DE1501466A1 - Cooling device, in particular for icing or maintaining the icing of a building site - Google Patents

Cooling device, in particular for icing or maintaining the icing of a building site

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DE1501466A1
DE1501466A1 DE19651501466 DE1501466A DE1501466A1 DE 1501466 A1 DE1501466 A1 DE 1501466A1 DE 19651501466 DE19651501466 DE 19651501466 DE 1501466 A DE1501466 A DE 1501466A DE 1501466 A1 DE1501466 A1 DE 1501466A1
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Balch Joseph Christ
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THERMO DYNAMICS Inc
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00Sinking shafts
    • E21D1/10Preparation of the ground
    • E21D1/12Preparation of the ground by freezing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/11Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
    • E02D3/115Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means by freezing

Description

Kühlvorrichtung, insbesondere zur Vereisung oder Aufrechterhaltung der Vereisung eines Baugrundes. Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf mit Flüssigkeit gefüllte Vorrichtungen, mit denen man den die Unterbauten oder Gründungen von Gebäuden umgebenden Boden gefroren halten kann. Sie befaßt sich im einzelnen mit Vorrichtungen dieser Art, bei denen ein Wärmeaustausch zwischen dem die Gründungen umgebenden Boden und der Umgebungsluft herbeigeführt wird, so daß der Boden im gefrorenen Zustand bleibt. In den arktischen und subarktischen Zonen (z.B. auch den Hochgebirgszonen) dieser Welt bereitete der Versuch zur Herstellung dauerhafter Baukonstruktionen wegen des in diesen Zonen vorhandenen Dauerfrostes im Baugrund bisher große Schwierigkeiten. Bekanntlich ist dieser Dauerfrostboden in den erwähnten Zonen sehr verbreitet und hat insbesondere bei abnorm warmem Wetter, bei dem der Dauerfrostboden zu tauen beginnt, zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung vieler großer Gebäude geführt. In Gegenden mit verhältnismäßig dünner Dauerfrostbodenschicht hat man Pfähle in den festen Boden unter der Dauerfrostbodenschicht getrieben. Diese Lösung liefert jedoch nicht in allen Fällen befriedigende Ergebnisse, weil in manchen Zonen die Dauerfrostschicht dreihundert Meter tief und noch tiefer ist. Ein anderes, auch bereits angewendetes Verfahren besteht darin, daß man das Gebäude auf Holzrosten aufbaut, die auf der Tundra ausgelegt werden. Wenn man die Tundra über dem Dauerfrostboden unversehrt läßt, so trägt dies dazu bei, daß der Dauerfrostboden weniger :leicht tauf;, es gie:,t jedoch auf der Hand, daß dieses Bauverfahren nicht immer anwendbar fit. Das oben beschriebene Verfahren kann bei kleineren Bauwerken mit Erfolg angewendet werden, wäh-@ rend große Gebäude, Radarstationen, Sendetürme usw. stärkere und allgemein tiefer eingebettete Gründungen benötigen. Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines einfachen und verhältnismäßig preiswerten Gerätes, das die Herstellung derartiger Gründungen durch dauernde Vereisung des Bodens oder der Dauerfrostschicht ermöglicht, in der diese Gründungen angeordnet sind. Ferner soll die Erfindung ein verbessertes Gerät schaffen, das -wenn überhaupt - nur weniger bewegte Teile aufweist und dennoch eine äußerst wirksame und dauerhafte Vereisung der das Gerät umgebenden Dauerfrostzone schafft. Ferner soll die Erfindung ein verbessertes, mit Flüssigkeit gefülltes Gerät schaffen, das, wenn es in den Boden eingebettet wird, diesem Wärme entzieht und die entzogene Wärme mittels Wärmeaustauschern an die Umgebungsluft abgibt, so daß der Boden dauernd vereist gehalten wird. Allgemein schafft die Erfindung ein verbessertes Gerät, das einen in den Boden oder in die Dauerfrostzone eingebetteten Teil aufweist, mit dem diesem Boden Wärme entzogen wird, das ferner Einrichtungen zur Wegleitung dieser Wärme in die Umgebungsluft aufweist und das ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium enthält, mit dem das Gaät gefüllt ist. Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird; in den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt zum Teil in Ansicht und zum Teil im senkrechten Querschnitt ein Gerät gemäß der Erfindung, das in der Darstellung teilweise in den Boden oder in die Dauerfrostzone eingebettet ist. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung.Cooling device, in particular for icing or maintenance the icing of a building site. The present invention relates generally on devices filled with liquid, with which the substructures or Buildings of buildings can keep the soil surrounding the building frozen. She deals in individual with devices of this type, in which a heat exchange between the the foundations surrounding soil and the ambient air is brought about so that the soil remains frozen. In the arctic and subarctic zones (e.g. also the high mountain areas) of this world prepared the attempt to manufacture permanent building structures because of the permafrost in these zones so far great difficulties in the subsoil. As is well known, this is permafrost very common in the mentioned zones and has especially in abnormally warm weather, at which the permafrost begins to thaw, partially or completely Destruction of many large buildings resulted. In areas with relatively thinner Permafrost layer has piles in the solid ground under the permafrost layer driven. However, this solution does not give satisfactory results in all cases, because in some zones the permafrost layer is three hundred meters deep and even deeper is. Another method that has already been used is that one Building on wooden gratings, which are laid out on the tundra. If you have the Leaves intact tundra above the permafrost, this helps ensure that the Permafrost less : easily baptized ;, it gie:, t however on the Hand that this construction method does not always fit applicable. The procedure described above can be used with success in smaller structures, while large buildings, Radar stations, transmission towers etc. stronger and generally deeper embedded foundations require. The main object of the present invention is to provide a simple one and relatively inexpensive device that allows the manufacture of such foundations made possible by permanent freezing of the ground or the permafrost layer in which these foundations are arranged. Another object of the invention is to provide an improved device create that - if at all - only has fewer moving parts and yet one extremely effective and permanent icing of the permafrost zone surrounding the device creates. Another object of the invention is to provide an improved liquid-filled device create that, when it is embedded in the soil, removes heat from it and releases the extracted heat to the ambient air by means of heat exchangers, so that the ground is kept permanently frozen. In general, the invention provides an improved one A device that has a part embedded in the ground or in the permafrost zone, with which heat is withdrawn from this soil, which also has facilities for conducting away this has heat in the ambient air and which is a liquid heat transfer medium contains, with which the Gaät is filled. Other tasks, features and advantages of the Invention emerge from the following description, in which on the enclosed Drawings reference is made; Like parts are represented by like in the drawings Provided with reference numerals. Fig. 1 shows partly in view and partly in the vertical Cross-section of a device according to the invention, which is partially shown in FIGS Ground or embedded in the permafrost zone. Fig. 2 shows one Cross section through another embodiment of the device according to the invention.

In Fig. 1 ist das Gerät im Einsatz dargestellt. Auf dem das Gerät umgebenden Bereich ist eine Isolierung 12 angeordnet, die aus künstlichem Werkstoff oder natürlicher Tundra bestehen kann und den Wärmeübergang zwischen dem Boden und der Luft verhindert, so daß sie dazu beiträgt, die unmittelbare Wärmeaufnahme aus der Atmosphäre zu verhindern. In den Boden oder die Dauerfrostzone ist ein 14 eingebettet. Das Gehäuse 14 ist an beiden Enden geschlossen und weist ein isoliertes EinlaBrohr 16 auf, das durch den Deckel des Gehäuses hindurchtritt und nahe dem Boden des Gehäuses 14 endigt. An das Einlaßrohr 16 ist ein isoliertes Einlaßrohr 18 angeschlossen, das im oberen Bereich durch die Seitenwand des Gehäuses 14 hindurchtritt. Das freie Ende des Rohres 18 ist mit einer Rohrhaube oder einem Stopfen 20 verschlossen. Das Rohr 18 dient als anderer Anschluß für das Einlaßrohr, wenn dieses aus konstruktiven Gründen nicht in der dargestellten Weise am Kopfende angeschlossen werden kann. In diesem Fall., würde das obere Ende des Einlaßrohres 16 verschlossen. Durch das Kopfende des Gehäuses 14 erstreckt sich ferner ein Rüekstromrohr 'c2. Dieses Rückstromrohr 22 ragt nur geringfügig in das Gehäuse 14 hinein. .Ein weiterer Rückstromrohranschlußstutzen 24 ist am oberen Ende der Seitenwand 14 vorgesehen und ragt geringfügig über die Innenseite dieser Seitenwand hinaus. Das freie Ende dieses Anschlußstutzens 24 ist mit einer Haube oder einem Stopfen 26 versehen. Wenn dieser Rückstromanschlußstutzen 24 benutzt wird, wird das Rückstromrohr 22 verschlossen und die Rückstromleitung an den Stutzen 24 angeschlossen. An das Einlaßrohr 16 ist ein Wärmeaustauscher 28 angeschlossen, der ein oder mehrere Wärmeaustauschglieder 30 enthält; diese sind untereinander mit den notwendigen Rohren und Rohrpaßstücken verbunden. An das obere oder EinlaBende des Wärmeaustauschers 28 ist ein Rückschlagventil 32 angeschlossen. Das Rückschlagventil 32 ist derart ausgebildet, daß die Strömung nur in Richtung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile durch dieses Ventil hindurchtreten kann. An das Rückschlagventil 32 ist ein Steuer- oder Drosselventil 34 angeschlossen, mit dem das durch dieses Drosselventil hindurchtretende Flüssigkeitsvolumen gesteuert werden kann. Selbstverständlich kann man auch eb einzelnes Ventil verwenden, das sowohl die Funktionen des EinwErentils 32 als auch diejenigen des Drosselventils 34 erfüllt. An das Ventil 34 ist mittels eines T-Stücks 42 ein Rohr 44 und ein Flüssigkeitsbehälter 36. angeschlossen. Das Rohr 44 ist mit seinem unteren Ende an das Rückstromrohr 22 angeschlossen, das - wie,oben bereits beschrieben - in das Gehäuse 14 ragt. Der Behälter 36 kann einen Teil der Wärmeaustauschflüssigkeit aufnehmen, mit der das Gerät gefüllt ist. Am Behälter 36 ist ein Sicht- oder Flüssigkeitsstandglas 38 vorgesehen, mit dem man optisch feststellen kann, ob das Gerät die richtige Flüssigkeitsmenge enthält. Auf der Oberseite des Behälters 36 ist eine Füllhaube oder ein Stopfen 40 angeordnet, so daß bei Bedarf Flüssigkeit in das Gerät nachgefüllt werden kann. Als Füllung für das System verwendet man Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt, wie etwa einige Kühlflüssigkeiten, oder auch Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt, wie etwa Äthylenglykol oder Flüssigkeiten mit Äthylenglykolgrundlage. Auch herkömmliches Gasolin ist mit Erfolg in dem System verwendet worden. Der Hauptunterschied, der sich bei deren Verwendung zeigte, betraf den Wirkungsgrad des Systems. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist konstruktiv und hinsichtlich der Herstellung einfacher. In dieser Figur ist ein Hohlgehäuse 14a dargestellt, das in den Boden oder die Dauerfrat tone 10 eingebettet ist. Im Gehäuse 14a ist ein Einsatz 46 befestigt, der ein Einlaßrohr 16a und einen Ventilmechanismus 34a mit Balgsteuerung aufweist. Der Einsatz 46 wird vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, der an sich die erforderliche Isolierwirkung hat. Der Einsatz 46 kann auch aus Irgendeinem anderen geeigneten Werkstoff '-urgestellt werden und eine auf dem Einsatz angeordnete besondere Isol @ .,:Dung ar-@ i:eisen.In Fig. 1 the device is shown in use. On the area surrounding the device is an insulation 12, which can be made of man-made material or natural tundra and prevents heat transfer between the ground and the air, so that it helps to prevent the direct absorption of heat from the atmosphere. In the ground or the permafrost zone is a 14 embedded. The housing 14 is closed at both ends and has an insulated inlet tube 16 which passes through the cover of the housing and terminates near the bottom of the housing 14. An insulated inlet pipe 18 is connected to the inlet pipe 16 and passes through the side wall of the housing 14 in the upper region. The free end of the tube 18 is closed with a tube hood or a plug 20. The pipe 18 serves as another connection for the inlet pipe if this cannot be connected to the head end in the manner shown for structural reasons. In this case., The upper end of the inlet pipe 16 would be closed. A return pipe 'c2 also extends through the head end of the housing 14. This return flow pipe 22 protrudes only slightly into the housing 14. Another return pipe connection piece 24 is provided at the upper end of the side wall 14 and protrudes slightly beyond the inside of this side wall. The free end of this connecting piece 24 is provided with a hood or a plug 26. When this back-flow connection piece 24 is used, the back-flow pipe 22 is closed and connected to the return line to the nozzle 24th A heat exchanger 28 is connected to the inlet pipe 16 and contains one or more heat exchange members 30; these are connected to one another with the necessary pipes and pipe fittings. A check valve 32 is connected to the upper or inlet end of the heat exchanger 28. The check valve 32 is designed such that the flow can only pass through this valve in the direction of the arrows shown in FIG. A control or throttle valve 34 is connected to the check valve 32, with which the liquid volume passing through this throttle valve can be controlled. Of course, it is also possible to use a single valve which fulfills both the functions of the disposable valve 32 and those of the throttle valve 34. A pipe 44 and a liquid container 36 are connected to the valve 34 by means of a T-piece 42. The lower end of the tube 44 is connected to the return flow tube 22 which - as already described above - protrudes into the housing 14. The container 36 can accommodate a portion of the heat exchange fluid with which the device is filled. A sight glass or liquid level glass 38 is provided on the container 36, with which one can optically determine whether the device contains the correct amount of liquid. A filling hood or stopper 40 is arranged on the top of the container 36 so that liquid can be refilled into the device if necessary. Liquids with a low boiling point, such as some cooling liquids, or liquids with a high boiling point, such as ethylene glycol or liquids with an ethylene glycol base, are used as filling for the system. Conventional gasoline has also been used with success in the system. The main difference found in using them was the efficiency of the system. The embodiment of the invention shown in Fig. 2 is structurally and simpler in terms of manufacture. In this figure, a hollow housing 14a is shown, which tone 10 is embedded in the ground or the permanent frat. An insert 46 is secured in the housing 14a and has an inlet tube 16a and a valve mechanism 34a with bellows control. The insert 46 is preferably made of plastic, which in itself has the required insulating effect. The insert 46 can also be made of any other suitable material and a special insulating material arranged on the insert.,: Dung ar- @ i: iron.

Das Gehäuse 14a ragt nach oben durch die #L'#@:ndra oder die künstliche Isolierung 12 hindurch. Der obere, oberhalb des Eins-tzes 46 liegende Teil des Gehäuses 14a dient wie der Wärmeaustauscher 30 in Fig. 1 als Wärmeaustauscher zur Atmosphäre. Der Einsatz 46 weist außerdem ein Hülsenteil 56 auf, das sich konzentrisch zum Gehäuse 14a vom Ventilmechanismus 34a nach unten erstreckt. Diese Hülse 56 ist so konstruiert, daß sie eine Isolierung zwischen dem Gehäuse 14a und dem Inneren dieses Gehäuses bildet; die Hülse 56 erstreckt sich über einen ausreichend großen Teil der Länge des Gehäuses 14a, so daß sie eine untere, am Boden liegende Wärmeaustauschzone von der oberen, in die Atmosphäre ragenden Wärmeaustauschzone trennt. Im Einsatz 46 sind mehrere Kanäle 58 vorgeserhen, durch die hindurch eine Strömung von der unteren Wärmeaustauschzone in die obere Wärmeaustauschzone möglich ist. Der Ventilmechanismus 34a weist eine Ventilkugel 48 auf, die mit dem oberen Ende des Einlaßrohres 16a einen Verschluß bildet. An der Kugel 48 ist eine Stange 50 befestigt, die nach oben ragt und an einem Balg 52 befestigt ist. Der Balg 52 ist auf einem Querstück 54 montiert, das an beiden Enden mit der Innenseite des Einsatzes 46 verbunden ist. Das Gehäuse 14a ist an seinem oberen und an seinem unteren Ende geschlossen. Es weist einen Stopfen 40a auf, so daß das System gefüllt oder die Flüssigkeit ergänzt werden kann, wenn ein unbeabsichtigter Flüssigkeitsverlust aufgetreten ist. Das System ist, so wie das in Fig. 1 dargestellte System, gefüllt und vorzugsweise dicht verschlossen. Bei einem vollständig gefüllten und dicht verschlossenen System kann man die Flüssigkeit im System unter Überdruck setzen und dadurch eine Erhöhung des Siede-. punktes der Flüssigkeit erzielen, wenn Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt verwendet werden. Die Arbeitw-c-ice des Gerätes ge.T-Iäß der Erfindung ist äußerst einfach. Das Gehäuse 14 wird nahe der Gründung des Gehäuses oder der Konstruktion in die Dauerfroszone 10 eingebettet. Nachdem die Isolierung 12 aufgebracht und das Gerät mit Flüssigkeit gefüllt worden ist, tritt die Wärme des das Gehäuse 14 umgebenden Bodens 10 in die Flüssigkeit über. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit steigt, beginnt die Wärmeströmung der Flüssigkeit. Die wärmere, leichtere Flüssigkeit beginnt zum Kopfende des Gehäuses 14 zu steigen und wird durch kältere Flüssigkeit aus dem isolierten Einlaßrohr 16 ersetzt. Die Isolierung des Einlaßrohres 16 dient zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Systems, indem der Wärmeübergang von der wärmeren Flüssigkeit im Gehäuse 14 zur kühleren oder kalten Flüssigkeit im Rohr 16 verzögert wird. Wenn die Wärmeströmung anhält, wandert die wärmere Flüssigkeit durch das Rückstromrohr 22 in das Rohr 44 und durch das Drosselventil 34. Das Drosselventil 34 dient zur Steuerung des pro Zeiteinheit durchströmenden Flüssigkeitsvolumens, so daß mit diesem Ventil die Kühlleistung in gewissem Umfang gesteuert werden kann.. Vom Drosselventil 34 strömt die Flüssigkeit durch das Einwegventil 32 und von dort in den Wärmeaustauscher 28. Das Einwegventil 32 verhindert eine eventuell auftretende umgekehrte Strömung im System, weil es die Flüssigkeit nur in einer Richtung durchtreten läßt. Im Wärmeaustauscher 28 wird die warme Flüssigkeit mit der sehr gut leitenden und großen Oberfläche der Wärmeaustauschglieder 30 in Berührung gebracht. Die die Wärmeaustauschglieder 30 umgebende Luft absorbiert die in der Flüssigkeit enthaltene Wärme und kühlt somit die Flüssigkeit. Die nunmehr gekühlte Flüssigkeit kehrt durch die Einrhßleitung 16 in das Gehäuse 14 zurück. Die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung ist auch verhältnismäßig einfach. Wenn das Gehäuse 14a in der dargestellten Weise eingebaut ist, wird im unteren Teil des Gehäuses 14a Wärme vom Boden. oder der B 90/1 - Dauerfrostzone 10 auf die Flüssigkeit übertragen. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit steigt, beginnt die Flüssigkeit im Gehäuse 14a zu steigen, wobei sie durch die Kanäle 58 in den oberen Teil des Gehäuses 14a gelangt. Durch die Wand des Gehäuses 14a wird die Wärme dann von der Flüssigkeit auf die Atmosphäre übertragen. Das Volumen des Flüssigkeitsstromes im System wird durch die Stellung der Ventilkugel 48 relativ zum Einlaßrohr 16a reguliert. Die Einstellung kann zu Beginn derart erfolgen, daß die gewünschte Strömung bei einem bestimmten Temperaturbereich auftritt. Der Balg 52 kann dann mit steigender oder fallender Temperatur der Flüssigkeit die Ventilkugel 48 schließen oder öffnen. Wenn gemäß der Darstellung in Fig. 2 die Ventilkugel 48 an die Oberseite des Balges 52 angeschlossen ist, während der Boden des Balges am Querstück 54 befestigt ist, hebt ksch bei einer Erwärmung der Umgebung des Balges die Kugel 48 vom Einlaßrohr 16a ab. Infolge der Expansion des wärmeempfindlichen, im Balg 52 enthaltenen Fluidums dehnt sich der Balg 52 in Längsrichtung und bewegt das Ventilglied 48. Wenn der Ventilmechanismus 34a auf diese Weise im Gerät angeordnet ist, tritt eine größere Strömung und folglich ein größerer Wärmeaustausch auf, wenn die Flüssigkeit im oberen Teil des Gehäuses 14a wärmer wird; infolgedess^n wird ein maximaler Vr"h-.?il bei einem minimalen Wärmeaustausch in der oberen Zone erzielt. Die kalte Flüssigkeit im oberen Teil des Gehäuses 14a strömt dann nach unten durch das isolierte Einla=ßrohr 16a bis an eine Stelle nahe dem Boden des Gehäuses 14a, so daß der Kühlzyklus geschlossen ist. Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß das Gerät gemäß der Erfindung neu, sehr zuverlässig und verhältnismäßig preiswert herzustellen und zu betreiben ist. Die dargestellten Ausführungsformen des Gerätes gemäß der Erfindung stellen nur Ausführungsbeispiele dar und es sind viele Abwandlungen an diesen Ausführungsformen möglich, ohne daß damit der in den Ansprüchen zum Ausdruck kommende Rahmen der Erfindung verlassen wird.The housing 14a protrudes upward through the #L '# @: ndra or the artificial insulation 12. The upper part of the housing 14a lying above the insert 46, like the heat exchanger 30 in FIG. 1, serves as a heat exchanger to the atmosphere. The insert 46 also has a sleeve portion 56 which extends downwardly from the valve mechanism 34a concentrically with the housing 14a. This sleeve 56 is constructed so that it forms an insulation between the housing 14a and the interior of this housing; the sleeve 56 extends a sufficiently large portion of the length of the housing 14a that it separates a lower, bottom-lying heat exchange zone from the upper, atmospheric heat exchange zone. A plurality of channels 58 are provided in the insert 46, through which a flow from the lower heat exchange zone into the upper heat exchange zone is possible. The valve mechanism 34a has a valve ball 48 which forms a closure with the upper end of the inlet tube 16a. A rod 50 is fastened to the ball 48 and projects upwards and is fastened to a bellows 52. The bellows 52 is mounted on a crosspiece 54 which is connected to the inside of the insert 46 at both ends. The housing 14a is closed at its upper and lower ends. It has a plug 40a so that the system can be filled or the fluid can be topped up if an accidental fluid loss has occurred. Like the system shown in FIG. 1, the system is filled and preferably sealed. With a completely filled and tightly closed system, the liquid in the system can be pressurized, thereby increasing the boiling point. point of the liquid when using liquids with a low boiling point. The work w-c-ice of the device ge.T-Iäß the invention is extremely simple. The housing 14 is embedded in the permafrost zone 10 near the foundation of the housing or structure. After the insulation 12 has been applied and the device has been filled with liquid, the heat of the base 10 surrounding the housing 14 passes into the liquid. When the temperature of the liquid rises, the heat flow of the liquid begins. The warmer, lighter liquid begins to rise to the top of the housing 14 and is replaced by colder liquid from the insulated inlet tube 16. The insulation of the inlet pipe 16 serves to increase the efficiency of the system in that the heat transfer from the warmer liquid in the housing 14 to the cooler or cold liquid in the pipe 16 is delayed. When the heat flow stops, the warmer liquid migrates through the return pipe 22 into the pipe 44 and through the throttle valve 34. The throttle valve 34 is used to control the volume of liquid flowing through per unit of time, so that the cooling capacity can be controlled to a certain extent with this valve. From the throttle valve 34 the liquid flows through the one-way valve 32 and from there into the heat exchanger 28. The one-way valve 32 prevents any reverse flow occurring in the system because it only allows the liquid to pass in one direction. In the heat exchanger 28, the warm liquid is brought into contact with the very good conductive and large surface of the heat exchange members 30. The heat exchange members 30 surrounding Air absorbs the heat contained in the liquid and thus cools the liquid. The now cooled liquid returns through the Einrhßleitung 16 in the housing 14. The mode of operation of the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 2 is also relatively simple. When the housing 14a is installed in the manner shown, heat is drawn from the bottom in the lower part of the housing 14a. or the B 90/1 - permafrost zone 10 transferred to the liquid. As the temperature of the liquid increases, the liquid in housing 14a begins to rise, passing through channels 58 into the top of housing 14a. The heat is then transferred from the liquid to the atmosphere through the wall of the housing 14a. The volume of fluid flow in the system is regulated by the position of the valve ball 48 relative to the inlet tube 16a. The setting can be made at the beginning in such a way that the desired flow occurs at a certain temperature range. The bellows 52 can then close or open the valve ball 48 as the temperature of the liquid rises or falls. If, as shown in FIG. 2, the valve ball 48 is connected to the top of the bellows 52, while the bottom of the bellows is attached to the crosspiece 54, the ball 48 lifts off the inlet pipe 16a when the surroundings of the bellows heat up. As a result of the expansion of the heat-sensitive fluid contained in the bellows 52, the bellows 52 expands in the longitudinal direction and moves the valve member 48. When the valve mechanism 34a is arranged in this way in the device, a greater flow and consequently a greater heat exchange occurs when the liquid becomes warmer in the upper part of the housing 14a; as a result, a maximum Vr "h -.? il is achieved with minimal heat exchange in the upper zone. The cold liquid in the upper part of the housing 14a then flows down through the insulated inlet pipe 16a to a point near the bottom of the housing 14a, so that the cooling cycle is closed. It follows from the above description that the device according to the invention is new, very reliable and relatively inexpensive to manufacture and operate Many modifications to these embodiments are possible without thereby departing from the scope of the invention as expressed in the claims.

Claims (5)

P a t e n t ans pc h e 1. Selbsttätig und ohne äußere Energiezufuhr arbeitende Vorrichtung zum Kühlen oder Gefrieren eines Untergrur_:es, wie z.B. eines Bodens, einer Wasserschicht, einer Anhäu_ung von Gegenständen oder dergleichen, durch eine darüber befindliche kalte Luftmasse unter Anwendung des Schwerkraf"umlaufs eines Wärmetauschfluidums in einem geschlossenen, länglichen Behälter aus wärmeleitfähigem Werkstoff, in dem durch ein zentral angeordnetes, oben und unten offenes Rohr eine Lenkung der Wärmetauschfluidumsströmung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bis auf sein oberes Ende in den zu kühlenden Untergrund einsetzbaren Behälter (14a) in Anlage an seine Innenseite ein Einsatz (46) aus wärmeisolierendem Werkstoff angeordnet ist, dessen oberes und unteres Ende im Abstand vom Deckel bzw. Bodendes Behälters liegen und in dem mindestens ein durchgehender Kanal (58) außerhalb des zentral angeordneten Rohres (16a) ausgebildet ist, welches in die oberhalb und unterhalb des Einsatzes liegenden Teile des Behälters mündet. P atent a Untergrur_ ans pche 1. automatically and without external energy supply operating device for cooling or freezing: it, such as a floor, a water layer, an Anhäu_ung of objects or the like, by a thereabove cold air mass using the Schwerkraf " Circulation of a heat exchange fluid in a closed, elongated container made of thermally conductive material, in which the flow of heat exchange fluid is directed through a centrally arranged tube that is open at the top and bottom, characterized in that the container which can be inserted into the substrate to be cooled except for its upper end (14a) an insert (46) made of heat-insulating material is arranged in contact with its inside, the upper and lower ends of which are at a distance from the lid or bottom of the container and in which at least one continuous channel (58) outside the centrally arranged tube (16a ) is formed, which in the above and below the E insatzes lying parts of the container opens. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr (16a) ein Ventil (48,50) zur Steuerung der Fluidumsströmung durch das Rohr angeordnet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the tube (16a) a Valve (48,50) is arranged for controlling the fluid flow through the pipe. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (48) des Ventils (48,50) mit einem Balg (52) derart verbunden ist, daß durch eine Längenänderung des Balgs infolge einer Änderung der Temperatur des uidums eire Bewegung des Ventilkörpers (48) gegenüber seinem vc;. Rohr (16a) gebildeten Sitz bewirkt wird. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the valve body (48) of the valve (48.50) is connected to a bellows (52) in such a way that a change in length of the bellows as a result of a change in the temperature of the uidums eire Movement of the valve body (48) with respect to its vc ;. Tube (16a) formed seat is effected. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Rohres (16a) als trichterförmiger Ventilsitz für einen kugelförmigen Ventilkörper (48) ausgebildet ist. 4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the upper end of the tube (16a) as a funnel-shaped valve seat for a spherical Valve body (48) is formed. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16a) mit einem Mantel (46) aus Isolierwerkstoff versehen ist.5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the tube (16a) has a jacket (46) made of insulating material is provided.
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