DE1551312B2 - Vorrichtung zum erzeugen von kaelte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei sehr tiefen Temperaturen mit wenigstens einem Zylinder, der einerseits

ίο mit einem Kühler und andererseits mit einem Gefrierer verbunden ist, in welchem Zylinder zwischen Kühler und Gefrierer wenigstens ein Präparat eines paramagnetischen Stoffes angeordnet ist, das von einem Magneten umgeben ist und in wärmetauschender Berührung mit einer Mediumsäule steht, die im Betrieb eine höhere spezifische Wärme als das Präparat hat und mittels wenigstens eines angetriebenen Kolbens in dem Zylinder hin- und herbewegbar ist, wobei die Bewegung des Kolbens und die bei dessen Richtungsumkehr erfolgende Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung des Präparates derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Mediumsäule die bei der Magnetisierung erzeugte Wärme zum Kühler und die bei der Entmagnetisierung erzeugte Kälte zum Gefrierer transportiert.

Aus der US-PS 25 89 775 ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der ein Präparat eines ferromagnetischen Stoffes abwechselnd magnetisiert wird. Die Entropie eines ferromagnetischen Stoffes in einem Magnetfeld mit einer gewissen Feldstärke ist niedriger als die in einem Magnetfeld mit der Feldstärke Null. Das heißt, daß zum Konstantbleiben der Temperatur dem Präparat beim Magnetisieren Wärme abgeführt und beim Entmagnetisieren Wärme zugeführt werden muß.

Außer ferromagnetischen Stoffen gibt es auch andere Stoffe, die einen derartigen kalorischen Effekt aufweisen und somit geeignet sind zur Anwendung in einer Vorrichtung der genannten Art. Kälte kann beispielsweise auch erzeugt werden durch adiabatische Entmagnetisierung von paramagnetischen Stoffen, was im Prinzip aus der US-PS 29 13 881 bekannt ist, und durch adiabatische Depolarisierung von paraelektrischen Stoffen oder durch Magnetisierung eines Supraleiters (US-PS 31 19 236).

Bei der Vorrichtung nach der US-PS 25 89 775 dient die sich hin- und herbewegende Mediumsäule nur als Wärmetransportmittel, das die bei der Magnetisierung des ferromagnetischen Präparats entwickelte Wärme von diesem Präparat zur gekühlten Stelle und die bei der Entmagnetisierung erzeugte Kälte vom Präparat zu der zu kühlenden Stelle transportiert.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß der thermische Wirkungsgrad niedrig ist.

Die Erfindung bezweckt, eine verbesserte Vorrichtung mit hohem thermischem Wirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Hub des Kolbens so bemessen ist, daß der auf der Temperatur des Kühlers befindliche eine Endteil und der auf der Temperatur des Gefrierers befindliche andere Endteil der Mediumsäule mit ihren jeweiligen inneren Begrenzungen den Kühler bzw. den Gefrierer gerade erreichen, wobei der zwischen den beiden Endteilen befindliche Zwischenteil der Mediumsäule als Regenerator wirkt, in dem die Temperatur von der Temperatur des Kühlers auf die des Gefrierers abfällt.

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Auf diese Weise wird eireicht, daß nur die beiden Mediumsäule enthält und bei der das Präparat aus

Endteile der Mediumsäule zum Transport von einem paramagnetischen Stoff in ein Magnetfeld

Wärme bzw. Kälte dienen, während der Zwischenteil hinein- und herausbewegt werden kann,

einen Regenerator bildet. In diesem Regenerator wird F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Vor-

Wärme aus dem Piäparat gespeichert, wenn das Prä- 5 richtung zum Erzeugen von Kälte, die mehrere in

parat von der Temperatur der gekühlten Stelle auf Reihe angeordnete Präparate aus einem paramagne-

die Temperatur der zu kühlenden Stelle abgekühlt tischen Stoff enthält,

wird, also bei Bewegung der Mediumsäule in Rich- F i g. 6 und 7 eine schematische Darstellung bzw. tung auf die gekühlte Stelle hin. Bei entgegengesetzter eine Querschnitts-Ansicht einer Vorrichtung zum Er-Bewegungsrichtung der Mediumsäule gibt der Re- io zeugen von Kälte, die einen in einem Zylinder begenerator dem Präparat diese Wärme wieder ab. Da- wegbaren doppeltwirkenden Kolben enthält, wobei durch wird ein hoher thermischer Wirkungsgrad er- an jedem Ende des Zylinders sich ein Kanal anhalten, schließt, in dem sich ein Kühler, ein Präparat aus

Eine günstige Ausführungsform der Vorrichtung einem paramagnetischen Stoff und ein Gefrierer be-

ist dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des 15 finden, wobei die Kanäle auf der Gefriererseite mit-

Präparates zwischen diesem und dem Kühler bzw. einander verbunden sind und die beiden Präparate

dem Gefrierer durchströmbare Stabilisatoren ange- mit Hilfe eines Magneten mit rotierenden Polen in

ordnet sind. Gegenphase magnetisiert oder entmagnetisiert werden.

Dadurch wird Konvektion im Regenerator-Zwi- In Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinder bezeichnet. In

schenteil der Mediumsäule in den Augenblicken ver- so diesem Zylinder 1 liegen zwei Kolben 2 und 3, die

hütet, in denen der Zwischenteil sich zwischen dem über die Kolbenstange 4 und 5 mit einem nicht darge-

Präparat und der gekühlten bzw. der zu kühlenden stellten Getriebe verbunden sind, das die beiden

Stelle befindet. Konvektion im Zwischenteil würde Kolben phasengleich bewegen kann,

den über dem Zwischenteil herrschenden Temperatur- Im Zylinder 1 befindet sich weiter ein Präparat 6

gradienten und somit den thermischen Wirkungsgrad 25 aus einem paramagnetischen Stoff. Dieses Präparat

der Vorrichtung beeinträchtigen. ist gasdurchlässig. Auf beiden Seiten des Präparates 6

Als Füllmasse für die Stabilisatoren kommen z. B. sind Stabilisatoren 7 und 8 angeordnet. Das sind

Kügelchen oder Gazeschichten in Betracht. gasdurchlässige Massen mit gegebenenfalls derselben

Eine weitere günstige Ausführungsform der Vor- Struktur wie die des Präparates 6. Weiter sind ein

richtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prä- 30 Kühler 9 und ein Gefrierer 10 vorhanden. Um das

parat in einem zweiten Zylinder bewegbar ist, um Präparat 6 ist ein Elektromagnet 11 mit einem va-

welchen ein Magnet angeordnet ist, der wärmeleitend riablen Feld angeordnet. Im Zylinder 1 befindet sich

mit dem Gefrierer verbunden ist und dessen Spule zwischen den Kolben 2 und 3 eine Mediumsäule,

aus einem bei der Temperatur des Kühlers supra- Dieses Medium ist so gewählt worden, daß es bei den

leitenden Material besteht, wobei um den zweiten 35 im Betrieb herrschenden Bedingungen gegenüber dem

Zylinder ein Ring angeordnet ist, der ebenfalls Material des Präparates 6 eine hohe spezifische

wärmeleitend mit dem Gefrierer verbunden und aus Wärme hat.

einem bei der Temperatur des Kühlers supraleitenden Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht auf Material hergestellt ist, und wobei der Magnet und dem Prinzip, daß bei einem paramagnetischen Stoff der Ring in einem solchen Abstand voneinander an- 40 eine Änderung der Magnetisierung dieses Stoffes eine geordnet sind, daß sich das Präparat in seinen End- Entropieänderung bewirkt, und zwar so, daß der lagen innerhalb des Magneten oder des Ringes Stoff beim Magnetisieren wärmer und beim Entbefindet, magnetisieren kälter wird. Wenn die erzeugte Wärme

Eine andere günstige Ausführungsform der Vor- zu einem Kühler und die erzeugte Kälte zu einem Gerichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Prä- 45 frierer befördert werden kann, dann hat man eine

parate in zwei Kanälen angeordnet sind, die an der Kühlmaschine erhalten. Der Wärme- und Kältetrans-

Seite der Kühler in den Zylinder zu beiden Seiten des port erfolgt bei der Vorrichtung nach F i g. 1 durch

Kolbens münden und an der Seite der Gefrierer mit- das sich hin- und herbewegende Medium..

einander verbunden sind, und daß die Präparate in In der in F i g. 1 dargestellten Situation befinden den beiden Kanälen mit den rotierenden Polen eines 50 sich die Kolben in ihrer äußersten rechten Stellung.

Magneten zusammenarbeiten, derart, daß sich ab- Der Kühler 9 hat eine gewisse Temperatur, die mit

wechselnd das eine und das andere Präparat zwischen Hilfe eines nicht dargestellten zusätzlichen Kühl-

den Polen befindet. systems, z. B. einer Gaskältemaschine, erhalten wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Der Gefrierer wird abhängig von der gelieferten Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden 55 Kühlleistung des Präparates und der zugeführten

näher beschrieben. Es zeigen Wärme eine Temperatur annehmen, die niedriger ist

F i g. 1 und 2 eine schematische Darstellung einer als die des Kühlers.

Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte, wobei ein Me- Das unter der Vorrichtung skizzierte Diagramm

dium unter dem Einfluß von zwei sich phasengleich zeigt den Temperaturverlauf in der Vorrichtung, bewegenden Kolben durch ein Präparat aus einem 60 Von I bis II (Endteil) herrscht die Temperatur des

paramagnetischen Stoff hin- und herbewegt wird, Kühlers 9. Von III bis IV (Endteil) herrscht die

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Vor- Temperatur des Gefrierers 10.

richtung zum Erzeugen von Kälte, die zum Hin- und Der Zwischenteil II-III der Mediumsäule ist als Herbewegen des Mediums mit einem doppeltwirken- Regenerator wirksam. Darin verläuft die Temperatur den Kolben versehen ist, 65 von der Kühlertemperatur zu der Gefriertemperatur. F i g. 4 eine schematische Darstellung einer Vor- Wenn sich die Kolben nach links zu bewegen anrichtung zum Erzeugen von Kälte, die einen doppelt- fangen, wird das Präparat 6 mit Hilfe des Magneten wirkenden Kolben zum Hin- und Herbewegen einer 11 magnetisiert. Dabei erwärmt sich das Präparat.

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Die Wärmemenge V wird auf das Medium übertra- Beim Übergang von der Situation der F i g. 1 auf

gen. Wenn sich die Mediumsäule nach links bewegt, die der F i g. 2 wird das Magnetfeld derart variiert,

gelangt die Wärmemenge V in den Kühler 9, wo sie , „ , . , , H₁... ~ .. ^ , ,

^e, ,<?., . . , ⁵ ' daß der Ausdruck ——T₇ fur das Präparat durch-

abgefuhrt wird. Τ— Θ ^v

F i g. 2 zeigt die Situation, in der sich die Kolben 5 schnittlich konstant bleibt. Dadurch bleibt die Main ihrer äußersten linken Stellung befinden. Die gnetisierung des Präparats konstant, und uner-Wärmemenge V ist durch den Kühler abgeführt. Die wünschte magnetokalorische Effekte werden im Reim Präparat 6 und im Stabilisator (teilweise) vorhan- generator vermieden. Hierin bedeutet
dene Wärme ist in dem als Regenerator wirksamen _{H = ma tische} Feldstärke,
Zwischenteil IMII der Medmmsaule aufgespeichert. io _{T =} ^^ _abso,_{ute T eratur des} Präparats,

Die Temperatur dieses Regeneratorteils wird wenig _{Q = paramagnetische} Curie-Temperatur des Prä-

variieren, da das Medium eine große Wärmekapazität narats ' hat.

Das Präparat hat die Gefrierertemperatur. Das remanente Magnetfeld wird beim Erreichen

Bewegen sich die Kolben nach rechts, wird das 15 der Situation der F i g. 2 abgestellt.

Präparat mit Hilfe des Magneten 11 entmagnetisiert, Bei dieser Vorrichtung besteht das Medium aus

und das Präparat wird kälter. einem Gas, das unter einem Druck steht, der höher

Die Kältemenge VI gelangt bei der Rechtsbewe- ist als sein überkritischer Druck. Gase besitzen die

gung der Kolben in den Gefrierer 10, wo diese Kälte Eigenschaft, daß sie bei sehr tiefer Temperatur und

dazu dienen kann, einen Gegenstand auf niedriger 20 hohem Druck eine große spezifische Wärme pro Vo-

Temperatur zu halten. Bei dieser Bewegung wird der lumeinheit haben. Dabei müssen die Betriebsbedin-

Zwischenteil H-III der Mediumsäule dem Präparat gungen derart sein, daß kein Phasenübergang in den

Wärme abgeben, so daß dieses wieder auf die Kühler- festen Zustand erfolgt,

temperatur gelangt. Statt eines Gases ist als Medium auch eine Flüssig-

Da sich die Kolben 2 und 3 phasengleich bewegen, 25 keit verwendbar, die Bedingungen müssen dann so

ändert sich das Volumen der Mediumsäule nicht. gewählt werden, daß im Betrieb kein Phasenübergang

Durch die große Wärmekapazität des Mediums wird dieser Flüssigkeit erfolgt.

die Temperatur nahezu konstant sein. Infolgedessen Mit der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 kann auf

wird auch der Mediumdruck einen nahezu konstanten einfache Weise unter Benutzung des magnetokalo-

Wert haben. 3° rischen Effektes in einem Dauervorgang Kälte erzeugt

Die Stabilisatoren 7 und 8 haben dafür zu sorgen, werden.

daß das Medium ruhig in das Präparat 6 hinein- und An Stelle eines Präparates aus einem paramagne-

aus demselben herausfließt, außerdem müssen sie tischen Stoff ist auch ein Präparat aus einem para-

dafür sorgen, daß der Zwischenteil II und III der Me- elektrischen oder supraleitenden Stoff verwendbar,

diumsäule beim Hin- und Herfließen nicht in den Ge- 35 das abwechselnd elektrisiert bzw. magnetisiert wird,

frierer oder den Kühler gelangt. F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von

Das zeitweise Speichern einer Wärmemenge, die Kälte, die in großen Zügen der der F i g. 1 entspricht, gegenüber der Kühlleistung der Vorrichtung groß ist, Die Vorrichtung enthält einen Zylinder 31, in dem mittels des als Regenerator wirksamen Teils der Me- sich ein gasdurchlässiges Präparat 36 aus einem paradiumsäule bildet einen wesentlichen Teil des Zyklus. 4° magnetischen Stoff befindet. Dieses Präparat ist auf Die Kapazität des Zyklus ohne diesen Regenerator beiden Seiten durch einen Stabilisator 37 bzw. 38 bewäre gering. Es ist ersichtlich, daß eine Oberein- grenzt. Der Zylinder 31 schließt über einen Kühler Stimmung mit den bekannten Regeneratoren besteht, 39 und einen Gefrierer 40 an einen Zylinder 43 an, die dazu dienen, einen periodischen Gasstrom aufzu- in dem ein Verdränger 44 bewegbar ist.
heizen bzw. abzukühlen. Das Überraschende dabei 45 Ein Magnet 41 sorgt für die erforderliche Änderung ist, daß im vorliegenden Fall bei sehr tiefen Tempera- des Magnetfeldes.

türen sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit ver- Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung entspricht wendbar sind, um ein aus einem festen Stoff be- der der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2.
stehendes Präparat von einer höheren Temperatur F i g. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer auf eine niedrigere Temperatur zu bringen und dieses 50 Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte, die, ebenso danach wieder auf die ursprüngliche Temperatur an- wie die Vorrichtung nach Fig. 3, mit einem in einem zuwärmen. Die durch den festen Stoff abgegebene Zylinder 43 bewegbaren Verdränger 44 zum Hin-Wärme wird zeitweise im Gas bzw. in der Flüssigkeit und Herbewegen der Mediumsäule versehen ist. Die gespeichert. Zur Abkühlung des Präparates bedarf es Vorrichtung enthält weiter einen Zylinder, in dem dann nur einer Kältequelle, um die Regenerationsver- 55 ein Gefrierer 40 und ein Kühler 39 fest angeordnet luste, die, ebenso wie bei einem Regenerator, infolge sind. Zwischen dem Gefrierer und dem Kühler benicht einwandfreier Wärmeübertragung auftreten, findet sich ein gasdurchlässiges paramagnetisches auszugleichen. Präparat 36. Dieses Präparat 36 liegt zwischen zwei

Die Möglichkeit, Gas oder Flüssigkeit zu verwen- mit Kanälen 45 versehenen Massen 46. Das Präparat

den, beruht auf ihren hohen Wärmekapazitäten ge- 60 36 und die beiden Massen 46 sind starr miteinander

genüber denen vieler Feststoffe bei tiefen Tempera- verbunden, wobei dieses Gebilde an einer mit einem

türen. ■ nicht dargestellten Getriebe verbundenen Kolben-

Bei dem Zyklus ist der Einfachheit halber voraus- stange 47 befestigt ist. In den Kanälen 45 sind Rohre

gesetzt, daß die Variation des Magnetfeldes von mini- 48 verschiebbar, die an dem Kühler 39 bzw. dem Ge-

mal bis maximal (Fig. 1) und von maximal bis 65 frierer 40 anschließen. Die Rohre 48 bilden zusam-

minimal (F i g. 2) in beiden Fällen nahezu in dem men mit den Kanälen 45 die Stabilisatoren,

die Bewegung der Kolben ihre Richtung ändert, Um den Zylinder herum liegt ein Magnet 41, des-

erfolgt. sen Feld nicht verändert wird.

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Dieser Magnet ist am Ende einer Büchse 42 aus Die bei der Magnetisierung in den Präparaten enteinem gut wärmeleitenden Material, z. B. Kupfer, wickelte Wärme wird durch das sich bewegende Memontiert, deren anderes Ende wärmeleitend mit dem dium vom Präparat 53 zum Präparat 52 und vom Gefrierer 40 verbunden ist. Dadurch wird der Ma- Präparat 51 zum Kühler 62 abgeleitet. Die Wärme gnet bis auf ungefähr dieselbe Temperatur wie die 5 des Präparates 53 gelangt in das Präparat 52 und des Gefrierers gekühlt. Der Kühler 39 wird z. B. mit wird durch einen Teil der bei der Entmagnetisierung Hilfe einer Gaskältemaschine bis ungefähr 10° K ge- entwickelten Kälte rückgängig gemacht,
kühlt. Bei dieser Kühltemperatur hat der Gefrierer Die Wärme des Präparates 52 wird bei der Enteine Temperatur von etwa 3⁰K. magnetisierung in das Präparat 51 aufgenommen.

Die Magnetspule ist aus Niobium-Zinn hergestellt, io Auf diese Weise wird eine Kältevorrichtung erhal-

das bei der Kühltemperatur supraleitend ist, so daß ten, bei der jedes der nacheinanderliegenden Präpa-

ein starkes Magnetfeld erhalten werden kann. rate bei einer niedrigeren Temperatur wirksam ist,

Die Änderung der Magnetisierung des Präparates so daß schließlich das Präparat 53 bei sehr niedriger

36 wird dadurch erhalten, daß das Präparat mittels Temperatur Kälte erzeugt.

der Stange 47 verschoben wird, wodurch es mehr 15 In den F i g. 6 und 7 ist eine Vorrichtung zum Er-

oder weniger in das Magnetfeld gelangt. zeugen von Kälte schematisch dargestellt, bei der ein

An der Büchse 42 ist ein Ring 50 aus Niobium- in einem Zylinder 74 bewegbarer Verdränger 75 eine

Zinn angeordnet. Am Ende der Bewegung des Prä- Mediumsäule in zwei am Zylinder 74 anschließenden

parates 36 nach unten befindet sich dieses gerade im Kanälen 76 und 77 bewegt, wobei in jedem Kanal je

Ring 50. ao ein Kühler 78, ein erster Stabilisator 79, ein Präpa-

Der Ring 50 ist, bevor das Magnetfeld einge- rat 80, ein zweiter Stabilisator 81 und ein Gefrierer schaltet wurde, in den supraleitenden Zustand ge- 82 vorhanden sind. An der Gefriererseite stehen die bracht worden, so daß innerhalb der Büchse kein Kanäle 76 und 77 miteinander in Verbindung.
Magnetfeld herrscht. Die Magnetisierung des Prä- Bei dieser Vorrichtung bewegt sich die Mediumparates wird dann also gleich Null. 25 säule im Kanal 76 während der einen Hälfte eines

Die Wirkungsweise der Vorrichtung entspricht im Zyklus vom Kühler 78 zum Gefrierer 82, während Prinzip der der Vorrichtung nach den vorhergehen- sie sich im anderen Kanal vom Gefrierer zum Künden Figuren. ler hin bewegt. Das bedeutet, daß die Änderungen

F i g. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer der Magnetisierung der Präparate 80 in beiden Kanä-

Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte, die mehrere 30 len miteinander in Gegenphase sein müssen, da die

in Reihe angeordnete paramagnetische Präparate 51, Mediumströme in den beiden Kanälen untereinander

52 und 53 enthält, die alle mit einem ihnen zugeord- in Gegenphase sind. Dies wäre mit drei gesonderten

neten Magneten 54, 55 bzw. 56 mit einem variablen Magneten durchführbar.

Feld zusammenarbeiten. Dies ist jedoch unter Benutzung eines Magneten

Jedes der Präparate wird auf beiden Seiten durch 35 mit rotierenden Polen 84 und 85 durchgeführt. In einen Stabilisator 57, 58, 59 und 60 flankiert. Der der einen Hälfte des Zyklus umschließen die Pole Zylinder 61, in den die Präparate und die Stabilisa- das Präparat im Kanal 77 und in der anderen Hälfte toren aufgenommen sind, schließt an der einen Seite im Kanal 76. Auf diese Weise erhält man eine einüber einen Kühler 62 und an der anderen Seite fache Vorrichtung zur Änderung des Magnetfeldes, über einen Gefrierer 63 an den beiden Enden eines 40 Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß die beiden Zylinders 64 an, in dem ein Verdränger 65 beweg- Seiten des Verdrängers auf Kühltemperatur liegen, so bar ist. daß Leckageverluste des Verdrängers keine Kältever-

Die Magneten 54, 55 und 56 werden gleichzeitig luste ergeben. Es werden auch wenig Leitungsver-

erregt, bzw. die Erregung wird weggenommen, wenn luste auftreten. Ein Vorteil ist zudem, daß das

der Verdränger 65 seine Richtung ändert. 45 Magnetfeld gut ausgenutzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte bei sehr tiefen Temperaturen mit wenigstens einem Zylinder, der einerseits mit einem Kühler und andererseits mit einem Gefrierer verbunden ist, in welchem Zylinder zwischen Kühler und Gefrierer wenigstens ein Präparat eines paramagnetischen Stoffes angeordnet ist, das von einem Magneten umgeben ist und in wärmetauschender Berührung mit einer Mediumsäule steht, die im Betrieb eine höhere spezifische Wärme als das Präparat hat und mittels wenigstens eines angetriebenen Kolbens in dem Zylinder hin- und herbewegbar ist, wobei die Bewegung des Kolbens und die bei dessen Richtungsumkehr erfolgende Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung des Präparats derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Mediumsäule die bei der Magnetisierung erzeugte Wärme zum Kühler und die bei der Entmagnetisierung erzeugte Kälte zum Gefrierer transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (2, 3; 44; 65; 75) so bemessen ist, daß der auf der Temperatur des Kühlers (9; 39; 62; 78) befindliche eine Endteil (I-II) und der auf der Temperatur des Gefrierers (10; 40; 63; 82) befindliche andere Endteil (III-IV) der Mediumsäule mit ihren jeweiligen inneren Begrenzungen den Kühler (9; 39; 62; 78) bzw. den Gefrierer (10; 40; 63; 82) gerade erreichen, wobei der zwischen den beiden Endteilen (I-II; III-IV) befindliche Zwischenteil (II-III) der Mediumsäule als Regenerator wirkt, in dem die Temperatur von der Temperatur des Kühlers (9; 39; 62; 78) auf die des Gefrierers (10; 40; 63; 82) abfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des Präparates (6; 36; Sl, 52, 53; 80) zwischen diesem und dem Kühler (9; 39; 62; 78) bzw. dem Gefrierer (10; 40; 63; 82) durchströmbare Stabilisatoren (7, 8; 37, 38; 45, 48; 57, 58, 59, 60; 79, 81) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Präparat (36) in einem zweiten Zylinder bewegbar ist, um welchen ein Magnet (41) angeordnet ist, der wärmeleitend mit dem Gefrierer (40) verbunden ist, und dessen Spule aus einem bei der Temperatur des Kühlers (39) supraleitenden Material besteht, wobei um den zweiten Zylinder ein Ring (50) angeordnet ist, der ebenfalls wärmeleitend mit dem Gefrierer (40) verbunden und aus einem bei der Temperatur des Kühlers (39) supraleitenden Material hergestellt ist, und wobei der Magnet (41) und der Ring (50) in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sich das Präparat (36) in seinen Endlagen innerhalb des Magneten (41) oder des Ringes (50) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparate (80) in zwei Kanälen (76, 77) angeordnet sind, die an der Seite der Kühler (78) in den Zylinder (74) zu beiden Seiten des Kolbens (75) münden und an der Seite der Gefrierer (82) miteinander verbunden sind, und daß die Präparate (80) in den beiden Kanälen (76, 77) mit den rotierenden Polen (84, 85) eines Magneten zusammenarbeiten, derart, daß sich abwechselnd das eine und das andere Präparat zwischen den Polen befindet.