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DE1967744U - Vorrichtung zum erzeugen von kaelte bei niedrigen temperaturen und/oder zum verfluessigen eines mittels. - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen von kaelte bei niedrigen temperaturen und/oder zum verfluessigen eines mittels.

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Publication number
DE1967744U
DE1967744U DEN17249U DEN0017249U DE1967744U DE 1967744 U DE1967744 U DE 1967744U DE N17249 U DEN17249 U DE N17249U DE N0017249 U DEN0017249 U DE N0017249U DE 1967744 U DE1967744 U DE 1967744U
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DE
Germany
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room
warmer
agent
colder
expansion machine
Prior art date
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Expired
Application number
DEN17249U
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English (en)
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1967744U publication Critical patent/DE1967744U/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

Vorrichtung zum Erzeugen von Kalte bei niedrigen !Temperaturen und/oder zum Verflüssigen eines Mittels.
Die Feuerung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kälteerzeugung und/oder zum Verflüssigen eines Mittels unter Verwendung einer Kompressionseinrichtung, mit der "bei höherer mittlerer !Temperatur ein Mittel Ms über den kritischen Druck verdichtet wird, and deren Auslaß über einen oder mehrere Wärmeaustauscher oder Regeneratoren an den Einlaß einer Expansionseinrichtung angeschlossen ist, während der Auslaß für entspanntes Mittel über die Wärmeaustauscher oder Regeneratoren mit dem Einlaß der Kompressionseinrichtung verbunden ist. . - - ■
Es ist bekannt, zum Erreichen niedriger Temperataren ein Mittel bei höherer !Temperatur zu komprimieren und bei niedriger {Temperatur zu expandieren. Die Expansion des Mittels kann dabei in einer Expansionsmaschine oder in einer Drosselvorrichtung erfolgen.
In vorliegender !Teuerung, soll unter einer Expansionsmaschine eine Maschine verstanden werden, in der ein Mittel nahezu umkehrbar adiabatisch expandiert werden kannf Dies steht im Gegensatz zu einer Drosselvorrichtung, in der die Expansion zwar adiabatisoh, aber nicht umkehrbar stattfindet. -
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— 2 —
Eine Expansionsmaschine ist nur dann gut brauchbar, wenn während der Expansion kein Phasenübergang des Mittels auftritt. Bei Phasenübergang treten nämlich Kavitationserscheinungen auf, während der Wirkungsgrad der Maschine beeinträchtigt wird. Bis heute wurde allgemein angenommen, daß Maschinen dieser Art nur verwendbar sind, sofern die Expansionstemperatur nicht carter der kritischen Temperatur des Mittels liegt.
Zum Erreichen sehr niedriger Temperaturen und auch zum Verflüssigen eines Mittels findet denn auch allgemein eine Drosselvorrichtung Verwendung. Der Nachteil einer solchen Drosselvorrichtung ist jedoch, daß die Expansion mit einem viel geringeren Wirkungsgrad erfolgt.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, das Mittel bis über den kritischen Druck zu verdichten, es dann bis unter die kritische Temperatur abzukühlen und schließlich auf einen Druck zu entspannen, der auch noch über dem kritischen Druck des Mittels liegt. Hierbei tritt selbstverständlich während der Entspannung kein Phasenübergang auf, so daß die Entspannung in einer Expansionsmaschine stattfinden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist,jedoch, daß die Kälteleistung gering ist.
Die Heuerung beruht auf der Erkenntnis, daß das Mittel zwar in einer Expansionsmaschine bis auf einen Druck entspannt werden kann, der unter dem kritischen Druck des Mittels liegt, wenn nur dafür Sorge getragen wird, daß das Mittel von der Expansion soweit abgekühlt wird, daß während der Expansion kein Phasenübergang auftritt. Nach der Expansion läßt sich dann die Verdampfungswärme ganz oder teilweise als Kälteleistung gewinnen.
Um von dieser Erkenntnis Gebrauch machen zu können, zeichnet sieh die eingangs umschriebene Vorrichtung gemäß der Neuerung durch die Besonderheit aus, daß die Entspannungsvorrichtung im wesentlichen aus einer Expansionsmaschine besteht, und daß
zwischen der Auslaßöffnung der Expansionsmaschine und den erwähnten Wärmeaustauschern ein Verdampfer vorhanden ist, in dem das entspannte Mittel mit einer abzukühlenden Stelle in Wärmeaustausch steht, und daß im Verdampfer ein oder mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind, deren eines Ende an den Auslaß für verdichtetes Mittel des Wärmeaustauschers und deren anderes Ende an den Einlaß der Expansionsmaschine angeschlossen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Neuerung besteht darin, daß die Expansionsmaschine aus mindestens einem zylinderförmigen Körper mit einem in diesem "bewegbaren doppeltwirkenden kolbenförmigen Körper besteht, wobei dieser kolbenförmige Körper mittels der beiden Kolbenflächen den Rauminhalt eines wärmeren Raumes, der im Betrieb eine höhere mittlere !Temperatur aufweist, und eines kälteren Eaumes, der im Betrieb eine niedrigere mittlere Temperatur aufweist, zu ändern vermag, während diesen beiden Räume miteinander verbunden sind, wobei sich in dieser Verbindung vorzugsweise mindestens ein Kühler und mindestens ein Regenerator befinden, während die Verdichtungsvorrichtung über steuerbare Ventile mit dem v/ärmeren Raum in Verbindung gebracht werden kann, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, um die steuerbaren Ventile derart zu betätigen, daß das Einlaßventil geöffnet wird, wenn der wärmere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und geschlossen wird, nachdem äer kolbenförmige Körper sich in Richtung zum wärmeren Raum hin in Bewegung gesetzt hat, wonach die Regeleinrichtung das Auslaßventil langsam öffnet, wenn der kältere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und es geöffnet hält, bis der kältere Raum nahezu den kleinsten Rauminhalt hat. Diese Vorrichtung eignet sich sehr gut zum Erreichen niecfciger Temperaturen.
Hierbei steht die an den wärmeren Raum angeschlossene Zuführungsleitung für verdichtetes Mittel zweckmäßig im Wärmeaustausch mit einer Kältequelle, z.B. einer Kaltgaskühlmasehine.
Der Vorteil des Vorhandenseins eines Kührers in der Verbindung zwischen kälterem und wärmerem liaum oder in der Zufuhrleitung für verdichtetes Mittel ist, daß der wärmere Raum eine mittlere Temperatur aufweist, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels niedriger als die Zimmertemperatur sein kann, so daß die Temperattirdifferenz zwischen dem kälteren s und dem wärmeren Saum weniger groß ist und ler Regenerator nicht so schwer ''belastet wird. Weiter versorgen diese Kühler auch die Ableitung der erzeugten Verdichtungswärme.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in die Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum mehrere Regeneratoren aufgenommen, wobei das Mittel auf seinem Weg von einem zum anderen Regenerator durch einen Kühler hindurchgeht.
Bei einer weiteren, insbesondere "für Flüssigkeit se r ζ eugung geeignete Ausführungsform ist in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum zwischen dem letzten Regenerator und dem kälteren Raum ein Kühler vorgesehen, der aus einem oder mehreren Kühlkanälen besteht, die in ein Bad aus unter niedrigem Druck siedendem Mittel eingetauscht sind. Hierbei ist der kältere Raum zweckmäßig mit einem Abfluß für flüssiges, unter niedrigem Druck siedendes Mittel versehen.
Zweckvoll ist es, wenn der Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel durch eine Leitung mit dem Flüssigkeitsbad verbunden ist, wobei in dieser leitung und in der Verbindung * zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum steuerbare Ventile angebracht sind.
Die !Teuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
fig. 1 zeigt sehematisch ein Temperatur-Entropie-Diagramm, an dem die Neuerung grundsätzlich erläutert ist.
Me Fig.-2,- 3 und 4 zeigen se nematisch drei verschieden gemäß der Neuerung ausgebildete Yorrichtungen zum Erzeugen von Kälte bei niedrigen !Temperaturen.
Die fig. 5 und 6 zeigen schematiseh zwei weitere Vorrichtungen gemäß der Neuerung zum Erzeugen von Kälte "bei sehr niedrigen Temperaturen, bei welchen Vorrichtungen als Expansionsmaschine ein Zylinder mit einem in ihm beweglichen doppeltwirkenden Kolben Verwendung findet, wobei die Räume beiderseits dieses Kolbens voneinander verschiedene mittlere (Temperaturen aufweisen und über einen Regenerator miteinander in Verbindung stehen.
!Fig. 1 zeigt ein TS-Diagramm. In diesem IS-Diagramm ist ein Kreislauf dargestellt. Dieser Kreislauf umfaßt eine isotherme Kompression von Punkt 1 zum Punkt 2. Im Punkt 1 befindet sich, der Druck unterhalb seines kritischen Wertes, im Punkt 2 oberhalb dieses kritischen Yfertes. Das verdichtete Mittel wird dann bei gleichbleibendem Druck bis zum Punkt 3 abgekühlt. In diesem Punkt hat das verdichtete Mittel eine Temperatur, die nahezu gleich der Siedetemperatur des entspannten Mittels ist. Danach wird das Mittel in einer Expansionsmaschine vom Punkt 3 bis zum Punkt 4 entspannt. Im Punkt 4 ist der Druck des Mittels niedriger als der kritische Druck, und auch die Temperatur ist niedriger als die kritische Temperatur. Dennoch entstehen keine Schwierigkeiten infolge eines sogenannten "Wasserschlages" in■-.' der Expansionsmaschine, denn es tritt kein Phasenübergang auf. Vom Punkt 4 an wird das Mittel, z.B. in einem Drosselventil, in den Zustand des Punktes 5 gebracht. In diesem Punkt fängt die Dampfbildung an. Das Mittel geht jetzt unter Wärmeaufnahme vom Zustand 5 in den Zustand 6 über. Die Verdampfungswärme bildet hierbei die Kälteleistung· Vom Punkt 6 wird das verflüchtigte Mittel wieder aufgewärmt, z.B. in Wärmeaustausch mit verdichtetem Mittel bis es sich wieder im Ausgangszustand befindet. Das Merkwürdige dieses Kreislaufs ist, daß, während
β -
man bisher mit einem bestimmten Kreislauf v©n der rechten Seite her in den I1IUs sigkeits-Dampf-Bereich eindrang, beim Kreislauf nach der Neuerung die Entspannung links vom liüssigkeits-Dampf-Bereioh ohne Phasenübergang stattfindet, wonach im Verdampfer der Ilüssigkeits-Damff-Bereieh von links nach rechts durchlaufen wird. .-."-"" .-.:;.
Ein weiterer überraschender Aspekt dieses Kreislaufs ist, daß die Entspannung in einer Expansionsmaschine erfolgt. Es würde am meisten auf der Hand liegen, die Entspannung in einem Drosselventil durchzuführen. Hierbei würde sich jedoch eine erhebliche schlechtere Kälteleistung ergeben. Das Mittel würde dabei nämlich vom Punkt 3 her der linie konstanter Enthalpie folgen. Diese Linie ist in der Figur gestrichelt angegeben. Aus dem Verlauf dieser Linie geht deutlich hervor, daß ein Teil der Kälteleistung verloren geht.
Fig. 2 zeigt sohematisch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei niedrigen Temperaturen. Diese Vorrichtung enthält einen Kompressor 1o. An diesen Kompressor schließt eine Abfuhrleitung 11 für verdichtetes Mittel an. In dieser Leitung befindet sich ein Pufferraum 12, hinter den die Abfuhrleitung einen Wärmeaustauscher 13 durchläuft. Nach Durchlaufen des Wärmeaustauschers 13 führt die Leitung 11 zu einer Expansionsmaschine 14, an deren Auslaß eine Leitung 15 anschließt. Ein in dieser angeordnetes Drosselventil mündet in ein Gefäß 17. In diesem &efäß 17 ist eine Schlange 18 angeordnet, durch die ein zu kühlendes Mittel hindurchgeleitet werden kann. Weiter ist an das G-efäß 17 eine Eücklaufleitung 19 angeschlossen, in dem sich ein Pufferraum 2o befindet. Die Leitung 19 führt über den Wärmeaustauscher 13 zurück zum Einlaß des Kompressors 1 ο,
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist-folgende. Der Kompressor 1ο verdichtet ein Mittel, z.B. Wasserstoff oder Helium, bis über den kritischen Druck. Dieses verdichtete Mittel strömt durch die Leitung 11 zum Wärmeaustauscher 13, in dem
-T-
es in Wärmeaustausch mit entspanntem Mittel nahezu "bis auf die Siedetemperatur dieses entspannten Mittels abgekühlt wird. Dann wird das Mittel in der Expansionsmaschine 14 bis unter den kritischen Druck entspannt. Danach wird das Mittel durch das Drosselventil 16, in dem sein Druck gegebenenfalls etwas abgesenkt wird, dem Gefäß 17 zugeführt. In diesem Gefäß 17 "befindet sich siedendes flüssiges Mittel. Dieses verdampft dadurch, daß es mit dem abzukühlenden Mittel, das durch die Schlange 18 strömt, in Wärmeaustausch ist. Das verdampfte Mittel strömt durch die Leitung 19 zum Kompressor 1o zurück. Die Expansionsmaschine kann sowohl eine Turbinen- als auch eine Kolbenexpansionsmaschine sein.
Der Anlauf des Prozesses kann bei der in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung Schwierigkeiten bereiten, weil das verdichtete Mittel im Wärmeaustauscher 13 nicht genügend abgekühlt wird, so daß in der Expansionsmaschine Wasserschlag auftritt. Um dies zu verhindern kann bei der Inbetriebsetzung der Maschine etwas Kondensat in die Vorrichtung eingegossen werden, das die Abkühlung besorgt.
Das Anlaufproblem kann auch auf andere Weise gelöst werden und zwar dadurch, daß während des Anlaufs die Entspannung in einem parallel zur Expansionsmaschine geschalteten Diosselventil durchgeführt wird. Eine solche Vorrichtung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Diese Vorrichtung unterscheidet sich insofern von der in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung, als sie ein zweites Drosselventil 21 enthält, das in eine Leitung aufgenommen ist. Diese Leitung ist über einen Dreiwegehahn 23 an die Leitung 11 für verdichtetes Mittel angeschlossen. Während des Anlaufs der Vorrichtung wird der Dreiwegehahn 23 in eine Stellung gebracht, bei der das verdichtete Mittel in die Leitung 22 hineinströmt, so daß sein Druck im Drosselventil 21 abgesenkt wird· Wenn die Vorrichtung ausreichend abgekühlt ist,
wird der Dreiwegehahn 23 so verstellt, daß sämtlioheskomprimiertes Mittel in der Expansionsmaschine 14 entspannt wird. Die Wirkungsweise dieser^ Yorriehtung entspricht im übrigen derjenigen der Vorrichtung nach Pig. 2. :
Mg. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte hei niedrigen Temperaturen, bei der gegebenenfalls eine gewisse Menge an flüssiges Mittel abgelassen werden kann. Wenn flüssiges Mittel abgelassen wird, bedeutet dies, daß der Wärmeaustauscher 13 nicht mehr im G-leichgewicht ist. Das verdichtete Mittel wird dann im Wärmeaustauscher nieht mehr ausreichend abgekühlt. Um dennoch eine für die Expansion ausreichend tiefe Temperatur des verdichteten Mittels zu erhalten, wird ein Teil der geleisteten Kälte für die Abkühlung des verdichteten Mittels benutzt. Zu diesem Zweck ist im !Flüssigkeitsbad 17 eine Kühlschlange 24 vorgesehen, deren eines Ende mit der leitung 11 für verdichtetes Mittel und deren anderes Ende mit dem Einlaß der Expansionsmaschine verbunden ist. Hierdurch ergibt sich wieder eine gut wirkende Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei tiefen Temperaturen, der gegebenenfalls über den Ablaß 25 flüssiges Mittel entnommen werden kann.
fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei tiefen Temperaturen, die eine etwas abgewandelte Expansionsmaschine enthält. Die Vorrichtung besteht aus einem Kompressor 5o, an den eine Abfuhrleitung 51 für verdichtetes Mittel anschließt. Die Abfuhrleitung 51 ist über den Wärmeaustauscher 52 an ein Puffergefäß 53 angeschlossen, während die Zufuhrleitung 54 mit einem Puffergefäß 55 verbunden ist. Die Puffergefäße 53 und 55 sind über steuerbare Ventile 56 bzw. 57 an eine gemeinsame Leitung 58 angeschlossen. Diese Leitung ist an einen Zylinder angeschlossen, in dem ein Verdränger 61 bewegbar ist. Der Verdränger 6o trennt dabei zwei Räume 61 und 62. Die Räume 62 und 61 stehen über einen Kühler 63, einen Regenerator 64 und einen Verdampfer 65 miteinander in Verbindung. Der Raum 61 hat dabei eine höhere Temperatur als der Raum 62.
_ Q
Die Wirkungsweise dieser TTorrieliitiiag ist folgeiide. Wenn der Verdränger 6o nahezu-'."die untere Lage einnimmt, öffnet eine nichtdargestellte Regeleinrichtung das Ventil 56, so daß verdichtetes Mittel durch die leitung 58 in den Raum 61 eintritt. Dann bewegt sieh derVerdränger; 6o naeh oben, so daß das Mittel aus dem Raum 61 zum Raum 62 gefördert wird. Dabei gibt das Mittel Wärme an den/Kühler63 und den Regenerator 64 ab, so daß es den Raum 62 mit einer Temperatur erreicht, die nahezu gleiehder Siedetemperatur des entspannten Mittels ist« Wenn der Yerdränger 6© die oberste Lage erreicht hat, wird das Ventil 56 geschlossen und das Ventil 57 langsam geöffnet. Das Mittel im Kaum 62 entspannt sieh. Dann bewegt sich der Verdränger 6© wieder nach unten. Das entspannte Mittel verdampft im Verdampfer 65 und strömt über den Regenerator 64 und dem Kühler 65 unter Wärmeaufnahme zum Raum 61 zurück. ν :
Die Temperatur, die im Raum 61 herrscht, hängt vom Kühler ab. Dieser kann ein üblleher Wasserkühler sein, so daß die Temperatur des Raumes 61 etwa Zimmertemperatur ist. Es ist jedoch auch möglieh, als Kühler eine Kaltgaskühlmaseliine zu benutzen, die den Raum 61 auf z.B. 8o K hält. Dies bedeutet selbstverständlich eine erhebiieh geringere Belastung des Regenerators. ν :
Eine weitere Ausführungsform der vorstehend erläuterten Vorrichtung ist in Pig, 6 dargestellt. Bei dieser Vorrichtung ist es möglich, flüssiges Mittel abzulassen. Bei dieser Ausführungsform befinden sich in der Verbindung zwischen den Räumen 61 und 62 zwei Regeneratoren 66 und 67 und zwei Kühler 68 und 69. Weiter wird das Mittel auf dem Wege zum Raum 62 naeh dem Durchgang durch den letzten Regenerator 67 durch eine Kühlschlange 7o hindurchgeleitet, die in flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel in einem Gefäß 71 eingetaucht ist. Die Kühlschlange steht, über eine Leitung 72 mit einem
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steuerbaren Ventil 73, mit dem Raum 62 in Verbindung. Der Saum stellt weiter über eine Flüssigkeitsabfuhrleitung 74 mit dem Gefäß 71 in Verbindung. In dieser leitung 74 ist ein steuerbares Ventil 75 eingebaut. Das Gefäß 71 ist weiter mit einem Ablaß 76 für flüssiges Mittel versehen.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende. Wenn der Verdränger βο sich in der untersten lage befindet, wird das Ventil 56 geöffnet. Der Druck in den Eäumen 61 und 62 wird infolgedessen überkritisch. Der Verdränger βο bewegt sich dann nach oben, so daß Mittel aus dem Raum 61 zum Raum 62 gefördert wird. Bei dieser Förderung durchströmt das Mittel den Kühler 68, den Regenerator 66, den Kühler 69 und den Regenerator 67. Nach diesem Regenerator wird das bereits stark abgekühlte Mittel durch die in siedendes Mittel eingetauchte Kühlschlange 7o hindurchgeleitet, wonach es durch das geöffnete Ventil 73 in den Expansionsraum 62 einströmt. Wenn der Verdränger 6o die oberste Lage einnimmt, wird das Ventil 56 geschlossen und das Ventil 57 langsam geöffnet. Hierdurch entspannt sich das Mittel, so daß im Raum 62 siedende flüssigkeit erscheint. Durch Öffnen des Ventils 75 fließt diese flüssigkeit zum Gefäß 71. Um zu verhindern, daß !Flüssigkeit in die Iieitung 72 Eindringt, wird gleichzeitig das Ventil 73 geschlossen» Der im Gefäß 71 gebildete Dampf kann über das Rückschlagventil 77, den Regenerator 67, den Kühler 69, usw. zum Raum 61 zurückströmen. Wenn der Verdränger 6o die unterste Lage erreicht hat, wird das Ventil 57 geschlossen und das Ventil 58 geöffnet und der neue Zyklus fängt wieder an. In der Wahl der !Temperaturen der Kühler 68 und 69 ist man frei. Pur eine Vorrichtung, mittels deren Helium verdichtet werden soll, kann der Kühler 68 eine (Temperatur von 6o°K haben, während der Kühler 69 eine Temperatur von 150K aufweist.
Is ist auch möglich, den Kühler 68 nicht in der Verbindung zwischen den Räumen 61 und 62, sondern in der Zuführungsleitung für das verdichtete Mittel anzubringen. Letzteres hat den Vor-
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teil, daß die Kompre ssionseinriclituiig, der Wärmeaustaus eher und der Kühler getrennt von der Expansionseinriohtung angeordnet werden können. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn man an der Stelle, wo die geleistete Kälte entnommen werden soll, durch Raummangel behindert ist.
Obgleieh im lusführungsbeispiel angenommen ist, daß das Zufuhrventil 56 geschlossen wird, wenn der Yerdränger 60 die oberste Lage einnimmt, kann dieses Ventil auch während der Aufwärtsbewegung des Terdrängers geschlossen werden.
Die Neuerung bietet die Möglichkeit, mit verhältnismäßig hohem Wirkungsgrad und mittels einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung bei sehr niedrigen Temperaturen Kälte zu erzeugen.

Claims (1)

  1. Schutzansprüche:
    1. Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte "bei niedrigen Temperaturen und/oder zum Verflüssigen eines Mittels unter Verwendung
    £, einer Kompressionseinrichtung, mit der bei höherer mittlerer Temperatur ein Mittel bis über den kritischen Druck verdich-
    ^ tet wird, und deren Auslaß über einen oder mehrere Wärmeaustauscher oder Regeneratoren an den Einlaß einer Expansionseinrichtung angeschlossen ist, während der Auslaß für entspanntes Mittel über die Wärmeaustauscher oder Regeneratoren mit dem Einlaß der Kompressionseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionseinrichtung im wesentlichen aus einer Expansionsmaschine besteht, und zwischen dem Auslaß der Expansionsmaschine und den erwähnten Wärmeaustauschern ein Verdampfer vorgesehen ist, in dem das entspannte Mittel sich mit einer zu kühlenden Stelle in
    Wärmeaustausch befindet.
    ^ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdampfer ein oder mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind, deren eines Ende an den Auslaß für verdichtetes Mittel des Wärmeaustauschers und deren anderes Ende an den Einlaß der Expansionsmaschine angeschlossen ist.
    3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, *■■. daß die Sxpansiölvorrichtung aus einer Expansionsmaschine und einer mit dieser in Reihe geschalteten Drosseleinrich-λ tung besteht.
    4* Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine parallel zur Expansionsmaschine schaltbare Drosseleinrichtung und weiter eine Regeleinrichtung enthält, die Ventile im zu ent-
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    spannenden Mitteistrom so betätigt, daß während des Anlaufs der Vorrichtung der Mittels.trom im wesentlichen durch, die Drosseleinrichtung Mndurchgeht, währender im normalen Betrieb die Expansionsmaschine durchströmt.
    \ 5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionsmaschine aus
    £ mindestens einem Zylinder mit einem in ihm "bewegbaren doppeltwirkenden kolbenförmigen Körper besteht, der mit den beiden Kolbenflächen den Rauminhalt eines wärmeren Saumes, der im Betrieb eine höhere mittlere Temperatur aufweist, und eines kälteren Raumes, der im Betrieb eine niedrigere mittlere Temperatur aufweist, zu ändern vermag, wobei in der Verbindung dieser beiden Räume vorzugsweise mindestens ein Kühler und mindestens ein Regenerator vorgesehen sind, wobei die Kompressionseinrichtung über gesteuerte Ventile mit dem wärmeren Raum in Verbindung gesetzt werden kann, und eine Regeleinrichtung vorhanden ist, um die gesteuerten Ventile so zu steuern, daß das
    * , Einlaßventil geöffnet wird, wenn der wärmere Raum nahezu den größten Rauminhalt aufweist, und geschlossen wird, nachdem der kolbenförmige Körper angefangen hat, sich in Richtung zum wärmeren Raum hin zu bewegen, wonach die Regeleinrichtung das Auslaßventil langsam öffnet, wenn der kältere Raum nahezu den größten Rauminhalt hat, und es geßffnet hält, bis der kältere Raum nahezu den gering-ν sten Rauminhalt aufweist.
    λ 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den wärmeren Raum angeschlossene Zuführungsleitung für verdichtetes Mittel mit einer Kältequelle, z.B. einer KaltgasMihlmascnine, in Wärmeaustausch steht.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder β, dadurGli gelEennzeleluiet, daß in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Saum mehrere Regeneratoren vorgesehen sind, wobei das Mittel jeweils au.f seinem Weg von einem zum nächsten Regenerator einen Kühler durchströmt.
    8· Vorrichtung nach Anspruch 5, β oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwisehen dem wärmeren und dem kälteren Baum zwischen dem letzten Regenerator und dem kälteren Raum ein Kühler vorgesehen ist, der aus einem oder mehreren Kühlkanälen "besteht, die in ein Bad aus unter niedrigem Druck siedendem Mittel eingetaucht sind.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kältere Raum mit einem Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel versehen ist.
    1o. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß für flüssiges unter niedrigem Druck siedendes Mittel durch eine Leitung mit dem Flüssigkeitsbad verbunden ist, wobei in dieser Leitung und in der Verbindung zwischen dem wärmeren und dem kälteren Raum steuerbare Ventile angebracht sind.
DEN17249U 1964-03-04 1965-03-01 Vorrichtung zum erzeugen von kaelte bei niedrigen temperaturen und/oder zum verfluessigen eines mittels. Expired DE1967744U (de)

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