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ハンプソン=リンデ・サイクル

1895
  • William Hampson
  • Carl von Linde
ハンプソン-リンデサイクルを利用した工業用ガス液化施設。.

(画像はイメージです)

ハンプソン・リンデサイクルは、空気などのガスを液化するために、 ジュール・トムソン効果 再生冷却と組み合わせることで、高圧ガスは、膨張弁から戻ってくる低温の低圧ガスによって対向流熱交換器内で冷却されます。これにより、弁の温度は徐々に低下し、臨界点を下回ると液化が始まります。これが現代のガス液化産業の基礎となっています。

イギリスのウィリアム・ハンプソンとドイツのカール・フォン・リンデによってそれぞれ独自に開発されたこのサイクルは、画期的な進歩でした。その優美さは、シンプルさと自己強化的な性質にあります。主要な構成要素は再生式熱交換器で、通常はコイル状のパイプのセットです。流入する高圧ガスは内側のパイプを流れ、ジュール・トムソン弁から送られた冷たい膨張ガスはこのパイプの外側を流れます。この対向流方式により、流入ガスは利用可能な最も冷たい戻りガスによって常に予冷されます。通過するたびに、膨張弁に入るガスの温度はさらに低下します。最終的に、温度はガスの反転温度を下回り、ジュール・トムソン膨張によって大幅な冷却が行われます。この冷却は熱交換器を通して再び循環し、温度が十分に低くなり、膨張時にガスの一部が液体に凝縮するまで正のフィードバックループを形成します。このプロセスにより、液体空気の大規模な商業生産が初めて実現可能になりました。

UNESCO Nomenclature: 2212
熱力学

タイプ

熱力学サイクル

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ジュール・トムソン効果(ジュールとトムソン)
  • 向流式熱交換の概念
  • シーメンスの再生冷却原理(炉向けに開発)
  • 高圧圧縮技術の進歩

アプリケーション

  • 液体空気、窒素、酸素、アルゴンの工業生産
  • ガスを液化するための標準的な実験装置
  • 極低温研究
  • 水素およびヘリウム液化装置の予冷段階
  • 液体空気エネルギー貯蔵(LAES)

特許:

  • GB189524525A
  • DE88824

潜在的なイノベーションのアイデア

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Related to: Hampson-Linde cycle, regenerative cooling, Joule-Thomson effect, liquefaction, cryogenics, air separation, heat exchanger, Carl von Linde, throttling, counter-flow.

歴史的背景

ハンプソン=リンデ・サイクル

1889
1890
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1895
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1899
1900
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1896
1900
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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