JP2007513319A - Chemical heat pump operating according to hybrid principle related applications - Google Patents
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Abstract
化学熱ポンプ設備には、二つの同様な主要ユニットが与えられており、各々が反応器及び一つの凝縮器/蒸発器を、同じ容器(100)中に一体化して含む。一つの主要ユニットは、他方のユニットが、例えば、冷却を生じている間、蓄熱される。蓄熱されていたユニットが冷却され、冷却を生じていたユニットが加熱されると、その切り替え操作で多量のエネルギーが消費される。これらのエネルギー量を減少させるため、反応器及び凝縮器/蒸発器の各々を、更に二つの容器に分割する。凝縮器/蒸発器は、一つの部分(3)を有し、その中に熱交換器(3.3)が配置され、凝縮した形態の揮発性液体が貯蔵される一つの収集部分(4)を有する。同じやり方で、反応器は、熱交換器(1.3)及びそのフィルター(1.2)が配置された部分(1)、及び揮発性液体中に活性物質が入った溶液が貯蔵される収集部分(2)を有する。この分割により、流れる物質の僅かな部分だけが切り替え操作でその温度を変化しさえすれば良く、従って、著しく一層迅速に切り替え操作をすることができる。二つの主要ユニットを有する設備で冷却効率の大きな利得を得ることができる。更に、真空側にはバルブは不必要である。 The chemical heat pump facility is provided with two similar main units, each containing a reactor and one condenser / evaporator integrated into the same vessel (100). One main unit is stored with heat while the other unit is cooling, for example. When the unit that has stored heat is cooled and the unit that has generated cooling is heated, a large amount of energy is consumed in the switching operation. In order to reduce these amounts of energy, each reactor and condenser / evaporator is further divided into two vessels. The condenser / evaporator has one part (3) in which the heat exchanger (3.3) is arranged and one collecting part (4) in which the volatile liquid in condensed form is stored Have In the same way, the reactor collects the heat exchanger (1.3) and the part (1) where the filter (1.2) is located, and the solution in which the active substance is stored in a volatile liquid. Having part (2). Due to this division, only a small part of the flowing material needs to change its temperature in the switching operation, so that the switching operation can be performed much more rapidly. A large cooling efficiency gain can be obtained with equipment having two main units. Further, no valve is necessary on the vacuum side.
Description
(関連出願)
本願は、2003年12月8日に出願されたスウェーデン特許出願No.0303304−0の優先権及び利権を主張するものであり、その全教示を、参考のためここに入れてある。
(Related application)
The present application is filed with Swedish Patent Application No. 1 filed on Dec. 8, 2003. Claims 0303304-0 priority and interest, the entire teachings of which are incorporated herein by reference.
(技術分野)
本発明は、ハイブリッド原理に従って作動する化学熱ポンプ及び熱交換器のための噴霧器又は分配器、特に化学熱ポンプ(ケミカルヒートポンプ)で熱交換器上に液体を噴霧するための散布機構に関する。
(Technical field)
The present invention relates to a sprayer or distributor for chemical heat pumps and heat exchangers operating according to the hybrid principle, in particular to a spraying mechanism for spraying liquid onto a heat exchanger with a chemical heat pump (chemical heat pump).
化学熱ポンプは、ここではハイブリッド原理、ハイブリッド法、又はハイブリッドプロセスと呼ぶ特別なプロセスに従い作動するものであり、国際公開WO 00/37864公報に記載されている。 The chemical heat pump operates according to a special process, referred to herein as the hybrid principle, hybrid method, or hybrid process, and is described in International Publication No. WO 00/37864.
従来知られている熱ポンプでは、全てのエネルギーが主要ユニット(unit)中に貯蔵されている。この主要ユニットは、常に平衡状態で作動し、そのため常に熱い。家のACシステムのための冷却又は熱の除去は、主要ユニットとは全く独立に作動する所謂従属ユニットで行われる。エネルギーが主要ユニット中に保存される限り、水及び中に入っている物質を従属ユニットへ移動させ、その従属ユニットで熱又は冷気を、それが必要な場合には昼夜をおかずいつでも発生させることができる。夜間の熱水のための熱は、明らかに常に熱い主要ユニットから直接取り出される。 In previously known heat pumps, all energy is stored in the main unit. This main unit always operates in equilibrium and is therefore always hot. Cooling or heat removal for the home AC system takes place in so-called subordinate units that operate completely independently of the main unit. As long as energy is stored in the main unit, water and the materials contained in it can be transferred to subordinate units, where heat or cold can be generated at any time, day or night, if necessary. it can. The heat for nighttime hot water is obviously always taken directly from the hot main unit.
主要ユニットと従属ユニットとの間を連通させるために、この機械装置は少なくとも三つのバルブを作動させることが必要である。しかし、固体状態へ結晶化することができる媒体を使用した設備中のバルブは不安定な作動を示すことがあり、一般に漏洩の危険を与えることがある。従って、バルブの数を減少させる必要がある。 In order to communicate between the main unit and the subordinate units, the machine is required to operate at least three valves. However, valves in equipment using media that can be crystallized to a solid state may exhibit unstable operation and generally present a risk of leakage. Therefore, it is necessary to reduce the number of valves.
一般に、従来法の機械装置は、溶媒和物を発熱的に吸着し、吸熱的に脱着することができる物質の入った、蓄熱器(accumulator)又は反応器と呼ばれる第一容器を含んでいる。第一容器は、パイプ導管を通して、凝縮器/蒸発器と呼ばれる別の容器に連結されている。この第二容器は、第一容器中の物質を吸熱的に脱着しながら、ガス状溶媒和物を液体溶媒和物へ凝縮するための凝縮器、及び第一容器中の物質中の溶媒和物を発熱的に吸着しながら、液体溶媒和物をガス状溶媒和物にする蒸発器として働く。第一容器中の物質は、その中の第一熱交換器と直接接触しており、その熱交換器には、今度は液体の流れにより周囲の雰囲気から熱が与えられるか、又は周囲の雰囲気へ熱を供給することができる。凝縮器/蒸発器中の液体は、同じやり方でその中の第二熱交換器と直接接触しており、夫々液体の流れにより、その熱交換器へ周囲の雰囲気から熱が供給されるか、又はその熱交換器から周囲の雰囲気へ熱を取り出すことができる。熱ポンプを、ハイブリッド原理に従い作動することができるようにするためには、第一熱交換器を固体状態になっている物質と一緒に、第一容器内にある細かな網目のネット又はフィルター中に入れる。液体状態の物質を形成する溶液は、第一容器の下方部分に存在し、第一熱交換器の直ぐ下の自由空間中に収集される。この空間から導管及びポンプにより溶液を第一熱交換器上に噴霧することができる。 In general, conventional mechanical devices include a first vessel, called an accumulator or reactor, containing a material that can exothermically adsorb solvates and desorb endothermically. The first container is connected through a pipe conduit to another container called a condenser / evaporator. The second container includes a condenser for condensing the gaseous solvate into a liquid solvate while endothermically desorbing the substance in the first container, and the solvate in the substance in the first container. Serves as an evaporator to convert the liquid solvate into a gaseous solvate. The material in the first container is in direct contact with the first heat exchanger therein, which is then heated from the ambient atmosphere by the flow of liquid, or the ambient atmosphere. Heat can be supplied. The liquid in the condenser / evaporator is in direct contact with the second heat exchanger therein in the same manner, each supplying a heat from its surrounding atmosphere to the heat exchanger, Alternatively, heat can be extracted from the heat exchanger to the surrounding atmosphere. In order to be able to operate the heat pump according to the hybrid principle, the first heat exchanger together with the material in the solid state is placed in a fine mesh net or filter in the first container. Put in. The solution forming the liquid state substance is present in the lower part of the first container and is collected in the free space directly below the first heat exchanger. From this space, the solution can be sprayed onto the first heat exchanger by a conduit and a pump.
(発明の概要)
本発明の一つの目的は、ハイブリッド原理に従って作動する化学熱ポンプで、内部バルブの数を減少したものを与えることである。
(Summary of Invention)
One object of the present invention is to provide a chemical heat pump operating according to the hybrid principle with a reduced number of internal valves.
本発明の別の目的は、ハイブリッド原理に従って作動する化学熱ポンプを含めた設備で、大きな効率を有する設備を与えることである。 Another object of the present invention is to provide equipment with great efficiency with equipment including chemical heat pumps operating according to the hybrid principle.
ハイブリッド原理に従って作動する化学熱ポンプは、一般に反応器部分を含み、その中で、蓄熱段階(loading stage)では、溶解した状態の活性物質が固体状態へ移行し、反応器部分中に残留し、その時、揮発性液体が脱着され、同時に又は然る後、気化され、放熱段階(unloading stage)では、固体状態になっていた活性物質が揮発性液体の蒸気を吸収し、溶解した状態へ移行する。更に、化学熱ポンプは、凝縮器/蒸発器部分を含み、その中で、蓄熱段階では、反応器部分から揮発性液体の蒸気を受けとり、凝縮して液体状態にし、凝縮器/蒸発器部分内に残留し、放熱段階では、揮発性液体の少なくとも一部分が気化し、形成された蒸気が反応器部分へ移動する。 Chemical heat pumps operating according to the hybrid principle generally include a reactor part, in which, during the loading stage, the dissolved active substance moves to the solid state and remains in the reactor part, At that time, the volatile liquid is desorbed and vaporized at the same time or afterwards, and in the unloading stage, the active substance that has been in a solid state absorbs the vapor of the volatile liquid and moves to a dissolved state. . Furthermore, the chemical heat pump includes a condenser / evaporator part in which, during the heat storage stage, the volatile liquid vapor is received from the reactor part and condensed into a liquid state within the condenser / evaporator part. In the heat release stage, at least a part of the volatile liquid is vaporized, and the formed vapor moves to the reactor part.
更に、一般に真空側にバルブを持たない化学熱ポンプ又は熱力学的機械装置が与えられている。この原理は、二つの同様な主要ユニットを用いている。各主要ユニットは、同じ容器内に統合された反応器及び凝縮器/蒸発器からなる。主要ユニットの一つが蓄熱されると同時に、他方の主要ユニットが、例えば冷気を生ずることができる。この原理の欠点の一つは、過程の折り返し又は方向変換で必要になるエネルギーの量が大きいことである。蓄熱されていたユニットを冷却し、冷気を生じていたユニットを加熱しなければならない。従って、そのような折り返し操作は、長い時間を必要とし、冷却過程で移動するエネルギーがシステム中での主たる損失になる。試験すると、それは約30〜50分かかることが証明されている。この時間中、機械装置は活動しておらず、家/アパートを冷却することができない。 Furthermore, chemical heat pumps or thermodynamic mechanical devices are generally provided that do not have a valve on the vacuum side. This principle uses two similar main units. Each main unit consists of a reactor and a condenser / evaporator integrated in the same vessel. One of the main units can store heat, while the other main unit can generate cold air, for example. One drawback of this principle is the large amount of energy required for process folding or direction change. The unit that was storing heat must be cooled, and the unit that was generating cold air must be heated. Therefore, such a folding operation requires a long time, and the energy transferred during the cooling process is a major loss in the system. When tested, it has proven to take about 30-50 minutes. During this time, the machine is not active and the house / apartment cannot be cooled.
従って、この状態を改善するために、反応器及び凝縮器/蒸発器の夫々を、二つの更に別の容器中に分割することができる。凝縮器/蒸発器は、中に熱交換器が配置された部分と、凝縮状態になっている揮発性液体、即ち、通常水が入っている収集部分とを有する。反応器は、熱交換器及びフィルターが配置されている部分と、活性物質が揮発性液体中に入っている溶液が貯蔵される収集部分とを有する。 Therefore, to improve this situation, each of the reactor and the condenser / evaporator can be divided into two further containers. The condenser / evaporator has a portion in which a heat exchanger is disposed and a collecting portion containing a volatile liquid in a condensed state, ie normally water. The reactor has a part in which a heat exchanger and a filter are arranged and a collection part in which a solution in which the active substance is in a volatile liquid is stored.
この分割により、物質の流動量のわずかな部分だけが、折り返し操作中にその温度を変化しさえすればよい。従って、折り返し操作は、著しく一層迅速に行われ、試験によれば10分より短い時間で完了する。目的とする操作方式で、主要ユニットの一方が完全に放熱され、他方の主要ユニットが完全に蓄熱されることは原理的には決して起きない二つの主要ユニットを用いて、冷却効率の大きな改善を、実際的用途で得ることができる。 Due to this division, only a small part of the material flow needs to change its temperature during the folding operation. Thus, the folding operation is performed much more rapidly and is completed in less than 10 minutes according to tests. Using the two main units, one of the main units will completely dissipate heat and the other main unit will not store heat in principle. Can be obtained in practical applications.
このように、一般に、通常は適当な金属塩である活性物質と、その活性物質によって夫々の温度で吸収及び脱着することができる通常は水である揮発性液体とを用い、それらの温度の間には実質的に一定の温度差が存在し、その結果、それら温度間の合間に、活性物質が揮発性液体に溶解した状態から固体状態、即ち、通常結晶質状態へ徐々に移行し、その時、揮発性液体が脱着されるようにして作動する化学熱ポンプが与えられる。特に、揮発性液体は、第一温度の活性物質により吸収され、第二の一層高い温度でその物質から脱着され、従って、第一温度で活性物質は固体状態になっており、その状態から活性物質は、揮発性液体及びその蒸気相を吸収すると、直ちに部分的に液体状態又は溶液状態へ移行し、第二温度で、液体状態又は溶液状態になり、その状態から活性物質は、揮発性液体がそこから消滅した時、特にその気相が消滅した時、直ちに部分的に固体状態へ移行する。 Thus, in general, an active substance, usually a suitable metal salt, and a volatile liquid, usually water, which can be absorbed and desorbed at each temperature by the active substance, are used between these temperatures. Has a substantially constant temperature difference, and as a result, between these temperatures, the active substance gradually transitions from a dissolved state in a volatile liquid to a solid state, i.e., a normal crystalline state. A chemical heat pump is provided that operates as the volatile liquid is desorbed. In particular, volatile liquids are absorbed by the active substance at the first temperature and desorbed from the substance at the second higher temperature, so that at the first temperature the active substance is in the solid state and is active from that state. Upon absorption of the volatile liquid and its vapor phase, the substance immediately transitions partially into a liquid or solution state and at a second temperature enters a liquid or solution state from which the active substance becomes a volatile liquid. When it disappears from it, especially when its gas phase disappears, it immediately partially transitions to the solid state.
更に、化学熱ポンプは、その中に配置された第一熱交換器を有する反応器部分を含む。活性物質はその反応器物質に常に留まり、その中で固体状態と、揮発性液体に溶解した状態との間を移行する。更に、第二熱交換器が中に配置された凝縮器/蒸発器部分が与えられる。凝縮器/蒸発器部分では、常に揮発性液体だけが存在するが、種々の量で存在し、この部分中でそれが気化及び凝縮することができる。蒸気/ガスだけのための通路又は経路が反応器部分と凝縮器/蒸発器部分との間に伸びており、それらを連結している。分配器又は噴霧器が、反応器部分に与えられ、活性物質を液体状態、即ち、溶解した状態にし、第一熱交換器及び固体物質と接触しながら移行させることができる。同じやり方で、分配器又は噴霧器が凝縮器/蒸発器部分中に与えられ、液体状態にある揮発性液体を第二熱交換器と接触させながら移行させることができる。 Further, the chemical heat pump includes a reactor portion having a first heat exchanger disposed therein. The active material always stays in the reactor material, where it transitions between a solid state and a state dissolved in a volatile liquid. Furthermore, a condenser / evaporator part is provided in which a second heat exchanger is arranged. In the condenser / evaporator part, there is always only volatile liquid, but it is present in various amounts, in which it can vaporize and condense. A passage or path for vapor / gas only extends between the reactor part and the condenser / evaporator part and connects them. A distributor or nebulizer can be provided in the reactor section to bring the active material into a liquid state, i.e. dissolved, and transferred while in contact with the first heat exchanger and the solid material. In the same manner, a distributor or nebulizer can be provided in the condenser / evaporator section to transfer the volatile liquid in liquid form in contact with the second heat exchanger.
従って、反応器部分では、
− 蓄熱段階では、溶解した状態にある活性物質が固体状態へ移行し、反応器部分中に留まり、その時、揮発性液体が脱着され、同時に又は然る後、気化され、そして
− 放熱段階では、固体状態の活性物質が揮発性液体の蒸気を吸収し、溶解した状態へ移行し、
更に凝縮器/蒸発器部分では、
− 蓄熱段階では、反応器部分から揮発性液体の蒸気を受けとり、液体状態へ凝縮し、凝縮器/蒸発器部分中に留まり、
− 放熱段階では、揮発性液体の少なくとも一部分が気化し、形成された蒸気が反応器部分へ移動する。
Therefore, in the reactor part,
-In the heat storage stage, the active substance in the dissolved state moves to the solid state and stays in the reactor part, at which time the volatile liquid is desorbed and vaporized at the same time or afterwards;-In the heat release stage, The active substance in the solid state absorbs the vapor of the volatile liquid and moves to a dissolved state,
In the condenser / evaporator section,
-In the heat storage stage, it receives the vapor of volatile liquid from the reactor part, condenses to the liquid state, stays in the condenser / evaporator part,
-In the heat release phase, at least a part of the volatile liquid is vaporized and the vapor formed is transferred to the reactor part.
反応器部分は二つの別々の容器、即ち、活性物質に対する揮発性液体の吸収/脱着を行い、脱着後活性物質が溶解されていない固体状態にある時に、その活性物質を含有又は貯蔵するための反応容器、及び活性物質が揮発性液体中に溶解した状態になっている時のその活性度物質を収集及び貯蔵するための反応容器のための収集容器に分割されるのが有利である。それにより、反応のための収集容器中に入っているか又は留まっている物質の温度が、揮発性液体を脱着し、反応容器中でそれを気化するための温度には依存しない事を達成することができる。 The reactor part absorbs / desorbs the volatile liquid to the active substance in two separate containers, and contains or stores the active substance when the active substance is in an undissolved solid state after desorption. Advantageously, it is divided into a reaction vessel and a collection vessel for the reaction vessel for collecting and storing the active substance when it is dissolved in the volatile liquid. Thereby, achieving that the temperature of the substance in or remaining in the collection vessel for the reaction does not depend on the temperature for desorbing the volatile liquid and vaporizing it in the reaction vessel. Can do.
同様にして、凝縮器/蒸発器部分を、二つの別々の容器、即ち、凝縮器/蒸発器部分中に滞留する或る量の揮発性液体を蒸発及び凝縮させるための凝縮器/蒸発器容器、及び化学熱ポンプの放熱段階中に液体/凝縮状態の揮発性液体を収集し、化学熱ポンプの蓄熱段階中、その揮発性液体を貯蔵するための収集容器に分割できるのが有利である。それにより、凝縮器/蒸発器部分のための収集容器中に滞留又は入っている物質の温度が、凝縮器/蒸発器容器中での気化/凝縮の温度には依存しない事を達成することができる。 Similarly, the condenser / evaporator part is divided into two separate containers, namely a condenser / evaporator container for evaporating and condensing a certain amount of volatile liquid that resides in the condenser / evaporator part. Advantageously, the volatile liquid in liquid / condensed state can be collected during the heat release phase of the chemical heat pump and divided into a collection container for storing the volatile liquid during the heat storage phase of the chemical heat pump. Thereby, it can be achieved that the temperature of the material staying in or in the collecting vessel for the condenser / evaporator part is independent of the temperature of vaporization / condensation in the condenser / evaporator vessel. it can.
更に、反応器のための収集容器は、反応容器よりも下のレベルに位置するのが有利であり、同じやり方で、凝縮器/蒸発器部分のための収集容器を、凝縮器/蒸発器容器より下のレベルに位置させることができる。蒸発器/凝縮器のための収集容器は、反応器の収集容器の直ぐ下に位置させることができる。凝縮器/蒸発器容器は、反応容器の頂部の直ぐ上又は上方に位置し、隔壁だけにより分離されているのが有利である。この隔壁中にガス/蒸気通路/経路が配置されている。 Furthermore, the collection vessel for the reactor is advantageously located at a level below the reaction vessel, and in the same way, the collection vessel for the condenser / evaporator part is replaced with the condenser / evaporator vessel. It can be located at a lower level. The collection vessel for the evaporator / condenser can be located directly below the collection vessel of the reactor. The condenser / evaporator vessel is advantageously located directly above or above the top of the reaction vessel and is separated only by the partition walls. A gas / steam passage / path is disposed in the partition.
一般に、反応器部分及び凝縮器/蒸発器部分は、一つの容器中の空間によって形成することができ、隔壁とも呼ばれている適当な内壁により異なった部分に分割されている。 In general, the reactor part and the condenser / evaporator part can be formed by a space in one vessel and are divided into different parts by suitable inner walls, also called partition walls.
第一ポンプは、活性物質を循環させるように構成されているのが有利である。その場合、第一ポンプを反応器の収集容器へ接続し、溶解した状態の活性物質を第一熱交換器上へ流すようにし、そのポンプを更に反応容器の出口に接続する。このようにして液体の流れ及びレベルを、外部調節又は制御を構成しなくてもバランスさせることができる。従って、第一ポンプは、蓄熱段階で、反応器の収集容器から反応容器中の分配器又は噴霧器へ液体をポンプで送るように配備されている。そのポンプは、蓄熱段階では、蒸発器/凝縮器のための収集容器からの液体も、反応容器中の分配器又は噴霧器へ送ることができる。 The first pump is advantageously configured to circulate the active substance. In that case, the first pump is connected to the collection vessel of the reactor, the dissolved active substance is allowed to flow over the first heat exchanger, and the pump is further connected to the outlet of the reaction vessel. In this way, the liquid flow and level can be balanced without configuring external adjustments or controls. Thus, the first pump is arranged to pump liquid from the reactor collection vessel to the distributor or sprayer in the reaction vessel during the heat storage phase. The pump can also deliver liquid from the collection vessel for the evaporator / condenser to the distributor or nebulizer in the reaction vessel during the heat storage stage.
第二ポンプは、放熱段階で、蒸発器/凝縮器のための収集容器からの液体を、凝縮器/蒸発器容器へ送り、凝縮器/蒸発器容器中の第二熱交換器の所に配置されている凝縮器/蒸発器部分のための分配器又は噴霧機構へ送るように配備することができる。 The second pump, in the heat release stage, sends liquid from the collection vessel for the evaporator / condenser to the condenser / evaporator vessel and is located at the second heat exchanger in the condenser / evaporator vessel It can be deployed to be sent to a distributor or spray mechanism for the condenser / evaporator part being operated.
更に、凝縮器/蒸発器容器は緊急用液体容器を含むことができ、それは、むしろ抑制された体積を有し、揮発性液体の限定された量の凝縮物だけを受けとることができるように接続され、配置されている。次に、その緊急用液体容器を、蒸気ロックを含む接続路を通って、溶解した状態になっている活性物質の循環流の入った第一ポンプの出口導管へ接続する。それにより、循環流中の活性物質と、緊急用液体容器中の凝縮物との間の温度差により、化学熱ポンプの正常な操作時に、緊急用液体容器からの流れが出口導管への流入するのを防ぐことができる。次に緊急用液体容器と出口導管との間の接続路は、溶解していない状態の活性物質が緊急用液体容器へ予定外に流れるのを防ぐために配置され逆止めバルブを含むことができる。 In addition, the condenser / evaporator container can include an emergency liquid container, which rather has a confined volume and is connected so that only a limited amount of condensate of volatile liquid can be received. Is placed. The emergency liquid container is then connected through a connection containing a vapor lock to the outlet conduit of the first pump containing a circulating flow of active substance in a dissolved state. Thereby, due to the temperature difference between the active substance in the circulating flow and the condensate in the emergency liquid container, the flow from the emergency liquid container flows into the outlet conduit during normal operation of the chemical heat pump Can be prevented. The connection path between the emergency liquid container and the outlet conduit can then include a check valve arranged to prevent undissolved active material from unintentionally flowing into the emergency liquid container.
第一熱交換器の下の反応器部分中にフィルター又はネットを配置し、固体状態の活性物質を保持できるようにし、その場合、そのフィルター又はネットがを上方に開いたバスケットのように設計し、このようにして反応容器中に配置されているのが有利である。フィルター又はネットは、溶液が余りにも大きな速度で反応器の熱交換器上に供給され散布されている場合に、出来れば固体物質を含む溶液を反応器の収集容器へ直接送らせる溢流機構を含むように設計することができる。 A filter or net is placed in the reactor part under the first heat exchanger to hold the active substance in the solid state, in which case the filter or net is designed as a basket with the top open. In this way, it is advantageously arranged in the reaction vessel. The filter or net has an overflow mechanism that, if possible, delivers the solution containing solid material directly to the reactor collection vessel when the solution is being fed and sprinkled onto the reactor heat exchanger at a rate that is too great. Can be designed to include.
更に、反応容器と反応器収集容器との間に受動型の別の接続路、即ち、ポンプを持たないパイプ導管を、反応容器と反応器の収集容器中に滞留している両方の溶解した状態の活性物質の混合を行わせるように、制御又は選択されるように確立することができる。従って、反応容器からこの接続路を通って収集容器へ行く流れは、重力によってのみ起きる。反応容器中の温度に依存して、反応容器と反応器収集容器との間のこの接続を確立するために制御ユニットを配備し、この温度が低い時に接続が確立されるようにすることができる。更に、制御ユニットは、温度センサーを含むことができ、その場合、温度変化が機械部分の位置の変化に相応するか、又は温度変化が、特に複合メタル/バイメタル又は記憶金属の部品、或は幾らかの適当なワックス又はガスを含む部品を含めた機械的仕事に変換される。 In addition, a separate passive connection between the reaction vessel and the reactor collection vessel, i.e. a pipe conduit without a pump, is present in both the dissolved state staying in the reaction vessel and the reactor collection vessel. It can be established to be controlled or selected to cause mixing of the active substances. Thus, the flow from the reaction vessel through this connection to the collection vessel occurs only by gravity. Depending on the temperature in the reaction vessel, a control unit can be deployed to establish this connection between the reaction vessel and the reactor collection vessel so that the connection is established when this temperature is low . Furthermore, the control unit can include a temperature sensor, in which case the temperature change corresponds to a change in the position of the machine part or the temperature change is in particular a composite metal / bimetal or memory metal part, or some Converted to mechanical work including parts containing any suitable wax or gas.
熱ポンプでは二つの噴霧器を用い、一つの噴霧器は反応器部分中の溶液を噴霧するためのものであり、もう一方は凝縮器/蒸発器部分中の水を噴霧するためのものである。これらの噴霧器は、夫々の熱交換器の表面上に液体を噴霧し、それらは単純なシャワー機構か又は回転噴霧器腕のように設計されていてもよい。液体の流出により、即ち、反動力により回転するように駆動される回転噴霧器腕を有する噴霧器では、反応器部分中で特に起きることがある流れが変動して時々非常に小さくなる場合には、噴霧器腕が全く回転運動をせず、多かれ少なかれ長い時間同じ場所に止まっており、そのため、流れ出る全ての液体が熱交換器の同じ表面を湿らせるだけになるようなことが起きる。そのような場合にはそうならずに、熱交換器の異なった表面上に液体を分配し、回転運動させるために、重力を用いることができる。一般に、そのような散布機構を、任意的熱交換器の表面上に液体を散布するために用いることができる。 The heat pump uses two atomizers, one atomizer for atomizing the solution in the reactor part and the other for atomizing the water in the condenser / evaporator part. These sprayers spray the liquid onto the surface of each heat exchanger and they may be designed as a simple shower mechanism or a rotary sprayer arm. In a sprayer having a rotary sprayer arm driven to rotate by liquid outflow, i.e. by reaction force, if the flow that may occur particularly in the reactor part fluctuates and is sometimes very small, It happens that the arms do not rotate at all and stay in the same place for more or less long time, so that all the liquid that flows out will only wet the same surface of the heat exchanger. In such a case, otherwise, gravity can be used to distribute and rotate the liquid on different surfaces of the heat exchanger. In general, such a spraying mechanism can be used to spray liquid on the surface of an optional heat exchanger.
重力により駆動される噴霧器は、液体のための少なくとも一つの出口開口を有する少なくとも一つの噴霧腕、及び液体の流れにより生ずる回転運動で実質的に垂直な噴霧器軸の周りに回転できるように噴霧器腕を取付ける所のベアリング機構を一般に含んでいる。噴霧器腕は、実質的に水平でもよく、或は水平面に対し或る小さな角度を形成していてもよい。特別な態様として、噴霧腕中の出口開口から液体が流出する場合、噴霧腕を回転軸の周りに回転するように駆動する羽根又はスクープ(scoop)機構が影響を受ける。特に羽根又はスクープ機構は、出口開口から流出する液体を受けるように配置された少なくとも一つの羽根又はスクープを含む、回転軸を有する羽根又はスクープ輪を含んでいてもよい。羽根又はスクープ中に受け取られる液体の重量により、羽根又はスクープ輪は、回転軸の周りに回転させられ、その場合、受け取った液体は、噴霧器の下に位置する熱交換器の表面上にあけられる。その場合、駆動機構を回転軸に接続し、羽根又はスクープ輪の回転で、噴霧器腕をその噴霧器腕の回転軸の周りに回転させる。 The sprayer driven by gravity has at least one spraying arm with at least one outlet opening for the liquid, and the sprayer arm so that it can rotate about a substantially vertical sprayer axis in a rotational motion caused by the flow of liquid. Generally includes a bearing mechanism for mounting. The atomizer arms may be substantially horizontal or may form a small angle with the horizontal plane. As a special aspect, when liquid flows out of the outlet opening in the spray arm, the vane or scoop mechanism that drives the spray arm to rotate about the axis of rotation is affected. In particular, the vane or scoop mechanism may include a vane or scoop wheel having a rotational axis that includes at least one vane or scoop arranged to receive liquid exiting from the outlet opening. Depending on the weight of the liquid received during the vane or scoop, the vane or scoop wheel is rotated around the axis of rotation, in which case the received liquid is drilled on the surface of the heat exchanger located below the nebulizer. . In that case, the drive mechanism is connected to a rotating shaft, and the rotation of the vane or scoop wheel causes the sprayer arm to rotate about the rotating shaft of the sprayer arm.
羽根(単数又は複数)又はスクープ(単数又は複数)を、噴霧器腕の実質的に真下に配置し、噴霧器腕の回転運動で羽根(単数又は複数)又はスクープ(単数又は複数)が、噴霧器腕が回転軸の周りに回転した時に同じ回転運動を行うようにする。更に、各羽根又はスクープは長いのが好ましく、噴霧器腕の回転軸から離れる方向に伸びでいる溝型の空間を有する。駆動輪を羽根又はスクープ輪の回転軸に接続し、一定に構成された円状通路に沿って一緒に動くことができるようにする。羽根又はスクープ輪及び回転軸の回転で、駆動輪を駆動して回転させ、その経路に沿って動かし、それにより円状通路に対する摩擦により、駆動輪は経路に沿って動き、それにより羽根又はスクープ輪を噴霧器腕の回転軸の周りに回転させる。噴霧器腕は、長手方向のスロットを有するか、又は出口開口を形成する少なくとも一つの孔を有するパイプを適切に含むことができる。その場合、このスロット又は孔はパイプの一番上の部分に配列することができる。 The vane (s) or scoop (s) is positioned substantially directly below the nebulizer arm, and the nebulizer arm rotates and the vane (s) or scoop (s) Make the same rotational movement when rotating around the axis of rotation. Further, each vane or scoop is preferably long and has a groove-shaped space extending away from the axis of rotation of the atomizer arm. The drive wheels are connected to the axis of rotation of the blades or scoop wheels so that they can move together along a constant circular path. The rotation of the vane or scoop wheel and the rotating shaft drives and rotates the drive wheel and moves along its path, thereby causing the drive wheel to move along the path due to friction against the circular path, thereby causing the vane or scoop Rotate the ring around the axis of rotation of the atomizer arm. The atomizer arm may suitably include a pipe having a longitudinal slot or at least one hole forming an outlet opening. In that case, this slot or hole can be arranged in the uppermost part of the pipe.
本発明の更に別の目的及び利点が、次の記述中に記載され、一部はその記述から明らかになるであろうが、本発明の実施により知ることもできるであろう。本発明の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘する方法、プロセス、機器、及びそれらの組合せにより実現され、得ることができるであろう。 Additional objects and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be apparent from the description, but may also be learned by practice of the invention. The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the methods, processes, apparatus and combinations particularly pointed out in the appended claims.
本発明の新規な特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載されているが、構成及び内容の両方についての本発明及び上記及び他のそれらの特徴についての完全な理解は、下に図面に関連して与える非限定的態様についての次の詳細な記述を考慮することにより得られ、本発明を一層よく認識できであろう。 The novel features of the invention are set forth with particularity in the appended claims, but a full understanding of the invention, both above and other features thereof, both in terms of construction and content, is illustrated in the drawings below. The present invention will be better appreciated by considering the following detailed description of the non-limiting embodiments given in connection therewith.
詳細な記述
図2には、二つの交互に作動する同様な主要ユニット200によって駆動される空調設備の最も重要な部分が示されている。各主要ユニットは、容器中に配列された反応器及び凝縮器/蒸発器からなる。主要ユニットは、夫々反応器及び凝縮器/蒸発器のための上方及び下方の熱交換器210、220を含む。上方熱交換器は、三方バルブ230により、例えば、家/アパート、又はオフィスを冷房することを目的とした器具ACか、又は冷却用媒体クーラーOCに接続することができる。下方熱交換器は、三方バルブ240により、冷却用媒体クーラーOCか、又はソーラーパネルSPのような或る適当な仕方で加熱される器具に接続することができる。三方バルブを適切に設定することにより、主要ユニットの一つを蓄熱させながら、他方の主要ユニットを、例えば、器具ACで冷気を生じさせることができる。主要ユニットの一つを冷気を生じている状態から蓄熱へ移行させると同時に、他方の主要ユニットを蓄熱状態から冷気を生じ始めるように移行させる場合、このシステムの変化、即ち、所謂折り返しで多量のエネルギーが消費されることが判明している。これらの折り返し操作は、従来の設計の主要ユニットでは長い時間を必要とする。折り返し操作のために必要な時間が短い化学熱ポンプを、次に記述する。
Detailed Description FIG. 2 shows the most important parts of an air conditioning system driven by two similar
そこで図1aには、冷気又は熱気を生ずるための化学熱ポンプ又は熱力学的機械装置の第一の態様が示されており、それは、上記国際公開WO 00/37864に記載されている方法に従い全体的に作動するように構成されている。その機械装置は、多数の隔壁により、室とも呼ばれている異なった部分、又は容器に分割されている真空気密容器100を主たる部材として含んでいる。単に反応器とも呼ばれている反応容器1は、その底の所にある僅かに傾斜した平らな不透過性の隔壁110により、第一収集容器とも呼ばれている反応器収集容器2から分離されている。反応容器1は、その上端の所で、単に凝縮器/蒸発器とも呼ばれている凝縮器/蒸発器容器3中へ連続しており、図に示した態様では水平の底部を有する隔壁120により、それから分離されており、その中心部分ではガスパイプ3.4中へ連続しており、そのパイプはこの隔壁から上方へ伸びている。反応器収集容器2は、反応容器と同様な仕方で、その底部の所で僅かに傾斜した平らな不透過性隔壁により第二収集容器とも呼ばれている、凝縮器/蒸発器のための収集容器4から分離されている。
Thus, FIG. 1a shows a first embodiment of a chemical heat pump or thermodynamic mechanical device for producing cold or hot air, which is entirely in accordance with the method described in the above-mentioned International Publication WO 00/37864. Is configured to operate automatically. The machine includes as a main member a vacuum-
反応容器1中には、熱交換器ユニットとも呼ばれている熱交換器1.3が与えられており、凝縮器/蒸発器容器3中には対応する熱交換器3.3が与えられている。更に、反応容器1中には、反応器フィルターとも呼ばれ、一般に分離機構と呼ばれているフィルター1.2が配置されており、個体物質を分離収集する。
In the
ここで、機械装置を始動させる時には、それは蓄熱されておらず、即ち、機械装置の中には個体状態の活性物質は存在しないと仮定する。 Here, when starting the mechanical device, it is assumed that it is not storing heat, that is, there is no solid state active substance in the mechanical device.
その時、活性物質は、反応器の収集容器2中で溶液として存在する。反応容器1の底部の所にある第一底部出口1.7と、反応器収集容器2との間のパイプ導管2.2中に接続されたバルブ2.3は閉じている。ほんの僅かな量の揮発性液体、通常水が、容器100の一番下に位置する凝縮器/蒸発器の収集容器4の中に存在している。第二ポンプP2を止めておき、第一ポンプP1を始動させる。これらのポンプは、夫々反応器及び凝縮器/蒸発器の熱交換器1.3、3.3のための噴霧器ポンプとも呼ばれている。
The active substance is then present as a solution in the
図2を参照して、ソーラーパネルSPからのように、反応器の熱交換器1.3へ熱が供給され、凝縮器/蒸発器の熱交換器3.3を、冷却用媒体クーラーOCなどにより冷却する。 Referring to FIG. 2, as from the solar panel SP, heat is supplied to the reactor heat exchanger 1.3, the condenser / evaporator heat exchanger 3.3 is connected to the cooling medium cooler OC, etc. To cool.
第一ポンプP1を始動させると、溶液が反応器の収集容器2の下方部分から底部出口2.1を通り、逆止めバルブ2.4が中に接続されているパイプ導管132を通り、第一ポンプの入口からそれを通って第一ポンプの出口パイプ131を通り、入口パイプ1.6を通り、反応容器1の頂部中に位置する噴霧器1.4まで流れ、反応器の熱交換器1.3の表面上へ噴霧される。噴霧器は、回転するように中心に取付けられた慣用的回転腕として設計することができ、中心供給部を有し、流出する液体から誘導される反動力により回転する。その場合、噴霧器腕には、多数の小さな出口孔が開けられているか、又は別法として、腕の各端部に二つの大きな出口開口が与えられていてもよい。その場合、これらの開口は、噴霧器腕4.1の中心取付け部から異なった距離の所に適切に位置し、反応器の熱交換器1.3の全ての表面が第一ポンプP1により発生する流れによって到達できるようにする。
When the first pump P1 is started, the solution passes from the lower part of the
このようにして、噴霧器4.1により溶液が反応器の熱交換器1.3の上に散布され、そこからの溶液がフィルター1.2を通り、反応容器1の底部にある第二底部出口1.5を通り、反応容器から、その底部出口から第一ポンプP1の入口へ伸びているパイプ導管133を通り、再び第一ポンプへ戻る。反応容器中でこのように循環するこの溶液は、熱交換器1.3により迅速に加熱され、それにより蓄熱される。蓄熱過程では、水蒸気が反応容器1からガスパイプ3.4を通って凝縮器/蒸発器容器3へ流出し、その場合、その水蒸気は凝縮器/蒸発器の熱交換器3.3の表面で凝縮し、隔壁120により形成されたこの容器の底部に構成された凝縮器/蒸発器容器の出口3.5を通り、パイプ導管135を通り下方へ流れ、このパイプ導管から凝縮器/蒸発器の収集容器4の中へ、この収集容器のための底部入口/出口4.1へ接続された更に別のパイプ導管136を通って流入する。その場合、反応容器中の溶液の量は減少し、そこで更に新しい溶液が反応器の収集容器2から導管132を通り、逆止めバルブ2.4を通り、第一ポンプP1の入口へ連続的に少しずつ流れるように、ポンプで送られる。このようにして溶液は次第に濃縮され、溶解していた活性物質は徐々に個体状態へ移行し、即ち、結晶が形成され、それらは、反応容器1中に位置する、バスケットの形をした反応器フィルター1.2によって収集される。
In this way, the sprayer 4.1 sprays the solution onto the heat exchanger 1.3 of the reactor, from which the solution passes through the filter 1.2 and is at the second bottom outlet at the bottom of the
逆止めバルブ2.4は、反応器の収集容器2と反応容器1との間の圧力差により起こされる旋回運動により、パイプ導管132、133を通って反応容器の出口1.5から反応器の収集容器2に熱い溶液が入るのを防ぎ、それらパイプ導管は、両方とも第一ポンプP1の入口に接続されている。目的は、反応器の収集容器2が冷たいままになっていることである。そのようにして蓄熱過程が、反応器の収集容器2から溶液が空になるまで継続し、反応容器1中のフィルター1.2が機械装置中の実質的に全ての活性物質を含み、その時それは活性物質の固体状態になっている。
The check valve 2.4 is connected to the reactor through the
反応容器1と反応器収集容器2との間で、パイプ1.1が伸び、それは、例えば中心に位置し、それらの容器の間の圧力差を等しくすることを目的とし、反応器収集容器の上方壁、即ち、隔壁110から、反応容器の内部へ上方へ或る距離伸び、例えば、そのほぼ中心まで伸びている。図に示したように、反応器フィルター1.2は、環状空間が活性物質の、即ち、その固体状態の結晶を受けるため、上方へ開いた環状空間を有するバスケットとして設計することができる。その場合、中心に位置するパイプ1.1は、フィルターの中心部に位置する盛り上がった部分中に伸び、フィルター中の大きな孔1.8の幾らか下にある口まで、例えば、そこに配置された金属板中に作られた口まで伸びている。溶液は、孔1.8、反応容器の第二底部出口1.5、及び導管133を通って直接第一ポンプP1の方へ戻って流れることができ、その場合フィルター1.2は、第一ポンプP1が溶液を送る速度と比較して充分大きな速度でその底及びその側面にある小さな孔又は網を通って溶液を通過させることはできない。
A pipe 1.1 extends between the
最後に凝縮した水が第二収集容器4中に収集される。この容器が蓄熱が終わる直前に満たされた場合、凝縮器/蒸発器容器3の下方部分の底部出口3.5と第二ポンプP2の入口との間に伸びたパイプ135の中のレベルが上昇する。或る時間の後、そのレベルは非常に高くなって、凝縮した水が底部出口3.5を通って凝縮器/蒸発器容器3中に入る。レベルが、凝縮器/蒸発器容器3中の予め定められた高さに到達すると、凝縮した水が凝縮器/蒸発器容器から溢流パイプ3.9を通って反応容器1の上方部分へ戻るように流れる。蓄熱段階は今は終わっているが、太陽光パネルからの熱効果は依然として受けることができる。センサー(図示されていない)を、反応容器1.1中への溢流パイプ3.9の入口の所に配置することができ、その場合、溢流パイプは通常熱くなっている。センサーは、蓄熱状態が完全一杯になった時に水が溢流パイプ3.9を通る流れに到達してこのパイプを冷却した時に起きる温度低下を検出し、それによりセンサーは熱ポンプが一杯に蓄熱したことを示す信号を与えることができる。
Finally condensed water is collected in the
今度は、その過程を他方の仕方へ折り返すことができる。 Now you can turn the process back to the other way.
今反応器の熱交換器1.3は冷却されており、凝縮器/蒸発器3の熱交換器3.3は、家のAC装置に接続されている。第二ポンプP2を始動させる。反応容器1中に恐らく残っている溶液は、その塩、即ち、フィルター1.2の中に留まっている活性物質の結晶、この活性物質の固体状態のものと一緒に冷却される。第二ポンプP2により水をパイプ導管137を通って送り、凝縮器/蒸発器容器中の熱交換器3.3の上に流すが、その時、水は先ずパイプ導管から凝縮器/蒸発器容器3の一番上の部分にある入口3.6まで上昇する。水はその入口から緊急用液体容器3.2に到達し、その容器は凝縮器/蒸発器容器の中心部に配置されており、比較的小さな体積を有し、従って、限定された量の水しか受けることができない。更に、緊急用液体容器を定める取り巻く隔壁150中の溢流孔3.8を通って水が流れ、この容器3.2から、前記緊急用液体容器の側面に配列された噴霧器容器3.1へ流れ、そこから水は噴霧器容器の底にある開口通って凝縮器/蒸発器の熱交換器3.3上へ流れる。底部開口を有する噴霧器容器は、凝縮器/蒸発器容器3の噴霧器機構として働き、原理的にはシャワー機構置である。
Now the heat exchanger 1.3 of the reactor has been cooled and the heat exchanger 3.3 of the condenser / evaporator 3 is connected to the AC device of the house. The second pump P2 is started. The solution possibly remaining in the
噴霧器容器3.1が全ての水を受け取ることができない場合には、過剰の水は溢流パイプ3.11を通って流れ、そのパイプは噴霧器容器3.1の内部の凝縮器/蒸発器容器3の一番上の部分から凝縮器/蒸発器容器を通って下へ伸び、その中に配置された熱交換器3.3の口まで伸びている。水は、凝縮器/蒸発器容器3の出口3.5を通った後、再びパイプ135を通り第二ポンプP2の入口へ流れる。反応容器1が冷却されている場合には、反応容器の第一底部出口1.7と、反応器収集容器2との間のパイプ導管2.2中に配置されたボールバルブ2.3を開き、二つの容器1及び2、反応容器及びその収集容器が、実際上一つの主要反応器又は反応器ユニットを形成するようになる。フィルター1.2中の塩は、ゆっくり溶解し、次第に多くの溶液が反応器の収集容器2中に収集される。この過程は、AC装置へ流出する媒体中に生ずる冷却用温度が許容できる限り継続する。
If the nebulizer vessel 3.1 cannot receive all the water, excess water flows through the overflow pipe 3.11, which is the condenser / evaporator vessel inside the nebulizer vessel 3.1. 3 extends down through the condenser / evaporator vessel to the mouth of the heat exchanger 3.3 located therein. The water passes through the outlet 3.5 of the condenser / evaporator vessel 3 and then flows again through the
ボールバルブ2.3は、反応容器の底、即ち、隔壁1.10の一番上の表面の所に置かれている温度センサー/制御ユニット1.9を用いるなどして、反応容器1の温度によって制御される。この温度センサー/制御ユニットは、一般に温度変化が、図示されていないやり方で、機械部分の位置の変化に相応するか、或は温度変化が、特にバイメタル又は記憶金属の部品、又はワックス又はガスを含む部品を含む機械的仕事へ変換されるセンサーを含むことができ、それによりボールバルブ2.3を、機械的なやり方で直接作動させることができるようになる。 The ball valve 2.3 uses the temperature sensor / control unit 1.9 placed at the bottom of the reaction vessel, i.e., the top surface of the partition wall 1.10, etc. Controlled by. This temperature sensor / control unit generally has a temperature change corresponding to a change in the position of the machine part, in a manner not shown, or a temperature change, in particular a bimetal or memory metal component, or a wax or gas. Sensors can be included that are converted to mechanical work including the parts involved, so that the ball valve 2.3 can be operated directly in a mechanical manner.
電力供給が遮断された場合には、ポンプP1、P2は停止するであろう。その時、パイプ導管及び第一ポンプP1中に残留する溶液内の活性物質は、結晶として析出する危険がある。それを防ぐため、緊急用液体容器からの水を用いる。正常な作動中、第一ポンプP1からの出口パイプ131中のポンプ送出レベルは、反応容器1中の噴霧器1.4の入口パイプ1.6のレベルよりも幾らか高くなるようなポンプレベルである。その場合、緊急用液体容器3.2からの水は、正常な作動では、緊急用液体容器の底部から反応容器の噴霧器の入口パイプへ伸びるクリーニングパイプ3.10を通って流下することができない。それは、パイプ3.10中の、別の仕方としてこのパイプの水平部分となる所に、下方へ行くループをつくることにより形成された蒸気ロック3.12によるものである。クリーニングパイプ中に接続された逆止めバルブ3.7は、圧力衝撃などにより、溶液が凝縮器/蒸発器容器3の中へ入るのを防ぐ。第一ポンプP1が、例えば、電流供給の遮断により停止した後、水は緊急用液体容器3.2から逆止めバルブ3.7及びクリーニングパイプ3.10及びその蒸気ロックを通り、第一ポンプP1の出口導管131を通って下へ第一ポンプまで流れ、塩溶液を除いてこの導管及び第一ポンプをきれいにする。
If the power supply is cut off, the pumps P1, P2 will stop. At that time, there is a risk that the active substance in the solution remaining in the pipe conduit and the first pump P1 is precipitated as crystals. To prevent this, use water from an emergency liquid container. During normal operation, the pump delivery level in the outlet pipe 131 from the first pump P1 is such that it is somewhat higher than the level of the inlet pipe 1.6 of the nebulizer 1.4 in the
同じ手順を用いて、意図的に第一ポンプを停止し、所謂、濯ぎを行うことができる。それは、凝縮器/蒸発器容器3.2からの水が、意図的にクリーニングパイプ3.10を通り、このパイプから入口パイプ1.6及び反応器の熱交換器1.4のための噴霧器1.4へ流れ、反応容器1へ戻るように流され、長い操作時間後に蓄積していた塩残留物を除去することを意味する。
The same procedure can be used to intentionally stop the first pump and perform so-called rinsing. It is that the water from the condenser / evaporator vessel 3.2 deliberately passes through the cleaning pipe 3.10 from which the
上記熱ポンプには、外部に位置するパイプが配備されており、その中を熱い飽和溶液が流れる。これらのパイプ及びポンプ中での結晶化を防ぐため、加熱ジャケットを用いることができる。これらは、例えば、アルミニウム箔のシールド及びその上の一般的多孔質熱絶縁体を有する銅パイプから構成することができる。銅パイプは、日中は熱ポンプのエネルギー源により加熱され、夜間は別の浸漬電気抵抗ヒーターにより加熱することができる。そのようなジャケットの代わりに、それらの周りを包んだ箔を有する電気抵抗加熱用帯を用いることができる。図1bに示した熱ポンプの幾らか修正した態様では、溶液ポンプ、即ち、第一ポンプP1を、反応器部分の下、特に反応器収集容器2の直ぐ下に配置し、ポンプ囲い、入口パイプ、及びその出口パイプが容器100の内部に位置するようにする。このようにして、これらのパイプは溶液と同じ温度を持ち、それらパイプ中の結晶化が防止される。
The heat pump is provided with an externally located pipe through which a hot saturated solution flows. A heating jacket can be used to prevent crystallization in these pipes and pumps. These can consist of, for example, a copper pipe with an aluminum foil shield and a general porous thermal insulator thereon. The copper pipe is heated by the energy source of the heat pump during the day and can be heated by a separate immersion electric resistance heater at night. Instead of such jackets, electrical resistance heating strips with foil wrapped around them can be used. In a somewhat modified embodiment of the heat pump shown in FIG. 1b, a solution pump, i.e. a first pump P1, is placed under the reactor part, in particular directly under the
熱ポンプの蓄熱段階及びその折り返しで移動させられる結晶は、第一ポンプP1、及び反応容器1中の噴霧器1.4に問題を生ずることがあり、最悪の場合には作動を停止することがある。図1bで示した態様では、反応容器のポンプフィルターとも呼ばれている追加のフィルター1.10が、第一ポンプP1の入口に配備され、取付けられている。このポンプの入口はパイプ1.11として作られており、そのパイプは反応容器1の連続部分であり、その底110から反応器収集容器2の全体を通って中心部を下へ伸びている。反応容器の底は、液体が一層容易に中心パイプ1.11の方へ流れ去るのを達成するための逆円錐台又はロートとして設計することができる。第一反応器フィルター1.2中で濾過された溶液は、このパイプ1.11を通って下へ流れ、そのパイプは、反応器収集容器2中の溶液に対して熱絶縁を与えるように二重壁を有する。パイプは追加のフィルター1.10を含み、それは反応器から下へ流れてきた溶液をポンプの入口から分離する。このフィルターは、反応器フィルター1.2と同じ種類のものである。第一の態様の場合と同じやり方で、第一ポンプP1は、反応容器1と、その収集容器2との両方からの溶液を収集する。収集容器2から収集された溶液も、反応容器のポンプフィルターと呼ばれている別のフィルター2.5を通らなければならないことにより濾過される。このフィルターは第一ポンプP1の入口パイプ1.11を取り巻いている。この付加的フィルターと入口管1.11との間の空間から、液体は出口2.1及び逆止めバルブ2.4を通って、第一ポンプの入口へ流れることができる。
The heat storage stage of the heat pump and the crystals moved by its turn may cause problems with the first pump P1 and the sprayer 1.4 in the
図1aの態様では、反応容器1.2からその収集容器2へ直接行く流れを制御するバルブ2.3及び/又はこのバルブが接続されている導管を、バルブ及び導管が上で述べたのと同じ仕方でジャケットを有する場合でも結晶が塞ぐことが起きることがある。バルブ2.3は、図1bに示した態様では、真空気密容器100中へ完全に移動させてある。そのバルブはサイドバルブとして設計されており、それは前後に動かすことにより制御される。この動きは、容器100の外に配置されたモーター2.7により外側から磁気的に連絡したスクリュー運動により伝達される。
In the embodiment of FIG. 1a, the valve 2.3 and / or the conduit to which this valve is connected, which controls the flow directly from the reaction vessel 1.2 to its
図1aによる熱ポンプの態様では、蓄熱段階になった後、凝縮器/蒸発器の収集容器4中に滞留している水は、簡単な隔壁130を通って反応器の収集容器2との直接の接触により加熱されていることがあり、従って、収集容器4中の空間と凝縮器/蒸発器容器3との間に、後者の容器が冷却された時にあまりにも大きな圧力差が生ずることがある。収集容器4中の水は、凝縮器/蒸発器容器3中の高いレベルまで押し上げられ、次に水は溢流パイプ3.9を通るか、又はガスパイプ3.4を直接通って反応容器1へ流下する。このことは、価値のある蓄熱物質機構が失われる結果になる。その場合、収集容器3と4の間の簡単な隔壁130を、図1bで例示したように、二重隔壁160、170で置き換えることができる。それにより、収集容器は熱絶縁空間2.6により機械的に分離される。更に、ガスパイプ3.4の上方開口は、図1aの態様の場合よりも高く配置されている。更に、図1bに示した態様では、溢流パイプ3.9及びこのパイプの温度センサーは存在していない。その代わり蓄熱レベルは浮遊物体4.2によって示される。
In the embodiment of the heat pump according to FIG. 1 a, after entering the heat storage stage, the water remaining in the condenser /
凝縮器/蒸発器容器3の一番下の部分の出口3.5は、この容器中の熱交換器3.3から或る距離の所に接続されるべきである。さもないと、この出口から伸びるパイプ中に、特に熱ポンプを放熱にする場合、音響を発生することがある。これらの音響は、パイプ中で下へ輸送される気泡が内破して音を出すことにより発生する。図1bに示すように、凝縮器/蒸発器容器3と反応容器1との間の隔壁120を幾らか傾斜させ、出口3.5を、この隔壁の最も下の部分に置くことにより充分な距離を得ることができる。
The outlet 3.5 of the lowermost part of the condenser / evaporator vessel 3 should be connected at a distance from the heat exchanger 3.3 in this vessel. Otherwise, sound may be generated in the pipe extending from the outlet, particularly when the heat pump is dissipated. These sounds are generated when the bubbles transported down in the pipe implode and make sound. A sufficient distance is obtained by tilting the
凝縮器/蒸発器容器3中の噴霧器は、静止シャワー型のものである代わりに、通常の噴霧器腕3.13を含むことができ、その腕はこの容器中で回転できるように中心部に取付けられており、第二ポンプP2からの液体を中心部で受け、このポンプにより発生する流れにより起こされる回転をする。図1b参照。しかし、そのような回転腕として設計された、反応容器1のための熱交換器1.3のための噴霧器4.1は、特に蓄熱段階の最終期間中、溶液の流れがかなり減少した時に屡々停止することがある。
The sprayer in the condenser / evaporator vessel 3 can include a normal sprayer arm 3.13 instead of being a stationary shower type, and that arm is mounted centrally so that it can rotate in this vessel It receives the liquid from the second pump P2 at the center and rotates caused by the flow generated by this pump. See Figure 1b. However, the nebulizer 4.1 for the heat exchanger 1.3 for the
回転のための流れの大きさとは一層無関係な反応容器1のための別の型の噴霧機構が図3a及び3bに例示されている。中心入口パイプ1.12を通って噴霧器までポンプで送られた液体は、入口パイプの上端の所にある回転可能に取付けられた分配器ユニット31中で、噴霧器腕とも呼ばれている二本の径方向に配列した対角線状に向き合った分配器パイプ33中へ分配される。分配器パイプは、それらの一番上の部分にスロット35を有し、それを通ってポンプで送られた液体が分配器パイプの外側から流出し、そこから分配器パイプの直ぐ下に配列された羽根又はスクープ輪17へ流下し、その羽根又はスクープ輪も、中心入口パイプ1.22から径方向に反対方向へ伸びでいる。分配器パイプの出口開口として、スロットの代わりに適当に配列した孔(図示されていない)を与えてもよい。図示したように、スロット35及びそのような孔は、分配器パイプの一番上の部分に位置させることができるが、それらは分配器パイプの下方部分の所又はその側面の所のような、他の適当な或る場所を持っていてもよい。羽根又はスクープ輪37は、中心入口パイプ1.12の各側面に、少なくとも一つ、出来れば二つ、図3bに示したように、好ましくは四つの長い径方向に配列した羽根又はスクープ39を有し、それらは、溝の形をした長い空間を含み、羽根又はスクープ輪の軸41の周りにそれを回転するように取付けられており、この軸はほぼ直径に沿って、入口パイプ1.12に非常に近く位置している。この軸は、その端部で、水平保持板42に取付けられており、それら保持板は、分配器パイプ33の一番外側の端にも取付けられている。それら羽根又はスクープの夫々が液体で徐々に満たされ、重力のため下方へ動いた時に得られる羽根又はスクープ輪37の回転運動で、羽根又はスクープ輪の軸41の一方の端にしっかり取付けられた駆動輪43も回転する。この駆動輪は反応器1にしっかり取り付けられた環状支持レールとも呼ばれている円状水平通路45に対して動き、それにより駆動輪は、その通路に対する駆動輪の摩擦により、入口パイプ1.12を通る垂直中心軸の周りに全噴霧ユニットの回転運動を起こす。その時、羽根又はスクープ39中に存在する液体は、反応容器1中で回る噴霧器腕の回転中に熱交換器の新しい表面上に段階的にあけられる。そのような噴霧器は明らかに凝縮器/蒸発器容器3でも用いることができ、種々の流れからの液体の散布又は分配が互いに配置された多数の表面の上に望まれる他の装置でも用いることができる。
Another type of spraying mechanism for the
上で述べたように、急に作動が停止した場合、結晶化を伴った問題が起きることがある。例えば、電流又は電源での中断は、システム中の全てのポンプを止め、物質及び溶液が冷却する。これに対する解決法は、凝縮器/蒸発器容器3から反応容器1へ水を流して戻すことであり、この水は緊急用液体容器3.2から得られる。図1bで例示した態様では、緊急用液体容器は真空気密容器100の外側に配置され、第二ポンプP2から凝縮器/蒸発器容器3中の噴霧器3.13への導管に接続されている。緊急用液体容器から磁石バルブ3.14を含む導管が反応容器の入口パイプ1.12へ直接下方へ伸び、そのパイプは第一ポンプP1の出口パイプでもあり、追加のフィルター・ユニット1.10を通って中心部を伸びている。作動が停止した後、このバルブを開く。
As mentioned above, problems with crystallization may occur if operation is suddenly stopped. For example, an interruption in current or power will stop all pumps in the system and allow the material and solution to cool. The solution to this is to flow water back from the condenser / evaporator vessel 3 back to the
溶液ポンプとも呼ばれている第一ポンプP1の底部には、電気的緊急用加熱部材108が配列されており、それは長い時間の中断中に形成されることがある結晶を溶解することができる。 Arranged at the bottom of the first pump P1, also called a solution pump, is an electrical emergency heating member 108, which can dissolve crystals that may form during long periods of interruption.
本発明の特別な態様を例示し、ここに記述してきたが、多くの付加的利点、修正、及び変化が当業者には容易に思いつくものと考えられる。従って、一層広い態様での本発明は、ここに示し、記載した特定の細部、代表的機構、及び例示した実施例に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲及びそれらと同等のものにより定められる全体的発明の概念の範囲又は本質から離れることなく種々の修正を行うことができる。従って、添付の特許請求の範囲は、そのような修正及び変更を、本発明の真意及び範囲内に入るものとして包含するものと理解されるべきである。 While particular embodiments of the present invention have been illustrated and described herein, many additional advantages, modifications, and changes will readily occur to those skilled in the art. Accordingly, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details, representative features, and examples illustrated and described herein. Accordingly, various modifications can be made without departing from the scope or essence of the overall inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Therefore, it is to be understood that the appended claims are intended to cover such modifications and changes as fall within the true spirit and scope of this invention.
1 反応容器
1.1 反応器収集容器の一番上の壁と、反応容器の内部との間の圧力均等化用パイプ
1.2 反応器フィルター
1.3 反応容器中の反応器のための熱交換器
1.4 反応容器中の噴霧器
1.5 第一ポンプP1への反応容器の第二出口
1.6 反応容器の入口パイプ
1.7 反応器収集容器への反応容器の第一出口
1.8 反応器フィルターの中心部分の一番上に位置する溢流孔
1.9 反応容器の底部にある温度センサー/制御ユニット
1.10 反応容器の追加のフィルター=ポンプフィルター
1.11 第一ポンプP1の入口の方へ通ずる、反応容器の中心部に配置された二重壁出口パイプ
1.12 反応容器の中心部の入口パイプ=反応容器中の噴霧器への第一ポンプP1の出口パイプ
2 反応器収集容器
2.1 反応器収集容器の出口
2.2 反応容器の第一出口から反応器収集容器へのパイプ
2.3 反応容器のための第一出口から反応器収集容器へのパイプ中のボールバルブ
2.4 反応器収集容器の出口から第一ポンプP1の入口へのパイプ中の逆止めバルブ
2.5 反応器収集容器のためのポンプフィルター
2.6 反応器収集容器の底部の下で、凝縮器/蒸発器のための収集容器中の一番上の壁の上にある熱絶縁空間
2.7 バルブモーター
3 凝縮器/蒸発器容器
3.1 噴霧器容器、
3.2 緊急用液体容器
3.3 凝縮器/蒸発器の熱交換器
3.4 凝縮器/蒸発器容器と反応容器との間のガスパイプ
3.5 凝縮器/蒸発器容器の出口
3.6 緊急用液体容器の口を有する凝縮器/蒸発器容器の入口
3.7 緊急用液体容器の出口から反応容器の噴霧器の入口パイプへのパイプ中の逆止めバルブ
3.8 緊急用液体容器のための溢流孔
3.9 反応容器への凝縮器/蒸発器容器からの溢流パイプ
3.10 緊急用液体容器の出口から反応容器の噴霧器の入口パイプへのクリーニングパイプ
3.11 噴霧器容器から凝縮器/蒸発器容器の主要部分への溢流パイプ
3.12 クリーニングパイプの水平部分中の蒸気ロック
3.13 凝縮器/蒸発器容器の噴霧器
3.14 凝縮器/蒸発器容器の主要部分の方へ通ずる緊急用液体容器の出口中のバルブ
4 凝縮器/蒸発器のための収集容器
4.1 凝縮器/蒸発器のための収集容器の出口
4.2 レベル指示のための浮遊物体
P1 第一ポンプ=反応器中の熱交換器上に活性物質の液体を噴霧するための容器ポンプ
P2 第二ポンプ=凝縮器/蒸発器の熱交換器上に液体を分配するための凝縮物ポンプ
31 中心入口管の所で回転するように取付けられた分配ユニット
33 分配パイプ
35 出口スロット
37 羽根又はスクープ輪
39 羽根又はスクープ
41 羽根又はスクープ輪の軸
42 羽根又はスクープ輪のための保持板
43 駆動輪
45 摩擦通路
100 真空気密容器
110 隔壁
120 隔壁
130 隔壁
131 第一ポンプP1の出口から反応容器の入口パイプへのパイプ
132 反応器収集容器の出口から第一ポンプP1の入口へのパイプ
133 反応容器の第二出口から第一ポンプP1の入口へのパイプ
135 凝縮器/蒸発器の出口から第二ポンプP2の入口へのパイプ
136 凝縮器/蒸発器収集容器の出口から第二ポンプP2の入口へのパイプ
137 第二ポンプP2の出口から緊急用液体容器の入口へのパイプ
140 噴霧器容器の底部
150 緊急用液体容器を定める隔壁
160 反応器収集容器の底部
170 凝縮器/蒸発器の収集容器中の上方隔壁
180 第一ポンプ中の電気的緊急用加熱部材
200 主要ユニット
210 反応器の熱交換器
220 凝縮器/蒸発器のための熱交換器
230 三方バルブ
240 三方バルブ
AC 空調
SP 太陽光パネル
1 Reaction vessel 1.1 Pipe for pressure equalization between the top wall of the reactor collection vessel and the interior of the reaction vessel 1.2 Reactor filter 1.3 Heat for the reactor in the reaction vessel Exchanger 1.4 Nebulizer in reaction vessel 1.5 Second outlet of reaction vessel to first pump P1 1.6 Inlet pipe of reaction vessel 1.7 First outlet of reaction vessel to
3.2 Emergency liquid container 3.3 Condenser / evaporator heat exchanger 3.4 Gas pipe between condenser / evaporator container and reaction vessel 3.5 Condenser / evaporator container outlet 3.6 Condenser / evaporator vessel inlet with emergency liquid container mouth 3.7 Check valve in pipe from emergency liquid container outlet to reaction vessel atomizer inlet pipe 3.8 For emergency liquid container 3.9 overflow pipe from the condenser / evaporator vessel to the reaction vessel 3.10 cleaning pipe from the outlet of the emergency liquid vessel to the inlet pipe of the atomizer of the reaction vessel 3.11 condensation from the atomizer vessel Overflow pipe to the main part of the condenser / evaporator vessel 3.12 vapor lock in the horizontal part of the cleaning pipe 3.13 nebulizer of the condenser / evaporator vessel 3.14 towards the main part of the condenser / evaporator vessel Emergency liquid container leading to 4 in the outlet of the collector 4 Collection container for the condenser / evaporator 4.1 Outlet of the collection container for the condenser / evaporator 4.2 Floating object for level indication P1 First pump = in the reactor Vessel pump for spraying active substance liquid onto heat exchanger P2 Second pump = condensate pump for distributing liquid onto condenser / evaporator heat exchanger 31 Rotating at central inlet tube Distributing unit 33 mounted in such a manner 33 Distributing pipe 35 Exit slot 37 Blade or scoop wheel 39 Blade or scoop 41 Blade or scoop wheel shaft 42 Holding plate for blade or scoop wheel 43 Driving wheel 45 Friction path 100 Vacuum-tight container 110 Bulkhead 120 Bulkhead 130 Bulkhead 131 Pipe from the outlet of the first pump P1 to the inlet pipe of the reaction vessel 132 From the outlet of the reactor collection vessel to the first pump P Pipe to the inlet of 1 133 Pipe from the second outlet of the reaction vessel to the inlet of the first pump P1 135 Pipe from the outlet of the condenser / evaporator to the inlet of the second pump P2 136 of the condenser / evaporator collection vessel Pipe 137 from the outlet to the inlet of the second pump P2 Pipe from the outlet of the second pump P2 to the inlet of the emergency liquid container 140 Bottom of the nebulizer container 150 Bulkhead defining the emergency liquid container 160 Bottom of the reactor collection container 170 Condensation Upper partition wall in collector / evaporator collection vessel 180 Electrical emergency heating element in first pump 200 Main unit 210 Heat exchanger for reactor 220 Heat exchanger for condenser / evaporator 230 Three-way valve 240 Three-way Valve AC Air conditioning SP Solar panel
Claims (24)
− その中に配置された熱交換器を有する反応器部分で、前記活性物質が前記反応器部分に常に留まっており、その中で固体状態と、前記揮発性液体に溶解した状態との間で移行する、反応器部分、
− 第二熱交換器が中に配置された凝縮器/蒸発器部分で、その中には種々の量で常に前記揮発性液体だけが存在し、前記揮発性液体が中で気化及び凝縮する凝縮器/蒸発器部分、及び
− 前記反応器部分と前記凝縮器/蒸発器部分との間にある、蒸気/ガスだけのための通路/経路、
を含み、
− 前記反応器部分が二つの別々の容器:
-- 前記活性物質に対し前記揮発性液体の吸収/脱着を行わせ、前記活性物質が脱着後固体状態になっている時に、前記活性物質を入れるか又は貯蔵する反応容器、及び
-- 前記活性物質が前記液体に溶解した状態になっている時に、前記活性物質を収集又は貯蔵するための反応器収集容器、
に分割されており、
− それにより、前記反応器収集容器中に貯蔵又は留まっている材料の温度が、前記反応容器中で前記揮発性液体を脱着し、それを気化する温度には左右されないことを達成し、且つ/又は
− 前記凝縮器/蒸発器部分が二つの別々の容器:
-- 前記凝縮器/蒸発器部分中に留まっていた量の前記揮発性液体の気化/凝縮を行なうための凝縮器/蒸発器容器、及び
-- 化学熱ポンプを放熱にする間、液体/凝縮状態にある前記揮発性液体を収集するための収集容器、
に分割されており、
− それにより、前記凝縮器/蒸発器部分の収集容器中に貯蔵又は留まっている材料の温度が、前記凝縮器/蒸発器容器中で気化/凝縮する温度には左右されないことを達成する、
ことを特徴とする、化学熱ポンプ。 Active substances and volatile liquids that can be absorbed and desorbed at the respective temperatures by the active substances, there being a substantially constant temperature difference between these temperatures, In the chemical heat pump, when the volatile liquid is desorbed, the active substance gradually shifts from a state dissolved in the volatile liquid to a solid state.
-In a reactor part having a heat exchanger arranged therein, the active substance always stays in the reactor part, between the solid state and the state dissolved in the volatile liquid; Migrating, reactor part,
A condenser / evaporator part in which a second heat exchanger is arranged, in which only the volatile liquid is always present in various amounts, the condensation in which the volatile liquid evaporates and condenses A reactor / evaporator part, and a passage / path for vapor / gas only between the reactor part and the condenser / evaporator part,
Including
-The reactor part is two separate containers:
A reaction vessel in which the active substance is allowed to absorb / desorb the volatile liquid, and when the active substance is in a solid state after desorption, the active substance is put in or stored; and
-A reactor collection container for collecting or storing the active substance when the active substance is dissolved in the liquid;
Is divided into
Thereby achieving that the temperature of the material stored or staying in the reactor collection vessel is independent of the temperature at which the volatile liquid is desorbed and vaporizes in the reaction vessel, and / or Or-the condenser / evaporator part is two separate containers:
-A condenser / evaporator vessel for vaporizing / condensing the amount of the volatile liquid remaining in the condenser / evaporator section; and
-Collection container for collecting the volatile liquid in liquid / condensed state while dissipating the chemical heat pump,
Is divided into
Thereby achieving that the temperature of the material stored or staying in the collecting container of the condenser / evaporator part is independent of the temperature at which it evaporates / condenses in the condenser / evaporator container;
A chemical heat pump characterized by that.
− 液体のための少なくとも一つの出口開口を有する少なくとも一つの実質的に水平の噴霧腕、
− 回転運動が液体の流れにより起こされるように、実質的に垂直な回転軸の周りに回転するように噴霧器腕を取付ける取付け機構、
を含み、前記少なくとも一つの出口開口からの液体を受け取るため羽根又はスクープ機構で、受け取る液体に働く重力により運動するように構成され、それにより噴霧器腕の回転軸の周りに噴霧器腕及び前記羽根又はスクープ機構を回転させるように構成されている羽根又はスクープ機構を特徴とする、噴霧器又は分配器。 A sprayer or distributor for spraying liquid onto the surface of a heat exchanger, in particular with a chemical heat pump,
-At least one substantially horizontal spray arm having at least one outlet opening for the liquid;
An attachment mechanism for attaching the atomizer arm to rotate about a substantially vertical axis of rotation so that the rotational movement is caused by the flow of liquid;
A vane or scoop mechanism for receiving liquid from the at least one outlet opening and configured to move by gravity acting on the received liquid, whereby the atomizer arm and the vane or about the axis of rotation of the atomizer arm A nebulizer or dispenser characterized by a vane or scoop mechanism configured to rotate the scoop mechanism.
− 噴霧器腕の少なくとも一つの出口開口からの液体を受け取り、少なくとも一つの羽根又はスクープ中に受け取られた液体の重量により回転軸の周りに回転し、その時に前記受け取った液体を空にするように構成された少なくとも一つの羽根又はスクープ及び回転軸を有する羽根又はスクープ輪、及び
− 前記羽根又はスクープ輪の回転で、前記噴霧器腕がその噴霧器腕の軸の周りに回転するように回転軸に接続された駆動装置、
を含む、請求項19に記載の噴霧器。 The vane or scoop mechanism
-Receiving liquid from at least one outlet opening of the nebulizer arm and rotating around the axis of rotation by the weight of liquid received in at least one vane or scoop, at which time the received liquid is emptied A configured blade or scoop wheel having at least one blade or scoop configured and a rotation axis; and rotation of the blade or scoop wheel so that the sprayer arm rotates about the axis of the sprayer arm. Driven device,
20. A nebulizer according to claim 19, comprising:
− 前記羽根又はスクープ輪及び回転軸の回転で、前記駆動輪が回転させられ、円状通路に対する摩擦により、前記通路に沿って動き、それにより前記羽根又はスクープ輪を噴霧器腕の軸の周りに回転するように、駆動輪が走行する円状通路、
を含む、請求項20に記載の噴霧器。 -A drive wheel connected to the rotating shaft of the blade or scoop wheel; and- the rotation of the blade or scoop wheel and the rotating shaft causes the drive wheel to rotate and move along the passage by friction against a circular passage. A circular path through which the drive wheels travel so that the vanes or scoop wheels rotate about the axis of the atomizer arm,
21. A nebulizer according to claim 20, comprising:
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