ハンプソン・リンデサイクル

ハンプソン・リンデサイクルは、ガスの液化、特に空気の分離のためのプロセスです。ウィリアム・ハンプソンとカール・フォン・リンデは、1895年にそれぞれ独立してこのサイクルの特許を出願しました。ハンプソンは1895年5月23日、リンデは1895年6月5日です。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ハンプソン・リンデサイクルは、正のフィードバック冷却システムである再生冷却を導入した。 ^{[ 5 ]}熱交換器の配置により絶対温度差（例：空気の冷却では0​​.27  °C/atm J-T 冷却）により、単一段階の冷却を超え、「固定」ガスを液化するために必要な低温に到達できます。

ハンプソン・リンデサイクルは、膨張段階においてのみシーメンスサイクルと異なる。シーメンスサイクルでは、ガスが外部で仕事をして温度を下げるのに対し、ハンプソン・リンデサイクルはジュール・トムソン効果のみに依存する。このため、冷却装置の低温側に可動部品が不要になるという利点がある。^{[ 1 ]}

冷却サイクルはいくつかの段階を経て進行します。

1. ガスは圧縮され、その際に外部エネルギーが加えられ、サイクルを作動させるのに必要なエネルギーが供給されます。リンデ社の米国特許では、低圧側圧力が25標準気圧（370psi 、25bar）、高圧側圧力が75標準気圧（1,100psi 、76bar）の例が示されています。    
2. 高圧ガスは、より低温の環境に浸すことで冷却され、その際にエネルギー（熱）の一部が失われる。リンデの特許例では、10℃の塩水が例として挙げられている。
3. 高圧ガスは向流式熱交換器によってさらに冷却される。最終段から排出される低温ガスが、最終段へ送られるガスを冷却する。
4. ガスはジュール・トムソンオリフィス（膨張弁）を通すことでさらに冷却され、圧力が低下します。

   低圧ガスは現在、今回のサイクルの中で最も低温の状態にある。

   ガスの一部は凝縮して生成物となる。

5. 低圧ガスは向流式熱交換器に戻され、より高温で流入する高圧ガスを冷却する。
6. 向流式熱交換器を出た後のガスは、最も冷たかった時よりも温度は高いが、ステップ1の開始時よりも温度は低い。
7. ガスはコンプレッサーに戻され、温かい補充ガス（凝縮した製品を補充するため）と混合され、再びコンプレッサーに戻されてサイクルをもう一度繰り返す（そしてさらに冷たくなる）。

各サイクルにおいて、正味の冷却量はサイクル開始時に加えられた熱量よりも大きい。ガスがより多くのサイクルを経て冷却されるにつれて、膨張弁でより低い温度に到達することが難しくなる。

• ティマーハウス、クラウス・D.、リード、リチャード・パーマー（2007）。極低温工学：5​​0年の進歩。シュプリンガー。p.  8。ISBN 978-0-387-46896-9。
• Almqvist , Ebbe (2003).工業ガスの歴史. Springer Science & Business Media. p. 160. ISBN  978-0-306-47277-0。
• Maytal, B. -Z. (2006). "Linde–Hampson装置の生産速度の最大化". Cryogenics . 46 (1): 49– 85. Bibcode : 2006Cryo...46...49M . doi : 10.1016/j.cryogenics.2005.11.004 .