DE1276284B - Einrichtung zum Erzeugen bzw. Aufrechterhalten eines Vakuums mittels Gaskondensation bei tiefen Temperaturen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F 04b

Deutsche Kl.: 27 d-6/02

Nummer: 1276 284

Aktenzeichen: P 12 76 284.4-15 (B 80884)

Anmeldetag: 9. März 1965

Auslegetag: 29. August 1968

Verfahren, hohe Vakua bei großen Sauggeschwindigkeiten durch Kondensation des abzupumpenden Gases an tiefgekühlten Flächen zu erzeugen, sind seit langem bekannt und mit Erfolg angewandt worden. Hierzu werden Flüssigkeitsbäder aus flüssigem Wasserstoff oder Helium benutzt, wobei an der Außenwandung der Flüssigkeitsbäder das abzupumpende Gas in fester Form ausfriert. Entsprechend dem Dampfdruck von Luft bei einer Temperatur von 4,2 bzw. 20,2° K stellt sich für Luft oder Stickstoff als Arbeitsgas ein Gleichgewichtsdampfdruck von weniger als 10~¹⁵Torr ein; selbst für Wasserstoff läßt sich durch Kondensation an einem Bad mit siedendem Helium ein Vakuum von 10"~⁷ Torr erzeugen.

Die physikalischen Grundlagen dieses Vorganges sind heute zum größten Teil geklärt. Es ist bekannt, daß die Haftwahrscheinlichkeit eines heranfliegenden Gasmoleküls an der tiefgekühlten Kondensationsfläche von deren Temperatur und der kinetischen Energie des Moleküls abhängt. Dies ermöglicht die Erzeugung von Ultrahochvakuum in großen Räumen, wobei die hierzu aufzuwendende Pumpleistung für große Saugleistungen merklich kleiner werden kann als bei Verwendung konventioneller Diffusionspumpen. Bekannte Kryopumpen bestehen aus einem Kondensationsgefäß oder einer Rohrspirale, die mit flüssigem Wasserstoff oder Helium beschickt werden und in den auszupumpenden Rezipienten eingebaut sind. Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die eine optimale Dosierung der Kühlflüssigkeit erlauben, die aus dem Vorratsgefäß für die flüssigen Gase durch Vakuumleitungen zur eigentlichen Kühlfläche geleitet werden. In jedem Fall ist das Vorhandensein eines Verflüssigungsapparates für Sauerstoff bzw. Helium vorauszusetzen.

Demgemäß betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Erzeugen bzw. Aufrechterhalten eines Vakuums in einem Raum, bei welcher das abzusaugende Gas an Flächen vorbestimmter tiefer Temperatur kondensiert wird und welche eine Gaskälteanlage mit Kompressor, Gegenstromwärmeaustauscher und Expansionsmaschine in geschlossenem Kreislauf aufweist.

Die Aufgabe besteht darin, eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades insgesamt für die Gaskälteanlage und die Einrichtung zum Erzeugen bzw. Aufrechterhalten des Vakuums zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der vorstehend genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens die auf tiefster Temperatur befindlichen Teile der Gaskälteanlage innerhalb eines geschlossenen, in den abzupumpenden bzw. auf Vakuum zu halten-Einrichtung zum Erzeugen bzw. Aufrechterhalten eines Vakuums mittels Gaskondensation bei tiefen Temperaturen

Anmelder:

Balzers Vakuum G. m. b. H.,

6000 Frankfurt 70, Seehofstr. 11

Als Erfinder benannt:

Dr. Franz-Xaver Eder, 8000 München

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 17. April 1964 (4998)

den Rezipienten ragenden Metallmantels angeordnet

ao sind, dessen Außenwandung die Kondensationsfläche darstellt.

Für große Pumpleistungen wird dabei der Kompressor der Gaskältemaschine außerhalb der eigentlichen Pumpvorrichtung aufgestellt; diese enthält die Wärmeaustauscher, welche das verdichtete Arbeitsgas durch Gegenstromwärmeaustausch durch den in der Expansionsmaschine abgekühlten Gasstrom auf die für den Eintritt in die Expansionsmaschine geeignete Temperatur abkühlt; das auf die tiefste Temperatur expandierte Arbeitsgas — in den meisten Fällen Helium — durchströmt aber die Kondensationsfläche innerhalb eines geschlossenen, in den auszupumpenden Rezipienten hineinragenden Metallmantels, dessen Außenwandung die Kondensationsfläche darstellt.

Es können aber auch alle Teile der Kälteanlage im Innern des in den auszupumpenden Rezipienten ragenden geschlossenen Metallmantels angeordnet sein, und zur Verminderung der Kompressorabmessungen kann dessen Kompressionswärme bei sehr tiefer Temperatur, vorzugsweise bei der der siedenden flüssigen Luft, abgeführt werden. Die Erfindung beinhaltet außerdem die mechanische Kopplung von Expansionsmaschine und Kompressor, so daß von außen nur über eine gemeinsame Kurbelwelle, die von einem auf der Pumpe befestigten Motor angetrieben wird, Arbeitsleistung zugeführt zu werden braucht.

Der Vorteil des Erfindungsgedankens liegt auf der Hand: Die Hochvakuumpumpe stellt eine einzige konstruktive Einheit dar, die mittels eines gasdichten Flansches in den zu evakuierenden Rezipienten ein-

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gesetzt wird und nur über zwei Gaszu- bzw. ab- Ansaugseite des Kompressors 4 und damit auch auf

leitungen mit dem außenliegenden Kompressor oder der Niederdruckseite der Wärmeaustauscher 5 und 9

im Fall des mit flüssiger Luft gekühlten Kompres- ein Unterdruck aufrechterhalten wird. Bei Tempe-

sors nur durch Stromdurchführungen mit der Um- raturen unterhalb von 3,5° K kann auch Wasserstoff gebung verbunden wird. Die für den Kondensations- 5 durch Kondensation an den Außenwandungen von

Vorgang aufzubringende Kälteleistung, die der En- 15 abgepumpt werden.

thalpiedifEerenz des abzupumpenden Gases zwischen Zur Kondensation von Luft, Stickstoff und anZimmertemperatur und der der Kühlfläche ent- deren höhersiedenden Gasen wird der Erfindungsspricht, ist relativ gering und benötigt auch bei gedanke in der Weise abgewandelt, daß auf den großen Saugleistungen nur kleine Gaskälteanlagen 10 unteren Teil des Gegenströmers 9 in F i g. 1 und auf mit geringen Antriebsleistungen. das Expansionsventil 14 verzichtet wird und das aus Im einzelnen wird die erfindungsgemäße Einrich- der Expansionsmaschine 12 kommende Arbeitsgas tung in F i g. 1 an Hand eines Beispiels näher er- Helium direkt in den Sammelbehälter 15 strömt und läutert. Die Hochvakuumpumpe besteht aus dem diesen auf eine Temperatur von 6 bis 20° K abkühlt. Mantelgefäß 1 aus schlecht wärmeleitendem Material, 15 Als die für den Kondensationsvorgang verfügbare das z. B. mittels Flansch in den zu evakuierenden Kälteleistung steht theoretisch die Enthalpiedifferenz Rezipienten 2 gasdicht eingesetzt ist. Im Innern des des Arbeitsgases zwischen den Temperaturen beim auch nach außen durch den Deckel 3 abgeschlos- Ein- bzw. Austritt des Gases in bzw. aus der Expansenen Gefäßes 1 sind mit Ausnahme des zur Verdich- sionsmaschine 12 zur Verfügung. Die Rolle des tung des Arbeitsgases — Helium, Neon oder Wasser- 20 Druckausgleichsbehälters 13 übernimmt in diesem stoff — dienenden Kompressors 4 sämtliche Teile Fall der Sammelbehälter 15. Der bei dieser Betriebseiner Gaskälteanlage untergebracht. Diese besteht art fehlende gute Wärmeaustausch im Behälter 15 ausgehend von der Umgebungstemperatur aus den läßt sich durch Einbau von Metallstegen in ihm ver-Gegenstromwärmeaustauschern 5 und 6, von denen bessern.

der Gasströmer 5 zur Abkühlung des Hochdruck- 25 Vorteilhaft wird die auf tiefster Temperatur bearbeitsgases durch das rückkehrende kalte, bereits findliche Kondensationsfläche dadurch merklich verentspannte Arbeitsgas bestimmt ist, während im größert, daß der Metallmantel 1 gleichzeitig den Gegenströmer 6 der andere Zweig des Hochdruck- Außenmantel für das rückgeführte Niederdruckgas gases durch die im Kühler 7 verdampfende flüssige des ganzen oder des unteren Teiles vom Gegen-Luft abgekühlt wird. 30 strömer 9 darstellt und eine Temperatur annimmt,

Zum Füllen des Kühlers 7 dient der Füllstutzen 8, welche das abzupumpende Gas zu kondensieren

der während des Betriebes verschlossen bleibt. Das erlaubt.

im Kühler 7 auf etwa 90° K abgekühlte Hochdruck- Weiter kann die eigentliche Kondensationsfläche gas strömt in der Rohrwendel des nachfolgenden durch Prallflächen 16 gegen den Rezipienten abge-Gegenströmers 9 und wird von außen durch das 35 schirmt werden, welche aus gut wärmeleitendem rückkehrende Niederdruckgas weiter abgekühlt, bis Material mit hohem Strahlungsreflexionsvermögen schließlich ein Teil des Hochdruckstromes bei 10 bestehen. Diese haben die Aufgabe, einerseits dem über ein Druckausgleichsgefäß 11 der Kolbenexpan- abzupumpenden Gas keinen merklichen Strömungssionsmaschine 12 zugeführt und auf eine wesentlich widerstand zu bieten, andererseits die thermische Getiefere Temperatur unter Arbeitsleistung adiabatisch 40 schwindigkeit der heranfliegenden Moleküle dadurch entspannt wird. Das expandierte Gas strömt über den zu verringern, daß diese auf einer gegenüber der Um-Druckausgleichsbehälter 13 in das Mantelrohr des gebungstemperatur merklich tieferen Temperatur ge-Gegenströmers 9 zurück und dient dazu, dem an- halten werden und beim Impulsaustausch ein Teil kommenden Hochdruckgas einen Teil seines Wärme- der thermischen Energie der Gasmoleküle von den inhalts zu entziehen. Im untersten Teil des Gegen- 45 Prallflächen aufgenommen wird. Hierdurch wird die strömers 9 findet eine weitere Temperatursenkung Haftwahrscheinlichkeit für die Kondensation verstatt, wenn das Hochdruckgas im Expansionsventil größert. Diese Prallflächen wirken als Schutz gegen 14 isenthalpisch entspannt wird und im Gegenstrom die von den Wandungen des Rezipienten ausgesandte das Gas kühlt. Bei der Entspannung im Ventil 14 Strahlungsenergie und erniedrigen die sich im Gleichwird ein Teil des Arbeitsgases verflüssigt und im 5° gewicht einstellende Temperatur der eigentlichen Behälter 15, dessen Boden- und Mantelfläche die Kondensationsfläche. Diese Prallflächen von gittereigentliche Kondensationsfläche darstellt, gesammelt. förmiger Struktur sind in gutem thermischem Kon-Durch die für den Pumpvorgang aufzubringende takt mit dem Vorkühlgefäß 7 oder Teilen der Gegen-Wärmemenge wird im Gleichgewicht die Flüssigkeit strömer 6, 5 oder 9, deren Temperatur wesentlich im gleichen Maße verdampft, wie sie verflüssigt wird. 55 tiefer als die Umgebungstemperatur und vorzugs-Dieser Kreislauf entspricht dem eines normalen Gas- weise bei der der siedenden flüssigen Luft liegt. Da verflüssigers mit dem Unterschied, daß erfindungs- innerhalb des Mantelgefäßes 1 das Arbeitsgas bei gemäß Boden und Mantelfläche des Behälters 15 Normalbedingungen vorhanden ist und Helium bzw. gleichzeitig ein Teil des in den Rezipienten ragenden Wasserstoff gute Wärmeleitungseigenschaften auf-Metallmantels 1 darstellt. 60 weisen, genügt es für die durch die Prallflächen ent-

Wird in einem solchen Kreislauf als Arbeitsgas zogene Wärme, diese durch Wärmeleitung zwischen

Helium benutzt, so nimmt die Kondensationsfläche dem Metallmantel 1 und dem Kühlgefäß 7 bzw. dem

eine Temperatur an, die etwa der Siedetemperatur Gegenströmer über einen engen Gasspalt zu über-

von Helium bei Normaldruck, d. h. 4,2° K entspricht. tragen.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, im Behälter 15 65 Als Expansionsmaschine 12, deren Arbeitsleistung

einen wesentlich geringeren Druck als 1 atü aufrecht- von einem elektrischen Generator 17 aufgenommen

zuerhalten, wenn der Gasdurchsatz durch das Expan- bzw. abgeführt wird, dient vorzugsweise eine gas-

sionsventil 14 so knapp eingestellt wird, daß auf der geschmierte Kolbenmaschine mit oder ohne Steue-

rung durch mechanisch oder elektrisch betätigte Ventile für die Gaszu- und -abfuhr. Zwischen den Kompressor 4 und die Pumpe wird zu Beginn des Pumpens ein an sich bekannter Vorreiniger 18 geschaltet, um Verunreinigungen des Arbeitsgases auszuscheiden. Im statischen Betrieb ist der Reiniger kurzgeschlossen.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kommt durch Stillsetzen der Expansionsmaschine und Entleeren des Vorkühlbades 7 das Pumpgefäß sehr schnell auf höhere Temperaturen, und das zum Erreichen von Ultrahochvakuum erforderliche Ausheizen kann ohne besondere Zusatzvorrichtungen durchgeführt werden. Da der Thomson-Joule-Effekt von Helium und auch Wasserstoff bei Zimmertemperatur negativ ist, erwärmt sich das ohne Vorkühlung zum Expansionsventil 14 gelangende und dort entspannte Arbeitsgas und erreicht schließlich Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius.

Es ist bereits erwähnt worden, daß die zur Kondensation des abgepumpten Gases notwendige Kälteleistung relativ gering ist und für große Pumpleistungen einer solchen Vorrichtung kleine Gaskälteanlagen ausreichen. Diesem Umstand wird durch die vorliegende Erfindung Rechnung getragen. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich, wenn nicht nur der kälteerzeugende Teil der Gaskälteanlage innerhalb des eigentlichen Pumpgefäßes, sondern auch der Kompressor des Kreislaufes dort untergebracht wird.

Als Ausführungsbeispiel hierzu wird die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung beschrieben. Diese besteht wieder aus dem Mantelgefäß — hier mit dem Bezugszeichen 19 — aus vorzugsweise rostfreiem Stahl mit kleiner Wärmeleitfähigkeit, das durch einen Flansch vakuumdicht innerhalb des auszupumpenden Rezipienten 20 befestigt ist. Innerhalb des Mantelgefäßes 19 ist eine Gaskälteanlage mit geschlossenem Kreislauf untergebracht, die beispielsweise aus gasgeschmierten Kolbenmaschinen für die Kompression und adiabatische Expansion des Arbeitsgases und aus den Gegenstromwärmeaustauschern besteht. In der Figur ist der Kompressor 21 mit einem Differentialkolben 22 ausgerüstet und derart mit Hilfe eines dünnwandigen Metallrohres 23 aus schlecht wärmeleitendem Material zentrisch mit der Expansionsmaschine 24 zusammengestellt, daß das sich in dem Metallrohr 23 sammelnde Leckgas gemeinsam in das Innere des Mantelgefäßes 19 oder über die Leitung 25 zur Ansaugseite des Kompressors 21 geführt werden kann. Die dargestellte konstruktive Lösung hat außerdem den Vorteil, daß die von der Expansionsmaschine 24 geleistete mechanische Arbeit unmittelbar einen Teil der Kompressionsarbeit deckt. Hierzu ist in dem Beispiel innerhalb des Metallrohres 23 eine Kolbenstange 26 vorgesehen, die durch zwei Kugelgelenke die Arbeitskolben 21 und 27 mechanisch koppelt, ohne die Seitenführung der gasgeschmierten Teile zu beeinträchtigen. Der gemeinsame Antrieb beider Kolbenmaschinen erfolgt über eine weitere, in Kugelgelenken gelagerte Kolbenstange 28, die am oberen Ende in einem Kreuzkopf 29 geführt wird. Dieser wird über die Pleuelstange 30 von der Kurbelwelle 31 angetrieben, die gasdicht im Kurbelgehäuse 32 gelagert ist. Den gemeinsamen Antrieb übernimmt der Elektromotor 33, der theoretisch nur die Differenz von Kompressor- und Expansionsleistung zu tragen hat. Der Kompressor 21 ist am Deckelflansch des Gehäuses 32 durch ein Rohr 34 befestigt, das wie das Metallrohr 23 vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.

Der thermodynamische Kreislauf der Gaskälteanlage unterscheidet sich vom ersten, in Fig. 1 dargestellten Beispiel und von bisher bekannten Anlagen dadurch, daß die quasiisotherme Kompression des Arbeitsgases bei sehr tiefer Temperatur, vorzugsweise bei der von flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff erfolgt und dadurch das Hubvolumen im Verhältnis der entsprechenden Temperaturen, also etwa um den Faktor 1:4 kleiner wird als bei der entsprechenden wassergekühlten Maschine. Damit ist die Möglichkeit gegeben, den Kompressor 21 im Innern des Mantelgefäßes 19 unterzubringen. Zur Abfuhr der Kompressionswärme dient das vorzugsweise mit flüssiger Luft gekühlte Kühlbad 35 mit den Rohrwendeln 36, denen das Arbeitsgas über das Druckventil 37 des Kompressors 21 zugeführt wird. Der Kühler 35 wird über das Rohr 38 mit flüssiger

ao Luft gefüllt, das gleichzeitig als Abdampfrohr fungiert. Das in dem Kühlbad 35 vorgekühlte, verdichtete Arbeitsgas tritt in den Gegenstromwärmeaustauscher 39 ein, der in F i g. 2 als Kreuzgegenströmer dargestellt ist und aus der Rohrwendel 40 und zwei zylindrischen Blechmänteln besteht. Am unteren, kalten Ende des Wärmeaustauschers 39 tritt das Hochdruckgas in den Druckausgleichsbehälter 41 und von dort in die Expansionsmaschine 24 ein, wird dort auf niedrigen Druck adiabatisch entspannt und stark abgekühlt. Dieses kalte Niederdruckgas gelangt über das Rohr 42 in den Gasraum 43, der vom Boden 44 des Mantelgefäßes 19 und dem Zwischenboden 45 gebildet wird. Boden- und Mantelflächen zum Gasraum 43 stellen die für den Pumpvorgang wirksame Kondensationsfläche dar, die sich auf der tiefsten Temperatur des Kältekreislaufes befindet. Nach Aufnahme der Kondensationswärme während des Pumpens verläßt das Arbeitsgas den Gasraum 43 und strömt im Niederdruckteil des Wärmeaustauschers 39 zurück, wobei es sich erwärmt und durch das Saugventil 46 wieder in den Kompressor 21 gelangt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, daß die im Innern der Pumpe angeordnete Gaskälteanlage hermetisch nach außen abgeschlossen ist und daß infolge der besonderen Bauart von Kompressor und Expansionsmaschine eine Verunreinigung des Arbeitsgases ausgeschlossen ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung erfordert daher auch keine Reinigungsvorrichtungen, da sie immer mit dem gleichen Gasvorrat arbeitet. Außerdem kann die Anlage mit höherem Druck wahlweise von außen aufgepumpt werden, wodurch sich die Kälteleistung, welche etwa dem Druck proportional ist, leicht verändern und den Pumpbedingungen anpassen läßt. Nach Abstellen der Kälteanlage erwärmen sich deren Elemente und damit auch der Gasdruck; wegen des geringen Gasvorrats ist jedoch der sich einstellende Gleichgewichtsdruck nicht sehr hoch und kann durch einen Druckausgleichsbehälter außerhalb der Pumpe noch reduziert werden. Von großem Vorteil ist bei dieser Ausführungsform die Tatsache, daß die Pumpe nach dem Erfindungsgedanken nicht mehr ortsfest, sondern beweglich ist und nur einer elektrischen Energiezufuhr für den gemeinsamen Antrieb bedarf. Die tiefsten zu erreichenden Kondensationstemperaturen liegen bei 6° K; durch teilweises Kurzschließen des Kompressors und Verringerung der Drehzahl las-

sen sich behebig höhere Arbeitstemperaturen einstellen und aufrechterhalten.

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist nur eine Variante wiedergegeben, bei der das Heliumgas nicht verflüssigt wird. Die Möglichkeit des Verflüssigens ist natürlich auch hier ebenso wie das zusätzliche Anbringen von gekühlten Prallblechen gegeben.

Die Erläuterung des Erfindungsgedankens durch das Beispiel in Fig. 2 ist sehr speziell: der Gaskompressor und die Expansionsmaschine können auch als getrennte Einheiten, jedoch über eine gemeinsame Kurbelwelle von außen angetrieben werden, wobei in diesem Fall die Beschränkung, gleiche Kolbenhübe anwenden zu müssen, entfällt.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Erzeugen bzw. Aufrechterhalten eines Vakuums in einem Raum, bei welcher das abzusaugende Gas an Flächen vorbestimmter tiefer Temperatur kondensiert wird und ao welche eine Gaskälteanlage mit Kompressor, Gegenstromwärmeaustauscher und Expansionsmaschine in geschlossenem Kreislauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die auf tiefer Temperatur befindlichen Teile (9 bis 14, 24 bis 27, 39 bis 45) der Gaskälteanlage innerhalb eines geschlossenen, in den auszupumpenden Rezipienten hineinragenden Metallmantels (1, 19) angeordnet sind, dessen Außenwandung die Kondensationsfläche darstellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil (44) des in den Rezipienten ragenden Metallmantels (1, 19) als Teil eines Sammelbehälters (15,43) für das durch die Gaskälteanlage abgekühlte Medium ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskälteanlage als Gasverflüssiger ausgebildet ist und der Bodenteil (44) des in den Rezipienten ragenden Metallmantels (1, 19) den Behälter (15, 43) für das verflüssigte Gas darstellt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (21) der Gaskälteanlage ebenfalls innerhalb des geschlossenen Metallmantels (19) angeordnet ist und zusammen mit der Kolbenexpansionsmaschine (24) von einer gemeinsamen Kurbelwelle (31) angetrieben wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (21) und die Expansionsmaschine (24) von einer gemeinsamen Kurbelwelle (31) angetrieben sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben von Verdichter (21) und Expansionsmaschine (24) gelenkig durch eine gemeinsame Kolbenstange (28) verbunden sind, gleichen Hubraum aufweisen und nur über den Verdichterkolben von außen durch die Kurbelwelle (31) angetrieben werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (21) als gasgeschmierte Kolbenmaschine ausgebildet ist, deren Kompressionswärme mittels eines in den Gaskreislauf geschalteten Kühlers (35, 36) bei tiefer Temperatur, vorzugsweise bei der von siedender flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff, abgeführt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreislauf der Gaskältemaschine nach der Expansionsmaschine (12, 24) ein zusätzlicher Gegenstromwärmeaustauscher und ein Entspannungsventil (14) vorgesehen sind, um das Kältemittel verflüssigen zu können.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher (9, 39) der Gaskälteanlage als Kreuzstromgegenströmer ausgebildet sind und bei dem auf der tiefsten Temperatur befindlichen Wärmeaustauscher der Metallmantel gleichzeitig den Außenmantel für das rückgeführte Niederdruckgas darstellt.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des die Gaskälteanlage umschließenden Metallmantels (1) in Strömungsrichtung des abzupumpenden Gases der eigentlichen Kondensationsfläche eine oder mehrere Prallflächen (16) vorgeschaltet sind, welche durch thermische Verbindung mit dem Vorkühler (7) des Verdichters bzw. mit dem Wärmeaustauscher gekühlt sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen (16) als Strahlungsschutz für die Kondensationsfläche ausgebildet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionsmaschine (12, 24) durch eine mit einem Ventil versehene Leitung überbrückt ist, so daß bei geöffnetem Ventil der Verdichter nach Abstellen der Kühlung den Metallmantel (1, 19) auf Temperaturen erwärmt, die dessen Ausheizen unter Vakuum ermöglicht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1118 499.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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