KR100231932B1 - 냉각장치 및 냉각방법 - Google Patents

냉각장치 및 냉각방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100231932B1
KR100231932B1 KR1019920012381A KR920012381A KR100231932B1 KR 100231932 B1 KR100231932 B1 KR 100231932B1 KR 1019920012381 A KR1019920012381 A KR 1019920012381A KR 920012381 A KR920012381 A KR 920012381A KR 100231932 B1 KR100231932 B1 KR 100231932B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
absorbent material
cooling
cylinder
chamber
Prior art date
Application number
KR1019920012381A
Other languages
English (en)
Other versions
KR930002770A (ko
Inventor
어네스트 가레트 마이클
Original Assignee
마이클 위크햄
더 비오씨 그룹 피엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이클 위크햄, 더 비오씨 그룹 피엘씨 filed Critical 마이클 위크햄
Publication of KR930002770A publication Critical patent/KR930002770A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100231932B1 publication Critical patent/KR100231932B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/16—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type using desorption cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/02—Compression-sorption machines, plants, or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1407—Pulse-tube cycles with pulse tube having in-line geometrical arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1412—Pulse-tube cycles characterised by heat exchanger details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1417—Pulse-tube cycles without any valves in gas supply and return lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1421—Pulse-tube cycles characterised by details not otherwise provided for

Abstract

냉각장치(1)는 흡착물질(3)층과 이산화 탄소등과 같은 가스를 수용하는 실린더(2)를 포함한다. 피스톤은 흡착물질(3)에 의해 흡착되는 가스를 압축하고 압축된 열은 핀(4)에 의해 대기중으로 방출된다. 상기 피스톤이 후퇴할 때, 흡착물질(3)으로부터 탈착되는 가스는 감압된다. 가스의 압축과 감압을 반복함으로써 흡착물질(3)내에서 냉각대가 생성되며, 상기 냉각대는 냉각될 위치까지 전달된다.

Description

냉각장치 및 냉각방법
제1도는 본 발명에 따른 냉각 장치의 구성을 도시하는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 냉각장치 2 : 중공형 실린더
4 : 냉각 핀 6 : 압축기
8 : 격실
본 발명은 냉각 장치에 관한 것이다. 주위 온도 근처의 냉각은 일반적으로 프레온(등록 상표)가스와 같은 할로겐화 탄화수소를 냉매로서 사용하는 압축 사이클을 이용해서 수행된다. 프레온 가스는 압축되고 압축된 고압의 열은 대기에 전달됨으로써 가스를 액체로 응축시킨다 그다음, 액화된 프레온은 단열 챔버의 내부로 보내지는데, 이 챔버는 냉매를 팽창시켜 증발시킴으로써 챔버를 냉각시킨다. 그 후, 팽창된 프레온 가스는 반복될 사이클을 위해서 압축기로 회수된다.
공지된 냉각기들이 재순환되거나 또는 마찰되어 닳게 될 때 제기되는 문제점들을 보면, 프레온과 같은 유형의 가스가 새어나와 전리층에 피해를 주는 것으로 여겨진다.
가정용 냉각기에 사용할 수 있는 선택적 사이클로써, 암모니아 흡수 사이클이 공지되어 있다. 하지만, 이것은 효율이 낮고, 수소 가스의 함량에 따라 때때로 성능이 불확실해 진다.
본 발명의 목적은 임의의 가스가 흡수성 물질층에 흡수된 후 그로부터 제거될 때 생성되는 냉각대(cold zone)를 이용하는 냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각장치는 ① 흡수성 물질층과 압축성 가스를 수용하되, 상기 압축성 가스는 가압하에서 상기 흡수성 물질에 흡수 가능하며 감압시에 상기 흡수성 물질로부터 제거될 수 있는, 챔버와, ② 상기 챔버내의 가스를 교대로 가압 및 감압함으로써 챔버내에 냉각대를 형성하는 수단과, ③ 이 냉각대를 냉각될 위치에 열전달하는 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 냉각 방법은, ① 흡수성 물질층을 수용하는 챔버내의 가스를 압축하여 이 가스의 적어도 일부가 상기 흡수성 물질에 흡수되게 하는 단계와, ② 상기 흡수 단계에 의해 발생되는 열을 제거하는 단계와, ③ 상기 가스를 흡수성 물질로부터 제거하도록 챔버내의 상기 가스를 갑압시켜 냉각대를 형성하는 단계와, ④ 상기 냉각대를 냉각될 위치에 열전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예는 첨부된 도면을 참조하여 예시를 통해 설명할 것이다.
도시된 바와 같이, 냉각기(1)는 중공형 실린더(2) 형태의 챔버를 포함하며, 이 챔버안에는 흡수성 물질(3)의 층이 위치된다. 이러한 흡수성 물질의 예로는 고온 흡수성을 갖는 13x 또는 5A 형과 같은 비석이 있다. 또한, 상기 실린더(2)내에는 쉽게 압축되며, 흡수성 물질(3)에 대해 높은 친화력을 가지는 이산화탄소와 같은 기체상태의 매개체가 일정한 부피로 수용된다.
도시된 바와 같이, 상기 실린더는 수직으로 설치되며, 압축기(6)로부터 연장되는 피스톤은 실린더의 하단부에서 그안에 미끄럼 가능하게 수용된다. 이 압축기는 전체적으로 외기에 대해 밀봉된 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 이 피스톤은 실린더(2)내의 이산화탄소를 기밀상태로 유지하며 왕복 운동할 때 이산화탄소를 교대로 가압하고 감압 하기에 적합하다.
실린더(2)의 하단부에는 플레이트(7) 형태의 열전달 수단(thermally connecting means)이 인접 위치되는데, 이 플레이트는 실린더(2)의 외면으로부터 격실(8)의 냉각될 내부로 연장된다.
실린더(2)에 부착되는 상부(도시된 바와 같이)에는 다수의 냉각핀(4)이 형성된다.
사용에 있어서, 압축기(6)가 동작 개시되면, 피스톤은 실린더(2)의 내부로 상향(도시된 바와 같이) 연장 이동하여 이산화탄소를 압축한다. 이산화탄소는 비석층의 하단부에서 흡수성 물질(3)의 층에 처음으로 흡수됨으로써 열을 발생시킨다. 생성된 열은 추가로 유입되는 이산화 탄소에 의해 상향 이동하며, 그 결과 압축기의 압축 행정이 완결되는 경우, 실린더(2)의 최상부에는 온점(heat spot)이 형성된다. 이 온점은 냉각핀(4)에 의해 외기로 방출된다.
피스톤이 실린더(2)내부에서 하향(도면에서와 같이)으로 수축운동 하는 동안, 흡수성 물질(3)로부터 응축되어 흡수성 물질(3)을 단위 냉각시키게 되는 이산화 탄소의 감압이 발생한다. 열의 일부가 냉각핀(4)에 의해 방출되었으므로, 흡수성 물질(3)의 일부는 매운 차게될 것이며, 압축기의 많든 사이클을 통해, 냉점이 피스톤의 진입 지점(실린더의 하단부)에 인접한 흡수성 물질층 내에 형성된다는 것을 알게 되었다. 이 냉점은 플레이트(7)에 의해 격실(8)내부에 열전달 관계로 됨으로써, 격실(8) 내분가 냉각되는 것을 가능하게 한다.
전술한 실시예의 특별한 이점으로는, (a) 본 발명에 사용된 물질은 모두 환경 친화적이어서 냉각장치의 폐기 처리에 아무여 문제점이 없으며, (b) 본 발명의 시스템은 폐쇄 시스템으로써, 흡수재 또는 가스의 이러한 재충전을 요구하지 않는다는 것이 있다.

Claims (7)

  1. 흡수성 물질(3)의 층과 압축성 가스를 수용하는 챔버로서, 상기 압축성 가스는 가압하에서 상기 흡수성 물질(3)에 흡수될 수 있으며 상기 압력이 감소되었을 때 상기 흡수성 물질(3)로부터 제거될 수 있는 상기 챔버와, 상기 챔버내에서 가스를 교대로 가압 및 감압함으로써 챔버내에 냉각대를 형성하는 수단과, 상기 냉각대를 냉각될 위치(8)로 열전달하기 위한 수단(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버는 실린더이며, 가스를 교대로 가압 및 감압하는 상기 수단은 상기 실린더내에서 미끄럼 운동하는 피스톤인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열전달 수단은 실린더(2)에 인접하게 설치되는 다수의 전도성 플레이트(7)이며, 상기 플레이트는 냉각대와 나란히 정렬되며, 냉각될 격실(8)의 내부안에 연장되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡수성 물질(3)은 비석이며, 상기 압축성 가스는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 실린더는 수직으로 배향되고 상기 피스톤은 실린더(2)의 하부를 따라서 미끄럼 운동하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  6. 제5항에 있어서, 냉각 핀(4)이 실린더(2)의 상단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  7. ① 흡수성 물질(3)의 층을 수용하는 챔버내에서 가스를 흡수함으로써 상기 가스중 적어도 일부가 상기 흡수성 물질(3)에 흡수되게 하는 단계와, ② 상기 흡수단계에 의해 생성되는 열을 제거하는 단계와, ③ 상기 챔버내의 가스를 감압시켜 상기 가스를 상기 흡수성 물질(3)로부터 제거시키는 단계와, ④ 상기 흡수성 물질(3)안에 냉각대가 형성될 때까지 상기 ①, ②, ③ 단계를 반복하는 단계와, ⑤ 상기 냉각대를 냉각될 위치(8)로 열전달하는 단계를 포함하는 냉각방법.
KR1019920012381A 1991-07-13 1992-07-11 냉각장치 및 냉각방법 KR100231932B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9115140.7 1991-07-13
GB919115140A GB9115140D0 (en) 1991-07-13 1991-07-13 Improvements in refrigerators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR930002770A KR930002770A (ko) 1993-02-23
KR100231932B1 true KR100231932B1 (ko) 1999-12-01

Family

ID=10698306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920012381A KR100231932B1 (ko) 1991-07-13 1992-07-11 냉각장치 및 냉각방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5339639A (ko)
EP (1) EP0523849B1 (ko)
JP (1) JPH05196317A (ko)
KR (1) KR100231932B1 (ko)
AU (1) AU650346B2 (ko)
CA (1) CA2072443A1 (ko)
DE (1) DE69202412T2 (ko)
GB (1) GB9115140D0 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708724B1 (fr) * 1993-07-29 1995-10-13 Boye Sa Manuf Vetements Paul Production de froid par adsoption/desorption de dioxyde de carbone avec utilisation de fibres de carbone activé ou de charbon actif comme matière adsorbante.
GB9513606D0 (en) * 1995-07-04 1995-09-06 Boc Group Plc Apparatus for chilling fluids
ES2141963T3 (es) * 1995-10-06 2000-04-01 Boye Paul Vetements Procedimiento y dispositivo frigorigenos.
WO1997016685A1 (en) * 1995-11-01 1997-05-09 Bauer John J Jr Balanced adsorbent refrigerator
DE19925646C2 (de) * 1998-01-30 2001-12-20 Eberhard Wistuba Verwendung eines Stoffgemisches zur Desinfektion von Wasser und zur pH-Wert-Absenkung und Verfahren zur Kühlung
US6216467B1 (en) 1998-11-06 2001-04-17 Helix Technology Corporation Cryogenic refrigerator with a gaseous contaminant removal system
EP1711755A4 (en) * 2004-01-28 2011-03-09 Commw Scient Ind Res Org METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR TRANSFERRING HEAT
GB0507953D0 (en) * 2005-04-21 2005-05-25 Thermal Energy Systems Ltd Heat pump
CN106884765B (zh) * 2010-07-19 2019-09-06 工业研究与发展基金会有限公司 用于能量转换的系统和方法
CN105333640B (zh) * 2015-06-29 2017-09-22 河南农业大学 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床
CN112833580B (zh) * 2021-01-20 2022-07-15 重庆科技学院 一种工业余热余压综合回收系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1387162A (fr) * 1963-12-12 1965-01-29 Comp Generale Electricite Dispositif de stockage de gaz liquéfié
US3262277A (en) * 1965-02-02 1966-07-26 Gen Electric Low temperature thermal regenerator
US3817044A (en) * 1973-04-04 1974-06-18 Philips Corp Pulse tube refrigerator
GB1583491A (en) * 1977-06-01 1981-01-28 Cjb Developments Ltd Adsorption heat pump
DE3020565A1 (de) * 1980-05-30 1981-12-10 Studiengesellschaft Kohle mbH, 4330 Mülheim Verfahren und vorrichtung zur energiesparenden gewinnung von nutzwaerme aus der umgebung oder aus abfallwaerme
US4489553A (en) * 1981-08-14 1984-12-25 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Intrinsically irreversible heat engine
US4489533A (en) * 1982-12-06 1984-12-25 Hobart Corporation Package handling in a film wrapping machine
CH660779A5 (de) * 1983-06-20 1987-06-15 Sulzer Ag Kaeltemaschine oder waermepumpe mit thermoakustischen antriebs- und arbeitsteilen.

Also Published As

Publication number Publication date
KR930002770A (ko) 1993-02-23
CA2072443A1 (en) 1993-01-14
US5339639A (en) 1994-08-23
GB9115140D0 (en) 1991-08-28
AU1849092A (en) 1993-01-14
DE69202412D1 (de) 1995-06-14
AU650346B2 (en) 1994-06-16
DE69202412T2 (de) 1995-09-14
EP0523849B1 (en) 1995-05-10
EP0523849A1 (en) 1993-01-20
JPH05196317A (ja) 1993-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100231932B1 (ko) 냉각장치 및 냉각방법
JP4533838B2 (ja) 熱輸送装置、冷凍機及びヒートポンプ
US5063747A (en) Multicomponent gas sorption Joule-Thomson refrigeration
JPH0350957B2 (ko)
Baby et al. Improving the performance of an active carbon–nitrogen adsorption cryocooler by thermal regeneration
RU2259522C1 (ru) Способ извлечения ксенона из газовой смеси
Miyazaki et al. Study toward high-performance thermally driven air-conditioning systems
JPH05306846A (ja) スタ−リング冷凍装置
CN220641021U (zh) 一种拉杆式有机物样品专用采样箱
JPH0658640A (ja) 膨張エゼクタを用いる冷凍機回路及びこれを用いたガス回収装置
JP2011191032A (ja) 圧縮冷凍サイクル
CN214891931U (zh) 风冷螺杆变频式冷水机组
KR100552945B1 (ko) 비증발성 게터물질을 포함한 냉각 회로의 제조 방법
JPH0660769B2 (ja) 低温で効率良く熱エネルギーを吸収する方法
JPH10259966A (ja) ランキンピストン冷凍機
RU2116460C1 (ru) Способ работы пневмодвигателя и устройство для его реализации (варианты)
JP2600720B2 (ja) 極低温冷凍機
CN208170796U (zh) 一种空调制冷剂储存的干燥过滤筒
KR100831791B1 (ko) 쿨러
JPH01269874A (ja) 冷凍装置
JP2673335B2 (ja) ガスの吸脱着を利用した動力発生方法及び装置
Taufan et al. Performance Prediction of Adsorption Self-Cooling Mobile Container
JP2550245Y2 (ja) 蓄冷器
Miksik et al. Evaluate the possibility of adsorption heat pump application using Activate Carbon and Freon refrigerant pairs
KR20020015532A (ko) 극저온 냉동기의 단열구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee