JP2019516053A - 復熱の方法、システム、及び装置 - Google Patents

Abstract

様々な実施形態による、復熱を利用して固体を生成する方法、システム、及び装置を提供する。いくつかの実施形態は、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップを含む方法を含む。この方法は、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップを含んでよい。いくつかの実施形態は、凍結状態の第２の材料を凝固点抑制剤の別の一部と組み合わせるステップを含む。凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップにより、第１の材料が融解されてよく、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた液体状態の第１の材料が形成されてよく、凝固点抑制剤と組み合わされた液体状態の第１の材料は、温度が、凍結状態の第１の材料の温度より低くなる。

Description

復熱の方法、システム、及び装置に関する。

異種材料間の熱伝達は、様々な方法で実施可能である。例えば、熱交換器は、１つ以上の流体の間の熱伝達に利用可能である。熱交換器は、暖房、冷却、空調などの様々な技術において利用可能である。例えば、復熱器は、システム内の熱伝達を促進して効率を高めることが可能な、特殊なタイプの熱交換器である。

熱交換器など、いくつかの技術は熱を周囲に移動することが可能であるが、復熱を行う為の新しいツール及び技術が一般的に必要とされていると考えられる。

本発明は、背景技術の課題を解決するためのものである。

復熱を利用して氷などの固体を生成する方法、システム、及び装置を提供する。例えば、いくつかの実施形態は、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップを含んでよい方法を含む。この方法は、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップを含んでよい。いくつかの実施形態は、凍結状態の第２の材料を凝固点抑制剤の別の一部と組み合わせるステップを含む。いくつかの実施形態では、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップにより、第１の材料が融解され、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた液体状態の第１の材料が形成され、凝固点抑制剤と組み合わされた液体状態の第１の材料は、温度が、凍結状態の第１の材料の温度より低くなる。

いくつかの実施形態では、第１の材料と第２の材料は同じタイプの材料である。この同じタイプの材料は、少なくとも水、有機材料、イオン液体、無機材料、又はＤＭＳＯであってよい。いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤は、少なくとも水、アルコール、イオン液体、アミン、アンモニア、塩、無塩可溶固体、有機液体、無機液体、トリエチルアミン、シクロヘクソップウリジン、混和性材料の混合物、又は界面活性剤で安定化された不混和性材料の混合物である。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップは、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される間接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させるステップを含む。間接熱交換器を利用するステップは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と、間接熱交換器を通り抜ける冷却液の第１の部分との間で熱交換を行うステップ、及び／又は、冷却液の冷却された第１の部分と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うステップを含んでよい。いくつかの実施形態は更に、冷却液の第２の部分を蒸気圧縮冷却熱交換器に通すステップ、冷却液の冷却された第２の部分を冷却液の冷却された第１の部分と組み合わせるステップ、及び／又は、組み合わされた、冷却液の冷却された第１の部分及び冷却された第２の部分と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うステップを含んでよい。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップは、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される第１の直接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させるステップを含む。いくつかの実施形態は、冷却液と、第２の直接熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料を凍結させるステップ、冷却液と、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とを組み合わせるステップ、及び／又は、冷却液の一部を、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とともに外にブリードするステップを含む。

いくつかの実施形態では、間接熱交換器を利用するステップは、冷媒を復水器に通すステップ、冷媒が復水器を通り抜けた後に間接熱交換器を利用して、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と冷媒との間で熱交換を行うステップ、及び／又は、冷媒を膨張器に通してから冷媒を利用して第２の材料の凍結を促進するステップを含む。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器と結合される冷却液との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器の熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。

いくつかの実施形態では、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップは、凝固点抑制剤の一部が凍結状態の第１の材料を通る際の水圧流によって、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤の一部とを混合するステップを含む。

いくつかの実施形態は、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤と組み合わせるように構成されたタンクを含んでよいシステムを含む。このシステムは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合される１つ以上の熱交換器を含んでよい。１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、第２の材料を凍結させるように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、冷却液を、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、冷却液は、第２の材料を凍結させるように構成された熱交換器と熱的に結合されてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、冷媒を、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、冷媒を冷却液と熱的に結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、タンクは、凍結した第２の材料を受けるように構成されている。

いくつかの実施形態は、第１の材料を固体化する手段、固体化された状態の第１の材料を凝固点抑制剤と組み合わせる手段、及び／又は、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤を、第１の材料を固体化する手段と熱的に結合する手段を含んでよいシステムを含む。

いくつかの実施形態は、本明細書に記載され、且つ／又は図面に示された方法、システム、及び／又は装置を含む。

ここまでは、この後の詳細説明がよりよく理解されるように、本開示による実施例の特徴及び／又は技術的利点のかなり大まかな概要を示した。以下では更なる特徴及び利点を説明する。開示される概念及び具体例は、本開示の同じ目的を達成する為の修正や他の構造の設計のベースとして容易に利用されるであろう。そのような等価構造は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱しない。以下の記述を添付図面と関連させて精査することにより、構成に関しても動作方法に関しても固有であると考えられる、本明細書に開示の概念の特徴が、関連する利点とともによりよく理解されるであろう。各図面は、例示及び説明のみを目的としており、特許請求の範囲の限界を規定するものではない。

以下の図面を参照することにより、様々な実施例の性質及び利点の更なる理解が得られるであろう。添付図面では、類似の構成要素又は特徴に同じ参照ラベルが付されている場合がある。更に、その参照符号の後に、類似の構成要素同士を区別するダッシュ及び第２のラベルを付すことによって、同じタイプの様々な構成要素が区別されている場合がある。本明細書において第１の参照ラベルだけが使用されている場合、その説明は、第２の参照ラベルの如何にかかわらず同じ第１の参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれにも該当する。

様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態によるシステムを示す図である。 様々な実施形態による方法を示す図である。 様々な実施形態による方法を示す図である。

以下の記載は実施例を示すものであって、本開示の範囲、適用可能性、又は構成を限定するものではない。むしろ、以下の記載は、本開示の実施形態の実施を可能にする説明を当業者に提供する。各要素の機能及び配置の様々な変更が行われてよい。

従って、各種実施形態において様々な手順又は構成要素の省略、置換、又は追加が適宜行われてよい。例えば、当然のことながら、方法は、説明された順序と異なる順序で実施されてよく、様々な段階の追加、省略、又は組み合わせが行われてよい。又、特定の実施形態に関して説明された態様及び要素が、他の様々な実施形態において組み合わされてよい。更に当然のことながら、以下に述べるシステム、方法、及び装置は、個別又は集合的に、より大きなシステムの構成要素であってよく、他の手順がそれらの適用に優先してよく、或いは他の様式でそれらの適用を修正してよい。

様々な実施形態に従って、復熱により氷などの固体を生成するツール及び技術を提供する。様々な実施形態によるシステムが、固体作成構成要素（例えば、製氷ループ）、復熱による混合点及び凝固点抑制構成要素、及び／又は冷媒構成要素を含んでこれらに限定されない様々な構成要素を有してよい。これらの構成要素の異なる態様の間の相互作用によって様々な実施形態が与えられてよい。これらの相互作用は熱的且つ／又は物理的であってよい。例えば、いくつかの構成要素同士が熱交換を行ってよく、他の構成要素同士が熱交換及び質量交換を行ってよい。

図１Ａは、様々な実施形態によるシステム１００−ａを示す。システム１００−ａは、タンク１１０と、１つ以上の熱交換器１２０とを含んでよい。これらの構成要素は互いに、様々な方法で物理的且つ／又は熱的に結合されてよい。

タンク１１０は、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせることが可能なように構成されてよい。凝固点抑制剤の一部と組み合わされた第１の材料は、１つ以上の熱交換器１２０を利用して第２の材料を凍結させることに利用されてよい。第２の材料を凍結させることは、一般に、第２の材料を固体形態の第２の材料に変えることを含んでよい。タンク１１０を利用して、凍結状態の第２の材料を凝固点抑制剤の別の一部と組み合わせてよい。タンク１１０内で、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤の一部とを組み合わせることにより、凍結状態の第１の材料を融解し、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた液体状態の第１の材料を形成して、凝固点抑制剤と組み合わされた液体状態の第１の材料の温度が凍結状態の第１の材料の温度より低くなるようにすることが可能である。これによって、過冷却された液体が実質的に生成可能である。

第２の材料を凍結させることが可能な熱交換器１２０のうちの１つ以上が、熱的除氷が使用可能な製氷器、又は機械的除氷が使用可能な製氷器を含んでよい。この製氷器は、管型、プレート型、フレーク型、シェル型、キューブ型、又は他の型であってよい。一般に、これらの熱交換器１２０は、液体から固体を形成する手段を提供することが可能である。

いくつかの実施形態では、第１の材料と第２の材料は同じタイプの材料である。この同じタイプの材料は、少なくとも水、有機材料、イオン液体、無機材料、又はＤＭＳＯであってよい。いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤は、少なくとも水、アルコール、トリエチルアミン、シクロヘクソップウリジン、イオン液体、アミン、アンモニア、塩、無塩可溶固体、有機液体、無機液体、混和性材料の混合物、又は界面活性剤で安定化された不混和性材料の混合物である。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させることは、１つ以上の熱交換器１２０のうちの、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される間接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させることを含む。１つ以上の熱交換器１２０のうちのその間接熱交換器を利用することは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と、１つ以上の熱交換器１２０のうちのその間接熱交換器を通り抜ける冷却液の第１の部分との間で熱交換を行うこと、及び／又は、冷却液の冷却された第１の部分と、１つ以上の熱交換器１２０のうちの、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うことを含んでよい。いくつかの実施形態では、製氷器は、一般に固体を形成することが可能な別の形態の熱交換器を含んでよい。いくつかの実施形態は更に、熱交換器１２０のうちの、冷却液の第２の部分を１つ以上の熱交換器１２０のうちの蒸気圧縮冷却熱交換器に通すこと、冷却液の冷却された第２の部分を冷却液の冷却された第１の部分と組み合わせること、及び／又は、組み合わされた、冷却液の冷却された第１の部分及び冷却された第２の部分と、１つ以上の熱交換器１２０のうちの、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うことを実施する１つ以上の熱交換器を含んでよい。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させることは、１つ以上の熱交換器１２０のうちの、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される第１の直接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させることを含む。いくつかの実施形態は、冷却液と、１つ以上の熱交換器１２０のうちの第２の直接熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料を凍結させること、冷却液と、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とを組み合わせること、及び／又は、冷却液の一部を、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とともに外にブリードすることを含む。

いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器１２０のうちのその間接熱交換器を利用することは、冷媒を復水器に通すこと、冷媒が復水器を通り抜けた後に間接熱交換器を利用して、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と冷媒との間で熱交換を行うこと、及び／又は、冷媒を膨張器に通してから冷媒を利用して第２の材料の凍結を促進することを含む。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器と結合される冷却液との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器の熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。

いくつかの実施形態では、タンク１１０は、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤の一部とを組み合わせるように構成されてよく、この組み合わせることは、凝固点抑制剤の一部が凍結状態の第１の材料を通る際の水圧流によって、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤の一部とを混合することを含んでよい。

上述のように、システム１００−ａは、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤とを組み合わせるように構成されたタンク１１０を含んでよい。システム１００−ａは１つ以上の熱交換器１２０を含んでよく、これらは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合されてよい。１つ以上の熱交換器１２０のうちの少なくとも１つが、第２の材料を凍結させるか他の方法で固体にするように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器１２０のうちの少なくとも１つが、冷却液を、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、冷却液は、第２の材料を凍結させるように構成された熱交換器と熱的に結合されてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器１２０のうちの少なくとも１つが、冷媒を、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、１つ以上の熱交換器１２０のうちの少なくとも１つが、冷媒と冷却液とを熱的に結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、タンク１１０は、凍結した第２の材料を受けるように構成されている。

システム１００−ａは、（例えば、１つ以上の熱交換器１２０のうちの１つ以上を使用して）第１の材料を固体化する手段、（例えば、タンク１１０を使用して）固体化状態の第１の材料を凝固点抑制剤と組み合わせる手段、及び／又は、（例えば、１つ以上の熱交換器１２０のうちの１つ以上を使用して）組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤を、第１の材料を固体化する手段と熱的に結合する手段を提供することが可能である。

図１Ｂは、様々な実施形態によるシステム１００−ｂを示す。システム１００−ｂは、タンク１１０−ａ、１つ以上の熱交換器１２０−ａ、及び／又は、熱交換器の一例であってよい固体化器１２０−ｂを含んでよい。これらの構成要素は互いに、様々な方法で物理的且つ／又は熱的に結合されてよい。システム１００−ｂは、図１Ａのシステム１００−ａの一例であってよい。

固体化器１２０−ｂは、一般に第１の材料を固体化することが可能であり、これは、第１の材料を凍結させて凍結状態の第１の材料を生成することを含んでよい。固体化された材料はタンク１１０−ａに入ってよく、そこでは、凍結状態（より一般的には固体状態）の第１の材料が、凝固点抑制剤の一部と組み合わされてよい。凝固点抑制剤の一部と組み合わされた第１の材料は、１つ以上の熱交換器１２０−ａ及び／又は固体化器１２０−ｂを利用して第２の材料を凍結させることに利用されてよい。例えば、１つ以上の熱交換器１２０−ａは、固体化器１２０−ｂと直接又は間接的に熱的に結合されてよい。

図１Ｃは、様々な実施形態によるシステム１００１を示す。システム１００１は、（例えば、図１Ｂの）サブシステム１００−ｂを含んでよい。サブシステム１００−ｂは、タンク１１０−ａ、１つ以上の熱交換器１２０−ａ、及び／又は、熱交換器の一例であってよい固体化器１２０−ｂを含んでよい。これらの構成要素は互いに、様々な方法で物理的且つ／又は熱的に結合されてよい。システム１００１は、装置１４０を含んでもよい。凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料の一部が、装置１４０を熱的にブーストすることに利用されてよく、装置１４０は、例えば、発電機、熱機関、冷蔵器、及び／又は凍結器である。装置１４０をブーストすることは、装置１４０から熱を吸収することを含んでよい。装置１４０から熱を吸収することを通して、発電システム、他の熱力学システム、及び／又は装置の効率をブーストすることが可能である。これは、いくつかの装置の効率を高めることを含むことが可能である。実施形態によっては経済的利点が得られる可能性がある。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料の一部を、装置１４０から分離器１５０に移してよく、分離器１５０では、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離することが可能である。場合によっては、分離した凝固点抑制剤をタンク１１０−ａに再投入してよい。分離した第１の材料は、固体化器１２０−ｂに誘導されてよく、そこで固体化されてタンク１１０−ａ内で利用されことが可能である。

分離器１５０は、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離するメンブレンプロセスを利用して、組み合わされた第１の材料と凝固点抑制剤とを分離してよい。分離器１５０で利用可能な別の分離方法として、分離器１５０は、少なくとも、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離する感光性プロセス、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離する蒸留プロセス、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離する液液抽出プロセス、及び／又は化学的に引き起こされる溶解度変化抽出プロセスを利用して、第１の材料と凝固点抑制剤とを分離することが可能であり、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、分離器１５０で利用可能な技術として特に、逆浸透、ナノ濾過、光子駆動析出、化学反応による析出、溶解度変化による析出、界面活性剤吸収、イオン交換、活性炭吸着、フラッシュ分離、蒸留、多重効用蒸留、蒸気圧縮蒸留、蒸発、メンブレン蒸留、ガス透過性メンブレン分離、液液抽出、ガスストリッピング、分留、及び／又は凍結蒸留などがあり、これらに限定されない。いくつかの特定実施形態では、分離器１５０は、断熱蒸留、非断熱蒸留、及び／又は低臨界共溶温度分離を利用してよい。場合によっては、分離器１５０は、システム１００１の他の態様と組み合わされてよい複数の装置及び／又は構成要素を含んでよい。

次に図２を参照すると、様々な実施形態によるシステム２００が示されている。システム２００は、図１Ａのシステム１００−ａ及び／又は図１Ｂのシステム１００−ｂの一例であってよい。システム２００では、流体１０５がタンク１１０−ｂ内の固体１０１の液体形態を提供してよい。固体充填層から熱が除去されてよく、これは、固体充填層が潜熱の除去によって形成されうる為である。従って、充填層１０１の入口１２７は固体であってよい。固体１０１は、入口流から熱を除去することによって形成されてよい。流体１０５は、図１Ａのシステム１００−ａに関して前述された第１の材料及び／又は第２の材料の一例であってよい。

液体である流体１０５は熱交換器１２０−ｃに入ってよく、熱交換器１２０−ｃは固体生成物を生成することが可能であってよい。この熱交換器１２０−ｃは、第２の流体１０９によって冷却されてよく、第２の流体１０９はより高い温度１１１に温められてよい。場合によっては、第２の流体１０９は、タンク１１０−ｂの出口１０８から来てよい。この液体１０９は、充填層１０１を凝固点抑制剤と組み合わせることによって形成されてよい。流体１０５は、入口１２７において、充填層に入る固体に変換されてよい。これにより、他の方法で、固体の融解に依存しうるシステム（例えば、図３のシステム３００）にとって利用可能になりうる固体より多くの固体が生成可能である。従って、入口１２７と出口１０８における固体の温度が同じままであったとしても、熱交換器１２０−ｃによって熱が充填層に復熱されることが可能である。固体を追加形成することにより、入口１２７における固体の利用可能な質量流を増やすことが可能であり、これによって、入口と出口の間での固体の冷却と同等のシステマチックな効率向上を引き起こすことが可能である。

次に図３を参照すると、様々な実施形態によるシステム３００が示されている。システム３００は、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、及び／又は図２のシステム２００の一例であってよい。システム３００は、流体材料（液体状態の第１又は第２の材料と呼ばれることがある）、凝固点抑制剤、装置、及び／又は、凝固点抑制剤と第１及び／又は第２の材料とを分離する方法の変種を利用してよい。あくまで例として、システム３００は、液体状態の第１の材料及び／又は第２の材料として水を利用してよく、凝固点抑制剤としてイオン材料を利用してよい。システム３００は、凍結器などの装置をブーストするように構成されてもよい。システム３００は、疎水性のガス透過性メンブレンなどの分離器を含んでよい。別のタイプの装置がブーストされてよく、別の分離手法が利用されてよい。

この例では、例えば、第１の材料及び／又は第２の材料として水を使用してよく、凝固点抑制剤としてイオン材料を使用してよい。凍結器の出力をブーストすることは、例えば、電気の購入の回避に役立ちうる。システム３００については特定の第１の材料及び／又は第２の材料、凝固点抑制剤、装置、及び／又は分離技術を利用するように記載しているが、これは明確化の為と考えられてよく、他の第１の材料及び／又は第２の材料、凝固点抑制剤、装置、及び／又は分離技術も利用されてよい。

システム３００は、液体状態の様々な第１の材料を利用できる。例えば、水は氷収穫器１３０によって凍結されてよく、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、及び／又はシステム１００−ｂの固体化器１２０−ｂの一方の一例であってよい。氷収穫器１３０は、１つ以上の熱交換器１０４を含んでよい。

凍結した水を、所定の長さの時間にわたって氷タンク１１０−ｃに貯蔵することが可能であり、場合によっては融解を最小限に抑えることが可能である。いくつかの例では水は純水であってよい。場合によっては、凍結した水は全体又は一部が固体であってよい。

場合によっては、氷タンク１１０−ｃにおいて、タンク１１０−ｃ内の氷又は別の固体を、その凝固点を抑制する材料と混合してよい。氷は、例えば、凝固点抑制剤との均衡点に達するまではエントロピー的に融解されてよい。場合によっては、氷と凝固点抑制剤は、氷がタンク１１０−ｃの底部に移動した後、又は底部を通り抜けた後に混合されてよい。この結果として、第１の材料が凝固点抑制剤と組み合わされることが可能である。

いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料の一部１０９−ａが氷収穫器１３０に移動してよく、そこでは、その低温を利用して更なる氷が生成されてよい。その後、この更なる氷がタンク１１０−ｃに投入されてよい。例えば、冷流体１０９−ａが、再生熱交換器１３７の前で流れから分離されてよく、分離後、熱交換器１０４、冷流体１０５−ａを通り抜けてよく、より高温の温流体１１１−ａとして出てよく、その後、加熱器１３５に流れてよく、この流体は、場合によっては、第２の流体と呼ばれることがある。流体１０５−ａは、図１Ａのシステム１００−ａに関して前述された第１の流体及び／又は第２の流体の一例であってよい。場合によっては、流体１０５−ａを、冷却後に、タンク１１０−ｃとタンクに収容された固体とに再循環させてよい。冷流体１０９−ａは、第１の材料と凝固点抑制剤との混合物に由来してよい。

組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤の混合物の一部を使用して、例えば、電気を使わずに、又は少ない電気を使用して、凍結器１４０−ａの内部環境を冷却することが可能である。一般に、この混合物は、凍結器１４０−ａ以外の様々な装置、例えば、発電機、熱機関、及び／又は冷蔵器をブーストすることにも利用可能である。

凍結器１４０−ａを冷却又はブーストした後に、混合物の一部を再生熱交換器１３７に通してよく、再生熱交換器１３７はその一部を周囲温度まで加熱することが可能である。その後、混合物を加熱器１３５に通してよく、そこでは、加熱器が分離温度まで加熱されてよい。その後、混合物をガス透過性の疎水性メンブレン１３６に通してよく、そこでは、水蒸気が抜き取られてよく、塩水が濃縮されてよい。水蒸気は、凝結させて水タンク１３９に貯蔵してよい。冷蔵器１３７、加熱器１３５、及び／又はメンブレン１３６は、分離器の１つ以上の態様（例えば、図１Ｃの分離器１５０）の例であってよい。上述のように、別の分離技術も利用可能である。

図４は、様々な実施形態によるシステム４００を示す。システム４００は、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００−ｃ、図２のシステム２００、及び／又は図３のシステム３００の態様の一例であってよい。システム４００は、製氷器ループと結合された間接的な復熱、或いは、一般に固体化手段を備えてよい。

この実施形態では、氷１０１−ａがタンク１１０−ｄに集まってよい。タンク１１０−ｄの底部に液体１０３があってよく、これは、水（場合によっては、液体状態の第１の材料と呼ばれてよい）と、タンク１１０−ｄに投入されてよい濃縮された凝固点抑制剤１０２とを含んでよい。タンク１１０−ｄの、液体を充填することが可能な領域は、混合領域と呼ばれてよく、ここでは、氷とこの溶液とが、例えば、氷を通り抜ける材料の水圧流によって混合されてよい。これにより、過冷却された液体の出口流１０４が生成されてよく、その一部１０４−ｉが、例えば、場合によっては、冷蔵を行うことに利用されてよい。液体１０４は、一般に、水の凝固点より低温であってよい。液体１０４−ｉは、一般に、装置１４０をブーストすることに利用可能である。この液体の一部１０４−ｉｉを使用して、氷を生成する為の復熱を行うことが可能である。これは、熱交換器１０７を使用して達成可能であり、熱交換器１０７は中間製氷器冷却液１０９−ｂを冷却することが可能である。熱交換器１０７は、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの１つ以上の熱交換器１２０−ａの一例であってよい。これにより、温められた水と凝固点抑制剤との流れ１０６が生成されてよい。

システム４００は製氷器ループを含んでよく、これは、循環ポンプ１１７によって循環可能な冷却液１０９−ｂを含んでよく、これらは、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの固体化器１２０−ｂの態様の例であってよい。冷却液１０９−ｂは、２つの熱交換器を並行して流れてよい。一方の経路は蒸気圧縮冷却式熱交換器１０８を通ってよく、他方の経路は復熱式熱交換器１０７を通ってよい。この２つの冷却された流れを混合して製氷器１３０−ａに流入させてよく、製氷器１３０−ａでは、これらの流れによって純水から氷を生成することが可能である。製氷器１３０−ａは、例えば、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１００、又はシステム１００−ｂの固体化器１２０−ｂの一例であってよい。製氷器１３０−ａはフレーク型製氷器を表してよいが、他の型の製氷器（より一般的には固体化器）が利用されてもよく、例えば、管型、プレート型、シェル型、及び／又はキューブ型の製氷器が利用されてよく、これらに限定されない。

システム４００は冷蔵ループ１１８を含んでよく、これは、圧縮器１１２によって循環する冷媒を含んでよい。冷媒は、圧縮された後に復水器１１３に流れてよく、そこでは、冷媒が復水して膨張弁１１４に流れ、その後、熱交換器１０８に流れてよく、そこでは、冷媒が気化して中間製氷器ループを冷却することが可能である。

いくつかの実施形態では、システム４００は分離器１５０−ａを含んでよく、これは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤１０４−ｉを分離することに利用可能である。この混合物は、いくつかの実施形態では装置１４０−ｂをブーストすることに利用された後に受け取られてよいが、実施形態によっては、ブーストされる装置１４０−ｂが含まれない場合がある。いくつかの実施形態では、生成された凝固点抑制剤１０２がタンク１１０−ｄに戻されてよい。液体である第１の材料（例えば、液体の水）は、いくつかの実施形態では、製氷器１３０−ａに送られてよく、そこでは、第１の材料を利用して、氷タンク１１０−ｄ向けの更なる氷を生成することが可能である。

図５は、様々な実施形態によるシステム５００を示す。システム５００は、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、図２のシステム２００、及び／又は図３のシステム３００の態様の一例であってよい。システム５００は、製氷器ループと結合された直接的な復熱、或いは、一般に固体化手段を含んでよい。この実施形態では、氷１０１−ｂがタンク１１０−ｅに集まってよい。このタンク１１０−ｅの底部に液体１０３−ａがあってよく、これは、水と、濃縮された凝固点抑制剤１０２−ａとを含んでよい。この水は、一般に、液体状態の第１の材料及び／又は第２の材料であってよい。タンク１１０−ｅの、液体を充填された領域は、混合領域と呼ばれてよく、ここでは、氷とこの溶液とが、氷を通り抜ける材料の水圧流によって混合されてよい。これにより、過冷却された液体の１つ以上の出口流１０４−ａ−ｉ／１０４−ａ−ｉｉが生成されてよく、これが、例えば、冷蔵を行うことが可能であってよい。例えば、この液体の一部１０４−ａ−ｉが、（例えば、冷蔵器であってよい）装置１４０−ｃを熱的にブーストすることに利用可能である。例えば、この液体の一部１０４−ａ−ｉｉを使用して、氷を生成する為の復熱を行うことが可能である。これは、この流れを製氷器１３０−ｂに直接流すことによって達成可能であり、そこでは第２の熱交換器１０７が氷を直接生成することが可能である。熱交換器１０７は、例えば、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの１つ以上の熱交換器１２０−ａの一例であってよい。このプロセスの出口は、製氷器ループに加わってよく、後で、システム内の流体の質量を一定に保つ為に外にブリードされてよい（１０６−ａ）。

システム５００は製氷器ループを含んでよく、これは、循環ポンプ１１７−ａによって循環可能な冷却液１０９−ｃを含んでよい。ループ内の液体の量を一定に保つ為に、余分な液体が、より高温でシステム外にブリードされてよい（１０６−ａ）。

残った液体は、冷媒膨張器１０８−ａを通って流れてよく、そこで冷却されてよい。この流体は、その後、製氷器１３０−ｂを通って流れてよく、そこでは流体の冷気を使用して氷を生成することが可能である。これらは、例えば、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの固体化器１２０−ｂの態様の例であってよい。

システム５００は、圧縮器１１２−ａを利用して従来の蒸気圧縮システムのようにセットアップされてよい冷媒ループ１１１−ａを含んでよく、圧縮器１１２−ａは圧縮ガスを生成してよく、圧縮ガスは、復水器１１３−ａにおいて復水してよく、膨張器１１４−ａにおいて膨張してよく、蒸発器１０８−ａにおいて蒸発してよい。

いくつかの実施形態では、システム５００は分離器１５０−ｂを含んでよく、これを利用して、組み合わされた第１の材料と凝固点抑制剤とを分離することが可能である。この混合物は、いくつかの実施形態では装置１４０−ｃをブーストすることに利用された後に受け取られてよいが、実施形態によっては装置１４０−ｃが含まれない場合がある。いくつかの実施形態では、生成された凝固点抑制剤１０２−ａがタンク１１０−ｅに戻されてよい。液体である第１の材料（例えば、液体の水）は、いくつかの実施形態では、製氷器１３０−ｂに送られてよく、そこでは、第１の材料を利用して、氷タンク１１０−ｅ向けの更なる氷を生成することが可能である。

図６は、様々な実施形態によるシステム６００を示す。システム６００は、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、図２のシステム２００、及び／又は図３のシステム３００の態様の一例であってよい。システム６００は、冷媒ループ１１１−ｂと結合されてよい間接的な復熱を備えてよい。この実施形態では、氷１０１−ｃがタンク１１０−ｆに集まってよい。このタンク１１０−ｆの底部に液体１０３−ａが形成されてよく、これは、水と、濃縮された凝固点抑制剤１０２−ｂであってよい。この水は、一般に、液体状態の第１の材料であってよい。タンクの、液体を充填された領域は、混合領域と呼ばれてよく、ここでは、氷１０１−ｃとこの溶液とが、氷を通り抜ける材料の水圧流によって混合されてよい。これにより、液体の出口流１０４−ｂが生成されてよく、これは水の凝固点より低温であってよい。液体１０４−ｂ−ｉの一部が冷蔵又は他の用途に使用されてよい。例えば、この液体の一部１０４−ｂ−ｉが、（冷蔵器であってよい）装置１４０−ｄを熱的にブーストすることに利用可能である。

この液体の一部１０４−ｂ−ｉｉを使用して、氷を生成する為の復熱を行うことが可能である。これは、この流れを冷媒ループ１１１−ｂに流すことによって達成可能であり、この流れは熱交換器１０７−ａを通って流れることが可能であり、熱交換器１０７−ａは復水器１１３−ｂを出た液体冷媒を過冷却し、その後、この冷媒は膨張器１１４−ｂに入ることが可能であり、これにより、冷媒ループ１１１−ｂのパフォーマンスを効果的にブーストすることが可能である。冷媒ループ１１１−ｂの構成要素のうちの１つ以上の構成要素が、例えば、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの１つ以上の熱交換器１２０−ａの態様又は例であってよい。

システム６００は製氷器ループを含んでよく、これは、循環ポンプ１１７−ｂによって循環可能な冷却液１０９−ｄを使用する間接ループとして構成されてよい。冷却液１０９−ｄは、熱交換器１０８−ｂに入ってよく、そこで冷却されてから製氷器１３０−ｃに入ってよく、そこで氷を生成することが可能である。

冷媒ループ１１１−ｂは、液体過冷却器１０７−ａの存在によってブーストされてよく、液体過冷却器１０７−ａは、膨張器１１４−ｂの前の復水器１１３−ｂの出口において液体冷媒を冷却することが可能である。このループでの膨張後に、蒸発器１０８−ｂは、同じ圧縮器１１２−ｂが稼働していて通常であれば可能であろう冷却より強い冷却を行うことが可能であってよい。ループ内の液体の量を一定に保つ為に、余分な液体が、より高温でシステム外にブリードされてよい（１０６−ｂ）。

いくつかの実施形態では、システム６００は分離器１５０−ｃを含んでよく、これは、組み合わされた第１の材料と凝固点抑制剤とを分離することに利用可能である。この混合物は、装置１４０−ｄをブーストすることに利用された後に受け取られてよいが、実施形態によっては、装置１４０−ｄが含まれない場合がある。いくつかの実施形態では、生成された凝固点抑制剤１０２−ｂがタンク１１０−ｆに戻されてよい。液体である第１の材料（例えば、液体の水）は、いくつかの実施形態では、製氷器１３０−ｃに送られてよく、そこでは、第１の材料を利用して、氷タンク１１０−ｆ向けの更なる氷を生成することが可能である。

図７は、様々な実施形態によるシステム７００を示す。システム７００は、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、図２のシステム２００、及び／又は図３のシステム３００の態様の一例であってよい。システム７００は、冷媒ループ１１１−ｃと結合された間接的な復熱を備えてよく、冷媒ループ１１１−ｃは製氷器ループであってもよい。この実施形態では、氷１０１−ｄがタンク１１０−ｇに集まってよい。このタンク１１０−ｇの底部に液体１０３−ｃが形成されてよく、これは、水と、濃縮された凝固点抑制剤１０２−ｃであってよい。この水は、一般に、液体状態の第１の材料であってよい。タンクの、液体を充填された領域は、混合領域と呼ばれてよく、ここでは、氷とこの溶液とが、氷を通り抜ける材料の水圧流によって混合されてよい。これにより、過冷却された液体の出口流１０４−ｃが生成されてよく、その一部１０４−ｃ−ｉが、一般に、装置１４０−ｅを冷蔵又はブーストすることが可能であってよい。例えば、液体の一部１０４−ｃ−ｉが装置１４０−ｅを熱的にブーストすることに利用可能であり、装置１４０−ｅは冷蔵器であってよい。この液体の一部１０４−ｃ−ｉｉを使用して、氷を生成する為の復熱を行うことが可能である。これは、この流れを冷媒ループ１１１−ｃに流すことによって達成可能であり、この流れは熱交換器１０７−ｂを通って流れることが可能であり、熱交換器１０７−ｂは復水器１１３−ｃを出た液体冷媒を過冷却し、その後、この冷媒は膨張器１１４−ｃに入ることが可能であり、これにより、冷媒ループ１１１−ｃのパフォーマンスを効果的にブーストすることが可能である。

この実施形態では、製氷器ループ１０８−ｃと冷媒ループ１１１−ｃは同じループであり、中間冷却液は使用されなくてよい。冷媒ループ１１１−ｃ及び／又は製氷器ループ１０８−ｃの構成要素のうちの１つ以上の構成要素が、例えば、システム１００−ａの１つ以上の熱交換器１２０、又はシステム１００−ｂの１つ以上の熱交換器１２０−ａの態様又は例であってよい。

冷媒ループ１１１−ｃは、液体過冷却器１０７−ｂの存在によってブーストされてよく、液体過冷却器１０７−ｂは、膨張器１１４−ｃの前の復水器１１３−ｃの出口において液体冷媒を冷却することが可能である。このループでの膨張後に、蒸発器１０８−ｃは、同じ圧縮器１１２−ｃが稼働していて通常であれば可能であろう冷却より強い冷却を行うことが可能であってよい。このループの蒸発器は、製氷器に直接組み込まれてよく、従って、冷媒蒸発冷却が氷生成に直接変換されてよい。

いくつかの実施形態では、システム７００は分離器１５０−ｄを含んでよく、これは、組み合わされた第１の材料と凝固点抑制剤とを分離することに利用可能である。この混合物は、装置１４０−ｅをブーストすることに利用された後に受け取られてよいが、実施形態によっては、装置１４０−ｅが含まれない場合がある。いくつかの実施形態では、生成された凝固点抑制剤１０２−ｃがタンク１１０−ｇに戻されてよい。液体である第１の材料（例えば、液体の水）は、いくつかの実施形態では、製氷器１３０−ｄに送られてよく、そこでは、第１の材料を利用して、氷タンク１１０−ｇ向けの更なる氷を生成することが可能である。

図８Ａは、様々な実施形態による復熱の方法８００−ａのフロー図を示す。方法８００−ａは、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、図２のシステム２００、図３のシステム３００、図４のシステム４００、図５のシステム５００、図６のシステム６００、及び／又は図７のシステム７００において示されたようなシステムを利用して実施されてよい。図８Ａでは、選択された特定のステップが示されているが、これらが示されている順序は例示的なものに過ぎない。本発明の様々な実施形態によれば、いくつかのステップを別の順序で実施することも可能であり、いくつかのステップを省略することも可能であり、更なるいくつかのステップを追加することも可能である。以下の説明では、これらの実施形態の全てではないが幾つかについて述べる。

ブロック８１０で、凍結状態又は別の様式の固体状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせることが可能である。ブロック８２０で、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させることが可能である。

方法８００のいくつかの実施形態は、凍結状態の第２の材料を凝固点抑制剤の別の一部と組み合わせるステップを含む。いくつかの実施形態では、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせると、凍結状態の第１の材料が融解され、凝固点抑制剤の一部と組み合わされた液体状態の第１の材料が形成され、凝固点抑制剤と組み合わされた液体状態の第１の材料は、温度が、凍結状態の第１の材料の温度より低くなる。

方法８００−ａのいくつかの実施形態では、第１の材料と第２の材料は同じタイプの材料である。この同じタイプの材料は、少なくとも水、有機材料、イオン液体、無機材料、又はＤＭＳＯであってよい。いくつかの実施形態では、凝固点抑制剤は、少なくとも水、アルコール、イオン液体、アミン、アンモニア、塩、無塩可溶固体、有機液体、無機液体、混和性材料の混合物、又は界面活性剤で安定化された不混和性材料の混合物である。

方法８００−ａのいくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップは、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される間接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させるステップを含む。間接熱交換器を利用するステップは、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と、間接熱交換器を通り抜ける冷却液の第１の部分との間で熱交換を行うステップ、及び／又は、冷却液の冷却された第１の部分と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うステップを含んでよい。いくつかの実施形態は更に、冷却液の第２の部分を蒸気圧縮冷却熱交換器に通すステップ、冷却液の冷却された第２の部分を冷却液の冷却された第１の部分と組み合わせるステップ、及び／又は、冷却液の、組み合わされた、冷却された第１の部分及び冷却された第２の部分と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うステップを含んでよい。

方法８００−ａのいくつかの実施形態では、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップは、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料と熱的に結合される第１の直接熱交換器を利用して第２の材料を凍結させるステップを含む。いくつかの実施形態は、冷却液と、第２の直接熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料を凍結させるステップ、冷却液と、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とを組み合わせるステップ、及び／又は、冷却液の一部を、凝固点抑制剤と組み合わされた第１の材料とともに外にブリードするステップを含む。

方法８００−ａのいくつかの実施形態では、間接熱交換器を利用するステップは、冷媒を復水器に通すステップ、冷媒が復水器を通り抜けた後に間接熱交換器を利用して、組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と冷媒との間で熱交換を行うステップ、及び／又は、冷媒を膨張器に通してから冷媒を利用して第２の材料の凍結を促進するステップを含む。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器と結合される冷却液との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。いくつかの実施形態では、冷媒を利用して、冷媒と、第２の材料を凍結させるように構成された製氷器の熱交換器との間で熱交換を行うことにより、第２の材料の凍結を促進することが可能である。

方法８００−ａのいくつかの実施形態では、凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップは、凝固点抑制剤の一部が凍結状態の第１の材料を通る際の水圧流によって、凍結状態の第１の材料と凝固点抑制剤の一部とを混合するステップを含む。

図８Ｂは、様々な実施形態による復熱の方法８００−ｂのフロー図を示す。方法８００−ｂは、図１Ａのシステム１００−ａ、図１Ｂのシステム１００−ｂ、図１Ｃのシステム１００１、図２のシステム２００、図３のシステム３００、図４のシステム４００、図５のシステム５００、図６のシステム６００、及び／又は図７のシステム７００において示されたようなシステムを利用して実施されてよい。方法８００−ａは、図８Ｂのシステム８００−ａの一例であってよい。図８Ｂでは、選択された特定のステップが示されているが、これらが示されている順序は例示的なものに過ぎない。本発明の様々な実施形態によれば、いくつかのステップを別の順序で実施することも可能であり、いくつかのステップを省略することも可能であり、更なるいくつかのステップを追加することも可能である。以下の説明では、これらの実施形態の全てではないが幾つかについて述べる。

ブロック８１０−ａで、凍結した水を塩と混合することにより、凍結した水を融解して、水の凝固点より低い温度の塩水液体を生成することが可能である。ブロック８２０−ａで、塩水液体を熱交換器に通して、更なる水の凍結を促進することが可能である。これにより、様々な直接及び／又は間接の熱交換技術を利用して、更なる水の凍結を促進することが可能である。ブロック８３０で、その更なる凍結した水を塩と混合することにより、その更なる凍結した水を融解して、水の凝固点より低い温度の更なる塩水液体を生成することが可能である。

これらの実施形態は、材料及びプロセス設備のあらゆる組み合わせ及び順列を取り込んだものでなくてよい。むしろ、これらは、方法、装置、及び／又はシステムの適用可能性の範囲を示すものであってよい。様々な実施形態において利用される段階の数は、説明されたものより多くても少なくてもよい。様々な実施形態は、互いの態様を利用しあってもよい。これらの実施形態のそれぞれにおいて、熱機関は、例えば、燃料電池、又は他の、超低温材料の存在によって強化されるシステムで置き換えられてよい。ブースト技術は一般に、熱力学の様々なシステム及び／又は装置とともに利用されてよい。更に、各実施形態は、多様なエネルギ源で動作する多様な熱機関とともに動作可能である。

なお、上述の方法、システム、及び装置は、あくまで例であるものとする。特に、様々な実施形態では、様々な手順又は構成要素を適宜省略、置換、又は追加してよい。例えば、当然のことながら、代替実施形態では、それらの方法は、説明された順序と異なる順序で実施されてよく、様々な段階が追加、省略、又は結合されてよい。又、複数の特定の実施形態に関して説明された各特徴を他の様々な実施形態において組み合わせてよい。それらの実施形態の様々な態様及び要素も同様に組み合わせてよい。又、特に、関与する技術、従って、要素の多くは本質的に例示的であり、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。

本明細書では、実施形態が十分に理解されるように、具体的な詳細を示している。しかしながら、当業者であれば理解されるように、実施形態は、それらの具体的な詳細がなくても実施可能である。例えば、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、及び手法を示しているが、実施形態が曖昧にならないように、不要な詳細は示していない。

更に又、実施形態は、フロー図又はブロック図又は複数の段階として描かれうるプロセスとして記載されてよい。各実施形態はそれらの動作を順次プロセスとして示している場合があるが、それらの動作は多くが並列又は同時に実施されてよい。更に、動作の順序は並べ替えてよい。プロセスには、図面に含まれていない更なる段階があってよい。

いくつかの実施形態を説明してきたが、当業者であれば認識されるように、本発明の趣旨から逸脱しない限り、様々な修正形態、代替構造、及び等価形態が用いられてよい。例えば、上述の各要素は、より大きなシステムの一構成要素に過ぎない場合があり、その場合、他のルールの優先順位が本発明の適用より高くなる場合があり、或いは別の様式で他のルールによって本発明の適用が修正される場合がある。また、上述の要素が考慮される前、考慮されている間、又は考慮された後に、いくつかの段階が開始されてよい。従って、上述の説明は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (20)

1. 凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤の一部と組み合わせるステップと、
   前記凝固点抑制剤の前記一部と前記組み合わされた第１の材料を利用して第２の材料を凍結させるステップと、
   を含む方法。
2. 前記凍結状態の前記第２の材料を前記凝固点抑制剤の別の一部と組み合わせるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記凍結状態の前記第１の材料を前記凝固点抑制剤の前記一部と組み合わせる前記ステップにより、前記凍結状態の前記第１の材料が融解され、前記凝固点抑制剤の前記一部と組み合わされた液体状態の前記第１の材料が形成され、前記凝固点抑制剤と組み合わされた前記液体状態の前記第１の材料は、温度が、前記凍結状態の前記第１の材料の温度より低くなる、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の材料と前記第２の材料は同じタイプの材料である、請求項１に記載の方法。
5. 前記同じタイプの材料は、少なくとも水、有機材料、イオン液体、無機材料、又はＤＭＳＯである、請求項４に記載の方法。
6. 前記凝固点抑制剤は、少なくとも水、アルコール、イオン液体、アミン、アンモニア、塩、無塩可溶固体、有機液体、無機液体、混和性材料の混合物、又は界面活性剤で安定化された不混和性材料の混合物である、請求項１に記載の方法。
7. 前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料を利用して前記第２の材料を凍結させる前記ステップは、前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料と熱的に結合される間接熱交換器を利用して前記第２の材料を凍結させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記間接熱交換器を利用する前記ステップは、
   前記組み合わされた第１の材料及び前記凝固点抑制剤と、前記間接熱交換器を通り抜ける冷却液の第１の部分との間で熱交換を行うステップと、
   前記冷却液の前記冷却された第１の部分と、前記第２の材料を凍結させるように構成された製氷器との間で熱交換を行うステップと、
   を含む、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記冷却液の第２の部分を蒸気圧縮冷却熱交換器に通すステップと、
   前記冷却液の冷却された前記第２の部分を前記冷却液の冷却された前記第１の部分と組み合わせるステップと、
   前記冷却液の、前記組み合わされた、冷却された第１の部分及び冷却された第２の部分と、前記第２の材料を凍結させるように構成された前記製氷器との間で熱交換を行うステップと、
   を更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料を利用して前記第２の材料を凍結させる前記ステップは、前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料と熱的に結合される第１の直接熱交換器を利用して前記第２の材料を凍結させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
11. 冷却液と、前記第２の直接熱交換器との間で熱交換を行うことにより、前記第２の材料を凍結させるステップと、
    前記冷却液と、前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料とを組み合わせるステップと、
    前記冷却液の一部を、前記凝固点抑制剤と前記組み合わされた第１の材料とともに外にブリードするステップと、
    を更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記間接熱交換器を利用する前記ステップは、
    冷媒を復水器に通すステップと、
    前記冷媒が前記復水器を通り抜けた後に前記間接熱交換器を利用して、前記組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と前記冷媒との間で熱交換を行うステップと、
    前記冷媒を膨張器に通してから前記冷媒を利用して前記第２の材料の凍結を促進するステップと、
    を含む、
    請求項７に記載の方法。
13. 前記冷媒を利用して、前記冷媒と、前記第２の材料を凍結させるように構成された製氷器と結合される冷却液との間で熱交換を行うことにより、前記第２の材料の凍結を促進する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記冷媒を利用して、前記冷媒と、前記第２の材料を凍結させるように構成された製氷器の熱交換器との間で熱交換を行うことにより、前記第２の材料の凍結を促進する、請求項１２に記載の方法。
15. 前記凍結状態の前記第１の材料を前記凝固点抑制剤の前記一部と組み合わせる前記ステップは、前記凝固点抑制剤の前記一部が前記凍結状態の前記第１の材料を通る際の水圧流によって、前記凍結状態の前記第１の材料と前記凝固点抑制剤の前記一部とを混合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
16. 凍結状態の第１の材料を凝固点抑制剤と組み合わせるように構成されたタンクと、
    前記組み合わされた第１の材料及び前記凝固点抑制剤と熱的に結合される１つ以上の熱交換器であって、前記１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、第２の材料を凍結させるように構成されている、前記１つ以上の熱交換器と、
    を含むシステム。
17. 前記１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、冷却液を、前記組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、
    前記冷却液は、前記第２の材料を凍結させるように構成された前記熱交換器と熱的に結合される、
    請求項１６に記載のシステム。
18. 前記１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、冷媒を、前記組み合わされた第１の材料及び凝固点抑制剤と熱的に結合するように構成されており、前記１つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、前記冷媒を前記冷却液と熱的に結合するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
19. 前記タンクは、前記凍結した第２の材料を受けるように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
20. 第１の材料を固体化する手段と、
    前記固体化された状態の前記第１の材料を凝固点抑制剤と組み合わせる手段と、
    前記組み合わされた第１の材料及び前記凝固点抑制剤を、前記第１の材料を固体化する前記手段と熱的に結合する手段と、
    を含むシステム。

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