DE2151635B2 - PROCESS FOR PRODUCING THE FILLING DIMENSIONS OF REGENERATOR HEAT EXCHANGERS - Google Patents
PROCESS FOR PRODUCING THE FILLING DIMENSIONS OF REGENERATOR HEAT EXCHANGERSInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Füllmasse von Regeneratorwärmetauschern für •ehr niedrige Temperaturen, wobei als Füllmasse Helium einschließende Hohlkörper Verwendung Finden.The invention relates to a method of manufacture the fill mass of regenerator heat exchangers for • rather low temperatures, with as fill mass Hollow bodies enclosing helium are used.
Aus der US-PS 33 04 999 ist ein solches Verfahren bekannt Hierbei bestehen die Behältnisse aas Röhr-Chen, die nach der Heüumabfüllung beidseitig abgedichtet und zu einer platten Spirale aufgewickelt sind. Mehrere Spiralen sind danach aufeinander gestapeltFrom US-PS 33 04 999 such a method is known. Here, the containers consist of Röhr-Chen, which are sealed on both sides after the Heüum filling and are wound into a flat spiral. Several spirals are then stacked on top of one another
Die Röhrchen sind ferner mit als Abstandshalter dienenden Vorsprüngen versehen.The tubes are also provided with projections serving as spacers.
Die Anwendung der Röhrchen, das Abdichten und Aufwickeln sowie das Anbringen der Vnrsprünge machen den Regenerator teuer. Die Wärmeübertragung zwischen einem Arbeitsgas und den Spiralen ist wegen der kleinen wärmeübertragenden Flächen der Spiralen ungünstig.The use of the tubes, the sealing and winding, and the application of the cracks make the regenerator expensive. The heat transfer between a working gas and the coils is unfavorable because of the small heat-transferring surfaces of the spirals.
Die Erfindung bezweckt ein einfacheres und billigeres Verfahren zu schaffen.The invention aims at a simpler and cheaper one To create procedures.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren das Kennzeichen auf, daß hohle so Kohlenstoffkörper, z. B. Kohlenstoffkugeln, verwendet werden, welche zuerst evakuiert und danach einer Heliumatmosphäre ausgesetzt werden, wobei die Hohlkörper durch Diffusion von Helium durch die Kohlenstoffwände hindurch sich mit Helium füllen.To solve this problem, the method according to the invention is characterized in that hollow so Carbon bodies, e.g. B. carbon spheres are used which are first evacuated and then exposed to a helium atmosphere, the Hollow bodies fill with helium due to the diffusion of helium through the carbon walls.
Eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Kohlenstoffkugeln beim Evakuieren erhitzt werden. Dies erhöht die Geschwindigkeit des Evakuierens. A favorable embodiment of the method according to the invention is characterized in that the hollow carbon spheres are heated during evacuation. This increases the speed of evacuation.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Diffusion Helium unter Druck verwendet. Je höher der Heliumdruck ist, um so größer ist die Diffusionsgeschwindigkeit 6i>In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, helium is used under pressure during the diffusion. The higher the helium pressure, the greater the diffusion speed 6 i>
Eine weitere günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat das Kennzeichen, daß die hohlen Kohlenstoffkugeln einen Außendurchmesser von wenigstens 5 Mikron und höchstens 150 Mikron aufweisen.Another favorable embodiment of the method according to the invention is characterized in that the hollow carbon spheres have an outside diameter of at least 5 microns and at most 150 microns exhibit.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des eiSndungsgemäßen Verfahrens beträgt die Wanddicke der hohlen Kohlenstoffkugeln wenigstens 1 Mikron und höchstens 2 Mikron.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the wall thickness is of the hollow carbon spheres at least 1 micron and at most 2 microns.
Es sei bemerkt, daß es aus der britischen Patentschrift 929989 an sich bekannt ist, kugelförmige Wärmespeicherungselemente in einem Wärmeaustauscher zu verwenden. Es handelt sich hier um mit Offnungen versehene Hohlkugeln, die eine Anzahl Wännespeichergranulen enthalten. Diese Konstruktion ist kompliziert und teuer. Mindestens müssen zwei hergestellte perforierte Kugelhälften nach dem Anbringen der Granulen zusammengesetzt werden.It should be noted that it is from the British patent specification 929989 is known per se, spherical heat storage elements to be used in a heat exchanger. These are with openings provided hollow spheres containing a number of heat storage granules contain. This construction is complicated and expensive. At least two must produced perforated spherical halves are assembled after applying the granules.
Es sei ferner bemerkt, daß es aus der amerikanischen Patentschrift 32 62 277 an sich bekannt ist. Kohlenstoff als Regeneratormaterial zu verwenden. Dabei handelt es sich aber um formlosen Kohlenstoff. Bei der Durchströmung von Helium wird nur eine dünne Schicht von Heliumatomen an der Oberfläche dieses Kohlenstoffes sorbiert so daß ein solcher Regenerator bei niedrigen Temperaturen eine unzureichende Wärmekapazität aufweistIt should also be noted that it is from the American Patent 32 62 277 is known per se. To use carbon as a regenerator material. It acts but it is formless carbon. When helium flows through, only a thin Layer of helium atoms on the surface of this carbon sorbs so that such a regenerator has insufficient heat capacity at low temperatures
Die Frfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigtThe discovery is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail It shows
F i g. 1 den Verlauf der auf die Volumeneinheit bezogenen spezifischen Wärmekapazität von Blei (Pb), Gold (Au), Kupfer (Cu) bzw. Helium (He bei 4 at Druck) im Bereich von 0 bis 40° K.F i g. 1 the course of the specific heat capacity of lead (Pb) based on the volume unit, Gold (Au), copper (Cu) or helium (He at 4 at pressure) in the range from 0 to 40 ° K.
Fig.2 einen Teil eines Schnitts durch die Regeneratorfüllmasse, die aus hohlen und mit Helium gefüllten Kohlenstoffkugeln mit gasdurchlässigen Wänden besteht 2 shows a part of a section through the regenerator filling compound, which consists of hollow carbon spheres filled with helium and with gas-permeable walls
Wie aus F i g. 1 hervorgeht, in der die auf die Volumeneinheit bezogene spezifische Wärmekapazität als Funktion von T (Temperatur), dargestellt ist nimmt bei tief sinkender Temperatur die spezifische Wärmekapazität von Blei, Gold und Kupfer stark ab. Im Bereich von 60K, der vorliegend von praktischer Bedeutung ist ist die spezifische Wärmekapazität von Gold und Kupfer nahezu Null, während die spezifische Wärme von Blei dann ungefähr 0,08 l/cm3" K beträgtAs shown in FIG. 1, in which the specific heat capacity related to the volume unit is shown as a function of T (temperature), the specific heat capacity of lead, gold and copper decreases sharply as the temperature drops significantly. In the range of 6 ° K, which is of practical importance in the present case, the specific heat capacity of gold and copper is almost zero, while the specific heat of lead is then approximately 0.08 l / cm 3 "K
In bemerkenswertem Gegensatz hierzu steht die Kurve der spezifischen Wärmekapazität von Helium, die bei abnehmender Tieftemperatur ansteigt. Bei 60K beträgt die spezifische Wärmekapazität von Helium unter einem Druck von 4 at. ca. 0,165 J/crn3" K oder beinahe das Doppelte derjenigen von Blei.In striking contrast to this is the curve of the specific heat capacity of helium, which increases with decreasing low temperature. At 6 0 K is the specific heat capacity of helium is under a pressure of 4 at. Approximately 0.165 J / crn 3 "K, or almost twice that of lead.
Diese günstige Eigenschaft von Helium, nämlich eine hohe spezifische Wärmekapazität bei sehr niedrigen Temperaturen, wird nun auf vorteilhafte Weise bei der Regeneratorfüllmasse für niedrige Temperaturanwendungen ausgenutzt wobei Helium mittels Diffusion in vorher evakuierten innen hohlen Kohlenstoffkugeln mit gasdurchlässigen Wänden gespeichert wird, welche Kugeln die Regeneratorfüllmasse bilden. Bei sehr niedrigen Temperaturen hat eine derartige Regeneratorfüllmasse eine hinreichend große Wärmekapazität.This beneficial property of helium, namely a high specific heat capacity at a very low level Temperatures, is now used in an advantageous manner at the Regenerator filling compound used for low temperature applications whereby helium diffuses into previously evacuated inside hollow carbon spheres with gas-permeable walls is stored, which Balls form the regenerator filling compound. At very low temperatures, such a regenerator filling compound has a sufficiently large heat capacity.
Fig. 2 zeigt einen Teil eines Regeneratorgehäuses 1, in dem die Kohlenstoffkugeln 2 vorgesehen sind. Das Regeneratorgehäuse 1 ist an beiden Enden mit Abdeckplatten 3 abgeschlossen, von denen nur eine teilweise dargestellt ist Die Abdeckplatten sind mit nicht dargestellten öffnungen zum Ein- bzw. Auslassen von den Regenerator durchströmendem Medium versehen.Fig. 2 shows part of a regenerator housing 1, in which the carbon balls 2 are provided. The regenerator housing 1 is with at both ends Cover plates 3 completed, of which only one is partially shown. The cover plates are with openings, not shown, for the inlet and outlet of the medium flowing through the regenerator Mistake.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712151635 DE2151635C3 (en) | 1971-10-16 | Process for the production of the filling compound of regenerator heat exchangers |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19712151635 DE2151635C3 (en) | 1971-10-16 | Process for the production of the filling compound of regenerator heat exchangers |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2151635A1 DE2151635A1 (en) | 1973-04-19 |
| DE2151635B2 true DE2151635B2 (en) | 1977-05-18 |
| DE2151635C3 DE2151635C3 (en) | 1977-12-15 |
Family
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3038447A1 (en) * | 1980-10-11 | 1982-05-06 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | HEAT TRANSFER ELEMENTS FOR REGENERATIVE HEAT EXCHANGE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3038447A1 (en) * | 1980-10-11 | 1982-05-06 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | HEAT TRANSFER ELEMENTS FOR REGENERATIVE HEAT EXCHANGE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2151635A1 (en) | 1973-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |