WO2022148666A1 - Regenerator für kryo-kühler mit helium als arbeitsgas und als wärmespeichermaterial, verfahren zum herstellen eines solchen regenerators sowie kryo-kühler mit einem solchen regenerator - Google Patents

Regenerator für kryo-kühler mit helium als arbeitsgas und als wärmespeichermaterial, verfahren zum herstellen eines solchen regenerators sowie kryo-kühler mit einem solchen regenerator Download PDF

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WO2022148666A1
WO2022148666A1 PCT/EP2021/087409 EP2021087409W WO2022148666A1 WO 2022148666 A1 WO2022148666 A1 WO 2022148666A1 EP 2021087409 W EP2021087409 W EP 2021087409W WO 2022148666 A1 WO2022148666 A1 WO 2022148666A1
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regenerator
helium
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partial cavities
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Jens HÖHNE
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Pressure Wave Systems Gmbh
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    • F25B2309/1415—Pulse-tube cycles characterised by regenerator details

Definitions

  • Regenerator for cryo-cooler with helium as working gas and as heat storage material method for producing such a regenerator and cryo-cooler with such a regenerator
  • the disclosure relates to a regenerator for cryocoolers with helium as the working gas according to claim 1, a method for producing such a regenerator and a cryocooler provided with such a regenerator according to the independent claims.
  • Helium is often used as a working gas in cryogenic coolers. In the temperature range from 2K to 20K, helium has a comparatively high heat capacity, which is equal to the heat capacity of rare earth compounds in this temperature range. It has therefore been proposed to use helium as the regenerator material.
  • US 2012/0304668 A1, DE 10319510 A1, DE 102005007627 A1, CN 104197591 A, DE 19924184 A1 and US 4359872 A are known as regenerator structures with helium-filled closed hollow bodies made of glass or metal. This basic idea has not yet resulted in a finished product. In addition, helium-filled beads again cause attrition, reducing the service life of the cryocooler.
  • regenerator which has cuboid cells filled with helium as a heat storage material. The cells are sealed after filling and therefore have no pressure equalization openings.
  • JP S62-233688A a regenerator is known which has metal as the heat storage material for storing heat; Helium is not used as a heat storage material.
  • JP2011190953A discloses a regenerator with tubes that are open at both ends and contain helium as a heat storage material.
  • the tubes filled with helium thus have pressure equalization openings, so that pressure equalization can take place between the interior of the tube and the helium working gas during operation of the cooler or regenerator.
  • the disadvantage of this regenerator is that adjacent cells filled with helium as the heat transfer material lie one on top of the other and the sections of the cell walls lying on top of one another cannot contribute to the heat exchange. This limits the functionality of this known regenerator.
  • WO 2018/104410 A1 discloses a regenerator which is designed for helium as the working gas and heat storage material.
  • the known regenerator includes a cavity with a plurality of sub-cavities which are tubular and connected to one another. Flow channels for the working gas helium are formed between the partial cavities.
  • a pressure equalization opening in the form of a capillary that penetrates the cell walls creates a permanently open connection between the working gas helium outside the cavity and the heat storage material helium inside the cavity. The thinner the cell walls, the better the heat transfer between the working gas helium and the heat storage material helium through the cell walls. However, the cell walls must be of a certain thickness so that they do not break or tear during the pressure fluctuations during operation of the regenerator. Based on WO 2018/104410 A1, it is therefore the object of the present disclosure to specify a regenerator with helium as the working gas and heat storage material which, compared to WO 2018/104410 A1, enables more effective heat transfer through the cell walls.
  • the capillaries in the cell walls fill the interior of the partial cavities with helium as a heat storage medium. Since comparable pressure conditions are present both inside the cavity or the partial cavities during operation, the cell walls can be made comparatively thin. However, the cell walls must be of a certain thickness so that they do not break or tear during the pressure fluctuations during operation of the regenerator. Because the partial cavities have support elements in their interior, the cell walls can be made even thinner, since the thin cell walls are supported on the support elements. The thinner cell walls improve the heat transfer through the cell walls.
  • the ratio of cavity volume to opening area or outflow resistance of the capillary is chosen so that the pressure in the cavity or in the partial cavities in the working frequency range of cooler operation (approx.
  • the pressure in the cell would always fluctuate around the medium pressure of the cooling system, typically around 16 bar.
  • the stable pressure is important because otherwise the volume of the cavity or cavities would make a large contribution to the "dead volume” if its pressure was between e.g. B. 8 and 24 bar would fluctuate without contributing to the cooling.
  • the opening area or the outflow resistance of the pressure compensation opening is selected in such a way that before the regenerator is put into operation and during the start-up phase, helium penetrates into the cavity or cavities due to the prevailing pressure conditions.
  • the “capacitor effect” explained above results during the pressure fluctuations in the area of the regenerator with the operating frequency a cooler.
  • the temperature of the working gas helium and also of the helium in the regenerator cavities decreases.
  • the volume of helium is reduced and helium continues to flow into the regenerator cavities via the pressure equalization opening. i.e. during the start-up phase, helium must be refilled until the working temperatures and pressures have adjusted.
  • the cell is penetrated by flow channels that are delimited by the cell walls. This results in an enlarged heat exchange surface and thus an improved heat transfer between the helium in the cavities and the working gas outside.
  • the flow channels are preferably designed as slots.
  • the slit-shaped flow channels for working gas preferably run in a straight line and parallel to one another, on the one hand to minimize the flow resistance and on the other hand to make the tubular cavities between them uniform. Due to the straightness and the parallelism, an equal distance results in a simple manner between two flow channels.
  • the flow channels between the partial cavities are arranged parallel to one another.
  • the pressure equalization opening can also be provided by leaks that occur during the manufacture of the cells.
  • the surfaces of the flow channels are provided with turbulence structures.
  • cuboid cavities or rounded cavities can be produced from two components as a whole or in two steps. Openings in the partial cavities, which are necessary for blowing out material after 3D printing, can then be closed. Since these openings have small cross-sectional areas, welding methods are suitable for this purpose.
  • the support elements are preferably provided with blind-hole-shaped slots that are accessible to the working gas helium. As a result, thermal stresses occurring during 3D printing can be absorbed like an accordion, so that cracks do not occur in the material.
  • regenerators according to the present disclosure are particularly suitable for Stirling, Gifford-McMahon or pulse tube coolers in particular.
  • the entire regenerator preferably has a thickness of 5 mm to 100 mm in the flow direction of the working gas.
  • Fig. 1 is a perspective sectional view of a first embodiment of the regenerator
  • FIG. 2 shows a perspective sectional view of a second embodiment.
  • FIGS 1 and 2 show two embodiments of the disclosure in the form of a columnar regenerator 2 of circular cross-section, only one half of the regenerator 2 being shown in each case.
  • the regenerator 2 comprises a cell 2 with cell walls 4 which enclose a cavity 6 with partial cavities 6-i.
  • a pressure equalization opening in the form of a capillary 8 passes through the cell walls 4 .
  • the cell 2 has a circular cross-section and is arranged in a tubular flow channel for the working gas helium.
  • the interior of the cavity 6 is filled with helium as a heat storage material during operation.
  • the partial cavities 6-i form planar structures parallel to the longitudinal axis of the cell 2. Between the plan Partial cavities 6-i are formed parallel slit-shaped flow channels 10 for helium as the working gas.
  • the partial cavities 6-i are connected to one another in the edge region of the columnar regenerator 2 by a connecting channel 12 and together with the partial cavities 6-i form the cavity 6.
  • the individual planar partial cavities 6-i arranged parallel to one another extend over the entire height or length the columnar cell 2 and are formed by two spaced-apart planar cell walls 4-1, are sealed in the edge region by strip-shaped cell walls 4-2.
  • the slit-shaped flow channels 10 are arranged between the individual partial cavities 6 - 1 and completely penetrate the cell 2 .
  • Supporting elements 14 are provided inside the partial cavities 6-1, which support the planar cell walls 4-1 against one another.
  • the support elements 14 are designed as small cuboids, which are distributed over the interior of the partial cavities 6-i.
  • the support elements 14 can also be columnar or rounded and spherical.
  • the support elements are strip-shaped and extend away from the strip-shaped cell walls 4-2, resulting in a meandering channel.
  • the strip-shaped support elements 14 are provided with slits in the form of blind holes, not shown, which are accessible to the working gas helium.

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Abstract

Regenerator (1) für Kryo-Kühler mit Helium als Arbeitsgas und Wärmespeichermittel, mit wenigstens einer Zelle (2) mit Zellwänden (4), die einen Hohlraum (6) umschließen, der mehrere Teilhohlräume (6-1) aufweist. Die Teilhohlräume (6-i) sind über wenigstens einen Verbindungskanal (12) miteinander verbunden und mit Ausnahme des wenigstens einen Verbindungskanals (12) zu anderen Teilhohlräumen (6-i) von den Zellwänden (4) umschlossen. Der Hohlraum (6) der wenigstens einen Zelle (2) ist mit Heliumgas als Wärmespeichermaterial gefüllt. Der Regenerator weist ferner Strömungskanäle (10) für das Arbeitsgas Helium, die zwischen den einzelnen Teilhohlräumen (6-i) ausgebildet sind und eine Druckausgleichsöffnung in Form einer Kapillare (8) auf, die die Zellwände (4) durchsetzt und eine dauernd offene Verbindung zwischen den dem Arbeitsgas Helium außerhalb des Hohlraums (6) und dem Wärmespeichermaterial Helium innerhalb des Hohlraums (6) bildet. Die Teilhohlräume (6-i) weisen in ihrem Inneren Stützelemente (14) auf, welche die einen Teilhohlraum (6-i) begrenzenden Zellwände (4) gegeneinander abstützen.

Description

Regenerator für Kryo-Kühler mit Helium als Arbeitsgas und als Wärmespeichermaterial, Verfahren zum Herstellen eines solchen Regenerators sowie Kryo-Kühler mit einem solchen Regenerator
Beschreibung
Die Offenbarung betrifft einen Regenerator für Kryo-Kühler mit Helium als Arbeitsgas gemäß Anspruch 1 , ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Regenerators sowie einen mit einem solchen Regenerator versehenen Kryo-Kühler gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
Helium wird häufig als Arbeitsgas bei Kryo-Kühler eingesetzt. Helium besitzt in dem Temperaturbereich von 2K bis 20K eine vergleichsweise hohe Wärmekapazität, die der Wärmekapazität von seltenen Erdverbindungen in diesem Temperaturbereich gleich kommt. Daher ist vorgeschlagen worden, Helium als Regenerator-Material einzusetzen. Aus der US 2012/0304668 A1 , der DE 10319510 A1 , der DE 102005007627 A1 , CN 104197591 A, DE 19924184 A1 und der US 4359872 A sind mit Helium gefüllte geschlossene Hohlkörper aus Glas oder Metall als Regeneratorstrukturen bekannt. Diese Grundidee hat bis jetzt zu keinem fertigen Produkt geführt. Darüber hinaus führen mit Helium gefüllte Kügelchen wieder zu Abrieb, was die Einsatzdauer des Kryo-Kühlers verringert. Das Grundproblem dieser bekannten geschlossenen Hohlkörper mit Helium besteht in der aufwendigen Befüllung der Hohlkörper mit Helium unter Überdruck. Aufgrund des Überdrucks muss die Wandstärke der Hohlkörper erhöht werden, was zu einer Verschlechterung der Wärmeübergangswiderstände führt.
In dem Artikel „Heat Capacity Characterization of a 4K Regenerator with Non-Rare Earth Material“ in Cryocoolers 19, International Cryocooler Conference, Inc., Boulder, CO, 2016 wird eine Struktur mit Adsorbermaterial, das Helium absorbieren kann, als Regenerator für Kryo-Kühler vorgeschlagen. Der Aufbau des Regenerators ist kompliziert und aufwendig und es besteht die Gefahr, dass Teile des Adsorbermaterials durch den Arbeitsgasstrom mitgerissen werden. Durch die mitgerissenen Adsorberpartikel würde die Lebensdauer eines Kryo-Kühlers mit einem solchen Regenerator drastisch reduziert. Aus der JP H07318181 ist ein Regenerator bekannt, bei dem die heliumgefüllten Hohlkörper durch thermische Schrumpfung verschlossen werden. Aus der CN 104 197 591 A ist ein Regenerator bekannt, der quaderförmige Zellen aufweist, die mit Helium als Wärmespeichermaterial gefüllt sind. Die Zellen werden nach dem Befüllen verschlossen und weisen folglich keine Druckausgleichsöffnungen auf. Aus der JP S62-233688A ist ein Regenerator bekannt, der zum Speichern von Wärme Metall als Wärmespeichermaterial aufweist; Helium wird nicht als Wärmespeichermaterial eingesetzt.
Aus der JP2011190953A ist ein Regenerator mit zweiseitig offenen Röhrchen, die Helium als Wärmespeichermaterial enthalten, bekannt. Die heliumgefüllten Röhrchen weisen damit Druckausgleichsöffnungen auf, so dass während des Betriebs des Kühlers bzw. Regenerators zwischen dem Inneren der Röhrchen und dem Arbeitsgas Helium ein Druckausgleich stattfinden kann. Nachteilig bei diesem Regenerator ist, dass benachbarte mit Helium als Wärmeträgermaterial gefüllte Zellen aufeinanderliegen und die aufeinanderliegenden Abschnitte der Zellwände nicht zum Wärmeaustausch beitragen können. Dadurch ist die Funktionalität dieses bekannten Regenerators eingeschränkt.
Aus der WO 2018/104410 A1 ist ein Regenerator bekannt, der für Helium als Arbeitsgas und Wärmespeichermaterial ausgelegt ist. Der bekannte Regenerator umfasst einen Hohlraum mit mehreren Teilhohlräumen, die rohrförmig ausgebildet und miteinander verbunden sind. Zwischen den Teilhohlräumen sind Strömungskanälen für das Arbeitsgas Helium ausgebildet. Eine Druckausgleichsöffnung in Form einer Kapillare, die die Zellwände durchsetzt, schafft eine dauernd offene Verbindung zwischen den dem Arbeitsgas Helium außerhalb des Hohlraums und dem Wärmespeichermaterial Helium innerhalb des Hohlraums. Je dünner die Zellwände, desto besser der Wärmeübergang zwischen dem Arbeitsgas Helium und dem Wärmspeichermaterial Helium durch die Zellwände hindurch. Allerdings ist eine gewisse Dicke der Zellwände erforderlich, so dass diese bei den Druckschwankungen während des Betriebs des Regenerators nicht brechen oder reißen. Es ist daher ausgehend von der WO 2018/104410 A1 Aufgabe der vorliegenden Offenbarung einen Regenerator mit Helium als Arbeitsgas und Wärmespeichermaterial anzugeben, der im Vergleich zu der WO 2018/104410 A1 einen effektiveren Wärmeübergang durch die Zellwände ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruch 1 .
Durch die Kapillare in den Zellwänden füllt sich bei Inbetriebnahme des Regenerators das Innere der Teilhohlräume mit Helium als Wärmespeichermittel. Da während des Betriebs sowohl innerhalb des Hohlraums bzw. der Teilhohlräume vergleichbare Druckverhältnisse vorliegen, können die Zellwände vergleichsweise dünn ausgeführt werden. Allerdings ist eine gewisse Dicke der Zellwände erforderlich, so dass diese bei den Druckschwankungen während des Betriebs des Regenerators nicht brechen oder reißen. Dadurch, dass die Teilhohlräume in ihrem Inneren Stützelemente aufweisen, können die Zellwände noch dünner ausgeführt werden, da sich die dünnen Zellwände an den Stützelementen abstützen. Durch die dünneren Zellwände verbessert sich der Wärmeübergang durch die Zellwände. Das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Öffnungsfläche bzw. Ausströmwiderstand der Kapillare ist so gewählt, dass sich der Druck im Hohlraum bzw. in den Teilhohlräumen im Arbeitsfrequenzbereich des Kühlerbetriebs (ca. 1 bis 60 Hz) kaum oder zumindest nur wenig ändert. Diese Funktionsweise ist vergleichbar mit einem Kondensator bei hohen Frequenzen - dieser bekommt von der Änderung der Spannung quasi nichts mit, wenn die Kapazität hoch genug ist und die Spannungsänderung gering. Im typischen Anwendungsfall würde der Druck in der Zelle immer um den Mitteldruck des Kühlsystems, typischer Weise ca. 16 bar, schwanken. Der stabile Druck ist deshalb wichtig, da ansonsten das Volumen des oder der Hohlräume einen großen Beitrag zum „Totvolumen“ wäre, wenn dessen Druck bei jeder Periode zwischen z. B. 8 und 24 bar schwanken würde, ohne dass es zur Kühlung beiträgt. Die Öffnungsfläche bzw. der Ausströmwiderstand der Druckausgleichsöffnung ist so gewählt, dass vor Inbetriebnahme des Regenerators und während der Anlaufphase aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse Helium in den oder die Hohlräume eindringt. Durch den hohen Ausströmwiderstand der Druckausgleichsöffnung ergibt sich der vorstehend erläuterte „Kondensator-Effekt“ während der Druckschwankungen im Bereich des Regenerators mit der Arbeitsfrequenz eines Kühlers. In der Anlaufphase sinkt die Temperatur des Arbeitsgases Helium und auch des Heliums in den Regeneratorhohlräumen. Folglich verringert sich das Volumen des Heliums und über die Druckausgleichsöffnung strömt weiter Helium in die Regeneratorhohlräume nach. D. h. während der Anlaufphase muss Helium nachgefüllt werden, bis sich die Arbeitstemperaturen und -drücke eingestellt haben.
Die Zelle wird von Strömungskanälen durchsetzt, die von den Zellwänden begrenzt sind. Hierdurch ergibt sich eine vergrößerte Wärmeaustauschfläche und somit ein verbesserter Wärmeübergang zwischen dem Helium in den Hohlräumen und dem Arbeitsgas außen. Die Strömungskanäle sind vorzugsweise als Schlitze ausgebildet. Die schlitzförmigen Strömungskanäle für Arbeitsgas verlaufen vorzugsweise geradlinig und parallel zueinander, um zum einen den Strömungswiderstand zu minimieren und zum anderen, um die rohrförmigen Hohlräume dazwischen gleichförmig zu gestalten. Durch die Geradlinigkeit und die Parallelität ergibt sich auf einfache Weise zwischen zwei Strömungskanälen ein gleicher Abstand.
Optional sind die Strömungskanäle zwischen den Teilhohlräumen parallel zueinander angeordnet.
Die Druckausgleichsöffnung kann auch durch Undichtigkeiten bereitgestellt sein, die bei der Herstellung der Zellen auftreten.
Um den Wärmeaustausch zwischen dem Arbeitsgas Helium und dem in dem Hohlkörper befindlichen, Wärme speichernden Helium zu verbessern, sind die Oberflächen der Strömungskanäle mit Verwirbelungsstrukturen versehen.
Bei 3D-Druck-Verfahren können quaderförmige Hohlräume oder gerundete Hohlräume als Ganzes oder in zwei Schritten aus zwei Komponenten hergestellt werden. Öffnungen in den Teilhohlräumen die zum Ausblasen von Material nach dem 3D-Druck notwendig sind, können anschließend verschlossen werden. Da diese Öffnungen geringe Querschnittsflächen aufweisen bieten sich hierzu Schweißverfahren an. Vorzugsweise sind die Stützelemente mit sacklochförmigen Schlitzen versehen, die für das Arbeitsgas Helium zugänglich sind. Dadurch können nach Art einer Ziehharmonika während des 3D-Drucks auftretende thermische Spannungen aufgefangen werden, so dass es nicht zu Rissen im Material kommt.
Die Regeneratoren gemäß der vorliegenden Offenbarung sind besonders für insbesondere für Stirling-, Gifford-McMahon- oder Pulsrohr-Kühler geeignet.
Der gesamte Regenerator weist in Strömungsrichtung des Arbeitsgases vorzugsweise eine Dicke von 5mm bis 100mm auf.
Die Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Offenbarung.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des Regenerators, und
Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform.
Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen der Offenbarung in Form eines säulenförmigen Regenerators 2 mit rundem Querschnitt, wobei jeweils nur eine Hälfte des Regenerators 2 dargestellt ist. Der Regenerator 2 umfasst eine Zelle 2 mit Zellwände 4, die einen Hohlraum 6 mit Teilhohlräumen 6-i umschließen. Die Zellwände 4 werden von einer Druckausgleichsöffnung in Form einer Kapillare 8 durchsetzt. Die Zelle 2 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf und ist in einem rohrförmigen Strömungskanal für das Arbeitsgas Helium angeordnet. Das Innere des Hohlraums 6 ist während des Betriebs mit Helium als Wärmespeichermaterial gefüllt. Die Teilholräume 6-i bilden plane Strukturen parallel zu der Längsachse der Zelle 2. Zwischen den planen Teilhohlräumen 6-i sind parallele schlitzförmige Stömungskanäle 10 für Helium als Arbeitsgas ausgebildet. Die Teilhohlräume 6-i sind im Randbereich des säulenförmigen Regenerators 2 durch einen Verbindungskanal 12 miteinander verbunden und bilden zusammen mit den Teilhohlräumen 6-i den Hohlraum 6. Die einzelnen planen und parallel zueinander angeordneten Teilhohlräume 6-i erstrecken sich über die gesamte Höhe oder Länge der säulenförmigen Zelle 2 und werden durch zwei im Abstand zueinander angeordnete plane Zellwände 4-1 gebildet, im Randbereich durch streifenförmige Zellwände 4-2 abgedichtet sind. Zwischen den einzelnen Teilhohlräumen 6-1 sind die schlitzförmigen Strömungskanäle 10 angeordnet, die die Zelle 2 vollständig durchsetzen.
Im Inneren der Teilhohlräume 6-1 sind Stützelemente 14 vorgesehen, die die planen Zellwände 4-1 gegeneinander abstützen. Bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Stützelemente 14 al kleine Quader ausgebildet, die über das Innere der Teilhohlräume 6-i verteilt sind. Die Stützelemente 14 können auch säulenförmig oder gerundet und kugelförmig ausgebildet sein.
Bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Stutzelemente streifenförmig und erstrecken sich von den streifenförmigen Zellwänden 4-2 weg, so dass sich ein mäanderförmiger Kanal ergibt. Die streifenförmigen Stützelemente 14 sind mit nicht dargestellten sacklochförmigen Schlitzen versehen, die für das Arbeitsgas Helium zugänglich sind. Dadurch können nach Art einer Ziehharmonika während des 3D-Drucks auftretende thermische Spannungen aufgefangen werden, so dass es nicht zu Rissen im Material kommt.
Bezugszeichenliste:
1 Regenerator
2 Zelle 4 Zellwand
4-1 plane Zellwände
4-2 streifenförmige Zellwände
6 Hohlraum
6-i Teilhohlraum 8 Kapillare
10 Strömungskanal für Arbeitsgas
12 umlaufender Verbindungskanal
14 Stützelemente

Claims

Ansprüche
1 . Regenerator (1 ) für Kryo-Kühler mit Helium als Arbeitsgas und Wärmespeichermittel, mit wenigstens einer Zelle (2) mit Zellwänden (4), die einen Hohlraum (6) umschließen, der mehrere Teilhohlräume (6-1 ) aufweist, wobei die Teilhohlräume (6-i) über wenigstens einen Verbindungskanal (12) miteinander verbunden sind und mit Ausnahme des wenigstens einen Verbindungskanals (12) zu anderen Teilhohlräumen (6-i) von den Zellwänden (4) umschlossen sind, wobei der Hohlraum (6) der wenigstens einen Zelle (2) mit Heliumgas als Wärmespeichermaterial gefüllt ist,
Strömungskanälen (10) für das Arbeitsgas Helium, die zwischen den einzelnen Teilhohlräumen (6-i) ausgebildet sind, und einer Druckausgleichsöffnung in Form einer Kapillare (8), die die Zellwände (4) durchsetzt und eine dauernd offene Verbindung zwischen den dem Arbeitsgas Helium außerhalb des Hohlraums (6) und dem Wärmespeichermaterial Helium innerhalb des Hohlraums (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume (6-i) in ihrem Inneren Stützelemente (14) aufweisen, welche die einen Teilhohlraum (6-i) begrenzenden Zellwände (4) gegeneinander abstützen.
2. Regenerator (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume durch die Anordnung und Form der Stützelemente und durch die Form der Zellwände rohrförmig ausgebildet sind.
3. Regenerator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume (6-i) durch die Anordnung und Form der Stützelemente (14) und die Form der Zellwände mäanderförmig ausgebildet sind.
4. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (14) streifenförmig ausgebildet sind und sich von den Zellwänden weg in die Teilhohlräume (6-i) erstrecken.
5. Regenerator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Stützelemente (14) mit einem sacklochförmigen Schlitz versehen sind, der für das Arbeitsgas Helium zugänglich ist.
6. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Teilhohlräume (6-i) umschließenden Zellwände (4-1, 4-2) zumindest zu 50% plan ausgebildet sind.
7. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume (6-i) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
8. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume (6-i) einen gerundeten Querschnitt aufweisen.
9. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (10) zwischen den Teilhohlräumen (6-i) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
10. Regenerator (1) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zelle (2) als Scheibe mit einem runden Querschnitt ausgebildet ist, und dass der die Teilhohlräume (6-i) verbindende Verbindungskanal (12) im Randbereich der scheibenförmigen Zelle (2) angeordnet ist.
11. Regenerator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kapillare (8) aufgrund von Undichtigkeiten während der Herstellung des Regenerators (1) ergibt.
12. Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Zellwände (4-1) in den Strömungskanälen (10) für das Arbeitsgas Helium Verwirbelungsstrukturen aufweisen.
13. Verfahren zur Herstellung eines Regenerators (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regenerator (1) mittels 3D-Druck hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlräume (6-i) nach dem 3D-Druck Öffnungen aufweisen, die anschließend verschlossen werden.
15. Kryo-Kühler in Form eines Stirling-, Gifford-McMahon- oder Pulsrohr-Kühlers mit wenigstens einem Regenerator, gekennzeichnet durch einen Regenerator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12.
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