DE102010060346A1 - Refrigeration generating method for use in cooler, involves directing fluid through capillary structure, where fluid flow is accelerated - Google Patents

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Abstract

The refrigeration generating method involves directing a fluid through a capillary structure (3), where the fluid flow is accelerated. A reduction of static pressure takes place by the conversion of potential energy into kinetic energy. The static pressure at a valve is reduced below the vapor pressure of the fluid. An independent claim is also included for a cooler for use in a closed loop process, and for use with a recuperator or capillary expander equipped with downstream Joule-Thompson valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kälte, das in einem weiten Temperatur- (einige Kelvin bis Raumtemperatur) und Leistungsbereich (μW bis MW) einsetzbar ist. Der nach dem Verfahren arbeitende Kühler kann ohne bewegliche Teile realisiert werden; er ist besonders zur Kühlung von kryogenen Treibstofftanks geeignet.The invention relates to a method for generating cold, which can be used in a wide temperature (a few Kelvin to room temperature) and power range (μW to MW). The operating according to the method cooler can be realized without moving parts; it is particularly suitable for cooling cryogenic fuel tanks.

Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Kältemaschinen/Kühler, wie z. B. Joule-Thomson-, Pulse-Tube-, Stirling-, Verdampfungs- und Gifford-McMahon-Kühler, bekannt.From the prior art are already numerous chillers / coolers, such. Joule-Thomson, Pulse-Tube, Stirling, Evaporative and Gifford-McMahon coolers.

Alle bekannten Kühler haben jedoch spezifische Nachteile, die der bevorzugten Anwendung, Kühlung von kryogenen Treibstofftanks, entgegenstehen; zum einen können sie oft nur in begrenzten Temperatur- und/oder Leistungsbereichen eingesetzt werden. Zum andern weisen viele Kühler verschleißanfällige, bewegte Teile auf.However, all known coolers have specific disadvantages that preclude the preferred use of cooling cryogenic fuel tanks; On the one hand, they can often only be used in limited temperature and / or performance ranges. On the other hand, many coolers on wear-prone, moving parts.

So können Joule-Thomson-Kühler (z. B. DE 32 15 396 C2 ) nur unterhalb der Inversionstemperatur des zu kühlenden Fluides eingesetzt werden. Mit Stirling-, Pulse-Tube- und Gifford-McMahon-Kühlern können zwar prinzipiell auch Kälteleistungen unter 1 W (bei 80 K) erzeugt werden, sie können in diesem Leistungsbereich jedoch nicht kleiner skaliert werden. Infolgedessen wird bei Leistungen deutlich unter 1 W, trotz der geringeren erzeugten Kälteleistung, für ihren Betrieb praktisch dieselbe Antriebsleistung wie bei Kühlleistungen von 1 W benötigt. Stirling-Maschinen sind darüber hinaus sehr verschleißanfällig, da sie prinzipbedingt viele bewegte Teile aufweisen.So Joule-Thomson coolers (eg. DE 32 15 396 C2 ) are used only below the inversion temperature of the fluid to be cooled. Although Stirling, Pulse-Tube, and Gifford-McMahon coolers can also produce cooling capacities below 1 W (at 80 K), they can not be scaled down in this power range. As a result, at powers well below 1 W, despite the lower cooling capacity produced, practically the same drive power is required for its operation as for 1 W cooling capacities. Stirling machines are also very susceptible to wear, as they inherently have many moving parts.

In DE 101 94 530 B4 101 wird ein mehrstufiges Kühlsystem beschrieben, das mehrere Rohrabschnitte und Ausdehnungs-/Ansaugvorrichtungen umfasst. Die Rohrabschnitte sind mit Kühlmitteldampf gefüllt. Während des Betriebs des Kühlsystems bildet sich an den stromaufwärts (bezüglich der Flussrichtung des Kältemittels) gelegenen Seiten der Rohrabschnitte flüssiges Kühlmittel. Das flüssige Kühlmittel wird entnommen und an den stromabwärts gelegenen Seiten der Rohrabschnitte injiziert.In DE 101 94 530 B4 101, a multi-stage cooling system is described that includes multiple pipe sections and expansion / suction devices. The pipe sections are filled with coolant vapor. During operation of the cooling system, liquid refrigerant forms at the upstream sides of the pipe sections (with respect to the flow direction of the refrigerant). The liquid coolant is withdrawn and injected to the downstream sides of the pipe sections.

Durch den Dampfdruck des Kältemittels wird der Kältemittelkreislauf unterstützt und infolgedessen der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors im Gesamtprozess verbessert.Due to the vapor pressure of the refrigerant, the refrigerant circuit is supported and, as a result, the volumetric efficiency of the compressor is improved in the overall process.

Das Kühlsystem umfasst prinzipbedingt bewegte Teile (Kompressor).The cooling system basically includes moving parts (compressor).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das in einem weiten Temperatur- (einige Kelvin bis Raumtemperatur) und Leistungsbereich (μW bis MW) einsetzbar ist. Mit dem Verfahren sollen einfach aufgebaute Kühler realisierbar sein, die ohne bewegte Teile auskommen. Die Kühler sollen zudem unkompliziert in kryogene Treibstofftanks integrierbar seinThe invention has for its object to find a method that can be used in a wide temperature (a few Kelvin to room temperature) and power range (μW to MW). The method should be easy to implement coolers can be realized that do without moving parts. The coolers should also be easy to integrate into cryogenic fuel tanks

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 4 gelöst; weitere vorteilhafte Ausführungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3 sowie 5 bis 11.The object of the invention is solved by the features of claim 1 and 4; Further advantageous embodiments and uses of the invention will become apparent from the claims 2 and 3 and 5 to 11.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren (zur Erzeugung von Kälte) wird mindestens ein Fluid durch mindestens eine Kapillarstruktur geleitet. Das mindestens eine Fluid wird während des Durchströmens durch die Kapillarstruktur so stark beschleunigt, dass durch die Umwandlung von potentieller in kinetischer Energie eine Absenkung des statischen Drucks erfolgt.In the method according to the invention (for the generation of cold), at least one fluid is passed through at least one capillary structure. The at least one fluid is accelerated so much during the passage through the capillary structure that the static pressure is reduced by the conversion of potential into kinetic energy.

Sofern es sich bei den Fluiden um Flüssigkeiten handelt, wird der statische Druck auf einen Wert unterhalb des Dampfdrucks der jeweiligen Flüssigkeit abgesenkt, sodass sie partiell oder vollständig verdampft. Die für den Verdampfungsprozess aufgewendete Enthalpie wird zur Kühlung eingesetzt.If the fluids are liquids, the static pressure is lowered to a value below the vapor pressure of the respective liquid, so that it evaporates partially or completely. The enthalpy used for the evaporation process is used for cooling.

Werden hingegen als Fluide Gase oder in der überkritischen Phase vorliegende Stoffe eingesetzt, erfolgt die Abkühlung des Fluids über eine Arbeit leistende Entspannung, bei der ein Teil der inneren Energie in kinetischer Energie umgewandelt wird. Das Gas/der überkritische Stoff leistet Arbeit durch die Beschleunigung seiner trägen Masse. Die hierzu aufgewendete Energie wird in Form von Wärme aus der Umgebung aufgenommen.If, on the other hand, gases or substances present in the supercritical phase are used as fluids, the cooling of the fluid takes place via a work-performing expansion in which part of the internal energy is converted into kinetic energy. The gas / supercritical material does work by accelerating its inert mass. The energy used for this purpose is absorbed in the form of heat from the environment.

Ein Kühler, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, weist mindestens eine Kapillarstruktur mit mindestens einem Ein- und mindestens einem Auslass für das mindestens eine Fluid sowie mindestens eine Wärmeübertragungseinheit auf, mit der die in der Kapillarstruktur erzeugte Kälte an den zu kühlenden Gegenstand bzw. an das zu kühlende Medium abgegeben wird.A cooler, which operates according to the inventive method, has at least one capillary structure with at least one inlet and at least one outlet for the at least one fluid and at least one heat transfer unit, with which the cold generated in the capillary structure to the object to be cooled or at the medium to be cooled is dispensed.

Der Kühler lässt sich einfach realisieren, indem als Kapillarstruktur eine einzelne Kapillare eingesetzt wird, die spiralförmig um einen typischerweise zylinderförmigen, mit dem zu kühlenden Medium befüllten Behälter gewickelt ist. Die Kapillare ist so eng um den Behälter gewickelt, dass sich ihre einzelnen Windungen berühren. Die Außenwände der Kapillare und des Behälters sind kraft- oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise sind sie fest aufeinander gepresst oder miteinander verschweißt/verlötet; infolgedessen besteht ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Behälter und dem Tank. Die Wärmeübertragungseinheit des Kühlers wird folglich aus den in thermischem Kontakt zueinander stehenden Außenwänden der Kapillarstruktur und des Behälters gebildet.The cooler can be easily realized by using a capillary structure as a single capillary, which is wound spirally around a typically cylindrical, filled with the medium to be cooled container. The capillary is wrapped so tightly around the container that its individual turns touch each other. The outer walls of the capillary and the container are non-positively or cohesively connected. For example, they are pressed firmly against each other or welded / soldered together; As a result, there is good thermal contact between the container and the tank. The heat transfer unit of Consequently, the cooler is formed from the outer walls of the capillary structure and the container, which are in thermal contact with each other.

Die Kapillarstruktur kann prinzipiell aus einer oder mehreren einzelnen Kapillaren bestehen oder als mindestens ein Kapillarbündel ausgeformt sein.The capillary structure may in principle consist of one or more individual capillaries or be formed as at least one capillary bundle.

Des Weiteren können zur Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers mehrere Kapillarstrukturen parallel geschaltet werden und/oder zur Erweiterung des Arbeitstemperaturbereichs mehrere Kapillarstrukturen in Form einer Kaskade seriell angeordnet werden. Bei der Serienschaltung können zudem die einzelnen Kapillarstrukturen mit verschiedenen Prozessmedien betrieben werden.Furthermore, in order to increase the cooling capacity of the cooler, a plurality of capillary structures can be connected in parallel and / or a plurality of capillary structures in the form of a cascade can be arranged serially to extend the working temperature range. When connected in series, the individual capillary structures can also be operated with different process media.

Der erfindungsgemäße Kühler wird bevorzugt in offenen Kreisprozessen, bei denen das Fluid nur einmal durch die Kapillarstruktur strömt, eingesetzt. Eine Verwendung in einem geschlossenen Kreisprozess, bei dem das mindestens eine Fluid mit Hilfe eines Verdichters vom mindestens einen Aus- zum mindestens einen Einlass der Kapillarstruktur gefördert wird, ist jedoch auch möglich.The cooler according to the invention is preferably used in open circular processes in which the fluid flows only once through the capillary structure. However, use in a closed loop process in which the at least one fluid is conveyed by means of a compressor from the at least one outlet to the at least one inlet of the capillary structure is also possible.

Der Kühler ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Treibstofftanks einsetzbar, in denen die Brenngase (z. B. Erdgas, Biogas oder Wasserstoff) bei kryogenen Temperaturen in mindestens einem dünnwandigen Rohr gespeichert werden. Die Kapillarstruktur des Kühlers wird dabei entweder in das mindestens eine dünnwandige Speicherohr des Treibstofftanks integriert oder schraubenförmig um das Speicherrohr angeordnet. Darüber hinaus kann die Kapillarstruktur des Kühlers so ausgeführt werden, dass sie gleichzeitig die Funktion des mindestens einen Speicherrohrs übernimmt.The cooler can be used particularly advantageously in connection with fuel tanks in which the fuel gases (eg natural gas, biogas or hydrogen) are stored at cryogenic temperatures in at least one thin-walled tube. The capillary structure of the cooler is either integrated into the at least one thin-walled storage tube of the fuel tank or arranged helically around the storage tube. In addition, the capillary structure of the radiator can be designed so that it simultaneously assumes the function of the at least one storage tube.

Zur Entkopplung vom Antriebstemperaturniveau kann der Kühler in Kombination mit einem Rekuperator eingesetzt werden. Eine Leistungssteigerung des Kühlers ist mittels einer Ankopplung an einen Kapillarexpander mit nachgeschaltetem Joule-Thompson-Ventil möglich.For decoupling from the drive temperature level, the cooler can be used in combination with a recuperator. A performance increase of the cooler is possible by means of a coupling to a capillary expander with a downstream Joule-Thompson valve.

Der erfindungsgemäße Kühler hat den Vorteil, dass er prinzipiell ohne bewegte Teile auskommt, da die Kühlung ausschließlich unter Anwendung des Bernoulli-Effekts mittels der fluidisch wirksamen Kapillarstruktur erfolgt. Der Kühler ist also im Vergleich zu Kühlern mit vielen bewegten Teilen, wie z. B. Stirling-Kühler, zuverlässiger und langlebiger.The cooler according to the invention has the advantage that it basically works without moving parts, since the cooling takes place exclusively using the Bernoulli effect by means of the fluidically effective capillary structure. The cooler is so compared to coolers with many moving parts, such. B. Stirling cooler, more reliable and durable.

Gegenüber den Joule-Thomson-Kühlern, die auch ohne bewegte Teile aufgebaut werden können, hat, da bei der Abkühlung und/oder Verdampfung des Fluids durch den Bernoulli-Effekt der Joule-Thomson-Effekt nur unwesentlich zur Kühlung beiträgt, der erfindungsgemäße Kühler den Vorteil, dass er auch mit Flüssigkeiten, die eine Temperatur oberhalb ihrer Inversionstemperatur aufweisen, betrieben werden kann. Außerdem kann er auch mit in der überkritischen Phase vorliegenden Stoffen und mit Gasen betrieben werden, was mit Joule-Thomson-Kühlern prinzipbedingt nicht möglich ist.Compared to the Joule-Thomson coolers, which can also be constructed without moving parts, since the cooling and / or evaporation of the fluid by the Bernoulli effect of the Joule-Thomson effect contributes only slightly to the cooling, the cooler according to the invention Advantage that it can also be operated with liquids that have a temperature above their inversion temperature. In addition, it can also be operated with substances present in the supercritical phase and with gases, which is inherently impossible with Joule-Thomson coolers.

Der Kühler kann in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden und kann Kälteleistungen von einigen μW bis zu einigen MW erzeugen. Da insbesondere die im offenen Kreisprozess betriebenen Kühler äußerst vibrationsarm sind, ist auch eine Kühlung von vibrationsempfindlichen Geräten, wie z. B. HTSL-Sensoren, Mikrowellenfiltern und Infrarotsensoren, möglich. Ebenso eignet er sich zum Betrieb der häufig in der Halbleiterindustrie eingesetzten vibrationsarmen Kryo-Vakuumpumpen.The cooler can be used in a wide temperature range and can produce cooling capacities from a few μW to several MW. Since in particular the coolers operated in the open cycle process are extremely low in vibration, cooling of vibration-sensitive devices, such. As HTS sensors, microwave filters and infrared sensors, possible. It is also suitable for operating the low-vibration cryogenic vacuum pumps commonly used in the semiconductor industry.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers besteht darin, dass der longitudinale Kälteleistungs- und Temperaturverlauf durch den Verlauf der kapillaren Geometrie (Länge, Durchmesser) beeinflusst werden kann, wodurch neben einer Kälteerzeugung auf konstantem Temperaturniveau auch eine Kälteerzeugung mit einem Temperaturverlauf (kontinuierliche Verteilung von Temperaturniveaus) möglich ist.A further advantage of the cooler according to the invention is that the longitudinal cooling capacity and temperature profile can be influenced by the course of the capillary geometry (length, diameter), as well as cooling at a constant temperature level and also cooling with a temperature profile (continuous distribution of temperature levels). is possible.

Werden als Fluide Flüssigkeiten eingesetzt, dann kann der lokale statische Dampfdruck im Verdampfer unter dessen Austrittsdruck abgesenkt werden. Hierdurch wird es möglich, die Verdampfungstemperatur bis zum Tripelpunkt (einzelner Arbeitsstoff) bzw. bis zum eutektischen Punkt (Arbeitsstoffgemisch) zu reduzieren.If fluids are used as fluids, then the local static vapor pressure in the evaporator can be lowered below its outlet pressure. This makes it possible to reduce the evaporation temperature up to the triple point (single working substance) or up to the eutectic point (working substance mixture).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 erläutert; hierzu zeigen:The invention will be described below with reference to FIG 1 to 3 explains; show:

1 einen mit dem Kühler versehenen Speicherbehälter; 1 a storage container provided with the radiator;

2: einen aus Speicherrohren aufgebauten Treibstofftank, in schematischer Darstellung; 2 a fuel tank constructed of storage tubes, in a schematic representation;

3: verschiedene Ausführungsformen der Kapillarstruktur. 3 : different embodiments of the capillary structure.

1 zeigt einen zylinderförmigen Speicherbehälter 1, dessen gebogene Außenwand 2 mit einer Kapillare 3 spiralförmig umwickelt ist. Die Kapillare ist 3 so eng um den Behälter gewickelt, dass sich ihre einzelnen Windungen berühren. Zur Kühlung wird die Kapillare 3 über ihren Ein- 4 und Auslass 5 mit einem Fluid durchströmt. Die entstehende Kälte wird über den Teil der Außenwand 6 der Kapillare, die in guten thermischem Kontakt mit der Außenwand 2 des Behälters 1 steht, auf das zu kühlende Medium 7 im Behälter 1 übertragen. 1 shows a cylindrical storage container 1 whose curved outer wall 2 with a capillary 3 is wrapped spirally. The capillary is 3 wrapped so tightly around the container that their individual turns touch each other. For cooling, the capillary 3 about her 4 and outlet 5 flows through with a fluid. The resulting cold is over the part of the outer wall 6 the capillary, which is in good thermal contact with the outer wall 2 of the container 1 stands on the medium to be cooled 7 in the container 1 transfer.

Der Treibstofftank 8 (2) besteht aus zahlreichen, parallel angeordneten Speicherrohren 9, wobei jeweils eine Seite der Rohre 9 an einer Sammeleinrichtung 10 angeschlossen ist, die alle Rohre 9 mit der Treibstoff-Auslassleitung 11 verbindet. Zur thermischen Isolierung ist der Tank 8 mit einer Multilagen-Vakuum-Superisolation 12 und Strahlungsschirmen 13 umgeben; die gesamte Anordnung befindet sich in einem Dewar-Gefäß 14. Bei der Entnahme des Treibstoffs durchläuft dieser die Kapillarstruktur 3. Die dabei entstehende Kälte wird zur Kühlung des Treibstofftanks 1 genutzt. The fuel tank 8th ( 2 ) consists of numerous, parallel storage tubes 9 , each one side of the tubes 9 at a collection facility 10 connected, all the pipes 9 with the fuel outlet line 11 combines. For thermal insulation is the tank 8th with a multilayer vacuum super insulation 12 and radiation screens 13 surround; the entire assembly is in a dewar 14 , When the fuel is removed, it passes through the capillary structure 3 , The resulting cold is used to cool the fuel tank 1 used.

In 2 sind verschiedene Ausgestaltungen der Kapillarstruktur 3 sowie deren Anbindung an die Speicherrohre 9 dargestellt.In 2 are different embodiments of the capillary structure 3 as well as their connection to the storage pipes 9 shown.

Bei der ersten Variante sind die Kapillaren 3 koaxial im Innern der Speicherrohre 9 angeordnet, bei der zweiten Variante umgeben die Kapillaren 3 die Speicherrohre 9 schraubenförmig.In the first variant are the capillaries 3 coaxial inside the storage pipes 9 arranged in the second variant surrounded the capillaries 3 the storage pipes 9 helically.

Bei der dritten Variante sind die Querschnitte der Speicherrohre 9 mit einem Innendurchmesser von ca. 1 mm so klein gewählt, dass sie gleichzeitig auch die Funktion der Kapillaren 3 übernehmen. Die Wärmeübertragung erfolgt hier nicht, wie bei den vorhergehenden Varianten, über die Wand der jeweiligen Kapillare 3, sondern innerhalb des eingesetzten Treibstoffs.In the third variant, the cross sections of the storage tubes 9 with an inner diameter of about 1 mm chosen so small that at the same time they also have the function of capillaries 3 take. The heat transfer does not take place here, as in the previous variants, over the wall of the respective capillary 3 but within the fuel used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Behältercontainer
22
Außenwand des BehältersOuter wall of the container
33
Kapillare/KapillarstrukturCapillary / capillary
44
Einlass für das FluidInlet for the fluid
55
Auslass für das FluidOutlet for the fluid
66
Außenwand der KapillareOuter wall of the capillary
77
zu kühlendes Mediumto be cooled medium
88th
Treibstofftankfuel tank
99
Speicherrohrstorage tube
1010
Sammeleinrichtungcollecting device
1111
Auslassleitungoutlet pipe
1212
Multilagen-Vakuum-SuperisolationMulti-layer vacuum superinsulation
1313
Strahlungsschirmradiation shield
1414
Dewar-GefäßDewar

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3215396 C2 [0004] DE 3215396 C2 [0004]
  • DE 10194530 B4 [0005] DE 10194530 B4 [0005]

Claims (11)

Verfahren zur Erzeugung von Kälte, bei dem mindestens ein Fluid durch mindestens eine Kapillarstruktur (3) geleitet wird, und das mindestens eine Fluid beim Durchströmen der Kapillarstruktur (3) so beschleunigt wird, dass durch die Umwandlung von potentieller in kinetische Energie eine Absenkung des statischen Drucks erfolgt.Method for producing cold, in which at least one fluid is passed through at least one capillary structure ( 3 ), and the at least one fluid flowing through the capillary structure ( 3 ) is accelerated so that the conversion of potential kinetic energy into a lowering of the static pressure takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das mindestens eine Fluid mindestens eine Flüssigkeit eingesetzt, der statische Druck auf einen Wert unterhalb des Dampfdrucks der mindestens einen Flüssigkeit abgesenkt, die Flüssigkeit partiell oder vollständig verdampft und die aufgewendete Verdampfungsenthalpie zur Kühlung eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that as the at least one fluid used at least one liquid, the static pressure is lowered to a value below the vapor pressure of the at least one liquid, the liquid partially or completely evaporated and the spent enthalpy of evaporation is used for cooling. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das mindestens eine Fluid mindestens ein Gas oder ein in seiner überkritischen Phase vorliegender Stoff eingesetzt und das Fluids einer Arbeit leistenden Entspannung unterzogen wird, bei der ein Teil der inneren Energie in kinetischer Energie umgewandelt wird.A method according to claim 1, characterized in that as the at least one fluid, at least one gas or a substance present in its supercritical phase is used and the fluid is subjected to a working expansion, in which part of the internal energy is converted into kinetic energy. Kühler, arbeitend nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mindestens einer Kapillarstruktur (3), die mindestens einen Ein- (4) und mindestens einen Auslass (5) für das mindestens eine Fluid aufweist, und mindestens einer Wärmeübertragungseinheit (2, 6), die zur Übertragung der in der Kapillarstruktur (3) erzeugten Kälte auf den zu kühlenden Gegenstand bzw. auf das zu kühlende Medium (7) dient.A cooler, working according to the method according to one of claims 1 to 3, having at least one capillary structure ( 3 ) containing at least one input ( 4 ) and at least one outlet ( 5 ) for the at least one fluid, and at least one heat transfer unit ( 2 . 6 ) used for transfer in the capillary structure ( 3 ) generated cold on the object to be cooled or on the medium to be cooled ( 7 ) serves. Kühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (3) aus einer einzelnen Kapillare besteht, die einen zylinderförmigen mit einem zu kühlenden Medium gefüllten Behälter (1) schraubenförmig umgibt, wobei die Wärmeübertragungseinheit aus den in thermischem Kontakt zueinander stehenden Außenwänden (2, 6) der Kapillarstruktur (3) und des Tanks (1) gebildet ist.Cooler according to claim 4, characterized in that the capillary structure ( 3 ) consists of a single capillary which has a cylindrical container (with a medium to be cooled). 1 ), the heat transfer unit being made of the outer walls ( 2 . 6 ) of the capillary structure ( 3 ) and the tank ( 1 ) is formed. Kühler nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei parallel geschaltete Kapillarstrukturen (3) aufweist.Cooler according to one of claims 4 to 5, characterized in that it comprises at least two parallel-connected capillary structures ( 3 ) having. Kühler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei in Serie geschaltete Kapillarstrukturen (3) aufweist, wobei in den Kapillarstrukturen (3) jeweils verschiedene Prozessmedien eingesetzt sind.Cooler according to one of claims 4 to 6, characterized in that it comprises at least two series-connected capillary structures ( 3 ), wherein in the capillary structures ( 3 ) each different process media are used. Verwendung des Kühlers nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in einem offenen Kreisprozess zur Kühlung eines aus mindestens einem dünnwandigen Speicherrohr (9) aufgebauten kryogenen Treibstofftanks (8), wobei die Kapillarstruktur (3) entweder in das mindestens eine dünnwandige Speicherohr (9) des Treibstofftanks (8) integriert ist, die Kapillarstruktur (3) das Speicherrohr (9) schraubenförmig umgibt oder der Durchmesser des mindestens einen Speicherrohrs (9) so klein gewählt ist, dass es neben der Speicherfunktion auch die Funktion der Kapillarstruktur (3) erfüllt.Use of the cooler according to one of claims 4 to 7 in an open cycle for cooling one of at least one thin-walled storage tube ( 9 ) constructed cryogenic fuel tanks ( 8th ), whereby the capillary structure ( 3 ) either into the at least one thin-walled storage ear ( 9 ) of the fuel tank ( 8th ), the capillary structure ( 3 ) the storage tube ( 9 ) helically surrounds or the diameter of the at least one storage tube ( 9 ) is chosen to be so small that, in addition to the memory function, the function of the capillary structure ( 3 ) Fulfills. Verwendung des Kühlers nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in einem geschlossenen Kreisprozess, bei dem das mindestens eine Fluid mit Hilfe eines Verdichters von mindestens einem Aus- zu mindestens einen Einlass der Kapillarstruktur (3) gefördert wird.Use of the cooler according to one of claims 4 to 7 in a closed loop process, in which the at least one fluid is conveyed by means of a compressor from at least one outlet to at least one inlet of the capillary structure ( 3 ). Verwendung des Kühlers nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in Kombination mit einem Rekuperator zur Entkopplung vom Antriebstemperaturniveau.Use of the cooler according to one of claims 4 to 7 in combination with a recuperator for decoupling from the drive temperature level. Verwendung des Kühlers nach einem der Ansprüche 4 bis 7 angekoppelt an einen Kapillarexpander mit nachgeschaltetem Joule-Thompson-Ventil.Use of the cooler according to one of claims 4 to 7 coupled to a capillary expander with downstream Joule-Thompson valve.
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