JP2004226060A - 急速冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 常温状態の缶飲料又は瓶飲料を短時間に急速に冷却しえる急速冷却装置を提供する。
【解決手段】 内部に相互に区画されたキャビティーと電装室を有するケースと、前記ケースの前面に提供され、前記キャビティーを開閉するキャビティードアと、前記キャビティーに提供され、低温で冷却された蓄冷パックと飲料水が貯蔵された容器とを相互に接触した状態で一緒にシェークして前記飲料水を迅速に冷却する手段と、前記ケース内に提供され、前記蓄冷パックを冷却する冷却システムとを含めてなることを特徴とする。
【選択図】 図１１

Description

本発明は冷却装置に関し、特に、常温状態の缶飲料又は瓶飲料を短時間に急速に冷却しえる急速冷却装置に関する。

一般に、缶又は瓶に入られた飲料水などを冷却したい場合、飲料水を冷蔵庫の冷蔵室又は冷凍室に入れて冷却する。ところが、常温状態の飲料水が冷蔵庫で冷却されるためには少なくとも数十分乃至１時間以上が所要される。このため、急速な冷却を要する場合にはユーザーの欲求を満たせない。
したがって、最近は冷蔵庫の冷凍室又は冷蔵室に急速冷却装置を設置して、この部分に低温の冷気を集中させることで、缶又は瓶に入られた飲料を冷却させるなどの方式で常温状態の飲料を急速に冷却させる装置が開発されている。

しかしながら、上記のような従来の急速冷却装置による冷却は一般的な冷凍による冷却に比べて所要時間が少なくてよいものの、缶又は瓶に入られた飲料水全体を冷却するのに割りと多くの時間がかかるので、運動直後や暑い気候などで短時間内に冷たい飲料が欲しい場合にユーザーの欲求を満足できないという問題がある。
また、ワインなどのような飲料を冷却するための冷却パックなどが開発されてはいるが、このような冷却パックは熱伝導にのみ依存しているため、同様に冷却速度が遅いという短所がある。

そこで、本発明は上記のような問題を解決するために成されたもので、その目的は、常温状態の缶飲料又は瓶飲料を短時間に急速に冷却しえる急速冷却装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の急速冷却装置は、内部に相互に区画されたキャビティー（空洞部）と電装室（装置室）とを有するケースと、前記ケースの前面に提供され、前記キャビティーを開閉するキャビティードアと、前記キャビティーに提供され、低温で冷却された蓄冷パックと飲料水が貯蔵された容器とを相互に接触した状態で一緒にシェークして（振り動かして）前記飲料水を迅速に冷却する手段と、前記ケース内に提供され、前記蓄冷パックを冷却する冷却システムとを含めてなることを特徴とする。

前記ケースは、前記キャビティーを形成する壁体の内側面に取り付けられる断熱部材を含めてなる。前記キャビティードアは前記ケースの一方にヒンジで結合される。前記ケースは、前記キャビティードアが結合される面に取り付けられ、前記キャビティードアと接触し、前記キャビティーと外部とを連通する開口部を有するフロントプレートを含めてなる。

本発明による急速冷却装置の前記冷却システムは、冷媒を圧縮して移送する圧縮器と、移送された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張装置と、膨張した冷媒を気化するときに発生する吸熱反応を用いて前記キャビティーを冷却させる蒸発器とを含めてなる。ここで、前記圧縮器と前記凝縮器とは前記電装室に配置される。そして、前記冷却システムは前記圧縮器と前記凝縮器とに送風する冷却ファンをさらに含めてなる。

前記ケースは、前記冷却ファンと隣接して提供され、外部空気を前記電装室に導入する空気流入口と、前記圧縮器と前記凝縮器とに隣接して提供され、前記圧縮器と凝縮器とを冷却させた空気を外部に排出する空気排出口とを含めてなる。前記蒸発器は前記キャビティーに提供される。

前記冷却システムは前記蒸発器の周囲の冷気を前記蓄冷パックに供給する送風ファンをさらに含めてなる。

前記蓄冷パックは、前記冷却システムから供給される冷気を貯蔵する蓄冷物質と、前記蓄冷物質を内部に貯蔵するフレキシブルな（可撓性の）材質のバックとを含めてなる。前記蓄冷物質は、塩化ナトリウム溶液と塩化カリウム溶液のうち何れか一方からなり、前記蓄冷物質の凍結点は−７℃乃至−２０℃に低くなる。

一方、本発明による急速冷却装置の第１実施形態において前記手段は、回転軸が時計方向と反時計方向とに回転可能なモータと、前記キャビティー内に提供され、前記回転軸の回転に従って連動して回転する多孔性の（多数の孔を有する）振動ケースと、前記振動ケース内に提供され、前記振動ケース内に投入された前記容器と密着して回転しながら前記容器内に貯蔵された飲料水を急速に冷却する低温状態の前記蓄冷パックとを含めてなる。

そして、前記手段は、前記振動ケースの外側面を包み、丸い外周面を有する回転ガイドと、前記キャビティーの内部に提供され、前記回転ガイドに接触して前記振動ケースを支持し、前記回転ガイドの回転運動を案内する多数のローラとを更に含めてなる。

前記振動ケースは、上部と前方が開放され、内部に空間を有した多孔性のボディーと、前記ボディーの上部と前方を開閉する振動ケースドアとを含めてなる。

前記蓄冷パックはフレキシブルな状態で前記振動ケースドアの下面に提供されるか、または、前記蓄冷パックはフレキシブルな状態で前記振動ケースドアの下面と、前記ボディーの底面とにそれぞれ提供される。

本発明による急速冷却装置の第２実施形態において前記手段は、前記飲料水が貯蔵された容器の外面を両側で包む第１及び第２蓄冷パックと、前記キャビティー内に提供され、その内部に前記第１及び第２蓄冷パックが設けられるフレームと、前記フレームを繰り返して回転させたり、直線往復運動させる振動装置とを含めてなる。

ここで、前記第１及び第２蓄冷パックは前記飲料水が貯蔵された容器の外面形態に対応して自在に変形可能であるようにフレキシブルな材質からなる。そして、前記振動装置は、前記フレームの一方に結合され前記フレームを左右に回転させたり、前後に直線往復運動させるモーターからなる。

前記フレームは、一面に前記第１蓄冷パックが固定され、一方に前記振動装置が連結されるベースと、前記第１蓄冷パックと向き合う一面に前記第２蓄冷パックが固定され、前記ベースの上側又は、下側空間で上下に移動する昇降プレートと、前記昇降プレートを上下に移動させる昇降装置とを含めてなる。
ここで、前記昇降装置は、前記フレームで垂直に立てられ、前記昇降プレートを貫通するガイド部材と、前記昇降プレートを前記ガイド部材に沿って上下に移動させる駆動装置とを含めてなる。

前記駆動装置は、前記フレームの一方に固定される駆動モータと、前記ガイド部材と平行に設けられ、前記駆動モーターにより回転するスクリュー（ネジ）と、前記昇降プレートに固定され、前記スクリューと締結されるナットとを含めてなる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明による急速冷却装置は、ケース、キャビティドア、冷却及び振動手段、そして、冷却システムを含めてなり、前記冷却及び振動手段の構成によって様々な実施形態で実現される。以下では図面を参照にして各実施形態の具体的な構成について説明する。

図１は本発明による急速冷却装置の外部形状を示す正面図であり、図２は本発明による急速冷却装置の第１実施形態の内部形状を示す正面図であり、図３は本発明による急速冷却装置の第１実施形態の内部形状を示す平面図である。

図１乃至図３を参照すると、ケース１０の内側空間はキャビティー１１と電装室１２とに区画される。前記キャビティー１１を形成する壁体の内側面には断熱部材１３が設けられる。したがって、前記キャビティー１１と外部空間とは断熱される。

前記ケース１０の前面は開放され、ドア２０がケース１０の前面の一方にヒンジ２１で連結され、前記キャビティ１１を開閉する。図１を参照すると、前記ドア２０は前記電装室１２から遠く離れた側がヒンジ２１と連結され、前記電装室１２と隣接した側の前面に取っ手２２が形成される。しかしながら、前記ドア２０のヒンジ２１と取っ手２２の設置方向はこれに限られるわけではない。即ち、図示してはないが、前記ドア２０のヒンジ２１が前記ケース１０の前面の下側に提供され、前記取っ手２２が上側に形成されても良い。勿論、その反対の構成も可能である。

前記ケース１０とドア２０とが相互に接触する面、つまり、前記ケース１０の開放した前面にはフロントプレート１４が取り付けられる。前記フロントプレート１４はケース１０と前記ドア２０との間に位置し、前記キャビティ１１と外部とを連通させる開口部を有する。

図１を参照すると、前記ドア２０の内側面にはシーリング部材２３が前記開口部の周縁に対応する部分に沿って塗布される。したがって、前記ドア２０が閉まったときに前記シーリング部材２３は前記フロントプレート１４に接触し、これによって前記キャビティー１１と外部空間との間の気密性や断熱能力を向上する。勿論、前記シーリング部材２３はドア２０の内側面に提供されず、前記開口部の周縁に沿って前記フロントプレート１４に塗布されても良い。

前記キャビティー１１には冷却及び振動手段が提供される。本発明による急速冷却装置の前記冷却及び振動手段には低温で冷却された蓄冷パックが備えられ、前記蓄冷パックを飲料水が入られた容器と相互に接触した状態で共にシェークすることで前記飲料水を迅速に冷却する。このような冷却及び振動手段は多様な実施形態で実現可能であり、これらの詳細な構成については後述する。
以下では各実施形態で共通に使用される蓄冷パックの構成について簡単に説明する。

前記蓄冷パックは、バックと前記バック内に貯蔵される蓄冷物質とを含めてなる。前記バックはフレキシブルな材質からなり、例えば、ポリ塩化ビニールのようなフレキシブルな合成樹脂材質で構成されえる。前記蓄冷物質は後述する冷凍システムで供給される冷気を貯蔵して、極めて低い温度、例えば、零下の温度を維持する。本発明で使用される蓄冷物質としては、例えば、塩化ナトリウム溶液や塩化カリウム溶液があり、これらの凍結点は−７℃乃至−２０℃に低めることが好ましい。ここで、前記蓄冷物質の凍結点は溶質の種類に関係なく、溶媒の種類によって定められる固有値であり、溶質のモル数に比例するので、必要な凍結点を得るために上記変数を適切に組合わせる。上記のように本発明に使用される液状の蓄冷物質は凍結点が下がるので、零下の温度でも凍ることなく、液状状態を維持することができる。

前記電装室１２の開放された前面には電装室カバー１５が設けられる。そして、前記電装室カバー１５には外部で機器を操作できるように各種のボタンと制御ユニットとを備えたコントロールパネルが提供される。そして、前記電装室１２の内部には前記冷却システムと関連した各種の部品が装着される。一方、前記キャビティー１１の内部には前記コントロールパネルの制御ユニットと電気的に連結される温度センサー（図示せず）が設けられる。

本発明による急速冷却装置の前記蓄冷パックは冷却システムにより冷却される。さらに詳細に説明すると、前記冷却システムは前記キャビティ１１を冷却させ、これによって前記キャビティ１１内に提供された前記蓄冷パックがキャビティー１１内の冷気と熱交換して低温状態になる。
以下では前記キャビティー１１と前記蓄冷パックを冷却させる冷却システムの構成について図面を参照して説明する。

図４は本発明による急速冷却装置の冷却システムの構成を簡略に示すダイアグラムである。図４を参照すると、本発明による急速冷却装置の前記冷却システムは圧縮器３１、凝縮器３２、膨張装置３３、そして、蒸発器３４を含めてなる。かかる冷却システムは前記制御ユニットと電気的に連結され、前記制御ユニットの制御を受けて運転される。

前記圧縮器３１は気相の冷媒を高圧で圧縮して凝縮器３２に移送させ、図３に示すように、電装室１２内に設けられる。前記凝縮器３２は前記電装室１２に設けられ、前記圧縮器３１から移送された冷媒を凝縮して液化する。前記圧縮器３１と凝縮器３２では熱が発生する。したがって、電装室１２は前記圧縮器３１と凝縮器３２とから発生した熱のため熱くなる。

電装室１２の熱的問題を解決するために本発明による急速冷却装置では前記電装室１２に冷却ファン３２ａが設けられ、電装室１２を冷却する。前記冷却ファン３２ａは外部の空気を導入して前記圧縮機３１と凝縮器３２とに送風する。
これにより、前記圧縮器３１と凝縮器３２とは前記冷却ファン３２ａから送風される冷たい外部の空気と熱交換しながら冷却される。冷却ファン３２ａを用いて外部の空気を電装室１２の内部に導入し、圧縮機３１及び凝縮器３２と熱交換した後、熱くなった空気を外部に排出するために前記ケース１０には多数個の空気流入口（図示せず）と空気排出口（図示せず）とがそれぞれ提供される。

一方、本発明による急速冷却装置の前記空気流入口はケース１０の前方部に形成され、前記空気排出口はケース１０の後方部に形成されることが好ましい。
これは、冷たい外部空気を電装室１２の前方部で導入しながら前記制御ユニットの部品から発生する熱を冷却させるためである。
更に、前記電装室１２内の部品を冷却した後、温かくなった空気がケース１０の後方に排出されるようにすることで、ユーザーが排出空気と直接に接触することを防止するためである。このために、前記冷却ファン３２ａは電装室１２内の前方に配置され、前記凝縮器３２は電装室１２内の後方に配置されることが好ましい。そして、前記冷却ファン３２ａから送風された空気が前記圧縮器３１を経由して前記凝縮器３２に到達できるように、前記圧縮器３１は電装室１２の内部の中間に配置されることが好ましい。一方、上記のように外部の空気が電装室１２の前方部から流入されつつ前記制御ユニットが冷却されると、加熱による制御ユニットの誤作動及び故障を防止できる。

前記冷却システムにおいて前記凝縮器３２で液化した冷媒は膨張装置３３で膨張して低圧状態となる。このような膨張装置３３は前記蒸発器３４に隣接して設けられることが好ましい。前記蒸発器３４はキャビティー１１に、例えば、前記電装室１２と隣接して提供され、前記膨張装置３３で低圧状態で膨張した冷媒を前記キャビティー１１内の空気と熱交換して気化する。前記蒸発器３４内で気化する冷媒は蒸発器３４の周囲から気化熱を吸収するので、前記キャビティー１１内の空気は低温状態になる。このようにキャビティー１１が前記蒸発器３４によって低温状態になると、前記キャビティー１１内に提供された蓄冷パックも低温状態のキャビティー１１内の空気と熱交換しながら低温状態になる。

前記蒸発器３４の熱交換性能を向上させ、蓄冷パックを効率よく冷却するために、本発明による急速冷却装置では送風ファン３４ａがさらに備えられる。
前記送風ファン３４ａは、図３に示すように、前記キャビティー１１内に前記蒸発器３４と隣接して提供される。前記のように設けられた送風ファン３４ａは前記蒸発器３４の周辺の冷気を前記キャビティー１１の空間、さらに好ましくは前記蓄冷パックに集中させ送風する。

前記冷却システムにはまたストレーナー（濾過器）３５が設けられえる。前記ストレーナー３５は、図３に示すように、前記凝縮器３２と前記膨張装置３３との間の冷媒管に設けられ、冷媒中の不純物をフィルタリングする役割を果たす。前記ストレーナー３５は冷媒を濾過する役割をするだけでなく、冷却システムの製作時に冷媒管内に冷媒を充電する前に前記冷媒管内を真空状態にするが、この際、前記冷媒管内に残っている湿気を除去する役割も共に行う。このようなストレーナー３５は、例えば、メッシュ（ｍｅｓｈ）構造を有しえるが、冷媒の流動方向とほぼ垂直に少なくとも一つ以上のストレーナー３５が冷媒管内に設けられる。

上記の構造を有する冷却システムによって前記キャビティー１１内に提供された前記蓄冷パックが極めて低い温度で冷却される。このように冷却された蓄冷パックは前記キャビティー１１内に置かれた飲料水容器と接触した状態で共にシェークされ前記容器内に入られた飲料水を急速に冷却する。このような急速冷却は冷却及び振動手段によって行なわれるが、以下ではこれについてより詳細に説明する。

本発明による冷却及び振動手段は多様な実施形態で実現されえる。
以下では、まず、図２乃至図６に示す本発明による急速冷却装置の第１実施形態に使用される冷却及び振動手段について説明する。参考に、図５は本発明による急速冷却装置の第１実施形態の変形実施形態の内部形状を示す平面図であり、図６は本発明による急速冷却装置の第１実施形態の冷却及び振動手段を示す分離斜視図である。

図２乃至図６を参照すると、第１実施形態の冷却及び振動手段は振動ケース４０、モータ４８、そして、蓄冷パック４６を含めてなる。前記振動ケース４０はキャビティー１１内に回転可能に提供される。このような振動ケース４０は、図６に示すように、ボディー４１とドア４４とを含めてなる。前記ボディー４１は上部と前方が開放され、内部に空間を有した容器形状からなる。そして、前記ドア４４は前記ボディー４１の開放された上部と前方を上下方向にスライディング（滑動）しながら開閉する。このために、前記ドア４４は前記ボディー４１の前方と上部とをそれぞれカバーする２つのパネルが連結された構造を有する。そして、ドア４４の上部をカバーするパネルの両側には多数個のスライディングスティック４５が下方に垂直に延在する。

前記ボディー４１の両側には前記スライディングスティック４５が挿入され、上下方向にスライディング運動可能なように上下方向にスライディングガイド４３が提供される。上記の構造を有するドア４４とボディー４１は多孔性のパネル、例えば、メッシュタイプのパネルで製作される。したがって、前記送風ファン３４ａから送風された冷気が前記振動ケース４０内に流入しやすい。

一方、前記ドア４４は上記の構造と異なる方法で前記ボディー４１と結合されえる。例えば、前記ボディー４１の開放された上部の一方に前記ドア４４と前記ボディー４１とを連結するヒンジが設けられる。
この場合、前記スライディングスティック４５とスライディングガイド４３は提供されない。ドア４４がボディー４１に上記のように結合されると、前記ヒンジを中心にドア４４を回転させ、ボディー４１の開放された前方と上部を開閉できる。したがって、本発明で前記振動ケース４０と前記ドア４４との相互連結構造は上記の構造に限定されず、前記ボディー４１の開放された前方と上部とを開閉可能な構造であればいくらでも多様に変化させた形態で実施可能である。

前記モーター４８は回転軸が所定の角度内で時計方向と反時計方向とに回転可能である。したがって、前記振動ケース４０は前記モーター４８によって時計方向又は反時計方向に交互に繰り返して回転する。
これにより、前記振動ケース４０が所定の角度内で時計又は反時計方向に自在に回転するように、本発明による急速冷却装置では前記振動ケース４０を支持しながらその回転を案内する構造を提供する。

このために、前記振動ケース４０のボディー４１には回転ガイド４２ａが提供され、前記キャビティー１１の内部の底面には前記回転ガイド４２ａの外面と接触する多数個のローラ４２ｂが提供される。ここで、前記回転ガイド４２ａは前記振動ケース４０のボディー４１の外側面、より詳細には両側面と下側面を包むように提供される。このような回転ガイド４２ａの外周面は所定の半径を有した曲面で形成される。そして、前記ローラ４２ｂは、図２に示すように、前記キャビティー１１の内部の底面に立てられた支持台の上部に提供され、その外周面が前記回転ガイド４２ａの外周面に接触する。

一方、前記回転ガイド４２ａとローラ４２ｂとは、前記振動ケース４０の前方部、つまり、前記モーター４８と隣接した側の反対側に位置するように設けられることが好ましい。これは、前記振動ケース４０の後方は前記モーター４８の回転軸などにより支持される反面、前方は自重によって下側に垂れるので、前方と後方とが均衡的な力を成し、前記振動ケース４０が安定して支持されるためである。

上記の構造により、前記モーター４８によって前記振動ケース４０が回転することで、前記回転ガイド４２ａとローラ４２ｂとが共に回転しながら前記振動ケース４０の回転運動を円滑に案内する。一方、前記モーター４８は前記回転軸が所定の角度内で回転することに限らず、所定の時間の間に一方向にのみ回転し続けることもある。

上記のようにモーター４８により回転する振動ケース４０は、前記モーター４８と直結することがあり、別の動力伝達手段を通じて回転力を伝達されることもある。図３に示す実施形態の場合、前記振動ケース４０はその一方、例えば、後方が前記モーター４８の回転軸に直結する。ここで、前記モーター４８の回転軸は前記キャビティー１１を形成する前記壁体と断熱部材１３を貫通するように提供される。

一方、図５に示す実施形態の場合、前記振動ケース４０は別の動力伝達手段で前記モーター４８と連結される。この場合、前記振動ケース４０の一方、例えば、後方では第１軸４９ａが延在し、前記モーター４８の回転軸は前記第１軸４９ａと所定の距離離隔した状態で平行に配置される。そして、前記第１軸４９ａと前記モーター４８の回転軸はベルト４９ｂ、又はチェーン（図示せず）によって相互に連結される。

前記第１軸４９ａと前記モーター４８の回転軸とがベルト４９ｂで相互に連結される場合、前記第１軸４９ａと前記モーター４８の回転軸にはそれぞれ前記ベルト４９ｂが巻かれるプリー（ｐｕｌｌｅｙ）が提供される。そして、第１軸４９ａと前記モーター４８の回転軸とがチェーンで相互に連結される場合、前記第１軸４９ａと前記モーター４８の回転軸にはそれぞれ前記チェーンが巻かれるスプロケットが提供される。一方、図示してはないが、前記モーター４８の回転軸と前記ボディー４１とは二つの噛み合わされたギアで連結されることもある。

一方、図示してはないが、前記モーター４８は前記振動ケース４０の下側に提供されることもある。この場合、前記モーター４８の回転軸は前記振動ケース４０に垂直に、つまり、上下方向に前記振動ケース４０の下側に直結する。
そして、かかる構造では図２に基づいて説明された前記回転ガイド４２ａとローラ４２ｂは必要ない。

一方、上記のようにモーター４８により回転する振動ケース４０の内側にはフレキシブルな蓄冷パック４６が提供される。前記蓄冷パック４６は振動ケース４０内に投入された飲料水容器と密着した状態で共に回転しながら飲料水を急冷する。このような蓄冷パック４６は、上述したように、液状の蓄冷物質とその蓄冷物質を貯蔵するフレキシブルな材質のバックとを含めてなる。ここで、前記蓄冷パック４６の一般的な構造については既述したので省略し、以下では図６ないし図８に基づいて前記蓄冷パック４６が前記振動ケース４０内に設けられる構造について説明する。ここで、図７は図６の冷却及び振動手段の断面図であり、図８は図６の冷却及び振動手段で底面に蓄冷パックがさらに提供された形状を示す断面図である。

図６を参照すると、前記蓄冷パック４６は、前記ドア４４の下面にその一部が取り付けられ、残りの部分は下側に垂れるように提供される。前記蓄冷パック４６は、例えば、多数個の支持台４７によって両端部と中央部とが前記ドア４４の下面に固定される。前記支持台４７は細長い形態を有し、図６に示すように、振動ケース４０のボディー４１の開放された前方を介して飲料水容器が挿入される方向と平行に配置される。前記支持台４７は、例えば、スクリュー４７ａによって前記ドア４４の下面に固定される。フレキシブルな蓄冷パック４６が上記のように設けられると、図７に示すように、支持台４７によって前記ドア４４の下面に固定されていない部分が下側に垂れる。このように下側に垂れている部分の間に飲料水容器が投入され、前記蓄冷パック４６と飲料水容器の外面とが密着する。

前記蓄冷パックは、図８に示すように、ドア４４の下面だけでなく、ボディー４１の底面にも提供されえる。ボディー４１の底面に提供される蓄冷パック４６ａは前記ドア４４の下面に提供される蓄冷パック４６と同一の構成を有する。前記蓄冷パック４６ａをボディー４１の底面に取り付けるときに別の支持台は必要なく、前記蓄冷パック４６ａが前記振動ケース４０の回転時に動かないぐらいに取り付ければ良い。
このようにドア４４の下面とボディー４１の底面に蓄冷パック４６，４６ａがそれぞれ提供されると、前記ボディー４１内に投入された飲料水容器の上側、下側および両側部を蓄冷パック４６，４６ａが囲むようになるので、蓄冷パック４６，４６ａと飲料水容器との接触面積を大きくすることができる。
すると、相互間の熱伝導面積が大きくなるので、より迅速に容器内に入られた飲料水を冷却できる。

上記のように構成された本発明による急速冷却装置の第１実施形態の作動について図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図９（Ａ）は図７の冷却及び振動手段に飲料水容器が挿入される形状を示す断面図であり、図９（Ｂ）は図７の冷却及び振動手段の作動形態を示す断面図である。

本発明による急速冷却装置は、飲料水容器がケース１０内に投入されない状態で前記冷却システムが稼働する。前記冷却システムが稼働すると、前記圧縮器３１は気相の冷媒を高圧で圧縮して凝縮器３２に移送する。凝縮器３２は高圧の気相冷媒を凝縮して低圧の液状冷媒に作る。そして、冷媒は前記ストレーナー３５を経由した後、膨張装置３３を経て蒸発器３４に流入する。蒸発器３４に流入した冷媒は気化しながら周囲の熱を吸収する。前記送風ファン３４ａは前記蒸発器３４の周囲の冷気を前記キャビティー１１、さらに詳細には前記蓄冷パック４６のある振動ケース４０に向けて送風する。これによって前記蓄冷パック４６は前記冷却システムが稼働する間に常に低温状態を維持する。
前記蓄冷パック４６内にある蓄冷物質の凍結点は約−７℃〜−２０℃程度なので、液状でも凍らず、極めて低い温度の状態を維持できる。上述した過程を通じて前記冷却システムは前記キャビティー１１の内部の温度を一定に維持させえる。

一方、冷却システムによって蓄冷パック４６が低温を維持した状態でドア２０を開放し、飲料水容器１を振動ケース４０の内部に投入する。この際には、図９（Ａ）に示すように、前記振動ケース４０のドア４４を上側に持ち上げた後、ボディー４１の開放された前方を通して前記飲料水容器１をボディー４１の内側に挿入する。
飲料水容器１がボディー４１の内部に完全に挿入されると、前記ドア４４を下側に下げる。この際、前記ドア４４の昇降運動は前記スライディングスティック４５と前記スライディングガイド４３が案内する。前記ドア４４が下側に完全に下がると、図９（Ｂ）に示すように、前記蓄冷パック４６の垂れた部分が前記飲料水容器１の外側面を包みながら密着する。

上記のように蓄冷パック４６が飲料水容器１に密着された状態でモーター４８に電源が印加される。すると、前記振動ケース４０は、図９（Ｂ）に示すように、所定の角度内で時計方向、又は反時計方向に往復しながら回転する。この際、前記回転ガイド４２ａとローラ４２ｂが前記振動ケース４０の回転を円滑に案内する。前記振動ケース４０が回転すると、前記飲料水容器１内に入られた飲料水もシェークされ対流する。そして、前記蓄冷パック４６にある液状の蓄冷物質も対流する。このように飲料水と蓄冷物質とがそれぞれ対流しながら熱伝達が活発に起こる。この際、前記蓄冷物質は液状でほぼ零下の温度を維持しているので、前記飲料水容器１と、その内に貯蔵された飲料水を急速に冷却する。

所定の時間が経過すると前記モーター４８が停止し、飲料水の冷却が完了する。すると、前記ドア２０を開けてドア４４を上側に持ち上げた後に前記飲料水容器１を外部に引き出す。
このように本発明による急速冷却装置は、零下の温度の蓄冷パック４６と飲料水容器１とを互いに密着した状態でシェークして蓄冷物質と飲料水の対流熱伝達を最大化することで、飲料水の冷却時間を短縮可能である。

一方、本発明による急速冷却装置の冷却及び振動装置は、上記とは異なる構成で実現されえる。以下では図面を参照して本発明による急速冷却装置の第２実施形態で使用される冷却及び振動装置について説明する。
参考までに、本発明の第２実施形態において前記冷却及び振動装置を除いたその他の構成要素は前記図２乃至図９（Ｂ）を参照にして説明された実施形態と大同小異である。したがって、以下では前記冷却及び振動装置を中心に相違点についてのみ説明する。本実施形態の説明に際して、前記図２乃至図９（Ｂ）を参照にして説明された実施形態と同一の構成については同一名称及び符号を付する。

図１０は本発明による急速冷却装置の第２実施形態で冷却及び振動手段を示す斜視図であり、図１１は本発明による急速冷却装置の第２実施形態の概略的な構成を示すダイアグラムである。
図１０を参照すると、第２実施形態による冷却及び振動手段は、第１及び第２蓄冷パック６１，６５、フレーム５０、そして、振動装置を含めてなる。

前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５はそれぞれフレキシブルな別個のボディーからなる。前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５は液状の蓄冷物質と、前記蓄冷物質を内部に貯蔵するフレキシブルなバックとからなる。このような第１及び第２蓄冷パック６１，６５は、前記図２乃至図９（Ｂ）における蓄冷パック４６と同様に構成されるので、その説明は省略する。但し、前記フレーム５０の構成を説明しながら前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５の設置構造について簡略に説明する。

前記フレーム５０はキャビティー１１内に提供され、ベース５１、昇降プレート５５、そして、昇降装置を含めてなる。前記ベース５１は、図１０に示すように、“Ｌ”字形にベンディングした（曲げられた）形状からなる。前記ベース５１の水平な底面の一方、例えば、上側には第１蓄冷パック６１が固定される。そして、前記ベース５１の垂直な部分には前記振動装置が連結される。前記振動装置については後述する。

前記ベース５１の上側又は下側空間には前記ベース５１と水平に所定の距離離隔した状態で昇降プレート５５が提供される。図１０は前記昇降プレート５５が前記ベース５１の上側空間に提供された例を示す。前記昇降プレート５５の下面には、図１０に示すように、前記第２蓄冷パック６５が固定される。したがって、前記第１及び第２蓄冷パック６１，６２は前記ベース５１と前記昇降プレート５５との間に互いに向き合うように提供される。

前記昇降プレート５５は前記昇降装置によって前記ベース５１の上側空間で上下方向に移動する。前記昇降プレート５５を上下方向に移動させる前記昇降装置は、前記昇降プレート５５の上下移動を案内するガイド部材と駆動装置とを含めてなる。

前記ガイド部材は前記フレーム５０、さらに詳細には前記ベース５１から上方に垂直に立てられ、前記昇降プレート５５を貫通するように設けられる。このようなガイド部材は、例えば、図１０に示すように、多数個のガイドロード５２で構成されえる。前記ガイドロード５２は前記ベース５１の水平な底面の各角部から上方に垂直に立てられ、これらはそれぞれ前記昇降プレート５５の各角部を貫通する。上述した構造によって前記昇降プレート５５は前記ガイドロード５２の案内に従って上下方向に移動可能となる。このように前記昇降プレート５５が上下方向に移動すると、前記第２蓄冷パック６５も共に移動するので、前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５は前記昇降プレート５５の移動にしたがって互に密着するか、または、離れる。

前記駆動装置の一実施形態は、モーター５６の動力を用いて前記昇降プレート５５を上下方向に移動させる。かかる駆動装置は、前記モーター５６とスクリュー５７、そして、ナット５９を含めてなる。前記モーター５６は、図１０に示すように、前記フレーム５０の一方、例えば、前記フレーム５０の垂直な部分の上側に固定される。前記スクリュー５７はガイドロード５２と平行に配置され、前記モーター５６により回転する。ここで、前記スクリュー５７は、例えば、前記昇降プレート５５を貫通する。前記昇降プレート５５のうちスクリュー５７が貫通する地点には、図１０に示すように、前記スクリュー５７と噛み合われたナット５９が固定される。

前記スクリュー５７は多様な方法を通じて前記モーター５６から回転力を伝達されえる。その一例で前記スクリュー５７と前記モーター５６の回転軸は、図１０に示すように、ベルト５８で連結される。このように構成されると、前記モーター５６の回転軸が回転するときにその回転力が前記ベルト５８によって前記スクリュー５７に伝達される。また、前記スクリュー５７とモーター５６の回転軸は、図示してはないが、チェーンで連結されることがあり、二つの噛み合わされたギアで連結されることもある。そして、別の動力伝達手段なしにも前記スクリュー５７が前記モーター５６の回転軸に直接に連結されることもある。このような構成は、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも容易に理解可能なものであるので、別の図示は省略する。

一方、前記フレーム５０は、前記振動装置によって時計、又は反時計方向に回転するか、前後方向に往復運動する。ここで、前記振動装置は、図１０に示すように、前記フレーム５０の垂直な一方に連結されるモーター７０からなる。
本実施形態で前記モーター７０は回転軸が時計、又は反時計方向に回転するか、前記回転軸方向に沿って直線往復運動が可能である構造を有すれば充分である。

上記のように構成された冷却及び振動装置を有する本発明による急速冷却装置の第２実施形態にも同様に、図１１に示すように、冷却システムが提供される。前記冷却システムはキャビティー１１に提供された第１及び第２蓄冷パック６１，６５を低温状態で冷却する。かかる冷却システムの構造は、図２乃至図９（Ｂ）を参照にして説明された実施形態と同様であるので、更なる説明は省略する。

以下では本発明の第２実施形態の作動について図１２ないし図１３を参照して説明する。ここで、図１２及び図１３は図１０の冷却及び振動手段の作動形態を順次に示す正面図である。
第２実施形態による急速冷却装置も同様に、飲料水容器がケース１０内に投入されていない状態で前記冷却システムがキャビティー１１と第１及び第２蓄冷パック６１，６５を冷却する。かかる過程は図２乃至図９（Ｂ）を参照にして説明された実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

冷却システムによって第１及び第２蓄冷パック６１，６５が冷却された状態で急速冷却装置のドア２０を開放した後に飲料水容器１を投入する。この際、前記昇降プレート５５は上方に最大限上昇した状態を維持する。したがって、図１２に示すように、前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５は所定の距離離隔した状態を維持する。この状態で前記飲料水容器１が、図１２に示すように、前記第１蓄冷パック６１の上側に載せられる。すると、フレキシブルな第１蓄冷パック６１が前記飲料水容器１の外周面のほぼ半分を包むように接触する。

飲料水容器１を投入した後にドア２０を閉め、前記コントロールパネルを操作すると、前記モーター５６が作動しながらスクリュー５７が回転する。すると、前記昇降プレート５５が徐々に下降し、前記昇降プレート５５の下降が完了すると、図１３に示すように、前記第２蓄冷パック６５と第１蓄冷パック６１とが互いに当接する。この際、前記第２蓄冷パック６５は前記飲料水容器１の外周面の残り半分の領域を包むように接触する。このように第１及び第２蓄冷パック６１，６５と、前記飲料水容器１の外周面とが接触すると、熱伝達が始まり、前記飲料水容器１に貯蔵された飲料水が冷却され始める。

次いで、前記モーター７０の回転軸が時計、又は反時計方向に回転するか、前後方向に直線往復運動を始める。すると、前記フレーム５０も前記回転軸と連動して動く。これにより、前記第１及び第２蓄冷パック６１，６５の蓄冷物質と、前記飲料水容器１内に入られた飲料水がそれぞれシェークされる。このように液状の蓄冷物質と飲料水がシェークされると、対流による熱伝達が活発となり、より一層早い速度で前記飲料水が冷却される。

所定の時間が経過すると、前記モーター７０の作動が止まり、飲料水の冷却が完了する。すると、前記モーター５６とスクリュー５７によって前記昇降プレート５５が上側に上昇する。昇降プレート５５が完全に上昇すると、ドア２０を開放した後、図１２に示すものと同様の状態で前記飲料水容器１を外部に引き出す。

上記のように構成された本発明による第２実施形態も同様に、零下の温度で冷却された蓄冷パックを飲料水容器と直接に接触させ、シェークすることでさらに迅速に飲料水を冷却することができる。

一方、図１４は本発明による急速冷却装置の使用時間に対する飲料水容器の温度変化を示す線図である。図１４を参照にすると、本発明による急速冷却装置を用いる場合、約３０℃の飲料水を約１２０秒後に約０℃まで冷却しえることがわかる。

上記のように構成された本発明による急速冷却装置は、電子レンジのような外形を有するように製作されることができ、家庭、商店、競技場、体育施設など、冷たい飲料の消費が多い所で特に有用に使用されえる。そして、前記コントロールパネルに冷却したい飲料水の種類や時間などを選択できるように構成すれば、各飲料水の特性に合わせた適切な温度で冷却して飲料水の味を楽しむことができる。

以上で説明したように、本発明による急速冷却装置によれば、極めて低い温度で冷却された蓄冷パックを飲料水が入られた容器と密着させシェークすることで、伝導だけでなく、対流による活発な熱伝達が行なわれ、飲料水をより迅速に冷却することができることから、何時でも飲料水の固有の味が楽しめる。したがって、消費者の欲求を満足させることができる。

上記で幾つかの実施形態が取り上げられているが、本発明はその趣旨及びカテゴリーから外れない限り、他にも様々な形態で具体化されえることは該当技術において通常の知識を有するものには自明なことであろう。
例えば、前記蒸発器を前記蓄冷パック内に直接に設置して、前記蒸発器が前記蓄冷物質と直接に熱交換するように構成することもできる。
したがって、上述した実施形態は制限的なものでない例示的なものとして認められるべきであり、添付の請求項及び、その同等範囲内の全ての実施形態は本発明のカテゴリー内に含まれるものと云えよう。

本発明による急速冷却装置の外部形状を示す正面図である。 本発明による急速冷却装置の第１実施形態の内部形状を示す正面図である。 本発明による急速冷却装置の第１実施形態の内部形状を示す平面図である。 本発明による急速冷却装置の冷却システムの構成を簡略に示すダイアグラムである。 本発明による急速冷却装置の第１実施形態の変形実施形態の内部形状を示す平面図である。 本発明による急速冷却装置の第１実施形態の冷却及び振動手段を示す分離斜視図である。 図６の冷却及び振動手段の断面図である。 図６の冷却及び振動手段で底面に蓄冷パックがさらに提供された形状を示す断面図である。 （Ａ）は、図７の冷却及び振動手段に飲料水容器が挿入される形状を示す断面図であり、（Ｂ）は、図７の冷却及び振動手段の作動形態を示す断面図である。 本発明による急速冷却装置の第２実施形態の冷却及び振動手段を示す斜視図である。 本発明による急速冷却装置の第２実施形態の概略的な構成を示すダイアグラムである。 図１０の冷却及び振動手段の作動形態を順次に示す正面図である。 図１０の冷却及び振動手段の作動形態を順次に示す正面図である。 本発明による急速冷却装置の使用時に時間経過に対する飲料水容器の温度変化を示す線図である。

符号の説明

１０…ケース
１１…キャビティー
１２…電装室
４０…振動ケース
４６…蓄冷パック
４８…モーター
５０…フレーム
５１…ベース
５２…ガイドロード
５５…昇降プレート
６１…第１蓄冷パック
６５…第２蓄冷パック

Claims (24)

1. 内部に相互に区画されたキャビティーと電装室とを有するケースと、
   前記ケースの前面に提供され、前記キャビティーを開閉するキャビティードアと、
   前記キャビティーに提供され、低温で冷却された蓄冷パックと、飲料水が貯蔵された容器とを相互に接触した状態で一緒にシェークして前記飲料水を迅速に冷却する手段と、
   前記ケース内に提供され、前記蓄冷パックを冷却する冷却システムとを含めてなる急速冷却装置。
2. 前記ケースは、
   前記キャビティーを形成する壁体の内側面に取り付けられる断熱部材を含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
3. 前記キャビティードアは前記ケースの一方にヒンジで結合される、請求項１記載の急速冷却装置。
4. 前記ケースは、前記キャビティードアが結合される面に取り付けられ、前記キャビティードアと接触し、前記キャビティーと外部とを連通する開口部を有するフロントプレートを含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
5. 前記冷却システムは、
   冷媒を圧縮して移送する圧縮器と、
   移送された冷媒を凝縮する凝縮器と、
   凝縮された冷媒を膨張させる膨張装置と、
   膨張した冷媒を気化するときに発生する吸熱反応を用いて前記キャビティーを冷却させる蒸発器とを含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
6. 前記圧縮器と前記凝縮器は前記電装室に配置される、請求項５記載の急速冷却装置。
7. 前記冷却システムは前記圧縮器と前記凝縮器とに送風する冷却ファンをさらに含めてなる、請求項６記載の急速冷却装置。
8. 前記ケースは、
   前記冷却ファンと隣接して提供され、外部空気を前記電装室に導入する空気流入口と、
   前記圧縮器と前記凝縮器とに隣接して提供され、前記圧縮器と前記凝縮器とを冷却させた空気を外部に排出する空気排出口とを含めてなる、請求項７記載の急速冷却装置。
9. 前記蒸発器は前記キャビティーに提供される、請求項５記載の急速冷却装置。
10. 前記冷却システムは前記蒸発器の周囲の冷気を前記蓄冷パックに供給する送風ファンをさらに含めてなる、請求項９記載の急速冷却装置。
11. 前記蓄冷パックは、
    前記冷却システムから供給される冷気を貯蔵する蓄冷物質と、
    前記蓄冷物質を内部に貯蔵するフレキシブルな材質のバックとを含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
12. 前記蓄冷物質は、
    塩化ナトリウム溶液と塩化カリウム溶液のうち何れか一方からなる、請求項１１記載の急速冷却装置。
13. 前記蓄冷物質の凍結点は−７℃乃至−２０℃に低くなることを特徴とする、請求項１２記載の急速冷却装置。
14. 前記手段は、
    回転軸が時計方向と反時計方向とに回転可能なモータと、
    前記キャビティー内に提供され、前記回転軸の回転に従って連動して回転する多孔性の振動ケースと、
    前記振動ケース内に提供され、前記振動ケース内に投入された前記容器と密着して回転しながら前記容器内に貯蔵された飲料水を急速に冷却する低温状態の前記蓄冷パックとを含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
15. 前記手段は、
    前記振動ケースの外側面を包み、丸い外周面を有した回転ガイドと、
    前記キャビティーの内部に提供され、前記回転ガイドに接触して前記振動ケースを支持し、前記回転ガイドの回転運動を案内する多数のローラとを更に含めてなる、請求項１４記載の急速冷却装置。
16. 前記振動ケースは、
    上部と前方が開放され、内部に空間を有した多孔性のボディーと、
    前記ボディーの上部と前方を開閉する振動ケースドアとを含めてなる、請求項１４記載の急速冷却装置。
17. 前記蓄冷パックはフレキシブルな状態で前記振動ケースドアの下面に提供される、請求項１６記載の急速冷却装置。
18. 前記蓄冷パックはフレキシブルな状態で前記振動ケースドアの下面と、前記ボディーの底面とにそれぞれ提供される、請求項１６記載の急速冷却装置。
19. 前記手段は、
    前記飲料水が貯蔵された容器の外面を両側で包む第１及び第２蓄冷パックと、
    前記キャビティー内に提供され、その内部に前記第１及び第２蓄冷パックが設けられるフレームと、
    前記フレームを繰り返して回転させたり、直線往復運動させる振動装置とを含めてなる、請求項１記載の急速冷却装置。
20. 前記第１及び第２蓄冷パックは前記飲料水が貯蔵された容器の外面形態に対応して自在に変形可能であるようにフレキシブルな材質からなる、請求項１９記載の急速冷却装置。
21. 前記振動装置は前記フレームの一方に結合され前記フレームを左右に回転させたり、前後に直線往復運動させるモーターからなることを特徴とする、請求項１９記載の急速冷却装置。
22. 前記フレームは、
    一面に前記第１蓄冷パックが固定され、一方に前記振動装置が連結されるベースと、
    前記第１蓄冷パックと向き合う一面に前記第２蓄冷パックが固定され、前記ベースの上側又は、下側空間で上下に移動する昇降プレートと、
    前記昇降プレートを上下に移動させる昇降装置とを含めてなる、請求項１９記載の急速冷却装置。
23. 前記昇降装置は、
    前記フレームで垂直に立てられ、前記昇降プレートを貫通するガイド部材と、
    前記昇降プレートを前記ガイド部材に沿って上下に移動させる駆動装置とを含めてなる、請求項２２記載の急速冷却装置。
24. 前記駆動装置は、
    前記フレームの一方に固定される駆動モータと、
    前記ガイド部材と平行に設けられ、前記駆動モーターにより回転するスクリューと、
    前記昇降プレートに固定され、前記スクリューと締結されるナットとを含めてなる、請求項２３記載の急速冷却装置。

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