NO161341B

NO161341B - PRESSURE EXCHANGE FOR LIQUID.

Info

Publication number: NO161341B
Application number: NO870016A
Authority: NO
Inventors: Leif J Hauge
Original assignee: Leif J Hauge
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1989-04-24
Also published as: NO870016L; NO161341C; NO870016D0

Description

Oppfinnelsen angår en trykkveksler til overføring av trykkenergi fra en væskestrøm av ett væskesystem til en væskestrøm av et annet væskesystem, omfattende et hus med en innløps- The invention relates to a pressure exchanger for transferring pressure energy from a fluid flow of one fluid system to a fluid flow of another fluid system, comprising a housing with an inlet

og en utløpspassasje for hver væskestrøm, og en i huset anordnet, sylinderformet rotor som er innrettet til rotasjon om sin lengdeakse, og som har en rekke i forhold til lengdeaksen parallelt forløpende kanaler med en åpning i hver ende, hvor innløps- og utløpspassasjene av væskesystemene utgjør passasjepar som er anordnet ved hver sin ende av rotoren, og rotorens kanaler er innrettet til slik forbindelse med husets innløps- og utløpspassasjer at de under rotorens rotasjon vekselvis leder væske med høyt trykk og væske med lavt trykk av de respektive systemer. and an outlet passage for each fluid flow, and a cylinder-shaped rotor arranged in the housing which is arranged for rotation about its longitudinal axis, and which has a series of channels running parallel to the longitudinal axis with an opening at each end, where the inlet and outlet passages of the fluid systems make up pairs of passages which are arranged at each end of the rotor, and the rotor's channels are arranged to such a connection with the housing's inlet and outlet passages that during the rotor's rotation they alternately conduct liquid with high pressure and liquid with low pressure from the respective systems.

Fra US-PS 3 431 747 er det kjent en trykkveksler av den ovennevnte type, hvor det til adskillelse av væskene i de to systemer er innført en kule i hver kanal. Kulebevegelsen er begrenset, idet det i hver ende av hver kanal er anordnet et sete som kulen kan bringes til anlegg mot. Setene reduserer kanaltverrsnittet, og både kulene, kanalene og setene utsettes for mekanisk slitasje med lekkasje til følge. Videre medfører den lille klaring mellom kulene og de respektive kanalers vegger at det må utøves en stor kraft mot kulene for å bevege disse når væskehastigheten er stor, hvilket bevirker et effekttap. Når væskestrømmene plutselig stoppes ved at kuler slagartet treffer sitt sete, vil det kunne inntreffe kavita-sjon som kan ha skadelig innvirkning på tilstøtende deler. Anordningen av en kule og to ventilseter med tetningsringer, fjærer o.a. for hver kanal medfører at konstruksjonen blir komplisert og kostbar. Videre vil den ovennevnte slitasje kunne nødvendiggjøre tidkrevende og kostbar utskifting av trykkvekslerens bestanddeler. På grunn av at det er anordnet innløps- og utløpspassasjer som avgir resp. mottar væske fra bare én kanal ad gangen, vil strømningen være støtvis. From US-PS 3 431 747 a pressure exchanger of the above type is known, where a ball is introduced in each channel to separate the liquids in the two systems. Ball movement is limited, as a seat is arranged at each end of each channel against which the ball can be brought into contact. The seats reduce the channel cross-section, and both the balls, the channels and the seats are exposed to mechanical wear, resulting in leakage. Furthermore, the small clearance between the balls and the walls of the respective channels means that a large force must be exerted against the balls in order to move them when the fluid velocity is high, which causes a loss of power. When the fluid flows are suddenly stopped by the balls striking their seat, cavitation can occur which can have a harmful effect on adjacent parts. The arrangement of a ball and two valve seats with sealing rings, springs, etc. for each channel means that the construction becomes complicated and expensive. Furthermore, the above-mentioned wear and tear could necessitate time-consuming and expensive replacement of the pressure exchanger's components. Due to the fact that inlet and outlet passages have been arranged which emit resp. receives liquid from only one channel at a time, the flow will be intermittent.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som i mindre grad er beheftet med de ovennevnte ulemper. The purpose of the invention is to provide a device which is less affected by the above-mentioned disadvantages.

Det særegne ved innretningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de i kravene angitte, kjennetegnende trekk. The peculiarity of the device according to the invention can be seen from the characteristic features stated in the claims.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, som skjematisk viser utførelses-eksempler på en trykkveksler ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et perspektivriss av en trykkveksler ifølge oppfinnelsen . Fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II på fig. 1, hvor partier er bortskåret. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing, which schematically shows embodiments of a pressure exchanger according to the invention. Fig. 1 is a perspective view of a pressure exchanger according to the invention. Fig. 2 shows a section along the line II-II in fig. 1, where parts are cut away.

Fig. 3 viser et snitt etter linjen III-III på fig. 2. Fig. 3 shows a section along the line III-III in fig. 2.

Fig. 4 er et riss i retningen for pilen A på fig. 2, hvor partier er skåret bort. Fig. 5 er et riss som viser de mot rotoren vendende åpninger av et endestykke. Fig. 4 is a view in the direction of arrow A in fig. 2, where parts are cut away. Fig. 5 is a diagram showing the openings of an end piece facing the rotor.

Fig. 6a-6f er riss som likner det som er vist på fig. 4, Fig. 6a-6f are views similar to what is shown in fig. 4,

til illustrasjon av trykkvekslerens virkemåte. to illustrate the operation of the pressure exchanger.

Fig. 7a og 7b er hastighetsdiagrammer til illustrasjon av trykkvekslerens virkemåte. Fig. 8 er et riss av en innretning ifølge oppfinnelsen hvor innretningen er forbundet med to væskereservoarer beliggende på ulike nivåer. Fig. 9a-9c er riss av et annet utførelseseksempel på et endestykke. Fig. 10 viser et utfoldet, sylindrisk snitt etter linjen X-X på fig. 9a, gjennom et parti av et endestykke. Fig. 7a and 7b are velocity diagrams to illustrate the operation of the pressure exchanger. Fig. 8 is a diagram of a device according to the invention where the device is connected to two liquid reservoirs located at different levels. Fig. 9a-9c are views of another embodiment of an end piece. Fig. 10 shows an unfolded, cylindrical section along the line X-X in fig. 9a, through a portion of an end piece.

Som det fremgår av fig. 1, omfatter trykkveksleren ifølge oppfinnelsen et rørformet, hovedsakelig sylindrisk hus 1, As can be seen from fig. 1, the pressure exchanger according to the invention comprises a tubular, mainly cylindrical housing 1,

som i hver ende har en sirkulær flens 2, 3 med en rekke gjennomgående hull. which at each end has a circular flange 2, 3 with a series of through holes.

To hovedsakelig like endestykker 4, 5, som begge er forsynt med en sirkulær flens 6, 7 med diameter og gjennomgående hull tilsvarende husets flenser, er tettende festet til hvert sitt endeparti av huset 1, idet flensen 2, 3 av huset 1 er festet til hver sin flens 6, 7 av de respektive endestykker 4, 5 ved hjelp av ikke viste skruer som er ført gjennom hullene, og muttere. For tilveiebringelse av en tett forbindelse kan det mellom flensene være anordnet en ikke vist tetningsring. Two essentially identical end pieces 4, 5, both of which are provided with a circular flange 6, 7 with a diameter and through hole corresponding to the housing's flanges, are sealingly attached to each end part of the housing 1, the flange 2, 3 of the housing 1 being attached to each flange 6, 7 of the respective end pieces 4, 5 by means of screws, not shown, which are passed through the holes, and nuts. To provide a tight connection, a sealing ring (not shown) can be arranged between the flanges.

I det rørformede hus 1 er det anordnet en sylinderformet rotor 8, hvis ytterdiameter er tilpasset innerdiameteren av huset 1, slik at rotoren 8 lett kan rotere i huset 1. Rotorens endeflater strekker seg vinkelrett i forhold til dens lengdeakse, og dens lengde tilsvarer tilnærmet lengden av huset 1. Rotoren 8 har en rekke aksialt gjennomgående kanaler 9. Som vist kan kanalenes tverrsnitt være sirkulært og kanalenes lengdeakser kan med like mellomrom strekke seg langs to, i forhold til rotoren koaksiale sylinderflater. Diameteren av og mellomrommene mellom kanalene langs den ene sylinderflate kan imidlertid være forskjellig fra diameteren av og mellomrommene mellom kanalene langs den annen sylinderflate. Videre kan det være anordnet kanaler langs bare én eller flere enn to sylinderflater. In the tubular housing 1, a cylindrical rotor 8 is arranged, the outer diameter of which is adapted to the inner diameter of the housing 1, so that the rotor 8 can easily rotate in the housing 1. The end faces of the rotor extend perpendicularly to its longitudinal axis, and its length corresponds approximately to the length of the housing 1. The rotor 8 has a number of axially continuous channels 9. As shown, the cross-section of the channels can be circular and the longitudinal axes of the channels can at equal intervals extend along two cylindrical surfaces coaxial with the rotor. The diameter of and the spaces between the channels along one cylinder surface can, however, be different from the diameter of and the spaces between the channels along the other cylinder surface. Furthermore, channels can be arranged along only one or more than two cylinder surfaces.

I hvert av endestykkene 4, 5 er det utformet to passasjer Two passages are formed in each of the end pieces 4, 5

12, 13 resp. 14, 15 som strekker seg nær hverandre og som fra den indre, mot huset 1 og rotoren 8 vendende ende og langs i det minste en del av sin lengde har en felles vegg eller skillevegg 16 henholdsvis 17. Som vist på fig. 4 og 5 er de indre åpninger 18, 19 resp. 20, 21 av hvert par av passasjer tilnærmet halvsirkelformede, idet sirkeldiameteren 12, 13 or 14, 15 which extend close to each other and which from the inner end facing the housing 1 and the rotor 8 and along at least part of its length have a common wall or partition 16 and 17 respectively. As shown in fig. 4 and 5 are the inner openings 18, 19 resp. 20, 21 of each pair of passages approximately semicircular, the circle diameter being

kan være litt mindre enn diameteren av rotoren 8, slik at det tilveiebringes en skulder eller glideflate for rotoren som hovedsakelig forhindrer bevegelse av rotoren 8 i husets 1 lengderetning, mens rotasjon er mulig og slik at det oppnås en god tetning mellom rotoren og huset. Skilleveggen 16, 17 mellom åpningene 18, 19 resp. 20, 21 strekker seg mot den respektive endeflate av rotoren 8, slik at denne tettende kan ligge an mot og gli på skilleveggens endekant når den roterer. Videre kan skilleveggen og anleggsflaten omfatte en tetningsinnretning for tilveiebringelse av en tetning mellom rotoren og skilleveggen resp. endestykkene. Skilleveggens tykkelse kan være konstant eller variere langs en radial linje fra de halvsirkelformede, indre åpningers sentrum, som vist på fig. 9, idet den er litt større enn tverrmålet av de kanaler som befinner seg på tilsvarende avstand fra rotorens lengdeakse. Som det fremgår av fig. 2, strekker lengdeaksen av det indre parti 10 av passasjene seg hovedsakelig på skrå i forhold til rotorens 8 rotasjonsplan, mens lengdeaksen av det ytre parti 11 av passasjene strekker seg hovedsakelig parallelt med disse. Lengdeaksene av det ytre parti 11 av passasjene kan være innbyrdes paral-lelle eller være anordnet med noen innbyrdes vi"J:elavstand målt i et felles plan, som vist på fig. 9a-9c. Det ytre endeparti 11 av passasjene kan i tverrsnitt være sirkulært eller ha annen form og være forsynt med ikke viste flenser eller ha gjenger for tilkobling av passasjene til rørene av et rørsystem. may be slightly smaller than the diameter of the rotor 8, so that a shoulder or sliding surface is provided for the rotor which mainly prevents movement of the rotor 8 in the longitudinal direction of the housing 1, while rotation is possible and so that a good seal between the rotor and the housing is achieved. The partition 16, 17 between the openings 18, 19 resp. 20, 21 extend towards the respective end surface of the rotor 8, so that this seal can rest against and slide on the end edge of the partition when it rotates. Furthermore, the partition wall and the contact surface can comprise a sealing device for providing a seal between the rotor and the partition wall or the end pieces. The thickness of the partition may be constant or vary along a radial line from the center of the semicircular inner openings, as shown in fig. 9, in that it is slightly larger than the transverse dimension of the channels which are located at a corresponding distance from the rotor's longitudinal axis. As can be seen from fig. 2, the longitudinal axis of the inner part 10 of the passages extends mainly at an angle in relation to the plane of rotation of the rotor 8, while the longitudinal axis of the outer part 11 of the passages extends mainly parallel to them. The longitudinal axes of the outer part 11 of the passages can be parallel to each other or be arranged with some mutual distance measured in a common plane, as shown in Fig. 9a-9c. The outer end part 11 of the passages can in cross-section be circular or having another shape and being provided with flanges not shown or having threads for connecting the passages to the pipes of a piping system.

Som vist på fig. 9a, 9c og 10 er den bort fra rotoren vendende, skrå vegg 24 av det indre passasjeparti 10 tilnærmet S-formet i sylindriske snitt som strekker seg koaksialt i forhold til rotorens lengdeakse, f.eks. snittet etter linjen X-X på fig 9a, idet de nærmest og de lengst bort fra rotoren As shown in fig. 9a, 9c and 10, the inclined wall 24 of the inner passage part 10 facing away from the rotor is approximately S-shaped in cylindrical sections which extend coaxially in relation to the rotor's longitudinal axis, e.g. the section along the line X-X in Fig. 9a, being the closest and the furthest away from the rotor

8 forløpende veggpartier strekker seg tilnærmet parallelt eller i liten vinkel i forhold til rotasjonsplanene, mens mellomliggende partier strekker seg i en større vinkel i forhold til disse. Nærmere bestemt kan veggens helning a i dette snitt og i forhold til rotasjonsplanene tilnærmet være en sinusfunksjon av den vinkel P som dannes mellom to plan 8 continuous wall sections extend approximately parallel or at a small angle in relation to the planes of rotation, while intermediate sections extend at a larger angle in relation to these. More specifically, the wall's inclination a in this section and in relation to the planes of rotation can be approximately a sine function of the angle P formed between two planes

26, 27 som begge omfatter rotorens lengdeakse, men hvor det første, eller referanselengdeplanet 26, i tillegg omfatter en ende av passasjen 12, 13, 14, 15, og det annet plan 27 omfatter det aktuelle parti av veggen, idet vinkelen (3 er målt i et av rotorens rotasjonsplan, f.eks. det som er angitt med henvisningstallet 25 på fig. 9c. 26, 27 which both include the longitudinal axis of the rotor, but where the first, or reference longitudinal plane 26, also includes an end of the passage 12, 13, 14, 15, and the second plane 27 includes the relevant part of the wall, as the angle (3 is measured in one of the planes of rotation of the rotor, eg that indicated by the reference numeral 25 in Fig. 9c.

De to endestykkers 4, 5 symmetriplan omfatter rotorens lengdeakse, og er innbyrdes vinkelforskjøvet 180° om denne, slik at de ytre åpninger av passasjeparene vender hver sin vei. Som vist på fig. 2 og 4 kan det til drift av rotoren på kjent måte til denne være festet en aksel 22 som tettende strekker seg gjennom skilleveggen 17 av endestykket 4, og som er forbundet med en ikke vist elektromotor eller lignende. The plane of symmetry of the two end pieces 4, 5 comprises the longitudinal axis of the rotor, and is mutually angularly offset by 180° about this, so that the outer openings of the passenger pairs face each way. As shown in fig. 2 and 4, in order to operate the rotor in a known manner, a shaft 22 can be attached to it, which extends sealingly through the partition wall 17 of the end piece 4, and which is connected to an electric motor, not shown, or the like.

Virkemåten av trykkveksleren ifølge oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til fig. 6 og 7. The operation of the pressure exchanger according to the invention will be explained in more detail below with reference to fig. 6 and 7.

For gjenvinning av trykkenergien av en første væske, f.eks. spillvæske ved en prosess, hvorved denne væske skal benyttes til å øke trykket på en annen væske som anvendes i forbindelse med en annen prosess, er et tilførselsrør 30 som leder spillvæsken, koblet til passasjen 12 av trykkveksleren, og et rør 31 for tilførsel av den annen væske er koblet til passasjen 15. Videre er et utløpsrør 32 for spillvæsken koblet til passasjen 13 og et utløpsrør 33 for den annen væske koblet til passasjen 14. I det følgende skal væsketrykk generelt betegnes med p, og til angivelse av væsketrykket i de respektive passasjer gis denne henvisningsbokstav et suffiks tilsvarende passasjens henvisningstall. For recovery of the pressure energy of a first liquid, e.g. waste liquid in a process, whereby this liquid is to be used to increase the pressure on another liquid which is used in connection with another process, there is a supply pipe 30 which leads the waste liquid, connected to the passage 12 of the pressure exchanger, and a pipe 31 for supplying it other liquid is connected to the passage 15. Furthermore, an outlet pipe 32 for the waste liquid is connected to the passage 13 and an outlet pipe 33 for the other liquid is connected to the passage 14. In the following, liquid pressure shall generally be denoted by p, and to indicate the liquid pressure in the respective passage, this reference letter is given a suffix corresponding to the passage's reference number.

Innledningsvis forutsettes det at pl2 > pl4 > pl5 > pl3. Initially, it is assumed that pl2 > pl4 > pl5 > pl3.

Til beskrivelse av virkemåten skal væskestrømningen i forbindelse med en bestemt rotorkanal beskrives, idet det antas at rotoren drives av en motor. Fig. 6a-f viser suksessive posisjoner av denne kanal 9 under rotasjon av rotoren 8. To describe the way it works, the liquid flow in connection with a specific rotor channel must be described, assuming that the rotor is driven by a motor. Fig. 6a-f show successive positions of this channel 9 during rotation of the rotor 8.

Fig. 6a viser rotoren i en stilling hvor den aktuelle kanal 9 nettopp er bragt til kommunikasjon med passasjen 13 og 15. Fig. 6a shows the rotor in a position where the relevant channel 9 has just been brought into communication with the passages 13 and 15.

Da pl5 > pl3, starter herved fortrengningen av den spillvæske som befinner seg i kanalen. Etter at rotoren har passert den på fig. 6b viste stilling og nådd den på fig. 6c viste stilling, hvor kanalen er i ferd med å bli stengt av skilleveggene 16, 17, er tilnærmet all spillvæske blitt skjøvet ut av kanalen, og denne er fylt av den annen væske. Når rotoren når den på fig. 6d viste stilling, hvor kanalen åpnes for kommunikasjon med passasjene 12 og 14, vil trykket på væsken straks øke til et trykk med en mellom trykkene pl2 og pl4 beliggende verdi, og det høye trykk pl2 av spillvæsken vil bevirke at denne begynner å strømme inn i kanalen 12 og fortrenge den annen væske, slik at denne strømmer ut gjennom passasjen 14. Herved kan trykket på væsken i passasjen 14 f.eks. reguleres ved hjelp av en ikke vist regulerings-ventil eller lignende. When pl5 > pl3, the displacement of the waste fluid located in the channel starts. After the rotor has passed that in fig. 6b showed position and reached the one in fig. 6c shown position, where the channel is in the process of being closed by the partition walls 16, 17, virtually all spill liquid has been pushed out of the channel, and this is filled with the other liquid. When the rotor reaches the point in fig. position shown in 6d, where the channel is opened for communication with the passages 12 and 14, the pressure on the liquid will immediately increase to a pressure with a value located between the pressures pl2 and pl4, and the high pressure pl2 of the waste liquid will cause it to start flowing into the channel 12 and displace the other liquid, so that it flows out through the passage 14. Hereby, the pressure on the liquid in the passage 14 can e.g. regulated by means of a not shown regulating valve or the like.

Etter at rotoren har passert den på fig. 6e viste stilling After the rotor has passed that in fig. 6th displayed position

og nådd den på fig. 6f viste stilling, hvor kanalen påny er i ferd med å bli stengt av skilleveggene 16, 17, har spillvæsken fortrengt den annen væske i kanalen. Når rotoren under fortsatt dreining igjen når den på fig 6a viste stilling hvor kanalen åpnes for kommunikasjon med passasjene 13 og 15, startes den beskrevne syklus påny. and reached the one in fig. 6f shown position, where the channel is again in the process of being closed by the partition walls 16, 17, the spill liquid has displaced the other liquid in the channel. When the rotor, while still turning, again reaches the position shown in Fig. 6a where the channel is opened for communication with the passages 13 and 15, the described cycle is started again.

Fig. 7a og b viser hastighetsdiagrammer for innløpet og utløpet av en aktuell kanal av rotoren, idet Cl og C2 betegner væskens absolutte hastighet, Wl, W2 betegner væskens hastighet i forhold til kanalen, og U betegner kanalens hastighet i forhold til huset. C1U og C2U betegner den komponent av Cl resp. C2 som strekker seg i omkretsretningen. Selv om det ovenfor er beskrevet at rotoren drives av en motor, er det imidlertid innlysende at det skråstilte, indre parti 10 av væsketilførselspassasjene 12 og 15 i kombinasjon med de aksialt forløpende kanaler 9 vil forårsake at det utøves et moment som søker å dreie rotoren, idet dette moment er proporsjonalt med (C1U - C2U). En motor til drift av rotoren er i dette tilfelle således ikke nødvendig. Dersom væsketrykk-differansene er tilstrekkelig store, behøver det heller ikke å være anordnet pumper for væsken til overvinnelse av rørenes strømningsmotstand, idet de ulike væsketrykk bevirker den ønskede væskestrømning. Fig. 7a and b show velocity diagrams for the inlet and outlet of a relevant channel of the rotor, where Cl and C2 denote the absolute velocity of the liquid, Wl, W2 denote the velocity of the liquid relative to the channel, and U denotes the velocity of the channel relative to the housing. C1U and C2U denote the component of Cl resp. C2 which extends in the circumferential direction. Although it has been described above that the rotor is driven by a motor, it is however obvious that the inclined inner part 10 of the liquid supply passages 12 and 15 in combination with the axially extending channels 9 will cause a moment to be exerted which seeks to turn the rotor, as this moment is proportional to (C1U - C2U). A motor for operating the rotor is thus not necessary in this case. If the liquid pressure differences are sufficiently large, there is also no need to provide pumps for the liquid to overcome the flow resistance of the pipes, as the different liquid pressures cause the desired liquid flow.

Dersom trykket på spillvæsken er like stort som trykket på den annen væske, dvs. pl2 = pl4 og pl3 = pl5, og fortrengning av væske i kanalene ikke kan skje ved hjelp av trykkdiffe-ranser som nevnt ovenfor, må slik strømning tilveiebringes på annen måte. En mulighet er at det anordnes sirkulasjons-eller væskepumper 42, 43 som vist på fig. 8, til overvinnelse av strømningsmotstanden av det tilhørende rørsystem. Fig. 8 illustrerer skjematisk det tilfelle hvor trykkveksleren er benyttet til tilførsel av f.eks. varmt vann til et høyt-liggende reservoar 40 fra et lavliggende reservoar 41, idet det kalde vann som strømmer ut fra det høytliggende reservoar, benyttes til å øke trykket på vannet som strømmer ut fra det lavtliggende reservoar. I denne forbindelse er det anordnet en pumpe 42 i det rør 44 som forbinder passasjen 14 med det høytliggende reservoar 40, og en pumpe 43 i det rør 47 som forbinder det lavtliggende reservoar med passasjen 15. Alternativt kan imidlertid trykkveksleren arbeide som en pumpe på grunn av det på skrå forløpende, indre parti av passasjene 12 resp. 15, idet det for drift av rotoren nød-vendige moment tilnærmet er proporsjonalt med differansen (C2U - C1U) som vist på fig. 7b. Som det fremgår av denne figur, er denne differanse positiv ved en egnet hastighet U av den aktuelle kanal. Væskepumpene 42, 43 kan således være overflødige dersom rotoren drives ved hjelp av en motor. If the pressure on the spill liquid is as great as the pressure on the other liquid, i.e. pl2 = pl4 and pl3 = pl5, and displacement of liquid in the channels cannot take place by means of pressure differences as mentioned above, such flow must be provided in another way . One possibility is that circulation or liquid pumps 42, 43 are arranged as shown in fig. 8, to overcome the flow resistance of the associated pipe system. Fig. 8 schematically illustrates the case where the pressure exchanger is used to supply e.g. hot water to a high-lying reservoir 40 from a low-lying reservoir 41, the cold water flowing out from the high-lying reservoir being used to increase the pressure on the water flowing out from the low-lying reservoir. In this connection, a pump 42 is arranged in the pipe 44 that connects the passage 14 with the high-lying reservoir 40, and a pump 43 in the pipe 47 that connects the low-lying reservoir with the passage 15. Alternatively, however, the pressure exchanger can work as a pump due to of the obliquely running inner part of the passages 12 or 15, as the torque required for operation of the rotor is approximately proportional to the difference (C2U - C1U) as shown in fig. 7b. As can be seen from this figure, this difference is positive at a suitable speed U of the relevant channel. The liquid pumps 42, 43 can thus be redundant if the rotor is driven by means of a motor.

På grunn av at mange kanaler 9 samtidig kommuniserer med passasjene 12, 13 resp. 14, 15, vil det alltid finne sted strømning i disse, og dersom den kanalåpningsflate som under dreining av rotoren bringes til dekning og stenges av den ene halvdel av skilleveggen, tilsvarer den kanalåpningsflate som bringes bort fra den annen, diametralt motsatt beliggende halvdel av skilleveggen og således åpnes under den samme dreining av rotoren, vil væskestrømmen i passasjene i liten grad pulsere. Som følge av den ovennevnte utformning vil trykkveksleren ifølge oppfinnelsen muliggjøre meget raske væskestrømmer og ha større virkningsgrad enn kjente trykk-vekslere. Spesielt ved stor væskehastighet er det viktig at væskestrømmen er jevn. På grunn av den nevnte utformning av den bort fra rotoren vendende vegg av passasjenes indre parti er det mulig å oppnå at den i rotorens lengderetning for-løpende komponent av den inn- resp. utstrømmende væske er liten ved de kanaler som er i ferd med å bli bragt bort fra resp. bli bragt inn under skilleveggen, dvs. åpnet resp. lukket, mens denne komponent av væskestrømmen er stor ved de mellomliggende kanaler, samt at overgangen fra liten til stor hastighet er jevn. Denne utformning av veggen bevirker at akselerasjonen og deselerasjonen av væskestrømmen i kanalene skjer jevnt, uten struping og med høy virkningsgrad, noe som bidrar til ytterligere reduksjon av pulsene av væske-strømmen. Due to the fact that many channels 9 simultaneously communicate with the passages 12, 13 resp. 14, 15, flow will always take place in these, and if the channel opening surface which during rotation of the rotor is brought to cover and closed by one half of the partition wall, corresponds to the channel opening surface which is brought away from the other, diametrically opposite half of the partition wall and is thus opened during the same rotation of the rotor, the liquid flow in the passages will pulsate to a small extent. As a result of the above-mentioned design, the pressure exchanger according to the invention enables very fast liquid flows and has a greater degree of efficiency than known pressure exchangers. Especially with high fluid velocity, it is important that the fluid flow is uniform. Due to the aforementioned design of the wall facing away from the rotor of the inner part of the passages, it is possible to achieve that the component extending in the rotor's lengthwise direction of the in-resp. the outflowing liquid is small at the channels which are in the process of being brought away from the resp. be brought under the partition, i.e. opened or closed, while this component of the fluid flow is large at the intermediate channels, and that the transition from low to high velocity is smooth. This design of the wall causes the acceleration and deceleration of the liquid flow in the channels to occur evenly, without throttling and with a high degree of efficiency, which contributes to a further reduction of the pulses of the liquid flow.

Claims

1. Pressure exchanger for transferring pressure energy from a liquid flow of a liquid system to a liquid flow of another liquid system, comprising a housing (1) with an inlet and an outlet passage (12, 13 or 14, 15) for each fluid flow, and a cylinder-shaped rotor (8) arranged in the housing (1) which is arranged for rotation about its longitudinal axis, and which has a series of channels (9) running parallel to the longitudinal axis with an opening at each end, where inlet and the outlet passage of the fluid systems constitute pairs of passages which are arranged at each end of the rotor, and the rotor's channels are arranged to such a connection with the housing's inlet and outlet passages that during the rotor's rotation they alternately conduct liquid with high pressure and liquid with low pressure from the respective systems , characterized in that the closest to the rotor, or inner, openings (18, 19, 20, 21) of the passages (12, 13, 14, 15) are approximately shaped like a circle segment with a central angle of 180°, and that between these openings of each pass jepar a partition is formed (5, 6).

2. Pressure exchanger as stated in claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the end part (11) facing away from the rotor (8), or outer end part (11) of the passages extends approximately parallel to the plane of rotation of the rotor, and that the longitudinal axis of the inner end part of the passages extend obliquely in relation to the planes of rotation.

3. Pressure exchanger as specified in claim 1 or 2, characterized in that the inclined wall (24) of the inner passage part (10) facing away from the rotor is approximately S-shaped in cylindrical sections that extend coaxially in relation to the rotor's longitudinal axis, in that the wall sections nearest and furthest away from the rotor (8) extend at only a small angle in relation to the planes of rotation, while intermediate sections extend at a greater angle in relation to these.

4. Pressure exchanger as specified in claim 3, characterized in that the inclined wall (24) of the inner end part (10) of a relevant passage facing away from the rotor extends S-shaped in the cylindrical sections running coaxially with respect to the longitudinal axis of the rotor in such a way that the angle (a) between the planes of rotation and the wall plane of a relevant area of the wall is approximately a sine function of the angle (P), measured in the plane of rotation of the rotor, which is formed between two planes which both include the longitudinal axis of the rotor, but where the first , or the reference plane (26), in addition includes one end of the inner passage part (10), and the other (27) includes the relevant part of the wall.

5. Pressure exchanger as specified in one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axis of the outer parts of the passages of the same pair of passages extend at a small mutual angular distance, and that the pairs of passages extend away from the axis of rotation mainly in mutually opposite directions.

6. Pressure exchanger as stated in one of the preceding claims, characterized in that the rotor's channel openings and the inner passage openings are mutually shaped in such a way that the total area of the channel opening surface open to a relevant passage is approximately constant during rotation of the rotor.