DE1551315B2 - Vorrichtung zur erzeugung von kaelte und/oder zur verfluessigung von gasen und zur anwendung in einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung von kaelte und/oder zur verfluessigung von gasen und zur anwendung in einer solchen vorrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte und/oder zur Verflüssigung von Gasen, mit einer Zufuhr von Hochdruckgas, an die über mindestens einen Wärmetauscher, in dem das Hochdruckgas unter die Inversionstemperatur abgekühlt wird, der Strahlrohreingang mindestens eines Ejektors angeschlossen ist, in welchem der Druck des gekühlten Hochdruckgases erniedrigt wird, wobei an den Diffusorausgang des Ejektors ein Auffangbehälter für das entspannte und teilweise verflüssigte Hochdruckgas angeschlossen ist, und der Gasraum des Auffangbehälters mit der Saugseite des Ejektors verbunden ist.
Eine Vorrichtung obenerwähnter Art ist aus der NL-OS 64 14 856 bekannt. Das im Auffangbehälter vorhandene Gas niedrigeren Drucks wird mittels des Ejektors abgesaugt.
Der Druck in diesem abgesaugten Behälter über der darin vorhandenen Flüssigkeit bestimmt die Temperatur, bei welcher die Kälte geliefert wird. Es liegt heutzutage eine große Nachfrage nach Vorrichtungen vor, die Kälte von Temperaturen liefern können, die immer mehr dem absoluten Nullpunkt näher kommen. Zu diesen niedrigeren Temperaturen gehören, wie erwähnt, niedrigere Drücke über der im Behälter vorhandenen Flüssigkeit. Wenn in dem System Helium vorhanden ist und wenn Kälte bei etwa I0K geliefert werden soll, so muß der Gasdruck über der Flüssigkeit 0,12 mm Hg sein. Soll bei dieser Temperatur noch Kälte geliefert werden, so muß der Ejektor imstande sein, Gas
ίο von 0,12 mm Hg abzusaugen. Es hat sich gezeigt, daß Ejektoren normalerweise ihre Absaugwirkung nur bis zu einem bestimmten Druck ausüben können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei der der Ejektor bis zu niedrigeren Drücken als bei bekannten Ejektoren absaugen kann.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr des Ejektors mit Mitteln zur Absaugung der sich an der inneren Wandung des Strahlrohres bildenden Grenzschicht versehen ist.
Die sich an der Wand des Strahlrohres bildende Grenzschicht hat eine niedrigere Geschwindigkeit als der Hauptstrom des Hochdruckmediums und umschließt nach Austritt aus dem Strahlrohr den Hauptstrom des Mediums höherer Geschwindigkeit. Diese Grenzschicht hat infolge seiner geringeren Geschwindigkeit in bezug auf die Ansaugwirkung eine erheblich geringere Wirksamkeit als der Hauptstrom mit seiner höheren Geschwindigkeit. Da die Grenzschicht des Mediums niedrigerer Geschwindigkeit den Hauptstrom abschirmt, wird die Saugwirkung des Ejektors im wesentlichen durch die Grenzschicht bestimmt.
Die Grenzschicht erhöht den minimal erreichbaren Saugdruck des Ejektors. Indem diese Grenzschicht im Saugrohr nach der Erfindung von dem Hauptstrom abgetrennt wird, wird die Saugwirksamkeit des Hauptstroms vergrößert, so daß der Ejektor bis zu niedrigeren Drücken ansaugt, wodurch die Vorrichtung nach der Erfindung Kälte bei niedrigeren Temperaturen liefert als bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist.
Es wird bemerkt, daß aus der CH-PS 2 61 467 ein Ejektor bekannt ist, bei dem der Diffusor mit Mitteln zum Absaugen einer sich auf der Diffusorwand bildenden Grenzschicht versehen ist. Dabei handelt es sich aber darum, den Wirkungsgrad des Diffusors derart zu verbessern, daß der Ejektor einen höheren Austrittsdruck liefert. Bei der kälteerzeugenden Vorrichtung nach der Erfindung hingegen wird die sich auf der Wand des Strahlrohres bildende Grenzschicht abgesaugt, damit der Ejektor den Mediumauffangbehälter bis zu einem niedrigeren Druck absaugen kann.
Bei einer günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Absaugmittel durch eine ringförmige Ausnehmung in der Wand des Strahlrohres gebildet, welche Ausnehmung vorzugsweise möglichst nahe am Ende des Strahlrohres liegt und sich durch einen oder mehrere Kanäle an eine Stelle des Ejektors anschließt, wo ein niedrigerer Druck vorherrscht als an der Stelle der ringförmigen Ausnehmung, wobei gleich nach der Ausnehmung der Durchmesser des Strahlsrohres, in der Stromrichtung gesehen, sprungweise abnimmt.
h5 Eine weitere günstige Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß Mittel eine hinter dem Strahlrohr angeordnete Blende umfassen, deren Durchmesser kleiner ist als der
Durchmesser des Austrittsendes des Strahlrohres, wobei die Blende ein Stück mit einem kegelförmigen, die Außenseite des Strahlrohres mit Abstand umgebenden Rohrstück bildet und der Zwischenraum zwischen dem kegelförmigen Rohrstück und dem Strahlrohr über ein oder mehrere Kanäle an eine Stelle des Ejektors angeschlossen ist, wo ein niedrigerer Druck herrscht.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt .
Fig. 1 schematisch, nicht maßstäblich, ein Beispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei niedrigerer Temperatur, die mit einem Ejektor versehen ist,
F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, schematisch und im Schnitt einen Ejektor, die
F i g. 3, 4 und 5 in vergrößertem unabhängigem Maßstab drei Ausführungsformen von Ejektoren mit Mitteln zum Abtrennen der auf der Wand des Ablaßrohres des Hochdruckmediums bildenden Grenzschicht von dem Hauptstrom des Hochdruckgases.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einem Kompressor 1. Der Austritt 2 dieses Kompressors ist über einen Kühler 3 an den Hochdruckteil des Wärmeaustauschers 4 angeschlossen. Die Hochdruckseite des Wärmeaustauschers 4 führt zum Eingang 5 eines Ejektors 6. Der Ausgang 7 des Ejektors 6 ist über einen Wärmeaustauscher 9 mit einem Auffangbehälter 8 verbunden. Der Gasraum des Behälters 8 steht über die Wärmeaustauscher 9 und 4 mit der Saugseite 10 des Kompressors 1 in Verbindung. Der Auffangbehälter 8 ist durch eine Leitung 11 mit einem Wärmeaustauscher 12 und einem Drosselhan 13 mit einem weiteren Behälter 14 verbunden. Der Gasraum des Behälters 14 ist durch eine Leitung 15 mit Wärmeaustauschern 12 und 9 mit der Saugseite 16 des Ejektors 6 verbunden. In dem Behälter 14 ist eine Wendel 17 angeordnet, durch welche ein zu kühlendes Medium geführt werden kann. Statt dieser Kühlwendel kann in dem Behälter auch ein anderer zu kühlender Gegenstand wie ein Speicher oder ein Rechenelement einer elektronischen Rechenmaschine angeordnet werden. Die Vorrichtung enthält weiter eine Regelvorrichtung 18, welche die Drosselvorrichtung 13 in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitspegel im Behälter
8 und/oder 14 regelt.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Der Kompressor 1 komprimiert ein Medium, z. B. Helium, bis zu einem Druck Pi. Dieses Hochdruckmedium wird im Kühler 3 und im Wärmeaustauscher 4 bis unter seine Inversionstemperatur abgekühlt und dann dem Ejektor 6 zugeführt. In diesem Ejektor wird der Druck des Mediums erniedrigt, wobei die potentielle Energie teilweise in kinetische Energie umgewandelt wird, die teilweise zum Erhöhen des Drucks des Gases niedrigen Drucks des Behälters 14 benutzt wird. Das Medium, das mit einem Druck P2 den Ejektor verläßt, wird in dem Auffangbehälter 8 aufgefangen. Das Gas mit dem Druck P2 kann über den Wärmeaustauscher 9 und 4 zurück zur Saugseite 10 des Kompressors 1 strömen. Die erhaltene Flüssigkeit wird im Drosselhahn 13 auf einen Druck P3 herabgesetzt, der der Temperatur e>o zugehört, bei der Kälte geliefert werden soll. Das Gas im Behälter 14 mit dem Druck Pj wird von dem Ejektor 6 abgesaugt und auf den Druck P2 des Fangbehälters 8 gebracht. Bevor das Gas des Behälters 14 in den Ejektor 6 einfließt, tauscht es in den Wärmeaustauschern 12 und (,->
9 Wärme aus dem Medium höheren Drucks aus. In dem Ejektor 6 wird die Energie des Hochdruckmediums teilweise zum Absaugen von Gas aus dem Behälter 14 und zum Erhöhen des Druckes des abgesaugten Gases auf einen Druck P2 benutzt. Der Druck Pj im Behälter 14, der der erwünschten niedrigeren Temperatur entspricht, kann dabei erheblich niedriger sein als der Druck P2 im Behälter 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 Pj und P\ wirksam ist. .
Der Ejektor 6, der in der Praxis die Abmessungen einer Streichholzschachtel haben kann, ist in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab schematisch dargestellt. Dieser Ejektor enthält ein Strahlrohr 20 für das Hochdruckgas, einen Diffusor 21 für die Abfur expandierten Mediums und einen Einlaß 22 für anzusaugendes Medium. Beim Stromdurchgang des Hochdruckgases 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 des heraustretenden Mediumstroms eine Geschwindigkeit V hat, die vorzugsweise größer als die Schallgeschwindigkeit 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 mit niedrigerer Geschwindigkeit um den Hauptstrom des Mediums nur eine sehr geringe Dicke von der Größenordnung von 3 μ hat, wird einleuchten, daß diese Grenzschicht eine Belastung für die Saugleistung des Ejektors bildet. Diese Grenzschicht hat infolge seiner geringeren Geschwindigkeit eine geringere Saugwirkung als der Kern des Mediumstroms. Weiterhin wird die Saugwirkung des Ejektors infolge der Abschirmung des Kernes durch die Grenzschicht im wesentlichen durch die Grenzschicht bestimmt. Diese Grenzschicht bestimmt somit im wesentlichen den erreichbaren Minimalsaugdruck des Ejektors.
F i g. 3 zeigt wieder einen Ejektor, dessen Einzelteile denen des Ejektors nach F i g. 2 entsprechen. Bei diesem Ejektor ist jedoch in der Wand des Strahlrohres eine Ausnehmung 25 vorgesehen, die durch einen Kanal 26 an eine Stelle 27 im Diffusor angeschlossen ist. An letztgenannter Stelle herrscht ein niedrigerer Druck vor als an der Stelle der Ausnehmung 25. Infolgedessen wird durch den Kanal 26-die auf der Wand 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. Es zeigt sich, daß die Geschwindigkeit des heraustretenden Mediumstroms überall gleich groß ist, was für die Saugwirkung des Ejektors besonders günstig ist. Der Teil des Stroms mit hoher Geschwindigkeit wird nicht mehr von der Grenzschicht mit niedrigerer Geschwindigkeit abgeschirmt. Der Behälter 14 kann infolgedessen bis zu einem niedrigeren Druck abgesaugt werden, wodurch die Kälte bei einer niedrigeren Temperatur erzeugt werden kann als bisher möglich war.
Obgleich der Kanal 26 in der Ausführungsform nach F i g. 3 an der Stelle 27 in den Diffusor ausmündet, kann die Grenzschicht in anderer Weise abgesaugt werden, d. h. indem der Kanal 26 sich 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 Ausnehmung 25 abliegenden Seite an eine gesonderte Absaugpumpe oder einen gesonderten Absaugejektor angeschlossen wird.
F i g. 4 zeigt wieder den Ejektor nach F i g. 2, bei dem die Grenzschicht durch den Kanal 26 abgesaugt wird, der hier in die Ausnehmung 25 mündet, die an einer Stelle der Wand des Strahlrohres liegt, wo die Wand sprungweise auf einen kleineren Durchmesser übergeht, so daß eine Stufe 28 gebildet wird. Auf diese Weise wird die Grenzschicht noch wirksamer entfernt als bei der Ausführungsform nach F i g. 3.
Da es wichtig ist, daß der austretende Mediumstrom völlig von der Grenzschicht befreit ist, sollen selbstverständlich die Ausnehmung 25 und die Stufe 28 möglichst nahe am Ende des Strahlrohres vorgesehen werden. F i g. 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 des Strahlrohres. Die Blende 30 bildet dabei einen Teil eines kegelförmigen Rohrstücks 31, das über die Außenseite des Strahlrohres geschoben 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 die Erfindung die Erkenntnis zugrunde liegt, daß die Ansaugleistung
to und der erzielbare minimale Saugdruck eines Ejektors durch die Grenzschicht beeinträchtigt werden, die sich auf der Wand des Strahlrohres bildet und daß dieser Nachteil behoben werden kann, indem diese Grenzschicht von dem Hauptstrom des Hochdruckmediums abgetrennt wird. Selbstverständlich ist eine große Anzahl von Konstruktionen zum Abtrennen dieser Grenzschicht denkbar, von denen beispielsweise hier drei beschrieben sind. Infolge dieser Absaugung der Grenzschicht wird die Ejektorwirkung und insbesondere die Ansaugwirkung stark verbessert, so daß der Gasdruck über der Flüssigkeit in dem Behälter, wo die Kälte erzeugt wild, erheblich niedriger sein kann als bei bekannten Vorrichtungen vorliegender Art, so daß die Kälte bei erheblich niedrigeren Temperaturen geliefert
werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte und/oder zur Verflüssigung von Gasen, mit einer Zufuhr von Hochdruckgas, an die über mindestens einen Wärmetauscher, in dem das Hochdruckgas unter die Inversionstemperatur abgekühlt wird, der Strahlrohreingang mindestens eines Ejektors angeschlossen ist, in welchem der Druck des gekühlten Hochdruckgases erniedrigt wird, wobei an den Diffusorausgang des Ejektors ein Auffangbehälter für das entspannte und teilweise verflüssigte Hochdruckgas angeschlossen ist, und der Gasraum des Auffangbehälters mit der Saugseite des Ejektors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (20) des Ejektors (6) mit Mitteln (25) zur Absaugung der sich an der inneren Wandung des Strahlrohres bildenden Grenzschicht
(19) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch eine ringförmige Ausnehmung (25) in der inneren Wandung des Strahlrohres (20) gebildet sind, wobei die Ausnehmung nahe am Ende des Strahlrohres liegt und über einen oder mehrere Kanäle (26) an eine Stelle (27) des Ejektors angeschlossen ist, wo ein niedrigerer Druck herrscht als an der Stelle der ringförmigen Ausnehmung, und daß unmittelbar nach der Ausnehmung der Innendurchmesser des Strahlrohres in der Stromrichtung gesehen sprungartig verringert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine hinter dem Strahlrohr
(20) angeordnete Blende (30) umfassen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Austrittsendes des Strahlrohres, wobei die Blende ein Stück mit einem kegelförmigen, die Außenseite des Strahlrohres mit Abstand umgebenden Rohrstück (31) bildet, und der Zwischenraum zwischen dem kegelförmigen Rohrstück (31) und dem Strahlrohr über ein oder mehrere Kanäle (26) an eine Stelle (27) des Ejektors angeschlossen ist, wo ein niedrigerer Druck herrscht.
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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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6807903A (de) * 1968-06-05 1969-12-09
US3998384A (en) * 1971-03-29 1976-12-21 Honeywell Inc. Pneumatic thermostat aspirator
NL7304885A (de) * 1973-04-09 1974-10-11
CH625609A5 (de) * 1977-12-23 1981-09-30 Sulzer Ag
EP1134517B1 (de) * 2000-03-15 2017-07-26 Denso Corporation Strahlkreislaufanordnung mit kritischem Kältemitteldruck
JP2003262432A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機用の熱交換器
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
US8814992B2 (en) 2011-06-01 2014-08-26 Greene's Energy Group, Llc Gas expansion cooling method
DE102017010690A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 Gisela Höckenreiner Temperaturänderungsvorrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2000741A (en) * 1933-10-26 1935-05-07 Gen Electric Fluid jet pump
US2000762A (en) * 1933-10-26 1935-05-07 Gen Electric Fluid jet pump

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