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1. WO2006015682 - DREHZAHLREGELBARER DRUCKAUSTAUSCHER

Veröffentlichungsnummer WO/2006/015682
Veröffentlichungsdatum 16.02.2006
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2005/007649
Internationales Anmeldedatum 14.07.2005
IPC
B01D 61/06 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
01Physikalische oder chemische Verfahren oder Vorrichtungen allgemein
DTrennen
61Trennverfahren unter Verwendung semipermeabler Membranen, z.B. Dialyse, Osmose oder Ultrafiltration; Geräte, Zubehör oder Hilfsmaßnahmen, die besonders hierfür ausgebildet sind
02Umkehrosmose; Hyperfiltration
06Rückgewinnung von Energie
F04F 13/00 2009.01
FMaschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
04Verdrängerkraft- und Verdrängerarbeitsmaschinen für Flüssigkeiten; Arbeitsmaschinen für Flüssigkeiten oder Gase, Dämpfe
FPumpen von Arbeitsfluiden durch unmittelbare Berührung mit einem anderen Arbeitsfluid oder durch Ausnutzung der Trägheit des zu pumpenden Arbeitsfluids; Heber
13Drucktauscher
CPC
F04F 13/00
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED
13Pressure exchangers
Anmelder
  • KSB AKTIENGESELLSCHAFT [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • BROSS, Stephan [DE]/[DE] (UsOnly)
  • KOCHANOWSKI, Wolfgang [DE]/[DE] (UsOnly)
Erfinder
  • BROSS, Stephan
  • KOCHANOWSKI, Wolfgang
Prioritätsdaten
10 2004 038 440.107.08.2004DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) DREHZAHLREGELBARER DRUCKAUSTAUSCHER
(EN) SPEED-REGULATED PRESSURE EXCHANGER
(FR) ECHANGEUR DE PRESSION A VITESSE DE ROTATION REGLABLE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft einen Druckaustauscher zum Transferieren von Druckenergie von einer ersten Flüssigkeit eines ersten Flüssigkeitssystems auf eine zweite Flüssigkeit eines zweiten Flüssigkeitssystems, bestehend aus einem Gehäuse (8) mit Anschlussöffnungen (10 - 10.3) in Form von Einlass- und Auslassöffnungen für jede Flüssigkeit und einem innerhalb des Gehäuses (8) um seine longitudinale Achse drehbar angeordneten Rotor (1). Der Rotor (1) besitzt eine Mehrzahl von durchgehenden Kanälen (13) mit um dessen Longitudinalachse angeordneten Öffnungen (12) an jeder Rotorstirnseite (2, 3), wobei die Rotorkanäle (13) über gehäuseseitige Strömungsöffnungen (11 - 11.3) derartig zur Verbindung mit den Anschlussöffnungen (10, 10.3) des Gehäuses (8) in Verbindung stehen, dass sie während der Rotation des Rotors (1) alternierend Flüssigkeit bei hohem Druck und Flüssigkeit bei niedrigem Druck der betreffenden Systeme führen. Zwischen den gehäuseseitigen Strömungsöffnungen (11 - 11.3) und den Öffnungen (12) der Rotorkanäle (13) ist ein überwiegend axial verlaufender Strömungsübergang ausgebildet, wobei die gehäuseseitigen Strömungsöffnungen (11 - 11.3) Teile von bogenförmig gestalteten, mit den Anschlussöffnungen (10 - 10.3) verbundenen Hohlräumen (19) sind und jeder Hohlraum (19) gleichzeitig mehrere Öffnungen (12) der Rotorkanäle (13) überdeckt. Die Hohlräume (19) weisen eine die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der gehäuseseitigen Strömungsöffnung (11, 11.3) vergleichmäßigende Gestalt auf und die äußere Oberfläche (5 - 5.3) des Rotors (1) weist eine Energie umwandelnde und/oder Energie übertragende Formgebung (6) auf. Ein auf die Formgebung (6) auftreffender Teilstrom (TS) hoher Druck- und/oder Strömungsenergie erzeugt die Rotordrehzahl und Regelmittel (7) verändern die Menge des Teilstromes (TS) und die Drehzahl des Rotors (1) und regelt die Rotordrehzahl auf eine Drehzahl für einen überwiegend stoßfreien Eintritt des Mengenstromes in die Rotorkanäle (13) ein.
(EN)
The invention relates to a pressure exchanger for the transfer of pressure energy from a first fluid in a first fluid system to a second fluid in a second fluid system, comprising a housing (8) with connector openings (10 - 10.3) in the form of inlet and outlet openings for each fluid and a rotor (1) arranged to rotate about the longitudinal axis thereof in the housing (8). The rotor (1) comprises a number of through channels (13) with openings (12) arranged around the longitudinal axis thereof on each rotor front face (2, 3), whereby the rotor channels (13) are connected for connection to the connector openings (10, 10.3) of the housing (8) through flow openings (11 - 11.3) on the housing side, such that, during rotation of the rotor (1), alternately fluid at high pressure and fluid at low pressure are introduced to the relevant system. A predominantly axially running flow transition is formed between the housing side flow openings (11 - 11.3) and the openings (12) of the rotor channels (13), whereby the housing side flow openings (11 - 11.3) form part of curved cavities (19), connected to the connector openings (10 - 10.3) and each cavity (19) simultaneously covers several openings (12) of the rotor channels (13). The cavities (19) have a shape which equilibrates the flow speed in the region of the housing side flow openings (11, 11.3) and the external surfaces (5 - 5.3) of the rotor (1) have an energy converting and/or energy transmitting form (6). A partial flow (TS) of high pressure and or flow energy impinging on the form (6) generates the rotor speed and regulation means (7) alter the amount of the partial flow (TS) and the speed of the rotor (1) and regulate the rotor speed to a speed suitable for an essentially smooth inlet of the mass flow into the rotor channels (13).
(FR)
L'invention concerne un échangeur de pression prévu pour transmettre l'énergie de pression d'un premier fluide d'un premier système à fluide à un second fluide d'un second système à fluide, lequel échangeur comporte un carter (8) pourvu d'orifices de raccordement (10 - 10.3) sous forme d'orifices d'entrée et de sortie pour chaque fluide ainsi qu'un rotor (1) monté à l'intérieur du carter (8) de façon à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal. Ce rotor (1) comporte une pluralité de canaux traversants (13) pourvus d'orifices (12) agencés autour de l'axe longitudinal dudit rotor sur chaque face (2, 3) de ce dernier, lesquels canaux de rotor (13) communiquent avec les orifices de raccordement (10, 10.3) du carter (8) par l'intermédiaire d'orifices d'écoulement (11 - 11.3) côté carter, de sorte que, pendant la rotation du rotor (1), ces canaux guident de façon alternée le fluide haute pression (HP) et le fluide basse pression (LP) des systèmes concernés. Un passage principalement axial est formé entre les orifices d'écoulement (11 - 11.3) côté carter et les orifices (12) des canaux de rotor (13), les orifices d'écoulement (11 - 11.3) côté carter faisant partie de cavités arquées (19) reliées aux orifices de raccordement (10 - 10.3) et chaque cavité (19) couvrant simultanément plusieurs orifices (12) des canaux de rotor (13). Ces cavités (19) présentent une forme égalisant la vitesse d'écoulement au niveau de l'orifice d'écoulement (11, 11.3) côté carter et la surface extérieure (5 - 5.3) du rotor (1) présente un modelage (6) convertissant et/ou transmettant l'énergie. Un flux partiel (TS) à haute énergie de pression et/ou d'écoulement, entrant en contact avec le modelage (6), génère la vitesse de rotation du rotor et des moyens de réglage (7) modifient le débit du flux partiel (TS) ainsi que la vitesse de rotation du rotor (1) et règlent le rotor à une vitesse permettant une entrée principalement en douceur du flux dans les canaux de rotor (13).
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