DE928954C - Verfahren und Vorrichtung zur Verfluessigung von Gasen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verfluessigung von Gasen

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DE928954C
DE928954C DEN7078A DEN0007078A DE928954C DE 928954 C DE928954 C DE 928954C DE N7078 A DEN7078 A DE N7078A DE N0007078 A DEN0007078 A DE N0007078A DE 928954 C DE928954 C DE 928954C
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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Verflüssigung von Gasen, ζ. Β. von Luft.
Bekanntlich können Gase dadurch verflüssigt werden, daß man das Gas komprimiert, einen Teil davon adiabatisch expandieren läßt, ζ. B. in einer Turbine, und einen Wärmeaustausch in einem Kondensator zwischen den expandierten und nicht expandierten Teilen bewirkt, um den nicht expandierten Teil zu kondensieren, wobei die gesamte Menge des komprimierten Gases zuerst in einem Wärmeaustauscher durch das aus dem Kondensator austretende expandierte Gas gekühlt wird. Diese Methode hat den Nachteil, daß die durch den ersten Wärmeaustauscher oder Kühler strömende Gasmenge größer ist als das aus dem Kondensator austretende kalte, expandierte Gas, so daß die Temperaturdifferenz zwischen dem expandierten Anteil und dem komprimierten Anteil des Gases am kalten Ende des Kühlers unerwünscht groß ist, was zu einem Verlust an Wirksamkeit führt.
Allgemein kann man sagen, daß die Erfindung darin besteht, daß man einen Netto-Massestrom des komprimierten Gases durch den ersten Stufenwärmeaustauscher oder Kühler leitet, der dem durch den Kühler strömenden Massestrom an expandiertem Gas gleich ist. Auf diese Weise wird eine maximale Wirksamkeit des Wärmeaustausches erreicht, und die Temperaturdifferenz zwischen eintretendem expandiertem Gas und austretendem komprimierten Gas ist minimal.
Da jedoch der expandierte Gasstrom dem nach Abzug des verflüssigten Anteils (ohne Berücksichtigung eines Verlustes infolge Kondensation von Wasserdampf und Sublimation von CO2) insgesamt zur Verfügung stehenden komprimierten Gas gleich
ist, kann beim Durchgang durch den ersten Stufenkühler das obenerwähnte Massestromgleichgewicht nur erreicht werden, wenn ein der zu verflüssigenden Menge entsprechender Anteil von dem insgesamt zur Verfügung stehenden komprimierten Gasstrom abgeleitet wird. Entweder wird er nun veranlaßt, den Kühler im Nebenschluß zu umgehen, oder er wird, nachdem er den Kühler mit dem Rest zusammen durchströmt hat, dann durch diesen in ίο entgegengesetztem Sinne wieder zurückgeleitet. Im letzteren Falle wird der zurückgeleitete Anteil durch das eintretende Gas wieder erwärmt, so daß der Massestrom an komprimiertem Gas im großen und ganzen dem Massestrom an expandiertem Gas gleich ist.
Im ersteren Fall kann der Nebenschlußanteil tatsächlich die zu verflüssigende Fraktion darstellen und direkt dem Kondensator zugeleitet werden; andererseits ist die zu verflüssigende Fraktion nach Durchgang durch den ersten Stufenkühler abzutrennen, und die entsprechende Menge, welche den Kühler im Nebenschluß umgeht, ist mit der gleichen Menge an komprimiertem Gas nach der Abtrennung und vor der Expansion zu vereinigen. In dem obenerwähnten Rücklaufsystem ist die zu verflüssigende Fraktion auch von dem gekühlten, komprimierten Gas, aber nach der Abtrennung des zurückgeleiteten Anteils, abzuzweigen. Dieser nun wieder erwärmte Anteil wird mit dem restlichen kalten, komprimierten, aus dem Kühler austretenden Anteil vor der Expansion vereinigt.
Wenn das zu verflüssigende Gas ein permanentes Gas ist, z. B. Luft, ist es wünschenswert, die Bestandteile, wie Wasser und/oder Kohlendioxyd, welche bei den angewandten niederen Temperaturen ausfrieren, im Verfahrensgang so bald als möglich abzutrennen. Zweckmäßigerweise wird man es so einrichten, daß am kalten Ende des ersten Stufenkühlers eine solche Temperatur herrscht, daß sich diese Bestandteile in dem Kühler abscheiden, so daß zumindest das den Kühler verlassende komprimierte Gas trocken ist. Wo jedoch die zu. verflüssigende Fraktion oder ein hierzu entsprechender Anteil den Kühler im Nebenschluß passiert, ist es angebracht, sich zu versichern, daß das Gas entweder beim Eintritt in den Kompressor oder an der Stelle, wo die Abtrennung der zu verflüssigenden Fraktion oder ihres entsprechenden Anteils erfolgt, völlig trocken ist. Dieses verhütet die Ablagerung von Eis oder festem CO2 in dem Kondensator einerseits oder in der Turbine oder anderen Expansionsvorrichtung andererseits. Wie daraus zu ersehen ist, hat die obenerwähnte Rücklaufanordnung einen Vorteil gegenüber den anderen zwei erfindungsgemäßen Möglichkeiten, da hierbei keine besonderen Vorkehrungen nötig sind, um das Gas zu trocknen.
Wo das den Kühler verlassende Gas in einer Turbine expandiert wird, ist die Temperatur dieses gekühlten Gases unter Umständen niederer als die, bei welcher der maximale thermische Wirkungsgrad aus der Expansionsstufe erhalten werden kann. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, eine Anordnung zu wählen, bei welcher das Gleichgewicht der . Gasmasseströme dadurch erreicht wird, daß man einen der zu verflüssigenden Fraktion entsprechenden Anteil an komprimiertem Gas abzweigt, wobei dieser äquivalente Anteil bereits im großen und ganzen die Eingangstemperatur aufweist oder auf diese Temperatur gebracht wird. Dann wird dieser Anteil mit dem restlichen Teil des Gases, welcher expandiert werden soll, vereint, wenn der letztere zu der Expansionsstufe geleitet wird. Die Wirkung dieser Abzweigung und Wiedervereinigung einer entsprechenden Menge besteht darin, daß. die-Temperatur des in die Expansionsstufe eintretenden Gases erhöht wird.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensmethoden sind bei verhältnismäßig niederen Drücken leistungsfähig durchzuführen, so kann der Druck des kornprimierten Gases; z. B." zwischen 8 und 15 Atm. betragen.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Wärmeaustauscher ist vorzugsweise ein solcher der regenerativen Art, bei welchem eine Anzahl von Kammern oder Abteilen nacheinander dem Gasstrom in entsprechenden Richtungen geöffnet werden, durch eine Ventilanordnung, die sich gegenüber diesen Kammern oder Abteilen (im weiteren als Kammern bezeichnet) oder als solchen dienenden Kanälen relativ bewegt. Mindestens eine Kammer ist für den'bzw. je'deif durch den Regenerator fließenden Strom komprimierten Gases und für den Strom von expandiertem Gas vorgesehen Wünschenswert ist es, daß die für das expandierte und komprimierte Gas vorgesehenen Regeneratorvolumina in entgegengesetztem Verhältnis zu den entsprechenden Gasdrücken stehen * sollen. Dies würde jedoch dazu führen, daß man eine unnötig große Anzahl von Kammern für das expandierte Gas benötigt. Ein geeigneter Kompromiß ist z. B. der, daß das Gas bei einem Druck von 8 Atm. verwendet wird und daß man zwei Kammern für das expandierte Gas und eine für das zu kühlende, komprimierte Gas vorsieht. Wo die Verfahrensart so ist, daß der Nebenschlußanteil des Gases den Regenerator in entgegengesetzter Richtung zu dem Hauptstrom des komprimierten Gases durchläuft, ist für diesen Teil eine weitere Kammer vorgesehen. Außerdem ist es, wie weiter unten beschrieben, zweckdienlich, eine zusätzliche Kammer vorzusehen, also insgesamt fünf, in welcher während irgendeines Wiedergewinnungsschrittes der erforderliche Druck aufgebaut wird, so daß in dieser bei dem nächsten darauffolgenden Wiedergewinnungsschritt die Rückströmung von Nebenschlußgas erfolgen kann.
Wo die adiabatische Expansion in einer einstufigen Turbine durchgeführt wird, ist es nötig,, daß diese mit extrem, hoher Geschwindigkeit rotiert. Bei gewissen Turbinenarten ruft die Kraft des auf die Rotorschaufeln auftreffenden Luftstrahls eine Komponente hervor, die in der Lage, ist, radiale Schwingungen des Rotors anzuregen, wenn keine geeigneten Vorkehrungen zur Dämpfung dieser Schwingungen vorgesehen sind. Die Erfin-
dung umfaßt; daher auch eine für die Verwendung der obenerwähnten Methoden geeignete Turbine, bei welcher mindestens ein Hauptlager für die Läuferwelle in einem Teil eingebaut ist, das kleine radiale Schwingungen ausführen kann, und bei der dieses Teil mit Mitteln zur Dämpfung der in einer Vielzahl von Richtungen erfolgenden radialen Schwingungen vorgesehen ist. Eine Dämpfung in zwei Richtungen, die sich in rechtem Winkel bezüg-Hch der Umlaufrichtung befinden, kann ausreichen. Unter Umständen mag es aber vorteilhafter sein, eine Vorkehrung zu treffen, bei der die Dämpfung in einer dreifachen oder mehrfachen symmetrisch über den Umfang verteilten Richtung erfolgt. Hierdurch ist es möglich, eine ausreichende Stabilität gegen die infolge der Kraft der Luftstrahlen auftretende Erregungskomponente zu erhalten. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist der, daß die Amplituden der Schwingung des Rotors bei den kritischen Umdrehungszahlen stark reduziert werden. Die Rotorwelle kann lang und dünn gehalten werden, so" daß sie eine verhältnismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Lager können so auf genügend hohen Temperaturen gehalten werden, um eine Schmierung zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Turbine eine von der Art der axial durchströmten Impulsturbinen.
Die unter anderem für die Verflüssigung von Luft geeignete Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Fig. ι stellt ein Schema dar, das das erfindungsgemäße Verfahren erklärt und
Fig. 2 und 3 sind Schemata, welche Modifikationen zeigen";
Fig. 4 zeigt in schematischer Form eine Vorrichtung zur Durchführung der in Fig. 3 gezeigten Verfahrensmethode der Erfindung und
Fig. 5 ist ein teilweise geschnittener, teilweise in Ansicht gezeichneter Teil der in der Vorrichtung der Fig. 4 verwendeten axial durchströmten Impulsturbine.
In Fig. ι wird ein eintretender, aus einem nicht gezeigten Kompressor und Vorkühler stammender Luftstrom A (bei einem Druck von z. B. 8 Atm.) in einen ersten und zweiten .Teilstrom α bzw. b unterteilt, wobei der erste Teilstrom α durch die erste Wärmeaustauscherstufe oder Kühler E1 geleitet wird, von wo er zu einer Expansionsturbine T, die mit einer Luftbremse T1 versehen ist, gelangt. Nach Verlassen der Expansionsturbine tritt der expandierte und gekühlte Teilstrom in einen Kondensator E2 ein, von wo er in entgegengesetzter Richtung durch den ersten Stufehkühler E1 zurück- und dann in die freie Luft ausströmt. Da der expandierte Gasstrom völlig aus dem verdichteten Teilstrom α besteht (unter Vernachlässigung der infolge Kondensation von Wasser oder Ausfrieren von CO2 auftretenden Verluste), sind die wirksamen Masseströme der in entgegengesetzten Richtungen durch den ersten Stufenkühler E1 fließenden Gase im großen und ganzen gleich. Der zweite Teilstrom b gelängt bei Lufttemperatur in den Kondensator E2. Die Temperatur; des die Turbine verlassenden ersten Teilstroms α kann ungefähr 8o° absolut betragen, eine Temperatur, die niedrig genug ist, um die Verflüssigung des komprimierten zweiten Teilstroms b in dem Kondensator E2 zu verursachen. Die Flüssigkeit wird in einem Ventil Vx auf Atmosphärendruck entspannt und in einem Behälter R gesammelt, aus welchem sie in Intervallen durch das Ventil V2 abgelassen wird.
In Fig. 2 wird ein zusätzlicher Strom oder Anteil b, der dem zu verflüssigenden Teilstrom c mengenmäßig äquivalent ist, von dem Eingangsstrom A abgeleitet, bevor der letztere in den Kühler E1 und zur Turbine T gelangt. Nach Austritt aus dem ersten Stufenkühler E1 wird das gekühlte, komprimierte Gas in den restlichen Strom a' und Teilstrom c aufgespalten. Der Anteil b wird dann mit dem restlichen Strom a! wieder vereint. Hierdurch werden Kohlendioxyd und Wasserdampf in E1 aus dem restlichen Strom a' und dem Teilstrom c vor dem Durchgang durch die Turbine T bzw. Kondensator E2 entfernt. Da die äquivalente Menge b den ersten Stufenkühler E1 im Nebenschluß umgeht, dient sie dazu, den Teilstrom a' zu erwärmen, um so den Expansionswirkungsgrad der Turbine zu erhöhen.
In Fig. 3 wird der äquivalente Anteil b von dem Eingangsstrom A nicht abgezweigt, bevor dieser nicht den ersten Stufenkühler E1 passiert hat. Kohlendioxyd und Wasserdampf werden somit aus ihm entfernt, und er strömt nun in entgegengesetzter Richtung durch E1 zurück, um vor der Vereinigung mit dem in die Turbine T gelangenden restliehen Strom a' erwärmt zu werden. Der zu verflüssigende Teilstrom c gelangt durch den Kondensator E2 zu dem Aufnehmer R.
Bei jeder der Fig. 1 bis 3 ist die Strommasse des Teilstroms b im wesentlichen der Luftmenge, die als Flüssigkeit abgezogen wird, gleich.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung wird der erste Stufenkühler E1 von einem Regenerator mit fünf Kammern A1, A2, A3, A± und A5 gebildet. Die Verbindung zu den warmen Enden dieser Kammern ist mittels eines sich langsam drehenden Ventils 1 hergestellt (in der Zeichnung an den unteren Enden der Kammern dargestellt). Die kalten Enden sind mit automatischen Ventilen V1 bis V15 versehen. Es versteht sich, daß der Ventilkörper 1 im Grundriß kreisförmig ausgeführt ist, obwohl er der Einfachheit halber in einer schematischen, gleichsam abgewickelten Form gezeigt ist.
Der Hauptluftstrom aus dem Kompressor 2, in welchem die Luft auf einen "Druck von z. B'. 8 Atm. komprimiert ist, geht durch eine Vorkühle- und Reinigungsstufe 3, in welcher er auf Lufttemperatur abgekühlt wird: Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Drehventils 1 gelangt die gekühlte, komprimierte Luft über dieses Ventil durch den Ventileinlaß P1 in die Regeneratorkammer A1, in welcher sie ihre Temperatur auf die darin enthaltene Packung abgibt und bis fast auf die Temperatur der expandierten Luft abgekühlt wird, wobei sie den Regenerator in der noch zu beschreibenden Art und Weise verläßt.
Der gekühlte, komprimierte Luftstrom gelang nun über das Ventil F6, die Sammelleitung 4 und eine Drossel R1 zu der Expansionsturbine 5, in welcher er durch adiabatische Expansion abgekühl wird. Bei D bzw. B wird eine entsprechende Gasmenge b und der zu verflüssigende Teilstrom c vom Hauptstrom abgezweigt, und dementsprechend bildet der Strom zwischen den Punkten B und C den Reststrom d', von dem in der Beschreibung von Fig. 2 und 3 gesprochen wird. Die kalte, aus der Turbine 5 austretende Luft gelangt durch die Leitung 6 zu dem Kondensator 7, in welchem sie die Wärme des Teilstroms c aufnimmt, der den Kondensator über die Leitung 8 und das Ventil 9 erreicht. Der expandierte Teilstrom strömt über die Ventile F2 und F3 zu den Regeneratorkammern A2 und A5 und gelangt dann über die Ventilausgänge P2 und P3 in die freie Atmosphäre. Der Teilstrom c wird durch Wärmeaustausch mit dem expandierten1 Teilstrom in dem Kondensator 7 verflüssigt.
Die äquivalente Menge b strömt nach Verlassen des Hauptstroms bei D durch das Ventil F15 in die Regeneratorkammer A5, durch welche sie in entgegengesetzter Richtung, bezogen auf den Luftstrom in der Kammer A1, hindurchströmt. Nach Verlassen der Kammer A5 durch den Auslaß P5 teilt sich der Strom b bei X. Der' Hauptteil b\ strömt durch das Ventil Vm und die Leitung 10, um sich bei C mit dem Strom a' zu vereinen. Ein Teilstrom 52, der durch einen Regler 11 konstant gehalten wird, gelangt durch ein Ventil P4 in die Regeneratorkammer Ait um in dieser Kammer einen Überdruck einzustellen, wie er für einen weiter unten beschriebenen Zweck benötigt wird. Das Drehventil 1 dreht sich langsam, so daß es z. B'. den Auslaß P1 nacheinander in Verbindung mit den Einlaßstellen der Regeneratorkammer A1 (wie gezeigt), A5, A±, A3, A2, A1 usw. bringt." Hierdurch wird die aus dem Vorkühler 3 kommende Luft für eine im voraus eingestellte Zeitspanne durch die Kammer A1, darm während des gleichen Zeitraums durch die Kammer A5 geleitet usw., bis sie schließlich wieder durch die Kammer A1 strömt. Die Aufgabe des Stromes b2 kann nun erklärt werden. In der Stellung des Drehventils 1, wie sie als nächstes nach der in Fig. 4 gezeigten Stellung erreicht sein wird, muß der Strom b durch das Ventil F14 in die.Kammer A1 gelangen. Um sicherzustellen, daß dieses Ventil bereits geöffnet ist, wird die Regeneratorkammer A± langsam mit vom Strom b.2 gebildeter trockener Luft gefüllt. Wenn der Druck in A± beinahe den Druck der Sammelleitung erreicht hat, öffnet sich das Ventil F14 infolge seines Gewichts.
Der bewegliche Teil jedes der Ventile F11, · F12, F13J F14 und F15 ist mit einer zylindrischen Verdickung 32 versehen, die einen Kolben bildet, welcher im Durchmesser etwas geringer ist als das Rohr 33, in welchem er sich frei bewegen kann. Der ringförmige Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Kolben bildet eine Einschnürung, und der durch diese Einschnürung hervorgerufene Druckabfall hat das Bestreben, den Kolben anzuheben und dadurch das Ventil zu schließen. Das Maß der Einschnürung ist so bemessen, daß das Ventil offen bleibt, beim Durchströmen des Nebenstroms b sich · aber schließt, wenn der Strom diesen Wert etwas überschreitet, wie dies im Falle des Ventils F14 der Fall ist, wenn nämlich der Auslaß P2 die Kammer A^ erreicht und Luft der Sammelleitung 4 über F14, A1 und P2 in die freie Atmosphäre ausströmt. Kondensierte Flüssigkeit und ein kleiner Überschuß von Gas werden kontinuierlich und automatisch aus dem Kondensator 7 mittels eines automatischen Expansionsventils 12 abgezogen, das so eingestellt ist, daß sich ein Auslaßdruck ergibt, der etwas über dem Atmosphärendruck liegt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit mittels einer öffnung I2a von normaler Abmessung kontrolliert werden kann. Die flüssige Luft wird an einen automatischen mit Schwimmer versehenen Abscheider 13 von üblicher Herstellungsart abgegeben, der sie in Intervallen in einen geeigneten Behälter abgibt. Überschüssige Luft, welche mit der Flüssigkeit zusammen austritt, wird zu der Turbinenauslaßleitung 6 über ein Rohr 14 zurückgeleitet.
Wie bereits erwähnt, liegt ein charakteristisches Merkmal der Erfindung in der Konstruktion und Formgebung der Expansionsturbine 5. In der Apparatur der Fig. 4 ist die Turbine eine axial durchströmte Impulsturbine, deren Rotor, Stator, Achse und ein Achsenlager in Fig. 5 gezeigt sind. Eine Welle 15, auf welcher der Rotor 16 montiert ist, trägt außerdem ein Kreiselgebläse 17, das als die in Fig. 4 gezeigte Bremse 18 dient. Bas Gebläse ist in Fig. 5 als schematischer Block gezeigt, da seine Ausführungsformen nicht Teile der Erfindung sind. Es kann die Form einer Trommel mit radialen Löchern für einen Luftstrom haben. Hochdruckluft wird durch den Einlaß 19 zu den Leitschaufeln 20 geleitet, auf die ein Abschluß ring 21 aufgeschrumpft ist, um jeglichen Leckverlust zu vermeiden. Es wurde eine Turbine -gemäß der Erfindung gebaut, in welcher der Turbinenrotor. aus einem einzigen Stück Messing hergestellt wurde und einen Schaufelspitzendurchmesser von ungefähr 16 mm besitzt, wobei die Rotorschaufeln ungefähr 1,6 mm lang sind und eine Sehnenbreite von 6,35 mm haben. Der Abschlußring ist aus Messing, und der Rotor ist auf die Welle 15 montiert, die aus Silberstahl besteht und einen Durchmesser von 2,4 mm aufweist. Diese Welle ist ungefähr 101,6 mm lang und ist an jedem Ende in Schalenlagern gelagert. Die Welle 15 ist an ihren Enden konisch ausgeführt. Die Enden laufen auf Kugeln 22, die in der Schale 23 liegen. Der Ansatz 24 der Lagerschale ist hohl ausgeführt, um den Zufluß von öl zu dem Lager zu ermöglichen. Eine ringförmige Schulter der Schale stützt sich auf die axiale Druckfeder 25, welche sich ihrerseits auf den Boden einer Schale 26 stützt. Diese Feder 25 nimmt die normalen Ausdehnungsunterschiede auf und sichert eine im großen und ganzen gleichmäßige Belastung der Kugellager, wodurch ein Spiel zwischen dem konischen Ende der Welle und dem äußeren Lagergehäuse verlindert wird. Ein mit der Schale 26 aus einem
Stück bestehender Schaft 27 geht, wie gezeigt, durch eine mit Außengewinde versehene Hülse 28 hindurch. Diese Hülse 28 ist so ausgebildet, daß sie durch ein Loch in dem nicht gezeigten äußeren Gehäuse hindurchgeht und auf ihr eine Mutter aufgeschraubt werden kann, um die Welle und die innerhalb des Gehäuses befindliche Lagerung zu halten. Der Schaft 27 ist hohl, seine Bohrung steht für die Ölzuführung mit der Bohrung durch den hohlen Lagerschalenansatz 24 in Verbindung.
Zwischen der Schale 26 und der Innenwand der Hülse 28 ist ein kleines Spiel gelassen. Somit kann die Lagerung als Ganzes sich radial versetzen. Diese radiale Versetzung wird mittels zweier ölgefüllter Stoßdämpfereinrichtungen.gedämpft, von denen nur eine, 29, in der Zeichnung- gezeigt ist und die im rechten Winkel zueinander stehen. Diese Stoßdämpfer sind von üblicher Ausführung, und die Kolbenstangen 30 sind über einen eng sitzenden Ring 31 mit der Schale 26 verbunden. Die an dem anderen Ende der Welle 15 befindliche Lagerung kann in gleicher Weise ausgebildet oder andererseits auch gleichartig ausgeführt sein, mit der Ausnahme, daß dort dann radiale Versetzungen nicht möglich sind.
Bei einer anderen Ausführung der Turbine kann die Schale 26 durch einen Gleitkragen ersetzt werden, an dem die Kolbenstangen von drei unter I2O° zueinander stehenden Stoßdämpfern befestigt sind. Bei einer weiteren Ausführung sind die Kolbenstangen an dem Schaft 27 statt an der Schale 26 befestigt.
Wenn die Regeneratorkammer A1 bis A5 geringe Abmessungen haben sollen, was notwendig ist, um die Größe der Maschine so klein wie möglich zu halten, so ist für diese ein Packungsmaterial erforderlich, das wirksam und einfach herzustellen ist und eine hohe Wärmeleitfähigkeit quer zur Strömungsrichtung hat. In Richtung der Strömung ist eine niedrige Wärmeleitfähigkeit erwünscht. Bei der Erfindung ist vorzuziehen, eine Packung zu verwenden, die aus Scheiben von feiner Drahtgaze besteht, welche durch Scheiben von wärmeisolierendem Material, wie Stoff mit weitem Gewebe, z. B.
Kunstseidenetz, voneinander getrennt sind.

Claims (7)

  1. Patentansprüche:
    i. Verfahren zur Verflüssigung eines Gases, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas komprimiert, einen kleineren Teilstrom davon zur Verflüssigung durch einen Kondensator leitet, den restlichen Teilstrom zur Abkühlung adiabatisch expandieren läßt, den entspannten Gasstrom erst durch den Kondensator und dann durch einen ersten Stufenkühler gehen läßt und daß man das komprimierte Gas so durch diesen Kühler leitet, daß der Netto-Massestrotn komprimierten Gases pro Zeiteinheit im wesentlichen dem entspannten Teilstrom gleich ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere zu verflüssigende Teilstrom (b) den ersten Stufenkühler (E1). im Nebenschluß umgeht und direkt zu dem Kondensator (E2) geleitet wird (Fig. 1).
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das komprimierte Gas (A) vor dem ersten Stufenkühler (E1) in Haupt- (α) und Neb'enstrom (b) unterteilt, wobei der letztere (b) bezüglich des Massestroms im wesentlichen dem kleineren, zu verflüssigenden Teilstrom (c) gleich ist und den Kühler (E1) im Nebenschluß umgeht, während der Hauptstrom (a) durch diesen (E1) hindurchgeht, worauf der kleinere, zu verflüssigende Teilstrom (c) abgetrennt und zur Verflüssigung durch den Kondensator (E2) geleitet wird, und daß man den Nebenstrom (b) mit dem nach Ableitung des kleineren Teilstroms (c) verbleibenden restlichen Hauptstrom (a) vereinigt, um den zu expandierenden Gasstrom zu erhalten (Fig. 2).
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gesamte zugeführte komprimierte Gas (A) durch den ersten Stufenkühler (E1) leitet und daß man vor Ableitung des kleineren zu verflüssigenden Teilstroms (c) einen bezüglich seines Massestroms dem kleineren zu verflüssigenden Teilstrom (c) im wesentlichen gleichwertigen Anteil (V) des zugeführten komprimierten Gases (A) durch den ersten Stufenkühler (E1) zurückleitet, um dessen Temperatur im wesentlichen auf die Temperatur des zugeführten Gases (A) zu erhöhen, und daß man den Anteil (b) dann mit dem komprimierten Gasstrom (a'), nachdem von diesem der kleinere zu verflüssigende Teilstrom (c) abgeleitet wurde, wieder vereinigt (Fig. 3, 4).
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannung des Gases in an sich bekannter Weise in einer Impulsturbine (T, 5) erfolgt und daß das ausströmende Gas eine Temperatur von mindestens einigen Graden unter seinem Verflüssigungspunkt aufweist (Fig. 1 bis 4).
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- loj fahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsturbine mindestens ein Hauptlager (22 bis 28) für die Rotorwelle (15) aufweist, das so befestigt ist, daß es kleine radiale Schwingungen ausführen kann, und daß an diesem Lager Dämpfungseinrichtungen (29 bis 31) für eine Dämpfung der radialen Schwingungen in einer Mehrzahl von Richtungen angebracht sind
    (Fig· 5)- "5
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung der Turbine aus zwei Flüssigkeitsdämpfern (29 bis 31) besteht, die in bezug auf die Welle radial angeordnet sind und von denen jeder ein mit der Lagerung (26) verbundenes bewegliches Teil (30, 31) besitzt (Fig. 5).
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    © 509515 6.55
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