DE1501051A1

DE1501051A1 - Verfahren zur Erzeugung von Kaelte und Geraet zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1501051A1
Application number: DE19661501051
Authority: DE
Inventors: Gifford William Ellsworth
Original assignee: GIFFORD WILLIAM ELLSWORTH
Current assignee: GIFFORD WILLIAM ELLSWORTH
Priority date: 1965-02-25
Filing date: 1966-02-11
Publication date: 1969-10-16
Also published as: US3237421A

Description

Verfahren zur Erzeugung von Kälte und Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens·

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zur Erzeugung von Kälte· Die Erfindung ziele darauf ab, eine äußerst leistungsfähige Kühlung bei Verwendung einer äußerst geringen Anzahl von Teilen zu erreichen. Eü wurde gefunden, daß es zur Lösung dieser Aufgabe erforderlich ist, ein Gas als Kühlmittel zu verwenden und das Kühlmittel während des ganzen Wärmeaustauschzyklusses in der gasförmigen Phase zu halten und einen Wärmetransport dadurch zu erreichen, daß man das gasförmige Kühlmittel wiederholt komprimiert und expandiert. Dieses Problem ist bisher nicht gelöst worden, weil die bei der Kompression eines Gases normalerweise frei -werdende ,-/arme bei der Expansion wieder verbraucht wird, so daß eixi nennenswerter Wärmetransport nicht stattfindet.

Bis zur vorliegenden irfinäuug wendete man sowohl beim Kornpressionskühlsysteai als auch beim absorptionsKÜIiisystem zum Wärmeaustausch die Umwandlung eines Kühlmittels von der dampfförmigen Phase in die flüssige Phase an. Beim Absorptionssystem verwendet man einen Pumpenkreislauf mit einem wärmeerzeuger und einem Absorber, während man beim Kompressorsystem einen mechanischen Kompressor verwendet. Während das Kompressorsy&tem hinsichtlich der aufzuwendenden Arbeit einen höheren »wirkungsgrad '<* Wi 909842/Q498 bad OHiGUNAL- ι -

nat, ist das Absorptionssystem weniger komDliziert und ein Ab·* sorptionszyklus ist bei Verwendung eines The**·». 5-Siphon-Eff ektes · sogar ohne die Verwendung irgendwelcher bewegten Teile herstellbar.

. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden als"impuls* Rohr-Kühlung "(Pulse Tube Refrigeration) bezeichnet und das Gerät gemäß der Erfindung wird als "Irnpuls-Rohr-Kühler" bezeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung von Kälte geschaffen, das durch die folgenden Ver-" fahrensschritte gekennzeichnet ist: Man schließt ein gasförmiges Kühlmittel in einen Zufuhr- und Abfuhrkreis ein, der mindestens einen geschlossenen Raum aufweist, man erhöht und vermindert den Druck des Gases in diesem Raum periodisch, indem man Gas in den Raum durch einen die strömung glättenden Körper ein- und ausführt, so daß eine laminare Gasströmung in dem Raum erzeugt wird, und

einen

man bewirktXwärmeaustausch zwischen dem Gas und den den Raum begrenzenden Wänden.

. Gemäß der Erfindung wird ferner ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, bei dem dieser Raum innerhalb einer langgestreckten Umschließung liegt, wobei ein Ende dieser Umschließung durch einen die Strömung glättenden Körper an eine Gaszufuhr- und Gasabfuhrvorrichtung angeschlossen ist, während das andere Ende dieses Gehäuses mit einem wärmeaustauscher versehen ist.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie äußerst wenige bewegte Teile aufweist, die in der Lage sind, verhältnismäßig niedrige Temperaturen zu erzielen, ohne Schwierig-

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keiten bezüglich des Verschleißes, versagender Dichtungen oder Ventile oder dergleichen zu bereiten.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Erfindung einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad erzielt, insbesondere wenn

daß das Gerät gemäß der Erfindung mehrere Stufen umfaßt, so eine progressive Kühlung erzeugt werden kann, um mit einer verhältnismäßig billigen Einrichtung sehr tiefe Kühltemperaturen zu erzielen«

Das vorliegende Irnpuls-Rohr-Kühlverfahren wendet einen neuen Wärmeaustauschmechanismus an, bei dem sowohl eine Kühlwirkung in einem ersten Teil eines umschlossenen Raumes als auch eine Erwärmungswirkung in einem zweiten Teil dieses umschlossenen Raumes derart geschaffen wird, daß durch Ausübung eines schwingenden Druckes auf das Gas in dem umschlossenen Raum und durch Bewegung des unter Druck stehenden Gasvolumens in den und aus dem rohrförmigen Raum in einer laminaren Strömung parallel zur Achse der rohrförmigen Umschließung dieses Raumes wärme vom ersten Teil 2um zweiten Teil gepumpt wird. Die oben erwähnte Kühlwirkung wird an einem Ende der rohrförmigen umschließung erreicht und die oben erwähnte Erwärmungswirkung findet am gegenüberliegenden Ende der rohrförmigen Umschließung statt. Infolge dieser zwei Wirkungen kann ein bedeutendes Temperaturgefälle kontinuierlich in der rohrförmigen Umschließung erzeugt werden, wobei rfarme vom kalten Ende des Rohres zum warmen Ende gepumpt wird. Dies ist ein überraschender Effekt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nun als Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

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Fig· 1 eine schematische Darstellung einer einfachen Äusfütirungsform eines Impuls-Rohr-Gerätes zeigt, mit dem ein Gas komprimiert, erhitzt und dann expandiert wurden kann, wobei eine nutzbare Kühlung stattfindet und ein kontinuierliches Temperaturgefälle erzeugt wird*

Fig» 2 zeigt in einem Diagramm· die Veränderungen, denen das Gas unterworfen wird, um eine Kühlung auf Temperaturen zu erzielen, die niedriger sind als die Raumtemperatur»

Fig» 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine andere Ausführungsforrn des Impuls-Rohres gemäß der Erfindung, wobei Teile des Impuls-Rohres im Querschnitt dargestellt sind·

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Gerätes ge· maß der Erfindung mit in mehreren Stufen angeordneten Impuls-Rohr-Kühleinheiten, mit denen eine fortschreitend niedrigere Temperatur erreicht werden kann·

Fig» 5 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein Impuls-Rohr und eine Wärmeaustauscherkonstruktion und

Fig· 6 ist ein Detailquerschnitt etwa nach der Linie 6-6

in Fig_r 5.

Figur 1 zeigt einen innerhalb einer rohrförmigen Umschließung liegenden Raum 2, der an eine von einem Kompressor 4 gebildete Druckluft- oder Druckgasquelle imittels Leitungen 6 und 8 angeschlossen ist, wobei in diesen Leitungen 6 und 8 geeignete Ventile 10 und 12 angeordnet sind. An einem Ende des Raumes 2

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ist ein Wärmeaustau^^^r· 14 angeordnet, der mittels air^r geeigneten Kühlvorrichtung 15 auf einer konstanten Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, gehalten wird. seli-övvtr-stän.LL kann am Einlaßende der rohrförmigen Umschließung des Raumes 2 ein weiterer wärmeaustauscher angewendet werden.

im Betrieb wird Druckgas vom Kompressor 4 durch das Ventil 10 zugeführt, während das Ventil 12 für eine kurze Zeitspanne (1 Sekunde oder weniger) geschlossen ist, wobei in dieser Zeitspanne das Gasvolumen im Raum 2 komprimiert und erhitzt wird. Die Wllrme des komprimierten Gasvolumens wird auf den Wärmeaustauscher 14 übertragen. In dem Kühlverfahren kann irgendein Gas verwendet werden, das innerhalb des während des Kühlvorganges angewendeten Temperatur- und Druckbereiches gasförmig bleibt. Zum Beispiel kann Luft bis hinab zu 120°K (Kelvin), Wasserstoff bis hinab zu JO⁰K und Helium bis hinab zu 6 bis ύ°κ verwendet werden.

Unmittelbar anschließend wird das Gas, dem die Wärme entzogen worden ist, durch Schließen des Ventils 10 und öffnen des Ventils 12 zurückgeführt. Dabei kann das vom wärmeaustauscher 14 zurückkehrende Gas expandieren und wenn diese geschieht, kühlt sich der so expandierte Teil des Gases auf eine Temperatur ab, die niedriger ist als die Temperatur beim Durchgang des Gases durch das Ventil lo. Es zeigt sich also, daß es durch die Wegleitung von Wärme vom Wärmeaustauscher 14 durch die Kühlvorrichtung 15 möglich wird, das Gas mit einer Temperatur auszustoßen, die niedriger ist, als die Temperatur des Gases beim Eintritt in den Raum 2.

Dies ist schaubildlich in Figur 2 dargestellt, wo Ti die Tempera«tür eines Teiles des Gases bei seinem Eintritt in den Raum 2 bezeichnet)

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ie 1st die Temperatur eines komprimiertr- Teiles des Gasesj Ts ist die Temperatur des Gases.nach seiner wärmeabgabe an den Wärmeaustauscher 14 und To ist die Temperatur des Gases nach seiner Rückkehr und Expansion.

• Mit der Ausführungsform gemäß Figur 5 kann man eine noch wirksamere Kühlung auf viel tiefere Temperaturen erzielen, als dies mit der Vorrichtung gemäß Figur 1 möglich ist. Der umschlossene Raum 2 weist - so wie in Figur 1 - einen Wärmeaustauscher 14 und zusätzlich einen zweiten die Strömung glättenden Wärmeaustauscher 14a auf. Das vom Kompressor 4 durch die Leitungen 6 und 8 zugeführte Gas wird, wie in Figur 1, durch die Ventile 10 und 12 gesteuert, in Figur J> gelangt es jedoch durch einen Regenerator und eine Leitung 20a auf .die Unterseite des Wärmeaustauschers 14a, der bei der Expansion des Gases eine Kühlung erzeugt. Diese Kühlung kann Wärme aus irgendeinem Wärmeträger Q, absorbieren, der beispielsweise ein fester Körper oder eine Fluidumsleitung sein kann. Die Ventile Io und 12 werden so reguliert, daß sie das Gas in den Regenerator 20 einlassen und aus diesem auslassen.

Der Wärmeaustauseher 14 ist an einem Ende des umschlossenen Raumes 2 angeordnet und kann herkömmlicher Art sein und auf übliche Weise

arbeiten* Der die Strömung glättende wärmeaustauscher l4a ist am Einlaßende des Raumes 2 angeordnet und erfüllt zwei Funktionen, und zwar gibt er erstens Wärme an das austretende Gas ab und wird dabei gekühlt und er bewirkt zweitens, daß eich sämtliches Gas' im Rohr in einer laminaren strömung parallel zui* Längsachse des den Raum 2 einschließenden Rohres bewegt* Einige Teile des Gases bewegen sich im Rohr über größere Entfernungen als andere Teile des Gases, wobei diese Bewegung jedoch auf untereinander' parallelen Wegen und ohne turbulente Mischung abläuft.

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, Es wurde gefunden, uaß die pulsierende Bewegung des Gases in der oben beschriebenen v/eise beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß man Teile des Gases durch den die strömung glättenden Körper in Gestalt eines Wärmeaustausehers I4a.bewe^t, der &emä.ß der Darstellung in Figur 3 eine Vielzahl im wesentlichen gleiehgeformte? Kanäle s hat· sämtliche Kanäle S haben etwa gleichen Strömungswiderstand· Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß im Raum 2 eine laminare und nicht etwa eine turbulente Strömung erreicht wird.

Der Wärmeaustauscher 14a gemäß Figur 5 weist einen anderen die Strömung glättenden Körper 14c zur Erzeugung einer laminaren Strömung in der rohrförmigen Umschließung des Raumes 2 auf. Der Körper 14c ist porös und kann beispielsweise aus gesintertem Metall bestehen, das au~ Metallpartikeln hergestellt ist, die mit einem Binder überzogene Oberflächen haben. Der poröse Körper 14c des Wärmeaustauschers 14a ist in Gestalt einer zylindrischen Schicht oder Scheibe geformt, die in das Innere des umschlossenen Raumes 2 eingepaßt und mit der Oberseite einer mit Kammern versehenen Leitung 14b fest verbunden ist. Die Leitung 14b hat eine Kammer I4d, in die Gas vom Kompressor 4 durch die Leitung 20a eingespeist wird· Die Leitung 14b wird vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und hat an ihrem oberen Teil eine Anzahl von Öffnungen Xke, 14f, 14g usw., die mit der porösen Unterseite des porösen Körpers 14c. in Verbindung stehen, um eine zirkulierende Gasströmung zum und durch den porösen Körper an im wesentlichen allen Stellen der Unterseite dieses Körpers zu schaffen, an die das Druckgas in turbulentem Zustand geführt wird.

Beim Durchgang durch die große Anzahl von öffnungen im porösen Körper ityc wird die Gasströmung geglättet und wandert gemäß den

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in Figur 5 dargestellten Pfeilen V und W auf parallelen, laminaren ötrorüimgswegen sowohl nach innen als auch nach außen und auf diese Weise wird eine laminare Strömung erzeugt. ^j

Die Temperatur der Wand des den Raum 2 umschließenden Rohres ändert sich innerhalb gewisser Grenzen in Rohrlängsrichtung vom Wärmeaustauscher l4a zum Wärmeaustauscher 14· Die Höhe der Wandternperatur an einer bestimmten Stelle des Rohres bleibt jedoch im wesentlichen konstant. Das Gas ändert bei seiner Bewegung entlang den Wänden in Abhängigkeit vom Druck seine Tem- . peratur.

Beim neuen Wärmeaustauschermechanismus gemäß der Erfindung findet ein wärmetranspifet vom Einlaßende des Raumes 2 zum abgelegenen Ende hin statt. Dieser wärmetransport hat seine Ursache in einem Wärmeaustausch zwischen dem Gas im Rohr und den Wänden des Rohres· Wenn das Gas unter hohem Druck steht, ist es heißer als die Rohrwand auf der ganzen Rohrwandlänge und es findet ein Wärmeübergang vorn Gas zur Wand statt. Wenn das Gas jedoch einen niedrigen Druck hat, ist die Temperatur des Gases nieriger als die Temperatur der Rohrwand und es findet ein Wärmeübergang auf der ganzen Rohrlange von der Wand zum Gas statt.

Eine gewisse Menge der von einem entsprechenden Teil des Gases am Einlaßende des Raumes 2, wo der Wärmeaustauscher JAa angeordnet ist, aufgenommenen Wärme wird jedoch an einer in Richtung auf den Wärmeaustauscher 14 am gegenüberliegenden Ende des Rohres liegenden Stelle des Rohres zurück auf die Wand übertragen. Auf diese Weise wird Hitze vom die Strömung glättenden Wärmeaustauscher 14a zum wärmeaustauscher 14 gepumpt, so daß eine erhöhte Kühlwirkung am die Strömung glättenden Wärmeaustauscher X4a auftritt und

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außerdem eine erhöh' a Erwärmung am Wärmeaustausche! I^ vjif tritt.. Dies wird am besten erreicht, wenn gemaiS der Erfindu-:.,, die gasströmung im Rohr im wesentlichen laminar ist und die ganze ' "verflache der Rohrwände dient in der gleichen Kapazität wie die Wärmeaustauscher 14a und 14. Dieses Merkmal der Erfindung hat den Vorteil, daß die Hitze gegen eine große Temperaturdifferenz zwischen den beiden Rohrenden gepumpt werden kann,'obwohl die Druckfluktuation so klein ist, daß kein Teil äes Gases über den ganzen Abstand zwischen den beiden Wärmeaustauschern 14a und 14 bewegt wird«

Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die aus f einer mehrstufigen Einneit besteht, wobei jeae stufe oeispielsweise ein Gerät gemäß Fig» ^ aufweisen kann. Ein Kolben 23, der von einer Kurbel C angetrieben wird, is'& hin-und herbeweglich in einem Zylinder 24 montiert. Diese Anordnung kann benutzt werden, um Gas in der gleichen allgemeinen Weise in del* und aus dem geschlossenen Raum zu bewegen, wie ulic dem Kompressor h und den Ventilen 10 und 12 in den Figuren 1 und ;>. til&xxv 4 zeigt eine zweckmäßige Verbindung der mehreren Stufen ui;» fortsei'rcit/ö^n. tiefere Teinperaturen zu erzielen. Die erhöhung und Erniedrigung des Druckes tritt iu allen jtufen gleichzeitig auf. Ir^ejv weiteren Stufen benötigen keine weiteren he~.*ie^zeu 'Teile sondern weisen nur zusätzliche Rüu:;ie,. wärmeaustauscher und Regeneratoren auf.

Der Kolben 2^ erzeugt einen DruokgasstroiVi uurch die I-eitur^ 23 in asu ersten Regenerator 2ja. ZLu Teil aea uases Lev,e_ot eier: äuroh die Leituri_o 27 u;,:> π aar. i.urcn eixie^- z^eite^ Rö_..er.erP.-tor 2oc Eiii. anderer Teil des Gases Lewe,,> sie;- durcl'i eine Cv/ei,-leitung 2^ aiiü siiiSii cii^ 3crö;::.uig glättenden "Väriieauf-ts.^;.ü5-Ci: ?;-r ■;...--. ε.ϊ. eine:::

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Ende eines ersten geschlossenen Raumes 28a· Am gegenüberliegenden Ende des Raumes 28a ist ein Wärmeaustauscher j£a des heißen Endes angeordnet, der von einer geeigneten Kühlvorrichtung 34 gekühlt wird.

Ein Teil des Druckgases erwärmt sich und gibt Wärme an den Wärmeaustauscher 32a des heißten Endes ab« Danach dehnt sich dieser Teil des Gases aus und kühlt sich ab, wenn er zurück durch den die Strömung glättenden Wärmeaustauscher ^>0& strömt, wobei er eine Temperatur erreicht, die niedriger Iss, als die Temperatur, mit der er in den Raum 2öa eingetreten ist. Dadurch wird eine ψ Kühlung des Wärmeaustauschers 30a erzeugt. Diese Kühlung kann dann verwendet werden, indem man ein wärmeleitendes Element 37a an den wärmeaustauscher 3P^a und an einen Wärmeaustauscher 32b in einem zweiten geschlossenen Raum 28b anschließt, um diesen Wärmeaustauscher 32b auf eine Temperatur zu kühlen, die unter der Raumtemperatur liegt.

Der Raum 2ob arbeitet genauso wie der Raum 2Ba, nur daß das Gas, das durch die Leitung 31 in seinen am kühlen Ende angeordneten und die Strömung glättenden Wärmeaustauscher 30b eintritt und dann zum Wärmeaustauscher 32b gelangt, durch den Regenerator 2 6b weiter νorgekühlt worden ist, Ein vjärme leitendes Element 37b verbindet den Wärmeaustauscher 30b mit einem wärmeaustauscher 32c eines geseiilp^sßnen Raumes 28e.

Der Raum 28c arbeitet genauso wie die Räume 2cia und 28b, nur daß das Gas, das in den die Strömung glättenden wärmeaustauscher 30c am kühlen Ende eintritt und dann zum wärmeaustauscher 3_2,c am warmen Ende gelangt, zuerst durch den Regenerator 2oc hin=· durchtritt, wo es weiter gekühlt wird, EiE wärmeleitende Einheit

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57c verbindet den Wärmeaustauscher 30c mit dem Wärmeaustauscher 32d eines vierten geschlossenen Raumes 28d.

Der Raum 28d arbeitet wieder genauso wie die vorherigen Räume, nur daß das Gas, das in den die strömung glättenden Wärmeaustauscher 5Od und den am warmen Ende angeordneten Wärmeaustauseher 32d durch die Leitung 39 gelangt, weiter vom Regenerator 26d abgekühlt ist.

Man beachte, daß die Gasströmung durch das System gemäß Figur 4 nicht durch irgendein Ventil unterbrochen ist, so daß ein ununterbrochener Kreislauf die freie Gasströmung zu allen Punkten des Systems ermöglicht·

Um ein Beispiel für die Temperaturen zu geben, die mit einer Vorrichtung gemäß Figur 3 erreicht werden können, sei angenommen, daß der Wärmeaustauscher 14 auf einer Temperatur von 21,1°C (70°P) gehalten wird; dann ist es möglich, den Wärmeaustauscher 14a auf -129 C (-200⁰F) und niedriger abzukühlen. Dies akann je nach dem Durchmesser des verwendeten Rohres und der Zahl der Druckschwingungen pro Minute in wenigen Minuten oder auch etwas längerer Zeit erreicht werden, wenn ein wärmeträger Q, am Wärmeaustauscher IAa befestigt wird, so wird diesem Wurme entzogen und er wird gekühlt» Ss sei bemerkt, daii Temperaturen von -129⁰C (-200⁰F) und niedriger mit verhältnismäßig kleinen Kompressionsverhältnissen und verhältnismäßig hohem Wärmewirkun^sgrad erzielt werden können.

Bei dem in Figur 4 dargestellten mehrstufigen Gerät gemäß der Erfindung kann das bei einer einstufigen Einheit erreichbare Temperaturgefälleverhältnis vervielfacht werden. Mit einem vier-

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stufigen System können beispielsweise Temperaturen in der Gx^^anordnung von 1O°K bis 15°K erzielt werden* Mit einer zweistufigen Einheit kann man ohne weiteres 8o°K und in einigen Fällen sogar weniger erreichen; mit einer dreistufigen Einheit kann man 4o°K erreichen, usw. ■

Aus der obigen Beschreibung erkennt man, daß das sogenannte warme Ende einer nächstfolgenden Stufe je nach der Qualität des betreffenden wärmeleitenden Elementes etwa die Temperatur des warmen Endes der vorausgehenden Stufe hat.

Der wärmeaustauscher 14a und der ihm zugeordnete Wärmeträger Q kann zusammen mit dem Regenerator 20 vorzugsweise isoliert sein, um äußere Wärmeverluste zu verhüten. Die Isolierwirkung kann." durch irgendein herkömmliches isoliermaterial oder eine Um« Schließung mit hochgradigem Vakuum oder auf irgendeine andere dem Fachmann bekannte Weise bewerkstelligt werden·

Die Erfindung ist nicht auf die speziellen, hier dargestellten Mittel zur Kompression von Gas beschränkt, sondern kann ia k einem System verwirklicht werden, in dem das Gasvolumen von anderen Mechanismen zum Bewegen des Gases bewegt wird.

Anstelle des porösen Körpers 14c aus gesintertem Metall kann man die Glättung der Gasströmung auch auf andere Weise erzielen, beispielsweise mittels einer Scheibe, in der sehr feine Bohrungen ausgebildet sind, die die im wesentlichen gleichmäßig großen Kanäle S bilden. Zum Beispiel kann man eine gemahlene Masse aus nicht metallischem Werkstoff, der mit einem Binder beschichtet ist, zur Herstellung eines die strömung glättenden Körpers verarbeiten. °A& Oft/G/j^i

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Verschiedene andere Abwandlungen und Änderungen liefen verständlich im Rahmen der in den Ansprüchen abgebt eckten Erfindung.

Patentansprüche

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Claims

Dr. ing. E. BERKENfElD, Patentanwalt, KOtN, Unive"rsität»itra6e Anlas· AktanuidiM zur Eingab« vom 10. Februar 1966 HN+ Nam. aAm. WILLIAM ELLSWORTH GIFFORD 829 Ostrom Avenue Syracuse, New York, USA Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Kälte, dadurch gekennzeichnet, daß man ein gasförmiges Kühlmittel in einen Zufuhr-Abfuhr-Kreis einschließt, der mindestens einen geschlossenen

Ψ Raum aufweist, daß man den Druck des Gases in diesem Raum periodisch erhöht und vermindert, indem man Gas in den Raum ■durch einen die strömung glättenden Körper ein- und ausführt, so daß eine laminare Gasströmung in dem Rauia erzeugt wird, und daß man einen Wärmeaustausch zwischen dem Gas und den»Raum begrenzenden wänden bewirkt·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiä, wenn der Gasdruck hoch ist, ,/ärrne vom Gas auf Teile der vom die Strömung glättenden Körper entfernt liegenden wände übertragen wird und daß ,värme von diesen ,/anden auf das Gas übertragen wird, wenn das Gasdruck niedrig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gas in den geschlossenen Raum eingeführt und aus dem co

° geschlossenen Raum ausgeführt wird durch einen ersten wärme-

^^ austauscher, der an einem Ende des geschlossenen Raumes in

^ Richtung der in den Raum eintretenden Gasströmung vor dem die ο

*"* Strömung glättenden Körper angeordnet ist, daß man eine Erhöhung ^m der Temperatur des Gases durch Einführung des Gases an einem

Ende abs Raumes verursacht, um das Gas im anderen Ende des Raumes

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zu komprimieren, daß man wärme vom Qas in einem zweiten wärmeaustauscher am anderen Ende des Raumes bei einer Temperatur abzieht, die höher ist, als die Temperatur des durch den ersten Wärmeaustauscher eintretenden Gases, daß man dann aas Gas in dem geschlossenen Raum expandiert, um eine progressive Temperaturabnahme bei der Gasexpansion weg vom anderen Ende des geschlossenen Raumes zu verursachen, und daß man wärme vom zu kühlenden Wärmeträger durch das expandierende Gas wegnimmt, wenn das Gas aus dem geschlossenen Raum durch den ersten wärmeaustauscher ausgestoßen wird·

4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch den gleichen die strömung glättenden Körper und durch einen Regenerator in den geschlossenen Raum eingeführt und aus diesen weggeführt wird,

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man an den Zufuhr- und Abfuhrkreis mehrere derartiger Räume anschließt und diese Räume dabei derart in Serie miteinander verbindet, daß das kühle Ende des vorangehenden Raumes in Warraeaustauschverbindung mit dem warmen Ende des nächstfolgenden Raumes ist, wobei jeder der aufeinanderfolgenden Räume an seinem kühlen Ende eine Temperatur erzeugt, die niewiger ist als die entsprechende Temperatur des vorangehenden Raumes,

6· Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Raum (2) in

Φ einer langgestreckten Umschließung oder einem Gehäuse angeordnet

W ist, von dem ein Ende an eine Gaszufuhr- und Gasabfuhrvorrichtung

°, (4, 23)durch einen die strömung glättenden Körper angeschlossen ist, um eine laminare Gasströmung zu erzeugen, während das

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andere Ende des Gehäuses mit einem Wärmeaustauscher (14, 15)

7· Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, deß ein ]

Regenerator (20) in der Zu- und Abfuhrleitung des Gehäuses, angeordnet ist.

8. Gerät nach den Ansprüchen 6 o'der 7» dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte eine Ende des Gehäuses auch mit einem Wärmeaustauscher (14a) versehen ist, der den die Strömung glättenden Körper aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Strömung glättende Körper eine Vielzahl von Kanälen (S) aufweist, die diesen Körper durchziehen und alle im wesentlichen gleichen Strömungswiderstand haben.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die strömung glättende Körper aus einem porösen Sintermetall besteht, dessen Metallpartikel mit einem Binder beschichtet sind.

11· Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Strömung glättende Körper(14c) in dem einen Ende der Umschließung oder des Gehäuses und neben einer Leitung (l4b) befestigt ist, in der eine Kammer ausgebildet ist, ^ um das Gas frei zur Unterseite des die Strömung glättenden

to Körpers (14c) gelangen zu lassen.
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12. Gerät na cn Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die φ Kammer an eine Gaszufuhr- und Gasabfuhrleitung (20a) angeschlossen und hiit einer Anzahl von Öffnungen (14e, I4f...) versehen ist,

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um das Gas im wesentlichen au allen Stellen der Unterseite des die strömung glättenden Körpers frei zuzuführen.

13, Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Umschließungen oder Gehäuse an einen gemeinsamen Gaszufuhr- und Gasabfuhrkreis (23, 24, 25, 27, 53,·59) über Zweigleitungen (29, 31, 35* 39) angeschlossen sind, und daß die Umschließungen untereinander durch wärmeleitende Elemente (37a, 37b, 37c) in Serie miteinander verbunden sind.

14. Gerät nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren (26a, 26b, 26c, 26d) entweder in eiern ₆emeiiisamen Gaszufuhr- und Abfuhrkreis oder in den Zweigleitungen angeordnet sind.

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