KR100400535B1 - 자체정화식저온냉각시스템 - Google Patents

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KR100400535B1
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윌리암 에이. 리틀
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엠엠알 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

저온 냉각기의 저온단으로 흐르는 냉매 스트립으로부터 잔류 오일 및 기타 오염물을 제거하기 위한 방법 및 장치가 기술되어 있다. 공냉식 응축기로부터 나오는 증기 및 액체 냉매 스트림은 입구측 튜브(34)를 통해 싸이크론 챔버(32) 내측으로 분사된다. 액체가 원추형부(36) 아래로 배출되어 액체라인(38)을 통과하는 복귀 스트림에 의해 냉각되는 금속 혈소판(42)의 팩킹 내측으로 이동한다. 상기 증기는 혈소판 상에서 응축되고 증기와 평형상태로 유지된다. 고분자량 오염물이 액체상에서 더 잘 용해되므로, 상기 오염물들은 응축물 방울들과 함께 칼럼 아래로 운반되고 액체 라인(38)을 통과하는 액체성분에 의해 세척된다. 따라서, 상기 증기는 증기라인(46)으로 보내지고 냉매 시스템의 저온단으로 공급되는 증기에서 모든 오일 잔류물과 오염물이 제거된다. 상기 장치를 갖는 저온 냉각 시스템은 막힘 없이 수주일 동안 연속적으로 작동할 수 있다. 또한, 상기 분류 칼럼은 저가이고 오염물이 이동하지 않으며 시스템의 체적을 증가시키지도 않는다.

Description

자체 정화식 저온 냉각 시스템{SELF-CLEANING LOW TEMPERATURE REFRIGERATION SYSTEM}
본 발명은 ARPA에 의해 수여된 정부산하기구인 해군 계약부의 계약번호 제 N00014-94-C-2164호에 의해 실시가 제한되어 있다. 정부는 본 발명의 일정한 권리를 가진다.
가정용 냉동 및 냉장고에 사용되는 것과 같은, 약 -40℃로 하강하는 온도를 얻기 위한 냉각 시스템은 기체 압축 싸이클로 작동한다. 이러한 싸이클의 제 1 단계에 있어서, 저압 냉매기체는 회전 날개식 또는 피스톤 압축기와 같은 간단한 윤활식 압축기에 의해 압축된다. 그후, 따뜻한 압축 기체는 열을 흡수하여 응축시키는 공냉식 응축기로 진입한다. 내부에 용해된 약간의 오일을 갖는 상기 응축된 액체냉매는 미세한 모세관 튜브 또는 드로틀을 통과하거나 열을 흡수 또는 증발시키는 저압의 대형 챔버 내측에 갖혀 있게 된다. 그후, 상기 저압의 냉매기체와 오일은 상기 압축기의 입구로 복귀함으로써 상기 싸이클을 완료하게 된다.
-50 내지 -100℃ 이하의 범위로 내려가는 저온은 두 개의 기체 압축 싸이클을 직렬로 연결함으로써 달성할 수 있다. 상기 제 1 냉각 시스템은 전술한 바와같이 -20 내지 -40℃의 범위로 내려가는 반면에, 상기 제 2 냉각 시스템은 저비등점 냉매를 사용하여 -50 내지 -100℃의 범위로 내려간다. 이와 같이 냉각기를 연속적으로 하강하게 작동시키기 위해서는 저비등점 냉매 내부의 오일의 농도가 충분히 낮아서, 오일이 용액 내에 용해된 상태로 유지되어 저온 모세관을 막지않음으로써 냉매의 흐름을 방해하지 않아야 한다. 이러한 기술을 사용하여 -100℃ 이하의 온도를 성취하는 것이 가능하지만, 상기 직렬 연결식 냉매 시스템은 상기 저온에서는 모세관이 막히는 문제점을 가진다. 또하나의 문제점은 추가의 냉각회로나 고압의 압축기를 사용해야 하나, 이들은 냉각기를 복잡화할뿐더러 비용의 상승을 초래한다.
-100 내지 -200℃ 범위의 온도는 상이한 비등점을 갖는 여러 냉매 혼합물을 갖는 단일 냉매 스트림을 사용하여 달성할 수도 있다. 이러한 냉각 방법에 있어서, 단일의 압축기가 상기 냉매 혼합물을 압축시키는데, 이들 냉매 혼합물중의 일부는 공냉식 응축기에 의해 주위 온도로 냉각될 때 응축된다. 그후 액체 성분은 액체-기체 분리기에 의해 기체 성분으로부터 분리되고 모세관을 통해 팽창됨으로써 액체를 증발 및 냉각시키게 된다. 상기 증발된 액체는 분리기로부터 공급되는 기체를 냉각하는 열교환기를 통과하고나서 압축기로 되흐른다. 그런데, 분리기로부터 공급된 기체가 열교환기 내에서 냉각될 때, 기체의 일부도 응축된다. 이러한 응축 기체는 잔여 기체 성분으로부터 분리되고 증발되어 잔여 기체 성분을 더욱 냉각시키는데사용된다. 이러한 여러 단계의 액체-기체 분리 및 역류 열교환기가 가장 낮은 냉각온도를 달성하는데 사용된다.
이러한 형태의 냉각 시스템에 있어서, 압축기로부터의 오일은 상기 제 1 액체-기체 분리기의 액체 성분부분 내에 집중되고 제 1 역류 열교환기를 경유하여 압축기로 복귀한다. 유사하게, 상기 혼합물의 고비등점 성분들은 상기 여러 단계들을 통과하면서 가장 낮은 온도로 하강할 때 상기 냉매 스트림으로부터 연속적으로 제거됨으로써, 상기 성분들이 가장 낮은 온도의 모세관 내부에서 얼게 되어 모세관을 막는 것을 방지하도록 상기 성분들은 스트림으로부터 제거된다. 그러나, 이러한 냉각 방법은 낮은 온도에서의 흐름을 방해하는 고분자 오염물의 냉매 스트림을 정화시키기 위한 효과적인 수단이 되지 못한다. 또한, 상기 기체-액체 분리기가 추가됨으로써 냉각 시스템의 복잡화와 비용의 증대를 초래한다.
이러한 단일 스트림 혼합 냉매 시스템의 원리는 런던, 퍼가먼 프레스, 코펜하겐의 냉각에 관한 국제회의(1959) 회의록(34-39,1)의 "단일 흐름.캐스케이드식 싸이클"에 에이. 피. 클리멘코가 처음으로 발표했다. 상기 시스템은 모스코바의 미르 공보관인 에이. 알칼로브, 아이. 마르페니아, 및 예 미클린에 의한 "저온 시스템의 이론과 설계"(1981)에서와 같이 저온 냉각 시스템의 텍스트에 계속적으로 발표해 왔다. 상기 싸이클에서의 중요한 개선점은 1973년에 허여된 미국 특허 제 3,768,273호에 디 제이.미시머에 의해 달성되었다. 미시머는 복잡한 단계에서보다는 각각의 단계에서 단지 부분적인 액체-기체의 분리를 실시함으로써 더욱 안정하며 저압에서 작동할 수 있는 시스템을 달성하였다. 그럼에도 불구하고, 이러한 종류의 냉각 시스템에 대한 미시머의 개선점은 냉매 스트림 내에 있는 고분자 오염물로 인한 저온 막힘 문제점을 가지며 여러 개의 기체-액체 분리기를 사용해야 하는 문제점을 가진다.
다른 하나의 방법으로서는 고가의 기체-액체 분리기의 사용없이 저온을 달성할 수 있게 하기 위해서 혼합가스 냉매를 사용하는 방법이 있다. 현저한 개선점은 메탄, 에탄, 프로판, 및 이소-부탄과 같은 가장 가벼운 이산화탄소 가스를 일부 함유한 질소 혼합물을 함유하는 냉매 혼합물에 있다. 추가로 일부의 프레온을 함유하는 유사한 혼합물이 영국특허 제 1,336,892(1973)호에 알페브, 브로드얀스키, 야고딘, 니콜스키, 및 이반쵸브에 의해 발표되어 있으며, 또한 몬터레이에서의 제 5차 저온냉매기에 관한 회의(1988)의 회의록에 더블유. 에이. 리틀에 의해 발표되어 있으며, 또한 냉매기에 관한 국제회의(1988) 회의록 121페이지에 씨 케이. 챤에 의해 발표되어 있으며, 또한 미국특허 제 5,337,572호(1994)에 알. 롱즈워쓰에 의해 발표되었다.
챤과 리틀이 주목한 바와 같이, 이러한 냉매 혼합물을 사용하는 냉각 시스템이 기체-액체 분리기를 사용하지도 않고 저온을 얻을 수 있지만, 경험상 상기 저온으로의 냉각은 상기 가스 스트림에서 응축가능한 오염물을 게거할 때만 성취할 수 있다. 오일 잔류물, 오염물, 및 수증기의 작동 유체를 세정하기 위한 본 발명의 방법은 필터[예를들어, 분자체(molecular sieve) 또는 활성탄 흡수 필터]를 고압 라인 또는 압력 전환식 이중 흡수 칼럼 내측으로 진입시키는 단계를 포함한다. 그러나, 이들 필터는 상기 시스템을 복잡화할뿐더러 고가화한다. 게다가, 이들은 냉매시스템의 체적을 상당히 증가시킴으로써 냉매 시스템의 크기를 크고 육중하게 하며 시동 문제점을 유발한다.
모세관 또는 팽창 밸브의 막힘을 유발하는 오염물은 일반적으로 두 가지의 부류가 있다. 제 1 부류는 오일 분리기를 통과한 후에 스트림의 내부에 남아있게 되는 잔류오일을 포함한다. 이러한 잔류오일은 가장 낮은 온도에서 냉매용액으로부터 추출될 수 있으므로 관 등의 막힘의 원인이 된다. 제 2 부류는 오일과 냉매 사이의 반응물로부터의 생성물뿐만아니라 와이어 절연체, 와이어 절연체를 싸고 있는 윤활제, 플라스틱 절연체, 주조물, 오일, 및 압축기의 케이스와 같은 압축기 내의 다양한 공급원으로부터 오랜 기간에 걸쳐서 발생되는 고분자 잔류물을 포함한다. 간단한 싸이클론 오일 필터에 의해 상기 압축기로부터 공급되는 고온 증기에 함유된 대부분의 오일을 제거할 수 있지만, 제 2 부류의 오염물 내에 있는 더욱 복잡한 잔류물을 제거하는데에는 비효율적이다.
<발명의 목적 및 장점>
상기 관점으로부터 본 발명의 주요 목적은 막힘없이 저온에서 연속적으로 작동할 수 있는 간단하고 저렴한 냉매 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 혼합 냉매 냉각기의 작동유체 중에 존재하는 고분자 및 저분자 오염물을 연속적으로 정화할 수 있는 수단을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 간단하고 저렴하며 오염물을 함유하지도 않으며 냉각 시스템의 부피를 증대시키지도않는 상기 정화수단을 제공하는 것이다. 또다른 목적과 장점은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 분명해질 것이다.
<발명의 개요>
본 발명은 냉매 스트림으로부터 잔류 오염물을 분리하는 신규의 방법을 포함한다. 본 발명은 오염물이 증기 성분에서 보다 액체성분 내에서 더욱 잘 용해된다는 사실을 근거로 한다. 그러나, 이러한 사실을 오염물의 분리에 더욱 효과적으로 적용하기 위해서는 액체와 증기 성분을 서로 평형상태로 유지함으로써 두 개의 상사이에 효과적인 장벽이 생길 수 있게 하는 것이다. 본 발명은 증기에 커다란 표면적을 제공하는 팩키지를 포함하고 있는 소형 분류 칼럼을 사용함으로써 평형을 유지할 수 있다. 이러한 칼럼은 공냉식 응축기의 뒤편에 있는 압축기로부터 고압 라인 내에 삽입되며 역류 열교환기로부터 공급되는 고압의 복귀 흐름에 의해 냉각된다. 상기 증기가 칼럼을 통해 상부로 흐르면 상기 칼럼을 통해 아래로 흐르는 상기 냉각된 미세물질과 침전물들이 응축물을 형성한다. 계속해서, 증기 내에서 보다 액체 응축물에서 더 잘용해되는 상기 잔류 오염물은 칼럼의 바닥에 수집된 증기성분으로부터 분리되어 씻겨겨 내려간다. 이러한 공정의 세부사항들은 후술하는 냉각 시스템으로부터 분명해질 것이다.
본 발명은 다성분 혼합가스 냉매와 윤활식 압축기를 사용하는 폐-싸이클 저온 냉각 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 시스템 내의 작동유체로부터 오일 및 기타의 오염물질을 분리해 내는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자체 정화식 냉각 시스템의 개략도이며,
도 2는 본 발명에 따른 분류 칼럼 및 액체-증기 분리기의 횡단면도이다.
본 발명의 양호한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 상기 시스템을 순환하는 냉매 혼합물은 8% 프로판, 8% n-부탄, 12% 아르곤, 7% 질소, 18.5% R14, 14.5%R134a, 17.5% R23, 및 14.5% R123으로 구성된다. 상기 조성을 갖는 다른 냉매 혼합물도 사용될 수 있는데, 이들 혼합물은 미시머, 알페브, 롱즈워쓰, 리트 및 그 이외의 문헌에 기술되어 있다. 간단한 윤활식 압축기(12)는 상기 혼합물을 저압 즉, 약 17 bar의 복귀 스트림으로 압축한다. 이러한 압축기는 예를들어, 60 Hz(3600 rpm), 약 300 W의 입력 전압, 400 cc의 폴리에스터 오일이 공급되는 8 cc 변위량을 갖는 댄포스 FF8.5GX 압축기이다.
상기 냉매 혼합물은 미세한 방울로서 증기내에 함유되는 압축기로부터의 약 2% 비산 오일을 갖는 고온 증기로서 압축기(12)로부터 나온다. 그후, 혼합물은 상기 미세한 방울들이 분리기의 벽에 뿌려지는 싸이클론 오일 분리기(14)로 진입하여 유착되며 미세 모세관(16)을 경유하여 상기 압축기로 되흐른다. 그러는 동안, 대부분의 오일이 제거된 고온 증기 분리기(14)의 상부를 통해 이탈한다. 그후, 상기 혼합물은 증기의 성분을 액화시키는 공냉식 응축기(18)로 진입한다. 결과적인 냉매 스트림의 액체와 증기 성분들은 싸이클론 액체-증기 분리기(20)내에서 분리된다.
상기 냉매의 액체성분들은 분리기의 바닥을 통과하여, 시스템의 저온부로부터 복귀하는 냉각 증기 스트림에 의해 예비 냉각되는 역류 열교환기(22)의 상부로 흐른다. 그후, 고압의 예비 냉각된 액체가 팽창 모세관(24)을 통과하여, 상기 액체를 더욱 증발 및 냉각시킨다. 그후, 증발된 액체는 열교환기(22)를 통과하는 상기 복귀 냉각 증기 스트림과 결합한다. 냉각 증기 스트림이 열교환기(22)의 상부를 이탈한 후에, 상기 증기 스트림은 상기 칼럼의 상반부를 냉각하는 분류 칼럼(26)의 외측에 코일 형태로 감겨 결합되어 있는 튜브를 통해 흐른다. 마지막으로, 상기 냉각 스트림은 압축기의 저압측으로 복귀하여 상기 싸이클을 반복한다.
상기 액체-증기 분리기(20) 내부의 고압 증기 성분은 냉각된 분류칼럼(26)을 통해 상승되어 열교환기(22)의 내측으로 흐르며, 상기 열교환기에서는 상기 증기 성분이 열교환기의 하부로 흐르면서 점차 냉각 및 응축된다. 그후, 상기 고압 액체는 모세관(28)을 통해서 팽창되어, 증발시 더욱 냉각된다. 가장 낮은 온도 단계에서, 상기 결과적인 냉각 증기 스트림은 예를들어, 열차단된 컨테이너 또는 용기(도시 않음) 내측의 부하를 완화시키는데 사용되는 냉각판(30)으로부터 열을 흡수한다.
도 2는 도 1에 도시한 분류 칼럼(26)과 액체-증기 분류기(20)의 횡단면도이다. 증기 및 액체 스트림은 입구측 튜브(34)를 통해 싸이클론 챔버(32) 내측으로 고속으로 분사된다. 소용돌이가 상기 챔버의 중심에 형성되어, 무거운 액체성분을 외측으로 압박하고 더 가벼운 증기 성분을 중심부에 가까운 쪽으로 압박한다. 상기 액체는 상기 벽에 충돌하여 원추형부(36)의 아래와 액체 라인(38)을 통해 외측으로 배출된다.
상기 증기상은 와이어 스크린(40)을 통과하여 다수의 미세 금속판 패키지(42) 내측으로 이동한다. 양호한 실시예에서, 상기 패키지는 미국 사서함 795, 펜실바니아 16804에 소재하는 사이언티픽 디벨로프먼트 컴패니에 의해 상업화된 "프로-팍(Pro-Pak) 돌출형 금속 패키지, 0.16" 피엠피, 316 스텐레스 스틸"이 사용된다. 이러한 패키지는 칼럼의 외측에 씌워지고 결합된 튜브(48)를 통해 냉각 증기 스트림에 의해 냉각된다. 증기가 냉각 패키지를 상부로 통과할 때, 상기 증기의 일부는 상기 금속판 상에서 응축되고 분리기의 바닥에 있는 액체 라인(38)을 상하로 세척하여, 증기 내에 존재하는 어떤 잔류 오염물을 제거한다.
냉매 혼합물의 조성은 일정한 압력에서 증기가 광범위한 온도범위(양호하게는 주위온도로부터 냉각기의 작동온도로)에서 액체로 응축될 수 있도록 설계된다. 따라서, 증기가 냉각 패키지를 통해 상부로 이동하면서 금속판에서 연속적으로 응축된다. 이러한 응축물은 금속판을 적시게 되어 상기 칼럼하부로 서서히 배출된다. 적셔진 금속판이 상승하는 증기 스트림에 커다란 표면적을 제공하므로, 액체와 증기 사이의 분자교환이 매우 용이하게 발생함으로써, 평형상태를 달성할 수 있게 한다. 고분자 오염물이 증기상에서 보다 냉매의 액체 상에서 더욱 용이하게 용해되므로, 상기 오염물들은 칼럼 아래로 운반되며, 응축물을 갖는 패키지의 바닥으로 배출되며, 액체-증기 분리기 내에 수집되며, 액체 라인(38)을 통해 액체 성분을 일소한다. 따라서, 상기 패키지의 상부로부터 나오는 증기에서는 모든 오일 잔류물과 오염물이 제거된다. 그후 이러한 정화된 냉매 증기는 상부 스크린(44)을 통해 상부로 그리고 증기 라인(46) 밖으로 상승하여 냉각 시스템의 저온부로 이동한다.
상기 칼럼의 칫수는 패키지를 통과하는 증기 속도가 충분히 낮아서 응축된 액체가 증기 흐름에 대해 칼럼의 상부보다는 하부로 흐를 수 있도록 선택된다. 칼럼의 높이대 폭의 비율은 냉매 흐름에 대한 방해를 최소화하는 최대 분리 효율을 얻기 위해 3:1 내지 10:1이 되어야 한다. 양호한 실시예에서는 높이 4", 직경 1" 인 칼럼을 사용한다.
이러한 시스템에서는 45분 동안에 141 k로 냉각되고 150 k에서 30 w의 냉각성능을 얻을 수 있다. 100 시간(42일) 동안의 연속적인 작동에서는 튜브의 막힘이 없었다. 그러므로, 이러한 저온 냉각 방법은 튜브의 막힘없이 저온에서 연속적으로 작동할 수 있는 간단한 냉각 시스템을 제공한다. 상기 분류 칼럼은 고분자 오염물의 냉매 혼합물을 정화하여 오염물의 이동을 방지하며 상기 시스템의 부피 증가를 초래하지 않는다.
<발명의 변형예 및 범주>
전술한 설명은 다수의 특정예들을 포함하지만 이들 특정예들은 단지 상기 방법들이 어떻게 실시될 수 있는 가에 대한 하나의 예시에 불과하다고 이해해야 한다. 본 시스템에 사용된 재료와 부품 및 냉매의 조성에 있어서 다수의 변형예가 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 다른 형태로 설계된 냉매 시스템에 사용될 수도 있다. 예를들어, 상기 시스템이 단일 단계 싸이클의 고온 단부에 단일의 분류 칼럼을 사용하지만, 추가의 분류칼럼이 더욱 복잡한 다단계 싸이클의 저온 단계에 사용될 수 있다. 이러한 추가의 분류 칼럼은 쿨리멘코 및 미시머 특허에 기술된 바와 같은 종래 형태의 액체-증기 분리기가 사용되는 곳에 사용될 수도 있다. 이러한 추가 칼럼은 저온으로 연속적으로 작동하는데 필요하며, 혼합물중 하나의 고비등점 성분은 용액으로부터 추출되어 시스템을 막게 된다. 또한, 미시머 특허에서 지적한 바와 같이 완전한 증기-액체의 분류는 필요하지도 유리하지도 않다. 분리기 내에 함유된 모든 액체가 약간의 추가 증기와 함께 모세관 제한기(24)를 통과하게 함으로써 싸이클론 분리기(20) 내에서의 액체의 증가가 발생하지 않고 분류기(26)의 범람도 발생하지 않는다.
미세 금속판 이외에도, 글라스 비드, 글라스 스파이럴, 포셀린 피이스(porcelain piece) 또는 세라믹 재료와 같은, 다수의 상이한 패키지 재료가 분류기 칼럼에 사용될 수 있다. 상기 재료들은 사이언티픽 서플라이 하우스사에 의해 증류 칼럼의 패키지용으로 상업화되었다. 양호한 실시예에 사용된 냉매 혼합물이 다수 성분에 대한 특정 비율을 갖지만, 이들 비율은 혼합물의 특성을 변경시키지않는 한 3%정도까지 변화될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 유사한 비율을 갖는 상이한 다중 성분의 냉매 혼합물에 사용될 수 있다. 이들 및 그 이외의 가능한 변형예의 관점에서, 본 발명의 사상은 전술한 세부사항들에 의해 결정되는 것이 아니라, 다음의 청구범위 및 그와 법적으로 동등한 사항들에 의해 결정되지 않는다.

Claims (20)

  1. 예정 작동온도를 갖는 폐 싸이클 저온 냉각 시스템에서 다성분 냉매 혼합물 중의 증기 성분으로부터 고분자 오염물을 제거하기 위한 장치로서,
    증기 성분이 상방향으로 흐르는 패킹 재료와,
    상기 패킹재료의 표면에 상기 증기 성분의 응축물이 형성되도록 상기 증기 성분의 온도보다 충분히 낮은 온도로 상기 패킹 재료를 냉각시키는 냉각수단, 및
    상기 패킹 재료를 통해 아래로 떨어지는 응축물의 일부를 모으기위한 수집수단을 포함하며,
    상기 패킹 재료의 표면은 상기 증기 성분의 응축물과 증기 사이에 평형이 유지될 수 있는 커다란 크기의 표면적을 상기 증기성분에 제공하며,
    상기 고분자 오염물이 증기로부터 추출되고 상기 패킹 재료를 통과하여 낙하되는 응축물의 일부에 의해 세정되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킹 재료는 와이어 스크린에 의해 지지되어 있는 미세 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수단은 상기 패킹 주위에 감겨져 있는 튜브를 통과하는 저온 냉매 스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집 수단은 액체-증기 분리기 및 상기 냉매의 액체 성분을 운반하는 액체 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 혼합물은 상기 증기 성분이 증기 성분의 온도로부터 예정 작동온도까지의 광범위한 온도의 일정한 압력에서 응축되도록 선택되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 혼합물은 8% 프로판, 8% n-부탄, 12% 아르곤, 7% 질소, 18.5% R14, 14.5% R134a, 17.5% R23, 및 14.5% R123으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 장치.
  7. 예정 작동온도를 갖는 폐 싸이클 저온 냉각 시스템에서 다성분 냉매 혼합물 중의 증기 성분으로부터 고분자 오염물을 제거하기 위한 방법으로서,
    상기 증기 성분에 커다란 표면적을 제공하는 패킹 재료를 통해 상기 증기 성분을 상방향으로 통과시키는 단계와,
    상기 패킹 재료의 표면적에 증기 성분의 응축물이 생성되도록 증기 성분의 온도 이하로 상기 패킹재료를 냉각시키는 단계와,
    상기 응축물과 증기 사이에 평형을 유지시키는 단계와,
    상기 패킹 재료를 통해 낙하하는 응축물을 수집하는 단계를 포함하며,
    상기 고분자 오염물이 증기로부터 추출되고 상기 패킹 재료를 통과하여 낙하하는 응축물에 의해 세정되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패킹 재료는 와이어 스크린에 의해 지지되어 있는 미세 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    저온 냉매 스트림이 상기 패킹 주위에 감겨져 있는 튜브를 통과하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉매 혼합물은 증기 성분의 온도로부터 예정 작동온도까지의 광범위한 온도범위의 일정한 압력에서 응축되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉매 혼합물은 8% 프로판, 8% n-부탄, 12% 아르곤, 7% 질소, 18.5% R14, 14.5% R134a, 17.5% R23, 및 14.5% R123으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    고분자 오염물 제거 방법.
  12. 폐 싸이클 냉각 시스템 내부를 순환하는 냉매 혼합물의 증기 성분으로부터 오염물을 추출하는 방법으로서,
    상기 증기 성분이 잔류 오염물을 함유하는 응축물을 생성하도록 증기 성분을 응축시키는 단계와,
    상기 증기 성분과 응축물 사이의 상-평형을 유지함으로써 응축물 내부의 잔류 오염물을 용해시키는 단계, 및
    정화된 냉매 증기를 생성하도록 상기 응축물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    오염물 추출 방법.
  13. 오염물을 함유하는 고온 냉매 스트림을 형성하도록 다성분 냉매를 압축기 내에서 압축하는 단계와,
    상기 스트림의 증기 성분을 스트림의 액체 성분으로부터 분리하는 단계와,
    응축물을 형성하도록 증기 성분을 응축시키는 단계와,
    상기 증기 성분과 응축물을 서로 상-평형 상태로 유지하는 단계와,
    상기 증기 성분과 응축물이 서로 상-평형 상태에 있는 동안 증기 성분 내에 존재하는 잔류 오염물을 응축물로 용해시키는 단계와,
    정화된 증기 스트림을 생성하도록 상기 잔류 오염물을 함유하는 응축물을 상기 증기 성분으로부터 제거하는 단계, 및
    냉각 싸이클의 저온 단들을 통과한 후에 압축기로 복귀하도록 상기 정화된 증기 스트림을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 증기 성분과 응축물을 상-평형 상태로 유지하는 단계는 커다란 표면적을 상기 응축물과 증기에 제공함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제거 단계는 정화된 증기 스트림의 상승 중에, 상기 응축물이 냉각된 패킹 재료를 통해 중력에 의해 하강되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 오염물은 냉매의 분자량보다 더 큰 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉매는 프로판, n-부탄, 아르곤, 질소, R14, R134a, R23, 및 R123을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각 싸이클의 저온 단들은 -100℃ 이하의 온도에 도달하는 것을 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 응축단계는 증기 성분이 냉각된 패킹 재료를 통과하게 함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 패킹 재료는 미세 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐 싸이클 저온 냉각 방법.
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