CN105324618A - 制冷设备 - Google Patents

Abstract

当前发明的一些实施例提供了一种设备（1），该设备（1）包括至少一个储槽（42），在至少一个储槽（42）内能够放置物品（44）用于温度受控存储。该设备（1）具有其内包含流体的储存器（10），储存器（10）具有与该至少一个储槽（42）热连通的冷却区域。储存器（10）包括含有流体的顶部空间，顶部空间在使用中高于该至少一个储槽（42）。该设备（1）具有用于冷却在顶部空间内的流体的冷却机构（30）。所述或每个储槽（42）包含管或袋囊，管或袋囊具有由置于储存器（10）的壁中的孔（40）限定的开口，并且向内延伸进入冷却区域中以便被浸没在其中。

Description

制冷设备

技术领域

这个发明涉及一种制冷设备，并且特别地但并非排他性地涉及一种用于在缺乏可靠电力供给时存储和运输疫苗、易腐烂食物产品或包装饮料的制冷设备。本发明的方面涉及一种设备以及一种方法。

背景技术

在不发达国家中疫苗的经销商面临的最大问题之一在于，它们的活力能够由在不合适温度下存储而损坏。通常，疫苗必须存储在+2℃和+8℃之间。这是非常困难的问题，因为在许多地区，在缺乏可靠（和潜在的任意）电力供给以运行冰箱时必须维持这个温度，并且这导致当它们到达意向目标时所有疫苗变为无效的不可接受的高比例。

在这样的情形下对于支持辅助工和本地居民所要求的食物（尤其是易腐烂食物产品）以及诸如罐装或瓶装饮料的包装饮料的储存，产生类似的问题。

自然的是已经寻求依赖于替代能源的冰箱，以及来自日光的光伏发电电力已经被视作最具前景。对于依赖于太阳作为能源的任何装置，问题在于在夜间无法获得该能源。传统地，以太阳能为动力的制冷设备设有可重复充电电池，其在白天充电并且在夜间运行该设备。然而，广泛已知的是，可重复充电电池的寿命通过暴露于高温而减少。电池的故障能够发生而很少有警报，意味着冰箱能够停止工作而导致损坏的内容物。电池的寿命通常远小于冰箱的其他部件；通常对于电池而言不多于五年，而冰箱作为整体可以坚持二十年。

考虑到这些问题，世界卫生组织（WHO）―设定了用于疫苗冰箱的标准的组织―现在鼓励未来在对疫苗的分配链中使用无电池的太阳能冰箱。

满足这个要求的一种方法是在冰箱内包括储冷器，由热障从冰箱的有效载荷空间隔离。储冷器是当太阳能可利用时被冷却至低温（或许低至-30℃）的蓄热体。当太阳能变得不可利用时，储冷器能够从有效载荷空间吸收热量。这种布置的重要缺点在于，难以将有效载荷的温度维持在所需温度范围内。这种类型设备存在过度冷却疫苗的特别风险：冷冻能够导致它们立即损毁。冷冻也能够损坏许多食物产品，诸如新鲜蔬菜，或者使得包含水或其他水基饮料的容器爆裂。

是在这种背景下已经构思了当前发明。申请人已经认识到需要一种设备和/或方法用于在期望的温度范围内可靠地冷却诸如包装饮料的产品持续延长的时间而无需恒定的干线电功率源。

当前申请人之前已经提议了处理以上问题的制冷设备的新形式。作为共同未决专利申请No.PCT/GB2010/051129的主题的这个设备允许在失去电功率之后将被制冷的存储空间维持在4-8℃的温度范围内高达30天。

申请人已经认识到，在这个设备中采用的技术原理可以适于用于冷却包装饮料（诸如罐装或瓶装饮料）的设备或方法。对于冷饮的需求甚至在不发达国家也是高的，因为这些通常与具有高年平均温度的炎热气候的区域是一致。

本发明的实施例因此可以提供一种设备或方法用于冷却多个包装饮料并且将其维持在期望温度范围内持续延长的时间段而无需连续的外部电功率供给。本发明的其它目的和优点通过以下说明书、权利要求和附图中将变得显而易见。

发明内容

本发明的多个方面因此提供一种如所附权利要求中所请求保护的设备和方法。

根据寻求对其保护的本发明的另一方面，提供了一种制冷设备，其具有至少一个储槽，诸如瓶或罐的一个或多个饮料容器能够放置在其内用于温度受控存储；储槽位于其内的绝热储存器，储存器包含至少部分地浸没储槽并且延伸进入高于储槽的顶部空间中的流体；以及能够冷却在顶部空间内的流体的冷却机构。

根据寻求对其保护的本发明的另一方面，提供了一种制冷设备，其具有至少一个储槽，诸如一个或多个饮料容器（诸如瓶或罐）的一个或多个物品能够放置在其内用于温度受控存储；储槽位于其内的绝热储存器，该存储器包含至少部分地浸没储槽并且延伸进入高于储槽的顶部空间中的流体；该设备配置成允许冷却机构置于与在顶部空间中的流体热连通，由此冷却使用中的所述流体。

在实施例中，所述或每个储槽包括管或袋囊，其具有由置于储存器的壁中的孔所限定的开口，并且向内延伸进入冷却区域中以便被浸没在其中。

在寻求对其保护的本发明的一个方面中，提供了一种设备，包括：

　　至少一个储槽，物品能够放置在其内用于温度受控的存储；

　　储存器，流体被包含在其内，存储器具有与所述至少一个储槽热连通的冷却区域，储存器包括顶部空间，其包含了在使用中高于所述至少一个储槽的流体；以及

　　冷却机构，用于冷却在顶部空间内的流体，

其中，所述或每个储槽包括管或袋囊，其具有由置于储存器的壁中的孔所限定的开口，并且向内延伸进入冷却区域中以便于被浸没在其中。

冷却机构可以由设备所包括，例如电冷却元件。

在有益的实施例中，流体是水。流体可以是任何合适的流体，在该流体具有的临界温度之上该流体的密度随着温度升高而降低，而在该临界温度之下该流体的密度随着温度降低而降低。该流体有益地可以是液体。

如广泛已知的，水在4℃具有其最大密度。因此，如果采用水，则因为在顶部空间中的水朝向4℃冷却，其密度将增大，并且其因此将倾向于朝向储存器的底部下沉。因为储槽将采用的温度处于周围水的温度下在周围水的温度周围，其将趋向4℃，这对于诸如水或碳酸饮料的包装饮料的存储是理想温度。储槽可以与制冷单元分离，因此避免了其内容物（或其壁）朝向冰点跌落的风险。

在实施例中，所述或每个储槽包括管或袋囊，其具有由置于储存器的壁中的孔所限定的开口，并且向内延伸进入冷却区域中以便被浸没在其中。

在实施例中，所述或每个管或袋囊在其远离开口的端部是封闭的。

在实施例中，所述或每个储槽由弹性体材料形成。

在实施例中，所述或每个储槽从其靠近开口的端部朝向其远离该开口的端部逐渐变细。

设备可以包括至少两个储槽，每个储槽远离其相应开口的端部相连。

在实施例中，储槽以管的形式提供，在相对端部具有开口，这些开口的每一个由冰箱的壁中的孔限定。

在实施例中，所述或每个储槽被布置成允许热从诸如保持在其中的饮料容器的物品传输至包含在冷却区域中的流体。

冷却机构可以包括制冷单元，该制冷单元能够冷却在顶部空间内的流体；以及电力源单元，其能够用作用于制冷单元的电力源。电力源可以包括太阳能功率供给，诸如多个光伏电池，用于将日光转换成电功率。替代的或者附加地，可以使用干线功率供给。

在典型的实施例中，制冷单元包括由电提供动力的压缩机。然而，使用其他制冷技术的制冷单元可以用于提高冰箱的电效率。这样替代技术的一个示例是斯特林发动机冷却器，其可以在太阳能直接驱动模式下操作。

为了最小化所述或每个储槽冷却至太低温度的风险，该设备可以进一步包括布置用于检测储存器中冰形成的传感器。该传感器可以操作以使得一旦检测到冰形成则中断制冷单元的操作。

在本发明的替代实施例中，冷却机构包括蓄热体，其在低于有效载荷空间的目标温度的温度下使用。这能够提供构造上简单并且在操作中没有移动部件的冰箱。例如，蓄热体可以是诸如水冰的固化流体的本体。这样的布置可以自身单独使用或者与制冷单元组合使用。在冷却机构内的这个组合与单独制冷单元所能够的相比能够更快地将冰箱冷却至其工作温度。

这样的实施例可以包括隔室，用于容纳与顶部空间中的流体热连通的蓄热体。例如，隔室可以适于容纳冰。替代地，蓄热体可以被浸入顶部空间内的流体中。在该后者情形中，蓄热体可以是冰袋。

所述或每个储槽可以包含在冷却区域内。例如，其可以被浸没在冷却区域内。这允许在有效载荷空间与流体之间的最大热传输。

顶部空间在使用中可以直接位于所述至少一个储槽之上。在这样的实施例中，储槽通常在有效载荷容器的一侧上具有开口以允许诸如饮料容器的物品的插入。在实施例中，可以提供诸如门的封闭构件以封闭开口。

最典型地，所述或每个储槽与储存器中的流体紧密热连通。这确保物品（例如饮料）可以被维持在近似于该流体的温度的温度下。储存器可以被隔热以最小化在储存器内的流体与冰箱周围之间的热传输。

本发明的实施例可以进一步包括冷冻隔室。典型地，冷冻隔室与制冷单元的冷却元件紧密热连通。这确保其与流体相比被冷却至显著更低的温度。冷冻隔室可以具有由隔热门封闭的开口。该隔热门也可以关闭或不关闭有效载荷容器。

本发明实施例的构造的有益形式可以具有外侧壳体，在其内容纳了包含流体的衬垫。该衬垫可以由柔性塑料材料形成。在这些实施例中，外侧壳体典型地为冰箱提供结构强度和热绝缘。

在寻求对其保护的本发明的一方面中，提供了一种用于冷却物品容器的方法，包括：冷却存储在存储器的顶部空间中的流体；允许更高密度流体从存储器沉入位于顶部空间下方的冷却区域中；以及将物品容器置于冷却区域中以便由流体冷却，该方法包括提供形式为管或袋囊的物品容器，具有由置于储存器的壁中的孔所限定的开口，并且向内延伸进入冷却区域中以便被浸没在其中。

在寻求对其保护的本发明的一方面中，提供了一种用于冷却诸如瓶或罐的饮料容器的设备，包括多个储槽，在多个储槽内能够放置饮料容器用于温度受控的存储。其内包含流体的储存器包括与所述至少一个储槽热连通的冷却区域，以及包含了在使用中高于所述至少一个储槽的流体的顶部空间。提供冷却机构用于冷却在顶部空间内的流体。

在这个申请的范围内设想的是，在之前段落中、在权利要求中和/或在以下说明书和附图中阐述的各种方面、实施例、示例、特征和替代例可以单独地或者以其任意组合被采用。

附图说明

现在将参照附图仅借由示例的方式描述当前发明，其中：

图1是水密度对温度的曲线图；

图2和图3是体现本发明的第一形式的设备的前视图和侧视图；

图4和图5是体现本发明的第二形式的设备的前视图和侧视图；

图6是作为本发明第三实施例的前装填冰箱和冷冻柜的侧视图；

图7是作为本发明第四实施例的顶装填冰箱和冷冻柜的侧视图；

图8是本发明第五实施例的示意截面图；

图9是示出了在本发明实施例的有效载荷空间或储槽内的温度的变化的曲线图；

图10和图11是作为本发明第六实施例的前装填冰箱的截面视图；

图12和图13是作为本发明第七实施例的顶装填冰箱的截面视图；

图14是本发明第八实施例的截面视图；以及

图15a至图15c是用于本发明实施例的防水衬垫的正视图。

具体实施方式

本发明实施例的操作依赖于具有临界温度的液体的众所周知的异常特性之一，该临界温度是在该温度下液体的密度最大的温度。即，在临界温度之上流体具有正的热膨胀温度系数，并且在临界温度之下流体具有负的热膨胀温度系数。

在相对纯净的水的情形中，密度在大约4℃下最大，如图1中所示。这意味着靠近其顶部被冷却的水槽将形成温度梯度，由此朝向槽底部的水将接近4℃。在槽底部的温度将不会跌落在这个数值之下，除非槽中更大部分的水被冻结。要理解的是，在水的情形中，可以通过将添加剂或杂质添加至水而调整临界温度，诸如盐以降低临界温度。

参照图2和图3，形式为冰箱、体现本发明的第一形式的设备总地示出在1处。

设备1包括外壳10，其在这个实施例中被大致成形为直立的立方体。外壳10构造成为储存器，其在使用中在内部空间12内包含了一体积的水。例如，外壳10可以形成为塑料材料的一件式滚塑成型件。隔热材料14被承载在外壳10的外表面上以最小化穿过外壳至包含在其中的水的热流动或者最小化从包含在其内的水穿过外壳的热流动。水基本填充了内部空间12，但是可以留下小的体积未填充以允许膨胀。

有效载荷空间20形成在外壳10内。有效载荷空间20位于大致立方体的盒子22内，该盒子22具有水平地通向外壳外部的一个敞开面。在所示的实施例中，有效载荷空间20从靠近外壳的内部空间12的最低表面延伸至大约是内部空间12的高度的四分之一的高度。然而，有效载荷空间的体积能够按期望的选择。其他面位于外壳10内并且被浸没在被包含在外壳10内的水下。立方体的盒子22的浸没面没有隔热，使得它们与储存器的冷却区域中的周围水热连通。盒子22可以任选地与外壳10一体地形成。

门24安装在外壳10上。门24能够打开以获得通过敞开面进入有效载荷空间20。隔热材料被承载在门24上，使得当六关闭时，最小化能够通过门传输进入或离开有效载荷空间20的热的量。

制冷单元30被承载在外壳10的顶表面上。在这个实施例中，制冷单元是传统的基于电压缩机的冷却单元。制冷单元30具有冷却元件32，其延伸进入外壳10的内部空间12中并且被浸没在水中。冷却元件32位于盒子22之上的水填充的顶部空间中，使得其通过水层与盒子22间隔开并且同样地与内部空间12的最上表面间隔开。（替代地，制冷单元30可以具有围绕顶部空间的缠绕蒸发器。）任选的冰探针36位于外壳10内，在盒子22之上但是在冷却元件之下。冰探针36电连接以控制制冷单元30，如下面将描述的。

冰箱具有外部功率供给以供应制冷单元30。功率供给能够在缺乏明亮日光时从干线功率供给来操作。功率供给也能够从光伏面板来操作，由此制冷单元30能够在晴朗白天条件期间无需干线供给而运行。

多个孔40提供在外壳10的侧壁10a、10b中，每个限定了进入对应储槽42中的开口用于固定诸如瓶装或碳酸饮料罐44的饮料容器。在所示实施例中，提供了二十个储槽42，每个侧壁10a、10b包括十个孔40，两个水平排，每排五个。储槽大致置于外壳10内的中部高度处，在盒子22与冷却元件32之间。

每个储槽42包括指向内的、端部闭合的管、软护套或袋囊46，其在所示实施例中由诸如橡胶的柔性或弹性体材料形成并且采用了锥体形状，在其封闭端部比在与开口40相邻的端部窄。

规定每个袋囊46的尺寸使得在其中插入饮料容器44导致弹性体材料围绕容器本体伸展。这允许容器44被管牢固地抓紧，防止其在使用或运输期间掉出来。此外，增大了管与容器44物理接触的表面面积，由此改进或者优化了在内部空间12中的水与容器44之间的热传输。

为了防止来自内部空间12中水的压力导致袋囊46崩塌或者通过开口40脱垂，相对的袋囊46在其封闭端部附接到彼此。在替代实施例中（未示出），每个袋囊46的封闭端部附接或者钉至容器10的相对壁的内表面。

现在将描述冰箱的操作。

当首次启动冰箱时，能够假设所有水处于环境温度下或在其周围。运行制冷单元30以导致其制冷元件32冷却至通常远低于水冰点的温度－例如低至-30℃。这进而导致在冷却元件紧邻周围的水冷却。当水冷却时，其密度增大。这建立了对流，由此被冷却的水沉入外壳10中，因此替代了下方的较温暖的水。这较温暖的水上升，并且进而被冷却。外壳10内所有水的平均温度下降。然而，一旦冷却元件32周围的水的温度接近4℃，对流速率降低。这导致水的下部部分变得相对停滞，具有在4℃周围的温度。紧邻冷却元件周围的水可以跌落在这个温度下，或者可以最终冻结。然而，通过这个冻结形成的冰将比下方较温暖的水密度小，因此冰将上浮。冰可以继续形成，并且当冷却继续时向下生长。一旦生长的冰到达并且被冰探针36检测到，切断制冷单元30的功率，因此不再形成冰。

在这个实施例中，在冰的最下部分与最上部储槽42之间仍然存在清晰的液体水层，使得保持在储槽42内的任何饮料容器、以及有效载荷空间20内的盒子22和任何物体将保持在处于大约4℃温度下的水的冰点之上。然而，能够由实验确定在任何特定实施例中能够允许冰生长的程度而不会潜在地损害饮料或有效载荷。

一旦制冷单元30停止，假设环境温度高于水的温度，能量将穿过外壳10的壁进入水中，水将开始升温。在冷却过程的反转中，在外壳10下部部分中的水将倾向于保持在4℃周围，而冰融化。在完全融化之后，水将继续升温，但是在4℃之上的水将倾向于上升至外壳10的顶部。因此，储槽42和有效载荷空间20将尽可能长时间被维持在4℃或周围。如众所周知的，需要大量的能量以融化冰－融化的潜热。这起到了由水所吸收的大量的能量的热沉的作用，储槽42和有效载荷空间20在冰融化的时间期间维持在基本上恒定温度下。由储槽42保持的饮料44以及盒子22的内容物因此维持在4℃周围，这对于疫苗、食物和饮料的存储是理想的温度。

图4和图5示出了本发明的第二实施例：这个具有与第一实施例基本上相同的部件。然而，它们的布局稍微不同。在以下说明书中，第二实施例的部件将被给予比第一实施例的对应部件大100的附图标记。

在第二实施例中，外壳110比第一实施例的外壳在形状相对更短而粗。盒子122的开口面向上，并且门124向上打开。水在所有侧边上围绕盒子，但是对于顶部开口，内部空间112包括了与盒子122一个侧面相邻的额外体积。储槽142以布置成端对端的一对袋囊146的形式提供，并且浸没在内部空间112中。物品可以经由形成于外壳110中的孔以类似于图2和图3实施例的方式放置在储槽142中。形式为管的储槽142可以用作替代例。也包含水的补充腔室160位于盒子122的上表面上，在额外的顶部空间体积之上并且与门124相邻。通道162互连了补充腔室160和内部空间112的额外体积，其允许水在它们之间穿过。冰传感器136位于内部空间112内与通道162相邻。

制冷单元130被承载在补充腔室160的上表面上，冷却元件132从其延伸进入补充腔室160中。

这个实施例操作基本上如上面所描述的。在补充腔室内被冷却的水通过通道162进入内部空间112中。如前所述，在4℃周围密度最大的水沉入内部空间112中以冷却储槽142、盒子122以及包含在其内的任何物品。

图6中所示的第三实施例紧密地对应于图2和图3的第一实施例，而图7的第四实施例紧密地对应于图4和图5的第二实施例。因此，将仅描述存在的额外特征。

第三和第四实施例对第一和第二实施例增加了将物品维持在冷冻条件下的能力。冷冻隔室与冷却元件紧密热接触，使得其冷却至远低于水的温度的温度。

在第三实施例中，提供了冷冻隔室50，具有类似于有效载荷空间22的构造，并且类似地具有由门24封闭的水平开口。冷冻隔室50直接位于有效载荷空间之上，紧邻制冷单元30的冷却元件32或者被其环绕。

在第四实施例中，冷冻隔室150的开口是水平的并且在有效载荷空间120的开口之上。在第四实施例中，冷冻隔室150的开口是水平的并且在有效载荷空间120的开口的旁边。冷冻隔室150被包围在补充腔室160内，紧邻制冷单元130的冷却元件132或者被其围绕。在这个实施例中，冷冻隔室150具有与有效载荷空间120的门124分离的隔热门152。门152封闭冷冻隔室150的水平开口。

图8中所示的第五实施例具有与之前实施例稍微不同的构造，但是操作在相同原理上。

在该实施例中，储存器包括安装在有效载荷容器220之上的上部隔室210以形成顶部空间。储存器包括第一和第二水导管212、214，当使用时大致向下延伸进入有效载荷容器220中。第一导管214在最低壁处或紧挨最低壁通向顶部空间中，而第二导管214向上延伸进入容纳在顶部空间内的水中。在有效载荷容器220内，数个管道216的集管被连接以在两个导管212、214之间并行流动。制冷单元提供具有能够冷却在顶部空间内的水的冷却元件232。

如之前的实施例，密度最大的水将倾向于流向储存器的底部－在这种情形中，进入有效载荷容器220内的导管212、214以及集管216中，在这里热能够在储存器内的水与有效载荷容器220的内容物之间交换。热虹吸过程开始建立，其在有效载荷容器的温度朝向4℃跌落时将热从有效载荷容器传输离开进入顶部空间中。

以布置成端对端的一对袋囊246的形式的储槽242布置成穿过有效载荷容器220，由在有效载荷容器220内的已经由导管212、214和集管216中的液体冷却的空气冷却。在一些实施例中，储槽242可以提供为与导管212、214和/或集管216基本上直接热接触。在一些实施例中，储槽242可以提供为与在导管212、214和/或集管216内的流体基本上直接热接触。形式为袋囊和/或管的任何合适数目的储槽242可以被提供穿过有效载荷容器220以允许冷却袋囊和/或管246内的物品。

要理解的是，本发明的一些实施例允许相对容易地接近存储在袋囊和/或管46、146、246中的物品。在一些实施例中，这至少部分地归功于这样的事实，在允许物品放置在一个或多个储槽46、146、246以及从其移除的冰箱的外壳中的一个或多个孔可以打开并且并未借由诸如门的封闭物而封闭。任选地，可以提供自我封闭的封闭构件，诸如风门片、帘子等，任选地由柔性塑料材料形成。这个特征具有在使用中减小热流入至储槽46、146、246的优点。

在另外实施例中，可以在储存器内具有多个有效载荷容器以允许将要被承载的物品保持分离。

如图9中所示，当首次开启制冷单元30、130时（在x轴线上的0处），有效载荷空间20、120中的温度（如由迹线40所示）快速下降至4℃，这时温度稳定（在42处）。温度并未显著降低，尽管制冷单元30继续运行。在44处，制冷单元停止。有效载荷空间20中的温度随后在开始更快上升之前在相当量的时间仅非常缓慢地上升。在图9中所示的示例中，制冷单元在有效载荷空间达到8℃的最大可容忍数值之前运行9小时40分钟。大约一小时之后，温度已经跌落至4℃。制冷单元30、130随后运行另外大约34个小时，而温度并未显著下降。一旦制冷单元30、130停止，大约过去了58个小时，而温度没有显著上升。随后温度开始上升，但是在达到最大可允许的8℃之前已经过去了16个小时。

该性能显著地超过了世界卫生组织对于疫苗存储所要求的，并且理想地适于用于依赖于从日光获取能量的功率供给。它远远足够将内容物整夜维持在所需温度下，并且当限制了电功率供给时对多云天气的时间段是必须的。应该注意的是，达到这种性能水平并未采用诸如可重复充电电池的任何备用功率源。

以上说明书假设了水的最大密度发生在4℃，这是对于纯净水的情形。能够通过将杂质引入水中而改变最大密度发生的温度。例如，如果盐加入水中至3.5％的浓度（大约海水的浓度），则最大密度发生在更靠近2℃。这能够用于调整有效载荷空间的温度以用于特定应用。

此外，本发明的更简易替代实施例示出在图10至图13中。图10和图11的实施例类似于第三实施例，以及图11和图12的实施例类似于第四实施例。在每个情形中，省略了制冷单元30、130以及相关联的冷却元件32、132。因此，无需电功率源。

替代地，在图10和图11的实施例中，提供了防水隔室64。隔室64在与之前实施例的冷冻隔室50、150基本上相同的位置处延伸进入顶部空间中。能够以与冷冻隔室50、150非常相同方式从被门24、152所封闭的开口而达到对隔室64内的空间的存取。选择隔室64的材料以具有高热传递系数以确保在隔室64的内容物与环绕其的水之间高效的热传输。

为了使用，采用冷材料的本体66、166填充隔室64。冷材料的本体66、166处在低于有效载荷空间20、120的预期操作温度的温度下。它通常将远低于0℃。大约-18℃的温度能够通过在使用之前将本体放置在传统食物冷冻柜中而获得，并且-30℃或更低的温度将仿效制冷单元的效果。以类似于热从水传输至之前实施例的冷却元件32、132的方式，热由冷材料的本体从水通过隔室64的材料而吸收。如此方式，有效载荷空间20、120被冷却至大约4℃（或者冷却至其他温度，在该温度下水和其任意添加剂处于其最大密度）的密度大的水所冷却。

冷材料的本体能够是具有合适的蓄热体的任何物质。然而，水冰是特别合适的，因为其容易获取并且有利地具有高的融化潜热。冰可以是用于医疗供应品的运输和存储的标准0.6升冰袋166的形式。如果将要使用冰袋，隔室能够一起省略，冰袋直接放置在顶部空间的水内，如图12和图13中所示。（当然，图12和图13的实施例能够被修改以包括如图10和图11实施例中的隔室，并且图10和图11的实施例能够通过省略隔室而被修改）。

使用蓄热体的另一实施例示出在图14中。在这个实施例中，容器364位于浸没在顶部空间内的水中的有效载荷容器320之上。容器364由允许热从顶部空间内的水传输至其内容物的材料形成。容器364具有开口，穿过开口能够从冰箱外部到达容器内部，开口由隔热盖板352封闭。在这个实施例中，当使用冰箱时容器的开口面向上。

这个实施例以类似于使用蓄热体的如上所描述的那些实施例的方式起作用。最典型地为水冰的冷材料366穿过开口引入容器364中。根据如上所描述的原理，热随后从顶部空间中的水移动至容器内的冰，由此冷却了水以及储槽342和有效载荷容器320的内容物。图14中所示的开口的布置允许冰被快速和容易地引入容器中。

推测具有60升有效载荷空间的冰箱能够维持在所需温度范围内在7天和30天之间，需要100升的冰以实现这个范围的上限。

明显地，在本发明的一些实施例中，重要的是确保水或其他流体以基本上防止了泄漏和蒸发的方式维持在冰箱内。这对于当其在不良表面道路上或完全越野时在颠簸车辆中运输时可能经受粗糙管理和震动的冰箱而言实现会是相当困难的。因此，用于构造实施本发明的冰箱的一个系统是提供了刚性外壳，刚性外壳提供了整体形状、结构强度和隔热，并且将外壳与由柔性塑料材料形成的防水衬垫80排成一行。这样的衬垫示出在图15a至图15c中。

将理解的是衬垫80将根据将使用其的特定实施例而定形和定尺寸，并且附图仅示出了一个示例配置。图15a至图15c中所示的示例将适于用在前开门的冰箱中。其包括顶部空间82，填充管道84，以及其内包含了有效载荷空间的凹陷86。衬垫也具有管87，由类似的柔性塑料材料形成，管被布置为从一侧上横跨衬垫的宽度至另一侧。管可以布置为直接在其中容纳物品。任选地，提供了对应尺寸的管状插件，其插入管87中以提供表面来承载将要被冷却的物品以便降低衬底80的管87穿孔的风险。在一些实施例中，管87可以由更抗穿孔的刚性塑料材料形成。刚性塑料材料可以焊接或者以其它方式永久地附接至柔性塑料衬垫80。

在使用中，水的重量导致衬垫80的材料偏转，以便紧密地与有效载荷空间一致，由此确保了在有效载荷空间、管87与衬垫80内的水之间的高效热传输。外壳的小偏转或对其小损伤将不会导致衬垫80的泄漏。在衬垫确实泄漏的事件中，能够容易地并且以相对低成本替换衬垫。

将要知晓的是，本发明的一些实施例提供了一种创新性装置，用于存储并冷却诸如疫苗、易腐烂食物产品以及诸如瓶或饮料罐的多个饮料容器的物品，提供温度受控存储机构，其在装置失去功率之后能够被维持在期望的温度范围内许多小时。本发明的实施例布置成被动地调节装置内的热能流动，以实现温度敏感产品的长期存储。

上面所描述实施例展示了本发明的有益形式，但是仅借由示例提供并且没有意图是限制性的。在这点上，设想的是可以在所附权利要求的范围内对本发明做出各种修改和/或改进。

例如，尽管仅图3和图4示出提供储槽42，但是明确声明的是，在附图中所示的或在本文以上所描述的任何其他实施例能够包括一个或多个这样的储槽42。

储槽42相对于内部空间12或盒子22的数目和精确定位并非是严格的，并且能够按照期望的进行选择。然而，所提供的任何储槽应该有利地定位在顶部空间之下并且与冷却元件32间隔开以防止过冷却。

在一些实施例中，盒子22可以消除并且设备1可以排他性地用于冷却储槽42中的物品，诸如饮料容器44。在这些实施例中，可以提供甚至更大数目的储槽42，并且孔40可以因此从紧挨外壳10的底壁延伸到朝向上壁近似中点处或者更高的点。

所述或每个储槽42可以采取适于容纳一个或多个饮料容器44的任何形式。例如，作为具有在储存器的内部空间12内基本上封闭端部的弹性体袋囊的替代例，每个储槽42、142、242、342可以包括刚性的、端部闭合的、圆柱形管，其长度和直径尺寸适于沿着其长度的更大部分容纳饮料容器。可以由具有高热传递系数的材料诸如金属材料形成的这样的刚性管的使用可以方便由用户插入和移除饮料容器44。然而，在容器的壁与管之间的任何空气空间可能不利地影响在容器与水之间的热传输。

在一个实施例中，每个储槽42、142、242、342包括在外壳10的侧壁10a、10b上的对应的相对孔40之间完全延伸的管。在这种情形中，每个储槽42可以有能力容纳大量饮料容器44，饮料容器端对端布置在其中并且能够从管的任一端存储，即插入或移除。例如，饮料容器44插入可以为管的储槽142中，可以导致容器被“挤出”，即在另一端从管推出。因此方便地，能够通过将待冷却容器插入储槽的相对端部中而实现将被冷却容器从储槽的一端移除。

在这个说明书的整个描述和权利要求中，词“包括”和“包含”及其变形，例如“包含”和“含有”意味着“包括但不限于”，并且没有意图（的确没有）排除其他的半族、添加物、组分、整体或步骤。

在这个说明书的整个描述和权利要求中，单数形式包含复数形式，除非上下文有相反要求。特别地，在使用不定冠词的地方，说明书应该被理解为设想复数形式以及单数形式，除非上下文有相反要求。

结合本发明特定方面、实施例或示例描述的特征、整体（integers）、特性、复合物、化学半族或基团要被理解为适用于在本文所描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。

Claims (32)

1.一种设备，包括：

至少一个储槽，物品能够被放置在所述至少一个储槽内用于温度受控存储；

储存器，流体被包含在所述储存器内，所述储存器具有与所述至少一个储槽热连通的冷却区域，所述储存器包括包含了流体的顶部空间，在使用中所述顶部空间高于所述至少一个储槽；以及

冷却机构，其用于冷却在所述顶部空间内的流体，

其中，所述或每个储槽包括管或袋囊，其具有由置于所述储存器的壁中的孔所限定的开口，并且向内延伸进入所述冷却区域中以便被浸没在其中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述或每个管或袋囊在其远离所述开口的端部处被封闭。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述或每个储槽由弹性体材料形成。

4.根据前述权利要求所述的设备，其中，所述或每个储槽从其靠近所述开口的端部朝向其远离所述开口的端部逐渐变窄。

5.根据任一前述权利要求所述的设备，包括至少一对储槽，每个储槽具有开口，所述开口由置于所述储槽的壁中的孔限定，所述孔相对彼此在所述储槽的相对侧面上，所述对的每个储槽的远离其对应开口的端部连接到彼此。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一对的每个储槽包括袋囊。

7.根据权利要求1至5任一项所述的设备，其中，所述储槽提供为管的形式，具有在相对端部处的开口，每个开口由在冰箱的壁中的孔限定。

8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述或每个储槽布置成允许热从保持在其中的物品传输至包含在所述冷却区域中的流体。

9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述冷却机构包括制冷单元。

10.根据权利要求9所述的设备，包括功率供给，其能够用作用于制冷单元的功率源。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述功率供给包括用于将日光转换为电功率的机构。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，用于将日光转换为电功率的机构包括多个光伏电池。

13.根据权利要求10至12任一项所述的设备，其中，所述功率供给从外部功率源获得功率。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，外部功率源是干线供应的电力。

15.根据权利要求9至14任一项所述的设备，其中，所述制冷单元包括由电提供动力的压缩机。

16.根据权利要求9至15任一项所述的设备，包括用于检测在所述储存器中形成固化流体的传感器机构。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述传感器可操作以一旦检测到冰形成则使所述制冷单元的操作中断。

18.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述冷却机构包括蓄热体，其在使用中处于低于有效载荷空间的目标温度的温度。

19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述蓄热体是固化流体的本体。

20.根据权利要求18或19所述的设备，包括，用于容纳蓄热体的隔室。

21.根据权利要求18至20任一项所述的设备，其中，所述蓄热体浸没在顶部空间内的流体中。

22.根据权利要求18至21任一项所述的设备，其中，所述蓄热体是冰袋。

23.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括有效载荷容器，物品能够放置在所述有效载荷容器内用于温度受控存储，所述有效载荷容器浸没在所述储存器的冷却区域内或者以其它方式与其热连通。

24.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述顶部空间在使用中直接位于所述储槽或有效载荷容器之上。

25.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，位于有效载荷容器内的有效载荷空间与所述储存器中的流体紧密热连通。

26.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述储存器被隔热以最小化在所述储存器内的流体与冰箱周围之间的热传输。

27.根据任一前述权利要求所述的设备，包括外壳，所述外壳内包含了包含流体的衬垫。

28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述衬垫由柔性塑料材料形成。

29.根据权利要求27或28所述的设备，其中，所述外壳为冰箱提供结构强度和隔热。

30.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述物品容器是饮料容器。

31.一种用于冷却物品容器的方法，包括：

冷却存储在存储器的顶部空间中的流体；

允许更高密度的流体从所述储存器沉入位于所述顶部空间之下的冷却区域中；以及

将物品容器置于所述冷却区域中以便由所述流体冷却，

所述方法包括提供形式为管或袋囊的物品容器，所述管或袋囊具有由置于所述储存器的壁中的孔限定的开口，并且向内延伸进入所述冷却区域中以便被浸没在其中。

32.根据权利要求31所述的方法，包括提供形式为饮料容器的物品容器。