JPH04502665A - 真空絶縁されたソーベント駆動される冷蔵装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 真空絶縁されたソーベント駆動される冷蔵装置発明の背景 この発明は、温度変化装置に関するものであり、より特定的には、携帯用または 使い捨ての食料品もしくは飲料用クーラーに関するものである。

２０℃から２５℃の平均周囲温度でほとんど無期限に保存されてもよい食料品お よび飲料は数多くあるが、それらは消費される前にただちに冷されるべきである 。一般的に、これらの食料品および飲料は、電気冷蔵装置によって冷される。こ れらの装置をそのような食料品および飲料を冷すのに使用するのは、常に実用的 であるとは限らない。なぜならば、冷蔵装置は一般的に電源を必要とし、通常、 携帯不可能であり、食料品および飲料を迅速に冷さないからである。

必要に応じて冷された材料を提供する代替の方法は、携帯用の絶縁容器を使用す る方法である。しかし、これらの容器は、単に中に入れる前の食料品または飲料 の温度を維持するためだけに機能するか、または、所望される冷却効果を与える ために角氷を使用しなければならない。氷が使用されると、絶縁容器は、食料品 または飲料よりもはるかにかさばり、重くなる。さらに、多くの場所で、冷却作 用が必要とされるとき、水が容易に利用できないかも知れない。

角氷は、食料品または飲料を迅速に冷すために独立的に使用されてきた。しかし 、氷は０℃以上ではごく限られた期間しか保存されないので、氷を冷却のために 独立的に使用することはしばしば望ましくない。さらに、冷却作用が望まれると き、氷は使用可能でないかも知れない。

食料品および飲料の冷却に加えて、携帯用冷却装置の極めて望ましい応用は、他 にたくさんある。組織または臓器の冷却を含む医療分野での応用、外科的手順の 一部としての冷湿布の準備および組織の低温破壊、冷却された水または他の液体 の、要求に応じた製造を含む工業分野での応用、生物学標本の保存、保護衣類の 冷却および化粧用の応用が、これらに含まれる。携帯用冷却装置は、これらのす べての分野で広範囲な有用性を有することができる。

自己充足の、小型冷却装置を作るほとんどの試みは、大気圧を上回る圧力で保存 される冷媒液の使用に依存し、それによって、冷媒蒸気は大気に直接開放される ことができていた。あいにく、このようなシステムに利用可能な冷媒液の多くは 、可燃性で、有毒で、環境に有害であるか、または、液体状で存在するには極め て高圧でなければならないため、意図された目的に適する量では爆発の危険性を 示すかのいずれかである。逆に、（二酸化炭素のような）大気への排出を容認で きる他の使用可能な冷媒液は、相対的に低い熱容量および気化潜熱を有する。そ の結果、二酸化炭素を放出する冷却装置のいくつかは、かさばりすぎて、携帯用 装置として商業的に容認できない。

携帯用装置に冷却効果を与えるための代替の方法は、蒸発が起こるチャンバから 分離されたチャンバの中の冷媒蒸気を吸収または吸着する方法である。このよう なシステムでは、冷媒液は、密封されたチャンバの減少された圧力下で沸騰し、 その周囲から熱を吸収する。沸騰液体から発生した蒸気は、第１のチャンバから 継続的に除去され、蒸気を吸収する乾燥剤またはソーベント（ｓｏｒｂｅｎｔ） を含む第２のチャンバに排出される。

１つのチャンバの回りに冷却効果を発生させるための２つのチャンバの使用は、 シーゲル（Ｓｉｅｇｅｌ）による米国特許Ｎｏ、４２５０７２０および４７３６ ５９９と、フレラグホーン（Ｃｌｅｇｈｏｒｎ）らによる、米国特許Ｎｏ、２０ ９５３８６とに説明される。シーゲルの特許は、冷媒液として水を使用し、他方 、フレラグホーンらの特許では、水に限定しない。シーゲルの特許は、冷たい食 料品または飲料のための、そのような冷却装置の使用を想定する。しかし、どち らのシステムも、吸収チャンバに熱を発生し、そのチャンバは第１のチャンバに よって冷却される範囲から引離され、それによってその冷却効果を落とさないよ うにしなければならない。

さらに、シーゲルおよびフレラグホーンらのどちらの特許においても、冷却され る対象物の温度が下げられる結果、始めの急激な冷却効果は徐々に速度を落とす 。ソーベントチャンバにおける熱形成の問題を効果的に処理した先行技術はなく 、したがって、先行の吸着冷却装置で、小型化された食料品、飲料および他の冷 却システムでの使用に完全に適するものはない。

したがって、この発明の１つの目的は、ソーベントで発生する熱を処理し、蒸発 チャンバでの冷却効果を効率的に減少させないための手段を備えた、自己充足の 吸着冷却装置を供給することである。

他の目的は、添付の図面および後述の発明の詳細な説明から明らかになるであろ う。

発明の要約 この発明は、気化可能な液体を含む第１のチャンバと、真空の第２のチャンバと 、液体のためのソーベント（ＳＯｒｂｅｎｔ）を含む第３のチャンバとを含む、 自己充足の冷却装置であり、第２のチャンバは、第３のチャンバを実質的に取囲 み、その結果、真空が第３のチャンバを取囲む。

第２のチャンバは、第１および第３のチャンバの間に気化流体を運ぶ。弁は、第 １および第３のチャンバの間の流体連通を妨げる。アクチュエータは弁を開き、 第１および第３のチャンバを接続し、液体が気化できるようにし、かつ蒸気が第 ２のチャンバを介してソーベントに入ることができるようにする。

弁を開くことによって、第２および第３のチャンバが真空にされるため、第１の チャンバの圧力降下が起こる。この圧力降下によって、第１のチャンバの液体は 気化し、この液体から気体への相変化は、その液体が、蒸発した液体の気化の潜 熱に等しい熱を第１のチャンバから除去する場合のみ起こり得るので、第１のチ ャンバが冷却される。蒸気は、第２のチャンバを介して第３のチャンバへ流れ、 ソーベントによって吸収および吸着される。ソーベントは、吸収または吸着され た蒸気に含まれるすべての熱も得、もし吸収−吸着過程が発熱化学反応を含めば 、ソーベントは反応熱も吸収しなければならない。

ソーベントに含まれる熱は、熱除去材料によってソーベントから除去される。好 ましくは、熱除去材料は、ソーベントに熱結合された相変化材料である。その熱 は、ソーベントに接触して第３のチャンバを含む材料とは異なる熱質量を有し、 かつ、ソーベントよりも大きい熱容量を有する。

その熱はまた、第３のチャンバを絶縁する真空によって、第３のチャンバ内にも 含まれる。好ましい実施例では、第３のチャンバは第２のチャンバ内に実質的に 同心的に装着され、１つの実施例では、液体蒸気は実質的に第３のチャンバの周 りおよびその中に流れなければならない。

別の好ましい実施例では、液体は水である。さらに別の実施例では、高親水性ポ リマーが、第１のチャンバの内部面を裏打ちし、そこから沸騰が起こってもよい 表面積を最大にする。液体は、液体の沸騰を促進する核析出剤と混合されてもよ い。

この発明は、食料品、飲料または他の材料物品を、周囲温度から、必要に応じて 時宜を得た対応で冷却し、温度の有用な変化を示し、冷却過程で発生した熱を保 持し、または冷却された材料に戻ってくるソーベントからの熱伝達を妨げ、無期 限に、その冷却ポテンシャルを失わずに保存することができ、人間の使用におけ る政府の安全基準を満たす、自己充足の高速冷却装置を提供する。

図面の説明 図１は、この発明に従った冷却装置の概略図であり、第２および第３のチャンバ は第１のチャンバ内に含まれる。

図２は、この発明に従った冷却装置の概略図であり、第２および第３のチャンバ は第１の外側に設けられる。

好ましい実施例の詳細な説明 図に示されるように、冷却装置１０は、冷媒液１８を含む、その内面が灯心材料 （ｗｉｃｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）でコーティングされた第１のチャンバ１ ２を含む。

冷却装置１０はまた、第３のチャンバ２１を取囲む第２のチャンバ２０も含む。

第３のチャンバ２１は、ソーベント２４に少な（とも部分的に満たされ、任意に 熱除去材料２５に接触する。図に概略的に示されるように、第２のチャンバ２０ および第３のチャンバ２１は、一定の流体連通にある。最初は、２つのチャンバ のうち少なくとも１つが真空にされ、それによって、他方に真空を生成する。

弁３０は、第１のチャンバ１２および第２のチャンバ２０の間に置かれ、それに よって、弁３０が開かれるときのみ、チャンバ１２および２０の間の流体連通が 許容される。

図２に示されるように、導管２８は、第１のチャンバ１２および第２のチャンバ ２０を、導管２８に介装される弁３０に接続してもよい。しかし図１に示される より好ましい実施例では、第２のチャンバ２０およびしたがって第３のチャンバ ２１は、第１のチャンバ１２内に完全に含まれ、第１のチャンバ１２および第２ のチャンバ２０を接続する導管は必要とされない。

冷却装置１０の動作は、弁３０が開かれるまで一時停止され（すなわち、システ ムは静的で、冷却が起こらず）、そのとき、導管２８は、第１、第２および第３ のチャンバ１２．２０および２１の間にそれぞれ流体連通を与える。

第１および第２のチャンバ１２および２０の間の弁３０を開放することによって 、第２のチャンバ２０が真空にされるため、チャンバ１２の圧力降下が起こる。

弁３０の開放によって引起こされる第１のチャンバ１２の圧力降下によって、液 体１８は、周囲温度で沸騰し、液体蒸発混合物３２になる。この液体から気体へ の相変化は、液体１８が、第１のチャンバ１２から蒸発した液体の気化潜熱に等 しい熱を除去してのみ起こり得る。この相変化によって、第１のチャンバ１２は 冷却する。冷却された第１のチャンバ１２は、矢印３３によって示されるように 、順番にその周囲の材料から熱を除去する。

第３のチャンバ２１の内側で、一度蒸気は、ソーベント２４によって吸収または 吸着される。これによって、第１のチャンバ１２内の減少された蒸気圧の維持が 容易になり、液体１８の沸騰し、蒸気になる量が増加し、チャンバ１２の温度を さらに低下する。蒸気の継続的な除去によって、第１のチャンバ１２の圧力は、 液体１８の蒸気圧を下回るように維持され、それによって、液体１８は、ソーベ ント２４が飽和されるまで、液体１８が蒸発しきってしまうまでか、または液体 １８の温度がその沸点を下回るまで降下するまで、継続的に沸騰し、蒸気を発生 する。

ソーベント２４が蒸気を吸収または吸着するとき、吸収または吸着熱が発生され る。熱的にソーベント２４に結合された（そして、好ましくは、ソーベント２４ に混合された）、任意の熱除去材料２５は、ソーベント２４から熱を除去し、そ の温度上昇が第１のチャンバ１２によって発生した冷却効果を下げるかもしれな い、ソーベント２４および第３のチャンバ２１の両方の温度上昇を、妨げるか、 または遅らせるであろう。

３つのチャンバの関係は、第１のチャンバ１２によって発生した冷却効果の低下 を妨げる別の機能を行なう。第２のチャンバ２０は、実質的に真空にされ、第３ のチャンバ２１を取囲むため、絶縁体を形成し、それによって、第３のチャンバ ２１に含まれる熱は、チャンバ内に残存する。

第３のチャンバ２１に関する真空絶縁によって、このチャンバは第１の冷却チャ ンバ１２を暖めない。好ましくは、第３のチャンバ２１は第２のチャンバ２ｏ内 に実質的に同心的に装着される。１つの実施例において、第３のチャンバ２１へ の入口は、液体蒸気が、第３のチャンバ２１に入り、ソーベント２４によって吸 着されるまで、実質的に第３のチャンバ２１の周りを流れねばならないように、 置かれる。

図１に示されるように、前述の構成によって、冷却装置１０の構成は、小型化さ れ、かさばらないものにされることができる。この大きさは、第２および第３の チャンバ２０および２１を、第１のチャンバ１２内に置くことによって、極めて 小さくすることが可能である。それにもかかわらず、第２および第３のチャンバ ２０および２１は、図２に示されるように、第２のチャンバ２０が第３のチャン バ２１を絶縁し、熱が冷却効果を下げないようにする限りは、第１のチャンバ１ ２に並んで位置させることができることが理解される。

第３のチャンバ２１内には、ソーベント２４が十分にあって、実質的にすべての 液体１８がソーベント２４に吸収または吸着されることが好ましい。過度のソー ベント２４を有することによって、この装置は真空が第２のチャンバ２０内に、 はぼ臨界時間に残存するであろうことを確実にし、吸着過程が終了した後、第３ のチャンバ２１に関する絶縁を保証する。第２のチャンバ２０内に完全な真空が 存在しないかもしれない間、このチャンバが、蒸発中および蒸発後、大気よりも 実質的に低い圧力下にあり、実質的な真空が、第３のチャンバ２１を絶縁するた めに存在することもまた、好ましい。

この発明の２つの重要な構成要素は、液体の蒸発およびソーベントである。液体 およびソーベントは、相補的でなければならず（すなわち、ソーベントは液体に よって発生された蒸気を、吸収または吸着できねばならず）、これらの構成要素 の適当な選択は、短時間に実用的な温度変化を行なうことができ、政府の安全基 準を満たし、小型である組合わせであろう。

この発明に使用される冷媒液は、好ましくは周囲温度で高い蒸気圧を有し、それ によって、圧力の減少が高い蒸気発生率を有するであろう。２０℃における液体 の蒸気圧は、好ましくは少なくとも約９ｍｍＨｇであり、より好ましくは、少な くとも約１５または２０ｍｍＨｇである。さらに、（食料製品の冷却のような） のために、液体は偶然にしろ、そうでないにしろ、周囲に排出される場合、適用 可能な政府基準を満たすべきである。この発明の多様な用途に適する特性を有す る液体には、メチルアルコールおよびエチルアルコールのような様々なアルコー ルと、アセトンおよびアセトアルデヒドのようなケトンまたはアルデヒドと、水 と、フレオンＣ３１８，１１４，２１，１１，１１４Ｂ２．１１３および１１２ のようなフレオンとがある。好ましい液体は水である。

さらに、冷媒液は、効果的な量の、液体よりも高い蒸気圧を有し、蒸発を促進す る、混和性の核析出剤と混合されてもよく、それによって、液体はさらに迅速に 蒸発し、液体は適冷されることがない。核析出剤に適するものには、エチルアル コール、アセトン、メチルアルコール、プロピルアルコールおよびイソブチルア ルコールがあり、これらはすべて水と混和性である。核析出剤と相溶性液体との 組合わせは、例えば、水に５％のエチルアルコールまたはメチルアルコールに５ ％のアセトンであってもよい。核析出剤は、好ましくは、２５℃において、少な （とも約２５ｍｍＨｇ、より好ましくは少なくとも約３５ｍｍＨＨの蒸気圧を有 する。代替的に、化学実験用の応用で使用される通常の沸騰石のような、固体の 核析出剤が使用されてもよい。

第３のチャンバ２１に使用されるソーベントの材料は、好ましくは、液体によっ て発生する蒸気をすべて吸収または吸着することができ、また好ましくは、食品 との接触が起こるかもしれない環境での使用に対する政府の安全基準を満たすで あろう。様々な応用に適するソーベントには、酸化バリウム、過塩素酸マグネシ ウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、活性炭、塩化カルシウム、グリセリン 、シリカゲル、アルミナゲル、水素化カルシウム、無水燐酸、燐酸、水酸化カリ ウム、硫酸、塩化リチウム、エチレングリコール、および亜硫酸ナトリウムがあ る。

熱除去材料は、次の３つのタイプのうちの１つであってもよい。（１）熱が与え られると、相変化をする材料（２）ソーベントより大きい熱容量を有する材料（ ３）冷媒液と接触すると、吸熱反応を起こす材料。

特定の応用に的する相変化材料は、パラフィン、ナフタリン、硫黄、水和塩化カ ルシウム、ブロモしょうのう、セチルアルコール、シアナミド、二ローディック 酸、ラウリン酸、水和硅酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムペンタハイドライト 、燐酸２ナトリウム、水和炭酸ナトリウム、水和硝酸カルシウム、ボウ硝、カリ ウム、ナトリウム、および酢酸マグネシウムから選択されてもよい。相変化材料 は、ソーベント材料から単に顕熱の蓄熱を介して熱をいくらか除去する。換言す れば、それらはソーベントが加熱されるのに伴って加熱され、ソーベントから熱 を除去する。しかし、相変化材料の最も効果的な機能は、相変化そのものにある 。極めて多量な熱が、相変化（すなわち、固体位相から液体位相への変化、また は液体位相から蒸気位相への変化）に関連する適当な相変化によって吸収される ことができる。変化に影響を与えるために必要な、変化の間吸収される、相対的 に実質的な熱量にもかかわらず、相変化材料の温度は、相変化の間、典型的には 変化をしない。固体から液体へ変化する、ソーベントから融解潜熱を吸収する相 変化材料は、閉システムにおいて最も実用的である。しかし、液体から蒸気に変 化する相変化材料もまた、実行可能である。したがって、環境保全面で安全な液 体が、（図示されていない）別の容器に、ソーベント材料に接触して（そこから 熱を吸収するために）与えられ、沸騰相変化材料が、ソーベント材料から、さら にシステム外に完全に熱を運び去るように出口を付けられ得る。

相変化で他に必要とされるのは、冷却される材料の予想周囲温度よりも高いが、 冷媒液の実質的一部（すなわち１／３またはｌ／４）を吸着する際に、ソーベン ト材料によって達成される温度よりも低い温度において、位相を変化させること である。したがって、たとえば、この発明に従った、食料品または飲料のような 材料を冷却する用途に意図されたほとんどの装置において、相変化材料は、３０ ℃以上、好ましくは約３５℃以上、しかし好ましくは約７０℃以下、そして最も 好ましくは約６０℃以下の温度で位相を変化することができる。もちろん、ある 応用においては、実質的により高い、またはより低い相変化温度が望ましいかも 知れない。確かに、９０℃、１００℃または１１０℃の相変化温度を有する多く の相変化材料が、あるシステムにおいては適当かも知れない。

ソーベントよりも大きい熱容量を有する材料は、システムの総熱量に影響しない ソーベントに接触して熱量を与えるが、冷却される材料と第３のチャンバ２１と の間の温度差を、２つの結果を伴って縮小する。第１に、２つの隣接する材料の 間の温度勾配が上がるにつれて、２つの材料の間の熱交換速度が上り、他のすべ てのものは等しい。したがって、第３のチャンバ２１のこのような熱質量材料は 、第３のチャンバ２１外への熱移動を遅らせる。第２に、ソーベント材料の多く は、これらの材料の温度がある限界を越えるとき、十分に機能しないか、または まったく機能しない。熱質量の形式にある熱吸収材料は、冷却サイクルの間１、 ソーベントの温度上昇速度を実質的に下げることができる。これによって順番に 、ソーベントは低い温度に維持され、ソーベントの蒸気吸着能力は促進される。

高い比熱を有する多様な材料には、シアナミド、エチルアルコール、エチルエー テル、グリセロール、イソアミルアルコール、イソブチルアルコール、水素化リ チウム、メチルアルコール、酢酸ナトリウム、水、エチレングリコール、および パラフィン臘がある。

高比熱材料（または高熱質量材料）を選択し、ソーベントの機能を妨げないこと を確実にする際には、もちろん注意を払わねばならない。もし、熱吸収材料が、 たとえば液体であれば、液体を梱包するか、さもなければ熱吸収材料とソーベン トとの間の物理的接触をさける必要があるであろう。ソーベント中に散在する熱 吸収材料の個々の小容器は、ソーベントおよび熱吸収材料が、他方と接触できな いとき、使用されてもよい。代替的には、熱吸収材料は、ソーベントに接触して 、相対的に広い表面積を有する１つのパッケージに位置されてもよく、ソーベン トから熱吸収材料への熱伝達を容易にしてもよい。

第３の範鴫の熱除去材料（吸熱反応を行なう材料）は、システムから完全に熱を 除去し、それを化学変化の形式で蓄積する長所を有する。吸熱材料は、有利に、 冷媒液（または蒸気）と接触する際に、吸熱反応を行なう材料でありでもよい。

この発明の実施例では、導管２８の弁３０が開かれ、蒸気が導管２８を介して第 ３のチャンバ２１に流れることかできるようになると、蒸気は吸熱材料の一部と 接触し、吸熱反応を行ない、ソーベント２４から熱を除去する。このような吸熱 材料には、熱が多かれ少なかれ恒久的にソーベントから除去され、もしあるとし ても、熱がほとんど冷却される材料へ再伝達され得ないという利点がある。

（ソーベント２４の、低い熱伝導率のような、熱伝達を遅らせる設計要因のため に起こる）このような熱交換は、その材料の使用に先行して、冷却された材料の 再加熱を行なうのに十分な速度で一般的に起こらないにもかかわらず、この吸熱 材料は、やがて蓄熱を周囲の材料に与えるであるう、相変化材料およびソーベン ト材料より大きい熱容量を有する材料とは、著しく異なる。

吸熱反応を行なう熱吸収材料は、Ｈ２ＢＯ３、ＰｂＢｒ２、ＫＢｒＯ１ＫＣ１０ ３、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＫＣｌ０４、Ｋ２Ｓ１Ｓｎ■２、ＮＨ４ＣｌＳＫＭｎＯ４ 、およびＣｓ　ＣＩ　Ｏ４のような化合物から様々に選択されてもよい。

さらに、熱除去材料は、ソーベントと有利に接触してもよい。この説明の様々な 具体例に置いて、ソーベントおよび熱除去材料は混合されることができ、熱除去 材料は、ソーベントに混合された離散片、またはソーベントに混合されてはいな いが接触している塊であり得る。

灯心材料１６を選択する際、システムおよび使用される特定の冷媒液１８の要求 に応じて、どの材料が多種類選ばれてもよい。灯心材料は、冷媒液１８に対する 親和性および実質的な灯心能力を有する布地または織物のような単純なものであ ってよい。したがって、たとえば、冷媒液が水であれば、灯心材料は布地、シー ツ、フェルト、または綿、フィルタ材料、天然セルロース、再生セルロース、セ ルロール誘導体、吸取紙または他の適当な材料を寄せ集めた材料であってもよい 。最も好ましい灯心材料は、蒸発チャンバの内面をコーティングすることができ る、ゲル形成ポリマーのような高親水性の材料であろう。このような材料は好ま しくは、酢酸塩化ビニール、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、メタク リル酸メチル、アジピン酸、ジヒドロ−２，５−フランディオン（ｄｉｈｙｄｒ ｏ−２゜５−ｆｕｒａｎｏｄｉｏｎｅ）　、プロピオ〕／酸、１．３−イソベン ゾフランディオン（１，３−ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｄｉｏｎｅ）、ｌｈ− ピロール−２，５−ディオン、またはへキサヒドロ−２ｈ−アゼピン−２−ワン （ｈｅｘａｈｙｄｒｏ−２ｈ−ａｚｅｐｉｎ−２−ｏｎｅ）のアルキル、アリー ル、およびアミノ誘導体ポリマーからなる。

灯心材料（ｗｆｃｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）は、噴霧され、材料を寄せ集め られ、さもなければ第１のチャンバ１２の内面にコーティングされるか、または 与えられてもよい。好ましい実施例において、灯心材料は、その面に静電的に堆 積される。別の実施例では、灯心材料は、非水ソーベントのような適当なソーベ ントに混合され、その溶解物は、第１のチャンバ１２の内面に与えれる。

別の好ましい実施例では、灯心材料は、蒸発器のどのような激しい蒸発も制御す ることができ、したがって、蒸気位相のどのような気水共発も減少させる。この ような実施例では、灯心材料は、多孔質の、隙間を埋める、または海綿状の構造 を形成するポリマーであり、第１のチャンバ１２のすべてまたは一部を満たして もよい。

弁３０は、先行技術に示される様々なタイプの中からどれを選択されてもよい。

弁３０は、蒸気がソーベント２４によって吸着されないようにする限りは、第１ のチャンバ１４と第３のチャンバ２１との間のどの位置におかれてもよい、しか し、冷却装置１０がすべて加圧コンテナ５０内にあるならば、圧力応答弁は、容 器の圧力開放の際に、冷却装置を作動させることができるように使用される。

この発明は、この中で説明される冷却装置の使用方法も含む。この方法は、ここ に説明されるタイプの冷却装置を与えるステップを含む。すなわち、第１のチャ ンバ１２と第２のチャンバ２０との間の弁を開放し、それによって第１のチャン バの圧力が減少し、液体が沸騰され、蒸気を形成し、その蒸気がソーベント材料 によって収集され、さらに、平衡条件が達成されるまでソーベントに同じものを 収集することによって、第２のチャンバから蒸気を除去し、ソーベントが実質的 に飽和され、または元来第１のチャンバ内にある実質的すべての液体が、ソーベ ント内に収集されており、同時に上述の熱除去材料によってソーベントから熱が 除去される。この過程は好ましくはワンショットプロセスである。したがって、 策１のチャンバ１２と第２のチャンバ２０とを接続する導管２８の弁３０の開放 は好ましくは、不可逆である。同時に、システムは閉システムである。換言すれ ば、冷媒液は、システムの外に出ず、冷媒液またはソーベントが第１のチャンバ １２または第２のチャンバ２０から出る方法はない。

この発明は、ある好ましい実施例に関連して説明されてきたが、この発明の範囲 はここに説明される特定の実施例に制限されるものではなく、代りに、後述の請 求項によって判断されるように意図されるものである。

補正書の写しく翻訪）つ提出書（特許法第１８４条の７第１面平成　３年　７月 　４日仄町

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．気化可能な液体を含む第１のチャンバと、第２のチャンバと、 前記液体のためのソーベントとを含む第３の真空にされたチャンバとを含み、前 記第２のチャンバを前記第３のチャンバを実質的に取囲み、それによって、前記 第２のチャンバは真空にされると、真空が前記第３のチャンバを取囲み、前記第 ２のチャンバは前記第１および第３のチャンバの間に気化流体を運ぶようにされ 、さらに、前記第１および第３のチャンバの間の流体連通を妨げる弁と、 前記第１および第３のチャンバを接続するように開放し、前記液体が気化するの を許容し、前記蒸気が前記第２のチャンバを介して前記ソーベントへ通過するの を許容するアクチュエータとを含む、自己充足の冷却装置。
2. ２．前記第３のチャンバは、前記第２のチャンバ内に実質的に同心的に装着され る、請求項１に記載の装置。
3. ３．前記第３のチャンバは、前記第２のチャンバに装着され、それによって、液 体蒸気は、実質的に前記第３のチャンバの周りおよび前記第３のチャンバの中に 流れねばならない、請求項１に記載の装置。
4. ４．前記第１のチャンバは、前記液体のための灯心材料が設けられる内面を有す る、請求項１に記載の装置。
5. ５．前記液体のための前記灯心材料は、親水性のゲル形成ポリマーを含む、請求 項４に記載の装置。
6. ６．前記液体のための前記灯心材料は、酢酸塩化ビニル、塩化ビニリデン、テト ラフルオロエチレン、メタクリル酸メチル、アジピン酸、ジヒドロ−２、５−フ ランデイオン、プロピオン酸、１、３−イソベンゾフランディオン、１ｈ−ピロ ール−２、５−ディオン、およびヘキサヒドロ−２　ｈ−アゼピン−２−ワンを 含む群から選択されるアルキル、アリール、およびアミノ誘導体ポリマーからな る、請求項４に記載の装置。
7. ７．前記液体のための前記灯心材料は、綿、天然セルロース、再生セルロース、 またはセルロース誘導体からなる、請求項４に記載の装置。
8. ８．前記液体は、２０℃において、約９ｍｍＨｇを上回る蒸気圧を有する、請求 項１に記載の装置。
9. ９．前記液体は水である、請求項１に記載の装置。
10. １０．前記第１のチャンバに、２５℃において、約２５ｍｍＨｇを上回る蒸気圧 を有する核析出材料をさらに含み、前記第１のチャンバの圧力が、前記弁の開放 の結果、降下すると、前記液体の沸騰を容易にする、請求項１に記載の装置。
11. １１．前記核析出材料は、エチルアルコール、アセトン、メチルアルコール、プ ロピルアルコール、またイソブチルアルコールである、請求項１０に記載の装置 。
12. １２．前記第２のチャンバは、前記第１のチャンバ内に完全に含まれる、請求項 １に記載の装置。
13. １３．前記第２のチャンバは、最初に真空にされる、請求項１に記載の装置。
14. １４．前記第３のチャンバは、前記第１のチャンバ内の実質的にすべての液体を 吸収または吸着するのに十分なソーベントを含む、請求項１に記載の装置。
15. １５．前記ソーベントからの熱を除去するための、前記ソーベントに熱結合され る方法をさらに含む、請求項１に記載の装置。
16. １６．（ａ）ｉ）気化可能な液体を含む第１のチャンバと、ｉｉ）第２のチャン バと、 ｉｉｉ）前記液体のための吸収剤を含み、前記第２のチャンバは前記第３のチャ ンバを実質的に取囲み、それによって、前記第２のチャンバが真空にされると、 真空が前記第３のチャンバを取囲み、前記第２のチャンバは、前記第１および第 ２のチャンバの間に気化液体を運ぶようにされる、第３の真空にされたチャンバ と、 ｉｖ）前記第１および第３のチャンバの間の流体連通を妨げる弁と、 ｖ）前記弁を開放し、前記第１および第３のチャンバを接続する手段とを含む、 冷却装置を与えるステップと、 （ｂ）前記弁を開き、前記第１のチャンバと前記第３のチャンバとの間の連通を 許容し、それによって前記第１のチャンバの圧力は下げられ、それによって液体 が沸騰し、蒸気を形成し、その蒸気が前記第３のチャンバ内のソーベント材料に よって収集されるステップと、（ｃ）平衡条件に到達するまで、前記ソーベント に蒸気を収集することによって前記第３のチャンバから蒸気を除去し、前記ソー ベントは、実質的に飽和され、または元来前記第１のチャンバ内にある実質的に すべての液体が、前記ソーベントに収集されるステップと、（ｄ）前記第３のチ ャンバ内に、実質的に前記第３のチャンバを取囲む前記第２のチャンバの真空に よって、前記ソーベントに発生した熱を含むステップとを含む、冷却のための方 法。
17. １７．前記第３のチャンバは、前記第２のチャンバ内に実質的に同心的に装着さ れる、請求項１６に記載の方法。
18. １８．前記第３のチャンバは、前記第２のチャンバに装着され、前記液体蒸気は 、実質的に前記第３のチャンバの周りおよび前記第３のチャンバの中に流れねば ならない、請求項１６に記載の方法。
19. １９．前記第１のチャンバは、前記液体のための灯心材料が設けられる内面を有 する、請求項１６に記載の方法。
20. ２０．前記液体のための前記灯心材料は、親水性ゲル形成ポリマーである、請求 項１９に記載の方法。
21. ２１．前記液体のための前記灯心材料は、酢酸塩化ビニール、塩化ビニリデン、 テトラフルオロエチレン、メタクリル酸メチル、アジピン酸、ジヒドロ−２、５ −フランデイオン、プロピオン酸、１、３−イソベンゾフランディオン、１　ｈ −ピロール−２、５−ディオン、およびヘキサヒドロ−２　ｈ−アゼピン−２− ワンを含む群から選択される、アルキル、アリール、およびアミノ誘導体ポリマ ーからなる、請求項１９に記載の方法。
22. ２２．前記液体のための前記灯心材料は、綿、天然セルロース、再生セルロース 、またはセルロース誘導体からなる、請求項１９に記載の方法。
23. ２３．前記液体は、２０℃において、約９ｍｍＨｇの蒸気圧を有する、請求項１ ６に記載の方法。
24. ２４．前記液体は、水である、請求項１６に記載の方法。
25. ２５．前記第１のチャンバ内に、２５℃において、約２５ｍｍＨｇを上回る蒸気 圧を有する核析出材料をさらに含み、前記第１のチャンバの圧力が、前記弁の開 放の結果、降下すると、前記液体の沸騰を容易にする、請求項１６に記載の方法 。
26. ２６．前記核析出材料は、エチルアルコール、アセトン、メチルアルコール、プ ロピルアルコールまたはイソブチルアルコールである、請求項２５に記載の方法 。
27. ２７．前記第２のチャンバは、前記第１のチャンバ内に完全に含まれる、請求項 １６に記載の方法。
28. ２８．前記第２のチャンバは、最初に真空にされる、請求項１６に記載の方法。
29. ２９．前記第３のチャンバは、前記第１のチャンバ内の実質的にすべての液体を 吸収または吸着するのに十分なソーベントを含む、請求項１６に記載の方法。
30. ３０．前記ソーベントからの熱を除去するために、前記ソーベントに熱結合され る物質をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
31. ３１．前記方法は、ワンショットプロセスを含む、請求項１６に記載の方法。
32. ３２．弁は、前記第１および第２のチャンバの間に置かれる、請求項１に記載の 装置。