JPH03504038A - 別々の区域を同時に加熱および冷却するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 別々の区域を同時に加熱および冷却するための装置および方法 発明の背景 この出願は１９８７年７月７日に提出された、同時係属出願連続番号第０７０， ９７３号に関連する。この発明は温度変更装置に関し、特に食物の別々の熱い部 分と冷たい部分を加熱および冷却するための携帯用または使い捨て可能な装置に 関する。

食べ物を供する際に食するまで熱い食べ物と冷たい食べ物をそれ等それぞれの状 態に維持することが好ましい。レストランにとって、熱いアントレと野菜ならび に冷たいサラダ、デザートおよび飲み物を含む完璧な食事を提供できること、な らびに熱い部分を加熱しかつ冷たい部分を冷却するための手段を提供することは 有利であろう。

同様に、熱い部分と冷たい部分を含み得る単一の食べ物のアイテムでは、食され るまでその温度が維持されることが好ましい。たとえば、ファーストフードのハ ンバーガーは、しばしば、パン、ミートパテおよび調味料に加えて、レタスおよ びトマト等の種々の野菜を含む。ミートパテを食されるまで熱く保つことは有利 であろうと思われる。しかしながら、長く熱にさらすとレタスおよびトマトを萎 びさせ、それらをかなりまずくしてしまう傾向にある。そこで、レタスとトマト についても食されるまで冷たく保つことが有利であると思われる。したがって、 そのようなサンドイッチのうまみを保つためには、できるだけ長い間、好ましく は食べる直前までその構成要素を別々に保つことが論理的である。一方、ファー ストフードのレストランは大容量量で作業するので、量の都合によりうまみの論 理は伝統的に二の次にされてきた。ファーストフードのレストランが始まって以 来、ハンバーガーは時間に先立って準備されるので、ミートパテは冷めかつレタ スとトマトは温まるままにされた。結果として、消費者が受けとるサンドイッチ は全体を通して定常状態の温度に達していた。ミートパテが冷めるままにされる ことによる有害な影響は、先行技術では、通常加熱ランプの下またはスチームテ ーブルの上といったあるタイプの加熱装置にサンドイッチ全体を置くことにより いくらか克服された。しかしながら、この方法はレタスおよびトマトを加熱する という問題を悪化させた。

最近、あるレストランチェーンが２重のパッケージでハンバーガーのサンドイッ チを出すことでこの問題を克服しようと試みている。そのパッケージはフオーム 容器であり、その片側がパンの下半分の上の熱いミートを含み、かつ他方がパン の上半分の上のレタスおよびトマトを含む。この配列の述べられた目的は熱い側 を熱く、かつ冷たい側は冷たく保つということである。

ある程度までは、この配列は成功である。熱い構成要素と冷たい構成要素を別々 に保つことで熱いミートパテと冷たいレタスおよびトマトとの間で直接熱が伝わ ることを防ぐ。しかしながら、サンドイッチの両側が短時間の間に室内温度にな る。これはフオーム容器により与えられる絶縁か比較的劣っていることによる。

したがって、このようなサンドイッチが容器内におかれた直後に食されない限り は、室温に近付くことになる。これはレストランで自分達のサンドイッチを食べ ることができない消費者にとって問題を提示する。たとえば、車内、海辺または ピクニックの場所で食べようと望めば、うまくいって生温いサンドイッチを食べ なければならなくなる。

食物の別個の熱い部分と冷たい部分の温度を維持するための１つの代替的方法と してはより良い絶縁で製作された容器を使用することであろう。たとえば、典型 的なファーストフードのパッケージは０．０７０インチの厚さのフオームで製作 される。絶縁の品質は費用および空間双方をかけて改善され得る。明らかに、業 界はそのパッケージングの絶縁品質を改善することが可能とだとは考えていない 。

そのうえ、フオームパッケージは生分解性ではなくかつ、それらが永久に存在す るということによりいくつかの州では立法機関によりその使用を禁止することが 考慮されるまでになっている。これら環境への懸念がフオームの容器の少なから ぬ欠点である。

シタがって、一般的に食物を供する際および特にファーストフードを供する際に 、食物の別々の熱い部分と冷たい部分の温度を維持する比較的小さい、低価格の 装置への必要が長い間存在してきた。

２つのチャンバを使用して１つのチャンバのまわりに冷却効果をもたらす方法か シーゲル（Ｓｉｅｇｅｌ）の米国特許第４，２５０，７２０号およびフレボーン （Ｃ１ｅ　ｇｈｏｒｎ、　　　ｅｔ　　ａｌ）他の英国特許第２．　０９５．　 ３８６号に示される。これらの特許は管により接続された２つのチャンバの装置 を開示する。一方のチャンバが冷媒液を含みかつ他方が吸収剤を含む。２つのチ ャンバの間の流体の連通は管内のバルブにより選択的に可能となる。シーゲル特 許は水を冷媒液として使用し、フレボーン他の特許ではそれは水に限定されてい ない。シーゲル特許は食べ物または飲み物を冷却するためにそのような装置の使 用を考慮する。

シーゲルおよびフレボーン他の特許により例示されるような、先行技術の温度変 更装置は加熱または冷却いずれか一方のための装置を考慮する。冷却装置におい ては、吸収剤により発生される熱はむだな熱である。同様に、加熱装置において は、液体により行なわれる冷却はむだである。

さらに、先行技術の特許のどれ１つとして食物の別個の熱い部分と冷たい部分を 同時に加熱および冷却することに的した構造を開示していない。むしろ、その構 造は、主に単一部分の加熱または冷却専用である。シーゲル特許の第２図ないし ４図を参照されたい。そのうえ、先行技術の構造のどれ１つとして食物の別個の 熱い部分と冷たい部分を加熱および冷却するための低価格でかつ使い捨て可能な 装置を使用する上で直面する問題には特に向けられていない。

たとえば、先行技術は液体と吸収剤双方のための剛性の容器の使用を考慮する。

このような剛性の容器は比較的高価格であり、かつファーストフードまたは他の 食物関係の経営等の高容量でマージンの低い営業で使い捨て可能に使用する目的 では潜在的に使用を思いとどまるかもしれない。

発明の要約 本件発明は、隣接する区域を加熱しかつ冷却するための低価格で、使い捨て可能 な装置にあり、かつその装置は気化可能な物質を含む第１の（冷却器）モジュー ルと、気化可能な物質のための吸収剤を含む第２の（加熱器）モジュールと、第 １および第２のモジュールを連通ずる導管と、導管を通る流れを選択的に可能に するための導管内のバルブとを含む。好ましい実施例では、冷却器モジュールは 、澱粉−アクリル酸水固定ポリマ（ｓ　ｔａｒｃｈ−ａｃｒｙｌｉｅ　ｗａｔｅ ｒ−ｆｉｘｉｎｇ　　ｐｏｌｙｍｅｒ）へ組み入れることにより分布膜内に固定 される水を、気化可能な物質として含む。重合された水は、このましい実施例で は金属箔またはメタライズされたプラスチックフィルムからなる小袋に含まれる 。小袋、は真空による崩壊を防ぐための手段を備え、それは導管への蒸気の流れ を妨げる。これら支持手段は必要とされる剛性を与えるように小袋内にまたは小 袋の表面の形成において構造的なエレメントを含んでもよい。冷却器モジュール の構造は実質的に平らな表面を与える。

好ましい実施例における加熱器モジュールはその端縁で封止された金属箔または メタライズされたプラスチック膜の小袋である。吸収剤はビーズに形成され、そ れは吸収剤のエンベロープが除去されるときに大気圧に抗して上側の層を支持す るのに十分な剛性を持つ。

本件発明の好ましい実施例の導管は加熱器と冷却器のモジュールを接続する可撓 性の管である。バルブは通常閉じられた単一使用のバルブである。好ましくは、 このバルブは、チューブを単に平らにして壁を圧搾することにより起動され得る チューブに挿入された砕けやすいディスクまたは半球を含む。

本件発明の装置および方法は、動作において加熱器モジュールが熱い部分を加熱 しかつ冷却器モジュールが冷たい部分を冷却するような、食物の別個の厚い部分 と冷たい部分のための容器に関連する特に有利な適用を示す。

本件発明の装置はい（つかの重要な利点を備える。好ましい実施例の吸収剤は蒸 気の熱量の１．５倍以上の量の熱を放出する。したがって、熱い側に伝えられる 熱の量は冷たい側から取り除かれた熱の量′の１，５倍以上となる。冷却率と加 熱率の間のこの顕著な差は食物の適用に関して好ましい、というのは人間の感覚 でいえば周囲の食物の温度は体温、すなわち９８．６°Ｆであり、これは通常の 環境の周囲温度より実質的に高いからである。

装置は実質的に自動調整である。定常状態では、気化可能な物質は容器の冷たい 側への熱の漏れにより設定された比率で気化する。吸収剤への蒸気の伝達の比率 がエネルギ解放の比率を決定しかつ温度は容器からの熱の漏れにより制限される 。

本件発明のこれらのおよび他の利点ならびに特徴は添付の図面との関連において 見たとき以下の記述および添付の請求項によりより完全に明らかになるであろう 。

図面の簡単な説明 第１図は、本件発明の装置の斜視図である。

第２図は第１図の線２−２に沿って破断した部分断面図である。

第３図は冷却器モジュールの構造の１つの実施例の分解斜視図である。

第４図は第３図の冷却器モジュールの実施例のこコーナーの詳細な斜視図である 。

第５図は本件発明のバルブの１つの好ましい実施例の部分断面図である。

第６図はバルブのもう１つの好ましい実施例の断面図で第１図ないし第２図を参 照して、加熱−冷却装置１０は、第１のモジュール１２と第２のモジュール１４ とを有し、それらは双方とも密封封止された実質的に平らなエンベロープを形成 する、端縁でともに結束された上部の層２０と下部の層２２内の、薄い、可撓性 の、熱導電性材料で組み立てられる。好ましい実施例では、熱導電性材料は実質 的にアルミニウムまたは銅からなるような、金属箔またはアルミナイズされたマ イラ等のメタライズされたプラスチック箔である。材料の端縁は、はんだ付け、 熱封止、折り畳み封止および接着剤の使用を含むどのような適当な手段により結 束されてもよい。材料は好ましくは、比較的薄く、厚さにして約０．００３イン チである。

第１（冷却器）モジュール１２は液体または好ましい実施例ではもう１つの物質 に組み込むことにより固形に固定され得る気化可能な物質を含む。蒸気は通常の 周囲温度では低圧で気化可能な物質と平衡状態である。気化可能な物質は水でも よ（かつ、特に好ましい実施例では水は商標ウォーターロック（Ｗａｔｅｒ　　 Ｌｏｃｋ）モデルＪ５５０（グレインプレセッシングコーポレーション、マスケ タイン、アイオワ州５２７６１）により命名された材料等の澱粉−アクリル酸ポ リマへ組み込まれることにより分布膜またはジェル内へ固定される。

−ル１２を支持するために適した手段を備える。適当な手段とは、モジュール１ ２の層２０と２２を分離するための内部の構造的な格子、メツシュまたは他の、 空間を埋める挿入物を含んでもよい。一方、層２０．２２内体が必要な支持を与 えるべく形状化されてもよい。たとえば、第１図、第３図ないし第４図に示され るように、上部の層２０および下部の層２２は狭いストリップ２４と丸溝２６が 交互になった波型をつけられてもよい。丸溝２６はこの実施例では断面が半円型 でよい。上部の層２０と下部の層２２は、冷却器モジュール１２内にそこを通っ て気化可能な物質が循環できる連通チャネルが形成されるように内側に対向する 丸溝２６の凹面にともに適合される。第３図に示された実施例では、上部の層２ ０と下部の層２２が、一方の層の波型が実質的に他方の層の波型に直交し、した がって管寄せ管を設ける必要なく単一の窪み内にすべての通路が相互接続される ように配向される。丸溝２６の縦方向の軸に平行な双方の層の端縁は組み立てら れたモジュール１０の中央を延び垂直のフランジ２８を形成し、かつ丸溝２６の 上部の層２０と下部の層２２が互いに直角をなすとき、各層の垂直のフランジ２ ８が他方の丸溝２６の開放された端部を覆いかつモジュール１２を密封封止する 位置に固定され２図に示されるように上記の分離した構造のまたは一体の手段で のいずれかにより、冷却器モジュール１２への支持を提供するために使用され得 る。

冷却器モジュール１２が組み立てられた後、空気が除去され従って内部の圧力は 気化可能な物質の蒸気圧となる。

第２の（加熱器）モジュール１４には乾燥剤または吸収性の材料が詰め込まれ、 その後排気される。好ましい実施例では、吸収剤はマルチフオームタイプ（Ｍｕ ｌｔｉｆ。

ｒｍ　　Ｔｙｐｅ）４Ａ乾燥剤（バッファロー、ニュー・ヨーク州、１４２１３ ．マルチフオーム・デシカンツ・インコーホレーテッド、Ｍｕｌｔｉｆｏｒｍ　 　Ｄｅｓｉｃｃａｎｔｓ、Ｉｎｃ、）であり、１／１６インチの直径のビーズの 形式である。内部の吸収剤が加熱器モジュール１４に剛性を与えかつモジュール 排気された後、大気圧に抗して上部の層２０と下部の層２２を支持する。したが って、ビーズの形式の吸収剤を使用することで冷却器モジュール１２の構造的特 徴への必要が除かれる。モジュール１２，１４はまたそれらの上部表面上で、物 体、たとえばそれぞれ冷却されかつ加熱されるべき食物の部分のために支持を与 えるべく十分な剛性で組み立てられ得る。そのような場合には、加熱器モジュー ル１４は崩壊を防ぐための付加的な構造を必要とするかもしれない。

第１図ないし２図を参照して、加熱器１４および冷却器１２のモジュールは導管 ３０により結合され、かつ導管３０に介挿されたバルブ３２がモジュール１２と １４の間の流体の連通およびバルブ３２が開いているときのみ導管３０をとおっ て流体の連通状態を可能にする。

モジュール１２と１４の間の導管３０は好ましくはプラスチックチューブ等の厚 い壁面のチューブ等の可撓性の材料からなりかつ内部の支持なしに開放された状 態にとどまり得る弾性を有する。

介挿されたバルブ３２は装置が組み立てられたときから操作されるまで静止状態 を維持するように加熱器１４と冷却器１２のモジュールを互いに分離する容量が なければならない。

これを実行するために、閉じられたバルブ３２は加熱器モジュール１４の仮想の 真空に抗して冷却器モジュール１２内の水蒸気の圧力を維持しなければならない 。予想される周囲温度の範囲にわたって、冷却器モジュール１２においては水蒸 気の圧力は約４インチＨｇまたは平方インチあたり２ボンドを越えないと予想さ れるであろう。このような圧力の差は薄膜または類似する壁により支持され得る 。

しかしながら、装置は導管３０内に封止する障壁を形成するに十分な大きさの直 径を有しかつ導管３０としての役割を果たす可撓性のチューブの短い部分に簡単 に挿入されるべく輪郭をつけられた砕けやすい材料のバルブ３２を設けることに よりより、便利に操作され得る。バルブ３２を開くために、導管３０のチューブ は障壁を圧搾するべく平らに押圧され得る。開放されると、導管３０のチューブ はその形と、そこを蒸気が通ることを可能にするだけの開放性を取り戻す。この ような避けやすいバルブの例としては中空のガラスの球４２（第５図）または中 空の円筒体５４内の脆性のディスク５２（第６図）がある。

第５図は厚い壁のプラスチックチューブの導管３０内のバルブとして装備された ガラスの球４２を示す。球４２は一方の側４４で開放され空気の除去を可能にし 、密接した封止をもたらすためにチューブの内側の直径より僅かに大きい直径を 有する。球４２の挿入およびチューブの壁に抗しての設置はまず始めに球４２ま たは導管３０のチューブ内に潤滑剤の膜を付与することにより容易になる。第６ 図は代替の避けやすいバルブの形状、すなわち膜の閉塞物５２を有する中空の円 筒のガラスの管５４を示す。

全体のアセンブリ１０は１回の使用の後に廃棄され得る。

組み立ての後およびその使用の前に、加熱−冷却装置１０は吸収剤を含む加熱器 モジュールが排気されかつ水蒸気を含む冷却器モジュールが水と平衡状態で静止 状態にある。

２つのモジュール１２と１４はそれらの間の導管３０内の閉じられた、単一使用 のバルブ３２により互いから構成される 装置１０の操作はバルブ３２が開かれるとき開始される。

加熱モジュール１４と冷却モジュール１２の間のバルブ３２を開くことで冷却モ ジュール１２内の圧力の低下を引き起こす、というのは冷却モジュール１２内の 蒸気が導管３０を通って排気された加熱モジュール１４内へ流れるからである。

この圧力の低下が周囲温度での冷却モジュール内の液体の沸騰を引き起こし、付 加的な蒸気が発生する。この液体から気体への位相の変化は、液体が冷却モジュ ール１２から気化した液体の蒸気の潜熱に等しい熱の量を吸収する場合にのみ発 生し得る。この方法により冷却モジュール１２の温度の低下が引き起こされる。

冷却モジュールは、順に、接触状態またはすぐ近くにある物質を含むその周囲か らの熱を除去する。

装置の動作は気化により冷却器モジュール１２を冷却するのみならず、同時に、 凝縮エネルギと蒸気と吸収剤との化学反応の熱の組合わせにより加熱器モジュー ル１４を加熱する。冷却モジュール１２で作り出された蒸気は圧力こう配に従い 加熱器モジュール１４内に流れ込む。加熱器モジュール１４内では、水蒸気は吸 収剤により、発生する熱が対応する液体・気体位相変更の間に冷却器モジュール 内に吸収される蒸気の熱におよそ等しい発熱法で（その方法の種々の熱移送ゲイ ンとロスに鑑みて）吸収されるかまたは吸着される。さらに、本件発明によれば 、選択される吸収剤はまた発熱反応において水と化学反応を起こすことが可能な 物質でもよい。この化学反応は物理的な吸収または吸着とともに、冷却器モジュ ール１４により吸収された熱よりも多い量の熱を加熱器モジュール１４において 開放し、反応に関係する量の水を蒸余させる。その正味の効果は加熱器モジュー ル１４内の周囲温度に関する温度こう配が冷却器モジュール１２内より大きくな ることである。

装置の動作は自己調整である。短い過渡期間の後、加熱モジュール１４と冷却モ ジュール１２およびそれらの周囲を形作る体積がある期間一定の温度にとどまる 定常状態が達成される。冷却器モジュール１２内の水が蒸発し出ていくにつれモ ジュール１２は冷却する。冷却すると、蒸発の速度が落ちかつ冷却器モジュール １２内の蒸気の圧力が落ち、加熱器モジュール１４への水蒸気の移送が遅くなる 。

加熱器モジュール１４内では、吸収剤による水蒸気の吸収が熱を開放する。加熱 器モジュール１４の温度が上昇すると、モジュール１４内の自由な、非吸収の水 蒸気の体積が拡大しかつ冷却器モジュール１２の蒸気圧に対向する逆圧力を作り だし、加熱器モジュール１４内への水蒸気の移送をも遅くしかつしたがって熱が 反応を作り出すことも遅め、かつ温度を安定させる。熱が加熱器モジュール１４ からその周囲内へ移送されると、その内部の温度が落ち、かつその内部の自由で 、非吸収の蒸気の体積が収縮し、冷却する、冷却器モジュール１２からより多く の蒸気を、蒸気が吸収剤と反応するときに付加的な熱を発生する加熱器モジュー ル１４内へ誘導する。

モジュール内に空気が存在すれば、蒸気は稀薄になり、双方のモジュールの温度 こう配を低減しかつ自己調整の能率を下げる。このため、好まじくは空気は動作 の前にアセンブリから排出される。

本件発明の重要な構成要素は気化可能な物質と吸収剤である。気化可能な物質と 吸収剤は相補的でなければならず（すなわち、吸収剤が気化可能な物質から作り 出された蒸気を吸収または吸着する能力がなければなならない）、かつこれらの 構成要素に適する選択としては、短時間に有益な温度の変更を行なうことが可能 で、政府の安全基準を満しかつ小型であればどのような組合せでもよいであろう 。

本件発明に使用される気化可能な物質は好ましくは周囲温度での高い蒸気圧を有 し、したがって圧力の低減が高い蒸気の産出比率をもたらすであろう。２０℃に おける蒸気圧が好ましくは少なくとも約９ｍｍＨｇでありかつより好ましくは少 なくとも約１５または２０ｍｍ、Ｈｇである。そのうえ、いくつかの適用に関し ては（たとえば食品の冷却等）気化可能な物質は偶発的にせよそうでないにせよ 周囲への放出が発生する場合には適用される政府の基準を満たすべきである。こ の発明の種々の使用に適する特徴を有する液体は、メチルアルコールおよびエチ ルアルコール等の種々のアルコール、アセトンおよびアセトアルデヒド等のケト ンまたはアルデヒド、水、フレオンＣ３１８，１１４゜２１．１１，１１４Ｂ２ ，１１３．および１１２等のフレオン、アセトンジメチルケタール、塩化アリル 、塩化エチル、塩化ビニル、塩化メチレン、三塩化ホウ素および塩化メチル等の クロロカーボン化合物、二硫化炭素、硫化水素。

およびイソプレン、亜酸化炭棗、ブタンおよびシクロブテン等の他の炭化水素化 合物である。

加熱器モジュール１４において使用される吸収剤の材料は好ましくは気化可能な 物質により作り出されるすべての蒸気を吸収または吸着する能力を有し、かつま た食物との接触が発生し得る環境においての使用に関する政府の安全基準を満た すものである。種々の適用に適する吸収剤としては、酸化バリウム、過塩化マグ ネシウム、硫化カルシウム、酸化カルシウム、活性炭、塩化カルシウム、グリセ リン、シリカゲル、アルミナゲル、水素化カルシウム、無水リン酸、リン酸、水 酸化カリウム、硫酸、塩化リチウム。

エチレングリコールおよび硫酸ナトリウムを含んでよい。

吸収剤の組成が加熱器モジュール１４で発生する熱と冷却器モジュール１２で吸 収される熱との比率を決定する。

好ましい実施例では、モレキュラーシーブマルチフオームタイプ４Ａ乾燥剤が、 吸収する水蒸気の熱含量の１．８倍を発生し、かつ冷却器モジュール内の３０° 　Ｆの降下は加熱器モジュールにおける５４°Ｆの上昇に伴われる。習慣上加熱 されて供される食物と冷凍されて供される食物を組み合わせて準備するためには 熱い温度と冷たい温度のレベルの一致が理想的である。標準的な周囲温度が７５ °Ｆであれば、加熱器モジュール１４が１２９°Ｆの平衡温度に達したとき、冷 却器モジュ：ル１２が４５＠Ｆの平衡温度に到達する。４５°　Ｆまで冷凍され た食物は口に合う冷たさでありかつ１２０°Ｆまで加熱された食物は口に合う熱 さであるが、不快な熱さではない。周囲の冷たさと周囲の熱さの差の間の不均衡 は標準周囲温度７５°Ｆと人間が周囲食物温度として知覚する９８，６°Ｆ、す なわち体温との間の不均衡によるものである。好ましくは、吸収剤が吸収または 吸着する蒸気の熱含量の少なくとも１．５倍を発生する。

吸収剤の組成が熱さと冷たさのこう配の比率を決定するが、冷却器モジュール内 の気化可能な物質の量は一定の周囲温度の条件と絶縁状態に基づいて、各モジュ ールの平衡温度を決定しかつそれらの温度が維持され得る時間の長さを決定する 。

第１図および２図に示されるように、本件発明の温度変更装置は別個の熱い食物 部分と冷たい食物部分のためのポケット６２と６４により規定される別個の区域 を有する食物容器６０内へ配置されるべく有利に適合され得る。このような容器 はフオーム、紙、ボール紙またはプラスチックで製作され得るが、好ましくは絶 縁品質を有する生物分解可能な物質で製作される。その容器は軽量で、低価格で 、かさはらずかつ使い捨て可能であるべきである。好ましくは、その容器は熱い 食べ物の部分と冷たい食べ物の部分からの熱の移送を防ぐためのトップ６６（第 ２図に仮想線で示される）を含む。

特定の適用に必要とされる気化可能な物質の量は経験論的に決定される。第１に 、固定の長さの時間の間関心の容器を維持するために必要とされる熱は伝達され た力を計量することにより測定される。次に、この力の要件は、ＢｔＵまたはカ ロリーといった熱の単位に変換されることが可能でかつ気化のその潜熱における その熱量に対応する液体の量が計算される。この量を僅かに上回る量の液体が冷 却器モジュール１２では必要とされるであろう。この液体の量を吸収または吸着 するのに必要とされる量を僅かに上回る、相当する量の吸着剤が加熱器モジュー ル１４では必要となるであろう。

加熱器モジュール１４における制限平衡温度は完全に効率のよい接触の条件下で 等しいの量の液体と吸収剤が反応するであろう温度である。実際の平衡温度は冷 却器モジュール１２からの蒸気の非能率的な伝達に関するファクタにより訂正さ れる制限温度である。蒸気の非能率的な流れによりより長い時間にわたっての反 応の持続が引き起こされかつ単位時間あたりに伝達される熱エネルギがより少な くなる。蒸気の供給は熱帰還型の加熱器１４および冷却器１２のモジュール双方 の温度により適度な一定の速度に調整されているので、延長された時間にわたっ ても一定の温度が維持され得る。

平衡温度およびその持続時間は双方のモジュールを封入するくぼみにおける絶縁 の状態により影響を受けるであろう。例により絶縁の効果を部分釣に説明する。

蒸気の流れおよび化学反応を開始しかつモジュールを平衡温度にもたらすために 必要とされる遷移時間は装置の設計とそのコンポーネントの熱特性の関数である 。例に示された実施例では遷移時間は全体の動作時間のうち十分に小さなファク タである。

例１ 寸法４．７５ｘ４．７５ｘ１．７５インチで、壁厚０゜０７０インチの閉じられ た、空のスティロフォームの容器を３０分間５６°Ｆの温度の上昇（ｒ　ｏ　ｓ 　ｅ）で維持するために必要な熱は箱の内部に小さな電子加熱器とともに温度セ ンサを配置し、約１時間で温度を５６°Ｆの上昇にもたらしかつ伝達された力を 計量することにより測定された。

これらの条件下では、１０ワツトまたは３１．４８ｔｕの力が必要とされた。加 熱器モジュールで使用されるべき吸収剤は水の気化の潜熱の１．８倍を発生した 、したがってウォーターロックモデルＪ５５０の澱粉−アクリリックポリマ（マ スケティーン、アイオワ州５２７６１グレイン・プロセッシング・コーポレーシ ョン）の分布膜の形式で水の２３Ｂｔｕまたは１０ｍ１の潜熱を有する量の水が 冷却器モジュール１２に配置された。１／１６の直径のビーズで量にして８５グ ラムのマルチフオーム・ディシカンツ・インク（バッファロー、二ニー・ヨーク 州１４２１３）のタイプ４Ａ乾燥剤が加熱器モジュール１４内に置かれた。

加熱器モジュール１４および冷却器モジュール１２双方がスティロフォームのテ スト用くぼみに適合するべく寸法にして０．００３インチの厚さの銅の箔のシー トで組み立てられた。銅のシートは密閉した封止を備えるために端縁ではんだ付 けされた。モジュールは砕けやすいバルブが閉じられた位置で挿入された太い壁 面のプラスチックのチューブの導管により結合された。双方のモジュールとも空 気が排出され、加熱器モジュール１４内での圧力を仮想の真空にまで低減しかつ 冷却器モジュール１２内の圧力を周囲温度での水蒸気の圧力までに低減した。

装置のテストは絶縁なしに７１°　Ｆで戸外において実施された。開いたバルブ ３２を破壊することにより蒸気の流れを開始するべく装置は起動された。５分間 の始まりの過渡期を経て、冷却器モジュールの温度は周囲を２８°Ｆ下回って低 下し、かつ加熱器モジュールの温度は周囲を５２’Ｆ上回って上昇した。この温 度は４５分間にわたって維持された。

例２ テストは、例１とほぼ同じ条件下で反復されたが、モジュールの各々が示された ものと同一のスティロフォームの箱内に包まれた。加熱器モジュールチャンバの 温度は１３４°Ｆに上昇しかつ冷却器モジュールチャンバの温度は４４°Ｆに低 下した。平衡チャンバ温度は３０分以上にわたって維持された。

Ｆ！９２ Ｊｒ３ｒ−σ 補正書の写しく翻訳力提出書（特許法第１８４条の８）平成２年　９月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．別個の区域を同時に加熱および冷却するための装置であって、 第１および第２の区域に分割された容器と、第１の区域に熱的に結合され前記第 １の区域を冷却するための第１のモジュールを含み、前記第１のモジュールが蒸 気圧を有する気化可能な物質を含み、前記第２の区域に熱的に結合され前記第２ の区域を加熱するための第２のモジュールを含み、前記第２のモジュールが排気 されかつ前記気化可能な物質のための吸収剤を含み、 前記第１のモジュールと第２のモジュールとの間に流体の連通状態を成立させる ための導管と、前記モジュールの間の前記導管を通る流れを選択的に可能にする 前記導管内のバルブとを含み、それにより前記第１のモジュールと第２のモジュ ールとを接続する前記バルブの解放により前記気化可能な物質が気化することが 可能で、それにより蒸気を形成し、かつ前記蒸気が前記導管を通って前記吸収剤 と接触状態になることが可能で、その吸収剤が、前記気化可能な物質の気化が前 記第１のモジュールを冷却する役割を果たし、かつ前記吸収剤による前記蒸気の 吸収が前記第２のモジュールを加熱する役割を果たすように前記蒸気を吸収しか つ除去する、装置。 ２．前記第１のモジュールが実質的に平らな封止されたエンベロープを含む、請 求項１に記載の装置。 ３．前記第１のモジュールが前記容器の部分の形に適合する薄い壁面のエンベロ ープを含む、請求項１に記載の装置。 ４．前記第１のモジュールの真空による崩壊を防ぐための手段をさらに含む、請 求項２または３に記載の装置。 ５．崩壊を防ぐための前記手段が、前記第１のモジュールにおいて空間を埋める 挿入物を含む、請求項４に記載の装置。 ６．前記モジュールが上部の層および下部の層を含みかつ崩壊を防ぐための前記 手段が少なくとも前記層の１つに形成された、前記モジュール内にチャネルを形 成する波型を含む、請求項４に記載の装置。 ７．前記チャネルが互いに、包括的に直交する関係に配向される、請求項６に記 載の装置。 ８．前記上部および下部の層が金属箔を含む、請求項２または３に記載の装置。 ９．前記金属箔がアルミニウムを含む、請求項８に記載の装置。 １０．前記層がプラスチック材料の層をさらに含む、請求項８に記載の装置。 １１．崩壊を防ぐための前記装置が剛性のビーズを含む、請求項４に記載の装置 。 １２．前記導管が可撓性の管である、請求項１に記載の装置。 １３．前記バルブが単一使用の砕けやすい装置である、請求項１に記載の装置。 １４．前記バルブが部分的に開いた砕けやすい球である、請求項９に記載の装置 。 １５．前記バルブが砕けやすい閉塞する膜である、請求項９に記載の装置。 １６．前記気化可能な物質が液体である、請求項１に記載の装置。 １７．前記液体が水である、請求項１６に記載の装置。 １８．前記水がジェルへ混ぜられる、請求項１７に記載の装置。 １９．前記ジェルが澱粉−アクリリック水固定ポリマで形成される、請求項１８ に記載の装置。 ２０．前記吸収剤が前記気化可能な材料と接触すると熱を開放する、請求項１に 記載の装置。 ２１．前記吸収剤と前記蒸気の量との接触により発生される熱が前記量の蒸気の 除去により前記気化可能な物質から失われる熱の少なくとも１．５倍である、請 求項２０に記載の装置。 ２２．前記第２のモジュールの真空による崩壊を防ぐための手段をさらに含む、 請求項４に記載の装置。 ２３．前記第２のモジュールの崩壊を防ぐための前記手段が前記第２のモジュー ルに空間を埋める挿入物を含む、請求項２２に記載の装置。 ２４．前記空間を埋める挿入物がディスクリートな粒子に形成される吸収材料で ある、請求項２３に記載の装置。 ２５．隣接する区域を同時に加熱しかつ冷却する方法てあって、 ａ．（１）第１および第２の区域を有する容器と、（２）第１の区域を冷却する ための第１のモジュールとを含み、前記第１のモジュールが蒸気圧を有する気化 可能な物質を含み、 （３）第２の区域を加熱するための第２のモジュールを含み、前記第２のモジュ ールが排気されかつ前記気孔可能な物質のための吸収剤を含み、 （４）前記第１および第２のモジュールを接続する導管と、 （５）前記モジュールの間の前記導管を通る流れを選択的に可能にするための前 記導管内のバルブとを含む加熱および冷却装置を提供するステップと、ｂ．前記 バルブを開き、それにより前記第１および第２のモジュールを接続し、かつそれ により前記第１のモジュールにおける圧力が低減され、前記気化可能な物質が気 化することを引き起こすステップと、 ｃ．前記気化可能な物質の気化が前記第１のモジュールを冷却する役目を果たし 、かつ前記吸収剤における前記蒸気の吸収が前記第２のモジュールを加熱する役 割を果たすように、前記吸収剤に前記蒸気を集めることにより前記第１のモジュ ールから前記蒸気を除去するステップとを含む、方法。 ２６．前記第１の区域に第１の食物の部分を与えるステップと、 前記第２の区域に第２の食物の部分を与えるステップと、前記第１の区域におけ る前記第１の部分の冷却と前記第２の区域における前記第２の部分の加熱とを同 時に行なうステップとをさらに含む、請求項２５に記載の方法。 ２７．前記冷却された第１の部分と前記加熱された第２の部分をその消費のため に組み合わせるステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。 ２８．前記気化可能な物質が液体である、請求項２５に記載の方法。 ２９．前記液体が水である、請求項２５に記載の方法。 ３０．前記第１のモジュールにおける前記水がジェルに混ぜられる、請求項２９ に記載の方法。 ３１．前記第１のモジュールにおける前記水が澱粉−アタリリック水固定ポリマ により分布膜へ混ぜられる、請求項３０に記載の方法。 ３２．前記吸収剤が前記気化可能な物質の気化により除去される熱の量の少なく とも１．５倍を発生する、請求項２５に記載の方法。 ３３．熱い部分を加熱しかつ冷たい部分を冷却する食物の別個の熱い部分と冷た い部分のための使い捨て可能な容器であって、 冷たい食物の部分のための第１のポケットと熱い食物の部分のための第２のポケ ットとを有するトレイと、前記ポケットの間の熱の移送を低減するための前記ト レイに組み合わせるために適したカバーと、前記第１のポケットに熱的に結合さ れ冷たい食物の部分を冷却するための第１のモジュールとを含み、前記第１のモ ジュールが蒸気圧を有する気化可能な物質を含み、前記第２のポケットに熱的に 結合され熱い食物の部分を加熱するための第２のモジュールを含み、前記第２の モジュールが排気されかつ気化可能な物質のための吸収剤を含み、 前記第１と第２のモジュールとの間に流体の連通状態を成立させるための導管と 、 前記モジュールの間の前記導管を通る流れを選択的に可能にするための前記導管 内のバルブとを含み、それにより前記第１および第２のモジュールを接続する前 記バルブの解放により前記気化可能な物質が気化することを可能にし、それによ り蒸気を形成し、かつ前記蒸気が前記導管を通って前記吸収剤に至ることを可能 にし、その吸収剤が、前記気化可能な物質の気化が前記冷たい食物部分を冷却す る役割を果たし、かつ前記吸収剤による前記蒸気の吸収が前記熱い食物の部分を 加熱する役割を果たすように蒸気を除去する、容器。 ３４．前記第１のモジュールが実質的に平らな封止されたエンベロープを含む、 請求項３３に記載の容器。 ３５．前記第１のモジュールが前記容器の部分の形に適合する薄い壁厚のエンベ ロープを含む、請求項３３に記載の容器。 ３６．前記第１のモジュールの真空による崩壊を防ぐための手段をさらに含む、 請求項３４または３５に記載の容器。 ３７．崩壊を防ぐための前記手段が前記第１のモジュール内に空間を埋める挿入 物を含む、請求項３６に記載の容器。 ３８．崩壊を防ぐための前記手段が剛性のビーズを含む、請求項３６に記載の容 器。 ３９．第１および第２のモジュールが金属箔を含む、請求項３４または３５に記 載の容器。 ４０．前記金属箔がアルミニウムを含む、請求項３８に記載の容器。 ４１．前記導管が可撓性の管である、請求項３３に記載の装置。 ４２．前記バルブが単一使用の砕けやすい装置である、請求項４１に記載の容器 。 ４３．前記バルブが部分的に開いた砕けやすい球である、請求項４１に記載の容 器。 ４４．前記バルブが砕けやすい閉塞する膜である、請求項４１に記載の容器。 ４５．前記気化可能な材料がジェルに混ぜられる水である、請求項３３に記載の 容器。 ４６．前記ジェルが澱粉−アクリリック水固定ポリマで形成される、請求項４５ に記載の容器。 ４７．前記第２のモジュールの真空による崩壊を防ぐための手段をさらに含む、 請求項３６に記載の容器。 ４８．前記第２のモジュールの崩壊を防ぐための前記手段が前記第２のモジュー ル内に空間を埋める挿入物を含む、請求項４７に記載の容器。 ４９．前記空間を埋める挿入物がディスクリートな粒子に形成される吸収材料で ある、請求項４８に記載の容器。