KR100257146B1 - 액체 한제 운반 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저온 액체와 표준압력 사이의 압력차에 대응하여 조절되는 방식으로 팽창 유체흐름이 저온 액체에 대해 환상적이고, 반대방향으로 흐르는 저온 소스와 사용지점 사이에 배치되는데 유용한 부냉각기를 사용하여 일정한 온도에서 냉각기와 같이 사용지점에 저온 액체를 운반하는 액체 저온 운반 시스템을 제공한다.

Description

액체 한제 운반 시스템

제1도는 전형적인 극저온 냉동 시스템의 개략도이다.

제2도는 제1도의 냉동 시스템에 사용되는 전형적인 분무 바아의 개략도이다.

제3도는 분무 바아를 따라 위치하는 노즐을 통한 유량의 변동을 나타내는, 유량 대 제2도의 분무 바아를 따르는 거리의 플롯이다.

제4도는 노즐 유량에 대한 증기압 변동의 영향을 나타내는, 노즐 위치 대 유량의 플롯이다.

제5도는 한제 탱크와 냉동 시스템 사이의 인라인(in-line) 차냉각기의 위치선정을 나타내는, 본 발명의 한 양태의 개략도이다.

제6도는 본 발명의 실시에 유용한 차냉각기의 한 양태를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 극저온 냉동 장치 12 : 컨베이어 벨트

13 : 공급 원료 14 : 냉동기 구획

16 : 매니폴드 18, 20 : 팬

30 : 분무 바아 34 : 노즐

35 : 유입구 54 : 차냉각기

58 : 배기 파이프 56, 78 : 밸브

64 : 증기 벌브 70 : 표준 압력 영역

72 : 축 73 : 유출구

76 : 가이드 80 : 환형 유동 영역

본 발명은 냉동 장치 또는 펌핑 시스템과 사용 장소로 액체 한제(Cryogen)를 운반하기 위한 장치, 더욱 상세하게는, 운반된 한제가 예정된 온도에서 사용장소에 도달하는 것을 보장하는 시스템에 관한 것이다.

제1도는 본 발명이 작용될 수 있는 사용 장소의 전형적인 종래의 냉동 시스템(10)(예를 들어, 냉동기)을 도시한 것이다. 이 시스템에는 냉동시키려는 물질(13)을 운반시키는 컨베이어 벨트(12)가 포함된다. 컨베이어 벨트(12)는 냉동기 구획(14)내에 위치하며, 사용자가 제어할 수 있는 변속 구동 수단을 갖는다. 액체 한제(예를 들어, 질소)는 제1도에 예시된 양태에서 우측으로부터 좌측으로 움직이는 벨트(12)의 경로를 따라 위치하는 매니폴드(16) 위에 장착된 많은 노즐을 통해 생성물(13) 상으로 분무된다. 충분한 양이 질소가 온도 제어기 및 제어 밸브를 사용하여 냉동기 구획(14)내로 분무되어, 그 안에서 설정된 지점에서 온도를 유지시킨다. 팬(18)이 냉동기 구획(14)을 전체에 걸쳐 위치하여, 기체 분위기를 순환시킨다. 배기 팬(20)은 질소 기체를 빌딩 외부로 방출시킨다.

생성물(13)의 온도는 허용 가능한 범위내에 있는 것을 보장하도록 매 30분 마다 측정하는 것이 전형적이다. 주기적인 판독이 이루어진 후, 내부 냉동기 온도 및 종종 벨트(12)의 속도가 사전 설정된 소정의 온도 범위내에서 생성물(13)을 유지시키기 위한 시도로 조절된다. 냉동기 구획(14)내의 전형적인 잔류 시간은 3 내지 30분이며, 운반된 생성물의 온도를 측정하기 위한 시간은 10분 이상이다. 따라서, 냉동기 구획(14)내의 내부 온도의 변동은 사전에 약 13 내지 40분 동안 유지되는 조건에 기초한다. 이러한 이유로, 냉동기 구획(14)내의 작동 변수를 가능한 한 일정하게 유지시키는 것이 필요하다. 이러한 작업 변수는, (1) 유입 액체 질소의 상태 및 온도; (2) 유입되는 생성물(13)의 온도; (3) 벨트(12) 위에서의 생성물(13)의 간격; (4) 팬(18)의 순환 속도; (5) 벨트(12)의 속도; 및 (6) 배기 팬(20)의 방출 속도를 포함한다.

유입 액체 질소의 온도를 제외하고는, 이러한 모든 변수는 작업자의 제어 범위내에 있다. 따라서, 냉동 시스템이 냉동기 구획(14)내로 도입되는 극저온 액체 질소를 제어하는 수단을 포함하는 것이 중요하다.

액체 질소는 -301℉ 내지 -309℉의 온도에서, 냉동값의 3% 변동을 나타내는 냉동기 구획(14)으로 파이프로 운반되는 것이 전형적이다. 생성물상에 분무되는 액체 질소 방울은 플라이트에서 격심하게 끓고, 다량의 질소 액체 방울이 -320℉로 냉각된다. 이러한 냉각 공정에서 발생되는 기체는 제1도에 도시한 바와 같이, -320℉에서 방출되며 냉동기 분위기의 성분(A)가 된다. 액체 질소 방울의 나머지 부분은 생성물 위에 떨어져서 계속 끓게 되어 열 전달율이 높아진다. 이러한 비등 과정에서 발생하는 기체는 약 -320℉에서 방출되고 냉동기 분위기의 성분(B)가 된다. 냉동기 분위기의 최종성분(C)는 냉동기 입구 및 출구 오프닝으로부터 공기가 침투된 것이다. 팬(18)은 생성물(13)로부터의 강제 대류 열전달을 향상시키고, 최대 열전달율을 달성시키기 위해 가능한 한 속도를 높게 하지만, 생성물(13)을 벨트(12)로부터 송풍시킬 속도 보다는 낮게 설정한다.

냉동기 구획내의 온도가 대류 열전달과 관련되기 때문에, 유입되는 질소 온도가 증가할수록, 더 많은 양의 질소가 비등되어 자체적으로 냉각되어야 하며, 생성물을 냉각시키는 데에 더 적은 양의 질소가 이용될 수 있다. 그러나, 강제 대류에 이용할 수 있는 전체 냉각 기체 부피 및 온도는 일정하게 유지된다.

제2도에는, 다수의 노즐(34)과 소통하는 한 쌍의 매니폴드(32)를 포함하는 분무 바아(30)가 예시되어 있다. 액체 질소는 입구(35)를 통해 매니폴드(32)내로 도입되고, 제1도에 도시된 바와 같이 벨트(12)상의 생성물(13)을 향해 노즐(34)을 통해 배출된다. 전형적으로, 30개 이상의 노즐(34)이 벨트(12)의 폭을 가로지르는 분무 영역에 질소를 분포시키도록 사용된다. 이러한 영역에서의 열전달은 전체 냉각의 절반 이상을 나타내기 때문에, 노즐(34)로부터의 액체 질소 유출물을 일정하고 연속적으로 유지시키는 것이 필수적이다.

제3도에서, 노즐(34)로부터의 유량 대 분무 바아(30)를 따르는 거리의 플롯은 유입구(35)에 더 가까이 있는 노즐이 매니폴드(32)의 말단 근처에 있는 노즐 보다 더 큰 유속을 발생시킴을 예시하는 것이다. 많은 인자가 각각의 노즐(34)에서 상대적 방출율에 영향을 미친다. 매니폴드(32)는 냉동기 분위기에 노출되고, 열은 매니폴드(32)를 따라 단위 길이당 매우 일정한 속도로 액체 질소에 전달된다. 결과적으로, 액체 질소의 온도는 매니폴드를 통해 이동함에 따라 증가한다. 온도 상승은 액체 흐름이 연속 노즐 사이의 매니폴드(32)의 각각의 구획에서 더 적다는 사실에 의해 더욱 심각해진다. 따라서, 질소 1 파운드 당 흡수되는 열은 각각의 연속 구획에서 기하학적으로 더 높다. 결과적으로, 온도 및 증기압은 또한 각각의 노즐에서 기하학적으로 증가한다. 또한, 각각의 노즐(34)로부터 운반되는 액체는 유입구(35)에서의 질소의 열량에 역비례한다.

노즐(34)로부터의 흐름의 분포에 대한 상기 인자의 영향의 결과는 매니폴드(32)를 따르는 노즐 위치에 대한 유량을 플롯팅한 제4도의 챠트에 나타내었다. 곡선(40)은 증기압이 15일 때 유량의 강하를 나타내며; 곡선(42)는 증기압이 17일 때 유량의 강하를 나타내며; 곡선(44)는 증기압이 19일 때 유량의 강하를 나타낸다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 더 높은 증기압은 더 고온의 질소의 예증이다. 곡선(44)는 제2도의 노즐 F가 질소의 증가된 온도의 결과로서 흐름이 완전히 차단됨을 나타내는 것임을 유의해야 한다. 따라서, 유입구(35)에서의 증기압의 비교적 작은 변동은 노즐(F) 및 가능하게는 유입구(35) 쪽에 더 가까이 위치하는 추가의 노즐을 효과적으로 차단시킨다. 유입구(35)로 유입되는 질소의 증기압(예를 들어, 온도)은 일정한 수준으로 유지될 수 있으며, 적합한 분무 패턴이 매니폴드(32)의 전체 길이를 따라 유지될 수 있다. 그러나, 저장 탱크로부터 공급되는 액체 질소는, (1) 저장 탱크내의 변수의 결과로서 발생하고, (2) 저장기와 분무 바아 사이의 배관에서 일어나는 손실의 결과로서 발생하는 온도 변화를 나타낸다. 실시상, 저장 탱크로부터의 유입 액체 질소의 증기압은 상당한 변동을 나타낼 것이다.

종래 기술은 저장 탱크내에서 "계획된 블로우다운(programmed blow-down)" 및 후속 압력 상승을 이용하여 증기압 변동울 극복하려는 시도를 하였다. 블로우다운은 탱크내의 압력 강하를 유발시켜서, 액체 질소의 최상층이 비등하고, 액체 영역으로부터 열을 흡수할 수 있게 된다. 블로우다운 공정은 기체상 함유물이 상실되고, 기체에 의해 습윤되는 탱크의 벽이 배기 과정 동안 포화 온도로 냉각된다는 점에서 비효율적이다. 벽은 압력 재상승 공정에서 재가열되어, 부가적인 액체 생성물이 소비된다.

다양한 유형의 차냉각기가 온도를 제어하기 위한 극저온 냉동 작업에 사용하기 위해 제안되어 왔다. 차냉각기는 액체 한제를 차냉각된 액체 상태로 유출구에서, 즉, 한제가 차냉각기로부터 배출되는 온도에서의 평형 증기압 보다 높은 압력에서 운반되는 온도 감소/증기 응축수단이다. 데이비스(Davis)의 미합중국 특허 제 4,296,610호 및 매릭(Maric)의 미합중국 특허 제 5,079,925호 둘 모두에는 종래의 차냉각 장치가 기술되어 있다. 이러한 차냉각기는 많은 제한을 갖는다. 전형적으로, 종래의 차냉각기 설계는 유출구 질소 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 수단을 제공하지 않고, 또한, 통상의 냉동 작업에 충분한 용량을 제공하지도 않는다. 또한, 이러한 차냉각기는 독립적 구조로서 설치되고, 복잡한 배관 및 탱크 설비를 포함하는 것이 일반적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 한제를 사용 장소 및 소비 수단에 제공할 수 있고, 유출구에서 한제 온도를 일정한 온도로 유지시키는 개선된 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 주된 한제 공급물이 온도 제어로 일정한 유출구 온도를 달성시킬 수 있는 개선된 차냉각기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 일정한 유입구 한제 공급물이 제공되어 효과적인 냉동을 가능하게 하는 개선된 생성물 냉동 시스템을 제공하는 데에 있다.

극저온 냉동 시스템은 극저온 액체용 저장기 및 냉동시키려는 생성물상에 극저온 액체의 샤우어(shower)를 제공하기 위한 분무 바아를 포함한다. 공급 도관은 저장기를 분무 바아에 연결시키고, 극저온 액체를 운반하기 위한 내부 채널을 갖는다. 공급 도관 수단 보다 더 큰 단면의 차냉각 도관이 그 길이의 상당 부분에 걸쳐 공급 도관을 둘러싸도록 위치하여 그 사이에서 유동 영역을 형성시킨다. 배기구는 유동 영역을 공급 도관내의 압력에 비해 낮은 압력의 영역에 연결시킨다. 밸브는 유동 영역과 공급 도관의 내부 채널을 연결시키고, 공급 도관으로부터 유동 영역내로의 극저온 액체/증기의 흐름을 제어할 수 있다. 밸브 제어기는 밸브에 연결되고, 내부 채널 함유물의 증기압과 기준 압력 사이의 압력차에 반응하여, 유동 영역과 배기구를 통한 극저온 액체의 흐름을 변경시키도록 밸브를 제어한다. 이에 따른 유동 영역내의 극저온 액체의 팽창은 공급 도관내에서 극저온 액체를 차냉각시키고 유출구에서 일정한 온도의 한제를 생성시킨다.

이하에서는, 첨부 도면을 참고로 본 발명을 설명한다.

제5도에 있어서, 한제 함유 탱크(50)는 도관(52)(즉, 파이프)에 의해, 제1도에 도시된 장치(10)와 유사할 수 있는 냉동 장치(90)에 연결된다. 하기에서, 한제는 질소로서 언급될 것이지만, 당업자들은 본 발명이 임의의 다른 한제(즉, 액화 아르곤, 산소, 수소 등, 및 천연 가스, 공기 등과 같은 액화 기체 혼합물)의 사용에도 유용할 수 있음을 인식할 것이다. 냉동 장치(90)내로의 액체 질소의 유입을 일정한 온도로 유지하기 위하여, 인라인 차냉각기(54)가 파이프(52) 주위에 위치한다. 차냉각기(54)의 액체 질소 출구에 제어 밸브(56)가 위치한다. 차냉각기(54)의 액체 질소 유입구에는 분위기와 소통하는 배기 파이프(58)가 위치한다.

차냉각기(54)는 화살표(60)로 표시된 방향으로 액체 질소를 운반하는 내부 도관을 포함한다. 직경이 더 큰 도관은 내부 도관을 둘러싸고, 차냉각기 제어 밸브(56)를 포함하여, 화살표(60)의 방향으로 흐르는 액체 질소와 내부 도관을 둘러싸고 배기구(58)을 향해 역으로 연장된 환형부 사이를 소통시킬 수 있다. 유출 흐름 액체 질소의 온도를 기준으로 밸브(56)의 조절된 작동을 통해, 액체 질소의 특정 부분은 내부 공급 도관을 둘러싸는 환형부내로 배기되고, 배기 파이프(58)을 향해 역방향으로 통과한다. 이러한 배기 작용의 결과로서 일어나는 실질적인 팽창으로, 화살표(60) 방향으로 흐르는 액체 질소의 온도가 제어되며, 차냉각기(54)로부터의 액체 질소 유출 흐름이 일정한 온도로 유지될 수 있다.

환형부는 30 내지 40 PSIG로 유지될 수 있는 내부 공급 도관과 비교하여, 약 0 PSIG로 유지된다. 일반적으로, 한제는 광범위한 온도로 존재한다. 온도와 관련이 있는 것은 증기압으로서, 이는 액상을 유지시키기에 필요한 최소 압력이고 온도의 증가한다. 압력이 증기압 미만으로 강하되는 경우, 액체의 일부는 비등하여, 액체의 나머지 부분으로부터 민감한 열을 흡수하여, 액체의 온도를 감소시킨다. 따라서, 액체가 내부 공급 도관내의 30 내지 40 PSIG로부터 0 PSIG 근처에서 유지되는 환형부로 배기되는 경우, 액체의 일부는 비등하여, 액체의 나머지 부분으로부터 민감한 열을 흡수하고 액체의 온도를 감소시켜야 한다. 예를 들어, 30 PSIG 및 88.4 K에서 차냉각기로 유입되는 액체의 온도는 대기압, 0 PSIG로 배기될 때에 77.4K 까지 감소될 것이다.

제6도에서는, 차냉각기(54)가 상세히 설명될 것이다. 제6도에서의 부호는 공통 요소에 대하여 제5도의 부호에 상응한다. 그러나, 제6도에 도시된 차냉각기는 제5도에 도시된 차냉각기와 반대 방향에 위치한다. 이를 설명하기 위해, 액체 질소 유입 온도는 -301℉로 가정한다. 파이프(52)는 냉각기(54)를 통해 액체 질소를 운반하며, 차냉각기 영역에서, 개선된 열전달을 위해 금속 주름통(62)으로서 배열된다. 유출 흐름 단부(63)에서, 차냉각기 제어 밸브(56)가 위치하며, 증기 벌브(64)의 제어하에 작동된다. 증기 벌브(64)은 차냉각기 제어 밸브(56)에 내장되는 주름통의 내부와 소통하는 기체를 함유한다. 표준 압력원(67)은 밸브 입구(68)에 연결되며, 주름통(66)의 외부를 둘러싸는 밀폐 영역(70)과 소통한다. 주름통(66)의 바닥 표면(69)은 밸브 가동축(72)에 연결되어, 상하 축 가이드(74 및 76)에서 수직으로 움직인다. 밸브 부재(78)는 축 가이드(76)의 바닥에서 시이트에 의해 지탱되고, 하향으로 추진되는 경우, 축(72) 주변의 환형부를 개방시켜서, 질소를 수직으로 배치된 밸브 출구(73) 밖으로, 파이프(52)를 둘러싸는 환형 유동 영역(80) 내로, 축(72)의 원주 둘레 위로 유동시킬 수 있다. 환형 유동 영역(80)내로 도입되는 질소는 화살표(81)로 표시한 바와 같이, 파이프(52)내의 질소의 흐름에 반대되는 방향으로 유동하며, 배기구(58)를 통해 주변 분위기로 배기된다. 이에 따른 환형 유동 영역(80)내의 질소의 팽창으로 파이프(52)내의 질소 흐름이 차냉각된다.

밸브 부재(78)의 제어는 표준 압력원(67)과 결합하여 증기 벌브(64)의 작동에 의해 달성된다. 질소 유입 온도를 -301℉(증기압 29.7 PSIG)로 가정하고, 바람직한 유출 질소 온도를 -309℉(증기압 14.5 PSIG)로 가정하여, 표준 압력(67)은 14.5 PSIG의 바람직한 유출 증기압으로 설정된다. 유출 질소 온도가 -309℉ 보다 높고, 상응하는 증기압이 14.5 PSIG보다 높은 경우, 증기 벌브(64)내의 증기압은 밸브(56)의 표준 압력 영역(70)에 대해 작용하여, 주름통을 그 안에서의 비교적 더 높은 압력으로 인해 팽창시키고, 축(72)을 하향으로 밀어낸다. 결과적으로, 밸브 부재(78)는 하향으로 이동하여 축(72)주위의 환형부를 개방시키고, 질소를 환형부 및 통로(73)를 통해 차냉각기 환형 유동 영역(80)내로 방출시킬 수 있다. 감압 상태(대기압)의 환형 유동 영역내로 도입되는 액체 질소는 격렬히 비등하여, 그 자체로부터 그리고 파이프(52)내에서 유동하는 액체 질소로부터 열을 빼앗는다.

주름통의 팽창은 주름통의 내측과 외측 사이의 압력차에 비례한다. 이러한 이유로, 밸브 부재(78)의 개방 및 따라서 환형부에 수용되는 액체 질소의 양은 표준 압력과 유출 유체의 증기압 사이의 차에 비례한다. 환형부내로의 질소의 흐름은 바람직한 유출 증기압이 유지되도록 조절된다.

결과적으로, -309℉에서의 액체 질소의 일정한 흐름은 냉동 장치(90)내의 분무 바아로의 유입으로서 달성된다. 따라서, 결정된 양의 액체 질소가 제1도에 도시한 노즐과 같은 노즐로부터 유동하여, 생성물의 냉동을 연속으로 제어할 수 있게 된다. 환형 유동 영역(80)내의 가역적 흐름 냉각 액체는 통상적인 시스템에서와 같이, 정체되어 있는 푸울이라기 보다는 유동하는 스트림이어서, 열전달을 개선시킬 수 있다. 환형부(80)내의 액체 질소 스트림이 한제 유동에 대해 역류로 유동할 수 있기 때문에, 배기된 기체는 사실상 과열되어, 통상적인 설계를 사용하는 것 보다 냉각 과정에서 약 5% 더 적은 기체가 배기된다. 또한, 배기된 기체는 냉동 장치(90)파이프(61)에 의한 상으로 제5도에 도시함)에 파이프로 운반되어, 이용할 수 있는 냉동 시스템이 모두 사용될 수 있게 된다.

인라인 차냉각기(54)의 구성은 압력 강하를 거의 일으키지 않으면서 실질적인 열전달을 가능하게 하며, 추가의 공간을 거의 필요로 하지 않는 방식으로 포장된다. 또한, 제어 메카니즘은 조밀하며, 실질적으로 자립된다. 제6도에 도시된 유형의 차냉각기 제어 밸브는 냉동 유니트(10)에 대한 액체 질소의 매우 정확한 유입 온도를 가능하게 하는 바람직한 온도의 ±0.5℉ 내의 제어 정밀도를 달성할 수 있다. 차냉각기의 크기는 광범위한 조건에 맞출 수 있다. 유입 온도는 임계 온도에 근접할 수 있고, 유출 온도는 0 PSIG의 증기압에 관련된 한제의 온도에 근접할 수 있다. 차냉각기를 통한 생성물의 유속은 20 내지 1의 범위에서 변할 수 있다. 차냉각기는 펌프, 냉동기 또는 분석 기기에 대한 유입 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 장치는 0.1 GPM(분당 갈론) 내지 250 GPM의 광범위한 유량 범위에 대해 추가로 크기를 맞출 수 있다.

상기 설명은 본 발명을 단지 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 여러 대안 및 변형이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 냉동 시스템에 대한 발명에 대한 적용이 기술 되었지만, 이것은 일정한 온도에서 액체 한제의 도입을 필요로 하는 임의의 시스템에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위내에 있는 모든 이러한 대안, 변형 및 변동을 포함한다.

Claims (8)

1. 극저온 액체용 저장기; 상기 극저온 액체를 사용하기 위한 소비 수단; 상기 저장기를 상기 소비 수단에 연결하고, 상승된 공급 압력 하에 상기 극저온 액체를 운반하기 위한 공급 채널을 갖는 공급 도관 수단; 상기 공급 도관 수단을 이의 길이의 상당 부분에 걸쳐 둘러싸도록 위치하며, 그 사이에서 유동 영역을 형성하는 차냉각기 도관 수단; 상기 공급 압력보다 낮은 압력의 공간에 상기 유동 영역을 연결시키는, 상기 공급 도관 수단의 유입 영역에 위치한 배기 수단; 상기 유동 영역과 상기 공급 도관 수단의 상기 공급 채널을 연결시키는, 상기 공급 도관 수단의 유출 영역에 위치하여, 상기 공급 채널로부터 상기 유동 영역내로의 상기 극저온 액체의 흐름을 제어하면서, 극저온 액체를 상기 상승된 공급 압력으로부터 상기 유동 영역내의 더 낮은 압력의 상기 공간으로 통과시켜서, 상기 공급 채널에서 극저온 액체를 팽창시키고 냉각시키는 밸브 수단; 및 상기 밸브 수단에 연결되며, 상기 공급 채널 중의 상기 극저온 액체의 온도 변동의 징후에 반응하여, 상기 유동 영역을 통한 극저온 액체의 흐름을 변경시키도록 상기 밸브 수단을 제어하여, 상기 극저온 액체를 일정한 유출 온도로 유지시키는 제어수단을 포함하는, 극저온 소비 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 유동 영역내로의 상기 극저온 액체의 흐름이, 상기 공급 도관 수단에서 상기 극저온 액체의 흐름에 대해 역류하는 방식으로 상기 밸브 수단으로부터 상기 배기 수단으로 통과하는 극저온 소비 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단 및 상기 밸브 수단이 이동성 주름통; 주름통을 둘러싸는 밀폐 수단; 상기 주름통에 연결되고, 상기 공급 채널과 상기 유동 영역을 연결하는 개구내에 위치하여; 상기 공급 채널로부터 상기 유동 영역내로의 상기 극저온 액체의 흐름을 제어하는 밸브; 및 상기 공급 채널내의 상기 극저온 액체의 온도에 의존하는 주름통내의 압력 상태를 제어하기 위한 수단을 포함하는 극저온 소비 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 압력 상태 제어 수단이, 상기 공급 채널내에서 상기 극저온 액체와 소통하도록 위치하고, 상기 주름통의 내부 영역과 직접적으로 기체 소통하는 상기 극저온 액체의 기체 충전물을 함유하여, 상기 극저온 액체의 온도 변화에 대응하여 이러한 충전물의 증기압의 변동으로, 표준 압력에 대해 상기 주름통을 팽창시키고 수축시키는 증기압 벌브를 포함하는 극저온 소비 시스템.
5. 상승된 공급 압력하에 극저온 액체를 유출구로 운반하기 위한 공급 채널을 갖는 공급 도관 수단; 상기 공급 도관 수단을 이의 길이의 상당 부분에 걸쳐 둘러싸도록 위치하고, 그 사이에서 유동 영역을 형성시키는 차냉각기 도관 수단; 상기 유동 영역을 상기 공급 압력 보다 낮은 압력의 영역에 연결시키는 배기 수단; 상기 유동 영역과 상기 공급 도관 수단의 상기 공급 채널을 연결시키는 상기 도관 수단의 유출 영역에 위치하며, 상기 공급 채널로부터 상기 유동 영역으로의 극저온 액체의 흐름을 제어하면서, 극저온 액체를 상기 상승된 압력으로부터 상기의 더 낮은 압력으로 통과시켜서 상기 공급 채널내에서 극저온 액체를 팽창시키고 냉각시킬 수 있는 밸브 수단; 및 상기 밸브 수단에 연결되며, 상기 유출구에서 상기 극저온 액체의 온도 변화의 징후에 반응하여, 상기 유동 영역을 통한 극저온 액체의 흐름을 변경시키도록 상기 밸브 수단을 제어하여, 상기 극저온 액체를 일정한 유출 온도로 유지시키는 제어 수단을 포함하는 인라인 차냉각기.
6. 제5항에 있어서, 상기 유동 영역내로의 상기 극적온 액체의 흐름이, 상기 공급 채널 중의 상기 극저온 액체의 흐름의 역류인 방식으로 상기 밸브 수단으로부터 상기 배기 수단으로 통과하는 인라인 차냉각기.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어 수단 및 밸브 수단이 이동성 주름통; 상기 주름통을 둘러싸는 밀폐 수단; 상기 밀페 수단과 상기 주름통 사이의 영역에 표준 압력을 인가시키는 수단, 상기 주름통에 연결되고, 상기 공급 채널과 상기 유동 영역을 연결시키는 개구내에 위치하며, 상기 공급 채널로부터 상기 유동 영역내로의 상기 극저온 액체의 흐름을 제어하는 밸브; 및 상기 공급 채널내의 극저온 액체의 온도에 의존하는 주름통내의 압력 상태를 제어하는 수단을 포함하는 인라인 차냉각기.
8. 제7항에 있어서, 상기 압력 상태 제어 수단이 상기 공급 채널내에서 상기 극저온 액체와 소통하도록 위치하고, 상기 주름통의 내부 영역과 직접적으로 기체 소통하는 극저온 액체의 기체 충전물을 함유하여, 상기 극저온 액체의 온도 변화에 반응하여 상기 충전물의 증기압의 변동으로, 표준 압력에 대해 작동하는 상기 주름통을 팽창시키고 수축시키는 증기압 벌브를 포함하는 인라인 차냉각기.