制冷設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種用于冷卻諸如食品、飲料或疫苗的物體的設(shè)備，包括至少兩個儲存器、用于冷卻包含在儲存器中的一個中的流體的冷卻裝置，以及在儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域。熱傳遞區(qū)域容許在包含在儲存器中的流體之間的熱傳遞，使得在一個儲存器中的流體的冷卻導致在另一個儲存器中的流體的冷卻。
【專利說明】制冷設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷設(shè)備。尤其地，但不排他地，本發(fā)明涉及制冷設(shè)備，其用于在存儲及運輸疫苗、易腐爛食品、包裝飲料等時使用，以及用于在缺少可靠電力供應的情況下，諸如電池的裝備的冷卻或溫度控制。本發(fā)明的方面涉及設(shè)備且涉及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]世界人口中的很大比例并不能利用穩(wěn)定且可靠的干線電源。不發(fā)達國家，或遠離居民區(qū)的區(qū)域，經(jīng)常遭受電功率的限額配給，其通常借助于“甩負荷”(為故意斷電的產(chǎn)生或配電網(wǎng)的失效)實施。
[0003]在這些地區(qū)，其中，缺乏恒定和/或可靠的電功率供應限制了常規(guī)制冷裝備的廣泛使用，疫苗、食品和飲料在適宜溫度下的存儲為困難的。例如，需要疫苗在大約2-8°C之間的窄溫度范圍內(nèi)存儲，在該溫度范圍外，它們的成活力可被損害或破壞。關(guān)于食物，特別是易腐爛食品以及諸如罐頭或瓶裝飲品的包裝飲料的存儲，產(chǎn)生類似問題。
[0004]響應于該問題，本 申請人:之前已提出一種形式的制冷設(shè)備，其在國際專利申請N0.PCT/GB2010/051129中公開，其容許在失去電功率之后，將制冷存儲空間維持在4 - 8° C的溫度范圍內(nèi)達高達30天。該現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備包括用于疫苗、食品、飲品容器或待冷卻的任何其他物品的有效載荷空間，有效載荷空間設(shè)置在水的絕熱儲存器的下區(qū)域處。在儲存器上方，并且與其流體連通的是，包含冷卻元件或低溫熱質(zhì)量體的填充水頂部空間，其提供冷水供應至儲存器。
[0005]該現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備依賴于水在大約4°C處處于其最大密度的已知特性。因此，通過在頂部空間中的冷卻元件或熱質(zhì)量體冷卻至該溫度的水傾向于向下下沉到儲存器中，安置在圍繞有效載荷空間的下區(qū)域處，該有效載荷空間通過熱傳遞冷卻至處于或接近4°C的溫度。
[0006] 申請人:已經(jīng)確認需要改進以上提到的設(shè)備，以便于在一些應用中的包裝、運輸和效率。本發(fā)明針對該背景來構(gòu)思。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將從以下描述、權(quán)利要求和附圖中變得顯而易見。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的方面提供了如在所附權(quán)利要求中所主張權(quán)利的設(shè)備和方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明尋求保護的另一方面，提供一種設(shè)備，其包括至少第一和第二流體存儲器、用于冷卻包含在第一流體儲存器中的流體的冷卻器件，以及設(shè)置在第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域，該熱傳遞區(qū)域用于容許在包含在第一流體儲存器中的流體與包含在第二流體儲存器中的流體之間的熱傳遞。
[0009]根據(jù)本發(fā)明尋求保護的又一方面，提供一種設(shè)備，其包括:
第一和第二流體儲存器；
冷卻器件，其用于冷卻包含在第一流體儲存器中的流體；以及設(shè)置在第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域， 設(shè)備構(gòu)造成允許第一流體儲存器內(nèi)的、處于低于在第一儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至第一流體儲存器的上區(qū)域，并且允許第二流體儲存器內(nèi)的、處于高于在第二儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至第二流體儲存器的上區(qū)域，從而允許熱傳遞在熱傳遞區(qū)域中在已經(jīng)在第一儲存器中上升的流體與已經(jīng)在第二儲存器中上升的流體之間發(fā)生。
[0010]設(shè)備還構(gòu)造成容許在熱傳遞區(qū)域中處于臨界溫度的流體至少下沉到第二流體儲存器中。
[0011]根據(jù)本發(fā)明尋求保護的又一方面，提供一種設(shè)備，其包括:
第一和第二流體儲存器；以及
設(shè)置在第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域，
設(shè)備構(gòu)造成容許冷卻器件設(shè)置成與頂部空間中的流體熱連通，從而在使用中冷卻所述流體，
設(shè)備構(gòu)造成允許第一流體儲存器內(nèi)的、處于低于在第一儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至第一流體儲存器的上區(qū)域，并且允許第二流體儲存器內(nèi)的、處于高于在第二儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至第二流體儲存器的上區(qū)域，從而允許熱傳遞在熱傳遞區(qū)域中在已經(jīng)在第一儲存器中上升的流體與已經(jīng)在第二儲存器中上升的流體之間發(fā)生，
設(shè)備還構(gòu)造成容許在熱傳遞區(qū)域中處于臨界溫度的流體至少下沉到第二流體儲存器中。
[0012]將理解，臨界溫度是指在其處觀察到隨溫度變化的流體密度的最大值的溫度。因此，流體的密度，在其溫度朝臨界溫度上升時增大，并且接著在溫度上升成高于臨界溫度時減小，意味著，其密度在臨界溫度處處于其最大值。第一和第二流體儲存器可包含大致相同類型的流體(例如，水、特別的水/鹽混合物或具有如上文所限定的臨界溫度的任何其他類型的流體)。
[0013]有利地，臨界溫度在從_100°C至+50°C的范圍中，更有利地在從_50°C至10°C的范圍中，更加有利地在從-20°C至大約8°C的范圍中，有利地在從-20°C至5°C的范圍中，更有利地在從-5°C至5°C的范圍中。其他值也是有用的。
[0014]因此，第一和第二流體儲存器在使用中布置成包含如下流體，S卩，該流體具有低于臨界溫度時負的熱膨脹溫度系數(shù)和高于臨界溫度時正的熱膨脹溫度系數(shù)。換言之，流體的密度在其溫度朝臨界溫度上升時增大，并且接著在溫度上升成高于臨界溫度時減小，意味著其密度在臨界溫度處處于其最大值。
[0015]在備選實施例中，僅第一流體儲存器包含具有臨界溫度的流體。
[0016]設(shè)備可包括冷卻器件，可選地電力供能的冷卻器件。冷卻器件可包括諸如冰水混合體的固化流體的主體。固化流體的主體可包含在密封包裝(諸如冰袋)內(nèi)。冷卻器件可包括冷卻劑流過其的換熱器，諸如制冷器，以冷卻在第一儲存器中的流體，例如以在其中盤管浸入在流體中以通過穿過其的液體的冷卻制冷氣體流而冷卻流體的冷凍機的方式。冷卻劑可為冷卻液體，例如冷水。
[0017]將理解，提到熱傳遞區(qū)域設(shè)置在第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域〃之間〃并不意味著熱傳遞區(qū)域不延伸到第一和第二流體儲存器的上區(qū)域中，而是包括其中熱傳遞區(qū)域從第一流體儲存器的上區(qū)域延伸至第二流體儲存器的上區(qū)域的情形。將理解，在一定數(shù)量的實施例中，熱傳遞區(qū)域不從第一流體儲存器的上區(qū)域延伸至第二流體儲存器的上區(qū)域。
[0018]在實施例中，第一和第二流體儲存器以并排構(gòu)型設(shè)置。
[0019]包含在第一和第二流體儲存器中的流體可為相同或不同的，并且可具有相同或不同的臨界溫度。流體可包括水或具有類似于水的熱特性的流體。
[0020]在實施例中，第一和第二流體儲存器至少部分地由如下容器限定，S卩，該容器具有將容器分成所述第一和第二流體儲存器的堰器件。堰器件可采取延伸到容器的體積中的壁或其他結(jié)構(gòu)的形式，其中第一和第二流體儲存器由在其任一側(cè)的相應體積限定。堰器件可由具有低導熱率的材料或絕熱材料形成。
[0021]在一些備選實施例中，堰器件可形成為具有相對高的導熱率。例如，堰器件可由具有相對高的導熱率的材料形成，諸如金屬、涂覆金屬的塑料材料，并且/或者由諸如相對薄的塑料材料的相對薄的材料形成。該特征允許在第一和第二儲存器中的流體之間通過堰器件的輸熱。該特征可在最初開始在第一儲存器中的流體的冷卻時，容許在第二流體儲存器中的流體的更迅速的冷卻。
[0022]在實施例中，堰器件從容器的下壁朝容器的上壁向上延伸。在實施例中，堰器件的自由端與容器的上壁間隔。在堰器件的自由端上方或鄰近該自由端的區(qū)域可限定所述熱傳遞區(qū)域。在堰器件的自由端與上壁之間的間隔可為可調(diào)節(jié)的，從而熱傳遞區(qū)域可變得更小或更大。該特征可便于控制在第二流體儲存器中的流體的溫度。
[0023]在實施例中，堰器件的下端可與容器的下壁間隔開，使得流體可從一個儲存器傳遞至另一個。再次，在一些實施例中，間隔可為可調(diào)節(jié)的。
[0024]備選地或另外，堰器件可在容器的上壁和下壁之間延伸，并且包括在其上區(qū)域中的一個或更多個孔口或狹槽。在堰器件中的一個或更多個孔口或狹槽處或鄰近該一個或更多個孔口或狹槽的區(qū)域可限定所述熱傳遞區(qū)域。在一些實施例中，一個或更多個孔口或狹槽的大小或數(shù)量可為可調(diào)節(jié)的，從而允許控制在第二儲存器中的流體的溫度。
[0025]在之間延伸意思是堰器件設(shè)置在上壁和下壁之間，并且可觸碰上壁和/或下壁或與其間隔開。因此，堰器件可觸碰上壁而不是下壁，或者堰器件可觸碰下壁而不是上壁。堰器件可布置成觸碰上壁和下壁兩者。備選地，堰器件可與上壁和下壁間隔開。類似地，堰器件可觸碰關(guān)于堰器件側(cè)向設(shè)置(即，在一側(cè)而不是在上方或下方)的一個或兩個壁，或與其間隔開。其他布置也是有用的。
[0026]可選地，一個或更多個孔口或狹槽可設(shè)在堰器件的下區(qū)域中，使得流體可從一個儲存器傳遞至另一個。在一些實施例中，一個或更多個孔口或狹槽的大小或數(shù)量可為可調(diào)節(jié)的。
[0027]熱傳遞區(qū)域可限定混合區(qū)域，用于容許混合來自第一和第二流體儲存器的流體。備選地，或另外，熱傳遞區(qū)域可限定熱流動路徑，用于容許熱在包含在相應的第一和第二流體儲存器中的流體之間的流。
[0028]在實施例中，第一和第二流體儲存器經(jīng)由所述熱傳遞區(qū)域流體連通。熱傳遞區(qū)域可因此布置成容許流體在第一和第二流體儲存器之間傳遞。
[0029]在實施例中，設(shè)備布置成將在第一流體儲存器中的流體冷卻至低于其臨界溫度的溫度，從而經(jīng)由熱傳遞區(qū)域冷卻在第二流體儲存器中的流體。
[0030]備選地，流體儲存器與彼此流體隔離。在該實施例中，不透流體的導熱屏障可設(shè)置在流體儲存器的上區(qū)域之間。在導熱屏障處或鄰近該導熱屏障的區(qū)域可因此限定所述熱傳遞區(qū)域。
[0031]在實施例中，不透流體的導熱屏障可設(shè)置在流體儲存器的下區(qū)域之間，以容許熱能在儲存器的下區(qū)域中在儲存器之間的流。該特征具有如下優(yōu)點，即，其可使得第二流體儲存器能夠在某些環(huán)境下保持在更低溫度處達更長時段。
[0032]例如，在第一儲存器中的流體的冷卻源(諸如電制冷設(shè)備)例如由于無功率而停止操作的情形中，第一儲存器中處于臨界溫度附近的溫度的液體可朝第一儲存器的底部下沉。在第一和第二儲存器在其下區(qū)域中熱連通的情形中，該流體可從第二儲存器中的流體中吸收熱能。在第一和第二儲存器在其下區(qū)域中流體連通的情形中，在一個或兩個儲存器中的流體可從一個儲存器傳遞到另一個中，例如在第一儲存器中的冷卻流體可傳遞到第二儲存器中。凈結(jié)果是在第二儲存器中的流體可在功率失效的情況下保持更冷達更長時間段。類似地，在第一流體儲存器通過被動器件而不是主動器件冷卻，諸如通過引入冰袋等的情形中，當冰袋中的冰已經(jīng)融化時，在第二儲存器中的流體可保持更冷達更長。
[0033]冷卻器件可布置成將在第一流體儲存器的上區(qū)域下方的其區(qū)域中的流體冷卻至低于臨界溫度的溫度，使得在第一流體儲存器中冷卻至低于臨界溫度的流體在第一流體儲存器中朝上區(qū)域上升。備選地，或另外，在臨界溫度的任一側(cè)的溫度處的流體可通過處于臨界溫度的流體而朝上區(qū)域移位。
[0034]在實施例中，移位至第一流體儲存器的上區(qū)域的處于低于臨界溫度的溫度的流體在使用中與處于高于臨界溫度的溫度的流體混合。在實施例中，在第二流體儲存器的上區(qū)域處的流體朝臨界溫度冷卻。在該混合區(qū)域中處于臨界溫度的流體可因此下沉到第二流體儲存器的下區(qū)域中。
[0035]布置可使得，在第二流體儲存器中的流體可維持在大致恒定溫度處，在臨界溫度處或附近達延長的時間段。
[0036]冷卻器件可包括制冷單元和電源單元，該制冷單元可冷卻在第一流體儲存器內(nèi)的流體，該電源單元可用作用于制冷單元的電源。電源可包括太陽能電源，諸如多個光伏電池單元，用于將陽光轉(zhuǎn)化成電功率。備選地，或另外，可使用干線電源。
[0037]在典型的實施例中，制冷單元包括電驅(qū)動的壓縮器。然而，使用其他制冷技術(shù)的制冷單元可用于提高制冷器的電效率。此類備選技術(shù)的一個示例是斯特林發(fā)動機冷卻器，其可以以太陽能直接驅(qū)動模式來操作。
[0038]設(shè)備可包括傳感器，其設(shè)置成檢測固態(tài)流體，可選地在第一流體儲存器中的冰的形成。傳感器可為溫度傳感器。
[0039]傳感器可包括溫度傳感器，其用于檢測與傳感器熱連通的第一儲存器中的液體在何時已下降至規(guī)定值以下。
[0040]傳感器可操作成在檢測到冰的形成時，和/或當傳感器的溫度下降至規(guī)定值以下時，導致制冷單元的操作中止。傳感器可設(shè)置成距制冷單元的冷卻部分足夠距離，以允許在中斷制冷單元的操作之前，充分大體積的流體通過冷卻器件冷卻至充分低的溫度。
[0041]因此，在其中冷卻器件布置成將第一儲存器中的流體冰凍成形成固體，例如呈冰的形式的實施例中，傳感器可設(shè)置成距冷卻器件的冷卻部分足夠距離，以允許形成充分大的冰凍主體。將理解，在一些流體的情形中，諸如在其中采用水作為第一儲存器中的流體的主要成分的情形中，根據(jù)距流體的冰凍主體的距離的流體的溫度可相對迅速地增大。因此，當溫度傳感器感測到在流體的冰點附近的溫度時，可在一些實施例中假定，冰凍流體的主體已經(jīng)生長至大致接觸溫度傳感器。因此，溫度測量可為檢測諸如冰的冰凍流體的形成的有效方法。
[0042]除了熱測量之外的檢測冰凍主體的形成的方法也是有用的。例如，在一些實施例中，冰凍流體與諸如旋轉(zhuǎn)葉片的機械裝置的干擾可為用于檢測冰凍流體的有用手段。此外，在第一和/或第二儲存器內(nèi)的流體(包括冰凍流體)的體積的改變可為冰凍流體的存在的有用測量，例如，超過規(guī)定量的體積的增加可指示已經(jīng)形成了充分大體積的冰凍流體。
[0043]在其中在設(shè)備的操作范圍內(nèi)流體固化在臨界溫度以下不發(fā)生的實施例中，溫度傳感器可布置成檢測低于某個溫度的流體體積何時已經(jīng)生長至充分大，足以接觸溫度傳感器，在該點處，冷卻器件的操作可被中斷。
[0044]將理解，一旦傳感器所檢測到的溫度已經(jīng)上升至高于設(shè)定值，則制冷單元的操作可再繼續(xù)。例如由于控制系統(tǒng)中的磁滯現(xiàn)象而導致的合適時間延遲可被引入，以防止冷卻器件以過高的頻率接通和切斷。
[0045]如上文中在本發(fā)明的一些備選實施例中討論的，冷卻器件可包括熱質(zhì)量體，其在使用時以及至少初始地處于低于有效載荷空間的目標溫度的溫度。這可提供結(jié)構(gòu)簡單且在操作中不具有移動部分的制冷器。例如，熱質(zhì)量體可為冰水混合體。此類布置可獨立使用(即，不需要制冷單元)或與制冷單元組合使用。在一些布置中，具有從制冷器外部的源供應的熱質(zhì)量體與另外制冷單元的組合的冷卻器件，相比制冷單元單獨可做到地，可將制冷器更快速地冷卻至其工作溫度。
[0046]此類實施例可包括隔室，其用于接收與第一流體儲存器中的諸如水的流體熱連通的熱質(zhì)量體。例如，隔室可適于接收冰，該冰呈零散的形式或設(shè)在諸如冰袋的容器內(nèi)。隔室可適于接收不同的冷卻劑，諸如固體二氧化碳(“干冰”)或任何其他合適的冷卻劑。備選地，熱質(zhì)量體可浸入在第一流體儲存器內(nèi)的流體中。在該后者的情形中，熱質(zhì)量體可為呈零散形式或成袋形式的冷卻劑，諸如冰袋。
[0047]根據(jù)本發(fā)明尋求保護的另一方面，提供一種制冷設(shè)備，其包括根據(jù)前述方面的設(shè)備和設(shè)置成與第二流體存儲器熱連通的有效載荷體積，該有效載荷體積用于包含待冷卻的物體或物品。
[0048]在實施例中，有效載荷體積可包括用于支承待冷卻的物品或物體的一個或更多個架子。有效載荷體積可在前部開口。備選地，有效載荷體積可為了其絕熱而包括諸如門的閉合件。
[0049]備選地或另外，設(shè)備可包括至少一個接受器，諸如容器(諸如飲料容器)、水果的物品或任何其他合適物品可在該至少一個接受器內(nèi)置放用于控制溫度的存儲。
[0050]該或每個容器可包括管或囊，其具有由設(shè)置在儲存器的壁中的孔口所限定的開口并且向內(nèi)延伸到冷卻區(qū)域中，以便浸沒在其中。
[0051]該或每個管或袋可在其遠離開口的端部處閉合。
[0052]該或每個接受器可由柔性材料形成,可選地諸如彈性體材料的彈性柔性材料。
[0053]該或每個接受器可從其接近開口的端部朝其遠離開口的端部漸縮。備選地，每個接受器可不漸縮，具有大致平行的壁，例如，沿其長度的至少一部分，可選地大致沿其整個長度的大致恒定直徑的圓筒形管。
[0054]設(shè)備可包括至少兩個接受器，每個接受器遠離其相應開口的端部被連接。
[0055]該或每個接受器可布置成容許從其中保持的物品到包含在冷卻區(qū)域中的流體的熱傳遞。
[0056]設(shè)備可包括一個或更多個流體管線，在使用中，待冷卻的流體流過該一個或更多個流體管線。管線可布置成流過第二儲存器。備選地或另外，管線可布置成流過第一儲存器。管線可為用于飲料分配設(shè)備的管線。設(shè)備可構(gòu)造成由此待分配的飲料穿過管線，可選地借助于泵和/或在重力作用下。
[0057]在實施例中，有效載荷體積可布置成包含諸如一個或更多個電池的一個或更多個物品。
[0058]設(shè)備可包括換熱器部分，其布置成供應有來自第二流體儲存器的流體。
[0059]設(shè)備可包括用于將空氣在換熱器部分上方或者通過換熱器部分朝物品傳遞，傳遞到物品上或圍繞物品傳遞的器件。
[0060]用于傳遞空氣的器件可包括風扇或壓縮器，該風扇或壓縮器經(jīng)由管路與換熱器部分流體連通。
[0061 ] 換熱器部分可設(shè)置在與管路流體連通的殼體內(nèi)，殼體包括在其中的一個或更多個孔口，在換熱器部分上方或通過換熱器部分傳遞的空氣通過該一個或更多個孔口從殼體朝物品排出，排出到物品上或圍繞物品排出。
[0062]殼體可包括多個孔口，可選地具有相比于待冷卻的物品的表面區(qū)域的相對小的直徑的孔口。
[0063]換熱器部分可包括容器，其具有多個換熱表面。
[0064]換熱表面可包括多個交換導管或孔口，其布置成容許空氣在與換熱器部分中的流體熱連通的情況下穿過換熱器部分。
[0065]換熱器部分可由熱傳送材料形成。
[0066]備選地，設(shè)備可包括設(shè)置成與第二流體存儲器熱連通的換熱器部分，設(shè)備布置成使冷卻空氣穿過換熱器部分，以允許在冷卻空氣與第二存儲器中的流體之間的換熱，隨后將冷卻空氣朝物品引導，引導到物品上或圍繞物品引導。
[0067]換熱器部分可包括與在第二流體存儲器中的流體熱連通的一個或更多個導管。一個或更多個導管可浸入在第二流體儲存器中的流體中。換熱器部分可包括在第二流體存儲器內(nèi)的多個導管，可選地為成排間隔開的導管，其可選地大致平行于彼此。
[0068]設(shè)備可包括風扇或壓縮器，其經(jīng)由管路與換熱器部分流體連通，用于將冷卻氣體泵送通過換熱器部分。
[0069]換熱器部分可由熱傳送材料形成。
[0070]在實施例中，設(shè)備構(gòu)造成設(shè)置在常規(guī)制冷器等內(nèi)。在該實施例中，冷卻器件可包括制冷器的現(xiàn)有冷卻元件。設(shè)備可布置成定位在制冷器內(nèi)，使得第一流體儲存器與既有冷卻元件熱連通，以便冷卻在其中的流體。
[0071]設(shè)備可例如呈形成為配合在常規(guī)制冷器內(nèi)的結(jié)構(gòu)的形式。設(shè)備可模塑或以其它方式形成，以配合在常規(guī)制冷器內(nèi)。
[0072]在一些實施例中，冷卻器件可布置成將在第一流體儲存器中的流體(以及可選地在第二流體儲存器中的流體的大致全部或至少一部分)冷卻至低于臨界溫度。在一些布置中，在第一儲存器中的大致全部流體可被冰凍，并且可選地在第二流體儲存器中的流體的至少一部分也被冰凍。在第一流體儲存器中的流體的上升和下降至少可因此被大致暫停，并且在第二流體儲存器中的流體的溫度可下降至低于如下溫度，即，原本如果設(shè)備在如上所述的正常操作模式下操作則將達到該溫度。這尤其是指如下情形，即，其中如上所述，堰器件布置成具有相對高的導熱率。
[0073]然而，如果冷卻器件的冷卻功率被隨后減少或暫停，使得在第一流體儲存器中的流體的至少一部分升溫發(fā)生，則設(shè)備可再繼續(xù)以正常模式操作。即，低于臨界溫度的流體由于浮力而在第一儲存器中上升，并且經(jīng)歷與在第二儲存器中的流體的換熱，由此，對已由于浮力而在第一儲存器中上升的高于臨界溫度的流體施加冷卻效應。在第二流體儲存器中上升的流體在熱傳遞區(qū)域中冷卻至臨界溫度，或朝臨界溫度冷卻，該流體可隨后在重力作用下下沉，從而對在第二流體儲存器中的流體具有冷卻效應。因此，可在第二流體儲存器中維持相對穩(wěn)定的溫度狀態(tài)，即使第一流體儲存器中的流體逐漸加熱(例如，由于冰凍流體的融化)。
[0074]將理解，雖然上文中提到了上升和下降，但是在一些實施例中，在正常的平衡操作中，可達到如下情形，即，其中，在第一和/或第二儲存器中的流體大致靜止，并且熱傳遞主要由通過流體的傳導而發(fā)生。備選地或另外，流體的移動可充分緩慢，使得建立大致靜止或近似靜止的狀態(tài)。
[0075]在本發(fā)明尋求保護的一個方面中，提供一種用于冷卻諸如食品、飲料或疫苗的物體的設(shè)備，其包括至少兩個儲存器、用于冷卻包含在儲存器中的一個中的流體的冷卻器件，以及在儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域。熱傳遞區(qū)域容許在包含在儲存器中的流體之間的熱傳遞，使得在一個儲存器中的流體的冷卻導致在另一個儲存器中的流體的冷卻。
[0076]在實施例中，在第一儲存器中的流體的冷卻借助于對象流體通過換熱器以冷卻第一流體的流來提供。
[0077]可選地，對象流體可例如為在過程中已經(jīng)使用和/或?qū)⑹褂玫牧黧w。例如，對象液體可為制冷劑，其已經(jīng)在冷卻過程中使用，例如以冷卻冰凍器的換熱器。離開冰凍器的換熱器的制冷劑可處于(比方說)_5°C的溫度或低于第一儲存器中的流體的臨界溫度的任何其他合適的溫度。制冷劑可布置成穿過換熱器，諸如浸入在第一流體儲存器中的流體中的管，以冷卻流體。制冷劑可接著返回至壓縮器，其中，該制冷劑可在又一換熱器中被壓縮以及冷卻，在被導致膨脹以實現(xiàn)冷卻之前。
[0078]在實施例中，采用又一換熱流體以從在第一流體儲存器中的流體吸收熱，該換熱流體隨后被又一流體冷卻，諸如已經(jīng)離開冰凍器或其他系統(tǒng)的換熱器的制冷劑。
[0079]其他布置也是有用的。
[0080]在一些實施例中，用于冷卻在第一儲存器中的流體的流體源可由來自湖泊、河流或海洋的處于低于臨界溫度的溫度的水來提供。例如，可采用處于接近或低于(TC的溫度的水源。
[0081]其他布置也是有用的。
[0082]在本發(fā)明尋求保護的一個方面，提供一種制冷設(shè)備，其包括:外殼；流體體積，其設(shè)置在外殼內(nèi)并且包括堰器件，該堰器件將流體體積分成第一中央流體儲存器和第二及第三外流體儲存器；冷卻器件，其設(shè)置在第一流體儲存器中用于冷卻包含在第一流體儲存器中的流體；熱傳遞區(qū)域，其至少部分地由流體儲存器的相應上區(qū)域限定，用于容許在包含在第一流體儲存器中的流體與包含在第二和第三流體儲存器中的流體之間的熱傳遞；以及第一有效載荷隔室，其設(shè)置在外殼內(nèi)并且與第二和第三流體儲存器熱連通。
[0083]可選地，第二有效載荷隔室可設(shè)置在外殼內(nèi)并且與第二和第三流體存儲器熱連通。
[0084]在本發(fā)明尋求保護的又一方面，提供一種制冷設(shè)備，其包括:外殼；流體體積，其設(shè)置在外殼內(nèi)并且包括圓筒形堰器件，其將流體體積分成第一內(nèi)流體儲存器和第二外流體儲存器；冷卻器件，其設(shè)置在第一流體儲存器中用于冷卻包含在第一流體儲存器中的流體；熱傳遞區(qū)域，其至少部分地由流體儲存器的相應上區(qū)域限定，用于容許在包含在第一流體儲存器中的流體與包含在第二流體儲存器中的流體之間的熱傳遞；以及有效載荷隔室，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)，至少部分地圍繞流體體積，并且與第二流體存儲器熱連通。
[0085]在本發(fā)明尋求保護的一個方面，提供一種方法，其包括:冷卻在第一流體儲存器的下區(qū)域中的流體；容許在第一流體儲存器內(nèi)處于低于流體的臨界溫度的溫度的流體上升至第一流體儲存器的上區(qū)域；在熱傳遞區(qū)域中將處于低于臨界溫度的溫度的流體與來自第二流體儲存器的處于高于臨界溫度的溫度的流體混合，該熱傳遞區(qū)域設(shè)置在第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間；以及容許在熱傳遞區(qū)域中處于臨界溫度的流體下沉到至少第二流體儲存器中。
[0086]該方法可包括容許在熱傳遞區(qū)域中處于臨界溫度的流體下沉到至少第二流體存儲器中，以便冷卻與其熱連通的有效載荷隔室。
[0087]在本發(fā)明尋求保護的又一方面，提供一種設(shè)備，其包括:第一和第二流體存儲器；用于冷卻包含在第一流體存儲器中的流體的冷卻器件；以及設(shè)置在第一和第二流體存儲器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域，其用于容許在包含在第一流體存儲器中的流體與包含在第二流體存儲器中的流體之間的熱傳遞。
[0088]在本申請的范圍內(nèi)，明確預期，在前面段落、在權(quán)利要求和/或在以下描述和附圖中陳述的各種方面、實施例、示例、特征和備選方案可獨立地或以它們的任何組合采用。例如，關(guān)于一個實施例描述的特征能夠應用于所有實施例，除非存在特征的不相容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0089]現(xiàn)在將參考附圖僅經(jīng)由示例描述本發(fā)明的實施例，在該附圖中:
圖1是水的密度相對于溫度的圖表；
圖2是通過實施本發(fā)明的一種形式的設(shè)備的截面；
圖3是實施本發(fā)明的另一種形式的設(shè)備的透視圖；
圖4是通過實施本發(fā)明的另一種形式的設(shè)備的截面；
圖5是通過圖4的設(shè)備的變型的截面；
圖6是通過實施本發(fā)明的又一種形式的設(shè)備的截面；
圖7是通過圖6的設(shè)備的變型的截面； 圖8是以平面圖，通過實施本發(fā)明的又一種形式的設(shè)備的截面；
圖9a和9b示出了通過實施本發(fā)明的另一種形式的設(shè)備的截面；
圖10是通過實施本發(fā)明的又一種形式的設(shè)備的截面；
圖11是通過實施本發(fā)明的另一種形式的設(shè)備的截面；
圖12是內(nèi)襯的透視圖，該內(nèi)襯適于置放在絕緣容器內(nèi)，用于冷卻容器中的物體；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的設(shè)備的正視圖，其中設(shè)備的外殼的前部被移除；
圖14是根據(jù)圖13的實施例的設(shè)備的側(cè)視圖，其中設(shè)備的外殼的側(cè)部被移除；
圖15是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的設(shè)備的正視圖，其中設(shè)備的外殼的前部被移除；
圖16是根據(jù)圖15的實施例的設(shè)備的側(cè)視圖，其中設(shè)備的外殼的側(cè)部被移除；
圖17是示出電池的可用壽命如何隨溫度變化的圖表；
圖18是實施本發(fā)明的一種形式的設(shè)備的示意圖；
圖19是為圖18的設(shè)備的一部分的換熱器的截面的擴大圖；
圖20是實施本發(fā)明的第二種形式的設(shè)備的示意圖；以及圖21是實施本發(fā)明的又一種形式的設(shè)備的示意圖。
[0090]在下面的描述中，相似附圖標記盡可能指示相似部件。

【具體實施方式】
[0091]從上文中將理解，本發(fā)明的一些實施例的操作依賴于諸如水的某些流體的公知的異常特性中的一個:即，其密度在臨界溫度(在水的情形中，大約4°C)處最大，如在圖1中所示。將水作為示例參考在本文中使用，但是將理解，具有類似特性的其他流體也是有用的。包括水的流體也是有用的，諸如鹽水。鹽可允許臨界溫度下降。其他添加物對于使水或其他流體的臨界溫度下降或上升是有用的。
[0092]水的密度隨溫度變化而在臨界溫度處具有最大值的事實，是因為如下事實，S卩，水在低于大約4°C時具有負的熱膨脹溫度系數(shù)，而在高于大約4°C時具有正的熱膨脹溫度系數(shù)。下文中，用語“臨界溫度”將用于參考流體密度處于其最大值時的溫度，在水的情形中，該溫度為大約4°C。
[0093]在共同未決的PCT申請N0.PCT/GB2010/051129中公開的設(shè)備中，在有效載荷空間上方設(shè)置頂部空間。該布置在功能上是有利的，但是就用于特定應用的包裝而言可被損害。更特別地， 申請人:已經(jīng)確定，在有效載荷空間上方設(shè)置頂部空間可限制可用于在一些布置中使用的零售臺面(retail frontage)。也就是說,頂部空間占用了在設(shè)備前部、可為最有價值或最有用的制冷存儲空間的設(shè)備體積的一部分。
[0094] 申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以將頂部空間，即包含冷卻器件的儲存器，定位在存儲隔室的后方(相對于在其上方)，并且依然使用與在先申請的熱原理類似的熱原理來實現(xiàn)存儲隔室的充分冷卻。
[0095]首先參考圖2，實施本發(fā)明的第一形式的制冷設(shè)備大體以I示出。
[0096]設(shè)備I包括外殼10,其在該實施例中，大體成形為直立長方體。外殼10由絕熱材料形成，以減小進入或離開設(shè)備I的熱傳遞。例如，外殼10可形成為塑料材料的單件旋轉(zhuǎn)模塑體。外殼10內(nèi)的體積借助于分隔件分成鄰近隔室，有效載荷隔室12和流體體積14，該分隔件包括在外殼10的上部、下部以及側(cè)壁之間延伸的導熱壁16。
[0097]有效載荷隔室12布置成存儲待冷卻的一個或更多個物體或物品，諸如疫苗、食品或包裝飲料。如在圖3中所示，有效載荷隔室12可包括諸如門18的閉合件，其可被開啟以通過外殼10的開口面接近隔室。門18上攜帶絕熱材料，以使當其閉合時，通過其的熱傳遞減小。在備選實施例(未示出)中，有效載荷隔室12可為開口面(open-face)的，從而容許容易接近存儲在其中的物體或物品。例如，有效載荷隔室可包括貨架單元，用于在零售出口或商店中使用。
[0098]流體體積14通過堰器件自身部分分成相應的第一和第二流體儲存器20a、20b，該堰器件呈從流體體積14的下壁向上延伸以及在其側(cè)壁之間完全延伸的熱屏障或壁22的形式。壁22可由具有合適絕熱特性的大致任何材料形成。特別地，有利的是，壁22由具有低導熱率的材料形成，以便減小在第一和第二流體儲存器之間通過其的熱傳遞。在一些備選布置中，間隙可設(shè)在壁22和由外殼10限定的流體體積14的側(cè)壁之間。
[0099]在所示實施例中，壁22在距上壁的一距離處終止，使得在其間限定狹槽或開口24。狹槽或開口 24由此在相應的第一和第二流體儲存器20a、20b的上區(qū)域之間提供流體和/或熱流動路徑。第一和第二流體儲存器20a、20b因此在它們的上區(qū)域處流體連通，該上區(qū)域一起限定流體混合區(qū)域，其通過虛線26近似示出，并且在下面描述。
[0100]呈電力驅(qū)動的冷卻元件28的形式的冷卻器件設(shè)置在第一流體儲存器20a內(nèi)，以便浸入在流體中。冷卻元件28設(shè)置在第一流體儲存器20a的下區(qū)域中，并且通過流體層與儲存器的側(cè)壁、端壁、上壁以及下壁間隔。設(shè)備具有外部電源(未示出)，以將電功率供應至冷卻元件28。在沒有明亮陽光的情況下，電源可利用干線電源操作。電源還可利用光伏板(未示出)操作，從而設(shè)備I可在白天有陽光的條件下無需干線電源運行。
[0101]在一些實施例中，冷卻元件28可布置成借助于泵送通過其的制冷劑來冷卻在第一流體儲存器20a中的流體，該制冷劑借助于流體體積14外部的泵泵送。在一些實施例中，冷卻元件28通過制冷器泵送，冷卻元件28已經(jīng)通過壓縮制冷劑的膨脹(以常規(guī)的蒸發(fā)-壓縮制冷循環(huán)的方式)而冷卻。
[0102]第一和第二流體儲存器20a、20b各自包含一定體積的流體，其具有低于臨界溫度時負的熱膨脹溫度系數(shù)以及高于臨界溫度時正的熱膨脹溫度系數(shù)。在所示實施例中，流體是水，其臨界溫度是大約4°C。水很大程度上填充了流體儲存器20a、20b兩者，但是每個儲存器中可留下小的體積未填充以允許膨脹。如上所述，除了水以外的流體也是有用的。特別地，如下液體是有用的，即，該液體具有臨界溫度，低于該臨界溫度時，液體密度隨下降的溫度而下降(即，當冷卻至低于臨界溫度時，具有負的熱膨脹溫度系數(shù))，并且在高于該臨界溫度時，液體密度隨升高的溫度而下降(即，當加熱至高于臨界溫度時，具有正的熱膨脹系數(shù))。
[0103]現(xiàn)在將描述設(shè)備I的操作。
[0104]可假定在第一和第二流體儲存器20a、20b中的所有水最初都處于環(huán)境溫度或在環(huán)境溫度附近。啟動設(shè)備1，使得電功率供應至冷卻元件28，其由此冷卻至典型地遠低于水的冰點的溫度，例如，低至_30°C。這進而導致第一流體儲存器20a內(nèi)的冷卻元件28的緊鄰周邊中的水冷卻。隨著水冷卻，其密度增大。冷卻的水因此朝第一流體儲存器20a的底部下沉，從而使更熱的水移位，該更熱的水朝第一流體儲存器20a的上區(qū)域上升。
[0105]將理解，隨著時間推移，在第一流體儲存器20a中包含的大部分或者全部水冷卻至4°C或更低的溫度。因此水的密度在臨界溫度下處于其最大值，所以在該溫度下的水趨向于在第一流體儲存器20a的底部處聚集(pool)，從而使更低溫度的水朝第一流體儲存器20a的上區(qū)域移位。這導致在第一流體儲存器20a內(nèi)生成的大體正的溫度梯度，其中處于臨界溫度的水位于第一流體儲存器20a的下區(qū)域中，并且處于低于臨界溫度的溫度的密度更小、更輕快的水位于鄰近開口 24的、在第一和第二流體儲存器20a、20b之間的接合部處的上區(qū)域中。
[0106]在該接合部(下文中稱為流體混合區(qū)域26)處，處于低于臨界溫度的溫度的水通過處于臨界溫度的水在第一流體儲存器20a內(nèi)的下沉而向上移位，其與更熱的水相遇并且混合，該更熱的水例如處于大約10°C，設(shè)置在第二流體儲存器20b的上區(qū)域中。因此在混合區(qū)域26內(nèi)發(fā)生從更熱的水到更冷的水的熱傳遞，從而導致來自第一流體儲存器20a的冷水和來自第二流體儲存器20b的更熱的水分別朝臨界溫度增大和減小溫度。流體混合區(qū)域26因此限定了設(shè)備I的熱傳遞區(qū)域，其中，在來自第一和第二流體儲存器的流體之間的熱傳遞發(fā)生。
[0107]隨著來自第一流體儲存器20a的冷水在溫度上朝臨界溫度上升，其密度增大，如在圖1中所示，并且因此其重新向下朝冷卻元件28下沉，從而使下方更冷的水移位。類似地，隨著來自第二流體儲存器20b的更熱的水在溫度上朝臨界溫度下降，其密度增大，并且因此其也向下朝第二流體儲存器20b的下區(qū)域下沉，從而使下方更熱的水移位。
[0108]在于混合區(qū)域26內(nèi)混合之后冷卻的在第二流體儲存器20b中的水在第二流體儲存器20b的底部處聚集，其如上所述設(shè)置成與有效載荷隔室12熱連通。來自有效載荷隔室12的熱因此被第二流體儲存器20b中的冷卻體積的水吸收，并且有效載荷隔室12的溫度，以及因此存儲在其中的物體或物品的溫度開始下降。
[0109]為了重復，通過冷卻元件28冷卻至低于臨界溫度的溫度的第一流體儲存器20a內(nèi)的水通過處于臨界溫度的水向上朝混合區(qū)域26移位。相反地，在第二流體儲存器20b內(nèi)，高于臨界溫度的水通過處于臨界溫度的水朝混合區(qū)域26向上移位。因此，在熱屏障22任一側(cè)的水，以及處于在臨界溫度任一側(cè)的溫度的水在混合區(qū)域26內(nèi)合并并且混合，從而導致在混合區(qū)域26中的水的平均溫度接近臨界溫度，并且因此重新傾瀉或下沉到相應流體儲存器20a、20b的下區(qū)域中。
[0110]隨著時間推移，通過在上升至第一流體儲存器20a的上區(qū)域的處于低于臨界溫度的溫度的水與上升至第二流體儲存器20b的上區(qū)域的處于高于臨界溫度的溫度的水之間的動態(tài)熱傳遞，該過程達到接近穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)。在一些實施例中，在穩(wěn)定狀態(tài)下，在第一和可選的額外第二儲存器中的流體為大致靜態(tài)的，輸熱主要經(jīng)由傳導發(fā)生。
[0111] 申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了出乎意料的技術(shù)效果，即，隨著時間推移，雖然冷卻元件28設(shè)置在第一流體儲存器20a的下區(qū)域中，但是在第二流體儲存器20b中的水的溫度達到大約處于臨界溫度的穩(wěn)定狀態(tài)溫度。也就是說，在第二流體儲存器20b中的大部分或全部水，尤其是在其下區(qū)域處，變得相對停滯，其中溫度為大約4°C。通過從有效載荷隔室12吸熱而加熱至高于臨界溫度的水通過已通過在第一流體儲存器20a的上區(qū)域中的低于臨界溫度的水冷卻的、從混合區(qū)域26下降的處于臨界溫度的水而朝混合區(qū)域26移位。
[0112]通過由在第二流體儲存器20b中的水從有效載荷隔室12吸熱，有效載荷隔室12維持在大約4°C的期望溫度處，該期望溫度對于存儲許多產(chǎn)品，包括疫苗、食品和飲料而言是理想的。
[0113]將理解，與冷卻元件28接觸的流體將典型地冰凍，并且冰凍流體的固態(tài)質(zhì)量體或冰將在第一流體儲存器中形成?？商峁┍鶛z測器，用于在一旦冰已經(jīng)生長至臨界大小時檢測冰的形成。一旦檢測器檢測到臨界大小的冰的形成，設(shè)備可布置成切斷冷卻元件28，以防止進一步的冰形成。一旦冰凍流體的質(zhì)量體已經(jīng)隨后收縮至低于臨界大小的大小，則冷卻元件可重新啟動。檢測器可呈熱探頭P的形式，其與距冷卻元件28的給定距離處的流體熱接觸。一旦冰凍流體開始與探頭P接觸，則與探頭熱接觸的流體將下降至處于或接近冰凍流體的溫度的溫度。將理解，相對突然的溫度變化典型地在冰凍的冰的質(zhì)量體和在距冰凍質(zhì)量體的非常短的距離內(nèi)與冰接觸的流體之間發(fā)生。
[0114]在至冷卻元件28的電源被中斷或斷開的情況下，在第一和第二流體儲存器20a、20b內(nèi)的水上所施加的移位過程繼續(xù)，而冰凍流體的質(zhì)量體保持在第一流體儲存器20a中。一旦冰凍流體的質(zhì)量體耗盡，移位過程將開始緩慢，但是通過由在第二流體儲存器20b中的水從有效載荷空間12持續(xù)吸熱而維持。由于水的高比熱容以及流體體積內(nèi)處于低于臨界溫度的溫度的水的顯著體積，故在第二流體儲存器20b的下區(qū)域中的溫度在相當長的時間內(nèi)保持在4 °C或接近4 V。
[0115]也就是說，即使在沒有電功率供應至冷卻元件28的情況下，處于臨界溫度的水下沉的自然趨勢以及使高于或低于臨界溫度的水移位導致第一和第二流體儲存器20a、20b，或至少其下區(qū)域，在失去功率后，將水保持在臨界溫度處或其附近一段時間，從而使得有效載荷隔室12能夠維持在可接受的溫度范圍內(nèi)達延長的時間段。本發(fā)明的實施例能夠在失去功率后將第二儲存器20b中的流體維持在目標溫度處達高達若干周的時段。
[0116]圖4和圖5示出了圖2的實施例的變型，其適于對現(xiàn)有制冷裝置改造。在圖4的實施例中，外殼10的外部形狀構(gòu)造成與常規(guī)制冷器的內(nèi)部體積互補并且位于該內(nèi)部體積內(nèi)。特別地，外殼10的背面的下區(qū)域向內(nèi)呈階梯狀，以容納用于制冷器的冷凝器和馬達的殼體，該殼體通常設(shè)置在制冷器的下后部處。
[0117]在圖5的實施例中，除了外殼10的修改的外部形狀外，冷卻元件28設(shè)置在第一流體儲存器20a外側(cè)，并且替代地集成到外殼10的后壁中，并且與包含在第一流體儲存器20a中的水熱連通。
[0118]圖4和圖5的實施例的操作與圖2的實施例的操作大致相同。還將認識到，冷卻元件28在第一流體儲存器20a外側(cè)的定位可獨立于外殼10的外部形狀實施，例如在圖2的實施例中。
[0119]在圖4和圖5的實施例的又一變型(未示出)中，冷卻元件28被消除，并且外殼10的后壁由導熱部分替換，該導熱部分諸如隔膜或其他導熱板、元件、部件或結(jié)構(gòu)。在該布置中，冷卻器件包括自身既有的制冷裝置，制冷裝置的冷卻元件用于執(zhí)行冷卻元件28的功能。此類實施例的操作與圖2的實施例在第一流體儲存器20a中的水被冷卻方面大致相同，在該情形中，冷卻通過與其熱連通的制冷裝置的冷卻設(shè)備，通過傳導隔膜，從而建立以上描述的熱引發(fā)的流體移位過程。
[0120]接下來參考圖6和圖7的實施例，示出了雙有效載荷空間布置。在該實施例中，填充流體的冷卻腔室50設(shè)置在外殼10內(nèi)，其中有效載荷隔室12a、12b限定在其每一側(cè)。冷卻腔室通過堰器件至少部分地分成三個腔室，其分別限定中央流體儲存器20a以及兩個外流體儲存器20bl、20b2，該堰器件呈兩個直立、大體平行壁22a、22b的形式。在所示實施例中，壁22a、22b不完全延伸至冷卻腔室50的上壁，并且因此限定橫跨相應流體儲存器20a、20bl、20b2的上區(qū)域設(shè)置的流體混合區(qū)域26。
[0121]在該實施例中，中央流體儲存器20a包含呈電驅(qū)動的冷卻元件28的形式的冷卻器件，并且因此在功能上與圖2的實施例的第一流體儲存器20a等同。類似地，外流體儲存器20bl、20b2中的每一個與相應有效載荷隔室12a、12b熱連通，并且因此在功能上與圖2的實施例的第二流體儲存器20b等同。
[0122]圖6的實施例的操作類似于圖2的實施例的操作。具體地，中央流體儲存室20a內(nèi)冷卻至低于臨界溫度的水通過處于臨界溫度的下沉至儲存器的底部的水朝流體混合區(qū)域26移位。在流體混合區(qū)域26中，低于臨界溫度的水與來自外流體儲存器20bl、20b2的更熱的水混合，該更熱的水由此在熱傳遞過程中朝臨界溫度冷卻，并且因此向下下沉到外流體儲存器中，使更熱的水向上移位到流體混合區(qū)域26中。來自中央流體儲存器20a的低于臨界溫度的水通過該熱傳遞過程朝臨界溫度加熱，并且由于密度的相應增大，下沉到中央流體儲存器20a中，由此使更冷的水向上移位到流體混合區(qū)域26中，基于此，該過程重復。將理解，在一些實施例中，在一個流體儲存器內(nèi)上升的流體可隨后在不同的流體儲存器內(nèi)下降。
[0123]該過程繼續(xù)，直到在外流體儲存器20bl、20b2中的水到達處于4°C或在4°C附近的大致穩(wěn)定狀態(tài)，并且通過在儲存器內(nèi)持續(xù)的熱引發(fā)的水移位以及隨后在流體混合區(qū)域26內(nèi)的混合而維持在該溫度處或在該溫度附近。
[0124]圖7的實施例在結(jié)構(gòu)上類似于圖6的實施例。然而在該實施例中，冷卻元件28由冷卻材料的主體52替換，冷卻材料的主體52處于低于有效載荷隔室的預期操作溫度的溫度。其典型地將低于0°C。_18°C附近的溫度可通過將主體52在使用前置放在常規(guī)食物冰凍器中而獲得，并且_30°C或更小的溫度將模仿制冷單元的效應。冷卻材料的主體52可為具有合適熱質(zhì)量體的任意物。然而，冰水混合物尤其合適，因為其能夠容易獲得，并且具有有利地高的融解潛熱。
[0125]冰可呈標準的0.6升、涂覆塑料的冰袋形式，其在醫(yī)療用品的運輸和存儲中使用。其他大小的冰袋也是有用的?？墒褂闷渌贾?。在一個實施例中，一個或更多個塊冰，或者方塊冰的質(zhì)量體引入到中央流體儲存器20a中。在該情形中，由于冰的移位體積比當融化時的等同物體積更大，所以隨著冰融化，在儲存器中的水的總體體積減小。在冷卻腔室50內(nèi)應當維持在熱屏障22a、22b上方的足夠的吃水深度，以實現(xiàn)當冰的體積在融化期間減小時的流體混合。在一些布置中，可另外或替代地提供液體排放布置。
[0126]圖8以平面視圖示出了本發(fā)明的又一實施例。在該實施例中，圓筒形填充流體的冷卻腔室50大體居中地設(shè)置在外殼10內(nèi)，其中有效載荷隔室12由冷卻腔室50外的空間限定。腔室50的其他位置也是有用的。
[0127]冷卻腔室50通過堰器件分成內(nèi)和外流體儲存器20a、20b，該堰器件呈從冷卻腔室的下表面向上延伸的大體直立、圓筒形或管形壁22的形式。由壁22定界的圓柱形體積包括內(nèi)流體儲存器20a，而壁22外側(cè)的環(huán)狀體積包括外流體儲存器20b。在所示實施例中，壁22不完全延伸至冷卻腔室50的上壁，并且因此限定橫跨相應流體儲存器20a、20b的上區(qū)域設(shè)置的流體混合區(qū)域(未示出)。
[0128]在該實施例中，內(nèi)流體儲存器20a包含呈電驅(qū)動的冷卻元件28的形式的冷卻器件，并且因此在功能上與圖2的實施例的第一流體儲存器20a等同。類似地，外流體儲存器20b與有效載荷隔室12熱連通，并且因此在功能上與圖2的實施例的第二流體儲存器20b等同。
[0129]圖8的實施例的操作類似于圖2的實施例的操作。具體地，內(nèi)流體儲存器20a內(nèi)冷卻至低于臨界溫度的水通過處于臨界溫度的下沉至儲存器的底部的水朝流體混合區(qū)域26移位。在流體混合區(qū)域26中，低于臨界溫度的水與來自外流體儲存器20b的更熱的水混合，該更熱的水由此在熱傳遞過程中朝臨界溫度冷卻，并且因此向下下沉到外流體儲存器20b中，使更熱的水向上移位到流體混合區(qū)域26中。來自內(nèi)流體儲存器20a的低于臨界溫度的水通過該熱傳遞過程朝臨界溫度加熱，并且由于密度的對應增大，下沉到中央流體儲存器20a中，由此使更冷的水向上移位到流體混合區(qū)域26中，基于此，該過程重復。
[0130]該過程繼續(xù)，直到在外流體儲存器20b中的水到達處于4°C或在4°C附近的大致穩(wěn)定狀態(tài)，并且通過在流體儲存器內(nèi)持續(xù)的熱引發(fā)的水移位以及隨后在流體混合區(qū)域26內(nèi)的混合而維持在該溫度處或在該溫度附近。
[0131]將認識到，圖6-8的實施例可在諸如可見于超市中的零售貨架中找到有利的應用。通過將冷卻腔室50設(shè)置在相對的可接近的有效載荷隔室12a、12b之間，或者在外殼內(nèi)居中地設(shè)置，使得提供360°有效載荷隔室12，設(shè)備I可定位在超市內(nèi)的鄰近過道之間，或作為居中定位的獨立單元，提供增加的零售臺面和用于產(chǎn)品置放的改進的靈活性。
[0132]接著參考圖9a和圖％，示出了圖8的實施例的變型。在該實施例中，冷卻腔室50在外殼10的上壁和下壁之間完全延伸(雖然這不是必要的)，并且熱屏障22由圓筒或套筒60圍繞，圓筒或套筒60由具有低熱導率的材料形成。圓筒60的長度可變化，使得在其最小長度下，其大約延伸至環(huán)狀壁22的端部，由此保留在內(nèi)與外流體儲存器20a、20b之間的熱流動路徑，而在其最大長度下，其延伸成與冷卻腔室50或外殼10的上壁鄰接。在該長度延伸的構(gòu)型中，外流體儲存器20b與內(nèi)流體儲存器20a流體隔離且隔熱(或熱隔離)。
[0133]在一個實施例中，設(shè)想的是，套筒可采取波紋管布置60的形式，其自然長度相當于壁22的高度，但是其可拉伸或膨脹，使得其可閉合和/或密封掉內(nèi)流體儲存器20a。波紋管60可包括雙金屬結(jié)構(gòu)，其以如下方式構(gòu)造，即，當冷卻時，波紋管朝閉合位置膨脹。
[0134]此類布置可對于其中要求制冷設(shè)備移動或頻繁或有規(guī)律地重定位的移動應用而言是有益的。設(shè)備以及因此流體體積的移動趨于攪動水，從而擾亂正常的熱引發(fā)的流體移位過程。
[0135]然而，在當前實施例中，當通過設(shè)備的移動攪動時，在中央流體儲存器20a中的更冷的水可被導致溢出到外流體儲存器20a中，從而降低其中的溫度。該溫度的下降“啟動”波紋管布置60來閉合狹槽或孔口 24，并且因此大致隔離中央流體儲存器20a，如在圖9b中所示。
[0136]一旦設(shè)備重定位并且在外流體儲存器20b中的水的溫度上升，則波紋管布置60收縮至其自然長度，以容許重新建立期望的流體移位過程。
[0137]波紋管布置60的內(nèi)表面可隔熱以防止通過其的顯著熱傳導。
[0138]從上文將認識到，波紋管布置作為一種形式的閥起作用，其可選擇性地閉合以便中斷設(shè)備內(nèi)部的導熱過程，并且在重新建立該過程時開啟。還設(shè)想，此類閥器件的設(shè)置可使得外流體儲存器20b中的流體的溫度能夠改變。特別地，通過減小在壁22的端部與冷卻腔室50的上壁之間的間隙24的深度，諸如通過使波紋管布置60部分延伸，在中央流體儲存器20a中的水與外流體儲存器20b中的水之間的導熱可被選擇性地調(diào)節(jié)，例如減小。這容許外流體儲存器20b中的水的溫度升高至高于臨界溫度(取決于包含在有效載荷隔室12中的物體或物品的性質(zhì))，這可為有益的。
[0139]設(shè)想的是，取決于應用，波紋管布置60可構(gòu)造成在任何期望溫度下操作，也就是說，開啟和/或閉合。例如，在電池冷卻器中，波紋管60可布置成在大約25°C的溫度處閉合，并且布置成在外流體儲存器20b中的水的溫度超過該水平時釋放更冷的水。
[0140]在一些實施例中，除了波紋管布置外的閥器件可為有用的，例如，具有可調(diào)節(jié)開口的狹槽、可移動遮板、門閥、球閥、蝴蝶閥或任何其他合適的閥。
[0141]在另一實施例(未示出)中，波紋管布置60或其他閥類型通過外殼10的上壁連接于附連于其的可收縮手提把手。手提把手能夠在收縮位置與展開的使用位置之間移動，后者使得設(shè)備能夠被用戶提著。波紋管布置60或其他閥器件以如下方式連接于把手，即，在把手的展開位置，波紋管延伸成與上壁鄰接，從而使中央儲存器20a對外流體儲存器20b大致密封掉。在其他閥器件的情形中，提升把手器件可導致閥器件的閉合，例如通過向上提升門閥的閥部分(或使其向下移動)來將儲存器20a與儲存器20b隔離。此類布置確保，在設(shè)備I要求把手展開的移動期間，儲存器相互隔離，以便在運輸期間限制流體的混合，以及因此的熱中斷。一旦重新定位設(shè)備，則把手下降或收縮，從而導致波紋管布置60收縮至其自然開啟位置，或其他閥器件開啟。
[0142]設(shè)想的是，把手還可連接于設(shè)備的門或閉合件，使得展開把手不僅提升波紋管或閉合其他閥器件以及大致密封掉流體儲存器，而且額外地鎖定了閉合件。在設(shè)備的重定位之后釋放把手降低了波紋管布置60或開啟了其他閥器件，并且解鎖閉合件。
[0143]將認識到，上述波紋管布置60不限于圖9a和9b的實施例，而是可容易地適于或重構(gòu)造用于在圖2-8的實施例中使用。
[0144]還將理解，如上文所述，以上描述的可收縮把手可連接于不包括波紋管布置的閥。在把手在收縮位置的情況下，閥可布置成開啟；在把手在展開狀態(tài)(諸如當提著設(shè)備時)的情況下，閥可布置成閉合。
[0145]以上描述假定水的最大密度在4°C處出現(xiàn)，對純水而言是這種情況。通過將雜質(zhì)引入到水中，最大密度出現(xiàn)時的溫度可被改變。例如，如果將鹽添加至水達3.5%的濃度(大約是海水的濃度)，則最大密度在2°C附近處出現(xiàn)。這可用于針對具體應用調(diào)節(jié)有效載荷空間的溫度。根據(jù)需要，可采用其他添加劑來升高或降低臨界溫度。
[0146]圖10示出了其中壁22在流體體積14內(nèi)的位置為可調(diào)節(jié)的又一實施例。正如上述波紋管布置60那樣，調(diào)節(jié)壁22的位置允許流體移位過程被修改，例如減慢或減小。在所示實施例中，壁22能夠圍繞其下端樞轉(zhuǎn)，以便改變第一和第二流體儲存器20a、20b的上開口的面積。這可用于影響在第一和第二流體儲存器之間的流體流，并且因此控制在其間的熱傳遞。例如，通過使壁22朝有效載荷隔室12傾斜，第二流體儲存器20b的上開口的面積減小，從而減小流體從其移位的速率。這繼而允許在第二流體儲存器20b中的流體的溫度維持在高于4°C的溫度處，如果需要的話。從上文將認識到，在該實施例中可移動壁22還充當閥器件。因此，可認為可移動壁22充當閥。
[0147]壁22朝有效載荷隔室12傾斜所提供的另一有益效果是可便于第一流體儲存器20a內(nèi)的冰形成而不阻礙冷卻水的向上流進入混合區(qū)域26。該有益效果同樣可應用于如下情形，其中壁22大致永久地以朝有效載荷隔室傾側(cè)或傾斜的角度固定，在該應用內(nèi)還設(shè)想布置。
[0148]將認識到，本發(fā)明的一些實施例提供用于儲存和冷卻諸如疫苗、易腐爛食品以及多個飲料容器(諸如瓶或飲料罐)的物品的新穎且創(chuàng)造性的裝置，提供溫度控制存儲器件，其可在裝置失去功率后維持在合乎需要溫度范圍內(nèi)達許多小時。本發(fā)明的實施例布置成被動地調(diào)整裝置內(nèi)的熱能流，以實現(xiàn)溫度敏感產(chǎn)品的長期存儲。
[0149]具有特別益處的特征為，在本發(fā)明的實施例中，流體儲存器20a、20b與有效載荷隔室12成并排構(gòu)型設(shè)置。通過避免使用在有效載荷隔室上方的頂部空間，提供更大的通用性，用于設(shè)定有效載荷隔室的尺寸、形狀和位置。
[0150]本發(fā)明的其他實施例提供用于冷卻物品的冷卻器，諸如用于冷卻用作備用電源的電池的電池冷卻器。在該情形中，電池可容納在有效載荷隔室12中或在與第二或外流體儲存器20b、20bl、20b2 (圖6)熱連通的其他區(qū)域中。在實施例中，在第二隔室20b中的流體可提供成經(jīng)由一個或更多個流體導管與用于冷卻電池的換熱器流體連通。
[0151]因此，第二流體儲存器20b可充當用于冷卻結(jié)構(gòu)、裝置或構(gòu)件的冷卻劑源。在一些實施例中，換熱器可穿過第二流體儲存器，例如以流體導管的形式，導管允許在流過導管的流體(諸如液體或氣體)與第二流體儲存器20b中的液體之間的換熱。流過導管的流體可例如為飲料、諸如液體燃料的燃料、氣態(tài)燃料或任何其他合適的液體。
[0152]本發(fā)明的實施例可實現(xiàn)相對緩慢和/或溫和的熱傳遞過程，這主要由通過流體的導熱實現(xiàn)，但是在系統(tǒng)啟動時，這可更迅速地實現(xiàn)，以便導致第二或外流體儲存器20b、20bl、20b2借助于流體體積內(nèi)熱引發(fā)的流體移位更快速地達到工作溫度。
[0153]圖11是又一實施例的截面示意圖，其中壁22定位在流體體積14內(nèi)，使得在壁22的下邊緣和外殼10的基部之間提供間隙或裂縫。間隙30允許液體從第一流體儲存器20a傳遞至第二流體儲存器20b，并且反之亦然。
[0154]在一些備選實施例中，一個或更多個裂縫或孔口可設(shè)在壁22的下區(qū)域中，以允許流體通過其從壁22的一側(cè)到另一側(cè)的流。在一些備選方案中，基部壁可提供成上升距外殼10的基部的相對短距離，間隙30設(shè)在基部壁的上邊緣和壁22之間。
[0155]在使用中，間隙30的存在便于在第二流體儲存器20b中的液體以及因此有效載荷隔室12的更迅速的初始冷卻。這是因為，在初始冷卻時，已被冷卻元件28冷卻的流體可在其朝其臨界溫度冷卻時初始地下沉。一旦在第一流體儲存器20a的下區(qū)域中，則流體可實現(xiàn)在第二儲存器20b中的流體的冷卻。通過在第一儲存器20a內(nèi)下降的流體的第二儲存器中的流體的冷卻可通過導熱發(fā)生。此外，冷卻可通過冷卻流體從第一流體儲存器20a通過間隙30傳遞至第二流體儲存器20b而實現(xiàn)。
[0156]將理解，最終，可實現(xiàn)平衡狀態(tài)，其中在第一儲存器20a中通過低于臨界溫度的冷卻元件28冷卻的流體通過處于臨界溫度的流體的下沉而向上移位，并且(在一些實施例中)與更熱的流體(例如處于大約10°C，設(shè)置在第二流體儲存器20b的上區(qū)域中)相遇和混合。因此從更熱的流體到更冷的流體的熱傳遞在混合區(qū)域26內(nèi)發(fā)生，從而導致來自第一流體儲存器20a的更冷的流體和來自第二流體儲存器20b的更熱的流體分別朝臨界溫度增大和減小溫度。流體混合區(qū)域26因此限定了設(shè)備I的熱傳遞區(qū)域，其中，在來自第一和第二流體儲存器20a、20b的流體之間的熱傳遞發(fā)生。將理解，在不容許第一和第二儲存器20a、20b中的流體在區(qū)域26中混合的情況下，區(qū)域26限定不是流體混合區(qū)域的熱傳遞區(qū)域。
[0157]如本文中描述的，冷卻元件28可呈冰水混合體的形式，例如冰袋或零散的冰，其保持浸沒在第一流體儲存器20a內(nèi)，可選地在其下區(qū)域中，例如在第一流體儲存器20a的整個深度的三分之一或更多的深度處。冷卻元件可包括電冷卻元件，其能夠操作成冷卻第一流體儲存器20a中的液體。冷卻元件可能夠操作成冰凍第一流體儲存器20a中的流體，以形成冰凍主體。與冰凍主體熱連通的流體可冷卻，從而低于臨界溫度。
[0158]在一些實施例中，設(shè)備I可能夠操作成開啟和閉合間隙30。例如，在設(shè)備I的初始啟動后，當?shù)谝缓偷诙黧w儲存器20a、20b中的流體已經(jīng)充分冷卻時，間隙30可閉合。
[0159]在間隙30如上所述設(shè)在壁22和外殼10的基部表面或基部壁之間的情形中，間隙30可通過壁22向下的移動來閉合。在一個或更多個裂縫或孔口設(shè)在壁22中的情形中，裂縫或孔口可借助于遮板布置開啟和閉合。其他布置也是有用的。
[0160]在一些實施例中，在冷卻元件28或其他冷卻器件失去功率后，例如由于冰袋中冰的融化，可建立(開啟)間隙30以便延長有用的冷卻。因此，在第一儲存器20a的下區(qū)域中處于臨界溫度的流體可從第二流體儲存器20b中的更熱的流體接受熱能，從而冷卻第二儲存器20b中的流體。其他布置也是有用的。
[0161]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備50，其呈填充液體的內(nèi)襯50的形式。內(nèi)襯50布置成設(shè)在隔熱容器內(nèi)，并且布置成冷卻容器內(nèi)的一個或更多個物體。
[0162]圖12中示出的內(nèi)襯50在平面視圖中為大致C形。其包括第一部分52，其具有由壁22 (未示出)以與圖2的布置類似的方式分離的第一和第二流體儲存器20a、20b (未示出)。第二流體儲存器20b與兩個填充流體的頰部分54、56熱連通(并且在一些實施例還為流體連通)，兩個填充流體的頰部分54、56從第一部分52的相對端側(cè)向突出。在圖12的實施例中，第一部分52與頰部分54、56的高度大致相同，但是其他布置也是有用的。
[0163]在使用中，內(nèi)襯50填充有流體，使得第一和第二流體存儲器20a、20b以及頰部分54、56填充至充分高的水平。在第一儲存器20a中的流體接著通過冷卻元件28冷卻，冷卻元件28可例如呈電冷卻元件28或如上所述的冰凍液體主體的形式。冷卻元件28將第一流體存儲器20a中的液體冷卻至低于臨界溫度。如在以上描述的實施例的情形中，在第一儲存器20a中通過低于臨界溫度的冷卻元件28冷卻的流體通過處于臨界溫度的流體的下沉而向上移位，并且與更熱的流體(例如處于大約10°C，設(shè)置在第二流體儲存器20b的上區(qū)域中)相遇和混合。從更熱的流體到更冷的流體的熱傳遞因此在混合區(qū)域26內(nèi)(圖2)發(fā)生，從而導致來自第一流體儲存器20a的更冷的流體和來自第二流體儲存器20b的更熱的流體分別朝臨界溫度增大或減小溫度。由于內(nèi)襯50的第一部分52中的第二流體儲存器中的流體與頰部分54、56中的流體熱連通，故頰部分中的流體的冷卻發(fā)生。
[0164]其中除了第一部分外還提供頰部分54、56的圖12的實施例具有如下優(yōu)勢，即，相比于不具有頰部分的設(shè)備，諸如圖2的設(shè)備1，可提供具有更大表面面積的設(shè)備50。
[0165]此外，以內(nèi)襯50的形式提供設(shè)備50允許通過將內(nèi)襯50插入到設(shè)備中而將任何合適的絕熱容器轉(zhuǎn)化成制冷設(shè)備的可能性。因此，通過將諸如圖12的內(nèi)襯50的內(nèi)襯引入到設(shè)備中，本發(fā)明的實施例容許將常規(guī)制冷器轉(zhuǎn)化成根據(jù)本發(fā)明的實施例的制冷設(shè)備。
[0166]將理解，根據(jù)本發(fā)明的實施例的內(nèi)襯50可提供成僅具有一個頰部分54、56。可提供內(nèi)襯50，其中一個或更多個頰部分54、56具有與圖12的實施例的頰部分54、56不同的形狀和/或大小。在一些實施例中，提供一種設(shè)備，其適于引入到絕熱容器中，設(shè)備類似于圖12的設(shè)備，但是不具有一個或更多個頰部分54、56。設(shè)備可稱為“改造”設(shè)備，其適于引入到諸如常規(guī)制冷器的絕熱容器中。在一些實施例中，常規(guī)制冷器的冷卻元件可用作第一流體儲存器20a的冷卻元件28。備選地，在一些實施例中，常規(guī)制冷器的冷卻元件可用于冷卻第一流體儲存器20a的冷卻元件28。其他布置也是有用的。
[0167]圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備I的正視圖，其中設(shè)備的外殼的前部被移除，而圖14是設(shè)備的側(cè)視圖，其中設(shè)備的外殼的側(cè)部被移除。設(shè)備以與圖2的設(shè)備類似的方式起作用。如在圖中的每一個的情形中，相應實施例的相似特征設(shè)有相似的附圖標記。
[0168]圖13和圖14的設(shè)備I與以上描述的不同之處在于，有效載荷體積12更小，并且浸入在第二流體儲存器20b中的流體內(nèi)。此外，提供接受器42，其也浸入在第二流體儲存器20b中的流體中，用于存儲的物品可置放到接受器42中。
[0169]多個孔口 40設(shè)在外殼10的側(cè)壁10a、1b中的每一個中，每一個都限定進入相應接受器42的開口。在所示實施例中，接受器用于保持飲料容器，諸如瓶或碳酸飲料罐44。在所示實施例中，提供20個接受器42，每個側(cè)壁10a、10b包括十個孔口 40 (兩個水平排，每排五個)。接受器大約設(shè)置在外殼10內(nèi)的中間高度處,在有效載荷容器12和容器10的上壁1c之間。
[0170]每個接受器42包括向內(nèi)指向的、端部閉合的管、濾袋(sock)或囊46，其在所述實施例中由諸如橡膠的柔性或彈性體材料形成，并且采取圓錐體的形式，在其閉合端處比在鄰近開口 40的端部處更窄。
[0171]每個囊46定尺寸成使得在其中插入飲料容器44導致彈性體材料圍繞容器的主體拉伸。這容許容器44被囊46牢固地抓住，從而防止其在使用或運輸期間掉落。此外，囊46與容器44物理接觸的表面面積增加，從而改進或優(yōu)化在第二儲存器20b中的流體與容器44之間的熱傳遞。
[0172]為了防止第二儲存器20b中的流體的壓力導致囊46通過開口 40塌陷或下垂，相對的囊46在它們的閉合端處附連于彼此。在備選實施例(未示出)中，每個囊46的閉合端附連或訂于容器10的相對壁的內(nèi)表面。其他布置也是有用的。
[0173]不使用所示的漸縮囊，而是可采用任何其他合適的形狀，包括非漸縮管形囊。在一些實施例中，管可由硬材料形成，具有帶充分低的熱阻的壁，以允許置放在其中的物品的有效冷卻。在一些實施例中，設(shè)備可布置成允許物品在一端處插入到管中，并且從另一端分配。其他布置也是有用的。
[0174]圖15是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的設(shè)備I的正視圖，其中設(shè)備的外殼10的前部被移除，并且圖16是設(shè)備I的側(cè)視圖，其中外殼10的側(cè)部被移除。設(shè)備類似于圖13和14的設(shè)備，除了囊46由換熱器件替換，該換熱器件呈設(shè)置在第二儲存器20b內(nèi)的管42的形式。管42在形成在外殼10的側(cè)壁10、10b中的第一和第二孔口 40a、40b之間延伸。孔口40a中的一個限定用于流入換熱管42中的流體的入口，而另一孔口 40b限定用于流體的出□。
[0175]在所示實施例中，管42的主要部分形狀為螺旋形，具有一定數(shù)量的圈，以便最大化浸入在第二儲存器20b中的管的長度,而沒有顯著增加包裝體積,增加包裝體積可減小用于有效載荷容器12的可用空間。
[0176]限定換熱管42的每一端的孔口 40可在外殼的相同側(cè)1a中形成，如在附圖中所示，或可在相鄰或相對側(cè)中形成。多個換熱器可取決于可用空間設(shè)在設(shè)備I中。換熱管42大約設(shè)置在外殼10內(nèi)的中間高度處，在有效載荷容器12和外殼10的上壁1c之間。
[0177]換熱器的管42可由任何合適材料形成。然而，具有高導熱率的材料優(yōu)選優(yōu)化在穿過管42的流體與在第二儲存器20b內(nèi)的流體之間的熱傳遞。在一個實施例中，例如，管42由金屬材料，諸如銅、不銹鋼或任何其他合適材料形成。
[0178]在使用中，待冷卻的流體，諸如水或碳酸或非充氣飲料，可從存儲容器(諸如瓶或桶)通過入口 40a借助于壓縮器或流體泵或通過重力供應遞送到換熱管42中。來自管42中的流體的熱借助于通過管42的壁的導熱傳遞到周圍包含在設(shè)備I的第二儲存器20b中的冷水中，使得其溫度降低。冷卻流體接著通過出口 40b排出，用于遞送至合適的飲料分配設(shè)備。
[0179]離開出口 40b的流體的溫度因此取決于圍繞管42的水的溫度、管42的長度以及流體在入口 40a與出口 40b之間的通過時間。在一些實施例中，管42在第二流體儲存器20b內(nèi)的位置可被設(shè)定，以便對于通過管42的液體的給定流動速率，提供分配液體的期望溫度。
[0180]本發(fā)明的實施例還適于提供諸如空氣的冷卻(或冷凍)氣體流。冷卻氣體可用于冷卻環(huán)境，諸如建筑物、物品或用于任何其他合適的冷卻應用。
[0181]圖17示出了電池壽命(橫坐標)對于電池溫度隨時間的變化。根據(jù)Arrhenius方程，電池壽命隨著溫度增加大體上指數(shù)下降，并且一般的經(jīng)驗公式是，電池溫度每增加10°C，電池壽命降低50%。
[0182]因此可從圖17中看出，在35°C的溫度下操作的電池壽命(線35)為在25°C的溫度下操作的電池壽命(線25)的大約一半，并且為在15°C的溫度下操作的電池壽命(線15)的大約25%。
[0183]將理解，電池操作溫度取決于環(huán)境溫度和從電池的電流消耗兩者，該電流消耗也具有對電池的加熱效應，并且因此在15°C的環(huán)境溫度中的操作電池的溫度可類似于或甚至高于在35°C的環(huán)境溫度中的靜止電池的溫度。因此，電池在高環(huán)境溫度中操作延長的時段可使電池的壽命降低超過75%，從而需要經(jīng)常的替換。然而，替換電池的成本和物流在不發(fā)達國家或地理上遙遠的地區(qū)可為令人望而卻步的。
[0184]接下來參考圖18，實施本發(fā)明的一種形式的設(shè)備大體以100以示意形式示出。設(shè)備100預期用于冷卻一個或更多個電池，但是設(shè)備100還適于冷卻其他物品。在所示實施例中，設(shè)備100布置成冷卻單個電池40。本文中，用語“電池”用于包括單個電池或電池單元，或一起形成電池的多個電池單元。本發(fā)明的實施例可用于冷卻多個電池單元中的每一個，或包括此類多個電池單元的單個電池。
[0185]設(shè)備100包括冷卻單元1，其類似于圖2中所示的，除了單元I不設(shè)有有效載荷隔室12。相反，第二流體儲存器20b借助于流體導管18與冷卻器模塊50的換熱器51流體連通。導管18定尺寸為具有用于特定應用和操作條件的充分大的截面面積。
[0186]在所示實施例中，在第一和第二流體儲存器20a (未示出)和20b中的流體主要是水，但是其他流體也是有用的。對于本文中所述的每個實施例，儲存器20a、20b優(yōu)選地不完全填充有流體，以便容許流體體積由于在使用期間的溫度變化而導致的膨脹?？商峁╅y，以容許高于儲存器20a、20b中的流體的水平的在外殼10中的任何氣體的壓力保持與大氣大致平衡。
[0187]如上文所述，流體導管或管18將第二流體儲存器20b的底部連接于換熱器51，使得換熱器51和儲存器20b流體連通。也就是說，儲存器20b和換熱器51形成單個毗鄰流體腔室。
[0188]換熱器51包括薄壁立方形容器，其具有相對高的表面面積對體積比。在所示實施例中，換熱器51形狀為長方形，其具有顯著大于其深度的高度和寬度。方便地，但不是必要地，換熱器51在大小和表面面積上與待冷卻的電池40的形狀大體對應。
[0189]然而，根據(jù)所需應用，換熱器51可采取大致任何形狀，但是高表面面積對體積比布置可優(yōu)化在其中的流體與電池40之間的熱傳遞。換熱器51由具有高導熱率或透熱率的材料(諸如金屬材料)方便地形成，以再次改進熱傳遞。雖然在附圖中沒有示出，但是換熱器51穿孔，具有通過其從一個輻射表面到另一個延伸的孔口，其目的在下面描述。
[0190]換熱器51設(shè)置在殼體55中，使得其沿大體直立方位定位成靠近或鄰近待冷卻的電池40。殼體55具有空氣入口 56，其經(jīng)由管路58與風扇或壓縮器60流體連通。風扇或壓縮器60布置成吸入環(huán)境空氣，并且經(jīng)由管路58和入口 56將其泵送到殼體55中。
[0191]如在圖19中所示，殼體55的特征為多個交換導管52，其在其相對的壁之間穿過換熱器51。設(shè)在相對的壁中的孔口允許流過導管58的空氣經(jīng)由多個交換導管52流過換熱器。已經(jīng)穿過導管52的空氣隨后被引導以在電池40上面流動。換言之，通過風扇或壓縮器60吸入管路58中的空氣經(jīng)由入口 56流入殼體55中，并且朝電池40穿過交換導管52。在穿過殼體55時，空氣中的一些圍繞換熱器51流動，而大部分空氣流過形成在其中的交換導管52。換熱器51的相對壁中的孔口的直徑尺寸相對小，使得通過其排出的空氣采取多個細小空氣射流的形式，該多個細小空氣射流指向電池40的外部表面?？卓诘闹睆娇杀冉粨Q導管更小，以便增加氣體在導管52內(nèi)的駐留時間，從而允許穿過導管52的氣體的溫度的進一步降低。
[0192]現(xiàn)在將描述圖18的設(shè)備的操作。
[0193]如上所述，在第二流體儲存器20b中的流體可維持在流體的臨界溫度附近，這是因為流體密度隨溫度變化而在臨界溫度處最大。如果換熱器55中的流體處于高于在第二流體儲存器20b中的流體的溫度的溫度，則在第二流體儲存器20b中的流體將在重力作用下下沉通過導管18，從而迫使換熱器55中的流體上升。
[0194]將理解，可在由第二流體儲存器20b和換熱器55限定的流體體積內(nèi)建立對流，從而冷卻流體(例如水)從儲存器20b通過流體導管18下沉到換熱器55中，因此使下面的更熱(且因此密度更低)的流體移位。該更熱的水通過導管18上升到儲存器20b中，并且繼而在換熱區(qū)域26中冷卻(圖2)。第二儲存器20b中的流體的溫度由于更熱的流體進入儲存器20b而上升。最終，對流速率降低，從而導致?lián)Q熱器51內(nèi)的流體在低于如下溫度的溫度處變得相對停滯，即，如果換熱器51不與第二儲存器20b中的流體流體連通，則將另外實現(xiàn)該溫度。
[0195]圖18的布置使得來自電池40的熱能夠被在其上面流動的冷卻氣體吸收，從而降低電池40的溫度。因此，經(jīng)受高環(huán)境溫度的電池40可簡單且有效地冷卻，從而允許其維持在更低溫度處，并且減輕高環(huán)境溫度對電池壽命的負面影響。
[0196]將理解，從通過換熱導管52的外界空氣流所吸收的熱使在其中的流體的溫度上升。在一些實施例中以及在一些布置中，取決于流體體積內(nèi)的溫度梯度，由在換熱器51中的流體所吸收的熱可以以兩種方式中的一種傳遞到上方的流體(在第二流體儲存器20b中)。
[0197]將水作為示例流體，如果系統(tǒng)中水的溫度大致均勻地處于4°C，則換熱器51中水的溫度的增加使得其密度相對于上方的水減小。因此建立對流，從而在換熱器51中更熱且因此密度更低的水被上方更冷的水移位。更熱的水朝儲存器20b上升，其中，其在第二流體儲存器20b和/或熱傳遞區(qū)域26中再次冷卻，并且接著重新向下下沉到換熱器51中。因此，以該方式，熱主要通過對流從換熱器51傳遞至儲存器20b。
[0198]雖然維持至電力驅(qū)動的冷卻元件28的功率，并且風扇或壓縮器60仍然操作，但是由儲存器20b和換熱器52所限定的水體積內(nèi)的該循環(huán)可無限繼續(xù)，從而有利地將電池40維持在低于環(huán)境溫度的溫度處，并且從而延長其可用壽命。
[0199]在另一方面，如果在熱傳遞區(qū)域26中的水的溫度相比換熱器51中的水的溫度充分低，則換熱器51中的水的密度可保持大于熱傳遞區(qū)域26中的水的密度，雖然由于氣體流過交換導管52而導致溫度增加。因此，在換熱器51中的水趨向于保留在換熱器51中，并且沒有建立水的循環(huán)。
[0200]在一些實施例中，由在換熱器51中的水所吸收的熱主要通過傳導傳遞至儲存器20b中的更冷的水。熱傳遞速率可取決于在換熱器51與儲存器20b之間的溫差。
[0201]再次，雖然至冷卻元件28和風扇或壓縮器60的電源被維持，但是可在換熱器51中的水與儲存器20b中的水之間維持相對大的負溫差。因此，從換熱器51的熱傳遞可無限繼續(xù)，從而有利地將電池40維持在比環(huán)境溫度更低的溫度處，并且從而延長其有用壽命。
[0202]甚至在來自外部電源16的功率失效的情況下，例如在輪流停電期間或在意外事件之后，使得不再有功率供應至冷卻元件28，設(shè)備10能夠?qū)﹄姵?0提供暫時的冷卻效果。在設(shè)備采用相變流體(諸如水，其在冷卻元件28的區(qū)域中冰凍)的情形中，冰凍流體的融化可花費數(shù)小時，在此期間，在第一(和從而第二)流體儲存器20a、20b中的流體的冷卻繼續(xù)。由于水的高比熱容，故設(shè)備10中的一定體積的水能夠從橫跨其流動的外界空氣吸收大量的熱，而不顯著增加溫度。
[0203]經(jīng)由示例，包含平均4°C的1000升水的系統(tǒng)在其溫度達到35°C之前將需要從橫跨其流動的空氣吸收大約130MJ的熱。在第二流體儲存器20b中的流體的溫度在至冷卻元件14的功率被切斷的點處低于4°C的情況下，能夠吸收的能量的量將增大。
[0204]將認識到，本發(fā)明的實施例提供簡單但有效的方法和設(shè)備，用于冷卻一個或更多個物品，諸如一個或更多個電池。在其中干線或其他外部電源可用的時段期間，本發(fā)明的實施例可將電池冷卻至顯著低于環(huán)境溫度，從而維持它們的可用壽命。在失去外部電源之后，本發(fā)明的實施例能夠維持對電池的冷卻效果，以便降低它們的溫度增加的速率，并且因此至少部分地減輕溫度對電池的可用壽命的負面影響。
[0205]本發(fā)明的一些實施例布置成實現(xiàn)相對緩慢和/或溫和的熱傳遞過程，這主要是通過流體的導熱實現(xiàn)，但是在系統(tǒng)啟動時，這可借助于流體體積內(nèi)熱引發(fā)的對流而更迅速地實現(xiàn)，以便使換熱器中的流體的溫度更快速地下降至工作溫度。
[0206]上述實施例表現(xiàn)了本發(fā)明的一個有利形式，但僅經(jīng)由示例提供，并且不預期為限制的。在該方面，設(shè)想的是，可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明的實施例做出各種修改和
/或改進。
[0207]例如，雖然圖18的設(shè)備100示出為冷卻單個電池40，但是設(shè)備100可同樣用于冷卻多個電池，如在圖20中所示。在該實施例中，第二殼體55b和換熱器51b鄰近第二電池40b提供，并且管路58延伸以便與其連通。同樣地，第二流體導管18b設(shè)在儲存器20b和第二換熱器51b之間。在另外的電池將通過設(shè)備100冷卻的情況下，這些特征在需要時復制。將認識到，待冷卻的電池的數(shù)量增加，可必要的是增加儲存器20b的大小，以便增加系統(tǒng)的熱容量。
[0208]在實施例(未示出)中，該或每個換熱器51可通過雙流體導管18與儲存器20b連通，以便便于系統(tǒng)內(nèi)水的再循環(huán)。成對流體導管18中的每一個可在間隔開的位置處開口到相應換熱器20中，例如以常規(guī)對流輻射器的方式在其相對端處。其他布置也是有用的。
[0209]可根據(jù)需要選定殼體55中的孔口 30 (和交換導管52)的數(shù)量和大小。然而，考慮的是，提供多個小直徑孔從而產(chǎn)生成排細小空氣射流可幫助穿透在電池40的表面上的邊界層，并且因此便于熱遠離電池40傳遞。然而，該或每個換熱器51在殼體55中的位置本身不是至關(guān)重要的，并且換熱器51可簡單地定位成靠近或鄰近電池40，或者可直接安裝于其。
[0210]還設(shè)想的是，在換熱器51安裝成與電池40物理接觸的情況下，這可提供充分的冷卻效應，而不需要通過其的空氣流。在該情形中，風扇60、管路58以及殼體55可從系統(tǒng)消除。
[0211]當提供風扇或壓縮器60時，該風扇或壓縮器60可為布置成供應有來自外部電源(或者如果外部電源失效，則來自電池40自身)的功率的低功率裝置。使用光伏電池單元來供應功率至風扇或壓縮器60被認為是特別有利的。
[0212]同樣地，冷卻元件28可供應有來自光伏電池單元的功率。在此類布置中，由于可用太陽能的減少而導致的電功率的損失大體與黑夜或糟糕天氣狀況(此時，環(huán)境溫度降低并且因此對冷卻電池的需要降低)的時段重合。
[0213]儲存器20b和換熱器51形成單一、連續(xù)體積不是至關(guān)重要的。在一個實施例中，可提供換熱器用于在儲存器20b中的流體與導管18中的流體之間的換熱。因此，可提供至少兩個分離的流體主體，一個包括在儲存器20b中的流體，并且一個包括在導管和換熱器51中的流體。其他布置也是有用的。例如，另外或替代地，導管18中的流體可與換熱器51中的流體流體隔離但是熱連通。
[0214]在圖19的實施例中，在第二流體儲存器20b與導管18之間的接合部處提供可調(diào)節(jié)限流閥。閥V可操作成減小從儲存器20b進入導管18的路徑的截面面積。該特征允許控制換熱器51中的流體的溫度。閥V可在一些實施例中由促動器依賴于換熱器中的流體的溫度、儲存器20b中的流體的溫度，或者依賴于諸如環(huán)境空氣溫度的任何其他合適溫度來控制。替代閥V (諸如蝴蝶閥、門閥或任何其他合適的閥V)，通過導管18的路徑的截面面積可變化，例如通過拉伸導管18以降低其截面面積，通過壓縮導管18或通過任何其他合適的方法。
[0215]圖21示出根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的設(shè)備，其中，不需要導管18。在圖21的實施例中，第二流體儲存器20b設(shè)有多個交換導管52，多個交換導管52直接穿過其從一側(cè)到另一側(cè)。以類似于圖20的實施例的方式，電扇、吹風機或壓縮器60布置成迫使諸如環(huán)境空氣的氣體通過導管58，其與交換導管52流體連通。已穿過交換導管52的空氣引導成在待冷卻的物品(在本示例中為電池40)上面流動。
[0216]在圖21的實施例中，形成堰器件22的壁是中空的，并且限定在風扇60和交換導管52之間的導管58的一部分。在一些實施例中，面對第一流體儲存器20a的壁22的一部分設(shè)有絕熱層221。這減少了在穿過中空壁22的氣體與在第一流體儲存器20a中的流體之間的熱能傳遞。
[0217]在圖21的布置中，交換導管52示出為沿遠離第一流體儲存器20a且朝著(以及通過)儲存器20b的后壁1d的方向穿過第二流體儲存器20b。在一些備選實施例中，另外或替代地，交換導管52可經(jīng)由(通過)左和右側(cè)壁10a、10b (在圖13的實施例中指示)穿過第二流體儲存器20b。交換導管52可在一些實施例中沿大致正交于圖21的實施例的交換導管52的方向的方向穿過第二流體儲存器20b。
[0218]將理解，在本文中描述的本發(fā)明的實施例中，系統(tǒng)中的流體(諸如水)具有最高密度時所處的溫度可借助于添加物(諸如鹽)而改變。例如，諸如氯化鈉或氯化鉀的鹽的添加可降低諸如水的流體在其最高密度時所處的溫度。低于某一臨界溫度時呈現(xiàn)負的熱膨脹系數(shù)(即，隨著溫度降低而密度降低)以及高于該臨界溫度時呈現(xiàn)正的熱膨脹系數(shù)的其他流體也可為有用的。
[0219]上述實施例表現(xiàn)了本發(fā)明的實施例的有利形式，但僅經(jīng)由示例提供，并且不預期為限制的。在該方面，設(shè)想的是，可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明做出各種修改和/或改進。
[0220]遍及本申請的說明書和權(quán)利要求，詞語“包括(comprise) ”和“包含(contain) ”，以及詞語的變體(例如“包括(comprising) ”和“包括(comprises)”)意思是“包括但不限于”，并且不意圖(且不)排除其他部分、添加物、構(gòu)件、整體或步驟。
[0221]遍及本申請的說明書和權(quán)利要求，單數(shù)包含復數(shù)，除非上下文另外要求。特別地，在使用不定冠詞的情況下，將本申請理解為考慮復數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外要求。
[0222]結(jié)合本發(fā)明的特定方面、實施例或示例描述的特征、整體、特性、復合物、化學部分或基團將理解為能夠應用于本文中描述的任何其他方面、實施例或示例，除非與其不相容。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 第一和第二流體儲存器；以及 設(shè)置在所述第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間的熱傳遞區(qū)域， 所述設(shè)備構(gòu)造成容許冷卻器件設(shè)置成與在頂部空間中的流體熱連通，從而冷卻所述流體，在使用中， 所述設(shè)備構(gòu)造成允許所述第一流體儲存器內(nèi)的、處于低于所述第一儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至所述第一流體儲存器的上區(qū)域，并且允許所述第二流體儲存器內(nèi)的、處于高于所述第二儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至所述第二流體儲存器的上區(qū)域，從而允許熱傳遞在所述熱傳遞區(qū)域中在已經(jīng)在所述第一儲存器中上升的流體與已經(jīng)在所述第二儲存器中上升的流體之間發(fā)生， 所述設(shè)備還構(gòu)造成容許在所述熱傳遞區(qū)域中處于所述臨界溫度的流體至少下沉到所述第二流體儲存器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器至少部分地由如下容器限定，即，所述容器具有將所述容器分成所述第一和第二流體儲存器的堰器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件包括延伸到所述容器的體積中的壁或其他結(jié)構(gòu)，其中，所述第一和第二流體儲存器由在其任一側(cè)的相應體積限定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件由具有低導熱率的材料或絕熱材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件形成為具有相對高的導熱率，所述堰器件可選地由金屬材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件從所述容器的下壁朝所述容器的上壁延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件的上端與所述容器的上壁間隔，以便限定在其間的間隙、孔口或狹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述間隔能夠借助于諸如閥器件的調(diào)節(jié)器件調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件的下端與所述容器的下壁間隔，以便限定在其間的間隙、孔口或狹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，與所述下壁的間隔能夠借助于諸如閥器件的調(diào)節(jié)器件調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件在所述容器的上壁和下壁之間延伸，并且包括設(shè)在其上區(qū)域中的一個或更多個孔口或狹槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述一個或更多個孔口或狹槽的大小或數(shù)量可為可調(diào)節(jié)的，從而允許控制在所述第二儲存器中的流體的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至12中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，一個或更多個孔口或狹槽設(shè)在所述堰器件的下區(qū)域中，使得流體可從一個儲存器傳遞至另一個。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，在所述堰器件的下區(qū)域中的所述一個或更多個孔口或狹槽的大小或數(shù)量是可調(diào)節(jié)的。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器經(jīng)由所述熱傳遞區(qū)域流體連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器與彼此流體隔離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，包括設(shè)置在所述第一和第二流體儲存器的上區(qū)域之間的不透流體的導熱屏障。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于，包括設(shè)置在所述第一和第二流體儲存器的下區(qū)域之間的不透流體的導熱屏障。
19.根據(jù)權(quán)利要求7至18中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱傳遞區(qū)域至少部分地由以下中的一個或更多個限定: 位于或鄰近所述堰器件的上端的區(qū)域； 位于或者鄰近所述堰器件中的所述一個或更多個孔口或狹槽的區(qū)域；以及 位于或鄰近所述導熱屏障的區(qū)域。
20.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱傳遞區(qū)域布置成容許來自所述第一和第二流體儲存器的流體的有限混合。
21.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器中的一個或兩者在使用中布置成包含如下流體，即，所述流體具有低于臨界溫度時負的熱膨脹溫度系數(shù)和高于所述臨界溫度時正的熱膨脹溫度系數(shù)。
22.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器包含大致相同的流體。
23.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二流體儲存器包含不同的流體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，包含在所述第一和第二流體儲存器中的所述流體具有不同的臨界溫度。
25.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述流體包括水或具有類似于水的熱特性的流體。
26.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，包括所述冷卻器件。
27.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻器件布置成將在所述第一流體儲存器中的流體冷卻至低于其臨界溫度的溫度。
28.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻器件布置成將所述第一流體儲存器的設(shè)置在所述上區(qū)域下方的區(qū)域中的流體冷卻至低于其臨界溫度的溫度，使得所述第一流體儲存器中冷卻至低于所述臨界溫度的流體在所述第一流體儲存器中朝所述上區(qū)域上升。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一流體儲存器內(nèi)處于高于或者低于所述臨界溫度的溫度的流體通過處于所述臨界溫度的流體朝所述第一流體儲存器的上區(qū)域移位。
30.根據(jù)權(quán)利要求27至29中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第一流體儲存器內(nèi)處于低于所述臨界溫度的溫度并且移位至所述第一流體儲存器的上區(qū)域的流體在使用中在所述熱傳遞區(qū)域中經(jīng)歷與來自所述第二流體儲存器的、處于高于所述臨界溫度的溫度的流體的熱傳遞，可選地還經(jīng)歷混合。
31.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第二流體儲存器的上區(qū)域處的流體在所述熱傳遞區(qū)域中通過來自所述第一流體儲存器的流體，可選地通過混合，朝臨界溫度冷卻。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置在所述熱傳遞區(qū)域中處于所述臨界溫度的流體下沉到所述第二流體儲存器的下區(qū)域。
33.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻器件包括布置成冷卻在所述第一流體儲存器內(nèi)的流體的制冷單元或元件，可選地另外包括用于將功率提供至所述制冷單元的電源單元。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，包括傳感器，其能夠操作成在檢測到流體低于規(guī)定溫度時中斷通過所述冷卻器件的冷卻。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的設(shè)備，其特征在于，包括傳感器，其能夠操作成在檢測到大致冰凍流體時中斷通過所述冷卻器件的冷卻。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，包括所述電源單元，其中，所述電源單元包括以下中的至少一個: 太陽能電源；和 干線電源。
37.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻裝置包括熱質(zhì)量體，其在使用中，并且至少初始地，處于低于所述流體的臨界溫度的溫度。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱質(zhì)量體包括冰水混合體。
39.根據(jù)權(quán)利要求3或從屬于權(quán)利要求3的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述堰器件包括以下中的至少一個: 圓筒形壁，其中所述第一流體儲存器限定在所述壁內(nèi)，并且所述第二流體儲存器限定在所述壁外側(cè)；以及 大體平坦壁，其中，所述第一和第二流體儲存器以并排布置分別設(shè)置在所述壁的相對側(cè)。
40.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，包括閥器件，其用于妨礙或防止在包含在所述第一流體儲存器中的流體與包含在所述第二流體儲存器中的流體之間的熱傳遞。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥器件能夠選擇性地操作成熱和/或流體隔離包含在所述第一流體儲存器中的所述流體與包含在所述第二流體儲存器中的所述流體。
42.根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥器件包括至少部分地圍繞所述堰器件的可膨脹套筒。
43.根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥器件包括所述堰器件，所述堰器件能夠移動以便改變所述第一和/或第二流體體積的上區(qū)域的體積和/或形狀，以便限制通過其的流體的移動。
44.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，還包括第三流體儲存器，所述第一流體儲存器布置成設(shè)有所述冷卻器件并且設(shè)置在所述第二和第三流體儲存器之間，其中，所述熱傳遞區(qū)域設(shè)置在所述第一、第二和第三流體儲存器的相應上區(qū)域之間，用于容許在包含在其中的所述流體之間的熱傳遞。
45.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的用于冷卻物品的設(shè)備，其特征在于，包括換熱器部分，其布置成供應有來自流體儲存器的流體，所述流體儲存器在使用中設(shè)置在所述換熱器部分上方，所述流體儲存器包括用于冷卻在所述儲存器中的流體的冷卻器件，使得所述流體在重力作用下流到所述換熱器部分中以便冷卻所述物品。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其特征在于，包括用于將空氣在所述換熱器部分上方或者通過所述換熱器部分朝所述物品傳遞，傳遞到所述物品上或圍繞所述物品傳遞的器件。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其特征在于，所述器件包括風扇或壓縮器，其與所述換熱器部分，可選地經(jīng)由管路流體連通。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于，所述換熱器部分設(shè)置在與所述管路流體連通的殼體內(nèi)，所述殼體包括在其中的一個或更多個孔口，在所述換熱器部分上方或通過所述換熱器部分傳遞的空氣通過所述一個或更多個孔口從所述殼體朝所述物品排出，排出到所述物品上或圍繞所述物品排出。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其特征在于，所述殼體包括多個孔口，優(yōu)選地或相對小的直徑。
50.根據(jù)權(quán)利要求45至49中的任一項所述的孔口，其特征在于，所述換熱器部分包括容器，其具有多個換熱表面。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其特征在于，所述換熱表面包括多個孔口，其布置成容許空氣穿過所述換熱器部分。
52.根據(jù)權(quán)利要求45至47中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括設(shè)成與所述第二流體儲存器熱連通的換熱器部分，所述設(shè)備布置成使冷卻空氣穿過所述換熱器部分，以允許在所述冷卻空氣與所述第二儲存器中的流體之間的換熱，隨后將所述冷卻空氣朝所述物品引導，引導到所述物品上或圍繞所述物品引導。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，所述換熱器部分包括與在所述第二流體儲存器中的流體熱連通的一個或更多個導管。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的設(shè)備，其特征在于，所述一個或更多個導管布置成浸入在所述第二流體儲存器中的流體中。
55.根據(jù)權(quán)利要求53或54所述的設(shè)備，其特征在于，所述換熱器部分包括在所述第二流體儲存器內(nèi)的多個導管，可選地成排間隔開的導管，其可選地大致平行于彼此。
56.根據(jù)權(quán)利要求45至55中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括風扇或壓縮器，其與所述換熱器部分流體連通，用于將冷卻氣體泵送通過所述換熱器部分。
57.根據(jù)權(quán)利要求45至56中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述換熱器部分由熱傳遞材料形成。
58.根據(jù)權(quán)利要求45至57中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述物品包括電池。
59.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，包括一個或更多個流體管線，待冷卻的流體布置成在使用中流過所述一個或更多個流體管線。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的設(shè)備，其特征在于，所述管線布置成流過所述第二流體儲存器。
61.根據(jù)權(quán)利要求59或60所述的設(shè)備，其特征在于，所述管線布置成流過所述第一儲存器。
62.根據(jù)權(quán)利要求59至61中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述管線布置成聯(lián)接于飲料分配設(shè)備。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備構(gòu)造成由此待分配的飲料可穿過所述管線，可選地借助于泵和/或在重力作用下。
64.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，包括: 至少一個接受器，物品可置放在所述至少一個接受器內(nèi)用于控制溫度的存儲，其中，所述或每個接受器包括管或囊，其具有由設(shè)置在所述設(shè)備的壁中的孔口所限定的開口，并且向內(nèi)延伸到所述第二流體儲存器中，以便浸沒在其中。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的設(shè)備，其特征在于，所述或每個管或囊在其遠離所述開口的端部處閉合。
66.根據(jù)權(quán)利要求64或65所述的設(shè)備，其特征在于，所述或每個接受器由彈性體材料形成。
67.根據(jù)權(quán)利要求64至66中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述或每個接受器從其接近所述開口的端部朝其遠離所述開口的端部漸縮。
68.根據(jù)權(quán)利要求64至67中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括至少兩個接受器，每個接受器遠離其相應開口的端部被連接。
69.根據(jù)權(quán)利要求64至68中的任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述或每個接受器布置成容許從保持在其中的飲料容器至包含在所述第二流體儲存器中的流體的熱傳遞。
70.一種制冷器，其包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備和用于包含待冷卻的一個或更多個物體或物品的有效載荷體積，所述有效載荷體積設(shè)置成與所述第二流體儲存器熱連通。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的制冷器，其包括以下中的一個或更多個: 用于冷卻飲料容器的冷卻器； 用于分配飲料的流體管線；以及 電池冷卻器。
72.一種根據(jù)權(quán)利要求70或71所述且布置成設(shè)置在常規(guī)制冷器等內(nèi)的制冷器，其特征在于，所述冷卻器件通過所述制冷器的既有冷卻元件或冷卻系統(tǒng)提供，并且其中，所述設(shè)備構(gòu)造成定位在所述制冷器內(nèi)，使得所述第一流體儲存器與既有冷卻元件或冷卻系統(tǒng)熱連通，以便冷卻在其中的所述流體。
73.—種方法,包括: 冷卻在第一流體儲存器的下區(qū)域中的流體； 允許所述第一流體儲存器內(nèi)的、處于低于所述第一儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至所述第一流體儲存器的上區(qū)域； 允許在第二流體儲存器內(nèi)的、處于高于所述第二儲存器中的流體的臨界溫度的溫度的流體上升至所述第二流體儲存器的上區(qū)域； 允許熱傳遞在熱傳遞區(qū)域中在已經(jīng)在所述第一儲存器中上升的流體與已經(jīng)在所述第二儲存器中上升的流體之間發(fā)生，所述熱傳遞區(qū)域設(shè)在所述第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間；以及 允許在所述熱傳遞區(qū)域中處于所述臨界溫度的流體至少下沉到所述第二流體儲存器中。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，在所述第一流體儲存器中的所述流體是液體，所述第一流體具有根據(jù)處于所述第一流體的臨界溫度的溫度的密度最大值。
75.根據(jù)權(quán)利要求73或74所述的方法，其特征在于，在所述第二流體儲存器中的所述流體是液體，所述第二流體具有根據(jù)處于所述第二流體的臨界溫度的溫度的密度最大值。
76.根據(jù)從屬于權(quán)利要求74的權(quán)利要求75所述的方法,其特征在于,所述第一和第二流體是大致相同的流體。
77.—種制冷設(shè)備,包括: 夕卜殼; 流體體積，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)，并且包括將所述流體體積分成第一中央流體儲存器和第二及第三外部流體儲存器的堰器件； 冷卻器件，其設(shè)置在所述第一流體儲存器中，用于冷卻包含在所述第一流體儲存器中的冷卻流體； 熱傳遞區(qū)域，其至少部分地由所述流體儲存器的相應上區(qū)域限定，用于容許在包含在所述第一流體儲存器中的流體與包含在所述第二和第三流體儲存器中的流體之間的熱傳遞；以及 第一和第二有效載荷隔室，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)并且與所述第二和第三流體儲存器熱連通。
78.—種制冷設(shè)備,包括: 夕卜殼; 流體體積，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)，并且包括將所述流體體積分成第一內(nèi)部流體儲存器和第二外部流體儲存器的圓筒形堰器件； 冷卻器件，其設(shè)置在所述第一流體儲存器中，用于冷卻包含在所述第一流體儲存器中的流體； 熱傳遞區(qū)域，其至少部分地由所述流體儲存器的相應上區(qū)域限定，用于容許在包含在所述第一流體儲存器中的流體與包含在所述第二流體儲存器中的流體之間的熱傳遞；以及有效載荷隔室，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)，至少部分地圍繞所述流體體積，并且與所述第二流體儲存器熱連通。
79.—種方法,包括: 冷卻在第一流體儲存器的下區(qū)域中的流體； 容許所述第一流體儲存器內(nèi)的、處于低于所述流體的臨界溫度的溫度的流體上升至所述第一流體儲存器的上區(qū)域； 將處于低于所述臨界溫度的溫度的流體與來自第二流體儲存器的處于高于所述臨界溫度的溫度的流體在熱傳遞區(qū)域中混合，所述熱傳遞區(qū)域設(shè)置在所述第一和第二流體儲存器的相應上區(qū)域之間；以及 容許在所述熱傳遞區(qū)域中處于所述臨界溫度的流體下沉到至少所述第二流體儲存器中，以便冷卻與其熱連通的有效載荷隔室。
80.—種設(shè)備、一種制冷器或一種方法，其大致如本文中參考附圖所述地構(gòu)造和/或布 置。
【文檔編號】F25D3/02GK104364592SQ201380017447
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月27日
【發(fā)明者】I.坦斯利 申請人:確保冷藏有限公司