DE1551315A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Kaelte und/oder zum Verfluessigen von Gasen und zur Anwendung in einer solchen Vorrichtung geeignetef Ejektor - Google Patents

Vorrichtung zum Erzeugen von Kaelte und/oder zum Verfluessigen von Gasen und zur Anwendung in einer solchen Vorrichtung geeignetef Ejektor

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DE1551315A1 DE1967N0030816 DEN0030816A DE1551315A1 DE 1551315 A1 DE1551315 A1 DE 1551315A1 DE 1967N0030816 DE1967N0030816 DE 1967N0030816 DE N0030816 A DEN0030816 A DE N0030816A DE 1551315 A1 DE1551315 A1 DE 1551315A1
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Description

DipL-Ing. H. ZOEPKE *« JUNl196 7 Patentanwalt
iteifif» 1551315
JV/AvdV
N. V. PHILIPS» GLOEILAMPENFABRIEKEN, EINDHOVEN / UASm
"Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte und/oder zum Verflüssigen von Gasen und zur Anwendung in einer solchen Vorrichtung geeigneter Ejektor".
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sum Erzeugen von Killte und/oder zum Verflüssigen von Oasen.
Diese Vorrichtung enthllt mindesten· eine Zufuhr für Hochdruckmedium, die sich an einen oder an mehrere Wärmeaustauscher anschließet, in dem (denen) da· Hochdruckmedium unterhalb der diesem Druck zügehörenden Inversionstemperatür abgekühlt wird. Weiterhin enthält die Vorrichtung mindesten· eine Vorrichtung, in der da· im Wärmeaustauscher abgekühlte Hochdruckmedium im Druck erniedrigt wird, und ferner mindestens einen Behilter, in dem das im Druck erniedrigte Medium in thermischer Berührung mit einer zu kühlenden Stelle gebracht werden kann,
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oder im flüssigen Zustand der Vorrichtung entnommen werden kann. Bs ist weiterhin ein Leitungssystem vorgesehen, um das im Druck erniedrigte Medium gegebenenfalls über einen oder mehrere der erwähnten Wärmeaustauscher abzuführen.
Bei bekannten Vorrichtungen der Art, auf welche sich die Erfindung besieht, werden zum Erzielen der erwüneohten Druckerniedrigung Joule-Kelvin Hähne verwendet. Darin wird da« Hochdruckmedium auf einen erheblich niedrigeren Druck herabgesetzt. Bei einem richtig gewählten . Druck und einer richtig gewählten Temperatur erfolgt beim Drosselvorgang eine Teaperatursenkung des Mediums oder ein Phasenübergang eines Teiles des Mediums oder es werden beide auftreten. Das Medium erniedrigten Drucks kann darauf in thermische Berührung mit einem zu kühlenden Gegenstand oder einem zu kühlenden Medium gebracht werden. Im Falle eine* Phasenüberganges kann ein Teil der erzeugten Flüssigkeit aus der Vorrichtung abgeführt werden. Der erhaltene Dampf niedrigen Drucke wird dann zu der Umgebung abgeführt oder einem Kompressor zugeführt, der das Hochdruckmedium liefert.
Um sehr niedrige Temperaturen zu erreichen, muss bis auf sehr niedrige Drücke gedrosselt werden. Wird z.B. als Medium Helium verwendet und soll eine Temperatur von 4,20K erreicht werden, eo muss auf etwa 1 Ata. und bei 3,60K muss auf etwa 0,5 Ata. gedrosselt werden. Bei noch niedrigeren Temperaturen muss auf noch niedrigere Drücke gedrosselt werden. Dies bedeutet, dass bei einem geschlossenen System der Kompressor sehr gross sein müsste, während die Niederdruckseite der Wärmeaustauscher einen geringen Strömungswiderstand aufweisen müsste. Die bekannte Vorrichtung iat infolgedessen verwickelt, gross bemessen und teuer. Weiterhin, wen ti ein offenes System benutzt wird,
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d.h. wenn das Hochriruckmediura irgendeiner Quelle entnommen und dae Medium niedrigeren Drucke nach Wärmeaue tausch mit dem zu kühlenden Gegenstand an die Umgehung abgeführt wird, und wenn Kälte bei Temperaturen geliefert werden soll, denen ein subatmosphärischer Druck zugehört, können die Vorrichtungen nicht selbstabblasend sein. Es müssen somit zusätzliche Vorkehrungen geircffen werden, um das Medium erniedrigten Drucks aus der Vorrichtung wegzuführen;
Ein weiterer Kachteil der bekannten Vorrichtungen ist der, dass in den Joule-Kelvir: Hähnen die Druckenergie des Hochdruckraediuiaß ohne weiteres dissipiert wird, was also ein Verlust mit sich bringt.
Uin all diese Kachteile zu beheben, ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die dadurch gekennzeichnet wird, dass im Betrieb in mindestens einem aer Behälter ein Druck vorherrecht, der niedriger ist als der Druclt, bei dem das Medium aus der Vorrichtung abgeführt wird, wobei die Vorrichtung in der der Druck erniedrigt wird, mindestens einen Ejektor enthält, dem wenigstens ein Teil des gekühlten Medium hohen Drucks zugeführt werden kann, und wobei die Saugseite dieses Ejektors mit dem betreffenden Behälter verbunden ist, in dem der niedrigere Druck vorherrecht, während die Abfuhr sich an das Leitungssystem anachlieeet, durch welches das Medium erniedrigten Drucks aus der Vorrichtung abgeführt werden kann.
Unter einem Ejektor soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung verstanden werden, in der die potentielle Energie eines Hochdruckmediume (PriniSrmediums) ganz oder teilv/eise in kinetische Energie umgewandelt wird, welche letztere wenigstens teilweise zum Erhöhen des Drucks eines zweiten (sekundären) Mediums benutzt wird.
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In der vorgeschlagenen Vorrichtung v-ird nunmehr die Energie des dem Ejektor zugeführten Hochdruckmediume wenigstens teilweise benutzt, um den*Dampf aus dem Behälter niedrigeren Drucke abeueaupen und den Dampf auf den Druck zu erhöhen, der in dem Leitungssystem vorherrecht, durch welches das Medium erniedrigten Drucks aus der Vorrichtung abgeführt wird. Die Kälte kann dann bei einem Druck geliefert werden, der niedriger ist als der Abfubrdruck. Diee hat den Vorteil, dass der Kompressor, dessen Saugseite eich an diese Abfuhr anschließet, mit einem erheblich'niedrigeren Druckverhältnis wirken kann als bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist.
Der Unterschied zwischen den bekannten Vorrichtungen und der vorgeschlagenen Vorrichtung besteht darin, dass die Druckenergie des dem Ejektor zugeführten Mediums nicht ohne weiteres diesipiert, sondern benutzt wird, um den Dampf aus dem Behälter niedrigeren Drucke bis zum Saugdruck des Kompressors bzw. zum Druck hochzupumpen, bei dem das Medium, die Vorrichtung verlässt. Auf diese Weise ergibt eich eine Vorrichtung mit einem höheren Wirkungsgrad und einem bedeutend günstigeren Druckverhältnis im Wärmeaustauscher und im Kompressor.
* Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wird somit der im Behälter niedrigeren Drucks erzeugte Dampf abgesaugt mittels eines Ejektor·. Der Druck in diesem abgesaugten Behälter über der darin vorhandenen Flüssigkeit bestimmt die Temperatur, bei welcher die Kälte geliefert wird. Es liegt heutzutage eine grosee Kachfrage nach Vorrichtungen υογ, die Kälte von Temperaturen liefern können, die immer mehr dem abeoluten Nullpunkt näher kommen. Zu diesen niedrigeren Temperaturen gehören, wie erwähnt, niedrigere Drücke über der im Behälter rorhandeneft Flüssigkeit. 7/enn in eiern System Heliuei vorhanden ist und wenn Kälte
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bei etwa I0K geliefert werden soll, so muss die Dampfspannung über der Flüssigkeit 0,12 mm Hg sein. Soll bei diese* Temperatur noch Kälte geliefert werden, so muss der Ejektor imstande sein, Dampf von 0,12 mm Hg abzusaugen. Es hat sich gezeigt, dass.Ejektoren normalerweise ihre Absaugwirkung nur bis zu einem bestimmten Druck ausüben können.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die einen Ejektor enthält, der bis zu niedrigeren Drücken als bei bekannte Ejektoren absaugen kann.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb in mindestens einem der Behälter ein Druck vorherrscht, der niedriger ist als der Druck, bei dem das Medium .aus der Vorrichtung abgeführt wird, wobei die Vorrichtung, in der der Druck erniedrigt wird, mindestens einen Ejektor enthält und wenigstens ein Teil des gekühlten Hochdruckmediums dem Strahlrohr jedes der Ejektoren zugeführt werden kann und die Saugseite mindestens eines dieser Ejektoren mit mindestens einem der Behälter verbunden ist, in denen ein niedrigerer Druck vorherrecht, während die Abfuhr sich an das Leitungssystem anschließet, durch weichte das Medium-erniedrigten Drucke aus der Vorrichtung abgeführt werden kann, wobei mindestens einer der Ejektoren mit Abtrennmitteln versehen ist, durch welche die eich an der Wand des Strahlrohres uea Hochdruckmediume bildende Qreneschioht von dem höheren Mediumstrom abgetrennt wird.
Di· eich an der Wana des Strahlrohree bildende Grenzschicht hat eine niedriger· Geschwindigkeit als der Hauptstrom des Hochdruckmediuns und umschliesst nach Auetritt aus dem Strahlrohr in Form eines M«diume niedrigerer Geschwindigkeit den Hauptstrom des Mediums höherer Geschwindigkeit, Dieser Hantel bat infolg· seiner geringeren Geschwindigkeit in b«sug auf di· Aneeugwirkung, eine erheblich geringer«
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Wirksamkeit als der Hauptstrom mit seiner höheren Oeechwindigkeit. Da der Mantel des Mediums niedrigerer Geschwindigkeit den Hauptstrom abschirmt, wird die Saugwirkung des Sjektors im wesentlichen durch diesen Mantel bestimmt. Der umgebende Mantel mit niedrigerer Geschwindig keit bildet gleichsam eine Null.ast für den Ejektor. Es wird einleucaten, dass dieser Mantel den Wirkungsgrad und den minimal erreichbaren Saugdruck des Ejektors beeinträchtigt. Indem dieser Mantel nach der Erfindung von dem Hauptstrom abgetrennt wird, wird die Saugwirksamkeit des Hauptstroms vergrössert, so dass der Ejektor bis zu niedrigeren Drucken ansaugen kann, wodurch die Vorrichtung nach der Erfindung Kälte bei niedrigeren Temperaturen liefern kann als bei den vorgeschlagenen Vorrichtungen der Fall ist.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung werden die Abtrennmittel durch eine ringförmige Ausnehmung in der Wand des Strahlrohres für das Hochdruckmedium gebildet, welch· Ausnehmung vorzugsweise möglichst nahe dem Ende des Strahlrohres liegt und sich durch einen oder mehrere Kanäle an ein· Stelle anschliesst", wo ein niedrigerer Druck vorherrscht als an der Stelle der ringförmigen Ausnehmung. Die Stelle des niedrigeren Drucks kann z.B. durch eine Pumpe gebildet werden, welche die Grenzschicht absaugt oder durch einen weiteren Ejektor zum gleichen Zweck* Weiter kann diese Stelle durch einen weiter stromabwärts liegenden Punkt des Mediumstroms gebildet werden.
In einer weiteren günstigen AusfUhrungeform der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Durchmesser dee Strahlrohres an der Stell· der Ausnehmung schrittweise in der Stromrichtung klriner. Ee entsteht Bomit «in· Stufe in der Wand des Strahlrohres, wodurch eine gute
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Abtrennung der Grenzschicht erhalten wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung hat weiter das Merkmal, dass die Abtrennmittel durch eine hinter dem Strahlrohr angeordnete, scharfe Blende mit einem Durchmesser gebildet werden, aer kleiner ist als der Durchmesser aes Endes des Strahlrohres, wobei ein oder mehrere Kanäle einerseits zwischen der Blende und dem Strahlrohr und andererseits an einer' Steile niedrigeren Drucks ausmündet (ausmünden).
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ejektor zur Anwendung in Vorrichtungen nach der Erfindung. Dieser Ejektor enthält ein Strahlrohr für das dem Ejektor zugeführte Hochdruckmedium, einen Diffusor zum Abführen des Mediums erniedrigten Drucks und einen zwischen dem Strahlrohr und dem Duffusor ausmundenden Einlass für ein anzusaugendes Medium. Dieser Ejektor hat das Merkmal, dass er mit Abtrennmitteln versehen ist, durch welche die auf der Wand des Ablassrohres für das Hochdruckmedium bildende Grenzschicht von dem Hochdruckmediumstrom abgetrennt wird. Baulich kann dieser Ejektor weiterhin ähnlich wie vorstehend beschrieben ausgebildet werden.
Es wird einleuchten, dass ausser den beschriebenen baulichen Ausführungsformen zahlreiche andere Ausführungsformen denkbar sind, ohne dass von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch, nicht raassta'blicb, ein Beispiel einer Aueführungeform einer Vorrichtung sum Erzeugen von KSlte bei niedrigerer Temperatur, die mit einem Ejektor versehen ist, Fig. 2 in vergrößertem Masetab, scheraatisch und im Schnitt
.i». Ej.ktor, 009810/0818
.8- ΓΗΝ.1736
die Fig. 3, 4 und 5 in vergrössertem tinabhängigem Masstab drei Ausführungsformen von Ejektoren mit Jiitteln zum Abtrennen der auf der Wand des Ablassrohres des Hochdruckmediume bildenden Grenzschicht von dem Hauptstrom des Hochdruckmediums.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einem Kompressor 1. Der Ablass 2 dieses Kompressors schliefst über einen Kühler 3 an den Hochdruckteil des Wärmeaustauschers 4 an. Die Hochdruckseite des Wärmeauetauschera 4 führt zum Eingang 5 eines Ejektors 6, Der Ausgang des Ejektors 6 ist über einen "'ärmeaus tauscher mit einem Fangbehälter 8 verbunden. Der Dampfraum des 3ehälters 8 steht durch die Wärmeaustauscher 9 und 4 mit der Saugseite 10 aes Kompressors 1 in Verr bindung. Der Fangbehälter 8 ist aurch eine Leitung 11 mit einem Wärmeaustauscher 12 und einem Droseelhahn 13 mit einem weiteren Behälter 14 verbunden. Der Dampfraum des. Behälters 14 ist durch eine Leitung mit '-Yärmeauetauschern 12 und 9 fflit aer Saugseite 16 des Ejektors 6 verbunden. In dem Behälter 14 ist eine Wendel 17 angeordnet, (lurch welche ein zu kühlendes Medium geführt werden kann. Statt dieser Kühlwendel kann in dem 'Behälter auch ein anaerer zu kühlender Gegenstand wie ein Speicher oder ein Rechenelement einer elektronischen Rechenmaschine angeordnet wenden. Die Vorrichtung enthält weiter eine Heilvorrichtung 18, welche die Drossel vorrichtung 13 in Abh|ngi|££ei$ fop dem Flüssigkeitspegel im Behälter 8 und/oder 14 regelt.
Die Wrikungsweiee dieser Vorrichtung ist folgende?
Der Kompressor 1 komprimiert fin Medium z.B. Heliuuj bis §u einem Druck Ρχ# Dieses Hochdruckmediue wird im Kühler 3 wid im firffausteuscher 4 unterhalb seiner Inversions tempera tür abpejct|l| ui? dem Ejektor 6 zugeführt. In diesem Ejektor wird der Druck gej
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erniedrigt, wobei die potentielle Energie teilweise in kinetische Energie umgewandelt wird, die teilweise zum Erhöhen des Drucks des Dampfes niedrigen Drucks des Behältere 14 benutat wird. Das Medium, das mit einem Druck P2 den Ejektor verlässt, wird in einen Behälter aufgefangen. Der Dampf nit dem Druck Pp kann über den Wärmeaustauscher 9 und 4 zurück zur·Saugseite 10 des Kompressors 1 fHessen. Die erhaltene Flüssigkeit wiri im Drosaelhahn 13 auf -einen Druck P, herabgesetzt, der der Temperatur zugehört, bei der Kälte geliefert werden soll. Der Dampf im BehSlter 14 mit dem Druck P, wira von dem Ejektor 6 abgesaugt und auf den Druck P2 des Fangbehälters 8 gebracht. Bevor der Dampf des Behälters 14 in den Ejektor 6 einfliesst, tauscht- er in den Wärmeaustauschern 12 und 9 Warme aus dem Medium höheren Drucks aus. In dem Ejektor 6 wird die Energie des Hochdruckmediunis teilweise zum Absaugen von Dampf aus dem BehSlter 14 und zum Aufpumpen des abgesaugten Dampfes auf einen Druck P2 benutzt. Der Druck P, im Behälter 14, der der erwünschten niedrigeren Temperatur entspricht, kann dabei erheblich niedriger sein als der Druck P2 im BehSlter 8. Bei dieser Vorrichtung ist der Kompressor somit zwischen den Drücken P2 und P, wirksam, so dass dieser Kompressor baulich bedeutend einfacher ist als bei der bekannten Vorrichtung, bei der der Kompressor zwischen den Drücken P, und P, wirksam iet.
Statt der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte, wobei die Expansion des Hochdruckmediume in wesentlichen im Ejektor 6 erfolgt, können andere Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung verwendet werden. Diese Ausführungsformen sind in der niederländischen Patentanmeldung 6414856 beschrieben.
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Der Ejektor 6, der in der Praxis die Abmessungen einer Streichholzschachtel haben kann, ist in Fig. 2 in vergrö*ssertem Masstab schematisch dargestellt. Dieser Ejektor enthält ein Strahlrohr 20 für das Hochdruckmedium, einen Diffusor 21 für die Abfuhr expandierten Mediums und einen Einlass für anzusaugendes Medium. Bei Stromdurchgang des Hochdruckmediums bildet sich an der Wand des Strahlrohres eine Grenzschicht, in der die Geschwindigkeit des Mediums auf Null herabsinkt. Der Geschwindigkeitsverlauf am Austritt des Strahlrohres ist mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Es zeigt sich, dass der Kern aes- heraustretenden Mediumstroms eine Geschwindigkeit V hat, die vorzugsweise grosser als die Schailgeachwindfgkeit ist, während um diesen Kern ein ringförmiger Mantel eines Mediums liegt, in dem die Geschwindigkeit von dem Wert V auf den Wert Null herabgemindert wird. Obgleich die durch eine vertikale Schraffierung angedeutete Grenzschicht und somit der Mantel mit niedrigerer Geschwindigkeit um den Hauptstrom des Mediums nur eine sehr geringe Dicke von der Grössenordnung von 3 μ hat, wird einleuchten, dass dieser Mantel eine Belastung für die Saugleistung des Ejektors bildet. Dieser Mantel hat infolge seiner geringeren Geschwindigkeit eine geringere Saugwirkung als der Kern des Mediumstrom·. Weiterhin wird die Saugwirkung des Ejektors infolge der Abschirmung des Kernes durch den Mantel im wesentlichen durch das Mantelmedium bestimmt. Dieser Mantel bedingt somit im wesentlichen den erreichbaren .Minimalsaugdruck des Ejektors.
Fig. 3 zeigt wieder einen Ejektor, dessen Einzelteile denen des Ejektors nach Fig. 2 entsprechen. Bei diesem Ejektor ist jedoch in der Wand des Strahlrohreseine Ausnehmung 25 vorgesehen, die durch, einen Kanal 26 an eine Stelle 27 im Diffusor angeschlossen ist.
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An letztgenannter Stelle herrscht ein niedrigerer Druck vor als an der Stelle der Ausnehmung 25. Infolgedessen wird durch den Kanal die auf der tfand des Strahlrohres 20 gebildete Grenzschicht weggesaugt. Dadurch, dass die Ausnehmung 25 nahe am Ende des Strahlrohres- 20 vorgesehen wird, tritt der Mediumstrom praktisch ohne Grenzschicht aus dem Rohr 20 aus, wobei der Geschwindigkeitsverlauf gemäss der gestrichelten Linie ist. Ss zeigt sich, dass die Geschwindigkeit des heraustretenden Iwediumstroms überall gleich gross ist, was für die Saugwirkung des Ejektors selbstverständlich besonders günstig ist. Der Teil des Stroms mit hoher Geschwindigkeit wird nicht mehr von einem Mantel mit niedrigerer Geschwindigkeit abgeschirmt. Der Behälter 14 kann infolgedessen bis tu einem niedrigeren Druck abgesaugt werden, wcdurch die Kälte bei einer niedrigeren Temperatur erzeugt werden kann als bisher möglich war.
Obgleich der- Kanal 26 in der Ausführungsfcrm nach Fig. 3 an der Stelle 27 in den Diffusor ausmündet, kann die Grenzschicht in anderer Weise abgesaugt werden, d.h. indem der Kanal 26 eich über die Wärmeaustauscher 9 und .4 direkt an die Saugseite des Kompressors anschliesst. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Kanal 26 mit seiner von der Ausnennung 25 abliegenden Seite an eine gesonderte Absaugpumpe odjer einen gesonderten Absaugejektor angeschlossen wird.
Pig. 4 zeigt wieder den Ejektor nach Fig. 2, bei dem die Orenztchicht durch d«n Kanal 26 abgesaugt wird, der hier in die Ausnehmung 25 mUncet, die an einer Stelle der !<Yana des Strahlrohres liegt, wo die Wand sprungweise auf einen kleineren Durchmesser übergeat, so dass eine Stufe 28 gebildet wird. Auf diese 'Veise wird die Grenzschicht noch wirksamer entfernt als bei der Ausführungsform nach Fig. 3,
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Da es wichtig iet, dass der auetretende Mediumstrom völlig von der Grenzschicht befreit ist, sollen selbstverständlich die Ausnehmung 25 und die Stufe 28 möglichst nahe am End· des Strahlrohre« vorgesehen werden. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Grenzschicht entfernt wird, nachdem der Mediumstrom aus dem Strahlrohr ausgetreten ist. Dies erfolgt durch eine Blende 30 nach dem Strahlrohr} deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Austrittes de· Strahlrohres. Die "Blende 30 bildet dabei· einen Teil eines kegelförmigen ■Röhrstücks 311 das über die Aussenseite des Strahlrohres feeschoben ist und -an seinem von der Blende 30 abliegenden Ende abgedichtet ist. An dieses Rohrstück 31 schliesst sich der Kanal 26 an, der wieder an der Stelle 27 in den Diffusor münden kann, oder in anderer Weise mit einer Stelle niedrigeren Drucks verbunden ist, wodurch die Grenzschicht, die durch die Blende 30 von dem Hauptstrom getrennt wird, abgesaugt wird·
Aus vorstehendem ist ersichtlich, dass der Erfindung die Erkenntnis zugrunde liegt, dass die Ansaugleistung und der erzielbar· minimale Saugdruck eines Ejektors durch die Grenzschicht beeintrfiohtigt werden, die sich auf der Wand, des Strahlrohres bildet und dass dieser Nachteil behoben werden kann, indem diese Grenzschicht vcn dem Hauptstrom des Hochdruckmediums abgetrennt wird. Selbstverständlich ist ein« grosse Anzahl von Konstruktionen zum Abtrennen dieser Grenzschicht denkbar, von denen beispielsweise in dieser Anmeldung drei beschrieben sind. Infolge dieser Absaugung der Grenzschicht wird die Ejektorwirkung und insbesondere die Ansaugwirkung stark verbessert, so da·· die Dampfspannung Ober der Flüssigkeit in dem Behllter, wo die Ölte erzeugt wird, erheblich niedriger sein kann als bei bekannten Vorriohtuif> en vorliegender Art, so dass die KIlte bei erheblich niedrigeren Temperaturen geliefert werden kann. 00 9810/0818
BAD

Claims (8)

-13- PHN.17J0 PATENTANSPRUECHE;
1. Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte und/oder zum Verflüssigen von Gasen, mit mindestens einer Zufuhr für Hochdruckmediura, die sich an einen oder an mehrere Wärmeaustauseher anschliesst, in dem(denen) das Hochdruckmedium unterhalb der diesem Druck zugehorenden Inversionstemperatur abgekühlt wird, wobei die Vorrichtung mindestens eine
Vorrichtung enthält, in der das im Wärmeaustauscher gekühlten Hochdruckmedium im Druck erniedrigt wird, und weiter einen oder mehrere Behälter, in d»m (denen) das Medium erniedrigten Drucks in thermische Berührung mit einer zu kühlenden Stelle gebracht oder im flüssigen Zustand.der Vorrichtung entommen werden kann, wobei ein Leitungssystem vorhanden ist, durch welches das Medium erniedrigten Drucks über einen oder
mehrere der erwähnten Wärmeaustauscher abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb in mindestens einem der erwähnten Behälter ein Druck vorherrscht, dep niedriger ist als der Druck, bei dem das Medium aus der Vorrichtung abgeführt wird, wobei die Vorrichtung, in der der -ruck erniedrigt wird, mindestens einen Ejektor besitzt, wobei wenigstens ein Teil des "gekühlten'Hochdruckmediuras dem Strahlrohr jedes der Ejektoren zugeführt werden kann und wobei die Saugseite mindestens eines dieser Ejektoren mit mindestens einem der erwähnten Behälter
niedrigeren Drucke verbunden ist, während die Abfuhr sich an das
Leitungssystem anschliesst, durch welches das Medium erniedrigten
Drucks aus der Vorrichtung abgeführt werden kann, wobei mindestens
einer der Ejektoren mit Abtrennmitteln versehen ist, durch welche die eich auf der Wand des Strahlrohres Für das Hochdruckmedium bildende
Grtnzechicht von dem Hochdruckraediumstrom abgetrennt wird.
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-14- PHN.1736
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennmittel durch eine ringförmige Ausnehmung in der "'and des Strahlrohres für das Hochdruckmedium gebildet werden, welche Ausnehmung vorzugsweise möglichst nahe a.T. Ende des Strahlrohres liegt und sich durch einen oder mehrere Kanüle an eine Stelle anschliesst, wo ein niedrigerer Druck vorherrscht als an der Stelle der ringförmigen Ausnehmung.
3. Vorricntcng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle der Ausnehmung der Durchmesaer des Strahlrohres,ir. der Stromrichtung gesehen, sprungiveise verkleirert ist.
■4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennmittel aus einer hinter dem Strahlrohr angeordneten, scharfen Elende bestehen, deren Durohmesser kleiner ist als der Durchmesser des Endes des Strahlrohres, wobei ein oder mehrere Kanäle einerseits zwischen Blende und Strahlrohr ausmünden und sndererseits an einer Stelle niedrigeren Drucks enden.
5. Ejektor zur Anwendung in einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einem Strahlrohr für das deir. Ejektor y.ugeführte Kochdruckmedium, einem Diffusor für die Abfuhr erniedrigten liedium Drucks unc. einem zwischen Strahlrohr und Diffusor mündenden Einlass für anzusaugendes Medium, dadurch gekennzeichnet, dass der Ejektor mit Abtrennmitteln versehen ist, durch welche die sich auf der Wand des Strahlrohres des Eochdruckmediuins bildende Grenzschicht von dem Hochdruckmediumstrom abgetrennt wird.
6. Ejektor nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daes die Abtrennmittei durch eine ringförmige Ausnehmung in der '"and des Strahl-
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BAD ORIGINAL
-15- PHN.1736
rohres für das Hochdruckmedium gebildet werden, welche Ausnehmung vorzugsweise möglichst nahe an dem Ende des Strahlrohres liegt und sich durch einen oder mehrere KanMle an eine Stelle anschliesst, wo ein niedrigerer Druck vorherrscht als an der Stelle der ringförmigen Ausnehmung.
7. Ejektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle der Ausnehmung der Durchmesser des Strahlrohres in der
--Stromrichtung gesehen, sprungweise verringert ist.
8. Ejektor nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennmittel durch eine hinter den· Strahlrohr angeordnete, scharfe Blende gebildet werden, deren Durchmesser kleiner eis der Durchmesser des Endes des Strahlrohres ist, wobei ein oder mehrere Kanäle einerseits zwischen Blende und Strahlrohr und andererseits an einer Stelle erniedrigten Drucks ausmünden.
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DE1551315A 1966-07-01 1967-06-29 Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte und/oder zur Verflüssigung von Gasen und zur Anwendung in einer solchen Vorrichtung geeigneter Ejektor Expired DE1551315C3 (de)

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