JP2000205676A - 冷凍を提供する方法 - Google Patents
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- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
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- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
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-
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-
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の冷凍システムは、効果的である一方極
低温液体の損失のため（それ故その液体の連続的な置換
が必要であるため）に費用がかかる。 【解決手段】 （Ａ）フルオロカーボン、ヒドロフルオ
ロカーボン及びフルオロエーテルからなるグループから
の少なくとも１つの成分並びにフルオロカーボン、ヒド
ロフルオロカーボン、フルオロエーテル及び大気ガスか
らなるグループからの少なくとも１つの成分を含む多成
分系冷媒を圧縮することと、（Ｂ）前記圧縮された多成
分系冷媒流体を冷却すること及び少なくとも部分的に凝
縮することと、（Ｃ）少なくとも１部凝縮した多成分系
冷媒流体を膨張させて冷凍を生成すること、（Ｄ）冷凍
を帯びた多成分系冷媒流体を加温し、少なくとも１部蒸
発させて、エンクロージュア中の多成分系冷媒流体から
の冷凍を用いること、を含む冷凍の方法を提供する。
低温液体の損失のため（それ故その液体の連続的な置換
が必要であるため）に費用がかかる。 【解決手段】 （Ａ）フルオロカーボン、ヒドロフルオ
ロカーボン及びフルオロエーテルからなるグループから
の少なくとも１つの成分並びにフルオロカーボン、ヒド
ロフルオロカーボン、フルオロエーテル及び大気ガスか
らなるグループからの少なくとも１つの成分を含む多成
分系冷媒を圧縮することと、（Ｂ）前記圧縮された多成
分系冷媒流体を冷却すること及び少なくとも部分的に凝
縮することと、（Ｃ）少なくとも１部凝縮した多成分系
冷媒流体を膨張させて冷凍を生成すること、（Ｄ）冷凍
を帯びた多成分系冷媒流体を加温し、少なくとも１部蒸
発させて、エンクロージュア中の多成分系冷媒流体から
の冷凍を用いること、を含む冷凍の方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に冷凍システ
ムに関するものであり、特に断熱エンクロージュアに冷
凍を提供するために有利なものである。
ムに関するものであり、特に断熱エンクロージュアに冷
凍を提供するために有利なものである。
【０００２】
【従来の技術】冷凍の提供（例えば食品や医薬品の冷却
及び（又は）凍結するためのもの）を、アンモニア又は
フレオンのような冷媒を蒸気圧縮サイクルに採用する機
械的な冷凍システムを用いて実行するのが典型的であ
る。そのようなシステムは、比較的高温レベルで冷凍を
提供するのに有効である。
及び（又は）凍結するためのもの）を、アンモニア又は
フレオンのような冷媒を蒸気圧縮サイクルに採用する機
械的な冷凍システムを用いて実行するのが典型的であ
る。そのようなシステムは、比較的高温レベルで冷凍を
提供するのに有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなシ
ステムは、低レベル温度冷凍を効果的に達成するのに、
真空作業及び（又は）カスケーディングを要求するのが
普通であり、これは資本経費及び運転経費の両方を増大
させる。低温レベルの冷凍をより効果的に提供する１つ
の方法は、機械的な冷凍システムと独立した又は関連し
た消耗用の極低温液体（例えば液体窒素）を使用して必
要な低レベル冷凍を提供することである。しかしなが
ら、そうしたシステムは、効果的である一方極低温液体
の損失のため（それ故その液体の連続的な置換が必要で
あるため）に費用がかかる。
ステムは、低レベル温度冷凍を効果的に達成するのに、
真空作業及び（又は）カスケーディングを要求するのが
普通であり、これは資本経費及び運転経費の両方を増大
させる。低温レベルの冷凍をより効果的に提供する１つ
の方法は、機械的な冷凍システムと独立した又は関連し
た消耗用の極低温液体（例えば液体窒素）を使用して必
要な低レベル冷凍を提供することである。しかしなが
ら、そうしたシステムは、効果的である一方極低温液体
の損失のため（それ故その液体の連続的な置換が必要で
あるため）に費用がかかる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明の概要 この発明の目的は、例えば熱交換器に又は断熱エンクロ
ージュアに冷凍を供給するための方法を提供することで
あり、これは、必要なときに低温でそのような冷凍を効
果的に供給するために用いることができる。
ージュアに冷凍を供給するための方法を提供することで
あり、これは、必要なときに低温でそのような冷凍を効
果的に供給するために用いることができる。
【０００５】発明の開示 上記及び他の目的（これは、本開示を読んだ際に当業者
に明らかなものとなるであろう。）は、本発明により達
成される。
に明らかなものとなるであろう。）は、本発明により達
成される。
【０００６】本発明は、（Ａ）フルオロカーボン、ヒド
ロフルオロカーボン及びフルオロエーテルからなるグル
ープからの少なくとも１つの成分並びにフルオロカーボ
ン、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル及び大
気ガスからなるグループからの少なくとも１つの成分を
含む多成分冷媒を圧縮することと、（Ｂ）前記圧縮され
た多成分冷媒流体を冷却すること及び少なくとも部分的
に凝縮することと、（Ｃ）少なくとも１部凝縮した多成
分冷媒流体を膨張させて冷凍を生成すること、（Ｄ）冷
凍を帯びた多成分冷媒流体を加温し、少なくとも１部蒸
発させて、エンクロージュア中の多成分冷媒流体からの
冷凍を用いること、を含む冷凍を提供する方法である。
ロフルオロカーボン及びフルオロエーテルからなるグル
ープからの少なくとも１つの成分並びにフルオロカーボ
ン、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル及び大
気ガスからなるグループからの少なくとも１つの成分を
含む多成分冷媒を圧縮することと、（Ｂ）前記圧縮され
た多成分冷媒流体を冷却すること及び少なくとも部分的
に凝縮することと、（Ｃ）少なくとも１部凝縮した多成
分冷媒流体を膨張させて冷凍を生成すること、（Ｄ）冷
凍を帯びた多成分冷媒流体を加温し、少なくとも１部蒸
発させて、エンクロージュア中の多成分冷媒流体からの
冷凍を用いること、を含む冷凍を提供する方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本明細書で用いられているよう
に、「非毒性」（non-toxic）の語は、許容可能な暴露
限界に従って取り扱う場合に、急性又は慢性の危険を生
ずることがないことを意味する。本明細書で用いられて
いるように、「非引火性」（non-flammable）の語は、
引火点を有さないか又は少なくとも６００Ｋの非常に高
い引火点を有すかのいずれかを意味する。
に、「非毒性」（non-toxic）の語は、許容可能な暴露
限界に従って取り扱う場合に、急性又は慢性の危険を生
ずることがないことを意味する。本明細書で用いられて
いるように、「非引火性」（non-flammable）の語は、
引火点を有さないか又は少なくとも６００Ｋの非常に高
い引火点を有すかのいずれかを意味する。
【０００８】本明細書で用いられているように、「非オ
ゾン減少性（non-ozone-depleting）」の語は、オゾン
減少の潜在性がゼロであること、即ち塩素、臭素、沃素
原子を有していないことを意味している。
ゾン減少性（non-ozone-depleting）」の語は、オゾン
減少の潜在性がゼロであること、即ち塩素、臭素、沃素
原子を有していないことを意味している。
【０００９】本明細書で用いられているように、「標準
沸点」(normal boiling point)の語は、１標準大気圧、
即ち絶対値１４．６９６ポンドパースクエアインチ（絶
対圧）（１０１ｋＰａ）における沸騰温度を意味する。
沸点」(normal boiling point)の語は、１標準大気圧、
即ち絶対値１４．６９６ポンドパースクエアインチ（絶
対圧）（１０１ｋＰａ）における沸騰温度を意味する。
【００１０】本明細書で用いられているように、「間接
的な熱交換」（indirect heat exchane）の語は、流体
の互いの物理的接触又は相互の混合もなく流体を熱交換
関係にもたらすことを意味する。
的な熱交換」（indirect heat exchane）の語は、流体
の互いの物理的接触又は相互の混合もなく流体を熱交換
関係にもたらすことを意味する。
【００１１】本明細書で用いられているように、「膨
張」（expansion）の語は、圧力の減少する効果がある
ことを意味する。
張」（expansion）の語は、圧力の減少する効果がある
ことを意味する。
【００１２】本明細書で用いられているように、「ゼオ
トロピック（非共沸の）」（zeotropic）の語は、相変
化を伴うなめらかな温度変化を特徴とするものを意味す
る。
トロピック（非共沸の）」（zeotropic）の語は、相変
化を伴うなめらかな温度変化を特徴とするものを意味す
る。
【００１３】本明細書で用いられているように、「サブ
クーリング」（subcooling）の語は、その現状の圧力に
ついての液体の飽和温度より低い温度に液体を冷却する
ことを意味する。
クーリング」（subcooling）の語は、その現状の圧力に
ついての液体の飽和温度より低い温度に液体を冷却する
ことを意味する。
【００１４】本明細書で用いられているように、「低
温」（low temperature）の語は、２５０Ｋ以下の温度
を示し、好ましくは２００Ｋ以下の温度を示す。
温」（low temperature）の語は、２５０Ｋ以下の温度
を示し、好ましくは２００Ｋ以下の温度を示す。
【００１５】本明細書で用いられているように、「冷
凍」（refrigeration）の語は、周囲よりも低い温度系
から熱を周囲大気に取り出す能力を意味する。
凍」（refrigeration）の語は、周囲よりも低い温度系
から熱を周囲大気に取り出す能力を意味する。
【００１６】本明細書で用いられているように、「可変
負荷冷媒」（variable load refrigerant）の語は、２
種以上の成分の液相が混合物の泡立ち点と露点との間で
連続的かつ増大する温度変化を受けるような比率の成分
の混合物を意味している。混合物の泡立ち点は、混合物
全ては液相にあるが熱を加えることが液相と平衡な気相
の形成を開始すると思われる所定圧における温度であ
る。
負荷冷媒」（variable load refrigerant）の語は、２
種以上の成分の液相が混合物の泡立ち点と露点との間で
連続的かつ増大する温度変化を受けるような比率の成分
の混合物を意味している。混合物の泡立ち点は、混合物
全ては液相にあるが熱を加えることが液相と平衡な気相
の形成を開始すると思われる所定圧における温度であ
る。
【００１７】混合物の露点は、混合物全ては気相にある
が、熱を引き出すことが気相と平衡な液相の形成を開始
すると思われる所定圧における温度である。従って、混
合物の泡立ち点及び露点の間の温度範囲は、液相と気相
との両相が平衡状態で共存する範囲である。この発明の
実施において、可変負荷冷媒についての泡立ち点と露点
との間の温度差は、少なくとも１０Ｋ、好ましくは少な
くとも２０Ｋ及び最も好ましくは少なくとも５０Ｋであ
る。
が、熱を引き出すことが気相と平衡な液相の形成を開始
すると思われる所定圧における温度である。従って、混
合物の泡立ち点及び露点の間の温度範囲は、液相と気相
との両相が平衡状態で共存する範囲である。この発明の
実施において、可変負荷冷媒についての泡立ち点と露点
との間の温度差は、少なくとも１０Ｋ、好ましくは少な
くとも２０Ｋ及び最も好ましくは少なくとも５０Ｋであ
る。
【００１８】本明細書で用いられているように、「フル
オロカーボン」の語は、以下のもののうちの１つを意味
する：テトラフルオロメタン（ＣＦ4）、パーフルオロ
エタン（Ｃ2Ｆ6）、パーフルオロプロパン（Ｃ3Ｆ8）パ
ーフルオロブタン（Ｃ4Ｆ10）、パーフルオロペンタン
（Ｃ5Ｆ12）、パーフルオロエテン（Ｃ2Ｆ4）、パーフ
ルオロプロペン（Ｃ3Ｆ6）、パーフルオロブテン（Ｃ4
Ｆ8）、パーフルオロペンテン（Ｃ5Ｆ10）、ヘキサフル
オロシクロプロパン(cyclo-Ｃ3Ｆ6）、及びオクタフル
オロシクロブタン（cyclo-Ｃ4Ｆ8）。
オロカーボン」の語は、以下のもののうちの１つを意味
する：テトラフルオロメタン（ＣＦ4）、パーフルオロ
エタン（Ｃ2Ｆ6）、パーフルオロプロパン（Ｃ3Ｆ8）パ
ーフルオロブタン（Ｃ4Ｆ10）、パーフルオロペンタン
（Ｃ5Ｆ12）、パーフルオロエテン（Ｃ2Ｆ4）、パーフ
ルオロプロペン（Ｃ3Ｆ6）、パーフルオロブテン（Ｃ4
Ｆ8）、パーフルオロペンテン（Ｃ5Ｆ10）、ヘキサフル
オロシクロプロパン(cyclo-Ｃ3Ｆ6）、及びオクタフル
オロシクロブタン（cyclo-Ｃ4Ｆ8）。
【００１９】本明細書で用いられているように、「ヒド
ロフルオロカーボン」の語は、以下の内の１つである：
フルオロホルム（ＣＨＦ3）、ペンタフルオロエタン
（Ｃ2ＨＦ5）、テトラフルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）、
ヘプタフルオロプロパン（Ｃ3ＨＦ7）、ヘキサフルオロ
プロパン（Ｃ3Ｈ2Ｆ6）、ペンタフルオロプロパン（Ｃ3
Ｈ3Ｆ5）、テトラフルオロプロパン（Ｃ3Ｈ4Ｆ4）、ノ
ナフルオロブタン（Ｃ4ＨＦ9）、オクタフルオロブタン
（Ｃ4Ｈ2Ｆ8）、ウンデカフルオロペンタン（Ｃ5Ｈ
Ｆ11）、メチルフルオロライド（ＣＨ3Ｆ）、ジフルオ
ロメタン（ＣＨ2Ｆ2）、エチルフルオライド（Ｃ2Ｈ
5Ｆ）、ジフルオロエタン（Ｃ2Ｈ4Ｆ2）、トリフルオロ
エタン（Ｃ2Ｈ3Ｆ3）ジフルオロエテン（Ｃ2Ｈ2Ｆ2）、
トリフルオロエタン（Ｃ2ＨＦ3）、フルオロエテン（Ｃ
2Ｈ3Ｆ）、ペンタフルオロプロペン（Ｃ3ＨＦ5）、テト
ラフルオロプロペン（Ｃ3Ｈ4Ｆ4）、トリフルオロプロ
ペン（Ｃ3Ｈ3Ｆ3）、ジフルオロプロペン（Ｃ3Ｈ
4Ｆ2）、ヘプタフルオロフルオロブテン（Ｃ4ＨＦ7）、
ヘキサフルオロブテン（Ｃ4Ｈ2Ｆ6）、ノナフルオロペ
ンテン（Ｃ5ＨＦ9）である。
ロフルオロカーボン」の語は、以下の内の１つである：
フルオロホルム（ＣＨＦ3）、ペンタフルオロエタン
（Ｃ2ＨＦ5）、テトラフルオロエタン（Ｃ2Ｈ2Ｆ4）、
ヘプタフルオロプロパン（Ｃ3ＨＦ7）、ヘキサフルオロ
プロパン（Ｃ3Ｈ2Ｆ6）、ペンタフルオロプロパン（Ｃ3
Ｈ3Ｆ5）、テトラフルオロプロパン（Ｃ3Ｈ4Ｆ4）、ノ
ナフルオロブタン（Ｃ4ＨＦ9）、オクタフルオロブタン
（Ｃ4Ｈ2Ｆ8）、ウンデカフルオロペンタン（Ｃ5Ｈ
Ｆ11）、メチルフルオロライド（ＣＨ3Ｆ）、ジフルオ
ロメタン（ＣＨ2Ｆ2）、エチルフルオライド（Ｃ2Ｈ
5Ｆ）、ジフルオロエタン（Ｃ2Ｈ4Ｆ2）、トリフルオロ
エタン（Ｃ2Ｈ3Ｆ3）ジフルオロエテン（Ｃ2Ｈ2Ｆ2）、
トリフルオロエタン（Ｃ2ＨＦ3）、フルオロエテン（Ｃ
2Ｈ3Ｆ）、ペンタフルオロプロペン（Ｃ3ＨＦ5）、テト
ラフルオロプロペン（Ｃ3Ｈ4Ｆ4）、トリフルオロプロ
ペン（Ｃ3Ｈ3Ｆ3）、ジフルオロプロペン（Ｃ3Ｈ
4Ｆ2）、ヘプタフルオロフルオロブテン（Ｃ4ＨＦ7）、
ヘキサフルオロブテン（Ｃ4Ｈ2Ｆ6）、ノナフルオロペ
ンテン（Ｃ5ＨＦ9）である。
【００２０】本明細書で用いられているように、「フル
オロエーテル」の語は、以下の内の１つである：トリフ
ルオロメトキシ−パーフルオロメタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ
Ｆ3）、ジフルオロメトキシ−パーフルオロメタン（Ｃ
ＨＦ2−Ｏ−ＣＦ3）、フルオロメトキシ−パーフルオロ
メタン（ＣＨ2Ｆ−Ｏ−ＣＦ3）、ジフルオロメトキシ−
ジフルオロメタン（ＣＨＦ2−Ｏ−ＣＨＦ2）、ジフルオ
ロメトキシ−パーフルオロエタン（ＣＨＦ2−Ｏ−Ｃ2Ｆ
5）ジフルオロメトキシ−１，２，２，２−テトラフル
オロエタン（ＣＨＦ2−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、ジフルオロメ
トキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨ
Ｆ2−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、パーフルオロエトキシ−フルオ
ロメタン（Ｃ2Ｆ5−Ｏ−ＣＨ2Ｆ）、パーフルオロメト
キシ−１，１，２−トリフルオロエタン（ＣＦ5−Ｏ−
ＣＨ2Ｆ3）、パーフルオロメトキシ−１，２，２−トリ
フルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−ＣＨ2Ｆ3）、シクロ−
１，１，２，２−テトラフルオロプロピルエーテル（cy
clo-Ｃ3Ｈ2Ｆ4−Ｏ−）、シクロ−１，１，３，３−テ
トラフルオロプロピルエーテル（cyclo-Ｃ3Ｈ2Ｆ4−Ｏ
−）、パーフルオロメトキシ−１，１，２，２−テトラ
フルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、シクロ−
１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロピルエーテル
（cyclo-Ｃ3Ｈ5−Ｏ−）、パーフルオロメトキシ−パー
フルオロアセトン（ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ3）、
パーフルオロメトキシ−パーフルオロエタン（ＣＦ3−
Ｏ−Ｃ2Ｈ5）、パーフルオロメトキシ−１，２，２，２
−テトラフルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、パ
ーフルオロメトキシ−２，２，２−トリフルオロエタン
（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2Ｈ2Ｆ3）シクロ−パーフルオロメトキ
シ−パーフルオロアセトン（cyclo-ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−
Ｏ−ＣＦ2−）及び、シクロ−パーフルオロプロピルエ
ーテル（cyclo-Ｃ3Ｆ6−Ｏ）である。
オロエーテル」の語は、以下の内の１つである：トリフ
ルオロメトキシ−パーフルオロメタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ
Ｆ3）、ジフルオロメトキシ−パーフルオロメタン（Ｃ
ＨＦ2−Ｏ−ＣＦ3）、フルオロメトキシ−パーフルオロ
メタン（ＣＨ2Ｆ−Ｏ−ＣＦ3）、ジフルオロメトキシ−
ジフルオロメタン（ＣＨＦ2−Ｏ−ＣＨＦ2）、ジフルオ
ロメトキシ−パーフルオロエタン（ＣＨＦ2−Ｏ−Ｃ2Ｆ
5）ジフルオロメトキシ−１，２，２，２−テトラフル
オロエタン（ＣＨＦ2−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、ジフルオロメ
トキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨ
Ｆ2−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、パーフルオロエトキシ−フルオ
ロメタン（Ｃ2Ｆ5−Ｏ−ＣＨ2Ｆ）、パーフルオロメト
キシ−１，１，２−トリフルオロエタン（ＣＦ5−Ｏ−
ＣＨ2Ｆ3）、パーフルオロメトキシ−１，２，２−トリ
フルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−ＣＨ2Ｆ3）、シクロ−
１，１，２，２−テトラフルオロプロピルエーテル（cy
clo-Ｃ3Ｈ2Ｆ4−Ｏ−）、シクロ−１，１，３，３−テ
トラフルオロプロピルエーテル（cyclo-Ｃ3Ｈ2Ｆ4−Ｏ
−）、パーフルオロメトキシ−１，１，２，２−テトラ
フルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、シクロ−
１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロピルエーテル
（cyclo-Ｃ3Ｈ5−Ｏ−）、パーフルオロメトキシ−パー
フルオロアセトン（ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ3）、
パーフルオロメトキシ−パーフルオロエタン（ＣＦ3−
Ｏ−Ｃ2Ｈ5）、パーフルオロメトキシ−１，２，２，２
−テトラフルオロエタン（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2ＨＦ4）、パ
ーフルオロメトキシ−２，２，２−トリフルオロエタン
（ＣＦ3−Ｏ−Ｃ2Ｈ2Ｆ3）シクロ−パーフルオロメトキ
シ−パーフルオロアセトン（cyclo-ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−
Ｏ−ＣＦ2−）及び、シクロ−パーフルオロプロピルエ
ーテル（cyclo-Ｃ3Ｆ6−Ｏ）である。
【００２１】本明細書で用いられているように、「大気
気体」（atmospheric gas）の語は、以下の内の１つで
ある。窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン
（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、二酸化
炭素（ＣＯ2）、酸素（Ｏ2）、及びヘリウム（Ｈｅ）で
ある。
気体」（atmospheric gas）の語は、以下の内の１つで
ある。窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン
（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、二酸化
炭素（ＣＯ2）、酸素（Ｏ2）、及びヘリウム（Ｈｅ）で
ある。
【００２２】本明細書で用いられているように、「低オ
ゾン減少性」（low-ozone-depleting）の語は、モント
リオール議定書協定（Montreal Protocol convention）
により定義されたオゾン減少ポテンシャルが０．１５未
満であることを意味しており、その協定ではジクロロフ
ルオロメタン（ＣＣｌ2Ｆ2）が１．０のオゾン消費ポテ
ンシャルを有する。
ゾン減少性」（low-ozone-depleting）の語は、モント
リオール議定書協定（Montreal Protocol convention）
により定義されたオゾン減少ポテンシャルが０．１５未
満であることを意味しており、その協定ではジクロロフ
ルオロメタン（ＣＣｌ2Ｆ2）が１．０のオゾン消費ポテ
ンシャルを有する。
【００２３】本発明は、総括的には、規定された非共沸
混合物冷媒の使用を含み、広域な温度範囲（例えば周囲
温度から低温のような）にわたる冷凍を効率的に提供す
るものである。１以上の（好ましくは断熱された）エン
クロージュアに直接的又は間接的に冷凍を提供するよう
に冷凍を採用してもよい。食品又は医薬のような商品を
冷却、即ち冷却及び／又は凍結するために冷凍を用いて
もよい。複雑な真空操作を採用する必要もなく、かかる
冷凍を効果的に採用することができる。
混合物冷媒の使用を含み、広域な温度範囲（例えば周囲
温度から低温のような）にわたる冷凍を効率的に提供す
るものである。１以上の（好ましくは断熱された）エン
クロージュアに直接的又は間接的に冷凍を提供するよう
に冷凍を採用してもよい。食品又は医薬のような商品を
冷却、即ち冷却及び／又は凍結するために冷凍を用いて
もよい。複雑な真空操作を採用する必要もなく、かかる
冷凍を効果的に採用することができる。
【００２４】発明は、食品及び医薬生産物の冷却及び
（又は）凍結に要求される冷凍（例えば、エアメイクア
ップシステム（air make-up systems）、冷凍室貯蔵、
ブラストフリーザー（blast fleezer）、機械式フリー
ザー又は極低温フリーザーを従来採用しているフリーザ
ーの応用）を提供するために用いてもよい。送風室、
（固定式の又はコンベア式の）トンネル、多重層、螺旋
ベルト、流動床、浸漬、板状又は接触式ベルト凍結装置
のような全ての型のフリーザー用の冷凍を提供するため
に本発明を用いてもよい。輸送コンテナ、食品や医薬の
凍結乾燥、ドライアイスの製造、冷媒の過冷、蒸気の液
化、熱エネルギー貯蔵システム及び発電器における超伝
導体、モータ若しくは伝送線の冷却に、本発明をまた用
いてもよい。ドライアイスの製造、貯蔵又は流通に本発
明をまた用いてもよい。
（又は）凍結に要求される冷凍（例えば、エアメイクア
ップシステム（air make-up systems）、冷凍室貯蔵、
ブラストフリーザー（blast fleezer）、機械式フリー
ザー又は極低温フリーザーを従来採用しているフリーザ
ーの応用）を提供するために用いてもよい。送風室、
（固定式の又はコンベア式の）トンネル、多重層、螺旋
ベルト、流動床、浸漬、板状又は接触式ベルト凍結装置
のような全ての型のフリーザー用の冷凍を提供するため
に本発明を用いてもよい。輸送コンテナ、食品や医薬の
凍結乾燥、ドライアイスの製造、冷媒の過冷、蒸気の液
化、熱エネルギー貯蔵システム及び発電器における超伝
導体、モータ若しくは伝送線の冷却に、本発明をまた用
いてもよい。ドライアイスの製造、貯蔵又は流通に本発
明をまた用いてもよい。
【００２５】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体は、
各温度で要求される冷凍を提供するためにフルオロカー
ボン、ヒドロフルオロカーボン及びフルオロエーテルか
らなるグループからの少なくとも１種の成分並びにフル
オロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエー
テル及び大気ガスからなるグループからの少なくとも１
種の成分を含む。冷媒成分の選択は、特定のプロセスに
適用させるための冷媒負荷対温度により依存するであろ
う。適した成分は、標準沸点、潜熱、及び引火性、毒性
並びにオゾン消費ポテンシャルに依存して選択されるで
あろう。
各温度で要求される冷凍を提供するためにフルオロカー
ボン、ヒドロフルオロカーボン及びフルオロエーテルか
らなるグループからの少なくとも１種の成分並びにフル
オロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエー
テル及び大気ガスからなるグループからの少なくとも１
種の成分を含む。冷媒成分の選択は、特定のプロセスに
適用させるための冷媒負荷対温度により依存するであろ
う。適した成分は、標準沸点、潜熱、及び引火性、毒性
並びにオゾン消費ポテンシャルに依存して選択されるで
あろう。
【００２６】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体の好
ましい具体例は、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカ
ーボン及びフルオロエーテルからなるグループからの少
なくとも２種の成分を含む。
ましい具体例は、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカ
ーボン及びフルオロエーテルからなるグループからの少
なくとも２種の成分を含む。
【００２７】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体の別
の好ましい具体例は、フルオロカーボン、ヒドロフルオ
ロカーボン、及びフルオロエーテル及び大気ガスからな
るグループからの少なくとも１種の成分、並びに少なく
とも１種の大気ガスを含む。
の好ましい具体例は、フルオロカーボン、ヒドロフルオ
ロカーボン、及びフルオロエーテル及び大気ガスからな
るグループからの少なくとも１種の成分、並びに少なく
とも１種の大気ガスを含む。
【００２８】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体の別
の好ましい具体例は、少なくとの１種のフルオロエーテ
ル並びにフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、
フルオロエーテル及び大気ガスからなるグループからの
少なくとも１種の成分を含む。
の好ましい具体例は、少なくとの１種のフルオロエーテ
ル並びにフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、
フルオロエーテル及び大気ガスからなるグループからの
少なくとも１種の成分を含む。
【００２９】一つの好ましい具体例においては、多成分
冷媒流体がフルオロカーボンのみからなる。別の好まし
い具体例では、多成分冷媒流体は、フルオロカーボン及
びヒドロフルオロカーボンだけからなる。別の好ましい
具体例においては、多成分冷媒流体がフルオロカーボン
及び大気ガスのみからなる。別の好ましい具体例におい
ては、多成分冷媒流体がフルオロカーボン、ヒドロフル
オロカーボン及びフルオロエーテルのみからなる。別の
好ましい具体例においては、多成分冷媒流体がフルオロ
カーボン、フルオロエーテル及び大気ガスのみからな
る。
冷媒流体がフルオロカーボンのみからなる。別の好まし
い具体例では、多成分冷媒流体は、フルオロカーボン及
びヒドロフルオロカーボンだけからなる。別の好ましい
具体例においては、多成分冷媒流体がフルオロカーボン
及び大気ガスのみからなる。別の好ましい具体例におい
ては、多成分冷媒流体がフルオロカーボン、ヒドロフル
オロカーボン及びフルオロエーテルのみからなる。別の
好ましい具体例においては、多成分冷媒流体がフルオロ
カーボン、フルオロエーテル及び大気ガスのみからな
る。
【００３０】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体の別
の好ましい具体例は、ヒドロクロロフルオロカーボン及
び（又は）ヒドロカーボンのような他の成分を含んでも
よい。多成分冷媒流体は、ヒドロクロロフルオロカーボ
ンを含まないのが好ましい。本発明の別の好ましい具体
例においては、多成分冷媒流体はヒドロカーボンを含ま
ない。多成分冷媒流体が、ヒドロクロロフルオロカーボ
ンもヒドロカーボンも含まないことが最も好ましい。
の好ましい具体例は、ヒドロクロロフルオロカーボン及
び（又は）ヒドロカーボンのような他の成分を含んでも
よい。多成分冷媒流体は、ヒドロクロロフルオロカーボ
ンを含まないのが好ましい。本発明の別の好ましい具体
例においては、多成分冷媒流体はヒドロカーボンを含ま
ない。多成分冷媒流体が、ヒドロクロロフルオロカーボ
ンもヒドロカーボンも含まないことが最も好ましい。
【００３１】多成分冷媒流体が、非毒性、非引火性及び
非オゾン減少性であることが最も好ましい並びに多成分
冷媒流体の各々の成分がフルオロカーボン、ヒドロフル
オロカーボン、フルオロエーテル又は大気ガスのいずれ
かであることが最も好ましい。
非オゾン減少性であることが最も好ましい並びに多成分
冷媒流体の各々の成分がフルオロカーボン、ヒドロフル
オロカーボン、フルオロエーテル又は大気ガスのいずれ
かであることが最も好ましい。
【００３２】本発明は、効率的に周囲温度から低温にす
るのに使用するのに特に有利なものである。表１〜６は
本発明の実施に有用な多成分冷媒流体混合体の好ましい
例を列挙する。表に示した濃度範囲は、モルパーセント
におけるものである。表１〜５に示した例は、１７５Ｋ
〜２５０Ｋの温度範囲で特に有用である。表６で示した
例は、８０〜１７５Ｋの温度範囲で特に有用である。
るのに使用するのに特に有利なものである。表１〜６は
本発明の実施に有用な多成分冷媒流体混合体の好ましい
例を列挙する。表に示した濃度範囲は、モルパーセント
におけるものである。表１〜５に示した例は、１７５Ｋ
〜２５０Ｋの温度範囲で特に有用である。表６で示した
例は、８０〜１７５Ｋの温度範囲で特に有用である。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】
【表６】
【００３９】本発明は、広域な温度範囲（特に低温を含
む）にわたって冷凍を供給するのに特に有用である。本
発明の好ましい具体例では、冷媒混合体の２種以上の成
分の各々が、その冷媒混合物における各々の他の成分の
通常の沸点と少なくなくとも５ケルビン、より好ましく
は１０ケルビン及び最も好ましくは２０ケルビンだけ異
なる標準沸点を有している。このことは、広域な温度範
囲（特に極低温を含む）にわたって冷凍を供給する効率
を高める。本発明の特に好ましい具体例において、多成
分冷媒流体の最高沸点の成分の標準沸点が、多成分冷媒
流体の最低沸点の成分の標準沸点よりも少なくとも５０
Ｋ、好ましくは１００Ｋ、最も好ましくは２００Ｋ高
い。
む）にわたって冷凍を供給するのに特に有用である。本
発明の好ましい具体例では、冷媒混合体の２種以上の成
分の各々が、その冷媒混合物における各々の他の成分の
通常の沸点と少なくなくとも５ケルビン、より好ましく
は１０ケルビン及び最も好ましくは２０ケルビンだけ異
なる標準沸点を有している。このことは、広域な温度範
囲（特に極低温を含む）にわたって冷凍を供給する効率
を高める。本発明の特に好ましい具体例において、多成
分冷媒流体の最高沸点の成分の標準沸点が、多成分冷媒
流体の最低沸点の成分の標準沸点よりも少なくとも５０
Ｋ、好ましくは１００Ｋ、最も好ましくは２００Ｋ高
い。
【００４０】本発明の実施に有用な多成分冷媒流体を構
成する成分及びその濃度は、可変負荷多成分冷媒流体を
形成するようなものであり、本発明の方法の全温度範囲
を通じてそのような可変負荷多成分冷媒流体を維持する
ものであることが好ましい。このことは、そのような広
域な温度範囲にわたり冷凍を発生させて利用することの
できる効率を顕著に高める。成分の規定された好ましい
群は、非毒性、非引火性及び低又は非オゾン減少性であ
る流体混合物を形成するのに用いることができるという
点で更に利点を有する。このことは、典型的には、毒
性、引火性及び（又は）非オゾン減少性である従来の冷
媒に勝る有利な点をもたらす。
成する成分及びその濃度は、可変負荷多成分冷媒流体を
形成するようなものであり、本発明の方法の全温度範囲
を通じてそのような可変負荷多成分冷媒流体を維持する
ものであることが好ましい。このことは、そのような広
域な温度範囲にわたり冷凍を発生させて利用することの
できる効率を顕著に高める。成分の規定された好ましい
群は、非毒性、非引火性及び低又は非オゾン減少性であ
る流体混合物を形成するのに用いることができるという
点で更に利点を有する。このことは、典型的には、毒
性、引火性及び（又は）非オゾン減少性である従来の冷
媒に勝る有利な点をもたらす。
【００４１】非毒性、非引火性及び低又は非オゾン減少
性である本発明の実施において有用な一つの好ましい可
変負荷多成分冷媒流体は、Ｃ5Ｈ12、ＣＨＦ2−Ｃ2Ｈ
Ｆ4、Ｃ 4ＨＦ9、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、Ｃ2Ｆ5−Ｏ−ＣＨ2Ｆ、Ｃ3
ＨＦ7、ＣＨ2Ｆ−Ｏ−ＣＦ3、Ｃ 2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ2−Ｏ
−ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ2ＨＦ5、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ3、Ｃ2Ｆ
6、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ｏ2、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ及びＨｅか
らなる群からの２以上の成分を含む。
性である本発明の実施において有用な一つの好ましい可
変負荷多成分冷媒流体は、Ｃ5Ｈ12、ＣＨＦ2−Ｃ2Ｈ
Ｆ4、Ｃ 4ＨＦ9、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、Ｃ2Ｆ5−Ｏ−ＣＨ2Ｆ、Ｃ3
ＨＦ7、ＣＨ2Ｆ−Ｏ−ＣＦ3、Ｃ 2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ2−Ｏ
−ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ2ＨＦ5、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ3、Ｃ2Ｆ
6、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ｏ2、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ及びＨｅか
らなる群からの２以上の成分を含む。
【００４２】本発明の規定された多成分冷媒流体は、ゼ
オトロピックである。その成分は、関係する全温度範囲
に及ぶ異なる沸点を有し、そのために所望のとても低い
温度（例えば極低温）を、一段階の圧縮だけで真空操作
の必要なく効率的かつ普遍的に達成できる。このこと
は、単一成分又は単一成分（即ち沸点域の狭い共沸混合
物又は共沸混合物に近いもの）のように挙動するよう調
合された２若しくは３種の成分の混合物からなる冷凍を
提供するために用いられる従来の冷媒と対照的である。
オトロピックである。その成分は、関係する全温度範囲
に及ぶ異なる沸点を有し、そのために所望のとても低い
温度（例えば極低温）を、一段階の圧縮だけで真空操作
の必要なく効率的かつ普遍的に達成できる。このこと
は、単一成分又は単一成分（即ち沸点域の狭い共沸混合
物又は共沸混合物に近いもの）のように挙動するよう調
合された２若しくは３種の成分の混合物からなる冷凍を
提供するために用いられる従来の冷媒と対照的である。
【００４３】本発明を採用して冷凍をエンクロージュ
ア、特に断熱容器に提供する。本発明で用いられるその
ような断熱容器は、冷凍装置、冷凍貯蔵コンテナ又は冷
蔵室であることが典型的である。その断熱容器は、周囲
大気に完全に遮断している必要はない。コンテナや凍結
装置への熱の漏れを減ずる任意の断熱手段を、用いてよ
い。ある限定された環境下で、低温処理室のような周囲
よりも低温の施設を断熱していない又は一部のみ断熱し
ているようにしてもよい。
ア、特に断熱容器に提供する。本発明で用いられるその
ような断熱容器は、冷凍装置、冷凍貯蔵コンテナ又は冷
蔵室であることが典型的である。その断熱容器は、周囲
大気に完全に遮断している必要はない。コンテナや凍結
装置への熱の漏れを減ずる任意の断熱手段を、用いてよ
い。ある限定された環境下で、低温処理室のような周囲
よりも低温の施設を断熱していない又は一部のみ断熱し
ているようにしてもよい。
【００４４】
【実施例】本発明のより詳細な記述を、図面を参照して
行う。ここで図１を参照すると、多成分冷媒流体５０
を、コンプレッサー５１に通過させることにより圧縮
し、圧力を３０から１０００絶対ポンドパースクエアイ
ンチ（psia）（２０７から６９００ｋＰａ）の範囲内と
するのが普通であり、１００から６００psia（６９０か
ら４１４０ｋＰａ）とするのが好ましい。その結果生じ
た圧縮多成分冷媒流体５２から該流体５２を、冷却器５
３を通過させることにより圧縮熱を除去して冷却する。
その結果生じた冷却された圧縮多成分冷媒流体５４を、
熱交換器５５に通過させることにより更に冷却しかつ少
なくとも一部、好ましくは完全に凝縮する。その結果生
じた少なくとも一部凝縮した多成分冷媒流体５６を弁５
７を介して膨張させ、圧力を５から１００psia（３４．
５から６９０ｋＰａ）の範囲内とすることが普通であ
り、１５から１００psia（１０３．５から６９０ｋＰ
ａ）の範囲内とすることが好ましい。それにより、ジュ
ールトムソン効果（即ち一定のエンタルピーで圧力を減
ずるために流体の温度を低下させること）により冷凍を
発生する。バルブ５７を介して多成分冷媒流体の膨張が
原因で冷媒のいくらかが気化することもあるかもしれな
い。流れ５２の高圧冷媒及び流れ５８の低圧冷媒に関し
て採用される圧力レベル、並びに冷媒の組成を選択し容
認できるコスト及び効率で所望の温度を達成する。
行う。ここで図１を参照すると、多成分冷媒流体５０
を、コンプレッサー５１に通過させることにより圧縮
し、圧力を３０から１０００絶対ポンドパースクエアイ
ンチ（psia）（２０７から６９００ｋＰａ）の範囲内と
するのが普通であり、１００から６００psia（６９０か
ら４１４０ｋＰａ）とするのが好ましい。その結果生じ
た圧縮多成分冷媒流体５２から該流体５２を、冷却器５
３を通過させることにより圧縮熱を除去して冷却する。
その結果生じた冷却された圧縮多成分冷媒流体５４を、
熱交換器５５に通過させることにより更に冷却しかつ少
なくとも一部、好ましくは完全に凝縮する。その結果生
じた少なくとも一部凝縮した多成分冷媒流体５６を弁５
７を介して膨張させ、圧力を５から１００psia（３４．
５から６９０ｋＰａ）の範囲内とすることが普通であ
り、１５から１００psia（１０３．５から６９０ｋＰ
ａ）の範囲内とすることが好ましい。それにより、ジュ
ールトムソン効果（即ち一定のエンタルピーで圧力を減
ずるために流体の温度を低下させること）により冷凍を
発生する。バルブ５７を介して多成分冷媒流体の膨張が
原因で冷媒のいくらかが気化することもあるかもしれな
い。流れ５２の高圧冷媒及び流れ５８の低圧冷媒に関し
て採用される圧力レベル、並びに冷媒の組成を選択し容
認できるコスト及び効率で所望の温度を達成する。
【００４５】次いで、冷凍を帯びた多成分冷媒流体５８
を、熱交換器５５に通過させることにより加温して気化
する。次いで流れ５０としてコンプレッサー５１を通過
させ、循環が改めて始まる。熱交換器５５で冷凍を帯び
た多成分冷媒流体を加温すること及び気化することは、
上述のように間接熱交換冷媒流体５４により冷却するの
に役立ち、かつ間接熱交換により断熱エンクロージュア
大気流体を冷却するのにも役立つ（これについてはこれ
から記述するつもりである。）。
を、熱交換器５５に通過させることにより加温して気化
する。次いで流れ５０としてコンプレッサー５１を通過
させ、循環が改めて始まる。熱交換器５５で冷凍を帯び
た多成分冷媒流体を加温すること及び気化することは、
上述のように間接熱交換冷媒流体５４により冷却するの
に役立ち、かつ間接熱交換により断熱エンクロージュア
大気流体を冷却するのにも役立つ（これについてはこれ
から記述するつもりである。）。
【００４６】大気流体（これは、空気であるのが典型例
であるが窒素、二酸化炭素、又は任意の他の適当な流体
のような他の流体であってもよい）の一部を、断熱エン
クロージュア５９から流れ６０に引き出し、分離器６１
を通過させて同伴している氷を除去する。分離器６１は
遠心分離器、濾過器又は任意の他の適当な分離手段であ
ってもよい。次いで、氷のない断熱密閉大気流体６２
は、送風機６３を介して流れる。送風機６３は、加圧ガ
ス流れ６４を生じさせる。加圧ガス流れ６４は、圧力が
１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の範囲
内であるのが普通であり、１６から２０psia（１１０か
ら１３８ｋＰａ）であるのが好ましい。次いで、加圧ガ
ス流れ６４は、精製装置２５を通過する。必要ならば、
図１において流れ６８により示されるような追加的な補
給ガスを供給して送風機６９で圧縮し精製装置７１を介
して流れ７０に移行させ、次いで流れ７２として流れ６
４と結合し流れ６５を形成するようにしてもよい。精製
装置２５及び７１は分子ふるい、吸着床又は水分又は二
酸化炭素のような高沸点成分を除去する任意の他の適当
な手段であってもよい。その代わりに冷凍されるべき流
体の全てを流れ６８により得て、エンクロージュア５９
から取り出す流体を再循環しないようにしてもよい。
であるが窒素、二酸化炭素、又は任意の他の適当な流体
のような他の流体であってもよい）の一部を、断熱エン
クロージュア５９から流れ６０に引き出し、分離器６１
を通過させて同伴している氷を除去する。分離器６１は
遠心分離器、濾過器又は任意の他の適当な分離手段であ
ってもよい。次いで、氷のない断熱密閉大気流体６２
は、送風機６３を介して流れる。送風機６３は、加圧ガ
ス流れ６４を生じさせる。加圧ガス流れ６４は、圧力が
１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の範囲
内であるのが普通であり、１６から２０psia（１１０か
ら１３８ｋＰａ）であるのが好ましい。次いで、加圧ガ
ス流れ６４は、精製装置２５を通過する。必要ならば、
図１において流れ６８により示されるような追加的な補
給ガスを供給して送風機６９で圧縮し精製装置７１を介
して流れ７０に移行させ、次いで流れ７２として流れ６
４と結合し流れ６５を形成するようにしてもよい。精製
装置２５及び７１は分子ふるい、吸着床又は水分又は二
酸化炭素のような高沸点成分を除去する任意の他の適当
な手段であってもよい。その代わりに冷凍されるべき流
体の全てを流れ６８により得て、エンクロージュア５９
から取り出す流体を再循環しないようにしてもよい。
【００４７】次いで、流体６５を熱交換器５５を通過さ
せる。熱交換器５５では流体６５が前述した暖まりかつ
気化する多成分冷媒流体との間接的な熱交換により冷却
され、冷凍された断熱エンクロージュア大気流体６６を
生じる。この大気流体６６は、２５０Ｋ未満の温度を有
していることが典型的であり、１００Ｋから２５０Ｋの
範囲内の温度であるのが普通であると思われる。大気又
はプロセス流体の冷却は、流体の一部の又は完全な液
化、例えば液体空気の生成を含んでもよい。次いで、冷
凍された液体６６は、断熱エンクロージュア５９内に移
行する。断熱エンクロージュア５９では、流体６６内の
冷凍を使用する。所望ならば、断熱エンクロージュア５
９に、ファン６７又はエンクロージュア内の冷凍をより
均一に分配するのを補助するための及び冷凍された流体
の伝熱特性を高めるための他の大気循環装置を設けても
よい。
せる。熱交換器５５では流体６５が前述した暖まりかつ
気化する多成分冷媒流体との間接的な熱交換により冷却
され、冷凍された断熱エンクロージュア大気流体６６を
生じる。この大気流体６６は、２５０Ｋ未満の温度を有
していることが典型的であり、１００Ｋから２５０Ｋの
範囲内の温度であるのが普通であると思われる。大気又
はプロセス流体の冷却は、流体の一部の又は完全な液
化、例えば液体空気の生成を含んでもよい。次いで、冷
凍された液体６６は、断熱エンクロージュア５９内に移
行する。断熱エンクロージュア５９では、流体６６内の
冷凍を使用する。所望ならば、断熱エンクロージュア５
９に、ファン６７又はエンクロージュア内の冷凍をより
均一に分配するのを補助するための及び冷凍された流体
の伝熱特性を高めるための他の大気循環装置を設けても
よい。
【００４８】図２は、本発明の別の具体例であって、加
温多成分冷媒流体と冷却断熱エンクロージュア大気流体
との熱交換が断熱容器内で行われるものを例示する。こ
こで図２を参照すると、多成分冷媒流体３０をコンプレ
ッサー３１を通過させることにより一般に圧力３０から
１０００psia（２０７から６９００ｋＰａ）に、好まし
くは１００から６００psia（６９０から４１４０ｋＰ
ａ）に圧縮する。その結果生じた圧縮された多成分冷媒
流体３２から冷却器３３を通過させることにより圧縮熱
を除去して冷却する。その結果生じた冷却された多成分
冷媒流体３４を、熱交換器３５を通過させることにより
更に冷却して少なくとも１部又は好ましくは完全に凝縮
させる。その結果生じた少なくとも１部が凝縮された多
成分冷媒流体３６を、弁３７により膨張させて圧力を５
から１００psia（３４．５から６９０ｋＰａ）、好まし
くは１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の
範囲内にする。それによってジュールトムソン効果によ
り冷凍を生ずる。次いで、冷凍を帯びた多成分冷媒流体
３８は（これは２相流でもよい）、断熱エンクロージュ
ア４０内に移行する。
温多成分冷媒流体と冷却断熱エンクロージュア大気流体
との熱交換が断熱容器内で行われるものを例示する。こ
こで図２を参照すると、多成分冷媒流体３０をコンプレ
ッサー３１を通過させることにより一般に圧力３０から
１０００psia（２０７から６９００ｋＰａ）に、好まし
くは１００から６００psia（６９０から４１４０ｋＰ
ａ）に圧縮する。その結果生じた圧縮された多成分冷媒
流体３２から冷却器３３を通過させることにより圧縮熱
を除去して冷却する。その結果生じた冷却された多成分
冷媒流体３４を、熱交換器３５を通過させることにより
更に冷却して少なくとも１部又は好ましくは完全に凝縮
させる。その結果生じた少なくとも１部が凝縮された多
成分冷媒流体３６を、弁３７により膨張させて圧力を５
から１００psia（３４．５から６９０ｋＰａ）、好まし
くは１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の
範囲内にする。それによってジュールトムソン効果によ
り冷凍を生ずる。次いで、冷凍を帯びた多成分冷媒流体
３８は（これは２相流でもよい）、断熱エンクロージュ
ア４０内に移行する。
【００４９】断熱エンクロージュア４０内における冷凍
を帯びた多成分冷媒流体の通過は、熱交換コイル３９又
は他の適当な熱交換手段を介した通過を含んでいてもよ
い。これら熱交換手段において冷凍を帯びた多成分冷媒
流体を、断熱エンクロージュア大気流体との間接的熱交
換により加温しかつ気化する。所望ならば、冷凍を帯び
た冷媒流体をエンクロージュア中に注入して、断熱エン
クロージュア大気流体との熱交換が、直接熱交換による
ものとしてもよい。次いで、その結果生じた冷凍され断
熱されたエンクロージュア大気流体を、断熱エンクロー
ジュア４０全体にわたって用いる。この際、ファン４２
のような流体の流れを高める手段の補助を用いて、それ
により冷凍を断熱エンクロージュアに供給するのが好ま
しい。その結果生じた加温された多成分冷媒流体４１を
断熱エンクロージュア４０から外に移行し、完全にまだ
気化していない場合には熱交換器３５を通過させて前述
のように流れ３４の間接的な熱交換により冷却の効果を
もたらすことにより更に加温し完全に気化させる。その
結果加温された流体を流れ３０で熱交換器３５から外に
移行させ、コンプレッサー３１に通し、循環が改めて開
始する。
を帯びた多成分冷媒流体の通過は、熱交換コイル３９又
は他の適当な熱交換手段を介した通過を含んでいてもよ
い。これら熱交換手段において冷凍を帯びた多成分冷媒
流体を、断熱エンクロージュア大気流体との間接的熱交
換により加温しかつ気化する。所望ならば、冷凍を帯び
た冷媒流体をエンクロージュア中に注入して、断熱エン
クロージュア大気流体との熱交換が、直接熱交換による
ものとしてもよい。次いで、その結果生じた冷凍され断
熱されたエンクロージュア大気流体を、断熱エンクロー
ジュア４０全体にわたって用いる。この際、ファン４２
のような流体の流れを高める手段の補助を用いて、それ
により冷凍を断熱エンクロージュアに供給するのが好ま
しい。その結果生じた加温された多成分冷媒流体４１を
断熱エンクロージュア４０から外に移行し、完全にまだ
気化していない場合には熱交換器３５を通過させて前述
のように流れ３４の間接的な熱交換により冷却の効果を
もたらすことにより更に加温し完全に気化させる。その
結果加温された流体を流れ３０で熱交換器３５から外に
移行させ、コンプレッサー３１に通し、循環が改めて開
始する。
【００５０】図３は、本発明の別の具体例であって、多
成分冷媒流体を用いて１以上の温度レベルで冷凍を提供
することにより冷凍の異なったレベルを要求する異なっ
た断熱エンクロージュア内又は単一の容器内の異なった
温度レベルで用いることのできる断熱エンクロージュア
大気流体を冷凍に供給することができるものを示してい
る。
成分冷媒流体を用いて１以上の温度レベルで冷凍を提供
することにより冷凍の異なったレベルを要求する異なっ
た断熱エンクロージュア内又は単一の容器内の異なった
温度レベルで用いることのできる断熱エンクロージュア
大気流体を冷凍に供給することができるものを示してい
る。
【００５１】ここで図３を参照すると、多成分冷媒流体
８０をコンプレッサー８１を通過させることにより圧縮
して、３０から６００psia（２０７から４１４０ｋＰ
ａ）の範囲内の圧力にするのが普通である。次いでその
結果生じた圧縮された多成分冷媒流体８２を冷却器８３
を通過させることにより冷却し及び一部凝縮させる。冷
却器８３からの２相多成分冷媒流体を流れ８４で相分離
器８５へ移行させ、相分離器８５で蒸気部分と液体部分
に分離させる。多成分冷媒流体８０は、非共沸液体混合
物であるので、蒸気部分と液体部分との組成は異なる。
液体部分は、多成分冷媒流体８０の最大沸点成分物の全
部を実質的に含み、かつ蒸気部分は、多成分冷媒流体８
０の最低沸点成分物の全部を実質的に含むことが好まし
い。
８０をコンプレッサー８１を通過させることにより圧縮
して、３０から６００psia（２０７から４１４０ｋＰ
ａ）の範囲内の圧力にするのが普通である。次いでその
結果生じた圧縮された多成分冷媒流体８２を冷却器８３
を通過させることにより冷却し及び一部凝縮させる。冷
却器８３からの２相多成分冷媒流体を流れ８４で相分離
器８５へ移行させ、相分離器８５で蒸気部分と液体部分
に分離させる。多成分冷媒流体８０は、非共沸液体混合
物であるので、蒸気部分と液体部分との組成は異なる。
液体部分は、多成分冷媒流体８０の最大沸点成分物の全
部を実質的に含み、かつ蒸気部分は、多成分冷媒流体８
０の最低沸点成分物の全部を実質的に含むことが好まし
い。
【００５２】多成分冷媒流体の液体部分を、相分離器８
５から流れ８７で熱交換器８８を通過させて、過冷す
る。その結果生じた過冷された液体流れ８９を、弁９０
を介して膨張させてジュールトムソン効果により冷凍を
生じさせる。その結果生じた冷凍を帯びた多成分冷媒流
体９１（これは、１５から１００psia（１０４から６９
０ｋＰａ）の範囲内の圧力であるのが普通である。）を
混合装置２０を通過させ、次いで流れ９３で熱交換器８
８を介して断熱エンクロージュア大気流体と間接的に熱
交換を行うことにより加温させ完全に気化させ、次いで
流れ８０でコンプレッサー８１に通して新たに循環させ
る。断熱密閉大気流体を流れ９４で熱交換器８８に移行
させ、その結果生じた冷凍断熱エンクロージュア大気流
体を（これは、２０Ｆから４０Ｆの範囲内にある温度で
あるのが普通である。）、熱交換器８８から断熱エンク
ロージュア（図示しない）へと流れ９５で移行させる。
この断熱エンクロージュア（図示しない）において流れ
９５内の冷凍を提供し用いる。
５から流れ８７で熱交換器８８を通過させて、過冷す
る。その結果生じた過冷された液体流れ８９を、弁９０
を介して膨張させてジュールトムソン効果により冷凍を
生じさせる。その結果生じた冷凍を帯びた多成分冷媒流
体９１（これは、１５から１００psia（１０４から６９
０ｋＰａ）の範囲内の圧力であるのが普通である。）を
混合装置２０を通過させ、次いで流れ９３で熱交換器８
８を介して断熱エンクロージュア大気流体と間接的に熱
交換を行うことにより加温させ完全に気化させ、次いで
流れ８０でコンプレッサー８１に通して新たに循環させ
る。断熱密閉大気流体を流れ９４で熱交換器８８に移行
させ、その結果生じた冷凍断熱エンクロージュア大気流
体を（これは、２０Ｆから４０Ｆの範囲内にある温度で
あるのが普通である。）、熱交換器８８から断熱エンク
ロージュア（図示しない）へと流れ９５で移行させる。
この断熱エンクロージュア（図示しない）において流れ
９５内の冷凍を提供し用いる。
【００５３】多成分冷媒流体の蒸気部を、相分離器８５
から流れ８６で移行させ、熱交換器８８を通過し、熱交
換器８８で流れ９３における加温流体との間接的な熱交
換により冷却し、次いで、流れ９６で中間熱交換器９７
へ移行させて更に冷却し、次いで、流れ１００で熱交換
器９９を通過させ、少なくとも一部を凝縮させる。その
結果生じた多成分流体は、熱交換器９９から流れ１０４
で熱交換器１０５を通過させて、更に冷却し凝縮させ、
次いで、流れ１０８で熱交換器１０７へ移行させ、まだ
完全に凝縮されていなければ、完全に凝縮させ、過冷す
る。
から流れ８６で移行させ、熱交換器８８を通過し、熱交
換器８８で流れ９３における加温流体との間接的な熱交
換により冷却し、次いで、流れ９６で中間熱交換器９７
へ移行させて更に冷却し、次いで、流れ１００で熱交換
器９９を通過させ、少なくとも一部を凝縮させる。その
結果生じた多成分流体は、熱交換器９９から流れ１０４
で熱交換器１０５を通過させて、更に冷却し凝縮させ、
次いで、流れ１０８で熱交換器１０７へ移行させ、まだ
完全に凝縮されていなければ、完全に凝縮させ、過冷す
る。
【００５４】過冷した多成分冷媒液体の流れ１０９を、
弁１１０を介して膨張させジュールトムソン効果により
冷凍を発生させる。その結果生じた冷凍を帯びた多成分
冷媒流体１１１（これは２相流であってもよい）を熱交
換器１０７を介して通過させることにより加温し、好ま
しくは少なくとも一部を気化させ、それによって間接的
な熱交換により前記流れ１０８並びに流れ１１２で熱交
換器１０７に移行する断熱エンクロージュア大気流体を
冷却する働きをする。その結果生じた冷凍された断熱エ
ンクロージュア大気流体は、（これは、−３０Ｆから−
５０Ｆの範囲内の温度であるのが普通である。）熱交換
器１０７から断熱エンクロージュア（図示しない）へ移
行させ、その流れ１１３で断熱エンクロージュアで流れ
１１３内の冷凍を供給し用いる。
弁１１０を介して膨張させジュールトムソン効果により
冷凍を発生させる。その結果生じた冷凍を帯びた多成分
冷媒流体１１１（これは２相流であってもよい）を熱交
換器１０７を介して通過させることにより加温し、好ま
しくは少なくとも一部を気化させ、それによって間接的
な熱交換により前記流れ１０８並びに流れ１１２で熱交
換器１０７に移行する断熱エンクロージュア大気流体を
冷却する働きをする。その結果生じた冷凍された断熱エ
ンクロージュア大気流体は、（これは、−３０Ｆから−
５０Ｆの範囲内の温度であるのが普通である。）熱交換
器１０７から断熱エンクロージュア（図示しない）へ移
行させ、その流れ１１３で断熱エンクロージュアで流れ
１１３内の冷凍を供給し用いる。
【００５５】加温された多成分冷媒流体を、熱交換器１
０７から流れ１０６で熱交換器１０５を通過させ、その
流体をに加温し、熱交換器１０５から流れ１０１で熱交
換器９９へ通過させ、その流体を、前記冷却流れ１００
とのかつ（また）流れ１０２で及び熱交換器９９に通す
断熱エンクロージュア大気流体との間接的な熱交換によ
り更に加温し、好ましくは更に気化させる。その結果生
じた冷凍された断熱エンクロージュア大気流体は、（こ
れは、０Ｆから−２０Ｆの範囲の温度であるのが普通で
ある。）熱交換器９９から流れ１０３で断熱エンクロー
ジュア（図示せず）へ移行する。その断熱エンクロージ
ュアでは、流れ１０３内の冷凍を提供し用いる。この結
果生じた更に加温された多成分冷媒流体は、熱交換器９
９から流れ９８で熱交換器９７を通過させ、次いで流れ
９２として混合器２０に移行させる。混合器２０では、
流れ９２を流れ９１と混合させて流れ９３を形成して更
に前述した通りに処理加工する。
０７から流れ１０６で熱交換器１０５を通過させ、その
流体をに加温し、熱交換器１０５から流れ１０１で熱交
換器９９へ通過させ、その流体を、前記冷却流れ１００
とのかつ（また）流れ１０２で及び熱交換器９９に通す
断熱エンクロージュア大気流体との間接的な熱交換によ
り更に加温し、好ましくは更に気化させる。その結果生
じた冷凍された断熱エンクロージュア大気流体は、（こ
れは、０Ｆから−２０Ｆの範囲の温度であるのが普通で
ある。）熱交換器９９から流れ１０３で断熱エンクロー
ジュア（図示せず）へ移行する。その断熱エンクロージ
ュアでは、流れ１０３内の冷凍を提供し用いる。この結
果生じた更に加温された多成分冷媒流体は、熱交換器９
９から流れ９８で熱交換器９７を通過させ、次いで流れ
９２として混合器２０に移行させる。混合器２０では、
流れ９２を流れ９１と混合させて流れ９３を形成して更
に前述した通りに処理加工する。
【００５６】図４は、本発明の別の具体例であって、多
成分冷媒流体を用いて１以上の温度レベルにおいて冷凍
を供給し、こうして１以上の断熱エンクロージュアに冷
凍を供給することのできるものを示している。図４にお
いて示された発明の具体例は、多成分冷媒流体の１以上
の相分離を採用している。
成分冷媒流体を用いて１以上の温度レベルにおいて冷凍
を供給し、こうして１以上の断熱エンクロージュアに冷
凍を供給することのできるものを示している。図４にお
いて示された発明の具体例は、多成分冷媒流体の１以上
の相分離を採用している。
【００５７】ここで図４を参照すると、多成分冷媒流体
２００をコンプレッサー２０１を通過させることにより
圧縮して一般に３０から３００psia（２０７から２０７
０ｋＰａ）の範囲内の圧力にする。次いで、その結果生
じた圧縮された多成分冷媒流体２０２から冷却器２０３
を通過させることにより冷却して圧縮熱を除去する。そ
の結果生じた多成分冷媒流体２０４をコンプレッサー２
０５に通過させることにより更に圧縮して一般に６０か
ら６００psia（４１４から４１４０ｋＰａ）の範囲内の
圧力とする。その結果生じた圧縮された多成分冷媒流体
２０６を、冷却器２０７を通過させることにより冷却し
かつ一部凝縮させる。冷却器２０７からの２相多成分冷
媒流体を流れ２０８で相分離器２０９へ移行させて、相
分離器２０９で蒸気部分と液体部分とに分離する。多成
分冷媒流体２００は非共沸混合物であるので、これらの
蒸気部分と液体部分との組成は異なる。液体部分が多成
分冷媒流体２００の最高沸点成分の全てを実質的に含
み、かつ気体部分が多成分冷媒流体２００の最低沸点成
分の全てを実質的に含むことが好ましい。
２００をコンプレッサー２０１を通過させることにより
圧縮して一般に３０から３００psia（２０７から２０７
０ｋＰａ）の範囲内の圧力にする。次いで、その結果生
じた圧縮された多成分冷媒流体２０２から冷却器２０３
を通過させることにより冷却して圧縮熱を除去する。そ
の結果生じた多成分冷媒流体２０４をコンプレッサー２
０５に通過させることにより更に圧縮して一般に６０か
ら６００psia（４１４から４１４０ｋＰａ）の範囲内の
圧力とする。その結果生じた圧縮された多成分冷媒流体
２０６を、冷却器２０７を通過させることにより冷却し
かつ一部凝縮させる。冷却器２０７からの２相多成分冷
媒流体を流れ２０８で相分離器２０９へ移行させて、相
分離器２０９で蒸気部分と液体部分とに分離する。多成
分冷媒流体２００は非共沸混合物であるので、これらの
蒸気部分と液体部分との組成は異なる。液体部分が多成
分冷媒流体２００の最高沸点成分の全てを実質的に含
み、かつ気体部分が多成分冷媒流体２００の最低沸点成
分の全てを実質的に含むことが好ましい。
【００５８】多成分冷媒流体の液体部分を、相分離器２
０９から流れ２１１で熱交換器２１２を通過させ、過冷
する。その結果として生ずる過冷液体流れ２１３を、弁
２１４を介して膨張させてジュールトムソン効果により
冷凍を生じさせる。その結果として生ずる冷凍を帯びた
多成分冷媒流体２１５（これは、１５から１００psia
（１０４から６９００ｋＰａ）の範囲内の圧力であるの
が普通である。）を、混合装置２１を通過させて、次い
で流れ２１７で熱交換器２１２を通過させて断熱エンク
ロージュア大気流体と間接的に熱交換させることにより
加温しかつ完全に蒸発させ、次いで新たな循環のために
熱交換器２００でコンプレッサー２０１へ移行させる。
断熱エンクロージュア大気流体を流れ２１８で熱交換器
２１２に通す。その結果生じた冷凍された断熱エンクロ
ージュア大気流体（これは、３０Ｆから６０Ｆまでの範
囲内の温度であるのが普通である。）を、熱交換器２１
２から流れ２１９で断熱エンクロージュア（図示せず）
に移行させ、断熱エンクロージュア内で流れ２１９内の
冷凍を供給し用いる。
０９から流れ２１１で熱交換器２１２を通過させ、過冷
する。その結果として生ずる過冷液体流れ２１３を、弁
２１４を介して膨張させてジュールトムソン効果により
冷凍を生じさせる。その結果として生ずる冷凍を帯びた
多成分冷媒流体２１５（これは、１５から１００psia
（１０４から６９００ｋＰａ）の範囲内の圧力であるの
が普通である。）を、混合装置２１を通過させて、次い
で流れ２１７で熱交換器２１２を通過させて断熱エンク
ロージュア大気流体と間接的に熱交換させることにより
加温しかつ完全に蒸発させ、次いで新たな循環のために
熱交換器２００でコンプレッサー２０１へ移行させる。
断熱エンクロージュア大気流体を流れ２１８で熱交換器
２１２に通す。その結果生じた冷凍された断熱エンクロ
ージュア大気流体（これは、３０Ｆから６０Ｆまでの範
囲内の温度であるのが普通である。）を、熱交換器２１
２から流れ２１９で断熱エンクロージュア（図示せず）
に移行させ、断熱エンクロージュア内で流れ２１９内の
冷凍を供給し用いる。
【００５９】多成分冷媒流体の蒸気部分を、相分離器２
０９から流れ２１０で熱交換器２１２を通過させ、熱交
換器２１２において流れ２１７の加温流体との間接的熱
交換により冷却し、次いで流れ２２０で中間熱交換器２
２１に移行させ更に冷却させる。熱交換器２１２及び２
２１における冷却工程の一方又は両方において、多成分
冷媒流体の一部を凝縮させ、それで熱交換器２２１から
の多成分冷媒流体２２３が２相流となる。流れ２２３を
相分離器２２４に通過して、蒸気部分及び液体部分とに
分離する。
０９から流れ２１０で熱交換器２１２を通過させ、熱交
換器２１２において流れ２１７の加温流体との間接的熱
交換により冷却し、次いで流れ２２０で中間熱交換器２
２１に移行させ更に冷却させる。熱交換器２１２及び２
２１における冷却工程の一方又は両方において、多成分
冷媒流体の一部を凝縮させ、それで熱交換器２２１から
の多成分冷媒流体２２３が２相流となる。流れ２２３を
相分離器２２４に通過して、蒸気部分及び液体部分とに
分離する。
【００６０】相分離器２２４からの液体部分を、流れ２
２６で熱交換器２２７を通過させて過冷却する。その結
果生じる液体流れ２２８を、弁２２９を介して膨張させ
てジュールトムソン効果により冷凍を発生させる。その
結果生ずる冷凍を帯びた多成分冷媒流体２３０（これは
１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の範囲
内の圧力であるのが普通である。）は、混合装置２２を
通過し、次いで流れ２３２で熱交換器２２７を通過して
断熱エンクロージュア大気流体との間接的熱交換により
加温され蒸発する。断熱エンクロージュア大気流体は、
流れ２２３で熱交換器２２７に通る。その結果生じた冷
凍された断熱エンクロージュア大気流体は、（−７０Ｆ
から−１１０Ｆの範囲内の温度であるのが普通であ
る。）熱交換器２２７から流れ２３４でエンクロージュ
ア（図示しない）へ移行して、流れ２３４内の冷凍を供
給し用いる。熱交換器２２７からの加温された多成分冷
媒流体を、流れ２２２で熱交換器２２１を通過させて冷
却流れ２２０との間接的な熱交換により加温し、そこか
ら流れ２１６で混合器２１へ通し、流れ２１５と混合し
流れ２１７を形成して更に前述のように処理を行う。
２６で熱交換器２２７を通過させて過冷却する。その結
果生じる液体流れ２２８を、弁２２９を介して膨張させ
てジュールトムソン効果により冷凍を発生させる。その
結果生ずる冷凍を帯びた多成分冷媒流体２３０（これは
１５から１００psia（１０４から６９０ｋＰａ）の範囲
内の圧力であるのが普通である。）は、混合装置２２を
通過し、次いで流れ２３２で熱交換器２２７を通過して
断熱エンクロージュア大気流体との間接的熱交換により
加温され蒸発する。断熱エンクロージュア大気流体は、
流れ２２３で熱交換器２２７に通る。その結果生じた冷
凍された断熱エンクロージュア大気流体は、（−７０Ｆ
から−１１０Ｆの範囲内の温度であるのが普通であ
る。）熱交換器２２７から流れ２３４でエンクロージュ
ア（図示しない）へ移行して、流れ２３４内の冷凍を供
給し用いる。熱交換器２２７からの加温された多成分冷
媒流体を、流れ２２２で熱交換器２２１を通過させて冷
却流れ２２０との間接的な熱交換により加温し、そこか
ら流れ２１６で混合器２１へ通し、流れ２１５と混合し
流れ２１７を形成して更に前述のように処理を行う。
【００６１】相分離器２２４からの蒸発部分は、相分離
２２４から流れ２２５で相分離器２２４から熱交換器２
２７を通過させて流れ２３２の加温液体と間接的に熱交
換することにより冷却し、次いで流れ２３５で熱交換器
２３６へ移行して更に冷却する。熱交換器２２７及び２
３６により冷却する過程で、この蒸気部分を凝縮させ、
それで熱交換器２３６からの多成分冷媒流体２３８は液
体流れになる。流れ２３８を、熱交換器２３９を通過さ
せることにより過冷する。その結果生じた過冷された液
体流れ２４０をバルブ２４１により膨張させてジュール
トムソン効果により冷凍を発生させ、生じた冷凍を帯び
た多成分冷媒流体２４２（これは、２相流であってもよ
い。）を、熱交換器２３９を通過させることにより加温
して、好ましくは少なくとも一部を蒸発させ、それによ
り、間接的な熱交換により流れ２４３で熱交換器２３９
に通す断熱エンクロージュア大気流体と同様に、前述の
過冷流れ２３８を冷却する役割を果たす。その結果生じ
る冷凍された断熱エンクロージュア大気流体（これは、
−１５０Ｆから−３３０Ｆの範囲内の温度であるのが普
通である。）は、熱交換器２３９から流れ２４４で断熱
密閉空間（図示しない）へ移行させ、そこで流れ２４４
内の冷凍を供給し及び用いる。
２２４から流れ２２５で相分離器２２４から熱交換器２
２７を通過させて流れ２３２の加温液体と間接的に熱交
換することにより冷却し、次いで流れ２３５で熱交換器
２３６へ移行して更に冷却する。熱交換器２２７及び２
３６により冷却する過程で、この蒸気部分を凝縮させ、
それで熱交換器２３６からの多成分冷媒流体２３８は液
体流れになる。流れ２３８を、熱交換器２３９を通過さ
せることにより過冷する。その結果生じた過冷された液
体流れ２４０をバルブ２４１により膨張させてジュール
トムソン効果により冷凍を発生させ、生じた冷凍を帯び
た多成分冷媒流体２４２（これは、２相流であってもよ
い。）を、熱交換器２３９を通過させることにより加温
して、好ましくは少なくとも一部を蒸発させ、それによ
り、間接的な熱交換により流れ２４３で熱交換器２３９
に通す断熱エンクロージュア大気流体と同様に、前述の
過冷流れ２３８を冷却する役割を果たす。その結果生じ
る冷凍された断熱エンクロージュア大気流体（これは、
−１５０Ｆから−３３０Ｆの範囲内の温度であるのが普
通である。）は、熱交換器２３９から流れ２４４で断熱
密閉空間（図示しない）へ移行させ、そこで流れ２４４
内の冷凍を供給し及び用いる。
【００６２】加温された多成分冷媒流体は、熱交換器２
３９から流れ２３７で熱交換器２３６を通過し、ここで
更に加温されてそこから流れ２３１で混合器２２へ移行
させる。混合器２２でその流れ２３１を流れ２３０と混
合して流れ２３２を形成し、前述のように更に処理を行
う。
３９から流れ２３７で熱交換器２３６を通過し、ここで
更に加温されてそこから流れ２３１で混合器２２へ移行
させる。混合器２２でその流れ２３１を流れ２３０と混
合して流れ２３２を形成し、前述のように更に処理を行
う。
【００６３】本発明の更なる具体例において、冷凍サイ
クルからの廃熱を、冷凍を用いる同一又は異なった設備
に熱を供給するのに用いてもよい。例えば、図４に示さ
れた具体例の冷却器２０３及び２０７で廃棄された熱
を、ボイラー供給水を加熱するのに用いてもよい。
クルからの廃熱を、冷凍を用いる同一又は異なった設備
に熱を供給するのに用いてもよい。例えば、図４に示さ
れた具体例の冷却器２０３及び２０７で廃棄された熱
を、ボイラー供給水を加熱するのに用いてもよい。
【００６４】図５は、本発明の別の実施例であって単一
の多成分冷媒流体システムを用いた複数のエンクロージ
ュアを採用するものを示す。ここで、図５を参照する
と、多成分冷媒流体３１０をコンプレッサー３１１に通
過させることにより圧縮する。その結果生じた圧縮され
た多成分冷媒流体３１２から後置冷却器３１３において
冷却し圧縮熱を除去して流体３１４を生成する。次い
で、流れ３１４での多成分冷媒流体を、熱交換器３０１
を通過させることにより冷却する。その結果生じた冷却
された多成分冷媒流体３１５を熱交換器３０２に通すこ
とにより更に冷却して、更に冷却された多成分冷媒流体
３１６を生成する。多成分冷媒流体３１６は弁３１７を
介することによりジュールトムソン膨張を受ける。その
結果生じた冷凍を帯びた冷凍多成分冷媒流体３１８を、
熱交換器３０２を通すことにより加温して間接的な熱交
換によって前述の流れ３１５を更に冷却する効果をもた
らす。これは、更に以下に述べるつもりである流れ３３
２の冷却と同様である。その結果生じた加温された多成
分冷媒流体流れ３１９を、熱交換器３０１に通すことに
より更に加温し、間接的な熱交換により流れ３１４の前
記冷却をもたらす。これは、更に以下に述べるつもりで
ある流れ３３２の冷却と同様である。その結果生じた更
に加温された多成分冷媒流体は、熱交換器３０２から流
れ３１０としてコンプレッサー３１１に通す。かくてそ
のサイクルは、新たに開始される。
の多成分冷媒流体システムを用いた複数のエンクロージ
ュアを採用するものを示す。ここで、図５を参照する
と、多成分冷媒流体３１０をコンプレッサー３１１に通
過させることにより圧縮する。その結果生じた圧縮され
た多成分冷媒流体３１２から後置冷却器３１３において
冷却し圧縮熱を除去して流体３１４を生成する。次い
で、流れ３１４での多成分冷媒流体を、熱交換器３０１
を通過させることにより冷却する。その結果生じた冷却
された多成分冷媒流体３１５を熱交換器３０２に通すこ
とにより更に冷却して、更に冷却された多成分冷媒流体
３１６を生成する。多成分冷媒流体３１６は弁３１７を
介することによりジュールトムソン膨張を受ける。その
結果生じた冷凍を帯びた冷凍多成分冷媒流体３１８を、
熱交換器３０２を通すことにより加温して間接的な熱交
換によって前述の流れ３１５を更に冷却する効果をもた
らす。これは、更に以下に述べるつもりである流れ３３
２の冷却と同様である。その結果生じた加温された多成
分冷媒流体流れ３１９を、熱交換器３０１に通すことに
より更に加温し、間接的な熱交換により流れ３１４の前
記冷却をもたらす。これは、更に以下に述べるつもりで
ある流れ３３２の冷却と同様である。その結果生じた更
に加温された多成分冷媒流体は、熱交換器３０２から流
れ３１０としてコンプレッサー３１１に通す。かくてそ
のサイクルは、新たに開始される。
【００６５】エンクロージュア３０３からの大気流体を
流れ３２０で送風機３２１へ通し、そこから流れ３２２
として熱交換器３０１に通して、前述の更に加温された
冷凍を帯びた多成分冷媒流体と間接的に熱交換すること
により冷却する。その結果生じた冷却された流体流れ３
２３をエンクロージュア３０３中に戻す。そこで多成分
冷媒流体により生じた冷凍を使用する。エンクロージュ
ア３０５からの大気流体を流れ３３０で送風機３３１に
通し、そこから流れ３３２として熱交換器３０２を通過
させる。それを、前述の冷凍を帯びた加温多成分冷媒流
体との間接的熱交換により冷却する。その結果生じた冷
凍された流体流れ３３３をエンクロージュア３０５に戻
し、多成分冷媒流体により生じた冷凍を用いる。
流れ３２０で送風機３２１へ通し、そこから流れ３２２
として熱交換器３０１に通して、前述の更に加温された
冷凍を帯びた多成分冷媒流体と間接的に熱交換すること
により冷却する。その結果生じた冷却された流体流れ３
２３をエンクロージュア３０３中に戻す。そこで多成分
冷媒流体により生じた冷凍を使用する。エンクロージュ
ア３０５からの大気流体を流れ３３０で送風機３３１に
通し、そこから流れ３３２として熱交換器３０２を通過
させる。それを、前述の冷凍を帯びた加温多成分冷媒流
体との間接的熱交換により冷却する。その結果生じた冷
凍された流体流れ３３３をエンクロージュア３０５に戻
し、多成分冷媒流体により生じた冷凍を用いる。
【００６６】図に記載された多成分冷媒流れ回路は、閉
ループで単一流れサイクルであるが、種々の他の流れ回
路をいくらかの応用のために利用するようにしてもよ
い。すなわち、冷媒流れ回路は、液体の再循環（即ち、
冷媒流体を相分離し、液体は分離した蒸気を再度加温し
かつ更に冷却すること）を含むことができよう。そのよ
うな内部液体の再循環は、冷媒混合プロセスの融通性を
提供するのに役立ち、液体の凍結の問題を避けることが
できる。また、要求される極低温又はエンクロージュア
が複数のようないくつかの場合については、冷媒系につ
いて複数の流体循環路を利用することが望ましいかもし
れない。各々の場合について、各々の分離循環路が、所
定の温度範囲にわたって冷凍を提供し、かつ組み合わせ
た循環路が、全体の温度範囲にわたって効率的な冷凍を
提供する。
ループで単一流れサイクルであるが、種々の他の流れ回
路をいくらかの応用のために利用するようにしてもよ
い。すなわち、冷媒流れ回路は、液体の再循環（即ち、
冷媒流体を相分離し、液体は分離した蒸気を再度加温し
かつ更に冷却すること）を含むことができよう。そのよ
うな内部液体の再循環は、冷媒混合プロセスの融通性を
提供するのに役立ち、液体の凍結の問題を避けることが
できる。また、要求される極低温又はエンクロージュア
が複数のようないくつかの場合については、冷媒系につ
いて複数の流体循環路を利用することが望ましいかもし
れない。各々の場合について、各々の分離循環路が、所
定の温度範囲にわたって冷凍を提供し、かつ組み合わせ
た循環路が、全体の温度範囲にわたって効率的な冷凍を
提供する。
【００６７】この発明を使用することにより、冷凍を断
熱エンクロージュア、特に冷凍をより幅広い温度範囲
（例えば、室温から極低温）にわたって要求するエンク
ロージュアに効率的に提供することができる。本発明
は、所定の好ましい具体例によって詳細に記載されてい
るが、当該技術における熟練者は、本特許請求の範囲の
精神及び範囲内の発明の他の具体例があることを認識す
るものと思われる。
熱エンクロージュア、特に冷凍をより幅広い温度範囲
（例えば、室温から極低温）にわたって要求するエンク
ロージュアに効率的に提供することができる。本発明
は、所定の好ましい具体例によって詳細に記載されてい
るが、当該技術における熟練者は、本特許請求の範囲の
精神及び範囲内の発明の他の具体例があることを認識す
るものと思われる。
【図１】本発明の多成分成分冷媒冷凍システムの好まし
い具体例の模式的流れ図である。
い具体例の模式的流れ図である。
【図２】本発明の多成分成分冷媒冷凍システムの別の好
ましい具体例の模式的流れ図である。
ましい具体例の模式的流れ図である。
【図３】複数のレベルの冷凍が提供される本発明の別の
好ましい具体例の模式的流れ図である。
好ましい具体例の模式的流れ図である。
【図４】複数のレベルの冷凍が提供されしかも分離が一
相以上の本発明の別の好ましい具体例の模式的流れ図で
ある。
相以上の本発明の別の好ましい具体例の模式的流れ図で
ある。
【図５】複数のエンクロージュアを用いた本発明の別の
好ましい具体例の模式的流れ図である。
好ましい具体例の模式的流れ図である。
５１ コンプレッサー ５３ 冷却器 ５５ 熱交換器 ５７ 弁 ５９ 断熱エンクロージュア ３１ コンプレッサー ３３ 冷却器 ３５ 熱交換器 ３７ 弁 ４０ 断熱エンクロージュア ８５ 相分離器 ８８，９７，９９，１０５，１０７ 熱交換器 ２０９，２２４ 相分離器 ２１２，２２１，２２４，２２７，２３６，２３９ 熱
交換器 ３０１、３０２ 熱交換器 ３１３ 後置冷却器 ３０３，３０５ エンクロージュア
交換器 ３０１、３０２ 熱交換器 ３１３ 後置冷却器 ３０３，３０５ エンクロージュア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲアリー・ディー・ラング アメリカ合衆国イリノイ州ネイパビル、ウ ッドホール・コート24365 (72)発明者 アラン・アチャルヤ アメリカ合衆国ニューヨーク州イースト・ アマスト、トワイライト・レイン85 (72)発明者 ジョン・ヘンリー・ロイアル アメリカ合衆国ニューヨーク州グランド・ アイランド、セトラーズ・ロウ102 (72)発明者 モハマッド・アブドュルアジズ・ラシャド アメリカ合衆国ニューヨーク州バッファロ ー、ナンバーエイ９、ウエスト・フェリ ー・ストリート703
Claims (10)
- 【請求項１】 （Ａ）フルオロカーボン、ヒドロフル
オロカーボン及びフルオロエーテルからなる群からの少
なくとも１つの成分並びにフルオロカーボン、ヒドロフ
ルオロカーボン、フルオロエーテル及び大気ガスからな
る群からの少なくとも１つの成分を含む多成分冷媒流体
を圧縮すること、 （Ｂ）圧縮された多成分冷媒流体を冷却し、かつ少なく
とも一部を凝縮すること、 （Ｃ）少なくとも一部が凝縮された多成分冷媒流体を膨
張させて、冷凍を発生させること、及び （Ｄ）冷凍を帯びた多成分冷媒流体を加温し、少なくと
も一部を蒸発させ、エンクロージュア内での多成分冷媒
流体からの冷凍を使用することを含む冷凍を提供する方
法。 - 【請求項２】 前記冷凍が、食品を冷却又は冷蔵するた
めに用いられる請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記冷凍が、医薬を冷却又は冷蔵するた
めに用いられる請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記エンクロージュアが断熱容器であ
り、冷凍を帯びた多成分冷媒流体を加温しかつ少なくと
も一部気化することが断熱エンクロージュア大気流体と
熱交換して冷凍された断熱エンクロージュア大気流体を
生成することによるものであり、また冷凍された断熱エ
ンクロージュア大気流体を断熱エンクロージュア内に用
いて、冷凍を断熱エンクロージュアに提供すること
（Ｅ）を含む請求項１の方法。 - 【請求項５】 工程（Ｂ）における多成分冷媒流体の冷
却が、多成分冷媒流体を一部凝縮して、その結果生じた
液体が用いられて工程（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）を実行
し；更にその結果生じた蒸気を冷却して冷却された流体
を生成すること、冷却された流体を膨張させて冷凍を発
生させること、その結果生じた冷凍を保有する流体を加
温して断熱容器中で用いる冷凍流体を生成すること
（Ｆ）を更に含む請求項４の方法。 - 【請求項６】 工程（Ｂ）における多成分冷媒流体の冷
却が、多成分冷媒流体を一部凝縮して、その結果生じた
液体が用いられて工程（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）を実行
し；更に、その結果生じた蒸気を一部凝縮して液体流体
及び気体流体を生成すること、液体流体を膨張させて冷
凍を発生させること、その結果生じた冷凍を保有する流
体を加温して断熱エンクロージュア中で用いる冷凍流体
を生成すること（Ｇ）；及び少なくとも一部蒸気流体を
凝縮して少なくとも一部凝縮した流体を膨張して冷凍を
発生させること及びその結果生じた冷凍を保有する流体
を加温して断熱容器中で用いる冷凍流体を生成すること
（Ｈ）を含む請求項４の方法。 - 【請求項７】 多成分冷媒流体の最高沸点成分の標準沸
点が、多成分冷媒流体の最低沸点成分の標準沸点よりも
少なくとも５０ケルビン高いものである請求項１の方
法。 - 【請求項８】 多成分冷媒流体が、フルオロカーボン、
ヒドロフルオロカーボン及びフルオロエーテルからなる
群からの少なくとも２種の成分を含む請求項１の方法。 - 【請求項９】 多成分冷媒流体が、フルオロカーボン、
ヒドロフルオロカーボン及びフルオロエーテルからなる
群からの少なくとも１種の成分並びに少なくとも１種の
大気ガスを含む請求項１の方法。 - 【請求項１０】 多成分冷媒流体が、少なくとも１種の
フルオロエーテルを並びにフルオロカーボン、ヒドロフ
ルオロカーボン、フルオロエーテル及び大気ガスからな
る群からの少なくとも１種の成分を含む請求項１の方
法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/222812 | 1998-12-30 | ||
| US09/222,812 US6176102B1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Method for providing refrigeration |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205676A true JP2000205676A (ja) | 2000-07-28 |
| JP3730827B2 JP3730827B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=22833799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37405699A Expired - Lifetime JP3730827B2 (ja) | 1998-12-30 | 1999-12-28 | 冷凍を提供する方法 |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6176102B1 (ja) |
| EP (1) | EP1016836B1 (ja) |
| JP (1) | JP3730827B2 (ja) |
| KR (1) | KR100467873B1 (ja) |
| CN (1) | CN1179169C (ja) |
| AR (1) | AR022038A1 (ja) |
| AT (1) | ATE281636T1 (ja) |
| AU (1) | AU753834B2 (ja) |
| BR (1) | BR9905993A (ja) |
| CA (1) | CA2293153C (ja) |
| DE (1) | DE69921593T2 (ja) |
| DK (1) | DK1016836T3 (ja) |
| HU (1) | HUP9904702A3 (ja) |
| ID (1) | ID24509A (ja) |
| IL (1) | IL133775A (ja) |
| NO (1) | NO996510L (ja) |
| PL (1) | PL337494A1 (ja) |
| RU (1) | RU2189544C2 (ja) |
| TR (1) | TR199903275A2 (ja) |
| ZA (1) | ZA997866B (ja) |
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