เครื่องกำเนิดออกซิเจนเชิงพาณิชย์เครื่องแรกปรากฏขึ้นในปี 1903; ในปี ค.ศ. 1908 Camerin Onnes แห่งเนเธอร์แลนด์ได้ทำความเย็นฮีเลียมล่วงหน้าด้วยไฮโดรเจนเหลวและขยายไอเซนทัลปิกภายใต้สภาวะอะเดียแบติก โดยลดอุณหภูมิให้ต่ำกว่า 4.2K รับฮีเลียมเหลว ในปี 1965 Neganov ของสหภาพโซเวียตและคนอื่น ๆ ได้คิดค้นตู้เย็นเจือจางเพื่อให้อุณหภูมิถึง 0.025K; ตั้งแต่ปี 1970 ผู้คนได้ใช้เทคโนโลยีการทำความเย็นล้างอำนาจแม่เหล็กเพื่อลดอุณหภูมิของอุปกรณ์ทำความเย็น'
การทำให้เหลวของแก๊ส การทำให้เป็นของเหลวของแก๊สเกิดขึ้นได้โดยใช้อุปกรณ์ทำให้เป็นของเหลวในเนื้อเยื่อตามวัฏจักรการทำให้เป็นของเหลว วัฏจักรการทำให้เป็นของเหลวหลักคือวัฏจักรการทำให้เป็นของเหลวของลินเด้ และวัฏจักรการทำให้เป็นของเหลวของโคล้ด
① Linde Liquefaction Cycle: วงจรที่ใช้เอฟเฟกต์การควบคุมปริมาณของวาล์วปีกผีเสื้อเพื่อทำให้ก๊าซวัตถุดิบเป็นของเหลว (รูปที่ 1) ก๊าซวัตถุดิบของแรงดันปกติ p1 และอุณหภูมิปกติ T1 ถูกบีบอัดในคอมเพรสเซอร์จากสถานะ 1 ถึงสถานะ 2 และแรงดันที่สอดคล้องกันคือ p2 อุณหภูมิจะลดลงสู่สถานะ 3 โดยตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จากนั้นความดันจะลดลงโดยวาล์วปีกผีเสื้อ และการขยายตัวของไอโซเอนทัลปีไปยังสถานะ 4. ในเวลานี้ ส่วนหนึ่งของก๊าซจะถูกแปลงเป็นของเหลวและปล่อยออกจากอ่างเก็บน้ำของเหลว ส่วนหนึ่งของก๊าซที่ยังไม่ได้ทำให้เป็นของเหลวถูกทำให้ร้อนอีกครั้งเพื่อให้สถานะ 1 ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้เกิดวัฏจักรการระบายความร้อน
② Claude Liquefaction Cycle: วัฏจักรที่ใช้การขยายตัวของไอเซนโทรปิกและการขยายตัวของไอเซนทัลปิกร่วมกับการทำความเย็นเพื่อทำให้ก๊าซวัตถุดิบเป็นของเหลว (รูปที่ 2) ก๊าซวัตถุดิบของแรงดันปกติ p1 และอุณหภูมิปกติ T1 ถูกบีบอัดจากสถานะ 1 เป็นสถานะ 2 ที่อุณหภูมิปานกลางในคอมเพรสเซอร์ แรงดันที่สอดคล้องกันคือ p2 และอุณหภูมิลดลงเป็นสถานะ 3 โดยตัวแลกเปลี่ยนความร้อน E1 หลังจากนั้น ก๊าซจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งของก๊าซยังคงไหลผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน E2 และ E3 และถูกทำให้เย็นลงเป็นสถานะ 4 และ 5 จากนั้นเอนทาลปีจะขยายเป็นสถานะ 6 ผ่านวาล์วปีกผีเสื้อ ในเวลานี้ ส่วนหนึ่งของก๊าซจะกลายเป็นของเหลวและถูกระบายออกจากถังเก็บของเหลว ส่วนที่ไม่เป็นของเหลวของก๊าซถูกทำให้ร้อนอีกครั้งเป็นสถานะ 8 ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน E3 แล้วรวมเข้ากับส่วนอื่นของก๊าซที่ขยายเป็นสถานะ 8 ในเครื่องขยายที่มีเอนโทรปีปานกลาง และสุดท้ายมีการแลกเปลี่ยน เครื่องทำความร้อน E2 และ E1 จะถูกทำให้ร้อนอีกครั้ง ให้อยู่ในสถานะ 1 ทำให้เกิดวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ วงจรการทำให้เป็นของเหลวอื่นๆ ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานนี้ เช่น วงจรการทำให้เป็นของเหลวในการควบคุมปริมาณด้วยวงจรการทำความเย็นเพิ่มเติม (เช่น รอบก่อนการทำความเย็นด้วยแอมโมเนียหรือไนโตรเจนเหลวหรือแหล่งเย็นอื่นๆ) หรือวงจรการทำให้เหลวด้วยการขยายตัวแบบไอเซนโทรปิก กับวงจรการทำความเย็นภายนอก (เช่น เครื่องทำความเย็นไนโตรเจนภายนอก) วัฏจักร) วัฏจักรการทำให้เหลวด้วยการขยายตัวไอเซนโทรปิก วัฏจักรการทำความเย็นด้วยแก๊สที่เกิดใหม่ (ดู วัฏจักรตู้เย็น) และวงจรการทำให้เหลวด้วยการขยายตัวไอเซนโทรปิกแบบหลายขั้นตอน
วัฏจักรต่างๆ ข้างต้นเป็นวัฏจักรในอุดมคติ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง กระบวนการบีบอัดของคอมเพรสเซอร์ไม่ใช่กระบวนการแบบไอโซเทอร์มอล ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนมีการทำความร้อนซ้ำไม่เพียงพอและสูญเสียความสามารถในการทำความเย็นเนื่องจากการบุกรุกของความร้อนจากภายนอก และตัวขยายมีการสูญเสียอะเดียแบติกและการสูญเสียทางกล ดังนั้นจึงต้องมีการชดเชย ในกระบวนการทำความเย็นจริง มาตรการเพื่อให้เกิดสมดุลความร้อนของกระบวนการ
การแยกก๊าซ หลักการแยกก๊าซดิบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การแก้ไขด้วยการแช่แข็งแบบลึก การควบแน่นที่เป็นเศษส่วนด้วยการแช่แข็งแบบลึก และการดูดซับด้วยความเย็นแบบลึก ①การกลั่นที่อุณหภูมิต่ำและลึก: ขั้นแรกทำให้ก๊าซวัตถุดิบเหลว จากนั้นจึงแยกส่วนประกอบตามอุณหภูมิการควบแน่น (การระเหย) ที่แตกต่างกันของแต่ละส่วนประกอบ โดยใช้หลักการของการแก้ไข กระบวนการแยกเกิดขึ้นจริงในหอแก้ไขด้วยความเย็นแบบลึก วิธีนี้เหมาะสำหรับก๊าซดิบที่มีอุณหภูมิการควบแน่นใกล้เคียงกันของส่วนประกอบที่แยกจากกัน เช่น การแยกออกซิเจนและไนโตรเจนออกจากอากาศ ②การแยกอุณหภูมิต่ำแบบลึก: ใช้ความแตกต่างในอุณหภูมิการควบแน่นของแต่ละส่วนประกอบในก๊าซดิบเพื่อลดอุณหภูมิของก๊าซดิบในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้ส่วนประกอบเป็นของเหลวทีละส่วนจากสูงไปต่ำ และแยกของเหลวใน ตัวคั่น วิธีนี้เหมาะสำหรับการแยกก๊าซดิบ เช่น ก๊าซในเตาอบโค้กที่อุณหภูมิการควบแน่นของส่วนประกอบที่แยกจากกันอยู่ไกล ③ การดูดซับที่อุณหภูมิต่ำและลึก: การใช้ตัวดูดซับที่เป็นของแข็งที่มีรูพรุนมีลักษณะเฉพาะของการดูดซับแบบเลือกสรรเพื่อดูดซับส่วนประกอบที่ไม่บริสุทธิ์บางอย่างที่อุณหภูมิลึกและต่ำเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น ใช้ตัวดูดซับตะแกรงโมเลกุลเพื่อดูดซับออกซิเจนและไนโตรเจนจากอาร์กอนดิบที่อุณหภูมิของอากาศของเหลวเพื่อให้ได้อาร์กอนกลั่น
ตามความต้องการของกระบวนการ บางครั้งใช้หลักการเดียวโดยลำพัง และบางครั้งใช้หลักการหลายข้อพร้อมกัน