特表 2022-543221 冷凍装置及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-11

(54)【発明の名称】冷凍装置及びシステム

(51)【国際特許分類】

   F25B 9/00 20060101AFI20221003BHJP

   F25B 9/06 20060101ALI20221003BHJP

【ＦＩ】

F25B9/00 J

F25B9/06 K

F25B9/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022506156

(86)(22)【出願日】2020-07-08

(85)【翻訳文提出日】2022-03-03

(86)【国際出願番号】 EP2020069193

(87)【国際公開番号】W WO2021023459

(87)【国際公開日】2021-02-11

(31)【優先権主張番号】1908949

(32)【優先日】2019-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591036572

【氏名又は名称】レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】ドゥラン、ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】ドロートレ、ギヨーム

(57)【要約】

枠（１００）内に配置され、ループを形成して、作動流体を含む作動回路（１０）を含む低温冷凍装置が開示され、作動回路（１０）は、順番に連結した、圧縮機構（２、３）と、冷却機構（４、５、６）と、膨張機構（７）と、加熱機構（６、８）とを含むサイクルを形成し、作動流体を冷却及び加熱するための機構は、共通熱交換器（６）を含み、共通熱交換器（６）の中で作動流体は、作動回路（１０）の２つの別個の移行部分に逆方向に流れ、装置（１）は、作動回路（１０）内を流れる作動流体と熱交換することにより、少なくとも１つの部材（１２５）から熱を抽出するための冷凍熱交換器（８）を更に含み、圧縮機構（２、３）は、２つの別個の圧縮機（２、３）を含み、作動流体を冷却するための機構（４、５、６）は、２つの圧縮機（２、３）の出口にそれぞれが配置され、作動流体と冷却流体との間の熱交換を確保する２つの冷却熱交換器（４、５）を含み、枠（１００）は、長手方向（Ａ）に延在し、支持部上に装着することを意図された下基部（１０１）を含み、冷却熱交換器（４、５）は、枠（１００）内で共通熱交換器（６）の周りに置かれ、すなわち冷却熱交換器（４、５）は、共通熱交換器（６）と枠（１００）の下基部（１０１）との間で共通熱交換器（６）の下に置かれない。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低温冷凍装置であって、すなわち摂氏マイナス１００度～摂氏マイナス２７３度の温度で冷凍するためのものであり、枠（１００）内に配置され、及びループを形成し、且つ作動流体を含む作動回路（１０）を含み、前記作動回路（１０）は、順番に、前記作動流体を圧縮するための機構（２、３）と、前記作動流体を冷却するための機構（４、５、６）と、前記作動流体を膨張させるための機構（７）と、前記作動流体を加熱するための機構（６、８）とを含むサイクルを形成し、前記作動流体を冷却及び加熱するための前記機構は、共通熱交換器（６）を含み、前記共通熱交換器（６）を通して、前記作動流体は、前記作動流体が冷却されるか又は加熱されるかに依存して、前記作動流体（１０）の２つの別個の通路部分において対流で通過し、前記装置（１）は、前記作動回路（１０）内で循環する前記作動流体と熱交換することにより、少なくとも１つの部材（１２５）において熱を抽出することを意図された冷凍熱交換器（８）を含み、前記圧縮機構（２、３）は、２つの別個の圧縮機（２、３）を含み、前記作動流体を冷却するための前記機構（４、５、６）は、前記２つの圧縮機（２、３）の出口にそれぞれが配置され、前記作動流体と冷却流体との間の熱交換を確保する２つの冷却熱交換器（４、５）を含み、前記枠（１００）は、長手方向（Ａ）に延在し、支持部に固定することを意図された下基部（１０１）を含み、前記冷却熱交換器（４、５）は、前記枠（１００）内に位置し、前記冷却熱交換器（４、５）のそれぞれは、それぞれの長手方向に延在する細長い形状を有し、各冷却熱交換器（４、５）は、２つの長手方向端部にそれぞれが配置された、冷却される作動ガスのための入口及び冷却された作動ガスのための出口を含み、各冷却熱交換器（４、５）は、冷却流体のための入口（２４、２５）及び冷却流体のための出口（３４、３５）を含み、前記２つの冷却熱交換器（４、５）は、互いに対して逆に配置されることであって、これは、前記２つの冷却熱交換器（４、５）の前記それぞれの長手方向が平行又は実質的に平行であり、前記冷却熱交換器（４、５）内の前記作動流体の循環の方向が互いに反対であることを意味する、逆に配置されることと、前記冷却熱交換器（４、５）は、隣接して、すなわち互いから０～５００ｍｍ、具体的には１００～３００ｍｍの距離だけ離間するように位置することと、細長い形状の前記冷却熱交換器（４、５）は、前記長手方向軸（Ａ）に平行な長手方向に延在することと、前記冷却熱交換器（４、５）の一方の冷却流体のための前記出口（３４、３５）は、前記冷却熱交換器の一方（５、４）を通過する冷却流体の流れの一部が前記他方の冷却熱交換器（４、５）内ですでに循環しているように、前記他方の冷却熱交換器（５）の冷却流体のための前記入口（２５、２４）に連結されることとを特徴とする低温冷凍装置。

【請求項2】

前記冷却熱交換器（４、５）は、前記枠（１００）内において、前記長手方向軸（Ａ）に対して横方向に前記共通熱交換器（６）の隣に位置することを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記２つの冷却熱交換器（４、５）は、一方が他方の上に前記基部（１０１）に垂直方向に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記２つの圧縮機（２、３）は、前記作動回路に順番に配置されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

装置であって、前記圧縮機（２、３）を回転させるために少なくとも２つの駆動モータ（１４、１５）を含み、それぞれは回転駆動シャフトを含み、前記圧縮機（２、３）は、前記それぞれの回転シャフトによって回転駆動され、前記作動流体を膨張させるための前記機構は、少なくとも１つの圧縮機（２）の前記駆動モータ（１４、１５）の１つのシャフトと結合して回転する、少なくとも１つの回転タービン（７）を含むことと、前記冷凍装置（１）の冷凍容量は、可変であり、前記駆動モータ（１４、１５）の回転速度を調整する制御装置によって制御されることとを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍装置（１）を含む、ユーザ流体、具体的には天然ガスの流れを冷凍及び／又は液化するためのシステムであって、ユーザ流体の少なくとも１つのタンク（１６）及び前記冷却交換器（８）内のユーザ流体の前記流れを循環するための導管（１２５）を含むシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍のための装置及びシステムに関する。

【0002】

本発明は、より詳細には、低温冷凍装置であって、すなわち摂氏マイナス１００度～摂氏マイナス２７３度の温度で冷凍するためのものであり、枠内に配置され、及びループを形成し、且つ作動流体を含有する作動回路を含み、作動回路は、順番に、作動流体を圧縮するための機構と、作動流体を冷却するための機構と、作動流体を膨張させるための機構と、作動流体を加熱するための機構とを含むサイクルを形成し、作動流体を冷却及び加熱するための機構は、共通熱交換器を含み、共通熱交換器を通して、作動流体は、作動流体が冷却されるか又は加熱されるかに依存して、作動回路の２つの別個の通路部分において対流で通過し、装置は、作動回路内で循環する作動流体と熱交換することにより、少なくとも１つの部材において熱を抽出することを意図された冷凍熱交換器を含み、圧縮機構は、２つの別個の圧縮機を含み、作動流体を冷却するための機構は、２つの圧縮機の出口にそれぞれが配置され、作動流体と冷却流体との間に熱交換を確保する２つの冷却熱交換器を含み、枠は、長手方向に延在し、支持部に固定することを意図された下基部を含む。

【0003】

用語、低温冷凍装置は、摂氏マイナス１００度～摂氏マイナス２７３度、具体的には摂氏マイナス１００度～摂氏マイナス２５３度（２０Ｋ）の温度に達する冷凍装置を示す。

【0004】

本発明は、具体的には極低温冷凍庫及び／又は液化装置、例えば「ターボ・ブレイトン」サイクル若しくは「ターボ・ブレイトン冷凍機」を有する型に関し、その中で作動ガス（サイクルガスとしても公知である）（ヘリウム、窒素、水素、若しくは別の純ガス、又は混合物）は、冷却されることを意図された部材又はガスに伝達することができる低温を生成する熱力学サイクルを受ける。

【背景技術】

【0005】

これらの装置は、広範囲の用途、具体的にはタンク内の（例えば船舶内の）天然ガスを冷却するために使用される。液化天然ガスは、例えばその蒸発を避けるために過冷却され、又は気体部分は再液化するために冷却される。

【0006】

例えば天然ガスの流れは、冷凍庫／液化装置のサイクルガスによって冷却された熱交換器内で循環させることができる。

【0007】

これらの装置は、圧縮段階の出口に挿入された複数の熱交換器を含むことがある。これらの装置は、周囲又は枠内に組み込まれ、その容積は限定される。このようにこれらの様々な交換器及び関連したパイプを組み込むことは困難である。作動ガスの冷却は、場合によって厄介であることがある。

【0008】

更に、これらの装置が船舶（例えばメタンタンカ）に設置された時に、装置は、ロール及びピッチによって発生した力を受ける。ある特定の不均衡が、有害な機械応力を引き起こすことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、上に提示した先行技術の欠点の全て又は一部を、好ましくは請求項１に記載したように克服することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この目的のために、他の点では上記の序文に与えられたその一般定義に従う本発明による装置は、冷却熱交換器が共通熱交換器の周りの枠内に位置することを基本的に特徴とし、これは、好ましくは、冷却熱交換器が共通熱交換器と枠の下基部との間で共通熱交換器の下に位置しないことを意味する。

【0011】

更に、本発明の実施形態は、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る：
－ 冷却熱交換器は、枠内において、長手方向軸に対して横方向に共通熱交換器の隣に位置し、
－ 冷却熱交換器は、隣接して、すなわち互いから０～５００ｍｍ、具体的には１００～３００ｍｍの距離だけ離間するように位置し、
－ ２つの冷却熱交換器は、一方の上に他方を基部に垂直な方向に配置され、
－ 各冷却熱交換器は、それぞれの長手方向に延在する細長い形状を有し、
－ 各冷却熱交換器は、冷却される作動ガスのための入口及び冷却された作動ガスのための出口を含み、それらは２つの長手方向端部にそれぞれが配置され、各冷却熱交換器は、冷却流体のための入口及び冷却流体のための出口を含み、２つの冷却熱交換器は互いに対して逆に配置され、これは、２つの冷却熱交換器のそれぞれの長手方向が平行又は実質的に平行であり、前記冷却熱交換器内の作動流体の循環方向が互いに反対であることを意味し、
－ 各冷却熱交換器は、冷却される作動ガスのための入口及び冷却された作動ガスのための出口を含み、それらは２つの長手方向端部にそれぞれが配置され、各冷却熱交換器は、冷却流体のための入口及び冷却流体のための出口を含み、２つの冷却熱交換器は互いに対して逆に配置され、これは、２つの冷却熱交換器のそれぞれの長手方向が平行又は実質的に平行であり、前記冷却熱交換器内の作動流体の循環方向が互いに反対であることを意味し、
－ 冷却熱交換器の一方の冷却流体のための出口は、冷却熱交換器の一方を通過する冷却流体の流れの一部がすでに他方の冷却熱交換器内で循環しているように、他方の冷却熱交換器の冷却流体のための入口に連結され、
－ ２つの圧縮機は作動回路内に順番に配置され、
－ 装置は、圧縮機を回転するために少なくとも２つの駆動モータを含み、それぞれは回転駆動シャフトを含み、圧縮機は、それぞれの回転シャフトによって回転駆動され、作動流体を膨張させるための機構は、少なくとも１つの圧縮機の駆動モータの１つのシャフトと結合して回転する少なくとも１つの回転タービンを含み、冷凍装置の冷凍容量は、可変であり、駆動モータの回転速度を調整する制御装置によって制御され、
－ 冷却材回路は、まず冷却流体を作動流体の循環方向にそれにおいて順番に第１の冷却熱交換器に供給し、次に作動流体の循環方向にそれにおいて順番に第２の冷却熱交換器は、第１の冷却熱交換器を通過した冷却流体を供給され、
－ 冷却材回路は、まず冷却流体を作動流体の循環方向にそれにおいて順番に第２の冷却熱交換器に供給し、作動流体の循環方向にそれにおいて順番に第１の冷却熱交換器は、第２の冷却熱交換器を通過した冷却流体を供給される。

【0012】

本発明は、上記又は下記の特徴のいずれか１つによる冷凍装置を含む、ユーザ流体、具体的には天然ガスの流れを冷凍及び／又は液化するためのシステムにも関し、システムは、ユーザ流体の少なくとも１つのタンク、及び冷却交換器内のユーザ流体の前記流れを循環するための導管を含む。

【0013】

本発明は、特許請求の範囲内の上記又は下記の特徴のあらゆる組み合わせを含む、あらゆる代替装置又は方法にも関してもよい。

【0014】

更に具体的な特徴及び利点は、図を参照して与えられる以下の記載を読むことで明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明を実施できる装置及びシステムの例の構造及び作動を例示する、概略部分平面図を示す。

【図2】装置の構造及び作動の詳細を例示する、図１の矢印Ｖに沿った概略部分側面図を示す。

【図3】２つの冷却熱交換器の配置の１つの可能な実施形態の変形形態による、装置及びシステムの構造及び作動の詳細を例示する概略部分図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

冷却及び／又は液化システムは、冷凍熱交換器８に低温（冷却容量）を供給する冷凍装置１を含む。

【0017】

装置は、枠１００、例えば平行六面体枠内に収納される。枠１００は下基部１０１を含む。

【0018】

図２の描写と対照的に、枠の上端部は、必ずしも装置の上に構造を持つのではなく、周辺の支柱のみを持つことができ、支柱の垂直端部は、装置の最高点以下で基部１０１の上に垂直に位置する。これは、枠１００が装置の全周に横方向の保護を形成することができる一方で、装置の上に垂直に上部を持たないことを意味する。

【0019】

システムは、この冷却交換器８との熱交換に置かれた冷却される流体の流れを循環するための導管１２５を含む。例えば流体は、タンク１６から（例えばポンプを介して）ポンプ供給された液体天然ガスであり、次いで（好ましくはタンク１６の外側で）冷却され、次いでタンク１６に戻される（例えばタンク１６のガス相に流れ落ちる）。これにより、タンク１６の中身を冷却又は過冷却し、蒸発の発生を制限することができる。例えばタンク１６からの液体は、タンク１６に再注入される前に、その飽和温度より低く過冷却される（その温度を数Ｋ度、具体的には５～２０Ｋ、具体的には１４Ｋに降下する）。変形形態では、この冷凍は、タンクからの蒸発ガスに、具体的には蒸発ガスを再液化するために適用することができる。これは、冷凍装置１が冷凍熱交換器８で低温容量を生成することを意味する。

【0020】

冷凍装置１は、循環ループを形成する（好ましくは閉じた）作動回路１０を含む。この作動回路１０は、作動流体（ヘリウム、窒素、ネオン、水素、若しくは別の適切なガス、又は混合物、例えばヘリウムとアルゴン、若しくはヘリウムと窒素、若しくはヘリウムとネオン、若しくはヘリウムと窒素とネオン）を含む。

【0021】

作動回路１０は、作動流体を圧縮するための機構２、３と、作動流体を冷却するための機構４、５、６と、作動流体を膨張させるための機構７と、作動流体を加熱するための機構６とを含むサイクルを形成する。

【0022】

装置１は、膨張機構７の下流に位置し、作動回路１０内で循環する低温作動流体と熱交換することにより、少なくとも１つの部材１２５で熱を抽出することを意図された冷凍熱交換器８を含む。

【0023】

作動流体を冷却及び加熱するための機構は、従来、共通熱交換器６を含み、共通熱交換器６を通して、作動流体は、作動流体が冷却されるか又は加熱されるかに依存して、作動回路１０の２つの別個の通路部分で対流して通る。

【0024】

共通熱交換器６は、少なくとも１つの固定点１０６で、例えば枠１００の中心長手方向支柱で枠に固定されてもよい。

【0025】

冷却熱交換器８は、例えば膨張機構７と共通熱交換器６との間に位置する。示されたように、冷却熱交換器８は、共通熱交換器６の中に組み込まれた熱交換器であってもよい（これは、２つの熱交換器６、８が１体であることが可能であるが、すなわち同一の交換構造を共有する別個の流体回路を有してもよいことを意味する）。しかし変形形態では、この冷凍熱熱交換器８は、共通熱交換器６と異なり、共通熱交換器６から分離した熱交換器から作成することができる。

【0026】

こうして、比較的高温状態で圧縮機構２、３から出る作動流体は、膨張機構７に入る前に共通熱交換器６内で冷却される。比較的低温状態で膨張機構７及び冷却熱交換器８から出る作動流体は、新しいサイクルを始めるために、圧縮機構２、３の中に戻る前に共通熱交換器６内でその一部が加熱される。

【0027】

圧縮機構２、３は、少なくとも２つの圧縮機、及び圧縮機構２、３のための少なくとも１つの駆動モータ１４、１５を含む。加えて好ましくは、装置の冷凍容量は、可変であり、駆動モータ１４、１５の回転速度（サイクル速度）を調整することによって制御することができる。好ましくは、装置１によって生成された低温容量は、モータ１４、１５の回転速度を回転速度ゼロ～最高又は公称速度の間で変えることにより、公称又は最大容量の０～１００％で適合することができる。このような建築は、広い作動範囲（例えば公称低温容量の５０％で公称性能の９７％）を超える高性能レベルを維持することができる。

【0028】

示された非限定的例では、冷凍装置１は、２つの圧縮機２、３を順番に含む。これらの２つの圧縮機２、３は、２つの別個のモータ１４、１５によってそれぞれが駆動されてもよい。タービン７は、２つのモータ１４又は１５の一方の駆動シャフトに結合されてもよい。例えば第１のモータ１４は、シャフトを通して圧縮機２を駆動し、このシャフトはタービン７にその他端で結合される（モータ・ターボ圧縮機）一方で、他方のモータ１５は圧縮機３のみを駆動する（モータ・圧縮機）。

【0029】

例えば装置１は、圧縮段階２、３をそれぞれが駆動するための２つの高速モータ１４、１５（例えば毎分１０，０００回転又は毎分数万回転）を含む。タービン７は、圧縮段階２、３の一方のモータ１４又は１５に結合されてもよく、これは、装置が（第１又は第２の）圧縮段階の駆動モータ１５に結合された膨張機構を形成するタービン７を有してもよいことを意味する。

【0030】

示されたように、各モータ１４、１５は、少なくとも１つの固定点１０４、１０５を介して、例えば枠１００の長手方向及び／若しくは垂直支柱で、枠１００に連結されてもよく、又は堅固に固定されてもよい。

【0031】

こうしてタービン７の電力は、好都合なことに回復することができ、モータの消費を低減するために使用することができる。こうしてモータの速度（ひいては作動ガスのサイクルにおける流量）を増加することにより、生成された冷凍容量、ひいては液化機の電気消費が増加する（また逆も同様である）。圧縮機２、３及びタービン７は、好ましくは問題のモータの出力シャフトに（歯車で動く伝達機構なしに）直接結合される。

【0032】

モータの出力シャフトは、好ましくは磁気型又は動的ガス型の軸受の上に装着される。軸受は、圧縮機及びタービンを支持するために使用される。

【0033】

描写された例では、冷凍装置１は、２つの圧縮段階を形成する２つの圧縮機２、３、及び膨張タービン７を含む。これは、圧縮機構が好ましくは遠心型の２つの圧縮機２、３を順番に含み、膨張機構が単一のタービン７、好ましくは遠心型タービンを含むことを意味する。当然のことながら、圧縮機、タービン及びモータのあらゆる他の数及び配置は、例えば３つの別個のモータによってそれぞれが駆動された３つの圧縮機、及び例えばこれらのモータの１つの駆動シャフトの一端に結合された１つのタービン、又は３つの圧縮機及び２つのタービンが想定されてもよい。同様に装置は、２つの圧縮機及び２つのタービン、又は３つの圧縮機及び３つのタービン、その他を含んでもよい。各モータの駆動シャフトは一端で少なくとも１つの圧縮機を駆動する一方で、シャフトの他端は車輪（圧縮機若しくはタービン）を持たず、又は１つ若しくは複数の車輪（タービン若しくは圧縮機）を含まない。

【0034】

示されたように、冷却熱交換器４、５は、２つの圧縮機２、３のそれぞれの出口に提供される（例えば周囲温度の水、又は冷却材回路２６のあらゆる他の冷却剤若しくは流体との熱交換による冷却、図３参照）。

【0035】

これにより、等エントロピ又は等温又は実質的に等温圧縮を実現することができる。同様に、熱交換器は、等エントロピ又は等温膨張を実現するために膨張タービン７の全て又は一部の出口に提供されても、又は提供されなくてもよい。また好ましくは、作動流体の加熱及び冷却は、これを限定することなく等圧であることが好ましい。

【0036】

枠１００は、長手方向Ａに延在し、支持部（例えば地面又は船舶の床又は例えば冷却される液体のタンク１６の頂部）に固定することを意図された下基部１０１を含む。この基部は、長手方向及び横方向の支柱を備えた長方形の範囲を定める剛性の支柱から形成されてもよい。

【0037】

図２に示されたように、装置の要素の少なくとも一部は、この基部１０１、具体的には共通熱交換器６及び冷凍交換器８を収容する箱形構造に固定されてもよい。

【0038】

図２に例として見ることができるように、冷却熱交換器４、５は、共通熱交換器６と枠１００の下基部１０１との間で共通熱交換器６の下に位置するのではなく、これらの冷却熱交換器４、５は、枠１００内で共通熱交換器６の周りに位置する。この配置は、具体的には装置が可動機械、具体的には船舶上に装着された時に、力に対して装置の一体化を向上させる質量の分布を確保することを、発明者らは発見した。詳細には、この配置は、質量のより良好な分布をできる限り基部１０１に接近させることができる。

【0039】

更に、共通熱交換器６の出口をタービン７の入口に連結する作動回路の導管又は一部１７は、それに装置１の上部で連結される。共通熱交換器６及び冷凍交換器８を収容するケーシング又は（例えば真空絶縁した）低温容器は、基部１０１にできる限り接近して固定されてもよい。

【0040】

これは、装置の質量の分布及び加速力の分布を更に向上させる。

【0041】

示されたように、２つの冷却熱交換器４、５のそれぞれは、長手方向軸Ａに平行なそれぞれの長手方向に延在する細長い形状を有してもよい。２つの冷却熱交換器４、５は、好都合なことに一方が他方の上に垂直方向に配置されてもよい。２つの冷却熱交換器４、５は、具体的には並行して互いに固定されてもよい。これは、装置の空間要件を最適化する。

【0042】

各冷却熱交換器４、５は、冷却流体のための入口２４、２５、及び冷却流体のための出口３４、３５を含んでもよい。好都合な具体的な特徴によれば、２つの冷却熱交換器４、５の一方の冷却流体のための出口３４は、冷却熱交換器の一方５を通過する冷却流体の流れの一部が他方の冷却熱交換器４内ですでに循環しているように、他方の冷却熱交換器５の冷却流体のための入口２５に連結されてもよい（図３参照）。

【0043】

これにより、２つの冷却熱交換器４、５が（２つの交換器４、５の中にそれぞれが分布された２つの半体の中にこの流れを細分化するより、むしろ）冷却流体の流れの１００％を受領することができる。

【0044】

このような冷却流体の流量のこの相対的増加は、熱交換の係数を増加させることができ、従って冷却の品質及び信頼性を向上させる。更に、この解決策は、（特に回路又は交換器ごとに異なる可能性のある圧力降下のため）２つの熱交換器内に２つの流量を分岐させることができる、公知の解決策に固有の問題を回避することができる。

【0045】

この配置は、熱交換器４、５に向かう又は熱交換器４、５に由来する、冷却流体及び作動ガスのための導管網を簡略化することもできる。具体的には、この配置は、より小さい空間内に流体（冷却流体及び作動流体）のための循環回路を配置することをより容易にすることができる一方で、これらの流体を伝送する導管の数及び／又は長さを低減することにより、作動流体と冷却流体との間の循環を対流させることができる。

【0046】

図３に示されたように、例えば冷却材回路２６は、冷却流体をまず第２の冷却熱交換器５に、次に第１の冷却熱交換器５に供給する（修飾語「第１」及び「第２」は、作動流体の循環の方向における第１及び第２の圧縮段階を指す）。

【0047】

当然のことながら、反対の配置が予測され得る（まず第１の熱交換器４に、次に第２の熱交換器５における冷却流体の循環）。

【0048】

示されたように、いずれの場合も、２つの流体（冷却される作動流体及び比較的低温の冷却流体）の循環の方向は、好ましくは対流すなわち各交換器を反対方向に通過する。

【0049】

図３に示されたように、冷却流体の通路のための２つの冷却熱交換器４と５との間の流体連結は、簡略化されてより小さくてもよい。一方の冷却熱交換器４、５から他方への冷却流体のこの伝送は、具体的には管の短い溶接部、又は２つの熱交換器４と５との間の単純な管若しくは連結具によって実現されてもよい。

【0050】

必要であれば、２つの冷却熱交換器４、５は、作動流体の循環のために２つの別個の通路を含む、同一のケーシング又はハウジングに組み込むことも更に可能であり、前記２つの通路は、冷却流体回路の同一の回路チャネルの２つの部分とそれぞれ順番に熱交換する。例えば冷却熱交換器４、５のそれぞれは、それぞれの長手方向に延在する細長い形状を有してもよい。各冷却熱交換器４、５は、２つの長手方向端部にそれぞれが配置された、冷却される作動ガスのための入口及び冷却された作動ガスのための出口を含む。

【0051】

冷却熱交換器４、５は、管型の交換器、シェル型及び管型の交換器、又は板型及びフィン型（ステンレス鋼、アルミニウム若しくは同種のものから作成した）の交換器であってもよい。

【0052】

更に、２の冷却熱交換器４、５は、好ましくは互いに対して逆に装置内に配置され、これは、２の冷却熱交換器４、５のそれぞれの長手方向が平行又は実質的に平行であり、前記冷却熱交換器４、５内の作動流体の循環の方向が互いに反対であることを意味する。冷却流体の循環の配置と組み合わせたこの配置は、流体回路の複雑性を最小に抑えることができる一方で、装置に非常に良好な性能を授ける。

【0053】

装置の全て又は一部、具体的にはその低温部材は、断熱密封されたケーシング１１（具体的には共通対流熱交換器及び冷凍交換器８を含む真空チャンバ）内に収容することができる。

【0054】

本発明は、別の流体又は混合物、具体的には水素を冷却及び／又は液化するための方法に適用してもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】