DE1049401B - Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zcllenringsystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES

KL.

INTERNAT. KLl F 2?

PATENTAMT

S48089Ia/17a

ASMEIDETAG: 2 3. M Ä R Z 19 5 6

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 29. JANUAR 19 5 9

Die Erfindung betrifft ZelLenrad-Druckaustauscher in Verbindung mit Wärmepumpenanordnungen.

Zellenrad-Druckaustauscher sind zumindest in Form theoretischer Vorschläge bereits seit vielen Jahren bekannt. Auch Anordnungen zur Durchführung eines Wärmepumpenkreisprozesses, bei welchen Zellenrad-Druckaustauscher verwendet werden, sind bereits vorgeschlagen und darüber hinaus auch schon gewerblich verwertet worden. Weiterhin existiert eine Beschreibung eines Zellenrad -Druckaustauscher, gemäß welcher der Druckaustauscher nach dem Druckwellenprinzip bzw. Stoßwellenprinzip, d.h.-als dynamischer Druckaustauscher betrieben wird und in welcher behauptet wird, daß der Druckaustauscher als Wärmepumpe arbeite. Bei der Wärmepumpenanordnung gemäß der genannten Beschreibung muß jedoch Wellenleistung aufgewendet werden, damit der Druckaustauscher als Wärmepumpe arbeite» kann. Dies bedingt folglich, daß eine besondere Antriebsmaschine vorgesehen sein muß.

Die Erfindung bringt gegenüber diesen bekannten Anordnungen einen erheblichen technischen . Fortschritt, indem sie die Schaffung einer hinsichtlich ihres! Aufbaues wesentlich einfacheren Wärmepumpenanordnung gestattet, bei welcher die gemäß den früheren Vorschlägen und bis'her bekannten Anlagen erforderliche Antriebsmaschine, beispielsweise also ein Elektromotor, sowie der außerdem erforderliche Verdichter durch einen Druckaustauscher ersetzt sind. Durch die praktische Anwendung der Erfindung wird also die Zahl der beweglichen Teile einer solchen Anlage wesentlich vermindert, was zur Folge hat, daß sowohl die Betriebs- als auch die Wartungskosten einer derartigen Anlage gegenüber den entsprechen¹-den Kosten bekannter Anlagen wesentlich niedriger sind.

Die Erfindung beinhaltet nach ihrem Grundgedanken eine Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Wärmequelle von niedriger Temperatur außerhalb des Zellenringsystems. mit einer Wärmeabführungsvorrichtung verbunden ist, wobei diese Wärmequelle und diese Wärmeabführungs\rorrichtung mit Bezug auf das Zellenringsystem an am Ringumfang voneinander entfernt, gelegenen Stationen angeordnet sind und wobei an einer zwischen diesen beiden Stationen gelegenen· Stelle eine Wärmezuführungsvorrichtung angeordnet ist, die dazu dient, den Wärmeinhalt eines in den Zellen des Zellenringsystems befindlichen Kühlmediums in dieser Zone derart zu erhöhen,, daß die für die Ausführung der Wärmepumpenfunktion der Anordnung benötigte Energie aus der Wärmeenergieerhöhung des Kühlmediums gewonnen wird. - ■ .

Wärmepumpenanordnung
mit Druckaustaus ctier-Zellenringsystem

Anmelder:
Dudley Brian Spalding, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R, Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:
'. Großbritannien vom 24. März 1955

Dudley Brian Spalding, London,
ist als Erfinder genannt worden

Das Kühlmedium kann dabei einen wiederholten Kreislauf ausführen; wahlweise kann das Medium kontinuierlich ersetzt werden. Während des Betriebes kann das Medium seine' Phase ändern oder wahlweise dauernd gasförmig bleiben.

Die Wärmezufuhr kann auch durch einen zweiten Strom eines Mediums innerhalb der Apparatur erfolgen. :

Das Kühlmedium kann in den Zellen verdichtet, denselben entnommen und gekühlt werden. Anschließend kann es den Zellen wieder zugeführt werden, und zwar entweder direkt oder nach DurChströmen einer Drosselvorrichtung sowie einer Vorrichtung, in welcher das Medium Wärme aufnimmt. Die Verdichtung des Mediums in den Zellen kann beispielsweise von dem Umlauf des Mediums in einem geschlossenen System, zu welchem eine Heizvorrichtung gehört, oder von der Zufuhr von Hochdruckdampf zu den Zellen herrühren. Es kann ein weiterer Kreislauf für den Umlauf eines Mediums vorgesehen werden, wobei dieser Kreislauf an den. Zellenring angeschlossen ist und eine Kühlvorrichtung für das Medium enthält. Zu· den Kühlvorrichtungen, durchweiche das abgeführte und verdichtete Kühlmedium geleitet wird, kann eine Destillierblase oder eine Trockenkammer gehören.

Zweckmäßigerweise kann dem System eine Ejektorvorrichtung verliehen werden, um den Durchfluß des Mediums durch die Apparatur zu unterstützen.

Lediglich als Beispiele dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt: .'-■■■-..

■ ■ - 809 747/105

Fig. 1 zeigt schematisch eine Abwicklung einer Apparatur mit geschlossenem Kreislauf mit eingebautem Druckaustauscher; die Anlage kann als thermisch wirkende Wärmepumpe betrieben werden;

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 unter Einbau eines, zusätzlichen Kü'hlkreislaufs; in

Fig. 3 ist der zusätzliche Kühlkreislauf anders angeordnet; in

Fig. 4 wurde die Apparatur wiederum geändert, und zwar in der Anordnung des Heizkreislaufes sowie durch die Einführung von Übergangskanälen;

Fig. 5 ist eine ausführlichere Darstellung der Apparatur, im allgemeinen ähnlich derjenigen der Fig. 4, jedoch bei Zufuhr der Wärme zu einem zweiten Strom eines Mediums innerhalb der Apparatur;

Fig. 6 bis 9 zeigen, wie in das System eine Ejektorvorrichtung eingebaut werden kann, um die Ableitung von Niederdruckdampf aus dem Verdampfer der Apparatur nach den Fig. 1 bis 5 zu unterstützen;

Fig. 10 zeigt eine Druckaustauscherwärmepumpe, bei welcher atmosphärische Luft in die Zellen eines Druckaustauschers eintritt und die Verdichtung mittels eines von einer Quelle außerhalb der Apparatur kommenden Arbeitsmediums erfolgt;

Fig. 11 zeigt, wie ein anderer Druckaustauscher als die außerhalb liegende Quelle des Arbeitsmediums für die Wärmepumpe nach Fig. 10 angeordnet werden kann; in

Fig. 12 sind die beiden Druckaustauscher, welche für die Anordnung nach den Fig. 10 und 11 erforderlich sind, miteinander kombiniert, um eine gedrungene Einrotoranordnung zu erhalten; in

Fig. 13, welche eine andere Ausführungsform mit Luft als Kühlmedium zeigt, ist die Teilung zwischen den verschiedenen Strömen der Medien innerhalb der .Druckaustauscherzellen erläutert;

Fig. 14 zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung autf eine Trockenanlage, wobei die im Wärmepumpenkreislauf umlauf ende Luft durch eine Trockenkammer strömt, in welcher sie Feuchtigkeit aufnimmt und dabei eine niedrigere Temperatur annimmt;

Fig. 15 zeigt eine vereinfachte Trockenapparatur, bei welcher dem Läufer des Druckaustauschers Wasserdampf zugeführt wird, um die von der Trockenkammer herkommende feuchte Luft zu verdichten;

Fig. 16 erläutert, wie die vorliegende Erfindung bei einem Destillationsverfahren Verwendung finden kann, nämlich bei der Abtrennung von Wasser aus einer Sole durch die Zufuhr von Wasserdampf zu einem Druckaustauscher, an welchem auch das Destillationsgefäß angeschlossen ist;

Fig. 17 ist eine schematische Darstellung einer anderen Anordnung für Destillation, wobei die Wasserdampfzufuhr durch indirekte Heizung ersetzt ist.

In der Fig. 1 ist das Zellenrad 10' eines Druckausta.usc.hers mit dem Zellen 11 abgewickelt dargestellt; es dreht sich gegenüber dem festen Kanalsystem in Richtung des Pfeiles 12. Das Kanalsystem umfaßt die beiden Kreisläufe 13 und 14. Von den Zellen aus tritt in jeden dieser Kreisläufe ein Kühlmedium ein, und jeder derselben gibt praktisch die gleiche Durchflußmenge an Fluidum, welche er von den Zellen aufgenommen hat, an dieselben wieder ab. Wie man sieht, ist die Apparatur für das Kühlfluidum so angeordnet, daß ein geschlossener Kreislauf zustande kommt. Es handelt sich dabei um ein Verfahren der Dampfverdichtung mit Difluordichlormethan (Freon) als dem bevorzugten Fluidum.

Es sei angenommen, eine Zelle in der Stellung 15 nähere sich der Ausmündung 16 des Kreislaufs 13. Der Dampf in der Zelle hat einen niedrigeren Druck als der durch die Ausmündung 16 eintretende, so daß eine Druckwelle durch die Zelle strömt und am entgegengesetzten Ende derselben zurückgeworfen wird. Die Drehzahl und die lichte Weite der Ausmündung werden so aufeinander abgestimmt, daß während des Vorbeigangs der Zelle an der Ausmündung die Druckwelle

ίο durch die Zelle hindurch und wieder zurück strömen kann.

Die in die Stellung 17 wandernde Zelle hat nunmehr einen höheren Dampfdruck als vor Erreichen der Ausmündung 16 und ebenso einen höheren Druck als derjenige in dem Kanal 13 unmittelbar ■ stromaufwärts von der Ausmündung 16.

Die sich weiterbewegende Zelle trifft nacheinander auf die Öffnungen 18 und 19. Aus der ersteren wird erhitzter Dampf von noch höherem Druck aufgenommen, und durch die Öffnung 19 strömt wenigstens etwas von dem Dampfgehalt der Zelle in den geschlossenen Kreislauf 14. In diesen Kreislauf ist eine Vorrichtung für indirekte Wärmeaufnahme 20' eingebaut. Da es sich um. einen geschlossenen Kreislauf handelt, erhält man einen Heizeffekt bei konstantem Volumen, soweit es sich um den Inhalt jeder Zelle handelt, sowie ein DruckveAältnis., welches im wesentlichen verhältnisgleich ist zu dem Verhältnis der absoluten Temperaturen.

Die weitere Fortbewegung der Zelle über die Stellung 21 hinaus bringt dieselbe in Verbindung mit der Einmündung 22 zu dem Kreislauf 13. Durch die öffnung hindurch findet eine weitere Expansion statt, und der Zelleninhalt nimmt damit wieder den Zustand an, den er ursprünglich stromaufwärts von der Ausmündung 16 hatte.

Der Dampf strömt in den Kanal 13 ein und trifft auf einen Wärmefall 23, in welchem eine Kondensation stattfindet. Eine weitere Abkühlung erfolgt nach dem Durchgang durch die Drossel 24, da Dampf entwickelt wird, und dann wird wiederum Wärme aus der Wärmequelle niederer Temperatur 25 aufgenommen. Von dort strömt der Dampf zu der Ausmündung 16 in das Zellenrad, und der Kreislauf beginnt von neuem.

Man wird bemerken, daß der Betriebskreislauf der übliche ist, jedoch ist die Fähigkeit eines Druckaustauschers, eine Verdichtung zu bewirken, in vorteilhafter Weise ausgenutzt worden. Die Hauptquelle 20 für die Wärmezufuhr führt die notwendige Energie in den Kreislauf ein. Das sich drehende Zellenrad ist von einfacher Bauart und kann durch eine geeignete Konstruktion der Kanäle und der Zellen so angeordnet werden, daß es sich im normalen Betriebe von selbst dreht. Es befindet sich vorzugsweise in einem dichten Gehäuse, so daß jeder Austritt von Fluidum zwischen festem und rotierendem Teil o'hne Bedeutung bleibt und das Fluidum wieder in den Kreislauf eingeführt werden kann, .

Der oben beschriebene Apparat könnte wohl eine Umlaufpumpe benötigen, um den Betrieb in Gang zu setzen. Sobald sich aber einmal das Zellenrad ΙΟ¹ mit der durch die Konstruktion vorgesehenen Drehzahl dreht und der Umlauf des Fluidums stattfindet, müßte der Betrieb in zufriedenstellender Weise weitergehen, wobei die Stoß- und Expansionswellen an den Mündungen 16 bzw. 22 ganz besonders ihren vollen Anteil zu dem Fortgang des Kreislaufs beitragen. Aber auch so kann es sich bei diesem einfachen Apparat als schwierig erweisen, einen großen Temperaturbereich

zu bekommen, weil der Zellendruck nach dem Auspuff in den Kondensator 23 nicht leicht noch niedriger gemacht werden kann als etwa die Hälfte des im Kon-. deiTsator herrschenden Drucks.

Eine Verbesserung kann erreicht werden durch Hintzufügen einer Kü'hlstufe, nachdem das Fluidum eine Zelle verlassen hat, um dem Kondensator 23 zuzuströ»- men. Diese abgeänderte Anordnung ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Temperatur des in einer Zelle zurückgelassenen, die Einmündung 22 verlassenden und vorwärts strömenden Dampfes muß über der Kondensatortemperatur liegen, so daß der Druck unter den Kondensatordruck gesenkt werden kanu. Das heißt also, der restliche Dampf muß überhitzt werden. Die Kühlstufe nach Fig. 2 besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, welcher Fluidum aus dem Zellenrad entnimmt, durch einen Kühler 26 leitet und dann wieder in das Zellenrad einführt. In einer sich der Ausmündung 16 nähernden Zelle herrscht dann ein niedrigerer Druck als der Stagnationsdruck in dem Kanal, der von der Wärmequelle niederer Temperatur bzw. dem Verdampfer 25 zu der Ausmündung 16 führt. Dann erfolgt die Strömung des Fluidums in der richtigen Richtung und der Betriebskreislauf bleibt im Gange, selbst wenn die Drehzahl des Zellenrades so wäre, daß die Wellenreflexe nicht auf die lichten Weiten der Mündungen abgestimmt sind, wie es ja bei der Konstruktionsdrehzahl der Fall ist.

Die Wärmepumpenanordnung nach Fig. 3 besitzt eine Kombination von Erhitzen in geschlossenem Kreislauf und Kühlen in offenem Kreislauf. Der Kühlkreislauf, einschließlich des< Kühlers 26 befindet sich noch in der gleichen Stellung zum Kreislauf, aber das durch den ersteren hindurchströmende Fluidum tritt in das Zellenrad durch die gleiche Öffnung 16 ein wie das Fluidum, welches die Kondensations-, Expansionsund Verdampfungsstufen durchströmt hat. Bei einem Vergleich der Fig. 2 und 3 hinsichtlich ihrer Kühlstufen wird man feststellen können, daß in Fig. 2 die Kühlung praktisch bei konstantem Volumen erfolgt, während in Fig. 3 das Fluidum mehr bei nahezu konrstantem Druck gekühlt wird. In anderer Hinsicht ist der Arbeitskreislauf unverändert. Man kann einen besseren thermischen Wirkungsgrad erwarten, wie aus den Temperatur-Entropie-Kreislauf diagrammen leicht hervorgeht. Diese Anordnung bringt jedoch einen Nachteil mit sich, d. h. die den- Verdampfer 25 und den Kühler 26 verlassenden Dämpfe vermischen sich miteinander. Das kann vermieden werden,, wenn man die Eintrittsöffnung 16 in der in der Fig. 4 dargestellten Weise unterteilt.

In der Fig. 4 ist der Kanal 27, welcher gekühltes Fluidum von dem Kühler 26 zu dem Zellenrad führt, durch eine Scheidewand 28 getrennt von dem Kanal, der Fluidum aus dem Verdampfer 25 den Zellen zuführt. Beide Ströme der Fluida treten in das Zellenrad in der gleichen Stufe durch eine geteilte öffnung 29 ein. Der Querschnitt dieser öffnung ist so bemessen, daß unter den von der Konstruktion vorgesehenen Betriebsverhältnissen der erforderliche Welleneffiekt und die Strömung der Teilchen erfolgen kann·, wobei eine Zellenwandung quer durch die öffnung hindurchgeht. Die Auslaßöffnung 30, durch welche hindurch das Fluidum in. den Kühlkreislauf eintritt, ist hier so angeordnet, daß die zurückgeworfene Expansionswelle die anfängliche Stoßwelle von. dem stromaufwärts gelegenen Rande der öffnung 29 aufhebt. Das Fluidum in einer sich der. Kühlstufe nähernden Zelle wird daher fast gänzlich durch die öffnung 30 abgesaugt. Das vom Kühler 26 aus eintretende Fluidum wird von der Öffnung 29 aus nach dem anderen Ende der Zelle geführt, ' während das vom Verdampfer 25 kommende Fluidum das verbleibende linke Ende der Zelle anfüllt. Die unterteilte Öffnung 29 könnte so wie sie ist in die Anordnung nach Fig. 3,eingebaut werden; in der Fig. 4 wurde sie einer Apparatur einverleibt, welche obendrein noch eine Heizvorrichtung im offenen KreisT lauf sowie Übergangskanäle hat. Betrachtet man den Hauptkreislauf für Wärmezufuhr, dann sieht man, daß

ίο das Fluidum durch die Öffnung 10 a zu dem Erhitzer 20 und von dort durch die Öffnung 18 zurück zu dem Zellenrad strömen kann. Di« gleiche Öffnung 10a- ge-, währt aber auch einen Zutritt zu dem Kondensator 23. Daher erfolgt die Wärmeaufnahme praktisch bei konstantem Druck. Es sind hier zwei Übergangskanäle 31 und 32 eingeführt. Diese ermöglichen in bekannter Weise, daß etwas von dem Druckanstieg, der in dem Inhalt der Zellen durch die Stoßwellen an der öffnung 18 herbeigeführt wird, auf andere Zellen, die sich zwisehen der Kühl- und der Heizstufe bewegen, übertragen wird.

Durch eine leichte Umgruppierung der Öffnungen, und wenn man der Vermeidung des Vermischens der Ströme innerhalb einer Zelle 'besondere Aufmerksamkeit schenkt, ist es möglich, verschiedene Fluida für den Kreislauf, durch den Kühler 26 und den Kreislauf durch den Erhitzer 20 einerseits, für den Betriebsbzw. Arbeitskreislauf einschließlich Kondensator 23 und Verdampfer 25 andererseits zu verwenden. Durch derartige Mittel: kann man also verschiedene Fuida mit geeigneten Wärmeübergangszahlen für die Aufgaben, die sie zu erfüllen haben, verwenden. Man könnte beispielsweise Wasserstoff als ein zweites bzw. Arbeitsfluidum an Stelle des kondensierbaren Fluidums, von welchem oben angenommen wurde, daß es. durch die Heiz- und Kühlkreisläufe strömt, verwenden. Dieses Gas bietet die Vorteile, daß es erstens nicht bei Temperaturen kondensiert, wie sie wahrscheinlich in einer solchen Apparatur vorherrschen werden, und zweitens eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie einen hohen Diffusionsbeiwert besitzt. Macht man sich diese Verfeinerung zunutze, dann muß man eine Vorrichtung einbauen, um irgendwelches Fluidum, welches unbeabsichtigt in den falschen Kreislauf gelangt, wieder auszuscheiden, beispielsweise durch ein Anzapfen am Ende des Kondensators, weit entfernt von dem zum Verdampfer führenden Dampfeintritt.

In der Fig. 5 strömt das Kühlfluidum. durch den Kondensations-, Expansions- und Verdämpfungs-Kreislauf 13, während ein zweiter bzw. Arbeitsstrom einem besonderen Heizen bzw. Erhitzen und Kühlen unterliegt. Bei dieser Darstellung wurde die Gelegen^ heit benutzt, die Konstruktion des Druckaustauscherbestandteils der Apparatur näher zu erläutern. Der Kühlkreislauf und die Übergangskanäle sind angeordnet wie in Fig. 4, aber der Heizkreislauf 14 ist nicht ganz der gleiche, insofern, als der zu demselben führende Kanal 33 unmittelbar längsseits eines Kanals 3.4 liegt, durch welchen das Kühlfluidum in den Kreislauf 13 eintritt.

Angenommen, die Zelle in der. Stellung 30 nähere sich der öffnung 30. Der Inhalt der Zellen besteht aus Arbeitsfluidum, von niedrigem Druck. Die Expansionswelle an der Vorderkante der Öffnung 30 veranlaßt die Strömung des Arbeitsfluidums zu dem Kühler 26 und.zurück über das Rohr 27 und den vorderen Teil der unterteilten öffnung 29 zu dem anderen Ende de'' Zelle. Die Bewegung des Fluidums in der Zelle hält an, wenn das Kühlfluidum aus dem Kreislauf 13 durch.

den hinteren Teil der Öffnung 29 eintritt, wobei sich

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das Arbeitsfluidum nach dem entgegengesetzten Ende In der Fig. 8 wird der Ejektor 45 gespeist von

der Zelle zu bewegt, also in der Darstellung nach einem Anzapfrdhr 46, das von dem Heizkreislauf 14 rechts. Die Wellenlinie 36 stellt die Grenzfläche zwi- abgeht. Die zu dem Kondensator führende Öffnung47 sehen dem Kühlfluidum und dem Arbeitsfluidum dar. ist geteilt, und der Anfangsteil des Kanals 13 ist Der Zelleninhalt wird zur Ruhe gebracht durch die 5 durch eine Scheidewand 48 gegabelt. Der Ejektor übt Kompressionswelle, die durch die Hinterkante der seine Wirkung nur in einem Teil des gegabelten Ka-Öffnung 30 eingeleitet wird. Eine noch weitere Ver- nals aus, dessen Zweige sich weiter stromabwärts dichtung des Zelleninhalts erfolgt, wenn die Zelle an wieder vereinigen.

den öffnungen 37 und 38 vorbeigeht. Die Funktion In der Fig. 9 sieht man wieder einen Ejektor, der

der Öffnung 41 soll weiter unten beschrieben werden. io durch ein Anzapf rohr 46 von dem Heizkreislauf 14 Durch die öffnungen 37 und 38 tritt etwas Arbeits- aus gespeist wird, aber bei dieser Ausführungsform fluidum aus den Übergangskanälen 32 bzw. 31 ein. Der . kehrt der Dampf aus dem Verdampfer 25 nicht zu den Zelleninhalt, nämlich Kühlfluidum, wie dargestellt, Zellen zurück. Anstatt dessen vereinigt er sich bei 49 linkerhand und Arbeitsfluidum rechterhand, werden mit dem Fluidum, welches zu dem Kondensator 23 nächstdem in Bewegung gesetzt durch die Kompres- 15 strömt, und der Umlauf wird durch den Ejektor 50 sionswelle, die von der Vorderkante der Öffnung 18 unterstützt. Die aus dem Kondensator 23 angesamausgeht. Durch diese öffnung tritt weiteres Arbeits- melte Flüssigkeit wird den Zellen über einen Hilfsfluidum aus dem Heizkreislauf 14 in die Zelle ein. In einlaß 51 zugeführt und verdampft, sobald der Heizjenen Kreislauf strömt durch die Öffnung 33 das an- kreislauf 14 erreicht ist.

fänglich in der Zelle verdichtete Arbeitsfluidum. Das 20 Bei einer Anwendung des vorstehend beschriebenen Kühlfluidum in der Zelle wandert die Länge der Zelle Apparates im Haushalt könnte der Kreislauf 13 Teile herab und verläßt dieselbe durch die Öffnung 34. Das wie den Wärmefall 23 einschließen, welche dann heiße verdichtete Arbeitsfluidum füllt die Zelle an und außerhalb des Hauses verlegt werden. Die Wärmewird zur Ruhe gebracht durch die Expansionswelle, quelle 25 für niedrige Temperatur wäre zweckmäßig die eingeleitet wird, wenn die Zelle an der Hinterkante 25 ein Kühlschrank. Die Vorrichtung für die Wärmeder Öffnung 18 vorbeigeht. Eine zweite Grenzfläche zufuhr bei 20 könnte beispielsweise entweder mit Gas zwischen den beiden Fluida ist durch die Wellenlinie oder elektrisch beheizt werden, und die zugeführte 39 dargestellt. Der Druck des in der Zelle verbleiben- Wärmemenge könnte durch einen Thermostaten.. vom den Arbeitsfluidums wird vermindert, wenn die Zelle Kühlschrank aus bzw. von der Wärmequelle niederer an der Mündung der Übergangskanäle 31 und 32 vor- 30 Temperatur aus geregelt werden.

beigeht. Hierauf kehrt die Zelle in die anfänglich be- Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen

trachtete Stellung 35 zurück. . zirkulierte das Kühlfluidum in einem geschlossenen

Sollte sich Arbeitsfluidum unbeabsichtigt mit dem Kreislauf der Dampfverdichtung, und in der Appara-Kühlfluidum vermischen, dann kann es am Konden- tür befand sich — ausgenommen diejenige, nach sator 23 ausgeschieden, werden. Beispielsweise wurde 35 Fig. 5 — nur ein Fluidum. Die nachfolgendeBeschreioben vorgeschlagen, Wasserstoff als Arbeitsfluidum zu bung wird zeigen, wie weit der Erfindungsbereich verwenden; dieser kann aus dem Kondensator durch durch verschiedene typische Ausführungsformen gedas Zapf rohr 40 entfernt werden. Dieses Rohr führt steckt ist, und wird darlegen, wie die vorliegende Erzu einer öffnung 41, die so gelegen ist, daß das wie- findung bei Luftwärmepumpen, bei Trockenverfahren dergewonnene Arbeitsfluidum in die Zellen an deren 40 und bei Destillationsanlagen Anwendung finden kann. Enden eingeführt wird, welche bereits das gleiche Die Fig. 10 zeigt das Zellenrad 110 eines Druck-

Fluidum enthalten. , austauschers in abgewickelter Darstellung; es dreht

Bei dem oben beschriebenen Druckaustauscher hat sich gegenüber der festen Rohrleitung in der Richtung der in das Zellenrad des Druckaustauscher^ aus dem des Pfeils 111. Luft — in diesem Falle das Kühl-Verdampfer25 eintretende Dampf einen niedrigeren 45 fluidum — tritt in die Zellen des Druckaustauscher Druck als der Dampf, der zu dem Kondensator 23 ab- durch den Kanal 112 ein, wobei die lichte Weite der strömt. Es kann nun ein Ej ektorsystem eingebaut wer- Kanalausmündung gemäß den durch die Konstrukden, um die Wirkung der Kompressions- und der Ex- tion festgelegten Betriebsverhältnissen so gewählt ist, pansionswellen in den Zellen zu ergänzen und den zu- daß eine Stoßwelle, welche die stromaufwärts liegende erst oben in der Fig. 2 eingeführten Kühlkreislauf 50 Kante der Mündung verläßt, Zeit hat, das andere überflüssig zu machen. Vier mögliche Wege für die Ende der Zelle zu erreichen, um dort, während die Anordnung eines Ejektorsystems in der Apparatur Zelle an der Mündung vorbeigeht, zu der stromnach Fig. 1 sind in den Fig. 6 bis 9 dargestellt. Eine abwärts gelegenen Kante der Ausmündung zurück-Betrachtung der Figuren zeigt, daß die Öffnungen 16, geworfen zu werden. Die Stoßwelle kommt zustande, 18, 19 und 22 in der gleichen Reihenfolge angeordnet 55 weil der Stagnations- bzw. Staudruck der Luft in sind — in Fig. 6 — wie in Fig. 2, jedoch ist in Fig. 6 dem Kanal 112 höher ist als derjenige in einer sich eine zusätzliche Öffnung 43 vorgesehen zwischen dem dem Kanal nähernden Zelle 113. Bei der Weiter-Heizkreislauf 14 und der Ausmündung 22 aus dem bewegung jeder Zelle trifft dieselbe nacheinander auf Zellenrad. Dieser zusätzlichen Öffnung wird etwas die Ausmündungen 114 und 115. Bei jeder der letzte-Fluidum entnommen, um eine Extratreibwirkung 60 ren erfolgt eine Stoßwellenwirkung ähnlich der oben durch den Ejektor 44 auf das Kühlfluidum, welches beschriebenen, so daß eine'Zelle, unmittelbar nachdem stromabwärts der Öffnung 22 dem Kondensator 23 sie an der Ausmündung 115 vorbeigegangen ist, Luft zuströmt, auszuüben. . unter einem erheblich höheren Druck enthält als der

Die Fig. 7 zeigt eine geringe Abänderung der An- durch den Kanal 112 zugeführten Luft. So weit es Ordnung nach Fig. 6. Der .Heizkreislauf 14 ist hier 65 sich um die Stoßwellenwirkung an der Ausmündung nicht dargestellt. Die Einlaßöffnung 16a vom Ver- 115 handelt, so kommt diese zustande durch den Eindampfer und die Auslaßöffnung 22 a zum Kondensator tritt eines, zweiten Fluidums, nämlich eines verdichsind angeordnet als eine Niederdruckspülstufe mit teten Arbeitsfluidums,. durch den Kanal 116. .Das einem Ejektor 44 in dem stromabwärts gerichteten letztgenannte Fluidum kommt von einer Quelle außer-Zweig. . :. 70 halb dieses Druckaustauscher«, welche in der Figur

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nicht dargestellt ist, aber später noch besprochen wer- gegenüber verschiedenen festen Kanalsystemen dreht, den soll. Bei der weiteren Fortbewegung der Zelle Dieser einzelne Druckaustauscher kombiniert die trifft sie dann auf eine öffnung 117, durch welche Wn- Funktionen der beiden in den Fig. 10 und 11 därdurch der Luftteil des Zelleninhalts oder doch der gestellten Apparate miteinander, d. h:, sowohl der größte Teil davon in den Kreislauf 118 expandiert. 5 Kreislauf für die Wärmezufuhr als auch der Kreislauf Zu diesem Kreislauf gehört ein Wärmeaustauscher der Wärmepumpe stehen" mit dem gleichen Zellenrad 119, welcher Wärme an ein drittes Fluidum, das in in Verbindung. Luft, welche auch Wer wieder das dem Rohrsystem 120 fließt, abgibt. Dieses Fluidum Kühlfluidum ist, tritt durch den Kanal 112 ein und kann beispielsweise Wasser sein, so daß also kaltes wird in den Zellen des Rades 133 verdichtet, wenn Wasser in den Wärmeaustauscher. 119 eintritt und io. dieselben an den öffnungen 114 und 115 vorbeigehen, warmes Wasser aus demselben austritt. Die nach dem Durch die letztgenannte öffnung tritt Arbeitsfluidum Durchströmen des Wärmeaustauschers 119 kältere ein, welches in der Vorrichtung 132 für' indirekte Luft tritt durdi die öffnung 114 wieder in das Zellen- Wärmeaufnahme erhitzt wurde. Diese befindet sich in rad des Druckaustauschers ein. Das durch den Kanal einem geschlossenen Kreislauf und sorgt für "die 116 gefülirte Arbeitsfluidum verläßt die Zellen durch 15 Wärmeaufnahme praktisch bei konstantem Volumen, den Kanal 121, und schließlich kann auch etwas von wodurch für den Zelleninhalt des Druckaustauschers der in den Zellen noch verbleibenden kalten Luft in bekannter Weise ein Druckanstieg eintritt. Die durch den Kanal 122 entweichen. Damit hat die in Luft verläßt das Zellenrad durch die Öffnung J. 17, den Zellen des Druckaustauschers verbleibende Luft tritt in den Kanal 118 ein, um in dem Kühler 119 geeinen Druck unterhalb des Druckes in dem Kanal 112, 20 kühlt zu werden, und gelangt neuerdings in das und der Arbeitszyklus beginnt von neuem, wenn die Zellenrad durch die öffnung 114. Der Wärmeaustau-Zelle in der Stellung 113 ist. Man sieht also, daß Luft scher 119 erwärmt wie zuvor das Fluidum in dem in den Druckaustauscher eintrat, in demselben ver- Rohr 120. Wenn ■ die Zelle die Stellung 135 erreicht, dichtet wurde, insbesondere durch das durch den Ka- enthält dieselbe sowohl Arbeitsfluidum als auch kalte nal 116 eintretende Arbeitsfluidum, dem Druckaus- 25 Luft. Das Arbeitsfluidum wird durch die öffnung 136 tauscher entnommen, wurde, um in dem Wärmeaustau- abgezogen und strömt zu dem Kühler 126. Das Fluischer 119 gekühlt zu werden, wiederum in den dum in dem Rohr 127 wird durch den Wärmeäus-Druckaustauscher eintrat und schließlich als. Kaltluft tausch in dem Wärmeaustauscher 126 erwärmt, ^wodurch den Austrittskanal 122 entwich. Die Energie- bei das Rohr 127 — wie dargestellt — zweckmäßigerzufuhr des Systems erfolgte durch das Arbeitsfluidum, 30 weise in den gleichen Kreislauf wie das Rohr 120 welches durch den Kanal 116 zuströmte. geschaltet werden kann. Dieses Rohr kann Wasser

Die Fig. 11 zeigt einen anderen Druckaustauscher, führen, welches durch den Wärmeaustausch in' den welcher durch die Zufuhr von Wärmeenergie den Wärmeaustauschern 119 und 126 erWtzt wird. Das Strom des Arbeitsfluidums für den Wärmepumpen- kalte Arbeitsfluidum tritt durch die Öffnung 137 wie-Druckaustauscher der Fig. 10 liefert. Die beiden 35 der in das Zellenrad ein, während die kalte Luft durch - Druckaustauscher sind dann miteinander kombiniert, den Kanal 122 entweicht. Hierauf wiederholt sich die um .sich zu einer thermischen Wärmepumpe zn er- Arbeitsfolge. Falls das Arbeitsfluidum nicht das ganzen. Das Arbeitsfluidum kehrt zu dem Zellenrad gleiche ist, auf welches es einwirkt, in diesem Falle 123 dieses zweiten Druckaustauschers durch den Ka- also Luft, ist eine besondere Zufuhr von Arbeitsnal 121 zurück, und durch die öffnungen 24 und 125 40 fluidum zum Auffüllen vorzusehen zwecks Ausgleich geht eine Niederdruckspülung vor sich. Die Wärme der Leckverluste und sonstigen Entweichens aus dem wird dem Arbeitsfluidum durch den Wärmeaustau- geschlossenen Kreislauf für das Arbeitsfluidum.
scher 126 entzogen, und die dabei entnommene Wärme Es wurde bisher kein Versuch gemacht, darzulegen,

wird einem Fluidum in dem Rohr 127 zugeführt; die- wie die beiden Fluida, nämlich das Kühlfluidum und ses letztere kann eine Fortsetzung des vorher unter 45 das Arbeitsfluidum, in der Anordnung nach Fig. 12 Bezugnahme auf die Fig. 10 erwähnten Rohrsystems in getrennten Strömen gehalten werden. Bei¹ Be-120 sein. Das kalte Arbeitsfluidum kehrt zu dem Schreibung der Ausführungsform nach Fig. 13 würde Spülkreislauf zurück über den Kanal 128, welcher an die Gelegenheit wahrgenommen, die Teilung der den Kanal 121 angeschlossen ist. Das Zellenrad dreht Ströme innerhalb der Zellen sowie in den Kanälen sich in der Richtung des Pfeiles 129, so daß die mit 50 außerhalb des Druckaustauschers zu zeigen. Das ist kühlem Niederdruck-Arbeitsfluidum angefüllte Zelle von besonderer Wichtigkeit, wenn an Stelle der insich weiterbewegt, bis sie auf den geschlossenen direkten Erhitzung die direkte Erhitzung verwendet Kreislauf 130 mit seiner indirekten Wärmezufuhr wird, und zwar mit in die* Zellen eintretenden Verstößt. Durch die öffnung 131 tritt heißes Hochdruck- brennungsgasen. In der Fig. 13 tritt die Kühlluft Arbeitsfluidum in das Zellenrad ein, und die Stoß- 55 durch den Kanal 112 in das Zellenrad 138 des Druckwellenwirkung an dieser öffnung verdichtet das Flui- austauschers, welches sich in der Richtung des Pfeiles dum innerhalb der Zelle. Das für den Wärmepumpen- 139 dreht, ein. Die Diagonale, welche an der Hintet-Druckaustauscher der Fig. 10 erforderliche Fluidum kante 140 der Öffnung, durch welche die Luft eintritt, wird..durch den Kanalllö abgezogen, mit welchem endet, stellt eine Stoßwelle dar, so daß die Luft in. der jede Zelle in Verbindung kommt, sobald sie an dem 60 Zelle, welche sich in der Drehrichtung weiterbewegt, Kanal 130 des Wärmeaufnahmekreislaufs vorbei- etwas verdichtet wird. Diese Luft wird weiterhin yergegangen ist. Wie matt sieht, ermöglicht dieser Druck- , dichtet durch die Stoßwelle 141, welche erzeugt wird, austauscher einen kontinuierlichen Zufluß an Arbeits- wenn.eine Zelle an der Öffnung 142 vorbeigeht, durch fluidum' unter hohem Druck über den Kanal 116, wel- welche heißes Hochdruck-Arbeitsfluidum in die Zellen ches durch den Kanal 121 zurückfließt, wobei die 65 eintritt. Dieses letztere Fluidum kommt aus dem'geEnergieaufnahme in der Form.yon Wärme.erfolgt, schlossenen Kanalsystem 143, in welchem durch die die bei 132 in das geschlossene Kanalsystem 130 ein- Verbrennung eines Brennstoffs in"dem" Luftstrom bei geführt wird. ,. ■ · .."■-. 144 Wärme aufgenommen wird. Das" in die Zelle bei

Die Fig. 12 zeigt ein- Druckaustauscher-Zellenrad 142 eintretende Fluiduin■· ist' also Verbrennungsgas, 133, welches sich in der Richtung des Pfeiles 134 70 und die Trennung zwischen diesem Gas" und der: in

daß von dem Trockner Frischluft aufgenommen wird. Eine solche Anordnung läuft auf eine Kombination eines Trockners mit einem Kühlyerfahren hinaus..

Eine einfachere Trockenkammerausführung der 5 vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 15 dargestellt. Aus der Trockenkammer 160 wird Niederdruckdampf und Luft durch den Kanal 161 abgeführt. Dieses Mischfluidum wird einem Ende des Druckaustauscher-Zellenrades 162 zugeführt, und zwar abwechselnd mit

tretenden Luft. Die Anordnung der Öffnungen und der Spülung nach Fig. 13 ist die bevorzugte. Getrennte Ein- undAuslässe sind sonst nur noch der Einfachheit wegen dargestellt.

In der Anordnung nach Fig. 14 dreht sich ein Zellenrad 154 in der Richtung 155 gegenüber verschiedenen Kanälen, durch deren einen, 112, feuchte Luft, in diesem Falle das Kühlfluidum, in den Druck

den Zellen befindlichen Luft wird angezeigt durch die
Wellenlinien 145. Unmittelbar nachdem., die Zelle die,
öffnung 142 an dem-einen Ende getroffen hat, stößt
sie auf die Öffnung 146 an dem gleichen Ende sowie
auf die öffnungen 147 und 148 mit dem anderen Ende.
Durch die Öffnung 147 verläßt die Luft das Zellenrad,
nachdem sie vorher verdichtet wurde, und tritt in den
Kühlkreislauf 118 ein, zu welchem der Kühler 119
gehört; hierin wird Wärme an das Wasser in dem
Rohr 120 abgegeben. Die gekühlte Luft tritt in das ίο einem Zustrom von Hochdruckdampf aus dem Kanal Zellenrad durch die Öffnung 146 an einem Ende der 163. Der von einem hier nicht. dargestellten Kessel Zelle wieder ein,, und verdichtete Luft für den Wärme-; kommende Hochdruckdampf bildet den Strom des Araufnahmekreislauf 143 tritt am anderen Ende der beitsfluidums. Das Ergebnis der abwechselnden ZuZelle durch die Öffnung 148 aus. Bei der weiteren fuhr eines Niederdruck- und eines Hochdruckfluidums Fortbewegung stößt die Zelle auf die Kanalkante 149, i's in dieser Weise ist, daß man am anderen Ende des von welcher eine Expansionswelle über die ganze Zellenrades ein Fluidum — in diesem Falle Dampf Länge der Zelle erzeugt wird. Der Zelleninhalt wird und Luft — von. ziemlich konstantem Mitteldruck erin Bewegung. gesetzt, kalte Luft strömt durch den hält. Dieser Strom des Fluidums wird gesammelt und Kanal 150 aus, während die in den Zellen enthaltenen. geht über einen Kanal 164 zu der Heizschlange 165 in Verbrennungsgase durch die Öffnung 151 abströmen, 20 der Trockenkammer 160. An dem entgegengesetzten Bevor die Abgase in den Kamin eintreten, strömen, sie Ende der Heizschlange 165 befindet sich ein Abscheidurch einen Wärmeaustauscher 152, dessen anderer der 166, dessen Kondensat durch das Ventil 167 ab-Seite warmes Wasser aus dem- Kühler 119 zugeführt gezogen und als Speisewasser dem Kessel wieder zuwird und aus welchem man Dampf erhält, der durch geleitet wird. Die Luft aus dem Abscheider 166 wird das Rohr 153 abgeführt wird. Die Arbeitsfolge be- 25 bei 168 gedrosselt und 'kehrt zu der Trockenkammer ginnt von neuem mit der durch den Kanal 112 ein- zurück. Wahlweise kann die Luft aber auch in die

Atmosphäre entweichen, wie es bei 169 durch die gestrichelten Linien- angedeutet ist, oder sie kann sogar wieder in das Zellenrad 162. eingeführt werden. In 30 jedem dieser Fälle muß natürlich ein. dauernder Zustrom frischer Luft für die Trockenkammer 160' stattfinden.

Die gleiche allgemeine Anordnung eines mit Hochdruckdampf betriebenen. Druckaustauschers kann naaustauscher eingeführt wird. Diese Luft wird wie zu- 35 türlich auch bei einem Destillationsverfähren, z. B. bei vor bei ihrem Eintritt m das Zellenrad und beim Vor- der Trennung· reinen Wassers von einer Sole, Verbefgang der Zelle an der öffnung 114 verdichtet. Die Wendung finden. In der Fig. 16 wurde der Drucfcaus-Luft wird weiterhin, verdichtet, wenn Arbeitsftuiduim tauscherteil der Destiliationsapparatur ausgelassen, durch die Öffnung 115 aus dem Kanal 116 aus einer aber,er ist ähnlich jenem der Fig. 15. Die Fig. 16 außerhalb gelegenen Quelle, beispielsweise einem nach 4° zeigt eine Destiilierblase 170, welcher die aus zwei Fig. 11 angeordneten Druckaustauscher, zutritt;; sie Bestandteilen . mit. verschiedenen Siedepunkten beströmt sodann durch den Kühlkreislauf 118. Das Ar- stehende Speiseffüssigkeit durch das Rohr 1.71 zubeitsfluidum wird' wie in der Anordnung nach Fig. 10 gefeitet wird. Durch das Erflitzen in der Destillierbfase durch den Kanal 121 abgezogen, und das Wärme- wird Niederdrucledämpf abgetrieben, welcher durch die pumpen-K'ühlfluidam entweicht schließlich- aus dem; 45 Leitung 172 zu dem. Zellenrad: des Druckaustauschers Druckaustauscher durch die öffnung 156-, worauf es strömt, und zwar abwechselnd mit Hochdruckdampf. in- dem Kühler 119^; Wärme aufnimmt. In dem Kühl- Der Mitteldruck-Wasserdampf und die sonstigen

kreislauf 118 tritt eine Kondensation ein, weshalb ein Dämpfe, weiche bei 173 aus dem Druckaustauscher-Abscheider 157 eingebaut ist. Die Flüssigkeit wird Zelfenxad aufgenommen werden, strömen durch die durch- das Rohr 158 und das- Druckminderventil 159 5» Heizschlange. 174 in der Destillierbfase und geben, abgezogen. Diese Anordnung hat einen geschlossenen darin ihre Wärme ab. Die kondensierte - Flüssigkeit Arbeitszyklus, indem die erwärmte Luft aus dem wird demDrackminderventil 175 entnommen, und das Kühler 119 durch eine Trockenkammer 160- geleitet Konzentrat ist an dem Rohr. 176 verfügbar, wird,, in welcher sie Feuchtigkeit aufnimmt. Die In. der Destrffationsapparafur nach Fig; 17 ist die

feuchte Luft strömt dann' zum Druckaustauscher,, und 55 Destiilierblase die gleiche wie in. Fig.. 16,. Jedbch beder Ärbeitszylslus beginnt neuerdings. . findet sich dabei eine Vorrichtung 132 für indirekte

In der Ausführung nach· Fig. 14 maß¹ man dafür Heizung in. einem geschlossenen Heizkreislauf, der Sorge tragen, daß sieh· die verschiedenen Flüida in mit. dem Zellenrad 177 eines . D'ruckausfauschers in den 'Zellen des D'ruekaustausehers nicht miteinander Verbindung· steht, anstatt einer Zufuhr von. Dampf als. vermischen, denn- wo eittWiederumlauf^; der Luft statt- &'q Arbeitsfluidum. Der HeizkreisIauE_r ,der EintiittskanaL: findet,, ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die Luft
sich nicht mit aem Arfoeitsffcidum- vermischt. Wenn
d'as doch der Fall sein sollte, dann 'hat die· durch- die
Öffnung 156 abströmende Luft nicht die genügend
niedrige- Temper-atiir für einen wirksamen Wärme- 65 restlichen· Dämpfe durch den .Kanal 178 abgezogen austäU'sefe im dtern Wärmeaustauscher 119'. Es ist klar,. und duTcrr Wärmeaustausch, frei 179 gekühlt, werde% daß es wahlweise die Möglichkeit gibt, die durch¹ den wobei die Flüssigkeit der Destillierblase durch, die Kanal 156- abströmende Luft endgültig,En: die Atmo- Leitung 171 zugeführt .wird-

sphäre abzufassen und die im Kühler 119 verfügbare Es wurde; beTÜ-cksichtigt, daß^; es Fälle geben kann,,

Wärme direkt in dem- Trockner 160' zu- verwenden, so 70· wo sowohl ein Arbeitsffuidum als auch ein Kühl-

112 für das. Kiihlfluidüm und der Abzugskanal'118^: für das. verdichtete Fluiduro sind die gleichen wie- in; Fig. 12. Außerdem wurde.ein. K'uhllbreislauf hinzu-, gefügt,. mittels dessen dh: in den Zeilen enthaltenen

fluidum verwendet werden, denn es 'kann von Vorteil sein, daß das Verhältnis der Drücke des Arbeitsfluidums in einer Druckaustauscher-Wärmepumpenapparatur größer ist als das Verhältnis der Drücke des Kühlfluidums, also desFluidums, welches derVerdichtung und der Kühlung unterzogen wird.

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmequelle (z. B. 25 in Fig. 1 und 5) von niedriger Temperatur außerhalb des Zellenringsystems (10,11) mit einer Wärmeabführungsvorrichtung (z. B. 23 in Fig. 1 und 5) verbunden ist, wobei diese Wärmequelle und diese Wärmeabführungsvorrichtung mit Bezug auf das Zellenringsystem an am Ringumfang voneinander entfernt gelegenen Stationen (z.B. 16 und 22 in Fig. 1 bzw. 29 und 34 in Fig. 5) angeordnet sind und wobei an einer zwischen diesen beiden Stationen gelegenen Stelle eine Wärmezufübungsvorrichtung (z. B. 20 in Fig. 1 und 5) angeordnet ist, die dazu dient, den Wärmeinihalt eines in den Zellen (10) des Zellenringsystems befindlichen Kühlmediums in dieser Zone derart zu erhöhen, daß die für die Ausführung der Wärmepumpenfunktion der Anordnung benötigte Energie aus der Wärmeenergieerhöhung des Kühlmediums gewonnen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium einem wiederholt wiederkehrenden Kreisprozeß unterworfen "wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium dauernd durch die Apparatur strömt und dabei stets durch neu zuströmendes Kühlmedium ersetzt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium einePhasenänderung durchmacht. ' +0

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium seine Gasphase beibehält.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle eine zweite bzw. Arbeitsmediumströmung innerhalb der Apparatur mit Wärme beschickt.

7. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (z. B. 16, 18 in Fig. 1) zur Verdichtung des Kühlmediums in den Zellen (11) eines Druckaustauscher-Zellenrades (10), einen Abzugskanal (z. B. 22) für das verdichtete Kühlmedium und eine Kühlvorrichtung (z. B. 23) für dieses abgezogene Medium.

8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Leitung (z. B. 13) zur Rückführung des abgezogenen, durch die Kühlvorrichtung (z. B. 23) geführten Kühlmediums zurück in das Druckaustauscher-Zellenrad (10).

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohrleitung (13) zwischen der Kühlvorrichtung (23) und dem Zellenrad (10) hintereinander eine Drosselvorrichtung (24) sowie eine Vorrichtung, in welcher das Medium Wärme aufnehmen kann, angeordnet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (z. B. 16,18) zum Verdichten des Kühlmediums ein sich an das Zellenrad (10) anschließender Kreislauf (14) für den Umlauf des Kühlmediums zugeordnet ist, welcher eine Heizvorrichtung (20) für das Kühlmedium enthält.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer sich an das Zellenrad (10) anschließender Kreislauf für ein umlaufendes Medium vorgesehen ist, mit welchem die Zellen (11) Verbindung bekommen, nachdem bereits aus den Zellen Kühlmedium abgezogen wurde, Wobei in diesem anderen Kreislauf eine Kühlvorrichtung (26 in Fig. 2) für das in diesem Kreislauf umlaufende Kühlmedium vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,, daß das in dem besonderen Kreislauf umlaufende Medium ein Arbeitsmedium ist, welches sich von dem aus den Zellen (11) abgezogenen und gekühlten Medium unterscheidet.

13. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Ejektorsystem (z. B. 44 in (Fig. 6), welches die Strömung sowohl des zu dem Zellenrad (10) zurückkehrenden als auch des von dem Zellenrad abgezogenen Mediums unterstützt.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ejektorsystem (44) das Betriebsmedium unmittelbar vom Zellenrad (10) aus zugeführt wird. .

15. Anordnung nach Anspruch 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ejektorsystem (45 in Fig. 8) das Betriebsmedium von einer Anzapfung '(46) des Kreislaufs (14) für Umlaufmedium her zugeführt wird.

16. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Zuführungskanal, durch welchen ein Kühlmedium in das Zellenrad (10) eingespeist wird, bevor der Verdichtungsvorgang beginnt, sowie durch einen Abzugskanal, über welchen, der Inhalt der Zellen unmittelbar vor der Zuführung des Kühlmediums über den Zuführungskanal in die Zellen entweichen kann (Fig. 10).

17. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung eine Trokkenkammer (160) aufweist, an welcher das verdichtete und abgezogene Kühlmedium Wärme abgibt, wobei Dämpfe erzeugt werden, welche als. das Kühlmedium zu den Zellen (11) geleitet werden, um in denselben verdichtet zu werden.

18. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung in einer Destillierblase (170) besteht, an welche das verdichtete und abgezogene Kühlmedium Wärme abgibt, wobei Dämpfe erzeugt werden, welche als Kühlmedium zu den Zellen (11) geleitet werden, um in denselben verdichtet zu werden.

19. Anordnung nach Anspruch 7, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verdichten des Mediums der dem Zellenrad (11) zugeführte Hochdruckdampf dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 626 926, 724 998, 680.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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