KR20020011333A - 극저온 액체 탱크 설비를 작동시키는 시스템 - Google Patents

극저온 액체 탱크 설비를 작동시키는 시스템 Download PDF

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케네쓰카이 웡
윌리엄마틴3세 그린
단테패트릭 보나퀴스트
아룬 아카리아
베이람 아르만
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조안 엠. 젤사 ; 로버트 지. 호헨스타인 ; 도로시 엠. 보어
프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 극저온 액체 탱크 설비로부터의 플래시오프(flashoff) 손실이 감소되고, 탱크 설비로부터의 유체가 응축되며 외인성 냉각 시스템에 의해 발생된 냉기를 지닌 냉매 유체에 대해 과냉각되는 시스템에 관한 것이다.

Description

극저온 액체 탱크 설비를 작동시키는 시스템 {SYSTEM FOR OPERATING CRYOGENIC LIQUID TANKAGE}
본 발명은 일반적으로 극저온 탱크 설비의 작동에 관한 것이고, 이러한 탱크 설비에 저장된 극저온 액체로부터의 플래시 오프(flash off) 손실을 감소시키기에 유용하다.
액체 아르곤과 같은 극저온 액체가 생산 설비로부터 소비 지점으로 이동된다. 소비 지점에 인접한 저장 설비내에서 액체를 저장하고, 설비로 액체를 이동시키고, 뿐만 아니라 액체를 운송하는 동안 극저온 액체로의 열 누출의 결과로서 냉각제의 손실이 발생된다. 열 누출로 인해 증기가 안전 밸브를 통해 대기로 배출되는 지점까지 극저온 액체 일부가 증발되어 용기내의 압력이 증가된다. 극저온 액체로의 열 누출은 단지 극저온 액체 일부의 기화를 일으킬뿐 아니라 액체를 점점 가온시켜 극저온 액체가 극저온 설비로부터 사용 지점을 통과할 때 플래시 오프 손실을 증가시킨다.
당업자들은 비교적 저렴한 극저온 액체를 사용하여 증발된 극저온 액체를 응축시킴으로써 이러한 문제를 토론하였다. 예컨대, 열 누출에 의해 증발된 가스상 아르곤에 대해 액체 질소를 비등시킴으로써, 아르곤이 응축됨에 따라 회수된다. 그런 다음, 증발된 질소가 대기로 배출된다. 실제로, 이것은 비교적 보다 고가의 극저온 액체를 위한 비교적 보다 저렴한 극저온 액체의 교환이다. 그러나, 액체 질소, 이의 저장 및 이의 이용은 여전히 상당한 비용을 수반하기 때문에, 상술된 극저온 액체 교환 방법은 결점을 지닌다.
따라서, 본 발명의 목적은 탱크 설비의 열 누출로 인한 손실을 감소시키도록 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 향상된 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 극저온 액체 탱크 설비 작동 시스템의 하나의 특별히 바람직한 구체예의 개략도이고, 이 시스템은 증기 압축 시스템을 이용하여 냉각된다.
도 2는 본 발명의 실행을 위해 냉기를 지닌 냉매 유체를 발생시키는 펄스 튜브 시스템의 대표도이다.
도 3은 본 발명의 실행을 위한 냉기를 지닌 냉매 유체를 발생시키는 자기 냉각 시스템의 대표도이다.
본 출원을 이해하는 당업자들에게 자명한 상기 목적 및 다른 목적이 본 발명에 의해 이루어진다.
본 발명의 한 면은 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 방법으로서,
a) 증기와 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비를 공급하고 증기를 탱크 설비로부터 열 교환기로 통과시키는 단계;
b) 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 증기 일부 또는 전부를 응축시켜 응축된 증기를 생성하는 단계;
c) 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 응축된 증기를 과냉각(subcooling)시켜 극저온 액체를 생성하는 단계; 및
d) 과냉각된 극저온 액체를 열 교환기로부터 탱크 설비로 통과시키는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명의 다른 면은 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 장치로서,
a) 하나 이상의 탱크, 열 교환기 및 탱크 설비로부터 열 교환기로 증기를 통과하게 하는 장치;
b) 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성하는 수단을 포함하는 냉각 시스템;
c) 냉기를 지닌 냉매 유체를 냉각 시스템으로부터 열 교환기로 통과시키는 수단; 및
d) 유체를 열 교환기로부터 탱크 설비로 통과시키는 수단을 포함하는 장치이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "간접 열 교환"은 두가지 유체를 어떠한 물리적 접촉이나 유체 서로의 내부 혼합없이 열 교환하게 하는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "팽창"은 압력 감소를 수행하는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "팽창 장치"는 유체를 팽창시키는 장치를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "압축"은 압력을 증가시키는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "압축기"는 유체를 압축시키는 장치를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "다성분 냉매 유체"는 두가지 이상의 종을 포함하며 냉각을 일으킬 수 있는 유체를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "가변 부하 냉매"는 두가지 이상의 성분들의 액체상의 온도가 기포점과 이슬점 사이에서 연속적으로 증가하도록 하는 성분비의 이러한 성분들의 혼합물을 의미한다. 혼합물의 기포점은 혼합물이 모두 액체 상이지만, 열을 가하면 액체상과의 평형에서 증기상을 형성하기 시작하는 압력에서의 온도이다. 혼합물의 이슬점은 혼합물이 모두 증기상이지만, 증기상과 평형인 액체상을 형성하기 시작하는 압력에서의 온도이다. 이렇게 하여, 혼합물의 기포점과 이슬점 사이의 온도 영역은 양쪽 액체 및 증기상이 평형으로 공존하는 영역이다. 본 발명의 바람직한 실행에서, 가변 부하 냉매의 기포점과 이슬점의 온도 차이는 일반적으로 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상 및 가장 바람직하게는 50℃ 이상이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "과냉각"은 액체를 냉각시켜 현재 압력에 대해 액체의 포화 온도 보다 낮은 온도가 되게 하는 것을 의미한다.
본 발명은 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 도 1을 참조하면, 탱크 설비(51)는 단일 탱크이며 고정된 것으로 도시되어 있다. 본 발명의 실시에서, 탱크 설비는 다수개의 개별 탱크를, 바람직하게는 파이핑(piping)을 통하여 흐름 소통하게 포함한다. 본 발명의 실행에서, 탱크는 이동가능하며, 예컨대 트랙터-트레일러 시스템의 트레일러 또는 철도 탱크차 위에 설치될 수 있으며, 또한 이 위에 하기 설명될 냉각 시스템이 설치된다.
본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 극저온 액체로는, 아르곤, 산소, 질소, 수소, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논, 천연 가스, 액화 석유 가스, 탄화수소, 플루오로에테르, 탄화불소 및 일산화 질소뿐만 아니라 이들중 한가지 이상을 함유하는 혼합물을 지칭할 수 있다.
증기는 스트림(21)중의 탱크 설비(51)의 단일 탱크의 상부로부터 방출되고, 밸브(75)를 통과한 다음, 스트림(70)으로서 열 교환기(3)를 통과한다. 필요하다면, 열 교환기(3)는 탱크(51) 내에 위치할 수 있다. 스트림(70) 중의 증기는 열 교환기(3)를 통과함에 따라, 일부 또는 완전하게, 바람직하게는 완전하게 하기 보다 완전하게 설명될 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환 바람직하게는 역류 간접 열 교환으로 응축된 다음, 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환에 의해 과냉각된다. 그런 다음, 생성된 과냉각 극저온 액체가 스트림(71)으로 열 교환기(3)로부터 방출된 후, 탱크 설비로 반송된다. 탱크 설비가 하나 이상의개별 탱크를 포함하는 경우, 과냉각된 극저온 액체는 증기가 방출되는 동일한 탱크로 되돌아가고/거나 이것이 다른 탱크를 통과할 수 있다.
도 1은 본 발명의 특별히 바람직한 구체예를 도시하며, 여기에서 또한 극저온 액체가 탱크(51)로부터 방출되고 자체가 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 과냉각된다. 도 1에 예시된 이러한 구체예의 특별한 예에서, 극저온 액체가 스트림(22)으로 탱크 설비(51)로부터 방출되고, 액체 펌프(72)를 통과한 다음 스트림(73)으로서 밸브(74)를 통과하게 되고 스트림(23)으로서 증기 스트림(70)이 열 교환기를 통과하는 지점보다 더욱 차가운 열 교환기의 지점으로 열 교환기(3)을 통과한다. 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 스트림(23)이 열 교환기(3) 내에서 스트림(70)과 혼합된다. 스트림(23) 내의 극저온 액체는 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 열 교환기(3)의 냉각 레그(leg)를 통과하여 서브 냉각된 다음, 탱크 설비로 반송된다. 도 1에 도시된 구체예에서, 과냉각된 극저온 액체는 스트림(71)으로 탱크 설비(51)로 되돌아간다. 필요하다면, 바람직하게는 탱크 설비의 상이한 수준으로부터 취해진 두가지 이상의 극저온 액체 스트림이 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환에 의해 과냉각될 수 있다. 극저온 액체는 스트림(80)으로 탱크(51)로부터 방출되어 사용점으로 이동한다.
냉매 유체(68)가 압축기(30)를 통과하여 압축되어 압축된 냉매 유체(60)를 형성한다. 오일 제거 시스템(40)이 냉매 유체로부터 압축기 윤활제를 제거하여 이것을 압축기(30)로 반송시킨다. 최종 오일 제거가 오일 분리기(50)에 의해 완성된다. 그런 다음, 생성된 압축 냉매 유체(61)가 공기 또는 물과 같은 냉각 유체를이용한 간접 열 교환으로 냉각기(1)에서 압축열이 냉각되어, 생성된 냉각 냉매 유체(62)가 추가로 반송된 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환에서 예비냉각기 또는 열 교환기(2)를 통과하여 추가로 냉각된다. 다음, 생성된 냉각 압축된 냉매 유체(63)는 팽창 장치를 통해 팽창되어 냉각을 일으킨다. 도 1에 예시된 본 발명의 구체예에서, 팽창 장치는 줄-톰슨 스로틀(throttle) 밸브(64)이다. 그런 다음, 생성된 냉기를 지닌 냉매 유체(65)가 열 교환기(3)을 통과하고, 이전에 설명한 바와 같이 탱크 설비(51)로부터의 액체 과냉각과 증기 응축을 실행하도록 따뜻해진다. 일반적으로 냉매 유체 도입 열 교환기(3)는 대개 또는 모두 액체 형태이며, 열 교환기(3)가 존재함에 따라 일반적으로 2 상의 유체이다. 2 상 냉매 유체(66)는 예비냉각기(2)를 통과하며, 여기에서 가열되고, 이전에 설명한 바와 같이 일반적으로 냉각 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 완전하게 기화된다. 생성된 따뜻한 냉매 유체가 스트림(67)으로 예비냉각기 열 교환기(2)로부터 서지 탱크(41)로 통과하고 서지 탱크(41)로부터 스트림(68)으로 압축기(30)로 통과하여, 냉각 사이클이 다시 출발한다.
본 발명의 실행에서 어떠한 유용한 냉매 유체도 사용될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 실행에 사용되는 냉매 유체는 보다 효율적으로 상이한 온도 수준에서 냉각을 운반할 수 있는 다성분 냉매 유체이다. 다성분 냉매 유체의 사용이 특히 도 1에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 바람직하며, 증기와 액체 둘 모두가 탱크 설비로부터 열 교환기로 공급된다. 다성분 냉매 유체가 본 발명의 실행에서 사용되는 경우, 이것은 바람직하게 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 플루오로에테르, 하이드로플루오로에테르, 대기 가스 및 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 두가지 이상의 종을 포함하며, 예컨대 다성분 냉매 유체가 단지 두가지 플루오로카본으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 실행에 유용한 다성분 냉매는 가변 부하 냉매이다.
본 발명에 유용한 다른 다성분 냉매 유체는 바람직하게 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 하이드로플루오로에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분 및 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 플루오로에테르, 하이드로플루오로에테르, 대기 가스 및 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
본 발명에 유용한 다른 바람직한 다성분 냉매 유체는 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 하이드로플루오로에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 두가지 이상의 성분 및 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 플루오로에테르, 하이드로플루오로에테르, 대기 가스 및 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 단지 플루오로카본으로 이루어진다. 본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 단지 플루오로카본 및 하이드로플루오로카본으로 이루어진다. 본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 단지 플루오로카본, 플루오로에테르, 하이드로플루오로에테르 및 대기 가스로 이루어진다. 다성분 냉매 유체의 보다 바람직한 매 성분은 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르, 하이드로플루오로에테르 또는 대기 가스이다.
본 발명의 작동 시스템에 사용하기 위한 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성하는 도 1에 예시된 증기 압축 냉각 시스템 이외에, 냉기를 지닌 냉매 유체가 도 2에 예시된 펄스 튜브 시스템 또는 도 3에 예시된 자기 냉각 시스템을 사용하여 생성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기본적인 오리피스(orifice) 펄스 튜브 냉각기(320)는 밀폐 사이클에서 냉매를 펄싱하는 밀폐 냉각 시스템이고, 이렇게 하는 동안 냉각 부분으로부터 뜨거운 영역으로 열 부하를 이동시킨다. 펄스의 빈도와 위상은 시스템의 배열에 의해 결정된다. 가스의 이동은 압축기의 피스톤 또는 일부 다른 음향파 발생 장치(300)에 의해 발생되어 가스의 부피 내에서 압축파를 일으킨다. 압축된 가스는 후냉각기(301)를 통해 흐르고, 압축기의 열을 유체(302)로 이동시킨다. 그런 다음, 압축된 냉매는 이것이 통과함에 따라 냉각되는 냉각기 부분(303)을 통해 흐른다. 발생기는 이것이 냉각 단부에 도달하기 전에 생기는 고압 작용 유체를 예비냉각시킨다. 작용 유체는 냉각 열 교환기(305) 다음 펄스 튜브(306)로 들어가서 펄스 튜브의 뜨거운 단부를 향한 펄스 튜브에서 잔류하는 유체를 압축시킨다. 펄스 튜브의 따뜻한 단부 내의 보다 따뜻한 압축 유체가 뜨거운 열 교환기(308)를 통과한 다음 파이핑(309)을 통해 저장고(311)를 통과한다. 압력에 따른 상으로, 가스의 이동은 오리피스(310)와 반주기 사이클 동안 가스를 저장하는 저장고 부피를 혼입시켜 이루어진다. 저장고(311)는 진동 흐름 동안 저장고에서 압력 진동이 발생하지 않을 정도로 충분히 크다. 오리피스를 통해 진동 흐름이 발생하여 가열 및냉각 효과가 분리된다. 파 발생 장치/피스톤(300)으로부터 유입 흐름이 멈추고 튜브 압력이 보다 낮은 압력까지 감소된다. 평균 압력의 저장고(311)로부터의 가스는 오리피스를 통해 보다 낮은 압력인 펄스 튜브를 통과함에 따라 냉각된다. 펄스 튜브(306)의 냉각 단부의 가스는 단열적으로 냉각되어 열을 냉각 열 교환기로부터 추출시킨다. 보다 낮은 압력 작용 유체는 파 발생 장치/피스톤(300)을 통과함에 따라 발생기(303) 내에서 따뜻해진다. 열이 유체(307)로 이동된다. 본 발명의 실행을 위한 냉기를 지닌 냉매 유체로 사용되는 유체(304)는 냉각 열 교환기(305)를 통과함에 따라 도시된 바와 같이 냉각된다.
오리피스 펄스 튜브 냉각기는 펄스 튜브에서 단열 압축 및 팽창하여 이상적으로 작용한다. 사이클은 다음과 같다: 우선 피스톤이 펄스 튜브의 가스를 압축한다. 가스가 가열되므로, 압축된 가스가 저작고의 평균 압력보다 높은 압력에 있게 되고, 오리피스를 통해 저장고로 흘러서, 펄스 튜브의 따뜻한 단부에 위치한 교환기를 통해 주위와 열을 교환한다. 펄스 튜브의 압력이 평균 압력으로 감소될 때 흐름이 중단된다. 피스톤이 되돌아오고, 펄스 튜브에서 가스를 단열적으로 팽창시킨다. 저장고로부터 펄스 튜브로 오리피스를 통한 가스 흐름에 의해 펄스 튜브내의 냉각, 저압 가스는 냉각 단부를 향하게 된다. 펄스 튜브의 냉각 단부에서 열 교환기를 냉각 냉매가 통과함에 따라, 냉매는 냉각된 유체로부터 열을 제거시킨다. 펄스 튜브의 압력이 평균 압력으로 증가할때 흐름이 멈춘다. 그런 다음, 사이클이 반복된다.
또한, 냉각은 자기 또는 활성 자기 냉각 시스템을 사용하여 발생될 수 있다.자기 냉각기는 단열 자기제거를 사용하여 극저온 냉각을 공급한다. 냉각의 온도 스팬이 임의의 일정한 자기 물질에 대해 제한됨에도 불구하고, 활성 자기 발생기 배열에 일련의 자기 물질을 사용하여 큰 온도 범위가 보유될 수 있다.
도 3은 자기 냉각 시스템의 결합을 위한 개략도를 보여준다. 스트림(422)으로서 펌프 또는 압축기(421)에 의해 재순환된 열 운반 유체(420)는 냉각기(423)를 통과하여 압축열을 냉각시킨 다음, 스트림(424)으로서 활성 자기 냉각 시스템(402)을 통과하며, 이 시스템에서 유체가 냉각되어 스트림(425)을 발생시킨다. 스트림(425)은 교환기(426)에서 따뜻하게 되고 스트림(427)으로서 활성 자기 냉각 시스템으로 반송된다. 스트림(425)은 헬륨과 같은 가스 냉매, 플루오로카본과 같은 액체 냉매, 또는 질소, 아르곤과 같은 상변환 냉매가 될 수 있는 냉매 유체로부터 열 로드 Q를 선택한다. 열 교환기(426)에서 냉각된 후, 냉매는 본 발명의 작동 시스템에 사용된 냉기를 지닌 냉매 유체이다. 층(402)은 자석(401)을 움직이거나 자석(401)을 턴온 또는 턴오프(turn-on or turn-off)시킴으로써 자기장내 및 자기장 밖으로 층을 이동시켜 주기적으로 자화되고 탈자화된다.
본 발명이 일부 바람직한 구체예를 참고하여 상세하게 설명됨에도 불구하고, 당업자는 이것들이 본 발명의 범주 내에서 본 발명의 다른 구체예라는 것을 인식할 것이다.
본 발명은 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 향상된 시스템을 제공하여, 탱크 설비의 열 누출 손실을 감소시키는 이점을 제공한다.

Claims (10)

  1. 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 방법으로서,
    a) 증기와 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비를 공급하고 증기를 탱크 설비로부터 열 교환기로 통과시키는 단계;
    b) 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 증기의 일부 또는 전부를 응축시켜 응축된 증기를 생성시키는 단계;
    c) 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 응축된 증기를 과냉각시켜 극저온 액체를 생성시키는 단계; 및
    d) 과냉각된 극저온 액체를 열 교환기로부터 탱크 설비로 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 냉매 유체가 다성분 냉매 유체임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 극저온 액체를 탱크 설비로부터 열 교환기로 통과시키는 단계, 냉기를 지닌 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환으로 극저온 액체를 과냉각시켜 추가의 과냉각된 극저온 액체를 생성시키는 단계; 및 추가의 과냉각된 극저온 액체를 열 교환기로부터 탱크 설비로 통과시키는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 냉기를 지닌 냉매 유체가, 냉매 유체를 압축시키고, 압축된 냉매 유체를 냉각시키고, 압축되고 냉각된 냉매 유체를 팽창시켜 냉기를 발생시키고, 생성된 냉기를 지닌 냉매 유체를 열 교환기로 통과시킴으로써 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 냉기를 지닌 냉매 유체가 펄스 튜브(pulse tube) 배열을 이용하여 생성되며, 이 펄스 튜브 배열에서 작용 유체가 펄스에 의해 압축되고 펄스 튜브 배열의 온도를 낮추기 위해 팽창되며, 냉기를 지닌 냉매 유체가 되는 유체를 열 교환기를 통과하도록 냉각시키는데 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 냉기를 지닌 냉매 유체가 자기(magnetic) 냉각 시스템을 사용하여 생성되며, 이 자기 냉각 시스템에서 작용 유체가 자화성 입자층을 통과하여 냉각되고 냉기를 지닌 냉매 유체가 되는 유체를 열 교환기를 통과시켜 냉각시키기 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 극저온 액체를 함유하는 탱크 설비의 내용물을 냉각시키는 장치로서,
    a) 하나 이상의 탱크, 열 교환기, 및 증기를 탱크 설비로부터 열 교환기로 통과시키는 수단을 포함하는 탱크 설비;
    b) 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성시키는 수단을 포함하는 냉각 시스템;
    c) 냉기를 지닌 냉매 유체를 냉각 시스템으로부터 열 교환기로 통과시키는수단; 및
    d) 유체를 열 교환기로부터 탱크 설비로 통과시키는 수단을 포함하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 냉각 시스템이 압축기, 예비냉각기, 팽창 장치, 냉매 유체를 압축기로 통과시키는 수단, 냉매 유체를 압축기로부터 예비냉각기로 통과시키는 수단, 및 냉매 유체를 예비냉각기로부터 팽창 장치로 통과시켜 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 냉각 시스템이 작용 유체를 함유하는 펄스 튜브를 갖는 펄스 튜브 배열, 펄스를 작용 유체로 공급하는 수단, 및 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환에 의해 작용 유체를 가온시켜 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 냉각 시스템이 자화성 입자층을 갖는 자기 냉각 시스템, 이 층을 주기적으로 자화 및 탈자화시키는 수단, 작용 유체가 이 층을 통과하게 하는 수단, 및 냉매 유체를 이용한 간접 열 교환에 의해 작용 유체를 가온시켜 냉기를 지닌 냉매 유체를 생성시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
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