KR20130065659A - 열 관리 용기 - Google Patents

Abstract

축열 장치 외부 (1') 의 온도와 상이한 일정한 저장 온도로 액체와 같은 물체 (5) 를 저장 및 유지하는 축열 장치 (1) 는, 이 물체를 일정한 저장 온도로 수용하는 용기 (4); 및 외부 온도와 일정한 저장 온도 사이의 열 구배로부터 기인한 열 전달을 보상하는 열원 (3) 을 포함한다. 열원은, 열 에너지를 축적하고, 열 구배에 기인한 상기 열 전달을 보상하고 물체를 일정한 저장 온도로 유지하도록 용기로부터 또는 용기로 열을 전달하는 질량부 (31) 를 포함한다.

Description

열 관리 용기{CONTAINER WITH THERMAL MANAGEMENT}

본 발명은 물체 (body), 예컨대 액체를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 미리 정해진 온도로 유지하는 자율 (autonomous) 장치에 관한 것이다. 특히, 장치는 음료 제조 기계, 예컨대 이동성 휴대용 기계, 특히 향미 성분을 함유한 캡슐을 통하여 물과 같은 액체를 순환시킴으로써 음료를 제조하는 기계로 통합될 수도 있다.

본원의 설명을 위해, "음료" 는 차, 커피, 핫/콜드 초콜릿, 우유, 수프, 이유식 등과 같은 임의의 액체 식품을 포함하도록 한다. "캡슐" 은, 성분을 수용한 연성 포드 (pod) 또는 강성 카트리지를 포함한 임의의 형상과 구조의, 그리고 임의의 재료의 봉입 포장, 특히 기밀 포장, 예컨대 플라스틱, 알루미늄, 재활용성 및/또는 생분해성 포장 내의 임의의 예비 분할된 음료 성분을 포함하도록 한다.

음료 제조 기계는 수년간 알려져 왔다. 예를 들어, US 5,943,472 는 에스프레소 기계의 물 저장조 및 온수 또는 증기 분배 챔버 사이의 물 순환 시스템을 개시한다. 순환 시스템은, 저장조에 함께 연결되는 밸브, 금속 가열 튜브 및 펌프를 포함한다.

전형적으로, 음료 제조 기계는 음료 프로세싱 모듈을 수용한 하우징 및, 하우징에 착탈식으로 연결되고 음료 프로세싱 모듈과 유체 연통하는 액체 저장조를 포함한다. 이러한 음료 제조 기계의 예는 EP 1 267 687, WO 2009/074553 및 WO 2010/015427 에 개시된다.

음료 향미 성분의 미리 포장된 또는 비포장된 부분을 사용하는 커피와 같은 음료 제조 기계는 개인들 사이, 그리고 또한 시 (municipalities), 쇼핑 센터 및 기업에 매우 널리 퍼져 있다. 제조 원리는 고압, 전형적으로 대기압을 통과하는 압력하에서 다량의 냉온 액체를 대응하는 향미 성분에 통과시킴으로써 음료 부분을 추출하는 것에 기초한다. 미리 포장된 부분은 전술한 대로 캡슐 내부에 공급될 수 있다. 카트리지의 예는 특허 EP 0 512 468 B1 에 기술된다. 포드의 예는 특허 EP 0 602 203 B1 에 기술된다. 추출 방법의 예는 특허 EP 0 512 470 B1 에 기술된다.

캡슐 또는 다른 타입의 이 부분으로부터 가압하에 음료를 추출하기 위해서, 전기 압축기와 같은 비교적 강력한 물 펌프, 및 액체를 원하는 온도로, 예컨대 차 또는 커피에 대해서는 50 ~ 100°가 되게 하기 위해 전기 가열기와 같은 가열기를 사용할 필요가 있다. 이 펌프와 가열기는 전력 공급을 위한 메인스 (mains) 를 사용한다.

따라서, 예로 트롤리에서 또는 단순히 제조 기기를 운반함으로써 이 제조 기기를 이동시키는 것은 어렵다. 사실상, 메인스로 접근하지 않으면서 기차, 비행기와 같은 교통 수단, 또는 영화관, 극장과 같은 임의의 장소, 또한 해변, 공원, 풀장가와 같은 공공 장소에서 그리고 다른 공적 또는 사적 장소 또는 임의의 장소에서 음료를 제공하도록 이 기기를 더욱 이동성이 있도록 할 수 있는 것이 유리할 것이다.

US 6,739,241 은 내부의 물을 가압하도록 화염 개방 가열기 (open flame heater) 로 튜브를 가열함으로써 튜브를 통하여 저장조로부터 우려내기 바스켓으로 물이 추진되어서, 끓는/증발하는 물이 우려내기 바스켓으로 추진되는 캠핑용 드립 커피 메이커를 개시한다. 이 타입의 물의 화염 가열은 드립 커피를 만들기 위해 압력의 작용하에 끓는/증발하는 물을 순환시키는데 편리한 것으로 입증될 수도 있는 반면, 이 가열 시스템은 에스프레소를 제조하기에 적합하지 않다. 사실, 에스프레소 커피를 제조하기 위해서 분쇄된 커피를 통하여 가압하에 보통 기계적으로 펌핑되는 물은 85 ℃ ~ 90 ℃ 의 범위, 예컨대 86 또는 87 ℃ 의 인컵 (in-cup) 온도로 커피를 제조하도록 제어된 온도, 전형적으로 90 ℃ 부근의 몇 도 범위 내의 온도로 바람직하게 유지된다.

WO 2006/102980 은 전력 네트워크에 연결되지 않으면서 음료를 제조하도록 작동될 수 있는 에스프레소 기계를 개시한다. 기계는 배터리로 전력을 공급받는다. 음료 제조에 사용되는 물을 가열하는데 배터리의 심한 사용을 방지하도록, 에스프레소 기계는 자율 모드로 음료를 제조하기 전에 메인스를 사용해 예열되는 물을 수용한 열 절연 저장조를 가진다. 그러면 물은 자율 모드에서 배터리를 사용해 충분한 온도로 유지된다. 이러한 음료 기계의 자율성은 몇 시간일 수 있어서 예를 들어 기차, 비행기, 극장 등에서 물이 예열된 후 시간으로부터 비교적 단기간 내에 음료 기계를 사용하고자 할 때 해결책을 제공한다. 하지만, 이 기계는 자율적으로 몇 시간 사용되어야 할 때는 최적이 아니다.

WO 99/02081 은 커피 기계, 보다 정확하게는 분쇄된 커피를 추출하는데 필요한 압력이 압축 공기에 의해 발생되는 이동성 기계를 제안한다. 커피를 제조하기 위한 물은 열 절연 용기에서 유지된다. 물은 전기 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 이 해결책은 기계 하부에 설치된 가스 실린더와 같은 독립 수단 (self-contained means) 에 의해 추출 압력을 발생시키는 장점을 제공한다. 기계는 이 목적을 위해 제공된 트롤리의 구획에 설치된 가스 실린더를 구비한 트롤리에 설치될 수 있다.

US 2007/0199452 는 압력 가스 작동 펌프에 의해 물이 저장조로부터 펌핑되는 이동성 또는 휴대용 에스프레소 기계를 개시한다. 물은 저장조 내부 (이 경우에 저장조는 절연됨) 또는 저장조와 기계의 추출 헤드 사이에서 가열된다. 에스프레소 기계는 써모블록 (thermoblock) 과 같은 전기 가열기 또는 고체 및/또는 가스 및/또는 액체 연료를 사용하는 버너와 같은 연소 가열기 중에 어느 하나를 가진다. WO 2009/092746 은 연소 가열기와 조합된 전기 가열기를 포함하는 이중에 가열 시스템을 가지는 자율 음료 제조 기계를 개시한다. 보다 일반적으로, 조리용으로 사용될 수도 있는 연료 가스 버너는 WO 2007/027379 에 개시된다.

EP 1 686 87 은 여러 음료를 제조하기 위한 용량을 갖는 열 절연 물 저장조 및 저장조로부터 향미 모듈로 물을 구동하는 가스 작동식 펌프를 가지는 이동성 또는 휴대용 음료 제조 기계를 개시한다. 열 절연 물 저장조는 사용 중에 가능한 열 손실을 보상하는 설비 (arrangement) 를 수용할 수도 있다. 이러한 설비는 연소 가열기 또는 배터리, 태양 전지판이나 담배 라이터와 같은 전력 공급부에 연결된 전기 저항식 가열기를 포함할 수도 있다.

특히 이동성, 자율 음료 분배 적용, 예컨대 차 또는 커피 기계를 위한, 액체, 특히 물과 같은 물체용 용기의 온도를 정확히 제어하기 위한 설비가 여전히 필요하다.

본 발명의 바람직한 목적은, 액체와 같은 물체를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 이러한 물체를 이러한 온도로 유지하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 목적은, 바람직하게 자율 통합된 에너지 공급부로 연장된 기간에 걸쳐 미리 정해진 온도로 이러한 물체를 저장하기 위한 이러한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 바람직한 목적은, 전기 에너지, 예컨대 배터리와는 대조적으로, 상기 물체를 고온 (heat) 또는 저온 (cold) 형태로 상기 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 그 온도로 유지하는데 사용되는 열 공급부를 저장하기 위한 설비를 가지는 이러한 장치를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 예컨대 0 ~ 40 ℃ 또는 10 ~ 35 ℃ 의 주위 온도와 같은 외부 온도와 상이한 일정한 저장 온도로 액체와 같은 물체를 저장 및 유지하기 위한 자율 장치, 특히 진공병 장치와 같은 축열 장치에 관한 것이다. 장치는,

- 이 일정한 저장 온도로 이러한 물체를 수용하기 위한 용기; 및

- 외부 온도와 일정한 저장 온도 사이의 열 구배에서 기인한 열 전달을 보상하기 위한 열원을 포함한다.

용기의 내부와 외부 간 열 유동은 이 온도 구배 및 용기의 절연 (또는 열 전도성) 에 따를 것이다.

본 발명에 따르면, 열원은 열 에너지를 축적하고 상기 열 구배에서 기인한 이 열 전달을 보상하고 수용된 물체를 일정한 저장 온도로 유지하도록 용기로부터 또는 용기로 열을 전달하기 위한 질량부를 포함하고, 질량부는 특히 용기의 외부에 있다.

따라서, 장치는, 전기 에너지 또는 가연성 물질을 휴대용 에너지원으로부터 열 에너지로 변환함으로써 자율적 사용 중에 열 에너지를 발생시키는 열 관리를 제공하는 사상에서 출발한다.

그러므로, 본 발명의 장치는 용기에 수용된 물체, 예컨대 액체를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 용기 내의 이 물체를 이 미리 정해진 온도, 예컨대 일정한 저장 온도로 유지하도록 자율적 사용 중에 시간이 경과함에 따라 필요에 따라 열 에너지를 축적하고 축적된 에너지를 용기에 전달하기 위한 질량부를 포함한다. 장치의 열 자율성은 보통 0.5 또는 1 시간 통과, 전형적으로 3 시간 통과, 그리고 바람직하게 적어도 5 ~ 6 시간이고, 장치의 특정 적용에 따라 10, 20 또는 30 시간까지 도달할 수도 있다.

열 에너지를 축적하기 위한 질량부는, 예컨대 메인스로부터 전기의 저항 가열 또는 다른 열 변환에 의해 질량부를 충전함으로써 사용 전에 신속히 예열되거나 예냉될 수도 있다. 따라서, 환경 비친화적이고 긴 충전 시간을 요구하는 고용량 전기 배터리 또는 축전지의 사용이 방지될 수 있다.

열원은 열 에너지를 축적하고 사용 중에 이러한 열 에너지를 용기로 전달하기 위해 사용 전에 가열되도록 배치된 가열 질량부를 포함할 수도 있다. 그러므로, 열은 질량부에 축적되고 필요에 따라 용기에 수용된 물체로 공급될 수 있다. 이것은 특히 외부 온도보다 상당히 더 높은 온도로 되거나 유지될 물체를 위해 필요하다.

열원은 사용 전에 냉각되고 사용 중에 용기로부터 전달되는 열 에너지를 축적하도록 배치된 냉각 질량부를 가질 수도 있다. 그러므로, 열이 질량부로부터 제거될 수 있고, 그 후 질량부는 용기에 수용된 물체로부터 필요에 따라 열을 얻는데 사용된다. 특히, 이것은 외부 온도보다 상당히 낮은 온도가 되거나 유지될 물체를 위해 필요하다.

추가 실시형태에서, 열원은 예컨대 용기에 수용된 물체를 가열하고 냉각하기 위해 이중일 수 있다. 이 열원은 가열 제 1 질량부와 냉각 제 2 질량부를 가질 수도 있다. 이것은 물체가 도달 및/또는 유지될 온도 부근, 즉 통과 및 미만으로 외부 온도가 변할 수도 있을 때 특히 필요하다.

열원은, 자율적 사용 전에 질량부를 전기적으로 가열 또는 냉각하고 자율적 사용 중에 저장 온도를 비전기적으로 일정하게 유지하기 위해, 특히 저항식 가열기 또는 전기 열 펌프 또는 펠티어 냉각기 또는 자기 냉각 장치 또는 그 밖의 등가 수단을 포함하는 전동식 열 컨디셔너를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 질량부는 오븐 또는 냉동 냉장고에서 열 충전될 수도 있다. 열 에너지의 자율성은 질량부를 전기적으로 가열 또는 냉각한 후 1 ~ 24 시간 범위의 기간 동안, 특히 2 ~ 12 시간, 예를 들어 3 ~ 8 시간 동안 지속되어야 할 수도 있다. 자율성은 용기 내외부 사이 열 전도성과 용기의 저장 용량, 저장될 물체의 성질과 체적에 따를 것이다.

전형적으로, 질량부는 내부에 수용된 물체가 도달 및/또는 유지되어야 하는 온도에 따라 질량부와 용기 사이 열 전달을 조정하기 위한 열동식 조절 밸브 (thermal valve) 를 통하여 장치의 용기에 연결된다.

열동식 조절 밸브는 밸브, 특히 열기계식 액추에이터를 통하여 질량부와 용기 사이 열 소통을 제어하기 위한 열 액추에이터를 포함할 수도 있다. 열 액추에이터는 온도 임계값을 통과함으로써 작동될 수 있다. 전형적으로, 열 액추에이터는 활성화시 형상 및/또는 체적을 변경하도록 배치될 수 있고, 열 액추에이터는 특히 활성화시 물리적 상태를 변경하도록 배치되고, 예를 들어 열 액추에이터는 온도 임계값에서 용융 또는 응고한다. 액추에이터는 일정한 저장 온도에 대응하는 물리적 상태, 예컨대 용융 및/또는 응고의 변화 온도를 갖는 보정된 왁스 요소를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 다른 온도 조정기 설비가 사용될 수도 있고, 특히 다른 서모스탯 (thermostat) 설비는 특히 바이메탈 스트립을 포함한다.

열동식 조절 밸브는 질량부에서 용기로 또는 그 반대로 열 에너지를 안내하기 위한 열 가이드; 및 질량부에서 용기로 또는 그 반대로 열 가이드를 통하여 열 전달을 설정 및 차단하기 위한 게이트를 가질 수도 있다. 열 가이드는 특히 질량부 또는 용기에 열 소통하게 고정된 가요성 열 도체를 포함할 수도 있고, 열 가이드는 복수의 제직 또는 부직 와이어와 같은 적어도 하나의 금속 또는 금속 기반 와이어 또는 블레이드를 포함할 수도 있다. 선택적으로 가이드, 예컨대 와이어 또는 블레이드는 구리와 알루미늄 및 이들의 합금 중에 적어도 하나로 만들어진다. 예를 들어, 열 가이드는 용기에 열 소통하게 고정된 일부분, 예컨대 일단부 및 필요에 따라 선택적으로 질량부와 열 소통하고 열 소통하지 않게 되는 타부분, 예컨대 타단부, 또는 그 반대 (즉, 질량부에 고정된 일부분 및 선택적으로 용기와 열 소통/비소통하는 타부분) 를 가진다. 다른 실시예에서, 열 가이드는 각각 용기 및 질량부와 선택적 소통/비소통하는 양 부분을 가진다.

게이트는 열 가이드가 질량부로부터 용기까지 열 소통하게 그리고 열 소통하지 않도록, 선회식 토글 (toggle) 과 같은, 기계식 토글을 포함할 수도 있다. 특히, 토글은 열 가이드가 질량부에서 용기까지 열 소통하거나 열 소통하지 않도록 예컨대 스프링에 의해 편향된다. 예를 들어, 위에서 검토한 대로, 열기계식 액추에이터는 용기와 열 소통하게 제공되고 열 가이드가 질량부에서 용기까지 열 소통 및 열 소통하지 않도록 기계식 토글을 작동하기 위해 용기의 온도 변화에 의해 활성화될 수도 있다.

보통, 용기 및 선택적으로 질량부를 수용한 열 절연 외부 엔벨로프 (envelope) 가 제공된다. 이 절연 외부 엔벨로프는 일반적으로 용기 둘레에 기밀 밀봉될 수 있고 그리고/또는 용기로부터의 그리고 내부에 수용될 때 또한 질량부로부터의 열복사선을 수용하도록 열 반사 내부면을 가질 수 있다. 용기는 절연 외부 엔벨로프에 수용될 수도 있고, 질량부는 분리된 모듈, 특히 용기에 열적으로 연결 가능한 절연 모듈 형태로 제공될 수도 있다.

열 절연 외부 엔벨로프는 용기와 질량부를 수용할 수도 있고, 질량부는 연결 설비, 예컨대 고정되게 그리고/또는 단단하게 연결된 바 또는 로드를 통하여, 외부 엔벨로프로부터 이격된 용기에 의해 특히 유지되고, 상기 외부 온도와 상기 일정한 저장 온도 사이 구배에 기인한 열 전달보다 용기와 질량부 사이 상기 연결 설비를 통하여 사용 중에 더 적은 열 에너지가 전달되도록 낮은 열 전도성을 가진다. 연결 설비는 열 절연 플라스틱 및/또는 세라믹 재료로 만들어질 수도 있다. 이 경우에, 질량부에서 용기로 그리고/또는 그 반대로 연속적인 최소 열 전달이 있는데, 이것은 질량부와 용기 사이의 전체 열 전달이 일반적으로 용기와 본 발명의 장치 외부의 환경 사이의 열 전달과 동일하도록 열 조정기에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 변형예에서, 액체 물체와 같은 물체를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 이러한 물체를 이 온도로 유지하기 위한 장치가 제공된다. 장치는, 이 물체를 수용하기 위한 용기; 용기 내의 온도를 조절하기 위한 열원; 및 용기로부터 열원으로 그리고/또는 그 반대로 열 전달을 조정하기 위한 열동식 조절 밸브를 포함한다. 밸브는 용기와 열 소통하고 용기에서 이런 미리 정해진 온도에 대응하는 온도 임계값을 통과함으로써 활성화되고 밸브를 통하여 열 전달을 제어하도록 배치된 열기계식 액추에이터를 포함한다. 선택적으로, 밸브는 열원으로부터 용기로 또는 그 반대로 열 에너지를 안내하기 위한 열 가이드 및, 열원으로부터 용기로 또는 그 반대로 열 가이드를 통하여 열 전달을 설정하고 차단하기 위한 게이트를 포함한다. 열기계식 액추에이터는 이 온도 임계값에서 물리적 상태의 변화 온도를 갖는 보정된 왁스 요소를 포함할 수도 있다.

이 장치는 임의의 특징 또는 위에서 검토한 특징들의 조합, 특히 전술한 질량부를 포함할 수도 있다.

본 발명은 또한 액체, 특히 물을 수용하기 위한 용기를 가지는 전술한 장치를 포함하는 음료 제조 기계, 특히 이동성 또는 휴대용 기계에 관한 것이다. 기계는, 특히 액체와 향미 성분을 혼합하기 위한 설비를 통하여, 이러한 액체를 분배하기 위한 설비를 포함할 수도 있다. 선택적으로, 분배 설비는 가스 펌프와 같은, 액체를 펌핑하기 위한 펌프를 포함한다. 특히 기계가 이동성 또는 휴대용일 때, 이것은 배터리 또는 축전지에 의해 전력을 공급받기 위한 설비와 같은 자율 에너지 공급부를 포함할 수도 있다. 이 전력 공급 설비는 펌프, 제어기와 센서 및/또는 사용자 인터페이스를 구비한 PCB 와 같은 제어 유닛에 전력을 공급하는데 사용될 수도 있다.

예를 들어, 기계는 예컨대 가정에서 또는 사무실에서 메인스에 전기적으로 연결될 수 있고, 그리고/또는 휴대용이거나 이동성일 수 있고 외부 에너지원에 연결되지 않은 자율적 사용을 위한 대응하는 에너지 저장부와 연관될 수 있는 독립 기계와 같은 커피, 차, 초콜릿 또는 수프 제조 기계이다.

특히, 기계는 분쇄된 커피 또는 차 또는 초콜릿 또는 카카오 또는 분유와 같은 제조될 음료 성분을 수용한 캡슐을 통하여 온수나 냉수 또는 다른 액체를 통과시킴으로써 성분 프로세싱 설비 내에서 음료를 제조하도록 배치된다.

예를 들어, 제조 기계는 액체 저장조, 액체 순환 회로, 기계의 플러그를 메인스에 꽂을 때 활성화될 수 있는 가열기, 펌프 및 추출을 위해 성분 캡슐을 수용하고 추출시 캡슐을 비우도록 배치된 음료 제조 유닛 중에 하나 이상을 포함하는 성분 프로세싱 설비; 제조 유닛으로부터 캡슐이 비워지는 시트로 통하는 개구를 가지는 하우징; 및 시트로 비워지는 캡슐을 리셉터클 안으로 충전 레벨까지 수집하기 위한 저장 공간을 형성하는 공동을 가지는 리셉터클을 포함한다. 리셉터클은 캡슐을 수집하기 위한 시트로 삽입할 수 있고 수집된 캡슐을 비우기 위해 시트로부터 제거할 수 있다. 이러한 성분 프로세싱 설비의 예는 일반적으로 WO 2009/074550, WO 2009/130099 및 WO 2010/015427 에 개시된다.

음료 제조 모듈은 다음 부품:

a) 이 음료의 성분, 특히 캡슐 내부에 공급된 예비 분할된 성분을 수용하고, 물과 같은 액체의 유입 유동을 상기 성분을 통하여 음료 배출구로 안내하기 위한 우려내기 유닛;

b) 위의 온도 유지 장치의 용기에서 액체를 예열하기 위한, 저항식 가열기와 같은, 가열기;

c) 이 용기로부터 우려내기 유닛으로 이 액체를 펌핑하기 위한 펌프, 특히 휴대용 배터리 또는 축전지에 의해 전력을 공급받을 수 있는 펌프;

d) 액체 탱크와 같은 액체 공급원으로부터 음료 배출구로 이 액체를 안내하기 위한 하나 이상의 유체 연결 부재;

e) 전기 제어 유닛, 특히 배터리 또는 축전지에 의해 전력을 공급받을 수 있는 유닛, 예를 들어 사용자로부터 인터페이스를 통하여 명령을 수신하고 인라인 가열기 및 펌프를 제어하기 위한 인쇄 회로 기판 (PCB) 을 포함한 유닛; 및

f) 우려내기 유닛, 인라인 가열기, 펌프, 액체 저장조, 성분 수집기, 이 액체의 유동, 이 액체의 압력 및 이 액체의 온도 특성들로부터 선택된 적어도 하나의 작동 특성을 감지하고, 이러한 특성(들)을 제어 유닛으로 전달하기 위한 하나 이상의 전기 센서 중, 하나 이상을 포함할 수도 있다.

이제, 본 발명은 개략적인 도면을 참조로 기술될 것이다.

도 1 은 외부에서 본, 본 발명에 따른 자율 축열 장치를 나타낸다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 장치의 단면도이다.
도 2a 는 제 1 구성의 도 2 에 나타낸 장치의 세부 X 를 도시한다.
도 2b 는 제 2 구성의 도 2 에 나타낸 장치의 세부 Y 를 도시한다.
도 3 은 도 1 내지 도 2b 에 도시된 장치의 열동식 조절 밸브와 액추에이터의 사시도이다.

도 1 내지 도 3 은 외부 온도와 상이한 일정한 저장 온도로 액체와 같은 물체 (5) 를 저장 및 유지하기 위한 자율 휴대용 장치, 특히 진공병 장치와 같은 축열 장치 (1) 의 특정 실시형태를 도시한다.

장치 (1) 는 열원 (3) 및, 액체 (5) 를 수용하기 위한 용기 (4) 를 포함한 메인 블록 (2) 을 가진다. 열원 (3) 및 용기 (4) 는 엔벨로프 (6) 와 뚜껑 (7) 내부에 봉입된다. 열원 (3) 과 용기 (4) 의 열 절연을 보장하기 위해서, 용기 (4) 뿐만 아니라 엔벨로프 (6) 와 열원 (3) 사이의 공간 (61) 에 실질적 진공이 제공된다. 엔벨로프 (6) 는, 엔벨로프 (6) 내부에서, 열원 (3) 과 용기 (4) 로부터 열복사선을 수용하도록 열 반사 내부면 (62) 을 가질 수도 있다.

엔벨로프 (6) 는 주연 벽 (64) 을 가지고 상부 개구 (63) 는 벽 (64) 의 병목부 (bottleneck) 에 의해 형성된다. 엔벨로프 (6) 는 개구 (63) 의 반대쪽에 바닥 (65) 을 가지는데 이것은 벽 (64) 과 일체 형성되거나 벽 (64) 에 용접된 또는 그렇지 않으면 기밀 밀봉된 별개의 요소로서 형성될 수도 있다. 바닥 (65) 은 도 2 에 도시된 대로 돔과 같은 형상을 가질 수도 있다.

또한, 예컨대 용접 또는 접착 또는 나사 결합 또는 등가의 수단에 의해 벽 (64) 에 고정된 바닥 부재 (66) 는 장치 (1) 의 푸트 (foot) 를 형성한다.

용기 (4) 는 엔벨로프 (6) 의 개구 (63) 와 일치하는 용기 (4) 의 병목부에 의해 형성된 개구 (43) 를 가진다. 용기 (4) 와 엔벨로프 (6) 는, 도 2 에 도시된 대로 하나 내부에 다른 하나가 있는 각각의 개구 (43, 63) 에서 예컨대 용접 또는 접착 또는 다른 밀봉 수단에 의해 함께 기밀 밀봉된다. 그러므로, 용기 (4) 의 외부면 (42) 은 진공 공간 (61) 에 의해 커버되고 엔벨로프 (6) 에 의해 밀봉된다.

뚜껑 (7) 은 열 절연 재료로 만들어지고 이 개구 (43, 63) 에서 열 손실을 제한하기 위해 물체 (2) 의 직경과 비교해 감소된 크기를 가지는 개구 (43, 63) 에 끼워진다. 뚜껑 (7) 은 그것의 베이스면 개구 (43, 63) 에 환형 홈 (73) 을 가진다. 홈 (73) 은 개구에 뚜껑 (7) 을 고정하기 위해 병목부 형성 개구 (43, 63) 에 압력 끼움 장착된다.

용기 (4), 엔벨로프 (6) 및 뚜껑 (7) 의 구조는, 장치 (1) 의 외부 온도와 상이한 온도에서 물체, 전형적으로 액체를 수용하기 위한 진공병 (또는 보온병) 의 구조에 일반적으로 대응한다.

뚜껑 (7) 을 제거하지 않고 외부 (1') 로부터 액체 (5) 에 접근할 수 있도록 뚜껑 (7) 은 용기 (4) 의 내부를 장치 (1) 의 외부 (1') 에 연결하는 2 개의 작은 유체 도관 (71, 72) 을 더 포함한다. 도관 (71) 은, 예를 들어, 외부 (1') 에서 용기 (4) 안으로 하향 연장된 파이프 (미도시) 를, 그 파이프 유입구가 액체 (5) 의 레벨 아래에 위치된 상태로 고정할 수도 있다. 도관 (72) 은 펌프의 가압 작용에 의해 액체 (5) 를 파이프의 침지된 유입구로 압송하고 이러한 파이프를 통하여 장치 (1) 밖으로 액체 (5) 를 구동하도록 용기 (4) 내의 액체 (5) 의 레벨 위의 공동 (51) 을 가압하기 위한 공기 펌프 (미도시), 예컨대 전기 펌프에 연결될 수도 있다. 대안적으로, 예컨대 도관 (72) 내의 파이프를 통하여 장치 (1) 밖으로 액체 (5) 를 구동시키기 위해서 용기 (4) 내의 액체 (5) 위의 공동 (51) 을, 예컨대 도관 (71) 을 통하여 가압하도록 압축 공기 또는 CO₂ 와 같은 다른 가스의 탱크를 또한 사용할 수 있다.

용기 (4) 내의 액체 (5) 의 온도를 일반적으로 일정하게 유지하도록, 열원 (3) 은, 장치 (1) 외부의 외부 온도와 일정한 저장 온도 사이의 열 구배에서 기인하는, 예컨대 뚜껑 (7) 을 통하여, 특히 도관 (71, 72) 을 통하여, 용기 (4) 로부터 외부 환경 (1') 으로 열 전달을 보상하도록 배치된다. 따라서, 열원 (3) 은 전술한 열 구배에서 기인한 열 전달을 보상하여 자율 사용 중에 일정한 저장 온도로 물체 (5) 를 유지하도록 열 에너지를 축적하고 용기 (4) 로부터 또는 용기로 열을 전달하기 위한 질량부 (31) 를 포함한다.

첨부 도면에 도시된 특정 실시형태에서, 가열 질량부 (31) 는 액체 (5) 의 저장 온도를 일정하게 유지시키고 장치 (1) 의 외부 환경 (1') 의 온도를 통과하여 유지하도록 필요에 따라 열 에너지를 축적하고 자율 사용 중에 이러한 열 에너지를 용기 (4) 로 전달하기 위해 자율 사용 전에 가열되도록 배치된다. 대안적인 실시형태에서, 예를 들어 용기에 냉장 음료 또는 아이스크림 또는 그 밖의 냉동 또는 냉장 식품 또는 음료를 저장하기 위해서, 질량부는, 사용 전에 냉각되도록 그리고 사용 중에 용기로부터 전달된 열 에너지를 축적하도록 배치된 냉각 질량부일 수도 있다.

열원 (3) 은 사용 전에 전기적으로 질량부 (31) 를 가열하기 위해, 그리고 사용 중, 선택적으로 질량부를 전기적으로 가열 또는 냉각한 후 1 ~ 24 시간 범위의 기간 동안, 특히 2 ~ 12 시간, 예를 들어 3 ~ 8 시간 동안, 저장 온도를 비전기 방식으로 일정하게 유지하기 위해, 예를 들어 질량부 (31) 에 내장된 저항식 가열기 (33) 의 형태인 전동식 열 컨디셔너를 포함한다.

저항식 가열기 (33) 는, 바닥 (65) 을 통하여 연장되고 제어 유닛 (37) 에 연결된 전류 도체 (34) 를 가지는데, 제어 유닛은 푸트 (66) 에서 리세스 (67) 에 의해 경계가 한정된 공동 (35) 에 형성된 전력 커넥터에 연결된다. 이 전력 커넥터는 분리 가능한 플러그-소켓형 설비, 예컨대 Strix^TM 커넥터의 일측, 또는 전자기 커넥터, 예컨대 유도 커넥터의 일측일 수도 있다. 제어 유닛 (37) 은 사용 전에 질량부 (31) 의 전기 가열을 제어하도록 질량부 (31) 와 열 연결되게 온도 센서 (미도시) 에 또한 연결된다. 예를 들어, 제어 유닛 (37) 은 질량부 (31) 의 열 충전 레벨을 사용자에게 표시하기 위해 사용자 인터페이스, 예컨대 LED 설비에 연결된다.

선택적으로, 존재할 시, 저항식 가열기 (45) 는 제어 유닛 (37) 에 의해 또한 연결되고 제어될 수도 있다. 제어 유닛 (37) 은, 용기 (4) 내의 온도를 감지하기 위해, 예컨대 자율 사용 전에 저항식 가열기 (45) 의 전력 공급을 조절하기 위해 또는 자율 사용 중에 질량부 (31) 와 용기 (4) 사이의 열 전달을 제어하기 위해, 열 센서에 또한 연결될 수도 있다. 후자의 경우, 밸브 (8) 를 구비한 열기계식 액추에이터는 제어 유닛 (37) 에 연결된 이 온도 센서로 작동하는 전기 기계식 밸브에 의해 대체될 수도 있다. 이러한 구성을 위해, 휴대용 전기 에너지원, 예컨대 배터리가 자율 사용 중에 전기 기계식 밸브와 센서에 명령을 내리기 위해 제공되어야 한다. 하지만, 열 에너지의 공급량은 여전히 열 에너지 형태로 질량부 (31) 에 저장될 수도 있다.

대안적으로, 또한, 유도 가열기에 의해 가열 질량부를 가열할 수 있다.

일단 질량부 (31) 가 적절하게 가열되고 나면, 장치 (1) 는 외부 전원, 예컨대 전력원으로부터 분리될 수도 있고, 필요에 따라 질량부 (31) 로부터 열을 얻어 이 열을 용기 (4) 로 전달함으로써 액체 (5) 의 저장 온도를 자율적으로 유지할 수도 있다.

또한, 장치 (1) 가 외부 전원, 예컨대 메인스와 같은 전기 공급원에 연결되어 있는 동안, 용기 (4) 내의 액체 (5) 를 가열하기 위해 용기 (4) 는 선택적 저항식 가열기 (45) 를 포함한다.

대안적으로, 질량부 (31) 자체가 저항식 가열기 (33) 에 의해 가열되는 동안, 단지 열원 (3) 에 의해, 즉 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 로 열을 전달함으로써, 용기 (5) 안으로 예열된 액체 (5) 를 이송하거나 용기 (4) 내부에서 액체 (5) 를 예열할 수 있다.

사용 중, 즉, 전력 커넥터 (35) 가 분리될 때 질량부 (31) 와 용기 (4) 사이의 열 전달을 제어하기 위해서, 질량부 (31) 는 열동식 조절 밸브 (8) 를 통하여 용기 (4) 에 연결된다.

구체적으로, 도 2 는 용기 (4) 와 질량부 (31) 사이의 밸브 (8) 의 일반적인 위치를 나타낸다. 도 2a 및 도 2b 는 도 2 에 나타낸 바와 같은 밸브 (8) 의 세부 (X, Y) 의 확대도를 각각 보여준다. 도 2a 는 열 비전도 구성 (즉, 폐쇄된 상태) 의 밸브 (8) 를 도시하고, 도 2b 는 열 전도 구성 (즉, 개방 상태) 의 밸브 (8) 를 도시한다. 도 3 은 도 2 에 나타낸 밸브 (8) 의 측면 사시도를 도시한다.

열동식 조절 밸브 (8) 는 밸브 (8) 를 통하여 질량부 (31) 와 용기 (4) 사이의 열 소통을 제어하기 위한 열기계식 액추에이터 (81) 를 포함한다. 열 액추에이터 (81) 는 그 용기 외부에서 용기 (4) 의 벽 (41) 의 리세스 (42) 에 내장되고, 벽 (41) 과 접촉하는 액체 (5) 와 열 소통한다. 액추에이터 (81) 는 액체 (5) 와 열 소통에 기인하는 온도 임계값을 통과함으로써 활성화된다.

액추에이터 (81) 는 피스톤 (83) 용 도관과 왁스 연통부를 수용하는 챔버 (82) 를 포함한다. 챔버 (82) 내의 왁스는 용융 온도, 즉 한계 온도에 도달했을 때 용융되고, 도관 내의 피스톤 (83) 을 외부로 밀기 위해 연통 도관에서 그리고 챔버 (82) 에서 팽창한다. 왁스는 벽 (41) 을 통하여 왁스와 열 소통하여 액체 (5) 의 일정한 저장 온도에 대응하는 임계 온도에서 용융되도록 보정된다.

밸브 (8) 는 게이트 부재 (84) 의 중간부에서 로드 (85) 에 선회식으로 장착된 게이트 부재 (84) 를 더 포함한다. 로드 (85) 는, 용기 (4) 에 기계적으로 연결되고 용기와 열 소통하는 홀더 구조물 (89) 에 고정된다. 제 1 단부 (841) 를 피스톤 (83) 에 대해 가압하기 위해, 게이트 부재 (84) 의 제 1 단부 (841) 는 피스톤 (83) 과 협동 작용하고 부재 (84) 의 제 2 단부 (842) 는 스프링 (87), 예컨대 스프링 블레이드 또는 나선형 압축 또는 수축 스프링과 협동 작용한다. 그러므로, 게이트 부재 (84) 는 액추에이터 (81) 의 피스톤 (83) 의 변위를 따라 로드 (85) 를 중심으로 선회한다.

부재 (84) 의 제 2 단부 (842) 는, 게이트 부재 (84) 를 선회시킴으로써 질량부 (31) 와 접촉되거나 이격되게 이동될 수 있는 돌출부 (861) 를 가지는 접촉 부재 (86) 에 고정된다.

또한, 돌출부 (861) 가 질량부 (31) 와 접촉할 때, 접촉 부재 (86), 열 가이드 (88) 및 홀더 구조물 (89) 을 통하여 용기 (4) 가 질량부 (31) 와 열 소통되도록, 가요성 열 가이드 (88) 는 접촉 부재 (86) 와 홀더 구조물 (89) 을 연결한다. 예를 들어, 열 가이드는 구리 및/또는 알루미늄 또는 이들의 합금과 같은 높은 열 전도성 금속 재료로 만들어진다. 가이드 (88) 는 일련의 제직 및/또는 부직 와이어 및/또는 일련의 병렬 가요성 블레이드로 형성될 수도 있다.

그러므로, 챔버 (82) 에서 용융되고 팽창하는 왁스의 작용하에 피스톤 (83) 이 액추에이터 (81) 밖으로 신축 자재식으로 움직일 때 (telescopes)(액체 (5) 가 용기 (4) 에서 일정한 저장 온도에 있음을 나타냄), 스프링 (87) 에 응력을 가하여 접촉 부재 (86) 의 돌출부 (861) 를 열 질량부 (31) 로부터 이격시켜서 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 까지 열 가이드 (88) 를 통한 열 전달을 차단하는 위치로 게이트 부재 (84) 가 로드 (85) 를 중심으로 틸팅되어서 용기 (4) 내의 액체 (5) 의 가열이 차단된다.

반면에, 왁스가 챔버 (82) 에서 응고하여 수축할 때 (용기 (4) 내의 액체 (5) 가 일정한 저장 온도 미만으로 떨어졌음을 나타냄), 게이트 (84) 를 이완시켜 틸팅하여서 대응하여 피스톤 (83) 을 미는 스프링 (87) 의 작용하에 피스톤 (83) 이 액추에이터 (81) 안으로 다시 이동한다. 유사하게, 질량부 (31) 에 대한 이완 스프링 (87) 의 작용하에 돌출부 (861) 를 구비한 접촉 부재 (86) 가 밀려서, 용기 (4) 내의 액체 (5) 를 가열하도록 질량부 (81) 로부터 용기 (4) 까지 열 가이드 (88) 를 통한 열 전달을 설정한다.

게이트 부재 (84), 피봇 로드 (85) 및 접촉 부재 (86) 는 스프링 (87) 과 액추에이터 (81) 의 작용하에 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 까지 열 가이드 (88) 가 열 소통 및 열 소통되지 않게 하기 위한 기계적 선회식 토글을 형성한다. 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 까지 열 가이드 (88) 가 열 소통 및 열 소통되지 않게 하기 위해서 기계식 토글 (84) 을 작동하기 위해 열기계식 액추에이터 (81) 는 용기 (4) 와 열 소통되고 그 온도 변화에 의해 활성화되는 결과가 된다

도 2 에 도시된 대로, 질량부 (31) 는 용기 (4) 의 외부에 있을 수 있다. 질량부 (31) 는 절연 엔벨로프 (6) 내에 위치한다. 질량부 (31) 는 바닥부 (65) 로부터 질량부 (31) 내의 대응하는 리세스로 연장되는 유지 핀 (32) 을 통하여 바닥 (65) 위에 지지될 수도 있다.

질량부 (31) 는 엔벨로프 (6) 의 내부면 (62) 으로부터 이격된 용기 (4) 에 의해 유지될 수도 있다. 그 중에 하나가 도 2 에 점선으로 표시된 하나 이상의 고정 로드 (32') 가 질량부 (31) 를 용기 (4) 에 기계적으로 고정할 수도 있다. 발명의 실시형태에서, 질량부 (31) 로부터 엔벨로프 (6) 의 외부 환경 (1') 까지 직접 열 전도를 유발할 수도 있는 질량부 (31) 와 엔벨로프 (6) 사이의 어떠한 직접 접촉을 방지하도록 질량부 (31) 는 로드 (32') 에 의해서만 유지된다.

플라스틱 및/또는 세라믹 재료로 만들어질 수도 있는 로드(들) (32') 는 용기 (4) 와 질량부 (31) 사이에 단지 제한된 양의 열 에너지를 전달한다. 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 까지 비제어된 열 전달을 추가 제한하기 위해서, 질량부 (31) 에서 질량부 (31) 로 다시 열복사선을 반사하도록 질량부와 용기 사이에 격벽 (36) 이 구비된다. 이러한 로드(들)을 통한 열 에너지 전달은 내부 용기 (4) 와 장치 (1) 의 외부 환경 (1') 사이의 열 에너지보다 작다. 액체 (5) 가 일정한 저장 온도로 유지되도록 열동식 조절 밸브 (8) 는 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 까지 부가적 열 전달을 제어하도록 구성된다.

질량부 (31) 와 용기 (4) 사이의 열 전달 및 따라서 용기 (4) 내의 저장 온도는 챔버 (82) 내의 왁스의 용융점에 의해 결정될 것이다.

변형예에서, 액체와 같은 물체를 수용한 용기를 필요에 따라 요구에 응하여 미리 정해진 온도에서 유지하거나 미리 정해진 온도가 되도록 에너지 변환, 예컨대 열 에너지로 변환되는 전기 에너지에 의해 양 또는 음의 열 에너지를 제공하는 열원으로서 양 (고온) 또는 음 (저온) 열 에너지를 저장하는 질량부 (31) 로 열원 (3) 을 또한 대체할 수 있다. 이 경우에, 바람직하게, 열동식 조절 밸브는 열원과 용기 사이의 열 전달을 제어하기 위해 제공된다. 위에서 검토한 대로, 이러한 열동식 조절 밸브는, 용기와 열 소통하고 용기에서 이런 미리 정해진 온도에 대응하는 온도 임계값을 통과함으로써 활성화되고 밸브를 통하여 열 전달을 제어하도록 배치된 열기계식 액추에이터를 포함할 수도 있다. 밸브는 열원으로부터 용기로 또는 그 반대로 열 에너지를 안내하기 위한 열 가이드, 및 질량부로부터 용기로 또는 그 반대로 열 가이드를 통하여 열 전달을 설정하고 차단하기 위한 게이트를 포함할 수도 있다.

열원은, 용기에 수용된 물체, 예컨대 액체를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 용기 내의 이 물체를 이 온도로 유지하도록 시간이 경과하면서 필요에 따라, 예컨대 전기 배터리 또는 축전지 또는 다른 에너지원의 형태의, 장치 내부에 저장된 비-열 에너지를, 용기로 전달된 열 에너지로 변환하는 에너지 변환기를 포함할 수도 있다.

비-열 에너지는 전형적으로 예컨대 배터리 또는 축전지 내부에서 전기 에너지의 형태로 장치에 저장될 수도 있고, 저항기, 열 펌프 또는 자기 냉각기 등에 의해 양 또는 음의 열 에너지로 변환될 수도 있다.

용기와 열 소통하는 열기계식 액추에이터는 열 에너지로 비-열 에너지의 변환 스위치, 예컨대 전기 배터리 또는 축전지에 연결된 저항식 가열기에 전력을 공급하기 위한 전기 스위치를 제어하도록 배치될 수도 있다.

첨부 도면에 관해 위에서 검토한 대로, 열기계식 액추에이터는 상기 온도 임계값에서 물리적 상태의 변화 온도를 갖는 보정된 왁스 요소를 포함할 수도 있다. 열기계식 액추에이터는 위에서 검토한 모든 특징들을 포함할 수도 있다.

첨부 도면에서 나타낸 바와 같은 장치는, 편리하게, 음료 제조 기계, 특히 이동성 또는 휴대용 기계로 통합될 수도 있다. 장치의 용기는 커피 또는 차를 제조하기 위해 온수 또는 냉수, 특히 10 ~ 100 ℃ 온도의 물 공급원을 형성할 수도 있다. 특히, 음료 기계는, 특히 물과 향미 성분을 혼합하기 위한 설비를 통하여 용기로부터 물을 분배하기 위한 설비를 포함할 수도 있다. 분배 설비는 예를 들어 도면 부호 71, 71 에 대해 위에서 검토한 대로 가스 펌프와 같은 물을 펌핑하기 위한 펌프 및 용기에 연결된 물 배출 파이프를 포함할 수도 있다.

실시예

질량부 (31) 는 양의 열 에너지, 즉 열을 저장하도록 알루미늄으로 만들어질 수도 있다. 알루미늄 질량부 (31) 는, 용기 내의 물을 커피 우려내기를 위한 적합한 온도에서 준비된 상태로 유지하기 위해 용기에서 예컨대 93 ℃ 의 미리 정해진 일정한 저장 온도를 유지하도록 100 ℃ 통과로 가열될 수도 있다.

따라서, 액추에이터 (81) 의 챔버 (82) 내의 왁스는 93 ℃ 의 용융점을 갖는 조성물을 가진다. 이러한 왁스는 예컨대 Magal Engineering ltd, Dauphinoise Thomson S.A.S 로부터 상업적으로 이용가능하다. 그러므로, 용기 (4) 내의 온도가 93 ℃ 를 통과할 때, 용기 (4) 와 열 소통하는 왁스는 피스톤 (83) 을 밀고 질량부 (31) 로부터 이격되게 접촉 요소 (86) 를 갖는 토글 단부 (842) 를 선회시키도록 챔버 (82) 에서 용융하고 팽창하여, 열동식 조절 밸브 (81) 를 통한 질량부 (31) 와 용기 (4) 사이 열 전도가 차단되고 용기 (4) 는 특히 뚜껑 (7) 을 통하여 장치 (1) 의 외부 환경 (1) 을 향해 느린 열 손실에 의해 냉각되도록 허용된다. 반대로, 용기 (4) 내의 온도가 93 ℃ 미만으로 떨어질 때, 챔버 (82) 내의 왁스는 응고되어 스프링 (87) 의 구속 해제 (release) 에 의한 피스톤 (83) 의 수축을 허용하여, 접촉 요소 (86) 를 갖는 토글 단부 (842) 는 특히 뚜껑 (7) 을 통하여 열 손실을 보상하도록 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 로 열 소통을 설정하고 질량부 (31) 로부터 용기 (4) 로 열을 전달하도록 질량부 (31) 에 대해 선회된다.

열 질량부 (31) 는 제어 유닛 (37) (예컨대, 제어기를 구비한 PCB) 을 통하여 메인스에 연결된 저항기 (33) 를 가열함으로써 열 에너지로 충전된다. 질량부 (31) 는 장치 (1) 의 자율성을 증가시키기 위해 용기 (4) 내의 액체 (5) 의 저장 온도를 통과하여 잘 가열될 수도 있다. 알루미늄은 최대 약 600 ℃ 로 가열될 수도 있다. 더 큰 열 저장 용량을 갖는 질량부 (31) 가 필요하다면, 이것은 다른 재료, 예컨대 구리를 함유한 합금으로 만들어질 수도 있다.

주위 외부 온도, 예컨대 20 ℃ 로 유지되고, 질량부 (31) 를 임의의 온도, 즉 200 ℃ ~ 600 ℃ 로 예열한 후 6 시간에 걸쳐 안정적인 93 ℃ 로 임의의 양, 즉 100 ~ 1,000 ㎖ 의 물 (5) 을 유지하기 위해 구성된, 용기 (4), 엔벨로프 (7) 및 뚜껑 (4) 의 진공병 기술을 가지는 장치 (1) 의 경우, 다음과 같은 알루미늄 질량부 (31) 가 제공될 수 있다:

이런 수치 예는 대략 3 W 의 전형적인 열 손실을 갖는 진공병 기술을 기초로 한다.

장치 (1) 의 자율성은, 용기 (4) 와 질량부 (31) 로부터 장치 (1) 의 외부 환경 (1') 으로 온도 손실을 추가 감소시키도록 장치의 절연을 향상시킴으로써 또는 질량부 (31) 의 초기 가열 (또는 냉각) 온도의 질량부 (31) 의 축열 용량을 증가시킴으로써 증가될 수도 있다.

Claims (15)

1. 축열 장치의 외부 (1') 온도와 상이한 일정한 저장 온도로, 액체와 같은, 물체 (5) 를 저장 및 유지하는 자율 장치, 특히 진공병 장치와 같은 축열 장치 (1) 로서,
   - 상기 일정한 저장 온도로 상기 물체를 수용하는 용기 (4); 및
   - 상기 외부 온도와 상기 일정한 저장 온도 사이의 열 구배에 기인한 열 전달을 보상하는 열원 (3) 을 포함하고,
   상기 열원은 열 에너지를 축적하고, 상기 열 구배에 기인한 상기 열 전달을 보상하고 상기 물체를 상기 일정한 저장 온도로 유지하기 위해 상기 용기로부터 또는 상기 용기로 열을 전달하는 질량부 (31) 를 포함하고, 상기 질량부는 특히 상기 용기의 외부에 있는, 축열 장치 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열원 (3) 은, 열 에너지를 축적하기 위해 그리고 사용 중에 이러한 열 에너지를 용기 (4) 로 전달하기 위해, 사용 전에 가열되도록 배치된 가열 질량부 (31) 를 포함하는, 축열 장치 (1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 열원 (3) 은, 사용 전에 냉각되도록 그리고 사용 중에 상기 용기 (4) 로부터 전달된 열 에너지를 축적하도록 배치된 냉각 질량부 (31) 를 포함하는, 축열 장치 (1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열원 (3) 은, 사용 전에 상기 질량부 (31) 를 전기적으로 가열 또는 냉각하고, 사용 중에, 선택적으로 상기 질량부를 전기적으로 가열 또는 냉각한 후 1 ~ 24 시간 범위의 사용 기간 동안, 특히 2 ~ 12 시간, 예를 들어 3 ~ 8 시간 동안 비전기적으로 상기 저장 온도를 일정하게 유지하기 위해, 특히 저항식 가열기 또는 전기 열 펌프 또는 펠티어 (peltier) 냉각기 또는 자기 (magnetic) 냉각 장치를 포함한, 전동식 (electrically powered) 열 컨디셔너 (33) 를 포함하는, 축열 장치 (1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 질량부 (31) 는 열동식 조절 밸브 (thermal valve) (8) 를 통하여 상기 내부 용기 (4) 에 연결되는, 축열 장치 (1).
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 열동식 조절 밸브 (8) 는 상기 밸브를 통하여 상기 질량부 (31) 와 상기 용기 (4) 사이의 열 소통을 제어하는 열 액추에이터 (81), 특히 열기계식 액추에이터를 포함하고, 상기 열 액추에이터는 특히 온도 임계값을 통과함으로써 활성화되는, 축열 장치 (1).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 열 액추에이터 (81, 82, 83) 는 활성화시 형상 및/또는 체적을 변화시키도록 배치되고, 상기 열 액추에이터는 특히 활성화시 물리적 상태를 변화시키도록 배치되고, 상기 액추에이터는 상기 일정한 저장 온도에 대응하는 물리적 상태의 변화 온도를 갖는 보정된 왁스 요소 (82) 를 특히 포함하는, 축열 장치 (1).
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열동식 조절 밸브 (8) 는:
   - 상기 질량부 (31) 로부터 상기 용기 (4) 로 또는 그 반대로 열 에너지를 안내하는 열 가이드 (88); 및
   - 상기 질량부로부터 상기 용기로의 또는 그 반대로의 상기 열 가이드를 통하여 열 전달을 설정 및 차단하는 게이트 (84, 86) 를 포함하고,
   선택적으로, 상기 열 가이드는 특히 상기 질량부 또는 상기 용기에 열 소통하게 고정된 가요성 열 도체를 포함하고, 상기 열 가이드는 선택적으로 구리와 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 하나로 만들어진, 복수의 제직 또는 부직 와이어와 같은, 적어도 하나의 금속 또는 금속 기반 와이어 또는 블레이드를 특히 포함하는, 축열 장치 (1).
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 게이트 (84, 86) 는, 상기 열 가이드 (88) 가 상기 질량부 (31) 로부터 상기 용기 (4) 까지 열 소통되게 하고 열 소통되지 않게 하기 위해, 선회 가능한 토글 (toggle) 과 같은, 기계식 토글 (84) 을 포함하고, 상기 토글은 특히 스프링 (87) 에 의해 선택적으로 편향되어서, 상기 열 가이드가 상기 질량부로부터 상기 용기까지 열 소통되게 하거나 열 소통되지 않게 하는, 축열 장치 (1).
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열 가이드 (88) 가 상기 질량부 (31) 로부터 상기 용기 (4) 까지 열 소통되게 하고 열 소통되지 않게 하도록 상기 기계식 토글 (84) 을 작동시키기 위해 상기 용기 (4) 와 열 소통하고 상기 용기의 온도 변화에 의해 활성화되는 열기계식 액추에이터 (81) 를 포함하는, 축열 장치 (1).
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기 (4) 및 선택적으로 상기 질량부 (31) 를 수용한 열 절연 외부 엔벨로프 (envelope) (6) 를 포함하고, 상기 열 절연 외부 엔벨로프는 특히 상기 용기 둘레에 기밀 밀봉되고 그리고/또는 상기 용기로부터의 그리고 내부에 수용될 때 상기 질량부로부터의 열복사선을 수용하도록 열 반사 내부면 (62) 을 가지는, 축열 장치 (1).
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열 절연 외부 엔벨로프 (6) 는 상기 용기 (4) 와 상기 질량부 (31) 를 수용하고, 상기 질량부는 열 전도성을 가지는 연결 설비 (32') 를 통하여 상기 외부 엔벨로프로부터 이격된 용기에 의해 유지되고, 상기 연결 설비는, 사용 중에 상기 외부 온도와 상기 일정한 저장 온도 사이의 구배에서 기인한 상기 열 전달보다 상기 용기와 상기 질량부 사이에 상기 연결 설비를 통하여 더 적은 열 에너지가 전달되도록 열 전도성이 너무 낮은, 축열 장치 (1).
13. 액체와 같은 물체 (5) 를 미리 정해진 온도가 되게 하고 그리고/또는 이러한 물체를 상기 온도로 유지하는 장치 (1), 선택적으로 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 임의의 특징 또는 특징들의 조합을 포함하는 장치로서,
    - 상기 물체를 수용하기 위한 용기 (4);
    - 상기 용기 내의 온도를 조절하기 위한 열원 (3); 및
    - 상기 용기로부터 상기 열원으로의 그리고/또는 그 반대로의 열 전달을 조정하기 위한 열동식 조절 밸브 (8) 를 포함하고,
    상기 밸브는, 상기 용기와 열 소통하고 상기 용기 내의 상기 미리 정해진 온도에 대응하는 온도 임계값을 통과함으로써 활성화되고 상기 밸브를 통한 열 전달을 제어하도록 배치된 열기계식 액추에이터 (81) 를 포함하고, 상기 밸브는 상기 열원 (3) 으로부터 상기 용기로 또는 그 반대로 열 에너지를 안내하는 열 가이드 (88) 및, 상기 열원으로부터 상기 용기로의 또는 그 반대로의 상기 열 가이드를 통한 열 전달을 설정 및 차단하는 게이트 (84) 를 선택적으로 포함하고,
    상기 열기계식 액추에이터는 상기 온도 임계값에서 물리적 상태의 변화 온도를 갖는 보정된 왁스 요소 (82) 를 포함하는, 장치 (1).
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은, 액체 (5), 특히 물을 수용하는 용기 (4) 를 가지는 장치 (1) 를 포함한, 특히 이동성 또는 휴대용 기계인, 음료 제조 기계.
15. 제 14 항에 있어서,
    특히 상기 액체와 향미 성분을 혼합하는 설비를 통하여, 상기 액체 (5) 를 분배하는 설비 (71, 72) 를 포함하고, 상기 분배 설비는 가스 펌프와 같은 상기 액체를 펌핑하는 펌프를 선택적으로 포함하는, 음료 제조 기계.

Images