DE1293941B

DE1293941B - Rotary wheel pressure exchanger

Info

Publication number: DE1293941B
Application number: DE1956S0051431
Authority: DE
Original assignee: SPALDING DUDLEY BRIAN
Current assignee: SPALDING DUDLEY BRIAN
Priority date: 1955-12-01
Filing date: 1956-11-29
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB802019A

Description

Die Erfindung betrifft Zellenrad-Druckaustauscher mit Hochdruck- und Niederdruckspälzone.The invention relates to cellular wheel pressure exchangers with high pressure and Low pressure peeling zone.

Bekanntlich sind während bestimmter Betriebsphasen eines Zellenrad-Druckaustauschers in den einzelnen Zellen Arbeitsmittel unterschiedlicher Eigenschaften anwesend. Eine gegenseitige Durchmischung dieser Arbeitsmittel soll soweit wie möglich vermieden werden. Beispielsweise tritt bei Druckaustauschern in Gasgeneratoren ein Strahl heißen Gases längs der Vorderwand einer in den Bereich der Einlaßöffnung gelangenden Zelle in diese ein, da sich nicht das gesamte Zellenende sofort der Einlaßöffnung gegenüber befindet. Hierdurch entsteht c;ne schräge Grenzschicht, und die dabei auftretende Durchwirbelung führt zumindest in einer Grenzzone zwischen dem jeweils neu eingeführten und dem ursprünglichen Zelleninhalt zu einer Durchmischung. Außerdem bewirken die starken Geschwindigkeitsunterschiede zwischen dem bereits vorhandenen Zelleninhalt und dem in die betreffende Zelle eingeführten Arbeitsmittelstrom ein sehr starkes Eindringen des letzteren in die jeweiligen Zellen und eine verstärkte Verrnischung.It is known that a rotary valve pressure exchanger is used during certain operating phases Work equipment with different properties is present in the individual cells. Mutual mixing of these working materials should be avoided as far as possible will. For example, a jet occurs in pressure exchangers in gas generators hot gas along the front wall of a entering the area of the inlet opening Cell into this one, as not the entire end of the cell is immediately adjacent to the inlet opening opposite is located. This creates a sloping boundary layer, and that occurring turbulence leads at least in a boundary zone between each newly introduced and the original cell contents to a mixing. aside from that cause the strong differences in speed between the existing one Cell content and the working medium flow introduced into the cell in question very strong penetration of the latter into the respective cells and an increased Blending.

Ferner ist zu beobachten, daß eine bereits innerhalb einer Zelle vorhandene Grenzschicht zwischen einem Arbeitsmittel höherer Dichte und einem Arbeitsmittel geringerer Dichte dann labil wird, wenn sich eine Kompressionswelle von dem weniger dichten zu dem dichteren Arbeitsmittel hin bewegt bzw. wenn sich eine Expansionswelle in der jeweils umgekehrten Richtung bewegt.It can also be observed that an already existing within a cell Boundary layer between a work medium with a higher density and a work medium The lower density then becomes unstable when there is a compression wave from the less dense towards the denser working medium or when an expansion wave moves moves in the opposite direction.

Diese Durchmischungserscheinungen treten bei einer Reihe von Druckaustauscherbauarten auf.These mixing phenomena occur in a number of pressure exchanger designs on.

Aus der deutschen Patentschrift 255 177 ist bereits eine Druckaustauscherbauart bekannt, bei welcher im Bereich der Hochdruckspülstufe sowohl die Einlaßöffnung als auch die Auslaßöffnung derart in eine bestimmte Anzahl von öffnungen unterteilt sind, so daß sich jeweils neben einer Hauptöffnung eine Reihe von Nebenöffnungen befindet. Die mit Bezug auf die relative Zellenbewegung sämtlich vor der Haupteinlaßöffnung gelegenen Nebeneinlaßöffnungen sind mit den in bezug auf die relative Zellenbewegung hinter der Hauptaüslaßöffnung gelegenen Nebenauslaßöffnungen über Kanäle in jeweils umgekehrter Reihenfolge derart verbunden, daß jeweils die unmittelbar vor der Haupteinlaßöffnung gelegene Nebeneinlaßöffnung mit der unmittelbar nach der Hauptauslaßöffnung gelegenen Nebenauslaßöffnung verbunden ist.A pressure exchanger design is already known from German patent specification 255 177 in which both the inlet opening and the outlet opening are subdivided into a certain number of openings in the area of the high-pressure flushing stage, so that there is a series of secondary openings in each case next to a main opening. With regard to the relative cell movement, all of the secondary inlet openings located in front of the main inlet opening are connected to the secondary outlet openings located behind the main outlet opening in relation to the relative cell movement via channels in each case in reverse order, so that the secondary inlet opening located immediately in front of the main inlet opening is connected to the secondary inlet opening immediately after the main inlet opening Main outlet opening located secondary outlet opening is connected.

Die soeben kurz beschriebene bekannte Anordnung von Nebenöffnungen dient zur stufenweisen Expansion des einen Arbeitsmittels unter entsprechender stufenweiser Kompression des anderen ArbeitsmittC1S zur Verbesserung des Wirkungsgrades.The well-known arrangement of secondary openings which has just been briefly described is used for the gradual expansion of one working medium with a corresponding gradual Compression of the other working tool to improve efficiency.

Sie ermöglicht es jedoch nicht, die oben angegebenen Ursachen für eine Durchmischung des bereits in den betreffenden Zellen befindlichen Arbeitsmittels mit dem in diese eingeführten Arbeitsmittel unterschiedlicher Eigenschaften zu verhindern. Insbesondere findet bei der bekannten Anordnung auf Grund der Verbindung über die Nebenöffnungen eine Kompressionswellenwanderung von dem weniger dichten zu dem dichteren Arbeitsmittel hin statt, wobei es zu einer stark-en Vermischung der unterschiedlichen Arbeitsmittel kommt.However, it does not allow the causes for mixing of the working medium already in the cells concerned to prevent with the work equipment of different properties introduced in this. In particular, in the known arrangement, due to the connection via the Secondary openings cause a compression wave migration from the less dense to the more dense Work equipment instead, whereby there is a strong mixing of the different Work equipment is coming.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst wer-den, eine Durchnlischung an der Grenzschicbt zwisehen unterschiedlichen Arbeitsmitteln innerhalb der Zellen von Druckaustauschern mit Hochdruck- und Niederdruckspülzone zu verhindern.The aim of the invention is to achieve the object of preventing intermixing at the boundary between different working media within the cells of pressure exchangers with high pressure and low pressure flushing zones.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen Zellenrad-Druckaustauscher mit Hochdruck- und Niederdruckspülzone, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß bei einer an sich bekannten Anordnung, bei welcher die relativ zu den Einlaß- und Auslaßöffnungen der Niederdruck- und Hochdruckspülstufen umlaufenden Radzellen mit ihren stirnseitigen öffnungen an einer Radseite zuerst an einer Niederdruckspülstufenöffnung, dann an einer zusätzlichen Einlaßöffnung, deren in Zellenlaufrichtung gelegene Kante nur durch einen Zwischensteg von der entgegen der Zellenlaufrichtung gelegenen Kante der Hochdruckspülstufen-Einlaßöffnung getrennt ist, und schließlich an dieser letztgenannten öffnung selbst vorbeilaufen, diese zusätzliche Einlaßöffnung und der entgegen der Zellenraddrehrichtung gelegene Teil der Hochdruckspülstufen-Auslaßöffnung durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.In terms of solving this problem, the invention includes a Rotary wheel pressure exchanger with high pressure and low pressure rinsing zone, which thereby is characterized in that in a known arrangement in which the relative to the inlet and outlet openings of the low-pressure and high-pressure flushing stages Wheel cells with their front openings on one wheel side first at a low-pressure flushing stage opening, then at an additional inlet opening, the edge of which is located in the direction of flow of the cells only through an intermediate web from the edge opposite to the direction of movement of the cells the high pressure purge stage inlet opening is separated, and finally at this latter Passing the opening itself, this additional inlet opening and the opposite of the Rotary direction located part of the high pressure flushing stage outlet opening a connecting line are connected to one another.

Hierdurch wird erreicht, daß ein Teil des Strömungsmittels aus den Zellen abströmen kann, bevor dieselben mit dem in Strömungsrichtung gelegenen Teil der Hochdruckspülstufen-Auslaßöffnung in Verbindung kommen. Dieser abgezweigte Teil des Strömun-smittels wird den Zellenradzellen zugeführt, bevor das Arbeitsmittel aus der Hochdruckspülstufen-Einlaßöffnung in die Zellen eintritt. Auf Grund der Gleichartigkeit des Arbeitsmittelstromes durch die zusätzliche Einlaßöffnung mit dem bereits in den Zellenradzellen befindlichen und über die Auslaßöffnung der Hochdruckspülstufe abzuführenden Arbeitsmittel ist dessen Durchmischung mit dem genannten zusätzlichen Arbeitsmittelstrom nicht schädlich, und außerdem wird eine Vorbeschleunigung des Arbeitsmittels in Richtung auf die Hochdruckspülstufen-Auslaßöffnung erzielt, wodurch eine wesentliche Beeinflussung der Grenzschicht durch das über die Hochdruckspülstufen-Einlaßöffnung in die Zelle eintretende Arbeitsmittel im Sinne einer von der Kompressionswelle verursachten Durchmischung vermieden wird.This ensures that part of the fluid from the Cells can flow off before the same with the part located in the direction of flow the high pressure purging stage outlet port come into communication. This branched off part of the fluid is fed to the cellular wheel cells before the working fluid enters the cells from the high pressure purge stage inlet port. Due to the Similarity of the working medium flow through the additional inlet opening with the one already located in the cellular wheel cells and via the outlet opening of the high-pressure flushing stage The working medium to be discharged is its mixing with the additional mentioned The flow of working fluid is not harmful and, moreover, a pre-acceleration of the Working medium achieved in the direction of the high-pressure flushing stage outlet opening, whereby a significant influence on the boundary layer by the high pressure flushing stage inlet opening Working fluid entering the cell in the sense of a compression wave caused mixing is avoided.

Die Erfindung ist ferner auf Zellenrad-Druckaustauscher anwendbar, bei welchen über Verbindungs- bzw. überbrückungsleitungen eine Vorkompression eines Arbeitsmittels stattfindet.The invention is also applicable to rotary valve pressure exchangers, in which a pre-compression of a Work equipment takes place.

Ein derartiger Zellenrad-Druckaustauscher, welcher wiederum eine Hochdruck- und eine Niederdruckspülzone besitzt, ist erfindungsgemäß durch zwischen diesen Stufen angeordnete, zusätzliche, durch eine Verbindungsleitung miteinander verbundene Ein- und Auslaßöffnungen gekennzeichnet, wobei die in Zellenraddrehrichtuhg gelegene Kante der zusätzlichen Einlaßöffnung nur durch einen Zwischensteg von der entgegen der Zellenraddrehrichtung gelegenen Kante der öffnung einer weiteren Verbindungsleitung getrennt ist.Such a cellular wheel pressure exchanger, which in turn is a high pressure and has a low pressure rinsing zone is, according to the invention, through between these Additional steps arranged by a connecting line Inlet and outlet openings marked, with the one located in the rotary direction of the rotary valve Edge of the additional inlet opening only through an intermediate web from the opposite the edge of the opening of a further connecting line located in the direction of rotation of the star feeder is separated.

Aus der deutschen Patentschrift 724 998 sind außerdem Druckaustauscher bekanntgeworden, bei weichen die Hochdruckspülstufen-Einlaßöffnung mit dem Ausgang einer ein Flammrohr enthaltenden Brennkammer verbunden ist, so daß die heißen Gase der Brennkammer dazu dienen, das in den Zellen befindliche Gas zu komprimieren und durch die Hochdruckspülstufen-Auslaßöffnung auszutreiben.From the German patent specification 724 998 pressure exchangers are also known, in which the high pressure purging stage inlet opening is connected to the outlet of a combustion chamber containing a flame tube, so that the hot gases of the combustion chamber serve to compress the gas in the cells and through the high pressure purging stages -Exhaust outlet port to be driven out.

In Anwendung der Erfindung auf solche Anordnungen ist erfindungsgemäß der das Flammrohr der Brenrikammer umgebende, von Frischluft durchströmte Raum mit der zusätzlichen Einlaßöffnung verbunden, so daß wiederum ein zusätzlicher, der Durchmischung entgegenwirkender Arbeitsmittelstrom erhalten wird.In applying the invention to such arrangements is according to the invention that surrounding the flame tube of the combustion chamber, flowed through by fresh air Space connected to the additional inlet opening, so that in turn an additional, the mixing counteracting working medium flow is obtained.

Die jeweilige Auslaßöffnung ist dabei vorzugsweise größer als die zusätzliche Eintrittsöffnung. Vorzugsweise erfolgt die Lieferung des zusätzlichen Arbeitsmittels durch einen Kanal hindurch, welcher am Umfang mindestens so weit ist wie die Breite der Zellen. Außerdem wird die Anordnung am besten so getroffen, daß das die zusätzliche Einlaßöffnung durchströmende Arbeitsmittel mit einer anderen Geschwindigkeit eintritt als das darauffolgende Hauptarbeitsmittel, Ist beispielsweise das zusätzliche Arbeitsmittel leichter, dann sollte es mit einer etwas (Yeringeren Geschwindigkeit einströmen. Dem Strom des Hauptarbeitsmittels kann man zweckmäßigerweise ein Druckgefälle über seine Kanalbreite erteilen, so daß die Einström-eschwindigkeit in der Richtung der Rotordrehung abnimmt.The respective outlet opening is preferably larger than that additional entry opening. Preferably the delivery of the additional one takes place Working medium through a channel, which at least as far on the circumference is like the width of the cells. In addition, the arrangement is best made in such a way that that the working medium flowing through the additional inlet opening with another Speed occurs as the subsequent main working resource, Is for example the additional work equipment lighter, then it should be with a little (Yeringeren Flow in speed. One can expediently the stream of the main working fluid give a pressure gradient across its channel width, so that the inflow speed decreases in the direction of rotor rotation.

Bei einem Druckaustauscher mit vielen überleitungskanälen ist es von größter Wichti gkeit, Vorsorge zu treffen, um die Vermischung an dem ersten überleitungskanal nach der Niederdruckspülung einzuschränken, denn gerade dort erfolgt die Berührung zwischen der Frischluft und den Verbrennungsgasen. Die Strahlvermischung an den folgenden Einlaßöffnungen ist vergleichsweise wenig nachteilig, weil lediglich die eintretenden Verbrennungsgase mit den an jenem Ende der Zellen bereits vorhandenen Gasen vermischt werden.In the case of a pressure exchanger with many transfer channels, it is of it is of the utmost importance to take precautionary measures against the mixing at the first conduit after the low-pressure flush, because this is where the contact takes place between the fresh air and the combustion gases. The beam mixing at the following inlet openings is comparatively little disadvantageous because only the incoming combustion gases with those already present at that end of the cells Gases are mixed.

Es kann zwar nicht angenommen werden, daß die erfindungsgemäßen Druckaustauscher ganz ohne Abschrägung der Grenzflächen arbeiten, da auf jeden Fall eine an einem Heißgaskanal vorbeilaufende Vorderwand einer Zelle auf diesen Kanal vor der Hinterwand dieser Zelle trifft, jedoch nimmt dabei eine geringe Schräge nicht mehr zu, und da die Geschwindigkeitsgradienten sehr viel geringer sind, wird eine Durchwirbelung entsprechend vermindert.It can not be assumed that the pressure exchanger according to the invention work completely without beveling the interfaces, since there is definitely one on one Hot gas channel passing the front wall of a cell onto this channel in front of the rear wall meets this cell, but a slight slope no longer increases, and since the speed gradients are much lower, there is turbulence correspondingly reduced.

Es sollen nunmehr, lediglich als Beispiel, gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.Certain embodiments are now intended, by way of example only of the present invention will be described with reference to the drawings.

F i g. 1. derselben zeigt eine Teilabwicklung des Umfanges eines Druckaustauscher-Hochdruckspülkanalsysteins; F i g. 2 zeigt eine Abwicklung des Umfanges eines Druckaustauschergaserzeugers, einschließlich einer besonderen Brennkammeranordnung an der Hochdruckspillstufe; F i g. 3 zeigt eine Abwicklung des Umfanges eines Druckaustauschergaserzeugers mit einem überleitungskanal und besonderer Kanalanordnung am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals.F i g. 1. The same shows a partial development of the circumference of a pressure exchanger high-pressure flushing duct system; F i g. Figure 2 shows a development of the perimeter of a pressure exchange gas generator, including a special combustion chamber arrangement at the high pressure capstan stage; F i g. 3 shows a development of the circumference of a pressure exchanger gas generator with a transfer channel and a special channel arrangement at the downstream end of the channel.

In den Figuren haben jeweils gleiche Teile gleiche Bezugsnummern.In the figures, the same parts have the same reference numbers.

F i g. 1 zeigt ein Zellenrad 1, das sich zwischen den Endplatten 2 und 3 in der Richtung des Pfeiles 4 dreht. Die Kanäle 5 und 6 sind ein Teil der Hochdruckspülzone, wobei das heiße Gas durch den Kanal 5 in die Zellen einströmt, während die verdichtete Luft die Zellen durch den Kanal 6 verläßt. Die Kanäle 5 und 6 sind miteinander über eine Heizvorrichtung, beispielsweise eine Brennkammer, verbunden; es kann auch ein Anschluß für die Entnahme von verdichtetem Gas aus dem Verbindungsstück vorgesehen sein.F i g. 1 shows a cellular wheel 1 which rotates between the end plates 2 and 3 in the direction of the arrow 4. The channels 5 and 6 are part of the high pressure flushing zone, the hot gas flowing into the cells through the channel 5 , while the compressed air leaves the cells through the channel 6. The channels 5 and 6 are connected to one another via a heating device, for example a combustion chamber; a connection for the removal of compressed gas from the connector can also be provided.

Eine mit Luft angefüllte Zelle 7 nähert sich beispielsweise der Hochdruckspülzone. Sobald die Zelle die Stellung 8 erreicht, wird eine Kompressionswelle durch die Zelle hindurch übertragen, wobei die Luft verdichtet wird. Unter den sich aus der Konstruktion ergebenden Nenn-Betriebsverhältnissen erreicht diese Welle das andere Ende der Zelle in einem Augenblick, in dem die Zelle an der Kante 9 des Entnahmekanals 10 vorbeiläuft. An diesem letztgenannten Kanal wird verdichtete Luft abgenommen und einem zusätzlichen Eintrittskanal 11 am entgegengesetzten bzw. am gegenüberliegenden Ende des Zellenrades zugeführt. Der Eintritt dieser verdichteten Luft in die Zellen löst die vorerwähnte Kompressionswelle aus. For example, a cell 7 filled with air approaches the high pressure flushing zone. As soon as the cell reaches position 8 , a compression wave is transmitted through the cell, compressing the air. Under the nominal operating conditions resulting from the construction, this wave reaches the other end of the cell at a moment when the cell passes the edge 9 of the removal channel 10 . At this last-mentioned channel, compressed air is taken off and fed to an additional inlet channel 11 at the opposite or at the opposite end of the cell wheel. The entry of this compressed air into the cells triggers the aforementioned compression wave.

Der anfängliche Eintritt der Luft in das teilweise versperrte Zellenende erfolgt- in der Form eines Strahles; da jedoch die Eigenschaften des eintretenden und des bereits in der Zelle vorhandenen Arbeitsmittels nahezu gleich sind, ergeben sich keine nachteiligen Folgen. Beim Fortschreiten der Zelle auf ihrem Wege an dem Kanal 11 vorbei wird jenes Ende der Zelle mehr und mehr freigegeben, und ihr Inhalt wird ganz in Bewegung gesetzt, so daß, wenn die Zelle an der Kante des Zwischensteges 12, welcher die zusätzliche Einlaßöffnung 11 von dem Haupteinlaßkanal 5 trennt, vorbeiläuft, kein plötzliches Einströmen eines heißen Gasstrahles in die Zelle erfolgen kann.The initial entry of the air into the partially blocked end of the cell takes place in the form of a jet; However, since the properties of the incoming working medium and the working medium already present in the cell are almost the same, there are no disadvantageous consequences. As the cell progresses on its way past the channel 11 that end of the cell is released more and more, and its contents are completely set in motion, so that when the cell is on the edge of the intermediate web 12, which the additional inlet opening 11 of the main inlet channel 5 separates, passes, no sudden inflow of a hot gas jet can take place in the cell.

Bei der Weiterbewegung der Zelle an dem Kanal 5 vorbei strönit stetig heißes Gas ein, aber dieses bleibt durch eine Pufferschicht verdichteter Luft, die über den Zusatzkanal 11 eingeführt wurde, von der ursprünglich in den Zellen enthaltenen verdichteten Luft getrennt. Die Pufferschicht wandert allmählich längs der Zelle und tritt durch den Kanal 6 aus, wie bei 13 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.As the cell moves on past the channel 5 , hot gas flows in steadily, but this remains separated from the compressed air originally contained in the cells by a buffer layer of compressed air that was introduced via the additional channel 11. The buffer layer gradually migrates along the cell and exits through the channel 6 , as indicated at 13 by the dashed lines.

Bei der oben beschriebenen Anordnung findet die anfängliche Vermischung des ursprünglichen Zelleninhalts mit dem einströmenden Arbeitsmittel zwischen verdichteter Luft und weiterer verdichteter Luft statt, die durch den Kanal 11 einströmt. Daher ist dieses Vermischen ohne nachteilige Folgen. Die Vermischung, welche zwischen der durch den Kanal 11 einströmenden Luft und dem durch den Kanal 5 einströmenden Gas stattfindet, ist von geringerer Bedeutung, da die durch den Kanal 11 ein' strömende Luft eine höhere Geschwindigkeit besitzt als das durch den Kanal 5 einströmende Gas. Die Anordnung ermöglicht eine Verzögerungswirkung in der Nähe der Grenzfläche von Gas und Luft, wodurch unstabile Zustände'auf ein Mindestmag herabgesetzt werden.In the arrangement described above, the initial mixing of the original cell contents with the inflowing working medium takes place between compressed air and further compressed air flowing in through the channel 11. Hence, this mixing is without adverse consequences. The mixing which takes place between the air flowing in through the channel 11 and the gas flowing in through the channel 5 is of less importance, since the air flowing through the channel 11 has a higher speed than the gas flowing in through the channel 5. The arrangement enables a delay effect in the vicinity of the interface between gas and air, as a result of which unstable states are reduced to a minimum.

Außerdem kann es erwünscht sein, in dem durch den Kanal 5 eintretenden Strom heißen Gases ein stetiges Druckgefälle herbeizuführen, so daß die Geschwindigkeit des Gasstroms in der Richtu " ng der Zellenraddrehung abnimmt. Dies kann beispielsweise durch geeignete Einstellung der Druckverluste im Heizkreis erreicht werden. Eine Möglichkeit ist.der Einsatz einer geeigneten Drosselvorrichtung oder eines Prallbleches 14 in den Kanal.It may also be desirable in the entering through the duct 5 hot gas stream a steady pressure drop to bring about, so that the velocity of the gas stream in the Richtu "ng of Zellenraddrehung decreases. This may for example be achieved in the heating circuit by suitable adjustment of the pressure losses. A It is possible to use a suitable throttle device or a baffle plate 14 in the channel.

Um die Reibungsverluste in dem Kanal 15, welcher die Kanäle 10 und 11 miteinander verbindet, auszugleichen, muß der Staudruck der Luft in dem Kanal 10 höher sein als in dem Kanal 11, weshalb der erstere größeren Querschnitt hat als der letztere. Man wird bemerken, daß die Öffnung, durch welche hindurch der Kanal 11 mit den Zellen in Verbindung steht, mindestens so weit sein muß wie die Zellen, damit das Profil des Strahles der einströmenden Luft bei der endlichen Zellengröße stabil geworden ist, bevor das heiße Gas durch den Kanal 5 einzuströmen beginnt. Es ist klar, daß der Umlauf der verdichteten Luft in der oben beschriebenen Weise in erster Näherung keine Wirkung auf das Betriebsverhalten des Druckaustauschers hat, doch ist infolge der zusätzlichen Kanaloberfläche wohl eine leichte Zunahme der Druckverluste zu erwarten. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Pufferschicht verdichteter Luft zwischen den Linien 13 nicht über das vollständige Arbeitsspiel mitgenommen wird, sondern nur in der betreffenden Stufe vorhanden ist.In order to compensate for the friction losses in the channel 15 which connects the channels 10 and 11 to one another, the back pressure of the air in the channel 10 must be higher than in the channel 11, which is why the former has a larger cross-section than the latter. It will be noted that the opening through which the channel 11 communicates with the cells must be at least as wide as the cells in order for the profile of the jet of incoming air to be stable at the finite cell size before the hot gas begins to flow through channel 5. It is clear that the circulation of the compressed air in the manner described above has, in a first approximation, no effect on the operating behavior of the pressure exchanger, but a slight increase in pressure losses is to be expected as a result of the additional duct surface. It should also be pointed out that the buffer layer of compressed air between the lines 13 is not carried along over the entire working cycle, but is only present in the relevant stage.

F i g. 2, welche eine vollständige Abwicklung eines Druckaustauschers mit Hoch- und Niederdruckspülzonen darstellt, zeigt eine andere Möglichkeit, die Pufferschicht zwischen der verdichteten Luft einer Zelle, die an der Hochdruckspülzone ankommt, und dem heißen Gas, welches in dieser Zone eingeführt wird, zu errichten. Das Zellenrad 1 dreht sich wiederum zwischen den Endplatten 2 und 3 in der Richtung des Pfeiles 4. Eine Niederdruckspülstufe enthält einen Einlaßkanal 16 und einen Auslaßkanal 17, wobei dem ersteren Frischluft zugeführt wird, welche in dieser Stufe die Zellen völlig durchspült. Innerhalb der Zellen kommen in bekannter Weise Expansions- und Kompressionswellen 18 bzw. 19 zustande. Die Hochdruckspülstufe besteht aus einem Einlaßkanal 20, einem Auslaßkanal 21 und einem Verbindungskanal 22. An das hierdurch gebildete Kanalsystem ist ein Entnahmestutzen 23 angesetzt, welcher die Entnahme einer nutzbaren Menge heißen Gases, beispielsweise zur Expansion in einer Turbine für die Krafterzeugung, gestattet. In dem Einlaßkanal 20 befindet sich ein Flammrohr 24, in welches über ein Rohr 25 Brennstoff eingeführt und verbrannt wird. Das Flammrohr ist von üblicher Bauart, jedoch mit Ausnahme des stromabwärts gelegenen Endes 26, welches mit Bezug auf die Achse des Kanals 20 etwas versetzt ist, so daß der größte Teil der Luft, welche das Flammrohr24 umströmt und an der Verbrennung bzw. Mischung der darin befindlichen Gases nicht teilnimmt, durch die Öffnung27 in die Zellen hindurch einströmen kann, bevor die heißen Gase durch die Öffnung 28 hindurch einströmen. Wenn sich nun eine mit frischer, verdichteter Luft gefüllte Zelle der Hochdruckspülzone nähert, trifft die verdichtete Luft auf die Kompressionswelle 29 und wird dadurch noch weiter verdichtet. Die Zelle kommt dann in Verbindung mit der Öffnung des Auslaßkanals 21, und der Inhalt der Zelle wird in den Auslaßkanal und von dort entweder in den Entnahmestutzen23 oder in den Verbindungskanal 22 gefördert. Die durch die öffnung 27 einströmende Luft ist etwas wärmer als diejenige, welche durch den Verbindungskanal 22 einströmt, weil die erstere dazu benutzt wurde, die Außenseite des Flammrohres 24 zu kühlen. An dieser Stelle tritt daher ein Strahl wariner verdichteter Luft in das teilweise noch versperrte Zellenende ein. Indessen sind die Eigenschaften dieser Luft den Eigenschaften der verdichteten Luft in den Zellen, welche sich der Hochdruckspülstufe nähern. viel ähnlicher als den Eigenschaften des heißen Gases. welches aus dem Flammrohr 24 durch die Öffnung 28 hindurch in die Zellen einströmt, und es ergeben sich dem. zufolge keine Nachteile. Innerhalb der Zellen werder. zwei Grenzflächen gebildet, die schematisch durcl. die strichpunktierten Linien 30 und 31 angedeutei sind. Die Grenzfläche 30 befindet sich zwischen den. ursprünglichen Zelleninhalt an verdichteter Luft und der durch die Öffnung 27 eingeströmten Luft, während sich die zweite Grenzfläche 31 zwischen dei durch die Öffnung 27 eingeströmten Luft und deni durch die Öffnung 28 eingeströmten Gas befindet. Zwischen den Grenzflächen 30 und 31 ist also eint Pufferschicht zu den gleichen Zwecken, wie sie weitei oben ausführlich beschrieben wurden, errichtet.F i g. 2, which shows a complete development of a pressure exchanger with high and low pressure purging zones, shows another possibility of establishing the buffer layer between the compressed air of a cell that arrives at the high pressure purging zone and the hot gas that is introduced into this zone. The cellular wheel 1 rotates in turn between the end plates 2 and 3 in the direction of the arrow 4. A low-pressure flushing stage contains an inlet channel 16 and an outlet channel 17, the former being supplied with fresh air, which in this stage completely flushes the cells. Expansion and compression waves 18 and 19, respectively, occur within the cells in a known manner. The high-pressure flushing stage consists of an inlet channel 20, an outlet channel 21 and a connecting channel 22. A withdrawal nozzle 23 is attached to the channel system formed by this, which allows the withdrawal of a usable amount of hot gas, for example for expansion in a turbine for power generation. In the inlet channel 20 there is a flame tube 24, into which fuel is introduced via a tube 25 and burned. The flame tube is of conventional design, with the exception of the downstream end 26, which is slightly offset with respect to the axis of the channel 20, so that most of the air which flows around the flame tube 24 and the combustion or mixture therein Gas not taking part, can flow through the opening 27 into the cells before the hot gases flow through the opening 28 through. When a cell filled with fresh, compressed air approaches the high-pressure flushing zone, the compressed air hits the compression shaft 29 and is thereby compressed even further. The cell then comes into connection with the opening of the outlet channel 21, and the contents of the cell are conveyed into the outlet channel and from there either into the discharge nozzle 23 or into the connecting channel 22. The air flowing in through the opening 27 is somewhat warmer than that which flows in through the connecting duct 22 because the former was used to cool the outside of the flame tube 24. At this point, a jet of compressed air enters the cell end, which is still partially blocked. However, the properties of this air are the properties of the compressed air in the cells approaching the high pressure purging stage. much more similar than the properties of the hot gas. which flows from the flame tube 24 through the opening 28 into the cells, and it results from the. according to no disadvantages. Inside the cells. two interfaces formed, which are schematically through the dash-dotted lines 30 and 31 are indicated. The interface 30 is between the. original cell content of compressed air and the air that has flown in through the opening 27 , while the second interface 31 is located between the air that has flown in through the opening 27 and the gas that has flown in through the opening 28 . A buffer layer is therefore established between the interfaces 30 and 31 for the same purposes as described in detail above.

Der in der F i g. 3 dargestellte Druckaustauscher ist wiederum vo - der Gaserzeugerbauart, wobei die nutzbare Gasmenge an dem Entnahmestutzen 23 abgenommen wird. Der Druckaustauscher hat eine Niederdruckspülzone ähnlich der mit Bezug auf die in F i g. 2 beschriebenen und ferner eine Hochdruckspülzone üblicher Form. In diesem Falle ist jedoch ein überleitungskanal 32 eingebaut, welcher dem bekannten Zwecke dient, etwas heißes Hochdruckgas an der Öffnung 33 zu entnehmen und durch die öffnung 34 wieder einzuführen, um die Luft, welche in den Druckaustauscher an der Niederdruckspülzone eingeführt wird, vorzuverdichten. Da an der Öffnung 34 das heiße Gas zuerst in eine Zelle eingeführt wird, welche vorher an der Niederdruckspülzone gespült wurde, wird die vorher beschriebene Pufferschicht an dieser Stelle am meisten benötigt, denn die Zellen erreichen diese Station angefüllt mit teilweise verdichteer Luft. In ähnlicher Weise wie in F i g. 1 ist hier an dem der Mündung des überleitungskanals gegenüberliegenden Zellenende ein Anzapfrohr 35 vorgesehen, welches durch ein Rohr 36 mit einer Zusatzeinlaßöffnung 37 verbunden ist, die unmittelbar neben der überleitungskanaleintrittsöffnung 34 liegt. Die verdichtete Luft wird durch das Anzapfrohr 35 entnommen und strömt durch das 'N"erbindungsrohr 36, um durch die Zusatzeinlaßöffnung 37 in die Zelf len einzutreten. Wie oben unter Bezugnahme auf die F i g. 2 beschrieben, werden zwei Grenzflächen aufgebaut, die schematisch durch die strichpunktierten Linien 38 und 39 angedeutet sind. Zwischen den Grenzflächen befindet sich die Pufferschicht, welche die innerhalb der Zelle in dieser Stufe ankommende Luft von dem heißen Gas trennt, das durch den überleitungskanal 32 eingeführt wird. Bei der Fortbewegung der Zelle aus dieser Stellung enthalten die jeweils linken Zellenenden, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, heißes Gas. Es ist daher nicht erforderlich, eine weitere Pufferschicht aufzubauen, wo die Hochdruckspillstufe erreicht wird. Man kann daher ein übliches Flammrohr 40 und eine Hochdruckheißgaseintrittsöffnung 41 vorsehen.The one shown in FIG. The pressure exchanger shown in FIG . 3 is again of the gas generator type, with the usable amount of gas being taken off at the extraction nozzle 23. The pressure exchanger has a low pressure purging zone similar to that with reference to that in FIG. 2 and also a high-pressure flushing zone of conventional form. In this case, however, a transfer channel 32 is installed, which serves the known purpose of taking some hot high-pressure gas at the opening 33 and reintroducing it through the opening 34 in order to precompress the air which is introduced into the pressure exchanger at the low-pressure purging zone. Since the hot gas is first introduced into a cell at the opening 34, which was previously purged in the low-pressure purging zone, the buffer layer described above is needed most at this point, because the cells reach this station filled with partially compressed air. In a similar way to FIG. 1 , a tapping pipe 35 is provided here at the end of the cell opposite the mouth of the transfer channel, which is connected by a pipe 36 to an additional inlet opening 37 which is located directly next to the transfer channel inlet opening 34. The compressed air is drawn through the bleed tube 35 and flows through the "N" Getting Connected tube 36 to len through the auxiliary inlet opening 37 in the Zelf enter. As described above with reference to the F i g. Described 2, two interfaces are constructed, the schematically are indicated by the dash-dotted lines 38 and 39. Between the interfaces is the buffer layer which separates the air arriving inside the cell at this stage from the hot gas which is introduced through the transfer channel 32. When the cell moves from this position the left cell ends contain hot gas, as can be seen in FIG. 3. It is therefore not necessary to build up a further buffer layer where the high pressure capping stage is reached.

Claims

1. A bucket-pressure exchanger with high pressure and Niederdruckspülzone, d a d u rch in that in a known arrangement in which the z relative to the inlet and outlet of the low-pressure (for example 16, 17 in F i. g. 2) and high-pressure flushing stages (5, 6 in FIG. 1; 20, 21 in FIG. 2) revolving wheel cells (7) with their front openings on one wheel side first at a low-pressure flushing stage opening (e.g. 17 in F i g. 2), then g at an additional inlet opening (at 11 in F i. 1 and 27 g in F i. 2), whose location in cell propagation direction edge g only by an intermediate web (12 in F i. 1 or . at 28 in FIG. 2) is separated from the edge of the high-pressure flushing stage inlet opening opposite to the direction of travel of the cell (at 5 in FIG. 1 or 28 in FIG. 2), and finally at this latter opening itself walk past, this additional inlet opening and the part located opposite to the direction of rotation of the bucket wheel (at 10 in FIG. 1; at 21 in Fig. 2) the Hochdruckspülstufen-Auslaßöffnun- (g at 6 in F i. 1 and g at 21 in F i. 2) g by a connecting line (15 in F i. 1 and 22 g in F i. 2) connected to each other are ( Figs. 1 and 2).

2. Cell wheel pressure exchanger with high pressure and low pressure rinsing zone, characterized by additional inlet and outlet openings (37, 35) which are arranged between these stages and are connected to one another by a connecting line (36) , the edge of the additional inlet opening (37) in the direction of rotation of the cell wheel. is separated only by an intermediate web from the edge of the opening (34) of a further connecting line (32), which is opposite to the direction of rotation of the bucket wheel (FIG. 3). 3. Pressure exchanger according to claim 1 with a combustion chamber connected to the high-pressure flushing stage inlet and containing a flame tube, characterized in that the space surrounding the flame tube (24) through which the working medium flows is connected to the additional inlet opening (27) (F i g. 2) . 4. Pressure exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized by such a design of the additional inlet opening (in llinFig. 1 or 27 in Fig. 2 or 37 inFig.3) and the opening immediately following it in the direction of the relative cell movement (at 5 in FIG. 1 or 28 in FIG. 2 or 34 in FIG. 3) that the speeds of the working media flowing through the named openings are different. 5. Pressure exchanger according to claim 4, characterized in that the additional inlet opening (at 11 in F i g. 1 or 27 in F i g. 2 or 37 in F i g. 3) by one with reference to the flow through the the opening immediately following the additional inlet opening in the direction of the relative cell movement (at 5 in FIG. 1 or 28 in FIG. 2 or 34 in FIG. 3) through a colder and higher speed working medium flow. 6. Pressure exchanger according to claim 4 or 5, characterized in that in a feed channel to the in the direction of the relative cell movement directly to the additional inlet opening (at 11 in F i g. 1 or 27 in F i g. 2 or 37 in F i g. 3) following opening (at 5 in Fig. 1 or 28 in Fig. 2 or 34 in Fig. 3) a device (e.g. 14 in Fig. 1) for throttling the flow through said supply channel is arranged which generates a pressure-C gradient in the direction of the relative movement of the cellular wheel transversely to the flow direction of the working medium. 7. Pressure exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the part connected to the connecting line (15 in F i g. 1 or 22 in F i g. 2) (at 10 in F i 1; at 21 in Fig. 2) the high-pressure flushing stage outlet opening (at 6 in Fig. 1; at 21 in Fig. 2) or the additional outlet opening (35 in Fig. 3) has a larger cross-section than the additional inlet opening (at 11 in FIG. 1 and 27 in FIG. 2 and 37 in FIG. 3). 8. Pressure exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the additional inlet opening (at 11 in FIG. 1 or 27 in FIG. 2 or 37 in FIG. 3) in the direction of the relative movement of the bucket wheel is at least as wide as a bucket wheel cell.