DE1967744U - DEVICE FOR GENERATING COLD AT LOW TEMPERATURES AND / OR LIQUIDING AN AGENT. - Google Patents

DEVICE FOR GENERATING COLD AT LOW TEMPERATURES AND / OR LIQUIDING AN AGENT.

Info

Publication number
DE1967744U
DE1967744U DEN17249U DEN0017249U DE1967744U DE 1967744 U DE1967744 U DE 1967744U DE N17249 U DEN17249 U DE N17249U DE N0017249 U DEN0017249 U DE N0017249U DE 1967744 U DE1967744 U DE 1967744U
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
room
warmer
agent
colder
expansion machine
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.)
Expired
Application number
DEN17249U
Other languages
German (de)
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 DE1967744U publication Critical patent/DE1967744U/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/06Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005Light or noble gases
    • F25J1/0007Helium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005Light or noble gases
    • F25J1/001Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes 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
    • F25J1/0032Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes 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
    • F25J1/0032Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0045Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by vaporising a liquid return stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0201Processes 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 using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202Processes 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 using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0225Processes 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 using other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0228Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235Heat exchange integration
    • F25J1/0236Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes 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
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0245Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
    • F25J1/0251Intermittent or alternating process, so-called batch process, e.g. "peak-shaving"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/908External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Vorrichtung zum Erzeugen von Kalte bei niedrigen !Temperaturen und/oder zum Verflüssigen eines Mittels.Device for generating cold at low temperatures and / or for liquefying an agent.

Die Feuerung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kälteerzeugung und/oder zum Verflüssigen eines Mittels unter Verwendung einer Kompressionseinrichtung, mit der "bei höherer mittlerer !Temperatur ein Mittel Ms über den kritischen Druck verdichtet wird, and deren Auslaß über einen oder mehrere Wärmeaustauscher oder Regeneratoren an den Einlaß einer Expansionseinrichtung angeschlossen ist, während der Auslaß für entspanntes Mittel über die Wärmeaustauscher oder Regeneratoren mit dem Einlaß der Kompressionseinrichtung verbunden ist. . - - ■ The furnace "refers to a device for generating cold and / or for liquefying an agent using a compression device with the "at higher average! temperature." an agent Ms is compressed above the critical pressure, and their outlet via one or more heat exchangers or regenerators is connected to the inlet of an expansion device, while the outlet for expanded agent via the heat exchanger or regenerators connected to the inlet of the compression device. . - - ■

Es ist bekannt, zum Erreichen niedriger Temperataren ein Mittel bei höherer !Temperatur zu komprimieren und bei niedriger {Temperatur zu expandieren. Die Expansion des Mittels kann dabei in einer Expansionsmaschine oder in einer Drosselvorrichtung erfolgen.It is known to provide a means of achieving low temperatures to compress at higher! temperature and at lower {temperature to expand. The expansion of the agent can be in an expansion machine or in a throttle device.

In vorliegender !Teuerung, soll unter einer Expansionsmaschine eine Maschine verstanden werden, in der ein Mittel nahezu umkehrbar adiabatisch expandiert werden kannf Dies steht im Gegensatz zu einer Drosselvorrichtung, in der die Expansion zwar adiabatisoh, aber nicht umkehrbar stattfindet. -In the present! Inflation, to below an expansion machine to a machine to be understood in the means can be virtually expanded adiabatically reversible f This is in contrast to a throttle device, in which the expansion Although adiabatisoh, but does not take place reversibly. -

MI»««ISI Diose Unterlage (Bsichrelbung ur<J Sohutzonspr.) 5sf die zuiefzi einreichte, sie weleW ;»* *v. fomina Λτ ursprünglich eingereichten Unierlagon ob Oi6 wihtli;he eedeulung-.-iw Ab^lchung Is) ^chK^ -oTÄrtflgacb eingereichlofi Unfein be«nden :^ ■ ^ ^ ^n ". S:-, ^onnan >d^,r-ohn« H«W, gin« «WliChefi Interesse geiMhfenfrei «m9e$ehea werden· Auf Antrog '-«erden hiervon euch rOrokopien »J*r HU« MI »« «ISI Diose document (Bsichrelbung ur <J Sohutzonspr.) 5sf which zuiefzi submitted, she weleW;» * * v. fomina Λτ originally submitted to Unierlagon ob Oi6 wihtli; he eedeulung -.- iw Ab ^ lchung Is) ^ chK ^ -oTÄrtflgacb received Unfein b e «nd en : ^ ■ ^ ^ ^ n ". S: -, ^ onnan> d ^ , r-ohn «H« W, gin « « WliChefi interest free of embossing «m 9 e $ ehea to be · On Antrog '-« earth you rOrocopies »J * r HU«

— 2 —- 2 -

Eine Expansionsmaschine ist nur dann gut brauchbar, wenn während der Expansion kein Phasenübergang des Mittels auftritt. Bei Phasenübergang treten nämlich Kavitationserscheinungen auf, während der Wirkungsgrad der Maschine beeinträchtigt wird. Bis heute wurde allgemein angenommen, daß Maschinen dieser Art nur verwendbar sind, sofern die Expansionstemperatur nicht carter der kritischen Temperatur des Mittels liegt.An expansion machine is only useful if no phase transition of the agent occurs during the expansion. at Phase transition occurs namely cavitation phenomena, while the efficiency of the machine is impaired. Until now it has been generally assumed that machines of this type can only be used if the expansion temperature is not carter is the critical temperature of the agent.

Zum Erreichen sehr niedriger Temperaturen und auch zum Verflüssigen eines Mittels findet denn auch allgemein eine Drosselvorrichtung Verwendung. Der Nachteil einer solchen Drosselvorrichtung ist jedoch, daß die Expansion mit einem viel geringeren Wirkungsgrad erfolgt.To achieve very low temperatures and also to liquefy a means is then generally used as a throttle device. The disadvantage of such a throttle device however, it is that the expansion occurs with a much lower efficiency.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, das Mittel bis über den kritischen Druck zu verdichten, es dann bis unter die kritische Temperatur abzukühlen und schließlich auf einen Druck zu entspannen, der auch noch über dem kritischen Druck des Mittels liegt. Hierbei tritt selbstverständlich während der Entspannung kein Phasenübergang auf, so daß die Entspannung in einer Expansionsmaschine stattfinden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist,jedoch, daß die Kälteleistung gering ist.In order to eliminate this disadvantage, it has already been proposed that to compress the agent up to above the critical pressure, then to cool it down to below the critical temperature and finally to relax to a pressure that is also above the critical pressure of the agent. This of course occurs during the relaxation no phase transition, so that the relaxation can take place in an expansion machine. One downside to this Method is, however, that the cooling capacity is low.

Die Heuerung beruht auf der Erkenntnis, daß das Mittel zwar in einer Expansionsmaschine bis auf einen Druck entspannt werden kann, der unter dem kritischen Druck des Mittels liegt, wenn nur dafür Sorge getragen wird, daß das Mittel von der Expansion soweit abgekühlt wird, daß während der Expansion kein Phasenübergang auftritt. Nach der Expansion läßt sich dann die Verdampfungswärme ganz oder teilweise als Kälteleistung gewinnen.The hiring is based on the knowledge that the means are indeed in an expansion machine can be relaxed to a pressure which is below the critical pressure of the agent, if care is only taken that the agent is cooled by the expansion to such an extent that no phase transition occurs during the expansion occurs. After the expansion, the heat of evaporation can then be reduced gain in whole or in part as cooling capacity.

Um von dieser Erkenntnis Gebrauch machen zu können, zeichnet sieh die eingangs umschriebene Vorrichtung gemäß der Neuerung durch die Besonderheit aus, daß die Entspannungsvorrichtung im wesentlichen aus einer Expansionsmaschine besteht, und daßIn order to be able to make use of this knowledge, see the device described at the beginning according to the innovation characterized by the fact that the relaxation device consists essentially of an expansion machine, and that

zwischen der Auslaßöffnung der Expansionsmaschine und den erwähnten Wärmeaustauschern ein Verdampfer vorhanden ist, in dem das entspannte Mittel mit einer abzukühlenden Stelle in Wärmeaustausch steht, und daß im Verdampfer ein oder mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind, deren eines Ende an den Auslaß für verdichtetes Mittel des Wärmeaustauschers und deren anderes Ende an den Einlaß der Expansionsmaschine angeschlossen ist.between the outlet of the expansion machine and the an evaporator is present in the heat exchangers mentioned, in which the relaxed means is in heat exchange with a point to be cooled, and that one or more in the evaporator Cooling channels are provided, one end of which to the outlet for compressed medium of the heat exchanger and the other End is connected to the inlet of the expansion machine.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Neuerung besteht darin, daß die Expansionsmaschine aus mindestens einem zylinderförmigen Körper mit einem in diesem "bewegbaren doppeltwirkenden kolbenförmigen Körper besteht, wobei dieser kolbenförmige Körper mittels der beiden Kolbenflächen den Rauminhalt eines wärmeren Raumes, der im Betrieb eine höhere mittlere !Temperatur aufweist, und eines kälteren Eaumes, der im Betrieb eine niedrigere mittlere Temperatur aufweist, zu ändern vermag, während diesen beiden Räume miteinander verbunden sind, wobei sich in dieser Verbindung vorzugsweise mindestens ein Kühler und mindestens ein Regenerator befinden, während die Verdichtungsvorrichtung über steuerbare Ventile mit dem v/ärmeren Raum in Verbindung gebracht werden kann, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, um die steuerbaren Ventile derart zu betätigen, daß das Einlaßventil geöffnet wird, wenn der wärmere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und geschlossen wird, nachdem äer kolbenförmige Körper sich in Richtung zum wärmeren Raum hin in Bewegung gesetzt hat, wonach die Regeleinrichtung das Auslaßventil langsam öffnet, wenn der kältere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und es geöffnet hält, bis der kältere Raum nahezu den kleinsten Rauminhalt hat. Diese Vorrichtung eignet sich sehr gut zum Erreichen niecfciger Temperaturen. Another advantageous embodiment of the device according to the innovation is that the expansion machine from at least one cylindrical body with a "movable double-acting piston-shaped body" in this, this piston-shaped body, by means of the two piston surfaces, the volume of a warmer room, which is in operation has a higher mean temperature, and a colder room that has a lower mean temperature during operation has, able to change, while these two spaces interrelate are connected, in this connection preferably at least one cooler and at least one regenerator are located, while the compression device can be brought into connection with the v / poorer space via controllable valves, a control device being provided is to operate the controllable valves so that the inlet valve is opened when the warmer room is close to the has the largest volume, and is closed after a piston-shaped bodies in the direction of the warmer room has set in motion, after which the control device slowly opens the outlet valve when the colder room is almost has the largest volume and keeps it open until the colder room has almost the smallest volume. This device is very suitable for reaching low temperatures.

Hierbei steht die an den wärmeren Raum angeschlossene Zuführungsleitung für verdichtetes Mittel zweckmäßig im Wärmeaustausch mit einer Kältequelle, z.B. einer Kaltgaskühlmasehine. In this case, the supply line for compressed medium connected to the warmer room is expediently in heat exchange with a cold source, e.g. a cold gas cooling machine.

Der Vorteil des Vorhandenseins eines Kührers in der Verbindung zwischen kälterem und wärmerem liaum oder in der Zufuhrleitung für verdichtetes Mittel ist, daß der wärmere Raum eine mittlere Temperatur aufweist, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels niedriger als die Zimmertemperatur sein kann, so daß die Temperattirdifferenz zwischen dem kälteren s und dem wärmeren Saum weniger groß ist und ler Regenerator nicht so schwer ''belastet wird. Weiter versorgen diese Kühler auch die Ableitung der erzeugten Verdichtungswärme.The advantage of having a cooler in the connection between the colder and warmer liaum or in the feed line for compressed medium is that the warmer room has an average temperature which, depending on the temperature of the coolant, can be lower than the room temperature, so that the The temperature difference between the colder s and the warmer border is less large and the regenerator is not so heavily loaded. These coolers also take care of the dissipation of the compression heat generated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in die Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum mehrere Regeneratoren aufgenommen, wobei das Mittel auf seinem Weg von einem zum anderen Regenerator durch einen Kühler hindurchgeht.According to a further advantageous embodiment, there are several in the connection between the warmer and the colder room Regenerators added, the agent passing through a cooler on its way from one regenerator to the other.

Bei einer weiteren, insbesondere "für Flüssigkeit se r ζ eugung geeignete Ausführungsform ist in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum zwischen dem letzten Regenerator und dem kälteren Raum ein Kühler vorgesehen, der aus einem oder mehreren Kühlkanälen besteht, die in ein Bad aus unter niedrigem Druck siedendem Mittel eingetauscht sind. Hierbei ist der kältere Raum zweckmäßig mit einem Abfluß für flüssiges, unter niedrigem Druck siedendes Mittel versehen.With a further, in particular "for liquid se r ζ eugung a suitable embodiment is in the connection between the warmer and the colder space between the last regenerator and the colder room is provided with a cooler, which consists of one or more cooling channels, which lead into a bath from below low Pressure boiling agent are exchanged. Here, the colder room is useful with a drain for liquid, under low Pressure boiling agent provided.

Zweckvoll ist es, wenn der Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel durch eine Leitung mit dem Flüssigkeitsbad verbunden ist, wobei in dieser leitung und in der Verbindung * zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum steuerbare Ventile angebracht sind.It is useful if the drain for liquid under low pressure boiling means through a line with the liquid bath is connected, with controllable valves in this line and in the connection * between the warmer and the colder room are attached.

Die !Teuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. The inflation is explained in more detail below with reference to the drawing.

fig. 1 zeigt sehematisch ein Temperatur-Entropie-Diagramm, an dem die Neuerung grundsätzlich erläutert ist.fig. 1 schematically shows a temperature-entropy diagram which the innovation is basically explained.

Me Fig.-2,- 3 und 4 zeigen se nematisch drei verschieden gemäß der Neuerung ausgebildete Yorrichtungen zum Erzeugen von Kälte bei niedrigen !Temperaturen.Me Fig. 2, -3 and 4 show se nematically three different according to the innovation trained devices for generating cold at low! temperatures.

Die fig. 5 und 6 zeigen schematiseh zwei weitere Vorrichtungen gemäß der Neuerung zum Erzeugen von Kälte "bei sehr niedrigen Temperaturen, bei welchen Vorrichtungen als Expansionsmaschine ein Zylinder mit einem in ihm beweglichen doppeltwirkenden Kolben Verwendung findet, wobei die Räume beiderseits dieses Kolbens voneinander verschiedene mittlere (Temperaturen aufweisen und über einen Regenerator miteinander in Verbindung stehen.The fig. Figures 5 and 6 schematically show two further devices according to the innovation for generating cold "at very low levels Temperatures at which devices as an expansion machine a cylinder with a double-acting piston movable in it is used, the spaces on both sides of this Pistons have different average temperatures and are connected to one another via a regenerator stand.

!Fig. 1 zeigt ein TS-Diagramm. In diesem IS-Diagramm ist ein Kreislauf dargestellt. Dieser Kreislauf umfaßt eine isotherme Kompression von Punkt 1 zum Punkt 2. Im Punkt 1 befindet sich, der Druck unterhalb seines kritischen Wertes, im Punkt 2 oberhalb dieses kritischen Yfertes. Das verdichtete Mittel wird dann bei gleichbleibendem Druck bis zum Punkt 3 abgekühlt. In diesem Punkt hat das verdichtete Mittel eine Temperatur, die nahezu gleich der Siedetemperatur des entspannten Mittels ist. Danach wird das Mittel in einer Expansionsmaschine vom Punkt 3 bis zum Punkt 4 entspannt. Im Punkt 4 ist der Druck des Mittels niedriger als der kritische Druck, und auch die Temperatur ist niedriger als die kritische Temperatur. Dennoch entstehen keine Schwierigkeiten infolge eines sogenannten "Wasserschlages" in■-.' der Expansionsmaschine, denn es tritt kein Phasenübergang auf. Vom Punkt 4 an wird das Mittel, z.B. in einem Drosselventil, in den Zustand des Punktes 5 gebracht. In diesem Punkt fängt die Dampfbildung an. Das Mittel geht jetzt unter Wärmeaufnahme vom Zustand 5 in den Zustand 6 über. Die Verdampfungswärme bildet hierbei die Kälteleistung· Vom Punkt 6 wird das verflüchtigte Mittel wieder aufgewärmt, z.B. in Wärmeaustausch mit verdichtetem Mittel bis es sich wieder im Ausgangszustand befindet. Das Merkwürdige dieses Kreislaufs ist, daß, während! Fig. 1 shows a TS diagram. In this IS diagram there is a Cycle shown. This circuit comprises an isothermal compression from point 1 to point 2. In point 1 is the pressure below its critical value, in point 2 above this critical value. The condensed medium then becomes cooled down to point 3 with constant pressure. At this point the compacted medium has a temperature which is close to is equal to the boiling point of the relaxed agent. Then the agent is in an expansion machine from point 3 to Point 4 relaxed. At point 4, the pressure of the medium is lower than the critical pressure, and the temperature is also lower than the critical temperature. Still none arise Difficulties as a result of a so-called "water hammer" in ■ -. ' the expansion machine, because there is no phase transition. From point 4 on, the agent, e.g. in a throttle valve, brought into the state of point 5. At this point the steam begins to form. The remedy is now absorbing heat from state 5 to state 6. The heat of evaporation forms the cooling capacity · From point 6, the evaporated Medium warmed up again, e.g. in heat exchange with compressed medium until it is back to its original state is located. The strange thing about this cycle is that, while

β -β -

man bisher mit einem bestimmten Kreislauf v©n der rechten Seite her in den I1IUs sigkeits-Dampf-Bereich eindrang, beim Kreislauf nach der Neuerung die Entspannung links vom liüssigkeits-Dampf-Bereioh ohne Phasenübergang stattfindet, wonach im Verdampfer der Ilüssigkeits-Damff-Bereieh von links nach rechts durchlaufen wird. .-."-"" .-.:;.one previously v with a particular circuit © the right side in the circuit according to the innovation, the relaxation n forth in the I 1 IUs sigkeits-vapor region penetrated the left of the liüssigkeits steam Bereioh takes place without phase transition, which in the evaporator of Ilüssigkeits-Damff - Area is traversed from left to right. .-. "-"".-.:;.

Ein weiterer überraschender Aspekt dieses Kreislaufs ist, daß die Entspannung in einer Expansionsmaschine erfolgt. Es würde am meisten auf der Hand liegen, die Entspannung in einem Drosselventil durchzuführen. Hierbei würde sich jedoch eine erhebliche schlechtere Kälteleistung ergeben. Das Mittel würde dabei nämlich vom Punkt 3 her der linie konstanter Enthalpie folgen. Diese Linie ist in der Figur gestrichelt angegeben. Aus dem Verlauf dieser Linie geht deutlich hervor, daß ein Teil der Kälteleistung verloren geht.Another surprising aspect of this cycle is that the expansion takes place in an expansion machine. It would the most obvious thing to do is to perform the relaxation in a throttle valve. However, this would be a considerable result in poorer cooling performance. The mean would follow the line of constant enthalpy from point 3. This line is indicated by dashed lines in the figure. The course of this line clearly shows that part of the Cooling capacity is lost.

Fig. 2 zeigt sohematisch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei niedrigen Temperaturen. Diese Vorrichtung enthält einen Kompressor 1o. An diesen Kompressor schließt eine Abfuhrleitung 11 für verdichtetes Mittel an. In dieser Leitung befindet sich ein Pufferraum 12, hinter den die Abfuhrleitung einen Wärmeaustauscher 13 durchläuft. Nach Durchlaufen des Wärmeaustauschers 13 führt die Leitung 11 zu einer Expansionsmaschine 14, an deren Auslaß eine Leitung 15 anschließt. Ein in dieser angeordnetes Drosselventil mündet in ein Gefäß 17. In diesem &efäß 17 ist eine Schlange 18 angeordnet, durch die ein zu kühlendes Mittel hindurchgeleitet werden kann. Weiter ist an das G-efäß 17 eine Eücklaufleitung 19 angeschlossen, in dem sich ein Pufferraum 2o befindet. Die Leitung 19 führt über den Wärmeaustauscher 13 zurück zum Einlaß des Kompressors 1 ο,Fig. 2 shows schematically a device for generating Cold at low temperatures. This device includes a compressor 1o. A discharge line connects to this compressor 11 for compacted medium. In this line there is a buffer space 12, behind which the discharge line a heat exchanger 13 passes through. After passing through the heat exchanger 13, the line 11 leads to an expansion machine 14, at the outlet of which a line 15 is connected. A throttle valve arranged in this opens into a vessel 17. A snake 18 is arranged in this vessel 17 through which an agent to be cooled can be passed through. A return line 19 is also connected to the G-efäß 17, in which there is a buffer space 2o. The line 19 leads via the heat exchanger 13 back to the inlet of the compressor 1 ο,

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist-folgende. Der Kompressor 1ο verdichtet ein Mittel, z.B. Wasserstoff oder Helium, bis über den kritischen Druck. Dieses verdichtete Mittel strömt durch die Leitung 11 zum Wärmeaustauscher 13, in demThe mode of operation of this device is as follows. The compressor 1ο compresses a medium, e.g. hydrogen or helium, up to the critical pressure. This compressed medium flows through line 11 to heat exchanger 13, in which

-T--T-

es in Wärmeaustausch mit entspanntem Mittel nahezu "bis auf die Siedetemperatur dieses entspannten Mittels abgekühlt wird. Dann wird das Mittel in der Expansionsmaschine 14 bis unter den kritischen Druck entspannt. Danach wird das Mittel durch das Drosselventil 16, in dem sein Druck gegebenenfalls etwas abgesenkt wird, dem Gefäß 17 zugeführt. In diesem Gefäß 17 "befindet sich siedendes flüssiges Mittel. Dieses verdampft dadurch, daß es mit dem abzukühlenden Mittel, das durch die Schlange 18 strömt, in Wärmeaustausch ist. Das verdampfte Mittel strömt durch die Leitung 19 zum Kompressor 1o zurück. Die Expansionsmaschine kann sowohl eine Turbinen- als auch eine Kolbenexpansionsmaschine sein.it in heat exchange with relaxed means almost "up to the Boiling temperature of this relaxed agent is cooled. Then the agent is in the expansion machine 14 to below the relaxed critical pressure. Thereafter, the agent is through the throttle valve 16, in which its pressure is reduced somewhat if necessary is fed to the vessel 17. In this vessel 17 ″ there is a boiling liquid medium. This evaporates in that it is in heat exchange with the agent to be cooled flowing through the coil 18. That evaporated Medium flows back through line 19 to compressor 1o. The expansion machine can be both turbine and be a piston expansion machine.

Der Anlauf des Prozesses kann bei der in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung Schwierigkeiten bereiten, weil das verdichtete Mittel im Wärmeaustauscher 13 nicht genügend abgekühlt wird, so daß in der Expansionsmaschine Wasserschlag auftritt. Um dies zu verhindern kann bei der Inbetriebsetzung der Maschine etwas Kondensat in die Vorrichtung eingegossen werden, das die Abkühlung besorgt.The start of the process can be done in Pig. 2 cause difficulties because the compressed medium in the heat exchanger 13 is not cooled sufficiently, so that water hammer occurs in the expansion machine. U m this may prevent some condensate can be poured into the apparatus at the start-up of the machine, the cooling concerned.

Das Anlaufproblem kann auch auf andere Weise gelöst werden und zwar dadurch, daß während des Anlaufs die Entspannung in einem parallel zur Expansionsmaschine geschalteten Diosselventil durchgeführt wird. Eine solche Vorrichtung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Diese Vorrichtung unterscheidet sich insofern von der in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung, als sie ein zweites Drosselventil 21 enthält, das in eine Leitung aufgenommen ist. Diese Leitung ist über einen Dreiwegehahn 23 an die Leitung 11 für verdichtetes Mittel angeschlossen. Während des Anlaufs der Vorrichtung wird der Dreiwegehahn 23 in eine Stellung gebracht, bei der das verdichtete Mittel in die Leitung 22 hineinströmt, so daß sein Druck im Drosselventil 21 abgesenkt wird· Wenn die Vorrichtung ausreichend abgekühlt ist,The start-up problem can also be solved in other ways namely, that during start-up the relaxation in a diosel valve connected in parallel to the expansion machine is carried out. Such a device is shown schematically in FIG. This device is different differs from that in Pig. 2 device shown, as it contains a second throttle valve 21 which is received in a line. This line is connected to a three-way valve 23 the line 11 connected for compressed medium. During the start-up of the device, the three-way valve 23 is in a Bred position in which the compressed medium flows into the line 22, so that its pressure in the throttle valve 21 when the device has cooled down sufficiently,

wird der Dreiwegehahn 23 so verstellt, daß sämtlioheskomprimiertes Mittel in der Expansionsmaschine 14 entspannt wird. Die Wirkungsweise dieser^ Yorriehtung entspricht im übrigen derjenigen der Vorrichtung nach Pig. 2. : the three-way cock 23 is adjusted so that all the compressed agent in the expansion machine 14 is relaxed. The mode of operation of this arrangement corresponds to that of the Pig device. 2 .:

Mg. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte hei niedrigen Temperaturen, bei der gegebenenfalls eine gewisse Menge an flüssiges Mittel abgelassen werden kann. Wenn flüssiges Mittel abgelassen wird, bedeutet dies, daß der Wärmeaustauscher 13 nicht mehr im G-leichgewicht ist. Das verdichtete Mittel wird dann im Wärmeaustauscher nieht mehr ausreichend abgekühlt. Um dennoch eine für die Expansion ausreichend tiefe Temperatur des verdichteten Mittels zu erhalten, wird ein Teil der geleisteten Kälte für die Abkühlung des verdichteten Mittels benutzt. Zu diesem Zweck ist im !Flüssigkeitsbad 17 eine Kühlschlange 24 vorgesehen, deren eines Ende mit der leitung 11 für verdichtetes Mittel und deren anderes Ende mit dem Einlaß der Expansionsmaschine verbunden ist. Hierdurch ergibt sich wieder eine gut wirkende Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei tiefen Temperaturen, der gegebenenfalls über den Ablaß 25 flüssiges Mittel entnommen werden kann.Mg. 4 shows a device for generating cold at low temperatures Temperatures at which, if necessary, a certain amount of liquid agent can be drained off. If liquid Medium is drained, this means that the heat exchanger 13 is no longer in equilibrium. That condensed The agent is then no longer adequately cooled in the heat exchanger. In order to be sufficiently deep for the expansion To maintain the temperature of the compacted medium, part of the cold provided is used for cooling the compacted medium used. For this purpose there is a cooling coil in the liquid bath 17 24 is provided, one end of which is connected to the conduit 11 for compressed medium and the other end of which is connected to the inlet the expansion machine is connected. This again results in a well-functioning device for generating cold at low temperatures, which can optionally be withdrawn via the outlet 25 liquid agent.

fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei tiefen Temperaturen, die eine etwas abgewandelte Expansionsmaschine enthält. Die Vorrichtung besteht aus einem Kompressor 5o, an den eine Abfuhrleitung 51 für verdichtetes Mittel anschließt. Die Abfuhrleitung 51 ist über den Wärmeaustauscher 52 an ein Puffergefäß 53 angeschlossen, während die Zufuhrleitung 54 mit einem Puffergefäß 55 verbunden ist. Die Puffergefäße 53 und 55 sind über steuerbare Ventile 56 bzw. 57 an eine gemeinsame Leitung 58 angeschlossen. Diese Leitung ist an einen Zylinder angeschlossen, in dem ein Verdränger 61 bewegbar ist. Der Verdränger 6o trennt dabei zwei Räume 61 und 62. Die Räume 62 und 61 stehen über einen Kühler 63, einen Regenerator 64 und einen Verdampfer 65 miteinander in Verbindung. Der Raum 61 hat dabei eine höhere Temperatur als der Raum 62.fig. 5 shows a device for generating cold at low temperatures, which is a somewhat modified expansion machine contains. The device consists of a compressor 5o to which a discharge line 51 for compressed medium is connected. The discharge line 51 is connected to a buffer vessel 53 via the heat exchanger 52, while the supply line 54 is connected to a buffer vessel 55. The buffer vessels 53 and 55 are connected to a common via controllable valves 56 and 57, respectively Line 58 connected. This line is attached to a cylinder connected, in which a displacer 61 is movable. The displacer 6o separates two rooms 61 and 62. The rooms 62 and 61 stand above a cooler 63, a regenerator 64 and a Evaporator 65 in communication with one another. The room 61 has a higher temperature than the room 62.

_ Q_ Q

Die Wirkungsweise dieser TTorrieliitiiag ist folgeiide. Wenn der Verdränger 6o nahezu-'."die untere Lage einnimmt, öffnet eine nichtdargestellte Regeleinrichtung das Ventil 56, so daß verdichtetes Mittel durch die leitung 58 in den Raum 61 eintritt. Dann bewegt sieh derVerdränger; 6o naeh oben, so daß das Mittel aus dem Raum 61 zum Raum 62 gefördert wird. Dabei gibt das Mittel Wärme an den/Kühler63 und den Regenerator 64 ab, so daß es den Raum 62 mit einer Temperatur erreicht, die nahezu gleiehder Siedetemperatur des entspannten Mittels ist« Wenn der Yerdränger 6© die oberste Lage erreicht hat, wird das Ventil 56 geschlossen und das Ventil 57 langsam geöffnet. Das Mittel im Kaum 62 entspannt sieh. Dann bewegt sich der Verdränger 6© wieder nach unten. Das entspannte Mittel verdampft im Verdampfer 65 und strömt über den Regenerator 64 und dem Kühler 65 unter Wärmeaufnahme zum Raum 61 zurück. ν :The mode of action of this TTorrieliitiiag is consequent. When the displacer 6o almost - '. "Assumes the lower position, a control device (not shown) opens the valve 56, so that compressed medium enters the space 61 through the line 58. Then the displacer 6o moves close to the top, so that the medium out the room 61 is conveyed to the room 62. The agent gives off heat to the / cooler 63 and the regenerator 64, so that it reaches the room 62 at a temperature which is almost the same as the boiling point of the relaxed agent has reached the topmost position, the valve 56 is closed and the valve 57 is slowly opened. The agent is relaxed in the bar 62. Then the displacer 6 © moves down again. The relaxed agent evaporates in the evaporator 65 and flows over the regenerator 64 and the cooler 65 with heat absorption back to space 61. ν:

Die Temperatur, die im Raum 61 herrscht, hängt vom Kühler ab. Dieser kann ein üblleher Wasserkühler sein, so daß die Temperatur des Raumes 61 etwa Zimmertemperatur ist. Es ist jedoch auch möglieh, als Kühler eine Kaltgaskühlmaseliine zu benutzen, die den Raum 61 auf z.B. 8o K hält. Dies bedeutet selbstverständlich eine erhebiieh geringere Belastung des Regenerators. ν :The temperature that prevails in room 61 depends on the cooler. This can be a common water cooler, so that the temperature of the room 61 is approximately room temperature. However, it is also possible to use a cold gas cooling unit as a cooler, which keeps the space 61 at 8o K, for example. This of course means a considerably lower load on the regenerator. ν:

Eine weitere Ausführungsform der vorstehend erläuterten Vorrichtung ist in Pig, 6 dargestellt. Bei dieser Vorrichtung ist es möglich, flüssiges Mittel abzulassen. Bei dieser Ausführungsform befinden sich in der Verbindung zwischen den Räumen 61 und 62 zwei Regeneratoren 66 und 67 und zwei Kühler 68 und 69. Weiter wird das Mittel auf dem Wege zum Raum 62 naeh dem Durchgang durch den letzten Regenerator 67 durch eine Kühlschlange 7o hindurchgeleitet, die in flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel in einem Gefäß 71 eingetaucht ist. Die Kühlschlange steht, über eine Leitung 72 mit einemAnother embodiment of the device explained above is shown in Pig, 6. With this device it is possible to drain liquid agent. In this embodiment, two regenerators 66 and 67 and two coolers 68 and 69 are located in the connection between rooms 61 and 62. Furthermore, the agent is passed through a cooling coil 7o on the way to room 62 near the passage through the last regenerator 67, which is immersed in liquid under low pressure boiling agent in a vessel 71. The cooling coil is via a line 72 with a

- 1o -- 1o -

■ ■ : ^ ■- ■' ■- ■ ■ ■ /ff■ ■: ^ ■ - ■ '■ - ■ ■ ■ / ff

- 1ο - - -r - 1ο - - - r

steuerbaren Ventil 73, mit dem Raum 62 in Verbindung. Der Saum stellt weiter über eine Flüssigkeitsabfuhrleitung 74 mit dem Gefäß 71 in Verbindung. In dieser leitung 74 ist ein steuerbares Ventil 75 eingebaut. Das Gefäß 71 ist weiter mit einem Ablaß 76 für flüssiges Mittel versehen.controllable valve 73, with the space 62 in connection. The skirt also connects to the vessel via a liquid discharge line 74 71 in connection. A controllable valve 75 is installed in this line 74. The vessel 71 is further with an outlet 76 provided for liquid means.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende. Wenn der Verdränger βο sich in der untersten lage befindet, wird das Ventil 56 geöffnet. Der Druck in den Eäumen 61 und 62 wird infolgedessen überkritisch. Der Verdränger βο bewegt sich dann nach oben, so daß Mittel aus dem Raum 61 zum Raum 62 gefördert wird. Bei dieser Förderung durchströmt das Mittel den Kühler 68, den Regenerator 66, den Kühler 69 und den Regenerator 67. Nach diesem Regenerator wird das bereits stark abgekühlte Mittel durch die in siedendes Mittel eingetauchte Kühlschlange 7o hindurchgeleitet, wonach es durch das geöffnete Ventil 73 in den Expansionsraum 62 einströmt. Wenn der Verdränger 6o die oberste Lage einnimmt, wird das Ventil 56 geschlossen und das Ventil 57 langsam geöffnet. Hierdurch entspannt sich das Mittel, so daß im Raum 62 siedende flüssigkeit erscheint. Durch Öffnen des Ventils 75 fließt diese flüssigkeit zum Gefäß 71. Um zu verhindern, daß !Flüssigkeit in die Iieitung 72 Eindringt, wird gleichzeitig das Ventil 73 geschlossen» Der im Gefäß 71 gebildete Dampf kann über das Rückschlagventil 77, den Regenerator 67, den Kühler 69, usw. zum Raum 61 zurückströmen. Wenn der Verdränger 6o die unterste Lage erreicht hat, wird das Ventil 57 geschlossen und das Ventil 58 geöffnet und der neue Zyklus fängt wieder an. In der Wahl der !Temperaturen der Kühler 68 und 69 ist man frei. Pur eine Vorrichtung, mittels deren Helium verdichtet werden soll, kann der Kühler 68 eine (Temperatur von 6o°K haben, während der Kühler 69 eine Temperatur von 150K aufweist.The operation of this device is as follows. When the displacer is in the lowest position, the valve 56 is opened. The pressure in the spaces 61 and 62 becomes supercritical as a result. The displacer βο then moves upwards, so that agent is conveyed from the space 61 to the space 62. During this promotion, the agent flows through the cooler 68, the regenerator 66, the cooler 69 and the regenerator 67. After this regenerator, the already strongly cooled agent is passed through the cooling coil 7o immersed in the boiling agent, whereupon it passes through the open valve 73 into the Expansion space 62 flows in. When the displacer 6o assumes the uppermost position, the valve 56 is closed and the valve 57 is slowly opened. As a result, the agent relaxes, so that boiling liquid appears in space 62. When the valve 75 is opened, this liquid flows to the vessel 71. In order to prevent the liquid from penetrating into the line 72, the valve 73 is closed at the same time. The vapor formed in the vessel 71 can pass through the check valve 77, the regenerator 67, the cooler 69, etc. flow back to room 61. When the displacer 6o has reached the lowest position, the valve 57 is closed and the valve 58 is opened and the new cycle begins again. You are free to choose the temperatures of the coolers 68 and 69. Pur a device to be compressed by means of the helium, the cooler 68 may have a (temperature of 6o ° K, while the cooler 69 has a temperature of 15 K 0.

Is ist auch möglich, den Kühler 68 nicht in der Verbindung zwischen den Räumen 61 und 62, sondern in der Zuführungsleitung für das verdichtete Mittel anzubringen. Letzteres hat den Vor-It is also possible to have the cooler 68 not in the connection between the spaces 61 and 62, but to be installed in the feed line for the compressed medium. The latter has the advantage

- 11 -- 11 -

teil, daß die Kompre ssionseinriclituiig, der Wärmeaustaus eher und der Kühler getrennt von der Expansionseinriohtung angeordnet werden können. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn man an der Stelle, wo die geleistete Kälte entnommen werden soll, durch Raummangel behindert ist.Part that the compression mechanism, the heat exchange rather and the cooler can be arranged separately from the expansion unit. This is especially important if you are hindered by a lack of space at the point where the cold is to be drawn off.

Obgleieh im lusführungsbeispiel angenommen ist, daß das Zufuhrventil 56 geschlossen wird, wenn der Yerdränger 60 die oberste Lage einnimmt, kann dieses Ventil auch während der Aufwärtsbewegung des Terdrängers geschlossen werden.Although it is assumed in the exemplary embodiment that the supply valve 56 is closed when the yawing device 60 occupies the top layer, this valve can also be closed during the upward movement of the Terdrängers.

Die Neuerung bietet die Möglichkeit, mit verhältnismäßig hohem Wirkungsgrad und mittels einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung bei sehr niedrigen Temperaturen Kälte zu erzeugen.The innovation offers the possibility of using proportionately high efficiency and cold by means of a relatively simple device at very low temperatures to create.

Claims (1)

Schutzansprüche: Protection claims : 1. Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte "bei niedrigen Temperaturen und/oder zum Verflüssigen eines Mittels unter Verwendung1. Device for generating cold "at low temperatures and / or for liquefying an agent using £, einer Kompressionseinrichtung, mit der bei höherer mittlerer Temperatur ein Mittel bis über den kritischen Druck verdich-£, a compression device, with the higher middle The temperature a medium to above the critical pressure. ^ tet wird, und deren Auslaß über einen oder mehrere Wärmeaustauscher oder Regeneratoren an den Einlaß einer Expansionseinrichtung angeschlossen ist, während der Auslaß für entspanntes Mittel über die Wärmeaustauscher oder Regeneratoren mit dem Einlaß der Kompressionseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionseinrichtung im wesentlichen aus einer Expansionsmaschine besteht, und zwischen dem Auslaß der Expansionsmaschine und den erwähnten Wärmeaustauschern ein Verdampfer vorgesehen ist, in dem das entspannte Mittel sich mit einer zu kühlenden Stelle in^ tet, and its outlet via one or more heat exchangers or regenerators are connected to the inlet of an expansion device, while the outlet for expanded means connected via the heat exchangers or regenerators to the inlet of the compression device is, characterized in that the expansion device consists essentially of an expansion machine, and an evaporator is provided between the outlet of the expansion machine and the heat exchangers mentioned, in which the relaxed means in with a place to be cooled Wärmeaustausch befindet.Heat exchange is located. ^ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdampfer ein oder mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind, deren eines Ende an den Auslaß für verdichtetes Mittel des Wärmeaustauschers und deren anderes Ende an den Einlaß der Expansionsmaschine angeschlossen ist.^ 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one or more cooling channels are provided in the evaporator, one end of which to the compressed medium outlet of the heat exchanger and the other end of which to the inlet the expansion machine is connected. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, *■■. daß die Sxpansiölvorrichtung aus einer Expansionsmaschine und einer mit dieser in Reihe geschalteten Drosseleinrich-λ tung besteht.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that * ■■. that the expansion device from an expansion machine and a throttle device λ connected in series with this tion exists. 4* Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine parallel zur Expansionsmaschine schaltbare Drosseleinrichtung und weiter eine Regeleinrichtung enthält, die Ventile im zu ent-4 * device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the device has a throttle device that can be switched parallel to the expansion machine and on contains a control device that controls the valves in — 13—"- 13- " spannenden Mitteistrom so betätigt, daß während des Anlaufs der Vorrichtung der Mittels.trom im wesentlichen durch, die Drosseleinrichtung Mndurchgeht, währender im normalen Betrieb die Expansionsmaschine durchströmt.exciting central current operated so that during start-up the device of the means.trom essentially through the Throttle device goes through, during normal Operation flows through the expansion machine. \ 5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionsmaschine aus \ 5 · Device according to one or more of claims 1 to 4 »characterized in that the expansion machine consists of £ mindestens einem Zylinder mit einem in ihm "bewegbaren doppeltwirkenden kolbenförmigen Körper besteht, der mit den beiden Kolbenflächen den Rauminhalt eines wärmeren Saumes, der im Betrieb eine höhere mittlere Temperatur aufweist, und eines kälteren Raumes, der im Betrieb eine niedrigere mittlere Temperatur aufweist, zu ändern vermag, wobei in der Verbindung dieser beiden Räume vorzugsweise mindestens ein Kühler und mindestens ein Regenerator vorgesehen sind, wobei die Kompressionseinrichtung über gesteuerte Ventile mit dem wärmeren Raum in Verbindung gesetzt werden kann, und eine Regeleinrichtung vorhanden ist, um die gesteuerten Ventile so zu steuern, daß das£ at least one cylinder with a "movable" cylinder in it double-acting piston-shaped body, which with the two piston surfaces the volume of a warmer Seams, which has a higher average temperature during operation, and a colder room, which has a has a lower mean temperature, is able to change, preferably in the connection of these two rooms at least one cooler and at least one regenerator are provided, the compression device over controlled valves can be connected to the warmer room, and a control device is available is to control the controlled valves so that the * , Einlaßventil geöffnet wird, wenn der wärmere Raum nahezu den größten Rauminhalt aufweist, und geschlossen wird, nachdem der kolbenförmige Körper angefangen hat, sich in Richtung zum wärmeren Raum hin zu bewegen, wonach die Regeleinrichtung das Auslaßventil langsam öffnet, wenn der kältere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und es geßffnet hält, bis der kältere Raum nahezu den gering-ν sten Rauminhalt aufweist.*, Inlet valve is opened when the warmer room is close to has the largest volume, and is closed after the piston-shaped body has started to move into To move towards the warmer room, after which the control device slowly opens the outlet valve when the colder room has almost the largest volume and keeps it open until the colder room has almost the low-ν most volume has. λ 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den wärmeren Raum angeschlossene Zuführungsleitung für verdichtetes Mittel mit einer Kältequelle, z.B. einer KaltgasMihlmascnine, in Wärmeaustausch steht.λ 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the supply line connected to the warmer room stands for compressed medium in heat exchange with a cold source, e.g. a cold gas mill. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder β, dadurGli gelEennzeleluiet, daß in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Saum mehrere Regeneratoren vorgesehen sind, wobei das Mittel jeweils au.f seinem Weg von einem zum nächsten Regenerator einen Kühler durchströmt.7. Device according to claim 5 or β, dadurGli gelEennzeleluiet, that in the connection between the warmer and the colder A plurality of regenerators are provided along the edge, the means in each case on its way from one to the next regenerator flows through a cooler. 8· Vorrichtung nach Anspruch 5, β oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwisehen dem wärmeren und dem kälteren Baum zwischen dem letzten Regenerator und dem kälteren Raum ein Kühler vorgesehen ist, der aus einem oder mehreren Kühlkanälen "besteht, die in ein Bad aus unter niedrigem Druck siedendem Mittel eingetaucht sind.8. Device according to claim 5, β or 7, characterized in that that in the connection between the warmer and the Colder tree between the last regenerator and the colder room a cooler is provided, which consists of a or a plurality of cooling channels "immersed in a bath of low-pressure boiling agent. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kältere Raum mit einem Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel versehen ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the colder space with a drain for liquid below low pressure boiling agent is provided. 1o. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel durch eine Leitung mit dem Flüssigkeitsbad verbunden ist, wobei in dieser Leitung und in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum steuerbare Ventile angebracht sind.1o. Device according to Claims 8 and 9, characterized in that that the drain for liquid under low Pressure boiling agent through a line to the liquid bath is connected, in this line and in the connection between the warmer and the colder Room controllable valves are attached.
DEN17249U 1964-03-04 1965-03-01 DEVICE FOR GENERATING COLD AT LOW TEMPERATURES AND / OR LIQUIDING AN AGENT. Expired DE1967744U (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6402127A NL6402127A (en) 1964-03-04 1964-03-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1967744U true DE1967744U (en) 1967-09-07

Family

ID=19789462

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN17249U Expired DE1967744U (en) 1964-03-04 1965-03-01 DEVICE FOR GENERATING COLD AT LOW TEMPERATURES AND / OR LIQUIDING AN AGENT.
DEN26306A Pending DE1253291B (en) 1964-03-04 1965-03-01 Process for generating cold at low temperatures and / or for liquefying an agent and device for carrying out this process

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN26306A Pending DE1253291B (en) 1964-03-04 1965-03-01 Process for generating cold at low temperatures and / or for liquefying an agent and device for carrying out this process

Country Status (5)

Country Link
BE (1) BE660458A (en)
DE (2) DE1967744U (en)
FR (1) FR1425941A (en)
GB (1) GB1056964A (en)
NL (1) NL6402127A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19525638A1 (en) * 1995-07-14 1997-01-16 Univ Dresden Tech Cooling process using low-boiling gases and device for carrying out the process

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3620029A (en) * 1969-10-20 1971-11-16 Air Prod & Chem Refrigeration method and apparatus
CH644442A5 (en) * 1980-04-29 1984-07-31 Sulzer Ag DEVICE FOR PRODUCING COLD.
DE3028217A1 (en) * 1980-07-25 1982-02-18 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe DEVICE FOR GENERATING LOW TEMPERATURES
US4778497A (en) * 1987-06-02 1988-10-18 Union Carbide Corporation Process to produce liquid cryogen
FR2668583B1 (en) * 1990-10-26 1997-06-20 Air Liquide PROCESS FOR LIQUEFACTION OF A GAS AND REFRIGERATION PLANT.
DE4220390A1 (en) * 1992-06-22 1994-01-05 Hartmut Koehn Rotary expeller for single-cylinder hot-gas engine - drives working gas between hot and cold regions in cycle of cooling, contraction, heating and expansion by successive rotations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19525638A1 (en) * 1995-07-14 1997-01-16 Univ Dresden Tech Cooling process using low-boiling gases and device for carrying out the process
DE19525638C2 (en) * 1995-07-14 1998-04-09 Univ Dresden Tech Cooling process using low-boiling gases and device for carrying out the process

Also Published As

Publication number Publication date
DE1253291B (en) 1967-11-02
BE660458A (en) 1965-09-01
FR1425941A (en) 1966-01-24
NL6402127A (en) 1965-09-06
GB1056964A (en) 1967-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2545606C2 (en) Method for operating a cooling system and cooling system for carrying out the method
DE3809680C2 (en)
DE60128775T2 (en) High pressure control in a transcritical vapor compression cycle
DE69831787T2 (en) Compression pressure control for transport refrigeration system with suction pressure regulation
DE2028544C3 (en) Pressure medium drive for valves and similar active closures
DE2709192A1 (en) METHODS FOR COLD TEA PRODUCTION WITH CRYO SYSTEMS
DE2651722A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR FEEDING A PLANT FOR GENERATING AND DISTRIBUTING A STEAM THAT CAN BE CONDENSED TO FORM A SUPPLEMENTARY LIQUID
DE2730155B2 (en) Process for generating cold in the range of cryogenic temperatures
DE1501068A1 (en) Process and apparatus for generating extremely low temperatures
DE1967744U (en) DEVICE FOR GENERATING COLD AT LOW TEMPERATURES AND / OR LIQUIDING AN AGENT.
DE1426975A1 (en) Method and device for generating low temperatures
DE2052429A1 (en) Heat pump system
DE1281593B (en) Nuclear power plant with a nuclear reactor cooled with carbon dioxide
DE69004718T2 (en) Thermal recovery system using hydrogen absorbing alloys.
AT510434B1 (en) HEAT ENGINE
EP0817907B1 (en) Heat engine which operates on the stirling principle
DE2655911A1 (en) PRESSURE DEVICE
DE69017708T2 (en) INTERRUPTED CHEMICAL HEAT PUMP SYSTEM FOR GENERATING HEAT OR COLD.
DE1501098A1 (en) System for generating cold at low temperatures and for use in this system well-suited cold gas cooling machine
DE3744487A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONVEYING BOILABLE LIQUIDS
DE846185C (en) Process for regulating the output of thermal power plants
DE2850457A1 (en) THERMODYNAMIC MACHINE WITH A CLOSED CIRCUIT
DE88824C (en)
DE2006907A1 (en) Device for generating cold at low temperatures
DE3620623C1 (en) Method and device for alternately heating and cooling a heat exchanger