JP2022551212A - 熱伝達装置およびそれを含む保管システム - Google Patents

Abstract

すべてのチャンバ（３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ）に対してスムーズな蒸気流路（３２０）を設けるための熱伝達装置およびシステム。該装置およびシステムは、潜在的に望ましくない液体と蒸気との間の相互作用が緩和の恩恵にあずかることができるであろう、蒸発器または凝縮器の部分として用いることができる。

Description

本発明は、熱伝達装置およびそれを組み込んだ保管システムに関する。具体的には、該本発明は、液体と蒸気との間の潜在的に好ましくない相互作用が軽減または緩和される、蒸発器または凝縮器等の熱伝達装置に関する。このことは、互いに流体的に接続されていても接続されていなくてもよい複数の液体チャンバまたは導管によって実現することができる。該液体チャンバまたは導管には、それを介して蒸気を取り除くことができ、または、膨張することができる蒸気アウトレットまたは蒸気バイパス領域が設けられている。該熱伝達装置内には、相変化を受ける物質、液体およびまたは気体が存在している可能性がある。

商用電源のコストは、歴史的に見て比較的安価なものであった。しかし、我々は、化石燃料への依存を減らして、再生可能エネルギーの利用を増やすように変わっているため、電気の該コストは増加し続ける可能性があることが予測される。該電気の増加するコストは、ソーラーシステムや他のオフグリッドシステムを設置することにより、エネルギーコストを下げるための動機を消費者に与えており、それらのシステムの多くは、例えば、太陽電池や高価な蓄電池群の設備において、非常に高価な初期設置コストが掛かる。居住環境および商用環境においては、冷却は、多くの場合、かなりの負荷要件を生じる。現在、市場には、いくつかの国のエネルギーコンプライアンス要件を満たすように電力消費を低減することを目的とする多くの異なる冷却システム構造がある。

ポータブルまたはモバイルの冷却システムは、一般的に、既存の一般家庭向けの構造および産業用の構造のスケールダウンに基づいて設計されている。該既存のポータブルシステムは、一般的に、蓄えられたエネルギーを消費のために供給するバッテリに依存している。ポータブルシステムまたはソーラーベースのシステムの場合、電力消費の低減は、かなりの便益をもたらすことが予想される。

既存の冷却システム構造の非効率性
始動ゾーン－既存のシステムの圧縮器の電源を入れるたびに、該システムを安定化させて、液体冷媒を該蒸発器に供給するのには時間が掛かる。この時間の間、該圧縮器は、電力を消費し、および有効な冷却を実行していない。サイクルレートが高ければ高いほど、すなわち、保管コンパートメント温度を維持するための一時間当たり／一日当たりのオンからオフへのサイクル動作する速度が高ければ高いほど、該圧縮器が電力を非効率的に消費する時間が多くなる。

既存のシステムは、高いサイクルレートを用いて、特に高い周囲条件におけるコンパートメント温度を維持する。このことは、ある程度の時間にわたって、コンパートメント温度を安定に保持することができないために必要である。

既存の冷却システムのデューティサイクルの実例が図１に記載されている。

鉛蓄電池－ＤＣ圧縮器を始動する場合、それらの圧縮器は、該システムが安定化するまで、大きな電流を用いる。高電流負荷は、鉛蓄電池からの利用可能なエネルギーを減らすであろう。鉛蓄電池には、負荷電流に伴って増加する内部損失がある。

熱伝達－熱伝達は、冷却プレート（蒸発器）から、冷蔵庫の保管コンパートメント内部の空気への熱伝達に依存する。空気から該蒸発器に熱エネルギーを伝達することは、本質的に非効率であり、および該保管コンパートメント温度を維持するための該蒸発器プレートと該空気との間の必要な温度差（ＴＤ）を生み出すために、該プレート上に低温を有する大きな面を必要とする。多くの場合、該蒸発器と該保管コンパートメント温度の該ＴＤは、１０～１５℃である。該圧縮器は、当該ＴＤで短時間、作動させることができるにすぎず、そうでなければ、該蒸発器に最も近い製品は、望んだよりも低い保管温度を有し始めることになる。このことは、該製品が冷蔵温度保管にしか適していない場合に、該製品を冷凍させる可能性がある。

この熱伝達により、該保管コンパートメントのすべての領域で安定した温度を維持することは困難である。このことを克服するために、いくつかのシステムは、該蒸発器と該保管コンパートメントのＴＤを縮小するという便益を有するファンを利用している。また、このことは、該保管コンパートメント全体に均一な温度をもたらすのに役に立つ可能性もある。

キャビネットホールドタイム－従来のシステムにおける保管コンパートメントの温度は、該システムの運転なしで短期間、保持することしかできない。該保持時間は、一般に、該保管コンパートメントのサイズと、断熱の密度、厚さおよび熱伝動率と、内部コンパートメント温度と外部の気温の該ＴＤとに依存する。

ポータブル冷蔵システムは、多くの場合、サイズおよび重量が重要なファクターである用途に用いられる。このことは、該断熱の該厚さおよび密度に制限をかける。また、市場もコスト重視であり、そのため、価格を低く保ち続けることも、製品設計対キャビネット効率において重要なファクターである。

これらのファクターにより、一日当たりの稼動時間は、２５～１００％に達する可能性がある。

雑音および熱－多くの事例において、ポータブルおよびモバイルの冷蔵システムは、就寝スペースに近接して設置される。該圧縮器は、一般に、夜の間、ファンが回転し続ける状態で、オンサイクル中に、かなりの量の熱および雑音を発生させるであろう。このことは、ユーザの利便性に関する限り、終夜の稼動にとって有害である。

既存システムの蒸発器設計の非効率性
従来の蒸発器システムにおいては、多くの場合、該蒸発器を通る液体および蒸気の流れにより、効率の低下に直面することが考えられる。一般に、該液体は、最も低い箇所へ流れて、アキュムレータに集められる。このような従来のシステムおよびその始動動作の実例を図２に示す。既存の蒸発器システムに関するいくつかの一般的な意見を以下に記載する。

多くのシステムは、該液体を該蒸発器の底部へ送り込み、その後、該圧縮器からの膨張する蒸気および吸気を用いて、該蒸発器の上部への結合経路を介して、液体のスラグを移動させる。このことは、該蒸発器の該底部の部分でのより多くの液体収集という結果をもたらし、そのため、有効な熱伝達面積が減少して、該コンパートメントの該底部の部分に、より冷たい温度が生成される。

一つの経路－既存の蒸発器は、該蒸発器を通る、液体と蒸気の一つの複合経路を有している。

蒸気および液体の熱伝達－液体と比較して、蒸気を介した熱伝達はかなり効率が小さい。蒸気の量が増加するにつれて、該蒸発器内では、吸収できる熱負荷は小さくなる。

液体スラグ－該液体が該蒸発器プレートに注入される際に、該液体の一部は、沸騰して蒸気になる。そして、この蒸気は膨張して、該液体を動かして該蒸発器プレートの金属面に接触させる。該圧縮器からの吸入圧力は、該蒸気を該圧縮器に向けて引き込み、そして、このことも同様に、それが該蒸発器を通って移動する際にそれとともに液体のスラグを引き込む。該蒸発器プレートの最後の部分は、該液体を捉えて、該液体が該圧縮器に達して該圧縮器を損傷させることを防ぐためのアキュムレータになるように設計することができる。

アキュムレータの液体濃度と氷の凍結－該液体は、主に該アキュムレータ内に蓄え、または、該蒸発器プレートの一つの部分は、ほとんどこの部分の周りに、調和しない氷の凍結を生じさせる。該氷は断熱材であるため、該液体に対する該熱負荷を低減する。最終的な結末は、氷層を介した熱伝達を可能にするのに必要な、より低い吸引圧力／温度である。該氷層が厚ければ厚いほど、該液体と該保管コンパートメントの該ＴＤが大きくなり、および該システムの効率が下がる。

大きな蒸発器－一般に、該保管コンパートメントの空気から大きな蒸発器プレートへの非効率的な熱伝達により、該大きなプレートが必要となる。多く場合、該蒸発器プレートは、該キャビネットに対する完全なインナーライナーを構成し、および該断熱材に結合されている。このことは、製造コストを下げるが、システム能力（効率）も下げる。これは、内部の保管コンパートメント温度が低下し、および／または外部の気温が上がった場合に明らかである。該蒸発器プレートと保管コンパートメントの空気温度の該ＴＤは、典型的には、約１０℃～１５℃である。この結果、該蒸発器の温度は、－１０℃～－１５℃になる。該蒸発器の温度が低くなればなるほど、実現される成績係数（coefficient of performance：ＣＯＰ）は低くなる。一般に、冷蔵庫の該ＣＯＰは、約１である。

液体トラップ－液体の移送を増加させるために、既存のデザインは、該蒸発器プレートを通る経路に沿って液体を捉える。多くの場合、該液体を捉えるために、小さなバイパス部分が追加される。このことには、最下箇所に流れる該液体による最小限の効果があり、沸騰する液体は、該液体を配管に沿って液体トラップの外部に押し出す、捕捉した蒸気の部分を形成する。実際には、該トラップの上部は、多くの場合、蒸気で満たされている。該液体が沸騰して蒸気になる際の該液体の急速な膨張は、該蒸気の周りの該液体を容易に移動させて、該液体を該液体トラップの外部へ押し出す。

該システム内での液体の体積－一つの解決策は、冷媒の注入を増やすことによって、該蒸発器内の該液体の体積を増加させることである。このことは、一般的に、改良された蒸発器能力をもたらすが、異なる気温条件において、該圧縮器への逆流も引き起こすであろう。これを管理するには、該システムの製造コストを増加させる、追加的なアキュムレータまたは機械的および／または電子的な制御部を要する可能性がある。追加的なアキュムレータおよび／または増加させた冷媒の注入もまた、該システムの熱的な非効率性を増加させ、および十分な速度で該蒸気を取り除いて、異なる気温での一定のコンパートメント保管条件のための所要の蒸発器温度／圧力に下げて維持する該圧縮器の能力を制限する可能性もある。

安定した保管コンパートメントの温度および勾配－冷却システムにおける該保管コンパートメント全体で安定した温度を維持することが常に課題になっている。ポータブル冷却装置は、それらのデザインにより、一般的に、該保管コンパートメントの全領域で一定の温度を維持する際の能力が不十分である。典型的には、静的な蒸発器表面積は、該保管コンパートメントの大部分への熱伝達をもたらすように大きく、そのため、保管される製品に近接して設置される。該蒸発器は、それらの非効率的な熱設計により、大きなＴＤで作動し、多くの場合、結果として、製品は、該蒸発器プレートの近くに配置された場合には、冷たくなりすぎたり、凍ったりし、また、該保管コンパートメントの中間領域および上方領域では、十分に冷たくならない。多くのモデルは、該製品を、該蒸発器プレートとの直接的な接触から離して保持するためのバスケットを組み込んでいる。該バスケットは、該製品の周辺の空気の流れも補助し、および消費者が、在庫補充またはクリーニングのために内容物を取出すための簡単な解決策も提供する。既存のデザインは、通常、安定した保管コンパートメント温度を維持するのを補助するために、高いデューティサイクルを有している。

デュアルキャビネット冷却装置－いくつかの製品は、該消費者が製品を、一つの区画に冷蔵温度で保管し（新鮮な食物）、および異なる区画に冷凍温度で保管することを可能にするデュアルコンパートメントキャビネットを提供している。これを実現するための一つの蒸発器の利用は、多くの場合、特に、該冷蔵キャビネット温度および過剰な電力使用量に関して、該システムの不十分な能力をもたらす。典型的には、温度制御に関する最も一般的で最もシンプルな方法は、該蒸発器プレートの温度を利用して、該デューティサイクルを制御することを含む。デュアルキャビネットシステムにおいて、該蒸発器は、冷凍室コンパートメント内に配設される。

本願明細書においてクレームされている対象は、何らかの欠点を解決する、または、上述したような環境においてのみ作動する実施形態に限定されない。より適切に言えば、この背景は、本願明細書に記載されているいくつかの実施形態を実施することができる例示的な技術的領域を示すためだけに記載されている。

次に、該本発明のさまざまな態様および実施形態について説明する。

発明の概要
上述したように、該本発明は、一般に、熱伝達装置およびそれを組み込んだシステムに関する。該熱伝達装置内の液体と蒸気の間の潜在的に望ましくない相互作用は、互いに流体的に接続されていても接続されていなくてもよい複数の液体チャンバまたは導管を介して緩和され、または和らげられる。該液体チャンバまたは導管には、それを介して蒸気を取り除くことができ、または、膨張することができる蒸気アウトレットまたは蒸気バイパス領域が設けられている。

本発明者等は、該熱伝達装置内の該蒸気が、該装置を介して液体を押し出すことなく、漏出できるようになっている場合に能力の向上を認識した。理論に束縛されるものではないが、効率の向上は、該熱伝達装置の全体にわたる該液体のより一様な分布によるものである可能性があると思われ、このことは、該熱伝達装置全体により安定した熱伝導速度をもたらすと思われる。

該本発明の一つの態様によれば、
第一の層および対向する第二の層と、
前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された複数の流体的に接続された液体チャンバと、
液体を前記液体チャンバに導入する液体インレットと、
前記第一の層と第二の層との間に配置され、および前記液体チャンバと連通し、および該液体チャンバから出る蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
前記蒸気回路から蒸気を取出すための蒸気アウトレットと、
を備える、熱伝達装置が提供される。

該熱伝達装置の形態は、対象とされる該保管システムによって決まることが予想される。例えば、該熱伝達装置は、湾曲していてもよく、または、プレート状であってもよい。特定の実施形態において、該熱伝達装置は、プレート、例えば、実質的に矩形状のプレートの形態になっているであろう。そのため、好ましくは、該第一の層および第二の層は、実質的に平坦な第一のプレートと、実質的に平坦な第二のプレートをそれぞれ備えている。

製造を容易にするために、該実質的に平坦な第一のプレートおよび該実質的に平坦な第二のプレートは、好ましくは、ロール圧接シート金属プレートである。この実施形態において、該複数の流体的に接続された液体チャンバ、液体インレット、蒸気回路および蒸気アウトレットの輪郭は、好ましくは、ロール圧接中に、該実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレート内に形成される。

該熱伝達装置は、該第一の層と該対向する第二の層との間に配置された、複数の流体的に接続された液体チャンバを備えている。流体的に接続された液体チャンバの数は、該熱伝達装置の該形態によって決まってくる。しかし、一般的に、該熱伝達装置は、該液体インレットと連通し、および第二の液体チャンバに流体的に接続された第一の液体チャンバを備え、該第二の液体チャンバも同様に第三の液体チャンバに流体的に接続されている。例えば、該第一の液体チャンバ、第二の液体チャンバおよび第三の液体チャンバは、該熱伝達装置上に配置することができる。好ましくは、該熱伝達装置は、該該第一の液体チャンバを該第二の液体チャンバに流体的に接続する第一の液体オーバフローと、該第二の液体チャンバを該第三の液体チャンバに流体的に接続する第二の液体オーバフローとを備えている。このようにして、該システム内の該液体は、例えば、該プレート内にアキュムレータまたは液体収集領域を含む従来の構造と比較して、該熱伝達装置内に、より一様に分散される。

該蒸気回路は、好ましくは、該複数の流体的に接続された液体チャンバに結合された複数の蒸気取り除き流路を備えている。より好ましくは、該蒸気取り除き流路は、該蒸気アウトレットと流体的に連通する周囲の蒸気流路と流体的に連通している。このことは、該システム内の液体の動きとは実質的に無関係に、該熱伝達装置内の該蒸気の動きを容易にする。具体的には、このことは、液体のスラグが、該熱伝達装置内の蒸気によって、および／または該圧縮器からの該吸引圧力と共同して、該熱伝達装置を通って押しやられることが実質的に回避できると考えられる。

特定の実施形態において、該液体チャンバのうちの一つ以上は、該液体チャンバ内に配置され、および該第一の層と該第二の層との間に延び、および該第一の層と該第二の層を接続する接続部を備えている。例えば、より大きな液体チャンバは、該液体チャンバを含む領域において、該熱伝達装置の強度を向上させることができるため、このような接続部を有することによって恩恵を受ける可能性がある。

該熱伝達装置は、該第一の層および該第二の層のうちの少なくとも一方の外側面に配置された、少なくとも一つの液体リザーバをさらに備えていてもよい。例えば、該液体リザーバは、該第一の層および該第二の層の該外側面の実質的に全体を有効に覆うタンクを備えていてもよい。特定の実施形態において、該熱伝達装置は、該第一の層および該第二の層の両方の外側面に、少なくとも一つの液体リザーバを備えている。このことが、熱伝達を補助し、および使用中のホールドタイムを増加させる（すなわち、サイクルタイムを改善する）であろうと考えられる。該液体リザーバは、その中に配置された液体および熱伝導材料を備えていてもよい。例えば、該熱伝導材料は、アルミニウムウールを含んでいてもよい。このことが、熱伝達およびサイクルタイムをさらに改善できると考えられる。

該本発明は、液体チャンバが別個になっており、および流体的に接続されていない熱伝達装置にも適用できると考えられる。

したがって、該本発明の別の態様では、
第一の層および対向する第二の層と、
前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された複数の液体チャンバと、
液体をそれぞれの液体チャンバに導入するための複数の液体インレットと、
それぞれの液体チャンバから蒸気を取り除くための複数の蒸気アウトレットと、
を備える、熱伝達装置が提供される。

該本発明の前述した態様と同様に、該第一の層および第二の層は、それぞれ、ロール圧接シート金属プレートとすることができる、実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレートを備えていてもよい。前記複数の液体チャンバ、液体インレットおよび蒸気アウトレットのための輪郭は、ロール圧接中に、前記実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレート内に形成することができる。

ここでもまた、該複数の液体チャンバは、好ましくは、該熱伝達装置上に配置される。該液体インレットおよび蒸気アウトレットは、好ましくは、該液体チャンバの上方の対向する側部に配置される。すなわち、液体は、各液体チャンバの上側に入って該チャンバに流入し、そこで該液体は沸騰する。生成された該蒸気は、該液体チャンバの該上方の対向する側部において該蒸気アウトレットから出る。このようにして、該液体と蒸気との間の相互作用が最小化され、および該蒸気の該アウトレットは、該液体チャンバ内の該液体によって有利に影響されない。さらに、該液体は、従来のシステムで見られるように、アキュムレータまたは一つの区画内に主に位置しているのではなく、該熱伝達装置全体に分散している。

ここでもまた、該熱伝達装置は、該第一の層および該第二の層のうちの少なくとも一方の外側面に配置された、少なくとも一つの液体リザーバをさらに備えていてもよい。少なくとも一つの液体リザーバは、該第一の層および該第二の層の両方の外側面に設けることができる。該液体リザーバは、その中に配置された液体および熱伝導材料を備えていてもよい。例えば、該熱伝導材料は、アルミニウムウールを含む。

該本発明の背後の概念は、「フィンおよびチューブシステム」にも適用可能である可能性があることが考えられる。フィンおよびチューブシステムは、曲がりくねった導管に液体を送り込む液体インレットを含む。該導管は、熱を交換して、蒸気アウトレットで終わる一連のフィン内で曲がりくねっている。

したがって、該本発明のさらなる態様では、
オーバフロー導管が挿入された複数の流体的に接続された液体導管と、
該複数の液体導管のうちの第一の導管に液体を導入するための少なくとも一つの液体インレットと、
該複数の流体的に接続された液体導管と連通し、および該液体導管から出る蒸気を受け入れるように適合された複数の蒸気導管と、
該複数の蒸気導管に結合され、および該複数の蒸気導管から蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
該蒸気回路から蒸気を取り除くための蒸気アウトレットと、
を備える、熱伝達装置が提供される。

該本発明のこの態様によれば、該熱伝達装置は、好ましくは、該複数の液体導管に結合された複数のフィンをさらに備えている。

該複数の液体導管は、好ましくは、該熱伝達装置上に配置される。より具体的には、該熱伝達装置は、該液体導管のうちの一つ以上のオーバフロー端部に沿っておよび／または該端部に配置された段状部を備え、該段状部は、該オーバフロー導管と連通している。

該本発明のこの態様による該熱伝達装置は、上側に配置され、および該液体導管の各々の長さに沿って離間された蒸気導管のセットを備えていてもよい。このことは、各液体導管の該長さに沿って蒸気を取り除くことを容易にするとともに、蒸気が該液体導管を介して液体を押し出す機会を有利に改善する。その点で、該液体導管は、好ましくは、該蒸気がそこで該蒸気導管内へ取り除かれる該液体導管の上方領域への該蒸気の分離を容易にするであろう直径から成る。該蒸気導管のセットの各々は、好ましくは、それぞれの蒸気回路導管と連通し、および該蒸気回路の部分を構成している。

該本発明のさらなる態様においては、
複数の液体収集部と、
前記液体収集部に液体を導入するための少なくとも一つの液体インレットと、
前記液体収集部に結合され、および該熱伝達装置を通る蒸気の動きを容易にするように適合された、複数の蒸気バイパス領域と、
前記熱伝達装置から蒸気を取り除くための少なくとも一つの蒸気アウトレットと、
を備える熱伝達装置が提供される。

該本発明のこの態様によれば、蒸気が、該熱伝達装置内で膨張すること、および該熱伝達装置内の液体と著しい相互作用を伴うことなく、該熱伝達装置を通って動くことを有利に可能にする、蒸気バイパス領域が設けられる。

該熱伝達装置は、該複数の液体収集部と、該第一の層と該第二の層との間に配置された蒸気バイパス領域とを備えた、前述したような第一の層および対向する第二の層を含んでいてもよい。

特定の実施形態においては、該液体収集部は、オーバフロー部によって互いに流体的に接続され、それにより液体は、該液体収集部のうちの第一の収集部内に集まり、その後、第二の液体収集部内へオーバフローする等である。例えば、該熱伝達装置は、連続する液体収集部の対向する端部にオーバフロー部を備えた四つ以上の液体収集部を備えていてもよい。この実施形態によれば、該蒸気バイパス領域は、好ましくは、蒸気が、該オーバフロー部を通って該蒸気アウトレットまで該液体収集部の上を通ることができるように、該液体収集部の上に配置される。

該本発明の別の態様によれば、
圧縮器と、
前記圧縮器と流体的に連通し、およびそこから液体を受け入れるように適合され、および断熱された保管コンパートメントと結合されている熱伝達装置と、
前記熱伝達装置と流体的に連通し、およびそこから出力された高圧の蒸気を液体に凝縮して、これを前記圧縮器に戻すように適合された凝縮器と、
を備え、前記熱伝達装置が、上述したような熱伝達装置である、保管システムが提供される。

例えば、第一の代替例においては、該熱伝達装置は、
第一の層および対向する第二の層と、
前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された複数の流体的に接続された液体チャンバと、
前記液体を前記凝縮器から受け入れ、および該液体を前記液体チャンバに導入するための液体インレットと、
前記第一の層と第二の層との間に配置され、および前記液体チャンバに連通し、および該液体チャンバから出る蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
前記蒸気回路から蒸気を取り除いて、これを前記凝縮器に戻すための蒸気アウトレットと、
を備えていてもよい。

別法として、第二の代替例では、該熱伝達装置は、
第一の層および対向する第二の層と、
前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された複数の液体チャンバと、
液体をそれぞれの液体チャンバに導入するための複数の液体インレットと、
蒸気をそれぞれの液体チャンバから取り除くための複数の蒸気アウトレットと、
を備えていてもよい。

さらなる第三の代替例においては、該熱伝達装置は、
オーバフロー導管が挿入された、複数の流体的に接続された液体導管と、
前記液体導管のうちの第一の導管に液体を導入するための液体インレットと、
前記複数の流体的に接続された液体導管と連通し、および該液体導管から出る蒸気を受け入れるように適合された複数の蒸気導管と、
前記複数の蒸気導管に結合され、および該複数の蒸気導管から蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
前記蒸気回路から蒸気を取り除くための蒸気アウトレットと、
を備えていてもよい。

該保管システムに含まれる該熱伝達装置は、前述の実施形態および形状構成のうちのいずれか一つ以上をさらに含んでいてもよい。

例えば、該第一および第二の代替例においては、該第一の層および第二の層は、実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレートをそれぞれ備えていてもよく、例えば、該複数の流体的に接続された液体チャンバ、液体インレット、蒸気回路および蒸気アウトレットのための輪郭を有するロール圧接シート金属プレートは、ロール圧接中に、該実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレート内に形成される。

再び、該第一の代替例において、第一の液体チャンバは、該液体インレットと連通させることができ、および同様に第三の液体チャンバに流体的に接続することができる第二の液体チャンバに流体的に接続することができる。該第一の液体チャンバ、第二の液体チャンバおよび第三の液体チャンバは、該第一の液体チャンバと該第二の液体チャンバを流体的に接続する第一の液体オーバフローと、該第二の液体チャンバと該第三の液体チャンバを流体的に接続する第二の液体オーバフローとともに、該熱伝達装置上に配置することができる。

同様に、該第一の代替例において、該蒸気回路は、該複数の流体的に接続された液体チャンバに結合された複数の蒸気取り除き流路を備えていてもよく、該蒸気取り除き流路は、該蒸気アウトレットと流体的に連通する周囲の蒸気流路と流体的に連通している。

該第二の代替例によれば、該複数の液体チャンバは、該液体インレットおよび蒸気アウトレットが該液体チャンバ上に配置された状態で、該熱伝達装置の長さ方向に配置することができる。

該第一および第二の代替例においては、該液体チャンバのうちの一つ以上は、該液体チャンバ内に配置され、および該第一の層と該第二の層との間に延び、および該第一の層と該第二の層を接続する接続部を備えていてもよい。

さらに、該第一および第二の代替例においては、少なくとも一つの液体リザーバを、該第一の層および該第二の層のうちの少なくとも一方の外側面に配置してもよく、例えば、液体リザーバは、その中に配置された液体および熱伝導材料、例えば、アルミニウムウールを備えている。

該第三の代替例において、該熱伝達装置は、好ましくは、該複数の液体導管に結合された複数のフィンを備えている。該複数の液体導管は、該熱伝達装置上に配置することができ、および該液体導管のうちの一つ以上のオーバフロー端部に沿っておよび／または該端部に配置された段状部を備えることができ、該段状部は、該オーバフロー導管と連通している。蒸気導管のセットは、上側に配置することができ、および該液体導管の各々の長さに沿って離間させることができ、該液体導管は、好ましくは、該蒸気がそこで該蒸気導管内へ取り除くことができる該液体導管の上方領域への該蒸気の分離を容易にするであろう直径から成る。前述したように、該蒸気導管のセットの各々は、それぞれの液体導管に平行に延び、および該蒸気回路の部分を構成する、それぞれの蒸気回路導管と連通することができる。

第四の代替例において、該熱伝達装置は、
複数の液体収集部と、
液体を該液体収集部に導入するための少なくとも一つの液体インレットと、
該液体収集部に結合され、および該熱伝達装置を通る蒸気の動きを容易にするように適合された、複数の蒸気バイパス領域と、
該熱伝達装置から蒸気を取り除くための少なくとも一つの蒸気アウトレットと、
を備えている。

特定の実施形態において、該熱伝達装置は、該断熱された保管コンパートメントの内側面に、または該内側面に向けて配置される。好ましくは、該熱伝達装置と、該断熱された保管コンパートメントの該内側面との間に、空隙が設けられている。他の実施形態では、該熱伝達装置は、該断熱された保管コンパートメント内の所定位置に配置されて、該断熱された保管コンパートメントを二つのサブコンパートメントに区画している。

特定の実施形態において、該保管システムは、該断熱された保管コンパートメント内の空気を循環させるためのファンをさらに備えていてもよい。このことは、該断熱された保管コンパートメントの全体で安定した温度を維持するのを補助することができ、およびコールドスポットおよびホットスポットを実質的に回避できると考えられる。

該本発明のこの態様による該保管システムの追加的な形状構成は、該本発明のこれまでの態様の上記の論考から探り出すことができる。

該本発明は、本願明細書において十分に後述し、および添付図面に図示されている形状構成および部材の組合せから成り、詳細部のさまざまな変更は、該本発明の範囲から逸脱することなく、または、該本発明の利点のいずれかを犠牲にすることなく実行できることを理解されたい。

該本発明のいくつかの実施形態のさまざまな態様をさらに明らかにするために、該本発明に関するより具体的な説明が、該添付図面に図示されている本発明の特定の実施形態を参照して与えられるであろう。それらの図面は、該本発明の典型的な実施形態を図示しているにすぎず、そのため、その範囲を限定するものとみなすべきではないことを正しく認識すべきである。

従来の冷蔵システムのデューティサイクルの実例を示す図である。 従来の蒸発器プレートを用いた始動手順を示す図である。 本発明の一つの実施形態による熱伝達装置の切開図を示す図である。 ある角度で配置した図３の該熱伝達装置の切開図を示す図である。 本発明の別の実施形態による熱伝達装置の切開図を示す図である。 本発明のさらなる実施形態による熱伝達装置の切開図を示す図である。 本発明のさらなる実施形態による熱伝達装置の切開図を示す図である。 本発明の一つの実施形態による保管システムを示す図である。 蓄熱装置を組み込んだ、断熱された保管キャビネット構造を示す図である。 蓄熱装置を組み込んだ代替的な、断熱された保管キャビネット構造を示す図である。

本願明細書においては以後、この明細書は、該好適な実施形態に従って該本発明を説明することとする。該説明を該本発明の該好適な実施形態に限定するのは、単に該本発明の論考を容易にするためであり、また、添付クレームの該範囲から逸脱することなく想像されることを理解すべきである。

図１を参照すると、前述したように、既存のシステムは、特に高い周囲条件において、高いサイクルレートを用いて、コンパートメント温度を維持している。このことは、図１に示すように、任意の長さの期間に、コンパートメント温度を安定して保持することができないために必要なことであり、該図は、サイクル１００をグラフで示している。一般に、このことは、該システムが、蒸気を液体に凝縮することを可能にするのに十分な高い圧力で、十分な蒸気を該凝縮器内へ圧縮する始動ゾーン１０２を含む。一旦、該所望の作動圧力および温度に達すると、該システムは、オンサイクル１０４で維持される。このことは、該システムが、該キャビネット内の許容可能な温度を維持しながら、その時間の間、遮断されるオフサイクル１０６を可能にする。このモードを離れた場合、該キャビネットはすぐに、許容できない内部温度に達し、その速度は、いくつかあるファクターの中でも特に外部の周囲温度に依存することは正しく認識されるであろう。したがって、許容できない保管温度に達する前に、該システムは再び、始動１０２およびオンサイクル１０４で作動する。

図２を参照すると、従来の蒸発器プレート２００を用いる始動手順が図示されている。該システムが、ステージＡに図示されているように始動すると、液体２０２は、液体インレット２０４を通って入り、該蒸発器プレート２００内に滴り流れる。該オフサイクル中に該蒸発器プレート２００に蓄えられた熱負荷により、該液体２０２のほとんどは、該アキュムレータ２０６（該蒸発器プレート２００の底部の部分）に達する前にすぐに沸騰する。

より多くの液体２０２が該蒸発器プレート２００に流入するステージＢにおいては、該液体２０２は、該空気からの熱伝導によって沸騰するよりも多くの液体が存在するため溜まり始める。そして、この液体２０２は、さらに漸次的に該蒸発器プレート２００を通る。

ステージＣにおいては、該液体２０２は、該アキュムレータ２０６を満たし始め、および吸引圧力が低下し続けて、該空気からの該熱負荷を維持する。しかし、該吸引圧力が低下すると、該ＣＯＰも低下する。該キャビネット温度が該蒸発温度に近づく際、該吸引圧力は、該熱負荷が減少するため低下し続ける。該負荷が少なくなり続けるため、該液体２０２は、該アキュムレータ２０６内に溜まり、最終的には、液体オーバフローへ溢れ出る。この液体オーバフロー２０８は、サーモスタットセンサを起動し、該圧縮器を遮断して液バックを阻止する。

該液体２０２が、該蒸発器プレート２００の該底部において該アキュムレータ２０６内に溜まる場合、そのことは、該蒸発器プレート２００の有効熱伝達面積を低減する。該液体２０２は、蒸気がそこを通って該蒸発器プレート２００から出ていく吸引ライン２０８を越える液体シールを形成するまで、該アキュムレータ２０６内に溜まり続ける。該蒸発器プレート２００の上部の該蒸気が、該蓄積された液体を押し進めると同時に、該圧縮器からの該吸引が、該吸引ライン２０８を密封している該液体を引き寄せる。このことは、該圧縮器内への液体の液バックを引き起こす可能性がある。一旦、該アキュムレータ２０６が液体２０２で溢れると該蒸気を該蒸発器プレート２００から引き出す方法はない。

より多くの気体を該システムに加えると、該システムが、より高い蒸発器温度を維持する場合の能力が増加するであろう。しかし、このことは、該アキュムレータ２０６内での液体２０２の蓄積も増加させる。該圧縮器を損傷させる液バックの潜在力により、該サーモスタットは、該キャビネットが所要の温度に達する前に、該システムを遮断する。

図３および図４を参照すると、該本発明の実施形態の熱伝達装置が図示されている。この場合、該熱伝達装置は蒸発器３００である。該切開図からは明らかではないが、該蒸発器３００は、一緒にロール圧接される、金属から成る第一の層と、金属から成る対向する第二の層とから形成されている。ロール圧接は、それらを一緒に結合するのに十分な圧力を該金属シートに印加することを含む。蒸発器の場合、該金属シートは、該蒸発器内に流体および蒸気の経路を画定し、および互いに接合しない、処理済みの領域（例えば、塗装済みの領域）を含む。該ロール圧接プロセスの後、接合されない部分を膨張させることができ、その間に、塗布されたコーティングが蒸発する。このことは、上述したように、該蒸発器内に該流体および蒸気の経路および領域を画定する該接合された金属シート間にボイドを残す。この実施形態では、壁部３０２が、該蒸発器３００内に画定されている。該壁部は、該第一の層と第二の層が互いに接合されている領域内に形成される。また、該壁部３０２は、該システム内の液体および蒸気がその中を移動することができる経路も画定している。また、該蒸発器３００の外縁部３０４は、液体インレット３０６および蒸気アウトレット３０８以外の、該第一の層と第二の層がそこで互いに接合される領域でもある。

図２に示すように、液体が、多数の離間された液体トラップを含む蛇行流路を通って、最終的にはアキュムレータ内で終わる前述の構造とは違って、該蒸発器３００は、該蒸発器３００の該第一の層と該対向する第二の層との間に配置された、複数の流体的に接続された液体チャンバを含む。この場合、三つの液体チャンバ３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃが該蒸発器３００内に含まれている。

該第一の液体チャンバ３１０ａは、第一の液体チャンバインレット３１４ａの上に配置されている該液体インレット３０６を介して該蒸発器３００に入って来る液体３１２を受け入れる。該液体インレット３０６は、該第一の液体チャンバ３１０ａ内まで延びているキャピラリー３０７を含む。該第一の液体チャンバ３１０ａが満たされると、液体３１２は、該第一の液体チャンバインレット３１４ａから出て、第一の液体オーバフロー３１６ａに流入する。該溢れ出る液体は、該第一の液体オーバフロー３１６ａに沿って進み、該第一の液体チャンバ３１０ａの該周囲の壁部の周りに設けられた第一のオーバフロー流路３１８ａ内へ移動する。

次に、該溢れ出る液体は、第二の液体チャンバインレット３１４ｂを介して、該第二の液体チャンバ３１０ｂに入る。該第二の液体チャンバ３１０ｂが満杯になると、液体３１２は、該第二の液体チャンバインレット３１４ｂから出て、第二の液体オーバフロー３１６ｂに流入する。該溢れ出る液体は、該第二の液体オーバフロー３１６ｂに沿って進み、該第二の液体チャンバ３１０ｂの該周囲の壁部の周りに設けられた第二のオーバフロー流路３１８ｂに流入する。

そして、該溢れ出る液体は、第三の液体チャンバインレット３１４ｃを介して該第三の液体チャンバ３１０ｃに入る。

例えば、図２に示すような従来の蒸発器においては、該システム内の該液体および蒸気は、同じ経路に沿って移動する。したがって、該蒸発器内で加圧されている蒸気は、該システムを通る液体のスラグを押しこみ、最終的には、該アキュムレータ内で終わる。図３および図４に示す該蒸発器３００において、蒸気回路３２０は、該蒸発器３００の該第一の層と第二の層との間に配置され、および該液体チャンバ３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃと連通し、および該液体チャンバ３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃから出ていく蒸気を受け入れるように適合されている。

より具体的には、該蒸気回路３２０は、該第一の液体チャンバ３１０ａの該第一の液体オーバフロー３１６ａに連通する第一の蒸気取り除き流路３２２ａを含む。該第一の液体オーバフロー３１６ａ内と、該第一の液体チャンバ３１０ａの該周囲の壁部の周りに設けられた該第一のオーバフロー流路３１８ａ内で形成された蒸気は、該第一の蒸気取り除き流路３２２ａ内、および該蒸気アウトレット３０８と流体的に連通する周囲の蒸気流路３２４内に流入する。

第二の蒸気取り除き流路３２２ｂは、該第二の液体チャンバ３１０ｂの該第二の液体オーバフロー３１６ｂと連通している。該第二の液体オーバフロー３１６ｂ内、および該第二の液体チャンバ３１０ｂの該周囲の壁部の周りに配置された該第二のオーバフロー流路３１８ｂ内で形成された蒸気は、該第二の蒸気取り除き流路３２２ｂおよび該周囲の蒸気流路３２４に流入する。

第三の蒸気取り除き流路３２２ｃは、該第三の液体チャンバ３１０ｃと連通している。該第三の液体チャンバ３１０ｃ内の蒸気は、該第三の蒸気取り除き流路３２２ｃおよび該周囲の蒸気流路３２４に流入する。

この構造によれば、該蒸発器３００内の該液体の流れは、該蒸発器３００内の該蒸気の流れによって著しい影響を及ぼされることはない。さらに、該蒸発器内の該液体の分布は、該蒸発器３００内に、一つ以上の蓄積領域を含むと仮定すると、従来の蒸発器プレートと比較して非常に一様である。三つの液体チャンバ３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃが図示されているが、ある特定の状況においては、二つの液体チャンバが適切である可能性があると考えられる。同様に、四つ、五つ、六つまたはそれ以上の液体チャンバも適切である可能性がある。そのため、該本発明は、図示されているような三つの液体チャンバのみに限定されない。

該第二の液体チャンバ３１０ｂおよび第三の液体チャンバ３１０ｃは、該第二の液体チャンバ３１０ｂおよび第三の液体チャンバ３１０ｃ内に設けられ、および該蒸発器３００の該第一の層と該第二の層との間に延び、およびこれらの層を接続する接続部３２６を含む。該接続部３２６は、該第二の液体チャンバ３１０ｂおよび第三の液体チャンバ３１０ｃに対して改善された強度を有利にもたらす。図示されてはいないが、該第一の液体チャンバ３１０ａも、このような接続部３２６を含んでいてもよい。

図４に示されているように、該蒸発器３００は、モバイルまたはポータブルの用途において特に有用である可能性がある。例えば、該蒸発器は、車内環境に特に適している可能性がある。図示されているように、該蒸発器３００は、最大で３０°またはそれ以上の角度まで傾かせることができ、そしてそれにも拘らず、効率的な熱伝達を実行できる。

該蒸発器３００がこのような角度まで傾斜されると、該第一の液体チャンバ３１０ａ内の液体は、該第一の液体オーバフロー３１８ａ内へより著しく溢れ出るが、該第一の蒸気取り除き流路３２２ａ内へは移送されない。同様に、該第二の液体チャンバ３１０ｂ内の液体は、該第二の液体オーバフロー３１８ｂ内へより著しく溢れ出るが、該第二の蒸気取り除き流路３２２ｂ内へは移送されない。該第三の液体チャンバ３１０ｃ内の液体は、該蒸発器３００が傾いている側に、より多く配置されるが、該液体が該第三の蒸気取り除き流路３２２ｃ内へ溢れ出るほどではない。

該蒸発器３００内の該液体フローに加えて、該三つの液体チャンバ３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃ内の蒸気は、それでもそれぞれ該第一の蒸気取り除き流路３２２ａ、第二の蒸気取り除き流路３２２ｂおよび第三の蒸気取り除き流路３２２ｃ内へ漏出することができる。該蒸発器３００内の蒸気は、該蒸発器３００内の液体により、該蒸気アウトレット３０８から出ることを妨げられない。また、該蒸発器３００内の液体は、依然として、該蒸発器３００の全域に比較的良好に分散されている。

図５を参照すると、該熱伝達装置５００の代替的な実施形態が図示されている。この実施形態においては、複数の液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄが該熱伝達装置５００上に配置されている。該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの各々は、それぞれの液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄに液体を導入するための液体インレット５０２と、それぞれの液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄから蒸気を取り除くための蒸気アウトレット５０４とを有している。該複数の液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄ、液体インレット５０２および蒸気アウトレット５０４の輪郭は、ロール圧接中に形成することができる。

図示されているように、該液体インレット５０２は、該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの上方左角部に配置され、また、該蒸気アウトレット５０４は、該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの上方左角部に配置されている。液体が、該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄ内に入る場合、該液体は、該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの下方部に流入し、そこで沸騰する。生成された蒸気は、該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの上方の対向する側において該蒸気アウトレット５０４から出る。

該液体が該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの該下方部にある場合、蒸気との相互作用は最小限になっている。さらに、該熱伝達装置５００内の該蒸気は、該熱伝達装置５００を通る該液体を押し込まず、および該液体は、該蒸気アウトレット５０４にぶつからない。

該熱伝達装置５００上の該液体チャンバ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの位置には、該装置のアキュムレータ内に集められるのとは対照的に、該熱伝達装置５００の全域に該液体をより均一に分散させるという追加的な利点がある。図示されている蒸気流出口は、液体を上方および該蒸気アウトレット内へ動かす急激に膨張する蒸気により、液バックし易い可能性があることに留意されたい。その場合、該圧縮器の吸引は、該蒸気経路から該液体を不利に引っ張って、液バックを引き起こす可能性がある。該蒸気アウトレットの周りの構造および領域には、このような問題に対処するために、図示されているものとは異なる構造を設けてもよい。

図６を参照すると、フィンおよびチューブタイプの熱伝達装置６００が図示されている。この実施形態では、該熱伝達装置６００は、オーバフロー導管６０４が挿入された、複数の流体的に接続された液体導管６０２を備えている。液体インレット６０６は、該液体導管６０２ａのうちの第一のものに液体を導入するために設けられている。該複数の液体導管６０２は、該熱伝達装置６００上に配置され、および該液体導管６０２のうちの一つ以上のオーバフロー端部に沿って、および／または該オーバフロー端部に配置された段状部６０７に結合されている。該段状部６０７は、該液体導管６０２が満たされている場合に、液体が、該段状部６０７から溢れ出て、該オーバフロー導管６０４およびその後に続く液体導管６０２に入るように、該オーバフロー導管６０４と連通している。

複数の蒸気導管６０８は、該複数の流体的に接続された液体導管６０２と連通し、および該液体導管６０２から出る蒸気を受け入れるように適合されている。多数の該蒸気導管６０８が上側に配置され、および該液体導管６０２の各々の該長さに沿って離間されており、それにより、各液体導管６０２の該長さに沿った蒸気の取り除きが容易になる。該液体導管６０２は、蒸気をそこで該蒸気導管６０８内へ取り除くことができる、該液体導管６０２の上方領域への該蒸気の分離を容易にする直径から成る。該蒸気導管６０８は、蒸気回路６１２の部分を構成するそれぞれの蒸気回路導管６１０と連通している。該蒸気回路６１２は、該蒸気回路６１２から蒸気を取出すための蒸気アウトレット６１４と連通している。

該熱伝達装置６００は、該複数の液体導管６０２に結合された複数のフィン６１６をさらに備えている。該フィン６１６は、熱伝達に利用可能な表面積を有利に増加させる。

次に図７を見ると、前述したような独立した蒸気回路とは対照的に、複数の蒸気バイパス領域７０２を含む熱伝達装置７００が図示されている。この実施形態では、該蒸気バイパス領域７０２は、蒸気回路を有効に構成している。

該熱伝達装置７００は、複数の液体収集部７０４と、該液体収集部７０４に液体を導入するための液体インレット７０６と、該熱伝達装置７００から蒸気を取り除くための蒸気アウトレット７０８とを含む。該液体収集部７０４の各々は、オーバフロー部７１０により、互いに流体的に接続されている。該オーバフロー部７１０は、連続する液体収集部７０４上に配置されている。該図から正しく認識されるように、該オーバフロー部７１０もまた、該熱伝達装置７００内の液体との著しい相互作用を伴うことなく、蒸気の流れを容易にする直径から成る。

図８を参照すると、保管システム８００が図示されている。該保管システムは、導管８０４を介して、前述したような蒸発器３００の形態で、熱伝達装置と流体的に連通している圧縮器８０２を含む。該蒸発器３００は、断熱された保管コンパートメント８０６の内側壁のライニング内に収容され、または、該ライニングを構成している。該導管８０４は、（前述したように）該蒸発器３００に対する該液体インレットと流体的に連通している。

該圧縮器８０２内の蒸気は圧縮されて、熱い高圧蒸気として該圧縮器８０２から放出され、凝縮器８１０へ押し出される。次に、該熱い高圧蒸気は、冷却されて液体に凝縮される。次いで、該液体は、計測装置またはキャピラリー８０８を介して送り込まれる。該液体が該計測装置またはキャピラリー８０８を通過する際に、該圧力が低下し、該液体は該蒸発器３００に入る。次いで、該液体が該キャビネットから熱エネルギーを吸収する際に、低圧の液体が沸騰して蒸気になる。そして、該蒸気は、該圧縮器８０２へ引き戻される。

図９を見ると、該保管システム９００の内部の形態は、特に限定されていない。効率を最大限にするために、暖かい保管コンパートメント空気を、該断熱された保管コンパートメント９０４の上部９０２から引き込むことができ、および熱伝達装置３００の周りで循環させることができる。次いで、熱負荷を該製品から取り除くために、ファン９０６によって、冷たい空気が該断熱された保管コンパートメント９０４の中間部に向けられる。該熱伝達装置３００と該キャビネット壁部との間で、より暖かいコンパートメント温度で満たされている空隙９０８を維持することで、該保管システム９００の外部の周囲空気からの熱伝導係数を低減することができる。しかし、この熱負荷は小さく、該周囲温度が増加して、バッテリ内の限定されたエネルギーを考慮した場合、結局、かなりのエネルギー損失になる可能性がある。

この図において、該熱伝達装置３００は、該熱伝達装置３００のいずれかの側に、液体リザーバ９１０および９１２を含み、該液体リザーバ９１２は、内部に熱伝導材料を含んでいる。

図１０を参照すると、該キャビネット１００４の内部領域に空気を直接、網状に供給して、均一なキャビネット温度を最大化するために、導管部１００２を該断熱された保管キャビネット１００４内のバスケットに組み込むことができる。また、ファンの必要性を低減する熱伝達システムを提供するために、該バスケットは、液体で満たされた中空チュービングから形成することもできる。

この明細書全体を通して、別段のことわりのない限り、「備える（comprise）」という用語、または、「備える（comprises）」または「備えている（comprising）」等の変形は、記述されているステップまたは要素または整数またはステップまたは要素または整数の群の包含を意味するように、しかし、他の任意のステップまたは要素または整数、または、ステップ、要素または整数の群の排除は含まないように理解されるであろう。したがって、この明細書の文脈において、「備えている（comprising）」という用語は包含的な意味で用いられており、したがって、「原則として含んでいるが、単独である必要はない」という意味で理解すべきである。

別段のことわりのない限り、または、具体的に逆に述べられていない限り、単数の整数、ステップまたは要素として本願明細書において挙げられている該本発明に関する整数、ステップまたは要素は、単数形および複数形の両方の該挙げられている整数、ステップまたは要素を明確に包含する。

上記の説明が、該本発明の例示によって与えられていること、および当業者には明白であろう、該本発明に対するこのようなすべての変更例および変形例は、本願明細書に記載されているような該本発明の広い範囲および領域内に含まれると見なされることは正しく認識されるであろう。

商用電源のコストは、歴史的に見て比較的安価なものであった。しかし、我々は、化石燃料への依存を減らして、再生可能エネルギーの利用を増やすように変わっているため、電気の該コストは増加し続ける可能性があることが予測される。該電気の増加するコストは、ソーラーシステムや他のオフグリッドシステムを設置することにより、エネルギーコストを下げるための動機を消費者に与えており、それらのシステムの多くは、例えば、太陽電池や高価な蓄電池群の設備において、非常に高価な初期設置コストが掛かる。居住環境および商用環境においては、冷蔵庫および冷凍庫および/または空調装置などの使用を含む冷却は、多くの場合、かなりの負荷要件を生じる。現在、市場には、いくつかの国のエネルギーコンプライアンス要件を満たすように電力消費を低減することを目的とする多くの異なる冷却システム構造がある。

該本発明の別の態様によれば、
圧縮器と、
前記圧縮器と流体的に連通し、およびそこから出力された高圧の蒸気を液体に凝縮する
ように適合されている凝縮器と、
前記凝縮器と流体的に連通し、およびそこから液体を受け入れるように適合され、および断熱された保管コンパートメントと結合されている熱伝達装置と、
を備え、前記熱伝達装置が、上述したような熱伝達装置である、保管システムが提供される。

Claims (40)

1. 第一の層および対向する第二の層と、
   前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された、複数の流体的に接続された液体チャンバと、
   液体を前記液体チャンバに導入する液体インレットと、
   前記第一の層と第二の層との間に配置され、および前記液体チャンバと連通し、および該液体チャンバから出る蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
   前記蒸気回路から蒸気を取出すための蒸気アウトレットと、
   を備える、熱伝達装置。
2. 前記第一の層および第二の層は、実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレートをそれぞれ備える、請求項１に記載の熱伝達装置。
3. 前記実質的に平坦な第一のプレートおよび前記実質的に平坦な第二のプレートは、ロール圧接シート金属プレートである、請求項２に記載の熱伝達装置。
4. 前記複数の流体的に接続された液体チャンバ、液体インレット、蒸気回路および蒸気アウトレットのための輪郭は、ロール圧接中に、前記実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレート内に形成される、請求項３に記載の熱伝達装置。
5. 第一の液体チャンバが前記液体インレットに連通し、および第三の液体チャンバに同様に流体的に接続される第二の液体チャンバに流体的に接続される、請求項１～４の何れか一項に記載の熱伝達装置。
6. 前記第一の液体チャンバ、第二の液体チャンバおよび第三の液体チャンバは、前記熱伝達装置上に配置される、請求項５に記載の熱伝達装置。
7. 前記第一の液体チャンバを前記第二の液体チャンバに流体的に接続する第一の液体オーバフローと、前記第二の液体チャンバを前記第三の液体チャンバに流体的に接続する第二の液体オーバフローとを備える、請求項６に記載の熱伝達装置。
8. 前記蒸気回路は、前記複数の流体的に接続された液体チャンバに結合された複数の蒸気取り除き流路を備える、請求項１～７の何れか一項に記載の熱伝達装置。
9. 前記蒸気取り除き流路は、前記蒸気アウトレットと流体的に連通する周囲の蒸気流路と流体的に連通する、請求項８に記載の熱伝達装置。
10. 前記液体チャンバのうちの一つ以上は、該液体チャンバ内に配置され、および前記第一の層と前記第二の層との間に延び、および該第一の層と該第二の層を接続する接続部を備える、請求項１～９の何れか一項に記載の熱伝達装置。
11. 前記第一の層および前記第二の層のうちの少なくとも一方の外側面に配置された、少なくとも一つの液体リザーバをさらに備える、請求項１～１０の何れか一項に記載の熱伝達装置。
12. 前記第一の層および前記第二の層の両方の外側面に、少なくとも一つの液体リザーバを備える、請求項１１に記載の熱伝達装置。
13. 前記液体リザーバは、その中に配置された液体および熱伝導材料を備える、請求項１１または１２に記載の熱伝達装置。
14. 熱伝導材料は、アルミニウムウール、切りくずまたは削りくずを含む、請求項１１～１３の何れか一項に記載の熱伝達装置。
15. 第一の層および対向する第二の層と、
    前記第一の層と前記対向する第二の層との間に配置された複数の液体チャンバと、
    液体をそれぞれの液体チャンバに導入するための複数の液体インレットと、
    それぞれの液体チャンバから蒸気を取り除くための複数の蒸気アウトレットと、
    を備える、熱伝達装置。
16. 前記第一の層および第二の層は、実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレートをそれぞれ備える、請求項１５に記載の熱伝達装置。
17. 前記実質的に平坦な第一のプレートおよび前記実質的に平坦な第二のプレートは、ロール圧接シート金属プレートである、請求項１６に記載の熱伝達装置。
18. 前記複数の液体チャンバ、液体インレットおよび蒸気アウトレットのための輪郭は、ロール圧接中に、前記実質的に平坦な第一のプレートおよび実質的に平坦な第二のプレート内に形成される、請求項１７に記載の熱伝達装置。
19. 前記複数の液体チャンバは、前記熱伝達装置上に配置される、請求項１５～１８の何れか一項に記載の熱伝達装置。
20. 前記液体インレットおよび蒸気アウトレットは、前記液体チャンバの上方の対向する側部に配置される、請求項１５～１９の何れか一項に記載の熱伝達装置。
21. 前記第一の層および前記第二の層のうちの少なくとも一方の外側面に配置された、少なくとも一つの液体リザーバをさらに備える、請求項１５～２０の何れか一項に記載の熱伝達装置。
22. 前記第一の層および前記第二の層の両方の外側面に、少なくとも一つの液体リザーバを備える、請求項２１に記載の熱伝達装置。
23. 前記液体リザーバは、その中に配置された液体および熱伝導材料を備える、請求項２１または２２に記載の熱伝達装置。
24. 熱伝導材料は、アルミニウムウール、切りくずまたは削りくずを含む、請求項２１～２３の何れか一項に記載の熱伝達装置。
25. オーバフロー導管が挿入された複数の流体的に接続された液体導管と、
    前記液体導管のうちの第一の導管に液体を導入するための少なくとも一つの液体インレットと、
    前記複数の流体的に接続された液体導管に連通し、および前記液体導管から出る蒸気を受け入れるように適合された、複数の蒸気導管と、
    前記複数の蒸気導管に結合され、および前記複数の蒸気導管から蒸気を受け入れるように適合された蒸気回路と、
    前記蒸気回路から蒸気を取り除くための蒸気アウトレットと、
    を備える熱伝達装置。
26. 前記複数の液体導管に結合された複数のフィンをさらに備える、請求項２５に記載の熱伝達装置。
27. 前記複数の液体導管は、前記熱伝達装置の上に配置される、請求項２５または２６に記載の熱伝達装置。
28. 前記液体導管のうちの一つ以上のオーバフロー端部に沿っておよび／または該オーバフロー端部に配置された段状部を備え、前記段状部が前記オーバフロー導管と連通している、請求項２７に記載の熱伝達装置。
29. 上側に配置され、および前記液体導管の各々の長さに沿って離間された蒸気導管のセットを備える、請求項２５～２８の何れか一項に記載の熱伝達装置。
30. 前記蒸気導管のセットの各々は、前記蒸気回路の部分を構成するそれぞれの蒸気回路導管に連通する、請求項２９に記載の熱伝達装置。
31. 複数の液体収集部と、
    前記液体収集部に液体を導入するための少なくとも一つの液体インレットと、
    前記液体収集部に結合され、および熱伝達装置を通る蒸気の動きを容易にするように適合された、複数の蒸気バイパス領域と、
    前記熱伝達装置から蒸気を取り除くための蒸気アウトレットと、を備える、熱伝達装置。
32. 前記熱伝達装置が、前記複数の液体収集部と蒸気バイパス領域とが、第一の層と第二の層との間に配置された状態で該第一の層および対向する該第二の層を備える、請求項３１に記載の熱伝達装置。
33. 前記液体収集部は、オーバフロー部によって互いに流体的に接続される、請求項３１または３２に記載の熱伝達装置。
34. 連続する液体収集部の対向端部にオーバフロー部を有する四つ以上の液体収集部を備える、請求項３１～３３の何れか一項に記載の熱伝達装置。
35. この実施形態に従って、前記蒸気バイパス領域が、好ましくは、蒸気が、前記液体収集部の上を通り、オーバフロー部を通って、前記蒸気アウトレットまで通ることができるように、前記液体収集部の上に配置される、請求項３１～３４の何れか一項に記載の熱伝達装置。
36. 圧縮器と、
    前記圧縮器と流体的に連通し、およびそこから液体を受け入れるように適合され、および断熱された保管コンパートメントと結合されている熱伝達装置と、
    前記熱伝達装置と流体的に連通し、およびそこから出力された高圧の蒸気を液体に凝縮した後、これを前記圧縮器に戻すように適合された凝縮器と、
    を備え、前記熱伝達装置は、請求項１～３０の何れか一項に記載の熱伝達装置である、保管システム。
37. 前記熱伝達装置は、前記断熱された保管コンパートメントの内側面に、または該内側面に向かって配置される、請求項３２に記載の保管システム。
38. 空隙が、前記熱伝達装置と、前記断熱された保管コンパートメントの前記内側面との間に設けられる、請求項３３に記載の保管システム。
39. 前記熱伝達装置は、前記断熱された保管コンパートメント内の所定位置に配置されて、該断熱された保管コンパートメントを二つのサブコンパートメントに区画している、請求項３２～３４の何れか一項に記載の保管システム。
40. 前記断熱された保管コンパートメント内で空気を循環させるためのファンをさらに備える、請求項３２～３５の何れか一項に記載の保管システム。

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