CN1748112A - 制冷容器和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用微波辐射使容器－装载物冷却的容器和方法，所说的容器(10)包括一个盖(20)，至少一种集成的电冷却器(70)，至少一种集成的接收微波的硅整流天线(50)，以及至少一种集成的，为防止微波穿过密闭容器盖(20)进入容器(10)的微波屏蔽体(60)；利用微波炉将微波施加在外表面或者容器上；容器入射微波在那里被硅整流天线(50)接收并转换为直流电压，该电压给电冷却器(70)供电，使容器(10)的内部及其装载物冷却。

Description

制冷容器和方法
技术领域
本发明有关于一种借助微波使容器内装载物冷却的容器。本发明还有关于一个利用微波炉的微波辐射使容器内装载物冷却的方法。
背景技术
在家庭和食品工业中都应用制冷机和冷冻机来对食品和饮料进行冷却和冷冻。在其它如保健，医学研究和加工工业领域，也经常对物质和样品进行冷却和冷冻。在现今的电冰箱和冷冻机中，广泛应用压缩机来进行冷却/冷冻，这虽然有效但速度不是很快。这样的电冰箱和冷冻机还要不断被触发启动，因为在实际应用时，要把温度降低到所要求的水平是很耗时的。
天气热时，有时可以借助电池或者电力干线供电，利用具有内在电冷却的野餐袋，冷却盒和冷却隔热杯来冷藏食物和饮料，但是由于所达到的冷却效果低，而且常常只能使其装载物的温度保持在一个固定的水平上，故其应用有限。事实上它们并不适合于使它们的装载物冷却到或冷冻到比原先放进袋、盒或杯时的温度低很多的温度。
对食物、饮料和别的物质进行冷却和冷冻时，这些方法以及其它目前已知的各种解决方法的缺点是获得的冷却效果有限，所以冷却和冷冻都比较慢。此外，现有技术的冷却器/冷冻机不适合进行短期临时的冷却或冷冻，因为为了冷却/冷冻，它们要经常被触发启动，从而造成能量浪费，而且，现有技术的冷却器/冷冻机从断开到启动的周期长，因为选择周期长才可能在需要冷却时在其接通和断开之间进行频繁切换。
为了更有效、更快速地对食物、饮料和其它物质进行冷却/冷冻，需要有一种冷却器，它兼具可以对冷却物体和/或冷却区域中温度的下降进行控制和监视的装置。所以人们希望有一种能借助简单的控制旋钮、开关或按钮对这种冷却器进行手动启动和关闭的装置。
发明内容
本发明涉及一种借助微波使容器内部冷却的容器，以及一种利用微波辐射使容器内装载物冷却的方法。
本容器和方法提供对装载物进行快速、有效并且可控的冷却，如对食物、饮料，以及其它物质，例如为达到保健-，研究-，实验室-以及工业加工的目的，利用冷却进行加工和处理的物质，比方样品、样本和物体。
为达到这些目的和目标，本发明提供一种通过接收微波辐射使内部冷却的容器。该容器包括一个盖，至少一种集成的电冷却器，至少一种集成的微波接收硅整流天线(rectenna)，以及至少一种为防止微波进入容器的集成微波屏蔽体。容器入射微波通过硅整流天线被接收，并被转换为直流电压(DC)给电冷却器供电，使容器内部冷却。
根据本发明容器的一个实施方案包括，冷却器是一种珀耳帖冷却元件。
在根据本发明容器的另一个实施方案中，硅整流天线包括至少一种微波接收天线，低通滤波器，整流二极管，DC滤波器和负载电阻。
在根据本发明容器进一步的一个实施方案中，微波屏蔽体是一种金属薄片或是一种带小孔的金属网。
根据本发明容器的另一个实施方案包括，硅整流天线是一种二极管硅整流天线。
根据本发明容器进一步的一个实施方案包括，天线是偶极天线，接补式或环状天线或者是这样的天线阵列。
根据本发明容器的另一个实施方案包括，硅整流天线和微波屏蔽体作为单独层次集成在容器壁中。
在根据本发明容器的进一步的一个实施方案中，底壁-剖面包括最外面的微波-屏蔽层，硅整流天线电路层和最里面的电冷却层。
在根据本发明容器的另一个实施方案中，封闭的侧壁-剖面包括最外面的微波-接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的电冷却层。
在根据本发明容器进一步的一个实施方案中，盖包括至少一种最外面的微波接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的冷却层。
根据本发明容器的一个补充实施方案包括，入射微波由处于盖-和侧壁-剖面中的硅整流天线接收，并通过集成在底壁-剖面中的硅整流天线的电路被转换为直流电压(DC)，用于给容器底壁和侧壁-剖面最里面的电冷却器供电，从而通过底壁和侧壁-剖面最里面的表面使容器内部冷却。
根据本发明容器的其它实施方案包括，容器用铝、塑料或陶瓷材料制作，或者用微波吸收材料制作。
根据本发明容器的进一步实施方案包括，容器为圆形，而微波辐射由微波炉提供。
此外，根据本发明容器的一个实施方案包括，集成在容器中的温度计至少能显示出容器、冷却器和里面装载物当中之一的温度。
本发明进一步提出一个利用微波辐射使容器装载物冷却的方法。该容器包括一个盖，至少一种集成的电冷却器，至少一种集成的微波接收硅整流天线，以及至少一种为防止微波进入容器内部的集成微波屏蔽体。该方法包括的步骤是：
关闭容器盖以密封容器；
利用微波炉向容器外表面施加微波辐射；和
其中，容器入射微波通过微波接收硅整流天线被接收，并被转换为直流电压(DC)，为电冷却器供电，使容器内部及其装载物冷却。
根据本发明方法的一个实施方案包括，冷却是由一种集成的珀耳帖冷却元件完成的。
在根据本发明方法的另一个实施方案中，所配备的硅整流天线包括至少一种微波接收天线，低通滤波器，整流二极管，DC滤波器和负载电阻。
在根据本发明方法进一步的一个实施方案中，所配备的微波屏蔽体包括一种金属薄片或是一种带小孔的金属网。
根据本发明方法的另一个实施方案包括，所配备的硅整流天线包括一种二极管硅整流天线。
根据本发明方法进一步的一个实施方案包括，所配备的天线包括偶极天线，接补式或环状天线或者是这样的天线阵列。
根据本发明方法的另一个实施方案包括，所配备的电冷却器、硅整流天线和微波屏蔽体作为单独层次集成在容器壁中。
在根据本发明方法进一步的一个实施方案中，所配备的容器底壁-剖面包括最外面的微波-屏蔽层，硅整流天线电路层和最里面的电冷却层。
在根据本发明方法的另一个实施方案中，所配备的容器的封闭侧壁-剖面包括最外面的微波-接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的电冷却层。
在根据本发明方法进一步的一个实施方案中，所配备的容器盖包括至少一种最外面的微波接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的冷却层。
根据本发明方法的一个补充实施方案包括，入射微波由处于盖-和侧壁-剖面中的硅整流天线接收，并通过配备在底壁-剖面中的硅整流天线的电路转换为直流电压(DC)，给处于容器底壁和侧壁-剖面最里面的电冷却器供电，从而通过底壁和侧壁-剖面最里面的表面使容器内部冷却。
根据本发明方法的其它实施方案包括，容器用铝、塑料或陶瓷材料制作，或者用微波吸收材料制作。
根据本发明方法进一步的实施方案包括，容器制作为圆形，其中微波辐射由用户启动微波炉来提供。
另外，根据本发明方法的一个实施方案包括，集成在容器中的温度计至少能显示出容器、冷却器和里面装载物当中之一的温度读数。
附图说明
为了更好地理解本发明及其范例和实施方案，以下将参考所附随的图，其中：
图1用图解阐明根据本发明实施方案的一种具有硅整流天线50的容器10，该容器能借助微波辐射使其内部冷却；
图2是一个方框图，用图解阐明根据本发明实施方案的一种硅整流天线，该天线用于接收微波辐射，并将其转换为直流来为容器中的冷却元件供电；和
图3用图解阐明根据本发明实施方案一种用在容器中的硅整流天线的电路图，通过被供电的冷却元件对容器内部进行冷却。
具体实施方式
本发明提出一种容器，该容器特别适合于通过接收微波辐射使其内部冷却，以及一种方法，该方法利用微波炉中产生的微波辐射使容器内的装载物冷却。
为了有效和快速的对物质，例如食物、饮料以及类似物质，进行冷却，需要高的功率，这表示需要强大的能源。相对来说，这种能源既庞大，又昂贵，而且这种功率水平要对安全规章提出要求，在其运行期间要对人类和动物进行保护。
微波炉是高功率产生器，用于对物质，优选的是食物和饮料，进行加温/加热，现在在许多家庭和工作场所都可以看到它们。由此，本发明的一个实施方案就是利用微波炉中产生的高功率，通过一种特别适合于这个目的的容器来对物质进行冷却，该容器接收并利用微波来使其装载物冷却。
图1用图解阐明了根据本发明一个实施方案的一种具有硅整流天线层50的容器10，它能借助微波辐射使其内部冷却。微波对于暴露在其中的物质所含水分有加温/加热作用。因而，为达到冷却的目的，重要的是要对容器10内的物质或装载物加以保护/屏蔽以防止这些加热射线，为此，把容器盖20配备在容器顶部以达到屏蔽微波的目的。容器10配备了集成的硅整流天线50，把它作为顶(盖)壁、侧壁和底壁20，30，40中的最外层，用来接收微波-炉-产生的微波。
硅整流天线50包括接收微波的天线部分和把接收到的微波转换为直流的电路80。
微波屏蔽体60作为单独的内层集成在容器壁20，30，40中，以保护容器内部不受到微波及其热效应的影响。
另一个选择是，把硅整流天线集成在容器壁20，30，40的最外层。而把微波屏蔽体60集成在壁的内层，使得既能对集成在壁更加内层的硅整流天线电路80进行热防护，又能达到保护容器内部的目的。
一种电冷却器或多个这样的冷却器70集成在容器侧壁和底壁30，40的最内层。
容器入射微波由硅整流天线接收，并通过硅整流天线电路80(示于图1的分解图和图3)被转换为直流，给电冷却器70供电。这样，这些冷却器70可通过内侧壁和底壁30，40的表面使容器10的内部和其中的装载物冷却。
另外，还可以把冷却器也集成在顶(盖)壁20中，这样，可通过容器壁20，30，40所有的内表面进行冷却。
硅整流天线50可以是，比如一种二极管硅整流天线，或者是其它类型能选择使用的硅整流天线。
根据本发明的一个实施方案，硅整流天线是偶极天线，接补式或环状天线或者是这样的天线阵列。
微波屏蔽体是一种用于屏蔽微波进入容器10内部的金属薄片或是一种带小孔的金属网，或者可以是其它任何微波反射材料。
根据本发明一个实施方案，冷却器70是一种珀耳帖冷却元件。另一种选择是，其它任何一种电驱动冷却元件都可以用来对本发明容器的内部进行冷却。
在本发明的一个实施方案中，容器用铝、塑料或陶瓷材料制作。
在本发明的另一个实施方案中，容器用微波吸收材料制作。
在本发明进一步的一个实施方案中，容器具有圆形，以避免由微波炉的微波辐射产生的电弧。
在本发明另一个实施方案中，集成在容器中的温度计或温度测量装置用于显示里面要冷却的装载物的温度。温度计还能用来显示容器10和/或冷却器70的温度。
在本发明进一步的一个实施方案中，微波炉具备的定时装置或恒温装置可以和装载物的温度测量装置，比如温度计，共同来完成对容器中所冷却的装载物温度的自动控制。这样，例如，可以给出冷却到一个严格温度的血液样品，当样品温度达到这个温度时，微波炉将自动关闭。
容器10中被微波快速且有效冷却的装载物，可以是，例如饮料，比方软饮料或家庭制作的冰激凌，或者，例如，可以是用来提供冻制冰块的水。还可以利用容器10来快速有效地对食物进行冷却/冷冻，以及对其它的，比如实验室样品或类似物质，进行冷却/冷冻。
利用本发明容器可对大多数物质进行快速且可控地冷却和冷冻，能够满足多种目的。只不过是人们的思想和想象限制了本发明容器和方法能够进行冷却和冷冻的对象。
图2和图3中，分别用方框图和电路图以图解方式阐明了本发明容器10所应用的硅整流天线的一个范例。根据这个范例，硅整流天线包括一种微波接收天线，例如在微波炉中产生的微波。接收到的微波通过低通滤波器被滤波，以消除不想要的波纹，该低通滤波器由电容器C1，C2，C3和电感L1，L2组成。此后，微波通过，例如由一个或多个肖脱基-二极管构成的整流二极管D1，而产生直流。这样产生的直流再通过使该电流稳定的DC(直流)间歇滤波器。负载电阻RL最后构成与冷却器或冷却元件连接的硅整流天线，为它们提供稳定的直流电，从而达到冷却的目的。
在另一可供选择的解决方案中，硅整流天线可用来给集成在容器中的一种马达供电，用来启动细杆、调羹或类似器件，以便利用微波自动搅拌容器中的装载物。例如，用微波炉加热的汤，可以在其加热过程中同时进行搅拌。
在另一个解决方案中，硅整流天线可用来供电，对微波炉中密闭或打开的电煎锅进行加热。从而能够在微波炉中的微波驱动盘里煎炸食物，如果煎锅在其顶部是打开的，则可同时从上方被微波加热。
还能够利用微波炉中的微波和硅整流天线共同来给电池充电，例如，给具有可充电电池包的蜂窝电话，PDA’s，和类似的手持计算机处理装置的电池充电。
本描述提到的装置可以是软件装置，硬件装置或者是这两者的结合。
本发明描述了一些没有限制性质的范例和实施方案。所附上的一组权利要求对本技术领域的熟练人员描述了所有可能的实施方案。

Claims (32)

1.一种借助接收微波辐射使内部冷却的容器(10)包括：
一个盖(20)；
至少一种集成的电冷却器(70)；
至少一种集成的微波接收硅整流天线(50)；以及
至少一种为防止微波进入容器(10)内部的微波屏蔽体(60)；
其中容器入射微波通过硅整流天线(50)被接收，并被转换为直流电压(DC)给电冷却器(70)供电，使容器(10)的内部冷却。
2.根据权利要求1的容器，其中冷却器(70)是一种珀耳帖冷却元件。
3.根据权利要求1-2的容器，其中硅整流天线(50)包括至少一种微波接收天线，低通滤波器，整流二极管，DC滤波器和负载电阻。
4.根据权利要求1-3的容器，其中微波屏蔽体(60)是一种金属薄片或是一种带小孔的金属网。
5.根据权利要求1-4的容器，其中硅整流天线(50)是一种二极管硅整流天线。
6.根据权利要求3-5的容器，其中天线是偶极天线，接补式或环状天线或者是这样的天线阵列。
7.根据权利要求1-6的容器，其中电冷却器(70)，硅整流天线(50)和微波屏蔽体(60)作为单独层次集成在容器壁(20，30，40)中。
8.根据权利要求7的容器，其中底壁-剖面(40)包括最外面的微波-屏蔽层(60)，硅整流天线电路层和最里面的电冷却层(70)。
9.根据权利要求7-8的容器，其中封闭的侧壁-剖面(30)包括最外面的微波-接收硅整流天线层(50)，微波-屏蔽层(60)和最里面的电冷却层(70)。
10.根据权利要求1-9的容器，其中盖(20)包括至少一种最外面的微波接收硅整流天线层(50)，微波-屏蔽层(60)和最里面的冷却层(70)。
11.根据权利要求1-10的容器，其中入射微波被盖-和侧壁-剖面(20，30)里的硅整流天线接收，并通过集成在底壁-剖面(40)中的硅整流天线的电路被转换为直流电压(DC)，给容器底壁和侧壁-剖面(30，40)最里面的电冷却器(70)供电，从而通过底壁和侧壁-剖面最里面的表面使容器内部冷却。
12.根据权利要求1-11的容器，其中容器用铝、塑料或陶瓷材料制作。
13.根据权利要求1-11的容器，其中容器用微波吸收材料制作。
14.根据权利要求1-13的容器，其中容器为圆形。
15.根据权利要求1-14的容器，其中微波辐射由微波炉提供。
16.根据权利要求1-15的容器，其中集成在容器中的温度计至少能显示出容器(10)，冷却器(70)和里面装载物当中之一的温度。
17.利用微波辐射使容器装载物冷却的方法，所说的容器包括一个盖，至少一种集成的电冷却器，至少一种集成的微波接收硅整流天线，以及至少一种集成的防止微波进入容器内部的微波屏蔽体。该方法包括的步骤是：
关闭容器盖以密封容器；
利用微波炉向容器外表面施加微波辐射；和
其中，容器入射微波通过硅整流天线被接收，并被转换为直流电压(DC)，给电冷却器供电，使容器内部及其装载物冷却。
18.根据权利要求17的方法，其中所述冷却是由一种集成的珀耳帖冷却元件完成的。
19.根据权利要求17-18的方法，其中所配备的硅整流天线包括至少一种微波接收天线，低通滤波器，整流二极管，DC滤波器和负载电阻。
20.根据权利要求17-18的方法，其中所配备的微波屏蔽体包括一种金属薄片或是一种带小孔的金属网。
21.根据权利要求17-19的方法，其中所配备的硅整流天线包括一种二极管硅整流天线。
22.根据权利要求19-21的方法，其中所配备的天线包括偶极天线，接补式或环状天线或者是这样的天线阵列。
23.根据权利要求17-22的方法，其中所配备的电冷却器，硅整流天线和微波屏蔽体作为单独层次集成在容器壁中。
24.根据权利要求17-23的方法，其中所配备的容器底壁-剖面包括最外面的微波-屏蔽层，硅整流天线电路层和最里面的电冷却层。
25.根据权利要求17-24的方法，其中所配备的容器的封闭侧壁-剖面包括最外面的微波-接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的电冷却层。
26.根据权利要求17-25的方法，其中所配备的容器盖包括至少一种最外面的微波接收硅整流天线层，微波-屏蔽层和最里面的冷却层。
27.根据权利要求17-26的方法，其中入射微波由处于盖-和侧壁-剖面中的硅整流天线接收，并通过配备在底壁-剖面中的硅整流天线的电路转换为直流电压(DC)，给处于容器底壁和侧壁-剖面最里面的电冷却器供电，从而通过底壁和侧壁-剖面最里面的表面使容器内部冷却。
28.根据权利要求17-27的方法，其中容器用铝、塑料或陶瓷材料制作。
29.根据权利要求17-27的方法，其中容器用微波吸收材料制作。
30.根据权利要求17-29的方法，其中容器制作为圆形。
31.根据权利要求17-30的方法，其中微波辐射由用户启动微波炉来提供。
32.根据权利要求17-31的方法，其中集成在容器中的温度计至少能显示出容器、冷却器和里面装载物当中之一的温度读数。
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