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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Stirling-Kältemaschine.
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Stand der
Technik
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3 ist
eine Schnittansicht, die schematisch ein Beispiel einer herkömmlichen
Stirling-Kältemaschine
zeigt. Zuerst wird die Struktur dieser herkömmlichen Stirling-Kältemaschine
mit Bezug auf 3 beschrieben. Ein Zylinder 1 besitzt
einen zylindrischen Raum, der in diesem ausgebildet ist, und in
diesem Raum sind ein Verdrängungskörper 2 und
ein Kolben 3 so angeordnet, dass sie einen Verdichtungsraum 6 und
einen Expansionsraum 7 bilden, zwischen denen ein Regenerator 8 vorgesehen
ist, um einen geschlossenen Kreis zu bilden. Der Arbeitsraum dieses
geschlossenen Kreises ist mit einem Arbeitsgas wie z. B. Helium
gefüllt
und der Kolben 3 wird entlang seiner Achse (in der mit
F markierten Richtung) durch eine externe Leistungsquelle wie z.
B. einen Linearmotor (nicht dargestellt) oder dergleichen hin und
her bewegen lassen. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 3 bewirkt
periodische Druckänderungen
im Arbeitsgas, das im Arbeitsraum abgedichtet ist, und bewirkt,
dass sich der Verdrängungskörper 2 entlang
seiner Achse hin und her bewegt.
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Eine
Verdrängungskörperstange 4,
die den Kolben 3 durchdringt, ist an einem Ende am Verdrängungskörper 2 befestigt
und am anderen Ende mit einer Feder 5 verbunden. Der Verdrängungskörper 2 bewegt
sich entlang seiner Achse innerhalb des Zylinders 1 mit
derselben Periode wie, jedoch mit einer vom Kolben 3 verschiedenen
Phase hin und her. Wenn sich der Verdrängungskörper 2 und der Kolben 3 bewegen, wobei
eine geeignete Phasendifferenz zwischen ihnen beibehalten wird,
bildet das im Arbeitsraum abgedichtete Arbeitsgas einen thermodynamischen
Zyklus, der als umgekehrter Stirling-Zyklus gut bekannt ist und hauptsächlich im
Expansionsraum 7 Kälte
erzeugt.
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Der
Regenerator 8 ist eine Matrix aus feinem Draht oder ein
ringförmiger
Spalt, der durch Wickeln von Folie gebildet wird. Wenn sich das
Arbeitsgas vom Ver dichtungsraum 6 zum Expansionsraum 7 bewegt,
empfängt
der Regenerator 8 Wärme
vom Arbeitsgas und speichert die Wärme. Wenn das Arbeitsgas vom
Expansionsraum 7 zum Verdichtungsraum 6 zurückkehrt,
führt der
Regenerator 8 die in ihm gespeicherte Wärme in das Arbeitsgas zurück. Folglich
dient der Regenerator 8 zum Speichern von Wärme.
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Das
Bezugszeichen 9 stellt einen hochtemperaturseitigen Wärmetauscher
dar, durch den ein Teil der Wärme,
die erzeugt wird, wenn das Arbeitsgas im Verdichtungsraum verdichtet
wird, nach außen
abgegeben wird. Das Bezugszeichen 10 stellt einen niedertemperaturseitigen
Wärmetauscher
dar, durch den Wärme
von außen
aufgenommen wird, wenn das Arbeitsgas im Expansionsraum 7 expandiert.
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Wie
diese Struktur arbeitet, wird nun nachstehend kurz beschrieben.
Wenn es durch den Kolben 3 verdichtet wird, bewegt sich
das Arbeitsgas im Verdichtungsraum 6, wie durch den durchgezogenen
Pfeil A in der Fig. angegeben, durch den Regenerator 8 zum
Expansionsraum 7. Unterdessen wird die Wärme des
Arbeitsgases durch den hochtemperaturseitigen Wärmetauscher 9 nach
außen
abgegeben und folglich wird das Arbeitsgas infolge dessen, dass
seine Wärme
im Regenerator 8 gespeichert wird, vorgekühlt. Wenn
das meiste des Arbeitsgases in den Expansionsraum 7 geströmt ist,
beginnt es zu expandieren und erzeugt Kälte im Expansionsraum 7.
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Als
nächstes
bewegt sich das Arbeitsgas, wie durch den gestrichelten Pfeil B
in der Fig. angegeben, durch den Regenerator 8 zum Verdichtungsraum 6 zurück. Unterdessen
nimmt das Arbeitsgas Wärme
von außen
durch den niedertemperaturseitigen Wärmetauscher 10 auf
und sammelt die im Regenerator 8 gespeicherte Wärme einen
halben Zyklus vor dem Eintritt in den Verdichtungsraum 6.
Wenn das meiste des Arbeitsgases in den Verdichtungsraum 6 zurückgekehrt
ist, beginnt es wieder verdichtet zu werden, und geht folglich zum
nächsten
Zyklus weiter. Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt und
dadurch wird Tieftemperaturkälte erzeugt.
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In
dieser Struktur ist der Regenerator 8 beispielsweise mit
einem Polyesterfilm oder dergleichen, der in einer zylindrischen
Form gewickelt ist, verwirklicht. Hier sind jedoch Schwankungen
in den Lücken
zwischen verschiedenen Schichten des so gewickelten Films unvermeidlich
und, wenn ein solcher Rege nerator in eine Stirling-Kältemaschine
eingebaut ist, strömt
daher das meiste des Arbeitsgases dort durch, wo die Lücken relativ
groß sind,
und wenig von diesem strömt
anderswo, was die Strömung
des Arbeitsgases durch den Regenerator 8 ungleichmäßig macht.
Dies macht es unmöglich,
den ganzen Regenerator 8 wirksam für die Wärmespeicherung zu verwenden,
und verringert folglich den Austauschwirkungsgrad von regenerierter
Wärme,
was die Leistung der Stirling-Kältemaschine
verschlechtert.
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Das
im Zylinder 1 abgedichtete Arbeitsgas enthält manchmal
Feuchtigkeit und die Feuchtigkeit kann innerhalb des Expansionsraums 7 gefrieren
und am Verdrängungskörper 2 haften,
was eine Reibung zwischen dem Verdrängungskörper 2 und dem Zylinder 1 verursacht
und dadurch ein glattes Gleiten verhindert. Dies verschlechtert
auch die Leistung der Stirling-Kältemaschine.
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Die
Feuchtigkeit kann auch innerhalb des Expansionsraums 7 kondensieren
und in die Lücken
zwischen verschiedenen Schichten des Films strömen, was die Strömung des
Arbeitsgases durch diese Lücken behindert
und es dadurch unmöglich
macht, den ganzen Regenerator 8 wirksam für die Wärmespeicherung zu
verwenden. Dies verschlechtert auch die Leistung der Stirling-Kältemaschine.
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JP 09119727 A offenbart
eine Stirling-Zyklusmaschine, in der sich ein hohler Verdrängungskörper innerhalb
eines Zylinders phasenverschoben zur Druckänderung, die von einem Kompressor
erzeugt wird, hin und her bewegt. Ein Molekularsieb ist benachbart
zu einem kalten Reservematerial an einer Gasöffnung vom Inneren des Verdrängungskörpers in
eine Expansionskammer vorgesehen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stirling-Kältemaschine
zu schaffen, bei der die Ungleichmäßigkeit der Strömung des
Arbeitsgases, das durch den Regenerator strömt, gemildert wurde, um einen
höheren
Austauschwirkungsgrad von regenerierter Wärme zu erreichen. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einer Stirling-Kältemaschine
Feuchtigkeit zu entfernen, die im Arbeitsgas enthalten ist, und
dadurch die Verschlechterung der Leistung der Stirling-Kältemaschine
zu verhindern, die sich aus einer Kondensation oder einem Gefrieren
der Feuchtigkeit ergibt. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, in einer Stirling-Kältemaschine Verunreinigungen
zu entfernen, die im Arbeitsgas enthalten sind, und dadurch ein
Verstopfen des Regenerators zu verhindern, das durch die Verunreinigungen
verursacht wird.
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Um
die obigen Aufgaben zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung
eine Stirling-Kältemaschine
geschaffen, mit einem Kolben und einem Verdrängungskörper, die in einem Zylinder
koaxial vorgesehen sind und sich axial innerhalb des Zylinders mit
identischen Perioden, jedoch mit unterschiedlichen Phasen hin und
herbewegen; einem Expansionsraum, der durch Abtrennen von einem
Endabschnitt eines Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper gebildet
ist; einem Verdichtungsraum, der durch Abtrennen eines mittleren
Abschnitts des Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper und
dem Kolben gebildet ist; und einem niedertemperaturseitigen Wärmetauscher,
einem Regenerator und einem hochtemperaturseitigen Wärmetauscher,
die in einem Strömungsweg
für ein
Arbeitsmedium vorgesehen sind, der zwischen einer Außenseite
eines Bewegungsweges des Verdrängungskörpers und
einer inneren Oberfläche
des Zylinders gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsausgleichsmittel,
um eine Strömung
des Arbeitsmediums, das durch den Regenerator strömt, gleichmäßig zu machen,
auf Seiten des Expansionsraums und/oder des Verdichtungsraums des
Regenerators dazu benachbart vorgesehen sind.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Strömungsausgleichsmittel
unmittelbar vor dem Strömen
in den Regenerator. Die Strömungsausgleichsmittel
machen die Strömung
des Arbeitsmediums, das durch den Regenerator strömt, gleichmäßig.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Stirling-Kältemaschine
geschaffen, mit einem Kolben und einem Verdrängungskörper, die koaxial innerhalb
eines Zylinders vorgesehen sind und sich axial innerhalb des Zylinders
mit identischen Perioden, jedoch mit unterschiedlichen Phasen hin
und her bewegen; einem Expansionsraum, der durch Abtrennen eines
Endabschnitts eines Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper gebildet
ist; einem Verdichtungsraum, der durch Abtrennen eines mittleren
Abschnitts des Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper und
dem Kolben gebildet ist; und einem niedertemperaturseitigen Wärmetauscher,
einem Regenerator und einem hochtemperaturseitigen Wärmetauscher,
die in einem Strömungsweg
für ein
Arbeitsmedium vorgesehen sind, der zwischen einer Außenseite
eines Bewegungsweges des Verdrängungskörpers und
einer inneren Oberfläche
des Zylinders gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Feuchtigkeitsabsorptionsmittel
zum Entfernen von Feuchtigkeit, die im Arbeitsmedium enthalten ist,
auf Seiten des Expansionsraums und/oder des Verdichtungsraums des
Regenerators benachbart dazu vorgesehen sind.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel
unmittelbar vor dem Strömen
in den Regenerator. Die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel entfernen
im Arbeitsmedium enthaltene Feuchtigkeit.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird eine Stirling-Kältemaschine
geschaffen, mit einem Kolben und einem Verdrängungskörper, die koaxial innerhalb
eines Zylinders vorgesehen sind und sich axial innerhalb des Zylinders
mit identischen Perioden, jedoch mit unterschiedlichen Phasen hin
und her bewegen; einem Expansionsraum, der durch Abtrennen eines
Endabschnitts eines Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper gebildet
ist; einem Verdichtungsraum, der durch Abtrennen eines mittleren
Abschnitts des Innenraums des Zylinders mit dem Verdrängungskörper und
dem Kolben gebildet ist; und einem niedertemperaturseitigen Wärmetauscher,
einem Regenerator und einem hochtemperaturseitigen Wärmetauscher,
die in einem Strömungsweg
für ein
Arbeitsmedium vorgesehen sind, der zwischen einer Außenseite
eines Bewegungsweges des Verdrängungskörpers und
einer inneren Oberfläche
des Zylinders gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter
zum Entfernen von Verunreinigungen, die im Arbeitsmedium enthalten
sind, auf Seiten des Expansionsraums und/oder des Verdichtungsraums
des Regenerators benachbart dazu vorgesehen ist.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch den Filter unmittelbar
vor dem Strömen
in den Regenerator. Der Filter entfernt im Arbeitsmedium enthaltene
Verunreinigungen.
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Im
ersten Aspekt können
die Strömungsausgleichsmittel
ferner mit einer Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit zum Entfernen von im
Arbeitsmedium enthaltener Feuchtigkeit versehen sein.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel wirken, unmittelbar
vor dem Strömen
in den Regenerator. Die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel wirken, machen die Strömung des
Arbeitsmediums, das durch den Regenerator strömt, gleichmäßig und entfernen im Arbeitsmedium
enthaltene Feuchtigkeit.
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Im
ersten Aspekt können
die Strömungsausgleichsmittel
ferner mit einer Filterfähigkeit
zum Entfernen von im Arbeitsmedium enthaltenen Verunreinigungen
versehen sein.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Filter wirken, unmittelbar vor dem Strömen in den
Regenerator. Die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Filter wirken, machen die Strömung des Arbeitsmediums, das
durch den Regenerator strömt,
gleichmäßig und
entfernen im Arbeitsmedium enthaltene Verunreinigungen.
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Im
zweiten Aspekt können
die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel ferner mit einer Filterfähigkeit
zum Entfernen von im Arbeitsmedium enthaltenen Verunreinigungen
versehen sein.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel,
die auch als Filter wirken, unmittelbar vor dem Strömen in den
Regenerator. Die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel, die auch als Filter
wirken, entfernen Feuchtigkeit und Verunreinigungen, die im Arbeitsmedium
enthalten sind.
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Im
ersten Aspekt können
die Strömungsausgleichsmittel
ferner mit einer Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit zum Entfernen von im
Arbeitsmedium enthaltener Feuchtigkeit und einer Filterfähigkeit
zum Entfernen von im Arbeitsmedium enthaltenen Verunreinigungen
versehen sein.
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In
dieser Struktur strömt
das Arbeitsmedium, das sich zwischen dem Expansionsraum und dem
Verdichtungsraum hin und her bewegt, durch die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel und als Filter wirken,
unmittelbar vor dem Strömen
in den Regenerator. Die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel und als Filter wirken,
machen die Strömung
des Arbeitsmediums, das durch den Regenerator strömt, gleichmäßig und
entfernen Feuchtigkeit und Verunreinigungen, die im Arbeitsmedium
enthalten sind.
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Die
Strömungsausgleichsmittel,
die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel, der Filter, die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel wirken, die Strömungsausgleichsmittel,
die auch als Filter wirken, die Feuchtigkeitsabsorptionsmittel,
die auch als Filter wirken, oder die Strömungsausgleichsmittel, die
auch als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel und als Filter wirken, können aus
einem Material mit einer angemessenen Wärmekapazität bestehen, so dass ihnen die
Fähigkeit
gegeben ist, eine gewisse Menge an Wärme zu speichern.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Stirling-Kältemaschine
gemäß der Erfindung
zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Strömungsausgleichers, der in der
Stirling-Kältemaschine gemäß der Erfindung
verwendet wird.
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3 ist
eine Schnittansicht, die schematisch ein Beispiel einer herkömmlichen
Stirling-Kältemaschine
zeigt.
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Beste Art
zur Ausführung
der Erfindung
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Stirling-Kältemaschine
gemäß der Erfindung
zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht
des Strömungsausgleichers,
der in der Stirling-Kältemaschine
gemäß der Erfindung
verwendet wird. Es ist zu beachten, dass in 1 solche
Elemente, die auch in der herkömmlichen
Stirling-Kältemaschine,
die in 3 gezeigt ist, zu finden sind, mit denselben Bezugszeichen
identifiziert sind und auf ihre detaillierten Erläuterungen
verzichtet wird.
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Die
in 1 gezeigte Struktur unterscheidet sich von der
der herkömmlichen
Stirling-Kältemaschine, die
in 3 gezeigt ist, nur darin, dass Strömungsausgleicher 11 zusätzlich an
den Regenerator 8 angrenzend vorgesehen sind, einer auf
der Seite des Expansionsraums 7 davon und ein anderer auf
der Seite des Verdichtungsraums 6 davon. Wie in 2 gezeigt,
ist der Strömungsausgleicher 11 gemäß der Erfindung
ein ringförmiges
Element mit einer Dicke von etwa 1 mm bis 5 mm. Der Strömungsausgleicher 11 ist
ein Filter, der beispielsweise aus Polyurethanschaum besteht, und
die Feinheit seines Netzes ist so festgelegt, dass der gewünschte Druckverlust
zwischen dem Verdichtungsraum 6 und dem Expansionsraum 7 erzeugt
wird, wenn der Strömungsweg
für das
Arbeitsgas durch Koppeln des Regenerators 8, eines hochtemperaturseitigen
Wärmetauschers 9,
eines niedertemperaturseitigen Wärmetauschers 10 und
des Strömungsausgleichers 11 miteinander
gebildet wird.
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Wenn
die in dieser Weise strukturierte Stirling-Kältemaschine betrieben wird,
bewegt sich das Arbeitsgas, wie durch den Pfeil A oder B in der
Fig. angegeben, von einem des Verdichtungsraums 6 und des
Expansionsraums 7 zum anderen. Unterdessen veranlasst der
Strömungsausgleicher 11,
der einen Widerstand gegen das Arbeitsgas, das durch ihn strömt, vorsieht,
dass sich das Arbeitsgas ganz im Strömungsausgleicher 11 verteilt,
während
es durch ihn strömt.
Nach dem Strömen
durch den Strömungsausgleicher 11 besitzt
das Arbeitsgas folglich eine im Wesentlichen gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit
am Eingang des Regenerators 8. Folglich erreicht der Strömungsausgleicher 11,
indem er das Arbeitsgas gleichmäßig im ganzen
Regenerator 8 strömen
lässt,
einen angemessenen Strömungsausgleichseffekt.
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Tabelle
1 zeigt den Koeffizienten der Leistung (COP) der Stirling-Kältemaschine,
wie beobachtet, wenn die Strömungsausgleicher 11 vorgesehen
sind und wenn sie nicht vorgesehen sind (d. h. wie in dem in 3 gezeigten
herkömmlichen
Beispiel). Hier werden die Temperaturbedingungen als 30°C auf der
Hochtemperaturseite (Seite des Verdichtungsraums 6) und –23°C auf der
Niedertemperaturseite (Seite des Expansionsraums 7) angenommen.
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Tabelle
1 zeigt deutlich, dass die Bereitstellung der Strömungsausgleicher 11 die
Strömung
des durch den Regenerator 8 strömenden Arbeitsgases gleichmäßig macht
und dadurch ermöglicht,
dass der ganze Regenerator 11 wirksam für die Wärmespeicherung verwendet wird,
mit dem Ergebnis, dass die Stirling-Kältemaschine
eine verbesserte Leistung bietet.
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Selbstverständlich können die
Strömungsausgleicher 11 aus
einem beliebigen anderen Material als Polyurethanschaum hergestellt
werden, um dieselben Wirkungen zu erzielen, solange sie ein angemessenes Netz
aufweisen, um nicht i einen äußerst hohen
Druckverlust zu erzeugen.
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Indem
die Strömungsausgleicher 11 aus
einem stark Feuchtigkeit absorbierenden, Wasser absorbierenden Material
hergestellt werden, ist es im übrigen
zusätzlich
dazu, dass die Strömung
des Arbeitsgases gleichmäßig gemacht
wird, möglich,
im Arbeitsgas enthaltene Feuchtigkeit zu entfernen.
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Beispiele
solcher Materialien umfassen: Baumwollfaser, Wolle, Seide, Kunstseide,
Acetat, Cellulose, hydrophilen oder hydrophoben Polyester oder Feuchtigkeit
absorbierendes oder Wasser absorbierendes Nylon; superabsorbierende
Hochpolymermaterialien, wie z. B. Faserbasis auf vernetzten Polyacrylaten;
und poröse
Materialien wie z. B. Zeolith, Siliciumdioxid, Diatomeenerde, Allophan, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid,
Zirconiumphosphat und poröse
Metallmaterialien.
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Von
diesen Materialien wird ein Material in Faserform zu einer flachen
Lage, einer Bienenwabe, einer gerippten Lage oder dergleichen gebildet;
andererseits wird ein Material in Nicht-Faser-Form zu einer Ringform
gesintert oder sein Pulver wird zwischen Stücke von Vliesstoff zusammen
mit einem Bindemittel eingelegt und fixiert. In einer von diesen
Weisen kann der Feuchtigkeit absorbierende Strömungsausgleicher 11,
der wie in 2 gezeigt geformt ist, leicht
hergestellt werden.
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Die
so hergestellten Strömungsausgleicher 11 werden
auf einen angemessenen Grad getrocknet und werden dann innerhalb
der Stirling-Kältemaschine
angeordnet, wie in 1 gezeigt. Dies macht es möglich, im
Arbeitsgas enthaltene Feuchtigkeit zu absorbieren und, selbst wenn
die Feuchtigkeit kondensiert, das Wasser schnell zu absorbieren.
Folglich ist es möglich
zu verhindern, dass die Feuchtigkeit auf der Seite des Expansionsraums 7 gefriert
und am Verdrängungskörper 2 oder
dergleichen haftet, und dadurch die Verschlechterung der Kühlleistung
der Stirling-Kältemaschine
zu verhindern, oder es ist möglich
zu verhindern, dass die Feuchtigkeit im Expansionsraum 7 kondensiert
und die Lücken
zwischen verschiedenen Schichten des Films des Regenerators 8 versperrt,
und dadurch die Verschlechterung der Kühlleistung zu verhindern. Anstatt
einem einzelnen Strömungsausgleicher 11 sowohl
die Fähigkeit,
das Arbeitsgas gleichmäßig strömen zu lassen, als
auch die Fähigkeit,
Feuchtigkeit zu absorbieren, zu verleihen, ist es auch möglich, einen
Strömungsausgleicher
und einen Feuchtigkeitsabsorber jeweils separat einzubauen.
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Indem
die Strömungsausgleicher 11 aus
Zeolith, Filterpapier oder dergleichen hergestellt werden, ist es überdies
zusätzlich
dazu, dass die Strömung.
des Arbeitsgases gleichmäßig gemacht
wird und Feuchtigkeit und Wasser absorbiert werden, wie vorstehend
beschrieben, möglich,
Verunreinigungen wie z. B. Teilchen, die von den Komponenten abgekratzt
werden, durch die sich das Arbeitsgas hin und her bewegt, oder Teilchen eines
Beschichtungsmaterials oder dergleichen, das von der Oberfläche dieser
Komponenten abblättert,
zu absorbieren und zu entfernen. Dies macht es möglich zu verhindern, dass die
Verunreinigungen den Regenerator 8 verstopfen und die Leistung
der Stirling-Kältemaschine
verschlechtern. Anstatt einem einzelnen Strömungsausgleicher 11 die
Fähigkeit,
das Arbeitsgas gleichmäßig strömen zu lassen,
die Fähigkeit,
Feuchtigkeit zu absorbieren, und die Fähigkeit, Verunreinigungen insgesamt
auszufiltern, zu verleihen, ist es auch möglich, zwei von einem Strömungsausgleicher,
einem Feuchtigkeitsabsorber und einem Filter miteinander zu kombinieren
oder sie jeweils separat einzubauen.
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Indem
der Strömungsausgleicher 11 aus
einem Material mit einer angemessenen Wärmekapazität (beispielsweise einem auf
Polyester basierenden Material) hergestellt wird, ist es ferner
möglich,
Wärme nicht nur
im Regenerator 8, sondern für eine gewisse Menge an Wärme auch
im Strömungsausgleicher 11 zu
speichern. Dies hilft, den Austauschwirkungsgrad von regenerierter
Wärme zu
verbessern.
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Obwohl
die vorstehend beschriebene Ausführungsform
einen Fall behandelt, bei dem Strömungsausgleicher auf der Seite
des Regenerators sowohl des Expansionsraums als auch des Verdichtungsraums
vorgesehen sind, müssen
sie nicht notwendigerweise auf beiden Seiten vorgesehen sein; d.
h., es ist auch möglich,
einen Strömungsausgleicher
auf einer Seite vorzusehen. Dies hilft, die Anzahl von erforderlichen
Komponenten zu verringern und dadurch die Kosten zu senken.
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Offensichtlich
sind viele Modifikationen und Änderungen
der Erfindung angesichts der obigen Lehren möglich. Daher soll es selbstverständlich sein,
dass die Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche anders
als speziell beschrieben ausgeführt
werden kann.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie
vorstehend beschrieben, sind gemäß der Erfindung
Strömungsausgleichsmittel,
um die Strömung eines
Arbeitsmediums gleichmäßig zu machen,
angrenzend an einen Regenerator vorgesehen, der einen Strömungsweg
des Arbeitsmediums bildet, das sich zwischen einem Expansionsraum
und einem Verdichtungsraum hin und her bewegt, die innerhalb eines
Zylinders einer Stirling-Kältemaschine
ausgebildet sind. Dies mildert die Ungleichmäßigkeit der Strömung des
Arbeitsmediums, das durch den Regenerator strömt, was zu einem verbesserten
Austauschwirkungsgrad von regenerierter Wärme und folglich zu einer verbesserten
Leistung der Stirling-Kältemaschine
führt.
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Gemäß der Erfindung
werden die Strömungsausgleichsmittel überdies
als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel zum Entfernen von im Arbeitsmedium
enthaltener Feuchtigkeit gemeinsam genutzt. Dies macht es möglich, die
Verschlechterung der Kühlleistung
zu verhindern, die sich aus der Feuchtigkeit, die auf der Expansionsraumseite
gefriert, ergibt, oder die Verschlechterung der Kühlleistung
zu verhindern, die sich aus der Feuchtigkeit, die im Expansionsraum 7 kondensiert
und die Lücken
zwischen verschiedenen Schichten des Films des Regenerators versperrt,
ergibt.
