Wasserstoff (H2) eignet sich Dank seines geringen Molekulargewichtes und seiner hohen Verbrennungswärme für hochenergetische Raketentreibstoff- Kombinationen als Brennstoff. Flüssiger Wasserstoff (LH2) gehört zu den kryogenen Treibstoffen und benötigt bei der Anwendung in einer Antriebseinheit eine entsprechende Wärmeisolation der Tanks. Beim Umgang mit Wasserstoff müssen besondere Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Die Entzündungsgefahr ist für Wasserstoff wegen seiner hohen Diffusionsgeschwindigkeit größer als bei anderen Brennstoffen. Schon kleine Funken (z. B. durch statische Aufladung) genügen, um einen Brand oder eine Explosion auszulösen.

Durch die Forderung nach einer möglichst gewichts-und Raum sparenden Bauweise von Raumtransportsystemen wurden für die Speicherung des Antriebsgases Wasserstoff die Verflüssigung des Gases sowie eine weitere Verdichtung des flüssigen Wasserstoffes bei tiefen Temperaturen in Betracht gezogen und es wurde schließlich vorgeschlagen, Matsch-mit flüssigem Wasserstoff vermischte Wasserstoffkristalle mit einem Kristaligehalt von 40-60 Gewichtsprozent-einzusetzen. Matsch vereinigt eine Reihe von günstigen Eigenschaften, wie hohe Dichte, hohen Kälteinhalt und gutes Fließverhalten.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich daher Matsch verflüssigter Gase sehr gut als kryogenes Kältemedium für Weltraummissionen, aber auch für terrestrische Anwendungen.

Es sind bereits Verfahren entwickelt worden, mit denen Wasserstoffmatsch hergestellt werden kann, wobei zu diesen Methoden die auch in der Literatur schon

verschiedenlich beschriebene Gefrier-Tau-Technik und die Auger-Methode gehören.

Bei der Gefrier-Tau-Technik wird flüssiger Wasserstoff, welcher auf Tripelpunkt- Niveau gekühit wird, durch das Erzeugen eines Vakuums verdampft, wobei sich an der Oberfläche des flüssigen Wasserstoffes Wasserstoffkristalle bilden. Der Vakuumdruck wird auf Werte knapp oberhalb und knapp unterhalb des Tripelpunkt- Druckes zyklisch geändert, wobei sich bei einem Druck unterhalb des Tripelpunkt- Druckes eine lose Matrix von Wasserstoffkristallen ausbildet, bei einem Druck leicht oberhalb des Tripelpunkt-Druckes kondensiert Wasserstoff an den Kristallen und die festen Teilchen sinken in die Flüssigkeit. Ein gewisser Vorteil dieser Methode liegt in der relativen Einfachheit der erforderlichen technischen Ausrüstung. Da bei dieser Methode jedoch die Matschproduktion bei Unterdruck stattfindet, besteht ein gewisses Sicherheitsrisiko, weil ein unbeabsichtigtes Ansaugen von Luft und somit das Entstehen eines explosiven Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisches nicht auszuschließen sind. Auch ist die Produktionsmenge begrenzt, etwa durch den Kühlungsprozess des flüssigen Wasserstoffes, welcher entweder durch das Verdampfen einer vorgegebenen Menge an flüssigem Wasserstoff durch indirekte Kühlung mittels Einblasen von kaltem Helium oder eines Gasgemisches Helium- Neon durchgeführt wird. Die erforderlichen großen Mengen von mindestens einigen Tonnen pro Tag können mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nach dieser Methode bislang nicht erzeugt werden. Zur Verbesserung der Qualität des Wasserstoffmatsches ist es ferner erforderlich, dass dieser ein bis zwei Tage altern kann.

Bei der zweiten erwähnten Methode zur Herstellung von Wasserstoffmatsch, der Auger-Methode, wird ein in flüssigem Wasserstoff befindlicher Hohlzylinder mit Heliumgas auf eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes von Wasserstoff gekühit. Die Ausführung ist so getroffen, dass sich an der Innenwand des Zylinders fester Wasserstoff bilden kann, der mittels einer in Drehung versetzten Schnecke ständig abgekratzt wird. Im unteren Teil der Vorrichtung vermischen sich die derart entstandenen Wasserstoffkristalle mit dem flüssigen Wasserstoff zu Matsch.

Dieses Verfahren hat zwar gegenüber der Gefrier-Tau-Methode den Vorteil, dass das dort bestehende Sicherheitsrisiko hier nicht gegeben ist, da nicht mit

Unterdruck operiert werden muss, bislang konnte diese Methode jedoch nur zur Herstellung von Labormengen herangezogen werden. Eine nach dieser Methode arbeitende und zur industriellen Herstellung von Wasserstoffmatsch geeignete Vorrichtung wäre aufgrund des erforderlichen mechanischen Aufwandes und der damit verbundenen Kosten wohl kaum realisierbar. Auch der nach dieser Methode hergestellte Wasserstoffmatsch muss ferner auf die Dauer von ein bis zwei Tagen einem Alterungsprozess unterzogen werden.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Matsch aus verflüssigten Gasen, insbesondere zur Herstellung von Wasserstoffmatsch, zu entwickein, bei welchem die Anwendung von Unterdruck vermieden werden kann und mit welchem auch größere Matschmengen produziert werden können. Darüber hinaus soll es möglich sein, die Qualität des entstehenden Matsches zu verbessern, sodass beispielsweise der Zeitaufwand zur Alterung des Matches reduziert werden kann und die Fließqualität des entstehenden Matsches in Leitungen, Ventilen etc. verbessert ist. Aufgabe der Erfindung ist ferner, eine für die Anwendung dieses Verfahrens geeignete, betriebsichere und eine Herstellung von Matsch in einem industriellen Maßstab ermöglichende Vorrichtung zu entwickeln, mit der die genannten Ziele mit weitgehend geringem mechanischen Aufwand ebenfalls erreichbar sind.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die festen Kristalle aus Flüssigkeitspartikeln gebildet werden, die unter Druck in eine Gasatmosphäre, die eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes der Flüssigkeitspartikel aufweist, entlassen werden bzw. eintreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet daher ein Gefrieren bzw.

Auskristallisieren der Partikel in einer relativ kurzen Zeitspanne. Somit ist die Form der entstehenden festen Partikel eher rund und es entsteht qualitativ guter Matsch mit zunehmender Dichte. Durch die eher runde Form ist ferner keine oder nur eine geringe Alterung notwendig, um eine hohe Dichte des Matsches und ein gutes Fließverhalten zu gewährleisten. Für die Produktion des Matsches ist ferner kein Unterdruck erforderlich, so daß das Sicherheitsrisiko für den Fall, dass Wasserstoffmatsch erzeugt wird, erheblich reduziert ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Flüssigkeitspartikel auf besonders einfache Weise durch Zerstäubung des verflüssigten Gases gebildet.

Dazu ist lediglich eine geeignete Zerstäubungseinrichtung erforderlich, die sehr einfach aufgebaut sein kann und beispielsweise eine Düse oder eine Wirbel-bzw.

Mischkammer oder dergleichen umfasst.

Der Zerstäubungsvorgang lässt sich auf einfache Weise zumindest zum Teil mittels eines der Zerstäubungseinrichtung unter Druck zugeführten Gases, welches bevorzugt der gasförmigen Phase des zugeleiteten verflüssigten Gases entspricht, durchführen.

Dabei kann das der Zerstäubungseinrichtung zugeführte fliissige Gas vor und/oder während des Zerstäubungsvorganges mittels eines gasförmigen Kühimediums gekühtt werden. Eine zusätzliche Kühlung wirkt sich auf eine Verkürzung der Zeitdauer der Auskristallisation aus.

Zusätzlich oder alternativ zur Zerstäubung mittels eines unter Druck zugeführten Gases kann das Verfahren auch so ausgelegt werden, dass die Zerstäubung zumindest zum Teil beim Austritt des verflüssigten Gases in die kalte Gasatmosphäre stattfindet.

Um in diesem Fall ein möglichst optimales Zerstäuben, quasi ein Zerplatzen des aus der Zerstäubungseinrichtung austretenden Flüssigkeitsstrahles zu gewährleisten, wird der Druck in der kalten Gasatmosphäre kleiner eingestellt, als der dem Austrittsquerschnitt der Zerstäubungseinrichtung entsprechende kritische Druck.

Um das Sicherheitsrisiko möglichst gering zu halten, wird ferner der Druck in der kalten Gasatmosphäre, wo die Auskristallisation stattfindet, so eingestellt, dass er zumindest dem umgebenden Luftdruck entspricht, insbesondere einen Wert knapp oberhalb des umgebenden Luftdrucks besitzt.

Von besonderem Vorteil beim erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der entstehende Matsch während der Produktion neuen Matsches zumindest im Wesentlichen kontinuierlich abgeleitet werden kann. Dabei ist es günstig, wenn das Ableiten des Matsches über die ständige Messung der Dichte desselben geregelt wird, was eine gleich bleibende Qualität des abgeleiteten Matsches sicherstellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Herstellung von Wasserstoffmatsch, der zunehmende Bedeutung als kryogener Treibstoff besitzt.

Als der Zerstäubungseinrichtung zugeleitetes Kühimedium eignet sich in diesem Fall Heliumgas.

Als kalte Gasatmosphäre, wo die Flüssigkeitspartikel gefrieren bzw. auskristallisieren, wird vorteilhafterweise eine Helium-Gasatmosphäre, die mit einer entsprechend tiefen Temperatur zur Verfügung gestellt werden kann, eingesetzt.

Die gegenständliche Erfindung betriffl auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Matsch aus verflüssigtem Gas in einem Kryostatbehältnis, das zum Teil mit dem verflüssigten Gas befüllt ist, welches sich mit festen Kristallen zu Matsch vermengt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt nun eine Zerstäubungseinrichtung zur Bildung von Flüssigkeitspartikeln aus zugeleitetem verflüssigtem Gas, wobei die Flüssigkeitspartikel in eine oberhalb des im Behältnis befindlichen Gases herrschenden Gasatmosphäre, die eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes der Flüssigkeitspartikel aufweist, eintreten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt somit auf einfache Weise sicher, dass in einer relativ kurzen Zeitspanne Kristalle gebildet werden, die einen qualitativ hochwertigen Matsch gewährleisten.

Die Zerstäubungseinrichtung kann besonders einfach aufgebaut sein und insbesondere eine Düse, eine Wirbel-bzw. Mischkammer oder dergleichen umfassen.

Um die Zerstäubung des zugeleiteten verflüssigten Gases zu gewährleisten, stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Besonders einfach ist eine Ausführung, bei der die Zerstäubungseinrichtung eine Zuleitung zur Zuführung von unter Druck stehendem Gas besitzt, welches somit innerhalb der Zerstäubungseinrichtung eine Zerstäubung bewirkt.

Bei eineranderen Ausführungsvariante wird der Austrittsquerschnitt der Düse der Zerstäubungseinrichtung so ausgelegt, dass der sich dort einstellende Druck größer ist als der in der kalten Gasatmosphäre außerhalb der Zerstäubungseinrichtung herrschende Druck. Bei einer derartigen Auslegung kann ein Zerplatzen des Strahles beim Austritt aus der Zerstäubungseinrichtung und somit eine optimale Verwirbelung der entstehenden Flüssigkeitspartikel erfolgen.

Um die Auskristallisationszeit möglichst gering zu halten, kann die Zerstäubungseinrichtung zumindest eine weitere Zuleitung zur Zuführung eines gasförmigen Kühtmediums aufweisen. Bei einer Ausführung mit Wirbel-bzw.

Mischkammer ist das Zuleiten von Kühimedium in den Zerstäubungsraum besonders vorteilhaft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante der Zerstäubungseinrichtung wird das gasförmige Kühimedium über Gasdüsen unter Druck zugeführt und in der Zerstäubungseinrichtung in einen Gasleitkonus geleitet, welcher im Bereich der Düse einen Ausströmspalt bildet. Der Gasstrahl dient bei dieser Ausgestaltung daher nicht nur als Kühimedium sondern er trägt auch zu einer Verwirbelung der aus der Düse tretenden Flüssigkeitspartikel und der entstehenden Kristallpartikel bei.

Um eine weitgehend gleichmäßig kalte Gasatmosphäre im Kryostatbehältnis sicherzustellen, ist es von Vorteil, wenn das Behältnis zur Zuführung des die kalte Gasatmosphäre bildenden Gases eine Anzahl von Eintrittsöffnungen, die insbesondere brauseartig angeordnet sind, aufweist. Dies lässt auch eine allenfalls erwünschte Druckänderung besonders schnell zu.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine kontinuierliche Produktion von Matsch möglich, da sie mit Einrichtungen zum Ableiten des gebildeten Matsches und zum Ergänzen der Menge des verflüssigten Gases während des Herstellvorganges versehen werden kann. Um eine gute Qualität des abgeleiteten Matsches zu gewährleisten, besitzt die Vorrichtung eine Einrichtung zur Messung der Dichte des Matsches, über die das Ableiten des Matsches geregelt wird.

Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft dafür einsetzbar, aus verflüssigtem Wasserstoff Wasserstoffmatsch zu erzeugen.

Dabei wird das zur Zerstäubung innerhalb der Zerstäubungseinrichtung zugeleitete, unter Druck stehende Gas vorteilhafterweise ebenfalls Wasserstoff sein.

Als Kühimedium für den zugeleiteten flüssigen Wasserstoff eignet sich in diesem Fall besonders gut Heliumgas.

Auch für die kalte Gasatmosphäre innerhalb des Kryostatbehältnisses ist Heliumgas, wegen der Sicherstellung der erforderlichen tiefen Temperaturen, besonders geeignet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ! ässt sich ohne weiteres zu einer Produktionsanlage, mit der größere Mengen an Matsch erzeugt werden können ausbauen, in dem beispielweise eine Anzahl von Zerstäubungseinrichtungen eingesetzt wird, die beispielweise zu einem Ring oder dergleichen zusammengefügt sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die in schematischen Darstellungen Ausführungsbeispiele der Vorrichtung darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Matsch aus verflüssigtem Gas, wobei die Erfindung anhand der Erzeugung von Wasserstoffmatsch erläutert wird, Fig. 2 eine mögliche grundsätzliche Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Zerstäubungseinrichtung, Fig. 3 eine

weitere, etwas konkretere Ausführungsform einer Zerstäubungseinrichtung im Längsschnitt und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine mögliche Anordnung einer Anzahl von Zerstäubungseinrichtungen für eine mittelgroße Produktionsanlage.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Matsch, hier inbesondere zur, Herstellung von Wasserstoffmatsch, handelt es sich um eine spezielle Spray- Methode, bei der der feste, kristalline Anteil des Matsches aus zerstäubten Partikeln des flüssigen Wasserstoffes entsteht. Zur Zerstäubung des flüssigen Wasserstoffes wird bevorzugt ein gasförmiges Medium, beispielsweise gasförmiger Wasserstoff, unter höherem Druck eingesetzt, wobei der Strom der zerstäubten Wasserstoffpartikel in eine kalte (ca. 11 K) Heliumgasatmosphäre eintritt bzw. expandiert. Dort bilden sich die festen Wasserstoffkristalle, die sich auf der Oberfläche von im System befindlichen, flüssigen Wasserstoff (Tripelpunkt- Wasserstoff, 13,8K), absetzen und einsinken. Dabei entsteht Wasserstoffmatsch mit einem zunehmenden Anteil an kristallinen Partikeln und somit mit zunehmender Dichte und Qualität.

Die schematischen Darstellung in Fig. 2 veranschaulicht diverse Möglichkeiten der Auslegung des Zerstäubungsvorganges unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Zerstäubungseinrichtung 2.

Der sich hier im Querschnitt trompetenförmig verengenden Zerstäubungseinrichtung 2 wird flüssiger Wasserstoff (LH2) zugeleitet und zu einer im Mündungsbereich angeordneten, hier gesondert nicht dargestellten Düse transportiert. Als Kühimedium wird in der erforderlichen Menge gasförmiges Helium (GHe) zugeführt. Über eine Zuleitung 2a vor dem Mündungsbereich der Zerstäubungseinrichtung 2 wird gasförmiger Wasserstoff (GH2) unter Druck zugeführt, wodurch der flüssige Wasserstoff zumindest zum Teil zerstäubt wird.

Durch eine entsprechende Steuerung von Druck und Menge des gasförmigen Wasserstoffes kann eine weitgehende bzw. auch komplette Zerstäubung erfolgen.

An Stelle von gasförmigen Wasserstoff oder zusätzlich zu diesem kann über eine weitere Zuleitung 2b auch gasförmiges Helium, welches die entstehenden Partikel gleichzeitig abkühit, zur Zerstäubung eingesetzt werden. Die entstehenden Wasserstoffpartikel (H2-Partikel) expandieren nach dem Austritt aus der Düse in die

kalte Heliumgasatmosphäre und gefrieren dort, so daß Wasserstoffkristalle entstehen.

Die Auskristallisation benötigt nur eine kurze Zeitspanne, sodass die Form der entstehenden Partikel eher rund ist. Dies hat sehr günstige Auswirkungen auf die Qualität des entstehenden Matsches, etwa auf dessen Fließfähigkeit, und erfordert kein oder nur ein vergleichsweise kurzzeitiges Altern des entstehenden Matsches.

Der der Düse zugeleitete flüssige Wasserstoff (LH2) kann in einem beliebigen flüssigen Zustand, der demnach zwischen seinem Zustand als NBPLH2 (normal boiling point liquide hydrogen, 20K, 1 bar) und seinem Zustand als TPLH2 (triple point liquid hydrogen, 13,8K, 0,07 bar) liegt, zugeführt werden.

Die Zerstäubung des flüssigen Wasserstoffes (LH2) kann bei einer entsprechenden Auslegung der Zerstäubungseinrichtung 2 und bei entsprechender Einstellung der Druckverhältnisse zumindest zum Teil auch beim Austritt aus der Düse erfolgen, indem der Wasserstoffstrahl beim Austritt aus der Düse quasi zerplatzt. Auf diese Weise erfolgt eine optimale Verwirbelung der Wasserstoffpartikel in der Heliumgasatmosphäre. Dieses"Zerplatzen"wird dadurch erreicht, dass der Druck in der Heliumgasatmosphäre unter den dem Austrittsquerschnitt der Düse entsprechenden kritischen Druck gesenkt wird. Dabei kann durch eine entsprechende konstruktive Auslegung der Düse, insbesondere der Querschnittsfläche am Austritt, und weiterer Parameter, wie der Druckverhältnisse, der Zerstäubungsvorgang zur Gänze beim Austritt aus der Düse erfolgen.

Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche und etwas konkreter ausgeführte Variante einer erfindungsgemäßen Zerstäubungseinrichtung 12. Die Zerstäubungseinrichtung 12 umfasst ein Gehäuse 13, welches aus einem insbesondere zylindrisch ausgeführten Basisteil 13a und einem hier kegelstumpfförmigen Gasleitteil 13b besteht, zwischen welchen sich ein Zwischenteil 13c, eine Art Platte, befindet. Die zu zerstäubende kryogene Flüssigkeit, hier flüssiger Wasserstoff, wird über eine Leitung 14 der Zerstäubungseinrichtung 12 zugeführt und im Inneren des Gehäuses 13 durch einen Düsenträger 15 zu einer Düse 15a geleitet, wo durch das überkritische Ausströmen ein Zerplatzen des Strahles stattfindet.

Die Düse 15a befindet sich im Bereich des oberen, engeren Endbereiches des kegelstumpfförmigen Gasleitteiles 13b, wobei dieser Teil 13b hier nicht geschlossen ist sondern ein Auströmspalt 16 zwischen der Düse 15a bzw. dem Düsenträger 15 und dem oberen Gehäuserand gebildet ist.

Der Basisteil 13a des Gehäuses 13 bildet um die Leitung 14 bzw. den Düsenträger 15 einen Ringkanal für Kühigas, welches unter Druck über eine weitere Leitung 17 in den Kanal eingeleitet wird. Das Kühigas ist hier insbesondere gasförmiges Helium (GHe), welches eine Temperatur besitzt, die geringer ist als jene der kryogenen Flüssigkeit.

Vom Ringkanal im Basisteil 13a wird das Kühigas über eine Anzahl von Gasdüsen 18 in das Innere des kegelstumpfförmigen Gasleitteiles 13b gepresst und strömt dort zum Ausströmspalt 16, wo es sich als Kühimantel um den aus der Düse 15a austretenden Flüssigkeitspartikelstrahl legt. Dabei trägt der Gasstrahl auch zu einer zusätzlichen Verwirbelung der Flüssigkeitspartikel bei.

Die Düse 15a kann mit einer Drallbohrung, die ebenfalls zu einer Verwirbeiung des FlOssigkeitsstrahls beiträgt, versehen werden. Zusätzlich kann im Bereich knapp vor der Austrittsöffnung der Düse 15a durch eine Heizeinrichtung 19, die je nach Bedarf einschaltbar ist, sichergestellt werden, dass die kryogene Flüssigkeit nicht einfriert.

Die Zerstäubung des Wasserstoffes kann auch in einer Wirbel-bzw. Mischkammer erfolgen, wo Gas zum Zerstäuben und auch ein Kühimedium (Heliumgas) einströmen. Dabei werden hier die Partikel mit dem Kühimedium vermischt und treten bereits mit einer Temperatur, die nahe dem Gefrierpunkt liegt, aus der Zerstäubungseinrichtung aus.

Die eine schnelle Kristallisation der Wasserstoffpartikel bewirkende Kälte wird nun einerseits von der beim Austreten stattfindenden Expansion und andererseits durch die Temperatur der Heliumgasatmosphäre, in welche die zerstäubten Wasserstoffpartikel eintreten, gewährleistet. Wie erwähnt ist es in diesem

Zusammenhang günstig, wenn in die Zerstäubungseinrichtung bzw. die Mischkammer bereits kaltes Heliumgas eingeleitet wird.

Die sich in der Heliumgasatmosphäre bildenden Wasserstoffkristalle sinken auf die Oberfläche von flüssigem Wasserstoff (TPLH2,13,8K, ca. 0,07 bar), vermengen sich mit dem flüssigen Wasserstoff und werden mit diesem gemeinsam zu Matsch mit zunehmender Qualität. Ein gelegentliches mechanisches Durchmischen des Matsches kann zu einer Verbesserung der Fließqualität desselben beitragen.

Das Durchmischen bzw. Mixen des produzierten Matsch verhindert auch ein unbeabsichtigtes Festwerden desselben. Alternativ zum Durchmischen können auch ein Heliumgasstrom, über Gasdüsen in den Matsch eingeleitet, oder eine Heizeinrichtung gegen ein Festwerden eingesetzt werden.

Fig. 1 zeigt nun schematisch eine grundsätzliche Ausführungsvariante einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst ein Kryostatgefäß 1, dessen Wandungen entsprechend isoliert sind (Vakuumisolation und Superisolation durch gesonderten LNZ Strahlungsschutz). Im oberen Bereich des Gefäßes 1 ist durch den Deckel die Zuleitung für das gasförmige Helium, welches mit einer Temperatur von rund 11 K zugeführt wird, vorgesehen. Die Zufuhrleitung mündet dabei bevorzugt in eine Art Ringkanal, von wo über mehrere Öffnungen 3, in der Art einer Brause, ein Einströmen des Heliumgases erfolgen kann.

Im unteren Bereich des Gefäßes 1 befindet sich, wie bereits erwähnt, flüssiger Wasserstoff 4, durch den auch die Zerstäubungseinrichtung 2 geführt ist. Dies hat den Vorteil einer zusätzlichen Kühlung der Zerstäubungseinrichtung 2. Über Fenster 5 kann eine Beobachtung des Kristallisationsvorganges erfolgen.

Durch das zugeführte gasförmige Helium wird der Druck im Gefäß 1 oberhalb des flüssigen Wasserstoffes 4 bzw. des entstehenden Matches vorzugsweise knapp über 1bar gehalten. Dies vermindert das Sicherheitsrisiko, da kein Ansaugen von Luft durch etwaige Lecke möglich ist. Es kann ferner ein Überdruckventil 6

vorgesehen werden, welches bei einem bestimmten Innendruck, von beispielsweise 1,1 bar, anspricht Wie weit cie Wasserstoffpartikel bis zur Auskristallisation in das Gefåß 1 geschleudert werden, kans durch die Einstellung des Druckes des brauseartig einströmenden Heliums geregelt werden. Dabei kann zwischen dem gasförmigen Helium von oben und dem von unten kommendem GH2/LH2 Strom ein Gleichgewicht eingestellt werden. Im unteren Teil des Gefäßes befindet sich eine Ableiteinrichtung 7 für den entstandenen Wasserstoffmatsch (SLH2), der ständig nachproduziert wird. Durch eine Überwachung und Messung der Dichte des entstandenen Matsches kann eine Regelung der abgeleiteten Menge erfolgen.

Gleichzeitig wird auf nicht dargestellte Weise über entsprechende Zuleitungen sichergestellt, dass flüssiger Wasserstoff im Behälter 1 ergänzt wird. Es ist demnach eine kontinuierliche Produktion von Matsch möglich. Somit ist auch bei der Handhabung des Matsches ein einfaches und schnelles Kompensieren (Ersetzen) von geschmolzenem Matsch gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner nicht dargestellte Wärmetauscher. So wird ein Wärmetauscher vorgesehen, um das in gasförmiger Phase vorliegende Medium in die zu zerstäubende kryogene Flüssigkeit (z. B. LH2) umzuwandeln, was ild Falle von Wasserstoff mit flüssigem Helium (LHe) durchgeführt wird. Ein weiterer Wärmetauscher kühit warmes gasförmiges Medium, (z. B. GHe) zu kaltem gasförmigen Medium, insbesondere ebenfalls unter Einsatz von flüssigem Helium (LHe). Das kalte gasförmige Medium (z. B. GHe kalt) wird einerseits für die oben erwähnte Brause und andererseits als Kühigas für die Zerstäubungseinrichtung verwendet.

Die in ihrem grundsätzlichem Aufbau beschriebene Vorrichtung kann zu einer kompletten, größere Mengen an Wasserstoffmatsch produzierenden Anlage ausgebaut werden. Dies ist beispielsweise dadurch einfach möglich, dass eine Anzahl von Zerstäubungseinrichtungen, beispielsweise ringförmig, zusammengefügt wird.

Fig. 4 zeigt in Draufsicht auf eine sehr günstige Anordnung von mehreren, hier fünfzehn, Zerstäubungseinrichtungen 12. Die Matschproduktionsanlage umfasst dabei ein die Zerstäubungseinrichtungen 12 aufnehmendes, insbesondere vakuumisoliertes und entsprechend strahlungsgeschütztes zylindrisches Gehäuse 20, in welchem in konzentrischer Anordnung zwei Ringe von Zerstäubungseinrichtungen 12 untergebracht sind. Für jeden dieser Ringe sind ringförmige Versorgungsleitungen 21 für die kryogene Flüssigkeit und das Kühtgas vorgesehen. Zum Sammeln des produzierten Matsches kann ein zentraler, hier nicht dargestellter Slush-Abfluss vorgesehen werden.

Neben der Herstellung von Wasserstoffmatsch kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit ggf. entsprechend angepassten Vorrichtungen auch die Herstellung von Matsch aus anderen verflüssigten Gasen erfolgen, beispielsweise Stickstoff, wo der Matsch als kryogenes Kältemittel bei Langzeittransporten verwendet wird, oder auch Sauerstoff.