JPS60105869A - Chemically assisted machine refrigeration method - Google Patents

Chemically assisted machine refrigeration method

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JPS60105869A
JPS60105869A JP59199695A JP19969584A JPS60105869A JP S60105869 A JPS60105869 A JP S60105869A JP 59199695 A JP59199695 A JP 59199695A JP 19969584 A JP19969584 A JP 19969584A JP S60105869 A JPS60105869 A JP S60105869A
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solvent
stream
evaporator
solution
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/02Compression-sorption machines, plants, or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Abstract

There is provided a chemically assisted mechanical refrigeration process including the steps of: mechanically compressing a refrigerant stream which includes vaporized refrigerant; contacting the refrigerant with a solvent in a mixer (11) at a pressure sufficient to promote substantial dissolving of the refrigerant in the solvent in the mixer (11) to form a refrigerant-solvent solution while concurrently placing the solution in heat exchange relation with a working medium to transfer energy to the working medium, said refrigerant-solvent solution exhibiting a negative deviation from Raoult's Law; reducing the pressure over the refrigerant-solvent solution in an evaporator (10) to allow the refrigerant to vaporize and substantially separate from the solvent while concurrently placing the evolving refrigerant-solvent solution in heat exchange relation with a working medium to remove energy from the working medium to thereby form a refrigerant stream and a solvent stream; and passing the solvent and refrigerant stream from the evaporator.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一般に冷凍に関し、さらに詳細には、新規か
つ改良された化学的に助長された機械冷凍サイクルに関
する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to refrigeration, and more particularly to a new and improved chemically assisted mechanical refrigeration cycle.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

典型的な機械冷凍システムは、機械的圧縮機を使用して
圧力を昇圧し、かつガス状冷媒を凝縮し、その後その気
化熱を吸収する。このように、典型的な蒸気圧縮サイク
ルは、液体冷媒、例えばフレオン−12が低圧で沸騰し
て冷却を生ずる蒸発器;蒸発器を去った後にガス状冷媒
の圧力を昇圧する圧縮機;冷媒が凝縮し、かつその熱を
環境に放出する凝縮器;および凝縮器を去る液体冷媒が
凝縮器内の高圧水準から蒸発器内の低圧水準に膨張する
膨張弁を使用する。
A typical mechanical refrigeration system uses a mechanical compressor to increase pressure and condense a gaseous refrigerant, which then absorbs its heat of vaporization. Thus, a typical vapor compression cycle consists of an evaporator in which a liquid refrigerant, such as Freon-12, is boiled at low pressure to produce refrigeration; a compressor that increases the pressure of the gaseous refrigerant after it leaves the evaporator; It uses a condenser that condenses and releases its heat to the environment; and an expansion valve where the liquid refrigerant leaving the condenser expands from a high pressure level in the condenser to a low pressure level in the evaporator.

圧縮機またはポンプの必扱なしに細紐エネルギー源、例
えば太陽エネルギーを利用する冷凍システムを開発する
ために多(の努力が過去数十年にわたって費やされてい
る。この努力の多くは、溶媒として二次流体を使用して
冷媒ガスを吸収することによって圧縮を達成する所謂吸
収ザイクルに向けられている。典型的な吸収システムは
、蒸気圧縮サイクルのように凝縮器、膨張弁および蒸発
器を包含する。しかしながら、圧縮機の代わりに吸収器
−発生器対が使用される。臭化リチウム−水または水−
アンモニアが、使用される溶媒−冷媒混合物の典型であ
る。
Much effort has been expended over the past several decades to develop refrigeration systems that utilize cord energy sources, such as solar energy, without the need for compressors or pumps. Much of this effort has The so-called absorption cycle achieves compression by absorbing the refrigerant gas using a secondary fluid as a vapor compression cycle.A typical absorption system uses a condenser, expansion valve and evaporator as in a vapor compression cycle However, instead of a compressor an absorber-generator pair is used.Lithium bromide-water or water-
Ammonia is typical of the solvent-refrigerant mixtures used.

再吸収サイクルも、研究されている。今世紀の初めの半
分においては、再吸収サイクルは、操作が吸収サイクル
と類似している。しかしながら、再吸収器が凝縮器の代
わりに使用され、そして蒸気は、凝縮しながら特殊な弱
い溶液によって吸収される。次いで、この溶液は、蒸発
器に循環され、この蒸発器において冷媒は沸騰し、かつ
解離熱および気化熱は冷凍効果を生ずる。
Resorption cycles have also been studied. In the first half of this century, resorption cycles were similar in operation to absorption cycles. However, a reabsorber is used instead of a condenser, and the vapor is absorbed by a special weak solution while condensing. This solution is then circulated to an evaporator in which the refrigerant boils and the heat of dissociation and vaporization produces a refrigeration effect.

大部分の従来のシステムは、溶媒−冷媒の組み合わせを
使用するときに圧縮機の使用を回避するが、2.3の方
法は、システム内で圧縮機ど一緒に溶媒−冷媒対を使用
している。米国特許第4゜037.426号明細書に記
載のシステムおよび方法は、実例である。この特許にお
いては、ガス状冷媒は、圧縮され、次いで液体溶媒と混
合される。その後、混合物は、熱交換器において冷却さ
れ、次いでデカンタ−に通過され、このデカンタ−にお
いて、より重い液体画分は、より軽い液体冷媒から分離
される。次いで、液体冷媒は、低圧帯に通過し、この低
圧帯において蒸発されて熱を作動流体から吸収する。米
国特許第3,277.659号明細書および沫4,19
9,961号明細書に開示のシステムまたは方法は、圧
縮機型のシステムの他の例を枠供する。
While most conventional systems avoid the use of a compressor when using a solvent-refrigerant combination, the method of 2.3 uses a solvent-refrigerant pair together with a compressor in the system. There is. The system and method described in US Pat. No. 4,037,426 is illustrative. In this patent, a gaseous refrigerant is compressed and then mixed with a liquid solvent. The mixture is then cooled in a heat exchanger and then passed to a decanter in which the heavier liquid fraction is separated from the lighter liquid refrigerant. The liquid refrigerant then passes to a low pressure zone where it is evaporated and absorbs heat from the working fluid. U.S. Pat. No. 3,277.659 and 4,19
The system or method disclosed in No. 9,961 provides another example of a compressor-type system.

こレラの従来のシステムおよび他の従来のシステムは、
数種の不利の1以上をこうむる。例えは、従来のシステ
ムは、圧縮型サイクル内で作動媒体を最後に冷却′1−
る気化熱および希釈熱の両方の利点を取ることができな
い。追加的に、圧縮機な利用する従来のシステムは、比
較的高い圧縮比に耐えることができるヘビーデユーティ
−圧縮機を必要とする。他のシステムは、比較的高い圧
力で作V+111 F h ヘ1”−ギーーテノーtr
 卒l(P−ty 、17、耳匁c −t−る。なお他
のシステムは、比較的効率の良くない伝熱力学を有する
。なお他のシステムは、圧縮機への流れ苦度を減少せず
に冷媒−溶媒と溶媒との間の補助的熱交換を可能にでき
ず、一方他のシステムは、冷媒−溶媒と溶媒との間の補
助的熱交換において顕熱伝達を与えることができない。
Corella's traditional system and other traditional systems are
Incur one or more of several disadvantages. For example, conventional systems typically cool the working medium in a compression-type cycle at the end.
It is not possible to take advantage of both heat of vaporization and heat of dilution. Additionally, conventional systems utilizing compressors require heavy duty compressors that can withstand relatively high compression ratios. Other systems operate at relatively high pressures.
Still other systems have relatively inefficient heat transfer dynamics. Still other systems reduce the flow intensity to the compressor. cannot enable supplementary heat exchange between refrigerant-solvent and solvent without a refrigerant, while other systems cannot provide sensible heat transfer in supplementary heat exchange between refrigerant-solvent and solvent. .

なお他のシステムは、溶媒が蒸発器を去った後に溶媒か
らのガス状冷媒の二次発生を与えて総合効率を高めるこ
とができない。従来のシステムによって遭遇されるこれ
らσ)問題および他の問題は、本発明によって、排除さ
れないとしても実a上減少される。
Still other systems fail to provide secondary generation of gaseous refrigerant from the solvent after it leaves the evaporator to increase overall efficiency. These σ) and other problems encountered by conventional systems are substantially reduced, if not eliminated, by the present invention.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

互いに組み合わされたときにラウールの法則からの負の
偏差(negative d、eviation) を
有する冷媒および溶媒を使用する化学的に助長された機
械冷凍法が、提供される。溶媒および液化冷媒を包含す
る溶液流は、蒸発器に通過される。次いで、浴液上の圧
力は、減圧されて冷媒を蒸発させ、かつ溶媒から分離す
る。それと同時に、発生冷媒および溶媒は、作動媒体と
熱交換関係に働゛かれてエネルギーを作動媒体から除去
する。溶媒流およびガス状冷媒を包含する冷媒流が、形
成され、そして蒸発器を去る。その後、冷媒流は、機械
圧縮を受け、そして冷媒流および溶媒流は、冷媒および
溶媒の実質的溶解を促進するのに十分な圧力において接
触される。蒸発器への通過用溶液流は、このようにして
形成される。冷媒および溶媒は、接触しかつ混合してい
る時間の少なくとも一部分作動媒体と熱交換関係にある
と、エネルギーはそれから除去される。
A chemically assisted mechanical refrigeration method is provided that uses a refrigerant and a solvent that when combined with each other have a negative deviation from Raoult's law. A solution stream containing solvent and liquefied refrigerant is passed to an evaporator. The pressure above the bath liquid is then reduced to evaporate the refrigerant and separate it from the solvent. At the same time, the generated refrigerant and solvent are engaged in a heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium. A refrigerant stream comprising a solvent stream and a gaseous refrigerant is formed and leaves the evaporator. Thereafter, the refrigerant stream is subjected to mechanical compression and the refrigerant and solvent streams are contacted at a pressure sufficient to promote substantial dissolution of the refrigerant and solvent. A solution stream for passage to the evaporator is thus formed. Energy is removed therefrom when the refrigerant and solvent are in a heat exchange relationship with the working medium at least part of the time they are in contact and mixed.

一具体例においては、蒸発器を去る溶媒流は、好ましく
は、蒸発器に通過する溶液流と熱交換関係で通過される
。このことは、エコノマイザ−帯(economizi
ngzonθ)において生じて溶媒流と溶液流との間の
伝熱を生じさせる。
In one embodiment, the solvent stream leaving the evaporator is preferably passed in heat exchange relationship with the solution stream passing to the evaporator. This means that the economizer band
ngzone θ) resulting in heat transfer between the solvent and solution streams.

このような伝熱は、エコノマイザ−帯を通過する1以上
の流れに関してのガス状冷媒の物質移動によって容易に
され得る。例えば、−具体例においては、蒸発器を去る
溶媒流は、溶解冷媒の実質的部分を包含する。溶媒流は
、蒸発器を去る冷媒流と流体連通に置かれて溶媒流から
冷媒流へのガス状冷媒の物質移動を達成する。このこと
しま、混合帯への溶媒流および冷媒流の通過前にエコノ
マイザ−帯内での伝熱を容易にする。
Such heat transfer may be facilitated by mass transfer of gaseous refrigerant with respect to one or more streams passing through the economizer zone. For example: - In embodiments, the solvent stream leaving the evaporator contains a substantial portion of dissolved refrigerant. The solvent stream is placed in fluid communication with the refrigerant stream leaving the evaporator to effect mass transfer of gaseous refrigerant from the solvent stream to the refrigerant stream. This facilitates heat transfer within the economizer zone prior to passage of the solvent and refrigerant streams to the mixing zone.

この具体例の修正においては、ミキサーおよび共同(j
oint)圧縮帯を包含−1−る混合帯が設けられ得ろ
。共同圧縮帯においては、冷媒流および溶媒流は、互い
に接触され、そして冷媒−溶媒上の圧力は、ミキサー内
の溶媒中への冷媒の溶解を容易にするのに十分な程昇圧
される。
In a modification of this example, mixer and co(j
oint) A mixing zone including a compression zone may be provided. In the co-compression zone, the refrigerant and solvent streams are brought into contact with each other and the pressure above the refrigerant-solvent is increased sufficiently to facilitate dissolution of the refrigerant into the solvent within the mixer.

が発器を去る冷媒流および溶媒流が、互(・に流体連通
に附かれて溶媒流からのガスσ)発生を可能にした後2
つの流れが単一圧縮機を包含する共同圧縮帯に通過する
場合には、圧縮機は、回転圧縮機、遠心圧縮機または回
転ねじ圧縮機であることができる。
2 after the refrigerant and solvent streams leaving the generator are placed in fluid communication with each other to enable the generation of gas σ from the solvent stream.
If the two streams pass through a joint compression zone containing a single compressor, the compressor can be a rotary compressor, a centrifugal compressor or a rotary screw compressor.

なおさらに他の修正におし・ては、蒸発器を去る冷媒流
および溶媒流は、圧縮帯にお℃・て接色虫されて合流の
溶媒−冷媒流を形成できる。次(゛で、圧縮帯を去りか
つミキサーに通過する溶媒−冷媒流は、エコノマイザ−
帯への溶液流の通過前に、ミキサーを去る溶液流と熱交
換関係に餘かれ得る。
In still yet another modification, the refrigerant and solvent streams leaving the evaporator can be combined in a compression zone at °C to form a combined solvent-refrigerant stream. The solvent-refrigerant stream leaving the compression zone and passing through the mixer is then
Prior to passage of the solution stream to the zone, it may be placed in a heat exchange relationship with the solution stream leaving the mixer.

合流の溶媒−冷媒流の温度は、好ましくは、ミキサー導
入直前にミキサーの温度に近づくと信じられる。
It is believed that the temperature of the combined solvent-refrigerant stream preferably approaches the temperature of the mixer immediately before introduction of the mixer.

別の具体例においては、ガス状冷媒の物質移動は、圧縮
帯を去る冷媒流の一部分をエコノマイザ−帯において溶
液流に通過することによって達成され、それによって溶
液流中の冷媒の係は、増大される。
In another embodiment, mass transfer of the gaseous refrigerant is accomplished by passing a portion of the refrigerant stream leaving the compression zone into the solution stream in an economizer zone, whereby the fraction of refrigerant in the solution stream is increased. be done.

さらに詳細な具体例においては、数工程を包含する化学
的に助長された機械冷凍法が、提供され得る。溶媒およ
び液化冷媒を包含する溶液流は、蒸発器に通過される。
In a more detailed embodiment, a chemically assisted mechanical refrigeration process involving several steps may be provided. A solution stream containing solvent and liquefied refrigerant is passed to an evaporator.

冷媒および溶媒は、#1み合わせのときに、ラウールの
法則からの負の偏差を有する。次いで、圧力は、溶液に
わたって減圧されて冷媒を蒸発させ、かつ溶媒から分離
し、一方それと同時に、発生冷媒および溶媒は、作動媒
体と熱交換関係に置かれてエネルギーを作動媒体から除
去し、それによって蒸発器を去る溶媒流および冷媒流を
形成する。冷媒流は、ガス状冷媒を包含する。次いで、
蒸発器を去る溶媒流は、エコノマイザ−帯において、蒸
発器に通過する溶液流と熱交換関係で通過されて溶媒流
と溶液との間の伝熱を生じさせる。それと同時に、溶媒
流および冷媒流は、互いに流体連通に置かれて溶媒流か
ら冷媒流へのガス状冷媒の物質移動を達成し、このよう
にして溶媒流と溶液流、どの間のエコノマイザ−帯内で
の伝熱を容易にする。その後、溶媒流および冷媒流は、
共同圧縮帯において接触され、この共同圧縮帯において
両流上の圧力が昇圧されて合流の溶媒−冷媒流を形成す
る。次いで、合流の溶媒−冷媒流は、溶媒中への冷媒の
実質的溶解を促進するのに十分な圧力下でミキサーに通
過されて蒸発器への通過用溶液流を形成する。ミキサー
が作動媒体と熱交換関係にあると、エネルギーは、ミキ
サーから除去される。
Refrigerant and solvent have a negative deviation from Raoult's law in #1 combination. Pressure is then reduced across the solution to vaporize the refrigerant and separate it from the solvent, while at the same time the generated refrigerant and solvent are placed in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium and remove it from the working medium. forming a solvent stream and a refrigerant stream leaving the evaporator. The refrigerant stream includes gaseous refrigerant. Then,
The solvent stream leaving the evaporator is passed in an economizer zone in heat exchange relationship with the solution stream passing through the evaporator to effect heat transfer between the solvent stream and the solution. At the same time, the solvent stream and the refrigerant stream are placed in fluid communication with each other to achieve mass transfer of gaseous refrigerant from the solvent stream to the refrigerant stream, thus providing an economizer zone between the solvent stream and the solution stream. facilitates heat transfer within the Thereafter, the solvent and refrigerant streams are
They are contacted in a co-compression zone where the pressure on both streams is increased to form a combined solvent-refrigerant stream. The combined solvent-refrigerant stream is then passed through a mixer under sufficient pressure to promote substantial dissolution of the refrigerant in the solvent to form a solution stream for passage to the evaporator. Energy is removed from the mixer when the mixer is in heat exchange relationship with the working medium.

別の具体例においては、蒸発された冷媒は、溶媒の高速
液体ジェットを冷媒に通過させることによって圧縮され
得る。冷媒の一部分も、ミキサー導入前に発生器−吸収
器対に通過され得る。
In another embodiment, the evaporated refrigerant may be compressed by passing a high velocity liquid jet of solvent through the refrigerant. A portion of the refrigerant may also be passed through the generator-absorber pair before introduction to the mixer.

本発明によれば、冷媒を圧縮する機械的圧縮機および溶
媒中への冷媒の実質的溶解を促進しかつ溶媒−冷媒流を
形成するのに十分な圧力下で溶媒および圧縮冷媒を受容
するミキサー包含の混合帯を包含する化学的に助長され
た機械冷凍装置も、提供される。ミキサーから冷媒−溶
媒流を受容し、そして冷媒の少なくとも実質的部分を溶
媒から分離させかつ作動媒体(媒体は発生冷媒−溶媒と
熱交換関係にある)から気化熱および溶解熱を吸収した
後に最後に冷媒をミキサーに返送する蒸発器を包含する
か蒸発器からなる蒸発帯も、設けられる。
According to the invention, a mechanical compressor compresses a refrigerant and a mixer receives the solvent and compressed refrigerant under sufficient pressure to promote substantial dissolution of the refrigerant in the solvent and form a solvent-refrigerant flow. A chemically assisted mechanical refrigeration device that includes a mixed zone of inclusion is also provided. a final step after receiving a refrigerant-solvent stream from the mixer and separating at least a substantial portion of the refrigerant from the solvent and absorbing the heat of vaporization and heat of solution from the working medium (the medium being in heat exchange relationship with the generated refrigerant-solvent); An evaporation zone is also provided which includes or consists of an evaporator which returns the refrigerant to the mixer.

蒸発帯から混合帯に通過する溶媒を、ミキサーから蒸発
帯に通過する冷媒−溶媒流と熱交換関係に置(エコノマ
イザ−帯も、設けることができる。
The solvent passing from the evaporation zone to the mixing zone is placed in heat exchange relationship with the refrigerant-solvent stream passing from the mixer to the evaporation zone (economizer zones may also be provided).

例えば、溶媒の通過用導管および溶媒−冷媒の薄膜を受
容する、導管に隣接の表面を包含する熱交換器が、設け
られ得る。混合物がミキサーがら通過した後に圧縮冷媒
の一部分を冷媒−溶媒流と一緒に溶液中に直接通過させ
るツ)射機構並びにミキサーを去る冷媒−溶媒流をミキ
サーに入る溶媒または圧縮冷媒と溶媒との両方と熱交換
関係に散(熱交換器も、設けることができる。
For example, a heat exchanger may be provided that includes a conduit for the passage of a solvent and a surface adjacent to the conduit that receives a thin film of solvent-refrigerant. an injection mechanism that passes a portion of the compressed refrigerant directly into the solution together with the refrigerant-solvent stream after the mixture has passed through the mixer; A heat exchanger can also be provided in the heat exchange relationship.

作動媒体を循環させるコイルが、蒸発器内の液体中に実
質上浸漬でき、またはえ発器ば、多管熱交換器配置から
なることができる。成る具体例においては、機械的圧縮
機は、蒸発器からの溶媒を使用して、蒸発器を去る冷媒
を圧縮するのに適しているジェット圧縮機であることが
できる。
The coils that circulate the working medium may be substantially immersed in the liquid within the evaporator, or may consist of a multi-tube heat exchanger arrangement. In embodiments, the mechanical compressor can be a jet compressor suitable for compressing refrigerant leaving the evaporator using solvent from the evaporator.

さらに詳細な具体例においては、冷媒を溶媒から分離さ
せ、かつ発生冷媒−溶媒σ嚢目ろ合わせと熱交換関係に
ある作動媒体から溶媒−冷媒流の気化熱および醪解熱の
実質的部分を吸収するのに十分な圧力下において、冷媒
−溶媒流を受容する蒸発帯を包含する化学的に助長され
た機械冷凍装置が、提供され得る。圧縮機は、気体流お
よび液体流を受容し、かつ前記両流の圧力を合流時に昇
圧するように設げられ、かつ適している。溶媒用導管は
、蒸発器および圧縮機を連結して蒸発器から圧縮機への
溶媒の通過を可能にさせる。冷媒用導管は、蒸発器およ
び圧縮機を連結してガス状冷媒を蒸発器から圧縮機に通
過させる。冷媒用導管は、溶媒用導管に通過する溶媒か
ら発生するガスを受容できるように溶媒用導管と流体連
通にある。ミキサーに連結された一端および蒸発器に連
結された他端を有する溶液用導管も、設けられる。溶液
用導管は、ミキサーと蒸発器との間の圧力の低下を容易
にするのに適している。溶媒用導管および溶液用導管を
互いに熱交換関係に置くエコノマイザ−も、設けられる
In a more detailed embodiment, the refrigerant is separated from the solvent and a substantial portion of the heat of vaporization and melting of the solvent-refrigerant stream is absorbed from the working medium in heat exchange relationship with the generated refrigerant-solvent sigma. A chemically assisted mechanical refrigeration system can be provided that includes an evaporation zone that receives a refrigerant-solvent flow under sufficient pressure to cause the refrigerant to evaporate. The compressor is arranged and adapted to receive a gas stream and a liquid stream and to increase the pressure of said streams upon their merging. A solvent conduit connects the evaporator and compressor to allow passage of solvent from the evaporator to the compressor. A refrigerant conduit connects the evaporator and compressor to pass gaseous refrigerant from the evaporator to the compressor. The refrigerant conduit is in fluid communication with the solvent conduit so as to receive gas generated from the solvent passing through the solvent conduit. A solution conduit is also provided having one end connected to the mixer and the other end connected to the evaporator. The solution conduit is suitable for facilitating pressure reduction between the mixer and the evaporator. An economizer is also provided which places the solvent conduit and solution conduit in heat exchange relationship with each other.

なおさらに詳細な具体例においては、溶液用導管および
圧縮機からミキサーまで走行する合流の溶媒−冷媒用導
管を互いに熱交換関係に置く第二熱交換器が、設けられ
る。冷媒および溶媒が圧縮機において接触されるいずれ
の場合にも、圧縮機は、回転圧縮機、遠心圧縮機または
回転ねじ圧縮機であることができる。
In still more detailed embodiments, a second heat exchanger is provided which places the solution conduit and the combined solvent-refrigerant conduit running from the compressor to the mixer in heat exchange relationship with each other. In any case where the refrigerant and solvent are contacted in a compressor, the compressor can be a rotary compressor, a centrifugal compressor or a rotary screw compressor.

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

本発明の好ましいものなどの本発明の成る具体例の詳細
な説明を図面と一緒に後述する。この説明は、限定より
もむしろ例示として解釈されるべきである。
A detailed description of embodiments of the present invention, including preferred embodiments of the present invention, will be described below together with the drawings. This description is to be construed as illustrative rather than limiting.

まず第1図を参照すると、化学的に助長された機械冷凍
サイクルの略図が、示される。好ましくは冷媒を完全に
溶液中に有する適当な溶媒−冷媒流は、ライン21から
蒸発器1Gに樽入される。以下にさらに詳細に記載され
るであろうように、冷媒は、蒸発器10において操作条
件下で蒸発し、かつ溶媒から分離し、それ故溶解熱およ
び気化熱は、導管22内に循環する作動媒体、例えば水
に伝達される。溶媒流は、液体として去り、そして溶媒
用ポンプ13によってライン19を経てミキサー−凝縮
器11にポンプ給送され、一方蒸発された冷媒の冷媒流
は、ラインエ8を経て(通常開放の弁76を通して)蒸
発器を去り、ライン14を紗てミキサー11に移動され
る前に圧縮機12内で圧縮される。弁71および74は
、如何なる流れもそれぞれライン72および73におい
て生じないように操作される。同様に、弁81は、ライ
ン82を通しての流れを防止する。
Referring first to FIG. 1, a schematic diagram of a chemically assisted mechanical refrigeration cycle is shown. A suitable solvent-refrigerant stream, preferably having the refrigerant completely in solution, is barreled into evaporator 1G from line 21. As will be described in more detail below, the refrigerant evaporates under operating conditions in the evaporator 10 and separates from the solvent, so that the heat of solution and vaporization is recycled into the conduit 22. transferred to a medium, such as water. The solvent stream leaves as a liquid and is pumped by solvent pump 13 through line 19 to mixer-condenser 11, while the refrigerant stream of evaporated refrigerant is pumped through line 8 (through normally open valve 76). ) leaves the evaporator and is compressed in compressor 12 before being transferred through line 14 to mixer 11. Valves 71 and 74 are operated so that no flow occurs in lines 72 and 73, respectively. Similarly, valve 81 prevents flow through line 82.

ミキサー11の操作条件において、今や圧縮された冷媒
は、ライン19からミキサーに入る溶媒に溶解される。
At the operating conditions of mixer 11, the now compressed refrigerant is dissolved in the solvent entering the mixer from line 19.

混合熱および凝縮熱は、ライン23内の作動媒体によっ
て凝縮機−ミキサ−11から回収される。このようにし
て溶媒−冷媒流が、形成される。
The heat of mixing and condensation is recovered from the condenser-mixer 11 by the working medium in line 23. In this way a solvent-coolant stream is formed.

溶媒−冷媒流は、ライン15を経て膨張弁16を通して
通過し、この膨張弁16においてライン21を経て蒸発
器10に入る前に減圧される。
The solvent-refrigerant stream passes via line 15 through an expansion valve 16 where it is depressurized before entering the evaporator 10 via line 21.

蒸発器−沸騰器(effervescer ) 10は
、ライン22を通して循環する作動流体から気化熱およ
び解離熱の両方の実質的伝達を可能にさせるように作ら
れる。効率の良い伝熱は、ぬれた伝熱表面の使用によっ
て促進されるので、伝熱表面は、好ましくは溶解冷媒が
あるかない溶媒によってぬらされることができる。この
ように、−具体例においては、冷媒−溶媒流は、作動流
体を収容する埋設コイルを使用して伝熱表面にわたって
薄膜として通過され得る。
Evaporator-effervescer 10 is constructed to permit substantial transfer of both heat of vaporization and heat of dissociation from the working fluid circulating through line 22. Efficient heat transfer is facilitated by the use of a wet heat transfer surface, so that the heat transfer surface can preferably be wetted with a solvent with or without a dissolved refrigerant. Thus - in an embodiment, the refrigerant-solvent stream may be passed as a thin film over the heat transfer surface using an embedded coil containing the working fluid.

第3図に示された別の具体例においては、作動流体、例
えば冷却水は、ライン22を経て多管型熱交換器のシェ
ル側を通して通過され、一方ライン21から入る冷媒−
溶媒流は、管側を通過する。冷媒は、管内において溶媒
から分離し、そして溶媒および冷媒の両方は、気液分離
器に通過し、この気液分離器31において溶媒および冷
媒は分離される。気液分離器31は、ワイヤーメツ7ユ
32以下に集まる同伴液滴を捕えるワイヤーメツシー3
2を具備することができる。溶媒は、ライン33を経て
ポンプ13に通過し、一方冷媒は、ライン18を経て圧
縮機12に通過する。
In another embodiment shown in FIG. 3, the working fluid, e.g. cooling water, is passed through the shell side of the shell-and-tube heat exchanger via line 22, while the refrigerant entering from line 21 -
The solvent flow passes through the tube side. The refrigerant is separated from the solvent in the tube and both solvent and refrigerant pass to a gas-liquid separator 31 where the solvent and refrigerant are separated. The gas-liquid separator 31 includes a wire mesh 3 that catches entrainment droplets that collect below the wire mesh 7 32.
2 can be provided. Solvent passes to pump 13 via line 33, while refrigerant passes to compressor 12 via line 18.

別の具体例においては、導管22は、蒸発器内の液体中
に実質上浸漬される。冷媒−溶媒流が蒸発器に入ると、
冷媒は、実質上解離し、かつ溶媒から沸騰し去り、この
ようにして作動流体を冷却する。このような具体例にお
いては、蒸発器は、作動媒体が液体中に実質上浸漬され
ている管を通して循環する多管熱交換器と構造が類似で
あることができる。
In another embodiment, conduit 22 is substantially immersed in the liquid within the evaporator. When the refrigerant-solvent stream enters the evaporator,
The refrigerant substantially dissociates and boils off from the solvent, thus cooling the working fluid. In such embodiments, the evaporator may be similar in construction to a shell-and-tube heat exchanger in which the working medium circulates through tubes that are substantially immersed in the liquid.

或いは、作動媒体は、コイルに通過できる。それは、蒸
発器の下部に通過し、このようにして液体中に実質上浸
漬される。例として、冷媒−溶媒流は、1〜4トンの装
置の場合直径1/2フイート(約15.24cm )の
単管コイル中を循環し、かつ分離を受け、次いでさらに
気液分離器において分離することができる。
Alternatively, the working medium can be passed through the coil. It passes to the bottom of the evaporator and is thus virtually immersed in the liquid. As an example, the refrigerant-solvent stream may be circulated through a 1/2 foot diameter single tube coil for a 1 to 4 ton device and subjected to separation and then further separation in a gas-liquid separator. can do.

この開示の利益を有する当業者に既知であろうように、
蒸発器は、数種の修正熱交換器または蒸発器のいずれか
からなることができる。
As would be known to those skilled in the art with the benefit of this disclosure:
The evaporator can consist of any of several modified heat exchangers or evaporators.

蒸発された冷媒を溶媒から分離するのを容易にすること
が、ψましい場合には、蒸気および液体が蒸発器におい
て2流に分離するならば、エリミネータ−(el、1m
1nator )が、蒸発器の蒸気量1]にお(・て使
用され得る。このことは、冷媒が溶媒とは別個に機械的
圧縮機に通過するときに特に適当であり得る。
If it is desired to facilitate the separation of the evaporated refrigerant from the solvent, an eliminator (el, 1 m
1nator) can be used with an evaporator vapor volume of 1]. This may be particularly suitable when the refrigerant passes separately from the solvent to the mechanical compressor.

圧縮機は、数種の機械型のいずれかであることができる
。本発明の精神を守る際に、使用される圧縮機の型に無
関係に、その操作コストは、所定の応用の場合に典型的
な蒸気圧縮冷凍システムにおける対応物の操作コストよ
りも一般に低くあるべきである。このことは、本システ
ムの増大された効率のため可能である。従来の機械的蒸
気圧縮サイクル以上に増大された効率は、部分的には溶
媒中への冷媒の溶解度が所要の機械圧縮の水準に低下す
るという事実から生ずると信じられる。冷媒は、所定の
操作条件および濃度で凝縮器において溶媒に溶解するの
に十分な程加圧されることだけが必要である。通常の蒸
気圧縮ザイクルにおけるように凝縮温度において凝縮す
るのに十分な稈加圧するのに、冷媒の浪費の圧縮は、)
禄とんどまたは何もないと信じられる。追加的に、冷媒
は、純冷凍サイクルの場合よりもミキサーを去るときに
低温であるので、より少ない伝熱しか必要とぜす、従っ
てより少ない作動流体をミキサーに循環するだけで良い
The compressor can be any of several mechanical types. In keeping with the spirit of the invention, regardless of the type of compressor used, its operating cost should generally be lower than that of its counterpart in a typical vapor compression refrigeration system for a given application. It is. This is possible due to the increased efficiency of the system. The increased efficiency over conventional mechanical vapor compression cycles is believed to result, in part, from the fact that the solubility of the refrigerant in the solvent is reduced to the level of mechanical compression required. The refrigerant need only be pressurized enough to dissolve in the solvent in the condenser at the given operating conditions and concentration. Wasting compression of the refrigerant to pressurize the culm enough to condense at the condensing temperature as in a normal vapor compression cycle)
It can be believed that there is no money or nothing. Additionally, because the refrigerant is cooler when it leaves the mixer than in a pure refrigeration cycle, less heat transfer is required and therefore less working fluid needs to be circulated to the mixer.

選択される圧縮機は、操作条件、遮板される冷媒−溶媒
の組み合わせまたはシステムが適用される応用に応じて
変化できる。例えば、第1図および第2図に示される具
体例の場合には、ライン18を通過するガス冷媒が蒸発
器10の出口におけるエリミネータ−の使用にも拘らず
依然として若干の同伴液体を有することがあるので、遠
心、回転またはねじ圧縮機が好ましいことがある。或い
は、蒸発器を去る冷媒流および溶媒流が互いに流体連通
に俗゛かれて溶媒流からのガスの発生を可能にし、その
後2流が単一の圧縮機に通過する第4図に示される具体
例の場合には、圧縮機は、回転圧縮機、遠心圧縮機また
は回転ねじ圧縮機であることができる。
The compressor selected can vary depending on the operating conditions, the refrigerant-solvent combination being shielded, or the application to which the system is applied. For example, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the gaseous refrigerant passing through line 18 may still have some entrained liquid despite the use of an eliminator at the outlet of evaporator 10. Centrifugal, rotary or screw compressors may be preferred. Alternatively, the embodiment shown in FIG. 4 in which the refrigerant and solvent streams leaving the evaporator are brought into fluid communication with each other to enable generation of gas from the solvent stream, and then the two streams are passed to a single compressor. In examples, the compressor can be a rotary compressor, a centrifugal compressor or a rotary screw compressor.

溶媒用ポンプが、例えば第1図および第2図に記載の具
体例におけるように使用されるべきである場合には、溶
媒用ポンプ13は、液体溶媒をシステムの操作条件下で
ミキサーにポンプ給送スるのに好適な如何なるFfr 
84であることもできる。うず巻ポンプが、その単純さ
、低い一次コスト、均一な非脈動流、低い維持費、静か
ら操作およびモーターまたはタービン駆動で使用する適
合性のため、好ましいことがある。他方、正の変位ポン
プ、例えば回転、ねじ、または歯車ポンプが、好ましい
ことがある。
If a solvent pump is to be used, such as in the embodiment described in FIGS. 1 and 2, the solvent pump 13 pumps liquid solvent into the mixer under the operating conditions of the system. Any FFR suitable for sending
It can also be 84. Centrifugal pumps may be preferred because of their simplicity, low primary cost, uniform non-pulsating flow, low maintenance costs, quiet operation and suitability for use with motor or turbine drives. On the other hand, positive displacement pumps, such as rotary, screw or gear pumps, may be preferred.

蒸発器10とミキサーとの間の圧力差に留意すれば、ミ
キサーは、蒸発器のデザインと同様のデザインな有する
ことができ、それ酸システムは、加熱器並びに冷凍機と
して役立つことができる。
Keeping in mind the pressure difference between the evaporator 10 and the mixer, the mixer can have a similar design to that of the evaporator, so that the acid system can serve as a heater as well as a refrigerator.

冷媒−溶媒の組み合わせは、少なくとも2成分、即ち冷
媒および溶媒からなる。冷媒および溶媒は、好ましくは
脱混合(aemixing) 熱、希釈熱または解離熱
並びに気化熱の笑質景を吸収しながら冷媒が蒸発器にお
いて操作条件下で溶媒からガスとして分離するであろう
ように選択される。このように、冷媒−溶媒の組み合わ
せの遼択の支配原理は、対がラウールの法則からの負の
偏差を示すように冷媒が溶媒に易溶であることである。
A refrigerant-solvent combination consists of at least two components: a refrigerant and a solvent. The refrigerant and solvent are preferably such that the refrigerant will separate as a gas from the solvent under operating conditions in the evaporator while absorbing the effects of demixing heat, heat of dilution or dissociation, and heat of vaporization. selected. Thus, the governing principle for the selection of refrigerant-solvent combinations is that the refrigerant is readily soluble in the solvent such that the pair exhibits a negative deviation from Raoult's law.

適当な溶媒と一緒に本発明で使用するのに好適であると
信じられる冷媒の例は、炭化水素、例えばメタン、エタ
ン、エチレンおJll)’プロパン;ハロゲン化炭化水
素、例えば冷媒R20,R21、R22、R23,R3
0、R32、R40,R41、R161およびR113
2a ;アミン、例えばメチルアミン、または成る種の
冷凍法で使用されるガス、例えば塩化メチル、二酸化硫
黄、アンモニア、−酸化炭素および二酸化炭素またはこ
れらの適当な組み合わせである。
Examples of refrigerants believed to be suitable for use in the present invention with suitable solvents are hydrocarbons such as methane, ethane, ethylene, propane; halogenated hydrocarbons such as refrigerants R20, R21, R22, R23, R3
0, R32, R40, R41, R161 and R113
2a; amines, such as methylamine, or gases used in refrigeration processes, such as methyl chloride, sulfur dioxide, ammonia, carbon oxide and carbon dioxide, or suitable combinations thereof.

溶媒成分は、サイクルの操作条件において実質上不揮発
の液体であるか、冷媒σ)一部分を有する溶液中にある
ときに少なくとも不揮発性の液体であるべきである。こ
のように、溶媒、例えば亜酸化窒素は、室温でガスであ
ることができる。
The solvent component should be a substantially non-volatile liquid at the operating conditions of the cycle, or at least a non-volatile liquid when in solution with a portion of the refrigerant σ). Thus, the solvent, such as nitrous oxide, can be a gas at room temperature.

溶媒は、エーテル、エステル、アミド、アミンまたはこ
れらの高分子誘導体、例えばジメチルホルムアミドおよ
びテトラエチレングリコールのジメチルエーテル並びに
ハロゲン化炭化水素、例えば四塩化炭素およびジクロロ
エチレン;マタはこれらの適当な組み合わせであること
ができると信じられる。ハロゲン化塩、例えば臭化リチ
ウムも、溶媒の一成分であることができる。
Solvents can be ethers, esters, amides, amines or polymeric derivatives thereof, such as dimethylformamide and dimethyl ether of tetraethylene glycol, and halogenated hydrocarbons, such as carbon tetrachloride and dichloroethylene; I believe it can be done. Halogenated salts, such as lithium bromide, can also be a component of the solvent.

メタノール、エタノール、アセトン、クロロホルムおよ
びトリクロロエタンも、溶媒として好適であると信じら
れる。有機物性溶媒、例えばプロピレンカルボネートお
よびスルホランまたは結合酸素を含有する他の有機液体
が、使用され得る。
Methanol, ethanol, acetone, chloroform and trichloroethane are also believed to be suitable as solvents. Organic solvents such as propylene carbonate and sulfolane or other organic liquids containing bound oxygen may be used.

ラウールの法則からの比較的大きい偏差、従って比較的
大きい混合熱は、冷媒および溶媒分子の一方または好ま
しくは両方が極性であるときに得られる。過度の溶解度
は、双極子−双極子誘引(水素結合を包含)または誘導
双袷子−双極子誘引の結果であると信じられる。
A relatively large deviation from Raoult's law, and therefore a relatively large heat of mixing, is obtained when one or preferably both of the refrigerant and solvent molecules are polar. The excessive solubility is believed to be the result of dipole-dipole attraction (including hydrogen bonding) or induced dipole-dipole attraction.

或いは、限定された実験データおよび計算は、冷媒と溶
媒との成る種の組み合わせが満足な動作係数を有してい
ないことがあることを示す。このように、第4図に示さ
れた具体例についての附勢は、二酸化炭素と1.1.1
−1リクロロエタンとの組み合わぜが余り効率良くはな
いことを示す。
Alternatively, limited experimental data and calculations indicate that certain combinations of refrigerant and solvent may not have satisfactory coefficients of performance. Thus, for the specific example shown in FIG.
It shows that the combination with -1-lichloroethane is not very efficient.

さらに詳細には、第4図に関してR22および1゜1.
1−1リクロロエタンに関して後述されたものと比較さ
れる計算は、それぞれ仮の蒸発器温度5FC約−15,
0℃)およびミキサ一温度86FC約30 、OC)の
場合に動作係数1.83、仮の蒸発器温度40F(約4
.44℃)およびミキサ一温度110 F (約43℃
)の場合に1.49を生じた。 この、ことは、多分、
二酸化炭素の高臨界温度87.87 F (約31.0
℃)および高臨界圧力1069.96 psia によ
って説明され得る。
More specifically, with respect to FIG. 4, R22 and 1°1.
Calculations compared to those described below for 1-1lichloroethane are based on hypothetical evaporator temperatures of approximately -15, 5FC, and 5FC, respectively.
0℃) and mixer temperature 86FC (about 30°C, OC), operating coefficient 1.83, temporary evaporator temperature 40F (about 4
.. 44°C) and mixer temperature 110°F (approximately 43°C)
) yielded 1.49. This probably means that
The high critical temperature of carbon dioxide is 87.87 F (approximately 31.0
°C) and high critical pressure of 1069.96 psia.

他の化学成分か、他の目的、例えば発泡、潤滑、腐食抑
制、凝固点、降下、沸点上昇または漏れの指示のために
基本対に添加され得ると信じられる。
It is believed that other chemical components may be added to the base pair for other purposes such as foaming, lubrication, corrosion control, freezing point depression, boiling point elevation, or leakage indication.

しかしながら、こσ】ような添加成分は、好ましくは蒸
発器において生じた解離熱または気化熱を実質上阻害し
ないように選択されるべきである。さらに、成分は、好
ましくはラウールの法則からの負の偏差を阻害しないよ
うなものである。
However, such additive components should preferably be selected so as not to substantially inhibit the heat of dissociation or vaporization generated in the evaporator. Furthermore, the ingredients are preferably such that they do not interfere with negative deviations from Raoult's law.

本発明の比較効率は、0HOIF2(冷媒22)および
ジメチルホルムアミド(DMF)からなる冷媒−溶g苅
の場合に入手oJ能なデータを参照することによって説
明される。M、ジエリネックなど、「エンタルピー−濃
度線図」、A 、 S 、H、R、A 、 B 、 ’
1hns。
The comparative efficiency of the present invention is illustrated by reference to available data in the case of a refrigerant-solvent consisting of 0HOIF2 (refrigerant 22) and dimethylformamide (DMF). M., Zielinek et al., "Enthalpy-concentration diagram", A, S, H, R, A, B, '
1hns.

j且(1978)、pt、 n 、 pp 60−67
に開示のエントロヒーー濃度線図によれば、R22−D
MF溶液は、56.8 psigおよび86F(約30
.0’l:l:)において平衡であるC1畑分布R22
60%およびDMF 40%)。圧力が十分に減圧され
るならば、R22はDM11′から沸騰し、72 Bt
u /ポンドよりもわずかに高い気化熱と混合熱との合
計量を吸収するであろう。或いは、混合熱は、K、P、
クギ、「混合熱」、Ind、 Jnユ。
J and (1978), pt, n, pp 60-67
According to the entropy concentration diagram disclosed in R22-D
The MF solution was heated at 56.8 psig and 86F (approximately 30
.. C1 field distribution R22 that is in equilibrium at 0'l:l:)
60% and DMF 40%). If the pressure is reduced sufficiently, R22 will boil from DM11' and 72 Bt
It will absorb a total amount of heat of vaporization and heat of mixing slightly more than u/lb. Alternatively, the heat of mixing is K, P,
Kugi, "Mixed Heat", Ind, Jn Yu.

of TθOh、、 14 (1976) 、 111
1:1.167−169中の式(14)から19.33
 Btu /ポンドであると計算でき、一方R22の気
化熱は、55.92 Btu/溶液ボンドである。
of TθOh, 14 (1976), 111
1:19.33 from formula (14) in 1.167-169
Btu/lb, while the heat of vaporization of R22 is 55.92 Btu/lb of solution.

このように、蒸発器に入る溶液1ボンド当たり吸収され
る合計熱は、 75.25 Btu /ボンドであり、
前記エントロピー−濃度線図とほぼ一致する。
Thus, the total heat absorbed per bond of solution entering the evaporator is 75.25 Btu/bond,
It almost matches the entropy-concentration diagram mentioned above.

冷媒−溶媒混合物または絹み合わせは、冷媒の実質量が
蒸発器において溶液から蒸発するように選択されること
が好ましいことがあるが、必すしもそうであるとは限ら
ない。例えば、以下で第2図と一緒にさらに詳細に記載
されるであろうように、ミキサーを去る冷媒−M媒が、
蒸発器を去る溶媒と熱交換関係に置かれるときには、比
較的高い気化熱を有する冷媒が、溶媒の轍に比較して小
割合で循環され得る。
It may be preferred, but not necessarily, that the refrigerant-solvent mixture or blend be selected such that a substantial amount of the refrigerant evaporates from solution in the evaporator. For example, as will be described in more detail below in conjunction with FIG. 2, the refrigerant-M medium leaving the mixer is
When placed in heat exchange relationship with the solvent leaving the evaporator, a refrigerant having a relatively high heat of vaporization may be circulated at a small rate compared to the solvent rut.

別の具体例においては、蒸発器を去る溶媒は、エコノマ
イザ−または補助的熱交換器に通過され得る。米国特許
第3.277.659号明細書に記載のような多くの従
来のシステムと異なり、圧縮機に通過する吸引蒸気を直
接加熱する必要がな(、このようにその密度を減少し、
そして圧縮機によって取り扱われるガスの容匍を増大す
る。
In another embodiment, the solvent leaving the evaporator may be passed to an economizer or auxiliary heat exchanger. Unlike many conventional systems, such as those described in U.S. Pat.
and increases the capacity of gas handled by the compressor.

この具体例の1形態は、第2図に図示される。One form of this embodiment is illustrated in FIG.

この具体例の操作は、第1図に示された具体例の操作と
同様である。しかしながら、ボーデロソト(Baude
ユot) 冷却器と同様であることができるエコノマイ
ザ−が、使用される。追加的に、圧縮機が以下にさらに
詳細に記載されるように吸収器−発生器対によって助長
されるべきでないならば、弁41および42は、一般に
閉じられているであろう。
The operation of this example is similar to that of the example shown in FIG. However, Baude
ot) An economizer, which can be similar to a cooler, is used. Additionally, if the compressor is not to be assisted by an absorber-generator pair as described in more detail below, valves 41 and 42 will generally be closed.

冷媒−溶媒溶液は、エコノマイザ−熱交換器26内の表
面上を膜で流下する。これらの表面は、蒸発器−沸騰器
10から導管Uを通して返送される冷溶媒によって冷却
される。冷却暴落冷媒−溶媒は、弁79によって圧縮機
出口から導管27を通して抽気される依然として冷たい
冷媒の雰囲気中に浸すこともできる。従って、冷たい冷
媒−溶媒流によって吸収された追加の冷媒の凝縮熱並び
に混合熱は、エコノマイザ−を循環する冷溶媒に伝達さ
れる。
The refrigerant-solvent solution flows down the membrane over the surfaces within the economizer-heat exchanger 26. These surfaces are cooled by cold solvent returned from the evaporator-boiler 10 through conduit U. The cooled crash refrigerant-solvent may also be immersed in an atmosphere of still cold refrigerant which is bled from the compressor outlet through conduit 27 by valve 79. Thus, the heat of condensation of the additional refrigerant absorbed by the cold refrigerant-solvent stream as well as the heat of mixing is transferred to the cold solvent circulating through the economizer.

或℃・は、升79は閉じられ、そして交換器26は、如
何なる混合も生じさせずに熱交換器としてだけ操作され
得ろ。
At some degrees Celsius, cell 79 may be closed and exchanger 26 operated only as a heat exchanger without any mixing occurring.

操作中、圧縮欅12は、冷凍ガスをポンプ給送しかつ圧
縮し、そして圧縮ガスを導管14を通してポンプ給送し
、一方弁79は、開けられ、そして圧縮ガスの別の部分
は、導管27を通してポンプ給送される。ミキサー11
に行く圧縮ガスは、溶媒と混合され、そして冷媒−溶媒
流は、導管15を通してエコノマイザ−26および膨張
弁16に向けられる。次いで、冷媒−溶媒は、第1図1
におけるように蒸発器10に向けられる。蒸発器からの
溶媒は、システムを循環させろ溶媒用ポンプ13によっ
て導管24を経てエコノマイザ−26に給送される。圧
縮機12は、蒸発された冷媒を導管18を通して引き、
または吸引してサイクルを完成する。このようにして、
プロセスの効率は、エコノマイザ−を使用して冷媒−溶
媒を過冷却しかつ溶液の正味の冷凍効果を増大すること
によって増大され得る。弁79は、圧縮冷媒の特定の一
部分または全部が凝縮機−ミキサ−11に通過するよう
にライン27を通しての流れを調整または防止するよう
に操作され得る。
In operation, compressor 12 pumps and compresses refrigerated gas and pumps the compressed gas through conduit 14 while valve 79 is opened and another portion of the compressed gas is pumped through conduit 27. pumped through. mixer 11
The compressed gas going to is mixed with a solvent and the refrigerant-solvent stream is directed through conduit 15 to economizer 26 and expansion valve 16. Then, the refrigerant-solvent is
is directed to the evaporator 10 as in . Solvent from the evaporator is pumped through conduit 24 to economizer 26 by solvent pump 13, which circulates the system. Compressor 12 draws the evaporated refrigerant through conduit 18;
Or inhale to complete the cycle. In this way,
The efficiency of the process can be increased by using an economizer to subcool the refrigerant-solvent and increase the net refrigeration effect of the solution. Valve 79 may be operated to regulate or prevent flow through line 27 such that a particular portion or all of the compressed refrigerant passes to condenser-mixer 11.

また、導管14を経て圧縮機12を去る圧縮ガスは、ミ
キサー11を去る冷媒−溶媒流と熱交換関係に皿かれて
、ミキサー11の操作温度が導管14内の圧縮ガスの操
作温度よりも高いならば後者を過冷却することができる
。このように、第1図に示されるように、通常開じてい
る弁81および83は、圧縮冷媒がライン82を経て熱
交換器85に通過するように開けることができ、この熱
交換器85において熱をライン【5に通過する俗媒−冷
媒流と交換する。次いで、圧縮冷媒は、歳述のようにラ
イン84を経てミキサー11に通過する。
The compressed gas leaving compressor 12 via conduit 14 is also placed in a heat exchange relationship with the refrigerant-solvent stream leaving mixer 11 such that the operating temperature of mixer 11 is higher than the operating temperature of the compressed gas in conduit 14. If so, the latter can be supercooled. Thus, as shown in FIG. 1, normally open valves 81 and 83 can be opened to allow compressed refrigerant to pass via line 82 to heat exchanger 85. At , heat is exchanged with a common medium-refrigerant stream passing through line [5]. The compressed refrigerant then passes to mixer 11 via line 84 as described above.

本発明の好ましい具体例においては、数工程を包含する
化学的に助長された機械冷凍法が、提供され得る。冷媒
および溶媒は、組み合わせのときに、ラウールの法則か
らの負の偏差を有する。溶媒および液化冷媒を包含する
溶液流は、蒼発器に通過される。次いで、圧力は、溶液
にわたって減圧されて冷媒を蒸発させ、かつ溶媒を分離
し、一方それと同時に発生冷媒および溶媒は、作動媒体
と熱交換関係に置かれてエネルギーを作動媒体から除去
し、それによって蒸発器を去る溶媒流および冷媒流を形
成する。冷媒流は、ガス状冷媒を包含する。次いで、蒸
発器を去る溶媒流は、エコノマイザ−帯において、蒸発
器に通過す4.@液流と熱交換関係で通過されて溶媒流
と溶液との間の伝熱を住じさせる。それと同時に、溶媒
流および冷媒流は、互いに流体連通に置かれて溶媒流か
ら冷媒流へのガス状冷媒の物質移動を達成し、こび〕よ
うにして溶媒流と浴液流との間のエコノマイザ−帯内で
の伝熱を容易にする。その後、溶媒流および冷媒流は、
共同圧縮帯において接触され、この共同圧縮帯において
両流上の圧力は昇圧されて合流の溶媒−冷媒流を形成す
る。次いで、合流の溶媒−冷媒流は、溶媒中への冷媒の
実質的溶解を促進するのに十分な圧力下においてミキサ
ーに通過されて、蒸発器への通過用の溶液流を形成する
In a preferred embodiment of the invention, a chemically assisted mechanical refrigeration process involving several steps may be provided. Refrigerant and solvent, when combined, have a negative deviation from Raoult's law. A solution stream containing the solvent and liquefied refrigerant is passed to the generator. Pressure is then reduced across the solution to vaporize the refrigerant and separate the solvent, while simultaneously the generated refrigerant and solvent are placed in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium, thereby Forming a solvent stream and a refrigerant stream that leave the evaporator. The refrigerant stream includes gaseous refrigerant. The solvent stream leaving the evaporator then passes to the evaporator in the economizer zone4. It is passed in heat exchange relationship with the liquid stream to allow heat transfer between the solvent stream and the solution. At the same time, the solvent stream and the refrigerant stream are placed in fluid communication with each other to achieve mass transfer of gaseous refrigerant from the solvent stream to the refrigerant stream, thus creating an economizer between the solvent stream and the bath liquid stream. - Facilitates heat transfer within the band. Thereafter, the solvent and refrigerant streams are
They are contacted in a co-compression zone where the pressure on both streams is increased to form a combined solvent-refrigerant stream. The combined solvent-refrigerant stream is then passed through a mixer under sufficient pressure to promote substantial dissolution of the refrigerant in the solvent to form a solution stream for passage to the evaporator.

ミキサーが作動媒体と熱交換関係にあると、エネルギー
は、ミキサーから除去される。
Energy is removed from the mixer when the mixer is in heat exchange relationship with the working medium.

第4図を今や参照すると、本発明の好ましい具体例のさ
らに特定の具体例が、記載されるであろう。溶媒−液化
冷媒流は、ライン25を経て蒸発器10に通過される。
Referring now to FIG. 4, a more specific embodiment of the preferred embodiment of the invention will be described. The solvent-liquefied refrigerant stream is passed to evaporator 10 via line 25.

溶媒−液化冷媒流の冷媒および溶媒は、ラウールの法則
からの負の偏差を有し、そして既述の物質の多数の組み
合わせから避択され得る。例として、R22−トリクロ
ロエタンの冷媒−溶媒の紹み合わせか、使用され得る。
Solvent - The refrigerant and solvent of the liquefied refrigerant stream have a negative deviation from Raoult's law and can be chosen from the numerous combinations of substances already mentioned. As an example, a refrigerant-solvent combination of R22-trichloroethane may be used.

第1図および第2図に示された具体例に関連して本質上
記載のように、溶媒−冷媒流上の圧力は、蒸発器におい
て減圧されて冷媒を蒸発させ、かつ溶媒から分離し、一
方向時に発生冷媒および溶媒を作動媒体と熱交換関係に
置いてエネルギーを作動媒体から除去する。その結果、
ライン24を軽て通過する溶媒流およびライン18を経
て通過するガス状冷媒包含の冷媒流が、形成される。
1 and 2, the pressure on the solvent-refrigerant stream is reduced in the evaporator to vaporize the refrigerant and separate it from the solvent; During one direction, the generated refrigerant and solvent are placed in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium. the result,
A flow of solvent passing through line 24 and a refrigerant flow comprising gaseous refrigerant passing via line 18 are formed.

ライン24を経て通過する溶媒流は、プロセスの効率を
妨げずに冷媒の実質的部分を含有できると信じられる。
It is believed that the solvent stream passing through line 24 can contain a substantial portion of the refrigerant without interfering with the efficiency of the process.

さらに詳細には、蒸発器を去りかつライン24を経て通
過する溶媒流は、ライン15および25を経て蒸発器に
通過する溶媒−冷媒流と熱交換関係に置かれる。さらに
、ライン24内の溶媒流は、ライン18の冷媒流と油体
連通に置かれ、それ故溶媒流24から発生するガス状冷
媒は、導管92を経て冷媒流18に通過できる。このガ
ス発生は、溶媒流を冷却する傾向があり、このようにし
てエコノマイザ−またはエコノマイサー帯における伝熱
を容易にし、エコノマイザ−帯を通過するときに溶媒−
冷媒流の温度低下を増大する。別の言い方で言って、冷
媒は、さらに溶媒から発生させられ、かつ得られるエネ
ルギー変化は、蒸発器に入るときの溶媒−冷媒流の温度
低下によって蒸発器を通過する作動媒体に間接的に伝達
されるので、冷媒を溶媒から分離するのに失敗すること
によって生ずる蒸発器の無効率は、軽減されると信じら
れる。
More specifically, the solvent stream leaving the evaporator and passing via line 24 is placed in heat exchange relationship with the solvent-refrigerant stream passing to the evaporator via lines 15 and 25. Additionally, the solvent flow in line 24 is placed in oil body communication with the refrigerant flow in line 18 such that the gaseous refrigerant emanating from the solvent flow 24 can pass to the refrigerant flow 18 via conduit 92 . This gas evolution tends to cool the solvent stream, thus facilitating heat transfer in the economizer or economizer zone, allowing the solvent to cool as it passes through the economizer zone.
Increase the temperature drop of the refrigerant flow. In other words, the refrigerant is further generated from the solvent and the resulting energy change is transferred indirectly to the working medium passing through the evaporator by the temperature reduction of the solvent-refrigerant stream as it enters the evaporator. It is believed that evaporator inefficiency caused by failure to separate refrigerant from solvent is reduced as the refrigerant is reduced.

次いで、溶媒流および冷媒流の両方は、第4図で圧縮機
88によって図示されるような共同圧縮帯において接触
される。共同圧縮帯、例えば圧縮機88において冷媒を
液体と一緒に圧縮することは、数種の利点を与えると信
じられる。このように、液体溶媒は、一般に冷媒よりも
高い熱容量を有し、そして一般に圧縮機において冷却剤
として作用し、このようにして冷媒を圧縮するのに必要
な仕事量を減少するであろう。追加的に、シーラントお
よび潤滑剤並びに冷却剤として作用する液体溶媒が、選
択され得る。このように、冷媒ガスが共同圧縮帯におい
て単一の圧縮機−ポンプ、例えば圧縮機88によって圧
縮され、同時に溶媒がポンプ給送されるときには、数種
の利点が生じることができる。
Both the solvent and refrigerant streams are then contacted in a co-compression zone as illustrated by compressor 88 in FIG. Compressing the refrigerant together with the liquid in a co-compression zone, such as compressor 88, is believed to provide several advantages. Thus, the liquid solvent will generally have a higher heat capacity than the refrigerant and will generally act as a refrigerant in the compressor, thus reducing the amount of work required to compress the refrigerant. Additionally, liquid solvents can be selected that act as sealants and lubricants as well as coolants. Thus, several advantages can occur when the refrigerant gas is compressed in a joint compression zone by a single compressor-pump, such as compressor 88, and the solvent is pumped at the same time.

例えば、溶媒は、全装置の内部冷却を与え、このように
して可逆断熱よりもポリトロープであり、従って一般に
より経済的である圧縮を可能にさせる。追加的に、圧縮
機における溶媒の存在は、遠心圧縮機の場合には高圧を
可能とし、または回転圧縮機の場合には潤滑剤およびシ
ーラントとじて作用すると信じられる。
For example, the solvent provides internal cooling of the entire device, thus allowing compression to be more polytropic and therefore generally more economical than reversible adiabatic. Additionally, the presence of solvent in the compressor is believed to enable high pressures in the case of centrifugal compressors, or act as a lubricant and sealant in the case of rotary compressors.

得られた合流の溶媒−冷媒流は、ライン90を経て熱交
換器、例えば予冷器86を通してミキサー11に流れる
。熱交換器または予冷器86は、ミキサーに通過する溶
媒−冷媒の紹み合わせの温度をさらに上げるのに役立ち
、一方間時にライン15を経てエコノマイザ−26に向
けて通過する冷媒−溶媒流を冷却し始める。熱交換器、
例えば予冷器86は、ミキサー11に入る溶媒−冷媒の
合流の温度をミキサー11の温度にできるだけ近くに近
づけさせる(この温度を超えずに)ように操作されるべ
きである。追加的に、予冷器は、ライン90を経て通過
する溶媒−冷媒の組み合わせの温度が、冷媒がミキサー
11に達する前には実質上溶解し始めず、熱を発散しな
いような温度であるような方式で操作されるべきである
The resulting combined solvent-refrigerant stream flows via line 90 through a heat exchanger, such as precooler 86, to mixer 11. A heat exchanger or precooler 86 serves to further raise the temperature of the solvent-refrigerant introduction passing to the mixer, while occasionally cooling the refrigerant-solvent stream passing via line 15 toward economizer 26. Begin to. Heat exchanger,
For example, precooler 86 should be operated to bring the temperature of the combined solvent-refrigerant entering mixer 11 as close as possible to (without exceeding) the temperature of mixer 11 . Additionally, the precooler is such that the temperature of the solvent-refrigerant combination passing through line 90 is such that the refrigerant does not substantially begin to melt and give off heat before reaching mixer 11. should be operated in a manner.

第1図および第2図に関して実質上既述のように、ミキ
サー11においては、合流の溶媒−冷媒流は、所定の温
度の場合に溶媒中への冷媒の実質的溶解を促進してライ
ン15および25を経ての蒸発器10への通過用溶液流
を形成するのに十分な圧力に維持される。それと同時に
、ミキサーは、ミキサー11において溶解凝縮冷媒によ
って発散されるエネルギーまたは熱を除去する作動媒体
と熱交換関係にある。
1 and 2, in mixer 11 the combined solvent-refrigerant stream is transferred to line 15, promoting substantial dissolution of the refrigerant in the solvent for a given temperature. and 25 to form a flow of solution through to the evaporator 10. At the same time, the mixer is in heat exchange relationship with the working medium which removes the energy or heat dissipated by the melted and condensed refrigerant in the mixer 11.

第4図に示される具体例の操作は、図中に示される各種
の温度(すべてF)によってさらに明示される。これら
の温度は、以下の仮定に基づいて計算された。冷媒とし
てR22を使用しかつ溶媒として1.1.1−トリクロ
ロエタン(Tel)を使用するサイクル力ζ、蒸発器温
度40FC約、s、44’C)およびミキサ一温度11
0 F (約43’゛C)の場合に使用されたと仮定さ
れる。熱収支から得られる計算に基づいて、予冷器が存
在しないならば、システムの理論動作係数は 6.71
であろうと信じられ、この値は従来技術のシステムで一
般に使用される純粋なR22蒸気圧縮サイクルの場合の
 5.75と好都合に匹敵する。しかしながら、熱交換
器、例えば予冷器86が存在するならば、冷媒−溶媒の
組み合わせは、ミキサーを出る冷媒−溶媒流を冷却する
のに使用され得る。ライン90を経て通過するこの組み
合わせは、ミキサーに入るときにミキサー圧力であるが
、熱交換器86を通しての通過を開始するときにはミキ
サ一温度未満であるので、溶媒中への冷媒の溶解は、予
冷器86において開始しているであろうと推測される。
The operation of the embodiment shown in FIG. 4 is further demonstrated by the various temperatures shown in the figure (all F). These temperatures were calculated based on the following assumptions. Cycle power ζ using R22 as refrigerant and 1.1.1-trichloroethane (Tel) as solvent, evaporator temperature 40 FC, s, 44'C) and mixer temperature 11
0 F (approximately 43'°C). Based on calculations obtained from the heat balance, if no precooler is present, the theoretical operating coefficient of the system is 6.71
It is believed that this value compares favorably with 5.75 for pure R22 vapor compression cycles commonly used in prior art systems. However, if a heat exchanger, such as precooler 86, is present, the refrigerant-solvent combination can be used to cool the refrigerant-solvent stream exiting the mixer. This combination passing through line 90 is at mixer pressure as it enters the mixer, but below mixer temperature when it begins passage through heat exchanger 86, so that the dissolution of the refrigerant into the solvent is pre-cooled. It is assumed that the process starts at the device 86.

示された温度において冷媒としてR22を使用し、かつ
溶媒としてトリクロロエタンを使用する場合には、不活
性液体の場合に理論上沓られる熱交換の半分だけの理論
的最大が得られ、そして得られる理論的動作係数は、7
.13である〔完全な(カルノー)サイクルの場合の理
論的最大動作係数は、7.14である〕。
When using R22 as the refrigerant and trichloroethane as the solvent at the temperatures indicated, a theoretical maximum of only half the heat exchange that would theoretically be obtained in the case of an inert liquid is obtained, and the theoretical maximum obtained The operating coefficient is 7
.. 13 [the theoretical maximum operating coefficient for a complete (Carnot) cycle is 7.14].

純粋なR22蒸発圧縮サイクルに比較してのこれらの計
算結果は、表1に示される。計算に必要な各種のデータ
、即ち蒸気密度、ポリトロープ吐出し温度を測定するた
めの可逆断熱圧縮の吐出し温度などは、アメリカン・ソ
サイエティー・オブ・ヒーティング・レフリジレーティ
ング・エンド・エア・コンディショニング・エンジニア
ーズ、[冷媒の熱物性J、1976年およびアメリカン
・ソサイエティー・オプ・ヒーティング・レフリジレー
ティング・エンド・エア・コンディショニング・エンジ
ニアーズ、「冷媒の熱力学的性質」、1980年からと
られた。外挿された場合には、それらは、一般にサイク
ル動作に関して保存推定値(conservative
 estimates )の方向になされたと信じられ
る。
The results of these calculations compared to a pure R22 evaporative compression cycle are shown in Table 1. Various data necessary for calculations, such as vapor density and discharge temperature of reversible adiabatic compression for measuring polytropic discharge temperature, are provided by the American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning. Taken from Thermophysical Properties of Refrigerants J, 1976 and American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Thermodynamic Properties of Refrigerants, 1980. . When extrapolated, they are generally conservative estimates with respect to cycle operation.
estimates).

蒸発器温度40F(約4.44°’C)およびミキサ一
温度110 F (約43゛″C)の場合にR22−T
OEサイクルおよび循環物1ボンド(約453 g)に
基づいて、110 F (約43C)および94.7 
p81aにおいて、TOEO,684ポンド(約310
 g、 )は、液体溶液においてR220,316ボン
ド(約142 g’)と平衡である。
R22-T for evaporator temperature 40F (about 4.44°'C) and mixer temperature 110F (about 43"C)
Based on OE cycle and recycle 1 bond (approx. 453 g), 110 F (approx. 43 C) and 94.7
p81a, TOEO, 684 pounds (approx. 310
g, ) is in equilibrium with R220,316 bond (approximately 142 g') in liquid solution.

40F(約4.44”C)および24.7 psiaに
おいて、R220,262ボンド(約118.8 g 
)が蒸発し、R220,054ボンド(約24.49 
g )が溶液中に残る。エンタルピー測定は、発生R2
2が蒸発器における総冷凍効果として22.65 Bt
uを吸収することを示す。
R220,262 bond (approx. 118.8 g) at 40F and 24.7 psia
) is evaporated and R220,054 bond (approximately 24.49
g) remains in solution. The enthalpy measurement is based on the generation R2
2 is the total refrigeration effect in the evaporator of 22.65 Bt.
Indicates that it absorbs u.

表1 表1+40Fと110Fとの間の1トン容量に対しての
理論サイクルの比較 質 量 1.18ボンド 13.49ポンド−R224
,26ポンド+TOE9.23ボント ガ ス 2.0立方フイート R2210,4立方フイ
ート(+ Tel O,82ガロン) 圧縮比 2.88 3.83 高圧側 241 psia g5 psia低圧側 8
4 psia 25 psia圧力差 157 paユ
 7o psi所被所労馬力0.82 0.66 COP 5.75 7.13 ガス密度 0.41ポンド/立方フィート溶媒密度 8
4.0ボンド/立方フィートガス/液体容量比 95/
1 ガス/液体質量比 0.47/1 完全な熱交換および等しい出口温度 69.6 F (
約20.’F’c )を仮定すると、40FC約4.4
4’c)で入る溶媒がライン15および25に入って来
る冷媒含有溶液流に向流で流れるときに、残りのR22
0,054ボンド(約24.49 g )は、エコノマ
イザ−において蒸発すべきである。両方の場合の出口温
度は、約70F(約21.1℃)である。予冷器86が
使用されないならば71F(約21.7”C)により近
い温度が得られ、一方予冷器86が使用されるときには
各場合に約69.64 F (約20.91 ’″C)
の出口温度に達する。
Table 1 Table 1 Comparison mass of theoretical cycles for 1 ton capacity between +40F and 110F 1.18 Bond 13.49 lbs - R224
, 26 lbs + TOE 9.23 Bont Gas 2.0 cubic feet R2210, 4 cubic feet (+ Tel O, 82 gal) Compression Ratio 2.88 3.83 High Pressure Side 241 psia g5 psia Low Side 8
4 psia 25 psia pressure difference 157 payu 7o psi applied horsepower 0.82 0.66 COP 5.75 7.13 Gas density 0.41 lb/ft3 Solvent density 8
4.0 bond/cubic foot gas/liquid volume ratio 95/
1 Gas/Liquid Mass Ratio 0.47/1 Complete Heat Exchange and Equal Outlet Temperature 69.6 F (
Approximately 20. 'F'c), 40FC approximately 4.4
As the solvent entering in 4'c) flows countercurrently to the incoming refrigerant-containing solution stream in lines 15 and 25, the remaining R22
0.054 bond (approximately 24.49 g) should be evaporated in the economizer. The outlet temperature in both cases is about 70F (about 21.1C). If precooler 86 is not used, temperatures closer to 71F (approximately 21.7"C) will be obtained, while in each case approximately 69.64F (approximately 20.91'"C) when precooler 86 is used.
The outlet temperature of is reached.

比熱0.258を有するTOK O,684ボンド(約
310g)は、予冷器86がない場合には70.93 
F (約21.63 ”C)で圧縮機に入り、または予
冷器86が圧縮機88とミキサー11との間にある場合
には69.64F(約20.91℃)で圧縮機に入り、
そしてエコノマイザ−帯からの40F(約4.44℃)
よりも温かいガスを包含するR220.36ボンド(約
163 g)の導入温度は、予冷器86が不存在の場合
には42.62 F(約5.9℃)と計算され、または
予冷器86が存在する場合には42.5 p (約5−
83 ’C)と計算される。
TOK O,684 bond (approximately 310 g), which has a specific heat of 0.258, has a specific heat of 70.93 without the precooler 86.
F (approximately 21.63"C), or 69.64F (approximately 20.91C) if precooler 86 is between compressor 88 and mixer 11;
and 40F (approximately 4.44℃) from the economizer zone.
The introduction temperature of R220.36 bond (approximately 163 g) containing gas warmer than the 42.5 p (approximately 5-
83'C).

ガス単独の可逆断熱圧縮は、148F(約64.4’C
)σ1rI−1−…1狛F6” fy辷Σ ム鋼悟恭ル
)2しyVゼフ小篩出し温度は、100.51 F (
約38.06 ”C)であり、または予冷器86が使用
される場合には99.25 F (約37.36“C)
である。
Reversible adiabatic compression of gas alone is 148F (approximately 64.4'C
) σ1rI-1-...1KomaF6" fy辷Σ Mugoku Gokyoru) 2SyVzef The temperature taken out of the small sieve is 100.51 F (
approximately 38.06"C) or 99.25F (approximately 37.36"C) if precooler 86 is used.
It is.

nの値、即ちポリトロープ圧縮定数は、次式(式中、T
l= 502.62°R,T2−560.51°R1P
2= 24.7×144 psf 、 P2−94−7
 X 144 pBf 。
The value of n, that is, the polytropic compression constant, is calculated by the following formula (where T
l = 502.62°R, T2-560.51°R1P
2=24.7×144 psf, P2-94-7
X 144 pBf.

n、、、t、oc+) からめられる。n,,,t,oc+) Entangled.

p2v2− p、vl 圧縮仕事(Btu)y(1工。−は、蒸発されたR22
0.316ボンド(約142 g)当たり2.05 B
tuである。vlおよびV2は、アメリカン・ソサイエ
ティー・オブ・ヒーティング・レフリジエレーティング
・エンド・エア・コンディショニング・エンジニアーズ
、「冷媒の熱力学的性質J、1980年の過熱度の表か
らとられる。エコノマイザ−26を去るストリッピング
TORの密度は、83.98ポンド/立方フイートであ
り、70pθ1示差にわたっての圧力ヘッドは、120
.42フイート(約3670 am )であり、そして
TOK O,684ボンド(約310 g )をポンプ
給送するBtuは、0.106である。従って、ガスを
圧縮しかつ液体をポンプ給送する全仕事は、混合物1ボ
ンド(0,4536kg)当たり2.16 Btuであ
る。
p2v2- p, vl Compression work (Btu) y (1 k.) - is the evaporated R22
2.05 B per 0.316 bond (approximately 142 g)
It is tu. vl and V2 are taken from the Superheat Tables of the American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Thermodynamic Properties of Refrigerants J, 1980. Economizer-26 The density of the stripping TOR leaving the
.. The Btu of 42 feet (about 3670 am) and pumping TOKO,684 bond (about 310 g) is 0.106. Therefore, the total work of compressing the gas and pumping the liquid is 2.16 Btu per bond (0,4536 kg) of mixture.

比熱0.264を有する冷媒−溶媒溶液は、蒸発器にお
いて30.93 F (−0,594°’C)〜40F
C約4.44’C)にス員冷却されなければならないの
で、ガスー液体循環物1ポンド(0,4536g )当
たりの正味の有効冷凍効果は、予冷器86の不存在の場
合に14.48Btuである。
A refrigerant-solvent solution with a specific heat of 0.264 is heated between 30.93 F (-0,594°'C) and 40 F in the evaporator.
Since the net effective refrigeration effect per pound (0,4536 g) of gas-liquid recycle is 14.48 Btu in the absence of precooler 86, It is.

このように、サイクルの動作係数は、 6.71である
。これらの条件下での純R22サイクルの理論動作係数
は、 5.75であるので、追加の熱交換器、例えば予
冷器86が使用されないと仮定して、第4図に示された
具体例は、比較可能な蒸気圧縮冷凍サイクルよりも 1
6.7%効率の良い方法を示すと信じられる。
Thus, the operating factor for the cycle is 6.71. The theoretical operating coefficient for a pure R22 cycle under these conditions is 5.75, so assuming no additional heat exchangers, e.g. precooler 86, are used, the example shown in FIG. , than a comparable vapor compression refrigeration cycle.
It is believed that this method shows a 6.7% efficient method.

前記のことは、前記初期参照を除いて、圧縮機を出る液
体−圧縮ガス混合物がno ’F (約43C)のミキ
サーよりも依然として冷たく、そしてミキサーを出る冷
媒−溶媒溶液を過冷却する能力を有するという事実を無
視している。液体によるガスの吸収がなく、従って熱の
発生がないならば、予冷器86は、凝縮器からの流出物
を105.62F (約40.9”C)に過冷却するで
あろう。実際の温度低下が(110°−105,62°
)の半分だけであると仮定して、冷媒−溶媒溶液は、1
10 F (約43℃)の代わりに107.81 F 
(約42.12’C)の温度でエコノマイザ−26に流
れる。
The foregoing shows that, with the exception of the initial reference, the liquid-compressed gas mixture exiting the compressor is still colder than the mixer at no'F (approximately 43 C) and has the ability to subcool the refrigerant-solvent solution exiting the mixer. It ignores the fact that it exists. If there was no absorption of gas by the liquid and therefore no heat generation, the precooler 86 would subcool the effluent from the condenser to 105.62F (approximately 40.9"C). The temperature drop is (110°-105,62°
), the refrigerant-solvent solution is 1
107.81 F instead of 10 F
(approximately 42.12'C) into economizer 26.

前記計算をエコノマイザ−および圧縮機について繰り返
すと、ライン24中の溶媒流内のすべてのR22は、依
然として出て来ると信じられる。圧縮−ポンプ給送の仕
事は、循環物1ボンド(0,4536kg )当たり、
2.08 Btuになる。凝縮器からの流出物は、若干
冷却されているので、循環物1ボンド(0,4536k
g)当たりの有効な正味の冷凍効果は、14.83 B
tu テアル。
If the above calculations are repeated for the economizer and compressor, it is believed that all of the R22 in the solvent stream in line 24 will still come out. The work of compression-pump feeding is per bond (0,4536 kg) of circulating material,
It becomes 2.08 Btu. The effluent from the condenser has been slightly cooled, so the recycle 1 bond (0,4536 k
The effective net refrigeration effect per g) is 14.83 B
tu theal.

動作係数は、純R22の場合の5.75に比較して今や
7.13であり、予冷器86なしの場合の 6.71と
比較される。40F(約4.44 ”C)と110 F
 (約43°C)との間の理論上完全なカルノー効率は
、7.14であるので、予冷器は、より高い効率を与え
るらしい。その理由は、7.13が5.75よりも約2
5%良好であるからである。
The coefficient of performance is now 7.13 compared to 5.75 for pure R22 and 6.71 without precooler 86. 40F (approximately 4.44”C) and 110F
The theoretical perfect Carnot efficiency between temperatures (about 43° C.) is 7.14, so a precooler is likely to give higher efficiency. The reason is that 7.13 is about 2 times larger than 5.75.
This is because it is 5% better.

図面に示された具体例への多数σ)変形および置換は、
可能である。例として、第1図中の具体例は、ライン1
9からの博媒の一部分がライン24中の冷凍流に噴霧さ
れ、このようにして遠心圧縮機に高圧を発現させるよう
に操作され得ると信じられる。その理由は、うず巻ポン
プによって発現される圧力が被処理媒体の密度と先端速
度の自乗との積に比例するからである。このように、か
なり高い圧力が所定のうず巻ポンプに対して発現でき、
それ故より小さいポンプが使用され得る。
Numerous σ) modifications and substitutions to the embodiments shown in the drawings include:
It is possible. As an example, the specific example in FIG.
It is believed that a portion of the refrigerant from 9 can be sprayed into the refrigeration stream in line 24 and thus operated to develop a high pressure in the centrifugal compressor. The reason is that the pressure developed by a centrifugal pump is proportional to the product of the density of the medium being treated and the square of the tip velocity. In this way, considerably higher pressures can be developed for a given centrifugal pump,
Smaller pumps can therefore be used.

第1図に示される具体例に対しての別の変形においては
、ポンプ型圧縮機12の代わりにジェット圧縮機を使用
できる。このように、ライン19がらの溶媒の一部分に
よってジェット圧縮機に供給される溶媒の高速液体ジェ
ットは、蒸発器−沸騰器10から来る冷媒ガスを圧縮す
るのに使用され得る。
In another variation to the embodiment shown in FIG. 1, the pump compressor 12 can be replaced by a jet compressor. In this way, the high velocity liquid jet of solvent supplied to the jet compressor by a portion of the solvent from line 19 can be used to compress the refrigerant gas coming from the evaporator-boiler 10.

より高い比熱の溶媒の存在は、液体のより高い熱容量の
ため、さらに効率の良い圧縮を生ずると信じられる。さ
らに詳細には、圧縮は、大体等温になり、従ってさらに
効率良くなる。
It is believed that the presence of a higher specific heat solvent results in more efficient compression due to the higher heat capacity of the liquid. More particularly, the compression will be more or less isothermal and therefore more efficient.

別の具体例においては、圧縮機I2および溶媒用ポンプ
13の両方の代わりに、冷媒ガスを圧縮し、溶媒を循環
し、そして単一の導管を・巾してミキサー11に導入す
る前にガスと溶媒との混合を開始する液体リング圧縮機
が、使用され得る。圧縮は、大体等温であり、従ってさ
らに効率良いと理解される。
In another embodiment, both the compressor I2 and the solvent pump 13 are replaced by compressing the refrigerant gas, circulating the solvent, and passing the gas through a single conduit before introducing it into the mixer 11. A liquid ring compressor may be used to initiate the mixing of the solvent and the solvent. It is understood that the compression is largely isothermal and therefore more efficient.

例えば、第1図に示すように、弁76は、閉じることが
でき、そして弁71および液体リング圧縮機77は、溶
媒および冷媒の両方が蒸発器10からライン72を経て
リング圧縮機77に通過するように操作され得る。次い
で、圧縮混合物は、ミキサー11に通過するであろう。
For example, as shown in FIG. 1, valve 76 can be closed and valve 71 and liquid ring compressor 77 can be closed, allowing both solvent and refrigerant to pass from evaporator 10 via line 72 to ring compressor 77. can be manipulated to do so. The compressed mixture will then pass to mixer 11.

例として、リング圧縮機77は、コネテカット州すウス
・ノルウオークのナツシュ・エンジニアリング・カンパ
ニーによって製造され、かつ1971年に前記会社の会
@ No、 47:4−0に記載のダブルローブ圧縮機
であることができる。
By way of example, ring compressor 77 is a double lobe compressor manufactured by Natsch Engineering Company of Sus Norwalk, Conn., and described in 1971 by said company, No. 47:4-0. be able to.

なお別の具体例においては、冷媒は、溶媒で発泡でき、
そして溶媒用ポンプ13は、第1図に示された具体例か
ら排除できた。冷媒および溶媒の両方は、蒸発器10か
ら圧縮機12まで循環され、従ってミキサー11に循環
されるであろう。同様に、第2図に示された具体例も、
修正できる。例えば、溶媒用ポンプ130代わりに、圧
縮冷媒ガスを導管−14から導管24内の溶媒流に噴射
し、このようにして冷媒ガスおよび溶媒液体の両方を凝
縮器−ミキサ−11に推進する装置が、使用され得る。
In yet another embodiment, the refrigerant can be foamed with a solvent;
The solvent pump 13 could then be eliminated from the example shown in FIG. Both refrigerant and solvent will be circulated from the evaporator 10 to the compressor 12 and thus to the mixer 11. Similarly, the specific example shown in FIG.
It can be fixed. For example, instead of solvent pump 130, an arrangement could be made to inject compressed refrigerant gas from conduit 14 into the solvent stream in conduit 24, thus propelling both refrigerant gas and solvent liquid to condenser-mixer 11. , may be used.

また、第1図に示されるように、弁71および74は、
溶媒の少なくとも一部分を溶媒用ポンプ13を迂回させ
るように操作でき、一方弁74は、十分量の蒸気をライ
ン14からライン73を経てライン72に通過させるよ
うに操作される。
Further, as shown in FIG. 1, the valves 71 and 74 are
At least a portion of the solvent can be operated to bypass solvent pump 13 , while valve 74 is operated to pass a sufficient amount of vapor from line 14 through line 73 to line 72 .

本発明は、他のシステムと一緒にも使用され得る。例え
ば、発生器−吸収器対は、圧縮機と協同して組立てて取
り伺けられて圧縮機用のバックアップ(back−up
 )を与えることができる。発生器は、例えば排気また
は太陽エネルギーの形態からの二次熱源として機能でき
た。例えば、第2図に示されるように、弁41および4
2は、ライン18および14内の圧縮機12の両仙に俗
、かれて発生器−吸収器対48.44をシステム内に組
立てて取り付けることができる。次いで、蒸発された冷
媒の一部分は、ライン18からライン43を経て吸収器
に通過でき、適当な二次溶媒中に吸収され、次いでポン
プ46によってライン45および47を通して発生器4
8に溶液でポンプ給送された。発生器48内での冷媒の
蒸発時に、今や圧縮された蒸気は、ライン49、弁42
およびライン14を経てミキサーに通過でき、一方二次
溶媒は、ライン50を経て吸収器44に返送された。
The invention may also be used with other systems. For example, a generator-absorber pair may be assembled and installed in conjunction with a compressor to provide a backup for the compressor.
) can be given. The generator could serve as a secondary heat source, for example from exhaust air or in the form of solar energy. For example, as shown in FIG.
2 can be installed on either side of the compressor 12 in lines 18 and 14 to assemble and install generator-absorber pairs 48, 44 into the system. A portion of the evaporated refrigerant can then be passed from line 18 via line 43 to the absorber where it is absorbed into a suitable secondary solvent and then passed by pump 46 through lines 45 and 47 to generator 4.
8 was pumped with solution. Upon evaporation of the refrigerant in the generator 48, the now compressed vapor is transferred to the line 49, valve 42.
and to the mixer via line 14, while the secondary solvent was returned to absorber 44 via line 50.

二次溶媒は、主システムで使用されたのと同一であるこ
とができる。
The secondary solvent can be the same as used in the main system.

勿論、本発明のすべての利点を得るために、発生器−吸
収器対は、圧縮機12の完全な代用物であるべきではな
い。むしろ、発生器−吸収器対および機械的圧縮機は、
加圧冷媒ガスを発生する相補的手段である。
Of course, to obtain all the benefits of the present invention, the generator-absorber pair should not be a complete replacement for compressor 12. Rather, the generator-absorber pair and mechanical compressor
A complementary means of generating pressurized refrigerant gas.

さらに、第4図の具体例に開毛では、この開示の利益を
有する当業者には既知であろうように、ガス成分および
液体成分の同時圧縮−ポンプ給送用の多数の別の具体例
が、存在する。例えば、ヨークによって製造さねるよう
な大きい多段遠心圧縮機は、しばしば段間のフラッシュ
中間冷却用の代替物として液体冷媒を蒸気流にtift
射するように設計される。しかしながら、このようブI
場合には、液体の流量は、できイ、だげ合理的に均一で
あるべきである。また、ダンハム・ブノンユ(Dunh
a)1−Bush )製のような螺旋または回転ねじ圧
縮機は、本明細書に開示のような化学的に助長された機
械冷凍システムの場合に使用するのに適していることが
ある。しかしながら、化学的に助長された機械冷凍シス
テムにおいては、溶媒は、好ましくは冷却剤、潤渭剤お
よびシーラントとして役立つべきである。さらに、溶媒
は、圧縮ガスと一緒にミキサー上に通過するので、大き
い油分離器および油冷却器は、排除されるべきでル〕る
Additionally, in the embodiment of FIG. 4, there are numerous alternative embodiments for simultaneous compression-pumping of gaseous and liquid components, as will be known to those skilled in the art having the benefit of this disclosure. But it exists. For example, large multistage centrifugal compressors, such as those manufactured by Yoke, often Tift liquid refrigerant into the vapor stream as an alternative for flash intercooling between stages.
designed to radiate. However, such a block I
In this case, the liquid flow rate should be as reasonably uniform as possible. Also, Dunham Bunonyu (Dunh)
a) Spiral or rotary screw compressors, such as those manufactured by 1-Bush, may be suitable for use in the case of chemically assisted mechanical refrigeration systems such as those disclosed herein. However, in chemically assisted mechanical refrigeration systems, the solvent should preferably serve as a coolant, moisturizer and sealant. Furthermore, since the solvent is passed over the mixer together with the compressed gas, large oil separators and oil coolers should be eliminated.

より小さい能力のためには、日本のオクラ・クラッチ製
のワンケル(Wankeユ)型圧縮機、またはロトレッ
クス(Rotorex ) (フエダーズ(Fedde
rs)〕および三菱のころがりピストン圧縮機が、有用
であることが立証されている。シヒ(5ihi )製の
多段遠心圧縮機−ポンプも、多分有用である。
For smaller capacities, Wanke-type compressors made by Okura Clutch of Japan or Rotorex (Fedde
rs)] and Mitsubishi rolling piston compressors have proven useful. A multi-stage centrifugal compressor-pump manufactured by 5ihi may also be useful.

この装置においては、ガス−液体混合物は、第一の密閉
羽根車に軸方向に入り、そしてより密な液体は、周辺に
投入される。より軽いガスは、室の中心により近い第二
の後段に入れられ、次いでガスおよび液体の両方は、第
二の羽根車後段を通して一緒に運ばれる。
In this device, the gas-liquid mixture enters the first hermetic impeller axially and the denser liquid enters the periphery. The lighter gas is admitted to the second stage closer to the center of the chamber, and then both gas and liquid are carried together through the second impeller stage.

或いは、エコノマイザ−が使用され、かつ資本コストが
許す場合には、タービンが、エコノマイザ−と蒸発器と
の間において?f5媒−溶媒流内に設置されて減圧装置
として機能させ、絞り装置を補足することができる。適
当な操作条件下においては、エコノマイザ−を出る過冷
却流は、この点において冷媒ガスをほとんどフラッシュ
しそうもないと信じられ、そして得られる軸仕事は、シ
ステム用ポンプ、圧縮機、補助ファンなどを動力増進す
るのに使用され得る。
Or, if an economizer is used and capital costs permit, a turbine between the economizer and the evaporator? F5 media - can be placed in the solvent stream to function as a pressure reducer and supplement a throttling device. Under suitable operating conditions, it is believed that the subcooled flow exiting the economizer is unlikely to flash any refrigerant gas at this point, and the resulting shaft work is sufficient to support system pumps, compressors, auxiliary fans, etc. Can be used to increase power.

追加の装置事項は、本発明の枠内で使用され得る。例え
ば、本質上手の制御装置の使用は、多(の操作の場合に
十分であるが、システムの制御並びにシステム融通性は
、適尚なプロセス制御の使用によって増大され得る。追
加的に、第4図に示された具体例においては、ガス状冷
媒および液体の低い圧力低下混合が、インライン不動ミ
キサー、伝えばニューヨーク州ニーボンのミキシング・
イクイップメント・カンパニーによって提供されるもの
を使用することによって達成できた。
Additional equipment items may be used within the framework of the invention. For example, while the use of substantial control devices may be sufficient for multiple operations, control of the system as well as system flexibility may be increased by the use of appropriate process controls. In the illustrated embodiment, the low pressure drop mixing of gaseous refrigerant and liquid is carried out by an in-line stationary mixer, reportedly at the Kneebon, New York, Mixing Company.
This was accomplished by using what is provided by Equipment Company.

本発明の装置および方法のさらに他の修正および別の具
体例は、この記載に鑑みて当業者には明らかであろう。
Still other modifications and alternative embodiments of the devices and methods of the invention will be apparent to those skilled in the art in view of this description.

従って、この記載は、例示としてだけ解釈されるべきで
あり、そして当業者に本発明の実施法を教示する目的の
ためであ4)。図示されかつ記載された本発明の形態は
、本発明の好ましい具体例と解釈されるべきであること
が理解されるべきである。各種の変化は、部品の大きさ
、形状および配置についてなされ得る。例えば、本明細
曹で図示されかつ記載されたものの代わりに、等価のエ
レメントまたは材料を使用でき、部品は交替でき、そし
て本発明の成る%徴は、他σ〕特徴の使用に独立に利用
され得る。これらのすべては、本発明のこの記載の利益
を有1−だ後には当業者には明らかであろう。
Accordingly, this description is to be construed as illustrative only and is for the purpose of teaching those skilled in the art how to practice the invention 4). It is to be understood that the form of the invention shown and described is to be construed as a preferred embodiment of the invention. Various changes may be made in the size, shape and arrangement of parts. For example, equivalent elements or materials may be used in place of those shown and described herein, parts may be substituted, and features constituting the invention may be independently utilized in the use of other features. obtain. All of these will be apparent to those skilled in the art after having the benefit of this description of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は化学的に助長された機械冷凍サイクルの略図、
第2図は化学的に助長された機械冷凍サイクルの別の具
体例の略図、第3図は笥1図、第2図および第4図に示
された具体例で使用する蒸発器の略図、第4図は本発明
のなお別の具体例の略図である。 10・・・蒸発器、11・・・ミキサー、12・・・圧
縮機、26・・・エコノマイザ−144・・・吸収器、
48・・・発生器、86・・・予冷器、88・・・圧縮
機。 出願人代理人 猪 股 清
Figure 1 is a schematic diagram of a chemically assisted mechanical refrigeration cycle;
2 is a schematic diagram of another embodiment of a chemically assisted mechanical refrigeration cycle; FIG. 3 is a schematic diagram of an evaporator for use in the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 4; FIG. 4 is a schematic illustration of yet another embodiment of the invention. 10... Evaporator, 11... Mixer, 12... Compressor, 26... Economizer-144... Absorber,
48... Generator, 86... Precooler, 88... Compressor. Applicant's agent Kiyoshi Inomata

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、蒸発された冷媒からなる冷媒流を機械的に圧縮し、 冷媒を、ミキサー内の溶媒中への冷媒の実質的溶解を促
進するのに十分な圧力下でミキサー中において溶媒と接
触させて冷媒−溶媒溶液を調製し、一方同時に溶液を作
動媒体と熱交換関係に置いて熱を作動媒体に伝達しく前
記冷媒−溶媒溶液は、ラウールの法則からの負の偏差を
示す)、 圧力を蒸発器において冷媒−溶媒溶液にわたって減圧さ
せて冷媒を蒸発させ、かつ実質上溶媒から分離し、一方
同時に発生冷媒−溶媒溶液を作動媒体と熱交換関係に置
いてエネルギーを作動媒体から除去し、それによって冷
媒流および溶媒流を形成し、そして 溶媒流および冷媒流を蒸発器から通過させることを特徴
とする、化学的に助長された機械冷凍法。 2、蒸発器を去る溶媒流を、ミキサーを去る冷媒−溶媒
溶液とエコノマイザ−帯において熱交換関係に置く工程
をさらに包含する、特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 3、蒸発器を去る溶媒流が、溶解冷媒の一部分を包含し
、そして溶媒流が、エコノマイザ−帯において、蒸発器
を去る冷媒流と流体連通に置かれ、それによって溶媒流
から冷媒流へのガス状冷媒の物質移動を可能にし、その
ようにしてミキサーへの溶媒流および冷媒流の最終通過
前にエコノマイザ−帯内での伝熱を特徴とする特許請求
の範囲第2項に記載の方法。 4、溶媒流および冷媒流が、ミキサーへの通過前に、−
緒に機械的に圧縮される、特許請求の範囲第3項に記載
の方法。 5、圧縮冷媒の一部分を蒸発器に通過する冷媒−溶媒溶
液中に直接通過させなh″−ら、蒸発器を去る溶媒を、
ミキサーを去る冷媒−溶媒溶液とエコノマイザ−帯内で
熱交換関係に置く工程をさらに包含する、特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 6、蒸発された冷媒が、溶媒の高速液体ジェットを冷媒
に通過させることによって圧縮される、特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 7、冷媒の一部分ノ1′−、ミキサー導入前に、発生器
−吸収器対に通過される、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 8、溶媒および液化冷媒からなる溶液流を蒸発器に通過
させ(前記冷媒および溶媒は、糾み合わせのときにラウ
ールの法則からの負の偏差を有する)、 圧力を溶液にわたって減圧して冷媒を蒸発させ、かつ溶
媒から分離し、一方同時に発止冷媒および溶媒を作動媒
体と熱交換関係に置いてエネルギーを作動媒体から除去
し、それによって蒸発器を去る溶媒流およびガス状冷媒
からなる冷媒流を形成し、 蒸発器を去る溶媒流を、エコノマイザ−帯において、蒸
発器を通過する溶液流との熱交換関係で通過させて、溶
媒流と溶液との間の伝熱を生じさせ(前記伝熱は、エコ
ノマイザ−帯を通過する1以上の流れに関してのガス状
冷媒の物質移動によって容易にされる)、そして冷媒流
および溶媒流を、ミキサーを具備する混合帯において、
溶媒への冷媒σ梗質的溶fIflを促進するのに十分な
圧力下で接触して蒸発器への通過用の溶液流を形成し、
一方同時にミキサーを作動媒体と熱交換関係に置いてエ
ネルギーをミキサーから除去することを特徴とする化学
的に助長された機械冷凍法。 9、冷媒流が、冷媒をミキサーに通過させる前に溶媒流
とは別個に機械的に圧縮される、特許請求の範囲第8項
に記載の方法。 10、蒸発器を去る溶媒流が、溶解冷媒の実質的部分を
包含し、そして溶杯流が、蒸発器を去る冷媒流と流体連
通に置かれて溶媒流から冷媒流へのガス状冷媒の物質移
動を達成し、このようにして混合帯への溶媒流および冷
媒流の通過前にエコノマイザ−帯内での伝熱を特徴とす
る特許請求の範囲第8項に記載の方法。 月、混合帯が、さらに共同圧縮帯を具備し、この共同圧
縮帯において、冷媒流および溶媒流は、互いに接触され
、かつ冷媒および溶媒上の圧力は、ミキザー内の溶媒中
への冷媒の溶解を容易にするのに十分な程昇圧される、
特許請求の範囲第10項に記載の方法。 】2.冷媒流および溶媒流が、圧縮帯において接触され
て、合流の溶媒−冷媒流を形成し、そして溶液流および
ミキサーを通過する合流の溶媒−冷媒流を、溶液流のエ
コノマイザ−帯への通過前に互いに熱交換関係に置くさ
らに別の工程を特徴する特許請求の範囲第11項に記載
の方法。 13、合流の溶媒−冷媒流の温度が、ミキサー導入直前
にミキサーの温度に近づ(、特許請求の範囲第12項に
記載の方法。 14、ガス状冷媒の物質移動が、蒸発器を去る冷媒流の
一部分をエコノマイザ−帯において加圧下で溶液流に通
過させることによって達成され、それによって溶液流中
の冷媒の係が、増大される、特許請求の範囲第8項に記
載の方法。 15、溶媒および液化冷媒からなる溶液流を蒸発器に通
過させ(前記冷媒および溶媒は、絽み合わせのときにラ
ウールの法則からの負の偏差を有する)、 圧力を溶液にわたって減圧して冷媒を蒸発させ、かつ溶
媒から分離し、一方同時に発生冷媒および溶媒を作動媒
体と熱交換関係に置いてエネルギーを作動媒体から除去
し、それによって溶媒流およびガス状冷媒からなる冷媒
流を形成し、両流は蕃発器を去り、 蒸発器を去る溶媒流を、蒸発器を通過する溶液流とエコ
ノマイザ−帯において熱交換関係で通過させて溶媒流と
溶液との間の伝熱を生じさせ、一方同時に溶媒流および
冷媒流を流体連通に置いて溶媒流から冷媒流へのガス状
冷媒の物質移動を達成し、このようにしてエコノマイザ
−帯における溶媒流と溶液流との間の伝熱を容易にし、 圧力を両流にわたって昇圧しながら共同圧縮帯において
溶媒流および冷媒流を接触させて合流の溶媒−冷媒流を
形成し、 溶媒中への冷媒の実質的溶解な促進するのに十分な圧力
を維持しながら合流の溶媒−冷媒流をミキサーに通過さ
せて、蒸発器への通過用溶液流を形成几、一方1司時に
ミキサーを作動媒体と熱交換関係にトいてエネルギーを
ミキサーから除去することを特徴とする、化学的に助長
された機械冷凍法。 16、溶液および合流の溶媒−冷媒流をエコノマイザ−
帯への溶液流の通過前に互いに熱交換関係に置く工程な
さらに包含する、特許請求の範囲第15項に記載の方法
。 17、冷媒を圧縮する機械的圧縮機、 溶媒中への冷媒の実質的溶解を促進し7かつ溶媒−冷媒
流を形成するのに十分な圧力において、溶媒および圧縮
冷媒を受容するように配置されたミキサー、 冷媒−溶媒流をミキサーから受容し、そして冷媒の少な
くとも実質的部分を溶媒から分離させかつ発生冷媒−溶
媒流との熱交換関係において作動媒体から気化熱および
溶解熱を吸収させた後に冷媒を圧縮機に返送する蒸発帯
、および蒸発帯から混合帯に通過する溶媒を、ミキサー
から蒸発帯に通過する冷媒−溶媒流と熱交換関係に置く
熱交換器 を具備することを特徴とする、化学的に助長された機械
冷凍装置。 18、熱交換器が、溶媒の通過用導管および溶媒−冷媒
溶液の薄膜を受容する、導管に隣接の表面からなる、特
許請求の範囲第17項に記載の装置。 19、作動媒体を循環させる蒸発器内の液体中に実質上
浸漬されたコイルをさらに具備する、特許請求の範囲第
17項に記載の装置。 20、蒸発帯が、多管熱交換器からなる、特許請求の範
囲第17項に記載の装置。 21、機械的圧縮機が、蒸発帯からの溶媒を使用して、
蒸発帯を去る冷媒を圧縮するのに適しているジェット圧
縮機からなる、特許請求の範囲第17項に記載の装置。 22、冷媒を溶媒から分離させ、かつ発生冷媒−溶媒溶
液との熱交換関係において作動媒体から溶媒−冷媒溶液
の気化熱および溶解熱の実質的部分を吸収するのに十分
な圧力において、冷媒−溶媒溶液を受容する蒸発帯、 気体流および液体流を受容しかつ両流の合流時に前記両
流の圧力を昇圧させるのに適している圧縮機、 一端で蒸発器に連結されかつ他端で圧縮機に連結され、
溶媒を蒸発器から圧縮機に通過させる溶媒用導管、 一端で蒸発器に連結されかつ他端で圧縮機に連結され、
ガス状冷媒を蒸発器から圧縮機に通過させる冷媒用導管
(前記冷媒用導管は、溶媒用導管と流体連通であって溶
媒用導管を通過する溶媒から発生するガスを受容する)
、丞鍾山への冷媒の宙唇藺痕仰?かイ皐左1九り浣液を
調製するのに十分な圧力において、溶媒および冷媒を受
容するように配置されたミキサー、一端で圧縮機に連結
されかつ他端でミキサーに連結された合流の溶媒−冷媒
用導管(前記導管は、加圧下で合流冷媒−溶媒流の通過
を可能にさせるように配置される)、 ミキサーに連結された一端および蒸発器に連結された他
端を有する溶液用導管(前記溶液用導管は、ミキサーと
蒸発器との間の圧力の減少を容易にさせるのに適してい
る)、および溶媒用導管および溶液用導管を互いに熱交
換関係におくエコノマイザ− を具備することを特徴とする、化学的に助長された機械
冷凍装置。 23、溶液用導管および合流の溶媒−冷媒用導管を互い
に熱交換関係に置く第二熱交換器をさらに具備する、特
許請求の範囲第22項に記載の装置。 24、圧縮機が、遠心または回転圧縮機である、特許請
求の範囲第22項に記載の装置。
[Claims] 1. Mechanically compressing a refrigerant stream consisting of evaporated refrigerant, and placing the refrigerant in a mixer under sufficient pressure to promote substantial dissolution of the refrigerant in a solvent in the mixer. A refrigerant-solvent solution is prepared by contacting the solvent with a solvent, while simultaneously placing the solution in a heat exchange relationship with a working medium to transfer heat to the working medium, such that the refrigerant-solvent solution exhibits a negative deviation from Raoult's law. ), pressure is reduced across the refrigerant-solvent solution in an evaporator to evaporate and substantially separate the refrigerant from the solvent, while simultaneously placing the generated refrigerant-solvent solution in heat exchange relationship with the working medium to transfer energy to the working medium. 1. A chemically assisted mechanical refrigeration process, characterized in that it removes from the evaporator, thereby forming a refrigerant stream and a solvent stream, and passing the solvent stream and the refrigerant stream from an evaporator. 2. The method of claim 1 further comprising the steps of: 2. placing the solvent stream leaving the evaporator in heat exchange relationship in an economizer zone with the refrigerant-solvent solution leaving the mixer. 3. The solvent stream leaving the evaporator contains a portion of the dissolved refrigerant, and the solvent stream is placed in fluid communication with the refrigerant stream leaving the evaporator in the economizer zone, thereby reducing the flow from the solvent stream to the refrigerant stream. 2. A method according to claim 2, which allows mass transfer of the gaseous refrigerant and is thus characterized by heat transfer in the economizer zone before the final passage of the solvent and refrigerant streams to the mixer. . 4. Before passing the solvent stream and the coolant stream to the mixer, -
4. A method according to claim 3, wherein the material is mechanically compressed together. 5. Passing a portion of the compressed refrigerant into the evaporator directly into the refrigerant-solvent solution; the solvent leaving the evaporator;
2. The method of claim 1, further comprising the step of placing in heat exchange relationship in an economizer zone with the refrigerant-solvent solution leaving the mixer. 6. The method of claim 1, wherein the evaporated refrigerant is compressed by passing a high velocity liquid jet of solvent through the refrigerant. 7. A method as claimed in claim 1, in which a portion of the refrigerant 1' is passed through a generator-absorber pair before introduction to the mixer. 8. Passing a solution stream consisting of a solvent and a liquefied refrigerant into an evaporator (the refrigerant and solvent having a negative deviation from Raoult's law when combined) and reducing the pressure across the solution to remove the refrigerant. A refrigerant stream consisting of a solvent stream and a gaseous refrigerant that is vaporized and separated from the solvent while simultaneously placing the starting refrigerant and solvent in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium, thereby leaving the evaporator. The solvent stream leaving the evaporator is passed in an economizer zone in a heat exchange relationship with the solution stream passing through the evaporator to effect heat transfer between the solvent stream and the solution. heat is facilitated by mass transfer of the gaseous refrigerant with respect to one or more streams passing through the economizer zone) and the refrigerant and solvent streams in a mixing zone comprising a mixer.
contacting the refrigerant σ into the solvent under sufficient pressure to promote fractional dissolution of the refrigerant to form a solution stream for passage to the evaporator;
A chemically assisted mechanical refrigeration process characterized in that, at the same time, energy is removed from the mixer by placing the mixer in heat exchange relationship with the working medium. 9. The method of claim 8, wherein the refrigerant stream is mechanically compressed separately from the solvent stream before passing the refrigerant through the mixer. 10, the solvent stream leaving the evaporator contains a substantial portion of dissolved refrigerant, and the melt stream is placed in fluid communication with the refrigerant stream leaving the evaporator to transfer gaseous refrigerant from the solvent stream to the refrigerant stream. 9. A method as claimed in claim 8, characterized in that mass transfer is achieved and thus heat transfer in the economizer zone before passage of the solvent and refrigerant streams to the mixing zone. The mixing zone further comprises a co-compression zone in which the refrigerant stream and the solvent stream are brought into contact with each other and the pressure on the refrigerant and solvent causes dissolution of the refrigerant into the solvent in the mixer. boosted enough to facilitate
A method according to claim 10. ]2. The refrigerant stream and the solvent stream are contacted in a compression zone to form a combined solvent-refrigerant stream, and the combined solvent-refrigerant stream passes through the solution stream and the mixer before passing the solution stream to the economizer zone. 12. A method as claimed in claim 11, characterized by the further step of placing the two in heat exchange relationship with each other. 13. The temperature of the combined solvent-refrigerant stream approaches the temperature of the mixer immediately before the introduction of the mixer (the method according to claim 12). 14. Mass transfer of the gaseous refrigerant leaves the evaporator. 15. The method of claim 8, which is achieved by passing a portion of the refrigerant stream through the solution stream under pressure in an economizer zone, whereby the concentration of refrigerant in the solution stream is increased. , passing a solution stream consisting of a solvent and a liquefied refrigerant through an evaporator (the refrigerant and solvent having a negative deviation from Raoult's law when interdigitated) and reducing the pressure across the solution to evaporate the refrigerant. and separate it from the solvent, while simultaneously placing the generated refrigerant and solvent in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the working medium, thereby forming a refrigerant stream consisting of a solvent stream and a gaseous refrigerant, with both streams leaves the evaporator and the solvent stream leaving the evaporator is passed in heat exchange relationship with the solution stream passing through the evaporator in an economizer zone to effect heat transfer between the solvent stream and the solution, while at the same time A solvent stream and a refrigerant stream are placed in fluid communication to achieve mass transfer of gaseous refrigerant from the solvent stream to the refrigerant stream, thus facilitating heat transfer between the solvent stream and the solution stream in the economizer zone. contacting the solvent and refrigerant streams in a co-compression zone while increasing the pressure across both streams to form a combined solvent-refrigerant stream, applying a pressure sufficient to promote substantial dissolution of the refrigerant in the solvent; Passing the combined solvent-refrigerant stream through the mixer while maintaining the flow rate to form a solution stream for passage to the evaporator, while at the same time placing the mixer in heat exchange relationship with the working medium to remove energy from the mixer. 16. A chemically assisted mechanical refrigeration process characterized by:
16. The method of claim 15, further comprising the step of placing the solution stream in heat exchange relationship with each other prior to passing the solution stream through the zones. 17. A mechanical compressor for compressing a refrigerant, the mechanical compressor being arranged to receive the solvent and the compressed refrigerant at a pressure sufficient to promote substantial dissolution of the refrigerant in the solvent and to form a solvent-refrigerant flow. a mixer that receives a refrigerant-solvent stream from the mixer and separates at least a substantial portion of the refrigerant from the solvent and absorbs heat of vaporization and heat of solution from the working medium in heat exchange relationship with the generated refrigerant-solvent stream; characterized by comprising an evaporation zone for returning the refrigerant to the compressor, and a heat exchanger for placing the solvent passing from the evaporation zone to the mixing zone in a heat exchange relationship with the refrigerant-solvent stream passing from the mixer to the evaporation zone. , chemically assisted mechanical refrigeration equipment. 18. The apparatus of claim 17, wherein the heat exchanger consists of a conduit for the passage of a solvent and a surface adjacent to the conduit that receives a thin film of solvent-refrigerant solution. 19. The apparatus of claim 17 further comprising a coil substantially immersed in liquid within the evaporator for circulating the working medium. 20. The apparatus according to claim 17, wherein the evaporation zone comprises a multi-tube heat exchanger. 21. A mechanical compressor uses the solvent from the evaporation zone to
18. The device according to claim 17, comprising a jet compressor suitable for compressing the refrigerant leaving the evaporation zone. 22. At a pressure sufficient to separate the refrigerant from the solvent and to absorb a substantial portion of the heat of vaporization and dissolution of the solvent-refrigerant solution from the working medium in heat exchange relationship with the generated refrigerant-solvent solution, the refrigerant- an evaporation zone receiving a solvent solution; a compressor adapted to receive a gaseous stream and a liquid stream and to increase the pressure of said streams upon their joining; a compressor connected at one end to an evaporator and compressing at the other end; connected to the machine,
a solvent conduit for passing the solvent from the evaporator to the compressor, connected at one end to the evaporator and at the other end to the compressor;
a refrigerant conduit for passing gaseous refrigerant from the evaporator to the compressor, the refrigerant conduit being in fluid communication with a solvent conduit for receiving gases generated from the solvent passing through the solvent conduit;
, the refrigerant's air lip mark on Zhong Shan? A mixer arranged to receive the solvent and the refrigerant at a pressure sufficient to prepare the liquid, a confluent mixer connected to the compressor at one end and to the mixer at the other end. a solvent-refrigerant conduit, said conduit being arranged to allow passage of the combined refrigerant-solvent stream under pressure; a solution conduit having one end connected to a mixer and the other end connected to an evaporator; a conduit, said solution conduit being suitable for facilitating pressure reduction between the mixer and the evaporator, and an economizer for placing the solvent conduit and the solution conduit in heat exchange relationship with each other. A chemically assisted mechanical refrigeration device characterized by: 23. The apparatus of claim 22, further comprising a second heat exchanger for placing the solution conduit and the combined solvent-refrigerant conduit in heat exchange relationship with each other. 24. The apparatus according to claim 22, wherein the compressor is a centrifugal or rotary compressor.
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