CN112567189A - 温度可控制的便携式即时冷却系统 - Google Patents

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J·霍伊
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Abstract

独立和自备式冷却系统，使用放置在绝缘的或非绝缘的器皿中的压缩的液体和/或气体的CO2容器，该器皿包含垂直放置在竖直位置或倒置位置的容器。然后将液体和/或气体CO2冷却剂释放到毛细管系统或流量计量系统中，以允许CO2进入第二主体，可在该第二主体中利用CO2冷却剂特性。第二主体例如包括板、衬垫、用于人的肌肉的点治疗垫或冷却器。温度由包括电子控制装置的计量CO2释放系统控制，该电子控制装置在超过预定阈值时发送警报。本发明的计量CO2释放系统可以由电子或恒温阀触发，或者可以手动触发或由电子电磁阀触发。

Description

温度可控制的便携式即时冷却系统
技术领域
本发明涉及向便携式装置如绝缘或非绝缘的冰柜或冷却器提供冷却温度的领域。这些各种物品旨在用于便携式用途，其中产品将由个人携带到没有电连接并且没有用于冷藏物品(例如食品、饮料、医疗用品、血液、器官、对温度敏感的化学药品以及药品、捕捞或打猎活动得到的任何猎物或需要冷藏、冷却或冷冻所需时间段的任何其他易腐物品)的常规方法的位置。
背景技术
在没有冰或可用电的情况下冷却物品的方法在现有技术中是已知的，但是在任何现有技术中都没有发现利用液态和/或气态CO2作为制冷剂来维持受控温度的设备和方法。因此，迫切需要根据物体及其对温度控制的要求以及物体必须处于较凉或冰冻状态的时间长度来将物体保持在凉或甚至冰冻状态的改进的设备和方法。
以下现有技术是本发明人所定位的最接近的现有技术，并且是就本发明人所知的与本发明人的发明有关的最接近的现有技术。
1.1978年6月27日授予Taylor的“PORTABLE REFRIGERATION MACHINE(便携式制冷机)”的美国专利4096707。
该专利公开了一种便携式制冷机，该便携式制冷机包括垂直定向的压力容器，该压力容器包含呈气态、液态和/或固态的二氧化碳。热交换器被固定到容器的下部外部，并且外部壳体围绕容器，以在容器的外壁和壳体的内壁之间留下环空。气压操作的风扇布置在热交换器的下方，并且连接以通过来自容器的气压进行操作而旋转。风扇通过适当的下部入口吸入空气，该空气穿过热交换器和环空出口的开口，从而在放置便携式制冷机的隔室内使空气冷却并循环。该装置利用气压操作的风扇维持温度并散发热量，为冷空气提供空间。
该专利公开了用作冷却剂的风扇技术，这与本发明完全不同。
2.1980年4月1日授予Roncaglione的“DRY ICE REFRIGERATOR(干冰冰箱)”的美国专利4195491。
该专利公开了一种用于将常规的绝缘野餐冷却器或类似物转换成冰箱的设备，并且包括用于干冰的小容器，该小容器可布置在冷却器内。可插入冷却器内部的矩形框架包括一对制冷剂盘管，所述制冷剂盘管设置在冷却器的相对侧壁附近。每个盘管的一端连接到干冰容器。盘管的另一端连接到手动调节阀上，该阀具有一个受压的吹出段，用于释放过大的压力。阀布置在容器的外部。从盘管流经阀的气体通过指示器进入大气，该指示器在透明窗口中具有流体体，因此可以看到通过气体时产生的气泡，并可以手动调节阀以控制气体的流量，因此控制干冰的升华速率和冷却器内的温度。
该装置利用阀控释放器来执行维持温度的功能，但是存在许多缺陷，包括无法监视和维持特定温度，并且无法进行远程操作。因此，该专利中的公开内容与本发明不同。
3.1989年9月20日授予Franklin,Jr的“CO2 SNOW COOLER WITH SNOW SPLITTINGBOTTOM(带有雪片底部的CO2雪冷却器)”的美国专利4404818。
该专利公开了一种垂直伸长的中空壳体，其包括相对的大致平行的侧壁和端壁，并在其顶部由顶壁封闭。CO2雪形成结构设置在壳体内部的上部中，而底壁结构封闭壳体的下部。底壁结构包括在壳体的端壁之间延伸的，呈锐角锥形构造的细长的水平布置的倒V形楔形物，该楔形物用于将布置在壳体内的大量雪的下部在楔形物上方分开，当大量雪升华时，迫使大量雪的下部与壳体侧壁下部的内表面成完全的表面对表面的传热关系，壳体侧壁下部的内表面与楔形物水平对准并与楔形相对。此外，壳体的侧壁包括垂直延伸的波纹，所述波纹起的作用是使侧壁的暴露的内外表面面积至少基本上翻倍。波纹本身的横截面是梯形的，从而确保了布置在壳体内的一定量的CO2雪的下部与壳体的波纹侧壁的内表面之间的基本上完全的表面到表面的接触。
该专利中的公开内容利用CO2产生雪，并且它不是旨在将物品冷藏在受控温度下的装置。
4.2008年6月17日授予Gomes等人的“DEVICE FOR PRODUCING DRY ICE ANDPRESSURE RELIEF THEREOF(用于制造干冰的装置及其泄压装置)”的美国专利7386995。
该专利公开了一种用于生产二氧化碳的固化块的装置，该装置包括可拆卸地连接在一起的第一和第二壳体部分。第一壳体部分和第二壳体部分形成内部模制腔室，该内部模制腔室适于在一定压力下接收液态二氧化碳，在该压力下液态二氧化碳发生膨胀，从而产生固态二氧化碳和气态二氧化碳的混合物。泄压装置包括用于将第一壳体部分和第二壳体部分偏置在一起的偏置部件。当来自气态二氧化碳的内部压力超过预定量时，偏置部件允许第一壳体部分和第二壳体部分之间的相对运动。通过这种布置，第一壳体部分和第二壳体部分之间的相对运动使气态二氧化碳从内部模制腔室中释放出来，从而降低了内部压力。该装置仅将液态CO2用于生产干冰，该干冰可用于对物品进行制冷，并且它不是旨在将物品保持在受控温度下的装置。
5.2012年6月7日授予Leavitt等人的“COOLING AGENT FOR COLD PACKS AND FOODAND BEVERAGE CONTAINERS(用于冷包的冷却剂，及食品和饮料容器)”的美国专利20120138848。
该专利公开了一种安全，稳定，无毒且可再循环的冷却组合物，其包含与水混合时经历吸热过程的固体颗粒化合物，使得所得混合物可用于冷却表面、液体和固体。组合物总是包含一种或多种选自由含钾的吸热化合物组成的组的化合物；选自一组含氮的吸热化合物中的一种或多种化合物；以及选自由磷酸铵、磷酸二铵、多磷酸铵、焦磷酸铵和偏磷酸铵组成的组的至少一种化合物，使得该化合物或该组中的化合物的混合物至少占最终组合物重量的1％。
该专利中公开的这种方法利用几种化合物的混合物来冷却任何给定的表面、固体或液体。本发明不需要使用几种化合物的复杂过程，其本身可能导致许多错误和问题。
6.2003年9月13日授予Fuchs的“PORTABLE COOLER INCLUDING ICE SHEET HAVINGREFRIGERANT CUBES(包括带有冷冻剂的冰盖的便携式冷却器)”的美国专利6925834。
该专利公开了一种具有一个或多个冰盖的便携式冷却器，该冰盖包括内置的制冷剂立方体。所述冷却器包括外部织物壳和一组或多组间隔开的制冷剂立方体，所述制冷剂立方体封装在塑料中以形成冰盖，所述冰盖附接到所述冷却器的内壁。冷却器的壁还可包括一层或多层绝热层。冰盖在冷却器内部提供了令人愉悦的外观，暗示了冷却效果。可以将冰盖沿着冷却器的壁保持，方法是将缝隙沿着在制冷剂立方体之间通过的通道缝制，方法是将冰盖保持在由侧壁衬里形成的袋中，或者固定在由冷却器的外壁和装入冷却器的塑料嵌件限定的腔室内。
该装置利用冰盖以及根据需要更换冰盖的需要，并且通过隔热冰盖的方式来保持温度。本发明不使用冰盖，并且本公开与本发明完全不同。
7.“CO21er”是在因特网上标识的产品。但是，发明人对该产品的研究和调查未找到任何相关专利。该产品是专门为一个CO2储罐设计的密闭式冷却器。“Co2ler”中使用的CO2系统仅使用一个储罐，而并非旨在将物品冷藏在受控温度下的装置。
现有技术中没有一种防止或停止物品的冻结或区域冻结的系统或设备的方法。
现有技术中没有一种方法或系统能够防止干冰的形成同时允许CO2的连续流动从而防止干冰。
现有技术中没有一种能够控制或调节物品或区域的温度以限制于冷却或维持预定温度并利用现有技术的方法或系统防止温度降低以防止意欲减少或冷藏的物品或区域冻结。
类似于本发明，在便携式制冷中将CO2作为制冷剂的用途先前已经限于“干冰”的用途。干冰有几个缺点，包括：1)从液态CO2中生产干冰效率相对较低，并且在此过程中浪费了大量的CO2；2)干冰的温度太低，无法与许多需要冷藏温度的物品直接接触，3)干冰在室温下升华时必须保存在隔热的容器中，这会随着时间的推移降低干冰的有效冷却能力，4)干冰可能会带来安全隐患，因为其在大气压下的固有温度几乎可以立即引起冻伤。
迫切需要在各种应用中利用CO2作为冷却剂的改进的设备和方法。
发明内容
本发明是独立和自备式冷却系统，其使用压缩的液体和/或气体CO2容器，该容器位于绝缘的或非绝缘的器皿中，并且由专门设计的单元组成，其中容器竖直地直立放置在竖直位置或倒置位置。然后将液体和/或气体CO2冷却剂释放到嵌入传热板或热交换器中的毛细管中，从而利用CO2冷却剂特性。
温度由包括电子控制装置的计量CO2释放系统控制，该电子控制装置可以远程和/或通过触摸屏进行操作，并在超过预定阈值时发送警报。
本发明的计量CO2释放系统可以由电子或恒温阀触发，也可以手动触发或由电子电磁阀触发。本发明的冷却系统还包括止回阀，当单独移除或更换CO2容器时，止回阀可避免液体和/或气体CO2逸出。
本发明包括使用压缩的液体和/或气体CO2作为冷却剂来制冷、冷却或冷冻便携式绝缘或非绝缘器皿内的物品的自备式冷却系统。本发明能够提供受控的，稳定的和恒定的液体和/或气体CO2流，从而将需要冷藏、冷却或冷冻的物品保持在期望的温度。
本发明涉及提供冷却源的领域，取决于期望在冷却器或冰柜中保持冷的产品，该冷却源从冷却到冰冷再到冻结的期望温度。
本发明涉及使用可再填充的CO2罐作为制冷剂为各种物品提供恒定且受控的冷却温度的领域，而无需电力，也不必在容器内具有内置的冷却单元。
以下用语：a)罐，b)气瓶，c)滤筒和d)储罐在全文中可互换使用，以表示可再填充CO2的容器。
以下用语：a)释放阀，b)控制阀和c)分配阀在全文中可互换使用，以指示释放部件，该释放部件允许将液体和/或气体CO2受控地分配到本发明的冷却系统中。
已经发现，本发明提供了使用液体CO2的以下优点，这些优点包括：1)液体CO2在标准环境条件下是可存储的；2)冷却能力不会随着存储时间的延长而降低；3)冷却能力用尽后的没有残留的液态CO2；4)温度可从环境温度连续变化到-40°F以下，从而例如可以保持冰淇淋冻结或将器官保持在恒定温度下以进行移植运输；5)无需从容器体积中清除物料即可轻松更换冷却液；6)CO2容器和CO2容器的重新装填已经很普遍了(例如饮料和彩弹行业)，7)CO2不湿，也不容易在加压容器中溢出。
本发明的冷却系统包括：a)至少一个液体和/或气体容器；b)在所述至少一个液体和/或气体容器内保持的气体或液体；c)保持部件，其具有至少具有上表面和底表面的主体；d)所述保持部件包围流量计量系统；e)歧管块；f)在歧管块与至少一个液体和/或气体容器之间的止回阀，该止回阀连接到所述流量计量系统以将液体和/或气体释放到所述保持部件；以及g)控制阀。
更详细地定义的本发明的冷却系统包括至少一个液体和/或气体容器；和a)保持在所述至少一个液体和/或气体容器内的气体或液体；b)所述容器阀位于所述至少一个液体和/或气体容器和框架附近；c)所述框架具有至少一个开口；d)容器阀，该容器阀的尺寸设计成可装入框架中的所述至少一个开口中；e)歧管块；f)在歧管块与至少一个液体和/或气体容器之间的止回阀，该止回阀连接到所述流量计量系统以将液体和/或气体释放到所述保持部件；以及g)控制阀；h)由此，所述框架保持所述至少一个液体和/或气体容器以在移动期间保持稳定。
更详细定义的本发明的冷却系统包括：a)至少一个液体和/或气体容器；b)保持在所述至少一个液体和/或气体容器内的气体或液体；c)保持部件，其具有至少具有上表面和底表面的主体；d)所述保持部件包围流量计量系统；e)歧管块；f)在歧管块与至少一个液体和/或气体容器之间的止回阀，该止回阀连接到所述流量计量系统以将液体和/或气体释放到所述保持部件；g)控制阀；以及h)所述保持件位于至少一个水平表面或至少一个垂直表面上。
更详细定义的本发明的混合式冷却器包括：混合式冷却器，包括：a)电子协调装置；b)电源，连接到具有带可关闭盖的电冷却系统的主体，该可关闭盖围绕电冷却系统内的内部腔室；c)直接与所述电源和所述电子协调装置连接的控制开关；d)至少一个液体和/或气体容器；e)保持在所述至少一个液体和/或气体容器内的气体或液体；f)将所述至少一个液体和/或气体容器保持在所述主体上的保持部件；g)流量计量系统；h)歧管块；i)在歧管块与至少一个液体和/或气体容器之间的止回阀，该止回阀与所述流量计量系统连接以释放液体和/或气体；以及j)控制阀；k)，其中所述电子协调装置感测到运行电子冷却系统的动力源已经达到期望水平，并且将关闭电子冷却系统并激活并开启本发明的液体或气体冷却系统。
液体和/或气体CO2容器在本发明中竖直地定位在直立或倒置位置。
当CO2容器处于直立位置时，本发明的控制阀具有合适长度以能够到达CO2容器的底部的虹吸管。虹吸管允许液体CO2从CO2容器的底部流到顶部，然后通过本发明的控制或释放阀排出。
当CO2容器处于倒置位置时，由于重力，液态或气态CO2从CO2容器流出并通过本发明的控制或释放阀排出。
本发明的又一个目的是提供一种特殊设计的歧管块，CO2容器放置在歧管块上，并且歧管块允许制冷剂从CO2容器进入本发明的冷却系统。
本发明的目的是提供一种冷却系统，该冷却系统包括传热板(也称为热交换器)和通过嵌入在所述热交换器中的毛细管的液体和/或气体CO2分布，以使从液体和/或气体CO2到可能绝缘或可能不绝缘的器皿的内容物的能量传递最大化，从而将器皿内的内容物保持在所需的温度。
本发明的另一个目的是提供一种或多种毛细管，以沿着本发明的冷却系统的传热板输送液体和/或气体CO2。毛细管允许释放液体和/或气体CO2的流动，以维持或降低被冷却系统冷却的容器的温度。
本发明的另一个目的是提供一种用于CO2释放的计量CO2控制释放系统，该系统能够控制本发明的冷却系统内的液体和/或气体CO2的释放。
本发明的另一个目的是提供一种释放阀(也称为控制阀)，作为计量CO2控制释放系统的一部分，其可以以手动、机电、电子或恒温方式控制或致动以将液体和/或CO2从CO2容器释放到本发明的冷却系统中。本发明的控制阀经过专门设计，可通过校准控制阀以使最佳量的液体和/或气体CO2流动来防止毛细管的冻结、堵塞和阻塞。在没有本发明的冷却系统中的本发明的控制阀的情况下，本发明的毛细管可能会被堵塞，阻塞或冻结，从而不允许适当释放液体和/或气体CO2。本发明设计的冷却系统能够向绝缘或非绝缘的便携式装置(即：冰柜、冷却器、午餐盒)、固定装置(即：冰箱、冰柜)、车厢(即位于汽车或自动驾驶车辆中的行李箱或储藏柜)、飞机、小型无人飞行器(无人机)、摩托车、踏板车或自行车提供稳定和恒定的液体和/或气体CO2流。
本发明的又一个目的是提供一种具有多个CO2容器的冷却系统，该CO2容器具有包括止回阀的构造。止回阀用于容器歧管块和连接CO2容器的连接之间。当单独移除或更换储罐时，这消除了液体和/或气体CO2逸出。压缩的CO2容器在本发明的专门设计的冷却系统中以垂直的直立或倒置位置放置，以便在从所述容器中排出液体和/或气体时保持CO2容器内的CO2液体和气体平衡。
根据本发明已经发现，当CO2容器处于直立位置时，本发明的控制阀具有合适长度的虹吸管，该虹吸管能够到达CO2容器的底部。虹吸管使液体CO2从CO2容器的底部流到顶部，然后通过本发明的控制阀排出。
根据本发明进一步发现，当CO2容器处于倒置位置时，由于重力作用，液体下行，并且液体CO2从CO2容器底部流到顶部，然后通过本发明的控制阀排出。
本发明的另一个目的是提供一种计量CO2控制释放系统，其使用触摸屏或远程地使用智能手机应用程序或任何其他电子装置来电子地监视，控制和操作。本发明的计量CO2控制释放系统根据释放阀的类型和CO2容器的数量具有不同的配置。
本发明的另一个重要目的是提供一种冷却系统，该冷却系统还包括由电池、太阳能电池板或汽车中的+12V插座供电的电子控制装置，该电子控制装置可以监视和控制温度、控制算法和计量CO2控制释放系统。这些部件可以连接到或封闭在其中，也可以放置在任何种类和大小的绝缘或非绝缘器皿中，以最大程度地减少与环境的热传递。
本发明的另一个目的是提供一种系统，该系统包含使用加密数据的电子控制策略，以避免欺骗、入侵、干涉、虚造干扰设备、人为干扰或数据篡改。为了加密传输的数据，将使用消息认证码(MAC)方法。因为主动控制(电子)是最准确，灵活和易于操作的，所以可以预见这是优选的实施方案。数据从本发明的冷却系统的活动控制器通过WiFi、蓝牙和无线电频率传输到智能手机或平板电脑或服务器，或者任何其他类型的装置都将被加密以避免欺骗、入侵、干涉、虚造干扰设备、人为干扰或篡改数据。
本发明的另一个目的是提供一种冷却系统，该冷却系统可以被运输，存储和移动到没有电连接、电力服务中断(例如，市电中断)或没有常规用于制冷，冷却或冷冻的方法的位置。
发明人共同设想了冷却系统的发明，他们致力于提供最佳的冷却系统，该最佳冷却系统利用液态和/或气体CO2将冷却温度提供到绝热和非绝热的器皿、容器、隔间、封闭区域，利用任何类型和尺寸的CO2容器的本发明要求保护的冷却系统，该容器位于需要或期望降低或维持指定或所需温度的区域之上，之中或附近。
在以下段落中描述了本发明的许多附加特征、设备和方法。
该设计特定于冷却器的使用，也可以针对需要制冷的任何类型的系统进行设计。本发明不需要是任何特别制造的冷却器，因为它是独立的并且可以特定地设计。
本发明包括专门设计的绝热冷却器，其嵌入本发明的冷却系统和电子控制装置以监视和控制温度。
本发明包括另外的附件，该附件可以被放置在冷却器中以在专门设计的制冰系统上在1至10分钟的时间段内产生冰。将液体和/或气体CO2输送到专门设计的制冰系统中的机构可以直接连接到毛细管组件。专门设计的制冰配件包括：a)与本发明主要单元的连接组件，b)通过紧固件附接到底部冷气分配板的冰格，c)容纳水或其他液体的容纳格，其中分散有冷气；d)装满水或其他液体的分隔器。通过冰格底板紧固件将板组件固定在一起。
本发明包括用于单个饮料容器如罐/瓶或单个容器的冷却系统，其需要被冷却或保持在冷却温度或冷冻。本发明的冷却系统具有圆形设计的壳体，除了冷却单元的顶部外，壳体被封闭，从而允许将饮料容器放入其中。冷却单元具有本发明的控制系统，该控制系统利用手动阀、机电阀、电子阀或恒温阀，并取决于以及根据打算冷却或期望冷却的饮料的类型。
本发明还包括一种便携式冷却系统，其配备有易于运输的轮子，并且可以通过与冰箱制造商协作设计的合适连接器或通过冰箱门垫的毛细管轻松地连接至冰箱，以便输送当电源中断时，将CO2作为制冷剂输送进入冰箱。CO2罐处于直立位置，带有合适长度的虹吸管，能够到达CO2容器的底部。虹吸管使液体CO2从CO2容器的底部流到顶部，然后通过本发明的控制或释放阀排出。设想本发明的冷却系统经过专门设计，可以连接并附接到冰箱系统，以最小化或消除从冰箱到外部环境的热传递量。
本发明还包括一种设计用于运输货物的系统，该系统需要使用小型无人飞行器(SUAV，也称为“无人机”)来运输需要受控制冷的货物，例如医疗、药品、食品和任何其他小型冷却或冷冻的物品。设想本发明的冷却系统经过专门设计，可以根据其机械要素连接并附接到特定的无人机。
本公开集中于整个系统以及电子控制策略。因为利用智能手机通信进行监视和控制以及其他感测选项的电子控制系统是最准确，灵活和易于操作的，所以可以将其设想为优选实施方案。设想了其他选择，例如结合手动的，机电的或恒温的CO2释放机构。
本发明可以是独立的或嵌入专门设计的隔热冷却器中，可用于冷藏，冷却或冷冻单个瓶、罐或容器，隔热或非隔热的便携式装置(例如：冰柜、冷却器、午餐盒)、固定装置(即：冰箱、冰柜)、车辆车厢(即：卡车、汽车、摩托车、踏板车、自行车或自动驾驶车辆的行李箱或其他储藏柜)、飞机的隔室或由无人机运输的小集装箱。
通过以下结合附图的详细描述、讨论和所附权利要求，本发明的其他新颖特征和其他目的将变得显而易见。
附图说明
仅出于说明而非限制的目的而特别参考附图，示出了：
图1是本发明的冷却设备的一个实施方案的透视图，该冷却设备利用了单个CO2气瓶，该气瓶被拧入单个歧管块中，该歧管块又连接至阀，该阀又连接至毛细管，该阀手动操作(第一变型)；
图1A是沿着图1的线A-A截取的剖视图，示出了图1所示的横截面部件；
图1B是图1中的部件的分解图，示出了处于单独状态的单个CO2、歧管和其他部件；
图2是本发明的第一变型的分解图，其中手动操作阀；
图2A是歧管块的剖视图；
图3是毛细管组件的分解图；
图4是手动阀的分解图；
图4A是手动阀的剖视图；
图5是本发明第二变型的示意图，其中释放阀是电子操作的；
图5A是电子释放阀的横截面侧视图；
图5B是电子释放阀的另一剖视俯视图；
图5C示出了电子显示器，其中，可视化并控制了热交换器的外部、内部和上表面的温度；
图5D是电子控制装置的框图；
图5E示出了在电子控制装置硬件上运行的软件程序的流程图；
图6是本发明的第三变型的示意图，其中释放阀是恒温操作的；
图6A是恒温阀的剖视图；
图6B是恒温阀的分解图；
图7是本发明的第四变型的示意图，其中释放阀由电子电磁阀激活；
图7A是包括电子电磁阀的歧管块的分解图；
图7B是电子电磁阀的分解图；
图7C是包括电子电磁阀的歧管块的剖视图；
图8是本发明的第四变型的冷却系统的示意图，该变型具有三个CO2罐和手动操作的释放阀；
图8A是图8的剖视图，示出了图1中示出的截面部件；
图8B是图8所示的第四变型的内部部件的，其中卸下了顶板；
图8C是本发明的冷却系统的第四变型的流体连通组件的分解图；
图8D是覆盖热交换器的顶板的示意图；
图8E是1/8”横向装配部件的剖视图；
图8F是止回阀的剖视图；
图8G是止回阀的阳压缩配件的分解图；
图8H是止回阀的阴压缩配件的分解图；
图9是第五变型发明的冷却系统的示意图，该构造具有三个CO2罐和电子操作的释放阀；
图9A是第五变型中的本发明的冷却系统的底部的图；
图9B是图9所示的第五变型的内部部件的示意图，其中卸下了顶板；
图9C是本发明的冷却系统的第五变型的流体连通组件的分解图；
图10是第六变型发明的冷却系统的示意图，该构造具有三个CO2罐和恒温操作的释放阀；
图10A是本发明的冷却系统的第六变型的流体连通组件的分解图；
图11是本发明的冷却系统的第七变型的分解图，该冷却系统包括一个配件，用于在1分钟到最大10分钟的时间范围内制冰；
图11A是制冰辅助机构的流体连通组件的分解图；
图11B是用于冰格设计的块的剖视图；
图11C是在制冰辅助机构中使用的热交换器的透视图；
图11D是用于制冰辅助机构的水容纳托盘的透视图；
图11E是用于制冰辅助机构的分水器的透视图；
图12是本发明的冷却系统通过Wifi、蓝牙或射频通信与智能手机装置通信的表示；
图13是本发明的冷却系统使用加密算法通过Wifi、蓝牙或射频通信与智能手机装置通信的表示；
图14是使用本发明的冷却系统对单元进行制冷的代表性实施例；
图15表示本发明的冷却系统在便携式单个容器中的应用，该容器用于饮料，例如罐或瓶，浓缩母乳或其他饮料，食品或需要冷却或保持在受控温度下的物品；
图16是将本发明的冷却系统应用于需要冷藏，冷却或冷冻并且需要使用小型无人飞行器(也称为无人机)运输的物品的图示；
图17是嵌入冷却器的本发明的冷却系统的示意图，该冷却器包括电子单元控制器；
图18是与刚性或柔性平板一起使用的本发明的点冷却系统的示意图；
图19是用于身体部位或肌肉的本发明的点冷却系统的示意图；
图20是用于椅子衬垫的本发明的点冷却系统的示意图；
图21是三个CO2罐的分解图，该罐以不同的连接类型，包括螺纹连接、翼阀连接和螺旋连接，连接到歧管块；
图22是连接到图21中的歧管块的CO2罐的剖视图，说明了翼阀连接；
图23是在卡车拖车内部使用的本发明的冷却系统的示意图；
图24是在车辆内部使用的本发明的冷却系统的示意图；
图25是本发明的冷却系统的示意图，示出了如何将冷却系统固定和稳定在容器的内部；
图26是用在流量计量装置中的流量计量阀的示意图，该流量计量装置保持流体通过给定系统的恒定流量；
图27是流过孔口的液体或气体的示意图；
图28是用于本发明的毛细管的示意图；并且
图29是混合式冷却器的示意图，其示出了用于冷却器的两个冷却系统，其中一个冷却系统具有传统电源，另一个冷却系统根据本发明是气/液罐。
具体实施方式
尽管现在将参考附图描述本发明的特定实施方案，但是应该理解，这样的实施方案仅是示例性的，仅说明了许多可能的特定实施方案中的少数，这些实施方案可以代表本发明的原理的应用。对于本发明所属领域的技术人员显而易见的各种改变和修改被认为在如所附权利要求书中进一步限定的本发明的精神、范围和构思内。
广义地讲，本发明是一种设备和方法，用于根据物品需要将诸如饮料、食品和其他需要冷藏的物品保持在凉、冷或冷冻温度下，以长时间保存物品。
参照图1、图1A和图1B，示出了利用单个CO2筒的本发明的冷却系统的实施方案。作为系统10，示出了单个CO2筒20。CO2筒20具有外周壁22和顶壁24，该外周壁22和顶壁24围绕第一内部腔室26，第一内部腔室26在压力下容纳CO2 28。筒20的底部通过弯曲的圆周壁27连接到在其上具有螺纹29的管部件23。还示出了块状歧管30，其具有顶部32，顶部32具有通向第二内部腔室36的内螺纹34。第二内部腔室36由从CO2筒20的管29延伸并终止于手动阀40的L形管38(以虚线示出)围绕。该阀又与毛细管单元50流体连通，该毛细管单元50具有与管38流体连通的毛细管52。
参照图2，还示出了具有CO2筒120的系统100的分解图，歧管块130通过具有空腔以允许CO2通过的部件149连接到手动阀140。毛细管150通过具有内部空腔以允许CO2通过的螺纹部件159连接至手动阀140。
图2A是具有从歧管块135获得的歧管内部腔室132的歧管块130的剖视图，歧管内部腔室132具有内壁131，该歧管内部腔室132通过第一周向壁136固定至该块并且通过第二内部腔室133连接到空腔137，从而形成L形管，该L形管允许CO2从可再填充储罐或筒120通向图2的阀140。
参照图3，示出了毛细管单元250的剖视图，其中，管元件251连接至具有中空开口252以允许CO2 28通过的螺栓255，并且具有配合的外外螺纹244，内螺纹配合件254穿过连接器接头253拧入外外螺纹244。
图4和图4A分别示出了手动阀340的分解图和剖视图，手动阀340具有进入主体347的杆342，其具有顶侧341、O形环343和两个螺纹腔344(入口)和(出口)346，分别用于将阀从一侧连接到图2的歧管块130，并从另一侧连接到图3的毛细管单元250的作用。
参照图5、图5A、图5B和图5C，示出了本发明的冷却系统的第二变型，其利用由电子阀540和电子控制装置560操作的如图1和1A所示的单个CO2筒。电子阀540位于具有与图1B和图2A中所述相同的技术特征的歧管块530与如图3所示的毛细管单元550之间。部件543用作歧管块530与毛细管单元550之间的连接器接头。电子控制装置560评估冷却器及其周围环境的温度，并以电子的方式打开电子阀540以通过毛细管550释放液体CO2 28，直到达到冷却器内部的设定阈值温度。电子控制装置经过专门设计，具有显示器561，该显示器561显示三个受控温度(在冷却器外部，冷却器内部，以及在热交换器的上表面)，以及两个配置按钮562。在图5D中阐述了电子控制装置的示意图。图5A和5B分别表示具有阀体541A和541B的电子阀540A和540B的两个不同的剖视图，阀体541A和541B具有阀杆544A和544B、阀柱塞542A，542B，542C、两个盘、CO2通过的导电开口545A和545B。
图5D表示电子控制装置的示意图。控制装置在其电子设备中具有9个子系统。每个系统都经过专门调整，可以与网络中的每个其他系统一起工作，从而提供最大的互操作性。主要系统是MCU 568，它可以解释所有输入并根据这些因素确定输出。
然后是输出系统。这些由显示器561、阀(通过升压转换器)540、蓝牙无线电564和指示灯566组成。显示器561负责向用户输出所有信息，除了指示灯566提供的信息外；但是，所传达的信息之间可能存在冗余。该阀控制系统中CO2的流量，从而调节温度。蓝牙无线电564提供配套应用程序之间的通信手段，并且还用作输入。指示灯566负责向用户提供最重要的信息。
与输出系统有关的是输入系统。这些输出系统包括触摸屏562、数字温度传感器565和蓝牙无线电564。触摸屏562将所有输入提供给装置，但配套应用程序提供的内容除外，两者之间可能存在重叠。数字温度传感器565负责感测温度，它们是数字的，以提供更高的准确度和精确度。蓝牙无线电564用作配套应用程序与Frostime单元之间的通信手段。它还用作输出。
除了上述那些系统之外，电子控制装置还具有两个用于完全操作所需的系统。它们是存储系统567和升压转换器563。存储系统567存储由电子控制装置收集的所有数据，以便以后可以取回，可以将其视为MCU 568的输入和输出，但是不应由用户直接访问。由于它们的电气差异，需要升压转换器563将MCU 568和阀系统540耦合在一起。
图5E是电子控制装置软件流程图的表示。一旦用户将电源开关切换到“开”位置5001，本发明的冷却系统的电子控制就开始其启动例程，标记为5000。该例程如下进行。首先，触摸屏/显示模块5002被通电并被初始化。然后，温度传感器5003被初始化。
在所有传感器和硬件均已初始化之后，将温度显示5004到显示器，并且控制单元软件进入其主要操作例程5005。该例程根据执行的测量和预设计时器有条件地执行子例程。它负责根据温度传感器的数据将阀从打开状态更改为关闭状态，以调节温度，并检测和处理来自触摸屏的输入并向其显示数据。
检查的第一条件5006是在最近的15秒内是否已更新显示的温度。如果尚未有，则显示屏上的温度被更新5007并保存到日志文件5008中。接下来，无论之前的条件如何，控制电子软件都会检查是否已按下触摸屏5009。如果是，则它专门检查是否按下了阀按钮5011。如果是，将禁用自动模式5012，并将阀的位置从当前状态切换到相反的状态(打开至关闭5013A，关闭至打开1313B)。
如果未按下阀按钮5014，但仍检测到触摸屏触摸5009，则启用自动模式5015。在此模式下，装置将打开和关闭阀以保持设定温度，有关此模式的进一步说明可以在下面的主例程的附加描述中获得。
如果以上触摸屏事件均未发生，但是仍然有触摸，则控制软件将检查触摸是否在滑动温度调节界面5016中。如果是，则将图形滑块调节为代表设定温度5017并显示新的设定点5018。它通过将其最右边的端点更改为触摸点来实现。
如果阀、自动模式或滑块都没有被触摸，则本发明的冷却系统的控制软件执行最后一次检查5019，以查看其单元的按钮是否被触摸。如果是这样，则根据按下时5020的初始单位，将单位从华氏温度切换到摄氏温度，或从摄氏温度切换到华氏温度。最后，在触摸的情况下，选中所有按钮后，内部触摸寄存器将包含有关发生的触摸在何处重置的信息，以为下一次触摸事件5021做好准备。
在检查了用于输入的触摸屏之后5009，本发明的冷却系统的控制软件检查是否启用了自动模式5010，如果是，则将阀的当前状态5022回显到显示器，通过绿灯表示开阀5023A，通过红灯指示闭阀5023B.
然后检查蓝牙连接5024。如果已连接，则将阀的温度发送到应用程序5025，并将设备的温度设置为维持5026。
接下来，装置检查温度。如果该温度高于用户选择的设定值加上一个小的预设死区值5027以减少阀的不必要的循环，则打开阀5028。接下来，装置检查温度是否低于设定值减去一个小的预设值死区值5029。在这种情况下，装置的阀设置为关闭，闭合位置5030。
最终，装置针对接收到的任何蓝牙命令执行另一次检查5031。如果接收到一个命令，则执行5032。
至此结束了主要的操作程序；重复5033，直到将电源开关切换到“关”位置。
参照图6、图6A和图6B，其示出了利用恒温提升阀640的本发明的第三变型。恒温提升阀640经过特殊设计，并且允许液体或气体CO2 28从被旋拧到歧管块630上的CO2筒620流到通过连接器652与与恒温提升阀640连接的毛细管650。
图6A显示了处于关闭位置的恒温提升阀640的剖视图。阀640A的主体具有封盖蜡或聚合物的头部641。随着温度升高，聚合物或蜡膨胀并向下推动柱塞642，从而允许从管接口645的入口流向出口649。弹簧648向柱塞施加力，以防止柱塞在单元未处于压力时不密封，这称为预加载。泄压孔643防止在异常的极端压力的情况下由单元中的太大压力引起的太大应力的形成。紧定螺钉646与紧定螺钉孔651结合使用以保持弹簧并允许流体通过。零件644A、644B和644C是密封O形圈。零件641A是锁紧螺母，用于将恒温提升阀640放置在正确的深度。零件640A是恒温提升阀640的主体，这也可以被认为是歧管。
图6B示出了具有主体640A的恒温提升阀640的分解图，主体640A具有恒温致动器641并且通过一组螺钉647A和647B与歧管块连接。在主体646的相对侧上是带有孔的紧定螺钉，以保持弹簧648并允许流体通过。
参照图7、图7A、图7B和图7C，示出了本发明的第四变型，其使用包括在歧管块中的电磁阀，该电磁阀替代了先前六个变型中的释放阀的操作并且允许液体或气体CO2直接从罐流向毛细管组件。图7表示具有与图1A中相同的横截面图并且由电子电磁阀731操作的倒置的CO2罐720的分解图，该电子电磁阀731允许CO2流动到毛细管组件750，该电子电磁阀731应理解为与图3详述的相同的元件。当致动电子电磁阀731时，它压在图7A所示的杠杆线734和735上，并打开阀720以允许CO2流动。在该变型中，阀由通过电磁阀的电流以机电方式控制。
图7A示出了歧管730的分解图，歧管730包括电磁阀731、预紧弹簧737、轴732、柱塞733、杠杆铰链销734和致动杆735。
当常闭时，柱塞复位弹簧737将柱塞733保持抵靠CO2罐的孔口，从而防止流过阀。当电磁阀通电时，会产生磁场，从而致动杠杆，进而升高柱塞，并允许流体流过阀。
图7B是由主线圈740、柱塞733、O形圈736和导线737组成的电子电磁阀的分解图。
图7C示出了歧管730的剖视图，歧管730具有外壁741CO2罐受器732、CO2腔室733、电磁阀螺纹734、轴腔745、杠杆铰链销孔737以及与流体连通出口739，该流体连通出口739与图7所示的毛细管组件750连通。
多个电磁阀可一起放置在歧管上，从而再现三个CO2罐上下颠倒的构造。
本发明更常见的实施方案是使用多个倒置的CO2气瓶。举例来说，一个优选的实施方案是具有三个CO2气瓶。参照图8，示出了本发明的冷却系统的实施方案，其具有多个倒置的CO2容器，在这种情况下为三个CO2容器。该实施方案用系列800编号，并且代表本发明的第五变型。
图8A是倒置的CO2容器820A之一的剖视图，以示出部件的细节。具体地，气瓶820A具有外壁822A和顶部824A，顶部824A围绕在压力下包含CO2 828A的内部腔室826A。类似地，如图1A的分解图所示，倒置的CO2筒820A的底部包含由螺纹829A围绕的管823A。将理解的是，尽管未示出其他两个倒置的CO2气瓶的剖视图，但是它们具有相同的内部构造。内部CO2气瓶820B具有外壁822B和顶部824B，顶部824B围绕在压力下包含CO2的内部腔室。类似地，CO2容器820C具有外壁822C和顶部824C，顶部824C围绕在压力下容纳CO2的内部腔室。三个CO2筒824A、824B和824C由手动阀840操作，并且它们旋入连接到热交换器870的歧管块830中。应当理解，尽管手动阀的剖视图未示出，它们具有与图4和图4A所示相同的配置。在图8B中示出了热交换器的示意图，在图8C中示出了具有三个CO2气瓶的实施方案的阀系统的分解图。
在图8B和图8C中，分别示出了具有通过手动阀840操作的三个CO2气瓶820A、820B和820C的实施方案的内部视图和分解图，没有图8D所示并用881系列编号的顶板。在图8中，还显示了歧管块830，其目的是将上述三个CO2气瓶连接到由手动阀840、三个止回阀890A，890B和890C和毛细管850组成的流体连通系统上，三个止回阀分别安装在1/8英寸的交叉安装件881中，并且毛细管850的目的是将液体或气体CO2输送到热交换器870中。
在图8C中，显示了上述流体连通系统的分解图，该系统包括三个止回阀890A，890B和890C、五个连接元件880A，880B，880C，881和892、两个连接管891A和891B以及直接连接到嵌入到热交换器870中的毛细管850的元件852。
在图8D中，示出了顶板871，该顶板871通过点871B，871C，871D和871E上的螺钉并通过编号为871F和871G的两个狭槽与主实施方案联接。孔871H被专门设计成容纳手动阀840，如图8所示。
图8E示出了具有四个内螺纹配合件881A、881B、881C和881D的1/8英寸的交叉安装件的剖视图，其中流体连通系统的所有其他元件都连接到其中。
图8F示出了一个止回阀890A的剖视图。将理解的是，虽然未示出止回阀890B和890C的剖视图，但是它们具有与图8D所示的相同的构造。主体890AA具有入口890AF，液体或气体CO2穿过入口890AF，穿过弹簧890AB并从出口890AC离开。如果罐820与歧管830断开连接，则890AD中的球形阀停止CO2的反向流动。
参照图8G和8H，分别示出了外连接配件和内连接配件的分解图。在图8G中示出了两个相同的外压缩配件880A中的一个，另一个是880C，其通过内压缩配件880B将止回阀890A连接到与图8E的交叉安装件连通的管891A，如在图8H的分解图所示。外压缩配件和内压缩配件均具有连接件，分别在图8G中为880AB、880AC、880AD以及在图8H中为880BA、880BB和880BC，它们被选择为与一端的止回阀以及与相对端的交叉安装件完美地配合，而没有任何泄漏。
参照图9、图9A、图9B和图9C，其示出了本发明的冷却系统的第六种变型，其中一个完整的实施方案利用具有三个CO2倒置筒的构造的电子阀进行操作。这种变型包括如图5D所示的电子控件，该电子控件具有传感器，该传感器评估冷却器及其周围的温度，以确定温度是多少，并确定需要达到所需的冷却或冷冻温度。在电子控制装置执行该分析之后，电子控制装置电气地打开电子阀940以通过热交换器板970中的毛细管950释放液体CO2，直到达到冷却器内部的设定阈值温度。该构造包括固定在传热板970上的歧管块930中的多个倒置的CO2筒，并通过歧管块930，将CO2筒连接到由电子阀940控制、继而由电子控制装置960控制的止回阀990A、990B、990C。一旦电子控制装置确定了特定应用所需的冷却温度或冷冻温度，它将向电子控制阀940发送信号以打开来允许来自筒920A，920B和920C的内部腔室的CO2流过止回阀990A，990B，990C，并流入毛细管950，在毛细管950中它分配到冷却位置。传热板970促进了从毛细管到待冷却或冷冻区域的冷却传递。这实际上是本发明的基本原理，并且使用不同部件的其他变型例实现相同的结果，但是不同部件可以用于不同的应用。
图9A是具有三个CO2筒920A、920B和920C的变型中的热交换器970的底视图。物品970A和970B将热交换器板970固定至歧管块930。
图9B和图9C分别示出了本发明实施方案的第六变型中的流体连通组件的透视图和分解图。流体连通系统具有与图8A相同的描述，唯一的不同之处在于阀代表的是现在的电子阀940。连接器部件943充当歧管块930与毛细管单元950之间的接合点。
图10和图10A分别是本发明的第六变型的顶部透视图和流体连通组件的分解图，其包含与图9、图9B和图9C详细描述的本发明第六变型相同的部件，其中唯一的区别在于，不是让电子控件940确定需要释放多少CO2以达到所需温度，而是由通过连接器部件1942、1943和1944与流体连通组件连接的恒温阀1940代替。所有件用相同的编号加上附加的1000进行编号。例如，代替每个气瓶为920A，现在这些气瓶为1920A等。基于聚合物或蜡的恒温致动器1945与提升阀1940连接，当阀处于预定温度时，提升阀1940释放CO2通过毛细管1950进入热交换器板1970。蜡基或聚合物恒温阀在预定温度下运行。蜡基或聚合物恒温阀通过利用蜡的热膨胀来运行。随着蜡或聚合物开始熔化，蜡或聚合物膨胀并打开阀。随着系统开始冷却，蜡或聚合物固化并关闭阀。蜡或聚合物开始熔化的温度取决于其配方，并根据其所需的工作温度进行选择。气体通过止回阀阀体1990A、1990B和1990C进入，然后流经1/8英寸铜管1991A和1991B。然后，气体进入在所有三个入口1942和1944上都具有内螺纹的1/8英寸NPT T连接器，并进入1/8英寸NPT 90度配件，螺纹侧为外螺纹，另一螺纹侧为内螺纹1941，恒温提升阀1940附接到内螺纹1941上。气体然后进入毛细管组件1952，最后从毛细管1950离开。为了连接铜管，使用内压缩配件1980A和1980C，以及外压缩配件1980B和1980D。要将T型连接器连接在一起，使用1/8英寸NPT接口1943，其两侧都有外螺纹。
参照图11，示出了可以附接到CO2歧管的冰块托盘的设计组件。这是本发明冷却系统的第七变型例。图11中所示的机制允许在1到10分钟的时间内结冰。图11的分解图突出显示了单元的部件和子组件。CO2进入入口软管7950，并通过凹形快速断开联接器7951和凸形快速断开联接器7952被推入冰格块7953，该冰格块7953通过冰格块紧固件7954A和7954B附接到底部冷分配板7770。然后，CO2进入毛细管组件7500，并离开毛细管7501进入底部冷分配板7770。然后，冷气通过储水盘7760分散并进入充满水的分水器7780。板组件通过冰格底板紧固件7772固定在一起。
图11A示出了毛细管组件7500的分解图。CO2进入毛细管母配件7504，然后进入毛细管7501。为了将毛细管保持在适当的位置，使用毛细管扩口配件7503，并且毛细管公配件7502用于压缩扩口并将其固定在适当的位置。
图11B示出了用于冰格设计的块的横截面7900。气体进入1/8英寸NPT内螺纹配件7558，然后从10-32内螺纹流出以进行毛细管附接件7559。如果不对插座进行切割以附接毛细管组件7955来减少总长度，就不能装上毛细管组件。冰格块壳体7956通过冰格块螺栓孔7957A和7957B附接。
图11C表示冷分配板7770的整体视图。气体通过冷分配板毛细管入口孔7774进入，并流过冷分配板气体流动通道7776。然后，气体通过出口孔7775排出。为了附接块，包括两个螺纹块紧固件孔7773A，7773B以附接水盘760，还包括物品7771A、7771B，7771C和7771D。然后，冷水通过储水托盘7760分散。出于标记目的，冷分配板的顶部是7777。
图11D示出了水容纳托盘7760的整体视图。当图11C的冷分配板7770正在冷却时，冷却的第一件事是水容纳托盘底部7762。当冷通过该容纳托盘传递时，水容纳托盘前部7761和水容纳托盘侧部7763也冷却。
图11E表示分水器7780。随着水容纳托盘冷却，水容纳托盘7782的分水器配合侧首先冷却，然后分离水7783的分水器侧冷却，最后分水器顶部7781变冷。整个冷冻过程总共需要1到10分钟。
参照图12，示出了智能手机2004与电子控制装置2060之间的数据通信的表示，该电子控制装置2060经由WiFi 2001、蓝牙2002或射频2003传输来控制本发明的冷却系统2020。通信由控制软件处理，如图5E所示。
参照图13，示出了在智能手机3001和控制本发明的冷却系统3020的电子控制装置3160之间的数据加密方法3000的表示。为了对发送的数据进行加密，将使用消息认证码(MAC)方法，使用相同的密钥3107和3108。应用程序中包括加密软件，对数据进行加密3102，使用图12中所述的传输方法通过空中发送。电子控制装置3160上运行的电子控制软件将接收加密数据3104并且使用MAC算法对它们解密3105，并利用接收到的数据来操作本发明的控制单元3020。
图14表示本发明的冷却系统在冰箱单元4001上的应用，该冰箱单元可以在主电源的电源中断的情况下使用。液态或气态CO2容器4020(可以是1、2.5、5、10、20、50或75磅的便携式压缩/液化气瓶)以直立的位置放置在能够以商业方式获得的配备有轮子4002的运输机上。液态或气态的CO2通过虹吸管4005释放，流入可为电子或手动或恒温器的释放阀4040，并通过另一个毛细管4050，该另一个毛细管通过冰箱垫片4003中的孔4004连接到冰箱单元。如果使用手动阀，则CO2的释放机构与图1和图2中所述的相同；如果使用电子阀，则CO2的释放机构与图5中所述的相同；如果使用恒温阀，则CO2的释放机构与图6中所述的相同。
在图15中示出了本发明的冷却系统用于制冷，冷却或冷冻单个物品6001的应用，其中利用一小瓶液态或气态CO2 6020，即12g一次性金属罐(苏打喷泉筒)，以及冷却剂腔室6002，毛细管6050缠绕在冷却腔室6002周围。小气瓶6020固定到歧管块6030，并将液态或气态CO2释放到释放阀6040，该释放阀可以是电子的，手动的或恒温的。如果使用手动阀，则CO2的释放机构与图1和图2中所述的相同；如果使用电子阀，则CO2的释放机构与图5中所述的相同；如果使用恒温阀，则CO2的释放机构与图6中所述的相同；如果使用电子电磁阀，则CO2的释放机构与图7中所述的相同。
在图16中表示了本发明的冷却系统在由小型无人飞行器(SUAV，也称为“无人机”)7021运送的制冷单元上的应用。本发明的冷却系统7020具有一个小的CO2筒，即12g一次性金属罐(苏打喷泉筒)7020，类似于图15中描述的那样。本发明的冷却系统在绝缘或非绝缘的盒子中受到保护，该盒子通过螺钉固定在附接于无人机上的基座7002上。
参照图17，示出了冷却器8000的示意图，其中嵌入了本发明的冷却单元。该冷却器具有顶部上盖8102和顶部下盖8104，两者之间包含绝缘材料8103。相同的绝缘材料8103放置在内侧壁8106和外侧壁8108之间以及底部外壁8112和底部内壁8110之间。在侧壁之一上放置电子控制装置8160。所述电子控制装置与本发明的冷却单元8100接线连接8109，该冷却单元8100具有3个倒置的CO2罐8120、毛细管8150、热交换器8170和歧管块8130，拧入CO2罐。还示出了内壁8180，其具有作为本发明的冷却单元与饮料和食物的隔室之间的分隔器的功能。
下文公开了在母申请中讨论的实施方案的变型。在先前的图中，CO2容器是制冷剂的来源。尽管从图18开始在以下附图中也示出了CO2容器，但是本发明的意图是包括多种其他气体以提供冷却。打算用来代替CO2进行冷却的其他气体是：能够在高达3000psi(包括3000psi)的压力下压缩成液体的任何气体，释放到环境条件下会发生膨胀和相变。实例选自丙烷、CO2、甲烷、丁烷、一氧化二氮和例如R-22、134B和410A的制冷剂构成的组。
参照图18，示出了平板CO2冷却系统9001，其被设计用于提供位于平板9012上的食品的远程制冷，该平板可以是柔性的或刚性的。特定用途的数量不应受到本公开的限制，而是本公开旨在示出可如何使用平板冷却系统9001实施方案的实施例。图18示出了具有平板顶表面9014和平板底表面9016的平板9012，平板顶表面9014和平板底表面9016由围绕平板9012的整个周边的平板垂直壁连接。平板顶表面9014和平板底表面9016之间的距离足够大，可以在管路9026A、9026B和9026C中容纳管子或毛细管(例如，图28中所示的毛细管11000)。管路9026A、9026B和9026C以及管路9026A、9026B和9026C中包含的毛细管9024的数量和尺寸可以不同，以与所需的板尺寸相对应。图18还示出了CO2容器9050，其通过柔性排放管线9040与歧管块9028连接，该柔性排放管线通过歧管块9028中的歧管块孔9032连接。电磁阀9044控制从CO2容器9050进入歧管块9028的CO2的量。该实施方案的电磁阀9044的细节及其控制歧管块9028和CO2容器9050之间的流动的操作与先前在图7和图7A中公开的那些相同。图18中公开的柔性刚性或平板可在服务时用于自助餐和野餐。整个系统由如图18所示的平板组成，其中将打开的容器物品放在平板9012上，并通过传导方式进行冷却，以降低食品送达时食物中病原体的风险。
参照图19，示出了肌肉疲劳CO2冷却系统9201，其通过直接施加可重复使用的自粘垫9210来减轻肌肉疲劳/损伤。垫9210通常是柔性的，以允许改进地施加到使用者的皮肤上。柔性垫9210具有垫顶表面9214和垫底表面9216，垫顶表面9214和垫底表面9216通过围绕垫9212的整个周边的垫垂直壁连接。垫顶表面9214和垫底表面9216之间的距离足够大以容纳垫顶表面9214和垫底表面9216之间的管子或毛细管9224。毛细管9224可以具有不同数量和尺寸，以对应于垫9210的期望尺寸和厚度。
图19进一步示出了与垫歧管9228连接的CO2容器9250，该垫歧管9228通过挠性排放管线9240将管连接在一起。控制阀9244控制进入毛细管9224的CO2的量。该控制阀由如在本公开中先前所公开的由电磁阀操作或机械操作进行工作在该实施方案的范围内。
图19中公开的柔性垫可具有多种形状和轮廓以匹配或紧密匹配使用者的特定肌肉群。图19中的柔性垫可以点凉使用者身体上所需的肌肉群或部位。其他用法包括但不限于对中暑/体力衰竭的第一反应，以及预防脑部损伤和减轻严重头部受伤的患者的发烧的方法。
参照图20，示出了具有顶部衬垫9406和底部衬垫9408的点冷却衬垫系统9401。顶部衬垫9406和底部衬垫9408均具有顶表面和底表面，该顶表面和底表面围绕并封闭包含CO2的毛细管，CO2已经通过挠性管线9240通过控制阀9444从CO2容器9450中释放出来并且由控制阀9444控制。类似地，顶部衬垫9406和底部衬垫9408均具有垂直壁(9410T和9410B)，该垂直壁包围并封闭包含毛细管的内部区域(未显示)。图20公开了一种CO2冷却系统，其用作冷却的座椅系统，以通过控制阀和挠性软管向座椅提供冷却。可以基于操作者确定的所需座椅温度来驱动阀。
参考图21和图22，示出了用于将CO2容器附接到歧管块的替代连接装置。先前对CO2容器和歧管块的部件和功能的描述通过引用并入。图21示出了三个CO2容器(9500A、9500B和9500C)的分解图，这些容器处于各自阀壳(9510A、9510B和9510)上方且位于各自歧管块(9512A、9512B和9512C)上方的倒置位置。螺纹阀9510A上方示出了CO2容器9500A，螺纹阀9510A便于CO2容器9500A与歧管块9512A连接。在CO2容器阀9510B上方示出了CO2容器9500B，CO2容器阀9510B便于CO2容器9500B与歧管块9512B连接(并且在图22中更好地示出)。在CO2容器阀9510C上方示出了CO2容器9500C，CO2容器阀9510C便于CO2容器9500C与歧管块9512C连接。图21中的A系列(9500A、9510A和9512A)是CO2容器和歧管块之间的螺纹连接。图21中的B系列(9500B、951OB和9512B)是在CO2容器和歧管块之间的翼阀连接。图21中的C系列(9500C、9510C和9512C)是CO2容器和歧管块之间的螺旋连接。阀关闭时，螺旋连接会产生吸力或额外的压缩力。
此外，在图21中示出了分别位于歧管块9512B和9512C的顶部上的翼阀9514B和9514C。应当理解，当前示出的翼阀具有从歧管块延伸并向上延伸的凸形部分，但是可以替代地设计翼阀部分，使得翼阀凸形部分9514B和9514C装配到位于每个相应歧管块的顶部的凹形切口部中。类似地，将翼阀设计为罐的部分或一体地连接到罐也在本发明的精神和范围内。
参照图22，示出了CO2容器9500B以及对应的翼阀和歧管块的截面。图22还示出了位于阀壳体9510B中的翼形凹形开口9518B。凹形开口9518B被设计成接受凸形翼阀部分9514B。在操作中，阀将基于旋转90度(也称为四分之一转)的翼阀部分(凸形或凹形)打开和关闭。其他通常已知的用于促进CO2从CO2容器释放的阀也在本发明的精神和范围内，例如但不限于球阀、蝶形阀、陶瓷盘形阀、拍板阀、止回阀或单向阀、节流阀、隔膜阀、闸阀、截止阀、刀阀、针阀、夹管阀、活塞阀、旋塞阀、提升阀、滑阀、热力膨胀阀、减压阀、采样阀和安全阀。类似地，一个或多个毛细管的当前功能可以由流量计量装置或流量计量系统代替(在图25中进一步讨论)。同样，实现使用材料的热膨胀和收缩来操作阀的打开和关闭的阀在本发明的精神和范围内。随着温度升高，致动材料膨胀，打开阀以提供冷却。当材料和物体/空间被冷却到所需温度时，致动材料收缩以关闭阀。这样的实施例但不限于石蜡操作的混合阀。
参照图23，示出了用于卡车或履带拖车9600的冷却系统。CO2容器9620与分散体或毛细管(未示出但在壁内)之间的连接与先前示出的公开内容一致。在该实施方案中，毛细管在垂直壁(9610A、9610B、9610C和9610D)和水平壁(9612A和9612B)或其中一部分的内部排列以形成封闭的冷却体积。通常，对于该实施方案，该封闭的冷却体积将大于1立方英尺。
参照图24，示出了车辆20000，其包含根据本公开的箱形冷却系统9700，其具有CO2容器(未示出)、释放阀(未示出)和沿着壁或壁的部分(未显示)的毛细管。箱形冷却系统9700不受车辆内的尺寸、形状或位置的限制，而仅仅通过示例示出。冷却系统9700可以具有任何尺寸或形状以适合并固定在车辆内或固定在车辆上或固定在车辆的外部。包括CO2冷却系统也在本发明的精神和范围内，该CO2冷却系统被设计为根据所公开的冷却系统为个体提供个体冷却。此外，可以将CO2分配到分配装置中，该分配装置可以实现文丘里效应，以诱导周围空气与CO2的运动、混合和冷却，从而为操作者提供对流冷却。然后可以基于导致系统关闭的温度测量装置进行操作。通常，该实施方案的冷却体积将小于一百(100)立方英尺。
参照图25，示出了在CO2容器阀9910上方的CO2容器9950的分解图，其中在T形槽9902上方的CO2容器阀9910位于Y形框架9916的上部上。T形槽和Y形框架9916可以具有任何尺寸或形状，但是这里仅举例说明，以示出如何将CO2容器固定到冷却系统的内部，例如图24中的箱形冷却系统9700。Y形框架还具有框架连接开口9920，用于容纳杆或其他类似的固定部件，以将Y形框架固定到诸如箱形冷却系统9700之类的容器内部。在操作过程中，CO2容器9950位于T形槽9902上方，而CO2容器阀9910装在内部T形槽9902中的开口(9918A、9918B、9918C和9918D)之一内，并且CO2容器阀9910的阀手柄9911可以旋转90度(四分之一圈)以分别打开或关闭该阀并允许CO2流动或停止CO2流动。
参照图26，示出了要在流量计量装置中使用的流量计量阀9800，该流量计量阀9800通过机械或机电原理来维持通过给定系统的流体的恒定流量。装置及其原理包括但不限于毛细管和孔。由于开口的减少或管的长度而产生压降，从而限制了流量。流量计阀是这样一种装置，其中流量由阀杆9802的位置改变和控制。当被致动时，流路的表面积减小或增大，从而允许流体介质通过。这些类型的阀包括但不限于针阀、球阀或截止阀。
参照图27，示出了通过孔口或开口10012的流动10000的示意图。通过孔口10012的流动的示意图特征在于具有第一腔室10002，该第一腔室10002在一侧上包含流体或气体10010，流体或气体10010被引导通过孔口开口10014和孔口出口10016到达第二腔室10004。
参照图28，示出了具有外部主体11002的毛细管11000，该外部主体围绕从第一端开口11010延伸到第二端开口11012的开口11004。然而，这是根据本发明的典型的毛细管，然而，图28所示的毛细管的形状和大小仅作为实施例而示出。毛细管的形状和尺寸可根据预期用途而变化。例如，在图23中用于卡车挂车的毛细管可以比在图24中的箱形冷却系统9700中使用的毛细管大得多。
参考图29，示出了混合冷却器12000，其中本发明的冷却系统与电冷却器结合使用。混合冷却器12000配备有电子协调装置12400，该电子协调装置12400协调何时将操作本发明的冷却系统和电子冷却器。首先，将使用电冷却器来冷却容器中的内容物，并且当电子冷却器的电源达到一定水平或极限时，电子协调装置12400将关闭电源并开启本发明的冷却系统，从而使容器中的内容物被本发明的液体或气体冷却剂冷却。同时使用本发明的系统和电冷却器在本发明的精神和范围内，但主要地，本发明的系统将在适当的时候用来代替电冷却器。混合冷却器12000具有围绕内部腔室12200的底部主体部分12004。混合冷却器12000还具有可关闭的盖12002。混合冷却器12000的功能与本公开内容一致，本公开内容包括液体/气体罐12500，可以是右侧向上和/或释放阀向上或反向。图29示出了具有释放阀面向上的液体/气体罐12500和将液体/气体罐12500连接至流量计量系统12340以将液体/气体释放至内部腔室12200的连接管线12240。
例如，当来自为电动冷却器供电的电源12008的电流被中断(例如，市电停电)或在车辆发动机关闭或当由操作者或由电子装置确定以优化能耗并防止车辆电池放电时而减小时，手动或自动控制开关12850打开本发明的冷却系统。混合冷却器利用运输或休闲车辆的动力源也在本发明的精神和范围内，该运输或休闲车辆的动力源包括但不限于：汽油、燃料、柴油、电力、混合动力、连接和自动车辆、卡车、履带拖车、小船，其中当超过车辆电池电量的预定阈值或超过预定时间段时，算法会自动打开本发明的冷却系统。因此，本发明是一种冷却器，该冷却器在其壁中既具有电冷却系统，又具有如本公开中所标识的包含气体/液体罐的本发明的冷却系统。
可以通过手动开关或通过电子通信关闭为混合冷却器12000定义的本发明的冷却系统，或者基于算法自动打开。
除CO2之外，本容器还包括任何可在高达3000psi(包括3000psi)的压力下压缩成液体的气体，这些气体在释放到环境条件后会发生膨胀和相变。实例包括但不限于：丙烷、CO2、甲烷、丁烷、一氧化二氮、制冷剂，例如R-22、134B、410A。
当然，本发明无意限于本文所公开的任何特定形式或布置，或任何特定实施方案或任何特定用途，因为在不脱离以上示出和描述的所要求保护的发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种细节或关系上的改变，其中示出的设备或方法仅用于图示和公开有效实施方案，而不是示出可以体现或操作本发明的所有各种形式或修改。

Claims (19)

1.冷却系统，包括：
a.至少一个CO2容器，其中容纳CO2；
b.平板，其具有平板顶表面和平板底表面，所述平板顶表面和平板底表面通过围绕所述平板的周边的平板垂直壁连接；
c.所述平板顶表面和所述平板底表面之间的距离足够大，以保持具有多个毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每个毛细管中的相应一个与多个管路中的相应一个保持在一起；
d.歧管块，所述CO2容器通过柔性排放管线连接到所述歧管块，所述柔性排放管线通过所述歧管块中的歧管块孔将所述CO2容器连接；
e.电磁阀，位于所述歧管块上并控制从CO2容器进入所述歧管块的CO2的量；
f.所述歧管块与所述多个毛细管流体连通；并且
g.所述CO2输送到所述多个毛细管，并且通过传导将冷却传递至放置在所述平板顶表面上的物体。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个具有外部主体，该外部主体包围从相应毛细管的第一端部开口延伸至相应毛细管的第二端部开口的开口。
3.根据权利要求2所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个的每个所述外部主体在与每个相应的第一开口相邻的位置处以一定角度弯曲以用于与所述歧管块流体连接。
4.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括：所述电磁阀是电子电磁阀。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，还包括：
a.所述歧管块包括所述电子电磁阀、预紧弹簧、轴、柱塞、杠杆铰链销和致动杆；
b.当所述电子电磁阀关闭时，所述柱塞复位弹簧将所述柱塞保持在所述CO2容器的孔口上，以防止CO2通过所述电子电磁阀的流动；以及
c.当所述电磁阀通电时，产生磁场，致动所述致动杆并进而升高所述柱塞并使CO2流过所述电子电磁阀。
6.根据权利要求1所述的冷却系统，进一步包括：所述CO2选自由液体和气体组成的组。
7.冷却系统，包括：
a.至少一个保持冷却气体的容器，该冷却气体选自丙烷、CO2、甲烷、丁烷、一氧化二氮、R-22、134b和421A组成的组；
b.所述相应冷却气体中的每一个在高达3000psi且包括3000psi的压力下被转化为液体，当释放到环境条件下时，该液体将发生膨胀和相变；
c.保持部件，其选自由平板、柔性垫和衬垫组成的组，所述平板具有平板顶表面和平板底表面，所述平板顶表面和平板底表面由围绕平板周长的平板垂直壁连接，所述柔性垫具有垫顶表面和垫底表面，所述垫顶表面和垫底表面由垫垂直壁连接，所述垫垂直壁围绕所述柔性垫的周边，并且衬垫具有顶部衬垫、底部衬垫和垂直壁，所述顶部衬垫具有顶表面，所述底部衬垫具有底表面，所述垂直壁围绕所述顶部衬垫和所述底部衬垫的周边；
d.所述平板顶表面和所述平板底表面之间的相应距离足够大，以保持具有多个毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每个毛细管中的相应一个保持在所述多个管路中的相应一个管路内；
e.所述垫顶表面和所述垫底表面之间的相应距离足够大，以保持具有多个毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每个毛细管中的相应一个分别保持在多个管路中的相应一个管路内；
f.所述顶部衬垫和所述底部衬垫之间的相应距离足够大以保持具有多个毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每个毛细管中的相应一个保持在所述多个管路中的相应一个管路内；
g.歧管块，所述至少一个保持冷却气体的容器通过柔性排放管线连接到所述歧管块，所述柔性排放管线通过歧管块中的歧管块孔连接所述至少一个保持冷却气体的容器；
h.流量计量系统，该流量计量系统选自由电磁阀和流量计量阀组成的组，该流量计量阀位于所述歧管块上，并控制转换成从所述至少一个保持冷却气体的容器进入所述歧管块的所述液体的所述冷却气体中的每相应一个的量；
i.所述歧管块与所述相应多个毛细管中的每个流体连通；并且
j.每个相应的冷却气体转化为所述液体，所述液体分别输送到每个相应所述多个毛细管并且分别通过传导将冷却传递到放置在所述平板顶表面上的相应物体、包裹在所述垫顶表面和所述垫底表面之间的物体以及放置在所述顶部衬垫上的物体。
8.根据权利要求7所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个具有外部主体，该外部主体包围从相应毛细管的第一端部开口延伸至相应毛细管的第二端部开口的开口。
9.根据权利要求8所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个的每个所述外部主体在与每个相应的第一开口相邻的位置处以一定角度弯曲以用于与所述歧管块流体连接。
10.根据权利要求7所述的冷却系统，还包括：所述电磁阀是电子电磁阀。
11.根据权利要求10所述的冷却系统，还包括：
a.所述歧管块包括所述电子电磁阀、预紧弹簧、轴、柱塞、杠杆铰链销和致动杆；
b.当所述电子电磁阀关闭时，所述柱塞复位弹簧将所述柱塞保持在所述CO2容器的孔口上，以防止CO2通过所述电子电磁阀的流动；以及
c.当所述电磁阀通电时，产生磁场，致动所述致动杆并进而升高所述柱塞并使CO2流过所述电子电磁阀。
12.冷却系统，包括：
a.至少一个保持冷却气体的容器，该冷却气体选自丙烷、CO2、甲烷、丁烷、一氧化二氮、R-22、134b和421A组成的组；
b.所述相应冷却气体中的每一个在高达3000psi且包括3000psi的压力下被转化为液体，当释放到环境条件下时，该液体将发生膨胀和相变；
c.保持部件；
d.歧管块，所述至少一个保持冷却气体的容器通过柔性排放管线连接到所述歧管块，所述柔性排放管线通过歧管块中的歧管块孔连接所述至少一个保持冷却气体的容器；
e.流量计量系统，该流量计量系统选自由电磁阀和流量计量阀组成的组，该流量计量阀位于所述歧管块上，并控制转换成从所述至少一个保持冷却气体的容器进入所述歧管块的所述液体的所述冷却气体中的每相应一个的量；
f.所述歧管块与所述多个毛细管中的每个相应一个流体连通；并且
g.每个相应的冷却气体转化为所述液体，所述液体分别输送到所述多个毛细管中的每相应一个并且分别通过传导传递冷却。
13.根据权利要求12所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个具有外部主体，该外部主体包围从相应毛细管的第一端部开口延伸至相应毛细管的第二端部开口的开口。
14.根据权利要求13所述的冷却系统，还包括：所述多个毛细管中的每个相应一个的每个所述外部主体在与每个相应的第一开口相邻的位置处以一定角度弯曲以用于与所述歧管块流体连接。
15.根据权利要求12所述的冷却系统，还包括：所述电磁阀是电子电磁阀。
16.根据权利要求15所述的冷却系统，还包括：
a.所述歧管块包括所述电子电磁阀、预紧弹簧、轴、柱塞、杠杆铰链销和致动杆；
b.当所述电子电磁阀关闭时，所述柱塞复位弹簧将所述柱塞保持在所述CO2容器的孔口上，以防止CO2通过所述电子电磁阀的流动；以及
c.当所述电磁阀通电时，产生磁场，致动所述致动杆并进而升高所述柱塞并使CO2流过所述电子电磁阀。
17.根据权利要求12所述的冷却系统，还包括：
a.所述保持部件是具有平板顶表面和平板底表面的平板，所述平板顶表面和平板底表面由围绕所述平板的周边的平板垂直壁连接；
b.所述平板顶表面和所述平板底表面之间的相应距离足够大，以保持具有多个所述毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每一个中的相应一个保持在所述多个管路中的相应一个内；并且
c.所述每个相应的冷却气体被转换成所述液体，所述液体被输送到所述多个毛细管中的每个相应的毛细管，并且通过传导将冷却传递到放置在所述平板顶表面上的相应物体。
18.根据权利要求12所述的冷却系统，还包括：
a.所述保持部件是具有垫顶表面和垫底表面的柔性垫，所述垫顶表面和垫底表面由围绕所述柔性垫的周边的垫垂直壁连接；
b.所述垫顶表面和所述垫底表面之间的相应距离足够大，以保持具有多个所述毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每个毛细管中的相应一个保持在多个管路中的相应一个内；并且
c.所述每个相应的冷却气体被转换成所述液体，所述液体被输送到每个相应的所述多个毛细管，并且通过传导将冷却传递到包裹在所述垫顶表面和所述垫底表面之间的物体。
19.根据权利要求12所述的冷却系统，还包括：
a.所述保持部件是具有顶部衬垫和底部衬垫以及垂直壁的衬垫，所述顶部衬垫具有顶表面，所述底部衬垫具有底表面，所述垂直壁围绕所述顶部衬垫和所述底部衬垫的周边；
b.所述顶部衬垫和所述底部衬垫之间的相应距离足够大，以保持具有多个毛细管的多个管路，所述多个毛细管中的每一个毛细管中的相应一个保持在所述多个管路中的相应一个内；并且
c.所述每个相应的冷却气体被转换成所述液体，所述液体被输送到每个相应的所述多个毛细管，并且通过传导将冷却传递到放置在所述顶部衬垫上的物体。
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