DE1551314A1 - Kaeltesystem - Google Patents

Kaeltesystem

Info

Publication number
DE1551314A1
DE1551314A1 DE19671551314 DE1551314A DE1551314A1 DE 1551314 A1 DE1551314 A1 DE 1551314A1 DE 19671551314 DE19671551314 DE 19671551314 DE 1551314 A DE1551314 A DE 1551314A DE 1551314 A1 DE1551314 A1 DE 1551314A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
container
medium
heat
pressure
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671551314
Other languages
English (en)
Inventor
Rietdijk Johan Adriaan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1551314A1 publication Critical patent/DE1551314A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0276—Laboratory or other miniature devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/10—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point with several cooling stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/0062—Light or noble gases, mixtures thereof
    • F25J1/0065—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0011—Ejectors with the cooled primary flow at reduced or low pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0015—Ejectors not being used as compression device using two or more ejectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/912—Liquefaction cycle of a low-boiling (feed) gas in a cryocooler, i.e. in a closed-loop refrigerator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

Die Erfindimg betrifft ein Kältesystem, das eine oder mehrere bei sehr niedriger Temperatur wirkende Elemente wie cryogtmo £peiohor- bzw. Hechenelemexite elektronischer Rechenmaschinen, Spulen, und uo weiter er.thält, die duroh gegebenenfalls Wärme entwickelende Stromleitungen und/oder andere thermisch leitende Verb it» düngen mit Stellen höherer Temperatur in Berührung sind, welchee System wuiturhir. eine jCältevorriohtung enthält, welche die erwähnten Elemente auf der erwünschten, niedrigen Temperatur hält.
Kältesystem« vorerwähnter Art aind bekannt. Die erwähnten, bei sehr niedriger Temperatur wirkenden Elemente Bind in einem Bad angeordnet, das eine bei niedriger Temperatur niedende Flüssigkeit wie Helium enthält. Die erwönnohte Arbeite tempera tür der erwähnten Elemente liegt meistens in der Größenordnung von 3 K und weniger·
009816/0625
BAD OBtGiNAU
-£* PHK. 1674
15513U
Bei diesen Temperaturen beträgt die Dampfspannung von Helium etwa 0,25 Ata. und niedriger. Duroh die Stromleitungen und die anderen wärmeleitfahigen Verbindungen wird eine Wärmemenge von den Stellen höherer Temperatur zu den bei niedriger Temperatur wirksamen Elementen abgeleitet. Weiterhin wird bei Stromdurchgang durch die Leitungen Wärme entwiokelt. Infolge dieser einleckenden bzw. entwickelten Wärme wird eine Menge Helium des Bads verdampfen. Um die Verluste an flüssigem Helium auszugleichen, kann ein JουIe-KeIvir.-i:ystem benutzt werden, in dem das Helium komprimiert, gekühlt und expandiert wirl, ho dass bei der Expansion ein Teil der Heliummenge flüssig wird. Bei Anwendung eines solchen Systems muss der Kompressor zum Aufrechterhalten der erwünschten Drücke von z.3, 0,25 Ata. und niedriger über dem Flüssigkeitsbad einen Ansaugedruok von 0,25 Ata. öden niedriger haben. Selbstverständlich erfordert dies eine sehr grosse Kompresuionsar.lage mit einem hohen KompreBBionsverhältnis. Ferner musti in einem solchen System die Niederdruckeeite der Wärmeaustauscher einen geringer. Strömungswiderstand aufweisen, woduroh verwiokelte, gronüe ind somit teure Wärmeaustauscher erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil eir.os solchen Systems ist der, dass die Expansion wenigstens teilweiße in Joule-Kelvin Hahnen erfolgt, wobei die Druckenergie "des Hochdncicmediume ohne weiteres dissipiert wird, was also Verluste mit sich bringt.
Die Erfindung bezweokt, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kältevorriohtung eine Koijipressionsvorriohtung enthält, durch welche ein Medium komprimiert wird, wobei die Abfuhr des komprimierten Mediums sich an einen oder an mehrere Wärmeaustauscher ansohliesöt, in dem (denen) das komprimierte
009816/062 5
■-.V■■;-**-. -'ν.. J ■ PHK. 1674
j Medium unterhalb der dem ^ediumdruok entsprechenden InversiionBtemperatur j abgekühlt Wird, welche Vorrichtung weiterhin einen oder mehrere Injektoren enthält ι dem (denen)'das gekühlte Hochdruckmediuin zugeführt werden kann, wobei die Abfuhr jodea der E4ektoren gegebenenfalls einen ersten Behälter zum Auffangen des Mediums niedrigeren Druoke enthält und einerseits Über einen oder Ober mehrere der erwähnten Wärmeaustauscher an die Saugseite der Kompreesionsvorrichtung und andererseita über eine oder Über mehrere DrosBelvorrichtungon und gegebenenfalls einen WärmeauBtauscher an einen oder an mehrere weitere Behälter angeschlossen ist, in dem (denen) niedrigere Brücke vorherrschen als in der Abfuhr bzw. dem ersten Behälter, wobei jeder der weiteren Behälter, gegebenenfalls über einen oder Cbur mehrero Wärmeauβ tauβeher mit der Saugseite einen oder mehrerer der erwähnter. Ejektoren in Verbindung ateht und dxo erwähnten, bei sehr riodriger Temperatur wirksamen Elemente in mindestens dem weiteren Behälter mit dem niedrigsten Druck untergebracht bzw, in theiriocher Berührung damit εχπά v-nd dio Stromleitur.gen bzw. die weiteren wärmeleitfählgen Vorbindunger, lit mindeiitonc der Abfuhr des Ejektors, gegebenenfalls mit dem ersten Behälter bzw. :rit lea darin vorhandenen Kedium und weiterhin mindentens mit dem weiteren' Behälter dee niedrigbten Drucks in thermischer Berührung stehen.
ϊι;'·ί: Un'ter' einem Ejektor soll in Rahmen dieser Anmeldung eine Yorrichfüng" veratan'ien werden, in der -"ie potentielle Energie eines Hochlruckmediuniü (FrirärriediuBiB) gari oder teilweise in kinetische Ehergie umgöw'aiiielt Wird,- die wenigster.t; teilweise zum Erhöhen des "irvsks eiheü z*if-iten '-'ediums (r.ekuridärmediumiä} benutzt wird.
Bei ies; Sys tern nach der Srfindiir.g wiri diu ^ünerfie .!es jedem de.r'
0098 16/06 25
8AD
PHN.1674
Ejektoren zügefUhrten Bochdruokmediums wenigstens teilweis· dazu benutzt, den Dampf aus dem weiteren Niederdruckbehälter bzw. den weiteren
Niederdruckbehältern abzusaugen und den Druck dieses Dampfes dem Druck in der Abfuhr der Ejektoren baw. in dem ersterv Behälter gleich zu machen, die mit der Saugseite des Kompressors in Verbindung stehen. Bei diesem System ist der Saugdruck des Kompressors also nicht mehr gleich dem Druck des Behälters, in dem die bei sehr niedriger Temperatur wirksamen Elemente untergebracht sind, sondern gleich dem höheren Druok in der Abfuhr des Ejektors. Dies hat den grossen Vorteil, dass bei diesem System die Kompreueionsvorrichtung kleiner sein kann und ein niedrigeres Kompressionsverhältnis erfordert. AlIeB dies wird ohne eine zusätzliche Vorrichtung erzielt, welche den Dampf des Behälters niedri- goren Drucks zu dem Druck des Behälters^komprimieren soll, der mit der Saugseite des Kompressors in Verbindung steht, während keine zusätzliche Energie verwendet wird. Der grosse Unterschied von der bekannten Vor»- riohturig be υ tent darin, da ti β nunmehr statt eines Srosuelhahnu ein Ejektor angewandt wird, in dem die Druckenergie des Hoohdruokmediuns nicht ohne weiteres diuelpiert,sondern benutzt wird, um den Dampf des 3ehalters niedrigeren Drucku zu dem Saugdruck des Kompressors zu komprimieren. Ea wird in dieser Heise eine Vorrichtung mit einem besseren Wirkungsgrad und einem gCnutigeren Druckverhältnis in don Wärmeaustauschern und dem Kompressor erzielt, wodurch eine bürgere Vorrichtung erheblich kleinerer Abmessungen erhalten wird.
Bei dem Kältesystem nach der Erfindung uir.d die bei niedriger Temperatur wirkenden Elemente durch Stromleitungen und andere wärmeleitende Verbindungen mit Stellen hSherer Temperatur verötnden, Durch dieue Verbindungen wird soir.it ein bestimmter Wärmestroir, in Rieh-
009816/0625
' BAD ORlGtHAi
- - -5"- ■■'■■."■■ ς Ρίδί.1674
tung auf diese Elemente geführt. Um Ansteigen der Temperatur zu verj hüten, muse diese einleckende Wärme ausgeglichen werden. Dies erfolgt dadurch, dass ein Teil des im Behälter vorhandenen Kondensats verdampft und der Dampf aus dem Behälter abgeführt wird» Wenn die Stromleitungen und die anderen wärmeleitenden Verbindungen direkt mit den bei niedriger Temperatur wirkenden Elementen in Verbindung stehen so tfürde der ganze einleokende tftrmeetrora in diesen Behälter gelangen, ■ in dera diese Elemente untergebracht sind und in dem die niedrigste Temperatur vorherrscht. Dies führt zu einer Dampfentwicklung im Behälter, Un den erwünschten Druck: und die erwünschte Temperatur in diese« Behälter aufrechtzuerhalten, muss dieser Dampf von dem Ejektor, aibgesaugt werden» - : - -""! - . - - - ■". ■-*..." , - --: -'- *-
Der Ejektor ist imstande, die Expansions leistung des Priniärmediume mit einem bestimmten Wirkungsgrad in Kompreseionsleistung für das Sekundärmedium umzuwandeln. Die Wirkungsgrade der üblichen Ejektoren haben eine GrBsaenordnung von 25$» Wenn in einem bestimmten Fall« ein bestimm· ter Primärmedxumetrom eines bestimmten Druok« vorhanden ist und wenn ein bestimmter Druok in dem abzusaugenden Behälter trots dee Zuflusses eines bestimmten Wärraestroms aufrechterhalten werden eollf »o wird eioh in de* ersten Behälter, an den sich die Äbfwhrseite des Sjektors anschliesstj ein bestimmter Druok einstellen· '
Wenn erfindungsgemlas die Stromleitung und ander* wlrmileitend» Verbindungen zunächst mit der Abfuhr dee Ejektor* bsv* den ersten Be- -hälter in thermische BeÄhrung gebracht werden, bo wird an dieser Stelle bereits tin grouser Teil dee einlenkenden WirMströ·· »üffefa|iien, *' DieB hat zur Folge» dass in dem von dem EJgektor abzudäugenden Be-. - ;
hälter weniger Dampf entwickelt wird, so dass gegebenenfalls der Wir-* kungBgrad des Ejektors niedriger sein könnte». Wenn der Wirkungsgrad
009816/0625 ' bad original
PHM. 1674
des Ejektors gleich bleibt, bo kann der Druck in dem ersten 3ohälter h3her sein. Dies bedeutet, dass der Ansaugdruok des Kompressors höher ist* wodurch ein geringeres Korapreseionsverhältnis und somit ein noch höherer Wirkungsgrad der Vorrichtung erzielt werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1« 2 und 3 zeigen echem&tiech, nicht masstlblioh, drei Beispiele von Kaltesystemen·
* In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Kompressor* Das komprimierte Medium wird »unlohst durch einen Kühler 2 geführtf wo die Kompreeaionswlree abgeführt wird» Darauf flieset da* koepriaiette Medium duJroh einen ν
Wärmeaustauscher 3» *o es Wärme mit Medium niedrigeren Drucks aus-' tauscht. Dann wird das HochdruofcaediuB im Wärmeaustauscher 4 durch eine KOhlvorrichtung 5 auf eine Temperatur von z.B. 60° K abgekühlt. Das Hoohdruckmedium flieset darauf durch den WSrmeaustaueoher 6, wo es wieder Wärme mit einem Medium niedrigeren Drucks austauscht· Dann wird das Hoohdruckmedium im Wärmeaustauscher 7 mittels der Kühlvorrichtung 8 : auf eine Temperatur von *.B. 15°K abgekühlt, worauf es in Wlrneaustaushoer 9 wieder Wtrae »it expandierte« Medium austaueoht. Das Hooh-■"- druckmedium hat dann eine Teaper*tur unterhslb der In ve rsigne temperatur ■ dieses Mediums bei dem vorherrschenden Druck. Dao Mediua tritt dann in i BoektoJ? IQ ein, in dei der Öimölt erniedrigt *i?d. PefE^ektiOr \ sioh an eine: Abfuhr 11 an, in der ein Behalt«r 12 vorgesehen iet. Der Daapfraua des lehSlter· 12 eohlieeat sich durch die Wlrmieauatauecher 9» 6 und 3 an die Singangeseite des Kompressors 1 an. ■VmKondensat des Beh»lt«re tikenn duroh den wir»· »u» tau »eher 13 und den Droeselhahn 14, in dem der Druck der Flüssigkeit weiter erniedrigt wird« zu dem Behllter 15 fliessen, in dem ein niedrigerer
009816/0625
-ψ- ^ ΡΗϊϊ.1674
Druck vorherrecht als in Behälter 12. Der Dampfraum dee BehäterB schließet eich, durch den Wärmeauetauscher 13 an die Saugseite 16 des Ejektors 10 an.
Im Behälter 15 ist ein schematiaoh dargestellter Speicher 17 einer elektroniechen Rechenmaschine untergebracht, der über Stromleitungen (awei 16 und 19 sind dargestellt) mit einem Ort höherer Temperatur verbunden iet,
l)ae Medium ist in dieser Anlage Helium.
Eine gute Wirkung dea Speichere 17 erfordert eine Temperatur von etrfa } K1 Zu dioser Temperatur gehört eine Dampfspannung vor. Helium von etwa 0,25 Ata. · ·
Die iHrorn leitungen 15 und 19 sind einerseitu Kit einem Ort der Uni^ebungstouperatur und andererseits nit dem Lp«iehere lement 17 von 3 K verbunden. Ir.fclfe dee Tenperatv.ruriterachieda wird durch die Leitungen J»*UriiiO Kuiii Epeichereleiiier.t durchtäickurr.. Vieitcrhin wird bei Etrocdurchijang Jot-leeche nSrnie in den Stromleitungen entwickelt, leber der Ebene I-I tsind die ^tror..leitunken in thermischer Boi-Chrvn^ rit lern "'odium in den WUrme-uus-tai.sohern 3» 41 ^t 7 ^n>i '). Y- ach der letztrr Kfhlvorriphtui.g k-ör.rs ton die Ctrocleitungen ohne weiteren Viarmeab.Btu.ech zu dem C. e-ich*.:reler.ei>t 17 geffhrt werden, was ucdeutet, da3s Cber den LiitJten Teil dur Ctro^ltiitungeis- ein Temperaturgra-üent von 1> K auf j K Auftreteti wi'rd«.·, co dacb eii.i» beetimEte. "er.ge Wärme in Richtungai f der. 'iuhultnr 1 :j rfeglecKcn wCrde. Uieao Väraene-nge wird durch Verda^-füLg t-iiiex botitiartdi. J'.onge Helium irs ^ehülter Ij Kompensiert, fns cir.cn Djruoit »on ttva -''%uj Ata. in dieaem Behälter auf rüchtzterhdl ter , ■\.z< iiii ent-is'-'.eltö '. ar.pf ui-j des Behälter Ip ei.tfornt ».erden, was von de::. I-^oktor 1- ^eleistet wir.;, deoser: iau^üoite eich an det^ ^e-
00 98 16/062 5
BAD ORIGINAL
PHN.1674
halter 15 anschließet. Der Ejektor wandelt mit einem bestimmten Wirkungsgrad die potentielle Energie des HochdruckmediuniB in Energie um, die zum Absaugen von Dampf aus dem Behälter 15 und zum Komprimieren desselben zu dem im Behälter 12 vorherrschenden Druck benutzt wird. Bei einem bestimmten Ejektorwirkungsgrad und einem bestimmten PrimSrmediumstrom wird, in dem Masse wie mehr Dampf aus dem Behälter I5 abgesaugt werden muss, der Druck im Behälter 12 niedriger werden. Ein niedriger Druck
im "Behälter 12 ist nachteilig für das System, da die Wärmeaustauscher dann baulich verwickelter werden und der Kompressor einen größeren Umfang und ein höheres Kompressionsverhältnis haben muss.
Um all diese Nachteile zu beheben, sind in dem Kältesystem nach Fig. 1 die Stromleitungen 18 und 19 auch in thermische Berührung mit dem Medium im Behälter 12 zum Wärmeaustausch gebracht. Dies hat den Vorteil, dass ein grosser Teil der in Richtung auf die niedrigste Teraperatur leckenden Wärme bereits bei der dem Behälter 12 zugehÖrenden Temperatur aufgefangen wird, so dass weniger Dampf aus dem Behälter 15 abgesaugt zu verden braucht, wodurch der Druck im Behälter 12 höher ist. Der Vorteil ist der, dass der Kompressor kleiner und das Kompressionsverhältnis niedriger sein können, was aluo eine bauliche Vereinfachung und eine Leistungeersparung bedeutet.
Obgleich in dem System nach Fig. 1 die Abfuhr 11 des Ejektors einen Behälter 12 einschließet,kann dieser Behälter unter Umständen weggelassen werden, so dass die Abfuhr 11 sich an dieser Stelle direkt in eine Leitung zum Wärmeaustauscher 9 und eine Leitung zum Wärmeaustauscher 13 aufteilt. Die Stromleitungen können dann direkt in thermische. Berührung mit der Abfuhr gebracht werden.
Der Kompressor kann selbstverständlich eines jeden üblichen Typs
009816/06 25
BAD ORIGINAL
-#- J) PHN, 1674
mit einer oder mehreren Etu·fen in Abhängigkeit von dem !Compressions·«· verhältnis sein« ■
Die Kühlvorrichtungen 8 und 9 können durch die Gefrierer einer zweistufigen Stirling Kaltgas-Kühlmaechine gebildet "werden. Qewünsohtenfalls können andere Kühlvorrichtungen verwendet werden· Ee ist z»B. möglich, als Kühlvorrichtungen Expansionsturbinen anzuwenden» in denen ein Teil des Hochdruokmediums zum Ansaugedruok des
. Kompressors expandiert wird. In diesem Falle dient der Kompressor also sowohl für die Kühlvorrichtungen 8 und 9 als auch für den Ejektor als Antrieb, wobei der Vorteil dee höheren Ansaugedrucks, der mit einem Ejektorsystera und insbesondere mit einem System nach der vorliegenden Erfindung erzielt wird, von sehr grosser Bedeutung ist.
Obwohl nach Fig. 1 das System nur einen Ejektor enthält, kann selbstverständlich die Erfindung mit den gleichen Vorteilen bei Kältesystemen mit mehreren Ejektoren durchgeführt werden.'
Fig. 2 zeigt schematisch ein Kältesystem, das zwei in Reihe gelegte Ejektoren 20 und 21 enthält, wobei der Behälter 12 zunächst durch den Wärmeaustauscher 22 und den Drosselhahn 23 an einen weiteren Behälter 24 angeschlossen ist, während der Behälter 24 über den Wärme-' austauscher 13 und den Drosselhahn 14 mit dem Behälter 15 verbunden ißt, in dem das Speicherelement 17 untergebracht ist. Die Dampfräume der Behälter 24 und 25 Bohliessen sich an die Saugeseite der Ejektoren bzw. 20 an, Die Stromleitungen.i8.und.19 sind dann in termischer Verbindung mit den Behältern 12, 24 und I5, wodurch die erwähnten Vorteile erzielt werden. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist nach d#m vorhergehenden selbstverständlich. ■
Fig. 3 zeigt schematisch ein Kältesystem, das zwei parallel
009816/0625 .: ;■;.
PIDi. 1674
gelegte Ejektoren 30 und 31 enthält. Dieee Ejektoren schlieseen sich beide an die Hochdruokaeite dee Wärmeaustauschers 9 an. ■,
Die Abfuhr 11 des Ejektors 30 Bchliesst sich an den Behälter 12 an, während die Abfuhr 32 des Ejectors 31 mit einem weiteren Behälter 33 verbunden J-St, Der Behälter 12 steht durch den Wärmeaustauscher 34 vnd den Drosöelhahn 35 mit dem Behälter 33 in Verbindung. Der Behälter 33 ißt Über den Wärmeaustauscher 13 und den Drosselhahn 14 mit dem Behälter 15 verbunden, in dem das Speicherelement 17 angebracht ist, T)ie Stromleitungen 18 und 19 sind wieder in thermischer BerChrung mit dem Medium in de.n Behältern 12 und 33» so dass der grösste Teil der in Richtung auf den Speicher I7 fliessenden Wärme auf höheren Temperaturpegeln aufgefangen wird.
Aus vorstehendem ist ersichtlich, 4ass die Erfindung ein Kältesystem ergibt, bei dem durch einen oder mehrere Ejektoren mit einem sehr guten Wirkungsgrad Wärme von einer Stelle sehr niedriger Temperatur zu Stellen höherer Temperatur befördert wird.
009 8 16/062 5

Claims (1)

  1. -K- · PHK. 1674
    PA1TOI TAN SFRUCH ι
    Kältesystem mit einem oder mehreren bei eehr niedriger Temperatur wirkenden Elementen z.B. oryogenen Speicher-, bzw. Rechenelementen von elektronischen Rechenmaschinen-, Spulen und so weiterj die durch gegebenenfalls Warme erzeugende Stromleitungen und/oder andere wärmeleitende Verbindungen mit Stellen höherer Temperatur in Berührung stehen, und mit einör Kältevorrichtung, um die erwähnten Elemente auf der erwünschten niedrigen Temperatur zu halten, dadurch gekennzeichnet, dasu die Kältevorrichtung eine Kompressionsvorrichtung enthält, durch wolche ein Medium komprimiert wird, wobei die Abfuhr des komprimierten Mediums sich an einen oder an mehrere Wärme'aus tauscher anechliesst, in dem (denen) das komprimierte Medium unterhalb der dem .Kediumdruck zugehörenden Inversionstemperatur abgekühlt wird, weiche Vorrichtung weiterhin einen oder mehrere Ejektoren enthält, dem (denen) das gekühlte Hochdruckmedium zugeführt werden kann, wobei äie Abfuhr jedes der Ejektoren, gegebenenfalls über einen ersten Behälter zum Auffangen dec Mediums niedrigeren Drucks einerseits Cber eir.en oder über mehrere der erwähnten Wärmeaustauscher an die Ansaugsaite der Kompreusionevorrichtung und andererseits Cber eine oder mehrere Drotsue !vorrichtungen und gegebenenfalls einen WärmeauBtauscher an einen oder mehrere weiteren Behälter angeschlossen ist, in dem (denen) niedrigere Drücke vorherrschen als in der Abfuhr bzw. dem ernten Behälter, wobei jeder dor weiteren Behälter, gegebenenfalls über einen oder mehrere weiteren WSrmeauütauscher oii der Ansaugeei te eines oder mehrerer der erwähnten Hjektoren in Verbindung steht und die erwähnten, bei sehr niedriger Ton.peratur wirkenden Elemente in mindestens dem weiteren Behälter des niedrigsten Drucks untergebracht sind bzw. mit iieüem in thermischer Berührung rir.l und die Stromleitungen bzw. ii.p weiteren wärmeleitenden
    00 98 16/0625
    BAD ORIGINAL
    PHN. 1674
    Verbindungen mit miniofitens der Abfuhr des Ejoktore und gegebenenfalle tr.it dem eraten Behälter bssw. dem darin enthaltenen Medium und weiterhin mindestens mit dem weiteren Behälter ieo niedrigsten Drucks in thermischer Berührung
    002816/ü62b-
    BAD OBlGiNAt
DE19671551314 1966-05-25 1967-05-23 Kaeltesystem Pending DE1551314A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6607168A NL6607168A (de) 1966-05-25 1966-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1551314A1 true DE1551314A1 (de) 1970-04-16

Family

ID=19796691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671551314 Pending DE1551314A1 (de) 1966-05-25 1967-05-23 Kaeltesystem

Country Status (9)

Country Link
US (1) US3447339A (de)
AT (1) AT271057B (de)
BE (1) BE699019A (de)
CH (1) CH472644A (de)
DE (1) DE1551314A1 (de)
ES (1) ES340878A1 (de)
GB (1) GB1184364A (de)
NL (1) NL6607168A (de)
SE (1) SE306337B (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6807903A (de) * 1968-06-05 1969-12-09
DE2009401A1 (de) * 1970-02-27 1971-09-09 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zum Verflüssigen tiefsie dender Gase
NL7304885A (de) * 1973-04-09 1974-10-11
JPS5511863B2 (de) * 1973-08-10 1980-03-28
NL159778B (nl) * 1974-03-01 1979-03-15 Philips Nv Koelinrichting voor het verkrijgen van helium beneden het lambda-punt, welke inrichting is voorzien van een reservoir voor vloeibaar 4he-i en een daarmee verbonden verdampingska- mer.
CH625609A5 (de) * 1977-12-23 1981-09-30 Sulzer Ag
DE3033238A1 (de) * 1980-09-04 1982-03-11 Mobil Oil Ag In Deutschland, 2000 Hamburg Verfahren und vorrichtung zur foerderung von raffineriegas in das heizgasnetz einer raffinerie
US4548053A (en) * 1984-06-05 1985-10-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Combined cold compressor/ejector helium refrigerator
US5347819A (en) * 1992-11-05 1994-09-20 Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Co., Ltd. Method and apparatus for manufacturing superfluidity helium
EP1134517B1 (de) * 2000-03-15 2017-07-26 Denso Corporation Strahlkreislaufanordnung mit kritischem Kältemitteldruck
EP1553364A3 (de) * 2000-06-01 2006-03-22 Denso Corporation Ejektorzyklus
JP4016659B2 (ja) * 2002-01-15 2007-12-05 株式会社デンソー 空調装置
JP2005037093A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Tgk Co Ltd 冷凍サイクル
US7059138B2 (en) * 2003-09-23 2006-06-13 Praxair Technology, Inc. Biological refrigeration system
US20070000258A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-04 Bonaquist Dante P Biological refrigeration sytem
WO2012012501A2 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Carrier Corporation High efficiency ejector cycle
JP5482767B2 (ja) * 2011-11-17 2014-05-07 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3371145A (en) * 1968-02-27 Avco Corp Cryogenic heat exchanger electrical lead
US3349161A (en) * 1964-12-30 1967-10-24 Avco Corp Electrical leads for cryogenic devices
US3360955A (en) * 1965-08-23 1968-01-02 Carroll E. Witter Helium fluid refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
ES340878A1 (es) 1968-06-16
SE306337B (de) 1968-11-25
AT271057B (de) 1969-05-27
US3447339A (en) 1969-06-03
NL6607168A (de) 1967-11-27
BE699019A (de) 1967-11-27
CH472644A (de) 1969-05-15
GB1184364A (en) 1970-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1551314A1 (de) Kaeltesystem
DE2545606C2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kühlsystems sowie Kühlsystem zur Durchführung des Verfahrens
DE3809680C2 (de)
DE2915979A1 (de) Fuer kuehlbetrieb eingerichtete waermepumpenanlage
DE102019210680A1 (de) System zur Umwandlung von thermischer Energie in mechanischer Energie
DE1166798B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden Gasen
DE2709192B2 (de) Verfahren zur Kälteerzeugung
DE60022251T2 (de) Kälteanlage mit einem einen optimierten Verbrauch bietenden Kältekreislauf
EP0874188A2 (de) Verfahren zum Aufbereiten von tiefgekühltem Flüssiggas
DE2937025A1 (de) Vorrichtung zur abfuehrung von waerme aus abdampf
CH625037A5 (de)
WO1985004216A1 (en) Method and plant intended to a thermodynamic cycle process
DE2758547A1 (de) Verfahren zur verbesserung der energiebilanz von absorptionskaelteanlagen
DE2806656C2 (de) Wärmespeicheranlage
DE2401556A1 (de) Verfahren zur beheizung eines gebaeudes und heizungsanlage
EP0260367B1 (de) Kälteanlage
DE2631754C3 (de) Einrichtung zur Wetterkühlung im Untertagebergbau
DE1906144A1 (de) Waermekraftanlage fuer die Ausnutzung der in einem Kernreaktor erzeugten Waerme,mit einer kombinierten Gasturbinen-Dampfturbinenanlage
DE1253291B (de) Verfahren zum Erzeugen von Kaelte bei niedrigen Temperaturen und/oder zum Verfluessigen eines Mittels sowie Vorrichtung zum Durchfuehren dieses Verfahrens
DE19848748A1 (de) Verfahren zum Anfahren eines Dampfsystems und Dampfsystem zur Durchführung des Verfahrens
DE102019121076A1 (de) Thermosystem mit Rankine-Kreislauf
DE3115344A1 (de) &#34;kuehlung eines dampferzeugers bei einem heizrohrleck&#34;
DE2711287A1 (de) Kuehlkreislauf fuer ein kraftwerk sowie verfahren zum betrieb des kuehlkreislaufes
DE944669C (de) Verfahren zur Rueckgewinnung der beim Verpumpen von tiefsiedenden verfluessigten Gasen entstehenden Abgase
DE10052766C2 (de) Wärmeübertragungssystem und -Verfahren mit verbesserter Energieausnutzung