KR101883815B1 - 소버 내에서의 가스 분배를 위한 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

소버(sorbers)들을 갖춘 냉각, 가열 또는 냉동 시스템들에 있어서 소버 가스(sorber gas)를 분배시키기 위한 구성들이 개시된다. 소버들은 흡수재료에 가스를 흡수시키고 흡수재료로부터 가스를 제거할 수 있다. 소버에 대한 그리고 소버로부터의 가스의 분배는 다공성의, 강성 튜브들로 행해질 수 있다. 튜브들은 구멍들을 갖는 복합재료로 형성될 수 있다. 구멍들은 복합재료가 경화되는 동안 이 복합재료를 통하여 유체를 유동시킴으로써 구현될 수 있다. 소버들은 부하-유도 환경에서의 더욱 큰 강도 및 안정성을 제공하기 위해 로드들에 의해 보강될 수 있다. 튜브들은 흡수재료를 통하여 연장될 수 있으며, 그에 따라 가스가 냉각, 가열 또는 냉동 시스템의 흡수재료 및 나머지로 그리고 그것들로부터 유동하기 위한 채널을 제공한다.

Description

소버 내에서의 가스 분배를 위한 시스템, 장치 및 방법

본 개시는 소버(sorbers)들을 이용하며 착화합물(complex compounds) 및 소버 가스를 갖는 수착(sorption) 냉동 시스템에 관한 것이다. 상세하게는, 그러한 시스템들에 있어서 소버 가스를 분배하기 위한 구성들이 개시된다.

극성 가스들과 소정의 금속염들 사이의 흡착/탈착 또는 흡수/탈착 반응이라고 불리기도 하는 것은, 효율적인 냉동, 열 저장, 히트펌프 시스템들 및 높은 에너지 밀도를 가지는 파워 시스템들을 위한 기본이 되는 착화합물을 산출해낸다. 그렇지만, 주어진 양의 착화합물에 저장될 수 있는 에너지 또는 일의 양으로 변환되는, 에너지 밀도, 염에 흡수되는 극성 가스의 양의 측정은, 상업적으로 매력적인 시스템들을 디자인함에 있어서 고려되어야 할 단지 하나의 파라미터일 뿐이다.

중요한 것은, 가스와 착화합물 사이의 반응 속도가 중요한데, 그것은 착화합물 내로 또는 착화합물로부터 주어진 양의 가스를 흡착 및 탈착하기 위해 시간이 걸리도록 초래한다. 증가되거나 극대화된 반응 속도는 시스템에 의해 전달될 수 있는 증가된 또는 개선된 파워를 초래하며, 즉, 시스템의 더 많은 가열, 냉각 또는 파워 용량으로 변환된다.

이러한 시스템들에 있어서 반응 속도는 부분적으로 기체가 착화합물에 얼마나 효율적으로 분배되는지에 대한 함수이다. 이전의 시스템들은 가스를 착화합물에 분배하기 위해 다공성 세라믹이나 천을 사용하였다. 그러나 세라믹 디스트리뷰터는 파손되기 쉬우며, 특히 비-고정 즉 진동이 심한 환경에서는, 쉽게 부서질 수 있다. 예를 들어, 세라믹 디스트리뷰터는 거친 지형에서의 수송으로 인해 야기되는 진동을 견디기 어려울 수 있다. 천 디스트리뷰터는, 특히 복수의 사이클 이후에 막히는 경향이 있기 때문에, 얼마간의 단점을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 막힘은 시스템 내 냉매의 압력 강하를 증가시킬 수 있어, 소버와 흡수 시스템의 성능을 저하시킨다.

일본 특허공보 특허 제3695026호(2005.09.14.) 미국 특허공보 US5851270(1998.12.22.) 일본 특허공보 특허 제4333627호(2009.09.16.)

여기에 개시된 실시형태들은 몇 가지 양태를 가지며 그 중 하나만이 본 개시의 바람직한 속성에 대하여 단독으로 책임이 있는 것은 아니다. 본 개시의 범위를 제한함 없이, 더욱 두드러진 특징을 이하에 간략하게 설명한다. 이 논의를 고려한 후, 특히 "특정 실시형태의 상세한 설명"이라는 제목의 섹션을 읽은 후에, 착화합물 반응기에서 가스를 분배하기 위한 기존의 시스템, 장치 및 방법에 비해 여기에 설명된 실시형태들의 특징이 어떻게 이점을 제공하는지를 이해할 것이다.

일 측면에 있어서, 흡착 냉각 시스템이 개시된다. 이 시스템은, 가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 제1 소버, 그리고 상기 제1 소버와 결합되며 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 가스 분배 튜브를 포함한다. 상기 가스 분배 튜브는 상기 채널의 내부로부터 상기 다공성 측벽부를 통하여 상기 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성된다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 강성의 상기 가스 분배 튜브는, 상기 다공성 측벽부를 규정하는 기다란 매트릭스, 강성의 합성물을 형성하기 위해 상기 매트릭스 내에 함유되는 보강물, 그리고 강성의 상기 합성물에 의해 규정되며 상기 가스의 통로를 허용하도록 구성되는 복수의 구멍을 포함한다. 상기 매트릭스는 에폭시이며 상기 보강물은 섬유 유리이다. 상기 채널은 관 형상이다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 시스템은, 상기 소버의 길이를 따라서 연장되어 상기 흡착제를 지지하는 강성의 로드를 더 포함한다. 또한, 상기 시스템은, 강성의 상기 가스 분배 튜브들을 복수개 포함할 수 있다. 상기 시스템 내의 상기 가스는 암모니아일 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 흡착제는, SrCl₂, CaBr₂ 및/또는 MnCl₂ 중 하나이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 흡착제는, CaCl₂, MgCl₂, CoCl₂, FeCl₂, 및/또는 SrBr₂ 중 하나이다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제1 소버와 유체 연통하는 제2 소버로서, 가스를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는 상기 제2 소버, 그리고 상기 제2 소버 즉 반응기 챔버와 결합되며, 내부에 제2 채널을 규정하는 제2 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 제2 가스 분배 튜브를 포함한다. 상기 제2 가스 분배 튜브는 상기 제2 채널의 내부로부터 상기 제2 다공성 측벽부를 통하여 상기 제2 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제1 소버 및 상기 제2 소버와 유체 연통하는 응축기, 그리고 상기 제1 소버 및 상기 제2 소버와 유체 연통하는 증발기를 더 포함한다. 상기 제1 소버 및 상기 제2 소버는 서로에 대하여 위상이 다르게 동작하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 소버 및 상기 제2 소버는, 각각의 소버의 길이를 따라서 연장하고, 상기 흡착제를 지지하는 강성의 로드를 각각 포함할 수 있다. 시스템 패키징 및 위상이 다른 동작을 가능하게 할 목적으로, 3개 이상의 소버들이 사용될 수도 있다.

또 다른 측면에 있어서, 가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 소버를 포함하는 흡착 냉각 시스템이 개시되며, 여기서 상기 흡착제는 약 0.3 g/cc 내지 0.7 g/cc의 부하 밀도를 가진다. 상기 시스템은, 상기 소버와 결합되며 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 가스 분배 튜브를 더 포함하며, 여기서 상기 가스 분배 튜브는 상기 채널의 내부로부터 상기 다공성 측벽부를 통하여 상기 흡착제까지의 가스를 통로를 허용하도록 구성된다. 상기 시스템은, 상기 소버와 연결되며 증발기 압력을 가지는 증발기를 더 포함하며, 여기서 상기 증발기 압력은 약 0.5 bar 내지 약 4 bar이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 증발기와 상기 소버 사이의 차압은 약 0.2 bar 내지 약 3 bar이다. 바람직한 상기 차압은 약 0.5 bar 내지 2 bar이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 가스는 암모니아이다. 상기 흡착제는 CaCl₂, MgCl₂, CoCl₂, FeCl₂, SrBr₂, SrCl₂, CaBr₂ 및 MnCl₂ 중 하나일 수 있다.

또 다른 측면에 있어서, 소버 내의 흡착제에 가스를 분배하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 강성의 가스 분배 튜브의 채널을 통하여 가스를 유동시키는 단계를 포함하며, 상기 가스 분배 튜브는 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함한다. 상기 방법은, 상기 가스로 상기 다공성 측벽부의 적어도 일부를 투과시키는 단계와, 투과된 상기 가스를 상기 흡착제에 흡착시키는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 상기 방법은, 투과된 상기 가스를 상기 흡착제로부터 탈착시키는 단계, 탈착된 가스로 상기 가스 분배 튜브의 상기 다공성 측벽부의 적어도 일부를 투과시키는 단계, 그리고 상기 가스 분배 튜브의 상기 채널을 통하여 탈착된 상기 가스를 유동시키는 단계를 더 포함한다. 상기 가스 및 탈착된 가스를 유동시키는 단계는, 각각, 상기 흡착제를 가열 및 냉각하는 단계를 포함한다.

본 개시의 상기된 그리고 또 다른 특징들은, 첨부 도면과 함께 취해지는 이어지는 설명 및 청구항으로부터 더욱 분명해질 것이다. 이들 도면은 본 개시에 따른 단지 몇 개의 실시형태들을 묘사할 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않음을 이해할 수 있으며, 본 개시는 첨부 도면을 이용함으로써 추가적인 특수성 및 상세함을 설명한다. 이어지는 상세한 설명에 있어서, 첨부 도면에 대하여 참조부호를 붙이고, 여기서 첨부 도면은 본 문서의 일부를 형성한다. 도면에 있어서, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 유사한 부호는 전형적으로 유사한 구성요소들을 지시한다. 상세한 설명, 도면 및 청구항에 설명된 예시적인 실시형태들은 제한하기 위한 것이 아니다. 여기에 제시된 주제의 정신이나 범위를 벗어나지 않고, 또 다른 실시형태들이 활용될 수도 있고, 또 다른 변경이 이루어질 수도 있다. 여기에 전체적으로 설명된 바와 같이, 그리고 도면에 예시된 바와 같이, 본 개시의 측면들은 폭넓게 다양한 다른 구성들에 있어서 배열되고, 대체되고, 결합되고, 디자인될 수 있으며, 그 모든 것들은 명백하게 예상될 수 있으며 본 개시의 일부를 이룸을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 수착 냉동 시스템의 일 실시형태의 도식적인 도면이다.
도 1b는 연속적인 냉동을 위하여 교대로 운전되는 2개의 소버(sorbers)들을 포함하는 수착 냉동 시스템의 또 다른 실시형태의 도식적인 도면이다.
도 2는 도 1b의 시스쳄과 함께 사용될 수 있는 냉동 사이클의 일 실시형태를 나타내는 압력-온도 선도이다.
도 3a는 도 1b의 시스템과 함께 사용될 수 있는 다공성 기체 분배 튜브들을 갖춘 소버의 일 실시형태의 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 소버의 상단 사시도이다.
도 4a-4c는, 열전달 튜브들의 배열을 나타내는, 도 1b의 시스템과 함께 사용될 수 있는 소버의 일 실시형태의 측단면도이다.
도 5a는 가스 분배 튜브들 및 열전달 파이프들을 위한 구멍들을 갖춘 열전달 핀(fin)의 실시형태들을 나타내는 도 3a의 소버의 횡단면도이다.
도 5b는 열전달 핀이 제거된 상태의 도 5a의 횡단면도이다.
도 5c는 도 5a로부터의 열전달 핀의 상면도이다.
도 6a는 도 3a의 소버로부터의 다공성 가스 분배 튜브들 중 하나의 측면도이다.
도 6b는 도 6a의 다공성 가스 분배 튜브의 끝면도이다.
도 6c는 도 6b의 선 6C-6C를 따라 취해진 도 6a의 다공성 가스 분배 튜브의 측벽부의 단면도이다.
도 7a는 도 3a의 소버와 함께 사용될 수 있는 소버 디스크의 일 실시형태의 상면도이다.
도 7b는 도 7a의 소버 디스크의 측면도이다.

이어지는 설명 및 예들은 본 발명의 실시형태들을 상세하게 설명한다. 통상의 기술자들은 본 발명의 범위 내에서 본 발명의 수많은 변화 및 수정들이 존재함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 일 실시형태의 설명은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 설명에 있어서, 도면에 대하여 참조부호가 부여되며, 여기서 유사한 부분들은 전체적으로 유사한 부호로 지시된다.

시스템 및 방법들이 수착 냉동 시스템들에 있어서의 개선된 가스 분배에 대하여 개시된다. 그러한 시스템들은 가열 또는 냉각 사이클 동안에 솔리드 착화합물(solid complex compound)에 흡착되고 그로부터 탈착되는 소버 가스를 사용한다. 이하에서 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시형태들에 있어서, 가스는 소버를 통하여 연장되는 하나 이상의 다공성 튜브들을 통해 유동함으로써 착화합물에 분배된다. 각각의 다공성 튜브는 튜브의 측벽부를 통한 가스 유동을 허용하기 위해 구멍들을 가지도록 형성되는 강성 합성물일 수 있다. 다공성 튜브를 갖춘 시스템은 내구성과 신뢰성 있는 수착 냉동 시스템을 제공한다.

솔리드-가스 수착 반응들, 즉, 솔리드에 대한 가스의 흡착 및 탈착은, 높은 파워 밀도를 산출하기 위해 의도되는 조건 하에서 그리고 장치 내에서 수행될 수 있다. 그러한 반응들은 흡착의 질량당 최대 파워 밀도, 반응기의 질량당 최대 파워 밀도, 그리고 소정의 또는 요구되는 반응기 체적당 최대 파워 밀도를 바람직하게 성취할 수 있다. 절반-사이클 시간들, 즉, 본 발명에 따른 개선된 반응 속도를 갖는 반응들의 흡착 또는 탈착 반응 시간들은, 30분 내에, 바람직하게는 대략 20분 내에 그리고 전형적으로는 대략 2 내지 대략 15분 내에 수행된다. 흡착 및 탈착을 위하여 동일한 시간이 모든 적용예들에 요구되는 것은 아니며, 몇몇 경우에는, 하나 또는 2개의 반응들은 대략 2분 정도로 짧을 수 있는 반면, 또 다른 경우에는, 반응들 중 하나는 20분을 몇 분 넘어서까지 연장될 수 있다. 게다가, 부분 부하 조건 동안에, 장비가 전체 냉각 용량, 냉동, 가열 또는 파워를 발생시키도록 기대되지 않을 때, 반응 시간들은 고유한 프로세스 사이클링을 제한하기 위해서 연장될 수 있고 불필요한 열 손실을 회피한다. 또한 전체 사이클들 또는 총 사이클 시간 기간(time periods)들은 흡착과 탈착 절반-사이클들 사이에서 압력을 조정 또는 변화시키기 위하여 시간 기간을 요구함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 총 사이클 시간 기간은 절반-사이클 시간들 더하기 2개의 압력-온도 조정 시간들의 합으로 이루어지며, 여기서 후자는 전형적으로 각각 몇 초, 몇 분까지이다.

최적 반응속도는 흡착 밀도, 질량 확산 경로 길이, 히트 즉 열 확산 경로 길이, 뿐만 아니라 열역학적 동작 조건들을 포함하는 다수의 독립적인 파라미터들에 의존한다. 후자는 전체 프로세스 조건들, 즉, 프로세스가 수행되는 특정 온도 및 압력 조건들, 차압 즉 착화합물의 평형 압력과 동작 즉 시스템 압력 사이의 차이, 그리고 전형적으로 제1 흡착 반응을 위한 8°K보다 큰 접근(approach) 온도 즉 ΔT를 포함한다. 마지막으로, 특정의 선택된 극성 가스와 염 사이에서 형성되는 착화합물 및 흡착제로 구성되는 특정 염의 파라미터가 고려되어야만 하며, 그러한 염과 결과적으로 초래되는 착화합물의 특성, 그리고 그 평형 압력은, 반응 조건들을 최적화하고 최대화된 반응 속도를 갖는 시스템을 성취하기 위한 전술한 파라미터들의 균형을 맞춤에 있어서 중요한 결정인자들임을 이해할 수 있다. 여기서 때때로 사용되는 바와 같이, 용어 "최적화된 반응 생성물" 또는 "최적화된 착화합물"은, 경제적으로 최적으로 인도하는 전술한 특성들을 가지는 착화합물 반응 생성물을 초래하는 프로세스 조건들 하에서 금속 염에 대한 극성 가스 수착 프로세스가 수행되는 착화합물이다.

"소버(sorber)"라고도 언급되는 각각의 반응 챔버 즉 반응기 모듈은, 열 확산 경로 길이(열전달) 및 질량 확산 경로 길이(물질전달)를 결정하는 치수를 각각 갖는다. 열 경로 길이는 높은 열 전도성 표면으로부터 착화합물의 질량 중심까지의 거리이다. 핀 또는 열 전도성 튜브는 그러한 열 전도성 표면의 예이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "소버"는 하나 이상의 소버 장치들을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 소버는 단일 쉘 내에 위치되는 복수의 소버 장치들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 소버는 시스템 내의 단일의 소버로서 함께 작용하는 개별적인 쉘들을 갖는 일련의 소버 장치들을 말하는 것일 수 있다.

질량 확산 경로 길이는 흡착 입자 또는 분자까지의 그리고 그로부터의 냉매 분자의 경로 길이이다. 높은 반응 속도를 성취하기 위해서, 소버는 상대적으로 짧은 시간 기간 내에 흡착성 물질 내로 상당한 양의 냉매를 이동시킬 수 있는 능력을 가져야 한다. 질량 확산 경로 길이는 가장 먼 입자까지의 (소버 외부 챔버 내측의) 흡착성 물질 내로의 가스의 입구(entry)의 지점 또는 표면 사이의 거리를 측정함으로써 결정되며, 이것은 흡착 및 탈착 사이클들 동안에 착화합물의 분자들 또는 입자들까지 및 그로부터 가스가 이동해야 하는 가장 먼 거리를 나타낸다.

또한 흡착 사이트까지의 및 그로부터의, 흡착제 질량을 통한 냉매의 유동은 단순히 다공성 매체를 통한 가스 투과성 또는 침투성에 기초하거나, 제한된 체적 내에 함유된 밀집 산출 질량(dense product mass)을 통한 가스 침투에 기초하는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다. 대신에, 착화합물 흡착제는 가스 분자들을 조직화(coordinates)하고 흡착함에 따라 프로세스 전체에 걸쳐서 그 속성들을 변화시킨다. 조직화는 전형적으로 하나 이상의 배위권에 있어서의 착화합물에 흡착된 극성 가스이므로, 수착 속도는 흡착 동안에 들어오는 극성 가스 분자들을 마주하는 조직화된 극성 가스 분자들의 축적으로 초래되는 차폐에 의해 그리고 조직화 사이트 범위(coordination site coverage)에 의해 영향을 받는다. 따라서, 질량 유동 경로 길이 또는 평균 질량 확산은 본 발명에 따른 높은 반응 속도 및 파워 밀도를 성취함에 있어서 고려되어야 한다.

따라서, 어떠한 반응기에 있어서도, 흡착성 입자까지의 최대 물질전달 거리를 고려해야 할 뿐만 아니라, 종종 더욱 중요한 것은 가스가 질량의 모든 입자들까지 및 그로부터 이동해야 하는 평균 거리이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 평균 질량 확산 경로 길이 즉 거리는, 화합물에 접하는(bordering) 가스 투과성 표면에 대한 모든 입자로부터의 가장 짧은 거리의 모든 입자들에 걸친 산술 평균으로 정의된다. 따라서, 평균 질량 확산 경로 길이는 다음과 같다:

여기서, di = 가스 투과 표면까지의 I번째 입자로부터의 가장 짧은 거리, 및 n = 입자들의 수이다. 급속한 흡착 및 탈착 반응들을 위하여, 대략 30분 내에 그리고 바람직하게는 20분 내에 이론적으로 가능한 냉매 배위권의 상당한 양을 흡수할 수 있으며, 각각의 흡수 및 탈착 사이클에 대하여, 평균 질량 확산 경로 길이는 15mm보다 작고, 바람직하게는 대략 13mm 이하이고, 더욱 바람직하게는 8mm보다 작다. 이러한 임계 요구사항을 만족시키기 위해서, 흡착제가 제공되는 장치의 반응기 즉 반응 챔버 또는 챔버들 그리고 가스 분배 구성요소들, 즉, 튜브, 반응기 벽부, 채널, 입구, 포트, 벤트 등은, 그러한 반응기에 있어서, 위에서 정의된 바와 같은 평균 질량 확산 경로가 15mm 이하로 되도록 바람직하게 디자인된다. 또한 적어도 60중량%의 금속염 또는 착화합물이 25mm 이하의 그러한 가스 분배 구성요소 내에 있는 것이 바람직하다. 여기에 개시된 바람직한 염들의 그룹에 대하여, 가장 바람직한 평균 질량 확산 경로 길이는 3 내지 7mm이다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태는 반응 속도를 최적화하기 위해 질량 확산 경로 길이를 감소시키는 가스 분배 튜브이다. 또한 가스 분배 튜브는, 부과되는 큰 부하를 견딜 수 있고 부하-유도 환경에서 필요로 하는 바와 같이 계속해서 기능할 수 있는, 장기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 분배 수단을 제공한다.

도 1a는 수착 냉동 시스템(10A)의 일 실시형태의 도식적인 도면이다. 시스템(10A)은 제1 소버(100A) 및 제2 소버(100B)를 포함한다. 산업상의 운전과 같은, 몇몇 실시형태들에 있어서는, 각각 복수의 냉동 시스템(10A)들이 있을 수 있으며, 여기서 대규모 시스템 내의 각각의 시스템(10A)은 한 쌍의 소버(100A, 100B)들을 포함한다. 소버(100A, 100B)들, 또는 다수의 소버들은, 각각, 그것에 대해 및 그로부터 가스가 흡착 및 탈착될 수 있는 솔리드 착화합물, 즉 흡착제를 포함한다.

또한 시스템(10A)은 소버(100A, 100B)들과 시스템 내의 다른 구성요소들 사이에서 연장되는 다수의 냉매 라인(15A)들을 포함한다. 이 라인(15A)들은, 암모니아와 같은 열전달 화학물질을 전형적으로 함유하며, 시스템(10A)의 다양한 구성요소들 사이의 유체 연통을 제공한다. 예컨대, 소버(100A, 100B)들은 소버(100A, 100B)들 내로 및 밖으로 냉매를 유동시키기 위한 하나 이상의 라인(15A)들과 각각 결합될 수 있다. 라인(15A)들은 금속 또는 합금, 다른 물질들, 또는 그 복합물들을 포함하는, 어떠한 적절한 물질로도 형성될 수 있다.

라인(15A)들은 다양한 밸브들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 라인(15A)은 냉매가 라인(15A) 내에서 단지 하나의 방향으로만 유동하도록 허용하는 체크 밸브(20A)를 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 라인(15A)들은 증발기와 응축기 사이에, 열 팽창 밸브와 같은 팽창 밸브(40A)를 포함한다. 팽창 밸브(40A)는 이 밸브(40A)를 통과하도록 허용되는 냉매 유동의 양을 조절한다.

또한 시스템(10A)은 냉매 시스템의 일부로서 응축기(30A) 및 증발기(50A)를 포함한다. 응축기(30A), 팽창 밸브(40A), 및 증발기(50A)를 포함하는 시스템(10A)의 일부는 표준 증기 압축 냉동 시스템의 일부와 동일할 수 있으며, 여기서 한 쌍의 소버(100A, 100B)들은 그러한 시스템에 있어서 기계적인 압축기를 열적으로 작동하는 압축기로 대체할 수 있다.

도시된 바와 같이, 각각의 소버(100A, 100B)는, 제1 소버(100A)를 나가는 증기가 응축기(30A)를 향하도록 할 수 있는, 그리고 증발기(50A)로부터 아래쪽 소버(100B)로만 유동하도록 허용하는 체크 밸브(20A)와 함께 설치된다. 소버(100A, 100B)로의 및 그로부터의 암모니아 증기와 같은 가스의 유동은, 소버(100A, 100B) 내의 솔리드 착화합물의 가열 및 냉각으로부터 수동적으로 추종될 수 있다.

도 1b는 연속적인 냉동을 위하여 교대로 동작되는 2개의 소버(100C, 100D)를 포함하는 수착 냉동 시스템(10B)의 또 다른 실시형태의 도식적인 도면이다. 도 1b의 시스템(10B)은 응축기(30B)에 그리고 증발기(50B)에 각각 소버(100C, 100D)가 연결된다는 점에서 도 1a의 시스템(10A)과는 상이하다. 팽창 밸브(40B)는 증발기(50B) 내로 허용되는 냉매 유동의 양을 조절하고, 그에 따라 증발기(50B)의 출구에서 과열을 조절한다. 도시된 바와 같이, 각각의 소버(100C, 100D)는 한 쌍의 체크 밸브(20B)(비-가역 밸브)들과 함께 설치된다. 이들 체크 밸브(20B)들은, 소버를 나가는 증기가 응축기(30B)를 향하도록 하고, 증발기(50B)로부터의 유입만을 허용한다. 따라서 소버(100C, 100D)로의 및 그로부터의 가스의 유동은 2개의 소버(100C, 100D)의 교번적인 가열 및 냉각을 수동적으로 추종한다.

도 2는 도 1b의 시스템(10B)과 함께 사용될 수 있는 냉동 사이클(210)의 일 실시형태를 나타내는 압력-온도 선도(200)이다. 사이클(210)에 있어서 동일한 프로세스들은 흡착제가 액체이든 또는 고체이든 수착 냉동을 위하여 사용될 수 있다.사이클(210)에 있어서 프로세스들은 증발기(50)로부터의 냉매의 수착, 상승된 온도로의 흡착제 가열, 응축기(30)에 대한 냉매의 탈착, 그리고 흡착 온도까지의 흡착제 냉각을 포함할 수 있다. 이들 프로세스는, 액체 용액이 흡수기와 발생기(탈착기) 사이에서 펌핑되는 상태에서, 액체-증기 수착을 위하여 연속적인 방식으로 실행된다. 고체 흡착제 시스템들은, 각각의 소버(100C, 100D)가 이들 프로세스를 연속적으로 실시하는 상태로, 주기적으로 사용된다.

착화합물 냉동 시스템(10B)은 하나 이상의 사이클에서 흡착제로서의 솔리드 착화합물을 함유하는 고정식 소버 베드들을 갖춘 소버(100C, 100D)를 사용할 수 있다. 도 2에 도시된 사이클(210)의 예에 있어서, 솔리드 착화합물을 갖춘 2개의 소버 베드들이 사용된다. 그러한 소버 베드들은, 다양한 라인(15B)들, 체크 밸브(20B)들, 응축기(30B), 팽창 밸브(40B), 및 증발기(50B)를 포함하는, 도 1b의 시스템(10B)에서 사용되는 바와 같은 소버(100C, 100D) 내에 들어있을 수 있다. 도 2에 있어서, 암모니아일 수 있는 순수 냉매 및 착화합물의 증기압력은 온도에 대해 표시된다. 압력-온도 그래브(200) 상의 상태점 부호 A, B, C 및 D는 사이클(210)을 추적하기 위해 사용될 수 있다. 상태점 A에서, 소버(100C)와 같은 제1 소버의 하나의 소버 베드는 제1 소버 내의 압력이 상태점 B로 나타낸 응축기 내의 압력보다 커질 때까지 가열된다. 그 결과, 암모니아 증기는 제1 소버 내에서 착화합물을 움직여 응축기로 유동시키고 액체가 되게 한다. 본 실시예에 있어서, 암모니아를 섭씨 40도 응축기까지 움직이도록 흡착제는 대략 섭씨 180도까지 가열된다. 그 다음 액체 냉매는 응축기로부터 팽창 밸브를 통하여 유동하며, 여기서 등엔탈피 팽창하여 상당히 낮은 압력인 증발기까지 유동한다. 도 2는 섭씨 -40도 및 대략 0.7 bar(상태점 C)에서의 증발기를 나타낸다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 증발기 내의 압력은 대략 0.5 bar 내지 대략 4 bar이다. 증발기 압력은 소버(100D)와 같은 제2 소버 내의 제2 흡착제 베드에 의해 유지되며, 여기서 흡착제 압력이 증발기 압력 이하가 되도록 가장 일반적으로는 대기 또는 열전달 유체에 의해 충분히 낮은 온도까지 냉각된다. 따라서, 냉매 증기는 증발기로부터 빠져나와 제2 소버 내의 흡착제 내로 움직인다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 증발기와 소버 사이의 차압은 대략 0.2 bar 내지 대략 3 bar이다. 바람직하게, 증발기와 소버 사이의 차압은, 차압이 더욱 높아질 수 있는 특별한 고 파워 밀도 또는 버스트 냉각 적용예(burst cooling applications)들을 제외하고, 대략 0.5 bar 내지 대략 2 bar이다.

흡착 및 탈착 프로세스는 5 내지 30분간 지속되거나, 버스트 적용예들에 있어서는 더욱 짧게 지속될 수 있다. 흡착 프로세스가 완료되면, 그 흡착제 베드는 재생(탈착)을 위하여 가열된다. 탈착 프로세스가 완료되면, 흡착제 베드는 흡착을 위하여 냉각된다. 따라서 2개의 흡착제 베드들은 연속적인 냉동을 생성시키기 위해 교대로, 즉 반대로, 작동할 수 있다. 동일하지 않은 흡착 및 탈착 기간들이 증발기에 대한 흡입이 없는 시간 기간을 회피하기 위해 사용될 수 있다. 2개 이상의 소버들이 가장 연속적인 작동에 도달하도록 사용될 수 있다.

탈착 반응은 흡열성이므로, 탈착을 유도하고 뿐만 아니라 흡착제 베드들을 가열함에 있어 에너지가 필요하다. 열은 사이클을 구동시키는 에너지원이다. 가스 연소, 폐열, 전기저항열, 또는 태양열과 같은 많은 열원으로부터의 열이 사용될 수 있다. 사이클(210) 내로의 열의 통합(integration)은 펌핑식 루프, 히트 파이프, 열사이폰, 카트리지 히터, 및/또는 또 다른 적절한 수단으로 성취될 수 있다.

흡착 동안에 증발기의 온도 및 압력을 낮게 유지하는 것은 소버들을 대기온도 부근까지 냉각시켜 유지할 것을 요구한다. 흡착 프로세스는 발열성이므로 전체 흡착 기간동안 열 제거가 요구된다. 냉각은 강제 공기 유동, 펌핑식 루프, 상-변화 냉매, 및/또는 적용예에 따른 다른 적절한 수단에 의해 성취된다.

도 3a는 소버(100C)를 가로지르는 다공성 가스 분배 튜브(150A)를 갖춘 소버(100C)의 일 실시형태의 측면도이다. 소버(100C)는 전체적으로 소버(100C)의 내용물을 덮어 보호하고 냉매 압력을 담고 있는 외부 쉘(도시생략)을 가진다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 소버(100C)는 흡착제(170)를 포함하는 기다란 원통형 구조를 가진다. 흡착제(170)는 전형적으로 소버 가스가 흡착되는 솔리드 착화합물이다. 몇몇 실시형태에 있어서, 흡착제(170)는 복수의 디스크(171)들로 형성될 수 있다. 다양한 형상 및 재료의 흡착제(170)가, 예를 들어 도 7a 내지 7b를 참조하여, 여기에 더 상세하게 설명된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 흡착제(170)는 복수의 평평한 원형 디스크(171)들로 형성된다. 디스크(171)들은 각각의 디스크(171)가 서로 위에 적층되는 상태로 원통형 소버(100C)의 길이를 따라 정렬된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 각각의 디스크(171)는 다양한 디스크(171)들 사이에 배치되는 평평한 금속 열전달 핀(172)에 의해 인접한 디스크(171)로부터 분리될 수 있다. 도면에 있어서 소버(100C)의 상단 부근에서 디스크(171)들과 핀(172)들 중 일부에 대해 부호가 부여되어 있다. 도시된 바와 같이, 이것들은 제1 디스크(171A) 및 제2 디스크(171B)일 수 있으며, 여기서 제1 핀(172A)은 제1 디스크(171A)와 제2 디스크(171B) 사이에 위치된다. 흡착제(170)는 디스크(171C, 171D, 171E, 등)들에 의해 더 형성되며, 각각의 쌍의 디스크들 사이에는 핀(172B, 172C, 172D, 등)들이 위치된다. 핀(172)들의 몇몇 실시형태들의 상세가, 예를 들어 도 5a 내지 5c를 참조하여, 여기에 설명된다.

소버(100C)는 소버(100C)의 길이에 걸쳐 그리고 그 길이를 따라 연장되는 복수의 열전달 튜브(120)들을 포함한다. 열전달 튜브(120)들은 다양한 열전달 매체가 소버(100C)를 가열 및/또는 냉각시키기 위해서 유동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 열전달 튜브(120)들은 상변화를 실시할 수도 있는 냉매를 지닌다. 열전달 튜브(120)를 통하여 유동하는 냉매는, 소버 가스가, 각각, 흡착제 디스크(171)들에 흡착되도록 그리고 그로부터 탈착되도록 야기시키기 위해서, 흡착제 디스크(171)들이 냉각 및/또는 가열될 수 있도록 야기시킨다.

또한 소버(100C)는 흡착제(170)를 통하여 연장되는 하나 이상의 다공성 가스 분배 튜브(150)들을 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 튜브(150)들은 흡착제(170)의 길이를 실질적으로 따라서 연장되고 채널들을 제공하며, 여기서 이 채널들을 통해 소버 가스는 튜브(150)의 길이를 따라서 유동할 수 있고 소버(100C)의 내측에서 흡착제(170)와 접촉할 수 있다. 다공성 가스 분배 튜브(150)들을 통하여 유동하는 소버 가스는 흡착제(170)에 흡착된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 즉, 탈착 도중에, 소버 가스는 흡착제(170)로부터 탈착되고, 가스 분배 튜브(150)를 투과하고, 튜브(150)들을 통하여 그리고 소버(100C)를 통하여 유동한다.

도 3b는 소버(100C)의 일 실시형태의 상단 사시도이다. 도시된 바와 같이, 소버(100C)의 상단부(113)는 소버(100C)의 상단부를 밀봉하는 캡(112)을 포함할 수 있다. 캡(112)은, 한정하고자 하는 것은 아니지만, 금속, 또 다른 적절한 재료들, 및/또는 그들의 복합물을 포함하는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 캡(112)은 강철 시트로 형성된다. 캡(112)은 소버(100C)의 다양한 구성물, 예컨대 열전달 튜브(120) 및/또는 가스 분배 튜브(150)를 수용하기 위해 캡(112)을 통하여 연장되는 개구부를 가질 수 있다. 캡(112)은 소버(100C)의 양단부 또는 어느 하나의 단부에 설치될 수 있다.

가스 분배 튜브(150)들은 흡착제(170)를 통하여 연장되어 캡(112)을 통과해 소버(100C)의 상단부(113)에서 밖으로 나온다. 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서 튜브(150)들은 시스템(10B) 내의 응축기(30B) 및 증발기(50B)와 같은 수착 시스템의 나머지 구성에 연결되지 않는다. 상부 하우징이 소버를 밀봉하기 위해 캡(112) 위에 전형적으로 위치되어 소버 가스가 소버(100C) 내로 도입될 수 있다는 것을 알아야 한다. 그 상부 하우징은 응축기(30B) 및 증발기(50B)와 같은 시스템(10B)의 다른 부분들로 연장되어 그것들과 연결된다. 소버 가스는, 밀봉된 상부 하우징 내로 도입됨에 따라, 튜브(150)들 내로 유동하고, 그에 따라 소버(100C)에 들어가서 흡착제(170)와 접촉한다. 도시된 바와 같이, 복수의 가스 분배 튜브(150)들은 소버(100C)를 통하여 연장되어서 소버 가스는 소버(100C) 내에서 균일하게 그리고 효과적으로 분배된다. 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는 13개의 튜브(150)들이 설치된다. 그렇지만, 본 발명의 실시형태로부터 벗어남 없이 그보다 많거나 적은 개수의 튜브들이 설치될 수 있다.

열전달 튜브(120)들은 흡착제(170)를 통하여 연장되어 캡(112)에서 소버(100C) 밖으로 나온다. 열전달 튜브(120)들은 도시된 바와 같이 튜브 내에 굽힘부(122)를 포함해서 튜브(120)는 소버(100C) 내로 되돌아가도록 대략 180도의 각도로 구부러진다. 그러므로, 열전달 튜브(120)들은 냉매가 흡착제(170)를 통하여, 캡(112) 외부로 나왔다가, 다시 캡(112)을 통하여, 흡착제(170) 내로 되돌아가도록 할 수 있다. 열전달 튜브(120)들은 상이한 형상의 굽힘부를 가질 수 있다. 나아가서, 열전달 튜브(120)들은 소버(100C)의 양단부 또는 하나의 단부에 굽힘부(122)를 가질 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 소버(100C)의 양단부 또는 하나의 단부는 소버(100C) 밖으로 나와서 시스템(10)의 다른 구성들에 연결되는 열전달 튜브(120)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 2개의 회로의 열전달 튜브(120)들이 설치될 수 있으며, 여기서 제1 회로는 소버(100C)의 상단부(113)로 들어가고 제2 회로는 소버(100C)의 반대쪽 단부로 들어간다. 이러한 "이중 회로(dual circuit)" 배열은, 예를 들어 도 4a 내지 4c를 참조하여 여기에 더욱 상세하게 설명된다.

또한 소버(100C)는 복수의 고정 로드(180)들을 포함한다. 로드(180)들은 소버(100C)의 길이를 따라서 연장된다. 로드(180)들은, 상단부(113)와 같은 소버(100C)의 일단부 상의 단부 캡(112)으로부터, 소버(100C)의 반대쪽 단부 상의 또 다른 단부 캡(도시생략)까지 연장된다. 로드(180)들은 금속 또는 금속 합금과 같은 강성 재료로 형성된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 로드(180)들은 또 다른 강성 재료들 및/또는 그 복합물들로 형성될 수 있다. 로드(180)들은 소버Z(100C)에 대하여 축선방향 서포트를 제공한다. 도시된 4개의 로드(180)들보다 적거나 많은 개수의 로드들이 설치될 수 있다. 로드(180)들은 너트 또는 볼트로 이루어질 수 있는 파스너(183)에 의해 단부 캡(112)에 체결될 수 있다. 또한 로드(180)들은 다양한 또 다른 적절한 수단으로 체결될 수 있다. 로드(180)들은 소버(100C)의 형상 및 길이를 유지하고 기계적인 안정성을 제공하는데 도움을 준다. 예컨대, 로드(180)들은 흔들림과 같은 환경에 의해 유도되는 부하를 견디는데 도움을 줄 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 흡착제(170)는 가열 및 냉각으로 팽창 및 수축할 수 있으며, 그에 따라 로드들은 흡착제(170)의 팽창 및 수축에 대항하여 소버(100C)의 형상을 유지하는데 도움을 줄 수 있다.

도 4a 내지 4c는 시스템(10B)과 함께 사용될 수 있는 소버(100C)의 측단면도이다. 이 도면들은 소버(100C) 내측의 열전달 튜브(120)들의 다양한 모습의 배열 상태를 보여준다. 도 4a는 흡착제(170)를 갖춘 소버(100C)를 나타낸다. 도 4b는 명료함을 위하여 흡착제(170)가 제거된 상태의 소버(100C)를 나타낸다. 도 4c는 아래에 설명되는 바와 같이 열전달 튜브(120)의 확대된 단면도이다. 또한, 몇몇 실시형태들에 있어서, 소버(100C)를 위하여 열전달 튜브(120) 내에서 사용되는 냉매는 전체 시스템(10B)에 있어서 사용된다. 이 냉매는 상변화 모드에서 사용될 수 있다. 나아가서, 어떠한 적절한 냉매라도 사용될 수 있다.

도 4a 내지 4b를 참조하면, 소버(100C)는 제1 단부(402)와 이 제1 단부(402) 반대쪽인 상단부(113)를 포함한다. 이들 단부(402, 113)는 열전달 튜브(120)를 통하여 열전달 매체를 용이하게 이동시킨다. 제1 단부(402)는 열전달 튜브(120)들의 제1 회로와 연통하는 입구(406) 및 출구(408)를 포함한다. 상단부(113)는 열전달 튜브(120)의 제2 회로와 연통하는 입구(407) 및 출구(409)를 포함한다. 소버(100C)는 시스템을 통한 열전달 매체 및/또는 소버 가스를 이동시키기 위해 필요하다면 또 다른 입구 및/또는 출구를 포함할 수 있다. 다양한 입구들 및 출구들이 소버 가스 및/또는 냉매가 유동할 수 있는 배관 또는 다른 채널들을 제공할 수 있다.

소버(100C)는 외부 쉘(410)을 가진다. 쉘(410)은 소버(100C)의 흡착제(170) 및 또 다른 내부 구성요소들을 둘러싸 감싸는 기다란 원통형 층(layer)이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 쉘(410)은 또 다른 적절한 형상을 가질 수 있으며 하나 이상의 층으로 구성될 수 있다. 쉘(410)은 금속 또는 금속 합금과 같은 강성 재료로 형성되지만, 그 뿐만 아니라 다른 적절한 재료로 형성될 수도 있다. 다른 것들 중에서, 쉘(410)은 흡착제(170)가 반경방향 외측을 팽창하는 것을 방지하도록 흡착제(170)에 대한 방벽으로서 기능한다.

소버(400)의 제1 단부(402)는 워터 박스(430) 및 이송 박스(440)를 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 워터 박스(430)는 유체 보닛(fluid bonnet)이다. 워터 박스(430)는 열전달 파이프(120)들을 통하여 이송 박스(440)에 의해 분배되는 암모니아수(aqua-ammonia)와 같은 유체를 담고 있다.

마찬가지로, 소버(400)의 상단부(113)는 워터 박스(432)를 포함한다. 워터 박스(432)는 냉각 유체 보닛일 수 있다. 워터 박스(432)는 열전달 튜브(120)들에 차가운 유체를 제공한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 유체와 같은 열전달 매체는 이송 박스(440)로부터 튜브(120)들을 통하여 유동한다. 튜브(120)들을 통하여 유동하는 유체는 열이 흡착제(170)로 및 그로부터 전달되도록 야기시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 튜브(120)들은 "U"자 형상의 굽힘부일 수 있는 굽힘부(122)를 가진다. 이 굽힘부(122)는 소버(100C)의 단부(402, 113)들 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 위치될 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 굽힘부(122)는 U자 형상을 가지며 소버의 상단부(113) 부근에 위치된다. 그러므로, 몇몇 실시형태들에 있어서 소버는 흡착제(170)를 가열 및 냉각시키기 위한 2개의 회로들을 갖춘 이중 보닛 디자인을 가진다.

소버(100C)는 소버(100C)로 및 그로부터 소버 가스를 유동시키기 위한 소버 가스 파이프(140)를 포함한다. 소버 가스는 파이프(140)로부터 다양한 위치에서 소버(100C) 내로 유동한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 이것은 단지 하나의 위치일 수 있다. 도시된 바와 같이, 파이프(140)는 소버(100C)의 측면을 따른 3개의 위치에서 소버(100C)와 연결된다. 또한 파이프(140)는 또 다른 위치에서 소버(100C)와 연결될 수 있다. 소버 가스는 파이프(140)로부터 가스 분배 튜브(150) 내로 유동한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 소버 가스는 파이프(140)로부터 그리고 소버(100C) 내의 구획실(도시생략) 내로 그 다음에 튜브(150) 내로 유동한다. 다양한 구성이 가능하며, 이것들은 단지 몇몇 예일 뿐이다. 파이프(140)들은 2개의 소버(100C)들 사이에서 소버 가스를 교환하기 위해 2개의 소버(100C)들에 연결될 수 있다. 예컨대, 소버들의 냉각 및 가열을 교대로 실시하기 위하여 하나의 소버로부터 다른 소버로 소버 가스가 교환될 수 있도록, 파이프(140)는 도 1b에 도시된 소버(100B)들에 연결될 수 있다. 소버들 중 하나가 흡착제로부터 소버 가스를 탈착시키고 있는 동안에, 반대로, 또 다른 소버는 흡착제에 가스를 흡착할 수 있다. 이러한 방식으로, 소버(100C)는 교대로 가열될 수 있으며 가스를 교환할 수 있다.

도 4c는 도 4b에서 열전달 튜브(120)의 일부를 확대한 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 튜브(120)들 중 하나는 튜브(120)의 내부를 보여주기 위해 절단되어 도시된다. 튜브(120)는 외부 튜브(422) 및 내부 튜브(424)를 포함한다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 튜브(120)들은 복수의 튜브들로 구성된다. 도시된 바와 같이, 외부 튜브(422)는 내부 튜브(424)를 둘러싼다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 외부 튜브(422) 및 내부 튜브(424)는 동심이다. 내부 튜브는 외부 튜브(422) 상에 압력을 야기시킴 없이 열전달 매체의 온도가 변화함에 따라 팽창 및 수축한다. 이러한 이중 층 구조는 튜브(120)들의 팽창 및 수축이 흡착제(170)와 같은 소버(100C)의 내부 표면을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 외부 튜브(422)에 의해 규정되는 제1 축선은 내부 튜브(424)에 의해 규정되는 제2 축선과 정렬될 수 있다. 그렇지만, 외부 튜브(422) 및 내부 튜브(424)는 정확하게 정렬될 필요는 없다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 내부 튜브(424)는 외부 튜브(422)에 대하여 중심이 어긋나 있을 수 있다.

열전달 유체는 내부 튜브(424)를 통하여 외부 튜브(422) 내로 유동한다. 그 다음 유체는 내부 튜브(424)의 외측을 따라서 외부 튜브(422)를 통하여 유동한다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 유체는 내부 튜브(424)를 통하여 도시된 바와 같이 좌측으로 흐르고, 그 다음 외부 튜브(422)를 통하여 내부 튜브(424)의 외측을 따라서 반대 방향으로 흐른다. 내부 튜브(424) 내의 압력은 유체가 내부 튜브(424)에서 나와서 내부 튜브(424)와 외부 튜브(422) 사이의 공간으로 흘러내려가도록 야기시킨다.

소버(100C)는 끼움부(426)를 포함한다. 끼움부(426)는 튜브(120)들이 플로팅되도록(float) 허용한다. 도시된 바와 같이, 외부 튜브(422)는 끼움부(426)와 플로팅 연결된다. 외부 튜브(422)는 단부에서 끝이 덮이고 끼움부(426) 내에서 플로팅 된다. 플로팅 연결은 튜브(120)의 열 팽장에 의해 유도되는 응력을 외부 튜브(422)가 회피하도록 허용한다. 이것은 단지 연결의 한 종류일 뿐이며 또 다른 적절한 연결이 실시될 수 있다.

도 5a는 소버(100C)의 횡단면도이다. 열전달 핀(172)의 일 실시형태가 도시된다. 도 5b는 도 5a와 동일한 도면이지만 핀(172) 아래에 있는 흡착제 디스크(171)를 나타내기 위해서 열전달 핀(172)이 제거되어 있다. 핀(172)은 가스 분배 튜브(150)들 및 열전달 튜브(120)들이 핀(172)을 통하여 연장될 수 있도록 개구부를 가진다. 핀(172)은 열전달 튜브(120)와 흡착제(도시생략) 사이의 열전달을 용이하게 하는, 종종 열적으로 전도성인 금속, 열-전도성, 판-형상 구조물이다. 핀(172)은 인접하는 흡착제의 부분들 사이에 위치될 수 있다. 열전달 튜브(120)가 핀(172)을 통하여 연장되는 상태에서, 튜브(120)들로부터 튜브(120)들에 인접하지 않은 흡착제(170)의 일부분까지 열전달을 위한 연속적인 통로가 생겨난다. 이러한 방식으로, 열전달은 흡착제(170)의 모든 부분들에 더욱 효율적으로 퍼져나갈 수 있다. 흡착제(170)는 핀(172)의 상단과 바닥 표면들에 인접하는 복수의 디스크-형 구조로 제공될 수 있다. 흡착제 디스크(171)의 상세는 예를 들어 도 7a 내지 7b를 참조하여 여기에 설명된다.

열전달 튜브(120)들, 가스 분배 튜브(150)들, 및 고정 로드(180)들의 단면들은 도 5a에서는 핀(172) 내의 개구부를 통하여 연장되는 것으로 도시되어 있고 도 5b에서는 흡착제 디스크(171)를 통하여 연장되는 것으로 도시되어 있다. 로드(180)들은 소버(100C)에 대한 축선방향 서포트를 제공하도록 이격되어 있다. 4개의 로드(180)들은 전체적으로 사각형으로 배열되어 도시되어 있지만, 더 많거나 적은 개수의 로드들 및/또는 다양한 배열이 가능하다. 열전달 튜브(120)들은 소버(100C)의 단면적에 걸쳐서 전체적으로 균등하게 이격되어 있다. 이것은 흡착제(170)로의 및 그로부터의 열전달을 균일하게 하는 것을 보장한다. 가스 분배 튜브(150)들은 전체적으로 균일하게 이격되어 도시된다. 그렇지만, 튜브(150)들은 또 다른 적절한 구성으로 변경될 수 있다. 전체적으로 균일한 튜브(150)들의 이격은 흡착제(170)로의 및 그로부터의 가스를 효율적으로 유동시키도록 허용한다. 튜브(150)들의 이격은 평균 질량 확산 경로 길이에 영향을 미친다. 실질적으로 균일하게 이격된 상태에서 튜브(150)들의 보다 많은 집중에 의해, 평균 질량 확산 경로 거리는 최소화될 수 있다.

도 5c는 도 5a에서의 열전달 핀(172)의 상면도이다. 핀(172)은 플레이트(301)를 포함한다. 플레이트(301)는 평평한 상단 및 바닥 표면을 갖는 전체적으로 원형상이지만, 또 다른 형상을 가질 수 있을 뿐만 아니라 두께를 변화시킬 수도 있다. 플레이트(301)는 금속 또는 금속 합금과 같은 전도성 물질로 형성된다. 핀(172)은 플레이트(301)를 통하여 연장되는 복수의 개구부를 가진다. 도시된 바와 같이, 핀(172)은 복수의 슬롯(302)들을 가진다. 슬롯(302)들은 플레이트(301) 내에 형성된 기다란 구멍들이다. 슬롯(302)들은 복수의 튜브들이 슬롯(302)을 통하여 연장되도록 허용하기 위한 형상을 갖는다. 예를 들어, 슬롯(302)들은 열전달 튜브(120)뿐만 아니라 가스 분재 튜브(150) (도 5a 참조)를 수용할 수 있는 기다란 개구부로서 도시되어 있다. 또 다른 형상 및 크기의 슬롯(302)들은 다양한 튜브들의 또 다른 조합이 슬롯(302)들을 통과하도록 허용할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 핀(172)은 4개의 로드 구멍(304)들을 가진다. 로드 구멍(304)들은, 로드(115)들이 통과하도록 허용하는, 플레이트(301)를 통하여 연장되는 원형의 개구부이다. 또한 로드 구멍(304)들은 또 다른 형상 및 크기를 가질 수 있이며 4개보다 많거나 적을 수 있다.

또한 핀(172)은 복수의 열전달 튜브 구멍(306)들 및 가스 분배 튜브 구멍(308)들을 포함한다. 열전달 튜브 구멍(306)들은, 열전달 튜브(120))들을 수용하는, 플레이트(301)를 통하여 연장되는 개구부들이다. 전체적으로 원형인 튜브(120)들을 수용하기 위해 구멍(306)들은 전체적으로 원형이다. 구멍(306)들은 튜브(120)들로부터 핀(172)에 대한 열전달을 최대화시키도록 튜브(120)들에 인접하는 크기를 갖는다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 구멍(306)들은 튜브(120)들에 접촉한다. 또한 구멍(306)들과 튜브(120) 사이에 공간이 제공되도록 구멍(306)들은 튜브(120)들보다 넓을 수 있으며, 여기서 이 공간은 중간 전도성 구성요소를 수용한다. 예컨대, 조립의 용이함을 위하여, 전도성 끼움부가 구멍(306)들과 튜브(120)들의 인터페이스에 통합될 수 있다.

가스 분배 튜브 구멍(308)들은, 가스 분배 튜브(150)들을 수용하는, 플레이트(301)를 통하여 연장되는 개구부들이다. 전체적으로 원형인 튜브(150)들을 수용하기 위해 구멍(308)들은 전체적으로 원형이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 구멍(308) 및 튜브(150)의 또 다른 형상 및 크기가 실시될 수도 있다. 구멍(308)들은 튜브(150)들을 수용하기 위한 크기를 갖는다. 구멍(308)들은 튜브(150)들에 대하여 꼭 맞게 또는 헐겁게 끼워질 수 있다. 나아가서, 다양한 끼움부 즉 브래킷이 구멍(308)들과 튜브(150)들 사이의 다양한 인터페이스에 통합될 수 있다.

도 6a는 다공성 가스 분배 튜브(150)의 일 실시형태의 측면도이다. 튜브(150)는 소버(100C)와 같은 소버 내에서 사용될 수 있다. 다공성 튜브(150)는 내부 채널(160)을 규정하는 기다란 구조를 갖는다(도 6c 참조). 다공성 튜브(150)는 소버(100)에 대해 암모니아와 같은 소버 가스(152)를 분배하기 위해 및/또는 그로부터 가스(162)를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 튜브(150)는 축적이 맞지 않으며 길이, 폭 및 두께와 같은 다양한 치수의 비율은 상이한 크기로 변화되어 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 다공성 튜브(150)는 채널 개구부(158A 및 158B)를 포함한다. 개구부(158A, 158B)는 다공성 튜브(150)의 양쪽 단부에 위치된다. 튜브(150)는 이 도면에서는 시스템(10)으로부터 격리된 상태로 도시된다. 시스템(10)과 통합되면, 개구부(158A, 158B)는, 파이프(140)를 통하여 가스를 이송시키는 소버(100C)의 단부(113, 402)들 상의 구획실과 같은, 시스템(10)의 다양한 구성들에 연결될 수 있다. 채널 개구부(158A, 158B)는 채널(160)에 대한 개구부를 제공한다.

또한 튜브(150)는 다공성 벽부(156)를 포함한다. 벽부(156)는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 벽부(156)는 경화되는(harden) 또는 경화(curing)시 강성이 생기는 에폭시 재료 로 형성된다. 그러므로 벽부(156)는 강성이고 다공성일 수 있다. 벽부(156)는, 한정하고자 하는 것은 아니지만, 플라스틱, 폴리머, 에폭시, 섬유, 직조섬유, 또 다른 적절한 재료들, 또는 그 복합물들을 포함하는, 다른 다양한 물질로 형성될 수 있다. 벽부(156)는 예를 들어 도 6c를 참조하여 여기에 더욱 상세하게 설명되는 유리 또는 다른 섬유들과 같은 하나 이상의 보강물(159)을 더 포함할 수 있다.

벽부(156)는 내부 표면(154) 및 외부 표면(152)를 가진다. 외부 표면(152)은 일반적으로 튜브(150)의 외부에 있다. 내부 표면(154)은 일반적으로 튜브(150)의 내부에 있으며, 그에 따라 도 6a에 점선으로 도시된다. 외부 표면(152) 및 내부 표면(154)은, 각각, 벽부(156)의 외부면 및 내부면이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 내부 및 외부 표면(154, 152)은 벽부(156)의 각각의 표면 상의 표면처리 또는 다른 층일 수 있다. 내부 표면(154)은 채널 개구부(158A, 158B)뿐만 아니라 채널(160)을 규정한다. 본 실시형태에서, 가스(162)는 채널 개구부(158A, 158B)들 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에서 채널(160)에 들어갈 수 있다. 그 다음 가스(162)는 채널(160)를 통하여 유동하여 채널 개구부(158A, 158B)들 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에서 나올 수 있다.

튜브(150)의 다공성 특성으로 인하여, 가스(162)는 외부 표면(152)까지 다공성 벽부(156)를 투과하여 튜브(150)에서 나올 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 흡착제(170)는 튜브(150)의 외부 표면(152)에 인접하거나 아니면 부근에 있다. 벽부(156)를 통과해 나오는 가스(162)는 흡착제(170)에 흡착될 수 있다.

가스(162)는 흡착제(170)로부터 탈착되어 다공성 벽부(156)를 통해 튜브(150) 내로 다시 유동할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 가스(162)는 흡착제(170)로부터 탈착되어 다공성 벽부(156)를 통해 유동한다. 가스(162)는, 흡착제(170)로부터, 튜브(150)의 외부 표면(152)으로, 다공성 벽부(156)를 통해, 내부 표면(154)으로, 그리고 튜브(150)의 채널(160) 내로 유동할 수 있다. 그 다음 가스(162)는 채널(160) 내부로 유동하여 채널 개구부(158A, 158B)들 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 통해 튜브(150)를 빠져나올 수 있다.

도 6b는 다공성 가스 분배 튜브(150)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 튜브(150)의 벽부(156)는 전체적으로 둥근 형상을 가진다. 그러므로, 내부 표면(154) 및 외부 표면(152)은 둥글고, 예를 들어 원형일 수 있다. 그렇지만, 튜브(150)는 다양한 형상들을 가질 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 튜브(150)의 외형은 둥글지만 원형은 아니고, 예컨대 계란형, 타원형, 다른 둥근 형상들, 및/또는 그 복합물일 수 있다. 또한 튜브(150)는 둥글지 않은 외형을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 튜브(150)는 하나 이상의 직선 즉 전체적으로 직선 부분을 갖춘 측벽부(156)를 가질 수 있다. 그러므로 튜브(150)는, 한정하고자 하는 것은 아니지만, 둥근 형상, 직선-부분 형상, 다른 형상들, 및/또는 그 복합물을 포함하는 다양한 형상들을 가질 수 있다. 나아가서, 내부 및 외부 표면(154, 152)은 동일한 윤곽을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 내부 표면(154)은 원형일 수 있고 외부 표면(152)은 원형이 아닌 둥근 형상일 수 있다. 이것들은 단지 예일 뿐이며 벽부(156)는 여기에서 명쾌하게 다루지 않은 다른 다양한 형상들을 가질 수도 있다.

도 6c는 도 6b의 선 6C-6C를 따라 취해진 다공성 가스 분배 튜브(150)의 측벽부(156)의 단면도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 벽부(156)는 기판 또는 매트릭스(157)를 포함한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 매트릭스(157)는, 한정하고자 하는 것은 아니지만, 플라스틱, 폴리머, 에폭시, 다른 적절한 재료들, 또는 그 복합물을 포함하는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 매트릭스(157)는 보강물(159), 예를 들어 섬유 유리와 같은 섬유를 포함한다. 그러므로 벽부(156)는 매트릭스(157)와 보강물(159)로 형성되는 합성물로 형성된다. 예를 들어, 이 합성물은 플라스틱 또는 에폭시를 포함하는 매트릭스(157)와 유리섬유 또는 다른 섬유를 포함하는 보강물(159)로 형성될 수 있다. 보강물(159)은 기다란 섬유, 짧은 섬유, 잘게 잘린 섬유의 형태, 또 다른 형태, 및/또는 그 복합물일 수 있다. 보강물(159)은 매트릭스(157) 내에 분산되거나 또는 다르게 위치된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 보강물(159)은 매트릭스(157) 전체에 걸쳐서 실질적으로 균등하게 분산되어 있다. 그렇지만, 보강물(159)은 또한 매트릭스(157) 내에서 불균등하게 분산될 수도 있다. 1"내부"적으로 보강물(159)은 매트릭스(157)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 감싸질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 일부 또는 전부의 보강물(159)은 내부 표면(154) 또는 외부 표면(152)과 같은 벽부(156)의 하나 이상의 표면들 상에 부분적으로 또는 전체적으로 배치될 수 있다.

가스 분배 튜브(150)의 벽부(156)는 하나 이상의 구멍(161)을 포함한다. 이 구멍(161)은, 가스(162)를 위한 접근을 제공하는, 벽부(156)를 통한 통로이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 구멍(161)은 내부 표면(154)으로부터 외부 표면(152)까지의 통로를 제공한다. 구멍(161)은 가스(162)가 내부 표면(154)으로부터 외부 표면(152)까지 유동하도록 허용하고, 그 반대로도 마찬가지이다. 구멍(161)은 다양한 형상 및 크기를 가진다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 구멍(161)은 벽부(156)를 통하여 투과하거나 아니면 유동하는 가스(162)의 양을 조절하기 위한 형상 및 크기를 갖는다. 구멍(161)은 복합 재료가 경화되는 동안에 다공성 맨틀(mantle)을 통한 가스 또는 다른 유체 유동에 벽부(156)를 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 구멍 크기, 형상, 및 위치는 구멍을 형성하기 위해 사용되는 가스 유동을 변경시킴으로써 조절될 수 있다. 예를 들어, 가스 유동은, 구멍(161)의 크기, 형상, 위치 등을 조절하기 위해, 상이한 유동 속도로, 상이한 위치에, 상이한 방향으로, 및/또는 또 다른 방식으로 적용될 수 있다.

도 7a는 소버(100C)와 같은 소버와 함께 사용될 수 있는 소버 디스크(171)의 일 실시형태의 상면도이다. 도시된 바와 같이, 소버 디스크(171)는 전체적으로 원형상으로 둥글게 형성된다. 그렇지만, 다른 형상으로 실시될 수 있다. 디스크(171)는 디스크(171)의 외부 가장자리를 형성하는 연속적인 측면(174)을 가진다. 디스크(171)는 흡착제(170)로 형성된다. 소버 디스크(171)를 구성하는 흡착제(170)는, 한정하고자 하는 것은 아니지만, CaCl₂, MgCl₂, CoCl₂, FeCl₂, SrBr₂, SrCl₂, CaBr₂, MnCl₂, 또 다른 것들 또는 그 복합물들 중 하나를 포함하는, 다양한 솔리드 착화합물로 형성될 수 있다. 디스크(171)들은 다양한 부하 밀도로 착화합물을 함유할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 디스크(171) 내의 흡착제(170)에는 대략 0.3 g/cc(입방 센티미터당 그램) 내지 0.7 g/cc의 범위의 부하 밀도로 착화합물이 스며들어 있다.

디스크(171)는 디스크(171)를 통하여 연장되는 4개의 로드 구멍(178)들을 가진다. 로드 구멍(178)들은 고정 로드(115)를 내부에 수용하는 디스크(171)를 통해 연장되는 개구부들이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 로드 구멍(178)들은 4개보다 많거나 적을 수 있다. 또한 디스크(171)는 복수의 가스 분배 구멍(176)들 및 열전달 구멍(179)들을 가진다. 구멍(176, 179)들은, 각각, 가스 분배 튜브(150)들 및 열전달 튜브(120)들을 수용한다. 예를 들어, 열전달 튜브(120)들 및 가스 분배 튜브(150)들은 소버 디스크(171)의 구멍(176, 179)들을 통하여 연장될 수 있다.

가장 일반적으로 소버(100)는, 하나가 다른 하나의 상단에 장착되는 복수의 소버 디스크(171)들을 포함하며, 여기서 그 사이에는 열적으로 전도성인 열전달 핀이 위치된다. 이러한 방식으로, 열전달 튜브(120)들 및/또는 가스 분배 튜브(150)들은 복수의 인접하는 소버 디스크(171)들 내의 복수의 개구부들을 통하여 연장될 수 있다. 복수의 소버 디스크(171)들의 다양한 구멍들은 다양한 튜브들 또는 로드들이 모든 디스크(171)들을 통하여 연속적으로 연장되도록 정렬될 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 구멍(179)들을 통하여 연장되는 열전달 튜브(120)들은 소버 디스크(171)로 및 그로부터 열을 전달한다. 구멍(176)들을 통하여 연장되는 가스 분배 튜브(150)들은, 소버 가스(162)가 소버 디스크(171)들로 분배될 수 있을 뿐만 아니라 가스(162)가 소버 디스크(171)로부터 제거될 수 있는 통로를 제공한다. 소버 디스크(171)는 상단 표면(172) 및 바닥 표면(176)을 더 포함할 수 있다(도 7b 참조).

도 7b는 소버 디스크(171)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 소버 디스크(171)는 상단 표면(172)이 바닥 표면(176)에 대향하여 위치되는 상태로 전체적으로 평평하다. 측면(174)은 상단 표면(172)과 바닥 표면(176)을 연결한다. 도시된 바와 같이, 다양한 구멍들이 상단 표면(172)으로부터 바닥 표면(176)까지 연장되어, 디스크(171)의 두께를 통하여 전체적으로 연장되는 개구부들을 생성한다.

여기에 인용된 모든 문헌은 그 전체가 여기에 참고로 포함된다. 본 명세서에 포함된 간행물 및 특허 또는 특허 출원이 본 명세서에 포함된 개시 내용과 모순되는 경우, 이 명세서는 그러한 모순되는 자료를 대체 및/또는 우선하도록 의도된다.

여기에서 사용되는 용어 "포함하다(comprising)"는, "포함하다(including)", "함유하다(containing)" 또는 "특징으로 하다(characterized by)"와 동의어이며, 포괄적이거나 제한이 없으며 추가의 언급되지 않은 요소들 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다.

명세서 및 청구의 범위에서 사용되는 성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자는 모든 경우에서 "약"이라는 용어로 변형된 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기재된 수치 파라미터는 본 발명에 의해 수득하고자 하는 소정의 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 적어도 균등론의 적용을 청구항의 범위로 제한하려는 시도는 아니며, 각 수치 매개 변수는 유효 자릿수 및 일반적인 반올림 접근법을 고려하여 해석되어야한다.

상기 설명은 본 발명의 몇몇 방법 및 재료를 개시한다. 본 발명은 제조 방법 및 장비에 있어서의 변경뿐만 아니라 방법 및 재료에 있어서의 변경이 가능하다. 이러한 변경은 여기에 개시된 본 발명의 개시 또는 실시를 고려하여 통상의 기술자에게 명백해질 것이다. 결론적으로, 본 발명은 여기에 개시된 특정 실시형태들로 한정되는 것은 아니며 첨부된 청구의 범위에서 구체화된 바와 같은 본 발명의 진정한 범위 및 사상 내에 모든 변경 및 대안을 포함하는 것이다.

Claims (32)

1. 흡착 냉각, 가열 또는 냉동 시스템으로서,
   가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 제1 소버; 및
   상기 제1 소버와 결합되며, 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 가스 분배 튜브;
   를 포함하며,
   상기 가스 분배 튜브는 상기 채널의 내부로부터 상기 다공성 측벽부를 통하여 상기 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는, 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   강성의 상기 가스 분배 튜브는:
   상기 다공성 측벽부를 규정하는 기다란 매트릭스;
   강성의 합성물을 형성하기 위해 상기 매트릭스 내에 함유되는 보강물; 및
   강성의 상기 합성물에 의해 규정되며, 상기 가스의 통로를 허용하도록 구성되는 복수의 구멍;
   을 포함하는, 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 매트릭스는 에폭시이며 상기 보강물은 섬유 유리인, 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 채널은 관 형상인, 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 소버의 길이를 따라서 연장되어 상기 흡착제를 지지하는 강성의 로드를 더 포함하는, 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   복수의, 강성인 상기 가스 분배 튜브들을 더 포함하는, 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스는 암모니아인, 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡착제는, SrCl₂, CaBr₂ 및 MnCl₂ 중 하나인, 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 소버와 유체 연통하는 제2 소버로서, 가스를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는 상기 제2 소버; 및
   상기 제2 소버와 결합되며, 내부에 제2 채널을 규정하는 제2 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 제2 가스 분배 튜브;
   를 포함하며,
   상기 제2 가스 분배 튜브는 상기 제2 채널의 내부로부터 상기 제2 다공성 측벽부를 통하여 상기 제2 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는, 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 소버 및 상기 제2 소버와 유체 연통하는 응축기; 및
    상기 제1 소버 및 상기 제2 소버와 유체 연통하는 증발기;
    를 더 포함하는, 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 소버 및 상기 제2 소버는 서로에 대하여 위상이 다르게 동작하도록 구성되는, 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 소버 및 상기 제2 소버는, 각각의 소버의 길이를 따라서 연장하고, 상기 흡착제를 지지하는 강성의 로드를 각각 포함하는, 시스템.
13. 청구항 9에 있어서,
    제3 소버를 더 포함하며,
    상기 제3 소버는:
    가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제; 및
    상기 제3 소버와 결합되며, 내부에 제3 채널을 규정하는 제3 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 제3 가스 분배 튜브;
    를 포함하며,
    상기 제3 가스 분배 튜브는 상기 제3 채널의 내부로부터 상기 제3 다공성 측벽부를 통하여 상기 제3 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는, 시스템.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제3 소버와 유체 연통하는 제4 소버로서, 가스를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는 상기 제4 소버; 및
    상기 제4 소버와 결합되며, 내부에 제4 채널을 규정하는 제4 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 제4 가스 분배 튜브;
    를 포함하며,
    상기 제4 가스 분배 튜브는 상기 제4 채널의 내부로부터 상기 제4 다공성 측벽부를 통하여 상기 제4 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는, 시스템.
15. 청구항 1에 있어서,
    강성의 상기 가스 분배 튜브는 상기 다공성 측벽부를 규정하는 기다란 매트릭스를 포함하는, 시스템.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 기다란 매트릭스는 에폭시인, 시스템.
17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 소버는 가스상 열전달 매체를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는, 시스템.
18. 흡착 냉각, 가열 또는 냉동 시스템으로서,
    가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 소버로서, 상기 흡착제는 0.3 g/cc 내지 0.7 g/cc의 부하 밀도를 가지는 상기 소버;
    상기 소버와 결합되며, 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 가스 분배 튜브로서, 상기 채널의 내부로부터 상기 다공성 측벽부를 통하여 상기 흡착제까지의 가스를 통로를 허용하도록 구성되는 상기 가스 분배 튜브; 및
    상기 소버와 연결되며 증발기 압력을 가지는 증발기로서, 상기 증발기 압력은 0.5 bar 내지 4 bar인 상기 증발기;
    를 포함하는, 시스템.
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 증발기와 상기 소버 사이의 차압은 0.2 bar 내지 3 bar인, 시스템.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 차압은 0.5 bar 내지 2 bar인, 시스템.
21. 청구항 18에 있어서,
    상기 가스는 암모니아인, 시스템.
22. 청구항 18에 있어서,
    상기 흡착제는 SrCl₂, CaBr₂ 및 MnCl₂ 중 하나인, 시스템.
23. 청구항 18에 있어서,
    강성의 상기 가스 분배 튜브는 상기 다공성 측벽부를 규정하는 기다란 매트릭스를 포함하는, 시스템.
24. 청구항 23에 있어서,
    상기 기다란 매트릭스는 에폭시인, 시스템.
25. 청구항 18에 있어서,
    상기 소버는 가스상 열전달 매체를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는, 시스템.
26. 소버 내의 흡착제에 가스를 분배하는 방법으로서,
    내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는, 강성의 가스 분배 튜브의 채널을 통하여 가스를 유동시키는 단계;
    상기 가스로 상기 다공성 측벽부의 적어도 일부를 투과시키는 단계; 및
    투과된 상기 가스를 상기 흡착제에 흡착시키는 단계;
    를 포함하는, 방법.
27. 청구항 26에 있어서,
    투과된 상기 가스를 상기 흡착제로부터 탈착시키는 단계;
    탈착된 가스로 상기 가스 분배 튜브의 상기 다공성 측벽부의 적어도 일부를 투과시키는 단계; 및
    탈착된 상기 가스를 상기 가스 분배 튜브의 상기 채널을 통하여 유동시키는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
28. 청구항 26에 있어서,
    상기 가스 및 탈착된 가스를 유동시키는 단계는, 각각, 상기 흡착제를 가열 및 냉각하는 단계를 포함하는, 방법.
29. 청구항 26에 있어서,
    강성의 상기 가스 분배 튜브는 상기 다공성 측벽부를 규정하는 기다란 매트릭스를 포함하는, 방법.
30. 청구항 29에 있어서,
    상기 기다란 매트릭스는 에폭시인, 방법.
31. 청구항 26에 있어서,
    상기 가스를 유동시키는 단계는 가스상 열전달 매체를 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
32. 흡착 냉각, 가열 또는 냉동 시스템으로서,
    가스를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 제1 소버;
    상기 제1 소버와 결합되며, 내부에 채널을 규정하는 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 가스 분배 튜브로서, 상기 채널의 내부로부터 상기 다공성 측벽부를 통하여 상기 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는 상기 가스 분배 튜브;
    상기 제1 소버와 유체 연통하는 제2 소버로서, 가스를 흡착하도록 구성되는 상기 흡착제를 포함하는 상기 제2 소버; 및
    상기 제2 소버와 결합되며, 내부에 제2 채널을 규정하는 제2 다공성 측벽부를 포함하는 강성의 제2 가스 분배 튜브로서, 상기 제2 채널의 내부로부터 상기 제2 다공성 측벽부를 통하여 상기 제2 채널 외측의 상기 흡착제까지의 가스의 통로를 허용하도록 구성되는 상기 제2 가스 분배 튜브;
    를 포함하는, 시스템.

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