CN109005666A - 热传递装置、包含热传递装置的温度稳定容器以及相关方法 - Google Patents
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Abstract
本披露内容总体上涉及温度稳定和/或温度受控的储存容器。在一个实施例中,所述储存容器可以包括温度控制调节器或组件,所述温度控制调节器或组件可以控制所述温度稳定储存容器的内部空间中的温度。
Description
如果申请资料表(ADS)已在本申请的申请日提交,则该申请资料表通过援引并入本文。在ADS上根据35 U.S.C.§§119、120、121或365(c)要求优先权的任何申请,以及此类申请的任何及所有母案、母案的母案、母案的母案的母案等申请(包括在这些申请中提出的任何优先权声明和通过援引并入的任何材料)也通过援引并入,达到这样的主题不与本文相矛盾的程度。
相关申请的交叉引用
本申请要求以下列出的一个或多个申请(“优先权申请”)(如果有的话,在下面列出)中最早可用的一个或多个有效申请日的权益(例如,要求除临时专利申请之外申请的最早可用优先权日,或者根据35USC§119(e)要求临时专利申请、要求一个或多个优先权申请的任何及所有母案、母案的母案、母案的母案的母案等申请的权益)。
优先申请:
无。
背景技术
温度控制装置和系统可以将一个或多个内部储存区域维持在合适的温度,以用于可能对温度敏感的各种产品。例如,温度敏感产品在其温度升高到超过上限阈值温度或下降到低于下限阈值温度的情况下,可能降解或失效。某些药物(诸如疫苗)若是在所选择的温度下、或者在高于或低于所选择温度的温度下保持所选择的一段时间,可能变得无法使用。因此,温度控制装置和系统的制造商和用户一直在寻求对于这类装置和系统的改进。
发明内容
本披露内容总体上涉及温度稳定或温度受控的储存容器,以及与此类储存容器一起使用的热传递装置。在一个实施例中,该储存容器可以包括温度控制调节器或组件,该温度控制调节器或组件可以控制该温度稳定储存容器的内部空间中的温度。例如,温度控制单元可以将该储存容器的内部空间冷却到合适的或所选择的温度或温度范围,并且在该内部空间中维持所选择的或合适的温度。因此,该温度受控的储存容器可以将其中储存的温度敏感物品(例如,药物、疫苗、食物等)维持在合适的温度。
一个实施例包括用于储存容器的热传递装置。该热传递装置包括壳体,该壳体具有顶板、从顶板延伸的第一柱、以及从顶板延伸的第二柱。该热传递装置还包括至少一个相变材料(PCM)容器,该至少一个相变材料容器包含至少一种第一PCM并且被配置用于定位成与壳体的第一柱热连通。而且,该热传递装置包括至少一个PCM载体,该PCM载体包含至少一种第二PCM并且被配置用于定位成与第一柱或第二柱中的一者或多者热连通。该热传递装置进一步包括热管,该热管具有与顶板、第一柱或第二柱中的一者或多者热连通的第一热端。
一个实施例包括温度稳定容器,该容器具有至少一个第一壁和至少一个第二壁,该至少一个第一壁限定储存空间,该至少一个第二壁从该至少一个第一壁向外隔开并且在这两者之间限定隔热空间。该温度稳定容器进一步包括热传递装置,该热传递装置包括定位在储存空间内部的第一部分以及定位在储存空间外部的第二部分。该热传递装置包括壳体,该壳体包括顶板、从顶板延伸的第一柱、以及从顶板延伸的第二柱。第一柱和第二柱被定位在储存空间内部。该热传递装置还包括至少一个PCM载体,该PCM载体包含至少一种第二PCM并且与第一柱或第二柱中的一者或多者热连通。至少一个PCM容器和至少一个PCM载体被定位在储存空间内部。而且,该热传递装置包括热管,该热管具有与顶板、第一柱或第二柱中的一者或多者热连通的第一热端。
一个实施例包括维持闭合的储存空间中的温度的方法。该方法包括提供温度稳定容器,该容器包括限定储存空间的外壳以及定位在该储存空间内部的热传递装置。该热传递装置包括顶板、从顶板延伸的第一柱、以及从顶板延伸的第二柱。第一柱和第二柱被定位在储存空间内部。此外,该温度稳定容器包括至少一个PCM容器和至少一个PCM载体,该至少一个PCM容器包含至少一种第一PCM并且与壳体的第一柱热连通,该至少一个PCM载体包含至少一种第二PCM并且与第一柱或第二柱中的一者或多者热连通。该至少一个PCM容器和该至少一个PCM载体被定位在储存空间内部。该热传递装置还包括热管,该热管具有与顶板、第一柱或第二柱中的一者或多者热连通的第一热端。该方法进一步包括通过冷却热管的第二热端来从储存空间移除热量,以产生从至少一种第一PCM和至少一种第二PCM到热管的第二端的热传递。
来自所披露实施例中的任一个实施例的特征可以彼此结合地使用,但不限于此。此外,通过考虑以下详细描述和附图,本披露内容的其他特征和优点对于本领域的普通技术人员将变得清楚。
上述发明内容仅仅是说明性的,并非旨在以任何方式进行限制。除以上描述的这些展示性的方面、实施例及特征之外其他的方面、实施例及特征通过参照附图及下述的详细说明将变得清楚。
附图说明
图1是根据一个实施例的温度稳定储存容器的等距视图;
图2是图1的温度稳定储存容器的等距剖视图;
图3是根据一个实施例的可移除冷却元件的分解等距视图;
图4是根据一个实施例的局部冷却组件和热壳体的等距视图;
图5A是图4的热壳体的等距视图;
图5B是图4中所示热壳体的一部分的放大等距视图;
图6是根据一个实施例的热壳体的分解等距视图;
图7A是根据一个实施例的温度稳定储存容器的等距剖视图;
图7B是图7A的温度稳定储存容器的等距剖视图;并且
图8是根据一个实施例的冷却单元的局部等距视图。
具体实施方式
在以下详细描述中参考了附图,这些附图形成该详细描述的一部分。在附图中,除非上下文另外指示,否则同样的符号典型地标识相似的部件。在详细说明、附图以及权利要求书中所描述的展示性实施例并不意在进行限制。可以使用其他的实施例并且可以进行其他的改变而不背离在此提出的主题的精神或范围。
本披露内容总体上涉及温度稳定或温度受控的储存容器。在一个实施例中,该储存容器可以包括温度控制调节器或组件,该温度控制调节器或组件可以控制该温度稳定储存容器的内部空间中的温度。例如,温度控制单元可以将该储存容器的内部空间冷却到合适的或所选择的温度,或者在该内部空间中维持所选择的或合适的温度。因此,该温度受控的储存容器可以将其中储存的温度敏感物品(例如,药物、食物等)维持在合适的温度。
而且,在一个实施例中,该温度控制调节器可以具有一个或多个可移除的温度控制元件,诸如冷却元件(例如,一个或多个可移除的PCM容器,诸如1个、2个、3个、4个等可移除的PCM容器)。例如,冷却单元或冷却元件可以从该温度控制单元可移除。在一些操作条件下,可以将一个或多个可移除冷却元件放置到另一个容器中,以在其中维持温度受控的环境。例如,可以将可移除冷却元件放置到转移容器(例如,可以小于储存容器或者可以用于暂时储存或转移位于或储存在储存容器中的温度敏感物品)中。
储存容器通常可以具有任何合适的尺寸、形状、配置等。图1是根据一个实施例的温度稳定储存容器100的等距视图。例如,温度稳定储存容器100可以具有限定温度稳定储存容器100的外部的外壁或外壳110。如下文更详细描述的,外壳110还可以限定温度稳定储存容器100的内部空间(例如,一个或多个温度敏感物品(诸如药物等)可以储存在温度稳定储存容器100的内部空间中)。因此,例如,温度稳定储存容器100的内部空间可以是可出入的,以便将温度敏感的物品或产品放入其中或从中取出。例如,温度稳定储存容器100的外壳110的形状、尺寸和一般配置可以类似于名称为“Temperature-Stabilized StorageSystems With Integral Regulated Cooling”(利用整体化可调式冷却的温度稳定储存系统)的美国专利申请公布号2014/0150464中所描述的储存容器,该专利申请公布的全部内容通过援引并入本文。而且,如下文更详细描述的,温度稳定储存容器100可以包括冷却组件160和冷却单元170,该冷却组件和该冷却单元可以从外壳110的内部空间移除热量,或者可以控制其中的温度。
在所展示的实施例中,外壳110具有基本上圆柱形的形状、或圆形的截面形状。更具体地讲,例如,外壳110可以具有共同限定或形成外壳110的三个区段。在一个实施例中,外壳110可以具有上部区段111、中间区段112和下部区段113。下部区段113可以在外壳110内部限定或形成外壳110的内部空间的底部。因此,例如,下部区段113可以具有基本上圆柱形的周壁,以及连接到该周壁或从该周壁延伸的底壁(不可见)。例如,下部区段113可以具有这样的半径或圆角,该半径或圆角可以将周壁连接到下部区段113的底壁。
中间区段112可以从下部区段113延伸,并且可以连接到该下部区段或与该下部区段成一体。在一个实施例中,中间区段112可以是总体上圆柱形的,并且可以连接到下部区段113的基本上圆柱形的周壁或与该周壁成一体(例如,中间区段112的直径可以与下部区段113的圆柱形周壁的直径相似或相同)。例如,中间区段112可以可移除地连接到下部区段113(例如,经由卡扣配合、压力配合或许多种合适的连接方式)。
在一个实施例中,上部区段111可以连接到中间区段112或与该中间区段成一体。例如,上部区段111可以具有基本上圆柱形的下部部分和上部部分(例如,下部圆柱形部分的直径可以与中间区段112的直径相似或相同)。在任何情况下,中间区段112和上部区段111都可以连接在一起。例如,上部区段111可以可移除地连接到中间区段112(例如,按照与如上所述下部区段113相同的方式)。
另外,在一个实施例中,温度稳定储存容器100的冷却组件160可以包括盖161,该盖可以包围或保护冷却组件160的一个或多个元件或部件。例如,盖161可以连接到上部区段111。在一个实施例中,上部区段111的上部部分可以具有与盖161的形状和尺寸类似的形状和尺寸(例如,上部区段111的上部区段可以是总体上圆柱形的,并且可以具有与盖161的直径相同或相似的直径,该直径例如可以小于上部区段111的下部区段的直径)。在一个实施例中,上部区段111可以包括这样的圆角或过渡半径,该圆角或过渡半径在上部区段111的上部部分与下部部分之间延伸,并且将该上部部分与该下部部分连接起来。
如上所述,上部区段111可以能够从中间区段112移除。特别地,例如,上部区段111可以与盖161和冷却组件160一起从中间区段112移除,从而移除冷却组件160的定位在外壳110的内部空间中的元件或部件,或者移除储存在热稳定储存容器100内部的温度敏感物品。
在一个实施例中,冷却单元170可以包括壳体171,该壳体可以包围或保护冷却单元170的一个或多个元件或部件,如下文更详细描述的。壳体171通常可以具有任何合适的形状,该形状可以因实施例不同而变化,并且可以取决于被包围在该壳体中的冷却单元170的元件或部件的形状、尺寸、布置等。在一个实施例中,盖161可以连接到(例如,可移除地)壳体171、或与该壳体成一体。在一个实施例中,温度稳定储存容器100可以包括电子控制器200,该电子控制器可以控制冷却组件160和/或冷却单元170的一个或多个元件和/或部件的操作,如下文更详细描述的。例如,控制器200可以至少部分地容纳在冷却单元170的壳体171中。
如上所述,温度稳定储存容器100可以包括温度调节器或组件,该温度调节器或组件可以冷却温度稳定储存容器100的内部空间,或者将该内部空间中的温度维持在所选择的或合适的温度。图2是温度稳定储存容器100的等距剖视图,该剖视图暴露了外部元件及其部件。如图2所示,在一个实施例中,温度稳定储存容器100可以包括温度控制组件120,该温度控制组件的一部分可以加热或冷却温度稳定储存容器100的内部空间10。例如,温度控制组件120可以包括一个或多个可移除冷却元件,诸如可移除冷却元件130。
此外,在一个实施例中,温度控制组件120可以包括固定的(例如,永久性或半永久性固定的)冷却元件,诸如可以包含PCM的固定冷却元件、或固定的PCM容器140(例如,固定的PCM容器140a、PCM容器140b)。例如,固定的PCM容器140a、140b可以彼此相似或相同。在一个实施例中,PCM容器140a可以具有与PCM容器140b总体上成镜像的配置,如下文更详细描述的。然而应当认识到,在一些实施例中,温度稳定储存容器100可以仅具有可移除冷却元件,诸如可移除冷却元件130。
在一个实施例中,可移除冷却元件130或PCM容器140可以包括一种或多种PCM。例如,可移除冷却元件130可以是PCM载体,该PCM载体包括具有第一PCM材料的一个或多个PCM容器。PCM通常可以是满足下述要求的任何材料,该材料可以被冷却以从第一相变为第二相(例如,从液相变为固相),随后可以吸收热量以从第二相变回到第一相(例如,从固相变回到液相)。
例如,PCM可以具有在约0℃至约2℃之间的凝固温度。在一些实施例中,PCM具有在约1℃至约3℃之间的凝固温度。在一些实施例中,PCM具有在约2℃至约4℃之间的凝固温度。在一些实施例中,PCM具有在约3℃至约5℃之间的凝固温度。在一些实施例中,PCM具有在约4℃至约6℃之间的凝固温度。在一个实施例中,PCM可以是或可以包括水或冰。
在一个实施例中,PCM可以储存在一个或多个容器中,该一个或多个容器可以包括在可移除冷却元件130或PCM容器140中。随着PCM从第一相变为第二相,反之亦然,PCM在一个或多个容器中占据的体积可以改变(例如,PCM在处于固相时的体积可以大于处于液相时的体积,或与之相反)。在一些实施例中,一个或多个PCM容器包括PCM,以及足以包括处于不同相的PCM的膨胀空间。例如,含有PCM的一个或多个容器可以包括合适的空间,用于适应PCM在其相改变之后的膨胀与收缩,使得当PCM具有最大操作体积时(例如,在温度稳定储存容器100的操作期间产生的最大体积),该一个或多个容器保持未受损或未变形的状态。
如下文更详细描述的,可移除冷却元件130可以包括可以容纳第一PCM的PCM容器135。PCM容器135通常可以包括或具有任何合适的材料(例如,热塑性材料,诸如聚丙烯、聚乙烯等;金属,诸如铝、铝合金、黄铜、青铜、铜、铜合金或钢等)。在任何情况下,可移除冷却元件130都可以包括具有合适导热系数的材料或由具有合适导热系数的材料形成,使得内部空间10中的热量可以以适当的速率传递到PCM容器135中的PCM。
类似地,PCM容器140可以包括第二PCM。在一个实施例中,第二PCM可以与第一PCM相似或相同。例如,第二PCM和第一PCM可以具有相似或相同的熔点或热容量。替代性地,第二PCM可以与第一PCM不同(例如,第二PCM可以具有与第一PCM不同的熔点或热容量)。而且,PCM容器140可以由与PCM容器135相似或相同的材料形成、或者包括其。替代性地,PCM容器140可以由与PCM容器140的材料不同的材料形成、或者包括与所述PCM容器的材料不同的材料。例如,PCM容器140的材料可以具有与PCM容器135的材料不同的传热系数(例如,PCM容器140的材料可以具有比PCM材料131的材料更高的传热系数,使得PCM容器140可以比可移动冷却元件130更快地将热量从内部空间10传递到PCM,或与之相反)。
在一个实施例中,温度控制组件120包括壳体,该壳体被配置用于、且其尺寸被确定成固定可移除冷却元件130和PCM容器140。特别地,例如,温度控制组件120可以包括热壳体150,该热壳体可以将可移除冷却元件130可移除地固定在其中,并且牢固地固定PCM容器140。而且,热壳体150可以与冷却组件160热连通,该冷却组件可以从热壳体150移除热量,被移除的热量可以从可移除冷却元件130或PCM容器140传递到该冷却组件。
在一个实施例中,热壳体150可以包括一个或多个槽,诸如槽151,该一个或多个槽可以将可移除冷却元件130容纳或固定在其中。例如,可移除冷却元件130可以可移除地定位在槽151中,使得可移除冷却元件130或其中的对应PCM容器135与热壳体150热连通,并且来自可移除冷却元件130的热量可以被传递到热壳体150和冷却组件160(例如,以便在将内部空间10中的温度维持在合适的或所选择的温度水平下的同时,将PCM维持在所选择的相、或减少从一个相变为另一个相的PCM的量)。在一个实施例中,可移除冷却元件130可以滑入槽151并且可以滑动配合在其中,可移除冷却元件130的一个或多个表面或区域可以接触热壳体150的一个或多个区域或表面,诸如槽151内部的一个或多个表面。例如,可移除冷却元件130可以具有手柄139(图3),并且可以与槽151滑动配合,使得用户可以通过拉动手柄139而将可移除冷却元件130从热壳体150移除。
在一个实施例中,可移除冷却元件130与限定槽(诸如槽151)的壁或表面之间的摩擦可以将可移除冷却元件130适当地保持或固定在槽中(例如,槽151中)。附加地或替代性地,热壳体150或可移除冷却元件130可以包括一个或多个紧固机构,该一个或多个紧固机构可以将可移除冷却元件130适当地固定在槽中(例如,槽151中)。例如,如下文更详细描述的,热壳体150可以包括许多种合适的材料(例如,适于将热量从可移除冷却元件130和PCM容器140传递到内部空间10外部的位置的材料),或者由许多种合适的材料形成。在一个实施例中,热壳体150可以包括一个或多个铁磁钢部分或由一个或多个铁磁钢部分形成,并且可移除冷却元件130可以包括一个或多个磁体(例如,稀土磁体),该一个或多个磁体能够连接到对应的钢部分,从而将可移除冷却元件130可移除地固定到热壳体150。
根据一个实施例,PCM容器140可以与热壳体150热连通,并且可以牢固地固定到该热壳体上。例如,PCM容器140可以具有与热壳体150的一个或多个表面或区域接触的一个或多个表面或区域。如下文更详细描述的,PCM容器140可以固定到热壳体150(例如,PCM容器140可以紧固到热壳体150)。在任何情况下,PCM容器140可以从温度稳定储存容器100的内部空间10吸收热量(例如,PCM容器140中的PCM从内部空间10吸收热量),然后热壳体150可以将热量从PCM容器140传递到冷却组件160,从而将PCM容器140中的PCM维持在所选择的相,或者减少PCM容器140中的可以从一个相变为另一个相的PCM的量)。
冷却组件160通常可以具有许多种合适的配置。在一个实施例中,冷却组件160包括与热壳体150热连通的热管(例如,该热管的热端可以与热壳体150热连通),并且冷却单元170可以与该热管的冷端热连通。热管可以具有任何合适的尺寸和配置、或者任何合适的工作流体(例如,该工作流体可以取决于热管的冷端或热端的工作温度,环境温度,连接到热管的热端的一个或多个冷却装置,等等)。在一个实施例中,温度稳定储存容器100可以包括隔热体180,该隔热体可以至少部分地包围或隔离热管,从而减少热量从周围环境沿该热管的长度向该热管传递。
而且,冷却组件160可以包括护罩或盖161(也参见图1),该护罩或盖可以至少部分地包围或保护隔热体180和热管(例如,以使其免受周围环境、热量等的影响)。在一个实施例中,盖161可以采用在盖161的底部将外壳110的内部空间10密封的方式连接到外壳110。例如,盖161可以被配置用于、且其尺寸被确定成连接到外壳110,使得该盖的外部或周边将内部空间10密封。附加地或替代性地,盖161可以具有总体上闭合的底部,该底部可以将外壳110的内部空间10密封。例如,盖161可以在底部中包括一个开口,该开口允许热管进入盖161的内部空间,在那里热管被隔热体180包围;除此之外,盖161的底部可以是闭合的,并且可以将外壳110的内部空间10密封。
冷却单元170可以与热管的冷端热连通,并且可以将来自该冷端的热量传走。如下文更详细讨论的,在一个实施例中,冷却单元170可以使用环境流体(诸如空气)来冷却该热管的冷端。替代性地或附加地,冷却单元170可以包括一个或多个热电单元(例如,珀尔帖单体(Peltier cell)),该一个或多个热电单元可以至少部分地冷却热管的冷端。例如,这些热电单元可以采用热电单元作为热电冷却器起作用并冷却热管的冷端的方式来与该热管耦合。
在一个实施例中,冷却单元170可以包括单元壳体171(图1),该单元壳体可以包围或保护冷却单元170的一个或多个元件或部件。例如,冷却单元170可以包括一个或多个散热器或热电冷却器,该一个或多个散热器或热电冷却器可以容纳在壳体171中或至少部分地被该壳体包围。
图3是根据一个实施例的可移除冷却元件130的等距分解视图。特别地,例如如图3所示,可移除冷却元件130可以包括一个或多个隔室,诸如由外壳或外壁133与一个或多个内部隔板或内壁134限定的两个隔室131、132。而且,可移除冷却元件130可以包括PCM容器135(例如,PCM容器135a、135b),这些PCM容器可以可移除地定位在对应的第一隔室131和第二隔室132中。如上所述,可移除冷却元件130或PCM容器135可以从储存容器移除,或者可以在临时容器中用于维持合适的温度(例如,可移除冷却元件130可以从热壳体移除,PCM容器135可以从可移除冷却元件130的第一隔室131和第二隔室132移除并放置到临时容器中)。
隔室131、132和对应的PCM容器135a、135b通常可以具有任何合适的形状,使得PCM容器135a、135b可以装配在对应的隔室131、132内部。在一个实施例中,可移除冷却元件130可以包括延伸穿过一个或多个外壁133的一个或多个槽或开口,该一个或多个槽或开口可以提供空间以便从对应的隔室131、132移除135。例如,外壁133的后壁可以具有延伸穿过其中的开口136;PCM容器135可以被推出第一隔室131和第二隔室132。附加地或替代性地,外壁133中的至少一个(诸如一个或多个周壁)可以具有延伸穿过其中的槽(例如,槽137或138)。例如,可以穿过槽137、138中的一者或多者、并且在一个或多个壁133与PCM容器135中的一者或多者之间插入工具,然后可以向135施力,以将PCM容器135从对应的第一隔室131或第二隔室132中推出。
同样,可移除冷却元件130可以从热壳体移除。在一个实施例中,可移除冷却元件130可以包括一个或多个手柄(诸如手柄139),该一个或多个手柄附接或固定到外壁133中的至少一者。例如,手柄139可以是柔性手柄(例如,绳索或带子),该柔性手柄可以折叠以减小它在储存容器的内部空间内的尺寸,也可以展开以便于抓握(例如,以将可移除冷却元件130拉出热壳体150)。
图4示出了储存容器外部的热壳体150和PCM容器140。例如,如上所述,可以至少部分地被隔热体180围绕的热管190可以与热壳体150热连通。特别地,热管190的热端可以与热壳体150热连通,并且可以将来自该热壳体的热量传走,从而将与热壳体150热连通的PCM容器140和PCM载体冷却。隔热体180可以具有可以适用于包围或隔离热管190的任何尺寸或形状。
如上所述,热壳体150包括槽151,该槽可以容纳可移除冷却元件,诸如PCM载体。而且,热壳体150可以包括可以容纳另一个PCM载体的类似槽152。根据一个实施例,槽151、152由中柱153与相对的柱154和155限定。特别地,槽151可以由中柱153和第一侧柱154限定并被限定在这两个柱之间,槽152可以由中柱153和第二侧柱155限定并被限定在这两个柱之间。因此,例如,定位在槽151中的PCM载体的一个或多个部分或表面可以与中柱153和第一侧柱154接触或热连通,从而可以将来自该中柱和该第一侧柱(例如来自PCM)的热量传递到热壳体150。另外,定位在槽152中的PCM载体的一个或多个部分或表面可以与中柱153或第二侧柱155接触或热连通,从而可以将来自该中柱或该第二侧柱(例如来自PCM)的热量传递到热壳体150。
应当认识到,热壳体150可以具有任意数量的槽或任意数量的可以限定对应槽的柱,并且这些槽或柱的配置可以因实施例不同而变化。因此,使用术语“中柱”和“侧柱”是为了便于描述,而不应被解释为限制本披露内容的范围。另外,在一个实施例中,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155或它们的组合可以是总体上板状的,或者可以具有总体上平坦的形状(例如,中柱153、第一侧柱154和第二侧柱155中的任一者可以具有总体上为平面的相对的主表面,这些主表面隔开限定这些柱的相应厚度的合适距离)。替代性地,中柱153、第一侧柱154和第二侧柱155中的任一者可以具有许多种其他的合适配置,诸如杆形或管形配置、棒形配置、栅格形或脚手架形配置,等等。
而且,在一个实施例中,热壳体150可以包括一个或多个板,该一个或多个板可以将这些柱(例如,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155或它们的组合)固定在一起,或者可以为热壳体150提供结构刚性。例如,热壳体150可以包括顶板156,该顶板可以连接或固定到中柱153、第一侧柱154或第二侧柱155中的一者或多者。附加地或替代性地,热壳体150可以包括底板157,该底板可以连接或固定到中柱153、第一侧柱154或第二侧柱155。例如,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157可以连接在一起,并且可以共同形成或限定热壳体150或者为该热壳体提供结构刚性。
中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157通常可以具有许多种合适的尺寸、形状和配置。例如,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157基本上是平面的(例如,以便在槽151、152中可移除地容纳对应的PCM载体)。例如,顶板可以基本上定位在第一平面中、或者沿第一平面定向,并且中柱153可以基本上定位在第二平面中、或者沿第二平面定向(例如,以对应于能够定位在第一槽151和第二槽152中的PCM载体的形状),其中第二平面可以基本上垂直于第一平面。然而,在其他实施例中,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157可以是非平面的。
在一个实施例中,第一侧柱154或第二侧柱155可以基本上定位在相应的第二平面和第三平面中、或者沿相应的第二平面和第三平面定向。例如,第二平面和第三平面可以基本上垂直于第一平面。而且,第二平面和第三平面可以基本上彼此平行。
热壳体150还可以包括基本上为平面的底板157,该底板可以基本上定位在第四平面中、或者沿第四平面定向,该第四平面可以基本上平行于第一平面、或者基本上垂直于第二平面和第三平面。应当认识到,如上所述,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157中的任一者可以具有许多种合适的形状或配置,这些形状或配置可以因实施例不同而变化。而且,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157的相对位置或取向可以因实施例不同而变化,并且可以被配置用于以便总体上按照本文所述的方式来容纳可移除冷却元件130或PCM容器140。
在一个实施例中,PCM容器140可以与热壳体150热连通。例如,PCM容器140a可以与第一侧柱154热连通,从而将来自该第一侧柱(例如,来自PCM)的热量传递到热壳体150。类似地,PCM容器140b可以与第二侧柱155热连通,从而可以将来自该第二侧柱(例如,来自PCM)的热量传递到热壳体150。如上所述,在一个实施例中,PCM容器140可以被紧固到或以其他方式固定到热壳体150(例如,将PCM容器140紧固到热壳体150可以在它们的表面之间提供适当的接触,这可以提供适当的热连接或降低这两者之间的热阻)。
此外,在一个实施例中,PCM容器140a、140b中的一者或多者可以包括相应的面板140a’、140b’。例如,板140a’、140b’可以便于将PCM容器140a、140b相对于相应的第一侧柱154和第二侧柱155定位(例如,面板140a’、140b’的背面可以邻接相应的第一侧柱154和第二侧柱155的前边缘(或小侧面),以便将PCM容器140a、140b相对于这些前边缘定位(例如,使得凸轮锁141a(下文将更详细描述)与对应的通道158、159对齐,以将PCM容器140a、140b固定到相应的第一侧柱154和第二侧柱155)。附加地或替代性地,板140a’、140b’可以包括成角度的部分(例如,其正面或侧面可以相对于背面成不平行的角度,如图4所示)。例如,140a’、140b’的成角度部分可以便于将可移除冷却元件(诸如PCM载体)插入槽151、152中。
图5A和图5B根据一个实施例展示了PCM容器140a与热壳体150之间的连接。更具体地讲,图5B是放大等距视图,示出了PCM容器140a与热壳体150之间的连接,该连接如图5A中所指出。在一个实施例中,PCM容器140a可以包括凸轮锁141a,这些凸轮锁可以定位在第一侧柱154中的对应通道158内(移除了图4中的面板140a’以便更好地展示凸轮锁141a)。更具体地讲,例如,凸轮锁141a可以能够围绕轴线142a枢转,方式为,凸轮锁141a围绕轴线142a枢转将PCM容器140a固定或锁定到第一侧柱154。例如,凸轮锁141a可以是弹簧承载式,使得将凸轮锁141a枢转到锁定位置(例如,如图5A至图5B所示)便使凸轮锁141a压靠在第一侧柱154上,从而把PCM容器140a和第一侧柱154拉到一起、或者迫使该PCM容器和该第一侧柱靠在一起。
相反,将凸轮锁141枢转到解锁位置便使凸轮锁141a和PCM容器140a从第一侧柱154释放,使得PCM容器140a可以从第一侧柱154移除或拉离。应当认识到,热壳体150和PCM容器140a可以首先组装在一起,然后放置或定位在热稳定储存容器的内部空间中。因此,在一些实施例中,为了从热壳体150移除PCM容器140a或PCM容器140b(图4),将PCM容器140a、140b与热壳体150一起从热稳定储存容器移除,使得PCM容器140a、140b在从热稳定储存容器的内部空间移除之后,可以从热壳体150解锁并且从该热壳体拉离。
而且,PCM容器(诸如PCM储存容器140a)可以具有许多种合适的形状或尺寸。在一个实施例中,PCM容器140a的一个或多个外周向表面可以定位在限定热稳定储存容器的内部空间的壁附近,或者可以近似于或对应于该壁的形状。在所展示的实施例中,PCM容器140a的一部分由弧形周壁143a限定。在一些实施例中,热稳定储存容器的内部空间可以是基本上圆柱形的,或者可以具有基本上圆形的横截面。因此,例如,PCM容器140a的弧形周壁143a可以定位在限定该储存容器的内部空间的壁的内表面附近或者与该内表面接触(例如,这样的配置可以优化或最大化PCM容器140可以容纳的PCM的量)。在替代性的或附加的实施例中,该储存容器的内部空间可以具有任何合适的形状,诸如总体上平截头棱锥体的形状(例如,具有限定内部空间的一个或多个平面壁),并且PCM容器140a可以具有一个或多个平面的壁或表面,该一个或多个平面的壁或表面可以定位在该储存容器的对应的壁或表面附近,或者可以近似于该对应的壁或表面的形状。
同样,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157可以具有许多种合适的尺寸、形状和配置。而且,中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155、顶板156和底板157可以与许多种合适的连接元件或部件(例如,紧固件、熔焊件、铜焊件、钎焊件等)连接在一起。在一个实施例中,顶板156或底板157可以包括一个或多个定向或定位特征,该一个或多个定向或定位特征可以便于中柱153、第一侧柱154、第二侧柱155或它们的组合相对于彼此对准、或者相对于顶板156或底板157对准。例如,顶板156可以包括切口156’、156”,这些切口可以在其中接纳相应的第一侧柱154和第二侧柱155这两者的多个部分(例如,使得第一侧柱154和第二侧柱155这两者的一部分与顶板156的上表面共面)。
在一个实施例中,第一侧柱154的一部分或第二侧柱155的一部分可以是成角度的或锥形的。例如,相应的第一侧柱154和第二侧柱155这两者的锥形部分可以便于触及凸轮锁141a,以相对于热壳体150锁定PCM容器(诸如PCM容器140a)并将PCM容器解锁。附加地或替代性地,相应的第一柱154和第二柱155这两者的锥形部分可以便于插入可移除冷却元件,诸如PCM载体。如图6所示,第一侧柱154的锥形部分154’可以包括切口154a’、154b’,这些切口提供了触及凸轮锁141a的途径,该凸轮锁以上述方式将PCM容器锁定到热壳体150。例如,可以穿过切口154a’或154b’插入手指或工具,将其定位在第一侧柱154与凸轮锁141a之间,以便向凸轮锁141a施力、使凸轮锁141a枢转背离第一侧柱154的内表面,从而使凸轮锁141a从第一侧柱154解锁。
如上所述,PCM容器140a、140b中的任一者都可以用许多种合适的机构和/或连接方式固定到相应的第一侧柱154和第二侧柱155,这些机构和/或连接方式可以促使该PCM容器的表面与这些侧柱的表面之间适当接触,以便在这些表面之间进行热传递。例如,PCM容器140a、140b可以用能够通过可拧紧的夹条、螺栓、卡扣配合连接器或磁性连接器等固定的一个或多个楔形锁、燕尾榫或T形元件来固定到相应的第一侧柱154和第二侧柱155。在一个实施例中,PCM容器140a、140b可以用一个或多个螺栓从PCM容器140a、140b的内部以及/或者从相应的槽151、152内部螺栓连接到相应的第一侧柱154和第二侧柱155。而且,如上所述,PCM容器140a、140b以及第一侧柱154和第二侧柱155可以定位在温度稳定储存容器的外壳内部。在一个实施例中,该外壳可以包括弹性材料,该弹性材料可以将PCM容器140a、140b与第一侧柱154和第二侧柱155挤压到一起、或者迫使它们靠在一起,从而将PCM容器140a、140b固定到相应的第一侧柱154和第二侧柱155。此外,温度稳定储存容器可以包括一个或多个元件,该一个或多个元件可以将PCM容器140a、140b与第一侧柱154和第二侧柱155挤压到一起、或者迫使它们靠在一起。例如,该温度稳定容器可以包括可绷紧的带子,该可绷紧的带子可以迫使PCM容器140a、140b与第一侧柱154和第二侧柱155靠在一起。
锥形部分154’通常可以连接到第一侧柱和第二侧柱的基本上平面或平坦的部分、或者与之成一体。例如,锥形部分154’可以可移除地紧固到第一侧柱154的平坦部分154”。替代性地,第一侧柱154或第二侧柱155可以完全由实心或整体的一块材料制成。
如上所述,热管190的热端可以与热壳体150热连通。在一个实施例中,热管190可以与中柱153热连通,该中柱进而可以与热壳体150的其他部分(例如,与顶板156、底板157、第一侧柱154、第二侧柱155、它们的组合)直接或间接热连通。在任何情况下,在操作期间,热管190都将来自热壳体150的热量传走。
在一个实施例中,热管190可以定位在中柱153内,并且可以在该中柱内朝向底板157延伸或延伸到该底板。例如,中柱153可以包括可以连接在一起的部分153’、153”,这两个部分可以将热管190夹在它们之间。在一个实施例中,热管190具有总体上圆形的横截面形状,并且部分153’、153”可以包括凹槽,这些凹槽的尺寸和形状被适当地确定成让热管190定位在其中或者与之接触。例如,部分153’、153”可以具有总体上弧形或半圆形的凹槽,这些凹槽可以一起形成管状开口或中空圆柱体,该管状开口或中空圆柱体的尺寸和形状被确定成配合在热管190周围。在一个实施例中,热管190可以与部分153’、153”的凹槽紧密配合或压力配合,以便在热管190与中柱153之间提供合适的面面接触。
如图6所示,热管190的热端可以定位在热壳体150的底板157附近、或定位成与该底板接触。替代性地,热管190可以在其热端处终止于沿热壳体150(例如,沿热壳体150的经度)的任意一个合适的位置。例如,热管190的热端可以与顶板156直接接触或热连通。在所展示的实施例中,顶板156包括开口156a,热管190可以穿过开口156a进入热壳体150中的凹槽。
如上所述,热管190可以具有许多种合适的配置(例如,横截面形状、尺寸、工作流体等)。在一个实施例中,热管190可以包括一个或多个弯曲部,诸如弯曲部191、192,该一个或多个弯曲部可以重新定向热管190的一个或多个部分。例如,热管190可以在热壳体150内部总体上线性地延伸。在一个实施例中,弯曲部191和192可以相对于热管190在热壳体150内部的那部分重新定位该热管的一部分,使得该重新定位的部分在从热壳体150内部的那部分偏离的位置处延伸。因此,例如,热管190的热端和热端可以相对于彼此不对准(例如,偏离直线定位)。例如,使热管190的热端和热端偏离(相对于直线)可以便于放置或定位一个或多个冷却单元,该一个或多个冷却单元可以与热管190的冷端热连通。
在一个实施例中,改变热管190的方向或取向可以在热管190穿过顶板156时进行。例如,开口156a的尺寸或形状可以被确定成容纳热管190的以倾斜角度(例如,相对于顶板156的顶表面)从中穿过的一部分。应当认识到,热管190可以包括或具有许多种合适的材料(例如,可延展材料),该合适的材料可以弯曲,而不会损坏热管190的结构完整性,或者说不会使热管190断裂。例如,热管190可以包括或可以具有铜、铝、钢等。
如上所述,冷却组件(包括热管190)可以将热壳体150以及位于与热壳体150热连通的容器中的PCM冷却,从而维持该PCM的相不变、或减少从一个相变为另一个相的PCM的量。在任何情况下,根据一个实施例,冷却组件(例如,包括热管190)可以与热壳体150热连通并且可以从该热壳体移除热量。更具体地讲,例如,冷却单元可以将热管190的冷端冷却,从而将热管190的热端维持在合适的或所选择的温度,使得热管190可以移除或传递来自热壳体150的热量。
图7A和图7B展示了根据一个实施例的冷却单元170。特别地,图7A示出了冷却单元170的壳体171的等距剖视图,使得可以看到被包围在壳体171中的元件或部件。图7B示出了壳体171被移除的冷却单元170,移除壳体是为了更好地观察位于壳体171内部的元件或部件。如图7A和图7B所示,热管190可以与热电单元或热电冷却器172热连通。更具体地讲,热电冷却器172(例如,珀尔帖单体)可以具有与热管190的冷端热耦合的冷侧172a,从而将热管190的冷端冷却。而且,冷却单元170可以包括热侧172b,该热侧可以被冷却,以在冷侧172a处产生合适的或所选择的温度,或者以从热管190的冷端、因而从储存容器的内部空间产生合适的传热速率。
在一个实施例中,热电冷却器172的热侧172b可以热耦合到一个或多个散热器,诸如散热器173a、173b。该一个或多个散热器通常可以按照适用于冷却热侧172b的许多种合适的布置或配置与热电冷却器的热侧172b热耦合。在所展示的实施例中,散热器173a、173b可以利用相应的热管174a、174b与热侧172b热耦合。换句话讲,热管174a的热端可以与热电冷却器172的热侧172b热连通或热耦合,并且热管174a的冷端可以与散热器173a热连通或热耦合。类似地,热管174b的热端可以与热电冷却器172的热侧172a热连通或热耦合,并且热管174b的冷端可以与散热器173b热连通或热耦合。同样,应当认识到,虽然所展示的实施例示出了两个散热器,但是本披露内容却不限于此,任何合适数量的散热器可以与热电冷却器172的热侧172b热耦合(例如,1个、3个、4个等)。
应当认识到,热管190的冷端可以由许多个热电冷却器冷却,这些热电冷却器可以连接到许多个热管,以进一步从其热侧散发热量。例如,热管可以与连接器块热连通,该连接器块被配置用于、且其尺寸被确定成固定多个热电冷却器。在一个实施例中,该连接器块可以具有总体上三角形的横截面形状(例如,在垂直于纵向轴线20的横截面处),并且两个热电冷却器可以固定到该连接器块的其中两个面并且与这两个面热连通。应当认识到,增加热电冷却器的数量可以减小其热侧与冷侧之间的温差(例如,可能在冷却热管190的冷端期间产生的这种温差),这样可以提高热电冷却器的效率。
应当认识到,温度稳定储存容器可以包括任何合适的冷却装置,该冷却装置可以因实施例不同而变化。例如,温度稳定储存容器可以包括热泵(例如,蒸气压缩)、太阳能除湿蒸发冷却器,等等。
这些散热器可以具有任何合适的配置或布置,该配置或布置可以因实施例不同而变化。图8示出了根据至少一个实施例配置和布置的散热器173a、173b。例如,散热器173a、173b可以包括相应的热交换器175a、175b(例如,被动热交换器),这些相应的热交换器可以将来自散热器的热量散发到与其翅片相接触的周围介质(例如,环境空气)中。更具体地讲,如上所述,来自相应的热管174a、174b的冷端的热量可以传递到热交换器175a、175b,这些热交换器随后可以将该热量散发或传递到周围介质中。同样,热管174a、174b可以将来自热电冷却器172的热侧172b的热量传走;热电冷却器172的冷侧可以将热管190的冷端冷却。
在一个实施例中,散热器173a、173b可以包括一个或多个风扇,诸如风扇176a、176b),该一个或多个风扇可以迫使周围介质(例如,空气)流经热交换器175a、175b的翅片。例如,风扇176a、176b可以迫使空气向上或背离热交换器175a、175b流动,从而将热交换器175a、175b下方的环境空气吸入,使之从中穿过。替代性地,风扇176a、176b可以迫使空气向下或朝向热交换器175a、175b流动。而且,风扇176a、176b可以定位在热交换器175a、175b的上方或下方,散热器173a、173b可以具有任何合适数量的风扇。
然而,替代性地,散热器173a、173b的热交换器175a、175b可以通过周围介质(诸如空气)的自然流动来冷却。例如,由于热交换器175a、175b的翅片周围的空气可以具有比翅片低的温度,所以,随着空气被翅片加热,受热的空气就会上升并被吸入较冷的空气或环境空气中,而且该过程可以是连续不断的(例如,只要环境空气的温度低于热交换器175a、175b的温度,该过程就可以继续下去)。
如图8所示,热管174a、174b可以基本上在相对于纵向方向垂直(例如,基本上垂直于可以与热管190总体上成直线的纵向轴线20)的平面中延伸。在一个实施例中,热管174a、174b可以相对于彼此在纵向上偏离(例如,沿可以与热管190总体上成直线的纵向轴线20)。例如,热管174a可以在纵向上低于热管174b。在一些操作条件下,使热管174a、174b相对于彼此在纵向上偏离可以将其热端定位在热电冷却器172的热侧172b的不同部分处,从而更均匀地传递来自热侧172b的热量、或更均匀地将该热侧冷却(例如,与可以在相同的纵向位置处连接到热侧的那些热管相比)。而且,在一个实施例中,散热器173a、173b可以在纵向上彼此偏离,如图8所示。
应当认识到,热管174a、174b可以将热量散发到任何合适的散热器中。例如,散热器可以包括与热管174a、174b的相应冷端热连通的PCM。例如,PCM的凝固点可以与一个或多个时间段期间的外部环境的温度(例如,在傍晚或在日落之后,诸如约40°F至50°F,例如约44°F)大致相同。在一些操作条件下,例如,PCM可以在日落之后凝固,并且可以在温度稳定储存容器工作期间、通过吸收热管174a、174b的冷端处的热量而熔化。例如,PCM可以位于热连接到热管174a、174b的冷端的一个或多个容器中。
如上所述,该储存容器的内部空间中的温度可以维持在合适的或所选择的温度水平、或者合适的或所选择的温度范围内(例如,保持一个合适的时间段)。更具体地讲,例如,包括控制电路系统的电子控制器200可以耦合到热电冷却器172,并且可以控制或指导该热电冷却器的操作。在一个实施例中,该控制电路系统可以激活热电冷却器172的操作,或者可以(直接或间接地)控制施加于热电冷却器172的电压,从而控制从该储存容器的内部空间传递的热量。附加地或替代性地,控制器200可以耦合到散热器173a、173b中的一者或多者(例如,耦合到风扇176a、176b)。
控制器200通常可以包括处理器、存储器、存储装置和输入/输出(I/O)接口。控制器200可以被配置或编程用于执行如本文所述的一个或多个动作或步骤。还应当认识到,控制器200可以是、或者可以包括通用计算机;该通用计算机可以被编程、或者可以包括多个指令,以执行本文所述的动作。附加地或替代性地,控制器200可以被配置为专用控制器200(例如,控制器200可以包括可以被编程或配置的现场可编程门阵列(PFGA),使得控制器200可以执行本文所述的动作)。
如上所述,储存容器可以包括定位在其内部空间内的一个或多个PCM容器。例如,PCM容器中的基本上所有PCM最初可以处于第一相(例如,处于固相)。而且,在一些操作条件下,该储存容器的内部空间内的温度可以与PCM容器中PCM的温度大致相同。当该储存容器暴露在温度高于PCM温度的环境中时,来自环境的热量可以传递到该储存容器的内部空间中的介质(例如,空气),然后传递到PCM容器中的PCM。随着热量传递到PCM容器中的PCM,在一些操作条件下,至少一些PCM可以经历相变(例如,从固相变为液相)。
控制器200可以可操作地耦合到一个或多个传感器,该一个或多个传感器可以检测储存容器的内部空间内的温度、一个或多个PCM容器内部的PCM的温度、这些PCM容器中的一者或多者中的PCM的体积、前述各项的组合,等等。控制器200可以从一个或多个传感器接收一个或多个信号,并且可以至少部分地基于从一个或多个传感器接收的一个或多个信号(直接或间接地)操作热电冷却器172或风扇176a、176b。在一个实施例中,控制器200可以包括、或者可以连接到数据库或查找表,该数据库或查找表可以包括下列各项参数的一个或多个值:一个或多个PCM容器中的PCM的温度或温度范围,这些PCM容器中的一者或多者中的PCM的体积或体积范围,PCM的体积变化(该体积变化可以由控制器200通过比较在不同时间从传感器接收的体积的信号或读数来确定),等等,并且该数据库或查找表可以与用于热电冷却器172或用于风扇176a、176b的操作时间表或操作条件相关联。
例如,当PCM容器中的PCM的体积变化为越过阈值(例如,增大或减小到越过阈值)时,控制器200可以激活热电冷却器172的操作。替代性地,控制器200可以连续不断地操作热电冷却器172,以便将PCM的体积或其温度维持在合适的或所选择的水平。
通常,可以从任何合适的源头向控制器200或者热稳定储存容器的其他元件或部件(例如,向热电冷却器172、向风扇176a、176b,等等)供应电力。在一个实施例中,该储存容器可以包括电池(例如,可再充电电池),该电池可以向控制器200的元件或部件供应合适的电力。替代性地或附加地,可以将该储存容器的需要电力的元件或部件耦合到主电气线路(例如,在电源输出口处)。在任何情况下,可以向该储存容器的需要电力的元件或部件供应电力(例如,可以间歇地供应电力)。
存储器还可以包括有关电力需求的优先级或层级的多个指令。换句话讲,当从电源接收的电力不足以为在电力输出连接部处连接的所有元件或部件供电时,处理器可以使用这些优先级指令来指示电力管理单元向被指示为具有高于其他元件或部件的优先级的那些元件或部件供电。例如,处理器可以在供电方面赋予控制器200比热电单元高的优先级。在一个实施例中,该优先级层级可以由高到低列出如下:控制器200(或附接到控制器200的电池(如果有的话));散热器单元的热电单元,用于散热器单元的风扇(如果有的话);显示单元(如果有的话)。
现有技术已经发展到在系统各方面对硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)和/或固件的具体实施几乎没有区别这样的程度;硬件、软件和/或固件的使用通常是设计上的选择,代表了在成本与效率之间的权衡折衷(但并非总是如此,因为在某些情况下,选择硬件还是选择软件可能变得很重要)。实现本文所述的过程和/或系统和/或其他技术可以凭借的载具(vehicle)有多种(例如,硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)和/或固件),并且优选的载具将随着部署本文所述的过程和/或系统和/或其他技术的环境不同而变化。例如,如果实施者确定速度和准确性最为重要,则可以主要选择硬件和/或固件作为载具;替代性地,如果灵活性是最重要的,则实施者可以主要选择软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)作为载具;或者,仍然是替代性地,实施者可以在一种或多种机器、物质组成和制品中选择硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)和/或固件的一些组合,仅限于根据35U.S.C.§101的可取得专利权的主题。因此,实现本文所述的过程和/或装置和/或其他技术可以凭借的载具可能有若干种,这些载具中没有哪一种从本质上优于其他几种,原因在于,对将要利用的任何载具的选择取决于将在其中部署该载具的环境,以及实施者特别关注的方面(例如,速度、灵活性,或可预测性),这些环境和所关注方面中的任一者都可以变化。
在本文所述的一些具体实施中,逻辑器方面的具体实施和类似的具体实施可以包括计算机程序或其他控制结构。举例来说,电子电路可以具有被构造和安排成实施在此描述的各种功能的一个或多个电流路径。在一些具体实施中,当一种或多种介质持有或传输能够操作以如本文所述那样执行的装置可检测的指令时,这样的介质可以被配置用于承载装置可检测的具体实施。在一些变形例中,例如,多种具体实施可以包括诸如通过执行与本文所述的一种或多种操作有关的一个或多个指令的接收或发送,而对现有的软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)或固件、或者门阵列或可编程硬件进行的更新或修改。替代性地或附加地,在一些变形例中,一种具体实施可以包括执行或以其他方式调用专用部件的专用硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)、固件部件和/或通用部件。多个规格或者其他实施方案可以通过在此描述的有形传输媒介的一个或多个实例来传输,任选地通过包传输或者另外通过在各个时间传过分布式媒介来传输。
替代性地或附加地,多种具体实施可以包括执行专用指令序列,或者调用电路系统来启用、触发、协调、请求或以其他方式致使本文所述的几乎任一种功能操作发生一次或多次。在一些变体中,在此的操作或者其他逻辑描述可以被表达为源代码并且被编译或者另外调用为一个可执行指令序列。举例来说,在一些上下文中,可以全部或部分地通过源代码(例如,C++)或者其他代码序列来提供多个实施方案。在其他具体实施中,使用可商购获得的和/或本领域技术的源代码或其他代码的具体实施可以被编译/执行/翻译/转换成一种高级描述语言(例如,最初是执行C或C++编程语言中所描述的技术,此后将编程语言具体实施转换成可逻辑合成的语言具体实施、硬件描述语言具体实施、硬件设计仿真具体实施以及/或者其他此类一种或多种类似的表达模式)。例如,一些或全部逻辑表达式(例如,计算机编程语言具体实施)可以表现为Verilog型硬件描述(例如,经由硬件描述语言(HDL)和/或超高速集成电路硬件描述语言(VHDL))或其他电路系统模型,然后可以将其用于创建具有硬件(例如,专用集成电路)的物理具体实施。
前述详细描述已经经由框图、流程图和/或实例的使用而陈述了多个装置和/或多个过程的各种实施例。在提出了这些框图、流程图以及/或者包含一种或多种功能和/或操作的实例的情况下,本领域的技术人员应当理解,这些框图、流程图或实例中的每一种功能和/或操作都可以通过范围广泛的硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)、固件或它们的几乎任一种组合来单独地和/或共同地实施,仅限于根据35U.S.C.101的可取得专利权的主题。在一个实施例中,本文所述主题的几个部分可以经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成形式来实施。然而,本文所披露的多个实施例的一些方面在整体或部分上可以等效地作为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如,作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)、作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如,作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、作为固件、或作为它们的几乎任一种组合而在集成电路内实施,仅限于根据35U.S.C.101的可取得专利权的主题;并且根据本披露内容,设计电路系统以及/或者为软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)和/或固件编写代码将完全在本领域技术人员的能力范围之内。本文所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品分发,并且,适用本文所述主题的说明性实施例,与用于实际执行该分发的承载信号的介质的特定类型无关。承载信号的介质的实例包括但不限于如下所列各项:可记录型介质,诸如软盘、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、数字磁带和计算机存储器等;以及传输型介质,诸如数字和/或模拟通信介质(例如,光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路(例如,发送器、接收器、发送逻辑、接收逻辑等),以及其他)。
在一般意义上,本文所述的各个方面可以通过范围广泛的硬件、软件(例如,用作硬件规范的高级计算机程序)、固件和/或它们的可以被视作由各种类型的“电路系统”组成的任何组合来单独地和/或共同地实施。因此,如本文所用,“电路系统”包括但不限于具有至少一个分立电路的电路系统、具有至少一个集成电路的电路系统、具有至少一个专用集成电路的电路系统、形成由计算机程序配置的通用计算装置(例如,由至少部分地执行本文所述的过程和/或装置的计算机程序配置的通用计算机,或者由至少部分地执行本文所述的过程和/或装置的计算机程序配置的微处理器)的电路系统、形成存储器装置(例如,存储器形式(例如,随机存取存储器、闪存存储器、只读存储器等形式))的电路系统,以及/或者形成通信装置(例如,调制解调器、通信交换机、光电设备等)的电路系统。本文描述的主题可以用模拟或者数字方式或者其某一组合来实施。
在此描述的标的物有时说明不同的其他部件内含有的不同部件或者与不同的其他部件连接的不同部件。应理解,这些所描绘的架构仅是示例性的,而且实际上可以实施实现相同功能性的许多其他架构。在概念的意义上,用于实现相同功能的任一种部件布置都被有效地“关联”,以实现期望的功能。因此,在本文中结合以实现特定功能的任何两个部件可以被看作彼此“关联”以实现期望的功能,而不论架构或中间部件是怎样的。同样地,如此关联的任何两个部件也可以被看作是彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能,并且能够如此关联的任何两个部件也可以被看作是彼此“可操作地耦合”以实现期望的功能。是可操作地可耦合的具体实例包括(但不限于)物理地可配合的和/或物理地进行交互的部件,和/或可无线地交互的和/或无线地进行交互的部件,和/或逻辑地进行交互和/或可逻辑地交互的部件。
在一些情况下,一个或多个部件在本文中可以被称为“被配置用于”、“由……配置”、“可被配置用于”、“可操作/操作以”、“被适配/可被适配”、“能够”、“可适合/适合以”等。本领域的技术人员将认识到,此类术语(例如,“被配置用于”)通常涵盖活动状态的部件和/或不活动状态的部件和/或待命状态的部件,除非上下文另有要求。
本文所述的部件(例如,操作)、装置、物体,以及伴随这些部件、装置、物体的讨论被用作多个实例以使概念清楚,还设想了对配置作出的各种修改。因此,如本文所用,所阐述的具体范例以及所伴随的讨论旨在表示这些范例更一般的类别。一般来说,使用任何具体的范例旨在表示该范例的类别,并且不包括具体的部件(例如,操作)、装置和物体不应被认为是限制性的。
在本说明书中提及的和/或在任何申请资料表中列出的所有以上美国专利、美国专利申请公开物、美国专利申请、国外专利、国外专利申请和非专利出版物都在不与本文冲突的程度上以引用方式并入。
虽然在本文中已经披露了多个不同方面和实施例,但其他的方面和实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本文所披露的各个方面以及实施例是为了说明的目的,不旨在是限制性的,其中真实的范围和精神由所附权利要求书来指示。
Claims (66)
1.一种用于储存容器的热传递装置,所述热传递装置包括:
壳体,所述壳体包括,
顶板;
从所述顶板延伸的第一柱;以及
从所述顶板延伸的第二柱;
至少一个相变材料(PCM)容器,所述至少一个相变材料容器包含至少一种第一PCM并且被配置用于定位成与所述壳体的所述第一柱热连通;
至少一个PCM载体,所述PCM载体包含至少一种第二PCM并且被配置用于定位成与所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通;以及
热管,所述热管具有与所述顶板、所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通的第一热端。
2.如权利要求1所述的热传递装置,进一步包括底板,所述底板与所述顶板隔开,并且所述第一柱和所述第二柱从所述底板延伸。
3.如权利要求2所述的热传递装置,其中所述底板附接到所述第一柱和所述第二柱,并且总体上与所述顶板相反地定位。
4.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述第二柱包括连接在一起的第一柱部分和第二柱部分。
5.如权利要求4所述的热传递装置,其中所述热管定位在所述第一柱部分与所述第二柱部分之间,并且被固定为与所述第一柱部分和所述第二柱部分热连通。
6.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述热管包括与冷却单元或加热单元中的一者或多者热连通的第二热端。
7.如权利要求6所述的热传递装置,其中所述热管的第二热端与热电冷却器(TEC)热连通,所述热电冷却器被配置用于冷却所述热管的所述第二热端。
8.如权利要求7所述的热传递装置,其中所述TEC包括与所述热管的所述第二端热连通的冷侧、以及在一个或多个次级热管的第一热端处与所述一个或多个次级热管热连通的热侧。
9.如权利要求7所述的热传递装置,进一步包括电子控制器,所述电子控制器可操作地耦合到所述TEC并且被配置用于控制所述TEC的操作。
10.如权利要求8所述的热传递装置,其中所述一个或多个次级热管包括与一个或多个散热器热连通的第二端。
11.如权利要求10所述的热传递装置,进一步包括一个或多个风扇,所述一个或多个风扇被定位成用于产生穿过所述一个或多个散热器的流体流动。
12.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述至少一种第一PCM是与所述至少一种第二PCM基本上相同。
13.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述至少一种第一PCM是与所述至少一种第二PCM不同。
14.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM容器是可紧固到所述第一柱。
15.如权利要求14所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM容器包括一个或多个可枢转的锁,所述第一柱包括一个或多个切口,所述一个或多个切口被定位成用于、且其尺寸被确定成以下述方式接纳所述一个或多个可枢转的锁中的对应的锁:枢转所述一个或多个可枢转的锁,使所述至少一个PCM容器相对于所述第一柱紧固或松开。
16.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述壳体进一步包括第三柱,所述第三柱从所述顶板延伸并且基本上定位在与所述第一柱和所述第二柱基本上平行的平面中,所述第二柱定位在所述第一柱与第三面板之间。
17.如权利要求16所述的热传递装置,其中所述至少一种第一PCM包括第一PCM部分和第二PCM部分,并且其中所述至少一个PCM容器包括第一PCM容器和第二PCM容器,所述第一PCM容器包含与所述第一柱热连通的所述第一PCM部分,所述第二PCM容器包含与所述第三柱热连通的所述第二PCM部分。
18.如权利要求17所述的热传递装置,其中所述第一PCM部分是与所述第二PCM部分相同。
19.如权利要求17所述的热传递装置,其中所述第一PCM容器可紧固到所述第一柱,并且所述第二PCM容器可紧固到所述第三柱。
20.如权利要求19所述的热传递装置,其中所述第二PCM容器包括一个或多个可枢转的锁,所述第三柱包括一个或多个切口,所述一个或多个切口被定位成用于、且其尺寸被确定成以下述方式接纳所述一个或多个可枢转的锁:枢转所述一个或多个可枢转的锁中的对应的锁,使所述第二PCM容器相对于所述第三面板紧固或松开。
21.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM载体可移除地定位在由所述第一柱和所述第二柱限定的空间中。
22.如权利要求21所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM载体可磁性地固定到所述壳体。
23.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM载体包括第一PCM载体隔室和第二PCM载体隔室,并且其中所述至少一种第二PCM包括分别定位在所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室内部的两个或两个以上PCM容器。
24.如权利要求23所述的热传递装置,其中所述两个或两个以上PCM容器被配置用于、且其尺寸被确定成可移除地装配在所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室内部。
25.如权利要求23所述的热传递装置,其中所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室中的每一个都由外壁和一个或多个内壁限定。
26.如权利要求25所述的热传递装置,其中所述外壁中的至少一个包括延伸穿过其中的一个或多个凹口或开口。
27.如权利要求25所述的热传递装置,其中所述至少一个PCM载体包括附接到其外壁中的至少一个外壁上的柔性手柄。
28.如权利要求1所述的热传递装置,其中所述顶板基本上定位在第一平面中,所述第一柱基本上定位在与所述第一平面基本上垂直的第二平面中,并且所述第二柱基本上定位在与所述第二平面基本上平行的第三平面中。
29.一种温度稳定容器,包括:
至少一个第一壁,所述至少一个第一壁限定储存空间;
至少一个第二壁,所述至少一个第二壁从所述至少一个第一壁向外隔开并且在这两者之间限定隔热空间;
热传递装置,所述热传递装置包括定位在所述储存空间内部的第一部分以及定位在所述储存空间外部的第二部分,所述热传递装置包括:
壳体,所述壳体包括,
顶板;
从所述顶板延伸的第一柱,所述第一柱定位在所述储存空间内部;以及
从所述顶板延伸的第二柱,所述第二柱定位在储存空间内部;
至少一个相变材料(PCM)载体,所述至少一个相变材料载体包含至少一种第二PCM并且与所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通,所述至少一个PCM载体定位在所述储存空间内部;以及
热管,所述热管具有与所述顶板、所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通的第一热端。
30.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述热传递装置包括底板,所述底板与所述顶板隔开,并且所述第一柱和所述第二柱从所述底板延伸。
31.如权利要求30所述的温度稳定容器,其中所述热传递装置的底板附接到所述第一柱和所述第二柱,并且总体上与所述顶板相反地定位。
32.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述热传递装置的所述第二柱包括连接在一起的第一柱部分和第二柱部分。
33.如权利要求32所述的温度稳定容器,其中所述热传递装置的所述热管定位在所述第一柱部分与所述第二柱部分之间,并且被固定为与所述第一柱部分和所述第二柱部分热连通。
34.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述热管包括与冷却单元或加热单元中的一者或多者热连通的第二热端。
35.如权利要求34所述的温度稳定容器,其中所述热管的所述第二热端与热电冷却器(TEC)热连通,所述热电冷却器被配置用于冷却所述热管的第二热端。
36.如权利要求35所述的温度稳定容器,其中所述TEC包括与所述热管的所述第二端热连通的冷侧、以及在一个或多个次级热管的第一热端处与所述一个或多个次级热管热连通的热侧。
37.如权利要求35所述的温度稳定容器,其中所述TEC定位在所述储存室的外部。
38.如权利要求35所述的温度稳定容器,进一步包括电子控制器,所述电子控制器可操作地耦合到所述TEC并且被配置用于控制所述TEC的操作。
39.如权利要求36所述的温度稳定容器,其中所述一个或多个次级热管包括与一个或多个散热器热连通的第二端。
40.如权利要求39所述的温度稳定容器,进一步包括一个或多个风扇,所述一个或多个风扇被定位成用于产生穿过所述一个或多个散热器的流体流动。
41.如权利要求39所述的温度稳定容器,进一步包括至少部分地包围所述一个或多个散热器的盖。
42.如权利要求41所述的温度稳定容器,其中所述盖包括一个或多个通风口,所述一个或多个通风口被配置用于、且其尺寸被确定成允许空气流向所述一个或多个散热器或从所述一个或多个散热器流出。
43.如权利要求29所述的温度稳定容器,进一步包括至少一个PCM容器,所述至少一个PCM容器包含至少一种第一PCM并且与所述壳体的所述第一柱热连通,所述至少一个PCM容器定位在所述储存空间内部。
44.如权利要求43所述的温度稳定容器,其中所述至少一种第一PCM是与所述至少一种第二PCM基本上相同。
45.如权利要求43所述的温度稳定容器,其中所述至少一种第一PCM是与所述至少一种第二PCM不同。
46.如权利要求43所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM容器紧固到所述第一柱。
47.如权利要求46所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM容器包括一个或多个可枢转的锁,所述第一柱包括一个或多个切口,所述一个或多个切口被定位成用于、且其尺寸被确定成以下述方式接纳所述一个或多个可枢转的锁中的对应的锁:枢转所述一个或多个可枢转的锁,使所述至少一个PCM容器相对于所述第一柱紧固或松开。
48.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述壳体包括从所述顶板延伸的第三柱,所述第二柱定位在所述第一柱与所述第三面板之间。
49.如权利要求43所述的温度稳定容器,其中所述至少一种第一PCM包括第一PCM部分和第二PCM部分,并且其中所述至少一个PCM容器包括第一PCM容器和第二PCM容器,所述第一PCM容器包含与所述第一柱热连通的所述第一PCM部分,所述第二PCM容器包含与所述第三柱热连通的所述第二PCM部分。
50.如权利要求49所述的温度稳定容器,其中所述第一PCM部分是与所述第二PCM部分相同。
51.如权利要求49所述的温度稳定容器,其中所述第二PCM容器紧固到从所述顶板延伸的第三柱。
52.如权利要求51所述的温度稳定容器,其中所述第二PCM容器包括一个或多个可枢转的锁,所述第三柱包括一个或多个切口,所述一个或多个切口被定位成用于、且其尺寸被确定成以下述方式接纳所述一个或多个可枢转的锁:枢转所述一个或多个可枢转的锁中的对应的锁,使所述第二PCM容器相对于所述第三面板紧固或松开。
53.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM载体被可移除地定位在由所述第一柱和所述第二柱限定的空间中。
54.如权利要求53所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM载体被磁性地固定到所述壳体。
55.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM载体包括第一PCM载体隔室和第二PCM载体隔室,并且其中所述至少一种第二PCM包括分别定位在所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室内部的两个或两个以上PCM容器。
56.如权利要求55所述的温度稳定容器,其中所述两个或两个以上PCM容器被配置用于、且其尺寸被确定成可移除地装配在所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室内部。
57.如权利要求55所述的温度稳定容器,其中所述第一PCM载体隔室和所述第二PCM载体隔室中的每一个都由外壁和一个或多个内壁限定。
58.如权利要求57所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM载体的所述外壁包括延伸穿过其中的一个或多个凹口或开口。
59.如权利要求57所述的温度稳定容器,其中所述至少一个PCM载体包括附接到其所述外壁中的至少一个外壁上的柔性手柄。
60.如权利要求29所述的温度稳定容器,其中所述顶板基本上定位在第一平面中,所述第一柱基本上定位在与所述第一平面基本上垂直的第二平面中,并且所述第二柱基本上定位在与所述第二平面基本上平行的第三平面中。
61.一种维持闭合的储存空间中的温度的方法,所述方法包括:
提供温度稳定容器,所述温度稳定容器包括,
限定储存空间的外壳;
定位在所述储存空间内部的热传递装置,所述热传递装置包括,
顶板;
从所述顶板延伸的第一柱,所述第一柱定位在所述储存空间内部;以及
从所述顶板延伸的第二柱,所述第二柱定位在所述储存空间内部;
至少一个相变材料(PCM)容器,所述至少一个相变材料容器包含至少一种第一PCM并且与所述壳体的所述第一柱热连通,所述至少一个PCM容器定位在所述储存空间内部;
至少一个PCM载体,所述至少一个PCM载体包含至少一种第二PCM并且与所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通,所述至少一个PCM载体定位在所述储存空间内部;以及
热管,所述热管具有与所述顶板、所述第一柱或所述第二柱中的一者或多者热连通的第一热端;以及
通过冷却所述热管的第二热端来从所述储存空间移除热量,以产生从所述至少一种第一PCM和所述至少一种第二PCM到热管的所述第二端的热传递。
62.如权利要求61所述的方法,进一步包括通过以下步骤维持所述储存空间内部的所选择的温度或温度范围:
测量以下各项中的一者或多者:所述储存空间内部的温度、所述至少一种第一PCM或至少一种第二PCM的温度、处于固相的所述至少一种第一PCM或至少一种第二PCM的量、或者处于液相的所述至少一种第一PCM或至少一种第二PCM的量;以及
经由控制器,操作与所述热管的所述第二热端热连通的冷却装置,以至少部分地基于以下各项中的一者或多者将所述储存空间冷却到所选择的温度:在所述储存空间内部测得的温度、所述至少一种第一PCM或至少一种第二PCM的温度、处于固相的所述至少一种第一PCM或至少一种第二PCM的量、或者处于液相的所述第一PCM或至少一种第二PCM的量。
63.如权利要求62所述的方法,其中所述冷却装置包括热电冷却器(TEC)。
64.如权利要求63所述的方法,进一步包括冷却所述TEC的热侧。
65.如权利要求64所述的方法,进一步包括将热量从所述TEC的热侧引导至一个或多个散热器。
66.如权利要求65所述的方法,进一步包括使空气从一个或多个散热器的上流过,这能有效地从所述一个或多个散热器移除热量。
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