JP4065430B2 - 熱交換器 - Google Patents

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Description

本発明は、蒸発及び吸着の方法によって液体を冷却する熱交換器に関する。この冷却方法の原理は、液体の蒸気のポンピングによって維持されている減圧の影響下で、液体を蒸発させることから成る。
本発明による熱交換器は、冷却ディップチューブ形状の容器での使用又は自己冷却飲料容器への組み込みを意図されたものである。従って本発明の目的は、いつでもどこでも理想的な温度で飲料を飲めるようにすることにある。
蒸発及び吸着による冷却方法は公知であり、従来技術の多くの研究計画の対象となっている。提案されてきた多くの装置は、特に自己冷却飲料容器で利用するため、蒸発させる液体を収容した熱交換器と吸着剤を収容した貯蔵器とを組み合わせている。
図1に図示されている特許文献1は、平らな長方形型の熱交換器16から構成された自己冷却容器構成10(缶の形で示されている)を開示し、この熱交換器16は、冷却される飲料に浸かり吸着装置22に結合されている。この特許は基本的な方式を記載しているが、使い捨て容器への利用に関する経済的な制約を考慮したこの装置の実現手段は特定されていない。
更に、図2に図示されている、同一の発明者の国際特許出願の特許文献2及び特許文献3が、円筒U字型交換器30を有する自己冷却飲料容器10を開示している。これらの特許出願は、交換器30の幾可学的形状と共に、飲料缶の高速工業生産の工業上の制約と両立できるこの装置の製造方法及びアセンブリも特定している。
しかし、開示されている通りの交換器30には幾つか欠点がある。実際、蒸発器と冷却される飲料との間での熱交換の有効性は、飲料の冷却速度を調整するものであるが、主に交換器の幾可学的形状に依存している。十分な冷却有効性を得るために、これらの特許出願は、交換器30の寸法を缶に挿入可能な限りの最大の寸法まで、即ち、高さ100mmに対し直径50mmまで大きくすることを提案している。結果として交換器の体積は、飲用飲料の体積300mlに対し80mlであり、この体積は25%を上回る。
上述の国際出願に開示されている装置の別の欠点は、この交換器30の製作に必要な金属の量に関し、従って交換器30のコストに関する。特に、吸着蒸発による冷却方法の実施のため交換器に収容された蒸発する水は交換器内に真空状態で保持されなければならず、交換器30の内部と外部との圧力差のため、交換器の壁を構成する金属はかなりの厚さを必要とする。
更に、別の欠点は、これらの国際出願に開示されている交換器30の特定の幾可学的形状に関連し、この装置の操作中に液体が液体自身の蒸気に飛沫同伴しないように冷却液体を交換器内に固定するべくゲルを使用するための要求事項にある。
更にフランス国特許第2011939号より、加圧された液体フロンなどの流体を収容した円錐形状の熱交換器を備えた飲料パッケージのための自己冷却装置が公知である。気体の圧力を外圧まで解放することは、この熱交換器と接触している飲料の冷却を促す。加圧された気体の断熱膨張は有意の温度効果を導き、冷却される飲料との接触面積が減少されているにもかかわらず飲料の有効な冷却を可能とする。しかしながら、この冷却方法は工業生産技術と適合せず、加圧された気体は取り扱いが困難である。この方法は大気への気体の放出を減少させる目的の特定の環境保護基準に反するものでもある。
本発明の目的は従来技術の欠点を解決することである。
このため、本発明は、幾可学的形状及びレイアウトが減圧での冷却液体の蒸発の原理に基づいて飲料の冷却速度を高められる熱交換器を提供する。従って、交換器の幾可学的形状は、確実に高速冷却するため飲料に実質的な対流流れを確立することが有利である。その上、この幾可学的形状により、交換器の占有空間は最小でも確実に飲料との熱交換表面を最大にできる。
本発明の別の目的は、一般に、減圧の影響下での蒸発による冷却の原理を、本発明による熱交換器を用いて液体を冷却する任意の装置、例えば、冷却される飲料を収容している容器のディップチューブとして使用される装置に適用することである。
本発明はポンプ手段により維持される減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞を備えた液体冷却用熱交換器に関する。空洞は、少なくとも第1の壁と、第2の壁とを備える。第1の壁は冷却される液体に接触している。第1の壁はほぼ円錐形状をなす結果、第1の壁の断面の表面積が基部から上部に向かって減少している。第2の壁は円錐形状の基部を形成し交換器の空洞をポンプ手段に結合するための手段と一体化している。
1つの特性によると、空洞の第1の壁が畝状部を備えた構造を有する。
1つの特徴によると、空洞の第1の壁の畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が空洞内部でゼロである。
実施形態の特徴によると、空洞の第1の壁が、表面積が一定の断面を備えているか、第1の壁の断面の表面積が基部から上部に向かって徐々に減少する。
1つの特徴によると、前記円錐形の空洞が、丸みをおびているか、平らであるような上部を有している。
1つの特性によると、空洞の体積が、空洞を囲む回転の表面により範囲が定められた体積の2/3未満である。
1つの特性によると、空洞が冷却液体と液体の蒸気とを大気圧未満の圧力で収容している。
有利な特性によると、空洞の内壁が親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われている。
1つの特性によると、冷却液体が、水及び/又は水より飽和蒸気圧の高い添加物を含有した水である。
1つの実施形態によると、空洞が液体‐ガス状態分離装置を収容している。
1つの特性によると、少なくとも空洞の第1の壁が伝熱材料で作られている。
実施形態によると、連結されたポンプ手段は、吸着性の空気真空パックされた材料からなる手段、機械的な真空ポンプ、極低温の真空ポンプの中から選択されている。
本発明は更に自己冷却飲料容器にも関し、この自己冷却飲料容器は、飲用飲料を収容した第1の空洞と、第1と接触し冷却液体及びその蒸気を収容した熱交換器を形成している第2の空洞と、蒸気の吸着によってポンプの作用をするための手段を収容した第3の空洞と、第2及び第3の空洞を結合するための手段とを具備しており、第2の空洞が本発明による熱交換器で構成されている。
1つの特性によると、第2の空洞の円錐形状の頂点が下方に向けられている結果、冷却液体の蒸気の吸着の間に第1の空洞内の円錐の軸に少なくとも1つの対流流れが生成され
る。
1つの特性によると、第2の空洞の体積と表面積の比率が最大でも第1の空洞の体積と表面積の比率の1/2未満である。
1つの実施形態によると、熱交換器の空洞の第1の壁が、第1の空洞に収容されている飲料と接触している。
別の実施形態によると、熱交換器の空洞の前記第1の壁が第1の空洞の壁に隣接している。
1つの特性によると、熱交換器の空洞の第2の壁が第3の空洞の壁を構成しており第2及び第3の空洞との連通手段と一体化されている。
本発明は更に、冷却される飲料に浸かっているディップチューブに関する。ディップチューブは請求項1〜13のいずれか1項に記載の熱交換器で構成されている。容器に収容されている飲料を冷却する装置にも関する。
実施形態によると、交換器がポンプ手段に管により連結されているか、交換器がポンプ手段と一体化しており、交換器の空洞の第2の壁がポンプ手段と一体化されている。
本発明の特定の特徴及び利点は制限ではなく図示の目的で図を参照して与えられる以下の説明で明らかになる。
本発明による熱交換器には、ポンプ手段により維持されている減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞2がある。熱交換器は冷却される飲料に浸かるよう意図されている。従って、本発明による熱交換器に不可欠なのは、少なくとも第1の壁21が冷却される飲料に接触しており、少なくとも第2の壁22がポンプ手段31との連通手段30と一体化していることである。
図3A〜3D に図示されるように、本発明に必須の特性によれば、冷却される液体と
接触している空洞2の壁21はほぼ円錐形状をなし、そのため壁21の断面の表面積は基部から上部に向かって減少している。実際に空洞2のこの特定の幾可学的形状は、高速冷却を確実にすべく飲料が実質的に対流として流れさせるために有利である。空洞の形状全体が円錐形をなす、より詳細には、空洞断面の表面積が基部から上部に向かって徐々に減少していることは重要である。しかし、交換器の断面の表面積が変わらないままの断面も、交換器の高さの一部については満足な操作を損なうことなく任意に実現可能である。この定義が適用される円錐形状は、幾つかの可能な構成を前提とすることができ、尖端を有した円錐(3B)や半球形の円筒(3D)に関するものであってもよい。
図4A〜図4Dは、本発明による空洞2を上から視認した断面図であり、これらの図に図示された実施形態は同様に図3A〜図3Dに示された実施形態と好適に組み合わせ可能である。
図4A〜図4Dに示されるように、本発明の有利な特性によれば、冷却される飲料に接している熱交換器の空洞2の壁21は、交換器と飲料との間の熱交換表面積を増加させるため畝状部を有した構造をとりうる。図4Cは、第1の壁21に畝状部がない場合の実施形態を図示する。
図4Bに図示されている特定の実施形態によれば、空洞2に羽根23を作るよう、第1の壁21の畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が空洞2内部でゼロである。
従って、交換器の第1の壁21は、回転の内と外の2つの表面(図3A〜図3Dのiと
eを参照)の間に含まれると定義されてよく、円錐の基部即ち接合線で交換器の第2の壁22と結合しており、第2の壁22はポンプ手段31との連通手段30と一体化している。これらの表面iとeは、円錐、円筒、トロイド、球、又は、例えば図面により実現された任意の他のより複雑な面のアセンブリにより構成されることが有効である。更に円錐の頂点24は、実質的に前述した回転の面の軸上に位置する、基部22から最も離れた壁21の先端部として定義される。
本発明による交換器の円錐21の頂点24は、熱交換の有効性を損なわずに丸みをつけられていてよい。このように丸みをつける理由は、この交換器を収容している空の容器が押しつぶされた場合のあらゆる事故を回避したいからである。
本発明による熱交換器のこの幾可学的形状により得られる利点は多い。操作中、本発明による交換器は円錐の頂点を下方に向けられる。熱交換表面積は、既知の交換器の表面積より小さいが、「逆流導管」効果と呼ばれるものにより円錐の回転の軸に生成された規約流れの加速により多くは補償され、それにより交換器の壁に接触している冷却された水脈の全てが円錐の軸に向かって流れる。この生成された冷たい液体の柱は、圧力勾配を補強し、交換器の表面により減速されることなく「逆流導管」効果により生じる冷たい対流流れを生成する。従って、交換表面積が約100cmであっても、交換表面積が300cmを上回る平らな幾可学的形状の既知の交換器の性能と同等の性能を達成することができる。この幾可学的形状によって、本発明による交換器は、軸方向でない二次的な対流流れのセルを形成するのではなく、強力な軸方向の対流流れを確立できる。
畝状部を備えた円錐構造は、制限された占有空間、特に制限された高さにおいて有意の熱交換表面積を得ることを可能にするため、密閉された飲料容器に有利に適用できる。例えば、畝状部を備えた円錐交換器の高さは、冷却される飲料を収容した容器の高さの半分未満まで制限されることも可能である。
本発明による交換器の幾可学的形状の典型的な値は、限定的な特性ではなく単に実施形態の例として下記のように与えられる。
交換表面積=100cm
内部の体積=40cm
占有空間=60cm(交換器の外囲容器の回転の表面により定義される)
高さ=5cm
交換器の空洞は伝熱材料、例えば鋼やアルミニウムなどで構成されている。本発明による交換器の表面積が小さくなるに従い、交換器の製造に必要な金属の量は低減し、これにより交換器のコストも低減する。
更に、この構造によって、冷却される飲料により交換器の空洞にかけられる外圧に対する優れた抵抗力が備えられる。従って空洞を構成する金属は薄くてよい。具体的には、厚さは約0.2mm〜約0.4mmで十分である。
交換器の空洞に入っている冷却液体は水でよいが、飽和蒸気圧の高いメタノールなどの添加物を含有した水が望ましく、この飽和蒸気圧は、冷却液体の沸騰をより速やかに引き起こすことや、ポンピングプロセスの始めには突沸する恐れのある液滴の噴出を低減することを可能にする。
有利な特徴によると、液体は空洞の一部分だけ、例えば半分だけを満たしている。
本発明の別の特徴によると、交換器の空洞には冷却液体及び前記液体の蒸気のみが入っており、即ち、液体は空洞に導入される前に予めガス抜きされている。このガス抜きは、特に、大気圧での沸騰により実行可能で、数100Pa(1ミリバール)までの圧力の低
下による沸騰が続く。その後で冷却液体は交換器の空洞に空気真空状態で配置される。言い換えると、冷却液体の蒸気以外のガスの交換器内での分圧は、ポンプ手段に結合される前は、100Pa(mb)以下である。この特徴により、空洞に収容されている場合がある吸着しないガスとの蒸発反応を制限しないようにすることで蒸発の良好な速度を確保できる。
別の有利な特徴によると、交換器の空洞2の内壁は親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われ、この材料は、例えばセルロース、織物、ポリマーなどである。この多孔質層は例えば接着されてよい。従って熱交換壁21の内表面はぬれており、これによってより良好な蒸発が促進され従って交換表面のより良好な冷却が促進される。多孔質層を介して前記液体の蒸気を逃がしている間も依然として、交換器の金属に接触している冷却液体の蒸発が促進されるよう、間隔の空いた網状の織物が使用されることが望ましい。従って、多孔質層に耐熱性は不要である。
図5に図示されている実施の方法によると、交換器の空洞2は液体‐ガス分離装置50を内蔵可能である。この実施形態は、本発明による交換器を構成している空洞2の特定の幾可学的形状により可能である。実際に、ポンプ手段31との連通手段30を一体化している第2の壁22に精密に接近した円錐の基部の体積を大きくすることができる。従って、交換器自体の内側で液体‐ガス分離装置50を上記の連通手段30の開口部の近くに配置することが可能になる。この装置は後述されるが、従来技術により既知の幾可学的形状の交換器では容易に実施できない。本発明による交換器に配置された状態分離装置50が占有する体積は20cm未満である。
この液体‐ガス状態分離器50により、ポンピングされた冷却液体の蒸気の分子をこの液体の蒸気に飛沫同伴された液滴から分離することが可能になる。実際に、蒸発によって実施される冷却の物理的原理によれば、冷却液体は減圧の影響下で蒸発し、この減圧は真空の解消により引き起こされ前記液体の蒸気のポンピングにより維持されている。ポンピング力により液滴がポンプ31へと飛沫同伴される恐れがあり、そのためポンプ31の満足のいく操作を損なう恐れがある。従って、冷却液体の蒸気がポンピングされるようにし液滴は熱交換器の空洞2へと戻す液体‐ガス状態分離器50を備える必要がある。
この状態分離器には、少なくとも1つの壁を有する蒸気デフレクタがあり、この壁は、蒸気の流れの方向の急な変化を1回以上強制するバッフル51を形成する。蒸気分子の自由行程長さはマイクロメートルオーダーと非常に短く、これは、きわめて高速で方向を変えられることを意味する。他方では、液滴の量は、液滴の慣性により飛沫同伴され従ってガス状の流れから分離される量である。この機構は、蒸気の流れを大幅に減速することなく液体‐ガス分離を行えるので大きい体積を占有する必要はなく、有利である。
更に状態分離装置には、補助的に、ガス状の蒸気の流れから分離された液滴を蒸発器の空洞2の底部へと戻すことを可能にする液滴収集器60がある。収集器60には、液滴のための漏斗と少なくとも1つの流管とがある。漏斗が蒸気デフレクタのバッフル51の形成に寄与できることは有利である。
有利な実施形態によると、蒸気デフレクタ51がポンプ手段31との連通手段30の周囲に配置されていることは有利であり、液滴収集器60の漏斗は立体角を規定しており、この立体角には上記の連通手段30と蒸気デフレクタ51とが含まれる。
収集器60からの液滴の流管の長さは、この流管を通る液滴の噴出を回避するためバッフル51内の蒸気の圧力水頭の損失以上であることが望ましい。この圧力水頭の損失が水の体積の高さにより測定されることは有利である。例えば、蒸気Vの圧力水頭の損失を1
00Pa(1mb、水柱高さの1cmに対応する)とみなした場合、管は少なくとも1cmの長さとなる。
有利な特徴によると、更に状態分離装置には直接的な液滴の噴出に対する保護手段55があり、この保護手段55は蒸気デフレクタ51を補助する。これらの保護手段55は、特に吸着反応の始動中にポンプ手段31が直接的に汚染されないよう、連通手段30に対向して配置される。
用途に依存して、本発明による熱交換器2に関連するポンプ手段31は、機械的な真空ポンプ、又は、水蒸気を凝縮するコールドトラップなどの極低温のポンプ手段で構成されてもよいし、液体の吸着を引き起こし維持できる試薬(乾燥剤)を収容している空気真空のカートリッジで構成されてもよい。従って、冷却の実施は本発明による熱交換器2の結合30によりポンプ手段31に対し始動される。本発明の有利な特徴によると、前記壁22と一体化されている連通手段30を備えているのは円錐の基部22を形成する空洞の壁である。
図6に図示するように、本発明は上述の本発明による熱交換器を収容した飲料容器10にも関する。
この自己冷却飲料容器10には、飲用飲料を収容した第1の空洞1がある。この第1の空洞1は規格化されている缶の形状及び寸法でよい。第2の空洞2は第1の空洞と接触し、本発明の既述の形状及び特徴による熱交換器を構成している。
有利な実施形態によると、第2の空洞2の第1の円錐形の壁21は第1の空洞1に入っている飲料に接触している。
別の実施形態によると、第2の空洞2の第1の円錐形の壁21は第1の空洞1の壁に隣接している。従って、これらの壁は、熱伝達を確実に良好にするために密接に接触している。しかしこれらの壁は異なる材料で構成されてもよく、例えば、熱交換器2の空洞の壁21は金属で作られ、一方で、飲料を収容している空洞1の壁はPET(ポリエチレンテレフタラート)プラスチックで作られている。この実施形態は、交換器2と飲料との間の熱交換の有効性に関しては不利であるが、例えば、乳製品に利用する場合などに飲料を収容している空洞1の無菌の環境の制御を上手く行うことができる。
熱交換器を形成している第2の空洞2の体積と表面積の比率は、最大でも冷却される飲料を収容している第1の空洞1の体積と表面積の比率の1/2を下回ることが有利である。
第1の空洞1(缶)に入っている飲料の冷却は第2の空洞2(熱交換器)に入っている冷却液体の蒸発により達成される。この蒸発は、連通手段30と熱交換器を形成している空洞とがポンプ手段31に対し作動することで引き起こされる交換器の空洞2内の減圧により開始され、この減圧は、前記液体の蒸気のポンピングにより維持される。
このために、本発明による自己冷却飲料容器にはポンプ手段31を収容している第3の空洞3があり、この場合、この空洞3は、前述の既知の物理的原理による冷却液体の蒸気を吸着する乾燥剤の貯蔵器である。
好適な実施形態によると、交換器を形成している第2の空洞2の円錐形の壁21は、冷却される液体を収容している第1の空洞1の壁も構成している。同様に、熱交換器を形成している第2の空洞2の円錐の基部22を形成している壁は、乾燥剤を収容している第3の空洞3の壁も構成しており、この共有壁22は、前記第2の空洞及び前記第3の空洞との連通手段30を一体化している。第3の空洞3には、連通手段30の作動手段32、例
えば連通手段30の開口部を操作するための棒などがあると有利である。
別の応用によると、本発明による熱交換器は、開放されている容器に入っている飲料を冷却する装置で冷却ディップチューブとして使用できる。
図5により説明可能な第1の実施変形物では、冷却ディップチューブは、実質的に円錐形の空洞2を備えた本発明による熱交換器で構成され、この空洞2は、空洞2の基部を形成する壁22に一体化された結合手段30によりポンプ手段31に連結されている。そのため熱交換器は連通手段30を一体化して備え単独で設けられ適切なポンプ手段31に連結されている必要があり、このポンプ手段31は例えば機械的又は極低温の真空ポンプあるいは乾燥剤を収容した空気真空のカートリッジなどであり、柔軟でも剛性でもよく固定されていても取り外し可能でもよい管により連結される。
図7に図示される第2の実施変形物では、冷却ディップチューブは、実質的に円錐形の空洞2を備えた本発明による熱交換器で構成され、この空洞2は、空洞2の基部を形成する壁22によりポンプ手段と一体化されている。そのため熱交換器は連通手段30及び適切なポンプ手段31と一体化され乾燥剤を収容した空気真空のカートリッジとして設けられる。従ってディップチューブは、使い捨て又は再生後に任意に再利用可能な自発的冷却装置を構成する。
従来技術の変形による自己冷却缶を示す斜視図。 従来技術の別の変形による自己冷却缶を示す図。 本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。 本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。 本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。 本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。 本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。 本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。 本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。 本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。 本発明による熱交換器の一実施形態を示す断面図。 本発明による熱交換器を備えた飲料容器を示す断面図。 本発明による熱交換器を備えた冷却ディップチューブを示す断面図。

Claims (21)

  1. 減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体と、大気圧より低い圧力での前記冷却液体の蒸気とを収容している空洞(2)を備えた熱交換器と、
    前記冷却液体の蒸気をポンピングすることによって前記空洞(2)内を大気圧未満の圧力に維持することに適したポンプ手段(31)と、
    前記熱交換器の空洞(2)は、ほぼ円錐状をなす少なくとも第1の壁(21)と、その結果その断面の表面積が基部から上部に向かって減少していることと、前記円錐形状の前記基部を形成する少なくとも第2の壁(22)とを備え、前記第1の円錐状の壁(21)は冷却されるべき液体と接触すべく設計されており、前記第2の壁(22)は前記熱交換器の空洞(2)を前記ポンプ手段(31)に結合するための手段(30)を組み込み、
    前記熱交換器の空洞は前記ポンプ手段との結合する前に、大気圧未満の圧力である、液体冷却装置。
  2. 前記空洞(2)の前記第1の壁(21)が畝状部を備えた構造を有する請求項1に記載の冷却装置。
  3. 前記第1の壁の前記畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が前記空洞内部でゼロである請求項2に記載の冷却装置。
  4. 前記空洞(2)の前記第1の壁(21)が、表面積が一定の断面を備えている請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却装置。
  5. 前記円錐状空洞(2)の前記第1の壁(21)の横断面の表面積が基部(22)から上部(24)に向かって徐々に減少する請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却装置。
  6. 前記円錐形の空洞(2)が、丸みをおびているか、又は平らである上部(24)を有している請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷却装置。
  7. 前記空洞(2)の体積が、前記空洞を囲む回転体の表面により範囲が定められた体積の2/3未満である請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷却装置。
  8. 前記空洞(2)の前記内壁が親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われている請求項1〜7のいずれか1項に記載の冷却装置。
  9. 前記冷却液体が、水及び/又は水より飽和蒸気圧の高い添加物を含有した水である請求項1〜8に記載の冷却装置。
  10. 前記空洞(2)が液体‐ガス状態分離装置(50)を収容している請求項1〜9のいずれか1項に記載の冷却装置。
  11. 少なくとも前記空洞(2)の前記第1の壁(21)が伝熱材料で形成されている請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷却装置。
  12. 前記の連結されたポンプ手段(31)が、吸着性の空気真空パックされた材料で構成された手段、機械的な真空ポンプ、極低温の真空ポンプの中から選択された請求項1〜11のいずれか1項に記載の冷却装置。
  13. 前記熱交換器の空洞(2)は冷却されるべき前記液体に浸かっているディップチューブを形成する請求項1〜12のいずれか1項に記載の冷却装置。
  14. 前記熱交換器の空洞(2)は管によって前記ポンプ手段に連結されている請求項13に記載の飲料を冷却する装置。
  15. 前記熱交換器の空洞(2)は前記ポンプ手段と一体化しており、前記交換器の空洞の前記第2の壁が前記ポンプ手段に一体化されている請求項13に記載の冷却装置。
  16. 飲用飲料を収容した第1の空洞(1)と、
    減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体と、大気圧より低い圧力での前記冷却液体の蒸気とを収容し、熱交換器によって形成されている空洞(2)と、
    前記冷却液体の蒸気を吸収することによって前記空洞(2)内を大気圧未満の圧力に維持することに適したポンプ手段(31)を収容する第3の空洞(3)と、
    前記熱交換器の空洞(2)はほぼ円錐状をなす少なくとも第1の壁(21)と、その結果その断面の表面積が基部から上部に向かって減少していることと、前記円錐形状の前記基部を形成する少なくとも第2の壁(22)とを備え、前記第1の円錐状の壁(21)は前記第1の空洞(1)に収容されている飲料と接触すべく設計されており、前記第2の壁(22)は前記熱交換器の空洞(2)を前記ポンプ手段(31)に結合するための手段(30)を組み込んでいる、自己冷却飲料容器(10)。
  17. 前記第2の空洞(2)の円錐形状の頂点が下方に向けられている結果、前記冷却液体の蒸気の吸着の間に前記第1の空洞(1)内の前記円錐の軸に少なくとも1つの対流流れが生成される請求項16に記載の自己冷却飲料容器。
  18. 前記第2の空洞(2)は、前記第1の空洞(1)の体積対表面積の比率よりも少なくとも2倍小さい体積対表面積比を有する請求項16〜17のいずれか1項に記載の自己冷却飲料容器。
  19. 前記熱交換器の前記空洞(2)の第1の壁(21)が、前記第1の空洞(1)に収容されている前記飲料と接触している請求項16〜17のいずれか1項に記載の自己冷却飲料容器。
  20. 前記熱交換器の前記空洞(2)の前記第1の壁(21)が前記第1の空洞(1)の壁に隣接している請求項16〜18のいずれか1項に記載の自己冷却飲料容器。
  21. 前記熱交換器の前記空洞(2)の前記第2の壁(22)が前記第3の空洞(3)の壁を構成しており前記第2及び第3の空洞(2、3)との連通手段(31)と一体化している請求項16〜20のいずれか1項に記載の自己冷却飲料容器。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2875587B1 (fr) * 2004-09-20 2007-03-30 Thermagen Sa Emballage auto-refrigerant
EP1647786B1 (fr) * 2004-10-18 2008-06-18 Thermagen Bouteille auto-refrigerante
AT501614B1 (de) * 2005-07-08 2006-10-15 Peter Dipl Ing Lang Wärmetauscher und temperierbehälter mit wärmetauscher
US8001959B2 (en) * 2005-11-14 2011-08-23 Heat Wave Technologies, Llc Self-heating container
US8556108B2 (en) * 2007-09-26 2013-10-15 Heat Wave Technologies, Llc Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance
US8578926B2 (en) 2009-03-09 2013-11-12 Heat Wave Technologies, Llc Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance
US8360048B2 (en) 2009-03-09 2013-01-29 Heat Wave Technologies, Llc Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance
US10155698B2 (en) 2010-12-02 2018-12-18 Frosty Cold, Llc Cooling agent for cold packs and food and beverage containers
US9039924B2 (en) 2010-12-02 2015-05-26 Frosty Cold, Llc Cooling agent for cold packs and food and beverage containers
US9879897B2 (en) 2010-12-02 2018-01-30 Frosty Cold, Llc Cooling agent for cold packs and food and beverage containers
US10941971B2 (en) 2013-03-29 2021-03-09 Tokitae Llc Temperature-controlled portable cooling units
US11105556B2 (en) 2013-03-29 2021-08-31 Tokitae, LLC Temperature-controlled portable cooling units
US9170053B2 (en) 2013-03-29 2015-10-27 Tokitae Llc Temperature-controlled portable cooling units
US9657982B2 (en) 2013-03-29 2017-05-23 Tokitae Llc Temperature-controlled medicinal storage devices
EP3102897B1 (en) * 2014-01-31 2021-09-15 The Coca-Cola Company Systems and methods for vacuum cooling a beverage

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR322802A (fr) * 1902-07-07 1903-02-13 Theodore Paul Appareil portatif réfrigérant
FR528092A (fr) * 1917-03-23 1921-11-05 Anton Von Codelli Appareil refroidisseur portatif
US1857887A (en) * 1929-01-22 1932-05-10 Stein Frantisek Water separator
CH182955A (de) 1935-06-03 1936-03-15 Till F G Verfahren und Einrichtung zum Ausscheiden von Ölnebel oder andern nebelartig suspendierten Stoffen aus einem gasförmigen Medium.
DE1929734A1 (de) * 1968-06-14 1970-02-05 Lincoln Hall Res Company In Behaelter mit Nahrungsmitteln oder Getraenken einsetzbare kalorische Patrone zum Erwaermen oder Abkuehlen des Behaelterinhalts
US3726106A (en) 1970-01-07 1973-04-10 W Jaeger Self-refrigerating and heating food containers and method for same
US3970068A (en) * 1973-05-29 1976-07-20 Shotaro Sato Heat exchange package for food
US4126016A (en) * 1977-07-27 1978-11-21 Leonard Greiner Vacuum interconnect for heating and cooling unit
US4319464A (en) * 1980-07-25 1982-03-16 Dodd N Ray Refrigerated container
SU1135919A1 (ru) 1983-06-23 1985-01-23 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Холодильной Промышленности Криогенный вакуумный насос
SU1291183A1 (ru) 1985-04-01 1987-02-23 Предприятие П/Я Р-6956 Сепарационный аппарат
US4688395A (en) * 1985-10-03 1987-08-25 Superior Marketing Research Corp. Self-contained cooling device for food containers
US4669273A (en) * 1986-05-07 1987-06-02 Liquid Co2 Engineering Inc. Self-cooling beverage container
JPH0788996B2 (ja) * 1986-09-24 1995-09-27 品川燃料株式会社 冷却方法
US4736599A (en) * 1986-12-12 1988-04-12 Israel Siegel Self cooling and self heating disposable beverage cans
US4784678A (en) * 1987-04-06 1988-11-15 The Coca-Cola Company Self-cooling container
DE3901558A1 (de) * 1989-01-20 1990-07-26 Zeolith Tech Sorptionsbehaelter fuer feste sorptionsmittel
SU1643897A1 (ru) 1989-02-22 1991-04-23 Челябинский Электролитный Цинковый Завод Им.С.М.Кирова Вакуумный испаритель дл охлаждени цинкового электролита
US4928495A (en) 1989-06-22 1990-05-29 Israel Siegel Self cooling and self heating container
US5018368A (en) * 1989-10-12 1991-05-28 International Thermal Packaging, Inc. Multi-staged desiccant refrigeration device
DE4003107A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Zeolith Tech Eiserzeuger nach dem sorptionsprinzip
US5265036A (en) * 1991-02-25 1993-11-23 United Technologies Corporation Turbine pyrometer system for correction of combustor fireball interference
US5273182A (en) * 1991-10-09 1993-12-28 Laybourne Sidney C Coaster
DE4138114A1 (de) * 1991-11-19 1993-05-27 Zeolith Tech Kuehlvorrichtung und kuehlverfahren zur kuehlung eines mediums innerhalb eines gefaesses
US5214933A (en) * 1992-01-29 1993-06-01 Envirochill International Ltd. Self-cooling fluid container
US5201183A (en) * 1992-04-29 1993-04-13 Ramos John F Cooling device for beverage cans
FR2696533A1 (fr) 1992-10-06 1994-04-08 Blaizat Claude Dispositifs de refroidissement, réfrigération ou de chauffage d'un liquide contenu dans un récipient et dispositif de régénération de celui-ci.
US5331817A (en) * 1993-05-28 1994-07-26 The Joseph Company Portable self-cooling and self-heating device for food and beverage containers
US5447039A (en) * 1994-03-29 1995-09-05 Allison; Robert S. Beverage can cooling system
DE19504081A1 (de) 1995-02-08 1996-08-14 Zeolith Tech Kühlvorrichtung
GB9513606D0 (en) * 1995-07-04 1995-09-06 Boc Group Plc Apparatus for chilling fluids
US5865036A (en) 1995-09-27 1999-02-02 Anthony; Michael Self-cooling beverage and food container and manufacturing method
WO1997021964A1 (en) 1995-12-08 1997-06-19 Ho Kyun Kim Beverage container with an enclosed cooling system
US5765385A (en) * 1996-05-29 1998-06-16 Childs; Michael A. Self-cooling beverage container
US5946930A (en) * 1997-03-26 1999-09-07 Anthony; Michael M. Self-cooling beverage and food container using fullerene nanotubes
FR2762076A1 (fr) 1997-04-14 1998-10-16 Georges Maury Plongeur frigorigene destine a refroidir les boissons en canettes
US6103280A (en) * 1997-09-20 2000-08-15 Bass Public Limited Company Self-cooling containers of beverage and foodstuffs
US5943875A (en) * 1997-12-08 1999-08-31 Envirochill International, Ltd. Self-cooling fluid container with nested refrigerant and fluid chambers
JP2002501165A (ja) * 1998-01-24 2002-01-15 ザ ユニバーシティ オブ ノッティンガム 伝熱装置
GB9801436D0 (en) 1998-01-24 1998-03-18 Bass Plc Improvements in & relating to cooling containers of beverages
US5845499A (en) * 1998-04-20 1998-12-08 Montesanto; Michael Beverage chilling and insulating device
US6089519A (en) * 1998-05-22 2000-07-18 Laybourne; Sidney C. Liquid control and storage system
US6065300A (en) * 1999-02-08 2000-05-23 Anthony; Michael M. Self-cooling container with internal beverage vessel having a vessel wall with reversible wall bulges
AU5106599A (en) * 1999-06-11 2001-01-02 Hans B. Schieder Pressure responsive valve for use in a self-contained cooling device
DE60008752T2 (de) 1999-08-04 2005-03-17 Crown Cork & Seal Technologies Co., Alsip Selbstkühlende dose
CA2379646C (en) 1999-08-04 2007-11-13 Crown Cork & Seal Technologies Corporation Self-cooling can
US6338252B1 (en) 2000-03-13 2002-01-15 Smartcup International Heat transfer container
FR2810015B1 (fr) * 2000-06-13 2004-05-28 Thermagen Procede de fabrication d'un emballage de boisson auto-refrigerant et equipement de mise en oeuvre dudit procede
FR2810021B1 (fr) * 2000-06-13 2004-05-21 Thermagen Emballage de boisson auto-refrigerant

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