JP2002054853A - 多成分冷却材を使用する食品冷凍法 - Google Patents
多成分冷却材を使用する食品冷凍法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い温度レベルでの冷却を必要に応じて有効
裡に提供するために使用することのできる熱交換器或い
は絶縁エンクロージャの如きに、冷却を提供するための
方法を提供することである。 【解決手段】 凝縮された多成分冷却流体が弁57を通
過して加圧されて、ジュール−トムソン効果による冷却
を発生する、弁を通過して減圧された流れ58が熱交換
器55を通過して加温され且つ気化された後、圧縮器5
1に入り、新たなサイクルを開始する。熱交換器55内
での減圧された多成分冷却流体の流れ58の加温及び気
化による間接熱交換により、冷却された多成分冷却流体
の流れ54が更に冷却され、絶縁エンクロージャ雰囲気
流体をも間接熱交換により冷却する。
裡に提供するために使用することのできる熱交換器或い
は絶縁エンクロージャの如きに、冷却を提供するための
方法を提供することである。 【解決手段】 凝縮された多成分冷却流体が弁57を通
過して加圧されて、ジュール−トムソン効果による冷却
を発生する、弁を通過して減圧された流れ58が熱交換
器55を通過して加温され且つ気化された後、圧縮器5
1に入り、新たなサイクルを開始する。熱交換器55内
での減圧された多成分冷却流体の流れ58の加温及び気
化による間接熱交換により、冷却された多成分冷却流体
の流れ54が更に冷却され、絶縁エンクロージャ雰囲気
流体をも間接熱交換により冷却する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に冷却システム
に関し、詳しくは、食品冷凍のために使用され得るよう
な絶縁エンクロージャに冷却を提供するために有益な冷
却システムに関する。
に関し、詳しくは、食品冷凍のために使用され得るよう
な絶縁エンクロージャに冷却を提供するために有益な冷
却システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、食品或いは医薬品を冷却して冷
却及び又は冷凍するためには、代表的には、アンモニア
或いはフロンの様な冷媒を蒸気加圧サイクルで用いる機
械的冷却システムが使用される。そうした機械的冷却シ
ステムは比較的高い温度レベルでの冷却を提供するため
には有効であるが、低い温度レベルでの冷却を有効に達
成するには、資本及び運転の両コストを共に増大する真
空操作及び又はカスケージングが一般に必要となる。低
い温度レベルでもっと有効に冷却を提供するための1つ
の方法は、消費型の極低温液体、例えば液体窒素を機械
的冷却システムとは別に或いは組み合わせて使用して必
要な冷却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、有効ではあるが、極低温液体をその損失
に伴い継続的に交換する必要があることからコスト高な
ものとなる。
却及び又は冷凍するためには、代表的には、アンモニア
或いはフロンの様な冷媒を蒸気加圧サイクルで用いる機
械的冷却システムが使用される。そうした機械的冷却シ
ステムは比較的高い温度レベルでの冷却を提供するため
には有効であるが、低い温度レベルでの冷却を有効に達
成するには、資本及び運転の両コストを共に増大する真
空操作及び又はカスケージングが一般に必要となる。低
い温度レベルでもっと有効に冷却を提供するための1つ
の方法は、消費型の極低温液体、例えば液体窒素を機械
的冷却システムとは別に或いは組み合わせて使用して必
要な冷却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、有効ではあるが、極低温液体をその損失
に伴い継続的に交換する必要があることからコスト高な
ものとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、解決しようと
する課題は、熱交換器或いは絶縁エンクロージャの如き
に、低い温度レベルでの冷却を必要に応じて有効裡に提
供するための方法を提供することである。
する課題は、熱交換器或いは絶縁エンクロージャの如き
に、低い温度レベルでの冷却を必要に応じて有効裡に提
供するための方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、冷却を
提供するための方法であって、(A)少なくとも1つの
炭化水素と、炭化水素、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、大気ガスから成る群
からの少なくとも1つの成分とを含む多成分冷却流体を
加圧し、(B)加圧した多成分冷却流体を冷却し且つ少
なくとも部分的に凝縮させ、(C)凝縮した多成分冷却
流体を少なくとも部分的に膨張させて冷却を発生させ、
(D)冷却された多成分冷却流体を加温して少なくとも
部分的に気化させてエンクロージャ内で多成分冷却流体
からの冷却を使用すること、を含む冷却を提供するため
の方法が提供される。ここで、“非毒性の”とは、受容
され得る露出限界に従い取り扱われた場合に急性或いは
慢性の危険性がないことを意味し、“不燃性の”とは、
発火点を持たないかあるいは、発火点が少なくとも約3
26.8℃(600°K)と非常に高いことを意味し、
“非オゾン層破壊性の”とは、オゾン層を破壊させる恐
れがない、即ち、塩素原子、ホウ素原子或いはヨウ素原
子を持たないことを意味し、“通常沸点”とは、標準の
1気圧下、即ち、絶対値での約0.101329MPa
(14.696psi)での沸騰温度を意味し、“間接
熱交換”とは、流体を、流体相互を物理的に接触させる
或いは相互混合させることなく熱交換関係に持ち来すこ
とを意味し、“膨張“とは、圧力を低下させることを意
味する。
提供するための方法であって、(A)少なくとも1つの
炭化水素と、炭化水素、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、大気ガスから成る群
からの少なくとも1つの成分とを含む多成分冷却流体を
加圧し、(B)加圧した多成分冷却流体を冷却し且つ少
なくとも部分的に凝縮させ、(C)凝縮した多成分冷却
流体を少なくとも部分的に膨張させて冷却を発生させ、
(D)冷却された多成分冷却流体を加温して少なくとも
部分的に気化させてエンクロージャ内で多成分冷却流体
からの冷却を使用すること、を含む冷却を提供するため
の方法が提供される。ここで、“非毒性の”とは、受容
され得る露出限界に従い取り扱われた場合に急性或いは
慢性の危険性がないことを意味し、“不燃性の”とは、
発火点を持たないかあるいは、発火点が少なくとも約3
26.8℃(600°K)と非常に高いことを意味し、
“非オゾン層破壊性の”とは、オゾン層を破壊させる恐
れがない、即ち、塩素原子、ホウ素原子或いはヨウ素原
子を持たないことを意味し、“通常沸点”とは、標準の
1気圧下、即ち、絶対値での約0.101329MPa
(14.696psi)での沸騰温度を意味し、“間接
熱交換”とは、流体を、流体相互を物理的に接触させる
或いは相互混合させることなく熱交換関係に持ち来すこ
とを意味し、“膨張“とは、圧力を低下させることを意
味する。
【0005】“非共沸性の”とは、相変化を伴う円滑な
温度変化特性を有することを意味し、“過冷却”とは、
液体を、現在の圧力に対する飽和温度よりも低い温度に
冷却することを意味し、“低い温度”とは、−23.1
5℃(250°K)或いはそれ未満、好ましくは−7
3.15℃(200°K)或いはそれ未満の温度を意味
し、“冷却”とは、亜大気圧温度システムから熱を周囲
大気に放出させるための能力を意味する。
温度変化特性を有することを意味し、“過冷却”とは、
液体を、現在の圧力に対する飽和温度よりも低い温度に
冷却することを意味し、“低い温度”とは、−23.1
5℃(250°K)或いはそれ未満、好ましくは−7
3.15℃(200°K)或いはそれ未満の温度を意味
し、“冷却”とは、亜大気圧温度システムから熱を周囲
大気に放出させるための能力を意味する。
【0006】ここで、“可変負荷冷却材”とは、2つ以
上の成分からなる混合物にして、これらの成分の液相
が、混合物における泡立ち点と露点との間で連続的且つ
増大する温度変化を受けるような比率の混合物であるこ
とを意味し、混合物の、所定圧力下における泡立ち点と
は、全混合物が液相であるが、加熱すると液相と平衡状
態の蒸気相を形成し始める温度のことである。混合物
の、所定圧力下における露点とは、全混合物が蒸気相で
あるが、除熱されると蒸気相と平衡状態の液相を形成し
始める温度を言う。故に、混合物の泡立ち点と露点との
間の温度域では液相及び蒸気相が平衡状態下に共存す
る。本発明を実施するに際して、可変負荷冷却材のため
の泡立ち点及び露点との間の温度差は少なくとも10
℃、好ましくは少なくとも20℃、最も好ましくは少な
くとも50℃である。
上の成分からなる混合物にして、これらの成分の液相
が、混合物における泡立ち点と露点との間で連続的且つ
増大する温度変化を受けるような比率の混合物であるこ
とを意味し、混合物の、所定圧力下における泡立ち点と
は、全混合物が液相であるが、加熱すると液相と平衡状
態の蒸気相を形成し始める温度のことである。混合物
の、所定圧力下における露点とは、全混合物が蒸気相で
あるが、除熱されると蒸気相と平衡状態の液相を形成し
始める温度を言う。故に、混合物の泡立ち点と露点との
間の温度域では液相及び蒸気相が平衡状態下に共存す
る。本発明を実施するに際して、可変負荷冷却材のため
の泡立ち点及び露点との間の温度差は少なくとも10
℃、好ましくは少なくとも20℃、最も好ましくは少な
くとも50℃である。
【0007】ここで、炭化水素とは、以下のものの1つ
を言う。即ち、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、
プロパン(C3H8)、ノルマルブタン(n−C
4H10)、イソブタン(i−C4H10)、ノルマルペンタ
ン(n−C5H12)、イソペンタン(i−C5H12)、ノ
ルマルヘキサン(n−C6H14)、ノルマルヘプタン
(C7H1 6)、エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H
6)、ブチレン(C4H8)、水素(H2)、メタノール−
(CH3OH)、エタノール−(C2H5OH)、イソプ
ロパノール(i−C3H7OH)、ノルマルプロパノール
(n−C3H7OH)、イソブタノール−(i−C4H9O
H)、ノルマルブタノール−(n−C4H9OH)、2,
2−ジメチルプロパン((CH3)4−C)、2,3−ジ
メチルブタン((CH3)2CHCH(CH3)2)、2,
2−ジメチルブタン(CH3CH2C(CH3)3)、2−
メチルペンタン(C3H7CH(CH3)2)、3−エチル
ペンタン((C2H5)2CHCH3)の1つである。
を言う。即ち、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、
プロパン(C3H8)、ノルマルブタン(n−C
4H10)、イソブタン(i−C4H10)、ノルマルペンタ
ン(n−C5H12)、イソペンタン(i−C5H12)、ノ
ルマルヘキサン(n−C6H14)、ノルマルヘプタン
(C7H1 6)、エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H
6)、ブチレン(C4H8)、水素(H2)、メタノール−
(CH3OH)、エタノール−(C2H5OH)、イソプ
ロパノール(i−C3H7OH)、ノルマルプロパノール
(n−C3H7OH)、イソブタノール−(i−C4H9O
H)、ノルマルブタノール−(n−C4H9OH)、2,
2−ジメチルプロパン((CH3)4−C)、2,3−ジ
メチルブタン((CH3)2CHCH(CH3)2)、2,
2−ジメチルブタン(CH3CH2C(CH3)3)、2−
メチルペンタン(C3H7CH(CH3)2)、3−エチル
ペンタン((C2H5)2CHCH3)の1つである。
【0008】ここで、“フルオロカーボン”とは、以下
のものの1つを言う。即ち、テトラフルオロメタン(C
F4)、ペルフルオロエタン(C2F6)、ペルフルオロ
プロパン(C3F8)、ペルフルオロブタン(C
4F10)、ペルフルオロペンタン(C5F12)、ペルフル
オロエテン(C2F4)、ペルフルオロプロペン(C
3F6)、ペルフルオロブテン(C4F8)、ペルフルオロ
ペンテン(C5F10)、ヘキサフルオロシクロプロパン
(cycro−C3F6)、オクタフルオロシクロブタン
(cycro−C4F8)、ペルフルオロヘキサン(C6
F14)、の内の1つである。
のものの1つを言う。即ち、テトラフルオロメタン(C
F4)、ペルフルオロエタン(C2F6)、ペルフルオロ
プロパン(C3F8)、ペルフルオロブタン(C
4F10)、ペルフルオロペンタン(C5F12)、ペルフル
オロエテン(C2F4)、ペルフルオロプロペン(C
3F6)、ペルフルオロブテン(C4F8)、ペルフルオロ
ペンテン(C5F10)、ヘキサフルオロシクロプロパン
(cycro−C3F6)、オクタフルオロシクロブタン
(cycro−C4F8)、ペルフルオロヘキサン(C6
F14)、の内の1つである。
【0009】ここで、“ヒドロフルオロカーボン”と
は、以下のものの内の1つ、即ち、フルオロフォルム
(CHF3)、ペンタフルオロエタン(C2HF5)、テ
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(C3H2F
6)、ペンタフルオロプロパン(C3H3F5)、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(C5HF11)、メチルフル
オリド(CH3F)、ジフルオロメタン(CH2F2)、
エチルフルオリド(C3H 5F)、ジフルオロエタン(C
2H2F4)、トリフルオロエタン(C2H3F3)、ジフル
オロエテン(C2H2F2)、トリフルオロエテン(C2H
F3)、フルオロエテン(C2H3F)、ペンタフルオロ
プロペン(C3HF5)、テトラフルオロプロペン(C3
H4F2)、ヘプタフルオロブテン(C4HF7)、ヘキサ
フルオロブテン(C4H2F6)、ノナフルオロペンテン
(C5HF9)、デカフルオロペンタン(C5H2F10)、
ウンデカフルオロペンタン(C5HF11)、ヘキサフル
オロブタン(C4H4F6)、ペンタフルオロブタン(C4
H5F5)、の内の1つである。
は、以下のものの内の1つ、即ち、フルオロフォルム
(CHF3)、ペンタフルオロエタン(C2HF5)、テ
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(C3H2F
6)、ペンタフルオロプロパン(C3H3F5)、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(C5HF11)、メチルフル
オリド(CH3F)、ジフルオロメタン(CH2F2)、
エチルフルオリド(C3H 5F)、ジフルオロエタン(C
2H2F4)、トリフルオロエタン(C2H3F3)、ジフル
オロエテン(C2H2F2)、トリフルオロエテン(C2H
F3)、フルオロエテン(C2H3F)、ペンタフルオロ
プロペン(C3HF5)、テトラフルオロプロペン(C3
H4F2)、ヘプタフルオロブテン(C4HF7)、ヘキサ
フルオロブテン(C4H2F6)、ノナフルオロペンテン
(C5HF9)、デカフルオロペンタン(C5H2F10)、
ウンデカフルオロペンタン(C5HF11)、ヘキサフル
オロブタン(C4H4F6)、ペンタフルオロブタン(C4
H5F5)、の内の1つである。
【0010】ここで、“フルオロエーテル”とは、以下
のものの1つを言う。即ち、トリフルオロメトキシ−ペ
ルフルオロメタン(CF3−O−CF3)、ジフルオロメ
トキシ−ペルフルオロメタン(CHF2−O−CF3)、
フルオロメトキシ−ペルフルオロメタン(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−1,
2,2,2,−ペルフルオロエタン(CHF2−O−C2
HF4)、ジフルオロメトキシ−1,1,2,2,−テ
トラフルオロエタン(CHF2−O−C2HF4)、ペル
フルオロエトキシ−フルオロメタン(C2F5−O−CH
2F)、ペルフルオロメトキシ−1,1,2,−トリフ
ルオロエタン(CF3−O−C2H2F3)、ペルフルオロ
メトキシ−1,2,2,−トリフルオロエタン(CF3
O−C2H2F3)、シクロ−1,1,2,2,−テトラ
フルオロプロピルエーテル(cycro−C3H2F4−
O−)、シクロ−1,1,3,3,−テトラフルオロプ
ロピルエーテル(cycro−C 3H2F4−O−)、ペ
ルフルオロメトキシ−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(cy
cro−C3H5−O−)、ペルフルオロメトキシ−ペル
フルオロアセトン(CF3−O−CF2−O−CF3)、
ペルフルオロメトキシ−ペルフルオロエタン(CF3−
O−C2F5)、ペルフルオロメトキシ−1,2,2,
2,−テトラフルオロエタン(CF3−O−C2H
F4)、ペルフルオロメトキシ−2,2,2−トリフル
オロエタン(CF3−O−C2H2F3)、シクロ−ペルフ
ルオロメトキシ−ペルフルオロアセトン(cycro−
CF2−O−CF2−O−CF2−)、シクロ−ペルフル
オロプロピルエーテル(cycro−C 3F6−O)、メ
トキシ−ペルフルオロメタン(CF3−O−CH3)、メ
トキシ−ペルフルオロエタン(CF2F5−O−C
H3)、メトキシ−ペルフルオロプロパン(C3F7−O
−CH3)、メトキシ−ペルフルオロブタン(C4F9−
O−CH3)、エトキシ−ペルフルオロメタン(CH3−
O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロエタン(C2F5
−O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロプロパン(C
3F7−O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロブタン
(C4F9−O−C2F5)、の内の1つである。
のものの1つを言う。即ち、トリフルオロメトキシ−ペ
ルフルオロメタン(CF3−O−CF3)、ジフルオロメ
トキシ−ペルフルオロメタン(CHF2−O−CF3)、
フルオロメトキシ−ペルフルオロメタン(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−1,
2,2,2,−ペルフルオロエタン(CHF2−O−C2
HF4)、ジフルオロメトキシ−1,1,2,2,−テ
トラフルオロエタン(CHF2−O−C2HF4)、ペル
フルオロエトキシ−フルオロメタン(C2F5−O−CH
2F)、ペルフルオロメトキシ−1,1,2,−トリフ
ルオロエタン(CF3−O−C2H2F3)、ペルフルオロ
メトキシ−1,2,2,−トリフルオロエタン(CF3
O−C2H2F3)、シクロ−1,1,2,2,−テトラ
フルオロプロピルエーテル(cycro−C3H2F4−
O−)、シクロ−1,1,3,3,−テトラフルオロプ
ロピルエーテル(cycro−C 3H2F4−O−)、ペ
ルフルオロメトキシ−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(cy
cro−C3H5−O−)、ペルフルオロメトキシ−ペル
フルオロアセトン(CF3−O−CF2−O−CF3)、
ペルフルオロメトキシ−ペルフルオロエタン(CF3−
O−C2F5)、ペルフルオロメトキシ−1,2,2,
2,−テトラフルオロエタン(CF3−O−C2H
F4)、ペルフルオロメトキシ−2,2,2−トリフル
オロエタン(CF3−O−C2H2F3)、シクロ−ペルフ
ルオロメトキシ−ペルフルオロアセトン(cycro−
CF2−O−CF2−O−CF2−)、シクロ−ペルフル
オロプロピルエーテル(cycro−C 3F6−O)、メ
トキシ−ペルフルオロメタン(CF3−O−CH3)、メ
トキシ−ペルフルオロエタン(CF2F5−O−C
H3)、メトキシ−ペルフルオロプロパン(C3F7−O
−CH3)、メトキシ−ペルフルオロブタン(C4F9−
O−CH3)、エトキシ−ペルフルオロメタン(CH3−
O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロエタン(C2F5
−O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロプロパン(C
3F7−O−C2F5)、エトキシ−ペルフルオロブタン
(C4F9−O−C2F5)、の内の1つである。
【0011】ここで、“大気ガス”とは、窒素
(N2)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ク
セノン(Xe)、ネオン(Ne)、二酸化炭素(C
O2)、ヘリウム(He)、酸化窒素(N2O)、の内の
1つを言うものとする。ここで、“オゾン層破壊性の小
さい”とは、モントリオール議定書で規定された、ジク
ロロフルオロメタン(CCL2F2)のオゾン層破壊性を
1.0とした場合のオゾン層破壊性が0.15未満であ
るものを言うものとする。
(N2)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ク
セノン(Xe)、ネオン(Ne)、二酸化炭素(C
O2)、ヘリウム(He)、酸化窒素(N2O)、の内の
1つを言うものとする。ここで、“オゾン層破壊性の小
さい”とは、モントリオール議定書で規定された、ジク
ロロフルオロメタン(CCL2F2)のオゾン層破壊性を
1.0とした場合のオゾン層破壊性が0.15未満であ
るものを言うものとする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、一般に、広い温度範
囲、例えば周囲温度から低温の範囲に渡り、有効裡に冷
却を提供するための、定義された、炭化水素を含有す
る、非共沸性の混合冷却材の使用を含んでいる。冷却
は、1つ以上の、好ましくは絶縁エンクロージャを直接
あるいは間接に冷却するために用いることができる。冷
却は、食品或いは医薬品のような物品を冷却、即ち、冷
却及び又は冷凍するために使用することができる。そう
した冷却は、複雑な真空運転を使用する必要性無く有効
裡に用いることができる。
囲、例えば周囲温度から低温の範囲に渡り、有効裡に冷
却を提供するための、定義された、炭化水素を含有す
る、非共沸性の混合冷却材の使用を含んでいる。冷却
は、1つ以上の、好ましくは絶縁エンクロージャを直接
あるいは間接に冷却するために用いることができる。冷
却は、食品或いは医薬品のような物品を冷却、即ち、冷
却及び又は冷凍するために使用することができる。そう
した冷却は、複雑な真空運転を使用する必要性無く有効
裡に用いることができる。
【0013】本発明は、空気補充システム、冷蔵室貯
蔵、急速冷凍装置、そして、機械式冷凍若しくは極低温
冷凍装置を従来から使用する冷凍用途のように、食品や
医薬品の冷却及び又は冷凍に必要な冷却を提供するため
に使用することができる。本発明は、全ての形式の冷凍
装置、例えば、ブラストルーム(blast roo
m)、トンネル(静止した或いはコンベヤの)、多段層
(multi−tier)、螺旋ベルト、流動床、浸
漬、プレート及び接触ベルト冷凍装置、のための冷却を
提供するために使用することができる。本発明は、移送
コンテナ、食品或いは医薬品の冷凍乾燥、ドライアイス
製造、冷却材の過冷却、蒸気凝縮、熱エネルギー貯蔵シ
ステム及び発電機、モータ或いはトランスミッションラ
インでの超伝導体冷却、のためにも使用することができ
る。
蔵、急速冷凍装置、そして、機械式冷凍若しくは極低温
冷凍装置を従来から使用する冷凍用途のように、食品や
医薬品の冷却及び又は冷凍に必要な冷却を提供するため
に使用することができる。本発明は、全ての形式の冷凍
装置、例えば、ブラストルーム(blast roo
m)、トンネル(静止した或いはコンベヤの)、多段層
(multi−tier)、螺旋ベルト、流動床、浸
漬、プレート及び接触ベルト冷凍装置、のための冷却を
提供するために使用することができる。本発明は、移送
コンテナ、食品或いは医薬品の冷凍乾燥、ドライアイス
製造、冷却材の過冷却、蒸気凝縮、熱エネルギー貯蔵シ
ステム及び発電機、モータ或いはトランスミッションラ
インでの超伝導体冷却、のためにも使用することができ
る。
【0014】本発明を実施する上で有益な多成分冷却流
体には、各温度での必要な冷却を提供するために、少な
くとも1つの炭化水素と、炭化水素、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、大気
ガス、から成る群からの少なくとも1つの成分とが含ま
れる。冷却材成分は、冷却負荷に対する特定プロセス用
途のための温度に依存して選択される。好適な成分は、
それら成分の通常沸点、潜熱、燃焼性、毒性、オゾン層
破壊性に依存して選択される。
体には、各温度での必要な冷却を提供するために、少な
くとも1つの炭化水素と、炭化水素、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、大気
ガス、から成る群からの少なくとも1つの成分とが含ま
れる。冷却材成分は、冷却負荷に対する特定プロセス用
途のための温度に依存して選択される。好適な成分は、
それら成分の通常沸点、潜熱、燃焼性、毒性、オゾン層
破壊性に依存して選択される。
【0015】本発明に於いて有益な多成分冷却流体の好
ましい実施例は少なくとも1つの大気ガスを含んでい
る。他の実施例は少なくとも1つのフルオロカーボンを
含み、更に他の実施例は少なくとも1つのヒドロフルオ
ロカーボンを含み、他の好ましい実施例は、少なくとも
1つのフルオロエーテルを含み、
ましい実施例は少なくとも1つの大気ガスを含んでい
る。他の実施例は少なくとも1つのフルオロカーボンを
含み、更に他の実施例は少なくとも1つのヒドロフルオ
ロカーボンを含み、他の好ましい実施例は、少なくとも
1つのフルオロエーテルを含み、
【0016】1実施例では多成分冷却流体は炭化水素の
みから成り、他の好ましい実施例では炭化水素及びフル
オロカーボンのみから成り、更に他の好ましい実施例で
は炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボ
ンのみから成り、また他の好ましい実施例では炭化水素
と大気ガスのみから成り、他の実施例では炭化水素、フ
ルオロカーボン、フルオロエーテルのみから成り、他の
好ましい実施例では炭化水素、フルオロカーボン、大気
ガスのみから成る。
みから成り、他の好ましい実施例では炭化水素及びフル
オロカーボンのみから成り、更に他の好ましい実施例で
は炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボ
ンのみから成り、また他の好ましい実施例では炭化水素
と大気ガスのみから成り、他の実施例では炭化水素、フ
ルオロカーボン、フルオロエーテルのみから成り、他の
好ましい実施例では炭化水素、フルオロカーボン、大気
ガスのみから成る。
【0017】本発明を実施する上で有益な多成分冷却流
体は、その他の成分、例えば、ヒドロクロロフルオロカ
ーボンを含み得るが、多成分冷却流体はヒドロクロフル
オロカーボンを含まないのが好ましい。多成分冷却流体
の全ての成分は、炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロ
フルオロカーボン、フルオロエーテル或いは大気ガスの
何れかであるのが最も好ましい。
体は、その他の成分、例えば、ヒドロクロロフルオロカ
ーボンを含み得るが、多成分冷却流体はヒドロクロフル
オロカーボンを含まないのが好ましい。多成分冷却流体
の全ての成分は、炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロ
フルオロカーボン、フルオロエーテル或いは大気ガスの
何れかであるのが最も好ましい。
【0018】本発明は周囲温度から有効裡に低温に到達
する上で使用するために特に有益である。本発明を実施
する上で有益な多成分冷却流体の好ましい例が表1及び
表2に示される。表1及び表2に示される濃度範囲はモ
ルパーセントで表されている。表1に示す例は−98.
15℃〜−23.15℃(175°Kから250°K)
の範囲の温度で特に有益であり、表2に示すものは−1
73.15℃〜−23.15℃(100°Kから250
°K)の温度範囲で特に有益なものである。
する上で使用するために特に有益である。本発明を実施
する上で有益な多成分冷却流体の好ましい例が表1及び
表2に示される。表1及び表2に示される濃度範囲はモ
ルパーセントで表されている。表1に示す例は−98.
15℃〜−23.15℃(175°Kから250°K)
の範囲の温度で特に有益であり、表2に示すものは−1
73.15℃〜−23.15℃(100°Kから250
°K)の温度範囲で特に有益なものである。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】本発明は、広い温度範囲、特には低温を含
む温度範囲に渡り冷却を提供するために特に有益であ
る。本発明の好ましい実施例において、冷却材混合物の
2つ以上の成分の各々は、この冷却材混合物のその他成
分の通常沸点とは少なくとも5°K、もっと好ましくは
少なくとも10°K、最も好ましくは少なくとも20°
K異なる通常沸点を有している。これにより、広い温度
範囲、特には低温を含む温度範囲に渡り冷却を提供する
上での有効性が増長される。本発明の特に好ましい実施
例において、多成分冷却流体の最高沸点成分の通常沸点
は、この多成分冷却流体の最低沸点成分の通常沸点よ
り、少なくとも50°K、好ましくは少なくとも100
°K、最も好ましくは少なくとも200°K高い。
む温度範囲に渡り冷却を提供するために特に有益であ
る。本発明の好ましい実施例において、冷却材混合物の
2つ以上の成分の各々は、この冷却材混合物のその他成
分の通常沸点とは少なくとも5°K、もっと好ましくは
少なくとも10°K、最も好ましくは少なくとも20°
K異なる通常沸点を有している。これにより、広い温度
範囲、特には低温を含む温度範囲に渡り冷却を提供する
上での有効性が増長される。本発明の特に好ましい実施
例において、多成分冷却流体の最高沸点成分の通常沸点
は、この多成分冷却流体の最低沸点成分の通常沸点よ
り、少なくとも50°K、好ましくは少なくとも100
°K、最も好ましくは少なくとも200°K高い。
【0022】本発明に於いて有益な多成分冷却流体を構
成する各成分及びその濃度は、可変負荷の多成分冷却流
体を形成し、また好ましくは、本発明の方法における全
温度範囲を通してそうした可変負荷特性を好ましく維持
するようなものである。これが、冷却の発生効率と、そ
うした広い温度範囲に渡る冷却の利用効率とを著しく増
長する。
成する各成分及びその濃度は、可変負荷の多成分冷却流
体を形成し、また好ましくは、本発明の方法における全
温度範囲を通してそうした可変負荷特性を好ましく維持
するようなものである。これが、冷却の発生効率と、そ
うした広い温度範囲に渡る冷却の利用効率とを著しく増
長する。
【0023】1つの好ましい可変負荷の多成分冷却流体
は、CF4、CH4、C2H6、C3H8、n−C4H10、i
−C4H10、n−C5H12、i−C5H12、n−C6H14、
n−C7H16、C2H4、C3H6、C4H8、O2、Ar、N
2、Ne、Heからの2つ以上の成分を含んでいる。
は、CF4、CH4、C2H6、C3H8、n−C4H10、i
−C4H10、n−C5H12、i−C5H12、n−C6H14、
n−C7H16、C2H4、C3H6、C4H8、O2、Ar、N
2、Ne、Heからの2つ以上の成分を含んでいる。
【0024】本発明に於いて規定する多成分冷却流体は
非共沸性のものである。各成分は関心温度範囲全体に跨
る異なる沸点を有し、それ故、極低温のような極めて低
い所望の温度を有効裡に且つ、単一ステージの加圧のみ
で、しかも真空運転を必要とすることなく発生させるこ
とができる。これは、冷却を提供するために従来から使
用される単一成分からなる冷却材或いは2つ以上の成分
を混合して単一成分の如く挙動するような配合とした冷
却材、即ち、狭(narrow)沸点の共沸混合物或い
は近(near)共沸混合物とは対照的なものである。
非共沸性のものである。各成分は関心温度範囲全体に跨
る異なる沸点を有し、それ故、極低温のような極めて低
い所望の温度を有効裡に且つ、単一ステージの加圧のみ
で、しかも真空運転を必要とすることなく発生させるこ
とができる。これは、冷却を提供するために従来から使
用される単一成分からなる冷却材或いは2つ以上の成分
を混合して単一成分の如く挙動するような配合とした冷
却材、即ち、狭(narrow)沸点の共沸混合物或い
は近(near)共沸混合物とは対照的なものである。
【0025】本発明は、エンクロージャ、特に、絶縁エ
ンクロージャに冷却を提供するために使用される。本発
明で使用するそうした絶縁したエンクロージャは代表的
には、冷凍装置、冷蔵容器、或いは冷蔵室である。これ
らは周囲大気に対して完全に閉ざされている必要はな
い。容器或いは冷凍装置内への熱漏れを減少する上で有
効な任意の絶縁手段を使用することができる。ある限定
条件下において、亜大気圧温度設備、例えば、冷プロセ
ス処理室は絶縁しない或いは部分的にのみ絶縁すること
ができる。
ンクロージャに冷却を提供するために使用される。本発
明で使用するそうした絶縁したエンクロージャは代表的
には、冷凍装置、冷蔵容器、或いは冷蔵室である。これ
らは周囲大気に対して完全に閉ざされている必要はな
い。容器或いは冷凍装置内への熱漏れを減少する上で有
効な任意の絶縁手段を使用することができる。ある限定
条件下において、亜大気圧温度設備、例えば、冷プロセ
ス処理室は絶縁しない或いは部分的にのみ絶縁すること
ができる。
【0026】
【実施例】本発明を図面を参照して説明する。図1を参
照するに、多成分冷却流体50が圧縮器51を通過し
て、絶対値での0.20685〜6.895MPa(3
0〜1000psia)、好ましくは絶対値での、0.
6895〜4.137MPa(100〜600psi
a)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却
流体の流れ52の圧縮熱は冷却器53を通過することで
冷却される。冷却された多成分冷却流体の流れ54は、
熱交換器55を通過することで更に冷却され且つ少なく
とも部分的に、好ましくは完全に凝縮される。
照するに、多成分冷却流体50が圧縮器51を通過し
て、絶対値での0.20685〜6.895MPa(3
0〜1000psia)、好ましくは絶対値での、0.
6895〜4.137MPa(100〜600psi
a)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却
流体の流れ52の圧縮熱は冷却器53を通過することで
冷却される。冷却された多成分冷却流体の流れ54は、
熱交換器55を通過することで更に冷却され且つ少なく
とも部分的に、好ましくは完全に凝縮される。
【0027】凝縮された多成分冷却流体の流れ56は、
弁57を通過することで、絶対値での0.034475
〜0.6895MPa(5〜100psia)、好まし
くは絶対値での0.103425〜0.6895MPa
(15〜100psia)の範囲内に加圧され、ジュー
ル−トムソン効果による冷却を発生する、即ち、一定エ
ンタルピー下での減圧により流体温度が低下する。弁5
7を通過する際に多成分冷却流体の流れ56が膨張する
ことで、多成分冷却流体の幾分かが蒸発され得る。加圧
された多成分冷却流体の流れ52、減圧された多成分冷
却流体の流れ58のために用いる圧力レベル、並びに多
成分冷却流体の組成とは、受け入れ得るコスト及び効率
下に所望の温度レベルを達成するべく選択される。
弁57を通過することで、絶対値での0.034475
〜0.6895MPa(5〜100psia)、好まし
くは絶対値での0.103425〜0.6895MPa
(15〜100psia)の範囲内に加圧され、ジュー
ル−トムソン効果による冷却を発生する、即ち、一定エ
ンタルピー下での減圧により流体温度が低下する。弁5
7を通過する際に多成分冷却流体の流れ56が膨張する
ことで、多成分冷却流体の幾分かが蒸発され得る。加圧
された多成分冷却流体の流れ52、減圧された多成分冷
却流体の流れ58のために用いる圧力レベル、並びに多
成分冷却流体の組成とは、受け入れ得るコスト及び効率
下に所望の温度レベルを達成するべく選択される。
【0028】次いで、減圧された多成分冷却流体の流れ
58は熱交換器55を通過して加温され且つ気化された
後、多成分冷却流体の流れ50として圧縮器51に入
り、新たなサイクルを開始する。熱交換器55内での流
れ58の加温及び気化による間接熱交換により、流れ5
4が先に説明したように更に冷却され、以下に説明する
ように、絶縁エンクロージャ雰囲気流体をも間接熱交換
により冷却する。
58は熱交換器55を通過して加温され且つ気化された
後、多成分冷却流体の流れ50として圧縮器51に入
り、新たなサイクルを開始する。熱交換器55内での流
れ58の加温及び気化による間接熱交換により、流れ5
4が先に説明したように更に冷却され、以下に説明する
ように、絶縁エンクロージャ雰囲気流体をも間接熱交換
により冷却する。
【0029】代表的には空気であるが窒素、二酸化炭素
或いはその他任意の好適な流体でもあり得る絶縁エンク
ロージャ雰囲気流体の一部分は、流れ60として絶縁エ
ンクロージャ59から抜き出されて分離器61を通過
し、その際に同伴された氷が除去される。氷の除去され
た、絶縁エンクロージャ雰囲気流体の流れ62はブロワ
63に通されて、一般には、絶対値での0.10342
5〜0.6895MPa(15〜100psia)、好
ましくは絶対値での0.11032〜0.1379MP
a(16〜20psia)である加圧ガス流れ64とな
って浄化ユニット25に送られる。
或いはその他任意の好適な流体でもあり得る絶縁エンク
ロージャ雰囲気流体の一部分は、流れ60として絶縁エ
ンクロージャ59から抜き出されて分離器61を通過
し、その際に同伴された氷が除去される。氷の除去され
た、絶縁エンクロージャ雰囲気流体の流れ62はブロワ
63に通されて、一般には、絶対値での0.10342
5〜0.6895MPa(15〜100psia)、好
ましくは絶対値での0.11032〜0.1379MP
a(16〜20psia)である加圧ガス流れ64とな
って浄化ユニット25に送られる。
【0030】必要であれば、図1に示すように流れ68
により追加のガスを提供し、ブロワ69を通して加圧し
て浄化ユニット71に流れ70として送り込み、ついで
浄化ユニット71から流れ72として取り出し、加圧ガ
ス流れ64と合流させて合流流れ65を形成することが
できる。浄化ユニット25及び71はモレキュラシー
ブ、吸着床、その他任意の、水分あるいは二酸化炭素と
いった高沸点成分を除去するために好適な手段とするこ
とができる。或いは、冷却するべき流体の全てを流れ6
8から得るようにし、絶縁エンクロージャ59から除去
した流体は再循環させないようにすることもできる。
により追加のガスを提供し、ブロワ69を通して加圧し
て浄化ユニット71に流れ70として送り込み、ついで
浄化ユニット71から流れ72として取り出し、加圧ガ
ス流れ64と合流させて合流流れ65を形成することが
できる。浄化ユニット25及び71はモレキュラシー
ブ、吸着床、その他任意の、水分あるいは二酸化炭素と
いった高沸点成分を除去するために好適な手段とするこ
とができる。或いは、冷却するべき流体の全てを流れ6
8から得るようにし、絶縁エンクロージャ59から除去
した流体は再循環させないようにすることもできる。
【0031】次いで、合流流れ65は熱交換器55に通
され、この熱交換器内で前述の加温され気化される多成
分冷却流体と間接熱交換されることにより、代表的には
−23.15℃(250°K)未満の温度であり、一般
には−173.15℃〜−23.15℃(100°K〜
250°K)の範囲内の温度の、冷却され、絶縁エンク
ロージャにおける冷却された雰囲気流体66を生じる。
雰囲気或いはプロセス流体の冷却には、液体の部分的或
いは完全な液化、例えば液体空気の製造が含まれ得る。
次いで雰囲気流体66は、この流体内部の冷却を用いる
ところの絶縁エンクロージャ59に送られる。所望であ
れば、絶縁エンクロージャ59にファン67その他の雰
囲気循環装置を設け、エンクロージャ内に冷却をより均
一に配分すると共に、冷却流体の伝熱特性を向上させる
ことができる。
され、この熱交換器内で前述の加温され気化される多成
分冷却流体と間接熱交換されることにより、代表的には
−23.15℃(250°K)未満の温度であり、一般
には−173.15℃〜−23.15℃(100°K〜
250°K)の範囲内の温度の、冷却され、絶縁エンク
ロージャにおける冷却された雰囲気流体66を生じる。
雰囲気或いはプロセス流体の冷却には、液体の部分的或
いは完全な液化、例えば液体空気の製造が含まれ得る。
次いで雰囲気流体66は、この流体内部の冷却を用いる
ところの絶縁エンクロージャ59に送られる。所望であ
れば、絶縁エンクロージャ59にファン67その他の雰
囲気循環装置を設け、エンクロージャ内に冷却をより均
一に配分すると共に、冷却流体の伝熱特性を向上させる
ことができる。
【0032】図2には本発明の他の実施例が例示され、
加温された多成分冷却流体と、冷却用の絶縁エンクロー
ジャ雰囲気流体との間での熱交換が絶縁エンクロージャ
内で行われている。多成分冷却流体30が圧縮器31に
通され、一般に、絶対値での0.20685〜6.89
5MPa(30〜1000psia)好ましくは絶対値
での0.6895〜4.137MPa(100〜600
psia)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成
分冷却流体の流れ32が冷却器33に通されて圧縮熱が
冷却される。圧縮熱が冷却された、冷却された多成分冷
却流体の流れ34は熱交換器35に通されて少なくとも
部分的に、好ましくは完全に冷却され、凝縮される。
加温された多成分冷却流体と、冷却用の絶縁エンクロー
ジャ雰囲気流体との間での熱交換が絶縁エンクロージャ
内で行われている。多成分冷却流体30が圧縮器31に
通され、一般に、絶対値での0.20685〜6.89
5MPa(30〜1000psia)好ましくは絶対値
での0.6895〜4.137MPa(100〜600
psia)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成
分冷却流体の流れ32が冷却器33に通されて圧縮熱が
冷却される。圧縮熱が冷却された、冷却された多成分冷
却流体の流れ34は熱交換器35に通されて少なくとも
部分的に、好ましくは完全に冷却され、凝縮される。
【0033】少なくとも部分的に凝縮された多成分冷却
流体の流れ36は弁37を通過する際に膨張し、絶対値
での0.034475〜0.6895MPa(5〜10
0psia)、好ましくは絶対値での0.103425
〜0.6895MPa(15〜100psia)の範囲
内に加圧され、ジュール−トムソン効果により冷却を発
生する。次いで、2相流れであり得る冷却された多成分
冷却流体の流れ38は絶縁エンクロージャ40に送られ
る。
流体の流れ36は弁37を通過する際に膨張し、絶対値
での0.034475〜0.6895MPa(5〜10
0psia)、好ましくは絶対値での0.103425
〜0.6895MPa(15〜100psia)の範囲
内に加圧され、ジュール−トムソン効果により冷却を発
生する。次いで、2相流れであり得る冷却された多成分
冷却流体の流れ38は絶縁エンクロージャ40に送られ
る。
【0034】流れ38の絶縁エンクロージャ40内の通
過には、この冷却された多成分冷却流体の流れ38が絶
縁エンクロージャ雰囲気流体と間接熱交換して加温及び
気化されるところの熱交換コイル39その他好適な熱交
換手段の通過が含まれる。所望であれば、冷却された多
成分冷却流体の流れ38を絶縁エンクロージャ内に射出
して絶縁エンクロージャ雰囲気流体と直接熱交換させて
も良い。次いで、冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気
流体は、好ましくはファン42のような流体流れ助成手
段の支援の下に、絶縁エンクロージャ40全体に於いて
使用される。
過には、この冷却された多成分冷却流体の流れ38が絶
縁エンクロージャ雰囲気流体と間接熱交換して加温及び
気化されるところの熱交換コイル39その他好適な熱交
換手段の通過が含まれる。所望であれば、冷却された多
成分冷却流体の流れ38を絶縁エンクロージャ内に射出
して絶縁エンクロージャ雰囲気流体と直接熱交換させて
も良い。次いで、冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気
流体は、好ましくはファン42のような流体流れ助成手
段の支援の下に、絶縁エンクロージャ40全体に於いて
使用される。
【0035】絶縁エンクロージャ40を出る加温された
多成分冷却流体の流れ41は、仮にまだなのであれば、
熱交換器35を通過して更に加温され且つ完全に気化さ
れ、先に説明したように、冷却された多成分冷却流体の
流れ34と間接熱交換して冷却効果を生じ、かくして加
温された流体の流れ30が熱交換器35を出て圧縮器3
1に送られ、新たなサイクルが開始される。
多成分冷却流体の流れ41は、仮にまだなのであれば、
熱交換器35を通過して更に加温され且つ完全に気化さ
れ、先に説明したように、冷却された多成分冷却流体の
流れ34と間接熱交換して冷却効果を生じ、かくして加
温された流体の流れ30が熱交換器35を出て圧縮器3
1に送られ、新たなサイクルが開始される。
【0036】図3には本発明の他の実施例が例示され、
多成分冷却流体が、1つ以上の温度レベルでの冷却を提
供するために使用され得、かくして、異なるレベルでの
冷却を必要とする異なるエンクロージャ内で、或いは、
単一のエンクロージャ内での異なる温度レベルで使用さ
れ得る絶縁エンクロージャ雰囲気流体に冷却を提供する
ことができる。
多成分冷却流体が、1つ以上の温度レベルでの冷却を提
供するために使用され得、かくして、異なるレベルでの
冷却を必要とする異なるエンクロージャ内で、或いは、
単一のエンクロージャ内での異なる温度レベルで使用さ
れ得る絶縁エンクロージャ雰囲気流体に冷却を提供する
ことができる。
【0037】図3を参照するに、多成分冷却流体80が
圧縮器81に通され、一般に、絶対値での0.2068
5〜4.137MPa(30〜600psia)の範囲
内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却流体82が
冷却器83に通されて冷却され且つ部分的に凝縮され
る。冷却器83からの2相の多成分冷却流体が、流れ8
4内に送られ、相分離器5に送られて蒸気と液体の各部
分に分離される。多成分冷却流体80は非共沸性混合物
であることから、蒸気部分と液体部分との組成は異なっ
ている。液体部分は多成分冷却流体80の最高沸点成分
の実質的に全てを含み、蒸気部分は最低沸点成分の実質
的に全てを含むのが好ましい。
圧縮器81に通され、一般に、絶対値での0.2068
5〜4.137MPa(30〜600psia)の範囲
内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却流体82が
冷却器83に通されて冷却され且つ部分的に凝縮され
る。冷却器83からの2相の多成分冷却流体が、流れ8
4内に送られ、相分離器5に送られて蒸気と液体の各部
分に分離される。多成分冷却流体80は非共沸性混合物
であることから、蒸気部分と液体部分との組成は異なっ
ている。液体部分は多成分冷却流体80の最高沸点成分
の実質的に全てを含み、蒸気部分は最低沸点成分の実質
的に全てを含むのが好ましい。
【0038】多成分冷却流体の液体部分の流れ87は相
分離器85を出た後、熱交換器88を通過して過冷却さ
れる。過冷却液体の流れ89は弁90を通過して膨張さ
れ、ジュール−トムソン効果による冷却を発生する。膨
張され、冷却された冷却された多成分冷却流体の流れ9
1は、一般に、絶対値での0.103425〜0.68
95MPa(15〜100psia)の範囲内の圧力を
有し、混合器20を通過した後、流れ93として熱交換
器88を通過し、その際に絶縁エンクロージャ雰囲気流
体との間接熱交換により加温されると共に完全に気化さ
れ、次いで、流れ80として圧縮器81に入り、新たな
サイクルを開始する。絶縁エンクロージャ雰囲気流体の
流れ94は熱交換器88に送られ、一般に、−6.66
67℃〜4.444℃(20°F〜40°F)の範囲内
の温度の流れ95として、この熱交換器88から、流れ
95内の冷却が提供され且つ用いられるところの図示さ
れない絶縁エンクロージャに送られる。
分離器85を出た後、熱交換器88を通過して過冷却さ
れる。過冷却液体の流れ89は弁90を通過して膨張さ
れ、ジュール−トムソン効果による冷却を発生する。膨
張され、冷却された冷却された多成分冷却流体の流れ9
1は、一般に、絶対値での0.103425〜0.68
95MPa(15〜100psia)の範囲内の圧力を
有し、混合器20を通過した後、流れ93として熱交換
器88を通過し、その際に絶縁エンクロージャ雰囲気流
体との間接熱交換により加温されると共に完全に気化さ
れ、次いで、流れ80として圧縮器81に入り、新たな
サイクルを開始する。絶縁エンクロージャ雰囲気流体の
流れ94は熱交換器88に送られ、一般に、−6.66
67℃〜4.444℃(20°F〜40°F)の範囲内
の温度の流れ95として、この熱交換器88から、流れ
95内の冷却が提供され且つ用いられるところの図示さ
れない絶縁エンクロージャに送られる。
【0039】多成分冷却流体の蒸気部分は、相分離器8
5から流れ86として熱交換器88に入り、流れ93の
加温された流体と間接熱交換されて冷却された後、流れ
96として中間熱交換器97に送られて更に冷却され、
次いで、流れ100として熱交換器99を通過して少な
くとも部分的に凝縮される。熱交換器99を出た多成分
冷却流体の流れ104は熱交換器105を通過して更に
冷却及び凝縮された後、流れ108として熱交換器10
7を通過し、既に完全に凝縮されていないのであればこ
の熱交換器107内で完全に凝縮されると共に過冷却さ
れる。
5から流れ86として熱交換器88に入り、流れ93の
加温された流体と間接熱交換されて冷却された後、流れ
96として中間熱交換器97に送られて更に冷却され、
次いで、流れ100として熱交換器99を通過して少な
くとも部分的に凝縮される。熱交換器99を出た多成分
冷却流体の流れ104は熱交換器105を通過して更に
冷却及び凝縮された後、流れ108として熱交換器10
7を通過し、既に完全に凝縮されていないのであればこ
の熱交換器107内で完全に凝縮されると共に過冷却さ
れる。
【0040】過冷却された多成分冷却流体の流れ109
は弁110を通過して膨張してジュール−トムソン効果
による冷却を生じ、かくして生じた2相流れであり得る
冷却された多成分冷却流体の流れ111は加温され且つ
好ましくは、熱交換器107を通過して少なくとも部分
的に気化され、前述の流れ108のみならず、熱交換器
107を流れ112として通過する絶縁エンクロージャ
雰囲気流体と間接熱交換して冷却効果を生じる。かくし
て、冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体は一般に
−30.444℃〜−45.556℃(−30°F〜−
50°F)の範囲内の温度となって、熱交換器107か
ら流れ113として、この流れ113内の冷却を提供し
且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージャに
送られる。
は弁110を通過して膨張してジュール−トムソン効果
による冷却を生じ、かくして生じた2相流れであり得る
冷却された多成分冷却流体の流れ111は加温され且つ
好ましくは、熱交換器107を通過して少なくとも部分
的に気化され、前述の流れ108のみならず、熱交換器
107を流れ112として通過する絶縁エンクロージャ
雰囲気流体と間接熱交換して冷却効果を生じる。かくし
て、冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体は一般に
−30.444℃〜−45.556℃(−30°F〜−
50°F)の範囲内の温度となって、熱交換器107か
ら流れ113として、この流れ113内の冷却を提供し
且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージャに
送られる。
【0041】熱交換器107からの加温された多成分冷
却流体の流れ106は熱交換器105を通過して更に加
温された後、流れ101として熱交換器99に入り、そ
こで更に加温されると共に、前述の流れ100及び、流
れ102として熱交換器99に送られる絶縁エンクロー
ジャ雰囲気流体とも間接熱交換して好ましくは更に気化
される。これにより、熱交換器99からの、一般に、−
17.778℃〜−28.889℃(0°F〜−20°
F)の範囲内の温度に冷却された絶縁エンクロージャ雰
囲気流体の流れ103は、この流れ103内の冷却を提
供し且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージ
ャに送られる。一方、更に加温された多成分冷却流体は
熱交換器99から流れ98として熱交換器97を通して
送られた後、流れ92として混合器20に流入して流れ
91と混合し、先に説明したような爾後のプロセス処理
のための流れ93を形成する。
却流体の流れ106は熱交換器105を通過して更に加
温された後、流れ101として熱交換器99に入り、そ
こで更に加温されると共に、前述の流れ100及び、流
れ102として熱交換器99に送られる絶縁エンクロー
ジャ雰囲気流体とも間接熱交換して好ましくは更に気化
される。これにより、熱交換器99からの、一般に、−
17.778℃〜−28.889℃(0°F〜−20°
F)の範囲内の温度に冷却された絶縁エンクロージャ雰
囲気流体の流れ103は、この流れ103内の冷却を提
供し且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージ
ャに送られる。一方、更に加温された多成分冷却流体は
熱交換器99から流れ98として熱交換器97を通して
送られた後、流れ92として混合器20に流入して流れ
91と混合し、先に説明したような爾後のプロセス処理
のための流れ93を形成する。
【0042】図4には本発明の他の好ましい実施例が例
示され、多成分冷却流体が1つ以上の温度レベルでの冷
却を提供するために使用され、かくして1つ以上の絶縁
エンクロージャに冷却を提供するような構成とされてい
る。図4の実施例では1相以上に分離した多成分冷却流
体が使用される。
示され、多成分冷却流体が1つ以上の温度レベルでの冷
却を提供するために使用され、かくして1つ以上の絶縁
エンクロージャに冷却を提供するような構成とされてい
る。図4の実施例では1相以上に分離した多成分冷却流
体が使用される。
【0043】図4を参照するに、多成分冷却流体200
が圧縮器201を通過して、一般に、絶対値での0.2
0685〜2.0685MPa(30〜300psi
a)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却
流体の流れ202は冷却器203を通過してその圧縮熱
が冷却される。冷却器203を出た多成分冷却流体の流
れ204は圧縮器205に送られ、一般に、絶対値での
0.4137〜4.137MPa(60〜600psi
a)の範囲内に加圧された後、冷却器207に送られて
冷却され且つ部分的に凝縮される。冷却器207を出た
2相の多成分冷却流体の流れ208は相分離器209に
送られ、蒸気と液体の各部分に分離される。多成分冷却
流体200は非共沸性混合物であることから、その蒸気
成分と液体成分とは異なっている。液体部分は最高沸点
成分の実質的に全てを含み、蒸気部分は最低沸点成分の
実質的に全てを含むのが好ましい。
が圧縮器201を通過して、一般に、絶対値での0.2
0685〜2.0685MPa(30〜300psi
a)の範囲内の圧力に加圧され、加圧された多成分冷却
流体の流れ202は冷却器203を通過してその圧縮熱
が冷却される。冷却器203を出た多成分冷却流体の流
れ204は圧縮器205に送られ、一般に、絶対値での
0.4137〜4.137MPa(60〜600psi
a)の範囲内に加圧された後、冷却器207に送られて
冷却され且つ部分的に凝縮される。冷却器207を出た
2相の多成分冷却流体の流れ208は相分離器209に
送られ、蒸気と液体の各部分に分離される。多成分冷却
流体200は非共沸性混合物であることから、その蒸気
成分と液体成分とは異なっている。液体部分は最高沸点
成分の実質的に全てを含み、蒸気部分は最低沸点成分の
実質的に全てを含むのが好ましい。
【0044】多成分冷却流体の液体部分は流れ211と
して相分離器209を出た後、熱交換器212に入り過
冷却される。過冷却された流れ213は弁214を通過
して膨張し、ジュール−トムソン効果に基づく冷却を発
生する。弁214を通過して膨張した多成分冷却流体の
流れ215は、一般に、絶対値での0.103425〜
0.6895MPa(15〜100psia)の範囲内
の圧力を有し、混合器21を通過した後、流れ217と
して熱交換器212に入り、絶縁エンクロージャ雰囲気
流体と間接熱交換して加温され且つ完全に気化され、次
いで流れ200として圧縮器201に送られて新規のサ
イクルを開始する。流れ271と間接熱交換したエンク
ロージャ雰囲気流体は流れ281として熱交換器212
に送られ、かくして、一般に−1.1111〜15.5
56℃(30〜60°F)の温度範囲に冷却された絶縁
エンクロージャ雰囲気流体は流れ219として熱交換器
212を出、次いで、この流れ219内の冷却を提供し
且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージャに
送られる。
して相分離器209を出た後、熱交換器212に入り過
冷却される。過冷却された流れ213は弁214を通過
して膨張し、ジュール−トムソン効果に基づく冷却を発
生する。弁214を通過して膨張した多成分冷却流体の
流れ215は、一般に、絶対値での0.103425〜
0.6895MPa(15〜100psia)の範囲内
の圧力を有し、混合器21を通過した後、流れ217と
して熱交換器212に入り、絶縁エンクロージャ雰囲気
流体と間接熱交換して加温され且つ完全に気化され、次
いで流れ200として圧縮器201に送られて新規のサ
イクルを開始する。流れ271と間接熱交換したエンク
ロージャ雰囲気流体は流れ281として熱交換器212
に送られ、かくして、一般に−1.1111〜15.5
56℃(30〜60°F)の温度範囲に冷却された絶縁
エンクロージャ雰囲気流体は流れ219として熱交換器
212を出、次いで、この流れ219内の冷却を提供し
且つ用いるところの図示されない絶縁エンクロージャに
送られる。
【0045】相分離器209を出る多成分冷却流体の蒸
気部分は流れ210として熱交換器212に通され、前
述の加温された流れ271と間接熱交換して冷却された
後、流れ220として中間熱交換器221に送られ、そ
こで更に冷却される。熱交換器212及び221の一方
或いは両方での冷却中、多成分冷却流体の一部分が凝縮
され、それ故、熱交換器221を出る多成分冷却流体2
23は2相流れとなる。この流れ223は相分離器22
4に送られて蒸気部分と液体部分とに分離される。
気部分は流れ210として熱交換器212に通され、前
述の加温された流れ271と間接熱交換して冷却された
後、流れ220として中間熱交換器221に送られ、そ
こで更に冷却される。熱交換器212及び221の一方
或いは両方での冷却中、多成分冷却流体の一部分が凝縮
され、それ故、熱交換器221を出る多成分冷却流体2
23は2相流れとなる。この流れ223は相分離器22
4に送られて蒸気部分と液体部分とに分離される。
【0046】相分離器224を出た液体部分の流れ22
6は熱交換器227を通して送られて過冷却される。過
冷却された液体部分の流れ228は弁229を通過して
膨張してジュール−トムソン効果に基づく冷却を発生す
る。膨張し冷却された多成分冷却流体の流れ230は、
一般に、絶対値での0.103425〜0.6895M
Pa(15〜100psia)の範囲内の圧力を有し、
混合器22に送られた後、流れ232として熱交換器2
27に入り、そこでの絶縁エンクロージャ雰囲気流体と
の間接熱交換により加温され且つ気化される。
6は熱交換器227を通して送られて過冷却される。過
冷却された液体部分の流れ228は弁229を通過して
膨張してジュール−トムソン効果に基づく冷却を発生す
る。膨張し冷却された多成分冷却流体の流れ230は、
一般に、絶対値での0.103425〜0.6895M
Pa(15〜100psia)の範囲内の圧力を有し、
混合器22に送られた後、流れ232として熱交換器2
27に入り、そこでの絶縁エンクロージャ雰囲気流体と
の間接熱交換により加温され且つ気化される。
【0047】絶縁エンクロージャ雰囲気流体の流れ23
3は熱交換器227に送られて、一般に−56.667
〜−78.889℃(−70〜−110°F)の範囲内
の温度に冷却された流れ234として熱交換器227を
出た後、この流れ234内の冷却を提供し且つ用いると
ころの図示されない絶縁エンクロージャに送られる。一
方、熱交換器227を出る加温された多成分冷却流体の
流れ222は熱交換器221に入り、冷却された流れ2
20と間接熱交換されて加温され、流れ216として混
合器21に送られて流れ215と混合され、先に説明し
た如き爾後のプロセス処理のための流れ217を形成す
る。
3は熱交換器227に送られて、一般に−56.667
〜−78.889℃(−70〜−110°F)の範囲内
の温度に冷却された流れ234として熱交換器227を
出た後、この流れ234内の冷却を提供し且つ用いると
ころの図示されない絶縁エンクロージャに送られる。一
方、熱交換器227を出る加温された多成分冷却流体の
流れ222は熱交換器221に入り、冷却された流れ2
20と間接熱交換されて加温され、流れ216として混
合器21に送られて流れ215と混合され、先に説明し
た如き爾後のプロセス処理のための流れ217を形成す
る。
【0048】相分離器224を出た蒸気部分の流れ22
5は熱交換器227に入り、加温された前記流れ232
と間接熱交換して冷却された後、流れ235として熱交
換器236に入り更に冷却される。この蒸気部分は熱交
換器227及び236を通して冷却される間に凝縮さ
れ、かくして、熱交換器236を出る多成分冷却流体の
流れ238は液体流れとなる。
5は熱交換器227に入り、加温された前記流れ232
と間接熱交換して冷却された後、流れ235として熱交
換器236に入り更に冷却される。この蒸気部分は熱交
換器227及び236を通して冷却される間に凝縮さ
れ、かくして、熱交換器236を出る多成分冷却流体の
流れ238は液体流れとなる。
【0049】流れ238は熱交換器239に通されて過
冷却液体流れ240となり、弁241を通過して膨張
し、ジュール−トムソン効果により冷却を発生する。か
くして生じた冷却された多成分冷却流体の、2相流れで
あり得る流れ242は、熱交換器239を通して加温さ
れ且つ好ましくは部分的に気化され、前述の過冷却流れ
240となる流れ238のみならず、流れ243として
熱交換器239を出る絶縁エンクロージャ雰囲気流体と
間接熱交換してこれらの流れを冷却する。一般に、−9
0〜−201.11℃(−150〜−330°F)の温
度範囲内に冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体の
流れ244は熱交換器239を出た後、この流れ244
内の冷却を提供し且つ用いるところの図示されない絶縁
エンクロージャに送られる。
冷却液体流れ240となり、弁241を通過して膨張
し、ジュール−トムソン効果により冷却を発生する。か
くして生じた冷却された多成分冷却流体の、2相流れで
あり得る流れ242は、熱交換器239を通して加温さ
れ且つ好ましくは部分的に気化され、前述の過冷却流れ
240となる流れ238のみならず、流れ243として
熱交換器239を出る絶縁エンクロージャ雰囲気流体と
間接熱交換してこれらの流れを冷却する。一般に、−9
0〜−201.11℃(−150〜−330°F)の温
度範囲内に冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体の
流れ244は熱交換器239を出た後、この流れ244
内の冷却を提供し且つ用いるところの図示されない絶縁
エンクロージャに送られる。
【0050】熱交換器239を通して加温された多成分
冷却剤流体の流れ237は熱交換器236を通過して更
に加温された後、流れ231として混合器22に送られ
て流れ230と混合され、先に説明したような爾後のプ
ロセス処理のための流れ232を形成する。本発明の更
に他の実施例では、冷却サイクルからの廃熱は、冷却を
用いる同一の或いは異なる設備に熱を提供するために使
用することができる。例えば、冷却器203及び207
を使用してボイラ供給水を加熱することができる。
冷却剤流体の流れ237は熱交換器236を通過して更
に加温された後、流れ231として混合器22に送られ
て流れ230と混合され、先に説明したような爾後のプ
ロセス処理のための流れ232を形成する。本発明の更
に他の実施例では、冷却サイクルからの廃熱は、冷却を
用いる同一の或いは異なる設備に熱を提供するために使
用することができる。例えば、冷却器203及び207
を使用してボイラ供給水を加熱することができる。
【0051】図5には本発明の更に他の実施例が例示さ
れ、単一の多成分冷却流体システムを備えた複合エンク
ロージャが用いられている。図5を参照するに、多成分
冷却流体310が圧縮器311を通して加圧され、この
加圧された多成分冷却流体の流れ312の圧縮熱がアフ
タクーラ313内で冷却されて流体314を生じてい
る。多成分冷却流体の流れ314は熱交換器301に送
られて冷却され、冷却された流れ315は熱交換器30
2に通されて更に冷却され、かくして、更に冷却された
多成分冷却流体の流れ316を生じる。
れ、単一の多成分冷却流体システムを備えた複合エンク
ロージャが用いられている。図5を参照するに、多成分
冷却流体310が圧縮器311を通して加圧され、この
加圧された多成分冷却流体の流れ312の圧縮熱がアフ
タクーラ313内で冷却されて流体314を生じてい
る。多成分冷却流体の流れ314は熱交換器301に送
られて冷却され、冷却された流れ315は熱交換器30
2に通されて更に冷却され、かくして、更に冷却された
多成分冷却流体の流れ316を生じる。
【0052】この流れ316は弁317を通過して膨張
し、ジュール−トムソン効果により冷却された流れ31
8となり、熱交換器302に通されて前述の流れ315
と間接熱交換して加温され、その際この流れ315を更
に冷却するのみならず、以下に説明する流れ332を冷
却する。かくして更に加温された多成分冷却流体は流れ
310として熱交換器302を出て圧縮器311に入
り、新たなサイクルを開始する。
し、ジュール−トムソン効果により冷却された流れ31
8となり、熱交換器302に通されて前述の流れ315
と間接熱交換して加温され、その際この流れ315を更
に冷却するのみならず、以下に説明する流れ332を冷
却する。かくして更に加温された多成分冷却流体は流れ
310として熱交換器302を出て圧縮器311に入
り、新たなサイクルを開始する。
【0053】エンクロージャ303からの雰囲気流体が
流れ320としてブロワ321に送られ、次いで流れ3
22として熱交換器301に送られ、前述の更に加温さ
れる冷却された多成分冷却流体により冷却される。この
冷却された流れ323は、この多成分冷却流体の生じる
冷却を用いるところのエンクロージャ303に戻され
る。エンクロージャ305を流れ330として出た雰囲
気流体はブロワ331に送られた後、流れ332として
熱交換器302に入り、前述の、加温される冷却された
多成分冷却流体と間接熱交換して冷却される。冷却され
た流れ333は、この多成分冷却流体の生じる冷却を用
いるところのエンクロージャ303に戻される。
流れ320としてブロワ321に送られ、次いで流れ3
22として熱交換器301に送られ、前述の更に加温さ
れる冷却された多成分冷却流体により冷却される。この
冷却された流れ323は、この多成分冷却流体の生じる
冷却を用いるところのエンクロージャ303に戻され
る。エンクロージャ305を流れ330として出た雰囲
気流体はブロワ331に送られた後、流れ332として
熱交換器302に入り、前述の、加温される冷却された
多成分冷却流体と間接熱交換して冷却される。冷却され
た流れ333は、この多成分冷却流体の生じる冷却を用
いるところのエンクロージャ303に戻される。
【0054】図面では多成分冷却材流れの回路は閉ルー
プの単一流れサイクルであるが、その他種々の流れ回路
を幾つかの適用例に対して用いることができる。かくし
て、冷却材流れ回路は、液体再循環、即ち、液体の再熱
及び分離された蒸気の更なる冷却を使用しての冷却流体
の相分離を含み得る。そうした内部的な液体サイクルが
冷却材混合プロセスに融通性を与えると共に、液体の冷
凍にまつわる問題を回避可能とする。また、要求温度が
極めて低いあるいは多数のエンクロージャが使用される
ような場合には、冷却材システムのために多数の流れ回
路を使用するのが望ましい。各々の場合に対し、各分離
回路は所定温度範囲に渡る冷却を提供し、結合された回
路が、全温度範囲に渡る効率的な冷却を提供する。本発
明を使用することにより、絶縁エンクロージャ、特に、
周囲温度から極低温温度のような広い温度範囲に渡り冷
却が必要とされる絶縁エンクロージャに対し、より有効
裡に冷却が提供され得る。以上、本発明を実施例を参照
して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得るこ
とを理解されたい。
プの単一流れサイクルであるが、その他種々の流れ回路
を幾つかの適用例に対して用いることができる。かくし
て、冷却材流れ回路は、液体再循環、即ち、液体の再熱
及び分離された蒸気の更なる冷却を使用しての冷却流体
の相分離を含み得る。そうした内部的な液体サイクルが
冷却材混合プロセスに融通性を与えると共に、液体の冷
凍にまつわる問題を回避可能とする。また、要求温度が
極めて低いあるいは多数のエンクロージャが使用される
ような場合には、冷却材システムのために多数の流れ回
路を使用するのが望ましい。各々の場合に対し、各分離
回路は所定温度範囲に渡る冷却を提供し、結合された回
路が、全温度範囲に渡る効率的な冷却を提供する。本発
明を使用することにより、絶縁エンクロージャ、特に、
周囲温度から極低温温度のような広い温度範囲に渡り冷
却が必要とされる絶縁エンクロージャに対し、より有効
裡に冷却が提供され得る。以上、本発明を実施例を参照
して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得るこ
とを理解されたい。
【0055】
【発明の効果】熱交換器或いは絶縁エンクロージャの如
きに対し、低い温度レベルでの冷却を必要に応じて有効
裡に提供するための方法が提供される。
きに対し、低い温度レベルでの冷却を必要に応じて有効
裡に提供するための方法が提供される。
【図1】本発明の多成分冷却材冷却システムの1つの好
ましい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
ましい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
【図2】本発明の多成分冷却材冷却システムの他の好ま
しい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
しい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
【図3】複合水準の冷却が提供される他の好ましい実施
例の概略フローダイヤグラム図である。
例の概略フローダイヤグラム図である。
【図4】複合水準での冷却が提供される好ましい他の実
施例の概略フローダイヤグラム図である。
施例の概略フローダイヤグラム図である。
【図5】複合エンクロージャと共に使用するための他の
好ましい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
好ましい実施例の概略フローダイヤグラム図である。
20、21、22 混合器 25、71 浄化ユニット 30、50、200 多成分冷却流体 31、51、81、201、205 圧縮器 33、53、83、203 冷却器 35、55、88、99、105、107、212、2
27 熱交換器 37、57、90、110、214、229 弁 39 熱交換コイル 40、59 絶縁エンクロージャ 42、67 ファン 59 絶縁エンクロージャ 61 分離器 62 絶縁エンクロージャ雰囲気流体 63、69 ブロワ 64 加圧ガス流れ 66 雰囲気流体 71 浄化ユニット 85、209、224 相分離器 221 中間熱交換器
27 熱交換器 37、57、90、110、214、229 弁 39 熱交換コイル 40、59 絶縁エンクロージャ 42、67 ファン 59 絶縁エンクロージャ 61 分離器 62 絶縁エンクロージャ雰囲気流体 63、69 ブロワ 64 加圧ガス流れ 66 雰囲気流体 71 浄化ユニット 85、209、224 相分離器 221 中間熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F25D 13/00 101 F25D 13/00 101Z (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 ケニス・カイ・ウォーン アメリカ合衆国ニューヨーク州アマスト、 サンドリッジ60 (72)発明者 バイラム・アルマン アメリカ合衆国ニューヨーク州グランド・ アイランド、ザ・コモンズ16 Fターム(参考) 3L045 AA01 BA01 CA03 DA02 EA01 PA05 4B022 LT10
Claims (10)
- 【請求項1】 冷却を提供するための方法であって、 (A)少なくとも1つの炭化水素と、炭化水素、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、大気ガスから成る群からの少なくとも1つの成分と
を含む多成分冷却流体を加圧すること、 (B)加圧した多成分冷却流体を冷却し且つ少なくとも
部分的に凝縮させること、 (C)少なくとも部分的に凝縮された多成分冷却流体を
膨張させて冷却を発生させること、 (D)冷却を保持する多成分冷却流体を加温し且つ少な
くとも部分的に気化し、該多成分冷却流体からの冷却を
エンクロージャに於いて使用すること、 を含む冷却を提供するための方法。 - 【請求項2】 冷却が、食品を冷却或いは冷凍するため
に使用されるようにした請求項1の方法。 - 【請求項3】 冷却を保持する多成分冷却流体を加温す
ることが、絶縁エンクロージャ雰囲気流体との間接熱交
換により冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体を創
出することにより実施され、(E)絶縁エンクロージャ
内で該冷却された絶縁エンクロージャ雰囲気流体を使用
して該絶縁エンクロージャに冷却を提供することを更に
含む請求項1の方法。 - 【請求項4】 冷却を保持する多成分冷却流体と、絶縁
エンクロージャ雰囲気流体との間の熱交換が絶縁エンク
ロージャの外側で生じるようにした請求項3の方法。 - 【請求項5】 冷却を保持する多成分冷却流体と、絶縁
エンクロージャ雰囲気流体との間の熱交換が絶縁エンク
ロージャの内側で生じるようにした請求項3の方法。 - 【請求項6】 (B)の、加圧した多成分冷却流体を冷
却することで、多成分冷却流体が部分的に凝縮され、凝
縮して生じた液体が(C)、(D)、(E)の各段階を
実施するために使用され、(F)生じた蒸気を冷却して
冷却された流体を創出し、該冷却された流体を膨張させ
て冷却を発生させ、生じた、冷却された流体を加温し、
絶縁エンクロージャにおいて使用するための冷却流体を
創出すること、を更に含むようにした請求項3の方法。 - 【請求項7】 (B)の、加圧した多成分冷却流体を冷
却することで、多成分冷却流体が部分的に凝縮され、該
凝縮により生じた液体が(C)、(D)、(E)の各段
階を実施するために使用され、(G)生じた蒸気を部分
的に凝縮して液体流体及び蒸気流体を創出し、該液体流
体を膨張させて冷却を発生させ、これにより冷却された
液体流体を加温して絶縁エンクロージャに於いて使用す
るための冷却流体を創出すること、(H)蒸気流体を少
なくとも部分的に凝縮させ、該凝縮により生じた流体を
膨張させて冷却を発生させ、これにより冷却された流体
を加温して絶縁エンクロージャに於いて使用するための
冷却流体を創出すること、を更に含むようにした請求項
3の方法。 - 【請求項8】 多成分冷却流体が炭化水素のみから成り
立つようにした請求項1の方法。 - 【請求項9】 多成分冷却流体が少なくとも1つの大気
ガスから成り立つようにした請求項1の方法。 - 【請求項10】 多成分冷却流体が、CF4、CH4、C
2H6、C3H8、n−C4H10、i−C4H10、n−C5H
12、i−C5H12、n−C6H14、n−C7H16、C
2H4、C3H6、C4H8、O2、Ar、N2、Ne、Heか
らの2つ以上の成分を含むようにした請求項1の方法。
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