Doppelklappenarmatur für einen Direct-Air-Capture-Reaktor

Die Erfindung betrifft eine Doppelklappenarmatur für einen Direct-Air-Capture-Reaktor, einen entsprechenden Direct-Air-Capture-Reaktor und eine Direct-Air-Capture-Anlage.

Direct-Air-Capture (DAC) ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid (CO2) direkt aus der Umgebungsluft. Hierzu werden große Luftvolumina durch einen Direct-Air-Capture- Reaktor geleitet (bis zu 10.000 m ³ /h Durchflussvolumen pro m ³ Reaktorvolumen), um dort beispielsweise durch Chemisorption, Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft an ein CO2- Absorbens reversibel zu binden. Das gebundene CO2 kann anschließend durch Änderung der Druck- und Temperaturverhältnisse im Reaktor freigesetzt und für die Weiterverwertung abgepumpt werden. Da der Reaktor in den unterschiedlichen Verfahrensschritten sowohl Unterdrück als auch Überdruck ausgesetzt ist, ergeben sich für die Armaturensysteme besondere Anforderungen im Hinblick auf die Stabilität des Vakuums und die Rückschlagwirkung der Armatur. Darüber hinaus bedarf es bei derart großen Volumina einer regulier- und steuerbaren Durchströmung des Reaktors, um insbesondere den Absorptionsschritt, in dem die Luft mit einem Sorbens in Kontakt gebracht wird, durch eine variierende Luftzirkulation im Reaktor effizienter zu gestalten.

EP 3 151 947 B1 beschreibt im Zusammenhang eines DAC-Verfahrens eine Vakuumkammer mit mindestens einem kreisförmigen Verschlussdeckel, der es ermöglicht, in einer offenen Position Gas durch die Vakuumkammer zirkulieren zu lassen, um einen Adsorber zu kontaktieren und welcher in geschlossener Position den Innenraum der Kammer bis zu einem Unterdrück von <500 mbar abdichtet. Diese einteilige Ausführung des kreisförmigen Verschlussdeckels hat den Nachteil, dass sich durch den Öffnungsvorgang die immer gleiche Anströmung des Adsorbermaterials in der Vakuumkammer (Reaktor) ergibt und dies zu einer ungleichmäßigen Auslastung des Adsorbers führt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Über- und Unterdruck-stabile als auch flexibel steuerbare Armatur bereit zu stellen, welche eine variable Durchströmung eines DAC Reaktors ermöglicht. Die Aufgaben werden ganz oder zumindest teilweise durch eine Doppelklappenarmatur für einen Direct-Air-Capture-Reaktor mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Doppelklappenarmatur für einen Direct-Air-Capture-Reaktor (DAC- Reaktor) umfasst ein Armaturengehäuse mit einem Klappenrahmen der mit der Innenwand des Armaturengehäuses umlaufend abschließt. Zudem umfasst die Doppelklappenarmatur eine erste Klappe und eine zweite Klappe, die in einer Schließstellung in den Klappenrahmen gasdicht eingefasst sind und die derart schwenkbar gelagert sind, dass in einem Öffnungsvorgang sich der Abstand zwischen dem Flächenmittelpunkt der ersten Klappe und dem Flächenmittelpunkt der zweiten Klappe verringert. Ferner umfasst die Doppelklappenarmatur ein Federelement, das mit mindestens einer der ersten Klappe und der zweiten Klappe verbunden ist, wobei das Federelement in Schließstellung mindestens einer der ersten Klappe und der zweiten Klappe vorgespannt ist und dessen Federkraft auf mindestens eine der ersten Klappe und zweiten Klappe in Richtung der Schließstellung wirkt. Die Doppelklappenarmatur umfasst zudem eine regelbare Schwenkantriebsvorrichtung, die mit mindestens einer der ersten Klappe und zweiten Klappe verbunden ist um diese zu schwenken.

Die erfindungsgemäße Doppelklappenarmatur gewährleistet zum einen eine hohe Stabilität und eine verbesserte Abdichtung im Unterdrück- und Überdruckbetrieb des Direct-Air-Capture- Reaktors. Zudem ermöglicht die regelbare Schwenkantriebsvorrichtung ein simultanes und sequentielles Öffnen der Klappen. Dies hat den Vorteil, dass die Durchströmung des Reaktors variiert werden kann um somit im Direct-Air-Capture-Verfahren eine ausgeglichenere Kontaktbildung zwischen der Luft und dem CÖ2-Absorbens (und/oder CÖ2-Adsorbers) im Reaktor zu gewährleisten.

Der Klappenrahmen dient der gasdichten Einfassung der ersten und zweiten Klappe in Schließstellung. Das Einfassen der Klappen bedeutet zum einen, dass die Klappen mit dem Klappenrahmen in Schließstellung eine gasdichte Absperrung für den Gasstrom durch das Armaturengehäuse bilden und zum anderen, dass die Klappen im Klappenrahmen aufliegen und somit nicht über die Ebene hinaus schwenkbar sind in welcher der Rahmen in das Armaturengehäuse eingelassen ist. Mit anderen Worten bewirkt der Klappenrahmen, ausgehend von der Ebene in welcher die Klappen in Schließstellung liegen, dass die erste Klappe und die zweite Klappe nur einseitig und auf derselben Seite des Rahmens schwenkbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Klappenrahmen einen Steg aufweisen, welcher die Rahmenöffnung des Klappenrahmens symmetrisch unterteilt. In dieser Ausführungsform ist der Klappenrahmen demnach als Doppelrahmen ausgebildet. Der Klappenrahmen umfasst also vorzugsweise einen ersten Teilrahmen und einen zweiten Teilrahmen, wobei in einer Schließstellung die erste Klappe in den ersten Teilrahmen und die zweite Klappe in den zweiten Teilrahmen gasdicht eingefasst sind.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Klappe und die zweite Klappe mit einer (feststehenden) Achse schwenkbar verbunden sind, wobei die Achse im Armaturengehäuse oder im Klappenrahmen angebracht ist. Die erste Klappe und die zweite Klappe können daher jeweils mit einer separaten (feststehenden) Achse schwenkbar verbunden sein. Vorzugsweise sind die erste Klappe und die zweite Klappe mit derselben (feststehenden) Achse schwenkbar verbunden. Die Achse ist bevorzugt in der Y,Z- Spiegelebene des Klappenrahmens angeordnet. Vorliegend wird eine Achse als drehfestes (feststehendes) lineares Element (länglicher Zylinder) verstanden, das zur Lagerung der schwenkbaren Klappen dient. Die Klappen sind mit der Achse schwenkbar verbunden und schwenken um die Längsdrehachse der Achse.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass, die Doppelklappenarmatur eine erste Welle und eine zweite Welle aufweist, wobei die erste Klappe mit der ersten Welle verbunden ist und die zweite Klappe mit der zweiten Welle verbunden ist. Vorliegend wird eine Welle, als drehbares lineares Element (länglicher Zylinder) verstanden, die dazu dient eine Drehbewegung zu übertragen (z.B. die Übertragung einer Drehbewegung eines Aktuators in eine Schwenkbewegung der Klappen) oder eine Drehbewegung zu erfahren (z.B. durch Schwenken der an der Welle drehfest verbundenen Klappen). Die Welle kann im Armaturengehäuse oder im Klappenrahmen drehbar gelagert sein. Die Welle kann ferner eine Zahnung, ein Gewinde oder Dergleichen aufweisen, um beispielsweise über ein angetriebenes Zahnradgetriebe in Drehung versetzt zu werden.

Der Schwenkwinkel einer Klappe beträgt 0° in Schließstellung und beträgt vorzugsweise maximal 90° in Öffnungsstellung, wobei der Schwenkwinkel zwischen 0° und 90° stufenlos einstellbar ist. Besonders bevorzugt beträgt der Schwenkwinkel der Klappen in Öffnungsstellung maximal 85°. Der Schwenkwinkel liegt zwischen der XY-Ebene in welcher die Klappen in Schließstellung liegen und der zum Klappenrahmen gewandten Fläche der entsprechenden Klappe. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Klappe und/oder die zweite Klappe ein Dichtungselement aufweist, welches in Schließstellung beider Klappen einen Teil der ersten Klappe gegen einen Teil der zweiten Klappe gasdicht abschließt. Dies hat den Vorteil, dass zum einen der Klappenrahmen in vereinfachter Form ohne Steg ausgebildet sein kann und somit in Öffnungsstellung ein geringerer Strömungswiderstand erzielt wird. Zum anderen wird in Schließstellung die Abdichtung gewährleistet.

Vorzugsweise können die erste Klappe und die zweite Klappe jeweils ein zweites Dichtungselement aufweisen, welches die erste Klappe und die zweite Klappe in ihrer jeweiligen Schließstellung gegen den Klappenrahmen gasdicht abschließt.

Alternativ kann der Klappenrahmen ein drittes Dichtungselement aufweisen, welches die erste Klappe und die zweite Klappe in ihrer jeweiligen Schließstellung gegen den Klappenrahmen gasdicht abschließt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die regelbare Schwenkantriebsvorrichtung eine Seilwinde ist, die eine Trommel und mindestens ein Seil umfasst, wobei die Trommel im Armaturengehäuse drehbar gelagert ist, und das Seil mit seinem ersten Ende mit der Trommel verbunden ist und mit seinem zweiten Ende mit einer der ersten Klappe oder zweiten Klappe verbunden ist. Das Seil ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gefertigt um den Kraftübertrag zu gewährleisten. Für die Befestigung des Seils oder der Seile können die Klappen Arretierungselemente aufweisen, welche bevorzugt im äußeren, der Achse oder Welle abgewandten Bereich der Klappen angebracht sind. Dies hat den Vorteil, dass die Hebelkräfte optimal ausgenutzt werden und die Klappen mit geringerem Kraftaufwand (des Aktuators) geöffnet werden können.

Insbesondere kann die Seilwinde ein erstes Seil und ein zweites Seil aufweisen, wobei das erste Seil mit der Trommel und der ersten Klappe verbunden ist und das zweite Seil mit der Trommel und der zweiten Klappe verbunden ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die im Armaturengehäuse drehbar gelagerte Trommel einen ersten Teil der Trommel und einen zweiten Teil der Trommel auf, die über eine steuerbare Kupplungseinheit zueinander drehbar verbunden sind, wobei die steuerbare Kupplungseinheit dazu ausbildet ist, reversibel den ersten Teil der Trommel und den zweiten Teil der Trommel zueinander drehfest zu verbinden. In diesem Zusammenhang weist die Seilwinde vorzugsweise ein erstes Seil und ein zweites Seil auf, wobei das erste Seil mit dem ersten Teil der Trommel und der ersten Klappe verbunden ist und das zweite Seil mit dem zweiten Teil der Trommel und der zweiten Klappe verbunden ist. Die zuvor beschriebene mehrteilige Ausführung der Trommel mit Kupplungselement hat den Vorteil dass die Klappen durch die Steuerung des Kupplungselementes unabhängig voneinander geöffnet, bzw. geschlossen werden können und somit die Durchströmung der Armatur und folglich des DAC-Reaktors flexibel eingestellt werden kann.

Vorzugsweise umfasst die Seilwinde mindestens einen regelbaren Aktuator, der mit der drehbar gelagerten Trommel verbunden ist. Der Aktuator kann beispielsweise ein Elektromotor sein, der dazu ausgelegt ist, ein Drehmoment auf die Trommel zu übertragen, um ein Auf- oder Abwickeln des Seils und somit die Schwenkbewegung der Klappe zu bewirken.

In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die regelbare Schwenkantriebsvorrichtung ein Zahnradgetriebe, eine dritte Welle und einen Aktuator aufweist, wobei die erste Welle und die zweite Welle mit dem Zahnradgetriebe gekuppelt sind und das Zahnradgetriebe über die dritte Welle mit dem Aktuator gekuppelt ist.

Somit wird die Schwenkbewegung der Klappen durch die Kraftübertragung vom Aktuator über die dritte Welle auf das Zahnradgetriebe und auf die erste Welle und zweite Welle bewirkt. Ferner kann das Zahnradgetriebe ein steuerbares Kupplungselement umfassen, welches dazu ausgelegt ist eine der ersten oder zweiten Welle reversibel auszukuppeln um somit die Klappen unabhängig voneinander öffnen und schließen zu können. Hierbei bilden zwei oder mehr miteinander gepaarte Zahnräder ein Zahnradgetriebe. Das Kuppeln des Zahnradgetriebes mit den Wellen kann über eine Zahnung an der Welle erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Klappe und die zweite Klappe symmetrisch ausgebildet. Beispielsweise sind die Klappenblätter als Halbkreis ausgebildet. Vorzugsweise ist das Armaturengehäuse als ein kreiszylindrischer Hohlkörper ausgebildet.

Das Federelement kann eine Torsionsfeder oder Biegefeder sein. Das Federelement hat den vorteilhaften Effekt, dass durch die Wirkung Federkraft die Klappen auch bei Überdruck im DAC-Reaktor sicher in der Schließstellung verbleiben und erst bei einem kritischen Überdruck öffnen. Bevorzugt umfasst die Doppelklappenarmatur ein Federelement, das mit der ersten Klappe und der zweiten Klappe verbunden ist, wobei das Federelement in Schließstellung mindestens einer der ersten Klappe und der zweiten Klappe vorgespannt ist und dessen Federkraft auf die erste Klappe und die zweite Klappe in Richtung der Schließstellung wirkt.

Vorzugsweise ist das Federelement eine Schraubenfeder mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende mit der ersten Klappe und das zweite Ende mit der zweiten Klappe verbunden ist. Alternativ umfasst das Federelement zwei Schraubenfedern mit je einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende mit der Achse verbunden ist (z.B. durch Einstecken des ersten Endes in eine Lochbohrung in der Achse) und das zweite Ende mit der ersten Klappe verbunden ist, und entsprechend die zweite Schraubenfeder mit dem ersten Ende mit der Achse verbunden ist und mit dem zweiten Ende mit der zweiten Klappe verbunden ist.

Zudem kann die Schraubenfeder um die Achse gewickelt sein, mit welcher die erste Klappe und die zweite Klappe schwenkbar verbunden sind. Dies kann zusätzlich zu einer vorteilhaften Fixierung der Klappen in Schließstellung führen.

Vorzugsweise ist die regelbare Schwenkantriebsvorrichtung mit der ersten Klappe und der zweiten Klappe so verbunden, diese unabhängig voneinander zu schwenken.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen gasdicht verschließbaren Reaktor für ein Direct- Air-Capture-Verfahren. Der gasdicht verschließbare Reaktor umfasst ein Reaktorgehäuse mit einer Öffnung und die vorstehend beschriebene Doppelklappenarmatur, welche in Kommunikation mit der Öffnung mit dem Reaktorgehäuse verbunden ist. Ferner umfasst der Reaktor Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks im Reaktor (z.B. eine Vakuumpumpe), Mittel zur Einstellung der Temperatur im Reaktor (z.B. ein elektrisches Heizelement, Wärmetauscher) und Mittel zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid, wobei die Mittel zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid innerhalb des Reaktorgehäuses angeordnet sind, sodass sie in Kontakt mit dem durch die Doppelklappenarmatur in das Reaktorgehäuse eingeleiteten Gas stehen.

Das Mittel zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid ist vorzugsweise ein CÖ2-Absorbens. Beispielsweise kann das CÖ2-Absorbens eine Waschflüssigkeit sein, die geeignet ist Kohlenstoffdioxid zu absorbieren und dieses unter Druckverringerung (Vakuum) und/oder durch Temperaturerhöhung im Reaktor wieder freigibt. Die Waschflüssigkeit ist vorzugsweise eine alkalisch wässrige Lösung umfassend mindestens ein Amin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Diethanolamin, Monoethanolamin, Methyldiethanolamin, Diisopropylamin, Diisopropanolamin, Diglycolamin, Tetraethylenpentamin (TEPA), Poly(allylamin) (PAA), Poly(ethylenimin) (PEI), Ethylendiamin (EDA), Diethylentriamin (DETA), Pentaethylenhexamin (PEHA) und Aminopropyl (AP). Vorzugsweise ist das Amin ausgewählt aus Tetraethylenpentamin (TEPA), Poly(allylamin) (PAA), Poly(ethylenimin) (PEI), Ethylendiamin (EDA), Diethylentriamin (DETA), Pentaethylenhexamin (PEHA) und Aminopropyl (AP). Das CCh-Absorbens kann ferner ein Chemiesorbent umfassen.

Alternativ kann das Mittel zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid ein CO2 Adsorbermaterial umfassen. Das CO2 Adsorbermaterial ist vorzugsweise Zeolithe. Ferner kann das CO2 Adsorbermaterial auch ein Verbundadsorptionsmittel sein. Solche Verbundadsorptionsmittel umfassen bevorzugt einen Träger der eine Imprägnierung mit mindestem einem der folgenden Stoffe ausgewählt aus: K2CO3, einem binären eutektischen Gemisch (z.B. KNO3 und UNO3), NaNOs, AI2O3, ZrC>2, TiC>2, MnC>2, ZnO, einer ionischen Flüssigkeit (IL), und einem wässrigem Amin (z.B. Tetraethylenpentamin (TEPA), Poly(allylamin) (PAA), Poly(ethylenimin) (PEI), Ethylendiamin (EDA), Diethylentriamin (DETA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Aminopropyl (AP)) umfasst.

Das Mittel zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid kann zudem im Zusammenhang eines HybridSorbentkonzeptes ein CC>2-Absorbens und ein CO2 Adsorbermaterial umfassen.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage für ein Direct-Air-Capture-Verfahren, welche den vorstehend beschriebenen gasdicht verschließbaren Reaktor umfasst. Ferner kann die Anlage CCh-Verwertungsreaktoren umfassen.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Schematischer Querschnitt einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur

10 mit Klappenrahmen 11 , Steg 12 und der ersten Klappe 14.1 sowie der zweiten Klappe 14.2: A) in Vollständiger öffnungsstellung beider Klappen; B) in Schließstellung beider Klappen; C) in einer Öffnungsstellung von 45° der ersten Klappe; und D) in vollständiger Öffnungsstellung nur einer zweiten Klappe 14.2. Das Armaturengehäuse 21, das Federelement 24, Achsen oder Wellen sind nicht gezeigt.

Figur 2 Schematischer Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen

Doppelklappenarmatur 10 mit Klappenrahmen 11 und der ersten Klappe (22.1) sowie der zweiten Klappe 22.2: A) in vollständiger Öffnungsstellung beider Klappen; B) in Schließstellung beider Klappen. Das Armaturengehäuse 21, das Federelement 24, Achsen 25 oder Wellen 31.1/31.2 sind nicht gezeigt.

Figur 3 Schrägprojektion in Einlassrichtung (Pfeil) auf den Querschnitt des

Armaturengehäuses 21 einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10: In Schließstellung abgebildete erste Klappe 22.1 und zweiten Klappe 22.2. Gezeigt ist ferner die an den Klappen endständig angebrachte und um eine Achse 25 gewickelte Schraubenfeder als Federelement 24. Zudem sind als Schwenkantriebsvorrichtung eine Aktuator 26 betriebene Seilwinde mit Trommel 27, erstem Seil 28.1 und zweiten Seil 28.2 abgebildet, sowie Arretierungselemente 42 zur Befestigung der Seile an den Klappen.

Figur 4 Schrägprojektion entgegen der Einlassrichtung (Pfeil) auf den Querschnitt des

Armaturengehäuses 21 einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10:

A) In Schließstellung gezeigte erste Klappe 22.1 und zweite Klappe 22.2, die in den Klappenrahmen 11 mit einem dritten Dichtungselement 29 eingefasst sind; eine Seilwinde mit Trommel 27, erstem Seil 28.1 und zweiten Seil 28.2 (angedeutet) sowie Aktuator 26;

B) In Öffnungsstellung gezeigte erste Klappe 22.1 und zweite Klappe 22.2, wobei die zweite Klappe ein erstes Dichtungselement 23 an der Berührungskante zur ersten Klappe aufweist; Gezeigt ist die an den Klappen endständig angebrachte und um eine Achse 25 gewickelte Schraubenfeder als Federelement 24. Zudem sind eine Seilwinde mit Trommel 27, Aktuator 26 sowie erstem Seil 28.1 und zweiten Seil 28.2 (nicht sichtbar) abgebildet.

Figur 5 Schrägprojektion in Einlassrichtung (Pfeil) auf den Querschnitt des

Armaturengehäuses 21 einer weiteren erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10:

A) In Öffnungsstellung gezeigte erste Klappe 22.1 und zweite Klappe 22.2; eine Seilwinde mit einer im Armaturengehäuse 21 gelagerten Trommel, die einen ersten Teil der Trommel 27.1 und einen zweiten Teil der Trommel 27.2 aufweist und die (reversibel) über eine steuerbare Kupplungseinheit 40 zueinander drehtest verbunden sind;

B) In Öffnungsstellung gezeigte erste Klappe 22.1 und in Schließstellung gezeigte zweite Klappe 22.2. Der erste Teil der Trommel 27.1 und der zweite Teil der Trommel 27.2 sind hier (reversibel) über die steuerbare Kupplungseinheit 40 drehbar zueinander verbunden, sodass die zweite Klappe unabhängig von der ersten Klappe mittels zweitem Teil der Trommel 27.2, zweitem Seil 28.2 und Aktuator 26 geöffnet wird.

Figur 6 Schrägprojektion in Einlassrichtung (Pfeil) auf den Querschnitt des

Armaturengehäuses 21 einer weiteren erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10 in Schließstellung: Die erste Klappe 22.1 und zweite Klappe 22.2 sind mit je einer drehbar gelagerten Welle 30.1/30.2 drehfest verbunden. Die Kraftübertragung vom Aktuator 26 erfolgt durch eine dritte Welle 32 über ein Zahnradgetriebe 31 auf die erste und zweite Welle 30.1/30.2. Das Federelement 24 ist nicht gezeigt.

Figur 1 verdeutlicht in einem schematischen Querschnitt die verschiedenen Öffnungsstellungen (Fig. 1A,C,D) und Schließstellungen (Fig. 1B) einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10 (Das Armaturengehäuse ist nicht abgebildet). Hierbei ist der Klappenrahmen 11 durch einen Steg 12 in Form eines Doppelrahmens in einen ersten Teilrahmen und einen zweiten Teilrahmen symmetrisch unterteilt. Die erste Klappe 14.1 und zweite Klappe 14.2 werden in Schließstellung (Fig.1 B) von je einem Teilrahmen gasdicht eingefasst. Wie in Figur 1C exemplarisch dargestellt, kann die erste Klappe 14.1 unabhängig von der zweiten Klappe 14.2 durch Krafteinwirkung der regelbaren Schwenkantriebsvorrichtung (nicht gezeigt) entgegen der Federkraft des Federelementes (nicht gezeigt) in eine Öffnungsstellung mit einem Schwenkwinkel von 45° geschwenkt werden. Der Schwenkwinkel der Klappen beträgt 0° in Schließstellung und maximal 90° in Öffnungsstellung, wobei der Schwenkwinkel zwischen 0° und 90° stufenlos einstellbar ist. Figur 1A zeigt diesbezüglich die Öffnungsstellung beider Klappen bei einem Schwenkwinkel von 90° und Figur 1 D eine Öffnungsstellung der zweiten Klappe 14.2 bei einem Schwenkwinkel von 90°. Die Klappen sind in Schließstellung im Klappenrahmen eingefasst, wodurch die Klappen im Rahmen aufliegen und somit das Schwenken der Klappen nur auf einer (Vorder-) Seite des Rahmens und auf derselben (Vorder-) Seite möglich ist.

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10 (Das Armaturengehäuse, die Schwenkantriebsvorrichtung und das Federelement sind nicht abgebildet). Vorliegend ist der Klappenrahmen 11 ringförmig ausgebildet, wobei die erste Klappe 22.1 und zweite Klappe 22.2 in Schließstellung im Klappenrahmen gasdicht einfasst sind. Die Klappenblätter der ersten Klappe 22.1 und der zweiten Klappe 22.2 sind vorliegend als Halbkreis ausgebildet und schließen in Schließstellung (Fig.2B) zueinander gasdicht ab. Hierzu kann die erste Klappe und/oder die zweite Klappe ein erstes Dichtungselement (nicht gezeigt) entlang der Kontaktkante der Klappe zur jeweilig anderen Klappe aufweisen. Die Kontaktkante der Klappen liegt entlang einer fiktiven Kreisquerschnittslinie durch den Flächenmittelpunkt des Klappenrahmens. Figur 2A stellt exemplarisch die erste Klappe 22.1 in Öffnungsstellung bei einem Schwenkwinkel von 85° und die zweite Klappe 22.2 bei einem Schwenkwinkel von 45° dar. Bevorzugt beträgt der Schwenkwinkel in dieser Ausführungsform 0° bis 85°, vorzugsweise 0° bis 80°, um eine Überdehnung des Federelementes zu vermeiden.

Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10 mit einem Armaturengehäuse 21, das als länglicher Hohlzylinder ausgeformt ist. In Schließstellung wird das Armaturengehäuse durch den Klappenrahmen 11, die erste Klappe 22.1 und die zweite Klappe 22.2 gasdicht abgeschlossen. Zur zusätzlichen Abdichtung kann der Klappenrahmen ein drittes Dichtungselement 29 aufweisen auf welchen die Klappen in Schließstellung aufliegen. Wie in Figur 4B gezeigt, weist die zweite Klappe 22.2 zudem ein erstes Dichtungselement 23 auf, welches entlang der Kontaktkante der zweiten Klappe zur ersten Klappe bündig angebracht ist und dazu ausgelegt ist in Schließstellung die zweite Klappe gegen die erste Klappe gasdicht abzuschließen. Mit anderen Worten bewirkt das erste Dichtungselement 23, dass der Spalt zwischen erster und zweiter Klappe in Schließstellung gasdicht geschlossen ist. In dieser Ausführungsform sind die erste Klappe 22.1 und die zweite Klappe 22.2 schwenkbar mit derselben Achse 25 verbunden. Die Achse 25 ist feststehend im Armaturengehäuse 21 angebracht und ist in der Y, Z-Spiegelebene des Klappenrahmens angeordnet. Das Federelement 24 ist als Schraubenfeder ausgebildet und ist um die Achse 25 gewickelt. Zudem weist die Schraubenfeder ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende mit der ersten Klappe 22.1 verbunden ist und das zweite Ende mit der zweiten Klappe 22.2 verbunden ist. In einem Öffnungsvorgang der Klappen hat dies zur Folge, dass die Federkraft zunimmt und in Richtung der Schließstellung wirkt. Die Doppelklappenarmatur weist zudem eine Seilwinde als regelbare Schwenkantriebsvorrichtung auf. Die Seilwinde umfasst eine Trommel 27, die drehbar im Armaturengehäuse gelagert ist und mit einem Aktuator 26 in Drehung versetzt werden kann. An der Trommel 27 sind ein erstes Seil 28.1 und ein zweites Seil 28.2 endständig befestigt. Das erste Seil ist mit einem Ende an der Trommel 27 befestigt und mit dem anderen Ende mit der ersten Klappe verbunden. Auch das zweite Seil ist mit einem Ende an der Trommel 27 befestigt und mit dem anderen Ende mit der zweiten Klappe verbunden. Die Klappen weisen für die Befestigung der Seile Arretierungselemente 42 auf, welche im maximalen Abstand zum Mittelpunkt der Trommel 27 am Klappenblatt angeordnet sind. Das Klappenblatt entspricht der größten Fläche der Klappe, ist der Trommel zugewandt und ist vorliegend halbkreisförmig ausgebildet. Wird die Trommel 27 durch den regelbaren Aktuator in Drehung versetzt, so wickeln sich das erste Seil 28.1 und das zweite Seil 28.2 simultan auf die Trommel 27 auf und schwenken somit die Klappen um die Achse 25 in die gewünschte Öffnungsposition.

Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der in den Figuren 3 und 4 abgebildeten Doppelklappenarmatur. Vorliegend ist die Trommel 27 mehrteilig ausgebildet und weist einen ersten Teil der Trommel 27.1 und einen zweiten Teil der Trommel 27.2 auf, welche über ein steuerbares Kupplungselement 40 mit reversiblen Modi, drehbar oder drehfest zueinander gekuppelt sind. Vorliegend ist das erste Seil 28.1 an einem Ende mit dem ersten Teil der Trommel 27.1 und mit dem anderen Ende an der ersten Klappe 22.1 verbunden. Das zweite Seil 28.2 ist hingegen an einem Ende mit dem zweiten Teil der Trommel 27.2 und mit dem anderen Ende an der zweiten Klappe 22.2 verbunden. Die mehrteilige Trommel wird vorzugsweise über einen Aktuator 26 in Drehung versetzt (Fig. 5A). Der erste Teil der Trommel und der zweite Teil der Trommel können in einer alternativen Ausführung auch durch je einen Aktuator 26 in Drehung versetzt werden (Fig. 5B).

Figur 6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelklappenarmatur 10 in der die erste Klappe 22.1 mit einer ersten Welle 33.1 verbunden ist und die zweite Klappe 22.2 mit einer zweiten Welle 33.2 verbunden. Die erste und zweite Welle sind im Klappenrahmen 11 und dem Armaturengehäuse 21 drehbar gelagert und weisen eine Zahnung auf. Die Wellen sind über ein Zahnradgetriebe 31 mit einer dritten Welle 32 gekuppelt. Ein Aktuator 26 (Elektromotor) ist mit der dritten Welle 32 verbunden und dazu ausgelegt eine Drehbewegung auf die dritte Welle zu übertragen. Die dritte Welle überträgt die so erfahrene Drehbewegung über das Zahnradgetriebe 31 auf die erste Welle 30.1 und die zweite Welle 30.2 und bewirkt somit die Schwenkbewegung der Klappen. Bezugszeichenliste

Doppelklappenarmatur

Klappenrahmen

Steg

Erste Klappe

Zweite Klappe

Armaturengehäuse

Erste Klappe

Zweite Klappe

Erstes Dichtungselement

Federelement

Achse

Aktuator

Trommel

Erster T eil der T rommel

Zweiter T eil der T rommel

Erstes Seil

Zweites Seil

Drittes Dichtungselement

Erste Welle

Zweite Welle

Dritte Welle

Zahnradgetriebe steuerbares Kupplungselement

Arretierungselement