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1. KR1019990067267 - 균등 흡착 냉각기

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명 세 서
균등 흡착 냉각기
기술분야
본 발명은 흡착제(adsorbent material)를 이용하여 냉각 효과를 발생시키는 열전달 장치에 관한 것이다.
배경기술
이전에는 냉각 효과(refrigeration effect)를 발생시키기 위하여 흡착성을 이용하여 왔다. 흡착이란 임의의 흡착제가 피흡착제에 대하여 갖는 자연 친화력을 이용하는 과정이다. 흡착성을 이용하는 대표적인 냉각 사이클은 두 가지 상(phase)을 포함한다. 첫 번째 상 동안에, 건조되거나 챠지(charge)된 흡착제가 액체 피흡착제(adsorbate)에 노출된다. 흡착제(adsorbent)가 피흡착제로 끌어 당겨질 때, 흡착제가 피흡착제에 대하여 갖는 친화력은 피흡착제가 증기 상태로 진입하게 한다. 액체 상태로부터 증기 상태로의 피흡착제의 전환은 액체를 둘러싸는 주위로부터 열을 빼앗아, 주위를 냉각하여 흡착제를 가열하는 흡열 반응 (endothermic reaction)이다. 두 번째 상 동안에, 흡착된 증기를 추출하거나 제거(desorb)하기 위하여 흡착제에 열이 추가되며, 이로 인하여 흡착제를 다시 챠징(recharging)한다. 제거된 증기는 응축 및 냉각되고, 상기 두 개의 상 사이클이 반복된다.
제올라이트(Zeolite; 또한 분자 시브(molecular sieve)라고 불림)는 화합물의 모래와 유사한 결정질의 금속 알루모실리케이트(alumosilicate) 흡착제에 대한 일반적인 용어이다. 현재 40개 이상의 천연 제올라이트와 100개 이상의 합성 제올라이트가 알려져 있다. 제올라이트는 100m 2/g까지의 큰 내부 표면적과 강한 정전기계를 갖는 결정 격자를 갖는다. 제올라이트는 화학적 흡착(chemisorption)에 의하기보다는 강한 물리력에 의하여 피흡착제를 유지한다. 이것은, 열을 가하여 흡착된 분자를 제거하거나 다른 물질과의 대체에 의하여 제거할 때, 흡착된 분자는 흡착될 때와 같은 화학 상태로 결정체를 벗어난다는 것을 의미한다. 제올라이트에서 매우 강한 흡착력은 결정 격자에 노출된 카티온(cation) 때문이다. 이들 카티온들은 이온 분자의 음극을 정전기적으로 끌어당기는 강한 밀착 양전하의 싸이트로서 작용한다. 분자의 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 크면 클수록 그것은 더 강하게 끌어 당겨져 흡착될 것이다. 이온 분자들은 일반적으로 O, S, Cl, N원자들이며 이들은 비대칭성이다. 물도 그러한 분자들 중 하나이다. 카티온에서 밀착된 강한 양전하의 영향으로, 분자들은 그들에 유도된 쌍극자를 가질 수 있다. 분자가 더 많이 불포화되면 될수록 분자는 더 많이 이온화되며 또한 더 강하게 흡착된다.
제올라이트 분말로부터 제거는 히스테리시스(hysteresis)를 나타내지는 않는다. 흡착과 제거는 완전히 가역적이다. 그러나 펠렛형 제올라이트 물질(pelleted zeolite material)에 있어서, 제올라이트 결정체 외부에 펠렛 기포 상태로 액체 응축동안 포화 증기 압력 근처에서 임의의 추가 흡착이 발생한다. 이러한 매크로-포트 피흡착제(macro-port adsorbate)를 제거할 때 히스테리시스가 발생할 수도 있다.
전형적인 설비에서 흡착 용기와 응축 용기는 상호 연결된다. 흡착 용기는 제올라이트와 같은 흡착제를 포함하며, 응축 용기는 미국특허 제 4,584,842 호에 개재된 워터 브라인 혼합물(water brine mixture)같은 작동 유체를 포함한다. 흡착제가 챠지되지 않은 상태라고 가정할 때, 흡착 용기를 가열하여 용기의 내부에 포함된 임의의 작동 유체를 기화시키며, 흡착 용기로부터 작동 유체가 응축하는 응축 용기로 유체를 유도한다. 흡착 용기가 냉각할 때, 응축 용기에서 작동 유체로부터 증기를 흡착하기 시작한다. 작동 유체가 증기 상태로 진입할 때, 작동 유체는 작동 유체의 주위로부터 기화열을 흡착하며, 이로 인하여 응축 용기와 응축 용기에 남아있는 작동 유체를 냉각한다. 흡착제가 작동 유체 증기로 포화될 때 사이클이 완료한다. 흡착 용기는 다시 가열되고 증기가 응축 용기에 귀환하여 응축하므로써, 앞의 사이클을 반복한다.
상술한 장치의 한 가지 단점은, 대표적으로는 물인 작동 유체는 브라인 혼합물을 형성하기 위하여 소금을 추가할 필요가 있다는 것이다. 브라인이 없다면, 물은 응축 용기뿐만 아니라 관련된 하드웨어를 완전히 냉동하여 팽창시키며 그리고 파손시킬 것이다. 예를 들어 이상적으로, 응축 용기는 응축 용기 내에 냉각율(cooling rate)을 최대화하기 위하여 얇은 핀(fin)이 달린 열교환기 튜빙를 포함한다. 특히 그러한 튜빙는 냉각수에 적용될 때 실패하는 경향이 있다. 추가로 응축 용기에 남아있는 브라인은, 작동 유체가 흡착되어 응축 용기로부터의 열전달 효율을 감소시킬 때 경화되는 경향이 있다.
흡착제 냉각기에 존재하는 다른 단점은 흡착제의 수용 능력이 작동 물질(working substance)의 용적과 맞지 않는다는 것이다. 흡착제 수용 능력이 너무 낮다면, 작동 물질이 유체 상태나 고체 상태로 있는 동안 흡착제는 포화된다. 이것은 흡착제가 모든 작동 유체를 완전히 흡착하는 것보다는 자주 다시 챠지되어야 하기 때문에 비효율적이다. 흡착제의 수용 능력이 너무 높다면, 흡착 용기는 필요한 것보다 더 크고 그 결과로 가열하기에 비효율적이다.
그러므로 흡착 장치 분야에서, 흡착제의 수용 능력과 작동 물질의 양이 맞으며, 장치에 피해를 주지 않고 작동 물질이 유체 상태이든 고체 상태이든 작동 물질을 계속해서 흡착할 수 있는 흡착 장치가 필요하다. 본 발명은 이러한 필요를 충족하며 이와 관련한 추가의 장점을 제공한다.
발명의 상세한 설명
간략하게 말해서, 본 발명은 냉각 효과를 발생시키기 위하여 흡착제를 이용한 열전달 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 액체 상태뿐만 아니라 고체 상태로부터도 작동 물질을 흡착할 수 있으며, 이로 인하여 작동 물질의 빙점을 감소하는 브라인이나 다른 추가 물질을 제거할 수 있기 때문에 종래 기술에 대해 개선안을 제공한다. 본 발명은, 흡착제의 양이 거의 모든 작동 물질을 흡착하도록 맞추어져, 이로 인하여 열교환기 장치 내에 포함된 작동 물질의 냉각 효율을 최대화할 수 있기 때문에 종래 기술에 대해 개선안을 제공한다.
본 발명의 한 가지 실시예에서, 장치는 흡착제를 포함하는 제 1 용기와 도관으로 제 1 용기와 연결된 제 2 용기를 포함한다. 도관은 용기들 사이에 유체 통로를 제공하며, 도관과 함께 용기들은 압력을 대기압 이하로 유지할 수 있는 밀봉된 용적을 형성한다. 밀봉 용적은 흡착제에 의하여 거의 완전히 흡착되도록 선택된 작동 물질량을 포함한다. 작동 물질이 흡착될 때, 그것은 제 2 용기를 냉각한다. 일단 작동 물질이 완전히 흡착되면, 제 1 용기는 가열되어 작동 물질이 제거되며 제 2 용기로 되돌아간다.
본 발명의 다른 측면에서, 제 2 용기 내에 있는 작동 물질의 일부는 고체 상태이다. 고체 상태의 작동 물질은 승화(sublimation)에 의하여 제 1 용기 내에 포함된 흡착제로 완전히 흡착된다.
본 발명의 다른 측면에서, 제 2 용기는 차폐된 냉각실내에 감싸진다. 흡착동안, 제 2 용기는 식료품의 저장이나 냉동을 필요로 하는 다른 물질을 저장하는 방식으로 냉동실을 냉각한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 냉동동안 팽창하는 작동 물질을 사용하도록 이용된다. 제 2 용기는, 작동 물질이 액체 상태로부터 고체 상태로 변화할 때 압축하는 압축제를 포함한다. 제 2 용기 내에 포함된 압축제의 양과 거기에 포함된 작동 물질의 양은, 작동 물질이 냉동할 때, 제 2 용기에 대하여 작동 물질과 압축된 압축제에 의하여 가하여진 힘은 제 2 용기의 폭발 압력 제한값보다 낮도록 선택된다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 제 1 용기는 스털링 엔진(Stirling engine)의 핫 리저버(hot reservoir)를 가열하도록 이용되며, 제 2 용기는 엔진의 콜드 리저버(cold reservoir)를 냉각하도록 이용된다. 이로 인하여 제 1 및 제 2 용기는, 스털링 엔진을 작동하는 온도와 엔진의 효율을 증가시키는 온도 사이에서 리저버의 온도차를 증가시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제 1 용기와 제 2 용기 사이의 도관은 터빈을 포함한다. 터빈은 도관 외부의 동력 전달 장치에 연결되어, 증기가 흡착에 의하여 제 2 도관으로부터 제 1 도관으로 통과될 때, 증기는 터빈의 로터를 회전시키며, 동력 전달 장치에 전달된 동력을 발생시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 열교환기 장치는 핫 사이드(hot side)와 콜드 사이드(cold side)를 갖는 열 유전기 장치(thermal voltaic device)를 포함한다. 장치는 흡착 용기로 핫 사이드의 온도를 증가시키며 응축 용기로 콜드 사이드의 온도를 감소시키도록 위치 설정되며, 이로 인하여 열 유전기 장치의 전압 출력을 증가시킨다.
또한 본 발명은, 흡착제를 포함하는 제 1 용기와 도관으로 제 1 용기와 연결된 제 2 용기 사이에서 열과 작동 물질을 전달하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 작동 물질의 액체 부분이 흡착에 의하여 기화하여 제 2 용기로부터 제 1 용기로 전달하게 하며, 이로 인하여 제 2 용기내의 액체 작동 물질의 남아있는 부분이 냉동하게 하며, 승화에 의하여 작동 물질이 완전히 흡착될 때까지 작동 물질의 냉동된 부분을 계속하여 흡착하게 한다.
본 발명의 이들과 다른 측면들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면을 참고하여 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 응축 용기에 연결된 흡착 용기를 갖는 본 발명의 실시예를 도시한 부분 분해 측면도.
도 2는 응축 용기가 열교환기 튜빙을 포함하며 냉각 상자에 수납된, 본 발명의 실시예를 도시한 단면도.
도 3은 압축제 삽입물과 핀들을 포함하는, 도 2의 열교환기 튜빙을 도시한 상세 측면도.
도 4는 도 3의 4-4선을 따라 절취한 단면도.
도 5는 도 3의 압축제 삽입물의 상세도.
도 6은 두 개의 흡착 용기가 하나의 응축 용기에 연결된, 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 7은 두 개의 흡착 용기가 각각 결합되어 냉동 박스의 연속적인 냉각을 위해 제공된 열교환기를 분리시키는 본 발명의 한 실시예를 도시한 도면.
도 8은 두 개의 흡착 용기가 터빈을 구동하기 위해 응축 용기와 함께 사용되는 본 발명의 다른 실시예의 개략도.
도 9는 흡착 용기 및 응축 용기가 기본 스털링 엔진 사이클에 통합된 본 발명의 다른 실시예의 개략도.
도 10은 두 개의 흡착 용기가 단일 응축 용기에 결합되고 예비 응축 작동 물질을 위한 어큐뮬레이터를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 11은 가스 화염 및 전기 열원을 모두 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 12는 내부 열원과 저장된 가공 흡착제와 외부 순환의 가열 또는 냉각 장치를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 13은 도 12의 13-13 선에 따른 실시예의 단면도.
도 14는 양자 모두 흡착제를 가열 또는 냉각시키기에 적합한, 중공의 내부 열전달원과 외부 순환 열전달원을 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 15는 도 14의 15-15 선에 따른 실시예의 단면도.
실 시 예
상기 기술된 바와 같이, 본 발명은 열원을 이용하여 냉각 효과를 발생시키기는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 열을 전달하면서 순환식으로 작동 물질을 흡착하고 제거하는 흡착제를 포함한다. 본 발명은 흡착제의 용량을 작동 물질의 양에 부합시킴으로써 흡착 사이클의 효율을 증가시킨다.
또한, 본 발명은 작동 물질이 경화될 때 폭발하지 않는 용기 내에 작동 물질을 저장함으로써 흡착 사이클의 효율을 증가시키고, 그에 의해서 작동 물질이 경화된 후 연속으로 흡착할 수 있다.
본 발명에 따른 주요 장치는 설명을 위해 도면에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(2)의 흡착 용기(4)는 흡착 용기의 베이스에 위치한 구멍(9)을 통과하는 파이프(8)를 갖는 응축 용기(6)에 결합되어 있다. 흡착 용기(4)는 극성 작동 물질에 대해 강한 밀착 관계를 갖는 흡착제(10)로 채워진다. 파이프(8)는 흡착 용기(4)를 통해서 연장되고 흡착제(10)에 의해 포위된다. 또한 파이프(8)는 증기가 뒤로 통과하여 흡착제(10)와 파이프 사이에 전개되는 관통구(12)를 수용한다. 메쉬 크로스(mesh cloth;14)는 관통구(12)를 덮으며 흡착제(10)가 관통구를 통해서 파이프(8)로 들어가는 것을 방지한다. 흡착 용기(4)는 유지를 목적으로 흡착 용기를 제거하고 이 흡착 용기로 접근하기 위한 플러그(16)를 수용한다.
열원(18)은 흡착 용기(4)에 인접하게 위치되며 흡착 용기와 그 내용물을 가열하도록 배치된다. 또한, 열원(18)은 열을 발생시켜서 흡착 용기(4)를 가열하고 흡착제(10)가 증기를 제거하도록 실행하는 활성 위치와 흡착 용기(4) 및 그 내용물이 냉각되도록 허용하는 비활성 위치 사이에서 순환될 수 있으며, 전기 히터, 연소 히터, 태양 에너지의 형태를 갖추거나, 구리관, 예를 들어, 용기(4)에 대해 자석을 통과시키킴으로써 가열 방법이 얻어질 수 있다. 당 기술에 공지된 다른 가열 방법이 사용될 수도 있다.
한 실시예에서, 파이프(8)는 진공 밸브(20)와 벨로우즈(22)를 수용한다. 진공 밸브(20)는 응축 용기(6)가 파이프(8)를 통해서 흡착 용기(4)와 교통하는 도 1의 실선으로 도시한 개방 위치와, 응축 용기가 흡착 용기와의 교통관계로부터 밀봉되는 도 1의 은선으로 표시된 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하다. 응축 용기(6)는 응축 용기에 저장된 응축된 액체 작동 물질(26)과 고체 작동 물질(28)을 관찰할 수 있는 관찰 윈도우(24)를 수용한다. 다른 실시예에서, 진공 밸브(20)와 벨로우즈(22)는 상업 등급의 진공 밸브 또는 다른 적당한 밸브 장치로 대체된다.
흡착 용기(4)는 파이프(34)에 의해 진공 밸브(32)에 결합된 제 2 구멍(30)을 수용하며, 진공 밸브는 흡착 용기(4)를 진공으로 구성할 목적으로 진공원(33)과 결합 가능하다. 액체 작동 물질(26)이 기화되어 흡착제(10)에 의해 흡착되는 온도로 낮추기 위해 흡착 용기(4)의 압력을 감소시키는 것이 바람직하다. 그러나, 흡착제(10) 및 작동 물질의 특성에 따라, 대기압 및 대기압 이상에서도 가능하다. 진공 밸브(32)는 흡착 용기(4)와 진공원(33) 사이의 교통을 허용하는 개방 위치와, 흡착 용기(4)가 진공원으로부터 밀봉되는 폐쇄 위치 사이에서 배치될 수 있다.
장치(2)가 작동하기 전에, 진공 밸브(32)는 개방되어서 흡착 용기(4)와 진공원(33) 사이에 유체 접속을 제공한다. 진공 밸브(20)는 그때 개방되어서 흡착 용기(4)와 응축 용기(6) 사이에 유체 접속을 제공한다. 흡착 용기(4)와 응축 용기(6)의 압력은 감소되고, 그때 진공 밸브(32)는 폐쇄되며 장치(2)는 작동할 준비를 갖춘다. 한 실시예에서, 용기(4) 내의 압력은 4mmHg의 절대 압력(전체 진공 위의 4mmHg)까지 감소되지만, 장치가 속해 있는 온도뿐만 아니라, 장치 내에 수용된 작동 물질 및 흡착제(10)의 유형에 따라 다른 압력도 가능하다.
작동할 때, 장치(2)는 흡착 단계와 제거 단계 사이에서 순환한다. 제거 단계에서, 열원(18)은 작동되어서 흡착 용기(4)와 흡착제(10)를 가열함으로써 흡착제(10)에 수용된 액체 작동 물질이 기화되도록 실행한다. 작동 물질의 증기는 흡착제(10)로부터 메쉬 크로스(14) 및 관통구(12)를 통해서, 상기 작동 물질이 응축되어 한 묶음의 액체 작동 물질(26)을 형성하는 응축 용기(6)로 들어간다. 작동 물질이 물인 한 실시예에서, 흡착 용기는 250℉(121.1℃)의 온도까지 가열되어 작동 물질의 증기를 제거한다. 흡착제(10), 작동 물질의 특성 및 흡착 제거 과정 동안 제거되는 작동 물질의 양에 따라 다른 온도도 가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 응축 용기는 흡착 용기(4) 밑에 양호하게 배치되어서, 중력이 흡착 용기로부터의 응축 경로가 응축 용기로 보조하는 것을 허용한다.
일단, 작동 물질 증기가 흡착 용기(4)로부터 제거되어 응축 용기(6)로 들어가면, 진공 밸브(20)는 폐쇄되고 응축 용기(6)와 흡착 용기(4)는 모두 냉각된다. 한 실시예에서, 흡착 용기와 응축 용기는 모두 상온, 대략 70℉(21.1℃)까지 냉각된다. 흡착 용기(4)의 냉각율은 냉각원(36)을 부가하여 촉진될 수 있다. 그러나, 냉각원은 장치(2)를 작동하는데 필요한 것은 아니다. 냉각원의 보기는 팬, 물 재킷 및 다른 열 덤프(thermal dump) 등을 포함한다. 비록, 도 1에 도시된 냉각원은 흡착 용기(4) 밖에 있지만, 흡착 용기 내에서 연장되어 그 내부의 흡착제(10)를 더욱 효율적으로 냉각시킨다.
흡착 용기(4)와 응축 용기(6)가 냉각될 때, 흡착 냉각기(2)는 흡착 과정을 진행할 준비를 갖춘다. 진공 밸브(20)는 개방되어 흡착 용기(4)와 응축 용기(6) 사이에 유체가 교통하도록 허용하고, 즉시 돌발적으로 냉각 효과를 제공한다. 흡착제(10)는 액체 작동 물질(26)을 흡착하여 흡착제를 액체에서 기체로 변환시켜서 파이프(8)와, 관통구(12)와, 메쉬 크로스(14) 및 흡착제(10) 안으로 통과시킨다. 액체 작동 물질이 액체 상태에서 기체 상태로 진행될 때, 물과 응축 용기가 냉각되도록 실행하면서 주위 액체 작동 물질 및 응축 용기(6)로부터 기화열을 추출한다. 응축 용기(6)와 그 내용물이 냉각될 때, 액체 작동 물질은 고체 작동 물질(28)을 형성하기 시작한다. 흡착 단계가 지속됨에 따라, 액체 작동 물질(26)은 흡착제(10)에 의해 흡착되거나 또는 전용적으로 고체 작동 물질(28)로 변환되기 때문에 사라진다.
일단, 액체 작동 물질(26)이 응축 용기(6)로부터 사라지면, 고체 작동 물질(28)이 흡착제(10)에 의해 흡착되는 기체로 직접 승화되기 때문에 흡착 작용이 지속된다. 액체 작동 물질(26) 및 고체 작동 물질(28)이 실질적으로 완전히 흡착될 때, 순환 과정은 종료된다. 그 때 열원은 재활성화되어서 냉각 순환과정을 반복하기 위해 수증기를 파이프(8)를 통해서 응축 용기(6)로 뒤로 추진시킨다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 실질적으로 완전히 흡착된 것을 뜻하는 용어는 액체 상태 또는 고체 상태의 모든 작동 물질이 실질적으로 기체 상태로 흡착되어서 응축 용기(6)로부터 흡착 용기(4)로 이동되는 것을 의미한다.
장치(2)에서 작동 물질의 양에 대한 흡착제(10)의 용량(장치가 수용하는 작동 물질의 최대 용량)은 본 발명의 중요한 형태이다. 한 실시예에서, 흡착제(10)는 데스 플레인스 일리노이즈의 UOP 인코포레이티드사에 의해 제조된 MOLSIV 타입의 13X 제올라이트이고, 작동 물질은 물이다. 이 실시예에서, 흡착제(10)의 용량은 흡착제가 액체 물(26)과 아이스(28)를 모두 완전히 흡착할 수 있는 값으로 세팅된다. 흡착제(10)의 용적은 22 입방 인치(즉, 0.51파운드)가 되도록 소정의 냉각 부하 및 냉각율을 바탕으로 선택된다. 작동 물질은 물의 60 입방 센티미터(즉, 흡착제(10)의 무게의 28.5%)가 되도록 선택되고, 응축 용기(6)의 용적은 작동 물질의 용적과 동일하도록 크기가 설정된다. 흡착제가 250℉(121.1℃)까지 가열될 때, 흡착제(10)에 의해 흡착된 물의 양은 20 입방 센티미터이다. 물의 잔여 40 입방 센티미터는 제거된 후 흡착제(10)에 잔존한다. 이러한 복합 과정으로, 응축 용기(6)의 물은 진공 밸브(20)가 개방된 후 거의 11초 동안 완전히 동결되고 순환 고정의 흡착 단계가 개시된다. 시스템에 작용 부하를 적용하지 않고(즉, 응축 용기를 가열하지 않고), 동결된 잔여량은 거의 120 내지 160 분 후에 흡착제(10)에 의해 완전히 흡착된다.
상기에서 선택된 흡착 물질 대 작동 물질의 비율 및 온도는 표시된 냉각 시간을 제공하도록 선택되었다. 전체 작동 물질을 흡착하고 제거할 수 있는 다른 비율 및 온도도 가능하며, 이러한 비율은 흡착제(10)가 제거되어야 하는 빈도를 감소시킨다.
상술된 바와 같이, 흡착제(10)는 제올라이트이고, 작동 물질은 하나의 실시예로서 물이다. 작동 물질용으로서 친화력을 가지는 다른 작동 물질과 다른 흡착제도 가능하다. 이러한 작동 물질은 플로로(fluoro), 클로로(chloro), 탄화수소와 이들의 혼합물뿐만 아니라 NH 3, H 2, S, N 2, CO 2 등을 포함한다. 이들 물질들은 아래에 설명되는 바와 같이, 흡착제용 변화 친화력을 가진다. 다른 흡착제는 분말, 펠렛, 파티클, 고체 형태 및 이들의 겔을 포함하는 다른 소다라이트형 구조(sodalite type structure)와, 분자 시브(sieve), 실리콘 겔, 활성 알루미나를 포함한다.
상기 흡착제 분자 시브 결정체의 외부 표면 영역은 모든 크기의 분자 흡착용으로 이용가능하고, 반면에 내부 영역은 포어(pore)에 들어갈 정도로 충분히 작은 분자에만 이용 가능하다. 상기 외부 영역은 전체 표면 영역의 단지 약 1%이다. 너무 커서 내부로 흡착될 수 없는 물질은 중량당 0.2% 내지 1%의 범위로 외부에 흡착되는 것이 통상적이다. 분자 시브는 다양한 타입과 형태로 이용할 수 있다. 적절한 흡착제 및 작동 상태를 선택함으로써, 다수의 특정 적용에 분자 시브를 채택할 수 있다. 분자 시브는 크기와 형상을 기초로 하여 분자를 분리할 뿐만 아니라, 이들은 불포화의 정도 또는 극성을 기초로 하여 우선적으로 흡착할 수 있다. 상기 포어로 들어갈 정도로 충분히 작은 분자 혼합물에서, 휘발성이 작으면 작을수록, 극성이나 불포화 분자는 더 많아지며, 이것은 결정 내에서 보다 견고하게 유지된다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 작동 유체는 CO 2와 물의 혼합물이다. 상기 CO 2는 물에서 기화되는 것보다 더 쉽게 기화된다. 상기 사이클의 흡착상태의 초기에서, 상기 CO 2는 즉각적인 냉각 효과를 제공하면서 즉각 기화된다. 상기 물은 보다 느리지만 오랜 기간의 냉각을 위하여 제공되는 긴 주기의 시간동안에 기화된다. 즉각적인 냉각 효과를 제공하는 것에 추가하여, CO 2는 열원(18)으로부터 흡착제(10)까지 열전달율을 향상시키고, 그래서 흡착제를 제거하는데 요구되는 에너지와 시간을 감소시킨다. 질소와 같은 물질은 또한 물과 결합되어 사용될 수 있다. 상기 질소는 열전도성을 제공하고, 열이 분리하는 동안에 흡착제로부터 이격되게 전달되는 효율을 증가시킨다. 상기 흡착제(10)는 물만큼 강하게 질소를 흡착하지는 않고, 상기 질소는 흡착제(10)가 물을 흡착하는 것을 방지하지는 않는다.
도 1에 도시된 장치의 또 다른 실시예에서, 상기 진공 밸브(20)는 제거된다. 결과적으로, 상기 흡착제는 작동 물질을 연속적으로 흡착하고, 응축 용기와 그 내용물을 갑자기 냉각하기보다는 연속적으로 냉각한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 흡착 용기(4)의 직경은 파이프(8)의 직경의 2.4배이지만, 그러나 다른 파이프 직경과 형상 또한 가능하다. 예를 들면, 흡착 용기(4)내에 위치된 파이프(8)의 부분은 다수의 보다 작은 파이프로 분할될 수 있고, 이들은 각각 관통구(12)와 메쉬 크로스(mesh cloth; 14)를 가진다. 증가된 수의 파이프는 흡착제(10)와 응축 용기(6)사이의 증기 전달의 비를 증가시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열원(18)은 흡착 용기(4)에 대하여 외부에 위치하지만, 그러나 다른 정렬이 가능하다. 예를 들면, 열원(18)은 흡착제(10)를 보다 효과적으로 가열할 수 있도록 흡착 용기(18)내에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 열원(18)은 수저항성의 인칼로이 요소(incalloy element)를 포함하고, 상기 흡착제(10)는 효과적인 열전달을 위하여 견고한 접착을 제공하도록 상기 요소에 직접 접착된다. 상기 실시예에서, 인칼로이 또는 다른 적절한 물질은 열하중하에서 용융되지 않고 공기에 노출될 수 있다. 상기 결합 물질은 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide; PPS)또는 알루미늄 포스페이트(aluminum phosphate)가 될 수 있다. 알루미늄 포스페이트는 결합제로서 장점을 갖는데, 왜냐하면 이것은 제올라이트를 가지고 활성 알루미늄 및/또는 산화 알루미늄을 결합함으로써 구조적인 강도를 높일 수 있고, 600℉ (315.6℃) 이상으로 가열될 수 있다. PPS는 큰 강도로서 부가되지 않지만, 활성 알루미늄 또는 산화 알루미늄의 부가를 요구하지 않으므로, 상기 흡착제의 100%는 제올라이트가 될 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 실시예에서, 상기 흡착제는 인칼로이와 같은 물질로부터 형성된 고체 가열요소(52) 위에 적층되고 케이블(53)에 전압을 적용함으로써 전기적으로 가열될 수 있는 기계적으로 가공된 흡착 디스크(50)형태이다. 각각의 흡착 디스크(52)는 제거된 증기가 흡착 디스크(50)와 파이프(8)사이를 통과되도록 허용하는 홀(54)을 구비한다. 상기 흡착 디스크(50)는 바람직하기로는 흡착 디스크를 냉각하거나 가열하기 위하여 흡착 디스크사이에 공기를 통과하도록 하는 거친 표면(55)을 제공하기 위하여 가공될 수 있다. 열전달 자켓(56)은 흡착 디스크(50)의 외부 표면을 환형으로 둘러싸고 있다. 상기 열전달 자켓은 흡착 용기(4)의 온도를 변화시키기 위하여 열교환원(57)에 연결된다. 물과 같은 유체(58)는 흡착 디스크(50)와 열교환원(57)사이에서 열을 전달하기 위하여 상기 열전달 자켓(56)과 열교환원(57)사이를 통과한다. 상기 흡착 디스크(50)는 어떠한 바람직한 형상으로 가공될 수 있으며, 다양한 치수를 가지는 흡착 용기(4)내에 결합될 수 있도록 다양한 길이를 가지는 가열 요소(52)위에 적층될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 열교환원(57)과 열전달 자켓(56)은 흡착 디스크(50)로부터 또는 그곳으로 열을 전달하기 위하여 작용될 수 있다. 상기 열교환원(57)과 열전달 자켓(56)은 흡착 디스크(50)를 가열하기 위하여 작용하고, 이들은 흡착 디스크가 작동 물질을 제거하는 비를 증가시키고, 흡착 용기(4)를 제거하는데 요구되는 시간을 감소시키므로, 전체 사이클 시간을 감소시킨다. 상기 열전달 자켓(56)과 열교환원(57)이 흡착 디스크(50)를 냉각시키기 위하여 작용될 때, 이들은 흡착 디스크를 즉시 담금질하며, 다음의 흡착상(adsorption phase)이전에 흡착 디스크를 냉각시키는데 요구되는 시간을 감소시키므로, 다시 전체 사이클 시간을 감소시킨다.
도 14 및 도 15에 도시된 다른 실시예에서, 상기 흡착제(10)는 분말 또는 펠렛의 형태이다. 가열 요소(300)는 흡착제(10)를 통과하는 인칼로이와 같은 물질로 형성되고, 열교환원(57)에 연결된다. 상기 가열 요소(300)는 유체(58)가 통과하는 환형 캐비티(302)를 가진다. 상기 열전달 자켓(56)은 또한, 열교환원(57)에 연결되고, 유체(58) 또한 포함한다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 파이프(8)는 관통된 섹션(310, 312)내로 나누어진다. 상기 관통 섹션(310, 312)은 증기가 흡착제(10)와 관통 섹션사이를 통과하도록 하기 위한 관통구(12)와, 상기 관통된 섹션으로 상기 흡착제가 들어가는 것을 방지하기 위하여 메쉬 크로스(14)를 포함한다. 2개의 관통 섹션(310, 312)이 도 14 및 도 15에 도시되어 있을지라도, 보다 많은 수의 관통 섹션은 흡착제(10)와 관통 섹션사이에서 전달되는 증기의 비율을 최대로 하는 것이 가능하다. 도 12 및 도 13에 도시된 실시예에 대하여 상술한 바와 같이, 열교환원(57)과 열전달 자켓(56) 및 환형 가열 요소(300)는 흡착제(10)를 가열하거나 냉각하기 위하여 작용할 수 있다. 물과 다른 적절한 유체와 같은 뜨거운 유체가 열전달 자켓(56)과 환형 캐비티(302)를 통과하여 열교환원(57)으로부터 경유될 때, 가열 요소는 케이블(53)을 통하여 공급되는 전류로 가열되고, 제거되는 흡착제(10)의 비는 증가되고, 흡착을 위한 흡착 용기(4)를 준비하는데 요구되는 시간을 감소시킨다. 물 또는 다른 적절한 유체와 같은 냉각 유체가 열전달 자켓(56)과 환형 캐비티(302)를 통하여 열교환원(57)으로부터 통과할 때, 흡착제(10)는 즉시 담금질되고, 또한 흡착이전과 가열된 후에 흡착 용기(4)를 준비하는데 요구되는 시간을 감소시킨다.
도 2에 도시된 다른 실시예에서, 상기 응축 용기는 차폐된 박스(38)내에 위치된 열교환기(36)에 의하여 대체된다. 상기 흡착 용기(4)의 작동은 도 1에 대하여 상술된 바와 같은 흡착 용기의 작동과 거의 동일하다. 상기 열교환기가 흡착상동안에 냉각될 때, 이것은 박스(38)를 냉각시킨다. 그 다음, 상기 박스(38)는 냉각이 요구되는 식료품과 같은 어떠한 아이템도 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 열교환기(36)는 도 1의 응축 용기(6)가 하는 것과 같은 동일한 목적을 가지는 열교환기 튜빙(40)을 포함한다. 그러나, 상기 열교환기 튜빙(40)은 응축 용기(6)의 것 보다 더 큰 열전달 표면을 제공하므로, 상기 박스(38)를 보다 효과적으로 냉각한다. 상기 열교환기 튜빙(40)은 상기 열교환기 튜빙이 응축제로 충진될 때 중력의 장점을 갖기 위하여 하향의 각도로 설치된다.
상기 열교환기 튜빙(40)은 도 3에 보다 상세히 도시된다. 상기 실시예에서, 작동 물질은 물과 같이 고형화될 때 팽창되는 물질이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환기 튜빙(40)은 폼(foam) 또는 냉각될 때 작동 물질(26)의 팽창을 수용하는 다른 압축성 물질(42)을 포함한다. 상기 냉동되는 물은 후프 응력(hoop stress)을 발생하는 열교환기 튜빙(40)의 벽 위와, 압축성 물질(42)위에 압력을 발생한다. 상기 압축성 물질(42)이 열교환기 튜빙의 벽보다 더 큰 압축성이며, 그러므로 이것은 작동 물질이 완전하게 냉동될 때 압력이 열교환기 튜빙(40)의 후프 강도를 초과하는 것으로부터 방지한다. 일단 작동 물질이 완전하게 냉동된다면, 이것은 계속하여 승화되며 이전에 설명한 바와 같이 흡착제(10)에 의하여 흡착된다. 본원에서 설명된 바와 같이, 상기 후프 강성은 열교환기 튜빙(40)의 벽 또는 압축성 물질(42)이 위치되는 다른 용기가 파열되는 응력을 언급한다.
흡착동안에 작동 물질의 증기의 흐름이 열교환기 튜빙을 통하도록 하는데 적절한 열교환기 튜빙에서 흐름 영역을 남기도록 열교환기 튜빙(40)에서 압축성 물질(42)을 정하고 위치시키는 것이 바람직하다. 동시에, 상기 냉동 작동 물질이 압축성 물질(42)을완전하게 압축하지 않고, 그 다음 열교환기 튜빙(40)을 파열하지 않도록 충분한 압축성 물질을 제공하는 것이 바람직하다. 그럼으로, 압축성 물질(42)의 부피에 대한 작동 물질의 부피의 비는 상기 작동 물질이 냉동되고 팽창될 수 있도록 선택되고, 압축성 물질(42)을 압축하며, 결합 압력은 냉동 작동 물질에 의하여 발생되며, 남아 있는 어떠한 작동 물질과 압축성 물질(42)도 열교환기 튜빙(40)의 후프 강성보다 작게 된다.
도 3에 도시된 실시예에서, 열교환기 튜빙은 흡착 용기(4)와 소통되는 개구(46)를 구비하는 단일 섹션을 포함한다. 다른 실시예도 마찬가지로 가능하다. 예를 들면, 상기 열교환기 튜빙(40)은 몇몇 길이부로 나누어질 수 있고, 각각은 흡착 용기와 소통되는 개구(46)를 구비한다. 이러한 장치는 흡착 용기(4)에 대한 열교환기 튜빙내에 유체의 노출을 증가시킨다. 또 다른 실시예에서, 열교환기 튜빙(40)은 박스(38)로부터 열교환기 튜빙까지 열전달비를 증가시키는 핀(48)에 결합될 수 있으므로, 박스가 냉각되는 비를 증가시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 압축성 물질(42)은 도 4에 도시된 바와 같이 삼각형 단면을 가진다. 상기 형상은 작동 물질(26)이 압축성 물질(42)주위의 튜빙를 통과하도록 한다. 상기 형상은 또한 최대의 열전달 효율을 위하여, 튜빙의 벽에 대하여 열교환기 튜빙(40)내에 저장된 작동 물질(40)에 힘을 가한다. 최대의 열전달을 위하여 상기 벽에서 작동 물질을 위치시키는 다른 형상이 또한 가능하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 노치(44)는 작동 물질(26)이 압축성 물질(42)의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 통과하도록 하므로써, 튜빙(40)를 통과하는 액체와 증기의 비를 향상시킨다.
상기 압축성 물질(42)이 열교환기 튜빙(40)에 위치된 도 3에 도시되어 있을지라도, 상기 압축성 물질(42)은 그 곳 내에 저장된 액체가 냉각 및 팽창될 때 파열되기 쉬운 어떠한 용기에도 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 압축성 물질(42)은 주변공기가 빙점 아래로 떨어질 때 포시트(faucet)가 파열되는 것을 방지하기 위하여 외부물의 포시트에 위치될 수 있다. 이들 실시예에서, 상기 압축성 물질(42)은 위치되는 용기의 형상에 순응하는 어떠한 형상도 가질 수 있고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 삼각형 또는 신장형이 될 필요가 없다. 상기 방법에서, 상기 압축성 물질은 작동 물질과 제 2 표면 사이의 최대의 열전달을 위하여 용기의 제 2 벽에 인접된 작동 물질을 위치시키고, 용기의 제 1 벽을 차폐하기 위하여 작용한다.
압축성 물질의 펠렛은 용기형상이 압축성 물질의 단일편을 쉽게 수용하지 않는 용기에 사용될 수 있다. 상기 열교환기 튜빙(40)는 통상적으로, 얇은 벽의 강성의 열전도성 물질로 제조될 수 있다. 상기 실시예에서, 용기벽과 압축성 물질(42)은 내장된 액체가 냉각될 때 굽혀지게 된다. 상기 압축성 물질(42)의 다른 것은 본 기술분야에 공지되어 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 2개의 흡착 용기(4)는 응축 용기(6)에 연결된다. 각 흡착 용기(4)는 상술한 것과 같은 방식으로 작동되지만, 2개의 흡착 용기는 상 밖에서 작동되고 그리하여 1개의 흡착 용기가 응축 용기로부터 작용 물질을 흡착할 때, 다른 흡착 용기는 열원(18)에 의해 가열되어 증기를 제거하고 응축 용기(6)로 응축된다. 가열된 용기가 증기를 제거하는 동안, 용기에 직접 연결된 진공 밸브(20)는 응축물이 인접 흡착 용기에 의해 즉시 흡착되는 것을 방지하기 위해 폐쇄된다. 밸브(21)는 다른 흡착 용기(4)에 의해 수행되는 동시 흡착을 방해하지 않고 어큐뮬레이터(23)내에 응축하기 위해 응축물을 허용하기 위해 개방된다. 제거 용기로부터 제거가 완료되었을 때, 제거 용기와 결합된 밸브(20)는 개방되어 작용 물질을 어큐뮬레이터(23)로부터 응축 용기(6)로 흐르도록 허용한다. 한 실시예에서, 열원(18) 및 흡착 용기(4)는 규격화되고 그리하여 1개의 흡착 용기가 완전히 제거, 냉각되어 흡착준비가 완료되었을 때, 다른 흡착 용기는 포화되어 제거할 준비가 된다. 그 때 용기들의 역할은 반전되고 먼저 제거한 용기는 응축 용기(6)로부터 흡착하고 먼저 흡착한 용기는 어큐뮬레이터(23)로 제거한다. 비록 도 6에 2개의 흡착 용기가 도시되었지만, 그 이상의 흡착 용기를 사용하는 다른 구조도 마찬가지로 가능하다. 이러한 실시예는 한 용기에 대한 제거 시간을 다른 것의 흡착 시간과 완전히 일치시킬 필요가 없기 때문에 유리하다.
도 7은 다중 흡착 시스템을 사용하는 연속 순환을 도시한 것이다. 각 흡착 용기(4)는 열교환기 튜빙(40)을 포함하는 열교환기(36)를 분리하기 위해 결합된다. 도 6에 도시된 실시예와 마찬가지로 흡착 용기(4)는 상밖에서 동작되고, 그리하여 1개의 흡착 용기(4)가 연결되는 열교환기(36)로부터 작용 물질을 흡착할 때, 다른 흡착 용기는 그 열교환기에 작용 물질을 제거한다. 이러한 방식에서, 차폐 박스(38)는 일정한 온도로 유지된다.
박스(38)는 상부 냉동부와 하부 냉장부를 갖는다. 상부 냉동부는 통상적으로 냉동 식품에 요구되는 낮은 온도를 성취하기 위해 박스의 단위 부피당 비교적 높은 밀도의 열교환기 튜빙을 포함한다. 하부 냉장부는 단위 부피당 냉동부보다는 비교적 낮은 밀도의 열교환기 튜빙을 포함하고, 32℉의 통상적인 냉장 온도에서 식품을 유지하기에 적당하다. 2개 이상의 흡착 용기 및 열교환기를 응용하는 다른 실시예도 마찬가지로 가능하다. 이러한 실시예는 한 용기에 대한 제거 시간을 다른 것의 흡착 시간과 완전히 일치시킬 필요가 없기 때문에 유리하다.
도 8은 2개의 흡착 용기(60, 62)가 응축 용기(66)에 연결된 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 흡착 용기(60, 62) 및 응축 용기(66) 사이에 흡착 증기의 흐름은 전력을 전력 전달 장치(72)로 제공하기 위해 응축 용기의 입구(70)에 배치된 터빈(68)을 구동한다. 밸브(74, 76)는 하나 또는 다른 흡착 용기(60, 62)를 응축 용기(66)와 연결하기 위해 개방되거나 또는 폐쇄될 수 있다. 바이패스 밸브(75, 76, 77)는 응축물이 어큐뮬레이터(79, 71)를 통해 응축 용기(66)로 복귀하도록 허용한다.
작동시, 흡착 용기(60)는 완전 포화상태이고 흡착 용기(62)는 완전 제거되고 챠지된 상태이고, 밸브(76)는 개방되고 밸브(74)는 폐쇄되고 밸브(77, 78)는 폐쇄된다. 통상적인 설치시, 제거 동안 작용 물질의 유량은 너무 느려서 터빈(68)에서 전력을 발생시키지 못한다. 그러므로, 제 1 흡착 용기(60)가 가열될 때, 용기를 빠져나가는 증기는 터빈(68) 주위에 바이패스관(64)을 통과해 어큐뮬레이터(79)로 간다. 제 2 흡착 용기(62)는 응축 용기(66)로부터 증기를 흡착하여 증기가 터빈(68)을 통과하도록 한다. 증기가 터빈(68)을 통과할 때, 터빈을 회전한다. 터빈의 회전 운동은 긴밀하게 밀봉된 샤프트 또는 와전류 커플링과 같은 공지된 수단을 사용하는 전력 전달 장치(72)에 의해 전달된다. 일단 제 2 흡착 용기(62)가 증기로 포화되고 제 1 흡착 용기(60)가 완전히 전하될 때, 용기들의 역할은 반전된다. 밸브(75, 76, 77)는 폐쇄되고, 밸브(74, 78)는 개방된다. 제 1 흡착 용기(60)는 터빈(68)을 구동하면서 응축 용기(66)로부터 증기를 흡착하고, 반면에 제 2 흡착 용기(62)는 증기를 바이패스관(65)을 통해 어큐뮬레이터(71)로 제거한다.
본 발명에 개시된 흡착 냉각 장치의 다른 응용은 마찬가지로 가능하다. 예를 들어, 장치는 스털링 엔진(Stirling engine)의 냉각측 온도를 낮추기 위해 사용될 수 있고, 그리하여 엔진의 효율을 증가시킨다. 도 9는 본 명세서에 참고 문헌으로서 삽입된 미국특허 제 5,456,076 호에 개시된 기본적인 재생 스털링 엔진 순환을 도시한 것이다. 기본적 스털링 엔진 순환은 최소한 열 에너지를 고온 영역(82)으로 공급하는 열원(81), 냉각 영역(83)으로부터 열을 제거하는 열 씽크대(84), 고온 실린더 영역(86)과 냉각 실린더 영역(87) 사이에서 열 에너지를 수송하는 열 전도성 기체 작업 유체(85), 고온 챔버(90) 및 냉각 챔버(91)를 갖는 디스플레이서 실린더(displacer cylinder; 89)내에서 왕복하는 디스플레이서 피스톤(88), 열적으로 차단된 재생 열교환기(92)에 의해 연결된 고온 및 냉각 챔버, 전력 피스톤의 운동을 회전 크랭크샤프트와 같은 유용한 전력으로 전환하기 위한 수단을 포함한다. 전력 피스톤(93) 및 디스플레이서 피스톤(88)은 스털링 리니어 제너레이터와 같은 자유로운 유동성일 수도 있고 또는 기계적으로 연결될 수도 있다. 이 실시예에서, 열원(81)은 흡착 용기를 포함하고, 열 씽크대(84)는 상술한 형태의 응축 용기를 포함한다. 흡착 용기 및 응축 용기는 각각 열원(81) 및 열 씽크대(83)로 가열 및 냉각되어 열효율을 증가시킨다. 더욱이, 재생 열교환기(82)는 상술한 종류와 결합한 흡착 용기/응축 용기로 대체될 수 있다. 열원(81)은 태양 에너지를 포함할 수도 있고, 그리하여 낮동안에 열원은 흡착 물질을 가열하여, 흡착 용기를 전하한다. 밤에 흡착 용기는 흡착 용기를 가열하고 응축 용기를 냉각하여 응축 용기로부터 작용 물질을 흡착한다. 이러한 방식에서, 흡착 용기 및 응축 용기의 포함은 태양 에너지를 저장하여 심지어 밤에도 스털링 엔진을 작동시켜준다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 흡착 냉각 장치는 열 전지의 효율을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 흡착 냉각 장치는 전지의 냉각측 온도를 감소시키기 위해 사용되고 그리하여 전압 출력을 증가시킨다. 또 다른 실시예도 마찬가지로 가능하다. 예를 들어, 열전달 장치는 접속 처리에 사용하는 평판을 냉각하기 위해 사용되거나 또는 컴퓨터 칩, 발전소 또는 차를 냉각하기 위해 사용된다. 각 실시예에서, 쉽게 사용될 수 있는 비교적 낮은 등급의 열은 원하는 냉각 효과를 발생시키는 데 사용된다.
도 10은 컴퓨터 칩(180)을 냉각하기 위해 제 1 및 제 2 흡착 용기(4, 104)가 단일 응축 용기(6)와 함께 작동하는 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 제 1 흡착 용기(4)가 어큐뮬레이터(23)로 제거하는 동안, 밸브(21)는 개방되고 바이패스 밸브(27) 및 진공 밸브(20)는 폐쇄되고, 제 2 흡착 용기(104)는 응축 용기(6)로부터 흡착하고 진공 밸브(120) 및 밸브(121)는 폐쇄되고 바이패스 밸브(127)는 개방된다. 제 2 흡착 용기(104)가 흡착을 완료하고 제 1 흡착 용기(4)가 제거를 완료할 때, 밸브의 위치는 반전되고 흡착 용기(4)는 흡착 용기(104)가 어큐뮬레이터(123)로 제거할 때 흡착을 시작한다. 이러한 방식으로 컴퓨터 칩(180)은 연속적으로 냉각된다.
도 11은 흡착 용기가 가스 포트(202)를 통해 배출되는 가스 버너 어셈블리(201) 또는 전기 히터 부재(203) 또는 입구 포트(212)를 통해 유입되고 출구 포트(214)를 통해 배출되는 고온 가스 또는 액체에 의해 가열될 수도 있다. 흡착 용기(4)에 포함된 흡착제(10)의 가열 방법은 제거시 열원의 유용성에 근거하여 선택될 수 있다. 입구 포트(212) 및 출구 포트(214)는 자동차 라디에이터와 같은 어떤 편리한 열원에도 연결될 수 있다. 냉각 열교환기(210)는 또한 한 번 제거된 흡착 용기(4)의 온도를 감소시키기 위해 제공된다. 유입 포트(205)는 흡착 용기(4)의 관리 및 그 제어부(207)를 허용하기 위해 공급된다. 진공 포트(32)는 흡착 용기를 대기압미만으로 진공화하기 위해 진공원(도시 안됨)에 연결 가능하다.
산업상 이용 가능성
앞에서 설명을 위해 비록 본 발명의 특정한 실시예가 기재되었지만, 본 발명의 범위 및 기초개념을 벗어나지 않고 다양한 변형이 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 한정되지 않는다.