專利名稱：斯特林冷卻器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明總的來(lái)講涉及冷卻系統(tǒng)，更具體地講是涉及這樣一種冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)使用一個(gè)斯特林冷卻器作為從一個(gè)所需空間中去除熱量的機(jī)構(gòu)。更具體地講，本發(fā)明涉及用于販賣容器或分配容器的致冷裝置，用來(lái)分配冷卻的液體和用于將容器和其內(nèi)的東西冷卻。
本發(fā)明的背景技術(shù)冷卻系統(tǒng)在我們的日常生活中很普遍。在飲料工業(yè)中，冷卻系統(tǒng)存在于自動(dòng)售貨機(jī)，玻璃門售貨機(jī)(″GDM″)和分配機(jī)中。已往，這些裝置使用傳統(tǒng)的蒸汽壓縮(Rankine循環(huán))冷卻裝置而使包含飲料液體的飲料或容器冷卻。在這種循環(huán)中，汽相的冷凍劑被壓縮在一個(gè)壓縮機(jī)中，引起溫度的上升。然后，熱的高壓冷凍劑流動(dòng)通過(guò)一個(gè)換熱器，稱為一個(gè)冷凝器，在那里通過(guò)與周圍環(huán)境的熱交換而獲得冷卻。由于與所述環(huán)境的熱交換，所述冷凍劑從氣體冷凝到液體。在離開所述冷凝器之后，冷凍劑經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)流閥裝置，在該節(jié)流閥裝置處壓力和溫度都被降低。所述冷的冷凍劑離開所述節(jié)流閥裝置進(jìn)入一個(gè)第二換熱器，稱為蒸發(fā)器，它位于致冷空間中。在所述蒸發(fā)器中的熱交換引起所述冷凍劑蒸發(fā)或者從一種液體和蒸汽的飽和混合物變成一種過(guò)熱的蒸汽。然后離開所述蒸發(fā)器的蒸汽返回到所述壓縮機(jī)，所述循環(huán)被重復(fù)。上面概述的蒸汽壓縮循環(huán)的一種變化就是交換-臨界的(transcritical)二氧化碳蒸汽壓縮循環(huán)，在此所述冷凝器被一個(gè)超高壓氣體冷卻器替代，并沒有發(fā)生相變。
斯特林冷卻器為人們所知已經(jīng)有幾十年的時(shí)間。簡(jiǎn)要地說(shuō)，一個(gè)斯特林循環(huán)冷卻器將一種氣體(一般為氦)壓縮和膨脹而產(chǎn)生冷卻。這種氣體通過(guò)一個(gè)再生器床而來(lái)回運(yùn)動(dòng)從而比單純壓縮和膨脹處理提供更大的溫度差。斯特林冷卻器使用一個(gè)壓氣活塞(displacer)通過(guò)所述再生器床和一個(gè)活塞而強(qiáng)迫所述氣體來(lái)回運(yùn)動(dòng)將所述氣體壓縮和膨脹。所述再生器床為一種具有大熱慣性的多孔元件。在工作時(shí)，所述再生器床產(chǎn)生一個(gè)溫度比降。所述裝置的一端變熱而另外一端變冷。(David Bergeron，Heat Pump Heat Pump Technology Recommendationfor a Terrestrial Battery-Free Solar Refrigerator，1998年9月)。涉及斯特林冷卻器的專利包括美國(guó)專利U.S.5,678,409；5,647,217；5,638,684；5,596,875和4,922,722。
斯特林冷卻器是理想的，因?yàn)樗鼈儧]有污染，高效并具有極少的移動(dòng)部件。斯特林冷卻器的使用已經(jīng)計(jì)劃用于常規(guī)的冰箱中。參見美國(guó)專利U.S.5,438,848。然而，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自由活塞斯特林冷卻器結(jié)合到常規(guī)的致冷箱需要與常規(guī)的壓縮機(jī)系統(tǒng)不同的技術(shù)。(D.M.Berchowitz等的Test Results for Stirling Cycle CoolerDomestic Refrigerators，Second International Conference.)。到目前，斯特林冷卻器在飲料自動(dòng)售貨機(jī)、GDM和分配機(jī)中的使用還沒有。
因此，一直都存在將斯特林冷卻器技術(shù)應(yīng)用到常規(guī)的飲料自動(dòng)售貨機(jī)、GDM和分配機(jī)等的需求。
本發(fā)明的簡(jiǎn)要描述本發(fā)明滿足了上述的需求，提供了斯特林冷卻器技術(shù)在飲料工業(yè)中的新應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的新的裝置包含一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部以及至少兩個(gè)設(shè)置在所述外殼外部的斯特林冷卻器。所述斯特林冷卻器每個(gè)具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部，所述斯特林冷卻器彼此間隔設(shè)置。為每個(gè)斯特林冷卻器設(shè)置一個(gè)熱傳導(dǎo)元件。每個(gè)熱傳導(dǎo)元件的一個(gè)第一部分以熱交換關(guān)系與每個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部連接。所述熱傳導(dǎo)元件從所述斯特林冷卻器延伸通過(guò)所述絕緣外殼以至一個(gè)第二部分處于所述外殼內(nèi)部。一個(gè)熱傳導(dǎo)板以熱交換關(guān)系被連接到位于所述外殼內(nèi)部的所述熱傳導(dǎo)元件的第二部分至少之一上。
在一個(gè)替代實(shí)施例中，本發(fā)明包含一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)頂部和一個(gè)具有兩個(gè)相對(duì)端部的第一熱傳導(dǎo)元件。所述第一元件延伸穿過(guò)所述外殼的頂部，使得其一端延伸進(jìn)入所述外殼而另外一端延伸到所述外殼外部。一個(gè)第一斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，并具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部。所述第一斯特林冷卻器的冷卻部以熱交換的關(guān)系可拆卸地鄰接延伸在所述外殼外部的第一元件的端部。一個(gè)第一熱傳導(dǎo)板鄰接所述外殼的頂部設(shè)置，所述板以熱交換關(guān)系鄰接延伸在所述外殼內(nèi)部的第一元件的端部，使得從所述外殼內(nèi)部空氣而來(lái)的熱量可以從包圍著所述第一板的空氣流動(dòng)通過(guò)所述板和所述第一元件而到達(dá)所述第一斯特林冷卻器的冷卻部。
本發(fā)明還包含一種冷卻一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部的方法。該方法包括可拆卸地以熱交換的關(guān)系將一個(gè)第一斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部分連接到一個(gè)從所述外殼外部延伸到內(nèi)部的第一熱傳導(dǎo)元件，所述第一元件以熱交換的關(guān)系連接到一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的板上。
本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)內(nèi)部、一個(gè)外部和一個(gè)頂部。一個(gè)具有一個(gè)冷卻部和一個(gè)熱部的第一斯特林冷卻器被如此設(shè)置使得第一斯特林冷卻器的冷卻部貫穿所述外殼，使所述冷卻部分設(shè)置在所述外殼內(nèi)部而所述熱部設(shè)置在所述外殼外部。一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部并鄰接所述外殼頂部的第一板以熱交換的關(guān)系連接到第一斯特林冷卻器的冷卻部。
在一個(gè)替代實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種將一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部冷卻的方法，所述絕緣外殼具有一個(gè)內(nèi)部、一個(gè)外部和一個(gè)頂部。該方法包括以熱交換的關(guān)系可拆卸地將一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部連接到一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部并鄰接所述外殼頂部的第一熱傳導(dǎo)板，所述斯特林冷卻器的熱部被設(shè)置在所述外殼的外部。
在另外一個(gè)公開的實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種將一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部冷卻的方法，所述絕緣外殼具有一個(gè)內(nèi)部、一個(gè)外部和一個(gè)頂部。該方法包括以熱交換的關(guān)系可拆卸地連接一個(gè)斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部和一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部鄰接所述外殼頂部的第一熱傳導(dǎo)板。所述斯特林冷卻器的熱部被設(shè)置在所述外殼外部。
本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)可運(yùn)輸?shù)难b置，該裝置包括一個(gè)用于包含許多容器的絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)內(nèi)部、一個(gè)外部和一個(gè)用于將容器從所述內(nèi)部分配到所述外部的門，所述外殼可以被安裝在一個(gè)機(jī)動(dòng)車上。一個(gè)分配通路由一對(duì)間隔的元件限定形成，所述分配通路用于接受許多堆置的容器并用于將它們按順序從所述裝置分配出去。所述分配通路鄰接所述門的一部分至少部分地由一個(gè)傳熱材料制得的板限定形成，使得在所述分配通路中的容器在被分配通過(guò)所述門之前接觸所述的板。一個(gè)斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部，所述斯特林冷卻器可以由所述機(jī)動(dòng)車的電力系統(tǒng)提供動(dòng)力。一個(gè)熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系將所述板連接到斯特林冷卻器的所述冷卻部。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括將一個(gè)要從一個(gè)絕緣外殼分配出去的容器的至少一部分在所述容器被從外殼分配出去之前與一個(gè)熱傳導(dǎo)板接觸，使得從所述容器而來(lái)的熱量被傳遞給所述板，所述板被以熱交換的關(guān)系與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部連接。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括將一個(gè)要被從一個(gè)設(shè)置在汽車中的絕緣外殼中分配出去的容器的至少一部分在所述容器被從外殼分配出去之前與一個(gè)熱傳導(dǎo)板接觸，使得從容器而來(lái)的熱量被傳遞到所述板，所述板以熱交換的關(guān)系被連接到一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部，所述的絕緣外殼被設(shè)置在一個(gè)機(jī)動(dòng)車中，所述斯特林冷卻器由所述機(jī)動(dòng)車的電力系統(tǒng)提供動(dòng)力。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)部用于限定形成一個(gè)通路的裝置，所述的通路用于容納許多堆置放置的容器并用于將這些容器分配出去。熱傳導(dǎo)裝置與所述通路裝置相連使得堆置在所述通路中的容器的一部分在容器從所述裝置中被分配出去之前接觸所述的熱傳導(dǎo)裝置。一個(gè)斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部。設(shè)置一種裝置用于將一種熱傳導(dǎo)流體從所述斯特林冷卻器的冷卻部流到所述熱傳導(dǎo)裝置，然后回到所述冷卻部使得所述熱傳導(dǎo)流體經(jīng)歷與熱傳導(dǎo)裝置的熱交換，與所述斯特林冷卻器的冷卻部分的熱交換。
在另外的實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)外部、一個(gè)內(nèi)部和一個(gè)能打開的門用于獲取存放在所述外殼內(nèi)部的容器。至少一個(gè)豎直方向的熱管設(shè)置在所述外殼內(nèi)部。至少一個(gè)熱傳導(dǎo)架子設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述架子以熱交換的關(guān)系連接到所述熱管。至少一個(gè)具有一熱部和一冷卻部的斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼的外部。所述斯特林冷卻器的冷卻部分以熱交換的關(guān)系與所述熱管連接。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包含一個(gè)斯特林冷卻器，該斯特林冷卻器具有一熱部和一冷卻部。一個(gè)流體換熱器鄰接所述斯特林冷卻器的冷卻部并且與其處于熱交換的關(guān)系。一個(gè)流體容器被設(shè)置用于包含一種熱交換流體，所述流體容器被連接到所述流體換熱器用于與之流體相通。一個(gè)泵可控制地將所述熱交換流體從所述流體容器循環(huán)穿過(guò)所述流體換熱器然后返回。設(shè)置一個(gè)內(nèi)部柔性的環(huán)形套管用于包含所述熱交換液體和用于在其中以熱交換的關(guān)系容納一個(gè)容器，所述套管被連接到所述流體容器與之流體相通。一個(gè)泵可控制地使位于流體容器中的熱交換流體流過(guò)所述內(nèi)部套管并返回。圍繞所述內(nèi)部套管設(shè)置一個(gè)環(huán)形外部可膨脹套管，使得當(dāng)所述外套管膨脹時(shí)，所述內(nèi)部套管被壓迫與容納在內(nèi)部套管中的容器接觸，當(dāng)所述外套管不膨脹時(shí)，容器可以從所述內(nèi)套管中取出。一個(gè)泵與所述外套管可控制地相連，可選擇地膨脹和縮小所述外套管。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包含一個(gè)斯特林冷卻器，該斯特林冷卻器具有一熱部和一冷卻部。一個(gè)第一流體換熱器鄰接所述斯特林冷卻器的冷卻部設(shè)置并且與其處于熱交換的關(guān)系。一個(gè)用于包含一種熱交換流體的流體容器被連接到所述第一液體換熱器與之流體相通。一個(gè)泵可控制地將所述熱交換流體從所述流體容器流動(dòng)穿過(guò)所述第一流體換熱器然后返回。設(shè)置一個(gè)第二流體換熱器，該第二流體換熱器具有一個(gè)流體入口、一個(gè)流體出口、一個(gè)熱交換流體入口和一個(gè)熱交換流體出口。所述第二換熱器被控制工作將由所述入口流動(dòng)到所述出口的流體而來(lái)的熱量傳遞給從所述熱交換流體入口到熱交換流體出口流動(dòng)的熱交換流體。所述流體入口可以被連接到一個(gè)加壓流體源，使得所述流體可以從所述流體入口流動(dòng)到所述流體出口。一個(gè)泵被控制工作將所述熱交換流體從所述流體容器流動(dòng)到所述第二流體換熱器然后返回。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括將一種熱交換流體從一個(gè)流體容器流通到一個(gè)換熱器，該換熱器與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換關(guān)系，使得所述容器中的熱交換流體處于一個(gè)所需溫度。一個(gè)包含被冷卻液體的容器被固定在一個(gè)柔性環(huán)形套管內(nèi)部，所述柔性環(huán)形套管可以由從所述流體容器而來(lái)的熱交換流體填充。所述套管被推壓與所述容器進(jìn)入熱交換接觸，從所述流體容器而來(lái)的熱交換流體通過(guò)所述套管流通并返回，使得從所述容器和被包含的液體而來(lái)的熱量被傳遞給通過(guò)所述套管流通的熱交換流體。所述套管與所述容器解除接觸，容器就可以從所述套管中取出。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括將一種熱交換流體從一個(gè)流體容器流通到一個(gè)換熱器，該換熱器與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換關(guān)系，使得所述容器中的熱交換流體處于一個(gè)所需溫度。位于所述流體容器中的熱交換流體流過(guò)一個(gè)第二換熱器并返回。一種要被冷卻的液體流過(guò)所述第二換熱器以使從要被冷卻的液體而來(lái)的熱量被傳遞給所述流過(guò)所述第二換熱器的熱交換流體。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)部用于限定形成一個(gè)通路的裝置，所述的通路用于容納許多堆置的容器并用于將這些容器分配出去。一種熱傳導(dǎo)裝置與所述通路裝置相連，使得每個(gè)堆置在所述通路中的容器的至少一部分在每個(gè)容器從所述通路分配出去之前接觸所述熱傳導(dǎo)裝置。一個(gè)斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部。至少一個(gè)熱管連接到所述冷卻部和所述熱傳導(dǎo)裝置。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包含一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部和一個(gè)用于取出包含在所述外殼中的容器的門。至少一個(gè)熱傳導(dǎo)架子設(shè)置在所述外殼內(nèi)部用于支持許多位于其上的容器。一個(gè)具有一熱部和一冷卻部的斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，使得所述斯特林冷卻器的冷卻部延伸進(jìn)入所述外殼。所述斯特林冷卻器的冷卻部連接到一個(gè)熱傳導(dǎo)架子，在該熱傳導(dǎo)架子上放置著所述容器。也可以是，所述斯特林冷卻器設(shè)置在所述外殼外部，至少一個(gè)熱管或其它熱傳導(dǎo)材料的一端被連接到所述冷卻部，而另外一端被連接到所述熱傳導(dǎo)架子。
在另外一個(gè)公開的實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種內(nèi)含一種熱交換流體的流體容器。所述斯特林冷卻器的冷卻部以熱交換的關(guān)系連接到一個(gè)第一熱交換元件，所述第一熱交換元件與在所述容器中的所述熱交換流體接觸。一個(gè)被冷卻液體源與一個(gè)第二熱交換元件流體相通，所述的第二熱交換元件與所述流體容器內(nèi)的熱交換流體接觸。
在另外一個(gè)公開的實(shí)施例中，本發(fā)明包含一個(gè)具有一熱部和一冷卻部的斯特林冷卻器和一個(gè)第一換熱器，該第一換熱器與所述斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換的關(guān)系，并可控制地將從所述第一換熱器中的熱交換流體中的熱量去除。本發(fā)明還包含一個(gè)容納有一種相變流體的流體容器和一個(gè)設(shè)置在所述流體容器中所述相變流體內(nèi)的第二換熱器，該第二換熱器與所述第一換熱器中的熱交換流體流體相通并可控制地使得在所述相變流體和第二換熱器中的熱交換流體之間進(jìn)行熱量傳遞。一個(gè)第三換熱器與所述第二換熱器中的熱交換流體流體相通并可控制地使得熱量從要被冷卻的液體中去除，該要被冷卻的液體與第三換熱器處于熱交換的關(guān)系。一個(gè)泵可控制地將所述熱交換流體從所述第一換熱器流到所述第二換熱器流到所述第三換熱器并返回。
在另外一個(gè)公開的實(shí)施例中，本發(fā)明包括將熱量從一種熱交換流體中去除，該熱交換流體與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換的關(guān)系；將所述熱交換流體流通到一個(gè)第一換熱器然后通過(guò)一個(gè)第二換熱器，所述第一換熱器設(shè)置在處于一個(gè)流體容器中的相變流體中。本發(fā)明還包括將一種要被冷卻的液體流動(dòng)通過(guò)所述第二換熱器以使從所述流動(dòng)的被冷卻液體而來(lái)的熱量被傳遞到流通通過(guò)所述第一和第二換熱器的熱交換流體中。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種使用于飲料工業(yè)中的改進(jìn)的致冷裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的自動(dòng)售貨機(jī)。
本發(fā)明的一個(gè)另外目的是提供一種改進(jìn)的GDM。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的飲料分配機(jī)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種用于冷卻容器和流體的改進(jìn)系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供具有減小能量消耗的自動(dòng)售貨機(jī)、GDM和分配機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供自動(dòng)售貨機(jī)、GDM和分配機(jī)，它們使用可靠性和可維修性改進(jìn)了的冷卻系統(tǒng)。
經(jīng)過(guò)下文對(duì)所公開的實(shí)施例、附圖和權(quán)利要求書的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述以及其它的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將得到很好的理解。
附圖的簡(jiǎn)短描述

圖1為一個(gè)橫斷面視圖，所示的是現(xiàn)有技術(shù)的自由活塞斯特林冷卻器，其在本發(fā)明中可以采用。
圖2為一個(gè)前部示意圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的飲料自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。
圖3為一個(gè)局部透視圖，所示的是圖2中示出的自動(dòng)售貨機(jī)的下部。
圖4為一個(gè)局部分解透視圖，所示的是圖3中示出的自動(dòng)售貨機(jī)的一部分。
圖5為圖2中示出的飲料自動(dòng)售貨機(jī)的側(cè)面圖。
圖6為一個(gè)圖5示出的自動(dòng)售貨機(jī)的局部示意圖，示出了容器堆置和分配裝置。
圖7是一個(gè)透視圖，所示的是用于圖5的自動(dòng)售貨機(jī)的熱交換板，圖中有部分被切開。
圖8為一個(gè)局部示意圖，所示的是圖5中的自動(dòng)售貨機(jī)的另外一個(gè)實(shí)施例，示出了容器堆置和分配裝置。
圖9為一個(gè)示意圖，所示的是圖5中的自動(dòng)售貨機(jī)的另外的實(shí)施例，示出了容器堆置和分配裝置。
圖10為一個(gè)透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)玻璃門售貨機(jī)的實(shí)施例，圖中有部分被切開。
圖11為一個(gè)局部橫斷面視圖，所示的是圖10示出的玻璃門售貨機(jī)。
圖12為一個(gè)局部橫斷面視圖，所示的是圖10示出的玻璃門售貨機(jī)另外一個(gè)實(shí)施例。
圖13為一個(gè)透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)容器冷卻裝置的實(shí)施例，圖中有部分被切掉。
圖14為圖13示出的容器冷卻裝置的詳細(xì)端視圖。
圖15為圖13示出的容器冷卻裝置的示意圖。
圖16為一個(gè)示意圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的液體冷卻裝置的一個(gè)圖17是一個(gè)透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)飲料容器分配裝置，其中帶有一個(gè)假想的裝置外殼。
圖18為一個(gè)分解透視圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖19為一個(gè)示意側(cè)面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)售貨機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。
圖20為一個(gè)示意側(cè)視圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的玻璃門售貨機(jī)的另外一個(gè)實(shí)施例。
圖21為一個(gè)局部示意側(cè)視圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配機(jī)的另外一個(gè)實(shí)施例。
圖22為一個(gè)示意圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配機(jī)的另外一個(gè)實(shí)施例。
圖23為一個(gè)局部橫斷面視圖，所示的是圖22示出的冰容器。
圖24為一個(gè)局部祥細(xì)上視圖，所示的是圖22示出的熱交換矩陣。
優(yōu)選實(shí)施例的描述本發(fā)明使用了一種斯特林冷卻器。斯特林冷卻器對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是熟知的。本發(fā)明使用的斯特林冷卻器是可從Sunpower，Inc.of Athens，Ohio獲得的斯特林冷卻器。本發(fā)明能夠使用的其它的斯特林冷卻器示出在美國(guó)專利U.S.5,678,409；5,647,217；5,638,684；5,596,875；5,438,848和4,922,722中，這些文獻(xiàn)在此被引入作為參考。一種特別有用的斯特林冷卻器為自由活塞斯特林冷卻器。
參照附圖，在各個(gè)附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，可以看得出，這是一種自由活塞斯特林冷卻器10(圖1)，其包含一個(gè)直線電動(dòng)機(jī)12、一個(gè)自由活塞14、一個(gè)壓氣活塞16、一個(gè)壓氣活塞桿18、一個(gè)壓氣活塞彈簧20、一個(gè)外殼22、一個(gè)再生器24、一個(gè)接受器或者冷部26和一個(gè)拒收器或者熱部28。這些零件的功能是本領(lǐng)域所熟知的，因此在這里不作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)D2-5，示出了一種飲料容器自動(dòng)售貨機(jī)30。所述自動(dòng)售貨機(jī)包括許多垂直的、間隔的隔板32，隔板限定出一個(gè)垂直的容器堆置和分配通路34。在每對(duì)間隔的隔板32之間的每個(gè)分配通路34中排列著許多容器36，比如飲料容器。位于每個(gè)分配通路34底部的分配裝置38將堆置在分配通路中的單個(gè)容器36分配進(jìn)入一個(gè)斜道40，該斜道40以一種現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式將被分配的容器遞送到一個(gè)分配門42。自動(dòng)售貨機(jī)30包含絕緣壁44，該絕緣壁44形成一個(gè)絕緣外殼來(lái)降低從絕緣外殼外部傳遞到內(nèi)部的熱量，從而有助于將所述容器和其內(nèi)容物保持在一個(gè)想要的溫度。斜道40可以由一種金屬絲網(wǎng)制得，以使在所述絕緣外殼內(nèi)部空氣的循環(huán)不會(huì)明顯受到斜道的阻礙。
在自動(dòng)售貨機(jī)30的下部46設(shè)置一對(duì)斯特林冷卻器48、50。雖然本發(fā)明示出是使用兩個(gè)斯特林冷卻器，但是也可以根據(jù)具體情況采用單個(gè)的斯特林冷卻器或者多于兩個(gè)的斯特林冷卻器。參照?qǐng)D3，第一斯特林冷卻器48的冷卻部26被連接到一個(gè)矩形元件52，該矩形元件52由一個(gè)熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。第一斯特林冷卻器48的冷卻部26通過(guò)一個(gè)夾緊元件54而連接到所述矩形元件52上，所述的夾緊元件可用螺栓56、58連接到所述元件52上。許多散熱片60形成在所述元件52上，以便增加元件52在絕緣外殼內(nèi)部暴露在周圍空氣的表面面積。當(dāng)斯特林冷卻器工作時(shí)，熱量將會(huì)從包圍著所述元件52的周圍空氣，通過(guò)所述元件52到達(dá)斯特林冷卻器48的冷卻部26。通過(guò)斯特林冷卻器48的運(yùn)行，在斯特林冷卻器的冷卻部吸收的熱量被傳遞到斯特林冷卻器的熱部28(圖1)。一個(gè)風(fēng)扇62鄰接所述元件52設(shè)置來(lái)幫助絕緣外殼內(nèi)部空氣的循環(huán)。
為了所述斯特林冷卻器48運(yùn)轉(zhuǎn)正常，傳遞到所述熱部28的熱量必須從所述斯特林冷卻器消散。為了執(zhí)行這個(gè)功能，一個(gè)散熱器組件以與所述熱部28熱交換的關(guān)系設(shè)置。所述散熱器組件包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的矩形元件64，該元件64以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器48的熱部28連接。所述散熱器元件64通過(guò)一個(gè)熱管66連接到所述第一斯特林冷卻器48的熱部28。熱管對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是熟知的。
簡(jiǎn)要地說(shuō)，熱管是無(wú)需輸入能量就能夠?qū)崃繌囊稽c(diǎn)快速傳遞到另外一點(diǎn)的簡(jiǎn)單裝置。熱管具有非常好的傳熱能力，幾乎沒有損失。熱管本身并不是一項(xiàng)新發(fā)明；早期的熱管接近世紀(jì)之交時(shí)研制出來(lái)，其由空心金屬管制成，在其兩端密封，排空然后充入少量的揮發(fā)性液體。熱管也包含一個(gè)″吸液芯″將所述液體從熱管一端輸送到另外一端。
依賴于從所述流體的″相變″吸收和釋放的能量，中空熱管以非常高的速度傳遞熱量。施加到所述管一端的熱量幾乎瞬時(shí)地將內(nèi)部的液體蒸發(fā)。這個(gè)蒸汽然后移動(dòng)到所述管相反的″較冷的″端部，并被冷凝回到液相，從而釋放掉在蒸發(fā)時(shí)所吸收的熱量。
本發(fā)明能夠使用的熱管示出在美國(guó)專利U.S.4,941,527；5,076,351和5,309,351中，這些文獻(xiàn)在此被引入作為參考。此外，所述熱管可以具有任何適當(dāng)?shù)臋M斷面形狀，比如圓形、矩形等等。
所述斯特林冷卻器48的熱部28被絕緣體65包住，以使從熱部而來(lái)的熱量不會(huì)在所述絕緣外殼內(nèi)部被傳遞到周圍空氣中。類似地，熱管66位于絕緣外殼內(nèi)部的部分被包在絕緣體(未示出)中，以使從熱管而來(lái)的熱量在所述絕緣外殼內(nèi)不會(huì)被傳遞到周圍的空氣中。
許多散熱片68形成在散熱器元件64上，以便增加散熱器元件64在絕緣外殼外部暴露在周圍空氣中的表面面積。當(dāng)所述斯特林冷卻器48工作時(shí)，來(lái)自斯特林冷卻器的熱部28的熱量通過(guò)熱管66和散熱器元件64到達(dá)包圍著所述元件64的周圍空氣。放熱孔70、72相應(yīng)地設(shè)置在自動(dòng)售貨機(jī)的側(cè)面和背面，以使自動(dòng)售貨機(jī)外部的空氣通過(guò)對(duì)流圍繞所述散熱器元件64流通。另外，一個(gè)風(fēng)扇(未示出)可以鄰接著所述散熱器元件64設(shè)置來(lái)幫助空氣移動(dòng)穿過(guò)所述散熱器元件。最終的結(jié)果就是所述斯特林冷卻器48從絕緣外殼內(nèi)部的周圍空氣中將熱量泵送或者傳遞給所述絕緣外殼外部的周圍空氣，所述絕緣外殼外部被加熱的空氣消散到放熱孔70，72外部。
一個(gè)相同結(jié)構(gòu)的第二斯特林冷卻器50與所述第一斯特林冷卻器48鏡像設(shè)置。所述鏡像系統(tǒng)包括一個(gè)由熱傳導(dǎo)材料比如鋁制成的矩形元件74，該矩形元件74連接到所述第二斯特林冷卻器50的冷卻部26。所述元件74由一個(gè)夾緊元件(未示出)固定到第二斯特林冷卻器50的冷卻部26，所述夾緊元件以與先前描述的第一斯特林冷卻器48相同的方式，用螺栓(未示出)連接。許多散熱片76形成在所述元件74上，以便增加元件74在絕緣外殼內(nèi)部暴露在周圍空氣中的表面面積。當(dāng)?shù)诙固亓掷鋮s器50工作時(shí)，熱量將會(huì)從包圍著所述元件74的周圍空氣，通過(guò)所述元件74到達(dá)斯特林冷卻器50的冷卻部26。通過(guò)第二斯特林冷卻器50的運(yùn)行，在第二斯特林冷卻器的冷卻部26吸收的熱量被傳遞到第二斯特林冷卻器的熱部28(圖1)。
為了使所述第二斯特林冷卻器50運(yùn)轉(zhuǎn)正常，傳遞到所述熱部28的熱量必須從所述斯特林冷卻器消散。為了執(zhí)行這個(gè)功能，一個(gè)散熱器組件以與所述熱部28熱交換的關(guān)系設(shè)置。所述散熱器組件包含一個(gè)散熱器元件64，該元件64以熱交換的關(guān)系與所述第二斯特林冷卻器50的熱部28連接。所述散熱器元件64通過(guò)一個(gè)熱管78連接到所述第二斯特林冷卻器50的熱部28。
所述斯特林冷卻器50的熱部28被絕緣體80包住，以使從熱部而來(lái)的熱量不會(huì)被傳遞到在所述絕緣外殼內(nèi)部的周圍空氣中。類似地，熱管78位于絕緣外殼內(nèi)部的部分也被包在絕緣體(未示出)中，以使從熱管而來(lái)的熱量不會(huì)被傳遞到在所述絕緣外殼內(nèi)的周圍空氣中。
當(dāng)所述斯特林冷卻器50工作時(shí)，來(lái)自斯特林冷卻器的熱部28的熱量通過(guò)熱管78和散熱器元件64到達(dá)包圍著所述散熱器元件64的周圍空氣。放熱孔70、72相應(yīng)地設(shè)置在自動(dòng)售貨機(jī)的側(cè)面和背面，允許自動(dòng)售貨機(jī)外部的空氣通過(guò)對(duì)流圍繞所述散熱器元件64流通。最終的結(jié)果就是所述第二斯特林冷卻器50從絕緣外殼內(nèi)部的周圍空氣中將熱量泵送或者傳遞給所述絕緣外殼外部的周圍空氣中，所述絕緣外殼外部被加熱的空氣消散到放熱孔70，72外部。
雖然示出的所述斯特林冷卻器48、50都被連接到分開的元件52、74，但是也能按照具體的設(shè)計(jì)，可將兩個(gè)斯特林冷卻器連接到位于所述絕緣外殼內(nèi)的單個(gè)的吸熱元件上。另外，雖然所述斯特林冷卻器48、50示出的是直接地連接到吸熱元件52、74上，但是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)，將所述斯特林冷卻器如此設(shè)置使得所述斯特林冷卻器位于絕緣壁44外部，且斯特林冷卻器48、50的冷卻部26通過(guò)熱管或者其它熱傳導(dǎo)元件以一種熱交換的關(guān)系連接到所述吸熱元件52、72，這種連接方式類似于散熱器元件64示出的情形。
所述斯特林冷卻器48、50和風(fēng)扇62由導(dǎo)線(未示出)連接到一個(gè)電路(未示出)，所述電路為所述斯特林冷卻器和風(fēng)扇提供電力來(lái)運(yùn)行它們。位于絕緣外殼內(nèi)部的控制電路(未示出)和溫度傳感器(未示出)對(duì)斯特林冷卻器提供適當(dāng)?shù)牟僮饕员阍谒鼋^緣外殼內(nèi)保持想要的溫度。
所述斯特林冷卻器48、50保養(yǎng)相對(duì)較容易。如果一個(gè)斯特林冷卻器48、50損壞了，可以僅僅通過(guò)松開螺栓從將損壞的斯特林冷卻器固定到所述元件52、74之一上的夾緊元件54之一取下該損壞斯特林冷卻器，將損壞的斯特林冷卻器與它的相連熱管66、78拆開以及與線路(未示出)拆開，用一個(gè)新的斯特林冷卻器替換。然后，一個(gè)新斯特林冷卻器連接到所述電路(未示出)，連接到熱管66、78之一，以及通過(guò)螺栓連接到相應(yīng)夾緊元件54而將該斯特林冷卻器連接到所述元件52、74之一上。如果一個(gè)斯特林冷卻器損壞了，所述雙斯特林冷卻器能容許絕緣外殼繼續(xù)冷卻。此外，在對(duì)一個(gè)損壞的斯特林冷卻器修理時(shí)，另外一個(gè)斯特林冷卻器可以繼續(xù)工作。而且，在峰值冷卻負(fù)荷時(shí)，兩個(gè)斯特林冷卻器48、50都可以在最高容量狀態(tài)下運(yùn)行。然而，在最小冷卻需求時(shí)，可能需要僅僅運(yùn)行斯特林冷卻器48、50之一，因此，以便在能量消耗方面有利于工作效率。
參照?qǐng)D6，示出一個(gè)飲料容器自動(dòng)售貨機(jī)102。所述自動(dòng)售貨機(jī)包括許多垂直的、間隔的隔板104-116(圖6)，所述隔板之間限定出一個(gè)垂直的容器堆置和分配通路118。在每對(duì)間隔的隔板104-116之間比如隔板114、116之間，在每一分配通路118中布置了許多容器120，比如飲料容器。位于每個(gè)分配通路118底部的分配裝置122將堆置在分配通路中的單個(gè)容器120分配進(jìn)入一個(gè)斜道124，該斜道124以一種現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式將被分配的容器遞送到一個(gè)分配門126。自動(dòng)售貨機(jī)102包含絕緣壁127，該絕緣壁127形成一個(gè)絕緣外殼來(lái)降低從絕緣外殼外部傳遞到內(nèi)部的熱量，從而有助于將所述容器和其內(nèi)容物保持在一個(gè)想要的溫度。
在自動(dòng)售貨機(jī)102的絕緣外殼外部設(shè)置一個(gè)圖1所示類型的自由活塞斯特林冷卻器128。雖然所述斯特林冷卻器128可以位于絕緣壁127的底部，但是根據(jù)具體設(shè)計(jì)所述斯特林冷卻器可以設(shè)置在絕緣外殼外部的任何部位，比如所述絕緣外殼的上面或者后面。
一個(gè)流體換熱器130以熱交換的關(guān)系與斯特林冷卻器128的冷卻部連接，所述流體換熱器130包含一個(gè)環(huán)形的套環(huán)131，該環(huán)形套環(huán)限定出一個(gè)環(huán)形的流體通道132(圖1)。所述流體換熱器130也包括一個(gè)流體入口134和一個(gè)流體出口136，其與流體通道132(圖1)有液體相通。
一個(gè)流體泵138被連接到所述流體換熱器130的流體出口136，以使當(dāng)連接到一個(gè)與流體入口134相連的管時(shí)，熱交換流體可以通過(guò)流體換熱器131沿箭頭(圖1)所示的方向循環(huán)使得由熱交換流體包含的熱量可以被傳遞到所述斯特林冷卻器的冷卻部26。
在本發(fā)明中使用的熱交換流體的成分不是本發(fā)明的關(guān)鍵所在。許多適當(dāng)?shù)臒峤粨Q流體對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講都是熟知的，比如水或者水加上重量50％的乙二醇。
所述斯特林冷卻器128的冷卻部26和所述流體換熱器130被包圍在絕緣體140中(圖6)來(lái)將傳遞到所述斯特林冷卻器的冷卻部分的周圍熱量最少化。所述斯特林冷卻器128也裝備有一個(gè)如前文參照斯特林冷卻器48、50所述的散熱器系統(tǒng)。所述散熱器系統(tǒng)包含一個(gè)熱管82，該熱管以熱交換的關(guān)系連接一個(gè)散熱器元件84和所述斯特林冷卻器128的熱部28。
每一分配通路118至少部分地由一個(gè)熱交換板142-151限定。所述熱交換板142-151位于鄰接著分配裝置122的所述分配通路的118底部。圖6中可以看到，布置在一個(gè)分配通路118中的每個(gè)容器120的至少一部分在它被從一個(gè)分配通路分配之前接觸到一個(gè)熱交換板142-151。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，通過(guò)接觸，即一個(gè)固體接觸另外的固體，進(jìn)行的熱交換比對(duì)流傳熱，即從一個(gè)固體材料到一種氣體，效率要高很多。此外，那些布置在分配通路的下部的容器120當(dāng)其與熱交換板沒有實(shí)際接觸時(shí)其被放置在十分靠近熱交換板142-151的位置。
所述熱交換板142-151由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。如圖7中可以示出，每個(gè)熱傳導(dǎo)板142-151都是中空的，在其中形成一個(gè)流體腔152以便容納一種熱交換流體。此外，每個(gè)板142-151包括一個(gè)流體入口154和一個(gè)流體出口156用于與所述流體腔152進(jìn)行流體流通。
再次參照?qǐng)D6，可以看出泵138通過(guò)一個(gè)管子158連接到所述板142的流體入口154。所述板142的流體出口156通過(guò)一個(gè)管160連接到所述板144的流體入口154。所述板144的流體出口156通過(guò)一個(gè)管162連接到所述板146的流體入口154。所述板146的流體出口156通過(guò)一個(gè)管164連接到所述板148的流體入口154。所述板148的流體出口156通過(guò)一個(gè)管166連接到所述板150的流體入口154。所述板150的流體出口156通過(guò)一個(gè)管168連接到所述板151的流體入口154。所述板151的流體出口156通過(guò)一個(gè)管170連接到位于斯特林冷卻器128上的流體換熱器130的流體入口134。
當(dāng)所述流體換熱器130串聯(lián)地連接到所述板142-151時(shí)，包含在其中的熱交換流體可以由所述泵138而從所述流體換熱器130按順序地流通到所述板142-151，然后回到所述流體換熱器。因此，從包圍著所述板142-151的空氣而來(lái)的熱量將被傳遞給所述板，從所述板傳遞到板內(nèi)部的流體，然后傳遞到所述斯特林冷卻器128的冷卻部26。此外，當(dāng)一個(gè)容器120接觸板142-151之一時(shí)，從所述容器和所述容器的內(nèi)容物而來(lái)的熱量將被傳遞到所述板，從所述板傳遞到板內(nèi)部的流體然后傳遞到斯特林冷卻器128的冷卻部26。正如前面提到的那樣，在容器120和所述板142-151之間的接觸是需要的，因?yàn)樗峁┮粋€(gè)比采用氣體對(duì)流冷卻容器更有效的熱交換。因此，熱量從鄰接分配通路的分配端的區(qū)域和從鄰接每個(gè)分配通路的分配端的容器的去除是一個(gè)冷卻容器內(nèi)容物相對(duì)效率高的方法。
參照?qǐng)D8，示出了圖6所示的串聯(lián)熱交換系統(tǒng)的一個(gè)替代實(shí)施例。在圖8中，熱交換流體以并聯(lián)而不是串聯(lián)的方式分布到熱交換板142-151。因此，所述泵138是連接到一個(gè)下總管172的一端。所述下總管172由一個(gè)管174連接到板142的流體入口152，板142的流體出口156由一個(gè)管178連接到一個(gè)上總管176。上總管176在其一端連接到所述斯特林冷卻器128上的流體換熱器130的流體入口134。所述下總管172由一個(gè)管180連接到板144的流體入口152，板144的流體出口156由一個(gè)管182連接到所述上總管176。所述下總管172由一個(gè)管184連接到板146的流體入口152，板146的流體出口156由一個(gè)管186連接到所述上總管176。所述下總管172由一個(gè)管188連接到板148的流體入口152，板148的流體出口156由一個(gè)管190連接到所述上總管176。所述下總管172由一個(gè)管192連接到板150的流體入口152，板150的流體出口156由一個(gè)管194連接到所述上總管176。下總管172的另外一端連接到板151的流體入口152，板151的流體出口156連接到上總管176的另外一端。
當(dāng)所述流體換熱器130并聯(lián)地連接到所述板142-151時(shí)，包含在其中的熱交換流體可以由所述泵138從所述流體換熱器130等量并且同時(shí)地流通到所述板142-151，然后回到所述流體換熱器。因此，從包圍著所述板142-151的空氣而來(lái)的熱量將被傳遞給所述板，從所述板傳遞到板內(nèi)部的流體，然后傳遞到所述斯特林冷卻器128的冷卻部26。此外，當(dāng)一個(gè)容器120接觸板142-151之一時(shí)，從所述容器和所述容器的內(nèi)容物而來(lái)的熱量將被傳遞到所述板，從所述板傳遞到板內(nèi)部的流體，然后傳遞到斯特林冷卻器128的冷卻部26。
雖然本發(fā)明示出使用中空的熱交換板142-151，但是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)所述熱交換板也可以由實(shí)體導(dǎo)熱材料，比如實(shí)體鋁制成，將所述熱交換板連接到所述流體換熱器130的管一至少其一部分可以由一種導(dǎo)熱材料制成---可以僅僅通過(guò)接觸所述熱交換板使得在所述實(shí)體熱交換板和在所述管中循環(huán)的熱交換流體之間進(jìn)行熱交換。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講有許多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這種熱交換。因此，唯一的關(guān)鍵的特征是在流體換熱器130內(nèi)來(lái)回流通的熱交換流體必須處于與熱交換板142-151熱交換的關(guān)系。
雖然本發(fā)明示出具有直的、豎直方向的隔板104-116，以及直的豎直方向的分配通路118，但是可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)其它形狀的隔板和其它形狀的分配通路。例如，采用一種公知的螺旋方式排列的間隔隔板。也可以采用公知的像傾斜架子一樣排列的間隔隔板。間隔的架子的方向或堆置容器的幾何形狀對(duì)于本發(fā)明來(lái)講不是關(guān)鍵。本發(fā)明唯一關(guān)鍵的特征是一對(duì)間隔隔板的熱傳導(dǎo)部必須位于臨近所述分配通路分配端的地方。
參照?qǐng)D9，示出了圖5-8所示的流體熱交換系統(tǒng)的一個(gè)替代實(shí)施例。替代將熱交換流體從一個(gè)連接到斯特林冷卻器的冷卻部的換熱器泵送到所述熱交換板，這個(gè)替代的實(shí)施例中使用了熱管。
再一次參照?qǐng)D9，每個(gè)熱交換板142-151由一個(gè)熱管196-206連接到斯特林冷卻器的冷卻部26。具體地說(shuō)，每個(gè)熱管196-206的蒸發(fā)端被嵌入到熱交換板142-151的實(shí)體導(dǎo)熱材料中。這可以采用任何方式進(jìn)行，只要使所述熱管與所述熱交換板142-151處于熱交換關(guān)系，比如通過(guò)在所述實(shí)心板上鉆一個(gè)孔并將一個(gè)熱管的端部插入其中。類似地，每個(gè)熱管196-202的冷凝端被嵌入到與斯特林冷卻器10的冷卻部26接觸的導(dǎo)熱材料的一個(gè)實(shí)心塊208中。所述材料塊208可以由鋁制得，其以任何方式均可被連接到熱管196-202的端部，只要將所述熱管與所述實(shí)心塊處于熱交換關(guān)系，比如通過(guò)在所述實(shí)心塊上鉆一個(gè)孔并將熱管的端部插入其中，通過(guò)機(jī)械接觸，通過(guò)焊接等等。
當(dāng)所述斯特林冷卻器10(圖9)在工作時(shí)，從包圍著所述熱交換板142-151而來(lái)的熱量和從接觸所述熱交換板的容器120的熱量使得在熱管196-206嵌入在所述熱交換板中的端部的液體蒸發(fā)，從而吸收蒸發(fā)熱。蒸發(fā)的液體移動(dòng)到熱管的另外一端并凝縮。在凝縮中，凝結(jié)熱被釋放并通過(guò)塊208的導(dǎo)熱材料傳遞到斯特林冷卻器10的冷卻部20。在熱管中的所述凝縮液體通過(guò)一個(gè)位于所述管內(nèi)的吸液芯(未示出)而從所述凝縮端輸送到蒸發(fā)端，所述吸液芯一般由一種燒結(jié)金屬制造。由所述吸液芯輸送到蒸發(fā)端的液體因此又可以再次蒸發(fā)，重復(fù)所述的熱交換循環(huán)。因此，當(dāng)使用熱管時(shí)，在熱交換板142-151中的熱量迅速和有效地傳遞到斯特林冷卻器10的冷卻部26，而無(wú)需圖6和8所示的泵。
參照?qǐng)D10和11示出了一種GDM210。該GDM210包含一個(gè)矩形箱，該矩形箱具有絕緣壁212，其形成一個(gè)絕緣外殼214。該GDM210設(shè)置一個(gè)能打開的鉸鏈門216，該門上具有一個(gè)玻璃觀察窗218以使絕緣外殼內(nèi)的內(nèi)容物可以從外部看到而不用打開所述的門。GDM一般具有許多水平的架子(未示出)設(shè)置在其中，在這些架子上放置許多容器(未示出)，比如飲料容器。
在絕緣外殼214的外部，一對(duì)斯特林冷卻器218、220設(shè)置在所述GDM210的上部。雖然本發(fā)明示出是使用兩個(gè)斯特林冷卻器，但是也可以根據(jù)具體情況采用單個(gè)的斯特林冷卻器或者多于兩個(gè)的斯特林冷卻器。絕緣外殼214的頂部絕緣壁222上設(shè)置有孔(未示出)以使每一斯特林冷卻器的一個(gè)部分可以貫穿所述絕緣壁。所述斯特林冷卻器218、220被如此設(shè)置使得每個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部26被設(shè)置在絕緣外殼內(nèi)部，且每個(gè)斯特林冷卻器的熱部28設(shè)置在所述絕緣外殼的外部。每個(gè)斯特林冷卻器218、220的冷卻部26以一種熱傳導(dǎo)的關(guān)系連接到一個(gè)設(shè)置在所述絕緣外殼內(nèi)的矩形板224上。所述板224由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。每個(gè)斯特林冷卻器218、220的熱部28以一種熱傳導(dǎo)的關(guān)系連接到一個(gè)設(shè)置在所述絕緣外殼外部的矩形板226上。所述板226由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。所述板224和板226都可以設(shè)置有圖3和4所示類型的散熱片以便增加所述板的表面面積。
一個(gè)電風(fēng)扇228設(shè)置在所述絕緣外殼里面用于使空氣在所述絕緣外殼內(nèi)循環(huán)。放熱孔230、232設(shè)置在所述GDM210上部的兩相對(duì)側(cè)。電風(fēng)扇234也可以設(shè)置在絕緣外殼外部鄰接放熱孔232的位置處。所述風(fēng)扇234迫使空氣排出所述放熱孔232，導(dǎo)致外部空氣吸入到所述放熱孔230中。
當(dāng)所述兩個(gè)斯特林冷卻器218、220工作時(shí)，從包圍著板224的空氣中而來(lái)的熱量將被傳遞給所述板，然后從所述板傳遞到兩個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部26。在所述絕緣外殼內(nèi)部由所述風(fēng)扇228的作用而進(jìn)行的空氣的循環(huán)促進(jìn)了這種熱交換。通過(guò)斯特林冷卻器218、220的運(yùn)行，傳遞到每個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部26的熱量被傳遞到每個(gè)斯特林冷卻器的熱部28。從每個(gè)斯特林冷卻器218、220而來(lái)的熱量然后傳遞到所述板226，然后從所述板傳遞到所述周圍空氣?？諝庥伤鲲L(fēng)扇234的作用移動(dòng)穿過(guò)板26促進(jìn)了這種熱交換。
參照?qǐng)D12，示出了圖10和12所示的GDM的一個(gè)替代實(shí)施例。關(guān)于圖12示出的實(shí)施例，所述GDM210在絕緣頂壁222上面的部分與圖10和11示出的相同；然而，在絕緣頂壁下面的部分是不同的。
兩個(gè)斯特林冷卻器218、220的冷卻部26在所述絕緣外殼內(nèi)部延伸到所述絕緣頂壁222的下面。一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的托座236以熱交換關(guān)系被連接到每個(gè)斯特林冷卻器218、220的冷卻部26。所述托座236由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。所述細(xì)長(zhǎng)的托座如此設(shè)置使得它的一端鄰接所述外殼的前面，另外一端鄰接所述外殼的后部。一個(gè)豎直方向的熱管238連接到所述托座236的每一端，所述熱管238從所述托座236延伸到位于所述絕緣外殼底部的底托架(未示出)。所述底托架(未示出)和所述托座238堅(jiān)固地保持著所述熱管處于一個(gè)垂直位置。因此，鄰近所述絕緣外殼的四個(gè)角的每一角設(shè)置有一個(gè)豎直方向的熱管238。雖然本發(fā)明示出使用四個(gè)熱管，但是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)本發(fā)明能使用一個(gè)或更多的熱管。
可滑動(dòng)地安裝到每個(gè)熱管上的是一個(gè)夾緊裝置240。所述夾緊裝置240包括一個(gè)桿242，該桿可選擇地容許所述夾緊裝置在所述熱管238上上下滑動(dòng)或者將該夾緊裝置鎖定在熱管上所需的位置。所述夾緊裝置240由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。一個(gè)可滑動(dòng)的夾緊裝置240連接到一個(gè)矩形架子244的每一角。因此，所述架子是可滑動(dòng)的或者說(shuō)是上下可調(diào)節(jié)的，以便容納不同大小的容器。許多容器246，比如飲料容器布置在所述架子244上。容器246與所述架子244處于熱交換的關(guān)系。在所述絕緣外殼內(nèi)還可以設(shè)置多個(gè)相同的架子248。所述架子244、248由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。雖然本發(fā)明示出是采用由實(shí)心金屬制成的架子244、248，但是可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)架子可以由一種材料制造，所述這種材料大體上不會(huì)限制在所述絕緣外殼內(nèi)的空氣流動(dòng)，比如導(dǎo)線架子。
當(dāng)所述斯特林冷卻器218、220工作時(shí)，從包圍著所述架子244、248的空氣而來(lái)的熱量和從設(shè)置在所述架子上的容器而來(lái)的熱量被傳遞到所述架子，由所述架子傳遞到所述托座240，由所述托座傳遞到所述熱管238。傳遞到所述熱管238的熱量引起在熱管內(nèi)的液體蒸發(fā)，從而吸收蒸發(fā)熱。蒸發(fā)的液體，即氣體，移動(dòng)到熱管的另外一端并冷凝。在凝縮中，凝結(jié)熱被釋放并通過(guò)所述托座236傳遞到斯特林冷卻器220的冷卻部26。在熱管238中的所述凝縮液體通過(guò)一個(gè)位于所述管內(nèi)的吸液芯(未示出)或由重力而從所述凝縮端輸送到蒸發(fā)端。由所述吸液芯輸送到蒸發(fā)端的液體因此又可以再次蒸發(fā)，重復(fù)所述的熱交換循環(huán)。因此，當(dāng)使用熱管時(shí)，熱量從所述架子244、248和包圍著所述架子的空氣被迅速和有效地傳遞到斯特林冷卻器220的冷卻部26而無(wú)需一個(gè)泵。此外，因?yàn)槿萜?46與所述熱傳導(dǎo)架子244、248接觸，所以在它們之間的熱交換效率相對(duì)高。
通過(guò)斯特林冷卻器218、220的運(yùn)行，傳遞到兩個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部26的熱量都被傳遞到兩個(gè)斯特林冷卻器的熱部28。從兩個(gè)斯特林冷卻器218、220的熱部28而來(lái)的熱量然后傳遞到所述板226，然后從所述板傳遞到所述周圍空氣。空氣由所述風(fēng)扇232的作用移動(dòng)并穿過(guò)板226促進(jìn)了這種熱交換。
參照?qǐng)D13-15，示出一種容器快速冷卻裝置250。該裝置250包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的筒形主體252，該主體可回轉(zhuǎn)地圍繞其縱向軸線安裝在一個(gè)底座254上。兩個(gè)導(dǎo)軌256、258坐落在形成在所述底座254上的配合槽260、262中。球軸承264設(shè)置在槽260中，所述扁平導(dǎo)軌256自由地坐落在其上。一個(gè)電動(dòng)機(jī)266安裝到所述底座254上。電動(dòng)機(jī)266的回轉(zhuǎn)軸(未示出)連接到一個(gè)鏈條268，該鏈條又連接到一個(gè)可回轉(zhuǎn)安裝的齒輪270。所述導(dǎo)軌258具有齒輪齒，該齒輪齒與齒輪270的齒嚙合。所述電動(dòng)機(jī)266連接到一個(gè)控制器(未示出)，該控制器控制著電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。所述控制器(未示出)被設(shè)計(jì)成控制所述電動(dòng)機(jī)226使其在大約一個(gè)循環(huán)中在一個(gè)方向上重復(fù)地轉(zhuǎn)動(dòng)所述筒形主體252并轉(zhuǎn)過(guò)270度再回到原來(lái)位置。即，每隔2到10秒來(lái)回地旋轉(zhuǎn)；優(yōu)選大約每隔5秒。
一個(gè)斯特林冷卻器272設(shè)置在所述筒形主體252內(nèi)部。所述斯特林冷卻器272的冷卻部26具有一個(gè)流體換熱器130(圖1)。一個(gè)流體換熱器274以熱交換的關(guān)系與斯特林冷卻器272的熱部28連接，所述流體換熱器274包含一個(gè)環(huán)形的套環(huán)276，該環(huán)形套環(huán)限定出一個(gè)環(huán)形的流體通道278(圖1)。所述環(huán)形套環(huán)276由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。所述流體換熱器130也包括一個(gè)流體入口280和一個(gè)流體出口282，它們與流體通道278(圖1)液體相通。一個(gè)流體泵284被連接到所述流體換熱器274的流體出口282，當(dāng)連接到一個(gè)與流體入口280相連的管時(shí)，熱交換流體可以通過(guò)流體換熱器沿箭頭(圖1)所示的方向循環(huán)，使得由斯特林冷卻器的熱部28而來(lái)的熱量被傳遞到流動(dòng)通過(guò)所述流體換熱器的熱交換流體。
再一次參照?qǐng)D13-15，連接到斯特林冷卻器274的冷卻部26的流體換熱器130的出口136通過(guò)一個(gè)管288被連接到一個(gè)流體容器286；所述液體容器由一個(gè)管290被連接到所述液體換熱器的入口134。所述流體容器286包含一種如先前所述的流動(dòng)的熱交換流體。一個(gè)泵138與管288串聯(lián)設(shè)置來(lái)將所述熱交換流體從流體換熱器130流動(dòng)到流體容器286再回到所述流體換熱器。連接到斯特林冷卻器274的熱部28的所述流體換熱器274的出口282由一個(gè)管302連接到一個(gè)散熱器蛇形管300；所述散熱器蛇形管由一個(gè)管304連接到所述流體換熱器的入口280。所述散熱器蛇形管300包含一種如先前所述流動(dòng)的熱交換流體。一個(gè)泵284與管302串聯(lián)設(shè)置來(lái)使所述熱交換流體從流體換熱器274流動(dòng)到散熱器蛇形管300再回到所述流體換熱器。電風(fēng)扇306鄰近所述散熱器蛇形管300設(shè)置，來(lái)將空氣吹過(guò)所述散熱器蛇形管。
所述流體容器286連接到一個(gè)氣球狀的、接觸內(nèi)部容器的環(huán)形套環(huán)308，該環(huán)形套環(huán)308可以通過(guò)一個(gè)管310由從所述流體容器而來(lái)的熱交換流體填充。所述套環(huán)308通過(guò)一個(gè)管312連接到所述流體容器。一個(gè)泵314與所述管310串聯(lián)設(shè)置，可選擇地用從流體容器286而來(lái)的熱交換流體充填所述套環(huán)308，將所述熱交換流體通過(guò)所述管310從所述液體容器到達(dá)套環(huán)，通過(guò)所述管312回到所述流體容器。所述套環(huán)308由一種柔性的塑料制造，比如聚乙烯、聚丙烯等等，并包括許多加強(qiáng)肋部件。所述套環(huán)308具有充分的柔性以使它能順應(yīng)容器322的形狀而接觸放置在所述套環(huán)內(nèi)部的容器的外表面。
所述內(nèi)部套環(huán)308設(shè)置在一個(gè)環(huán)形的可膨脹的外部套環(huán)316中。一個(gè)電動(dòng)流體泵318由一個(gè)管320連接到外部套環(huán)316。所述泵318可選擇地操作將所述外部套環(huán)316用一種流體，比如空氣膨脹或壓縮。所述內(nèi)部套環(huán)308和外部套環(huán)316被設(shè)計(jì)成當(dāng)所述外部套環(huán)膨脹時(shí)，所述外部套環(huán)推動(dòng)內(nèi)部套環(huán)與容器322的外表面形成緊密的密切接觸。而當(dāng)所述外部套環(huán)未膨脹，或未完全膨脹時(shí)，所述內(nèi)部套環(huán)能容許所述容納在內(nèi)部套環(huán)內(nèi)的容器從中取出。
一個(gè)容器傳送機(jī)構(gòu)324鄰近所述筒形主體252的端部設(shè)置，所述筒形主體252包含所述套環(huán)308、316，用于可選擇地在環(huán)形的內(nèi)部套環(huán)308中定位所述容器322，比如一個(gè)飲料容器，以及從其中取出所述容器。
所述容器迅速冷卻裝置250運(yùn)行如下。當(dāng)斯特林冷卻器272工作時(shí)，從流體換熱器130中的熱交換流體而來(lái)的熱量被傳遞到斯特林冷卻器的所述冷卻部26。然后在所述流體換熱器130中被冷卻的熱交換流體通過(guò)所述管288被泵送到所述流體容器286。位于所述流體容器286中的熱交換流體通過(guò)管290流回到所述流體換熱器130。因此，在流體容器中的熱交換流體由斯特林冷卻器272連續(xù)地冷卻直到在所述容器中的流體到達(dá)一個(gè)所需的溫度。溫度傳感器(未示出)和一個(gè)控制電路(未示出)調(diào)整所述斯特林冷卻器272和泵138的操作，以使在流體容器286中的熱交換流體保持在所需的溫度。
在流體容器286中的熱交換流體的溫度應(yīng)該足夠的低，以使它可以足夠迅速地從處于周圍溫度的所述容器322和其內(nèi)容物中去除熱量，以便在需要的時(shí)間內(nèi)達(dá)到需要的內(nèi)容物溫度。通常，在所述流體容器286中的熱交換流體應(yīng)該保持在大約0DEG到-100DEGF.之間；優(yōu)選大約-30DEG到-60DEGF.之間；特別優(yōu)選的是大約-50DEGF。適合于運(yùn)行在這樣低溫度的熱交換流體對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是公知的，包括酒精，比如醇類如甲醇和丙醇和其它適當(dāng)?shù)牡蜏囟裙ぷ髁黧w。容器322的內(nèi)容物的所需溫度取決于內(nèi)容物的性質(zhì)和其最終的使用。例如，對(duì)于一種冷卻飲料，比如可口可樂(lè)，通常所需溫度為大約32DEG和40DEGF.之間。
斯特林冷卻器272的工作將熱量從所述冷卻部26傳遞到熱部28。然后在所述熱部28的熱量被傳遞到位于所述流體換熱器274中的熱交換流體。然后位于所述換熱器274中的熱的熱交換流體由泵284流動(dòng)通過(guò)所述散熱器蛇形管300。所述風(fēng)扇306將處于周圍溫度的空氣移動(dòng)穿過(guò)所述散熱器蛇形管300，從熱交換流體而來(lái)的熱量被傳遞給所述移動(dòng)的空氣。然后經(jīng)過(guò)冷卻的熱交換流體通過(guò)所述管304回到所述流體換熱器274，在那里再一次開始循環(huán)。
當(dāng)需要迅速地冷卻一個(gè)容器322時(shí)，所述容器被放入所述傳送機(jī)構(gòu)324，所述傳送機(jī)構(gòu)被推入裝置250的主體254中。這樣一來(lái)，容器322被定位在環(huán)形內(nèi)部套環(huán)308內(nèi)。由于所述外部套環(huán)316沒有膨脹，容器可以容易地插入內(nèi)部套環(huán)308內(nèi)。當(dāng)容器322被插入內(nèi)部套環(huán)308中時(shí)，雖然在內(nèi)部套環(huán)308和容器322之間可能有一些接觸，但是所述內(nèi)部套環(huán)沒有與容器處于緊密的密切接觸狀態(tài)以到達(dá)其順應(yīng)容器形狀的程度。
在容器322定位到內(nèi)部套環(huán)308之后，所述泵314使從流體容器286的所述熱交換流體流過(guò)內(nèi)部套環(huán)308。同時(shí)，所述泵318將一種流體，例如空氣泵送進(jìn)所述外部套環(huán)316。所述外部套環(huán)316的膨脹引起所述外部套環(huán)向內(nèi)推所述內(nèi)部套環(huán)308；因此，將所述內(nèi)部套環(huán)推動(dòng)與容納在其中的容器322密切接觸。由外部套環(huán)316施加于內(nèi)部套環(huán)308的壓力引起柔性的內(nèi)部套環(huán)呈現(xiàn)出容納在其中的容器322的形狀。
當(dāng)從所述流體容器286而來(lái)的熱交換流體流過(guò)所述內(nèi)部套環(huán)308時(shí)，從容器322和其內(nèi)容物而來(lái)的熱量被傳遞到內(nèi)部套環(huán)內(nèi)的熱交換流體。由于這里具有一個(gè)冷卻的熱交換流體的容器286，所以能夠迅速地從容器322和它的內(nèi)容物吸收較大容量的熱量。由于從容器322到內(nèi)部套環(huán)308中的熱交換流體的熱交換可以迅速地進(jìn)行，所以鄰接容器壁的容器內(nèi)容物根據(jù)內(nèi)容物的性質(zhì)可以冰凍。在含有二氧化碳飲料的情形，冰凍可能引起在它被開啟時(shí)起泡沫，所以人們不喜歡。因此，在迅速冷卻期間可能需要來(lái)回地旋轉(zhuǎn)容器322以使容器的內(nèi)容物被輕微地?cái)噭?dòng)或混合。一般地，一種飲料容器內(nèi)部將包含較小的氣泡。轉(zhuǎn)動(dòng)容器引起所述氣泡滑動(dòng)通過(guò)容器的內(nèi)壁。正是這種沿著所述壁的氣泡的運(yùn)動(dòng)通過(guò)移動(dòng)鄰近容器壁的液體而阻止在容器內(nèi)部形成冰。這種容器中內(nèi)容物相對(duì)較溫和的混合使得不與容器壁鄰接的內(nèi)容物較熱的部分向著容器壁移動(dòng)從而提高了從所述內(nèi)容物的熱交換，從而避免內(nèi)容物的冰凍。
為了來(lái)回地旋轉(zhuǎn)容器322，所述電動(dòng)機(jī)266被驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)266通過(guò)所述鏈條268可回轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)所述齒輪270。齒輪270的齒與導(dǎo)軌258的齒嚙合并引起所述裝置250的主體254圍繞主體的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。首先所述電動(dòng)機(jī)266在一個(gè)方向上驅(qū)動(dòng)所述齒輪270，然后換向在相反的方向驅(qū)動(dòng)所述齒輪。這使得所述裝置250的主體254在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)然后在相反的方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)容器322的內(nèi)容物的性質(zhì)，容器可能需要或多或少的旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得內(nèi)容物足夠的混合以便在所需時(shí)間內(nèi)獲得所需量的熱傳遞并避免內(nèi)容物的冰凍。此外，對(duì)于一種飲料產(chǎn)品，比如可口可樂(lè)，在容器中具有較小的氣泡，所述內(nèi)容物主要是水，裝置250的主體254應(yīng)該回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，該角度在大約180度和300度之間；優(yōu)選大約為270度?？刂凭€路(未示出)被設(shè)置用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)266的運(yùn)行以獲得所需量和旋轉(zhuǎn)頻率。
由于在內(nèi)部套環(huán)308中的熱交換流體很冷，從容器322的熱交換很迅速，所以由于在周圍空氣中產(chǎn)生水蒸汽的凝結(jié)和冰凍，有霜可能形成在容器的外部。這不認(rèn)為是本發(fā)明的一個(gè)缺陷，事實(shí)上，從一個(gè)消費(fèi)者的立場(chǎng)來(lái)看是需要的。
當(dāng)所需要量的熱已經(jīng)從容器322和它的內(nèi)容物中去除之后，這通常通過(guò)對(duì)冷卻操作記時(shí)或者通過(guò)測(cè)量進(jìn)入和流出所述內(nèi)部套環(huán)308的熱交換流體之間的溫度差來(lái)控制，通過(guò)關(guān)閉所述泵318或者將所述泵換向變成從外部套環(huán)中抽出空氣來(lái)使外部套環(huán)316縮小。所述外部套環(huán)316的縮小釋放了由所述外部套環(huán)施加于內(nèi)部套環(huán)308上的壓力，從而將容器與所述內(nèi)部套環(huán)的密切接觸解除。這種容器322與內(nèi)部套環(huán)308之間沒有密切接觸使得容器容易地從內(nèi)部套環(huán)中取出。這可以通過(guò)將容器傳送機(jī)構(gòu)324拉出裝置250的主體254完成。然后容器322和它的內(nèi)容物準(zhǔn)備被使用，比如飲用一種冰鎮(zhèn)飲料。
如上所述，在某種情況下，在容器上可能形成霜。所以，根據(jù)具體設(shè)計(jì)，所述內(nèi)部套環(huán)308可以用一種商標(biāo)，一種標(biāo)志，或其他花樣或標(biāo)記壓花，使得形成在瓶外部的霜具有壓花圖案(未示出)。因此在所述內(nèi)部套環(huán)308上的壓花商標(biāo)，標(biāo)志，花樣或標(biāo)記將以霜的形式印刷在容器的外部。
雖然本發(fā)明以一種獨(dú)立的裝置出現(xiàn)，但是根據(jù)具體設(shè)計(jì)該快速冷卻裝置可以并入到其它裝置，比如自動(dòng)售貨機(jī)，容器分配機(jī)等等。
參照?qǐng)D16，示出了一種用于分配液體的快速冷卻裝置，比如一種飲料分配器。所述裝置包含在圖1示出類型的斯特林冷卻器324。所述斯特林冷卻器324的冷卻部26具有一個(gè)流體換熱器130(圖1)。所述斯特林冷卻器的熱部28裝備有圖3和4示出類型的金屬散熱器350。連接到斯特林冷卻器324的冷卻部26的流體換熱器130的出口136(圖1)通過(guò)一個(gè)管328(圖16)被連接到一個(gè)流體容器326；所述流體容器由一個(gè)管330連接到所述流體換熱器的入口134。所述流體容器326包含一種如先前所述的熱交換流體。一個(gè)泵332與管328串聯(lián)設(shè)置來(lái)將所述熱交換液體從流體換熱器130到流體容器326再回到所述流體換熱器流動(dòng)。
所述流體容器326由一個(gè)管336連接到一個(gè)固體換熱器334。雖然換熱器334示出為一種固體換熱器，但是根據(jù)具體設(shè)計(jì)所述換熱器可以是一種流體換熱器。一個(gè)泵338與管336串聯(lián)設(shè)置來(lái)將所述熱交換液體從流體容器326到所述換熱器334再回到所述流體容器流動(dòng)。所述換熱器334由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。管336在所述換熱器內(nèi)部的部分由一種熱傳導(dǎo)材料制造以使從換熱器而來(lái)的熱量可以被傳遞到流動(dòng)在所述管336中的熱交換流體。所述管336設(shè)置在換熱器334內(nèi)部的部分也設(shè)置成一個(gè)蛇形管結(jié)構(gòu)以使所述管的通路長(zhǎng)度增加，也因此流動(dòng)在管中的熱交換流體在所述換熱器中的停留時(shí)間增加，從而增加了熱交換的機(jī)會(huì)。
一個(gè)管340在一端連接到一個(gè)要被冷卻的液體源342，比如一種水或含二氧化碳水的加壓源。管340另外一端連接到所述換熱器334。管340在所述換熱器334內(nèi)部的部分由一種熱傳導(dǎo)材料制造以使從流動(dòng)在所述管340中要被冷卻的流體而來(lái)的熱量可以被傳遞到換熱器并最后傳遞到流動(dòng)在所述管336中的熱交換流體。所述管340設(shè)置在換熱器334內(nèi)部的部分也設(shè)置成一個(gè)蛇形管結(jié)構(gòu)以使所述管的通路長(zhǎng)度增加，也因此流動(dòng)在管中的要被冷卻的流體在所述換熱器中的停留時(shí)間增加，從而增加了熱交換的機(jī)會(huì)。
傳感器342，344相應(yīng)地設(shè)置在所述流體容器326和所述換熱器344中，并由一個(gè)電路連接到一個(gè)控制器346。所述泵332，338和所述斯特林冷卻器324也由一個(gè)電路連接到所述控制器346。所述控制器346控制所述斯特林冷卻器324和泵332的運(yùn)行以使在所述流體容器326中的熱交換流體被保持在一個(gè)所需溫度。通常，在所述液體容器342中的熱交換流體應(yīng)該保持在大約0DEG到-100DEGF.之間；優(yōu)選大約-30DEG到-60DEGF.之間；特別優(yōu)選的是大約-50DEG。適合于運(yùn)行在這樣低溫度的熱交換流體對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是公知的，包括酒精，比如醇類如甲醇和丙醇和其它適當(dāng)?shù)牡蜏囟裙ぷ髁黧w。所述控制器346也控制所述泵338以使在所述流體容器326中足夠數(shù)量的冷卻的熱交換流體流過(guò)換熱器334，以使所述換熱器保持在一個(gè)所需的溫度。
當(dāng)需要將冷卻的液體從所述裝置分配出去時(shí)，一個(gè)位于所述管340上的閥348打開以使被冷卻的流體從所述源342流出，通過(guò)所述換熱器334，然后分配進(jìn)入一個(gè)接受容器(未示出)，比如一個(gè)杯子。從流動(dòng)在管340位于所述換熱器334內(nèi)部部分中的流體而來(lái)的熱量被傳遞給制造換熱器的材料，比如鋁金屬。然后位于制造換熱器334的材料中的熱量被傳遞到流動(dòng)在管336位于換熱器內(nèi)部的部分中的熱交換流體。變熱的熱交換流體從所述換熱器334通過(guò)管336流動(dòng)到達(dá)流體容器326。然后包含在所述流體容器326中的熱交換流體被泵送到流體換熱器130，該流體換熱器130連接到所述斯特林冷卻器324的冷卻部26。位于流體換熱器130中的變熱的熱交換流體將熱量傳輸?shù)剿固亓掷鋮s器324的冷卻部26。通過(guò)斯特林冷卻器324的運(yùn)行，熱量從冷卻部26傳遞到熱部28。然后從熱部28而來(lái)的熱量傳遞到所述散熱器350。然后從散熱器350而來(lái)的熱量傳遞到包圍著所述散熱器的空氣中。
參照?qǐng)D17，示出一個(gè)可運(yùn)輸?shù)娜萜鞣峙錂C(jī)352。該分配機(jī)352包含一個(gè)外部箱體354(虛線示出)。所述箱體354的形狀不是本發(fā)明的關(guān)鍵，可以是適合包含內(nèi)部機(jī)構(gòu)所需的任何尺寸和形狀，同時(shí)還要美觀。此外，所述箱體354的大小和外形必須在一個(gè)機(jī)動(dòng)車(未示出)中可運(yùn)輸，比如一輛轎車，一輛計(jì)程車，一輛公共汽車，一列火車，一艘船，一架飛機(jī)等等。
一對(duì)間隔設(shè)置的板356，358位于箱體354內(nèi)部。所述板356，358限定出一個(gè)分配通路360。許多容器362堆置在所述分配通路360中。所述板356，358以一個(gè)彎曲的方式安排以使至少分配通路360的一個(gè)部分在外形上是彎曲的。雖然本發(fā)明示出具有彎曲的分配通路，但是分配通路的具體形狀并不是本發(fā)明的關(guān)鍵所在。如前述其它實(shí)施例所述那樣，比如圖2和4示出的自動(dòng)售貨機(jī)，所述分配通路可以是豎直地直線形，或者可以是直斜面。分配通路的目的是在箱體354內(nèi)部提供的空間內(nèi)存放盡量多的容器362。箱體354的壁包括絕緣體(未示出)以使箱體外部環(huán)境與箱體內(nèi)部之間的熱交換最小化。
分配通路360包括一個(gè)分配端364，該端鄰近所述分配通路的底部。門366鄰接分配通路360的端部364設(shè)置在箱體354內(nèi)以使位于所述分配通路端部的容器362可以從箱體內(nèi)部用手取走。
至少分配通路360鄰接端部364的一個(gè)部分由一個(gè)板368限定形成。所述板368由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。當(dāng)容器362處于分配通路中鄰接所述端部364的部分中時(shí)，至少容器362的一部分接觸所述板368。因此，就在每一容器362被分配通過(guò)所述門366之前，至少每一容器362的一部分與所述板368處于熱交換接觸關(guān)系。
所述板368由一個(gè)元件372以熱交換的關(guān)系與圖1示出類型的斯特林冷卻器370的冷卻部26連接。所述元件372由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。因此，從所述板368而來(lái)的熱量通過(guò)所述元件372流動(dòng)到斯特林冷卻器370的冷卻部26。通過(guò)斯特林冷卻器370的運(yùn)行，熱量從冷卻部26傳遞到熱部28。斯特林冷卻器370的所述熱部28連接到圖3和4示出類型的一個(gè)散熱器374上。所述散熱器374由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。所述散熱器374也包括許多散熱片376以便增加散熱器暴露在周圍空氣中的表面的面積。通風(fēng)孔(未示出)設(shè)置在所述箱體354中使得箱體外部的空氣流過(guò)鄰接散熱器374的區(qū)域。同時(shí)也可包含一個(gè)風(fēng)扇(未示出)鄰接散熱器374以便促進(jìn)空氣穿過(guò)所述散熱器的運(yùn)動(dòng)從而增加從散熱器到周圍空氣的傳遞熱量。一個(gè)絕緣層(未示出)也設(shè)置在散熱器374和所述斯特林冷卻器370的熱部28，以及斯特林冷卻器的冷卻部26，所述元件372和所述板368之間。
斯特林冷卻器370由一個(gè)電路(未示出)連接到一個(gè)控制器(未示出)，該控制器由一個(gè)電路(未示出)連接到一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部的傳感器(未示出)，絕緣外殼由箱體354和絕緣層(未示出)所限定。所述控制器(未示出)控制斯特林冷卻器370的操作以使所述絕緣外殼內(nèi)部保持在一個(gè)所需的溫度。
所述可運(yùn)輸?shù)娜萜鞣峙錂C(jī)352通過(guò)往所述分配通路360中放置許多容器362而工作。斯特林冷卻器370由一個(gè)電路(未示出)連接到一個(gè)運(yùn)輸該分配機(jī)的機(jī)動(dòng)車的電系統(tǒng)(未示出)。所述斯特林冷卻器370有意設(shè)計(jì)成不但在機(jī)動(dòng)車的馬達(dá)工作時(shí)由機(jī)動(dòng)車的電系統(tǒng)操作運(yùn)行而且所述斯特林冷卻器具有十分低的電流需量以致于該斯特林冷卻器可以僅僅由所述機(jī)動(dòng)車的電池操作運(yùn)行整晚而不會(huì)耗盡掉足夠機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)所需的電池電量。
當(dāng)容器362堆置在所述分配通路360，鄰接分配通路的端部364的那些容器與板368處于金屬對(duì)金屬的接觸中。這種接觸使得容器362和它的內(nèi)容物中的熱量被傳遞到所述板368。從包圍著所述板362的空氣而來(lái)的熱量也被傳遞到所述板。然后從所述板362而來(lái)的熱量通過(guò)元件372傳遞到斯特林冷卻器370的冷卻部26。斯特林冷卻器370將從冷卻部26而來(lái)的熱量傳遞給熱部28，然后傳遞給散熱器374。從散熱器374而來(lái)的熱量傳遞到周圍空氣中。結(jié)果容器362被冷卻到所需溫度。
參照?qǐng)D18，示出流體分配機(jī)378，比如一種冷卻飲料分配機(jī)的原理圖。該分配機(jī)378包含一個(gè)圖1示出類型的斯特林冷卻器380，該斯特林冷卻器具有一個(gè)裝備有流體換熱器130的冷卻部26(圖1)。一個(gè)流體換熱器274(圖1)連接到斯特林冷卻器378的熱部28。連接到斯特林冷卻器380的冷卻部26的流體換熱器130的出口136由一個(gè)管384連接到一個(gè)熱交換盤繞管382。所述熱交換盤繞管由一個(gè)管386連接到所述流體換熱器的入口134。所述熱交換盤繞管382由一種熱傳導(dǎo)材料，比如銅制成。所述熱交換盤繞管382包含一種如前所述的熱交換流體。一個(gè)泵388與管384串聯(lián)設(shè)置將所述熱交換流體從流體換熱器130到熱交換盤繞管382再通過(guò)所述管386回到流體換熱器。
連接到斯特林冷卻器380的熱部28的所述流體換熱器274的出口282由一個(gè)管392連接到一個(gè)散熱器蛇形管390；所述散熱器蛇形管由一個(gè)管394連接到所述流體換熱器的入口280。所述散熱器蛇形管390由一種熱傳導(dǎo)材料，比如銅制成。所述散熱器蛇形管390包含一種如先前所述的熱交換流體。一個(gè)泵396與管392串聯(lián)設(shè)置來(lái)將所述熱交換流體從流體換熱器274到散熱器蛇形管390再通過(guò)管394回到所述流體換熱器。電風(fēng)扇398鄰近所述散熱器蛇形管390設(shè)置來(lái)將空氣吹過(guò)所述散熱器蛇形管。
所述熱交換盤繞管382設(shè)置在一種流體容器400的內(nèi)部。流體容器400包含一種熱交換流體，比如水。一個(gè)熱交換盤繞管402設(shè)置在所述流體容器400內(nèi)部。熱交換盤繞管402的一端連接到一個(gè)被冷卻和分配的流體源404，比如水。流體源404處于壓力之下。熱交換盤繞管402的另外一端被連接到一個(gè)碳酸化器406的流體入口。所述碳酸化器的流體出口由一個(gè)管410連接到一個(gè)流體分配頭部408。二氧化碳?xì)怏w源412由一個(gè)管414連接到碳酸化器406的進(jìn)氣口。一個(gè)加香料的飲料汁源416由一個(gè)管418連接到所述分配頭部408。從所述管418而來(lái)的汁與由所述管410而來(lái)的經(jīng)冷卻的含二氧化碳的水在所述分配頭部408混合形成最終的飲料。所述分配頭部408也控制著飲料往一個(gè)飲料容器(未示出)中的分配，比如一個(gè)杯子。
一個(gè)控制器(未示出)由一個(gè)電路(未示出)連接到位于流體容器400中的一個(gè)傳感器(未示出)。所述控制器(未示出)也由一個(gè)電路(未示出)連接到所述斯特林冷卻器380和所述泵388和396。所述控制器控制調(diào)節(jié)斯特林冷卻器380和泵388、396的運(yùn)行，以使得足夠的熱交換流體流過(guò)所述熱交換盤繞管382來(lái)將流體容器400中的流體冷卻到一個(gè)需要的溫度，足夠的熱交換流體流動(dòng)通過(guò)所述散熱器蛇形管390來(lái)將傳遞到所述斯特林冷卻器的熱部28的熱量消散。
當(dāng)需要將冷卻的飲料從所述分配機(jī)378分配出去時(shí)，所述分配頭部被驅(qū)動(dòng)將適當(dāng)?shù)拈y打開使加壓水流動(dòng)通過(guò)所述分配機(jī)并被分配進(jìn)入一個(gè)接受容器(未示出)。因此，所述分配頭部408的動(dòng)作使得從所述源404的水流動(dòng)穿過(guò)所述熱交換盤繞管402。從流動(dòng)通過(guò)所述熱交換盤繞管402中而來(lái)的熱量被傳遞給包含在所述流體容器400中的熱交換流體。從所述流體容器400中的熱交換流體而來(lái)的熱量被傳遞給流動(dòng)通過(guò)所述熱交換盤繞管382的熱交換流體。流動(dòng)通過(guò)所述熱交換盤繞管382的熱交換流體返回到所述流體換熱器130并將其熱量傳遞給斯特林冷卻器380的冷卻部26。所述斯特林冷卻器將熱量從冷卻部26傳遞給熱部28。從斯特林冷卻器380的熱部28而來(lái)的熱量被傳遞給流動(dòng)通過(guò)所述流體換熱器274的熱交換流體。在所述流體換熱器274中的熱交換流體被泵送到所述散熱器蛇形管390并將它的熱量傳遞給包圍著所述散熱器蛇形管的空氣。
從所述源412而來(lái)的加壓二氧化碳?xì)怏w通過(guò)管414進(jìn)入到碳酸化器406并被溶解在所述從熱交換盤繞管402而來(lái)的冷卻水中。所述冷卻的含二氧化碳水從碳酸化器406通過(guò)管410流到分配頭部408。在所述分配頭部408，所述含二氧化碳的水與管418流出的所述源416而來(lái)的加香飲料汁混合。與所述汁混合的冷卻含二氧化碳水從分配頭部408分配進(jìn)入一個(gè)需要的飲料接受容器，比如一個(gè)杯子(未示出)。
參照?qǐng)D19，示出一種類似于圖2和5示出的自動(dòng)售貨機(jī)420。所述自動(dòng)售貨機(jī)420包含一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼由絕緣壁板形成，包括一個(gè)頂板422、一個(gè)背板424、一個(gè)前板426、一個(gè)左側(cè)板428、一個(gè)右側(cè)板(未示出)和一個(gè)底板430。一個(gè)圖1示出類型的斯特林冷卻器432安裝在所述底絕緣板430上。所述斯特林冷卻器432包括一個(gè)冷卻部26和一個(gè)熱部28(圖1)。所述斯特林冷卻器432安裝在所述絕緣板430上，冷卻部26位于所述板的一側(cè)；即，位于頂部一側(cè)，所述熱部28位于所述板的相反一側(cè)；即，底部一側(cè)。
一個(gè)圖3、4、6、8和16中示出類型的熱傳導(dǎo)散熱器434連接到所述斯特林冷卻器432的熱部28。一個(gè)板436連接到所述斯特林冷卻器432的冷卻部26。許多示出在圖3和4類型的槽或散熱片438形成在所述板436的上表面上。
電風(fēng)扇440安裝到絕緣板430上。所述風(fēng)扇440的設(shè)置使得它將空氣沿箭頭A所示方向移動(dòng)。
一個(gè)局部絕緣板442安裝到自動(dòng)售貨機(jī)420的背板424的底部，該局部的絕緣板442包括一個(gè)刻有凹槽的部分444。所述底板430也包括一個(gè)刻有凹槽的部分446，該刻有凹槽的部分446設(shè)計(jì)成與刻有凹槽的部分442緊密配合，將底板的后部支撐在自動(dòng)售貨機(jī)420內(nèi)部。由一個(gè)碰鎖機(jī)構(gòu)(未示出)或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的將一個(gè)板可拆卸固定的方式，將底板430的前部448可拆卸地固定到所述自動(dòng)售貨機(jī)420。因此，能夠理解包括所述斯特林冷卻器432的所述底板430可以相對(duì)較容易地插入所述自動(dòng)售貨機(jī)420或從其中拆除。
現(xiàn)在對(duì)所述自動(dòng)售貨機(jī)420的運(yùn)行進(jìn)行描述。最初，所述板430被定位在自動(dòng)售貨機(jī)420的底部。從包圍著板436的空氣而來(lái)的熱量被傳遞給所述板。風(fēng)扇440將空氣移動(dòng)穿過(guò)所述板以使熱空氣從側(cè)邊向所述板移動(dòng)，而鄰近所述板的冷空氣向上向著堆置飲料容器的方向移動(dòng)。所述板436將熱量傳遞給斯特林冷卻器432的冷卻部26。斯特林冷卻器432的工作將熱量從所述冷卻部26傳遞到熱部28。從斯特林冷卻器432的熱部28而來(lái)的熱量被傳遞到所述散熱器434然后從所述散熱器傳遞到周圍空氣。一個(gè)風(fēng)扇(未示出)可用于將空氣移動(dòng)穿過(guò)散熱器434。
當(dāng)斯特林冷卻器432需要適當(dāng)?shù)匦蘩砘蛲Ｖ惯\(yùn)行，斯特林冷卻器的整個(gè)組件，絕緣板430和風(fēng)扇440都可以從所述自動(dòng)售貨機(jī)420拆除并用一個(gè)相同的組件更換。所述組件可以通過(guò)將碰鎖(未示出)或其它將板430的前部448連接到自動(dòng)售貨機(jī)420的保持裝置解開而得以拆除。所述板430可以向前滑動(dòng)直到所述凹口444、446脫離。所述整個(gè)組件，包括斯特林冷卻器432、散熱器434、板430、板436和風(fēng)扇440都可以作為一個(gè)整體從自動(dòng)售貨機(jī)420拆除。然后，一個(gè)相同構(gòu)造的組件可以被插入自動(dòng)售貨機(jī)420底部的位置中。這使得自動(dòng)售貨機(jī)的修理較快和容易。對(duì)斯特林冷卻器或其零組件的任何需要的修理都能在遠(yuǎn)一些的位置進(jìn)行。這樣一來(lái)，當(dāng)修理進(jìn)行時(shí)，不會(huì)長(zhǎng)的時(shí)間地耽誤自動(dòng)售貨機(jī)的操作。另外，在自動(dòng)售貨機(jī)420所處位置處，負(fù)責(zé)維修的人的技術(shù)水平可以相對(duì)較低，因?yàn)樗固亓掷鋮s器的實(shí)際修理可以在相對(duì)較遠(yuǎn)位置由熟練的修理人員完成。
參照?qǐng)D20，示出一個(gè)相對(duì)較小的GDM450。所述GDM450包含一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼由相應(yīng)的上下絕緣壁452、454，一個(gè)絕緣后壁456、絕緣側(cè)壁(未示出)和位于前部的一個(gè)能打開的玻璃門458形成。一對(duì)水平的熱傳導(dǎo)金屬架子460、462設(shè)置在所述絕緣外殼內(nèi)部。所述架子460、462可以由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成，可以是一種金屬的實(shí)體塊或可以由一種導(dǎo)線架制成。許多容器464可以放置在所述架子460、462上。所述架子460、462通過(guò)一個(gè)豎直設(shè)置的熱傳導(dǎo)板466彼此連接。所述板466由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成，可以由實(shí)體金屬或者一種導(dǎo)線架制成。
一個(gè)斯特林冷卻器468鄰接著后絕緣壁456設(shè)置在絕緣外殼外面。所述斯特林冷卻器456為圖1示出的類型，包括一個(gè)冷卻部26和一個(gè)熱部28。斯特林冷卻器468的一部分貫穿所述后絕緣壁456使得所述冷卻部26設(shè)置在絕緣外殼內(nèi)部，所述熱部28設(shè)置在所述絕緣外殼外部。斯特林冷卻器的冷卻部26以熱交換關(guān)系被連接到所述支架460上。一個(gè)圖3、4、6、8和19中示出類型的散熱器470連接到所述斯特林冷卻器468的熱部28。所述散熱器470由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成，并以熱交換關(guān)系被連接到斯特林冷卻器468的熱部28。
對(duì)于所述GDM450的運(yùn)行現(xiàn)在進(jìn)行描述。從放置在架子460、462上的容器464而來(lái)的熱量被傳遞到所述架子。同樣地，從包圍架子460、462的空氣而來(lái)的熱量傳遞到所述架子。從所述架子460而來(lái)的熱量傳遞到斯特林冷卻器468的冷卻部26。從所述架子462而來(lái)的熱量通過(guò)所述熱傳導(dǎo)板466傳遞到斯特林冷卻器468的冷卻部。斯特林冷卻器468的工作將熱量從所述冷卻部26傳遞到熱部28。從所述熱部28而來(lái)的熱量被傳遞到散熱器470，然后將熱量傳遞給包圍散熱器的空氣。結(jié)果所述GDM450的絕緣外殼內(nèi)部的容器464被冷卻到所需的溫度。
參照?qǐng)D21，示出一種后混合飲料自動(dòng)售貨機(jī)472。所述自動(dòng)售貨機(jī)472包含一個(gè)圖1示出類型的斯特林冷卻器474，具有一個(gè)冷卻部26和一個(gè)熱部28。斯特林冷卻器474鄰接一個(gè)流體容器476設(shè)置。所述流體容器476包含一種熱交換流體478，比如水。一個(gè)熱傳導(dǎo)板480浸在所述熱交換流體478中，所述熱傳導(dǎo)板包含許多散熱片482。所述板480由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。所述板480以熱交換關(guān)系被連接到斯特林冷卻器474的冷卻部26。一個(gè)圖3、4、6、8、16、19和20中示出類型的散熱器484連接到所述斯特林冷卻器474的熱部28。所述散熱器484由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成，并以一種熱交換的關(guān)系與所述熱部28相連，包括許多散熱片486。一個(gè)風(fēng)扇488鄰接散熱器484設(shè)置將空氣移動(dòng)穿過(guò)所述散熱器。
一個(gè)熱交換盤繞管490也浸在液體容器476的熱交換流體478中。所述熱交換盤繞管490由一種熱傳導(dǎo)材料，比如銅制成，并以熱交換的關(guān)系與所述熱交換流體478相連。所述盤繞管490的一端連接到被冷卻的流體源492，比如一種含二氧化碳水和加香料汁的混合物，比如可口可樂(lè)，并與其流體相通。被冷卻流體源492處于壓力之下以使它可以可選擇地流過(guò)所述盤繞管492。盤繞管490的另外一端被連接到自動(dòng)售貨機(jī)閥494用于與之流體相通。所述自動(dòng)售貨機(jī)閥494可選擇地將冷卻流體以公知的方式分配。
現(xiàn)在對(duì)所述自動(dòng)售貨機(jī)472的運(yùn)行進(jìn)行描述。所述自動(dòng)售貨機(jī)閥494被觸發(fā)使來(lái)自被冷卻流體源492的流體流到自動(dòng)售貨機(jī)閥并進(jìn)入一個(gè)流體接受容器，比如一個(gè)杯(未示出)。從流動(dòng)通過(guò)盤繞管490的流體而來(lái)的熱量通過(guò)所述盤繞管的熱傳導(dǎo)壁被傳遞到所述流體容器476的熱交換流體478。從熱交換流體478而來(lái)的熱量通過(guò)所述板480傳遞到斯特林冷卻器474的冷卻部26。斯特林冷卻器474的工作將熱量從所述冷卻部26傳遞到熱部28。從所述熱部28而來(lái)的熱量傳遞到所述散熱器484然后傳遞到包圍著所述散熱器的空氣。結(jié)果，流動(dòng)通過(guò)所述盤繞管490到達(dá)自動(dòng)售貨機(jī)閥494的流體被冷卻到一個(gè)所需溫度。
參照?qǐng)D22-24，示出了一種后混合飲料自動(dòng)售貨機(jī)496。所述自動(dòng)售貨機(jī)496包含一個(gè)圖1示出類型的斯特林冷卻器498，具有一個(gè)冷卻部26和一個(gè)熱部28。斯特林冷卻器498的冷卻部26裝備有一個(gè)圖1示出類型的流體換熱器500。斯特林冷卻器498鄰接一個(gè)流體容器502設(shè)置。所述流體換熱器500的出口通過(guò)一個(gè)管504連接到所述流體容器502的入口。所述流體容器502被設(shè)計(jì)成包含一種適合于在低溫工作的熱交換流體。適當(dāng)?shù)臒峤粨Q流體包括醇類，比如甲醇和丙醇。
一個(gè)絕緣容器506鄰接所述流體容器502。容器506的所有的壁包括一種絕熱材料。容器506充滿水507。一個(gè)由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成的熱交換矩陣508浸在容器506的水507中。所述熱交換矩陣508包含一個(gè)中心主體元件510和許多散熱片512，所述散熱片512從所述主體元件在其頂部和底部向外延伸。每一散熱片512的形狀是截棱錐，其棱錐基部連接到所述中心元件510，而棱錐的切去了頭的部分為中心元件的末梢。所述散熱片512彼此均勻間隔設(shè)置形成許多行和排(圖24)。如圖23中可以看出，鄰接所述中心元件510的相鄰散熱片512之間的距離小于散熱片在它們的末端之間的距離。因此，相鄰散熱片512之間的間距從緊鄰中心元件510到遠(yuǎn)離中心元件的末端在增大。
一個(gè)固體換熱器522形成一個(gè)流體入口524和一個(gè)液體出口526。所述熱交換矩陣508的流體入口514通過(guò)一個(gè)管520連接到流體容器502的出口。所述熱交換矩陣508的出口516由一個(gè)管528連接到所述固體換熱器522。雖然換熱器522示出為一種固體換熱器，但是根據(jù)具體設(shè)計(jì)所述換熱器可以是一種流體換熱器。所述固體換熱器522由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成。
所述固體換熱器522也形成一種正弦流體通路530，該正弦流體通路從所述流體入口524延伸到所述液體出口526。一個(gè)泵532與一個(gè)管534串聯(lián)設(shè)置，所述管534將所述固體換熱器522的出口526與流體換熱器500的入口相連。所述泵532被設(shè)置用來(lái)將熱交換流體從所述流體換熱器500到所述液體容器502，通過(guò)所述熱交換矩陣508，通過(guò)所述固體換熱器522流回到處于斯特林冷卻器498的冷卻部26上的所述流體換熱器500。
一個(gè)管536在一端連接到一個(gè)要被冷卻的液體源538，比如含二氧化碳水和加香料汁形成的混合物的加壓源，比如可口可樂(lè)。管536另外一端連接到所述固體換熱器522的入口540。所述固體換熱器522還具有一個(gè)第二流體通路542，該第二流體通路從所述流體入口540延伸到一個(gè)流體出口544。一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)閥546設(shè)置在所述固體換熱器522的流體出口544。所述自動(dòng)售貨機(jī)閥546可選擇地將冷卻流體以公知的方式分配。
一個(gè)圖3、4、6、8、16、19和20中示出類型的散熱器548通過(guò)一個(gè)熱管550連接到所述斯特林冷卻器498的熱部28。所述散熱器548由一種熱傳導(dǎo)材料，比如鋁制成，并以一種熱交換的關(guān)系與所述熱部28相連，且其包括許多散熱片486。一個(gè)風(fēng)扇(未示出)可以鄰接散熱器548設(shè)置以將空氣移動(dòng)穿過(guò)所述散熱器。
適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌⒖刂破骱碗娐?所有都未示出)被設(shè)置用來(lái)控制所述斯特林冷卻器498和泵532的操作，以便獲得所需水平的固體換熱器522的冷卻。
現(xiàn)在對(duì)所述自動(dòng)售貨機(jī)496的運(yùn)行進(jìn)行描述。斯特林冷卻器498的運(yùn)行使得熱量從包含在所述流體換熱器500中的熱交換流體中去除。所述泵532的運(yùn)行使得位于流體換熱器500中的冷卻熱交換流體流動(dòng)到所述流體容器502。所述容器502供給冷卻熱交換流體以滿足系統(tǒng)波動(dòng)的流體流動(dòng)需求。然后所述熱交換流體從所述容器502流到所述熱交換矩陣508。從包含在容器506中包圍著所述熱交換矩陣508的水507中而來(lái)的熱量流入散熱片512，流到中心元件510然后到達(dá)包含在流體通路518中的熱交換流體。根據(jù)具體設(shè)計(jì)，足夠的熱量應(yīng)該從容器506中的水507傳遞到流動(dòng)穿過(guò)所述熱交換矩陣508的熱交換流體，以使得水的一部分，優(yōu)選為大體上所有的水被轉(zhuǎn)變成冰。構(gòu)成熱交換矩陣508的散熱片512的形狀被具體設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)水在凍結(jié)時(shí)的膨脹。由于散熱片512的錐形形狀，在凍結(jié)時(shí)冰的膨脹不會(huì)在所述散熱片上施加過(guò)強(qiáng)的壓力或者應(yīng)力，因此避免了散熱片的斷裂或破壞。此外，因?yàn)樗畯墓腆w到液體的相變必需的熱量相對(duì)較大，所以包圍著熱交換矩陣508的冰塊能提供相對(duì)較大的散熱片使熱交換流體流動(dòng)通過(guò)。
然后在所述熱交換矩陣508中的熱交換流體流動(dòng)到所述固體換熱器522。當(dāng)所述閥546被驅(qū)動(dòng)，被冷卻的液體從所述源538流動(dòng)通過(guò)固體換熱器522中的流體通路542。從流動(dòng)在所述流體通路542中的流體而來(lái)的熱量傳遞到所述固體換熱器522然后傳遞到在固體換熱器中流動(dòng)穿過(guò)流體通路530的熱交換流體。流動(dòng)穿過(guò)所述流體通路530的變熱的熱交換流體然后流動(dòng)到流體換熱器500。然后從所述流動(dòng)通過(guò)流體換熱器500的熱交換流體而來(lái)的熱量傳遞到斯特林冷卻器498的冷卻部26。斯特林冷卻器498的運(yùn)行使得熱量從冷卻部26傳遞到熱部28。然后從斯特林冷卻器498的熱部28而來(lái)的熱量通過(guò)熱管550傳遞到散熱器548，然后在那里熱量被傳遞到周圍空氣。
當(dāng)然，應(yīng)該理解，前述的內(nèi)容僅僅涉及本發(fā)明的某些公開的實(shí)施例，很多改變或修改可以被進(jìn)行，而沒有脫離本發(fā)明的主旨和所附權(quán)利要求書限定的范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；至少兩個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器每個(gè)都具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系連接到所述至少兩個(gè)斯特林冷卻器的所述冷卻部，所述熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述至少兩個(gè)斯特林冷卻器的所述冷卻部。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含一個(gè)第二熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼的外部，所述第二熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系被連接到所述斯特林冷卻器的至少一個(gè)的熱部上，所述第二熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述斯特林冷卻器之一的所述熱部。
3.如權(quán)利要求書2的裝置，還包含一個(gè)第三熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼的外部，所述第三熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系被連接到所述另外一個(gè)斯特林冷卻器的熱部上，所述第三熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述另外一個(gè)斯特林冷卻器的所述熱部。
4.一種裝置，包含一個(gè)絕緣外殼；一個(gè)第一熱傳導(dǎo)元件，該第一熱傳導(dǎo)元件具有兩端，所述第一熱傳導(dǎo)元件延伸穿過(guò)所述外殼，使其一端延伸進(jìn)入所述外殼中，所述另外一端延伸在所述外殼外部；一個(gè)第一斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述第一斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部，所述第一斯特林冷卻器的所述冷卻部以熱交換的關(guān)系可拆卸地連接到所述第一元件延伸到所述外殼外部的一端；一個(gè)第一熱傳導(dǎo)板，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述第一熱傳導(dǎo)板以熱交換的關(guān)系鄰接所述第一元件延伸在所述外殼內(nèi)部的一端，使得從所述外殼內(nèi)的空氣而來(lái)的熱量可以從包圍著所述第一板的空氣通過(guò)所述板和所述第一元件流動(dòng)到所述第一斯特林冷卻器的所述冷卻部。
5.如權(quán)利要求4的裝置，其中，所述第一板具備的尺寸和形狀具有增大的表面面積用來(lái)被周圍空氣接觸。
6.如權(quán)利要求4的裝置，其中，所述第一板具有許多槽，所述槽形成在所述第一板暴露在周圍空氣中的一個(gè)表面上。
7.如權(quán)利要求4的裝置，還包含，一個(gè)第二熱傳導(dǎo)板，以熱交換的關(guān)系被連接到所述第一斯特林冷卻器的所述熱部，使得熱量可以從所述第一斯特林冷卻器的熱部通過(guò)所述第二板而流到包圍著所述第二板的空氣中。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其中，所述第二板具備的尺寸和形狀具有增大的表面面積用來(lái)被周圍空氣接觸。
9.如權(quán)利要求7的裝置，其中，所述第二板具有許多槽，所述槽形成在所述第二板暴露在周圍空氣中的一個(gè)表面上。
10.一種裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)熱傳導(dǎo)元件，該熱傳導(dǎo)元件設(shè)置在所述外殼內(nèi)，并且以熱交換的關(guān)系被連接到所述斯特林冷卻器的所述冷卻部，所述的熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述斯特林冷卻器的所述冷卻部的表面面積。
11.如權(quán)利要求10的裝置，還包含一個(gè)第二熱傳導(dǎo)元件，該元件以熱交換的關(guān)系被連接到所述斯特林冷卻器的所述熱部，使得熱量可以從所述斯特林冷卻器的所述熱部通過(guò)所述第二熱傳導(dǎo)元件流到包圍著所述第二熱傳導(dǎo)元件的空氣中。
12.如權(quán)利要求11的裝置，其中，所述第二熱傳導(dǎo)元件具備的尺寸和形狀具有增大的表面面積用來(lái)被周圍空氣接觸。
13.如權(quán)利要求11的裝置，其中，所述的第二元件是一個(gè)板，該板具有許多槽，所述槽形成在所述板暴露在周圍空氣中的一個(gè)表面上。
14.一種將一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部冷卻的方法，包括以熱交換的關(guān)系可拆卸地將一個(gè)第一斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部與一個(gè)第一熱傳導(dǎo)元件連接，所述的第一熱傳導(dǎo)元件從所述外殼外部延伸到內(nèi)部，并以熱交換的關(guān)系與一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的熱傳導(dǎo)板連接。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中所述板具備的尺寸和形狀具有增大的表面面積用來(lái)被周圍空氣接觸。
16.如權(quán)利要求14的方法，其中，所述的板具有許多槽，所述槽形成在所述板暴露在周圍空氣中的一個(gè)表面上。
17.一種裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；一個(gè)第一斯特林冷卻器，具有一個(gè)冷卻部和一個(gè)熱部，所述第一斯特林冷卻器的一部分延伸穿過(guò)所述外殼使得所述冷卻部設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述熱部設(shè)置在所述外殼外部；一個(gè)第一熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部并以熱交換的關(guān)系連接到所述第一斯特林冷卻器的所述冷卻部。
18.如權(quán)利要求17的裝置，還包含一個(gè)第二斯特林冷卻器，該第二斯特林冷卻器具有一個(gè)冷卻部和一個(gè)熱部，所述第二斯特林冷卻器的一部分延伸穿過(guò)所述外殼使得所述冷卻部設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述熱部設(shè)置在所述外殼外部；所述第一熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系連接到所述第二斯特林冷卻器的所述冷卻部。
19.如權(quán)利要求18的裝置，還包含，一個(gè)第二熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼的外部并以熱交換的關(guān)系連接到所述第一和第二斯特林冷卻器的熱部。
20.如權(quán)利要求19的裝置，其中，所述第一和第二熱傳導(dǎo)元件具有的尺寸和形狀具有增大的表面面積用于被周圍空氣接觸。
21.如權(quán)利要求20的裝置，還包含，一個(gè)風(fēng)扇，鄰接所述第一熱傳導(dǎo)元件設(shè)置，用于將所述外殼內(nèi)的空氣移動(dòng)穿過(guò)所述第一熱傳導(dǎo)元件。
22.如權(quán)利要求20的裝置，還包含，一個(gè)風(fēng)扇，鄰接所述第二熱傳導(dǎo)元件設(shè)置，用于將所述外殼外部的空氣移動(dòng)穿過(guò)所述第二熱傳導(dǎo)元件。
23.一種將一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部冷卻的方法，包括以熱交換的關(guān)系將一個(gè)第一斯特林冷卻器的冷卻部連接到一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的熱傳導(dǎo)元件，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)設(shè)置在所述外殼外部的熱部和一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的所述冷卻部，所述熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述斯特林冷卻器的所述冷卻部的表面面積。
24.如權(quán)利要求23的方法，進(jìn)一步包含以熱交換的關(guān)系將一個(gè)第二斯特林冷卻器的冷卻部連接到一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的所述熱傳導(dǎo)元件上，所述第二斯特林冷卻器也具有一個(gè)設(shè)置在所述外殼外部的熱部和設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的所述冷卻部。
25.一種將一個(gè)絕緣外殼內(nèi)部冷卻的方法，所述的絕緣外殼具有一個(gè)內(nèi)部和一個(gè)外部，所述方法包括可拆卸地以熱交換的關(guān)系將一個(gè)斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部連接到一個(gè)設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的第一熱傳導(dǎo)板，所述斯特林冷卻器的一個(gè)熱部被設(shè)置在所述外殼的外部。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包含可拆卸地以熱交換的關(guān)系將所述斯特林冷卻器的所述熱部與一個(gè)設(shè)置在所述外殼外部的第二熱傳導(dǎo)板連接。
27.一種裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，至少部分地由一個(gè)可拆卸的絕緣板限定形成；一個(gè)第一斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述第一斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部，所述第一斯特林冷卻器被連接到所述可拆卸的板上，所述第一斯特林冷卻器延伸穿過(guò)所述絕緣板，使得所述第一斯特林冷卻器的所述冷卻部設(shè)置在所述絕緣外殼內(nèi)部，而所述第一斯特林冷卻器的所述熱部被設(shè)置在所述絕緣外殼的外部；一個(gè)熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述熱傳導(dǎo)元件以一個(gè)熱交換的關(guān)系被連接到所述第一斯特林冷卻器的所述冷卻部，所述熱傳導(dǎo)元件具有一個(gè)表面面積，該表面面積大于所述第一斯特林冷卻器的冷卻部的表面面積。
28.一種可運(yùn)輸?shù)难b置，包含一個(gè)絕緣外殼，用于容納許多容器，所述外殼具有一個(gè)內(nèi)部、一個(gè)外部和一個(gè)門，所述門用于將所述容器從所述內(nèi)部分配到所述外部，所述的外殼可以被安裝在一個(gè)機(jī)動(dòng)車?yán)?；一個(gè)分配通路，所述分配通路由一對(duì)間隔的元件限定形成，所述分配通路用于容納堆置在一起的所述許多容器，并將它們按順序從所述裝置中分配出去，所述分配通路的與所述門鄰接的一部分至少部分由一個(gè)熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成的一個(gè)第一元件限定形成，使得處于所述分配通路中的所述容器在從所述門分配出去之前接觸到所述第一元件；一個(gè)斯特林冷卻器，其具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷部，該斯特林冷卻器被設(shè)置在所述絕緣外殼的外部，所述斯特林冷卻器可以由所述機(jī)動(dòng)車的電力系統(tǒng)提供電力，所述斯特林冷卻器的冷卻部以熱交換的關(guān)系被連接到所述第一元件上。
29.如權(quán)利要求28的裝置，其中，還包含一個(gè)第二元件，該第二元件由一種熱傳導(dǎo)材料制成，所述第二元件的一端以熱交換的關(guān)系被連接到所述第一元件上，而所述第二元件的另外一端以熱交換的關(guān)系被連接到所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
30.一種方法，包括在所述容器從所述外殼分配出去之前，用一個(gè)熱傳導(dǎo)元件接觸所述容器的至少一部分，使得熱量從所述容器傳遞到所述熱傳導(dǎo)元件，所述熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系被連接到一個(gè)斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部。
31.一種方法，包括所述容器被從所述絕緣外殼中分配出去之前，用一個(gè)熱傳導(dǎo)元件接觸所述容器的至少一部分，使得熱量從所述容器傳遞到所述熱傳導(dǎo)元件，所述熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系連接到一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部，所述絕緣外殼設(shè)置在一個(gè)機(jī)動(dòng)車中，所述斯特林冷卻器由所述機(jī)動(dòng)車的電力系統(tǒng)供電。
32.一種容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；一對(duì)間隔設(shè)置的元件，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述板限定一個(gè)通路，該通路用于容納多個(gè)堆置的容器，所述間隔元件的至少之一的至少一部分由一種熱傳導(dǎo)材料制成，使得所述堆置在其中的容器的至少一些在所述容器從所述裝置分配出去之前接觸到所述元件的所述熱傳導(dǎo)部分；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部相連；一個(gè)流體管路環(huán)，連接著所述流體換熱器與之流體相通，所述流體管路環(huán)還與所述元件的所述熱傳導(dǎo)部分處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)泵，可控制地與所述流體管路環(huán)相連，用于將一種熱交換流體從所述流體換熱器流動(dòng)通過(guò)所述管路到達(dá)所述元件和返回到所述流體換熱器，使得從所述元件的所述熱傳遞部分而來(lái)的熱量被傳遞給所述流動(dòng)的流體，而從所述流動(dòng)的流體而來(lái)的熱量傳遞給所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
33.如權(quán)利要求32的裝置，其中所述間隔設(shè)置的元件為豎直方向排列的板。
34.如權(quán)利要求32的裝置，其中所述間隔設(shè)置的元件為彎曲方式設(shè)置的板。
35.如權(quán)利要求32的裝置，其中所述的流體換熱器包括一個(gè)環(huán)形套環(huán)，所述環(huán)形套環(huán)圍繞所述斯特林冷卻器的所述冷卻部設(shè)置。
36.如權(quán)利要求32所述的裝置，還包含一個(gè)板，該板與所述斯特林冷卻器的所述熱部以熱交換的關(guān)系相連。
37.一種容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；至少一個(gè)傾斜的板，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，所述傾斜的板限定形成一個(gè)傾斜的表面，該傾斜表面用于支撐多個(gè)傾斜堆置的容器，所述板的至少一部分由一種熱傳導(dǎo)材料制成，使得所述堆置在其上的容器的至少一部分在所述容器從所述裝置分配出去之前接觸到所述板的所述熱傳導(dǎo)部分；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部相鄰設(shè)置；一個(gè)流體管路，具有第一和第二部分，所述管路的第一部分連接著所述流體換熱器與之流體相通，所述第一部分還以熱交換的關(guān)系與所述板的所述熱傳導(dǎo)部分相連；所述管路的所述第二部分以熱交換的關(guān)系與所述板的所述熱傳導(dǎo)部分相連，所述第二部分還與所述流體換熱器相連與之流體相通；一個(gè)泵，可控制地與所述流體管路相連，用于將一種熱交換流體從所述流體換熱器流動(dòng)通過(guò)所述管路到達(dá)所述板和返回到所述流體換熱器，使得從所述板而來(lái)的熱量被傳遞給所述流動(dòng)的流體，而從所述流動(dòng)的流體而來(lái)的熱量傳遞給所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
38.一種容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；至少兩個(gè)板，以間隔的關(guān)系設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，每個(gè)所述的板都限定形成一個(gè)通路，該通路用于以堆置關(guān)系容納多個(gè)容器，每個(gè)所述板的至少一部分由一種熱傳導(dǎo)材料制成，使得所述堆置在其上的容器的至少一部分在所述容器從所述裝置分配出去之前接觸到所述板的所述熱傳導(dǎo)部分；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部鄰接；一個(gè)流體管路，具有第一部分、第二部分和第三部分，所述管路的第一部分連接著所述流體換熱器與之流體相通，所述第一部分還以熱交換的關(guān)系與所述板之一的所述熱傳導(dǎo)部分相連；所述管路的所述第二部分以熱交換的關(guān)系與所述一個(gè)板的所述熱傳導(dǎo)部分相連，還與所述其它板的所述熱傳導(dǎo)部分相連；所述管路的第三部分以熱交換的關(guān)系與所述其它板的所述熱傳導(dǎo)部分相連，所述第三部分還與所述流體換熱器相連與之流體相通；一個(gè)泵，可控制地與所述流體管路相連，用于將一種熱交換流體從所述流體換熱器經(jīng)過(guò)所述管路流動(dòng)到達(dá)所述一個(gè)板，到達(dá)所述另外一個(gè)板和返回所述流體換熱器，使得從所述板而來(lái)的熱量被傳遞給所述流動(dòng)的流體，而從所述流動(dòng)的流體而來(lái)的熱量傳遞給所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
39.一個(gè)容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；至少兩個(gè)板，以間隔的關(guān)系設(shè)置在所述外殼內(nèi)部，每個(gè)所述的板都限定形成一個(gè)通路，該通路用于以堆置關(guān)系容納多個(gè)容器，每個(gè)所述板的至少一部分由一種熱傳導(dǎo)材料制成，使得所述堆置在其上的容器中的至少一部分在所述容器從所述裝置分配出去之前接觸到所述板的所述熱傳導(dǎo)部分；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部鄰接；一個(gè)第一總管，具有一個(gè)入口和至少兩個(gè)出口；一個(gè)第一流體管路，連接著所述流體換熱器與之流體相通，所述第一流體管路還連接著所述總管；一個(gè)第二流體管路，與所述總管出口之一相連與之流體相通，所述第二流體管路還以熱交換的關(guān)系與所述板之一的所述熱傳導(dǎo)部分相連；一個(gè)第三流體管路，與所述總管的另外一個(gè)出口相連與之流體相通；所述第三管路還以熱交換的關(guān)系與所述另外一個(gè)板的所述熱傳導(dǎo)部分相連；一個(gè)第二總管，具有至少兩個(gè)入口和一個(gè)出口；一個(gè)第四流體管路，以熱交換的關(guān)系與所述板之一的所述熱傳導(dǎo)部分相連，所述第四管路還與所述第二總管的所述入口之一相連；一個(gè)第五流體管路，以熱交換的關(guān)系與所述板的另外一個(gè)的所述熱傳導(dǎo)部分相連，所述第五管路還與所述第二總管的另外一個(gè)入口相連；一個(gè)第六流體管路，與所述第二總管相連與之流體相通，所述第六管路還與所述流體換熱器相連與之流體相通；一個(gè)泵，可控制地與所述流體管路相連，用于將一種熱交換流體從所述流體換熱器流動(dòng)到達(dá)所述第一總管，到達(dá)所述板，到達(dá)所述第二總管和返回所述流體換熱器，使得從所述板而來(lái)的熱量被傳遞給所述流動(dòng)的流體，而從所述流動(dòng)的流體而來(lái)的熱量傳遞給所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
40.一種容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；裝置，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部用于限定一個(gè)通路，該通路用于容納堆置關(guān)系放置的多個(gè)容器并將所述容器從其中分配出去；熱傳導(dǎo)裝置，與所述通路裝置相連，使得堆置在所述通路中的所述容器的至少一部分在所述容器被從所述裝置中分配出去之前接觸所述的熱傳導(dǎo)裝置；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼的外部，所述的斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；裝置，用于將一種熱交換流體從所述斯特林冷卻器的所述冷卻部流到所述熱傳導(dǎo)裝置和返回所述冷卻部，使得所述熱交換流體與所述熱傳導(dǎo)裝置和與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部經(jīng)歷了熱交換。
41.一種容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述的外殼具有一個(gè)外部、一個(gè)內(nèi)部以及一個(gè)可打開的門，所述的門用于取出存放在所述外殼內(nèi)的容器；至少一個(gè)豎直方向的流體管路，設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述流體管路具有一個(gè)入口端和一個(gè)出口端，所述流體管路由一種熱傳導(dǎo)材料制成；至少一個(gè)熱傳導(dǎo)架子，設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述的架子與所述的管路以熱交換的關(guān)系相連；至少一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，鄰接所述斯特林冷卻器的所述冷卻部設(shè)置并與之處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)第二流體管路，與所述流體換熱器相連，以及與所述豎直管路的所述入口端相連；一個(gè)第三流體管路，與所述豎直管路的所述出口端連接和與所述流體換熱器連接；一個(gè)泵，可控制地與所述管路相連，用于將一種熱交換流體從所述流體換熱器流到所述豎直管路和返回。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述的架子可滑動(dòng)地連接到所述豎直管路上使得所述架子在所述外殼中在豎直方向上可以調(diào)節(jié)。
43.一個(gè)容器分配裝置，包括一個(gè)絕緣外殼，所述外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；一對(duì)間隔設(shè)置的元件，設(shè)置在所述絕緣外殼內(nèi)部，所述元件限定形成一個(gè)通路，該通路用于以堆置關(guān)系容納多個(gè)容器，所述間隔設(shè)置元件的至少其中之一的至少一部分由一種熱傳導(dǎo)材料制成，使得所述堆置在其中的每個(gè)容器的至少一部分在所述容器從所述裝置分配出去之前接觸到所述元件的所述熱傳導(dǎo)部分；一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部鄰接；一個(gè)熱傳導(dǎo)腔室，限定形成一個(gè)流體腔，所述流體腔與所述流體換熱器相連與之流體相通；一個(gè)泵，可控制工作將一種熱交換流體從所述流體換熱器流動(dòng)到達(dá)所述腔室和返回所述流體換熱器。
44.一種裝置，包含一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體換熱器，鄰接所述斯特林冷卻器的冷卻部設(shè)置，并且與其處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)流體容器，用于容納一種熱交換流體，所述流體容器被連接到所述流體換熱器以便它們之間流體相通；一個(gè)泵，可以控制工作將所述熱交換流體從所述流體容器流過(guò)所述流體換熱器和返回；一個(gè)內(nèi)部柔性環(huán)形套管，用于包含所述熱交換流體和用于在其中以熱交換的關(guān)系容納一個(gè)容器，所述套管被連接到所述流體容器與之流體相通；一個(gè)泵，可控制工作將位于所述流體容器中的熱交換流體流過(guò)所述內(nèi)部套管和返回；一個(gè)環(huán)形外部可膨脹套管，圍繞所述內(nèi)部套管設(shè)置，使得當(dāng)所述外套管膨脹時(shí)，所述內(nèi)部套管被壓迫而與容納在內(nèi)部套管中的容器接觸，當(dāng)所述外套管不膨脹時(shí)，所述容器可以從所述內(nèi)套管取出；一個(gè)泵，可控制地與所述外套管相連，可選擇地膨脹所述外套管。
45.如權(quán)利要求44的裝置，還包含，一個(gè)第二流體換熱器，鄰接所述斯特林冷卻器的熱部設(shè)置，并且與其處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)流體導(dǎo)管盤繞管，由一種熱傳導(dǎo)材料制成，被連接到所述第二流體換熱器以便在它們之間流體相通；一個(gè)泵，可控制工作將一熱交換流體從所述第二換熱器流過(guò)所述盤繞管和返回。
46.如權(quán)利要求45的裝置，還包含，一個(gè)風(fēng)扇，鄰接所述盤繞管設(shè)置用于將空氣移動(dòng)穿過(guò)所述盤繞管。
47.如權(quán)利要求44所述的裝置，還包含一個(gè)外殼，用于容納所述內(nèi)套管和外套管，所述外殼被可回轉(zhuǎn)地安裝；一個(gè)馬達(dá)，可控制地與所述外殼相連，用于可選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)所述外殼。
48.如權(quán)利要求44的裝置，還包含，一個(gè)傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)被控制工作有選擇地將一個(gè)容器移動(dòng)進(jìn)入所述內(nèi)部套管和移出所述內(nèi)部套管。
49.一種裝置，包括一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)第一流體換熱器，鄰接所述斯特林冷卻器的所述冷卻部并與之處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)流體容器，用于容納一種熱交換流體，所述流體容器被連接到所述第一流體換熱器與之流體相通；一個(gè)泵，可控制工作將所述熱交換流體從所述流體容器流動(dòng)通過(guò)所述第一流體換熱器并返回；一個(gè)第二流體換熱器，具有一個(gè)流體入口、一個(gè)流體出口、一個(gè)熱交換流體入口和一個(gè)熱交換流體出口，所述第二熱交換器可控制工作將從所述入口到所述出口的流體流動(dòng)而來(lái)的熱量傳遞給從所述熱交換流體入口流到所述熱交換流體出口的熱交換流體，所述的流體入口可以與一個(gè)壓力狀態(tài)下的流體源相連，使得所述流體可以從所述流體入口流到所述流體出口；一個(gè)泵，可控制工作將所述熱交換流體從所述流體容器流動(dòng)到所述第二流體換熱器并返回。
50.一種方法，包含將一種熱交換流體從一個(gè)流體容器流通到一個(gè)換熱器，該換熱器與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換關(guān)系，使得所述流體容器中的熱交換流體處于一個(gè)所需溫度；將一個(gè)內(nèi)含要被冷卻液體的容器固定在一個(gè)套管中，所述套管可以由從所述流體容器而來(lái)的所述熱交換流體填充；將所述容器與所述套管處于熱交換接觸狀態(tài)；使所述熱交換流體從所述流體容器流過(guò)所述套管和返回，使得從所述容器和其內(nèi)含的液體而來(lái)的熱量被傳遞到所述流過(guò)所述套管的熱交換流體；將所述容器與所述套管脫離接觸。
51.如權(quán)利要求50的方法，還包含下述步驟，當(dāng)所述套管與所述容器處于接觸時(shí)，將所述容器回轉(zhuǎn)，使得包含在所述容器內(nèi)的液體被混合。
52.一種裝置，包含一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)第一流體換熱器，與所述冷卻部處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)流體容器，用于包含一種熱交換流體，所述流體容器被連接到所述第一流體換熱器以便它們之間流體相通；一個(gè)泵，可被控制工作將所述流體容器中的所述熱交換流體流通到所述第一流體換熱器和返回，以便將所述熱交換流體保持在一個(gè)所需的溫度；一個(gè)第二流體換熱器，連接到所述流體容器與之流體相通，所述第二流體換熱器可被連接到一個(gè)要被冷卻的液體源，使得從要被冷卻的液體而來(lái)的熱量被傳遞到位于所述第二流體換熱器中的所述熱交換流體；一個(gè)泵，可控制工作使位于所述流體容器中的熱交換流體流到所述第二流體換熱器和返回。
53.一種裝置，包含一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)第一流體換熱器，與所述冷卻部處于熱交換的關(guān)系，所述第一流體換熱器包含一個(gè)第一熱交換流體；一個(gè)流體容器，用于容納一個(gè)第二熱交換流體；一個(gè)第二流體換熱器，設(shè)置在位于所述流體容器中的所述熱交換流體中；一個(gè)泵，可被控制工作將所述第一流體換熱器中的所述第一熱交換流體流到所述第二流體換熱器和返回，以便將所述容器中的所述第二熱交換流體保持在一個(gè)所需溫度；一個(gè)第三流體換熱器，設(shè)置在位于所述流體容器中的第二熱交換流體中，所述第三流體換熱器可以被連接到一個(gè)要被冷卻的液體源以便與之液體相通，所述要被冷卻的液體處于加壓狀態(tài)下，以便它可以有選擇地流動(dòng)通過(guò)所述第三流體換熱器，所述第三流體換熱器被連接到一個(gè)流體分配機(jī)，以便有選擇地將所述被冷卻的流體流通通過(guò)所述第三流體換熱器，然后到達(dá)所述流體分配機(jī)。
54.一種裝置，包含一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)流體容器，用于容納一種熱交換流體；一個(gè)熱傳導(dǎo)元件，設(shè)置在位于所述流體容器中的所述熱交換流體中，所述熱傳導(dǎo)元件以熱交換的關(guān)系被連接到所述斯特林冷卻器的所述冷卻部；一個(gè)流體換熱器，設(shè)置在位于所述流體容器中的所述熱交換流體中，所述流體換熱器可以被連接到一個(gè)被冷卻液體源以便與之液體相通，所述流體換熱器被連接到一個(gè)液體自動(dòng)售貨機(jī)用來(lái)有選擇地將被冷卻的液體流動(dòng)通過(guò)所述流體換熱器然后流到所述液體自動(dòng)售貨機(jī)。
55.一種方法，包含將一種熱交換流體從一個(gè)流體容器流通到一個(gè)換熱器，該換熱器與一個(gè)斯特林冷卻器的冷卻部處于熱交換關(guān)系，使得所述容器中的熱交換流體處于一個(gè)所需溫度；將位于所述流體容器中的所述熱交換流體流通通過(guò)一個(gè)第二換熱器和返回；將一種被冷卻的液體流動(dòng)通過(guò)所述第二換熱器以使從所述流動(dòng)的要被冷卻的液體中而來(lái)的熱量傳遞到流通通過(guò)所述第二換熱器中的所述熱交換流體。
56.一種容器分配裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，所述絕緣外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部；裝置，設(shè)置在所述外殼內(nèi)用來(lái)限定形成一個(gè)通路，所述通路用于容納許多以堆置關(guān)系容納在其中的容器和用于將各個(gè)容器分配出去；熱傳導(dǎo)裝置，與所述通路裝置相連，以便堆置在所述通路中的每個(gè)容器的至少一部分在每一個(gè)所述容器被從所述通路裝置中分配出去之前接觸所述熱傳導(dǎo)裝置；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；至少一個(gè)熱管，連接到所述冷卻部和所述熱傳導(dǎo)裝置。
57.一種容器分配裝置，包含一個(gè)絕緣外殼，該絕緣外殼具有一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部和一個(gè)用于取出包含在所述外殼中的容器的門；至少一個(gè)熱傳導(dǎo)架子，設(shè)置在所述外殼內(nèi)部用于支持許多位于其上的容器；一個(gè)斯特林冷卻器，設(shè)置在所述外殼外部，所述斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；至少一個(gè)熱管的一端被連接到所述冷卻部上，而另外一端被連接到所述熱傳導(dǎo)架子上。
58.一種方法，包含操作運(yùn)行一個(gè)斯特林冷卻器，該斯特林冷卻器具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部，所述斯特林冷卻器的所述冷卻部連接到一個(gè)熱管的一端，所述熱管的另外一端被連接到一個(gè)位于所述絕緣外殼內(nèi)部的一個(gè)熱傳導(dǎo)元件，使得從所述熱傳導(dǎo)元件而來(lái)的熱量通過(guò)所述熱管被傳遞到所述斯特林冷卻器的所述冷卻部。
59.一種裝置，包括一個(gè)中心元件，所述中心元件從一個(gè)入口到一個(gè)出口，限定形成一個(gè)流體通路；至少兩個(gè)相鄰的細(xì)長(zhǎng)元件從所述中心元件向外延伸，所述細(xì)長(zhǎng)的元件為錐形，使得所述兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)元件遠(yuǎn)離所述中心元件的末端之間的距離大于所述相鄰的細(xì)長(zhǎng)元件鄰接所述中心元件處之間的距離。
60.如權(quán)利要求59的裝置，其中，所述細(xì)長(zhǎng)元件為一種截棱錐形狀。
61.一種裝置，包含一個(gè)斯特林冷卻器，具有一個(gè)熱部和一個(gè)冷卻部；一個(gè)第一換熱器，與所述斯特林冷卻器的所述冷卻部處于熱交換的關(guān)系，并可被控制工作將從位于所述第一換熱器中的熱交換流體而來(lái)的熱量去除；一個(gè)流體容器，用于容納一種相變的流體；一個(gè)第二換熱器，設(shè)置在所述流體容器中的所述相變流體中，并與所述第一換熱器中的所述熱交換流體流體相通，所述第二換熱器可被控制工作將熱量在所述相變流體和所述第二換熱器中的所述熱交換流體之間傳遞；一個(gè)第三換熱器，與所述第二換熱器中的熱交換流體流體相通，并被控制工作使熱量從要被冷卻的液體中去除，該要被冷卻的液體與第三換熱器處于熱交換的關(guān)系；一個(gè)泵，被控制工作將所述熱交換流體從所述第一換熱器流到所述第二換熱器流到所述第三換熱器和返回。
62.如權(quán)利要求60的裝置，其中，所述相變流體是水。
63.一種方法，包含將熱量從一種熱交換流體中去除，所述熱交換流體與一個(gè)斯特林冷卻器的一個(gè)冷卻部處于熱交換的關(guān)系；將所述熱交換流體流到一個(gè)第一換熱器，然后通過(guò)一個(gè)第二換熱器，所述第一換熱器設(shè)置在位于一個(gè)流體容器中的一種相變流體中；將一種被冷卻的液體流動(dòng)通過(guò)所述第二換熱器，以使從所述流動(dòng)的要被冷卻的液體中而來(lái)的熱量傳遞到流通通過(guò)所述第一和第二換熱器中的所述熱交換流體。
64.如權(quán)利要求63的方法，還包含，將足夠的熱量從所述相變流體中去除而將所述相變流體的至少一部分從液相轉(zhuǎn)變到固相。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝置,用于飲料容器自動(dòng)售貨機(jī)(30,102),飲料分配機(jī)(378,472,496),可運(yùn)輸?shù)娘嬃先萜髯詣?dòng)售貨機(jī)(352)和玻璃門售貨機(jī)(210,450),所有這些機(jī)器都由斯特林冷卻器(10,48,50,128,218,220,272,324,370,432,468,474,498)冷卻。所述裝置包括一個(gè)絕緣外殼(214)和一個(gè)具有一個(gè)冷卻部(26)的斯特林冷卻器(10,48,50,128,2 18,220,272,324,370,432,468,474,498)。一個(gè)板(52,104－116,142－151,244,248,356,358,460,462)或盤繞管,該板或盤繞管由一種熱傳導(dǎo)材料制成并被設(shè)置在所述絕緣外殼(214)內(nèi)部,所述板或盤繞管以熱交換的關(guān)系與所述斯特林冷卻器(10,48,50, 128,218,220,272,324,370,432,468,474,498)的冷卻部(26)連接。熱交換流體、熱管(78,196－206,238,550)和直接接觸是三種不同的方法被用于將熱量從所述板(52,104－116,142－151,244,248,356,358,460,462)傳遞到所述斯特林冷卻器(10,48,50,128,218,220,272,324,370,432,468,474,498)的冷卻部(26)。所述冷卻板(52,104－116,142－151,244,248,356,358, 460,462)或盤繞管被用于冷卻一種容器(36,120,246,322, 362,464)或一種液體。還公開了用于冷卻容器和液體的方法。
文檔編號(hào)F25D11/00GK1376254SQ00813234
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2000年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者馬歇爾·J·巴拉什, 阿瑟·G·拉迪克, 勞倫斯·布萊爾·齊澤爾 申請(qǐng)人:可口可樂(lè)公司