DE1066702B

DE1066702B - Pressure exchanger with heat exchange device

Info

Publication number: DE1066702B
Application number: DENDAT1066702D
Authority: DE
Inventors: Brian Spalding London Dudley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1959-10-08

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

kl. %Tc 154)1kl. % Tc 154) 1

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PATENTAMTPATENT OFFICE

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AUSLEGE SCHRIFT P066 702INTERPRETATION FONT P066 702

ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG
DEK ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:NOTICE
DEK REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL:

S 47747Ia/27cS 47747Ia / 27c

1. MÄRZ 1956 8.OKTOBER1959MARCH 1, 1956 OCTOBER 8, 1959

Die Erfindung betrifft Zellenraddruckaustauscher, mit welchen ein Wärmeaustauscher kombiniert ist.The invention relates to cellular wheel pressure exchangers with which a heat exchanger is combined.

Es hat sich gezeigt, daß für bestimmte Anwendungen von Zellenraddruckaustauschern die Kombination eines Wärmeaustauschers mit einem derartigen Druckaustauscher zweckmäßig ist. Solche Kombinationen sind überall dort von Vorteil, wo nicht nur der Druck der zu verarbeitenden Gase im Druckaustauscher ausgenutzt werden soll, sondern wo außerdem auch noch die in den genannten Gasen enthaltene Wärme praktisch ausgenutzt werden soll. Die thermodynamischen Gründe für die Kombination von Druckaustauschern mit Wärmeaustauschern sind also praktisch dieselben, die für die bereits bekannte Kombination von Gasturbinen mit Wärmeaustauschern maßgebend sind.It has been shown that for certain applications of cellular wheel pressure exchangers, the combination a heat exchanger with such a pressure exchanger is useful. Such Combinations are advantageous wherever it is not just the pressure of the gases to be processed in the Pressure exchanger is to be used, but where also the gases contained in the mentioned Heat should be used practically. The thermodynamic reasons for combining Pressure exchangers with heat exchangers are practically the same as those for the already known combination of gas turbines with heat exchangers are decisive.

Wärmeaustauscher haben im allgemeinen einen sehr wesentlichen Raumbedarf, weshalb man bisher, obwohl Wärmeaustauscher in Kombination mit Druckaustauschern an sich bekannt sind, von der praktischen Anwendung derartiger Kombinationen kaum Gebrauch gemacht hat.Heat exchangers generally have a very substantial space requirement, which is why it has so far been although heat exchangers in combination with pressure exchangers are known per se, from the practical application of such combinations has hardly made use.

Bei den bekannten Kombinationen von Druckaustauschern mit Wärmeaustauschern ist der Wärmeaustauscher im Statorteil des Druckaustauscher in Form besonderer Wärmeaustauscherkammern untergebracht, wobei der Wärmeaustauscher sich in der Weise vollzieht, daß ein heißes Gas Wärme an das massig ausgeführte Gehäuse des Druckaustauscher abgibt und daß die Masse dieses Gehäuses nur einen kleinen Bruchteil der aufgenommenen Wärme mit Bezug auf die in dem Druckaustauscher herrschenden Strömungen stromabwärts leitet, wo sie von dem massigen Gehäuse an die einströmende Frischluft abgegeben wird, wodurch eine gewisse Vorwärmung der Frischluft erreicht wird. Die bekannten Anordnungen haben also nicht nur den Nachteil einer großräumigen Bauweise und einer komplizierten Konstruktion, sondern auch den weiteren Nachteil eines verhältnismäßig sehr schlechten Wärmeaustausch-Wirkungsgrades. Dies hat seine Ursache darin, daß bei den bekannten Anordnungen in den Wärmeaustauschvorgang ein Wärmeleitungsvorgang eingeschaltet ist, der den Wärmefluß stark drosselt.In the known combinations of pressure exchangers with heat exchangers, the heat exchanger is housed in the stator part of the pressure exchanger in the form of special heat exchanger chambers, wherein the heat exchanger takes place in such a way that a hot gas heat to the bulky housing of the pressure exchanger gives off and that the mass of this housing is only one small fraction of the absorbed heat in relation to that prevailing in the pressure exchanger Directs currents downstream, where they pass from the massive housing to the incoming fresh air is released, whereby a certain preheating of the fresh air is achieved. The known arrangements not only have the disadvantage of a spacious construction and a complicated construction, but also the further disadvantage of a relatively very poor heat exchange efficiency. This is due to the fact that in the known arrangements in the heat exchange process a heat conduction process is switched on, which greatly restricts the flow of heat.

Die Erfindung bezweckt eine Vermeidung der soeben genannten Nachteile bei Kombinationen von Druckaustauschern mit Wärmeaustauschern, indem völlig neue konstruktive Wege beschritten werden.The invention aims to avoid the above-mentioned disadvantages in combinations of Pressure exchangers with heat exchangers by breaking new ground in design.

Nach der Erfindung ist ein Druckaustauscher mit AVärmeausiauscheinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges wärmespeicherungsfähiges Futter im Zellenrad eines Zellenraddruckaustauschers derart angeordnet ist, daß dieses Futter die Bahnen zweier verschiedener, das Zellensystem an ver-Druckaustauscher mit WärmeaustauscheinrichtungAccording to the invention, a pressure exchanger with A heat exchange device is characterized in that that an annular heat-accumulative lining in the cell wheel of a cell wheel pressure exchanger is arranged so that this lining the paths of two different, the cell system to ver pressure exchangers with heat exchange device

Anmelder: Dudley Brian Spalding, LondonApplicant: Dudley Brian Spalding, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt, Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14Representative: Dipl.-Ing. R. Holzer, patent attorney, Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14th

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 16. März 1955Claimed Priority: Great Britain March 16, 1955

Dudley Brian Spalding, London, ist als Erfinder genannt wordenDudley Brian Spalding, London, has been named as the inventor

schiedenen Stufen des Arbeitsprozesses verlassender Ströme durchläuft, so daß das Futter beim Durchlauf durch einen dieser beiden Ströme fortgesetzt in an sich bekannter Weise Wärme aufnimmt und dieselbe anschließend beim Durchlauf durch die andere Strömung fortgesetzt an diese abgibt.passes through different stages of the work process leaving streams so that the feed passes through continues to absorb heat in a manner known per se through one of these two currents and the same then continues to deliver to the other flow as it passes through it.

Beim Gegenstand der Erfindung findet also ein mittelbarer Wärmeaustausch mittels des Futters zwischen zwei verschiedenen Strömen des Arbeitsmediums statt. Dadurch kann der Aufwand großer Materialmassen vermieden werden, so daß einerseits eine gute Wärmeübertragung erzielt wird, während sich andererseits eine raumsparende Bauweise ergibt. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber den bisher bekannten Bauarten derartiger kombinierter Druckaustauscher-Wärmeaustauscher besteht darin, daß beim Erfindungsgegenstand sowohl das Rekuperativprinzip als auch das Regenerativprinzip angewendet werden kann, wodurch sich gegenüber den bisher bekannten Kombinationen wesentlich bessere Wärmeaustauschwirkungsgrade ergeben.In the subject matter of the invention, there is an indirect heat exchange by means of the lining between two different flows of the working medium take place. This can make the effort great Material masses are avoided, so that on the one hand a good heat transfer is achieved while on the other hand, there is a space-saving design. Another advantage of the subject matter of the invention compared to the previously known types of such combined pressure exchanger heat exchanger exists in that both the recuperative principle and the regenerative principle in the subject matter of the invention can be used, which significantly differs from the previously known combinations result in better heat exchange efficiencies.

Das wärmespeicherungsfähige Futter kann gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung" innerhalb der Zellen des Zellenrades in der Nähe jeweils einer Stirnseite derselben oder nur an einer Längsseite der Zellen in der Nähe der Stirnseite derselben oder am Außenumfang des Zellenrades angeordnet sein.The heat storable feed can according to further features of the invention "within the cells of the cell wheel in the vicinity of one each Front side of the same or only on one longitudinal side of the cells in the vicinity of the front side of the same or on Be arranged on the outer circumference of the cellular wheel.

Die Länge des Futters in Richtung der Strömung des Arbeitsmediums kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung etwa 5 % der Zellenlänge betragen.The length of the lining in the direction of the flow of the working medium can be according to a particular one Embodiment of the invention about 5% of the cell length be.

Gemäß dem Merkmal, einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann für den einen der beiden Ströme des Arbeitsmediums ein Verbindungskanal vorgesehen sein, durch welchen das Arbeitsmedium wieder in den Druckaustauscher einströmen kann, nachdem es durch das Futter hindurchgeströmt ist. Weiterhin kann gemäß der Erfindung ein für den einen der Ströme des Arbeitsmediums bestimmter Strörrmngsweg mit einem-.randeren Kanal zusammen-According to the feature, a further embodiment of the invention can be used for one of the two For flows of the working medium, a connecting channel through which the working medium can be provided can flow back into the pressure exchanger after it has flowed through the feed. Furthermore, according to the invention, one can be intended for one of the flows of the working medium Strörrmngsweg with a-.randeren canal together-

' ', . Es soll· nunmehr eine Zelle betrachtet werden, die von dem Einlaßkanal 6 aus mit Frischluft angefüllt wird. Das Futter 2 ist heiß, da es in einer später zu beschreibenden Weise erhitzt wurde. Die Frischluft enthaltende Zelle bewegt sich in Umfangsrichtung und erreicht einen Kanal 7, aus welchem heißes Gas unter hohem Druck in die Zelle strömt und dabei die Frisch ■ luft in Richtung auf das Ende der Zelle, welches das heiße Futter enthält, verdichtet. Die Grenzfläche zwi-'',. Let us now consider a cell which is filled with fresh air from the inlet channel 6. The lining 2 is hot because it is too late in a was heated in a descriptive manner. The cell containing fresh air moves in the circumferential direction and reaches a channel 7, from which hot gas flows under high pressure into the cell and thereby the fresh ■ air is compressed towards the end of the cell containing the hot feed. The interface between

geführt sein, durch . den ,,ein anderer Strom des io schenLuft und Gas ist durch eine unregelmäßigeLinie Arbeitsmediums aus dem Druckaustauscher heraus- angedeutet. Infolge Einströmens eines Hochdruckgeführt wird, wobei beide Ströme sich gegenseitig so gases wird in der Zelle dynamisch ein Ladedruck beeinflussen, daß eine Ejektorwirkung zustande aufgebaut, dessen Höhe etwas über dem statischen kommt. - Druck in dem Kanal 7 liegt. Die Zelle öffnet sich dannbe performed. den ,, another stream of ioic air and gas is through an irregular line Working medium out of the pressure exchanger indicated. As a result of a high pressure flowing in is, with both streams mutually so gases is in the cell dynamically a boost pressure influence that an ejector effect is built up, the height of which is slightly above the static comes. - Pressure in the channel 7 is. The cell then opens

Schließlich verläuft gemäß einem weiteren Merkmal 15 zu dem Kanal 8, und die verdichtete Luft streicht der Erfindung der eine der die Zellen verlassenden durch das heiße Futter hindurch in den Kanal 8, wo Ströme des .Arbeitsmediums von den. Zellen im bei die Luft Wärme aufnimmt und das Futter gleich Bereich der Niederdruck-Spülstufe aus zur Hoch- zeitig kühlt. Nachdem die Luft in dieser Weise vordruck-Spülstufe, während der andere dieser beiden gewärmt wurde, strömt dieselbe durch eine Verbin-Ströme von den Zellen im Bereich der Hochdruck · 20 dungsleitung 9 zu einer Brennkammer 10, in welcher Spülstufe aus zur Niederdruck-Spülstufe verläuft, sie durch das Verbrennen von Brennstoff weiterhinFinally, according to a further feature 15 runs to the duct 8, and the compressed air is brushed off the invention of one of the cells leaving through the hot feed into the channel 8, where currents of the .working medium from the. Cells in the area where the air absorbs heat and the lining area the low-pressure flushing stage cools off at peak times. After the air has been pre-pressure flushed in this way, while the other of these two is being warmed, it flows through a connecting stream from the cells in the area of the high pressure · 20 generation line 9 to a combustion chamber 10, in which The flushing stage runs from to the low-pressure flushing stage, it continues by burning fuel

erhitzt wird und dann wieder zu dem Zellenrad zurückkehrt. is heated and then returns to the bucket wheel.

Jede Zelle, in der Stellung 11 enthält also heißesSo every cell in position 11 contains hot

stufe hinter dem jeweiligen" Ausgangspunkt im Druck- 25 Hochdruckgas, welches in einen Förderkanal 12 expan austauscher erreichen. ■ , diert, der das Gas, welches immer noch unter einemstage behind the respective "starting point in the pressure 25 high pressure gas, which expan into a conveying channel 12 reach exchanger. ■, diert who the gas, which is still under one

nutzbaren Druck steht, einem Verbraucher, wie z. B. einer Turbine, oder einem chemischen Prozeß zuleitet. Das in der Zelle bei 13 verbleibende heiße Gas wird durch das Zellenrad herumgeführt zu dem Abgaskanal 14, in welchem es auf Atmosphärendruck entspannt wird, wobei es einen wesentlichen Anteil seines Wärmeinhalts an das Futter abgibt. Die Expansion der Abgase verursacht einen Unterdruck in der Zelle,usable pressure is available to a consumer, such as B. a turbine, or a chemical process. The hot gas remaining in the cell at 13 is led around through the cellular wheel to the exhaust duct 14, in which it relaxes to atmospheric pressure where it gives off a significant proportion of its heat content to the feed. The expansion the exhaust gas creates a negative pressure in the cell,

eines Druckaustauschers gemäß einer abgewandelten 35 wodurch das Einströmen von Frischluft durch den Ausführungsform der Erfindung, wonach ein Über- ·- Kanal 6 hindurch erleichtert wird. Die Grenzflächea pressure exchanger according to a modified 35 whereby the inflow of fresh air through the Embodiment of the invention, according to which an over-channel 6 is facilitated. The interface

zwischen Abgas und Frischluft ist auch hier wiederum durch eine unregelmäßige Linie angedeutet. Für diese Zelle beginnt dann der Kreislauf von neuem. Die relativen Stellungen der Kanalöffnungen, deren Weiten und ihr Verhältnis zur Zellengröße werden so gewählt, daß beim Einströmen des Gases in die Zellen bzw. beim Ausströmen des Gases aus denselben in den Zellen in bekannter Weise Kompressions- und Expan-there is again between exhaust gas and fresh air indicated by an irregular line. The cycle then begins again for this cell. The relative positions of the channel openings, their widths and their relationship to the cell size become like this chosen that when the gas flows into the cells or when the gas flows out of the same into the Cells in a known manner compression and expansion

Fig. 4 eine Teiläbwickhing. der Niederdruck-Spül- 45 sionswellen erzeugt werden,
stufe eines Druckaustauschers nach der Erfindung, Ebenso ist es bekannt, daß man in DruckaustauscherFig. 4 is a part of a part. 45 low pressure flushing waves are generated,
stage of a pressure exchanger according to the invention, it is also known that one in pressure exchanger

dessen Zellenradquerschnitt- in- Fig. 3 gezeigt ist und Überleitungskanäle einbauen kann, mittels welcher die der eine Einrichtung zum ejektor artigen Zusammen- Expansion eines Gases aus einer Zelle, die die Hochführen zweier Gasströme aufweist, druck-Spülstufe passiert hat, dazu verwendet wird, ■ Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch das Zellenrad 50 Gas in einer anderen Zelle, welche sich der vorerwähneines Druckaustauschers gemäß einer weiteren Aus- . ten Stufe nähert, zu verdichten. In der Fig. 2 ist dargestellt, wie ein solcher Überleitungskanal dem Druckaustauscher nach Fig. 1 hinzugefügt bzw. an denselben angebaut werden kann. Wenn eine Zelle, die sich in 55 der Richtung des Pfeiles 3 vorwärts bewegt, außer Verbindung mit dem Kanal 8 gekommen ist, gelangt dieselbe zu einer Öffnung 15 an der Seite, welche dem Futter 2 entgegengesetzt ist. Diese Öffnung führt zu einem Überleitungskanal 16, mittels dessen das Gaswhose cell wheel cross-section is shown in Fig. 3 and can install transfer channels, by means of which the the one device for the ejector-like expansion of a gas from a cell, which lead up has two gas flows, has passed a pressure purging stage, is used to Fig. 5 is an axial partial section through the cell wheel 50 gas in another cell, which is the aforementioned Pressure exchanger according to a further Aus. th stage is approaching, to condense. In Fig. 2 it is shown how such a transfer channel the pressure exchanger according to Fig. 1 can be added or grown on the same. When a cell that is in 55 moved forward in the direction of arrow 3, out of connection with channel 8, arrives the same to an opening 15 on the side opposite to the lining 2. This opening leads to a transfer channel 16, by means of which the gas

wobei beide Ströme innerhalb von geschlossenen Umlaufrohren verlaufen, welche sie wieder in die Zellen einleiten, bevor sie die jeweils nächste Spül-both streams running inside closed circulation pipes which they back into the Introduce cells before they start the next rinsing

Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise unter Bezug auf die Zeichnungen, in welchen einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, beschrieben. Es stellen darThe invention will now be described, for example, with reference to the drawings, in which some embodiments of the invention are described. It represent

Fig. 1 eine Abwicklung 'des Zellenrades eines Druckaustauschers, in welchem gemäß der Erfindung ein wärmespeicherungsfähiges Futter eingebaut ist,Fig. 1 shows a development 'of the cellular wheel of a pressure exchanger, in which according to the invention a heat-storing lining is built in,

Fig. 2 eine teilweise Abwicklung des ZellenradesFig. 2 is a partial development of the cellular wheel

leitungskanal zwischen zwei Stufen des Druckaustauschers vorgesehen ist,duct between two stages of the pressure exchanger is provided,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Druckaustauschers nach der Erfindung, bei welchem das wärmespeicherungsfähige Futter am Außenumfarig des Zellenrades angebracht-ist und in einen Umfangskanal ■ des Druckaustauschergehäuses von taschenartigem Querschnitt hineinragt,Fig. 3 shows a further embodiment of a pressure exchanger according to the invention, in which the Heat-accumulating feed is attached to the outer periphery of the cell wheel and in a circumferential channel ■ the pressure exchanger housing of pocket-like Cross-section protrudes,

führungsform der Erfindung,implementation of the invention,

Fig. 6 eine Teilabwicklung des Zellenrades eines Druckaustauschers mit einem Ejektor in der Niederdruck-Spülstufe und ,6 shows a partial development of the cell wheel of a pressure exchanger with an ejector in the low-pressure flushing stage and ,

Fig. 7 eine Abwicklung eines Druckaustauschers nach der Erfindung mit Heiz- und Kühlkreisläufen. , Teile, welche in den verschiedenen Ausführungsfor-.men die gleiche Aufgabe zu erfüllen haben, tragen auch die gleichen Bezugsnummern. ■ In der Fig. 1 trägt" das abgewickelte Zellenrad «inen Zellenring, und in'jeder der Zellen befindet sich das wärmespeichernde Futter 2, welches aus porösen •Füllmassen aus Drahtgewebe besteht, die nur einen7 shows a development of a pressure exchanger according to the invention with heating and cooling circuits. , Parts which have to fulfill the same task in the various embodiments also have the same reference numbers. ■ In Fig. 1 "carries the unwound cellular wheel A ring of cells, and inside each of the cells is located the heat-storing lining 2, which is made of porous • Filling compounds made of wire mesh that only have one

aus der Zelle sich durch die öffnung 15 hindurch entspannen kann, um dann über die Öffnung 17 in eine andere Zelle einzuströmen, und zwar bevor jene andere Zelle die Hochdruck-Spülkanäle 7 und 8 erreicht. In den oben beschriebenen Ausführungsformen derrelax from the cell through the opening 15 can, in order to then flow into another cell via the opening 17, before that other cell Cell reaches the high pressure flushing channels 7 and 8. In the above-described embodiments of the

Teil — etwa 5 % ■— der Länge der Zellen ^einnehmen. 65 vorliegenden Erfindung strömt das Gas aus den Zellen Das Zellenrad wird von außen her oder aber durch bei den Spülstufen heraus und streicht dabei durch •den Gasstrom angetrieben, welcher zwischen in ge- das '.Futter 2. Um die Druckverluste herabzusetzen, eigneter Weise geformten Zellenwandungen hindurch- was für die Niederdruck-Spülstufe ganz besonders .streicht. Hierbei bewegen sich die Zellen in der Rieh- wichtig ist, bringt man das Futter in einer Seitentung des Pfeiles 3 zwischen den Stirnplatten 4 und 5. 70 tasche des Zellenrotors unter. Fig. 3 zeigt ein Druck-Part - about 5% ■ - of the length of the cells ^ occupy. In the present invention, the gas flows out of the cells The cellular wheel is pulled out from the outside or through during the rinsing stages and crosses out in the process • The gas flow is driven, which between the '.Futter 2. In order to reduce the pressure loss, suitably shaped cell walls through - which is very special for the low-pressure rinsing stage . deletes. Here, the cells move in the rieh- it is important that the food is brought in a lateral position of the arrow 3 between the end plates 4 and 5. 70 pocket of the cell rotor below. Fig. 3 shows a printing

austauscher-Zellenrad 1 zwischen den Stirnplatten 4 und 5, durch welche hindurch die Kanäle mit den Zellen in A^erbindung stehen. In der Figur sind nur zwei dieser Kanäle dargestellt, und zwar die Niederdruck-Spülkanäle 18 und 19. An dem einen Ende der Zellen ist rund um deren Umfang das ringförmige Futter 20 so an den Zellen angebracht, daß es mit den Zellen rotiert, wobei ein geringer Spielraum zwischen ■den Zellen und dem Futter einerseits, dem Außengehäuse 21 andererseits aufrechterhalten bleibt. Tn einer Stellung am Umfang des Gehäuses vor der Stellung, in welcher die Niederdruck-Spülkanäle 18 und 19 mit den Zellen in Verbindung stehen, ist ein Auslaßrohr 22 vorgesehen, welches das Gas aus den Zellen durch das Futter 20 hindurch abführt. Die Strömung durch das Rohr führt zu einem Ejektor 23 in dem stromabwärts gelegenen Zweig 19 der Niederdruck-Spülleitung. Diese Strömung durch das Futter hindurch wird also dazu verwendet, die Niederdruck-Spülströmung zu beschleunigen. Die Abwicklung der Niederdruck-Spülstufe nur dieser Anordnung aus Fig. 3 ist in der Fig. 4 dargestellt. Die Lage dieses Futters radial über die Zellen hinaus ist durch die gestrichelten Linien angedeutet. Die Zellen stehen über das Rohr 22 mit dem Ejektor 23 in Verbindung, noch bevor sie sich nach dem stromabwärts liegenden Zweig 19 der Niederdruck-Spülleitung zu öffnen. Die Hochdruck-Spülstufe eines solchen Druckaustauscher ist so angeordnet, wie es die Fig. 5 zeigt. Die Einlaßleitung der Hochdruck-Spülleitung ist bei 24 dargestellt. Die Auslaßleitung ist bei 25 an eine Stelle am Umfang des ringförmigen Futters 20 angeschlossen. Wenn also der Druckaustauscher mit Spülstufen versehen ist, wie sie in den Fig. 3 und 5 dargestellt sind, dann nimmt das Futter 20 Wärme aus den Abgasen auf, welche durch das Rohr 22 zu dem Ejektor 23 in der Niederdruck-Spülstufe strömen, und gibt Wärme an das verdichtete Gas ab, welches zur Brennkammer oder zu einer sonstigen Erhitzungsvorrichtung in der Hochdruck-Spülstufe strömt.Exchanger cell wheel 1 between the end plates 4 and 5, through which the channels with the Cells are connected. Only two of these channels are shown in the figure, namely the low-pressure flushing channels 18 and 19. At one end of the cells is the ring-shaped one around its circumference Lining 20 attached to the cells so that it rotates with the cells, with little clearance between ■ the cells and the feed on the one hand, the outer housing 21 on the other hand is maintained. Tn a position on the circumference of the housing before the position in which the low-pressure flushing channels 18 and 19 are in communication with the cells, an outlet pipe 22 is provided, which the gas from the Cells through the feed 20 drains through. The flow through the pipe leads to an ejector 23 in the downstream branch 19 of the low pressure flush line. This flow through the feed so through it is used to accelerate the low pressure purge flow. The settlement of the The low-pressure flushing stage of only this arrangement from FIG. 3 is shown in FIG. The location of this Lining radially beyond the cells is indicated by the dashed lines. The cells protrude the tube 22 communicates with the ejector 23 even before moving to the downstream one Open branch 19 of the low-pressure flushing line. The high pressure flushing stage of such a pressure exchanger is arranged as shown in FIG. The inlet line of the high pressure purge line is shown at 24. The outlet conduit is connected at 25 to a location on the circumference of the annular liner 20. So if the pressure exchanger is provided with flushing stages, as shown in FIGS then the liner 20 absorbs heat from the exhaust gases passing through the pipe 22 to the ejector 23 in the low-pressure purging stage, and gives off heat to the compressed gas, which is sent to the combustion chamber or to some other heating device in the high pressure purge stage.

Die Unterstützung des Spülens durch einen Ejektor, wie er oben für einen Druckaustauscher mit einem Futter in einer Seitentasche beschrieben wurde, kann aber auch verwendet werden bei einer Druckaustauscherbauart, in welcher sich das Futter innerhalb der Zellen selbst befindet, also wie in den Fig. 1 und 2. Fig. 6 zeigt eine Niederdruck-Spülstufe einer solchen Anordnung, wobei die Einlaßleitung mit 26, die Auslaßleitung mit 27 bezeichnet ist. Das Futter 2 befindet sich an dem einen Ende der Zellen, genau wie in ■den Fig. 1 und 2. Unmittelbar bevor eine Zelle die Spülstufe erreicht, ist ein zusätzlicher Auslaß 27 a im Außengehäuse vorgesehen, und eine geringe Menge an Gas strömt nun durch diesen Auslaß und das Rohr 28 zu einem Ejektor 29 in dem Kanal 27. Die Größe des Auslaßstutzens 27 a wird so gewählt, daß die Ejektorwirkung den Widerstand des Futters 2 überwindet, wodurch ein richtiges Spülen stattfinden kann.The support of flushing by an ejector, as described above for a pressure exchanger with a lining in a side pocket but can also be used in a pressure exchanger design in which the lining is inside of the cells themselves, so as in Figs. 1 and 2. Fig. 6 shows a low-pressure flushing stage of such Arrangement, wherein the inlet line is designated by 26 and the outlet line by 27. The lining 2 is located at one end of the cells, just as in ■ Figures 1 and 2. Immediately before a cell the Rinse stage reached, an additional outlet 27 a is provided in the outer housing, and a small amount of gas now flows through this outlet and pipe 28 to an ejector 29 in channel 27. The size of the outlet connection 27 a is chosen so that the ejector effect overcomes the resistance of the chuck 2, whereby proper rinsing can take place.

Die Fig. 7 zeigt die Abwicklung eines vollständigen Druckaustauschers, der in mancher Hinsicht dem in ■der Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, jedoch das Seitentaschenfutter 20 aufweist, welches bereits an Hand der Fig. 3 beschrieben wurde. Die Niederdruck-Spülkanäle sind bei 6 und 14 dargestellt, die Hochdruck-Spülkanäle bei 7 und 8. Anstatt das heiße Hochdruck-Nutzgas direkt — wie in Fig. 1 — den Zellen zu entnehmen, wird das Nutzgas bei der Ausführungsform nach Fig. 7 der Hochdruck-Spülleitung entnommen. Der Gasstrom der Rohrleitung 8 wird geteilt, und zwar strömt ein Teil durch die Verbindungsleitung 9, die Brennkammer 10 und den Einlaßkanal 7 zurück zu dem Zellenrad, während der Rest als Nutzgas durch einen Auslaßkanal 30 entnommen wird und zum Verbraucher strömt.FIG. 7 shows the development of a complete pressure exchanger which in some respects corresponds to that in ■ the Fig. 1 shown is similar, but the side pocket lining 20, which has already been described with reference to FIG. 3. The low-pressure flushing channels are shown at 6 and 14, the high pressure flushing channels at 7 and 8. Instead of taking the hot high-pressure useful gas directly - as in Fig. 1 - from the cells, the useful gas in the embodiment according to FIG. 7 is taken from the high-pressure flushing line. The gas flow of the pipeline 8 is divided, namely a part flows through the connecting line 9, the combustion chamber 10 and the inlet channel 7 back to the cell wheel, while the rest as useful gas through an outlet channel 30 is removed and flows to the consumer.

Zu den Ringkanälen in dem Außengehäuse, in welchem sich das Futter 20 bewegt, gehören die beiden Öffnungen 31 und 32, durch welche das Gas die Zellen durch das Futter hindurch verlassen kann. DasBoth of these belong to the ring channels in the outer housing in which the chuck 20 moves Openings 31 and 32 through which the gas enters the cells can exit through the feed. That

ίο bei der Öffnung 31 austretende Gas strömt über das Rohr 33 und durch die Öffnung 34 wieder in die Zellen ein. Das aus den Zellen durch das Futter und die Öffnung 32 hindurch austretende Gas strömt über das Rohr 35 und die Öffnung 36 wieder in die Zellen ein.ίο gas escaping at opening 31 flows over the Tube 33 and through opening 34 back into the cells. That from the cells through the feed and the Gas exiting through opening 32 flows back into the cells via tube 35 and opening 36.

Eine Zelle in der Stellung 37 ist mit Frischluft angefüllt, denn die Zelle ist soeben an der Niederdruck-Spülstufe 6,14 vorbeigegangen. Wenigstens ein Teil der Luft in den Zellen strömt durch die Öffnung 31 und das Futter 20 hindurch. Das Futter ist aber heiß, und die in die Zellen durch die Öffnung 34 wieder eintretende Luft wurde durch den Wärmeaustausch mit dem Futter erhitzt. Nachdem die Luft erhitzt worden ist, gelangt sie in die Hochdruck-Spülstufe 7, 8. Nach Verlassen der Hochdruck-Spülstufe in der Stellung 38 ist die Zelle mit heißem Gas angefüllt. Wenn nun dieses Gas durch das Futter und die Öffnung 32 hindurchströmt, wird dabei das Futter erhitzt. Das durch die öffnung 36 wieder in die Zellen eintretende Gas ist entsprechend kühler. Die beiden Sätze von öffnungen und Verbindungsrohren 31, 33, 34 und 32, 35, 36 gewährleisten Heiz- bzw. Kühlkreise bei konstantem Volumen. Durch den Einbau dieser beiden Strömungskreise werden die Druckhöhen im Zellenrad entsprechend gehoben bzw. gesenkt.A cell in position 37 is filled with fresh air because the cell is currently in the low-pressure flushing stage 6.14 passed. At least some of the air in the cells flows through the opening 31 and the chuck 20 therethrough. The feed is hot, however, and that re-enters the cells through the opening 34 Air was heated by exchanging heat with the feed. After the air has been heated is, it enters the high pressure rinsing stage 7, 8. After leaving the high pressure rinsing stage in the position 38 the cell is filled with hot gas. If this gas now flows through the chuck and the opening 32, the feed is heated. That re-entering the cells through the opening 36 Gas is correspondingly cooler. The two sets of openings and connecting pipes 31, 33, 34 and 32, 35, 36 ensure heating and cooling circuits with constant volume. By incorporating these two In flow circuits, the pressure levels in the cellular wheel are raised or lowered accordingly.

Die Verwendung eines Wärmeaustauscherfutters in einer Tasche an der Außenseite, wie sie oben beschrieben wurde, bringt den Vorteil mit sich, daß derjenige Teil des Außengehäuses, welcher das Futter bedeckt, leicht abgenommen werden kann, wodurch man Zugang zum Futter selbst erhält. Wenn außerdem noch das Futter beispielsweise aus zwei Halbringen besteht, dann kann es zu Reinigungszwecken leicht entfernt werden, ohne den Druckaustauscher völlig zerlegen zu müssen. Bei Anordnung des Futters in der Außentasche muß Vorsorge getroffen werden, daß der Druckverlust so niedrig bleibt, wie es mit dem gewünschten Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers noch vereinbar ist. Das Futter muß so angeordnet und gebaut sein, daß es die Kompressions- und Expansionswellen in den Zellen während des Betriebes des Druckaustauschers nicht ernstlich beeinträchtigt.The use of a heat exchanger liner in an outside pocket as described above has the advantage that that part of the outer housing which covers the lining can be easily removed, giving access to the lining itself. If also If the lining consists of two half-rings, for example, it can easily be removed for cleaning purposes without having to completely dismantle the pressure exchanger. When arranging the lining in the outer pocket Care must be taken that the pressure drop remains as low as it is desired Efficiency of the heat exchanger is still compatible. The lining must be arranged and constructed in such a way that that there are waves of compression and expansion in the cells during the operation of the pressure exchanger not seriously affected.

Claims

Patent claims:

1. Pressure exchanger with heat exchange device, characterized by the arrangement an annular heat-accumulative lining (2, 20) in the rotary valve of the pressure exchanger in such a way that the food follows the pathways of two different ones, the cell system of different ones Stages of the work process of leaving streams passes through so that the feed passes through continues to absorb heat in a manner known per se through one of these two currents and the same then continues to deliver to the other flow as it passes through it.

2. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that the lining (2) within the

Cells in the vicinity of each face of the, the same is arranged.

3. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that the lining (2) only on one Long side of the cells (1) near the front the same is arranged.

4. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that the heat-accumulating lining (20) is arranged on the outer circumference of the cellular wheel (1) and that the outlet line (22, 25, 33, 35) of the cells is arranged radially and opposite the outer peripheral surface of the lining .

5. Pressure exchanger according to claim 2 or 3, characterized in that the length of the lining in the direction of the atmosphere of the working medium is about 5% of the cell length.

6. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that for one of the two Streams (7,8) of the working medium, a connecting channel (9) is provided through which the Working medium can flow back into the pressure exchanger after it has passed through the lining (2) has flowed through.

7. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that one for one of the streams of the working medium certain flow path (19) merged with another channel (22, 23) is through which another flow of the working medium led out of the pressure exchanger the two currents mutually influencing each other so that an ejector effect occurs comes.

8. Pressure exchanger according to claim 1, characterized by overflow channels (16) which cells higher pressure after leaving (15) the high pressure rinsing zone (7, 8) with cells lower Connect the pressure after leaving the low pressure purging zone.

Considered publications:
German patent application H14056Ia / 46f
made known on February 17th 1955).

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 933 363.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

909637/337 9.59