JP2002501165A - 伝熱装置 - Google Patents

伝熱装置

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JP2002501165A
JP2002501165A JP2000528829A JP2000528829A JP2002501165A JP 2002501165 A JP2002501165 A JP 2002501165A JP 2000528829 A JP2000528829 A JP 2000528829A JP 2000528829 A JP2000528829 A JP 2000528829A JP 2002501165 A JP2002501165 A JP 2002501165A
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absorbent
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Abstract

(57)【要約】 飲料(12、112、244、255、295、303、314、374、422、520、622、714)を冷却あるいは加熱するための伝熱装置(10、110、210、30、270、290、300、410、510、610、710)が、冷媒(22、122、212、241、252、276、334、371、632)と、冷媒吸収剤(18、118、222、214、277、301、335、373、418、514、614)とを含んでいる。装置は更に、冷媒の蒸発を可能とするための作動手段(26、28、126、215、242、253、271、293、294、302、370、432、528、638、726、732)を含む。冷媒吸収手段が、蒸発する冷媒を吸収し、冷媒の蒸発時に吸収された熱が冷媒吸収剤位置で発生し、斯くして、加熱あるいは冷却するべき材料に、あるいはそれら材料からの熱が伝達され得る。冷媒吸収剤は吸収剤あるいは吸着剤であり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝熱装置に関し、詳しくは、これに限定するものではないが、食品あ
るいは飲料を加熱あるいは冷却するための伝熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
飲料及び食品を冷却するための、有効且つ“環境フレンドリー”な技術の開発
が望まれている。野外での娯楽や遊びの種類が増え且つ入手し易すくなるに従い
、余暇には家から遠い場所で過ごす傾向が強まっている。 保冷容器、熱電気式のピクニッククーラー、携帯用の冷却ユニットを含む冷却
装置の開発が進んでいる。しかしながら、こうしたユニットは嵩張りしかも高価
であるという欠点がある。“chill can”として知られる装置は、その
使用に関する環境上の問題から国際的に規制が課せられている。飲料や食品を加
熱するための加熱装置の開発には殆ど関心が向けられていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
食品あるいは飲料を加熱あるいは冷却するための、冷媒を含む伝熱装置を提供
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の1様相に従えば、冷媒を含む伝熱装置が提供される。この伝熱装置は
、冷媒を装置の第1領域から第2領域に移動させるべく作動する冷媒移動手段と
、冷媒の移動を駆動して前記第1領域から第2領域に熱を伝達させ、それにより
、被加熱材料あるいは被冷却材料に、あるいはこうした材料から熱を伝達させる
ための熱伝達手段あるいは伝熱手段とを更に含んでいる。
【0005】 伝熱手段は、冷媒を吸収するための冷媒吸収剤を含んでいるのが望ましい。こ
れにより、熱は、冷媒に伝達することにより材料から取り出され、冷媒が冷媒吸
収剤に吸収されるに際して冷媒から取り出される。冷媒吸収剤は吸着剤あるいは
吸収剤の形態のものとすることができる。 本発明の他の様相に従えば、冷媒と、冷媒吸収剤とを含む伝熱装置が提供され
る。本伝熱装置には、冷媒を蒸発させて冷媒を冷媒吸収剤に吸収させ、冷媒の蒸
発時に吸収された熱を冷媒吸収剤位置で発生させ、それにより、被加熱材料ある
いは被冷却材料への、またそれら材料からの熱伝達、即ち、伝熱を可能とするべ
く作動する作動手段が更に含まれる。
【0006】 本発明の装置は、飲料を保持するために好適な容器内に、挿入され、あるいは
内部に配列され、あるいは内部に組み込まれ、あるいはその周囲に配列され得る
に好適な寸法のものであるのが有益である。冷媒の吸収が装置の第1領域で生じ
、冷媒吸収剤による冷媒の蒸発は第2領域で生じるのが好ましい。 冷媒吸収剤は、吸着剤あるいは吸収剤である。従って、吸着熱あるいは吸収熱
は、蒸発する冷媒が吸着剤上に吸着されあるいは吸収剤により吸収される際に発
生する。 本発明の装置は、冷媒吸収剤のための第1部分と、冷媒のための第2部分とを
含んでいる。第1部分の圧力は、作動手段が作動する以前には第2部分のそれよ
りも低いことが好ましい。1実施例において、第2部分は周囲圧力とされ、第1
部分は排気され得る。別の実施例では第2部分が周囲圧力以上とされ、第1部分
が周囲圧力とされ得る。あるいは、第1部分及び第2部分とも排気され得る。
【0007】 第1部分と第2部分とは互いに隔絶されているのが有益である。作動手段は、
その作動時に第1部分及び第2部分間を連通させるようにすることができる。第
1部分及び第2部分は互いに恒久的に取り付けることができる。例えば、第1部
分及び第2部分を相互に一体化させることができる。あるいは、第1部分及び第
2部分を、初期において分離させる状態で合体させ、作動手段の作動時に第1及
び第2部分間を連通させるようにすることもできる。 本発明の装置は、第1の壁の形態を有し、その上部に冷媒吸収剤を配置させる
ことのできる第1要素と、第2の壁の形態を有し冷媒を分散させ得る第2要素と
を含み得る。第1要素は実質的に円筒形状を有するが、その他の好適な形状とす
ることもできる。第2要素は円筒形状を有し、この第2要素の周囲に冷媒を分散
させるための分散手段を設けることができる。第1要素及び第2要素は、その一
方から他方への伝熱を可能とするために相互に離間されるのが望ましい。
【0008】 1実施例では、第1部分は第2要素を含み、第2部分は、作動手段が作動する
際に冷媒を第2要素内に釈放するようになっている容器形態のものであり得る。
作動手段は、第2部分に、冷媒を釈放させるための孔を設けるようになっている
釈放部材を含み得る。釈放部材は、第2部分に孔を開けるスパイクあるいはピン
の形態のものであり得る。第2部分は好適なプラスチック材料から形成され得、
また、気泡形態のものであり得る。 他の実施例では、第2部分が第2要素を含み得る。作動手段は、その一端が実
質的に円筒状部材である細長ロッドを含み得る。第1部分と第2部分との間には
、第1部分を第2部分から隔絶するための膜を設け得る。円筒状部材は、この膜
に隣り合って配置した開放端部を有し、作動手段が作動すると円筒状部材の開放
端部が押送されて膜と係合し、膜を刺し通す。膜は、金属箔、例えばアルミニュ
ーム箔の形態のものであるのが好ましい。
【0009】 本発明の装置を使用して材料を冷却する場合、第2要素を被冷却材料に隣り合
って、あるいは接触して配置し、第1要素を、この第1要素に伝達される熱が大
気内に放散され得るように配置するのが有益である。本発明の装置を使用して材
料を加熱する場合には、第1要素を被加熱材料に隣り合って、あるいは接触して
配置し、第2要素を、大気中から熱を取り出し、取り出された熱が第1要素に伝
達されて被加熱材料が加熱されるように配置するのが有益である。 少なくとも第1部分が管あるいはパイプ形態であるのが好ましいが、第1部分
及び第2部分とも、全体に管状あるいはパイプ状のものとすることもできる。第
1部分、あるいは第1部分及び第2部分は、第1部分が管の第1の部分を、そし
て第2部分が管の第2の部分を構成してなる、細長い管形態のものであり得る。
【0010】 1実施例において、第1部分が被加熱材料あるいは被冷却材料を保持する容器
の、内壁及び外壁を含む二重被膜を構成する。他の実施例では、管は、前記内壁
及び外壁を有し、被加熱あるいは被冷却容器、例えばビンあるいは缶を受けるよ
うになっているスリーブ形態のものである。材料を加熱する場合、内壁が前記第
1要素を構成し、外壁が第2の要素を構成するのが好ましい。材料を冷却する場
合は、外壁が第1要素を、内壁が第2要素を夫々構成するのが好ましい。 更に他の実施例において、本発明の装置は、その内部で材料を加熱あるいは冷
却するための容器内に配列される。本発明の装置は、所望であれば容器内に別個
に作製し、あるいは、容器製造内に容器内に配置することができる。
【0011】 他の実施例において、第2部分が、被冷却材料を保持する容器の、内壁及び外
壁を含む二重被膜を構成する。内壁には、実質的に内壁を覆うのが好ましい吸引
手段が設けられる。吸引手段は装置で使用する以前に湿潤化されるのが有益であ
る。 吸引手段は多孔質繊維、例えば、Jクロスの商標名で市販される布地あるいは
類似物の形態のものであり得る。布地は、少なくとも1つの孔を確定するべく孔
あけされるのが好ましく、また、複数の孔を貫通させ、布地上への氷の形成を防
止あるいは低減させるのが望ましい。
【0012】 更に別の実施例では、第1部分が第2部分上に好ましく配列される。第1部分
は第1の管の形態に、第2部分は第2の管の形態のものであり得る。第2部分は
材料内に受けられ得、また、材料内に伸延して伝熱を増長させる熱交換部材を更
に含み得る。熱交換部材は、ワイヤループの形態であるのが好ましい複数のフィ
ンを有する。第2部分内にはまた別の、ワイヤループ形態であるのが好ましい複
数のフィンを含み得る熱交換部材が伸延され得る。 第1要素及び第2要素の一方はその他方を包囲し得る。第1要素及び第2要素
の他方は、被加熱材料あるいは被冷却材料内に配列されるのが好ましい。 1実施例において、第1要素は、第2の管の形態であるのが好ましい第2要素
を包囲する第1の管の形態のものである。第2要素は、被加熱材料あるいは被冷
却材料内に配列されるようになっているのが望ましい。
【0013】 第1要素及び第2要素間には、蒸発する冷媒を移動させ、第2要素から第1要
素に熱を伝達させる導管配列が伸延され得る。本発明の装置を材料を冷却するた
めに使用する場合、第1要素が第2要素を包囲し、材料を加熱するために使用す
る場合には第2要素が第1要素を包囲する。 熱交換部材は、第1要素あるいは第2要素から、被加熱材料あるいは被冷却材
料内へと伸延され得る。第1要素及び第2要素は、初期において別個であり、結
合して加熱あるいは冷却のために連通する第1の管及び第2の管を含み得る。 作動手段は、第1部分及び第2部分間の弁を含み得る。弁は、第1部分及び第
2部分を相互に連通させるべく開放位置に移動可動であるのが好ましい。
【0014】 第1要素あるいは第2要素の一方に隣り合って吸熱手段を配置することができ
る。本発明の装置を、材料を冷却するために使用する場合、吸熱手段を第1要素
と熱接触状態に配置し、冷媒吸収剤から発生する熱を吸収させ得る。こうして吸
熱手段によって吸収された熱は大気内に放散させ得る。本発明の装置を使用して
材料を加熱する場合、吸熱手段を第2要素と熱接触状態に配置し、吸収した熱を
第2要素を介して放熱させ、第1部分内の冷媒を蒸発させることができる。 1実施例において、吸熱手段は、第1要素あるいは第2要素によって少なくと
も部分的に確定され得るチャンバ内に設けられる。チャンバは、第1部分を包囲
し、あるいは第1部分によって包囲されるのが好ましい。1実施例ではチャンバ
は、第1部分の内部で、第1要素あるいは第2要素によって実質的にその全体が
確定される、実質的に円筒状の管の形態のものである。他の実施例ではチャンバ
は、第1部分の外側の第1要素あるいは第2要素によって部分的に確定されるス
リーブ形態のものである。スリーブは好都合には、第1要素あるいは第2要素と
、外壁との間に確定される。
【0015】 1実施例において、吸熱手段は、吸熱時に蒸発するようになっている冷媒を含
む。蒸発する冷媒を吸熱手段から大気内に釈放するための弁手段もまた設け得る
。弁手段は本発明の装置を材料を冷却するために使用する場合に特に好適である
。 他の実施例において、吸熱手段は、吸熱に際して固相から液相に、あるいは固
相から気相に相変化するようになっている相変化材料である。相変化材料が固相
から気相に変化するものである場合、弁手段には、蒸気を大気内に逃がすための
弁手段を設け得る。弁手段の使用は、本発明の装置を材料冷却のために使用する
場合に特に好適である。 また別の実施例では、吸熱手段は、一端部領域を第1部分と熱接触させ、他端
部領域を第1部分の外側に位置付けたヒートパイプであるのが好ましい。ヒート
パイプの、第1部分の外側の端部領域には、ヒートパイプにおけるあるいはヒー
トパイプからの伝熱を助成するためのフィン手段を設け得る。この実施例の場合
、第1部分の外側の端部領域は第1部分によって包囲されるのが好ましい。
【0016】 他の実施例では本発明の装置は少なくとも1つの、好ましくは複数の、第2部
分から材料内に伸延するヒートパイプを含み得る。少なくとも1つの、あるいは
夫々のヒートパイプはニードルヒートパイプの形態のものであるのが好ましい。
この実施例においては、第2部分と第1部分との間に弁が設けられ、この弁が開
放されると第2部分の冷媒が蒸発して第1部分内の冷媒吸収剤に吸収され、それ
により、材料の熱が、蒸発した冷媒によりヒートパイプに沿って第1部分内の少
なくとも1つのあるいは各ヒートパイプの端部領域に伝達され、かくして材料が
冷却される。この実施例では、第1部分が、材料を収納する容器の外側に配列さ
れ、第2部分が容器の内部に配列される。あるいは、加熱が必要とされる場合、
第2部分は容器の外側に配列され、ヒートパイプは容器内部の第1部分から伸延
され得、それにより、弁が開放されると蒸発する冷媒が冷媒吸収剤によって吸収
され、熱が少なくとも1つの、あるいは各ヒートパイプによって材料内に放散さ
れる。
【0017】 上述の各実施例は吸着剤の形態での冷媒吸収剤と共に使用する上で特に好適な
ものである。 冷媒吸収剤が吸収剤を含む更に別の実施例において、本発明の装置には、初期
において吸収剤を含む第3部分が設けられ得る。この第3部分には釈放部材が設
けられ得、この釈放部材を作動させることにより、吸収剤が第2部分内に釈放さ
れる。本実施例では、第2部分のための作動手段が作動されると、冷媒が第1部
分内に釈放されて蒸発し、次いで吸収剤により吸収されることで熱が釈放される
。第3部分は更に別の気泡形態のものであり得、作動手段は、この気泡を刺し通
すために、もしくは、この気泡に孔を形成するために好適なものであり得る。
【0018】 本発明の他の様相によれば、細長の、全体に管状の、冷媒及び吸収剤あるいは
吸着剤を収納するように適合された部材と、冷媒を吸着剤に吸着せしめるための
手段とを有し、それにより、吸着剤あるいは吸収剤から熱が発生し、冷媒材料に
よって熱が吸収される伝熱装置が提供される。 1実施例において、本発明の装置はパイプ(あるいはリンク結合した複数のパ
イプ)を含み得る。 本実施例に従う装置は、吸着剤あるいは吸収剤を収納する第1部分と、初期に
おいて第1部分と分離され、冷媒を収納するようになっている第2部分と、第1
部分と第2部分とを連通させる連通手段とを有する細長のパイプを含み、前記連
通手段が作動すると、冷媒が吸着剤あるいは吸収剤に吸着あるいは吸収され、第
2部分で吸収される熱量に相当する熱が第1部分から発生する。
【0019】 (冷媒を収納する)第2部分は細長のパイプと全体的に一体化される。第2部
分は、大気圧以下かあるいは超大気圧の、即ち、大気圧に関して夫々真空圧力か
あるいは加圧下の冷媒を収納するようにすることができる。 第2部分は、恒久的に大気圧以下かあるいは超大気圧の圧力下の冷媒を収納し
得る。 あるいはまた、必要であれば、ポンプのような手段を設け、第1部分内の圧力
を大気圧以下かあるいは超大気圧とすることも可能である。第1部分から空気を
パージして装置の効率を増大させるための手段を設けても良い。 (吸収剤あるいは吸着剤を収納するための)第1部分も、同様に、細長のパイ
プと一体化される。
【0020】 あるいはまた、第1部分を初期において第2部分と分離させ、後で第2部分と
結合するようにしても良い。そうした結合には、細長のパイプの第1部分と第2
部分とを連通せしめるための連通作動手段を含むのが好ましいものであり得る。 連通作動手段は、例えば、1つ以上の弁(例えば逆止弁あるいは絞り弁)を含
み得る。 他の実施例では、伝熱装置はパイプ(あるいはリンク結合した複数のパイプ)
を含み得る。 更に他の実施例において、本発明の装置は、パイプ内で、冷媒と、吸着剤ある
いは吸収剤とが結合され且つ超大気圧とされた細長のパイプを含んでいる。この
実施例において、吸着剤あるいは吸収剤による冷媒の吸着あるいは吸収は、その
結果としての冷却及び加熱を伴う状況下に、細長のパイプと作動上関連させて設
けた弁その他の手段により、超大気圧力を釈放することにより達成される。
【0021】 更に他の実施例において、冷媒は、被冷却液体(例えば飲料)を収納する容器
の外被内に大気圧以下の圧力下に収納される。容器の外被には、真空を釈放する
ための弁が設けられ、この弁が、吸着剤のための容器を含む手段によって作動さ
れ得る。 本発明のこれらの任意の実施例に従う伝熱装置の内部には、冷媒の移動を補助
するための吸着体を設け得る。そうした吸着体は、例えば、金属網(例えば、銅
製あるいはステンレス鋼製の)、あるいは焼結粉末(例えば焼結同あるいはP.
T.F.E)から作製することができる。 本発明に従う装置は、被冷却材料あるいは被加熱材料を収納するための容器内
に恒久的に固定することができる。 あるいはまた、そうした装置が、開放容器(例えば、被冷却ビール缶あるいは
加熱するべきスープ缶)内に配置される“ポータブル”な、あるいは“小型”の
ものとして提供され得る。
【0022】 本発明に従う装置は、(一般に弁を作動させることにより)冷媒と、吸着剤あ
るいは吸収剤との間を連通させることにより作動され得る。この連通により、冷
媒は蒸発し、吸着剤あるいは吸収剤と相互作用せしめられる。この相互作用によ
り、吸着剤あるいは吸収剤から熱が発生し、冷媒の周囲から相応量において熱が
吸収される。 本発明の装置は、ある場合において、例えばビール缶の内部に、吸着剤あるい
は吸収剤を収納する部分を缶の外側に、また、冷媒材料を収納する部分を缶の内
側にした状態で配置され、冷媒と、吸着剤あるいは吸収剤とが相互作用すること
により発生する熱が大気内に放出され、また、ビール缶内のビールからの熱の吸
収がビールを冷却する。
【0023】 別の例では本発明の装置は、例えばスープ缶の内部に、吸着剤あるいは吸収剤
を収納する部分を缶の内側に、また、冷媒材料を収納する部分を缶の外側にした
状態で配置され、冷媒と、吸着剤あるいは吸収剤とが相互作用することにより発
生する熱が、大気内に放出される代わりにスープ缶を加熱するために使用される
。 弁の作動は、装置の外側の(例えば、細長のパイプあるいは吸着剤と作動上関
連するポンプその他を別個の“プラグイン”形式の部材内に収納したような)手
段により達成され得る。
【0024】 本発明と共に使用するために好適な冷媒は以下のもの、即ち、 水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール)、含ハロゲンアルコール
(例えば、トリフルオロエタノール)、ハロアルカン(例えば、トリフルオロエ
タン)、アルカン(例えば、C3からC5)、アンモニア、二酸化炭素、芳香族
炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、アニリン)、アセトフェノン、ブチル
アセテート、酪酸、酢酸セルロース、クレゾール、クメン、シクロヘキサノール
、シクロヘキサノン、ジブチルフタレート、ジエタノールアミン、硫酸ジエチル
、ジメチルホルムアミド、ジメチルヒドラジン、フタル酸ジメチル、エチレング
リコール、ヒドラ人、メチルヒドラ人、メチルピロリジノン、ナフタリン、スチ
レン、スルホラン、四塩化エチレン、トリクロロエチレン、ウンデカン、を含む
ものであるのが好ましい。 本発明と共に使用するために好適な冷媒吸収剤は、以下のもの、即ち、
【0025】 シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト(モレキュラシーブ)、活性炭、アル
カン(例えばC3からC5)アルコール(例えば、メタノール、エタノール)、
アミド(例えば、N,N−ジメチルアセトアミド)、ケトン/ラクタム(例えば
N−メチルピロロリドン)、カルボン酸塩(例えば、カリウムホルマーテ)、エ
ステル、アルカリ金属塩(例えば、臭化リチウム、硝酸リチウム)、を含むもの
であるのが好ましい。 かくして、冷媒は揮発性の液体あるいはガスであり得、冷媒吸収剤は固体ある
いは液体であり得る。
【0026】 本発明で使用するための冷媒及び冷媒吸収剤の好適な組み合わせは以下のもの
、即ち、水/ゼオライト活性炭、エチルアルコール/シリカゲル、水/シリカゲ
ル、水/活性アルミナ、二酸化炭素/活性アルミナ、水/ゼオライト4A、5A
13X、アンモニア/ゼオライト4A、5A13X、エタン/活性炭、アンモニ
ア/活性炭、水/活性炭、メチルアルコール/活性炭、水/ポリマー、アンモニ
アあるいは水/有気塩内金属(例えば水CaCl2水素/NaNi4、水素/F
eTi、水/カリウムホルマーテ)、ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒/
吸着剤組み合わせ(例えばR134a/活性炭)、流体混合物(例えば、水、メ
タノール/活性炭、水/アンモニア、アンモニア(あるいは二酸化炭素)/カリ
ウムホルマーテ、水/臭化リチウム、N−メチルピロロピドン/トリフルオロエ
タノール、ジチオグリコール(DTG)/テトラフルオロエタン、水/アンモニ
ア−硝酸リチウム、二酸化炭素/N,N−ジメチルアセトアミド、H2O/Ca
O)、を含むものであるのが好ましい。
【0027】 吸着剤の表面積を可能な限り増大させるのが望ましい。そうした表面積の増大
は、例えば、吸着剤膜(例えば、網上を成長するゼオライト)を使用して、表面
を吸着剤でコーティング(例えば、結合材あるいは吸着剤を表面上で成長させる
ことにより)することにより達成され得る。 本発明で使用し得る吸着体手段の例は、以下のもの、即ち、 ティシュペーパー、プラスチックフォーム(foam)、紙ファイバー、金属
網(例えば銅製あるいはステンレス鋼製の)焼結粉末(例えば焼結銅あるいはP
TFE)、を含むものであるのが好ましい。 本発明で使用し得る好適な相変化材料は、以下のもの、即ち、 グリセリン、オイル、椰子油/バター、パラフィンワックス、グラウバー塩(
Na2SO4、10H2O、ブチルフェノール、メタノール、ペンタン、エタン
、を含むものであるのが好ましい。 大抵の場合、冷媒吸収剤は、吸着後に再生され得る。再生は、吸着剤を加熱(
例えば、ペルティエ装置その他により)することにより、あるいは、本装置と関
連して設けた一体の圧縮器を使用して達成され得る。
【0028】 かくして、本発明の方法を、スープ、茶その他の、容器収納物を加熱するため
に適用することができる。 あるいは、本発明の方法を、ビール、ソフトドリンクその他の容器収納物を冷
却するために適用することができる。 本発明の別の様相に従えば、被冷却材料あるいは被加熱材料を保持するための
容器と、そうした材料と熱接触状態に配置した上述の伝熱装置とを含むアセンブ
リが提供される。
【0029】
【発明の実施の形態】
図1を参照するに、飲料缶14内の材料12を冷却するために使用する伝熱装
置10が示されている。伝熱装置10は、吸着剤18のための第1部分15と、
冷媒22のための第2部分20とを含む。第2部分20は気泡形態を有し、刺し
通し可能な好適なプラスチック材料から形成される。第2部分20の上方でボタ
ン24に取り付けたスパイク26が、このボタン24を押し込むことにより作動
されて第2部分20を突き刺し、第2部分20内の冷媒22(例えば水)を第1
部分16に侵入させる手段を提供する。 第1部分16は、飲料缶14の、円筒状の内壁30及び外壁34である二重の
被膜を含んでいる。円筒状の内壁30の外側表面の周囲には吸着手段32が設け
られる。
【0030】 円筒状の外壁34の内面には、外壁34を実質的に覆う状態で吸着剤18が設
けられる。 図示されるように、第2部分20は吸着手段32に隣り合って設けられ、ボタ
ン24を押し込んでスパイク26が突き通されると、吸着手段32により内部の
水が内壁30の周囲に分散される。第1部分16は低圧であり、好ましくは排気
される。
【0031】 図2には、ボタン24を押し込んだ際に冷媒22が第1部分16に釈放される
状況が示される。冷媒22は吸着手段32により内壁30の周囲に分散されて蒸
発し、それにより、材料12から熱が取り出され、材料、即ち、液体は冷却され
る。冷媒22の蒸発は矢印Aで示され、液体から取り出された熱は内壁30から
外壁34上の吸着剤18に伝達される。矢印Bは内壁30及び外壁34間での伝
熱方向を示している。吸着剤18は水を吸着して吸着熱を生じ、この吸着熱が、
矢印Cで示すように大気内に放出される。
【0032】 図3及び図4を参照するに、図1及び図2の実施例と類似の装置が示されるが
、本装置は飲料缶14内の材料12を加熱するようになっている。図3及び図4
に示す実施例の構造は、図1及び図2の実施例のそれと、吸着手段32が外壁3
4に設けられている点、及び、吸着剤18が内壁30に設けられている点を除き
、極めて良く類似したものである。ボタン24を押し込むとスパイク26が第2
部分20を刺し通し、第2部分内の水が第1部分16内に放出される。放出され
た水は底部17位置に収集され、次いで、吸着手段32により吸収され、矢印D
で示すように外壁34の周囲に分散される。大気からの熱が矢印Eで示す如く取
り出されて冷媒が蒸発し、蒸発する冷媒は第1部分を横断して矢印Aで示すよう
に吸着剤18に入り込む。次いで吸着熱が、矢印Fで示す方向で、加熱を必要と
するスープその他の材料12に入る。
【0033】 図5を参照するに、飲料缶14を内部に設けたパイプあるいは管の形態の伝熱
装置が示される。この、飲料缶14の中身を冷却するための実施例では、装置は
内壁30と外壁34とを有しているが、吸着手段32は外壁34に設けられ、吸
着剤18は内壁30に設けられる。それは、外壁34が、被冷却材料12と接触
されるからである。内壁30は円筒状の内部空間36を確定し、この内部空間に
は、図3に示す実施例では冷媒の形態である熱吸収手段38が設けられる。以下
に説明する理由のための、弁40の形態の圧力釈放手段が設けられる。
【0034】 第2部分20にボタン24のスパイク26を突き通して冷媒22を釈放させる
と、冷媒22は、番号17で示す第1部分16の底部に落下する。底部に落下し
た水は矢印Dで示すように吸着手段32に吸収され、次いで、冷媒が蒸発して材
料12から熱が取り出され、液体は冷却される。蒸発する冷媒は矢印Aで示すよ
うに吸着剤18に移動して吸着剤18に吸着され、冷媒の熱が吸着剤に放出され
る。かくして、熱は外壁34から内壁30に伝達される。次いで、吸着熱は矢印
Cで示す如く熱吸収手段38、即ち、冷媒に入り、冷媒は蒸発する。弁40を操
作することにより、蒸発する冷媒が釈放され、熱は大気内に消散される。
【0035】 図6を参照するに、図5と類似の装置が示され、図5の装置と同じ特徴部分に
は同じ参照番号が付記されている。図6の装置は、熱吸収手段38が相変化材料
の形態のものである点で図5の装置と相違する。図6の装置の作動は、吸着剤1
8から発生する吸着熱がこの相変化材料である熱吸収手段38に吸収される点を
除き、図5の装置と同一である。相変化材料は、図6に示す如く固相から液相に
相変化するのものであり得るが、固相から気相に相変化する材料であっても良く
、その場合、図5に示すような圧力釈放手段40が必要となる。
【0036】 図7を参照するに、図5及び図6に示す伝熱装置と類似の装置が示され、内部
空間36に配置した熱吸収手段38がヒートパイプ50の形態を有している。ヒ
ートパイプ50は、内部に冷媒を収納する。ボタン24を作動して冷媒22を第
1部分16内部に釈放すると、吸着手段32から蒸発する冷媒22により材料1
2から熱が取り出される。取り出された熱は外壁34上の吸着手段から内壁30
上の吸着剤に移動し、この吸着剤に吸収される。吸着剤からの吸着熱はヒートパ
イプ50に吸収され、ヒートパイプ内の冷媒が蒸発する。ヒートパイプ内を循環
する冷媒により、熱はヒートパイプの上部領域52に移動し、この領域に設けた
フィン54を介して矢印Cで示すように大気内に放散される。
【0037】 図8を参照するに、“ポケッタブル”な、あるいは“ポータブル”の、冷却の
ために飲料その他に挿通して使用することのできる装置が示される。本装置は、
図3に示すと同じように作動されるが、飲料缶14とは別個のものである点、相
違する。内部空間36内の熱吸収手段は図5に示すそれと同じであり、内部空間
36から蒸発する冷媒を釈放させるための弁40が設けられる。
【0038】 図9を参照するに、流体、例えばコップに注いだ茶、あるいはボールに注いだ
スープを加熱するための、“ポケッタブル”な、あるいは“ポータブル”の装置
が示される。図9に示す装置10は、吸着剤18が外壁34に設けられ、吸着手
段32が内壁に設けられる点を除き、図8の装置と類似のものである。内部空間
36内の熱吸収手段38は冷媒の形態のものであり、あるいは、予め熱を吸収し
た相変化材料の形態のものである。第2部分、即ち、第2部分20にスパイク2
6を突き通して冷媒を第1部分16に釈放させると、熱吸収手段38から冷媒2
2に熱が移動することにより、冷媒22が吸着手段32から蒸発する。蒸発する
冷媒22は矢印Aで示すように吸着剤18に移動し、吸着剤18に熱を伝達する
。吸着剤18から生じる吸着熱は矢印Fで示すように材料内に放出される。
【0039】 図10を参照するに、図1及び図2に示す装置と類似の装置が示される。本装
置は、外壁が、相変化材料42を含むチャンバによって包囲されている点で図1
及び図2の装置と相違している。図10の装置は、吸着熱が大気内に直接放散さ
れず、むしろ、相変化材料42によって吸収され、それにより、第1部分16か
らの熱の除去が増長される点を除き、図1及び図2の装置と同じように作動する
【0040】 図11及び図12を参照するに、被冷却用の飲料缶114をその内部で受ける
円筒状の空間150を確定する点を除き、図10に示す装置と同じように作動す
る、スリーブ形態の伝熱装置10が示される。装置10の次いでの作動は、図1
1に示す装置のそれと同じである。同様に、装置10は、図11に示す装置10
と同じように中身112を冷却するために、図12に示すようなビン152の周
囲に設けることができる。図11及び図12に示す各装置10は、図10に示す
それと同一のあるいは類似の相変化材料42を含む。
【0041】 図13を参照するに、飲料缶14と、伝熱装置110とが概略例示されている
。伝熱装置110は、吸着剤118を保持する第1部分116を含んでいる。飲
料缶14の内部には第2部分120が設けられ、この第2部分に冷媒122が保
持される。複数のニードルヒートパイプ123が第2部分120から飲料缶14
内の材料12内に伸延する。導管128を介し、第2部分120と第1部分11
6とを連通可能とするための、弁126の形態の作動手段124が設けられる。
ニードルヒートパイプ123は第2部分120内に伸延し、その各々の端部領域
125が第2部分120の内部に突入される。
【0042】 弁128を開放すると、第2部分120内の冷媒122がニードルヒートパイ
プ123の端部領域125から熱を取り出して冷媒122を蒸発させ、蒸発する
冷媒を導管128に沿って送り、吸着剤118に吸着させる。これにより、ニー
ドルヒートパイプ123内の冷媒が更に蒸発し、飲料缶14内の材料12を冷却
する。熱は材料12からヒートパイプに移動した後、全ての冷媒122が蒸発す
るまで、ヒートパイプに沿って第2部分120に伝達される。
【0043】 図14には、吸着剤ではなくむしろ吸収剤を使用する、図13に示す装置の改
変例が示される。 吸収剤の物理的形態は、布、膜、結合材を伴う粉末、複合物、吸着床、パレッ
ト、あるいはビードであり得る。これらの吸収剤は、プラスチックでコーティン
グした単純な金属箔(例えばアルミニュームシート)及び、ティシューペーパー
、プラスチックフォーム(foam)あるいは紙ファイバーその他から製造され
よう。
【0044】 図14の実施例では、装置10は冷媒22を吸着手段32上に釈放するための
第1の第2部分20と、吸収剤222を、内壁30の内側を覆って配置した好適
な基材218上に釈放するための第2の気泡220とを含んでいる。冷媒22は
吸着手段32から蒸発し、外壁34から矢印Aで示す如く内壁30に移動し、吸
収剤222に吸収される。吸収時に生じる熱は内側空間36に伝達され、その内
部の冷媒38を蒸発させる。蒸発する冷媒は弁40を操作することにより釈放さ
せることができる。
【0045】 図15A〜Dを参照するに、管状の装置10が示され、冷媒22のための吸着
手段32と吸収剤18とを有している。管状の装置の下端位置には、矢印Q1で
示す熱の装置10内への伝達を増長させるためのフィン154が設けられる。熱
吸収手段38が装置に伝達すると冷媒が蒸発し、蒸発する冷媒は吸収剤18に吸
収され、その際生じる熱は矢印Q3で示す如く釈放され得る。 図15Bには、実質的に矩形プレート形態の装置10が示される。プレートは
、その一方側に吸収剤18を、その反対側には、冷媒のための吸着手段32とを
有する。この構成は表面積を増大させ、かくして冷媒22の蒸発が増長される。
【0046】 図15Cには、一端に吸着手段32を、他端に吸着剤18を設けた装置10が
示される。 図15Dには、冷媒22及び吸着手段32を一方側に、他方側に吸着剤18を
設けた切頭円錐形状の装置10が示される。吸着手段32は最大面積を有する側
に設けられ、かくして冷媒の蒸発が増長される。
【0047】 図16を参照するに、材料を冷却するための第1及び第2の2つの部分を有す
る装置10が示される。第1の部分は第1部分16を構成し、吸着剤18を含み
、第2の部分は第2部分20を含み、蒸発器の形態を有している。吸着手段32
が第2部分20に設けられる。第1部分16と第2部分20との間を導管60が
伸延する。材料を冷却する上で所望であれば、第2部分20を材料内に挿入し、
第1部分16と第2部分20との間に連通が確立された場合に、冷媒22が蒸発
することにより矢印Q1で示すように材料から熱が取り出されて材料が冷却され
るようにする。蒸発する冷媒は矢印Xで示すように導管60を介して第1部分1
6に送られて吸着剤18上に吸着される。次いで、吸着熱が大気内に放散される
。あるいは、材料を加熱したい場合には、第1部分を材料内に配置し、第2部分
を外側に配置する。この場合、第1部分16と第2部分20との間に連通が確立
されると大気から熱が取り出されて内部の冷媒が蒸発し、蒸発する霊媒が吸着剤
18に送られ、そこで発生した吸着熱が材料を加熱する。
【0048】 材料あるいは飲料を冷却するためには、これらの材料あるいは飲料を2分より
多くない時間内に、その初期温度25℃から最終温度8℃に冷却すべきであろう
。また、それら材料あるいは飲料を加熱する場合には、その初期温度25℃から
約60℃に2分を超えない時間内に加熱すべきであろう。装置10の容積は容器
の容積の20%を超えるべきではない。 図17、図18、図19を参照するに、伝熱装置210が示され、減圧下(即
ち、大気圧以下の)冷媒212(例えば水)を収納する第1部分211と、吸着
剤14(例えば炭素)を収納する第2部分213とを含んでいる。
【0049】 第1部分211及び第2部分213は、初期においては、作動手段216を有
する逆止弁215により相互に分離される。図17、図18、図19の装置は、
図18の装置が吸着体(ウィック)217を有する点を除き同一である。 図17、図18の装置は、必要であれば容器220(例えばソフトドリンク缶
)内に配置されるが、図19の装置は容器内に既に組み込まれている。
【0050】 作動手段16(図17及び図18)を作動する、即ち、容器220を開放して
、矢印P(図19)で概略示すように圧力を開放すると、弁215が開放し、冷
媒が蒸発して吸着剤に吸着されるようになり、装置の第2部分213から熱が発
生する。結局、この熱は装置の第1部分211に吸収され、吸収されれるこの熱
が第1部分211を包囲する液体から取り出されることから、容器220内の飲
料が冷却される。 図18には、“ポケッタブル”な装置例が番号30で示されている。
【0051】 図20を参照するに、冷媒241(例えば水)を収納し、真空下の細長のパイ
プ40を含む装置が例示される。真空は、逆止弁242により維持される。吸着
剤(例えば炭素)が、逆止弁242と係合し且つ作動させるようになっている“
プラグ”装置243内に収納される。 逆止弁242を作動すると冷媒が番号241aで示すように蒸発し、プラグ装
置243に収納した材料に吸収される。かくして液体244から熱が吸収されて
液体は冷却され、プラグ装置243に生じた熱は大気内に放散される。
【0052】 図21に示す装置実施例において、容器250が、真空下に冷媒252(例え
ば水)を収納するようになっている二重の外側“被膜”251を含み、真空が、
弁253によって維持されるようになっている。吸着剤(例えば炭素)が、弁2
53と係合しこれを作動するようになっている“プラグ”装置254内に収納さ
れる。253弁が作動すると冷媒が蒸発し、装置254に収納した吸着剤に吸着
される。容器内の液体255から熱が吸収され、液体は冷却される。 図22に示す装置の機能は、図4に示す装置と類似のものであり、外側には、
追加の吸着ユニット260が設けられる。
【0053】 図23及び図24の装置は、3方弁271を有する吸着パイプ270が設けら
れ、3方弁271がエゼクタノズル272を有している。エゼクタノズルは吸着
速度を増長して容器274内の液体273の冷却速度を速める。容器274内に
出現するガス(一般に二酸化炭素)を使用して弁271を作動させることができ
るようにするための、オン/オフ弁275を含む手段が設けられる。冷媒276
は好適には水であり、吸着剤277は炭素であり得る。
【0054】 図25を参照するに、装置290が示され、吸着剤(例えば炭素)を得るため
の部分291と、冷媒(例えば、水)を真空下に収納するための部分292とを
含んでいる。部分291及び292は、作動手段294を有する逆止弁293に
より分離される。図25の実施例では、装置290は、缶296に収納した液体
(例えばスープ)を加熱するために使用され、部分291が缶296の内部に配
置される。 作動手段294を作動すると冷媒が蒸発し、装置の部分291の位置で吸着さ
れる。吸着熱が生じ(矢印H)かくして液体295が加熱される。
【0055】 図26の装置例では、パイプ300が、冷媒と吸収剤との組合せ体(番号30
2の位置に概略示される)を加圧下に収納している。圧力は、弁302によって
維持される。弁302を作動すると吸着剤から熱が生じ、生じた熱が大気圧に放
出され、かくして、容器304内の液体303が冷却される。 図27及び図28の装置では、ヒートパイプ及び吸着(あるいは吸収)圧縮器
が使用される。ヒートパイプは熱伝導係数の高い装置であり、パイプと同中心の
ライニングとしての内側ウィック313(例えばステンレススチールメッシュ)
を内側に設けたシールパイプ310から構成され得る。ヒートパイプには冷媒3
11が充填される。作動に際し、パイプの下端に熱(容器315内の液体314
からの)が加えられ、液体が蒸発する。液体の蒸気は上方の“冷えた”端部に移
動し、そこで凝縮してエネルギーを放出する。液体となった冷媒は毛管作用下に
、ウィックを通して“高温”の下端に戻る。
【0056】 吸着(あるいは吸収)圧縮器323を使用してヒートパイプ310の上端が冷
却される。吸着(あるいは吸収)圧縮器323は、加圧下の第2の冷媒/吸着剤
(あるいは吸収剤)組み合わせを収納する容器から構成される。弁312が開放
すると第2の冷媒の蒸気が大気に放出され、それにより、吸着(あるいは吸収)
圧縮器323内の温度が降下する。これにより、ヒートパイプ310の上端位置
の温度が低下する。ヒートパイプ310から除去された熱は大気内に放出される
。 図28の実施例では吸着(あるいは吸収)圧縮器323がヒートパイプ310
の部分を構成する(あるいはヒートパイプ310内に配置される)。液体314
から吸収される熱が矢印Hで示される。
【0057】 図29から図34には本発明に従う装置を作動するために考え得る更に他の配
列構成が示される。 図29、図30、図31そして図32(同じ番号は同じ部品を表す)には簡単
なポンプ130が示され、パイプ333の形態の吸着装置と、ベローズ331及
びピストン332が作動上関連して真空が創出される。パイプ333には冷媒3
34(例えば水)と、吸着剤335(例えばゼオライトあるいは炭素)とが充填
され、ポンプ330によって真空が創出される。ポンプを作動すると冷媒334
の蒸気圧が低下し、吸着剤335の位置に熱が発生し、結局、容器337内の液
体336が冷却される。ポンプ330を適宜の制御することにより、液体336
の冷却速度を制御することができる。真空創出に際してシステムから除去された
空気はフラップ弁(あるいはその他の、非逆流弁)338により通気される。
【0058】 図32には、“ポータブル”な、あるいは“ポケッタブル”な伝熱装置として
の使用を意図した装置が示される。 図33には更に他の配列構成の装置が示され、弁(例えばディンプル弁のよう
な)弁370が、パイプ372を通して冷媒371を流動可能とするべく作動自
在であり、これにより、冷媒が吸着剤373と相互作用して、容器375内の液
体374を冷却する。
【0059】 図34の装置では、冷媒と吸着剤とが組み合わされ、番号380で示されるよ
うに一端部に加圧下に保持される。第2吸着剤381(380の吸着剤と同じか
あるいは異なる)が装置の反対側の端部に配置される。冷媒及び吸着剤組み合わ
せ380における圧力は、ベローズ382とピストン383とを作動させること
により維持される。圧力を開放すると、冷媒及び吸着剤組み合わせ380は第2
吸着剤318に吸着され、かくして容器385に収納した液体384が冷却され
る。
【0060】 図35には、冷媒418のための吸着剤のための円筒形チャンバ419を含む
第1部分416と、同中心に配列された一対の外壁424及び内壁426の形態
を有する二重被膜を含み、被冷却飲料422を冷却する第2部分420とを含む
伝熱装置410が示される。吸着手段428は内壁上に設けられ且つこの内壁を
包囲する。吸着手段428は、例えば、水である好適な冷媒内に浸漬され、毛管
作用によって繊維を通して冷媒を分散させることので着る多孔質の繊維材料とす
ることができる。好適な繊維の例には、Jクロスの商標名で販売されるものがあ
る。外壁424及び内壁426間の空間は排気される。円盤形態の混合手段43
0が設けられ、容器422には、以下に説明する目的で複数の孔が形成される。
【0061】 プランジャの形態の作動手段432が第1部分416に設けられ、ボタン43
6と刺し通し手段438との間には細長ロッド434を含んでいる。刺し通し手
段438は、ボタン436を押し込んで作動手段432を作動させると、第1部
分と第2部分とを相互に分離及び隔絶する膜440を、細長ロッドの反対側の端
部領域の位置で刺し通す。作動手段は円筒形チャンバ417を貫く細長孔435
内を伸延する。
【0062】 刺し通し手段438は実質的に円筒形状の部材であり、下端439が開放され
ている。円筒形状の、前記開放端部を包囲する縁部は鋭利であり、好適な金属箔
、例えばアルミニューム箔の形態である膜440を容易に刺し通すことができる
。 作動に際し、ボタン436を押し込むと刺し通し手段438が膜440を刺し
通す。膜が刺し通されると、内壁426及び外壁424間の空間の水が吸着剤4
18に吸着され、吸着手段428から蒸発し、かくして飲料422から熱を取り
出す。熱が飲料422の全ての部分から確実に取り出されるようにするために、
装置410を逆転し、混合用の円盤430を傾斜させて渦流れが生じるようにし
、飲料を攪拌させる。
【0063】 吸着手段から水が蒸発するに従い、蒸発する水は、全ての水が吸収されるまで
、吸着剤418に吸収される。 飲料を消費するためのリングプル442が設けられる。 図36を参照するに、図35の装置の改変例が示される。この装置では第1部
分416が熱吸収手段、あるいはヒートシンク444により包囲されている。ヒ
ートシンク444は吸着剤418から熱を吸収する。
【0064】 ヒートシンクは、例えば、追加の吸着手段であり、好適な冷媒、例えば水に浸
漬される。かくして、吸着剤が吸着熱を釈放する際に冷媒が蒸発し、装置から吸
着熱が除去される。この、追加の吸着手段もまた、多孔質の布地、例えば、Jク
ロスの商標名で販売される布地であり得る。 あるいは、図示しない実施例では、前記追加の吸着手段を、細長孔435の内
壁の周囲に設けることができる。
【0065】 水を収納したマイクロカプセルを追加の吸着手段内に設け、吸着熱の除去を増
長させることができる。マイクロカプセルは、水に代わる、相変化材料を含み得
る。 図35及び図36に示す何れの実施例においても、第1部分及び第2部分は真
空下に配置される。 吸着剤は、ステンレス鋼あるいは銅網から作製したシリンダ内に配置される。
作動手段はシリンダの中心を通る細長孔435を貫いて伸延される。
【0066】 図37から図39を参照するに、伝熱装置510が示され、ステンレス鋼ある
いは銅網製のシリンダ内に配置した吸着剤514を保持する第1部分512と、
第1部分512内に設けられ、被冷却飲料520内に伸延する第2部分518と
を含んでいる。第2部分518は円筒管522から構成され、その内面上には、
好適な冷媒、例えば水で飽和された吸着手段524が設けられている。フィン5
26の形態の熱交換手段が円筒管522から外側に伸延される。第1部分512
及び第2部分518は共に真空下とされる。
【0067】 第1部分512には作動手段528が設けられ、吸着剤514を保持するシリ
ンダ内の穿孔を貫いて伸延する。作動手段528は、ボタン530と、第1部分
512及び第2部分518を相互に分離隔絶する膜534を刺し通すようになっ
ている刺し通し手段532とを含む。剛性のロッド536が、ボタン530と刺
し通し手段532との間を伸延し、ボタン530を押し込むと刺し通し手段53
2が膜534を刺し通す。 図38Aから図38Cを参照するに、図37の装置の使用状況がシーケンス的
に例示されている。 図38Aは、図37の装置の使用以前の状態を表している。
【0068】 図38Bは、飲料520を飲む際の、ボタン530を押し込む状況を示す。ボ
タンを押し込むことにより、刺し通し手段532がロッド536により膜534
に差し込まれる。 その直後に、吸着手段524上の水が蒸発し、蒸発する水が吸着剤516に吸
着される。これにより、飲料520から熱が取り出され、フィン526により熱
の取り出しが増長される。 熱の伝達が完了すると飲料520は冷却され、かくして、リングプル438を
引き上げて飲料520を消費するべくグラス540に注ぐことができる。 図39を参照するに、図37に示す装置の改変例が示され、円筒管522の、
第2部分518を形成する内側部分にはループワイヤ542が配列されている。
【0069】 図40を参照するに、更に別の実施例610が示され、第1部分612が、内
壁616及び外壁618から成る二重皮膜を有する容器を含み、外壁618の円
周方向の周囲には吸着剤614が配列されている。飲料622の内部に内側管6
20が伸延され、管620の内側には吸着手段624が配置され、管620から
外側に伸延して飲料622に入るフィン626が設けられる。第2部分628は
容器から分離して設けられ、例えば水である冷媒632を保持する銅製の容器6
30を含んでいる。第2部分628から、内側管620の底部に隣り合う領域に
導管636が伸延される。導管636には、初期において閉鎖位置にセットされ
る弁638が設けられる。弁638は、作動すると、容器630から内側管62
0内に水を流動させる。内側管620から第1部分612に導管640を伸延さ
せた配列構成は、蒸発する冷媒を第1部分612に送るためのものである。内側
管620の上部位置には、内側管620を導管640に接続し、かくして導管6
40に入る以前に凝縮した水を内側管620に戻し、再蒸発させるための水トラ
ップ642が設けられる。
【0070】 作動に際し、弁638が開放され、容器630内の全ての水が内側管620に
流入する。流入した水は吸着手段により内側管620の内側に分散され、飲料か
らの熱の移動によりフィン626を介して蒸発する。蒸発する水は飲料から熱を
取り出し、飲料を冷却する。水の蒸気は導管640を通して管を貫いて第1部分
612に送られ、外壁618に配置した吸着剤614により吸着される。冷却さ
れた飲料622が冷却状態を確実に維持するための絶縁材料644の覆いが、内
壁616の周囲に設けられる。冷却プロセスが完了すると、リングプル646を
引き上げて飲料622を消費することができる。 吸着体614内の水を放出させ、装置を再度使用できるようにするための蓋6
48が設けられる。
【0071】 図41を参照するに、図1及び図2に示す装置の改変例が示される。本実施例
では装置は全体を番号710で示され、飲料714を保持する内側シリンダ71
2を含んでいる。内側シリンダ712の壁には吸着手段716が設けられる。シ
リンダ712の内側には外壁718が設けられ、外壁718の内側の周囲の実質
的に全体には吸着剤720が設けられる。 容器から離間して容器722が設けられ、例えば水である好適な冷媒を収納し
ている。容器722は、導管724及び弁726を介して吸着手段716と結合
される。内側シリンダ712と外壁718との間の空間は真空とされる。
【0072】 作動に際し、弁726を開放すると容器722内の水は、内側シリンダ712
及び外壁718間の空間に流入して空になり、空間に流入した水は飲料714を
保持するシリンダ714の外側の周囲に分散される。分散された水が蒸発する際
に飲料714から熱が取り出される。蒸発する水、即ち、冷媒は、次いで、外壁
718の内側を包囲する吸着剤720に吸着され、かくして、飲料714が冷却
される。
【0073】 プラスチック製の蓋728が、内側シリンダ712及び外壁718間の空間を
覆って向けられ、蓋728には導管724が穿孔される。蓋728には、吸着剤
720上に吸着した水をそこから放出させ、装置を再使用状況とすることができ
るようにするための排気ポイント730が設けられる。容器722には、好適な
充填ポイント732を介して水を再充填することができる。 図42を参照するに、更に別の装置実施例710が示され、2つの別個の、し
かし結合された第1要素712、第2要素714の形態を有している。第1要素
712は大型のシリンダ716を含み、シリンダ716の壁の内側の実質的に全
体を、吸着剤718が伸延される。シリンダには、吸着剤718に吸着された水
を再利用可能とするための蓋720が設けられる。
【0074】 第2要素714は管状部材722を含み、管状部材722の外側には複数のフ
ィン724が設けられる。管状部材722の壁の内側に沿って吸着手段726が
伸延される初期において冷媒、例えば水で充填された容器728が、管状部材7
22と離間して設けられ、パイプ730及び弁732を介して管状部材722に
結合される。フランジ734が、第1要素712及び第2要素714を相互に結
合するために設けられる。
【0075】 作動に際し、第1要素712がフランジ734により第2要素と結合される。
次いで、管状部材722が、被冷却材料内に挿通され、弁732が開放され、管
状部材722に水が流入し、管状部材の内壁の周囲に分散される。フィン724
を介し、管状部材の内側に熱が取り込まれ、分散された水が蒸発し、材料が冷却
される。蒸発した水は第1要素712に送られて吸着剤718に吸着される。プ
ロセスが完了すると、冷却された飲料を消費し、吸着剤718から、例えば加熱
によって水を除去することにより、第1要素を再使用することが可能となる。 ここで、“ヒートパイプ”とは、ニードルヒートパイプ、ループヒートパイプ
あるいはミクロヒートパイプの任意の1つ以上のものを含むものとする。 以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし
得ることを理解されたい。例えば、上述の各装置は、吸収剤ユニットあるいは吸
着剤ユニットを1つ含み得る。また、装置は、冷却/加熱プログラムを助長させ
るための、2つ以上の吸収剤ユニットあるいは吸着剤ユニットを含み得る。また
、装置は、固体/ガス吸着及び液体/ガス吸着の組み合わせを含み得る。ポケッ
タブル/ポータブルの冷却装置/加熱装置(あるいは、図示される任意の実施例
)において、冷媒を吸着剤から脱着し、吸着剤を再使用可能とすることもできる
。次いで、新しい冷媒を提供するための新たな第2部分20を設けることができ
る。
【0076】
【発明の効果】
食品あるいは飲料を加熱あるいは冷却するための、冷媒を含む伝熱装置が提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 容器内の材料を冷却するための1実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図2】 容器内の材料を冷却するための他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である
【図3】 容器内の材料を加熱するための他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である
【図4】 容器内の材料を冷却するための他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である
【図5】 熱吸着手段を有し、容器に組み込んだ状態での、容器内の材料を加熱するため
の1実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図6】 熱吸着手段を有し、容器に組み込んだ状態での、容器内の材料を加熱するため
の他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図7】 熱吸着手段を有し、容器に組み込んだ状態での、容器内の材料を加熱するため
の他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図8】 熱吸着手段を有し、加熱あるいは冷却のために容器に挿通し得る装置の更に他
の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図9】 熱吸着手段を有し、加熱あるいは冷却のために容器に挿通し得る装置の、更に
他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図10】 熱吸着手段を装置の周囲に配置し、容器を受けるようになっている装置の、更
に他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図11】 熱吸着手段を装置の周囲に配置し、容器を受けるようになっている装置の、更
に他の実施例に従う伝熱装置の断面側面図である。
【図12】 熱吸着手段を装置の周囲に配置し、容器を受けるようになっている装置の、更
に他の実施例に従う伝熱装置の例示図である。
【図13】 ヒートパイプを含む伝熱装置の実施例の概略断面側面図である。
【図14】 吸着剤を使用する伝熱装置の実施例の概略断面側面図である。
【図15A】 蒸発及び吸着のための表面積が増大された代用手段の例を示す例示図である。
【図15B】 蒸発及び吸着のための表面積が増大された代用手段の例を示す例示図である。
【図15C】 蒸発及び吸着のための表面積が増大された代用手段の例を示す例示図である。
【図15D】 蒸発及び吸着のための表面積が増大された代用手段の例を示す例示図である。
【図16】 伝熱装置の更に他の実施例を示す概略断面側面図である。
【図17】 吸着剤を収納する部分を装置と一体化した伝熱装置の実施例を示す例示図であ
る。
【図18】 吸着剤を収納する部分を装置と一体化した伝熱装置の実施例を示す例示図であ
る。
【図19】 吸着剤を収納する部分を装置と一体化した伝熱装置の実施例を示す例示図であ
る。
【図20】 吸着剤を収納する部分を装置と分離して設けた伝熱装置の実施例を示す例示図
である。
【図21】 吸着剤を収納する部分を装置と分離して設けた伝熱装置の実施例を示す例示図
である。
【図22】 外側に吸着剤ユニットを設けた伝熱装置の例示図である。
【図23】 三方弁(エゼクタ弁)を使用する伝熱装置の実施例の例示図である。
【図24】 三方弁(エゼクタ弁)を使用する伝熱装置の他の実施例の例示図である。
【図25】 容器の中身を加熱する際の伝熱装置の使用状況の例示図である。
【図26】 伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図27】 伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図28】 伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図29】 ポンプを配置してなる伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図30】 ポンプを配置してなる伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図31】 ポンプを配置してなる伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図32】 ポンプを配置してなる伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図33】 ポンプを配置してなる伝熱装置の更に他の実施例の例示図である。
【図34】 第2の吸着剤を使用する伝熱装置の実施例の例示図である。
【図35】 材料の周囲を冷媒が取り巻くようにした伝熱装置の実施例の例示図である。
【図36】 図35に示す伝熱装置の改変例を示す例示図である。
【図37】 熱交換手段を使用して伝熱を増長させるようにした伝熱装置の例示図である。
【図38A】 図37の装置を使用する際のシーケンスを例示する例示図である。
【図38B】 図37の装置を使用する際のシーケンスを例示する例示図である。
【図38C】 図37の装置を使用する際のシーケンスを例示する例示図である。
【図39】 図37に示す装置の改変例を示す例示図である。
【図40】 吸着剤を材料の周囲に配置し、導管配列を使用して、蒸発する冷媒を吸着剤に
臆すようにした伝熱装置例の例示図である。
【図41】 図1及び図2に示す伝熱装置の改変例を示す例示図である。
【図42】 吸着剤のための拡大チャンバを使用する伝熱装置例の例示図である。
【符号の説明】
10 伝熱装置 12 液体 14 飲料缶 15 第1部分 17 底部 18 吸着剤 20 第2部分 22 冷媒 24 ボタン 26 スパイク 30 内壁 32 吸着手段 34 外壁 36 内部空間 38 熱吸収手段 40 弁 42 相変化材料 50 ヒートパイプ 54 フィン 152 ビン 123 ニードルヒートパイプ 128 導管 271 3方弁 272 エゼクタノズル 275 オン/オフ弁 331 ベローズ 332 ピストン 338 フラップ弁 419 円筒形チャンバ 430 混合手段 432 プランジャ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW

Claims (57)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を収納する伝熱装置であって、伝熱装置の第1領域から
    第2領域に冷媒を移動可能とするための作動手段と、該冷媒の移動を駆動するた
    めの駆動手段とを含み、それにより、熱を、前記第1領域から第2領域に伝達さ
    せ、熱を被加熱材料あるいは被冷却材料に、あるいはそうした材料から伝達可能
    とした伝熱装置。
  2. 【請求項2】 冷媒の移動が、冷媒の蒸発によって生じる請求項1の伝熱装
    置。
  3. 【請求項3】 駆動手段が、冷媒を吸収するための冷媒吸収剤を含んでいる
    請求項1あるいは2の伝熱装置。
  4. 【請求項4】 冷媒吸収剤が吸着剤あるいは吸収剤の形態を有している請求
    項3の伝熱装置。
  5. 【請求項5】 冷媒と、冷媒吸収剤とを含む伝熱装置であって、冷媒の蒸発
    を可能とするべく作動自在の手段を更に含み、蒸発する冷媒を冷媒吸収剤が吸収
    し、冷媒蒸発時に吸収された熱が冷媒吸収剤位置で発生し、発生した熱が、被加
    熱あるいは被冷却材料に、あるいはそれら材料から伝達可能とされる伝熱装置。
  6. 【請求項6】 装置の第1領域で冷媒の吸収が生じ、冷媒吸収剤による冷媒
    の蒸発が装置の第2領域で生じる請求項3〜5の何れかの伝熱装置。
  7. 【請求項7】 冷媒吸収剤が吸着剤あるいは吸収剤であり、吸着熱あるいは
    吸収熱が、蒸発する冷媒が吸着剤に吸収される際、あるいは吸収剤に吸収される
    際に取り出される請求項6の伝熱装置。
  8. 【請求項8】 冷媒吸収剤のための第1部分と、冷媒のための第2部分とを
    含み、第1部分及び第2部分が初期において相互に隔絶され、作動手段が、第1
    部分及び第2部分間を連通可能とさせるべく作動自在である請求項3〜7の何れ
    かの伝熱装置。
  9. 【請求項9】 第1部分及び第2部分の何れか一方が、相互に恒久的に取り
    付けられるか、あるいは初期において相互に分離され、相互に取り付けられるこ
    とにより、作動手段の作動に際して第1部分及び第2部分間の連通が可能とされ
    る請求項8の伝熱装置。
  10. 【請求項10】 冷媒吸収剤を配置し得る第1要素と、冷媒を分散させるた
    めの第2要素とを含んでいる請求項8あるいは9の伝熱装置。
  11. 【請求項11】 第1要素が第1の壁の形態を有し、第2要素が第2の壁の
    形態を有する請求項10の伝熱装置。
  12. 【請求項12】 第2要素を覆って冷媒を分散させるための分散手段を設け
    た請求項10の伝熱装置。
  13. 【請求項13】 分散手段が吸着手段を含んでいる請求項12の伝熱装置。
  14. 【請求項14】 第1部分が第1要素を含み、第2部分が容器の形態を有し
    、作動手段の作動時に冷媒が第1部分に釈放される請求項1〜13の何れかの伝
    熱装置。
  15. 【請求項15】 第2部分が、冷媒を収納する容器の形態を有する請求項1
    4の伝熱装置。
  16. 【請求項16】 第2部分が第2要素を含んでいる請求項10〜13の何れ
    かの伝熱装置。
  17. 【請求項17】 作動手段が、第2部分に、スパイク、ロッド、あるいはピ
    ンの如き、孔形成手段を含んでいる請求項10〜16の何れかの伝熱手段。
  18. 【請求項18】 作動手段が細長のロッドを含み、該ロッドがその一端部に
    実質的に円筒形状部材を有し、第1部分と第2部分とを分離するための膜が設け
    られる請求項17の伝熱装置。
  19. 【請求項19】 円筒形状部材が、膜に隣り合って配置した開放端部を有し
    、作動手段を作動すると該開放端部が膜と係合し、該膜を刺し通す請求項18の
    伝熱装置。
  20. 【請求項20】 膜が金属箔から形成される請求項18あるいは19の伝熱
    装置。
  21. 【請求項21】 作動手段が、第1部分及び第2部分間を連通可能とするた
    めの開放位置に可動の弁の形態を有する請求項10〜16の何れかの伝熱手段。
  22. 【請求項22】 装置が、材料を冷却するために使用される場合、第2要素
    が材料に隣り合って、あるいは材料と接触状態で配置され、第1要素が、該第1
    要素に伝達する熱が大気に放出され得るように配置され、装置が材料を加熱する
    ために使用される場合、第1要素が材料に隣り合って、あるいは材料と接触状態
    で配置され、第2要素が、大気中から熱を取り出し、次いで第1要素に伝達させ
    るように配置され、それにより、材料が加熱される請求項10〜21の何れかの
    伝熱装置。
  23. 【請求項23】 少なくとも第1部分が管あるいはパイプの形態を有する請
    求項10〜22の何れかの伝熱装置。
  24. 【請求項24】 第1部分が管の第1の部分を構成し、第2部分が管の第2
    の部分を構成する請求項23の伝熱装置。
  25. 【請求項25】 第1部分が、被加熱あるいは被冷却材料を保持する容器の
    二重の被膜を構成し、該二重の被膜が内壁及び外壁を含んでいる請求項23ある
    いは24の伝熱装置。
  26. 【請求項26】 管あるいはパイプが、内壁及び外壁を有するスリーブの形
    態を有し、スリーブが容器を受けるようになっている請求項25の伝熱装置。
  27. 【請求項27】 装置を、材料を冷却するために使用する場合、外壁が第1
    要素を構成し、内壁が第2要素を構成し、装置を、材料を加熱するために使用す
    る場合は内壁が第1要素を構成し、外壁が第2要素を構成する請求項25あるい
    は26の伝熱装置。
  28. 【請求項28】 装置が、容器内の材料を加熱あるいは冷却するために容器
    内に配列される形態を有し、装置が、所望であれば容器内に挿入するべく別個に
    作製され、あるいは製造内に容器内に配置される請求項25の伝熱装置。
  29. 【請求項29】 第2部分が、被加熱あるいは被冷却材料被を保持する容器
    の二重の被膜を構成し、二重の被膜が内壁及び外壁を含んでいる請求項22〜2
    4の何れかの伝熱装置。
  30. 【請求項30】 内壁が吸着手段で覆われ、吸着手段が、装置使用以前に湿
    潤化されている請求項29の伝熱装置。
  31. 【請求項31】 吸着手段が多孔質の繊維の形態を有している請求項30の
    伝熱装置。
  32. 【請求項32】 材料が、冷却中の氷の形成を防止あるいは低減するための
    、該材料を貫く複数の孔を確定するべく孔開けされる請求項31の伝熱装置。
  33. 【請求項33】 第1部分が第2部分上に配置される請求項29〜32の何
    れかの伝熱装置。
  34. 【請求項34】 第1部分が第1の管を構成し、第2部分が第2の管を構成
    し、第2部分が材料内に受けられ、材料内を伸延して熱の伝達を増長させるよう
    になっている熱交換部材を更に含んでいる請求項33の伝熱装置。
  35. 【請求項35】 熱交換手段が、好ましくはワイヤーループの形態の複数の
    フィンを含んでいる請求項34の伝熱装置。
  36. 【請求項36】 第2部分内に伸延する更に別の熱交換部材を含んでいる請
    求項34あるいは35の伝熱装置。
  37. 【請求項37】 更に別の熱交換部材が、好ましくはワイヤーループの形態
    の複数のフィンを含んでいる請求項36の伝熱装置。
  38. 【請求項38】 第1要素が、第2要素を取り巻く第1の管の形態を有し、
    第2要素が第2の管の形態を有し、第2要素が、被冷却材料内に配置されるよう
    になっている請求項10〜22の何れかの伝熱装置。
  39. 【請求項39】 第1要素及び第2要素の何れか一方が、第1要素及び第2
    要素の他方を取り巻き、前記第1要素及び第2要素の一方が、被加熱あるいは被
    冷却材料内に配置され得る請求項10〜22の何れかの伝熱装置。
  40. 【請求項40】 導管配列構成が、第1要素及び第2要素間を伸延して蒸発
    する冷媒を搬送し、それにより、第2要素から第1要素に熱を伝達する請求項3
    9の伝熱装置。
  41. 【請求項41】 装置が材料を冷却するために使用される場合、第1要素が
    第2要素を取り巻き、装置が材料を加熱するために使用される場合には第2要素
    が第1要素を取り巻くようにした請求項39あるいは40の伝熱装置。
  42. 【請求項42】 第1要素あるいは第2要素から、被加熱あるいは被冷却材
    料内に伸延する熱交換部材を含んでいる請求項40及び41の何れかの伝熱装置
  43. 【請求項43】 第1要素及び第2要素が、初期において相互に分離し、加
    熱あるいは冷却のために相互に連通するようになっている第1の管及び第2の管
    を含み、第2部分が、該第2部分に結合される容器を含んでいる請求項34〜4
    2の何れかの伝熱装置。
  44. 【請求項44】 作動手段が、第1部分及び第2部分間の弁を含み、該弁が
    、第1部分及び第2部分を相互に連通可能とするための開放位置に可動である請
    求項34〜43の何れかの伝熱装置。
  45. 【請求項45】 熱吸収手段が第1要素あるいは第2要素の一方に隣り合っ
    て配置され、装置が材料を冷却するために使用される場合は該熱吸収手段が第1
    要素と熱接触状況に配列され、それにより、冷媒吸収剤から生じる熱を吸収し、
    熱吸収手段に吸収された熱が大気内に放出され、装置が材料を加熱するために使
    用される場合、熱吸収手段が第2要素と熱接触状況下に配列され、それにより、
    該熱吸収手段に吸収された熱が、第2要素を介して第1部分内の蒸発する冷媒に
    伝達される請求項10〜44の何れかの伝熱装置。
  46. 【請求項46】 熱吸収手段が、第1要素あるいは第2要素によって少なく
    とも部分的に確定され得るチャンバ内に設けられ、該チャンバが、第1部分を通
    り巻き、あるいは第1部分によって包囲され、該チャンバが、第1部分内の第1
    要素あるいは第2要素によって実質的に全体を確定される実質的に円筒形の管の
    形態を有している請求項45の伝熱装置。
  47. 【請求項47】 チャンバが、第1部分の外側の第1要素あるいは第2要素
    によって部分的に確定されるスリーブの形態を有している請求項46の伝熱装置
  48. 【請求項48】 スリーブが、第1要素あるいは第2要素と、外壁との間に
    確定される請求項46の伝熱装置。
  49. 【請求項49】 熱吸収手段が、熱を吸収した場合に蒸発するようになって
    いる冷媒を含み、該蒸発する冷媒を熱吸収手段から大気内に釈放するための弁手
    段が設けられる請求項45〜48の何れかの伝熱装置。
  50. 【請求項50】 熱吸収手段が、熱を吸収した場合に固相から液相あるいは
    固相から気相に相変化する相変化材料であり、該相変化材料が、固相から気相に
    変化するものである場合、蒸気を大気内に釈放するための弁手段が設けられる請
    求項45〜48の何れかの伝熱装置。
  51. 【請求項51】 熱吸収手段が、一端部領域を第1部分と熱接触させ、他端
    部領域を第1部分の外側に位置付けたヒートパイプである請求項45〜48の何
    れかの伝熱装置。
  52. 【請求項52】 ヒートパイプの端部領域に、該ヒートパイプへの、あるい
    は該ヒートパイプからの熱の移動を助成するための熱交換手段を設けた請求項5
    1の伝熱装置。
  53. 【請求項53】 第2部分から材料内に伸延する少なくとも1つのヒートパ
    イプと、第2部分と第1部分との間に設けた弁とを含み、該弁を開放した場合に
    、第2部分内の冷媒が蒸発して第1部分内の冷媒吸収剤に吸収され、該冷媒の蒸
    発により、材料の熱がヒートパイプに沿って各ヒートパイプの端部領域に伝達さ
    れ、かくして材料が冷却される請求項8〜13の何れかの伝熱装置。
  54. 【請求項54】 冷媒吸収剤が吸収剤を含み、初期において吸収剤を収納す
    る第3部分が装置に設けられ、該第3部分に追加の作動手段が設けられ、該追加
    の作動手段が作動すると、吸収剤が第2部分内に釈放される請求項8〜15の何
    れかの伝熱装置。
  55. 【請求項55】 第3部分が追加の容器であり、追加の作動手段が、気泡を
    刺し通すために、もしくは、追加の気泡に孔を形成するために好適な形態を有し
    あるいは弁形態のものであり得る請求項47の伝熱装置。
  56. 【請求項56】 付随する図面を参照して実質的に説明された伝熱装置。
  57. 【請求項57】 前記何れかの請求項に記載する発明の範囲あるいはそれら
    発明に係わると否とを問わず、本明細書に記載した新規な事項を含む任意の新規
    な記載事項あるいはその組み合わせ。
JP2000528829A 1998-01-24 1999-01-25 伝熱装置 Withdrawn JP2002501165A (ja)

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