Kühlvorrichtung

Abstract

 57 Es ist eine Mehrgas betriebene Kühlvorrichtung angegeben, bei der die Gasbehälter (2, 3) hintereinandergeschaltet sind und gemeinsam betätigbare Ventile (4, 5) zwischen den Gasbehältern (2,3) und dem Joule-Thomson-Kühler (1) vorgesehen sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit einem Joule-Thomson-Kühler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Es ist z. B. im Zusammenhang mit Infrarotdetektoren bekannt, Joule-Thomson-Kühler mit zwei verschiedenen Gassorten zu betreiben, um schnelle Abkühlzeiten und tiefe Endtemperaturen zu erreichen. Die unterschiedlichen Gassorten werden in getrennten Behältern bei sehr hohen Drücken, z. B. mehreren hundert Bar Druck, aufbewahrt und über Steuerventile und Verbindungsleitungen dem Kühler zugeleitet.

[0003] Beim aufeinanderfolgenden Zuleiten der Gase kann es durch Druckunterschiede der Gase zu Kompressionsvorgängen kommen, im Verlauf derer sich Teilgasmengen erwärmen, was unerwünscht ist.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,-die Kühlwirkung einer eingangs genannten Kühlvorrichtung bei geringem Aufwand und einfachem Betrieb zu verbessern.

[0005] Diese Aufgabe wird gemäß den in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

[0006] Die beschriebene Kühlvorrichtung besitzt den Vorteil, daß sie mit zwei oder mehreren Gasbehältern mit unterschiedlichen Gasen betrieben werden kann, ohne daß umfangreiche und druckabhängig gesteuerte Ventile benötigt werden. Es ist immer nur eine Steuereinheit erforderlich. Weiterhin vorteilhaft ist, daß die unterschiedlichen Gase, obwohl sie weitgehend unvermischt nacheinander durch die Düse des Joule-Thomson-Kühlers strömen, dies ohne Drucksprung tun.

[0007] Anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

[0008] Die Kühlvorrichtung weist zwei Gasbehälter 2 und 3 auf, die bevorzugt aus gewendelten oder spiralförmig aufgewickelten dünnen Röhrchen bestehen. Der Gasbehälter 2, der z. B. Stickstoff unter hohem Druck enthält, ist am freien Ende verschlossen. Am anderen Ende ist er ebenfalls verschlossen, und zwar mittels eines in der Verbindungsleitung zum zweiten Gasbehälter 3 liegenden Ventils 4, das somit auch das eine Ende des Gasbehälters 3, der z. B. Argon unter hohem Druck enthält, verschließt. Das andere Ende des Gasbehälters 3 ist mittels eines weiteren Ventils 5, das in der Zuleitung zu dem Joule-Thomson-Kühler 1 liegt, ebenfalls verschlossen. Wären mehr als zwei Gasbehälter für weitere Gasarten vorgesehen, so müßten auch entsprechend die Anzahl der Ventile erhöht werden.

[0009] Die Ventile 4 und 5 sind zweckmäßig gleichartig aufgebaut und bestehen bevorzugt aus pyrotechnisch betätigbaren Ventilen (sog. Sprengventilen). Solche Sprengventile sind im allgemeinen nur einmalig von einem Zustand in den anderen schaltbar, im vorliegenden Falle nur öffenbar. Sie sind einfach und klein aufbaubar und einfach ansteuerbar. So lassen sie sich auch sehr einfach gleichzeitig ansteuern, z. B. über einen Schalter 8, der den beiden Ventilen 4 und 5 die zur Zündung des kleinen Sprengsatzes erforderliche Energie zuleitet.

[0010] Der Joule-Thomson-Kühler 1 wird bevorzugt in die Höhlung eines Dewargefäßes 6 eingesetzt, welches ein oder mehrere Infrarot-Detektorelemente 7 aufweist.

Ansprüche

1. Kühlvorrichtung mit einem Joule-Thomson-Kühler, wenigstens zwei Gasbehältern, Verbindungsleitungen, mittels derer die in den Gasbehältern unter Druck enthaltenen unterschiedlichen Kühlmittel dem Kühler zugeleitet werden, und Ventilen zum Steuern der Kühlmittelflüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbehälter (2, 3) in Reihe hintereinanderliegend miteinander und nur ein Gasbehälter (3) mit dem Kühler (1) verbunden sind und daß in der Verbindungsleitung zwischen den Gasbehältern (2, 3) und der Verbindungsleitung zwischen dem einen Gasbehälter (3) und dem Kühler (1) gleichzeitig betätigbare Ventile (4, 5) angeordnet sind.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (4, 5) pyrotechnisch betätigbar, insbesondere öffenbar (Sprengventile), sind.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) in einem einen Infrarotsensor (7) enthaltenden Dewargefäß (6) angeordnet ist.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Gasbehälter (2, 3) aus spiral-und/oder wendelförmig gebogenen Röhrchen besteht.

5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen und/oder Ventile (4, 5)

so bemessen sind, daß ein Vermischen der in den Gasbehältern (2, 3) enthaltenen unterschiedlichen Kühlmittel erschwert bzw. weitgehend verhindert wird.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Stickstoff und Argon in den Gasbehältern (2, 3) unter Druck enthalten sind.

7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile gleichzeitig und gleichsinnig betätigbar sind.

Zeichnung