DE102018122312A1 - Arrangement and method for providing a gas such as an atomizing gas to produce a powder at a place of use - Google Patents

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Abstract

Anordnung (1) zum Bereitstellen eines Gases für einen Verwendungsort, die Folgendes umfasst:
- einen ersten Anschluss (27) zum Verbinden der Anordnung (1) mit einem Auslass (12) des Verwendungsortes (2),
- einen zweiten Anschluss (28) zum Verbinden der Anordnung (1) mit einem Einlass (13) am Verwendungsort (2),
- einen ersten Wärmetauscher (3) mit einem ersten Zweig (6) und einem zweiten Zweig (7) zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im ersten Zweig (6) und einem Medium im zweiten Zweig (7),
- einen zweiten Wärmetauscher (4) mit einem dritten Zweig (8) und einem vierten Zweig (9) für den Austausch von Wärme zwischen einem Medium im dritten Zweig (8) und einem Medium im vierten Zweig (9), wobei der erste Anschluss (27), der zweite Anschluss (28), der erste Wärmetauscher (3) und der zweite Wärmetauscher (4) miteinander verbunden sind, sodass ein Gas vom ersten Anschluss (27) durch den ersten Zweig (6), durch den vierten Zweig (9) und durch den zweiten Zweig (7) zum zweiten Anschluss (28) geführt werden kann.
Es werden eine Anordnung (1) und ein Verfahren zur Bereitstellung eines Zerstäubergases zur Herstellung eines Pulvers beschrieben. Dabei ist der Verbrauch des Zerstäubergases und/oder der Energie aufgrund der Rückführung des Zerstäubergases unter Verwendung eines thermischen Zyklus zur Kompression des Zerstäubergases besonders gering.

Figure DE102018122312A1_0000
Arrangement (1) for providing a gas for a place of use, comprising:
- a first connection (27) for connecting the arrangement (1) to an outlet (12) of the place of use (2),
- a second connection (28) for connecting the arrangement (1) to an inlet (13) at the place of use (2),
a first heat exchanger (3) with a first branch (6) and a second branch (7) for exchanging heat between a medium in the first branch (6) and a medium in the second branch (7),
- a second heat exchanger (4) with a third branch (8) and a fourth branch (9) for the exchange of heat between a medium in the third branch (8) and a medium in the fourth branch (9), the first connection ( 27), the second connection (28), the first heat exchanger (3) and the second heat exchanger (4) are connected to one another, so that a gas from the first connection (27) through the first branch (6), through the fourth branch (9 ) and through the second branch (7) to the second connection (28).
An arrangement (1) and a method for providing an atomizing gas for producing a powder are described. The consumption of the atomizing gas and / or the energy is particularly low due to the recycling of the atomizing gas using a thermal cycle to compress the atomizing gas.
Figure DE102018122312A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers an einem Verwendungsort.The invention relates to an arrangement and a method for providing an atomizing gas for producing a powder at a place of use.

Materialien wie Metalle werden oft in Pulverform benötigt. Metallpulver kann durch ein Zerstäubungsverfahren erhalten werden, bei dem das Metall geschmolzen und durch eine Düse, die durch ein Zerstäubergas angetrieben wird, ausgestoßen wird. Das Ergebnis eines Zerstäubungsprozesses ist ein Pulver. Ein solches Pulver könnte auch als zerstäubtes Pulver bezeichnet werden.Materials such as metals are often needed in powder form. Metal powder can be obtained by an atomization process in which the metal is melted and ejected through a nozzle driven by an atomizing gas. The result of an atomization process is a powder. Such a powder could also be referred to as atomized powder.

Bei bekannten Ansätzen für Zerstäubungsmaterialien wird das Zerstäubergas in einem flüssigen Zustand bereitgestellt und verdampft, bevor das Material zerstäubt wird. Nach dem Zerstäubungsvorgang wird das Zerstäubergas als Abgas in die Umwelt abgegeben. Ähnliche Situationen gelten für Kühl- und/oder Inertgase bei anderen Anwendungen, wie z. B. bei der Sinterung oder allgemein bei der Wärmebehandlung von Metallen. Solche Ansätze sind jedoch teuer und energetisch ineffizient.In known approaches to atomizing materials, the atomizing gas is provided in a liquid state and evaporated before the material is atomized. After the atomization process, the atomizing gas is released into the environment as exhaust gas. Similar situations apply to cooling and / or inert gases in other applications, such as. B. in sintering or in general in the heat treatment of metals. However, such approaches are expensive and energy inefficient.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Anordnung und ein Verfahren zur Bereitstellung eines Gases, z. B. zur Herstellung eines Pulvers oder als Kühl- und/oder Inertgas, wobei der Verbrauch des Gases und/oder der Energie besonders niedrig ist.The object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art, and in particular to provide an arrangement and a method for providing a gas, e.g. B. for the production of a powder or as a cooling and / or inert gas, the consumption of the gas and / or the energy being particularly low.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.These tasks are solved by the features of the independent claims. Dependent claims are directed on preferred embodiments of the present invention.

Es wird eine Anordnung zum Bereitstellen eines Gases wie eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers an einem Verwendungsort bereitgestellt, das Folgendes umfasst:

  • - ein erster Anschluss zum Verbinden der Anordnung mit einem Auslass des Verwendungsorts wie eine Zerstäubereinheit zum Erzeugen des Pulvers,
  • - ein zweiter Anschluß zum Verbinden der Anordnung mit einem Einlass des Verwendungsorts,
  • - einen ersten Wärmetauscher mit einem ersten Zweig und einem zweiten Zweig zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im ersten Zweig und einem Medium im zweiten Zweig,
  • - einen zweiten Wärmetauscher mit einem dritten Zweig und einem vierten Zweig zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im dritten Zweig und einem Medium im vierten Zweig,
wobei der erste Anschluss, der zweite Anschluss, der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher derart miteinander verbunden sind, dass ein Gas wie ein Zerstäubergas vom ersten Anschluss durch den ersten Zweig, durch den vierten Zweig und durch den ersten Anschluss und durch den zweiten Zweig zum zweiten Anschluss geführt werden kann.An arrangement is provided for providing a gas, such as an atomizing gas, for generating a powder at a place of use, comprising:
  • a first connection for connecting the arrangement to an outlet of the place of use, such as an atomizing unit for producing the powder,
  • a second connection for connecting the arrangement to an inlet of the place of use,
  • a first heat exchanger with a first branch and a second branch for exchanging heat between a medium in the first branch and a medium in the second branch,
  • a second heat exchanger with a third branch and a fourth branch for exchanging heat between a medium in the third branch and a medium in the fourth branch,
wherein the first port, the second port, the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected to one another such that a gas such as an atomizing gas from the first port through the first branch, through the fourth branch and through the first port and through the second branch to second connection can be performed.

Eine bevorzugte Ausführungsform für diese Anordnung ist die Bereitstellung eines Zerstäubergases zur Herstellung eines Pulvers, vorzugsweise eines Metallpulvers, zu einer Einheit zur Herstellung des Pulvers. Andere bevorzugte Ausführungsformen sind die Bereitstellung eines Kühl- und/oder Inertgases für eine Sintereinheit zum Sintern von (Metall- oder Keramik-)Teilen oder die Bereitstellung eines Kühl- und/oder Inertgases für eine Wärmebehandlung von Metallen.A preferred embodiment for this arrangement is to provide an atomizing gas for producing a powder, preferably a metal powder, to form a unit for producing the powder. Other preferred embodiments are the provision of a cooling and / or inert gas for a sintering unit for sintering (metal or ceramic) parts or the provision of a cooling and / or inert gas for a heat treatment of metals.

Die beschriebene Anordnung ist vorzugsweise zum Zuführen des Zerstäubergases zu der Zerstäubereinheit derart konfiguriert, dass innerhalb der Zerstäubereinheit ein Pulver durch Zerstäubung eines Vorläufermaterials hergestellt werden kann. Insbesondere kann auf diese Weise ein Metall zerstäubt werden. Beispielsweise kann die Zerstäubereinheit eine Düse umfassen, durch die ein geschmolzenes Vorläufermaterial für das Pulver durch das Zerstäubergas getrieben werden kann. Der Zerstäubungsvorgang kann einen hohen Druck des zugeführten Zerstäubergases erfordern. Nach dem Zerstäubungsvorgang ist der Druck des Zerstäubergases üblicherweise deutlich niedriger und kann insbesondere gleich dem Umgebungsdruck sein.The arrangement described is preferably configured to supply the atomizing gas to the atomizing unit such that a powder can be produced within the atomizing unit by atomizing a precursor material. In particular, a metal can be atomized in this way. For example, the atomizer unit can comprise a nozzle through which a molten precursor material for the powder can be driven through the atomizer gas. The atomization process may require a high pressure of the atomizing gas supplied. After the atomization process, the pressure of the atomizer gas is usually significantly lower and can in particular be equal to the ambient pressure.

Anstelle der beschriebenen Ausführungsform der Zerstäubereinheit kann auch jede andere Zerstäubereinheit verwendet werden, die durch Bereitstellung eines Zerstäubergases daran betrieben wird. Wie hier verwendet, soll der Ausdruck Zerstäubergas so verstanden werden, dass das Zerstäubergas eine Substanz ist, die sich bei Raumtemperatur und -druck in einem gasförmigen Zustand befindet. Somit kann ein Gas in dieser Bedeutung auch bei niedrigen Temperaturen und/oder hohem Druck in einem flüssigen Zustand vorliegen. Es wird im Allgemeinen bevorzugt, dass das Gas wie das Zerstäubergas Argon ist. Argon kann vorzugsweise als Kühl- und/oder Inertgas verwendet werden, z. B. bei Sinter- oder Wärmebehandlungsanwendungen. Das (Zerstäuber-)Gas kann Stickstoff als eine Verunreinigung umfassen. Im Folgenden wird, wenn nicht explizit anders angegeben, unter dem Begriff (Zerstäuber-)Gas nicht nur ein Zerstäubergas, sondern auch ein Kühl- und/oder Inertgas im jeweiligen Zusammenhang verstanden.Instead of the described embodiment of the atomizer unit, any other atomizer unit can be used which is operated by providing an atomizer gas thereon. As used herein, the term nebulizer gas should be understood to mean that the nebulizer gas is a substance that is in a gaseous state at room temperature and pressure. A gas of this meaning can therefore be in a liquid state even at low temperatures and / or high pressure. It is generally preferred that the gas, like the atomizing gas, be argon. Argon can preferably be used as the cooling and / or inert gas, e.g. B. in sintering or heat treatment applications. The (atomizing) gas can include nitrogen as an impurity. In the following, unless explicitly stated otherwise, the term (atomizing) gas does not only refer to an atomizing gas, but also a cooling and / or inert gas understood in the respective context.

Die Zerstäubereinheit ist nicht Teil der beschriebenen Ausführungsform der Anordnung. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Zerstäubereinheit jedoch Teil der Anordnung. In diesem Fall ist der Auslass der Zerstäubereinheit mit dem ersten Anschluss verbunden und der Einlass der Zerstäubereinheit ist mit dem zweiten Anschluss verbunden.The atomizer unit is not part of the described embodiment of the arrangement. In another preferred embodiment, however, the atomizer unit is part of the arrangement. In this case, the outlet of the atomizer unit is connected to the first connection and the inlet of the atomizer unit is connected to the second connection.

Mit der beschriebenen Anordnung kann der Verbrauch des Zerstäubergases aufgrund der Rückführung des Zerstäubergases besonders gering sein. Daher wird das Zerstäubergas nicht nach dem Zerstäubungsvorgang verschwendet, beispielsweise durch Ausstoßen des Zerstäubergases in die Umgebung.With the arrangement described, the consumption of the atomizing gas can be particularly low due to the recycling of the atomizing gas. Therefore, the atomizing gas is not wasted after the atomizing process, for example, by expelling the atomizing gas into the environment.

Ähnliche und bevorzugte Anwendungen umfassen die Bereitstellung eines Kühl- und/oder Inertgases für eine Sintereinheit und/oder eine Wärmebehandlungseinheit für Metalle.Similar and preferred applications include the provision of a cooling and / or inert gas for a sintering unit and / or a heat treatment unit for metals.

Mit der beschriebenen Anordnung kann der Verbrauch des Kühl- und/oder Inertgases aufgrund der Rückführung des Gases besonders gering sein. Daher wird das Kühl- und/oder Inertgas nicht nach dem jeweiligen Sinter- und/oder Wärmebehandlungsprozess verschwendet, beispielsweise durch Ausstoßen des Gases in die Umgebung.With the arrangement described, the consumption of the cooling and / or inert gas can be particularly low due to the recirculation of the gas. Therefore, the cooling and / or inert gas is not wasted after the respective sintering and / or heat treatment process, for example, by expelling the gas into the environment.

Während der Rückführung wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise mit einem Partikelfilter und/oder einem Feuchtigkeitsabscheider und/oder einem Sauerstoffabscheider behandelt. Diese Elemente sind vorzugsweise unmittelbar stromabwärts vom Verwendungsort vorgesehen, z. B. die Zerstäubereinheit, die Sintereinheit und/oder die Wärmebehandlungseinheit. Der Begriff stromabwärts bezieht sich auf die beschriebene Richtung, in der das Zerstäubergas durch die Anordnung strömen soll. Obwohl nicht bevorzugt, ist es auch möglich, das Zerstäubergas in der entgegengesetzten Richtung durch die Anordnung zu führen. Jedoch wird diese Tatsache hierin bei der Verwendung der Begriffe stromaufwärts und stromabwärts außer Acht gelassen.During the recirculation, the (atomizing) gas is preferably treated with a particle filter and / or a moisture separator and / or an oxygen separator. These elements are preferably provided immediately downstream of the place of use, e.g. B. the atomizer unit, the sintering unit and / or the heat treatment unit. The term downstream refers to the direction described in which the atomizing gas is to flow through the arrangement. Although not preferred, it is also possible to pass the atomizing gas through the arrangement in the opposite direction. However, this fact is ignored herein when using the terms upstream and downstream.

Ferner kann der Energieverbrauch bei der beschriebenen Anordnung besonders niedrig sein. Dies bezieht sich insbesondere auf die Energie, die zum Komprimieren des (Zerstäuber-)Gases benötigt wird, um einen erforderlichen hohen Druck zu erreichen. Da nach dem Einsatz des Gases z. B. in einem Zerstäubungsvorgang, einem Sinterprozess und/oder einem Wärmebehandlungsvorgang das (Zerstäuber-)Gas Umgebungsdruck aufweisen kann und da der Zerstäubungsprozess, der Sinterprozess und/oder der Wärmebehandlungsvorgang ein hoher Druck des (Zerstäuber-)Gases erfordern können, wobei die Rückführung des (Zerstäuber-)Gases vorzugsweise das Komprimieren des (Zerstäuber-)Gases zu einem hohen Druck umfasst. Die Verwendung einer Pumpe zum direkten Komprimieren des (Zerstäuber-)Gases im gasförmigen Zustand kann energetisch ineffizient sein. Daher wird stattdessen ein thermischer Zyklus vorgeschlagen.Furthermore, the energy consumption in the arrangement described can be particularly low. This relates in particular to the energy required to compress the (atomizing) gas in order to achieve the required high pressure. Since after the use of the gas z. B. in an atomization process, a sintering process and / or a heat treatment process, the (atomizer) gas can have ambient pressure and since the atomization process, the sintering process and / or the heat treatment process can require a high pressure of the (atomizer) gas, the recycling of the (Nebulizer) gas preferably comprises compressing the (nebulizer) gas to a high pressure. Using a pump to directly compress the (atomizing) gas in the gaseous state can be energy inefficient. A thermal cycle is therefore proposed instead.

Das (Zerstäuber-)Gas, das vom Verwendungsort, z. B. der Zerstäubereinheit, der Sintereinheit und/oder der Wärmebehandlungseinheit extrahiert wird, wird vorzugsweise während des thermischen Zyklus verflüssigt. Vor dem Wiedereinführen in den Verwendungsort wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise wieder verdampft. Insbesondere durch die Verdampfung kann der erforderliche hohe Druck erreicht werden. Das Verflüssigen des (Zerstäuber-)Gases und das Verdampfen des (Zerstäuber-)Gases kann durch Austauschen von Wärme zwischen dem (Zerstäuber-)Gas, das verflüssigt werden soll, und dem (Zerstäuber-)Gas, das verdampft werden soll, erreicht werden. Zwischen diesen beiden Schritten wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise durch ein zusätzliches kryogenes Gas als weitere kalte Quelle gekühlt. Das heißt, der thermische Zyklus umfasst das Verflüssigen des (Zerstäuber-)Gases unter Verwendung der Wärme des zu verdampfenden (Zerstäuber-)Gases und eines kryogenen Hilfsmediums und anschließendes Verdampfen des (Zerstäuber-)Gases unter Verwendung der Kälte des (Zerstäuber-)Gases, das verflüssigt werden soll.The (atomizing) gas emitted from the place of use, e.g. B. the atomizer unit, the sintering unit and / or the heat treatment unit is preferably liquefied during the thermal cycle. Before being reintroduced into the place of use, the (atomizing) gas is preferably vaporized again. The required high pressure can be achieved in particular by evaporation. The liquefaction of the (atomizing) gas and the vaporization of the (atomizing) gas can be achieved by exchanging heat between the (atomizing) gas to be liquefied and the (atomizing) gas to be evaporated . Between these two steps, the (atomizing) gas is preferably cooled by an additional cryogenic gas as a further cold source. That is, the thermal cycle comprises liquefying the (atomizing) gas using the heat of the (atomizing) gas to be evaporated and a cryogenic auxiliary medium and then evaporating the (atomizing) gas using the cold of the (atomizing) gas that is to be liquefied.

Im thermischen Kreislauf werden mindestens zwei Wärmetauscher verwendet, der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher. Im ersten Wärmetauscher kann Wärme zwischen dem zu verflüssigenden (Zerstäuber-)Gas und dem (Zerstäuber-)Gas, das verdampft werden soll, ausgetauscht werden. Im zweiten Wärmetauscher kann das (Zerstäuber-)Gas, das verflüssigt werden soll, weiter durch Wärmeaustausch mit einem kryogenen Hilfsmedium als weitere kalte Quelle gekühlt werden.At least two heat exchangers are used in the thermal circuit, the first heat exchanger and the second heat exchanger. In the first heat exchanger, heat can be exchanged between the (atomizing) gas to be liquefied and the (atomizing) gas that is to be evaporated. In the second heat exchanger, the (atomizing) gas that is to be liquefied can be cooled further by heat exchange with a cryogenic auxiliary medium as a further cold source.

Jeder der Wärmetauscher hat zwei Zweige, wobei Wärme zwischen den Medien innerhalb der beiden Zweige ausgetauscht werden kann. Zur Verdeutlichung werden die beiden Zweige des ersten Wärmetauschers als der erste Zweig und der zweite Zweig bezeichnet, wobei die beiden Zweige des zweiten Wärmetauschers als der dritte Zweig und der vierte Zweig bezeichnet werden. Das heißt, der zweite Wärmetauscher hat nur den dritten Zweig und den vierten Zweig, es gibt keinen ersten oder zweiten Zweig des zweiten Wärmetauschers. Jeder der Wärmetauscher kann eines oder mehrere der im Folgenden beschriebenen bevorzugten Merkmale umfassen.Each of the heat exchangers has two branches, whereby heat can be exchanged between the media within the two branches. For clarification, the two branches of the first heat exchanger are referred to as the first branch and the second branch, the two branches of the second heat exchanger being referred to as the third branch and the fourth branch. That is, the second heat exchanger has only the third branch and the fourth branch, there is no first or second branch of the second heat exchanger. Each of the heat exchangers may include one or more of the preferred features described below.

Der Wärmetauscher ist vorzugsweise so konfiguriert, dass ein Zweig als eine Leitung vorgesehen ist, die innerhalb einer Kammer angeordnet ist, die den anderen Zweig bildet. Eines der Medien kann durch die Kammer geführt werden und das andere Medium kann durch die Leitung geführt werden. Somit kann Wärme zwischen den beiden Medien ausgetauscht werden. Alternativ kann der Wärmetauscher auch als Gegenstromwärmetauscher konfiguriert werden, wobei die beiden Medien durch jeweils in thermischem Kontakt miteinander stehende Leitungen gegenläufig strömen. Als eine weitere Alternative kann der Wärmetauscher als ein Gegenstromwärmetauscher konfiguriert werden, wobei die beiden Medien in der gleichen Richtung durch jeweilige Leitungen strömen, die in thermischem Kontakt miteinander stehen. Ferner ist es bevorzugt, dass der Wärmetauscher aus solchen Materialien hergestellt ist, die Temperaturen standhalten können, die häufig bei der Behandlung von kryogenen Gasen auftreten, insbesondere niedrige wie zum Beispiel -200 °C [Grad Celsius]. Vorzugsweise bestehen zumindest die Komponenten der Wärmetauscher aus rostfreiem Stahl, der mit dem (Zerstäuber-)Gas in Kontakt kommen kann. The heat exchanger is preferably configured such that one branch is provided as a line that is arranged within a chamber that forms the other branch. One of the media can be routed through the chamber and the other medium can be routed through the line. This means that heat can be exchanged between the two media. Alternatively, the heat exchanger can also be configured as a countercurrent heat exchanger, the two media flowing in opposite directions through lines that are in thermal contact with one another. As a further alternative, the heat exchanger can be configured as a countercurrent heat exchanger, the two media flowing in the same direction through respective lines that are in thermal contact with one another. It is further preferred that the heat exchanger is made of such materials that can withstand temperatures that often occur in the treatment of cryogenic gases, especially low temperatures such as -200 ° C [degrees Celsius]. At least the components of the heat exchangers are preferably made of stainless steel, which can come into contact with the (atomizing) gas.

Die Anordnung umfasst vorzugsweise Leitungen zum Führen des (Zerstäuber-)Gases vom ersten Anschluss zum zweiten Anschluss in der Form, dass das (Zerstäuber-)Gas zirkulieren kann. Über den Auslass des Verwendungsortes, wie z. B. die Zerstäubereinheit und über den ersten Anschluss, kann das (Zerstäuber-)Gas wie z. B. die Zerstäubereinheit aus dem Verwendungsort entnommen werden. Vom ersten Anschluss wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise zum ersten Zweig des ersten Wärmetauschers geführt. Nach dem Durchlaufen des ersten Zweigs wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise zum vierten Zweig des zweiten Wärmetauschers geführt. Nach dem Passieren des vierten Zweigs wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise zum zweiten Zweig des ersten Wärmetauschers geführt. Nach dem Passieren des zweiten Zweigs wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise zum zweiten Anschluss geführt. Über den zweiten Anschluss und über den Einlass kann somit das (Zerstäuber-)Gas wieder in den Verwendungsort, z. B. die Zerstäubereinheit, eingeführt werden. Nach dem Einsatz für den jeweiligen Prozess, z. B. den Zerstäubungsprozess, den Sinterprozess und/oder den Wärmebehandlungsprozess, kann das (Zerstäuber-)Gas vom Verwendungsort abgezogen werden, sodass der beschriebene Zyklus von neuem beginnt.The arrangement preferably comprises lines for guiding the (atomizer) gas from the first connection to the second connection in the form that the (atomizer) gas can circulate. About the outlet of the place of use, such as. B. the atomizer unit and the first connection, the (atomizer) gas such. B. the atomizer unit can be removed from the place of use. The (atomizing) gas is preferably led from the first connection to the first branch of the first heat exchanger. After passing through the first branch, the (atomizing) gas is preferably led to the fourth branch of the second heat exchanger. After passing through the fourth branch, the (atomizing) gas is preferably led to the second branch of the first heat exchanger. After passing the second branch, the (atomizing) gas is preferably led to the second connection. Via the second connection and via the inlet, the (atomizing) gas can thus be returned to the place of use, e.g. B. the atomizer unit are introduced. After use for the respective process, e.g. B. the atomization process, the sintering process and / or the heat treatment process, the (atomizing) gas can be withdrawn from the place of use, so that the cycle described begins again.

Im ersten Wärmetauscher kann das vom Verwendungsort abgezogene (Zerstäuber-)Gas gekühlt werden und in Abhängigkeit von der Temperatur des (Zerstäuber-)Gases innerhalb des zweiten Zweiges sogar verflüssigt werden. In the first heat exchanger, the (atomizer) gas withdrawn from the place of use can be cooled and, depending on the temperature of the (atomizer) gas, can even be liquefied within the second branch.

Dadurch wird das (Zerstäuber-)Gas im zweiten Zweig aufgeheizt. Wenn das (Zerstäuber-)Gas stromaufwärts des zweiten Zweigs in einem flüssigen Zustand ist, kann das (Zerstäuber-)Gas innerhalb des zweiten Zweiges verdampft werden.This heats up the (atomizer) gas in the second branch. If the (nebulizer) gas upstream of the second branch is in a liquid state, the (nebulizer) gas can be vaporized within the second branch.

Das (Zerstäuber-)Gas ist vorzugsweise Argon.The (atomizing) gas is preferably argon.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ferner einen ersten Speichertank zum Speichern eines kryogenen Hilfsmediums, wobei der erste Speichertank mit dem zweiten Wärmetauscher derart verbunden ist, dass das kryogene Hilfsmedium vom ersten Speichertank durch den dritten Zweig geführt werden kann.According to a preferred embodiment, the arrangement further comprises a first storage tank for storing a cryogenic auxiliary medium, the first storage tank being connected to the second heat exchanger in such a way that the cryogenic auxiliary medium can be guided through the third branch from the first storage tank.

Das kryogene Hilfsmedium ist vorzugsweise ein kryogenes Gas, insbesondere Stickstoff. Im ersten Speicherbehälter ist vorzugsweise flüssiger Stickstoff gespeichert. Vorzugsweise weist das kryogene Hilfsmedium eine Temperatur auf, die niedriger ist als die Temperatur des (Zerstäuber-)Gases, das durch den dritten Zweig strömt. Wenn das (Zerstäuber-)Gas nicht bereits verflüssigt ist, nachdem es den ersten Zweig des ersten Wärmetauschers passiert hat, wird es vorzugsweise durch thermischen Kontakt mit dem kryogenen Hilfsmedium innerhalb des vierten Zweiges verflüssigt.The cryogenic auxiliary medium is preferably a cryogenic gas, in particular nitrogen. Liquid nitrogen is preferably stored in the first storage container. The cryogenic auxiliary medium preferably has a temperature which is lower than the temperature of the (atomizing) gas which flows through the third branch. If the (atomizing) gas is not already liquefied after it has passed the first branch of the first heat exchanger, it is preferably liquefied by thermal contact with the cryogenic auxiliary medium within the fourth branch.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ferner eine Kryopumpe stromaufwärts des zweiten Zweigs und stromabwärts des vierten Zweigs.According to a further preferred embodiment, the arrangement further comprises a cryopump upstream of the second branch and downstream of the fourth branch.

Vorzugsweise befindet sich das (Zerstäuber-)Gas im flüssigen Zustand, nachdem es den vierten Zweig passiert hat. Mittels der Kryopumpe kann das verflüssigte (Zerstäuber-)Gas auf besonders hohen Druck komprimiert werden. Anschließend kann das (Zerstäuber-)Gas mittels des ersten Wärmetauschers verdampft werden. The (atomizing) gas is preferably in the liquid state after it has passed the fourth branch. The liquefied (atomizing) gas can be compressed to a particularly high pressure by means of the cryopump. The (atomizer) gas can then be evaporated by means of the first heat exchanger.

Im Vergleich zur Verdichtung des (Zerstäuber-)Gases im gasförmigen Zustand kann die Verwendung der Kryopumpe mit dem verflüssigten Zerstäubergas besonders energieeffizient sein. Dies ist insbesondere auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Kompression eines verflüssigten Gases einfacher ist als die Kompression des Gases in seinem gasförmigen Zustand.Compared to the compression of the (atomizing) gas in the gaseous state, the use of the cryopump with the liquefied atomizing gas can be particularly energy efficient. This is particularly due to the fact that the compression of a liquefied gas is easier than the compression of the gas in its gaseous state.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ferner einen zweiten Speicherbehälter zum Speichern des (Zerstäuber-)Gases, wobei der zweite Speicherbehälter mit dem ersten Wärmetauscher derart verbunden ist, dass zusätzliches (Zerstäuber-)Gas stromaufwärts des zweiten Zweiges eingeleitet werden kann.According to a further preferred embodiment, the arrangement further comprises a second storage container for storing the (atomizer) gas, the second storage container being connected to the first heat exchanger in such a way that additional (atomizer) gas can be introduced upstream of the second branch.

Mittels der beschriebenen Anordnung kann das (Zerstäuber-)Gas zurückgeführt werden. Theoretisch könnte dies unendlich oft ausgeführt werden, sodass kein Verbrauch des (Zerstäuber-)Gases stattfindet. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass kleine Mengen des (Zerstäuber-)Gases aufgrund unvermeidbarer Leckagen verloren gehen. Um verlorenes (Zerstäuber-)Gas zu ersetzen und auch eine Anfangsmenge des (Zerstäuber-)Gases bereitzustellen, ist der zweite Speichertank vorgesehen. Er ist an einer Position zwischen dem vierten Zweig des zweiten Wärmetauschers und dem zweiten Zweig des ersten Wärmetauschers, vorzugsweise stromaufwärts der Kryopumpe, mit den anderen Teilen der Anordnung verbunden. Vorzugsweise ist der zweite Speichertank in einer Leitung zwischen dem vierten Zweig und dem zweiten Zweig enthalten, sodass das Zerstäubergas im Allgemeinen den zweiten Speichertank auf dem Weg vom vierten Zweig zum zweiten Zweig passieren kann. Wenn zusätzliches (Zerstäuber-)Gas in die Leitung eingeführt werden soll, kann ein entsprechendes Ventil des zweiten Speichertanks geöffnet werden, sodass das zusätzliche (Zerstäuber-)Gas vom zweiten Speichertank zum zweiten Zweig, vorzugsweise über die Kryopumpe, gelangen kann. The (atomizing) gas can be returned by means of the arrangement described. In theory, this could be done an infinite number of times, so that there is no consumption of the (atomizing) gas. However, it is likely that small amounts of the (atomizing) gas will be lost due to unavoidable leaks. In order to replace lost (nebulizer) gas and also to provide an initial amount of the (nebulizer) gas, the second storage tank is provided. It is connected to the other parts of the arrangement at a position between the fourth branch of the second heat exchanger and the second branch of the first heat exchanger, preferably upstream of the cryopump. Preferably, the second storage tank is contained in a line between the fourth branch and the second branch, so that the atomizing gas can generally pass through the second storage tank on the way from the fourth branch to the second branch. If additional (atomizing) gas is to be introduced into the line, a corresponding valve of the second storage tank can be opened so that the additional (atomizing) gas can get from the second storage tank to the second branch, preferably via the cryopump.

Es ist bevorzugt, dass das (Zerstäuber-)Gas im zweiten Speichertank in einem flüssigen Zustand gespeichert wird, da dadurch Verluste im Vergleich zum Speichern des (Zerstäuber-)Gases im gasförmigen Zustand für gewöhnlich reduziert werden können. Außerdem wird das zusätzliche (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise an einer Position dazugegeben, an der das (Zerstäuber-)Gas flüssig sein soll. Daher ist es vorteilhaft, das (Zerstäuber-)Gas im flüssigen Zustand hinzuzufügen.It is preferred that the (nebulizer) gas is stored in a liquid state in the second storage tank since this can usually reduce losses compared to storing the (nebulizer) gas in the gaseous state. In addition, the additional (atomizing) gas is preferably added at a position where the (atomizing) gas is to be liquid. It is therefore advantageous to add the (atomizing) gas in the liquid state.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ferner einen dritten Wärmetauscher mit einem fünften Zweig und einem sechsten Zweig zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im fünften Zweig und einem Medium im sechsten Zweig, wobei der dritte Wärmetauscher mit dem ersten Wärmetauscher und zum zweiten Anschluss in der Form verbunden ist, dass das (Zerstäuber-)Gas vom zweiten Zweig durch den fünften Zweig zum zweiten Anschluss geführt werden kann.According to a further preferred embodiment, the arrangement further comprises a third heat exchanger with a fifth branch and a sixth branch for exchanging heat between a medium in the fifth branch and a medium in the sixth branch, the third heat exchanger having the first heat exchanger and the second connection in is connected in such a way that the (atomizing) gas can be led from the second branch through the fifth branch to the second connection.

Mittels des dritten Wärmetauschers kann die Verdampfung des (Zerstäuber-)Gases verbessert werden. Daher kann das (Zerstäuber-)Gas weiter erwärmt werden, nachdem es den zweiten Zweig des ersten Wärmetauschers passiert hat.The evaporation of the (atomizing) gas can be improved by means of the third heat exchanger. Therefore, the (atomizing) gas can be heated further after it has passed the second branch of the first heat exchanger.

Der dritte Wärmetauscher kann eines oder mehrere der oben beschriebenen bevorzugten Merkmale für den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher umfassen. Zur Verdeutlichung werden die beiden Zweige des dritten Wärmetauschers als der fünfte Zweig und der sechste Zweig bezeichnet. Es gibt keinen ersten, zweiten, dritten oder vierten Zweig des dritten Wärmetauschers.The third heat exchanger may include one or more of the preferred features described above for the first heat exchanger and the second heat exchanger. For clarification, the two branches of the third heat exchanger are referred to as the fifth branch and the sixth branch. There is no first, second, third or fourth branch of the third heat exchanger.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ferner einen Kühler für den Verwendungsort, z. B. die Zerstäubereinheit, die Sintereinheit oder die Wärmebehandlungseinheit, wobei der sechste Zweig derart mit dem Kühler verbunden ist, dass ein Kühlmedium durch den sechsten Zweig und durch den Kühler zirkulieren kann.According to a further preferred embodiment, the arrangement further comprises a cooler for the place of use, e.g. B. the atomizer unit, the sintering unit or the heat treatment unit, wherein the sixth branch is connected to the cooler in such a way that a cooling medium can circulate through the sixth branch and through the cooler.

Während des (Zerstäuber-)Verfahrens kann eine Kühlung des Verwendungsortes, z. B. der Zerstäubereinheit, erforderlich sein. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn ein geschmolzenes Metall als Vorläufermaterial verwendet wird. Der Kühler ist vorzugsweise für diesen Zweck konfiguriert. Insbesondere kann das Kühlen erreicht werden, indem ein Kühlmedium wie etwa Wasser durch einen Kreislauf zirkuliert wird, der den Kühler und den sechsten Zweig umfasst. Mittels des Kühlers und des dritten Wärmetauschers kann überschüssige Wärme vom Zerstäubungsvorgang verwendet werden, um die Verdampfung des Zerstäubergases zu verbessern. Daher kann das Extrahieren der überschüssigen Wärme aus dem (Zerstäuber-) Prozess dazu beitragen, das (Zerstäuber-)Gas zu recyceln. Dies kann besonders energieeffizient sein.During the (atomizer) process, cooling of the place of use, e.g. B. the atomizer unit may be required. This can be the case in particular if a molten metal is used as the precursor material. The cooler is preferably configured for this purpose. In particular, cooling can be accomplished by circulating a cooling medium such as water through a circuit that includes the cooler and the sixth branch. By means of the cooler and the third heat exchanger, excess heat from the atomization process can be used to improve the evaporation of the atomizing gas. Therefore, extracting the excess heat from the (nebulizer) process can help to recycle the (nebulizer) gas. This can be particularly energy efficient.

Als ein weiterer Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Gases, wie eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers bis zu einem Verwendungsort wie eine Zerstäubereinheit bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:

  1. a) Extrahieren von (Zerstäuber-)Gas in einem ersten Zustand vom Punkt der Verwendung (z. B. der Zerstäubereinheit),
  2. b) Übertragen des (Zerstäuber-)Gases aus dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand,
  3. c) Übertragen des (Zerstäuber-)Gases aus dem zweiten Zustand in einen dritten Zustand,
  4. d) Übertragen des (Zerstäuber-)Gases vom dritten Zustand in einen vierten Zustand, und
  5. e) Einbringen des (Zerstäuber-)Gases im vierten Zustand in den Verwendungsort, z. B. die Zerstäubereinheit,
wobei die Schritte b) und d) den Wärmeaustausch zwischen dem (Zerstäuber-)Gas im ersten Zustand und dem (Zerstäuber-)Gas im dritten Zustand umfassen, und wobei der Schritt c) den Austausch von Wärme zwischen dem (Zerstäuber-)Gas im zweiten Zustand und einem zusätzlichen kryogenen Medium umfasst.As a further aspect, there is provided a method for providing a gas, such as an atomizing gas, for generating a powder to a place of use, such as an atomizing unit, which comprises the following steps:
  1. a) extracting (nebulizer) gas in a first state from the point of use (e.g. the nebulizer unit),
  2. b) transfer of the (atomizing) gas from the first state into a second state,
  3. c) transferring the (atomizing) gas from the second state to a third state,
  4. d) transferring the (atomizing) gas from the third state to a fourth state, and
  5. e) Introducing the (atomizing) gas in the fourth state into the place of use, e.g. B. the atomizer unit,
wherein steps b) and d) comprise the heat exchange between the (atomizing) gas in the first state and the (atomizing) gas in the third state, and wherein step c) the exchange of heat between the (atomizing) gas in second state and an additional cryogenic medium.

Die für die beschriebene Anordnung offenbarten Einzelheiten und Vorteile können auf das beschriebene Verfahren übertragen werden und umgekehrt. Insbesondere wird das beschriebene Verfahren vorzugsweise unter Verwendung der beschriebenen Anordnung durchgeführt. Die Anordnung ist vorzugsweise für das beschriebene Verfahren ausgelegt. Das Gas kann vorzugsweise als Zerstäubergas in einer Zerstäubereinheit, vorzugsweise zur Bereitstellung eines Metallpulvers, als Kühl- und/oder Inertgas in einer Sintereinheit und/oder Wärmebehandlungseinheit für Metalle verwendet werden. The details and advantages disclosed for the described arrangement can be transferred to the described method and vice versa. In particular, the described method is preferably carried out using the described arrangement. The arrangement is preferably designed for the described method. The gas can preferably be used as an atomizing gas in an atomizing unit, preferably for providing a metal powder, as a cooling and / or inert gas in a sintering unit and / or a heat treatment unit for metals.

In Schritt a) wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise aus der (Zerstäuber-)Einheit über den Auslass der (Zerstäuber-)Einheit und über den ersten Anschluss entnommen. Schritt b) wird vorzugsweise zumindest im ersten Zweig des ersten Wärmetauschers durchgeführt. Schritt c) wird vorzugsweise zumindest im vierten Zweig des zweiten Wärmetauschers durchgeführt. Schritt d) wird vorzugsweise zumindest im zweiten Zweig des ersten Wärmetauschers durchgeführt. In Schritt e) wird das (Zerstäuber-)Gas vorzugsweise über den zweiten Anschluss und über den Einlass des Verwendungsortes wie die Zerstäubereinheit in den Verwendungsort eingebracht.In step a), the (atomizer) gas is preferably removed from the (atomizer) unit via the outlet of the (atomizer) unit and via the first connection. Step b) is preferably carried out at least in the first branch of the first heat exchanger. Step c) is preferably carried out at least in the fourth branch of the second heat exchanger. Step d) is preferably carried out at least in the second branch of the first heat exchanger. In step e), the (atomizer) gas is preferably introduced into the place of use via the second connection and via the inlet of the place of use, like the atomizer unit.

Obwohl Schritt d) im ersten Zweig des ersten Wärmetauschers ausreichend durchgeführt werden kann, kann Schritt d) auch weitere Unterschritte umfassen. Insbesondere kann das (Zerstäuber-)Gas mit der oben beschriebenen Kryopumpe vor dem zweiten Zweig verdichtet werden. Diese Komprimierung soll als Teil von Schritt d) gesehen werden. Das heißt, das (Zerstäuber-)Gas befindet sich im dritten Zustand stromaufwärts von der Kryopumpe und im vierten Zustand stromabwärts vom zweiten Zweig. Zwischen der Kryopumpe und dem zweiten Zweig befindet sich das (Zerstäuber-)Gas in einem Zwischenzustand, der nicht näher beschrieben wird.Although step d) can be carried out sufficiently in the first branch of the first heat exchanger, step d) can also comprise further substeps. In particular, the (atomizing) gas can be compressed with the cryopump described above before the second branch. This compression should be seen as part of step d). That is, the (atomizing) gas is upstream of the cryopump in the third state and downstream of the second branch in the fourth state. The (atomizing) gas is in an intermediate state between the cryopump and the second branch, which is not described in more detail.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst Schritt d) ferner den Austausch von Wärme zwischen dem (Zerstäuber-)Gas und einem Kühlmedium von einem Kühler des Verwendungsortes wie der Zerstäubereinheit.According to a preferred embodiment of the method, step d) further comprises the exchange of heat between the (atomizing) gas and a cooling medium from a cooler at the place of use, such as the atomizing unit.

In dieser Ausführungsform ist auch der oben beschriebene Wärmeaustausch mit dem Kühler des Verwendungsorts wie der Zerstäubereinheit enthalten. Daher wird vorzugsweise der oben beschriebene dritte Wärmetauscher verwendet. Dieser Wärmeaustausch soll als Teil von Schritt d) gesehen werden. Das heißt, das (Zerstäuber-)Gas befindet sich im dritten Zustand stromaufwärts vom zweiten Zweig und im vierten Zustand stromabwärts vom fünften Zweig. Zwischen dem zweiten Zweig und dem fünften Zweig befindet sich das (Zerstäuber-)Gas in einem Zwischenzustand, der nicht näher beschrieben wird. Wenn sowohl das (Zerstäuber-)Gas mittels der Kryopumpe verdichtet wird und Wärme mit dem Kühler ausgetauscht wird, befindet sich das (Zerstäuber-)Gas im dritten Zustand vor der Kryopumpe und im vierten Zustand stromabwärts des fünften Zweiges.This embodiment also includes the heat exchange described above with the cooler of the place of use such as the atomizer unit. Therefore, the third heat exchanger described above is preferably used. This heat exchange should be seen as part of step d). That is, the (atomizing) gas is upstream from the second branch in the third state and downstream from the fifth branch in the fourth state. The (atomizing) gas is in an intermediate state between the second branch and the fifth branch, which is not described in more detail. If both the (atomizing) gas is compressed by means of the cryopump and heat is exchanged with the cooler, the (atomizing) gas is in the third state in front of the cryopump and in the fourth state downstream of the fifth branch.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das kryogene Hilfsmedium Stickstoff.According to a further preferred embodiment of the method, the cryogenic auxiliary medium is nitrogen.

Stickstoff ist in der Regel deutlich billiger als das (Zerstäuber-)Gas. Insbesondere ist Stickstoff viel billiger als Argon. Somit ist das Kühlen des (Zerstäuber-)Gases mit Stickstoff als kryogenes Hilfsmedium kosteneffizient.Nitrogen is usually significantly cheaper than the (atomizing) gas. In particular, nitrogen is much cheaper than argon. Cooling the (atomizing) gas with nitrogen as a cryogenic auxiliary medium is therefore cost-effective.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist das (Zerstäuber-)Gas im ersten Zustand einen Druck von weniger als 10 bar und/oder eine Temperatur von mehr als 15 °C [Grad Celsius] auf.According to a further preferred embodiment of the method, the (atomizing) gas in the first state has a pressure of less than 10 bar and / or a temperature of more than 15 ° C [degrees Celsius].

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist das (Zerstäuber-)Gas im zweiten Zustand eine Temperatur von weniger als -100 °C [Grad Celsius] auf.According to a further preferred embodiment of the method, the (atomizing) gas in the second state has a temperature of less than -100 ° C [degrees Celsius].

Bei einer solchen Temperatur kann das (Zerstäuber-)Gas flüssig sein. Dies ist insbesondere bei Argon als (Zerstäuber-)Gas der Fall.At such a temperature, the (atomizing) gas can be liquid. This is particularly the case with argon as an (atomizing) gas.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist das (Zerstäuber-)Gas im vierten Zustand einen Druck von mindestens 20 bar und/oder eine Temperatur von mehr als 10 °C [Grad Celsius] auf.According to a further preferred embodiment of the method, the (atomizing) gas in the fourth state has a pressure of at least 20 bar and / or a temperature of more than 10 ° C [degrees Celsius].

Vorzugsweise weist das (Zerstäuber-)Gas im vierten Zustand einen Druck von mindestens 20 bar, vorzugsweise mindestens 40 bar, zur Erzeugung eines Pulvers und eine Temperatur von mehr als 10 °C [Grad Celsius] auf.In the fourth state, the (atomizing) gas preferably has a pressure of at least 20 bar, preferably at least 40 bar, for producing a powder and a temperature of more than 10 ° C. [degrees Celsius].

In dieser Ausführungsform wird das (Zerstäuber-)Gas für den (Zerstäuber-)Prozess bei einem Druck von mehr als 20 bar und von mehr als 40 bar zur Herstellung von Pulver bereitgestellt. Ein solcher Druck kann als ein für die Zerstäubung erforderlicher hoher Druck angesehen werden. Auch eine Temperatur von 10 °C ist für den Zerstäubungsprozess geeignet.In this embodiment, the (atomizing) gas for the (atomizing) process is provided at a pressure of more than 20 bar and more than 40 bar for the production of powder. Such a pressure can be viewed as a high pressure required for atomization. A temperature of 10 ° C is also suitable for the atomization process.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das (Zerstäuber-)Gas im dritten Zustand flüssig und im vierten Zustand gasförmig, wobei das (Zerstäuber-)Gas in Schritt d) verdampft wird.According to a further preferred embodiment of the method, the (atomizer) gas is liquid in the third state and gaseous in the fourth state, the (atomizer) gas being evaporated in step d).

Die Verdampfung wird vorzugsweise zumindest im zweiten Zweig des ersten Wärmetauschers durchgeführt. Zusätzlich kann die Verdampfung im fünften Zweig des dritten Wärmetauschers stattfinden.The evaporation is preferably at least in the second branch of the first heat exchanger carried out. In addition, the evaporation can take place in the fifth branch of the third heat exchanger.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Schritte a) bis e) zyklisch durchgeführt.According to a further preferred embodiment of the method, steps a) to e) are carried out cyclically.

Die Schritte a) bis e) können in einer zyklischen Weise durchgeführt werden, sodass nach Schritt a) Schritt e) durchgeführt wird, wobei zwischen den Schritten a) bis e) das Gas am Verwendungsort verwendet wird, wie das Zerstäuben durchgeführt werden kann. Dadurch können die Schritte a) bis e) gleichzeitig für verschiedene Teile des (Zerstäuber-)Gases durchgeführt werden. Für einen bestimmten Teil des Zerstäubergases werden die Schritte a) bis e) nacheinander in der beschriebenen Reihenfolge der Schritte durchgeführt.Steps a) to e) can be carried out in a cyclical manner, so that after step a) step e) is carried out, the gas being used at the point of use between steps a) to e), as the atomization can be carried out. As a result, steps a) to e) can be carried out simultaneously for different parts of the (atomizing) gas. For a certain part of the atomizing gas, steps a) to e) are carried out in succession in the order of the steps described.

Theoretisch kann das (Zerstäuber-)Gas mittels des beschriebenen Verfahrens unendlich oft zurückgeführt werden. Verluste des (Zerstäuber-)Gases können durch Zugabe von zusätzlichem Zerstäubergas aus dem zweiten Vorratstank ausgeglichen werden. Das zusätzliche (Zerstäuber-)Gas wird vorzugsweise zwischen den Schritten c) und d) dazugegeben. Es ist bevorzugt, dass das zusätzliche (Zerstäuber-)Gas im dritten Zustand bereitgestellt wird.Theoretically, the (atomizing) gas can be recycled infinitely often using the described method. Losses of the (atomizing) gas can be compensated for by adding additional atomizing gas from the second storage tank. The additional (atomizing) gas is preferably added between steps c) and d). It is preferred that the additional (atomizing) gas is provided in the third state.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Verwenden des kryogenen Hilfsmediums in einem weiteren Prozess nach Schritt c).According to a further preferred embodiment, the method further comprises using the cryogenic auxiliary medium in a further process after step c).

Insbesondere kann das kryogene Hilfsmedium während Schritt c) verdampft werden. Somit stellt Schritt c) ein zusätzliches kryogenes Medium im gasförmigen Zustand bereit. Dieses kryogene Hilfsmedium könnte an die Umgebung der Anordnung abgegeben werden. Stattdessen wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform dieses kryogene Hilfsmedium nicht verschwendet, sondern für den weiteren Prozess verwendet. Ein solcher weiterer Prozess kann ein beliebiger Prozess sein, der das kryogene Hilfsmedium im gasförmigen Zustand erfordert. Wenn Stickstoff das kryogene Hilfsmedium ist, kann beispielsweise jeder Prozess, der eine inerte Atmosphäre erfordert, der weitere Prozess sein. Somit kann der verdampfte Stickstoff zum Bereitstellen der inerten Atmosphäre verwendet werden, anstatt den Stickstoff in die Atmosphäre auszustoßen. Auch gasförmiger Stickstoff kann als besonders sauberes Druckgas verwendet werden und kann somit in verschiedenen Anwendungen anstelle von Druckluft verwendet werden. Das kryogene Hilfsmedium im gasförmigen Zustand kann sofort für den weiteren Prozess verwendet werden. Das kryogene Hilfsmedium im gasförmigen Zustand kann auch in einem Tank zur späteren Verwendung für den weiteren Prozess gespeichert werden.In particular, the cryogenic auxiliary medium can be evaporated during step c). Step c) thus provides an additional cryogenic medium in the gaseous state. This cryogenic auxiliary medium could be released to the surroundings of the arrangement. Instead, according to the present embodiment, this cryogenic auxiliary medium is not wasted, but is used for the further process. Such a further process can be any process that requires the cryogenic auxiliary medium in the gaseous state. If nitrogen is the cryogenic auxiliary medium, for example, any process that requires an inert atmosphere can be the further process. Thus, the vaporized nitrogen can be used to provide the inert atmosphere instead of expelling the nitrogen into the atmosphere. Gaseous nitrogen can also be used as a particularly clean compressed gas and can therefore be used in various applications instead of compressed air. The cryogenic auxiliary medium in the gaseous state can be used immediately for the further process. The cryogenic auxiliary medium in the gaseous state can also be stored in a tank for later use for the further process.

Es ist zu beachten, dass die in den Ansprüchen angegebenen einzelnen Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden und weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden können. Die Beschreibung, insbesondere in Verbindung mit den Darstellungen, erläutert die Erfindung weiter und gibt besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an. Besonders bevorzugte Varianten der Erfindung und des technischen Gebietes werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es ist anzumerken, dass die in den Figuren gezeigte beispielhafte Ausführungsform die Erfindung nicht einschränken soll. Die Figuren sind schematisch und möglicherweise nicht maßstabsgetreu. Die Darstellungen zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Bereitstellen eines Zerstäubergases für ein Pulver als ein Beispiel der Herstellung, und
  • 2: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers in einer Zerstäubereinheit.
It should be noted that the individual features specified in the claims can be combined with one another in any technologically expedient manner and can form further embodiments of the invention. The description, in particular in connection with the illustrations, further explains the invention and specifies particularly preferred embodiments of the invention. Particularly preferred variants of the invention and the technical field will now be explained in more detail with reference to the attached figures. It should be noted that the exemplary embodiment shown in the figures is not intended to limit the invention. The figures are schematic and may not be to scale. The illustrations show:
  • 1 : a schematic representation of an arrangement for providing an atomizing gas for a powder as an example of the production, and
  • 2nd : a schematic representation of a method for providing an atomizing gas for generating a powder in an atomizing unit.

1 zeigt eine Anordnung 1 zum Bereitstellen eines (Zerstäuber-)Gases zum Erzeugen eines Pulvers als ein Beispiel für einen Verwendungsort und das Bereitstellen eines jeweiligen Gases. Die Anordnung 1 umfasst einen ersten Anschluss 27 zum Verbinden der Anordnung 1 mit einem Auslass 12 einer Zerstäubereinheit 2 zum Erzeugen eines Pulvers. Anstelle einer Zerstäubereinheit 2 ist in der Regel auch ein Verwendungsort 2 wie z. B. eine Sintereinheit und/oder eine Wärmebehandlungseinheit möglich. Obwohl nicht notwendigerweise Teil der Anordnung 1, ist die Zerstäubereinheit 2 in 1 enthalten. Ferner umfasst die Anordnung 1 einen zweiten Anschluss 28 zum Verbinden der Anordnung 1 mit einem Einlass 13 der Zerstäubereinheit 2. Ferner umfasst die Anordnung 1 einen ersten Wärmetauscher 3 mit einem ersten Zweig 6 und einem zweiten Zweig 7 zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im ersten Zweig 6 und einem Medium im zweiten Zweig 7. Ferner umfasst die Anordnung 1 einen zweiten Wärmetauscher 4 mit einem dritten Zweig 8 und einem vierten Zweig 9 zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im dritten Zweig 8 und einem Medium im vierten Zweig 9. Der erste Anschluss 27, der zweite Anschluss 28, der erste Wärmetauscher 3 und der zweite Wärmetauscher 4 sind derart miteinander verbunden, dass ein Zerstäubergas vom ersten Anschluss 27 durch den ersten Zweig 6, durch den vierten Zweig 9 und durch den zweiten Zweig 7 zum zweiten Anschluß 28 geführt werden kann. 1 shows an arrangement 1 for providing a (atomizing) gas for producing a powder as an example of a place of use and providing a respective gas. The order 1 includes a first connection 27 to connect the arrangement 1 with an outlet 12th an atomizer unit 2nd to produce a powder. Instead of an atomizer unit 2nd is usually also a place of use 2nd such as B. a sintering unit and / or a heat treatment unit possible. Although not necessarily part of the arrangement 1 , is the atomizer unit 2nd in 1 contain. The arrangement also includes 1 a second connection 28 to connect the arrangement 1 with an inlet 13 the atomizer unit 2nd . The arrangement also includes 1 a first heat exchanger 3rd with a first branch 6 and a second branch 7 to exchange heat between a medium in the first branch 6 and a medium in the second branch 7 . The arrangement also includes 1 a second heat exchanger 4th with a third branch 8th and a fourth branch 9 to exchange heat between a medium in the third branch 8th and a medium in the fourth branch 9 . The first connection 27 , the second connection 28 , the first heat exchanger 3rd and the second heat exchanger 4th are connected to each other in such a way that an atomizing gas from the first connection 27 through the first branch 6 , through the fourth branch 9 and through the second branch 7 to the second connection 28 can be performed.

Stromabwärts des ersten Anschlusses 27 und stromaufwärts des ersten Zweiges 6 sind ein Partikelfilter 23, ein Feuchtigkeitsabscheider 24 und ein Sauerstoffabscheider 25 vorgesehen. Downstream of the first port 27 and upstream of the first branch 6 are a particle filter 23 , a moisture separator 24th and an oxygen separator 25th intended.

Ferner umfasst die Anordnung 1 einen ersten Speichertank 14 zum Speichern von Stickstoff als ein kryogenes Hilfsmedium. Der erste Speichertank 14 ist mit dem zweiten Wärmetauscher 4 derart verbunden, dass das kryogene Hilfsmedium vom ersten Speichertank 14 durch den dritten Zweig 8 geführt werden kann. Nach dem Passieren des dritten Zweiges 8 kann das kryogene Hilfsmedium in einem weiteren Prozess verwendet werden, wie durch das Bezugszeichen 16 angezeigt.The arrangement also includes 1 a first storage tank 14 for storing nitrogen as a cryogenic auxiliary medium. The first storage tank 14 is with the second heat exchanger 4th connected such that the cryogenic auxiliary medium from the first storage tank 14 through the third branch 8th can be performed. After passing the third branch 8th the cryogenic auxiliary medium can be used in a further process, such as by the reference symbol 16 displayed.

Ferner umfasst die Anordnung 1 eine Kryopumpe 22 stromaufwärts vor dem zweiten Zweig 7 und stromabwärts nach dem vierten Zweig 9.The arrangement also includes 1 a cryopump 22 upstream before the second branch 7 and downstream after the fourth branch 9 .

Ferner umfasst die Anordnung 1 einen zweiten Speichertank 15 zum Speichern des Zerstäubergases. Der zweite Speicherbehälter 15 ist mit dem ersten Wärmetauscher 3 derart verbunden, dass zusätzliches Zerstäubergas stromaufwärts des zweiten Zweiges 7 eingeleitet werden kann.The arrangement also includes 1 a second storage tank 15 for storing the atomizing gas. The second storage container 15 is with the first heat exchanger 3rd connected in such a way that additional atomizing gas upstream of the second branch 7 can be initiated.

Ferner umfasst die Anordnung 1 einen dritten Wärmetauscher 5 mit einem fünften Zweig 10 und einem sechsten Zweig 11 zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im fünften Zweig 10 und einem Medium im sechsten Zweig 11. Der dritte Wärmetauscher 5 ist mit dem ersten Wärmetauscher 3 und dem zweiten Anschluss 28 derart verbunden, dass das Zerstäubergas vom zweiten Zweig 7 durch den fünften Zweig 10 zum zweiten Anschluss 28 geführt werden kann.The arrangement also includes 1 a third heat exchanger 5 with a fifth branch 10th and a sixth branch 11 to exchange heat between a medium in the fifth branch 10th and a medium in the sixth branch 11 . The third heat exchanger 5 is with the first heat exchanger 3rd and the second connector 28 connected such that the atomizing gas from the second branch 7 through the fifth branch 10th to the second connection 28 can be performed.

Ferner umfasst die Anordnung 1 einen Kühler 17 für die Zerstäubereinheit 2. Der sechste Zweig 11 ist mit dem Kühler 17 verbunden, sodass ein Kühlmedium durch den sechsten Zweig 11 und durch den Kühler 17 zirkulieren kann.The arrangement also includes 1 a cooler 17th for the atomizer unit 2nd . The sixth branch 11 is with the cooler 17th connected so that a cooling medium through the sixth branch 11 and through the cooler 17th can circulate.

Die Anordnung 1 nach 1 kann insbesondere gemäß dem Verfahren nach 2 betrieben werden. Dementsprechend sind die Bezugszeichen 18 bis 21 für die nachstehend beschriebenen Zustände, in denen das Zerstäubergas enthalten sein kann, in 1 enthalten. Zur Durchführung des Verfahrens umfasst die Anordnung 1 eine Steuereinheit 26.The order 1 to 1 can in particular according to the procedure 2nd operate. Accordingly, the reference numerals 18th to 21 for the conditions described below in which the atomizing gas may be contained in 1 contain. The arrangement comprises for carrying out the method 1 a control unit 26 .

2 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers in einer Zerstäubereinheit. Insbesondere kann das Verfahren unter Verwendung der Anordnung 1 von 1 durchgeführt werden. 2nd is a schematic representation of a method for providing an atomizing gas for generating a powder in an atomizing unit. In particular, the method using the arrangement 1 of 1 be performed.

Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, die zyklisch durchgeführt werden:

  1. a) Extrahieren von Zerstäubergas in einem ersten Zustand 18 aus der Zerstäubereinheit 2,
  2. b) Übertragen des Zerstäubergases vom ersten Zustand 18 in einen zweiten Zustand 19,
  3. c) Übertragen des Zerstäubergases aus dem zweiten Zustand 19 in einen dritten Zustand 20,
  4. d) Übertragen des Zerstäubergases vom dritten Zustand 20 zu einem vierten Zustand 21, und
  5. e) Einleiten des Zerstäubergases im vierten Zustand 21 in die Zerstäubereinheit 2,
wobei die Schritte b) und d) den Wärmeaustausch zwischen dem Zerstäubergas im ersten Zustand 18 und dem Zerstäubergas im dritten Zustand 20 umfassen, und wobei der Schritt c) den Austausch von Wärme zwischen dem Zerstäubergas im zweiten Zustand 19 und einem zusätzlichen kryogenen Medium aufweist.The process comprises the following steps, which are carried out cyclically:
  1. a) Extracting atomizing gas in a first state 18th from the atomizer unit 2nd ,
  2. b) transfer of the atomizing gas from the first state 18th in a second state 19th ,
  3. c) transfer of the atomizing gas from the second state 19th in a third state 20th ,
  4. d) transfer of the atomizing gas from the third state 20th to a fourth state 21 , and
  5. e) introducing the atomizing gas in the fourth state 21 into the atomizer unit 2nd ,
wherein steps b) and d) heat exchange between the atomizing gas in the first state 18th and the atomizing gas in the third state 20th comprise, and wherein step c) the exchange of heat between the atomizing gas in the second state 19th and an additional cryogenic medium.

Eine Anordnung 1 und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Zerstäubergases zum Erzeugen eines Pulvers werden beschrieben. Dabei ist der Verbrauch des Zerstäubergases und/oder der Energie aufgrund der Rückführung des Zerstäubergases unter Verwendung eines thermischen Zyklus zur Kompression des Zerstäubergases besonders gering.An arrangement 1 and a method of providing an atomizing gas for generating a powder will be described. The consumption of the atomizing gas and / or the energy is particularly low due to the recycling of the atomizing gas using a thermal cycle to compress the atomizing gas.

BezugszeichenlisteReference list

11
Anordnungarrangement
22nd
Zerstäubereinheit, VerwendungsortAtomizer unit, place of use
33rd
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
44th
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
55
dritter Wärmetauscherthird heat exchanger
66
erster Zweigfirst branch
77
zweiter Zweigsecond branch
88th
dritter Zweigthird branch
99
vierter Zweigfourth branch
1010th
fünfter Zweigfifth branch
1111
sechster Zweigsixth branch
1212th
AuslassOutlet
1313
Einlassinlet
1414
erster Speicherfirst store
1515
zweiter Speichersecond store
1616
weiterer Prozessfurther process
1717th
Kühlercooler
1818th
erster Zustandfirst state
1919th
zweiter Zustandsecond state
2020th
dritter Zustandthird state
2121
vierter Zustandfourth state
2222
Pumpepump
2323
PartikelfilterParticle filter
2424th
FeuchtigkeitsabscheiderMoisture trap
2525th
SauerstoffabscheiderOxygen separator
2626
SteuereinheitControl unit
2727
erster Anschlussfirst connection
2828
zweiter Anschlusssecond connection

Claims (18)

Anordnung (1) zum Bereitstellen eines Gases für einen Verwendungsort, der Folgendes umfasst: - einen ersten Anschluss (27) zum Verbinden der Anordnung (1) mit einem Auslass (12) des Verwendungsortes (2), - einen zweiten Anschluss (28) zum Verbinden der Anordnung (1) mit einem Einlass (13) am Verwendungsort (2), - einen ersten Wärmetauscher (3) mit einem ersten Zweig (6) und einem zweiten Zweig (7) zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im ersten Zweig (6) und einem Medium im zweiten Zweig (7), - einen zweiten Wärmetauscher (4) mit einem dritten Zweig (8) und einem vierten Zweig (9) für den Austausch von Wärme zwischen einem Medium im dritten Zweig (8) und einem Medium im vierten Zweig (9), wobei der erste Anschluss (27), der zweite Anschluss (28), der erste Wärmetauscher (3) und der zweite Wärmetauscher (4) miteinander verbunden sind, sodass ein Gas vom ersten Anschluss (27) durch den ersten Zweig (6), durch den vierten Zweig (9) und durch den zweiten Zweig (7) zum zweiten Anschluss (28) geführt werden kann.Arrangement (1) for providing a gas for a place of use, comprising: - a first connection (27) for connecting the arrangement (1) to an outlet (12) of the place of use (2), - a second connection (28) for connecting the arrangement (1) to an inlet (13) at the place of use (2), a first heat exchanger (3) with a first branch (6) and a second branch (7) for exchanging heat between a medium in the first branch (6) and a medium in the second branch (7), - a second heat exchanger (4) with a third branch (8) and a fourth branch (9) for the exchange of heat between a medium in the third branch (8) and a medium in the fourth branch (9), the first connection ( 27), the second connection (28), the first heat exchanger (3) and the second heat exchanger (4) are connected to one another, so that a gas from the first connection (27) through the first branch (6), through the fourth branch (9 ) and through the second branch (7) to the second connection (28). Anordnung (1) nach Anspruch 1, wobei der Verwendungsort Folgendes ist: a) eine Einheit (2) zur Herstellung eines Pulvers; b) eine Sintervorrichtung; und c) ein Wärmebehandlungsgerät.Arrangement (1) after Claim 1 , the place of use being: a) a unit (2) for producing a powder; b) a sintering device; and c) a heat treatment device. Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner bestehend aus einem ersten Speichertank (14) zum Speichern eines kryogenen Hilfsmediums, wobei der erste Speichertank (14) mit dem zweiten Wärmetauscher (4) derart verbunden ist, dass das kryogene Hilfsmedium vom ersten Vorratstank (14) durch den dritten Zweig (8) geführt werden kann.Arrangement (1) after Claim 1 or 2nd , further comprising a first storage tank (14) for storing a cryogenic auxiliary medium, the first storage tank (14) being connected to the second heat exchanger (4) in such a way that the cryogenic auxiliary medium from the first storage tank (14) through the third branch (8 ) can be performed. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, ferner mit einer Kryopumpe (22) stromaufwärts vom zweiten Zweig (7) und stromabwärts vom vierten Zweig (9).Arrangement (1) according to one of the preceding claims, further comprising a cryopump (22) upstream of the second branch (7) and downstream of the fourth branch (9). Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem zweiten Speichertank (15) zum Speichern des Zerstäubergases, wobei der zweite Speichertank (15) mit dem ersten Wärmetauscher (3) derart verbunden ist, dass ein zusätzliches Zerstäubergas vor dem zweiten Zweig (7) eingeleitet werden kann.Arrangement (1) according to one of the preceding claims, comprising a second storage tank (15) for storing the atomizing gas, the second storage tank (15) being connected to the first heat exchanger (3) in such a way that an additional atomizing gas upstream of the second branch ( 7) can be initiated. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem dritten Wärmetauscher (5) mit einem fünften Zweig (10) und einem sechsten Zweig (11) zum Austausch von Wärme zwischen einem Medium im fünften Zweig (10) und einem Medium im sechsten Zweig (11), wobei der dritte Wärmetauscher (5) mit dem ersten Wärmetauscher (3) und mit dem zweiten Anschluss (28) verbunden ist, sodass das Zerstäubergas vom zweiten Zweig (7) durch den fünften Zweig (10) zum zweiten Anschluß (28) geführt werden kann.Arrangement (1) according to one of the preceding claims, comprising a third heat exchanger (5) with a fifth branch (10) and a sixth branch (11) for exchanging heat between a medium in the fifth branch (10) and a medium in the sixth Branch (11), the third heat exchanger (5) being connected to the first heat exchanger (3) and to the second connection (28), so that the atomizing gas from the second branch (7) through the fifth branch (10) to the second connection ( 28) can be performed. Anordnung (1) nach Anspruch 5, ferner bestehend aus einen Kühler (17) für die Zerstäubereinheit (2), wobei der sechste Zweig (11) mit dem Kühler verbunden ist (17), sodass ein Kühlmedium durch den sechsten Zweig (11) und durch den Kühler (17) zirkulieren kann.Arrangement (1) after Claim 5 , further comprising a cooler (17) for the atomizer unit (2), the sixth branch (11) being connected to the cooler (17) so that a cooling medium circulates through the sixth branch (11) and through the cooler (17) can. Verfahren zum Bereitstellen eines Gases für einen Verwendungsort (2), bestehend aus folgenden Schritten: a) Extrahieren von Gas in einem ersten Zustand (18) vom Ort der Verwendung (2), b) Überführen des Gases aus dem ersten Zustand (18) in einen zweiten Zustand (19), c) Überführen des Gases aus dem zweiten Zustand (19) in einen dritten Zustand (20), d) Überführen des Gases aus dem dritten Zustand (20) in einen vierten Zustand (21), und e) Einleiten des Gases im vierten Zustand (21) in den Verwendungsort (2), wobei die Schritte b) und d) den Wärmeaustausch zwischen dem Gas im ersten Zustand (18) und dem Gas im dritten Zustand (20) umfassen, und wobei der Schritt c) den Austausch von Wärme zwischen dem Gas im zweiten Zustand (19) und einem zusätzlichen kryogenen Medium aufweist.Method for providing a gas for a place of use (2), comprising the following steps: a) extracting gas in a first state (18) from the place of use (2), b) transferring the gas from the first state (18) to a second state (19), c) transferring the gas from the second state (19) to a third state (20), d) transferring the gas from the third state (20) to a fourth state (21), and e) introducing the gas in the fourth state (21) into the place of use (2), the steps b) and d) comprising the heat exchange between the gas in the first state (18) and the gas in the third state (20), and wherein step c) comprises the exchange of heat between the gas in the second state (19) and an additional cryogenic medium. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Gas ein Zerstäubergas und der Verwendungsort (2) eine Zerstäubereinheit (2) ist.Procedure according to Claim 8 , wherein the gas is an atomizing gas and the place of use (2) is an atomizing unit (2). Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Gas ein Kühl- und/oder Inertgas und der Verwendungspunkt (2) mindestens eines der folgenden ist: a) eine Sintereinheit; und b) eine Wärmebehandlungseinheit.Procedure according to Claim 8 , wherein the gas is a cooling and / or inert gas and the point of use (2) is at least one of the following: a) a sintering unit; and b) a heat treatment unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei Schritt d) zudem einen Wärmeaustausch zwischen dem Gas und einem Kühlmedium von einem Kühler (17) des Verwendungsortes (2) umfasst. Procedure according to one of the Claims 8 to 10th , wherein step d) further comprises heat exchange between the gas and a cooling medium from a cooler (17) of the place of use (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das kryogene Hilfsmedium Stickstoff ist.Procedure according to one of the Claims 8 to 11 , wherein the cryogenic auxiliary medium is nitrogen. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Gas im ersten Zustand (18) einen Druck von weniger als 10 bar und/oder eine Temperatur von mehr als 15 °C [Grad Celsius] aufweist.Procedure according to one of the Claims 8 to 12th , wherein the gas in the first state (18) has a pressure of less than 10 bar and / or a temperature of more than 15 ° C [degrees Celsius]. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Gas im zweiten Zustand (19) eine Temperatur von weniger als -100 °C [Grad Celsius] aufweist.Procedure according to one of the Claims 8 to 13 , wherein the gas in the second state (19) has a temperature of less than -100 ° C [degrees Celsius]. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das Gas im vierten Zustand (21) einen Druck von mindestens 20 bar und/oder eine Temperatur von mehr als 10 °C [Grad Celsius] aufweist.Procedure according to one of the Claims 8 to 15 , wherein the gas in the fourth state (21) has a pressure of at least 20 bar and / or a temperature of more than 10 ° C [degrees Celsius]. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das Gas im dritten Zustand (20) flüssig und im vierten Zustand (21) gasförmig ist, und wobei das Gas in Schritt d) verdampft wird.Procedure according to one of the Claims 8 to 15 , the gas being liquid in the third state (20) and gaseous in the fourth state (21), and the gas being evaporated in step d). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei die Schritte a) bis e) in einer zyklischen Weise durchgeführt werden.Procedure according to one of the Claims 8 to 16 , steps a) to e) being carried out in a cyclical manner. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, ferner bestehend aus dem Verwenden des kryogenen Hilfsmediums in einem weiteren Prozess (16) nach Schritt c).Procedure according to one of the Claims 8 to 17th , further consisting of using the cryogenic auxiliary medium in a further process (16) after step c).
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