei der Einlei  tung des untern     Spülvorgano        s.     



  Die     Bildung    der Verdichtungswellen       20-2ä-24    und der entsprechenden     Verdiin-          nungswellen    25-26-28 kann mehrmals  wiederholt werden. Man erhält dadurch mehr  stufige     Druckaustauscher.    Man kann zum  Beispiel auch die Verdichtung     einstufig;    die       Entspannung        zweistufig    machen, vorzugs  weise wenn das     Expansionsgas    heisser ist als       das        Kompressionsgas.    Getrennte     Druckaus-          tauscher    können auch in Reihe geschaltet  werden.  



  Wärme wird durch     die    Zellenwände vom  heissen zum kalten Gas übertragen. Die Er  wärmung des kalten Gases     und    die Abküh  lung, des     heissen    Gases während der kurzen       Zeitspanne,    die vom     Einströmen    in die Zelle  bis zur Schliessung     zier    Zelle geht, ist schäd  lich. Der     Zelleninhalt    wird während dieser       Zeit    nicht gleichmässig     durchwärmt,    sondern  nur die in Wandnähe liegende Schicht.

   In  vielen Fällen, namentlich bei schiefen Zellen,       ist    die Fliehkraft auf     -die    Grenzschicht  grösser als auf den Gaskern. Die Grenzschicht       strömt    den Wänden entlang nach     aussen.    Man  kann im Spülabschnitt, wo kein Druckunter  schied zwischen benachbarten Zellen herrscht,       Aussparungen    und Kanäle im     Gehäuse    vor  sehen, die die abströmende     Grenzschicht    auf  nehmen und mit     Mischgas    abführen.           Fig.    10 stellt einen     Ausschnitt    aus einem       Druckaustauscher    dar.

   Die - Pfeile 30 kenn  zeichnen die     Grenzschichtströmung.    31 ist der  Kanal im Gehäuse, der zur Aufnahme der       ausgeschleuderten    Grenzschicht dient.  



  Der Läufer des     Druckaustauschers    kann  mit am Umfang offenen oder geschlossenen  Zellen     ausgeführt    werden.     Fig.    1     zeigt     offene,     Fig.    11 .dagegen geschlossene Zel  len. Die Zellenwände 4 sind an den Enden  abgebogen und zusammen verschweisst. Hohe  Zellen können durch eine     Zwischenwand    32  unterteilt     werden,    die einen     'Peil    der auf den  Zelleninhalt wirkenden     Fliehkräfte    trägt.

    Die Zwischenwand kann auch im     Gehäuse     eine Fortsetzung finden     und    erlaubt dort eine  Anpassung der     Strömung    an die verschiede  nen Umfangsgeschwindigkeiten der     innern     und äussern Zellenteile.     Fig,    12 zeigt     einen          Druckaustauscher,    dessen     Querschnitt    einem       Fliehkraftgebläse    ähnlich ist. Diese .Form  kann mit Vorteil angewendet werden, wenn  (las Zellenrad während der Spülung als  Turboverdichter arbeitet.  



  Aus der     Beschreibung    der Wirkungs  weise des     Druckaustauschers    geht hervor, dass  genau rechtzeitiges Öffnen der Zellenenden  durch die     Steuerkanten    von Wichtigkeit ist.  Es ist daher von Vorteil, die Steuerkanten  oder wenigstens einen Teil derselben einstell  bar zu machen.     In        Fig.    5 können beispiels  weise die Kanten 8 und 12 mit Hilfe der  Hebel<B>35</B> und<B>36</B> verschoben werden.     Ihre     Lage kann dadurch allfälligen     Änderungen     der Schallgeschwindigkeit infolge Tempera  turwechsels angepasst werden.

   Auch wenn der       Druckaustauscher    mit veränderlichem Druck,  veränderlichen Spül- und Umfangsgeschwin  digkeiten arbeitet, so zum Beispiel dass das       Verhältnis    Spül- zu Umfangsgeschwindigkeit  gleich bleibt, ist eine Verstellung, und zwar  Selbsttätig, während     des        Betriebes    erwünscht.  



  Da die Öffnungszeit der Zellenenden  durch die Steuerkanten eine     gewisse,    wenn  auch kleine Zeit erfordert, so entstehen Druck  wellen mit     abgeflachter    Front. Der erste       Druchimpuls,    der beim Öffnen der Zelle ent  steht, - wandert einen gewissen Weg in die    Zelle, bis der     Zelleneingang    vollkommen frei  gegeben ist und das Gas     ungehindert    nach  strömen kann. Man muss dafür sorgen, dass  dieser Weg im Verhältnis zur Zellenlänge  nicht     allzugross    ist, etwa durch     geeignete     Wahl der     Zellenteilung,    der Umfangs  geschwindigkeit und des Schrägwinkels der  Zellen.

   Anderseits muss bei der Wahl dieser  Grössen     auf    die     Strömungsverluste    und auf  den Wärmeübergang Rücksicht genommen  werden. Es ist vorteilhaft, die Steuerkanten  leicht abzurunden, um die Strömungsverluste  während der     Öffnungs-    und Schliesszeit zu       verringern.    Endlich gibt es Fälle, wo zur An  passung an     verschiedene        Betriebsbedingun-          gen    veränderliche Strömungswinkel nötig  sind, die man in bekannter Weise durch dreh  bare     Lauf-    oder     Leitschaufeln    erzeugen kann.



      Pressure exchange. Under a pressure exchanger is a machine to understand that a gas, z. B. air, absorbs at a lower pressure level, compresses and releases at a higher pressure level and at the same time a gas, z.

   B. This same gas, in a different state and in a different amount, expanded from the upper pressure level to the lower one. Pressure exchangers are used for oil machines. Heat pumps, gas turbines, charging groups for heat engines, chemical processes, pressure-fired steam boilers, etc.

   It is known to solve this dual task with cells wheels, the operation of Fig. 1, 2 and 3 is evident.



       Fig. 1 and 2 represent a schematic cross BEZW. Longitudinal section through a cell wheel of known design. A is the wheel, b are the cell walls, c the housing. Air is from, the suction channel d z. B. promoted by a fan e in the cell f. The cell f comes into position g in the course of the rotation and empties into the pressure space h. It is assumed that the cell wheel works as a heat pump.

   The compressed air is supplemented in a known manner by the air compressed in the fan i, cooled in a heat exchanger k and then fed back to the cellular wheel by the fan l at <I> m </I>, relaxed therein and ejected at n.



       At the moment when the compression cell opens against the pressure chamber, gas flows suddenly into the cell. When the expansion cell is opened into the lower pressure chamber, gas flows out abruptly.



  Various means are known to avoid this shock loss, e.g. B. eccentric mounting of the rotor with sliding cells walls, lines for gradual off equal to the pressure in the gompression and expansion cells u. a. m. The consequence of these measures is probably an improvement in efficiency. The performance of the machines built in this way is extremely limited either by mechanical stress or by flow losses in compensating lines, etc.

   One is forced to be content with moderate circumferential speeds and flow speeds.



  With the help of the compression by over pressure waves and the relaxation by Ver thinning waves that shoot through the cells, it is known to produce machines both better efficiency and higher performance.



       Fig. 3 shows a development of the cell wheel circumference of a known embodiment. 1-1 is the developed wheel, 2-2 and 3-3 the development of a cylindrical section through the housing on both sides of the wheel. The radial cell walls appear here as straight lines 4. The rotation of the wheel corresponds to a shift of the developed circumference from left to right.

   From the suction chamber 5, the compression gas flows into the cells 6 and ver pushes the cell contents herrüh from the expansion to room 7. As soon as the fresh gas fills the cell contents, the end of the cell through a control edge 8 in the housing is due to the rotation of the wheel Closed for 3 s. 'The cell contents are still in motion at the moment of closing. The sudden closure at the end of the cell creates a pressure wave,

       the height of which depends on the speed and which the D cell shoots through from the outlet to the inlet end. Since the cell is in motion, the wave front describes the dash-dotted move 8-9.



  When the entire cell content has built up, that is, at the moment when the wave front reaches the front end of the cell, this is closed by the control edge 9, whereby the compressed gas is locked in and introduced.



  The cell moves further to the right. Its front end opens at 10 towards the space 11, in which the expansion gas is under higher pressure than the contents of the incoming cell. As a result, a pressure wave recently shot through the cell at approximately the speed of sound, this time from front to back along train 10-12.

   At the moment when this pressure wave reaches the rear end of the cell, this is connected to the pressure chamber 13 by the control edge 12. Behind the pressure wave, the gas started moving at a speed that depends on the pressure jump. This flow velocity has to be differentiated from the visual velocity or the velocity of the wave front. It is generally much lower.



  The cell is now open on both sides and its contents are in motion. The compressed gas empties into space 13 and the gas to be ent exciting flows in from space 11, with correct inflow and outflow conditions in the housing.



  As soon as the gas to be relaxed has flown in enough, the front end of the cell is closed by the gante 14. As a result, the after-flow of gas is suddenly cut off, and a dilution wave is created that shoots through the cell along 14-15. When the wave of dilution arrives at the opposite end of the cell, the cell is closed by the gante 15.

   The entire cell contents have come to rest and are at a lower pressure than the upper pressure level. The cell moves on, its rear end opens towards the exhaust chamber 7. This creates a new wave of dilution, which sets the cell contents in motion again. The flushing on the lower stage is thus initiated. The cell cycle described above is closed and begins anew.

   The wandering compression and dilution waves cause an exchange between pressure energy and kinetic energy of the flushing movement.



       Fig. 4 shows the relationship between the pressure ratio before and after the shaft and the flushing speed. The abscissa A is d: e speed, in relation to the speed of sound (Mach's see number), the ordinate B shows the pressure ratio: the greater the pressure ratio, the greater the flushing speed must be.

   From a fade with axial cells, the gas emerges at a speed whose axial component is equal to the flushing speed and whose tangential component is equal to the peripheral speed of the wheel. At higher speeds, there is a considerable amount of energy in the escaping gases, which can only be converted in a profitable way using suitable diffusers.



  The efficiency of the known cell wheels becomes worse with increasing pressure and prohibits their use for various purposes. The present invention avoids this disadvantage in that the cells are arranged obliquely to the axial planes of the wheel, so that the speed of the gas during purging with respect to the wheel receives a circumferential component that reduces the absolute exit speed ver.

     In the following, exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing.



       FIG. 5 shows the development through a pressure exchanger with, for example, a screw pinion. The reference numerals 1 to 17 have the same meaning as in FIG. 3.



  The advantages of this arrangement emerge from FIGS. 6a and 6b. These show the speed triangles for straight cells according to the previous design and screw-shaped cells according to the invention. w is the flow velocity -relative to the cell during flushing. This speed is decisive for the pressure ratio. zc represents the peripheral speed of the bucket wheel .dar. Relative and circumferential speed are combined to form the absolute speed e.

   This is the speed at which the gas from the housing into the wheel and from the wheel into the housing or. overflows the diffuser. You can see that in Fix. 6a the speed e is significantly greater than w, so it generates large losses; in FIG. 6b, however, c is even smaller than w and the loss is correspondingly smaller.

           In previous wheels with axial cells, the centrifugal forces acting on the gases from the outside also result in positive pressures towards the inside. If there is a difference in density between the displacing and the displaced gas, the above-mentioned overpressure is greater in heavier gases than in lighter ones.

       s This disturbs the equilibrium at the contact front and the gases mix. In the case of greater differences in density, this mixing can occur to such an extent that the functioning of the exchanger is considerably impaired.



  If, on the other hand, the cells are arranged according to the invention, the circumferential component of the absolute speed is reduced or even completely suppressed, with the disruptive centrifugal forces also disappearing partially or entirely.



       Fig. 7 shows in a schematic way the course of the pressure and the flow rate in the middle of a cell during one revolution. I is .the flushing section on: the lower pressure stage with pressure P1 and speed w,.; Il is the compression section with the pressure Pe and the speed w = o;

       III is the flushing section on the upper pressure stage with pressure P = and speed w,; <I> IV </I> is the relaxation section with pressure P "and speed w = o.



  The speed of the flushing flow set in motion by a pressure wave remains during the entire flushing time if it is ensured that the resistances of the flushing circuit both inside and outside: the DTuck exchanger, e.g. B. by a fan to be wounded.

   Instead, you can let the speed decrease during the flushing time. This releases energy in order to overcome the resistance of the flushing circuit. The purging fan is relieved, depending on the resistance, it can be left out in one or both purging circuits or even let (let gas do useful work.

   The corresponding course of the pressures and speeds is indicated by dashed lines in FIG.



  Conversely, a flushing fan can be used to generate a higher pressure than is necessary to overcome the resistances. Since the flushing flow is accelerated in a cell between the beginning and end of the flushing section. The compression wave at the end of the lower flushing period is increased and the gas is introduced under higher pressure.

   Likewise, the gas is discharged under lower pressure at the end of the upper flushing period. So more gas is compressed and less gas is released. Therefore, for example, the additional fan used in a heat pump does not have to deliver as much and can possibly stay away at all. The work to be delivered by the auxiliary fan is transferred to the flushing fan.



  The flushing speeds on the lower and upper stages do not need to be the same. Within certain limits it is harmless if unequal pressure jumps arise as a result of unequal speeds. The flushing speeds and thus the flushing volumes can be regulated by changing the flow resistances in the flushing circuits or by changing the pressures generated by the flushing fans. Mostly it is enough to provide a fan in one of the flushing circuits, for. B. in the flushing circuit with the higher resistance ..



  If the gas to be expanded has a significantly different density than the compressed gas (e.g. if the same gas is expanded at a different temperature), the purging speeds at the beginning and at the end of the purging sections must be different in relation to the speed of sound be chosen, because the pressure jumps of the pressure waves depend on the ratio of the flushing speed to the speed of sound (Mach number), \ as shown in Fig. 4; and the total pressure jumps on the compression and expansion sides must be the same.

   For example, if air is compressed and discharged again at a significantly higher temperature, the flushing speeds must decrease during the lower flushing period, while increasing during the upper flushing period, so that they are higher with the dilution wave than with the compression wave.



  Under certain circumstances, this change in flushing speeds can be achieved without special measures having to be taken. It can be shown that this is the case when the speeds c and w are the same in the speed diagram in FIG. 6. If a light gas displaces a heavier gas, the kinetic energy of the cell content would decrease in proportion to the masses at the same speed. The energy released serves to accelerate the flushing flow.

    You just have to design the channels of the housing so that the transition from the cell wheel is as loss-free as possible. If c and w are different, the change in speed must be supported by external means, flushing resistance and pressure. The changes in the flushing speeds, which are necessary or desirable for various reasons, overlap and may cancel each other out.



  The described cellular wheel with screw-shaped cells only needs a small amount of power to drive it to overcome the friction losses, provided that the gas enters smoothly. If the gas is allowed to enter with a slight push in the direction of rotation, a separate drive can be dispensed with. You can deflect the flushing flow in the Zel lenrad much more than is necessary to drive the cellular wheel.

    When the swirl of the flushing flow - that is the product of the circumferential component of the flow speed and the radius - is increased in the direction of rotation, the cellular wheel works as a turbo compressor and must be driven by the shaft. The cell wheel supports or replaces the flushing fan and may also make the additional fan i (Fig. 2) superfluous. If the swirl is reduced in the direction of rotation, the cell wheel works as a turbine.

   The power delivered to the shaft is due to the rusting of the flushing energy. The flushing speed therefore decreases sharply from the beginning to the end of the flushing section. The inlet pressure P "(Fix. 7) is pressed down, less gas is 5 compressed.

   The discharge pressure Pa is increased, more gas is expanded. Fig. 8 shows the development of a cellular wheel that works as a compressor during the flushing periods. The numbers 1-17 have the same meaning as in FIG. 3. It is noted that the channels of the housing, which are provided with blades 18, have a variable direction that is adapted to the increasing flushing speed.

   The cells of Fig. 8 have a variable width. By appropriate choice of the cell height one obtains the mostly desired constant or little changeable cell cross-section (see FIG. 12).



  The pressure exchangers described so far, which can be referred to as single-stage pressure exchangers, each work with two compression and dilution shafts. The pressure jump that can be achieved per pressure wave cannot be increased at will. Fig. 9 shows the development of a two-stage Zel lenrades that works with four compression and four dilution shafts.



  1 eats the development of the cell wheel with D crooked cells 4, 2 and 3 are the housing. The flush at the lower pressure level goes from room 5 to room 7.

   The first pressure wave occurs at the gante 8, which suddenly closes the end of the cell. The second wave arises at the gante 20, in which the cell comes into contact with a space 21 in which there is pressure between lower and upper grades. Gas which has been removed from the cells in the expansion section can be fed to this through a channel 22 in a known manner. The gas supplied can also come from another source.

   The wave reaches the end of the cell at point 23, where it finds one; closed wall, is reflected and the cell shoots through as a third compression wave from back to front. When the wave arrives in front, the cell is closed by the edge 24. During the entire travel time of the wave on the dash-dotted train 20-23-.24 gas flows from 21 into the cell.

         The fourth wave train has its origin at the edge 10, as with a stepped wheel.



  The expansion takes place in a similar sequence: First dilution wave 14-15 poor end of the flush, second Ver thinning wave 25-26 when opening the cell on one side on the gap 27, which can be connected to 21, reflection of the wave at the closed end of the cell to 26 and return 26-28 as the third wave. As the wave travels on 25-26-28, gas flows out of the cell into space 27 and over to 21.

   The fourth wave of dilution 16-17 arises when the lower flushing process is initiated.



  The formation of the compression waves 20-2a-24 and the corresponding thinning waves 25-26-28 can be repeated several times. This gives more stage pressure exchangers. For example, you can also do the compression in one stage; make the relaxation in two stages, preferably when the expansion gas is hotter than the compression gas. Separate pressure exchangers can also be connected in series.



  Heat is transferred through the cell walls from the hot to the cold gas. The warming of the cold gas and the cooling of the hot gas during the short period of time that goes from flowing into the cell to closing the decorative cell is harmful. The cell contents are not heated evenly during this time, but only the layer near the wall.

   In many cases, especially with crooked cells, the centrifugal force on the boundary layer is greater than on the gas core. The boundary layer flows outwards along the walls. In the flushing section, where there is no difference in pressure between adjacent cells, recesses and channels in the housing can be seen that take the outflowing boundary layer and discharge it with mixed gas. Fig. 10 shows a section from a pressure exchanger.

   The - arrows 30 indicate the boundary layer flow. 31 is the channel in the housing that serves to accommodate the ejected boundary layer.



  The rotor of the pressure exchanger can be designed with open or closed cells on the circumference. Fig. 1 shows open cells, while Fig. 11 shows closed cells. The cell walls 4 are bent at the ends and welded together. High cells can be subdivided by a partition 32 which carries a bearing of the centrifugal forces acting on the cell contents.

    The partition can also be continued in the housing, where it allows the flow to be adapted to the various peripheral speeds of the inner and outer cell parts. Fig. 12 shows a pressure exchanger whose cross section is similar to a centrifugal fan. This form can be used to advantage if the rotary valve works as a turbo compressor during flushing.



  From the description of the way in which the pressure exchanger works, it can be seen that opening the cell ends in good time by the control edges is important. It is therefore advantageous to make the control edges or at least part of the same adjustable bar. In Fig. 5, for example, the edges 8 and 12 can be moved with the help of the levers <B> 35 </B> and <B> 36 </B>. Their position can be adapted to any changes in the speed of sound as a result of temperature changes.

   Even if the pressure exchanger works with variable pressure, variable flushing and circumferential speeds, so, for example, that the ratio of flushing to circumferential speed remains the same, an adjustment, namely automatic, is desirable during operation.



  Since the opening time of the cell ends requires a certain, albeit small, time due to the control edges, pressure waves with a flattened front arise. The first impulse that occurs when the cell is opened - travels a certain distance into the cell until the cell entrance is completely free and the gas can flow unhindered. It must be ensured that this path is not too long in relation to the cell length, for example by choosing a suitable cell division, the circumferential speed and the inclined angle of the cells.

   On the other hand, when choosing these parameters, the flow losses and the heat transfer must be taken into account. It is advantageous to slightly round the control edges in order to reduce the flow losses during the opening and closing times. Finally there are cases where, in order to adapt to different operating conditions, variable flow angles are necessary, which can be generated in a known manner by rotating blades or guide blades.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Druckaustauscher mit einem Zellenrad, dessen Zellen im Verlauf 'der Drehung ein Gas aus einer untern Druckstufe aufnehmen, durch die Wirkung von Verdichtungswellen verdichten und auf eine obere Druckstufe fördern, und ein Gas in verändertem Zustand und anderer Menge von der obern auf die untere Druckstufe durch : Claim: Pressure exchanger with a cellular wheel, the cells of which in the course of rotation take up a gas from a lower pressure stage, compress it by the action of compression waves and convey it to an upper pressure stage, and a gas in a different state and in a different quantity from the upper to the lower Pressure stage through: die Wirkung von Verdünnungswellen entspannen, wobei auf beiden Druckstufen je ein Spülabschnitt ein geschaltet ist, in dem das eine Gas das andere verdrängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen schief zu den Agialebenen des Rades angeordnet sind, so dass die Geschwindigkeit des Gases während der Spülung gegenüber dem Rad eine Umfangskomponente erhält, die die absolute Austrittsgeschwindigkeit ver kleinert. UNTERANSPRÜCHE: 1. Druckaustauschernach Patentanspruch,. dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Zellen schraubenförmig zur Achse des Rades verlaufen. relax the effect of dilution waves, whereby a purging section is switched on at both pressure levels, in which one gas displaces the other, characterized in that the cells are arranged at an angle to the agial planes of the wheel, so that the speed of the gas during purging compared to the wheel receives a peripheral component that reduces the absolute exit speed ver. SUBCLAIMS: 1. Pressure exchangers according to claim. characterized in that the axes of the cells are helical to the axis of the wheel. 2. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwin digkeit des durch eine Druckwelle in Bewe- gung gesetzten Spülstromes im Verlaufe des Spülabschnities vermindert wird und dass die freiwerdende Energie zur Überwindung von Widerständen im Spülstromkreis, somit min destens zur teilweisen Entlastung des Spül ventilators herangezogen wird. 2. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the speed of the flushing flow set in motion by a pressure wave is reduced in the course of the flushing section and that the energy released to overcome resistances in the flushing circuit, thus at least for partial relief of the flushing fan is used. 3. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwin digkeit des durch eine Druckwelle in Bewe gung gesetzten Spülstromes im Verlaufe des Spülvorganges dadurch vermehrt wird, da.ss ein Spülgebläse mehr Druck erzeugt, als für die Überwindung der Widerstände bei gleich bleibender Geschwindigkeit nötig wäre, um die Menge des verdichteten Gases zu erhöhen und,die Menge des entspannten Gases herab zusetzen. 3. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the speed of the flushing flow set in motion by a pressure wave is increased in the course of the flushing process, da.ss a flushing fan generates more pressure than necessary to overcome the resistance at a constant speed would be to increase the amount of compressed gas and to decrease the amount of expanded gas. 4. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülge schwindigkeiten auf beiden Druckstufen durch Veränderung der Strömungswider stände eingestellt werden können. 5. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülge schwindigkeiten auf beiden Druckstufen durch Veränderung des Druckes, den die Spülventilatoren erzeugen, eingestellt wer den können. 4. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the rinsing speeds can be set at both pressure levels by changing the flow resistances. 5. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the rinsing speeds on both pressure levels by changing the pressure that the rinsing fans generate, who can set the. 6. Druckaustauscher nach Patentanspruch, bei dem das verdichtete Gas eine andere Dichte hat als das entspannte, dadurch ge kennzeichnet, dass die Spülgeschwindigkeit durch eine Zelle während der Spülperiode ungefähr im Verhältnis der SchallgescUwin- digkeiten der zwei Gase sich verändert. 7. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenrad durch den Spülstrom angetrieben wird. 6. Pressure exchanger according to claim, in which the compressed gas has a different density than the relaxed one, characterized in that the purging speed through a cell changes approximately in the ratio of the sound speeds of the two gases during the purging period. 7. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the cellular wheel is driven by the flushing flow. B. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenrad durch den Spülstrom angetrieben wird, indem dieser mit Stoss in Drehrichtung in das Rad einmündet. 9. Druckaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenrad durch den Spülstrom angetrieben wird, indem die Zellenwände abgebogen sind. B. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the cellular wheel is driven by the flushing flow in that it opens into the wheel with a shock in the direction of rotation. 9. Pressure exchanger according to claim, characterized in that the cell wheel is driven by the flushing flow in that the cell walls are bent. 10. Druckaustauscher nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zel len dermassen abgebogen sind, dass der Drall des Spülstromes am Austritt der Zelle in Drehrichtung grösser ist als am Eintritt, so dass das Zellenrad während der Spülung als Turboverdichter arbeitet, der von einer 11Ia- schinenwelIe aus angetrieben werden muss und der das Spülgebläse mindestens unter stützt. 10. Pressure exchanger according to patent claim, characterized in that the cells are bent in such a way that the swirl of the flushing flow at the outlet of the cell in the direction of rotation is greater than at the inlet, so that the cellular wheel works as a turbo compressor during flushing, which is powered by a 11Ia - The machine shaft must be driven off and that at least supports the cleaning fan. 11. Druckaustauscher nach Patentan spruch und Unteranspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Turboverdichter mehr Druck erzeugt, als für die Überwindung der Widerstände bei gleichbleibender Geschwin digkeit nötig wäre, um die Menge des ver dichteten Gases zu erhöhen und die blende des entspannten Gases herabzusetzen. 12. 11. Pressure exchanger according to patent claim and dependent claim 10, characterized in that the turbo compressor generates more pressure than would be necessary to overcome the resistances at constant speed in order to increase the amount of compressed gas and the aperture of the relaxed gas belittle. 12. Druckaustauscher nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zel len dermassen abgebogen sind, dass der Drall des Spülstromes am Austritt der Zelle in Drehrichtung kleiner ist als am Eintritt, so dass das Rad während der Spülung als Tur bine arbeitet, die an eine Maschinenwelle Lei- stung abgibt, Pressure exchanger according to patent claim, characterized in that the cells are bent in such a way that the swirl of the flushing flow at the outlet of the cell in the direction of rotation is smaller than at the inlet, so that the wheel works as a turbine during flushing, which is connected to a machine shaft Lei - delivers stung, wobei die Spülgeschwindigkeit von Anfang bis Ende des Spülabschnittes ab nimmt und das Zellenrad im Verhältnis zum entspannten Gas weniger Gas verdichtet als ein leistungsloses Zellenrad. 13. Druckaustauscher nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spülabschnitten Wege im Gehäuse vorge sehen sind, welche die von den Zellenwänden ausg,schleuderte Grenzschicht des Gases auf saugen und mit dem Spülstrom abführen. the purging speed decreases from the beginning to the end of the purging section and the cell wheel compresses less gas in relation to the expanded gas than a powerless cell wheel. 13. Pressure exchanger according to patent claim, characterized in that paths in the housing are easily seen in the rinsing sections, which suck the boundary layer of the gas thrown from the cell walls and remove it with the rinsing flow.
CH225426D 1940-12-07 1940-12-07 Pressure exchanger. CH225426A (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1063857B (en) * 1955-08-24 1959-08-20 Dudley Brian Spalding Thermal power plant
DE1073801B (en) * 1960-01-21
US4796595A (en) * 1986-02-28 1989-01-10 Bbc Brown, Boveri Ltd. Free-running pressure wave supercharger driven by gas forces
US7610762B2 (en) 2005-11-09 2009-11-03 Onera High efficiency thermal engine
USRE45396E1 (en) 2004-11-12 2015-03-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Wave rotor apparatus
US9856791B2 (en) 2011-02-25 2018-01-02 Board Of Trustees Of Michigan State University Wave disc engine apparatus

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