DE2538461C3 - Füllmasse für Regeneratoren - Google Patents
Füllmasse für RegeneratorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Füllmasse aus wärn;espeicherndem
Material für einen Regenerator für niedrige Temperaturen.
Derartige Regeneratoren, auch als Kälteakkumulatoren bezeichnet, werden häufig in Kühlmaschinen
angewandt, wie z. B. in Maschinen, die nach dem Stirling-Prinzip arbeiten (USA-Patentschriften
29 07 175 und 34 00 544), in Maschinen, die nach dem Vuilleumier-Prinzip arbeiten (USA-Patentschriften
26 57 552 und 35 23 427) und in Maschinen vom Typ Gifford-McMahon (USA-Patentschriften 29 06 101 und
29 66 035). In derartigen Maschinen durchfließt den Regenerator abwechselnd in einer Richtung komprimiertes
Arbeitsmedium, das seine Wärme an die Füllmasse abgibt, und in der anderen Richtung
expandiertes Arbeitsmedium, das Wärme aus der Füllmasse aufnimmt. Je besser die regenerative
Wirkung ist, desto höher ist der thermische Wirkungsgrad des Arbeitsmediumkreislaufs, und es können
niedrigere Temperaturen verwirklicht werden.
Regeneratoren werden weiter auch in anderen Niedertemperatursystemen angewandt, wie z. B. als
Wärmeaustauscher in Verflüssigungssystemen (USA.-Patentschrift 32 14 926) oder als Kälteakkumulator in
einem Kältetransportsystem zum Befördern von Kälte aus einer Kältequelle nach einer zu kühlenden Stelle,
wobei im Regenerator gespeicherte Kälte vorübergehend für eine größere Kühlleistung sorgen kann als von
der Källequelle allein geliefert werden kann (USA.-Patentschrift36
30 043).
Bei Niedertemperaturregeneratoren besteht die Füllmasse meistens aus Kügelchen von beispielsweise Blei
oder Bronze oder aus Gazeschichten aus z. B. Kupfer oder Phosphorbronze (USA.-Patentschriften 32 16 484
und 32 18 815).
Bei derartigen Regeneratoren ist ein Nachteil, daß bei sehr niedrigen Temperaturen (unterhalb 20 K) das
wärmespeichernde Material der Füllmasse eine ungenügend große spezifische Wärme besitzt. Für die bereits
erwähnten Kühlmaschinen bedeutet dies, daß bei diesen niedrigen Temperaturen je Zyklus nicht genügend
Wärme in der Füllmasse gespeichert und daraus wieder aufgenommen werden kann. Unter Verwendung dieser
bekannten Regeneratoren ist es auf diese Weise nicht möglich, ex Irem niedrige Temperaturen in Kühlmaschinen
zu erreichen.
Es ist die: Aufgabe der Erfindung, eine Füllmenge für
einen Regenerator zu schaffen, der bei sehr niedrigen Temperaturen hervorragend arbeitet.
Die erfindungsgemäße Füllmasse ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer oder mehreren der
Verbindungen besteht, die der Formel Ai_,B,Rh| yYy
entspricht, worin A ist Sm, Gd, Tb, Dy oder eine Mischung dieser Elemente, worin B ist Ho, Er, Tm, Yb
ooer eine Mischung dieser Elemente, worin X ist Cu, Zn, Ru, Pd, Ag, Re, Os, Ir, Pt, Au oder eine Mischung dieser
ίο Elemente und worin O ^ x^l und0<y<0,2.
Derartige intermetallische Verbindungen seltener Erden weisen den großen Vorteil auf, daß sie bei sehr
niedrigen Temperaturen außergewöhnlich günstige Werte der spezifischen Wärme besitzen.
Der Regenerator mit der erfindungsgemäßen Füllmasse hat bei diesen sehr niedrigen Temperaturen eine
wärmespeichernde Leistung, die viel größer ist als die der bisher bekannten Regeneratoren. Infolgedessen ist
es jetzt möglich, in Kühlmaschinen mit Regenerator auf einfache Weise extrem niedrige Temperaturen zu
erreichen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung und einer Tabelle näher erläutert.
In der Figur ist' der Verlauf der volumetrischen
spezifischen Wärme von Gdo.4Ero.6Rh bzw. Pb als Funktion der absoluten Temperatur im Temperaturbereich
von O bis 18 K dargestellt. Unterhalb 9 K besitzt Gdo,4Ero.bRh eine bedeutend größere spezifische Wärme
mit einem Maximum bei 4,7 K.
Gd0.4Er0.tRh gehört zur Untergruppe der Verbindungen der Formel Cdi _ ,ErvRh mit für χ in diesem Falle
dem Wert 0,6. Es hat sich dabei herausgestellt, daß sich bei Variation von χ nicht nur die Lage des Maximums
(Spitze) der spezifischen Wärme auf der Temperatures skala ändert, sondern auch der Wert dieses Maximums
(Spitzenhöhe) der spezifischen Wärme. Dies wird an Hand nachstehender Tabelle veranschaulicht:
| Gd|_xEr»Rh | Tm(K) | ρ Cn, (J/cm3 K) |
| X = O | 19,5 | 0,9 |
| 0,1 | 16,1 | 0,7 |
| 0,2 | 12,6 | 0,5 |
| 0,4 | 7,3 | 0,3 |
| 0,5 | 5,0 | 0,4 |
| 1,0 | 3,1 | 1,0 |
Hierin ist Tn, die absolute Temperatur, bei der die
spezifische Wärme maximal und qC„, der auf eine
Dezimale gerundete Wert dieses Maximums der
spezifischen Wärme ist.
Durch geeignetes Mischen von Verbindungen aus der
Durch geeignetes Mischen von Verbindungen aus der
Reihe GdI-KEr1Rh ist es auf diese Weise möglich, die
spezifische Wärmekurve dem Bedarf in der Praxis optimal anzupassen.
Eine derartige Betrachtung gilt im allgemeineren
Sinne für alle Verbindungen aus der Reihe
Ai_,B,Rhi-,Xy, worin A neben Gd auch Sm, Tb oder
no Dy oder eine Mischung dieser Elemente und B neben Er
auch Ho, Tm oder Yb oder eine Mischung dieser Elemente sein kann, worin X ist Cu, Zn, Ru, Pd, Ag, Re,
Os, Ir, Pt, Au oder eine Mischung dieser Elemente und worin 0< xs; 1 und 0<y<0,2.
HiL'r/.u 1 Hkilt /xicliiHingcn
Claims (1)
- Patentanspruch:Füllmasse aus wärmespeicherndem Material für einen Regenerator für niedrige Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse aus einer oder mehreren der Verbindungen besteht, die der Formel Aj _ *B,Rh, -yXy entsprechen, in der A = Sm, Gd, Tb, Dy oder eine Mischung dieser Elemente, B=Ho, Er, Tm, Yb oder eine Mischung dieser Elemente, X=Cu, Zn, Ru, Pd, Ag, Re, Os, Ir. Pt, Au oder eine Mischung dieser Elemente und
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7411601.A NL161196C (nl) | 1974-09-02 | 1974-09-02 | Warmtegenerator, waarvan de vulmassa een zeldzaam aardelement bevat. |
| NL7411601 | 1974-09-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2538461A1 DE2538461A1 (de) | 1976-03-18 |
| DE2538461B2 DE2538461B2 (de) | 1977-05-18 |
| DE2538461C3 true DE2538461C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
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