DE1428202A1 - Pressure exchanger - Google Patents

Pressure exchanger

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DE1428202A1
DE1428202A1 DE19621428202 DE1428202A DE1428202A1 DE 1428202 A1 DE1428202 A1 DE 1428202A1 DE 19621428202 DE19621428202 DE 19621428202 DE 1428202 A DE1428202 A DE 1428202A DE 1428202 A1 DE1428202 A1 DE 1428202A1
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cells
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pressure
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DE19621428202
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Kentfield John Alan Charles
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Power Jets Research and Development Ltd
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Power Jets Research and Development Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00Pressure exchangers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Druckaustauscher.The invention relates to pressure exchangers.

Unter der Bezeichnung "Druckaustauscher" sind im Zuge der nachstehenden Darlegungen Einrichtungen zu verstehen, welche Zellen aufweisen, in welchen jeweils eine bestimmte Menge eines Strömungsmittels expandiert, wodurch jeweils eine andere, mit diesem Strömungsmittel in Berührung stehende Strömungsmittelmenge komprimiert wird, welche außerdem Kanäle aufweisen, durch welche die unter verschiedenen Drücken stehenden.Strömungsmittel im wesentlichen stetig den Zellen zu- und von diesen abgeführt werden und weiche außerdem Einrichtungen aufweisen, mittels welcher zwischen den Zellen und den Kanälen eine Relativbewegung erzeugt wird.Under the designation "pressure exchanger" are in the course the following explanations to understand facilities which have cells, in which each a certain amount of a Fluid expands, creating a different one, with each other this fluid in contact fluid amount is compressed, which also have channels by which the fluid under various pressures is essentially continuously supplied to and removed from the cells and soft also have facilities by means of which a relative movement is generated between the cells and the channels.

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Die Zellen eines Druckaustauschers sind gewöhnlich, in lOrm eines vorzugsweise umlaufenden Zellenrades angeordnet und die Zu- und Abführungskanäle für das Strömungsmittel münden im allgemeinen in Durchtrittsöffnungen, welche in Endplatten angeordnet sind, durch welche ihrerseits die offenen Stirnseiten der Zellenradzellen abgedeckt werden.The cells of a pressure exchanger are usually in lOrm of a preferably rotating cellular wheel and the supply and discharge channels for the fluid generally open into passage openings which are arranged in end plates are, through which in turn the open end faces of the cellular wheel cells are covered.

Ein Nachteil der bekannten Druckaustauscher ist der im Betrieb auftretende Lärm. Die Anwendung von Schalldämpfern für die in den Druckaustauscher eintretenden und diesen verlassenden Strömungsmittel und die Anwendung von schallisolierenden Verkleidungen um den Druckaustauscher herum stellen nur Maßnahmen dar, durch welche die lästigen Folgeerscheinungen des auftretenden Lärmpegels abgemildert werden können. Es ist gedoch bei Druckaus t aus ehern bisher noch nichts unternommen worden, um die Entstehung der lästigen Störschwingungen hinsichtlich ihrer Ursachen zu verhindern. Dies bezweckt jedoch die vorliegende Erfindung.A disadvantage of the known pressure exchangers is the noise that occurs during operation. The application of silencers for the fluids entering and exiting the pressure exchanger and the use of sound-insulating Coverings around the pressure exchanger are only measures by which the annoying consequences of the occurring noise level can be mitigated. However, nothing has yet been done when printing out of iron in order to prevent the occurrence of the annoying interfering vibrations with regard to their causes. However, this is the purpose of the present one Invention.

Demgemäß geht die Erfindung von einem Druckaustauscher mit umlaufendem Zellenrad aus, dessen stirnseitig offene, gleichmäßig auf den Zellenradumfang verteilte Zellen an Ein-, und Austrittsöffnungen für ein oder mehrere druckaustauschende Strömungsmittel vorbeigeführt werden, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zellenlänge der Druckaustauscherzellen zu der Zeitspanne, welche eine Zelle benötigt, um stirnseitig beimAccordingly, the invention is based on a pressure exchanger with a circulating Cell wheel, the frontally open cells of which are evenly distributed over the cell wheel circumference and have inlet and outlet openings for one or more pressure-exchanging fluids are passed, and it is characterized in that the ratio of the cell length of the pressure exchanger cells to the time it takes for a cell to move at the front

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Vorbeigang an einer Durchtrittsöffnung vollständig geöffnet zu werden, so groß gewählt ist, daß bei der konstruktiv festge- v legten Druckaustauscherdrehzahl in den einzelnen Druckaustauscher- \ zellen Schwingungen erregt werden, deren erste Ordnungszahl über der oberen Grenze der Hörfrequenzen liegt·To be fully opened past program at a passage opening is selected so large that fixed v Druckaustauscherdrehzahl stored in the individual Druckaustauscher- \ cells vibrations are excited, the first ordinal number is constructively in the above the upper limit of the audio frequencies ·

Gemäß der Erfindung gilt bezüglich der einzelnen Druckaustauscherzellen das VerhältnisAccording to the invention, the following applies with regard to the individual pressure exchanger cells The relationship

>, 16 000 H2 < ^ >, 16,000 H 2 < ^

worin N die Zellenraddrehzahl in U/min, η die Zellenzahl des Zellenrades, a die örtliche Schallgeschwindigkeit in in/sec, 1 die Zellenlänge in m und ο eine Verhältniszahl ist, die das Verhältnis der zur vollen öffnung einer Zellenstirnseite im Vorbeigang an einer Durchtrittsöffnung benötigten Zeitspanne zu der Zeitspanne angibt, die eine Druckwelle benötigt, um eine Druckaustauscherzelle in Längsrichtung zu durchlaufen.where N is the cell wheel speed in rpm, η is the number of cells in the Cell wheel, a is the local speed of sound in in / sec, 1 is the cell length in m and ο is a ratio that the Ratio of the period of time required to fully open a cell face when passing a passage opening indicates the time span that a pressure wave needs to traverse a pressure exchanger cell in the longitudinal direction.

Die Druckaustauscherzellen können im Zellenrad in Form zweier oder mehrerer konzentrischer Zellenkränze angeordnet sein, deren Zellenwandungen jeweils von Zellenkranz zu Zellenkranz in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind« In Abwandlung dessen können die Druckaustauscherzellen im Zellenrad in Form zweierThe pressure exchanger cells can be arranged in the cell wheel in the form of two or more concentric cell rings, whose cell walls are offset from one another in the circumferential direction from cell ring to cell ring the pressure exchanger cells in the cell wheel can be in the form of two

809902/0138809902/0138

1*282021 * 28202

oder mehrerer konzentrischer Zellenkränze angeordnet sein, deren Zellenwandungen sich in radialer Sichtung von Zellen-or several concentric cell rings are arranged, whose cell walls are radially separated from cell

kranz zu Zellenkranz durchdecken, in welchem Fall die Öffnungsund Schließkanten der Strömungsmltteldurchtritteöffnungen entsprechend von Zellenkranz zu Zellenkranz in Umfangsrlchtung j gegeneinander versetzt sind.Cover the wreath to the cell wreath, in which case the opening and Closing edges of the flow medium passage openings accordingly are offset from one another from cell ring to cell ring in circumferential direction j.

Wenn auf diese Weise innerhalb eines Zellenrades eine wesentlich höhere Anzahl von Druckaustauscherzellen angeordnet ist als dies "bisher üblich war, können nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Druckaustauscherzellwandungen zweckmäßig in Radialrichtung bogenförmig verlaufen, wobei deren Innere und/oder äußere Axialkanten in Badlairichtung hakenförmig abgebogen sein und in entsprechenden Nuten eines Nabenteils bzw· einer oder mehrerer Zellenradtrommeln ruhen können.If in this way a significantly higher number of pressure exchanger cells is arranged within a cell wheel is than this "was previously customary, can after a further feature of the invention the pressure exchanger cell walls expediently run arcuately in the radial direction, with their interior and / or outer axial edges to be bent like a hook in the direction of the bath and in corresponding grooves of a hub part or one or more cellular wheel drums can rest.

Erfindung wird nunmehr beispielsweise unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen anhand einiger Ausführungsformen beschrieben· In den Zeichnungen stellen dar:Invention will now be described, for example, with reference to FIG The attached drawings are described with the aid of some embodiments.

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Druckaustauschers bisher üblicher Bauart in auseinandergenoamenem Zustand,Figure 1 is a perspective view of a pressure exchanger Previously common design in disassembled State,

Figur 2 eine teilweise Stirnansicht eines Druckaus-Figure 2 is a partial front view of a print

tauscherzellenrades nach der Erfindung,exchanger cell wheel according to the invention,

1*282021 * 28202

Figur 3 eine teilweise Stirnansicht einer anderenFigure 3 is a partial end view of another

Ausführungsform eines Druekaustauscherzellenrades nach der Erfindung, \Embodiment of a pressure exchanger cell wheel according to the invention, \

Figur 4 eine teilweise Stirnansicht einer weiterenFigure 4 is a partial front view of another

Ausführungsform eines Druckaustauscherzellenrades nach der Erfindung undEmbodiment of a pressure exchanger cell wheel according to the invention and

die Figurenthe figures

5 und 6 Einzelheiten der Zellenradkonstruktion eines5 and 6 details of the bucket wheel construction of a

Zellenrades nach der in Figur 4 dargestelltenCell wheel according to that shown in FIG

Ausführungsform der Erfindung.Embodiment of the invention.

Bei dem in Figur 1 der Zeichnungen dargestellten Druckaustauscher nach dem bisher "bekannten Stand der Technik weist das Druckaustauscher-Zellenrad eine Vielzahl von Radialwandungen 1 auf, die zwischen einem Kabenteil 2 und einer zylindrischen Zellenradtrbmmel 3 angeordnet sind. Die von den Zellenwandungen 1, den betreffenden Abschnitten des Außenumfangs des Nabenteils 2 und den betreffenden Abschnitten des Innenumfangs der Zellen-, radtrommel 3 begrenzten Zellen sind an beiden Stirnseiten offen. An beiden Stirnseiten des Zellenrades sind Endplatten 4 angeordnet, die mit Durchtrittsöffnungen 5, 6, 7 und 8 ausgestattet sind und über welche das oder die druckaustauschenden Strömungsmittel den Zellen zugeführt bzw. von diesen abgeführt worden. Bei der dargestellten Ausführungsform eines DruckaustauschersIn the case of the pressure exchanger shown in FIG. 1 of the drawings according to the previously "known prior art Pressure exchanger cell wheel a plurality of radial walls 1, which between a cable part 2 and a cylindrical Cell wheel trunnions 3 are arranged. The one from the cell walls 1, the relevant sections of the outer circumference of the hub part 2 and the relevant sections of the inner circumference of the cell, wheel drum 3 limited cells are open at both ends. End plates 4 are arranged on both front sides of the cell wheel, which are equipped with passage openings 5, 6, 7 and 8 are and via which the pressure-exchanging fluid (s) supplied to or removed from the cells. In the illustrated embodiment of a pressure exchanger

tritt ein. unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel -durch die Eintrittsöffnung 5 in die einzelnen Zellen des Zellenrades ein, während ein unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel durch die Eintritt so ff nung 6 in die Zellen des Zellenrades eingelassen wird. Unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel verläßt die einzelnen Zellen des Zellenrades durch die Austritts-Öffnung 7 tiD-d unter niedrigem Druck 'stehendes Strömungsmittel tritt durch die Austrittsöffnung 8 aus den Zellen ties "Zellenrades aus· Die mit diesen Durchtrittsöffnungen in Verbindung stehenden Zu- und Abführungskanäle sind mit den Bezugsziffern; 9V 1°s Ή und 12 bezeichnet· In der' Zeichnung sind die Umfang Sabine s suhgen;-der Durchtrittsöffnungen und der Zu- und AbführuiigsfcäJiäle mit Bezug auf den Zellenradumf ahg kleiner darge st eilt^1 als diös" in der Praxis tatsächlich der Fall ist/ Eine in der Zeichnung^ nicht dargestellte -Welle ist durch' im Zellenrad-und in den'Endplatten angeordnete Bohrungen 13» "14- und 15 hindurchgeführt. -occurs. Fluid under high pressure - through the inlet opening 5 into the individual cells of the cellular wheel, while a fluid under low pressure is admitted through the inlet opening 6 into the cells of the cellular wheel. Fluid under high pressure leaves the individual cells of the cell wheel through the outlet opening 7 tiD-d. Fluid under low pressure emerges from the cells in the cell wheel through the outlet opening 8. The supply and discharge channels connected to these through openings are denoted by the reference numbers; 9V 1 ° s Ή and 12 · In the drawing, the circumference Sabine s suhgen ; -the passage openings and the inlet and outlet channels are shown smaller with reference to the cell wheel circumference, ^ 1 as diös "in is actually the case in practice / A shaft not shown in the drawing is passed through bores 13 "" 14 and 15 arranged in the star feeder and in the end plates.

Tersuche haben gezeigt, daß die von einem Dihickäustäüscher1 solcher* Bauart im Betrieb örzeügteh "Bärmschwingüngön "erster-örd-' nung hinsichtlich ihrer Frequenz in unmittelbarem Verhältnis zu der Frequenz steiien, mit welcher "die* Druckaus täüsöher ze lien an einem im Raum festen PutiKir vorbeigeführi; werden; -Eine 'üfegll/ch^ v'":- keit', die Frequenz riä'ör ikrmschwiiigungen erster "Ordttung ^ obere ffrenz^der'HÖrfreqiie^ ärizunebön, bestünde ^darin Zeilenzahl des' Zellöhrädes iöWsßriediiend zu erhöiien.1 Dies aber einer sehr wesentlichen" E^iöhüng äei* ^llenzaTi-Ef ΐώResearch has shown that the "Bärmschwingüngön" first örzeugteh of a Dihickäustäüscher 1 of such * design in operation increase in terms of their frequency in direct proportion to the frequency with which the * Druckausäüsöher ze lien to a fixed in the room PutiKir passed; -A 'üfegll / ch ^ v '" : - speed ', the frequency r iä'ör ikrmschwiiigungen of the first order ^ upper frequency ^ of the' hearing frequency ^ arizunebön, would consist ^ in increasing the number of lines of the 'cell eye wheel . 1 But this is a very important "E ^ iöhüng äei * ^ llenzaTi-Ef ΐώ

142820t142820t

zu bisher üblichen Zeilenzahlen gleich. Dadurch, ergeben sich Schwierigkeiten, die sich vor allem darin äußern, daß sich ι innerhalb der Zellen des Zellenrades Grenzschicht strömungen ein- \ stellen, welche den Wirkungsgrad des Druckaustauscher vermindern. Wenn die mittlere Umfangsbreite einer Zellenradzelie unter einem bestimmten Mindestwert liegt, wird die sich einstellende Grenzschicht strömung unzulässig stark· Ist außerdem diese Umfangsbreite einer Zellenradzelle im Vergleich zur Zellenlänge sehr klein, so nimmt die sich einstellende Grenzschichtströmung den gesamten N lichten Querschnitt einer Zelle ein. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist infolgedessen vorgesehen, irgendwelche Wir kungsgradverschlechterungen des Druckaustauscher durch solche Grenzschicht strömungen dadurch zu vermeiden, daß das Verhältnis 6 nicht kleiner als 0,3 wird, wobei die genaue Größe dieses Wertes durch Versuch zu bestimmen ist und wobei S eine Verhältniszahl ist, die das Verhältnis der zur vollen Öffnung einer Zellenstirnseite im Vorbeigang an einer Durchtrittsöffnung benötigten Zeltspanne zu der Zeitspanne angibt, die eine Druckwelle benötigt, um eine Druckaustauscherzelle in Längsrichtung zu durchlaufen· , the same as the previous line numbers. As a result, difficulties arise, which manifest themselves primarily in the fact that ι boundary layer flows within the cells of the cell wheel set \, which reduce the efficiency of the pressure exchanger. If the mean circumferential width of a cellular wheel cell is below a certain minimum value, the resulting boundary layer flow becomes impermissibly strong.If this circumferential width of a cellular wheel cell is also very small compared to the cell length, the boundary layer flow that occurs takes up the entire N clear cross-section of a cell . According to a further feature of the invention, it is therefore provided that we avoid any deterioration in the efficiency of the pressure exchanger through such boundary layer flows in that the ratio 6 is not less than 0.3, the exact size of this value being to be determined by experiment and where S is a ratio , which indicates the ratio of the time span required to fully open a cell face when passing a passage opening to the time span required for a pressure wave to pass through a pressure exchanger cell in the longitudinal direction,

Der nachstehend abgeleitete Ausdruck gibt ein Verhältnis < ι zwischen der axialen Lange 1 einer Druckauetauscherzelle in m, der Ansah! & der Zellen eines Zellenradee, dem oben definierten Verhältnis I9 der örtlichen Schallgeschwindigkeit aQ in m/sec, ' der Drehzahl M des Zellenra.de· in U/min und der Frequenz an, mit welcher eine Zellenradzelle an einem im Baum festen The expression derived below gives a ratio <ι between the axial length 1 of a pressure exchanger cell in m, the view! & of the cells of a cellular wheel, the above-defined ratio I 9 of the local speed of sound a Q in m / sec, ' the speed M of the cellular wheel in rpm and the frequency with which a cellular wheel cell is fixed in the tree

809002/0138809002/0138

14182021418202

Punkt vorbeigeführt wird·Point is passed

Die Zeitspanne, welche eine Zelle im Vorbeilauf an einer Durchtrittsöffnung benötigt, um stirnseitig völlig geöffnet zu werden, entspricht dem Wert von see·The length of time a cell takes to pass a Passage opening required to be fully opened at the front, corresponds to the value of see

Die Zeitspanne, welche eine Druckwelle benötigt, um eine Druckaustauscherzelle in Längsrichtung zu durchwandern, beträgt 3- see.The time it takes for a pressure wave to reach a Walking through the pressure exchanger cell in the longitudinal direction is 3 seconds.

Das Verhältnis <f ist infolgedessenThe ratio <f is consequently

Die Frequenz, mit welcher eine Zellenradzelle an einem im Raum festen Punkt vorbeiläuft, beträgtThe frequency with which a cellular wheel cell is connected to an im Space passes a fixed point

'cell - 2SS^ H* <2>'cell - 2 SS ^ H * < 2 >

Infolgedessen ergibt sich aus den Gleichungen (1) und (2) As a result, equations (1) and (2)

bzw. f o112- or f o112-

ι . fcell ceii ι rs ι. f cell ceii ι rs

Die Grenze der Hörfrequenzen liegt bei 16 000 HzThe limit of the audio frequencies is 16,000 Hz

Da die Frequenz, mit welcher eine Zellenradzelle an einem im Baum festen Punkt vorbeigeführt wird, unmittelbar der Fre- \ quenz der Storschwingung erster Ordnung des Druckaustauscher entspricht, muß, damit diese Störachwingung erster Ordnung über ιSince the frequency with which a cellular wheel cell on a is passed by a fixed point in the tree, immediately the Fre- \ frequency of the first-order disturbance oscillation of the pressure exchanger corresponds, must, so that this disturbance of the first order over ι

j die obere Grenze der Hörfrequenzen angehoben wird, der Aus- j the upper limit of the audio frequencies is raised, the output '

fcell ^ 1δ 00° f cell ^ 1δ 00 °

£_*_£ > 16 000 Hz < £ _ * _ £> 16,000 Hz <

6060

Eine Zellenradkonstrüktxon, welche gemäß der Erfindung gestattet, eine so große Zahl von Druckaustauscherzellen unterzubringen und gleichzeitig den oben abgeleiteten Ausdruck erfüllt, ist in Figur 2 der Zeichnungen dargestellt. Es ergibt sich für eine derartige Konstruktion, daß die axiale Zellenlänge geringer ist als dies bisher bei bekannten Druckaustauschern üblich war· Die axiale Zellenlänge ergibt sich jedoch bei einer derartigen Konstruktion länger als dies bei einem Zellenrad der Fall ware, welches nur einen einzigen Zellenkranz enthalten würde und den oben angegebenen AusdruckA cellular wheel construction which, according to the invention, allows such a large number of pressure exchanger cells to be accommodated and at the same time satisfies the expression derived above, is shown in Figure 2 of the drawings. It arises for such a construction that the axial cell length is shorter than was previously the case with known pressure exchangers However, the axial cell length is longer with such a construction than would be the case with a cell wheel, which would contain only a single cell wreath and the expression given above

> 16 000 Hz < ^S> 16,000 Hz < ^ P

60 9902/013860 9902/0138

erfüllen würde. Das in 3?igur 2 der Zeichnungen dargestellte Zellenrad der Erfindung weist konzentrische Zellenradtrommeln 20, 21, 22 und 25 auf. Zwischen diesen Zellenradtrommeln sind drei, von ebenen Zellenwandungen 24-r 25 und 26 begrenzten Zellen gebildete Zellenkränze angeordnet, deren einzelne Zellenwandungen in Umfangsrichtung.mit Bezug zueinander versetzt sind, so daß also niemals zwei Zellenwandungen zweier nebeneinander liegender Zellenkränze in derselben Radialebene liegen. Eine, die Mündung eines Strömungsmittelzu- bzw. Abführungskanals bildende Durchtrittsöffnung in einer zugehörigen Endplatte des Druckaustauschers ist in strichpunktierten Linien 2? angedeutet. Die übrigen Durchtrittsöffnungen sind am Umfang der Endplatte ,entsprechend der jeweils gewählten Arbeitsweise des betreffenden Druckaustauschers verteilt.would meet. The cell wheel of the invention shown in Figure 2 of the drawings has concentric cellular wheel drums 20, 21, 22 and 25. Between these three Zellenradtrommeln, cells rings formed of flat cell walls 24 r 25 and 26 limited cells are arranged, the individual cell walls are offset in Umfangsrichtung.mit respect to each other so that therefore no two cell walls of two adjacent cells rings lie in the same radial plane. A passage opening forming the mouth of a fluid supply or discharge channel in an associated end plate of the pressure exchanger is shown in dash-dotted lines 2? indicated. The other passage openings are distributed on the circumference of the end plate, according to the mode of operation selected in each case of the pressure exchanger in question.

Im Betrieb laufen die einzelnen Zellwandungskanten der drei Zellenwandungskränze an mit Bezug zueinander geringfügig phasenverschobenen Zeitpunkten an der Öffnungskante der Durchtrittsöffnung vorbei, wodurch sich eine Lärmschwingung bildet* deren Frequenz dem Produkt der Zellenraddrehzahl und der Gesamtzahl der Druckaustauscherz eilen in allen drei Zellenradkränzen entspricht·The individual cell wall edges run during operation three cell wall wreaths at points in time that are slightly out of phase with respect to one another at the opening edge of the passage opening by which a noise oscillation forms * the frequency of which is the product of the cell wheel speed and the total number of the pressure exchanger lines in all three cellular wheel rings is equivalent to·

Eine, in figur 3 der Zeichnungen dargestellte abgewandelte Ausführungsform eines Zellenrades nach der Erfindung stellt eine Umkehrung der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Er-A modified shown in Figure 3 of the drawings Embodiment of a bucket wheel according to the invention provides a Reversal of the embodiment shown in Figure 2 of the

- 10 -■
80SÖ02/Ö138
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80SÖ02 / Ö138

findung dar. Bei dieser Ausführungsform liegen die Zellenwandungen, der einzelnen Zellenwandungskränze jeweils in gleichen Radialebenen und die gewünschte Lärmfrequenz kann dadurch erzielt \ werden, daß, wie dies in der Zeichnung in strichpunktierten Linien angedeutet ist, die öffnungs- und SchlieBkanten der Strömungsmitteldurchtrittsöffnung 28 entsprechend von Zellenkranz zu Zellenkranz- in Umfangsrichtung gegeneinander.versetzt sind· Aus der Zeichnung ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese umgekehrte Konstruktion in gleicher Weise arbeitet wie die in Figur 2 der Zeichnungen dargestellte Bauart eines Zellenrades nach der Erfindung. Finding. In this embodiment, the cell walls, of the individual cell wall wreaths in each case in the same way Radial planes and the desired noise frequency can thereby be achieved \ be that, as indicated in the drawing in dash-dotted lines, the opening and closing edges of the fluid passage opening 28 are offset from cell ring to cell ring in the circumferential direction It is readily apparent from the drawing that this reverse construction works in the same way as that in FIG Drawings shown construction of a cellular wheel according to the invention.

Die in den Figuren 2 und 3 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsarten von Zellenrädern nach der Erfindung können unter Umstanden nicht günstig sein. Infolgedessen ist gemäß der Erfindung noch eine weitere Zellenradkonstruktion vorgesehen, die in Figur 4· der Zeichnungen dargestellt ist und nur einen einzigen Zellenkranz aufweist. !Trotzdem sind jedoch gemäß der Erfindung die Abmessungen des Zellenrades so getroffen, daß -der AusdruckThe embodiments of cellular wheels according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 of the drawings can may not be cheap. As a result, yet another cellular wheel construction is provided according to the invention, which is shown in Figure 4 · of the drawings and has only a single cell ring. ! Nevertheless, according to the Invention the dimensions of the cellular wheel made so that -the expression

16 000 Hz16,000 Hz

erfüllt wird. Soll die axiale Länge der Druckaustauscherzellen nicht zu groß werden und die Zellenraddrehzahl nicht zu hoch werden, so müssen etwa 160 bis 180 Zellen auf dem Umfang desis fulfilled. Should be the axial length of the pressure exchanger cells do not get too big and the cell wheel speed is not too high must be about 160 to 180 cells on the circumference of the

- 11 8O80Ö2/O138 - 11 8O80Ö2 / O138

Zellenrades angeordnet sein· Die einzelnen Zellenradwandungen 30 haben gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung in Badialrichtung einen "bogenförmigen Verlauf und weisen hakenförmig abgebogene Axialkanten 31 auf, wie"dies in Figur 5 im einzelnen dargestellt ist. Statt dessen können sie auch, vie in Figur 6 der Zeichnungen gezeigt, mit wulstförmig ausgebildeten Axialkanten versehen sein. Die Krümmung der Zellenwandungen in Radialrichtung kann entweder einer Kreiskurve oder einer Eettenlinienkurve entsprechen und der Querschnitt dieser Zellenwandungen muß zwangläufig wesentlich dünner sein als dies bei Druekaustauschern bisher bekannter Bauart der Fall war« Bei der besonderen Ausbildung der Axialkanten der Druckaustauscherzellenwandungen nach der Erfindung in der soeben beschriebenen Weise können die in den Zellenradwandungen auftretenden Spannungen leicht vorberechnet werden, da an den Axialkanten dieser Wandungen keine Einspannmomente auftreten.Cell wheel be arranged · The individual cell wheel walls 30 according to this embodiment of the invention in the radial direction an "arcuate course and have hook-shaped bent axial edges 31, as" this in Figure 5 in detail is shown. Instead, as shown in FIG. 6 of the drawings, they can also have axial edges formed in the shape of a bead be provided. The curvature of the cell walls in the radial direction can either be a circular curve or an Eettenlinie curve and the cross-section of these cell walls must inevitably be much thinner than in the case of pressure exchangers Previously known design was the case “With the special design of the axial edges of the pressure exchanger cell walls the invention in the manner just described can easily precalculate the stresses occurring in the cellular wheel walls because there are no clamping torques on the axial edges of these walls appear.

- 12 D π ft η ι*γ «> /η ι- 12 D π ft η ι * γ «> / η ι

Claims (4)

PatentansprücheClaims gilt, worin-N die Zellenraddrehzahl in IT/min, η die Zeilenzahl des Zellenrades, aQ die örtliche Schallgeschwindigkeit in m/sec, 1 die Zellenlänge in m und <feine Verhältniszahl ist, die das Verhältnis der zur vollen öffnung einer Zellenstirnseite im Vor-where-N is the rotary speed of the rotary vane in IT / min, η is the number of lines in the rotary vane, a Q is the local speed of sound in m / sec, 1 is the cell length in m and <fine ratio, which is the ratio of the to the full opening of a cell face in front - Druckaustauscher mit umlaufendem Zellenrad, dessen stirnseitig offene, gleichmäßig auf den Zellenradumfang verteilte Zellen an Ein- und Austrittsöffnungen für ein oder mehrere druckaustauschende Strömungsmittel vorbeigeführt werden, da- · y durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zellenlänge (1) der Druckaustauscherzellen zu der Zeitspanne, welche eine Zelle > benötigt, um stirnseitig beim Vorbeigang an einer Durchtritts- ι öffnung (27 bzw. 28) vollständig geöffnet zu werden, so groß gewählt ist, daß bei der konstruktiv festgelegten Druckaustauscherdrehzahl (N) in den einzelnen Druckaustauscherzellen Schwingungen erregt werden, deren erste Ordnungszahl über der oberen Grenze der Hörfrequenzen liegt.Pressure exchanger with revolving cell wheel, the frontally open cells of which are evenly distributed over the circumference of the cell wheel and are guided past inlet and outlet openings for one or more pressure-exchanging fluids, da- · y characterized in that the ratio of the cell length (1) of the pressure exchanger cells to the time span which a cell> needs to be fully opened at the front when passing a passage ι opening (27 or 28) is selected so large that at the pressure exchanger speed (N) specified in the design, vibrations are excited in the individual pressure exchanger cells first ordinal number is above the upper limit of the audio frequencies. 2. Druckaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der einzelnen Druckaustauscherzellen das Verhältnis 2. Pressure exchanger according to claim 1, characterized in that the ratio with respect to the individual pressure exchanger cells - ^ 16 000 Hz < τ—2_- ^ 16,000 Hz <τ — 2_ 809902/0138809902/0138 AHAH -»«282P2- »« 282P2 beigang an einer Durchtrittsöffnung (27 "bzw. 28) "benötigten Zeitspanne zu der Zeitspanne angibt, die eine Druckwelle benötigt, um eine Druckaustauscherzelle in Längsrichtung zu durchlaufen.Access to a passage opening (27 "or 28)" is required Specifies the period of time that a pressure wave needs to close a pressure exchanger cell in the longitudinal direction run through. 3. Druckaustauscher nach Anspruch 1 oder 2,. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaustauscherzellen im Zellenrad in Form zweier oder mehrerer konzentrischer Zellenkränze angeordnet sind, deren Zellenwandungen (24, 25, 26) jeweils von Zellenkranz zu Zellenkranz in Uinfangsrichtung gegeneinander versetzt sind (Figur 2).3. Pressure exchanger according to claim 1 or 2 ,. characterized, that the pressure exchanger cells are arranged in the cell wheel in the form of two or more concentric cell rings are, the cell walls (24, 25, 26) each of Cell ring to cell ring in the circumferential direction against each other are offset (Figure 2). 4. Druckaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaustauscherzellen im Zellenrad in Form zweier oder mehrerer konzentrischer Zellenkränze angeordnet sind, deren Zellenwandungen (24, 25, 26) sich in radialer Richtung von Zellenkranz zu Zellenkranz1 durchdecken, und daß die öffnungs- und Schließkanten der Strömungsmitteldurchtrittsöffmangen (z. B. 28) entsprechend von Zellenkranz zu Zellenkranz in Omfangsrichtung gegeneinander versetzt sind (Figur 3).4. Pressure exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure exchanger cells are arranged in the cellular wheel in the form of two or more concentric cell rings, the cell walls (24, 25, 26) overlap in the radial direction from cell ring to cell ring 1 , and that the opening and closing edges of the fluid passage openings (z. B. 28) are accordingly offset from one another in the circumferential direction from cell ring to cell ring (FIG. 3). 5· Druckaustauscher nach Anspruch 1 oder 2,.dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaustauscherzellwandungen (30) in Radialrichtung bogenförmig verlaufen und daß deren innere und/oder äußere Axialkanten (z. B. 32) in Radialrichtung hakenförmig abgebogen sind und in entsprechenden Nuten (z. B„ 3Ό5 pressure exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that, that the pressure exchanger cell walls (30) extend arcuately in the radial direction and that their inner ones and / or outer axial edges (z. B. 32) hook-shaped in the radial direction are bent and in corresponding grooves (e.g. "3" - 14 -- 14 - 80990^/013880990 ^ / 0138 '■V AS '■ V AS 1*28202'1 * 28202 ' ·> :'. V- if f·>: '. V- if f •ines Nabenteils (ζ· B. 22) bssw· einer oder mehrerer Zellenradtrommeln (ζ. B. 21) ruhen (Figuren M- bis 6)·• ines hub part (ζ · B. 22) or · one or more cellular wheel drums (ζ. B. 21) are at rest (Figures M- to 6) · - 15 008902/0138 - 15 008902/0138
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