NO116635B - - Google Patents

Description

Koldgasskj ølemaskin.

Oppfinnelsen vedrører en koldgasskj ølemaskin. I en slik maskin gjennom-løper en gass som bekjent et lukket termodynamisk kretsløp, idet den alltid befin-

ner seg i samme aggregattilstand, og maskinen har et rom med lavere temperatur og et rom med høyere temperatur. Volum-

ene av disse rom kan forandres ved hjelp av med en konstant faseforskjell tilnærmelsesvis harmonisk frem- og tilbakebe-vegelige legemer, og rommene står i forbindelse med hverandre over en kanal som inneholder en fryser, en regenerator og en kjøler.

En slik koldgasskj ølemaskin betegnes hyppig som en etter det omvendte varm-gasstempelmotorprinsipp virkende kj ølemaskin. Med disse maskiner er det mulig i ett trinn å spenne over en høyere temperaturforskjell, f. eks. på 100° C. Det er imidlertid også mulig å spenne over en større temperaturforskjell, f. eks. på 250° C, så at kjølemaskinen gir en kjøleeffekt f. eks. ved 200° C.

Koldgasskj ølemaskinen kan som bekjent utføres på forskjellige måter, f. eks. som fortrengermaskin, som dobbeltvirk-ende maskin, eller som maskin hvis sylindere danner en vinkel med hverandre.

I maskinens regenerator oppvarmes gassen ved strømning fra den kolde side til den varme side, og avkjøles igjen ved strøm-ning fra den varme side til den kolde side. Gassen opptar altså ved strømning i én retning varme fra regeneratorfyllmassen, mens den ved strømning i den annen retning vil avgi varme til regeneratorfyllmassen. Som bekjent kan gassen ikke ut-

veksle så meget varme med regenerato-

ren at temperturforskj ellen mellom den kolde og den varme regeneratorendeflate dekkes. Gassen har derfor når den forlater regeneratoren på den kolde side en høyere temperatur enn temperaturen av den kolde endeflate, og på den varme side en lavere temperatur enn temperaturen av den var-

me endeflate.

Denne omstendighet medfører et rege-neratortap som kan oppfattes som om gas-

sen transporterer varme fra den varme side av regeneratoren til den kolde side, eller kulde fra den kolde side til den varme side av regeneratoren.

Det er allerede kjent at dette regene-ratortap som særlig er en ulempe ved koldgasskj ølemaskiner, kan nedsettes ved at der i regeneratorens fyllmasse anordnes elementer ved hjelp av hvilke den gjennom regeneratoren strømmende gass er i varmeutvekslingskontakt med et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium, som har en lavere temperatur enn den temperatur som ville herske på det sted hvor varmeutveksleren befinner seg. Her skal under et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium forståes et medium som når det er i varmeutvekslingskontakt med den ekstra varme-utveksling, ikke deltar i det termodyna-miske kretsløp i maskinen.

Oppfinneren har fastslått at man kan oppnå særlige resultater når koldgasskj ølemaskinen er forsynt med ekstra rom med variabelt volum, som er tilsluttet en be-stemt del av arbeidsrommet i maskinen.

Oppfinnelsen består således i oppbyg-ging av en koldgasskj ølemaskin som inneholder midler til å nedsette regeneratortapet, men ved hvilken der ikke anvendes noe ekstra medium.

Ved en koldgasskj ølemaskin, i hvilken en gass sikulerer i et lukket termodynamisk kretsløp, hvor gassen alltid befinner seg i én og samme aggregattilstand, hvilken maskin omfatter et rom med lavere temperatur og et rom med høyere temperatur, hvis volumer varieres ved hjelp av stempellig-nende legemer som er innrettet til å gå frem og tilbake tilnærmelsesvis harmonisk med en konstant faseforskjell, idet rommene står i forbindelse med hverandre over en kanal som inneholder en fryser, en regenerator og en kjøler, består et vesentlig trekk ved oppfinnelsen i at den del av forbindelseskanalen som befinner seg mellom de kolde og varme endeflater av regeneratoren er forbundet med i det minste ett ekstra rom, hvis volum også varieres tilnærmelsesvis harmonisk ved hjelp av et legeme som styres på en sådan måte at der vil være en faseforskjell mellom volumforandringene av det eller de ekstra rom og de trykkforandringer som oppstår i det øyeblikk volumet av dette ekstra rom er konstant og et minimum.

Når der ovenfor er tale om at der er en faseforskjell mellom volumforandringene av det eller de ekstra rom og de trykkforandringer som opptrer i det øyeblikk volumet av dette ekstra rom er konstant og et minimum, skal det hermed forståes at minimumvolumet av det ekstra rom målt på veivkretsen opptrer høyst 180° tidligere enn maksimaltrykket. Når volumforandringene i det ekstra rom er faseforskutt foran de trykkforandringer i kjølemaskinen som opptrer når volumet, i dette ekstra rom er konstant og et minimum, vil dér i dette rom hovedsakelig finne sted en ekspansjon, så at varme fra regeneratoren tilføres dette rom, hvorved regeneratortapet nedsettes. Når volumforandringene av det ekstra rom er faseforskutt etter trykkforandringene, så vil i dette rom hovedsakelig en kompresjon finne sted.

Ved en annen utførelse av oppfinnelsen er den mellom den kolde og den varme regeneratorendeflate liggende del av forbindelseskanalen tilsluttet minst et ekstra rom, hvis volum likeledes fortrinnsvis forandres ved hjelp av et stempelformig legeme, idet der mellom volumforandringene av det ekstra rom, resp. av de ekstra rom og volumforandringene av det annet rom, resp. de andre rom består en konstant, f. eks. innstillbar faseforskjell, og at der ved forbindelsesstedet mellom det ekstra rom og forbindelseskanalen er anordnet en ekstra varmeutveksler.

Ved denne utførelsesform forefinnes riktignok en ekstra varmeutveksler, i hvilken gassen i maskinen er i varmeutvekslingskontakt med et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium.

Den ekstra varmeutveksler kan anordnes på forskjellige måter; dét er f. eks. mulig at der mellom det ekstra rom og forbindelseskanalen er en forbindelse, i hvilken den ekstra varmeutveksler ligger. Etter en gunstig utførelsesform for oppfinnelsen ligger varmeutveksleren i regeneratoren. Ved denne utførelsesform kan den ekstra varmeutveksler være anbrakt i selve regeneratorfyllmassen, men det er,også mulig at varmeutveksleren ligger mellom to rege-neratordeler. Når der er tale om den varme og den kolde regeneratorendeflate, skal her forståes de endeflater av regeneratoren som slutter seg til kjøleren resp. fryseren i koldgasskjølemaskirien. Når volumforandringene i dette ekstra rom i fase ligger foran de trykkforandringer i kjølemaskinen som opptrer når volumet av det ekstra rom er konstant og minimalt, så opptrer der i dette rom hovedsakelig en utvidelse. Hvis imidlertid volumforandringene av et ekstra rom i fase ligger etter trykkforandringene, så opptrer der i dette rom hovedsakelig en kompresjon.

Etter en utførelsesform for oppfinnelsen ligger volumforandringene av det ekstra rom i fase foran de trykkforandringer som opptrer når volumet av det ekstra rom er konstant og minimalt, og et av maskinens kretsløp uavhengig medium av-kjøles ved hjelp av den ekstra varmeutveksler.

I henhold til en ytterligere utførelses-form for oppfinnelsen ligger volumforandringene av det ekstra rom i fase etter de trykkforandringer som opptrer når volumet av det ekstra rom er konstant og minimalt, og et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium oppvarmes av den ekstra varmeutveksler.

I motsetning til den ovenfor allerede beskrevne kjente koldgasskj ølemaskin er den varmemengde som tilføres den ekstra varmeutveksler eller bortføres fra denne, mindre avhengig av regeneratorens virk-ningsgrad, da regeneratorens innflytelse er mindre, så at varmetilførselen og bortled-ningen ikke i første rekke er avhengig av den fiktive varmestrømning gjennom regeneratoren, men av utvidelsen eller kom-presjonen i det ekstra rom.

Når koldgasskj ølemaskinen er således utformet at der i det ekstra rom hovedsakelig opptrer en utvidelse, så er der i henhold til nok en utførelsesform for oppfinnelsen en forbindelse for det av krets-løpet i maskinen uavhengige medium mellom den ekstra utveksler og fryseren, så at dette medium før sin avkjøling i fryseren forkjøles ved hjelp av den ekstra varmeutveksler.

Hvis derimot koldgasskj ølemaskinen utføres slik at der i det ekstra rom hovedsakelig opptrer en kompresjon, så egner koldgasskj ølemaskinen seg særlig til an-vendelse ved gassoppdelingsanlegg.

I henhold til et annet trekk er væsken med det høyeste kokepunkt i varmeutvekslingskontakt med en ekstra varmeutveksler, idet denne* fraksjon tilføres varme. Denne fremgangsmåte er særlig anvende-lig med godt resultat når luft må oppdeles i fraksjoner, hvor surstoffet må utvinnes i flytende form.

I henhold til nok et trekk er gassopp-delingssøylen utformet som en enkel søyle, så at man får et særlig enkelt anlegg.

Koldgasskj ølemaskinen i henhold til oppfinnelsen kan oppbygges på den måte at hvert ekstra rom forandres ved hjelp av sitt eget stempelformigé legeme, som ved hjelp av et eget drivstangsystem er koblet med veivakslen. En ytterligere og meget enkel konstruksjon, ved hvilken det ekstra stempel og det ekstra drivstangsystem kan unngåes, får man når i henhold til en ut-førelsesform for oppfinnelsen, det stempelformigé legeme som forandrer rommet med lavere temperatur har i det minste to deler med forskjellige diametere, som beveger seg frem og tilbake i et tilforordnet sylinderrom, idet et rom som påvirkes av en ringformig overflate som dannes av overgangen mellom to deler av det stempelformigé legeme med forskjellige diametere, representerer det ekstra rom.

Hvis ved denne konstruksjon den ekstra varmeutveksler benyttes for kjøling av et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium, så er etter nok en utførelsesform for oppfinnelsen, volumforandringene av det ekstra rom i fase med volumforandringene av rommet med lavere temperatur.

Hvis derimot den ekstra varmeutveksler benyttes for oppvarmning av et medium, så er etter en ytterligere utførelses-form for oppfinnelsen, volumforandringene av det ekstra rom 180° faseforskjøvet i forhold til volumforandringene av rommet med lavere temperatur.

Eksempler på oppfinnelsens utførelse er beskrevet i det følgende under henvis-ning til tegningen.

Fig. 1 viser en koldgasskj ølemaskin

med en ekstra varmeutveksler, ved hjelp av hvilken et medium med lavere temperatur kan oppvarmes.

Fig. 2 viser et gassoppdelingsanlegg

med en slik koldgasskjølemaskin.

Fig. '3 viser en koldgasskjølemaskin, ved hvilken et medium avkjøles ved hjelp av varmeutveksleren.

Ved koldgasskj ølemaskinen i henhold til fig. 4 er der ikke anordnet noen ekstra varmeutveksler, mens en koldgasskjølemaskin i henhold til fig. 5 inneholder en varmeutveksler som ligger utenfor forbindelseskanalen mellom rommet med høyere temperatur og rommet med lavere temperatur.

Den i fig. 1 viste maskin er en som fortrengermaskin utført koldgasskjølemaskin. Maskinen har et av veggen 1 begrenset sylinderrom og et av veggen 2 begrenset sylinderrom. I det av sylinderveggen 1 begrensede rom beveger et stempel 3 og en fortrengerdel 4 seg opp og ned med en nesten konstant faseforskjell. Fortr enger en1 har en del 5 som beveger seg opp og ned i det av veggen 2 begrensede sylinderrom;

denne del har en større diameter enn delen 1. Fortrengerdelen 5 påvirker et over denne

del liggende rom 6. Rommet 6 er rommet med lavere temperatur og står over en fryser 7, en regeneratordel 8, en ekstra varmeutveksler 9, en annen regeneratordel 10 og en kjøler lii forbindelse med et rom

12. Rommet 12 er rommet med høyere temperatur.-Forbindelseskanalen mellom fryseren 7 og kjøleren 11 inneholder derfor en regenerator som består av to deler 8 og 10, mellom hvilke der ligger en varmeutveksler 9. Regeneratoren har en kold endeflate 13, som slutter seg til fryseren, og en varm endeflate 14 som slutter seg til kjøleren. Til den mellom endeflatene 13 og 14 liggende del av forbindelseskanalen

er der sluttet et ekstra rom 15 på det sted hvor varmeutveksleren 9 befinner seg. Volumet av det ekstra rom 15 påvirkes av en ringformig overflate 16 som er oppstått som følge av diameterfor-skj ellen mellom fortrengerdelene 4 og 5. Volumforandringene av rommet 15 er

180° faseforskjøvet i forhold til volumforandringene av rommet 6. Fortrengeren blir ved hjelp av drivstangsystem 17 koblet med en veiv på en veivaksel 18,

mens stemplet ved hjelp av drivstangsy-stemene 19 er koblet med veiver på samme veivaksel. Kj ølemaskinen drives av en elektromotor 20.

Fryseren 7 er på sin utside forsynt med vinger 21 som befinner seg i et kondensatorrom 22, som begrenses av en vegg 23 med varmeisolerende egenskaper. Rommet 22 har en innløpsåpning 24 for den gass som skal kjøles og som eventuelt kan kondensere på vingene 21, idet kondensatet oppfanges.i en ringkanal 25 og kan bort-føres gjennom en ledning 26. Den ekstra varmeutveksler 9 er på sin utside forsynt med vinger 27, og ved hjelp av denne varmeutveksler kan et medium med en lavere temperatur enn temperaturen av gassen i maskinen oppvarmes på dette sted. Mediet kan tilføres gjennom en ledning 28 og bortledes gjennom en ledning 29. Kjøle-vann kan til- og bortledes fra kjøleren 11.

Ved drift av koldgasskj ølemaskinen fra motoren 20 opptrer der ved egnet stilling av veivakslens veiver i rommet 6 hovedsakelig en utvidelse, mens der i rommet 12 hovedsakelig opptrer en kompresjon. Føl-gelig blir fryseren ved lavere temperatur tilført varme og fra kjøleren bortledes varme ved høyere temperatur. I rommet 15, hvis volum som ovenfor nevnt, forandres i forhold til volumet av rommet 6 med en faseforskjell på 180°, opptrer likeledes hovedsakelig, en kompresjon, og den utviklede kompresjonsvarme kan bortledes over varmeutveksleren 9.

Hvis fryseren 7 har en midlere temperatur på, f. eks. 4- 200° C og kjøleren 11 en midlere temperatur på + 50° C, så hersker der i avhengighet av varmeutvekslérens 9 stilling i regeneratoren, i rommet 15 en temperatur som ligger mellom de oven-nevnte temperaturer. Det er altså mulig at, som følge av tilstedeværelsen av mel-lomvarmeutveksleren 9, en' væske med et lavt kokepunkt, f. eks. surstoff, som ved atmosfærisk trykk hår en fordampnings-temperatur på -r- 183° C, fordampes. Denne mulighet gir anledning til å anvende den i denne figur viste koldgasskjølemaskin i et gassoppdelingsanlegg. •

Fig. 2 viser et gassoppdelingsanlegg hvor der anvendes en slik koldgasskjølemaskin. Anlegget består av en som enkel søyle utført gassopdelingssøyle 30 og en koldgasskjølemaskin 31. Den gassblanding som skal oppdeles tilføres gjennom en ledning 32 som inneholder en pumpe 33, hvis overtrykk kari være lite og er tilstrekkelig stort til å overvinne strømningsmotstandéh av gassblandingen i anlegget. Gassblandiri-geri strømmer derpå gjennom en varrriéut-veksler 34,' i hvilken den avkjøles ved varmeutvekslingskontakt med den i anlegget dannede fraksjon som har det laveste kokepunkt, altså i dette tilfelle kvelstoffét. Den avkjølte gassblanding strømmer gjennom en ledning 35 til en varmeutveksler 36 i en kokebeholder.37 ay søylen, idet gass-

blandingen i denne varmeutveksler av-kjøles videre ved varmeutvekslingskontakt med den i kokebeholderen inneholdte .fraksjon som har det høyeste kokepunkt, hvorved denne fraksjon i det minste delvis fordamper. Den kjølte gassblanding blir derpå gjennom en ledning 38 tilført gassopp-, delingssøylen. I denne gassoppdelingssøyle blir gassblandingen oppdelt i fraksjoner, idet fraksjonen med det høyeste kokepunkt i. flytende form oppfanges i kokebeholderen, mens fraksjonen med det laveste kokepunkt stiger opp som gass i søylen. Denne fraksjon forlater søylen gjennom ledningen 39, som er forgrenet i to deler 40 og 41. Ledningen 40 slutter seg til koldgasskjølema-skinens kondensatorrom, i hvilket denne del av fraksjonen kondenseres, idet, kondensatet gjennom ledningen 42 tilføres gassoppdelingssøylen, i hvilken det tjener som vaskevæske. Den gjennom ledningen 41 bortførte del av fraksjonen er i varmeutveksleren 34 i varmeutvekslingskontakt med den gassblanding som skal oppdeles, og forlater derpå anlegget.

Da i dette, gassopdelingsanlegg luft oppdeles i fraksjoner, er den etter kjøling med fraksjonen med det høyeste kokepunkt, i gassblandingen fremdeles tilstedeværende varmemengde ikke tilstrekkelig til å til-veiebringe den ønskede fordampning i kokebeholderen 37. Ved hjelp av koldgasskjø-lemaskinen kan kokebeholderen tilføres en ekstra varmemengde, i hvilket øyemed en del av fraksjonen med det høyeste kokepunkt gjennom en ledning med en pumpe 43, som er forbundet med koldgasskjøle-maskinens ledning 28 (se fig. 1) tilføres mellomvarme-utveksleren 9. Fraksjonen fordamper i mellomvarme-utveksleren, idet den utviklede damp over en ledning 44 igjen tilbakeføres til søylen. Resten av den oppståtte flytende fraksjon med det høy-este kokepunkt kan gjennom en ledning 45 bortføres fra kokebeholderen. På denne måte kan man med en slik enkelt oppbygget gassoppdelingssøyle på en økonomisk forsvarlig måte utvinne fraksjonen med ;det høyeste kokepunkt.

Fig. 3 viser en annen utførelsesform for oppfinnelsen, som inneholder flere ek-;stra rom hvis volumforandringer er i fase jmed volumforandringene av rommet med lavere temperatur.

;. Maskinen er også i dette utførelses-eksempel utført som fortrengermaskin. 'Fortrengeren har tre deler 50, 51, 52 med ^forskjellige diametre, som beveger seg opp jog ned i sylindrene 53, 54, 55. Maskinen har

■videre et stempel 56, som likeledes kan bevege seg opp og ned i sylinderen 53. For-

trengeren og stemplet blir på kjent måte beveget opp og ned med en eneste konstant faseforskjell, i hvilket øyemed de er forsynt med drivstangsystemer i henhold til fig. 1. Fortrengerdelen 52 påvirker volumet av et rom 57 som representerer rommet med lavere temperatur, og over en forbin-delseskanal som inneholder en fryser 58, en første regenerator 59, en første ekstra varmeutveksler 60, en annen regeneratordel 61, en ekstra annen varmeutveksler 62, en tredje regeneratordel 63 og en kjøler 64, står i forbindelse med et rom 65. Rommet 65 representerer rommet med høyere temperatur. Maskinen har to ekstra rom 66 og 67, hvis volum forandres ved hjelp av ring-formige overflater 68 og 69. Volumforandringene av disse ekstra rom er i fase med volumforandringene av rommet 57. De ekstra rom 66 og 67 er over varmeutvekslerne 60, 62 forbundet med forbindelseskanalen mellom rommet 57 med lavere temperatur og rommet 65 med høyere temperatur. Da volumforandringene av rommene 66 og 67 er i fase med volumforandringene av rommet 57, finner også i disse ekstra rom hovedsakelig en utvidelse sted. Fryseren 58 er på sin utside forsynt med vinger 70, på hvilke et medium kan kondensere, idet kondensatet kan oppfanges i en ringkanal 71. Varmeutveksleren 60 er på sin utside forsynt med vinger 72 og varmeutveksleren 62 forsynt med vinger 73. Kjøleren kan gjennom en ledning 74 tilføres kjølevæske, f. eks. vann, som kan bortføres gjennom en ledning 75. Den øvre del av kjølemaskinen er omgitt av en vegg 76 med varmeisoler- ■ ende egenskaper, på den måte at der oppstår en kanal for et medium som skal kjø-les, som først er i varmeutvekslingskontakt med varmeutvekslerens 62 vinger 73, derpå med varmeutvekslerens 60 vinger 72, og sluttelig med fryserens 58 vinger 70. Da de ekstra varmeutvekslere i regeneratoren ligger mellom den kolde, til fryseren 58 sluttede regeneratorendeflate 77 og den varme til kjøleren 64 sluttede regeneratorendeflate 78, har de ekstra varmeutvekslere temperaturer som ligger mellom tempera-turene av fryseren og kjøleren. Et medium, f. eks. luft, som strømmer langs den ekstra varmeutveksler, avkjøles derfor trinnvis. Som følge av tilstedeværelsen av de ekstra rom, blir der altså frembrakt kulde ved en høyere temperatur enn i rommet 57, hvilket betyr en forbedring av kjølemaskinens virk-ningsgrad. Det medium som skal kondenseres, kan bortføres gjennom en avløps-ledning 79 med en væskelås 80.

Ved den i fig. 4 viste koldgasskjølemaskin er der i regeneratoren ingen ekstra

varmeutveksler, men det tilstedeværende ekstra rom slutter seg direkte til regeneratoren.

Den i denne figur viste koldgasskjølemaskin er likeledes utført som fortrengermaskin, idet fortrengeren har to deler, nemlig 90 og 91, som kan bevege seg opp og ned i tilhørende sylindere 92 bg 93. I sylinderen 92 kan likeledes et stempel 94 bevege seg opp og ned. Fortrengeren og stemplet er forsynt med drivstangsystemer ved hjelp av hvilke de kan beveges med en nesten konstant faseforskjell, på liknende måte som vist i fig. 1. Fortrengerdelen 91 påvirker et rom 95 med lavere temperatur, som over en fryser 96, en første regeneratordel 97, en annen regeneratordel 98 og en kjøler 99 står i forbindelse med et rom 100. Sistnevnte rom er rommet med høyere temperatur, i hvilket der hovedsakelig finner sted en kompresjon, mens der i rommet 95 hovedsakelig finner sted en utvidelse. Maskinen har et ekstra rom 101, hvis volum forandres ved hjelp av en ringformig overflate 102, som representerer overgangen mellom fortengerdelene 91 og 90, idet volumforandringene er i fase med volumforandringene av rommet 95. Følgelig opptrer i rommet 101 hovedsakelig en utvidelse, så at dette rom kan tilføres varme. På denne måte kan kjølemaskinens regenerasjonstap nedsettes. Dette regenerasjonstap kan oppfattes som om varme strømmer fra den varme regeneratorendeflate 103 til den kolde regeneratorendeflate 104, så at kjøle-maskinens kuldeeffekt nedsettes. Da der i rommet 101 hovedsakelig finner sted en utvidelse, blir der ved dette roms forbin-delsessted ved regeneratoren uttatt varme, slik at denne fiktive varmestrømning kan oppfanges. Rommets 95 kuldeeffekt er riktignok mindre enn det ville være mulig å oppnå med en normal fortrenger, men da der ved hjelp av rommet 101 ydes kulde ved høyere temperatur, er kjølemaskinens virk-ningsgrad i og for seg allikevel høyere.

Når det ekstra rom 101 er konstant og et minimum, ligger volumforandringene i rommet 95 f. eks. 20° i fase foran trykkforandringene målt på veivsirkelen.

Volumforandringene av det ekstra rom 101 er i fase med volumforandringene av rommet 95, så at også volumforandringene av det ekstra rom i fase ligger foran trykkforandringene. Den viste kjølemaskin er på vanlig måte forsynt med et kondensatorrom 105, som kan tilføres en gass som skal kjøles gjennom åpningen 106, idet denne gass eventuelt kan kondensere og oppfanges i ringkanalen 107, og bortføres gjennom ledningen 108.

Fig. 5 viser en skjematisk fremstilling av en koldgasskjølemaskin, hvis mellomvarme-utveksler befinner seg i regenera-

toren. Den i denne figur viste koldgasskjølemaskin har et rom 110 med lavere temperatur, som gjennom en fryser 111, en regenerator 112 og en kjøler 113 står i forbindelse med et rom 114, som representerer rommet med høyere temperatur. Rommene påvirkes av stempler 115, 116 som gjennom drivstangsystemer 117, 118, 119, 120, 121 og 122, 123, 124, 125, 126 er" koblet med en veiv 127 på en veivaksel 128. Maskinen har et ekstra rom 129, hvis volum kan forandres ved hjelp av et stempel 130. Dette stempel er ved hjelp av en drivstang 131 koblet med en veiv 132 på veivakslen 128, idet vin-

kelen mellom veivene 132 og 127 er slik at der i rommet 129 hovedsakelig finner sted en utvidelse. Rommet 129 er over en ekstra varmeutveksler 133 forbundet med regeneratoren. Da der i rommet 129 hovedsakelig finner sted en utvidelse, kan der ved hjelp av varmeutveksleren 133 avkjøles et me-

dium. Når det ekstra rom 129 er konstant og et minimum, altså når stemplet 130 hol-

des i sin øvre stilling, så viser det seg at volumforandringene av rommet 110 målt på veivsirkelen ligger 15° foran trykkforandringene. Volumforandringene av rom-

met 129 må da ligge 0—180° foran trykkforandringene. Hvis der velges en fasefor-

skjell på f. eks. 90°, så må volumforandringene av det ekstra rom 129 ligge 90°

15° = 75° foran rommets 110 volumforandringer.

Ved de ovenfor beskrevne utførelses-eksempler tjener stempler til å forandre rommenes volumer. Det er imidlertid også

mulig at rommenes volumer, særlig volu-

met av det ekstra rom, forandres ved hjelp av andre elementer, f. eks. membraner eller belger.

Det er videre mulig å utføre en koldgasskjølemaskin på en sådan måte at der forefinnes flere ekstra rom, idet der i ett eller flere av disse rom finner sted en ut-

videlse, og i ett eller flere andre rom hoved-

sakelig en kompresjon. Ved denne kjøle-maskinart kan da f. eks. et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium avkjøles,

mens et annet medium opphetes. Hvis ma-

skinen er utført som fortrengermaskin, så

kan fortrengeren være således oppbygget at den, regnet etter hverandre fra rommet med lavere temperatur, først har en del med en mindre diameter, derpå en eller flere deler med en stadig større diameter,

og sluttelig en eller flere deler med igjen mindre diametere.

Faseforskj ellen mellom volumforan-

dringene av det ekstra rom kan ved utførel-sesformen i henhold til fig. 5 forandres på

kjent måte, så den i dette rom frembrakte varmemengde eller kuldemengde forandres. Faseforskj ellen kan f. eks. forandres ved forandring av stillingen av veiven for det stempel som påvirker det ekstra rom.

Claims (11)

1. Koldgasskjølemaskin, i hvilken en gass sirkulerer i et.lukket termodynamisk kretsløp, hvor gassen alltid befinner seg i én og samme aggregattilstand, hvilken ma-

skin omfatter et rom med lavere temperatur og et rom med høyere temperatur, hvis volumer varieres ved hjelp av stempellig-nende legemer som er innrettet til å gå frem og tilbake tilnærmelsesvis harmonisk med en konstant faseforskjell, idet rommene står i forbindelse med hverandre over en kanal som inneholder en fryser, en regenerator og en kjøler, karakterisert ved at den del av forbindelseskanalen som befinner seg mellom de kolde og varme endeflater av regeneratoren er forbundet med i det minste ett ekstra rom, hvis volum også varieres tilnærmelsesvis harmonisk ved hjelp av et legeme som styres på en sådan måte at der vil være en faseforskjell mellom volumforandringene av det eller de ekstra rom og de trykkforandringer som oppstår i det øyeblikk volumet av dette ekstra rom er konstant og et minimum.

2. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 1, karakterisert ved at volumforandringene av det ekstra rom med samme fase er faseforskutt foran de trykkforandringer som opptrer når volumet av dette ekstra rom er konstant og er et minimum, og at et av maskinens kretsløp uavhengig medium avkjøles ved hjelp av en ekstra varmeutveksler.

3. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 2, karakterisert ved at den ekstra varmeutveksler ligger i regeneratoren.

4. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 3, karakterisert ved at der er en forbindelse for det av kretsløpet i maskinen uavhengige medium mellom den ekstra varmeutveksler og fryseren, så at dette medium før sin avkjøling forkjøles ved hjelp av en ekstra varmeutveksler.

5. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at volumforandringene av et ekstra rom med samme fase er faseforskutt etter de trykkforandringer som opptrer når volumet av det ekstra rom er konstant og et minimum, og at et av kretsløpet i maskinen uavhengig medium oppvarmes ved hjelp av den ekstra varmeutveksler.

6. Koldgasskjølemaskin som angitt i en hvilken som helst av de foregående på-stander i kombinasjon med et gassoppdelingsanlegg, karakterisert ved at mens an-leggets gassoppdelingssøyle fratas varme ved hjelp av koldgasskj ølemaskinen, er varmeutveksleren av, det eller de ekstra rom i varmeutvekslingskontakt med et til gassoppdelingsanlegget hørende medium.

7. Koldgasskjølemaskin i kombinasjon med et gassoppdelingsanlegg som angitt i påstand 6, karakterisert ved at den flytende fraksjon med det høyeste kokepunkt er i varmeutvekslingskontakt med en ekstra varmeutveksler, idet denne fraksjon tilføres varme.

8. Koldgasskjølemaskin i kombinasjon med et gassoppdelingsanlegg som angitt i påstand 6 og 7, karakterisert ved at gass-oppdelingssøylen er utført som enkel søyle, og at den gassblanding som skal oppdeles tilføres søylen med atmosfærisk eller tilnærmelsesvis atmosfærisk trykk.

9. Koldgasskjølemaskin som angitt i en hvilken som helst av påstandene 1—5, karakterisert ved at det stempelformige legeme som påvirker rommet med lavere tem peratur har minst to deler med forskjellige diametere som beveger seg frem og tilbake i hvert sitt tilhørende sylinderrom, idet et rom som påvirkes av en ringformig overflate som dannes av overgangen mellom to deler av det stempelformige legeme med forskjellige diametere, representerer det ekstra rom.

10. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 3, hvis stempelformige legeme som påvirker rommet med den lavere temperatur har minst to deler med forskjellige diametere, karakterisert ved at volumforandringene av det ekstra rom er i fase med volumforandringene av rommet med lavere temperatur.

11. Koldgasskjølemaskin som angitt i påstand 5, hvis stempelformige legeme som påvirker rommet med lavere temperatur har minst to deler med forskjellige diametere, karakterisert ved at der mellom volumforandringene av rommet med lavere temperatur er en faseforskjell på 180°.