(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度の飲料を含む容器を提供するシステムであって、前記システムは、
（ｉ）閉じたキャビネットであって、複数の前記容器を保存するキャビネット内室を画定し、前記容器を一度に１個分配するディスペンス開口を有するか、または前記キャビネット内室から１個以上の前記容器を取り出すために前記キャビネット内室へのアクセスを可能にする開閉式扉を有し、かつ前記キャビネット内室内の温度を、前記第１の温度よりも高い温度である第２の温度に維持するためのサーモスタット制御の温度制御手段を有する閉じたキャビネットと、
（ｉｉ）複数の前記容器とを備え、
前記各容器が、容器本体とクロージャとを有し、内部チャンバを画定し、前記内部チャンバが内部容積を画定し、所定の容積の前記飲料を含み、
前記各容器が、前記飲料の前記所定の容積の約３３％を超えず、かつ前記内部容積の約２５％を超えないハウジング容積を画定しているハウジングを有する冷却装置をさらに備え、
前記冷却装置が、少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質を含み、前記反応物質が互いに反応すると、前記反応物質の化学量数よりも少なくとも３大きい化学量数の非毒性の生成物を生成する不可逆エントロピー増加反応を起こし、
前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質が、当初は互いに分離して前記冷却装置内に保持され、前記不可逆エントロピー増加反応で互いに反応すると、５分以下の時間内で、前記飲料を前記第２の温度から前記第１の温度に冷却し、
前記冷却装置が、前記容器が開封されると、前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質間の前記反応を開始させるためのアクチュエータをさらに備え、
前記第２の温度が、１５℃〜３０℃である、
システム。
【請求項２】
前記アクチュエータが、前記反応を開始させるために前記内部チャンバ内の圧力上昇を前記冷却装置に伝達する、あるいは前記反応を開始させるために前記内部チャンバ内の圧力低下を前記冷却装置に伝達する圧力伝達装置を備える、あるいは前記アクチュエータが、前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質間の前記反応を開始させるための機械式アクチュエータを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記反応物質が、前記アクチュエータによって破壊、溶解、または破断される破壊可能、溶解可能、または破断可能な膜によって分離された、あるいは置換可能なプラグによって分離された、前記冷却装置内の別個の区画内に保持される、あるいは前記アクチュエータが、前記膜を破壊または刺入するための膜破壊装置または膜刺入装置を備え、または前記アクチュエータが、前記容器の外部からアクセス可能である、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記不可逆エントロピー増加反応が、前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質から前記非毒性の生成物への±５％以下の容積の変化をもたらす、あるいは前記冷却装置が、前記不可逆エントロピー増加反応で還元されたあらゆる過剰なガスの大気への放出が可能となるように大気に連通されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質が、別個の顆粒として、少なくとも１つの顆粒と少なくとも１つの液体として、または別個の液体として存在し、前記顆粒または前記複数の顆粒が、１つ以上の外部コーティングによる反応を防止され、前記１つ以上の外部コーティングが、水または有機溶媒によって溶解可能である、あるいは前記顆粒または前記複数の顆粒が、可溶性ゲルまたはフォームに封入されて反応を防止されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記冷却装置が、化学活性剤をさらに含み、前記液体活性剤が反応制御剤として機能する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質が、前記不可逆エントロピー増加反応で多数の遊離水分子に遊離する１つ以上の塩水和物を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質が、第１の反応物質と、第２の反応物質と、第３の反応物質とを含み、前記第２の反応物質と前記第３の反応物質が、別個の顆粒として存在し、前記第１の反応物質が、前記第２の反応物質と前記第３の反応物質の前記顆粒を覆うコーティングとして用いられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の反応物質と前記第３の反応物質が、中間反応生成物を生成する第１の不可逆エントロピー増加反応をもたらし、前記第３の反応物質が、前記中間反応生成物と反応して第２の不可逆エントロピー増加反応をもたらす、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記中間生成物がガスであり、前記第２の不可逆エントロピー増加反応が錯体または沈殿物を生成する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の反応物質が、水または有機溶媒によって溶解され、前記第１の反応物質と、前記第２の反応物質と、前記第３の反応物質とが、前記コーティングによって反応が防止されている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記冷却装置が、前記容器内に収容されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記温度制御手段が、前記キャビネット内室の冷却と加熱の両方を行うことができる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
保存される飲料容器１個当たりの消費電力が、従来の冷蔵庫が使用されるときの保存される飲料容器１個当たりの消費電力と比較すると少なくとも８０％削減される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
第１の温度の飲料を含む容器を提供する方法であって、前記容器が、容器本体とクロージャとを備え、内部チャンバを画定し、前記内部チャンバが内部容積を画定し、所定の容積の前記飲料を含み、
前記容器が、前記飲料の前記所定の容積の約３３％を超えず、かつ前記内部容積の約２５％を超えないハウジング容積を画定しているハウジングを有する冷却装置をさらに備え、
前記冷却装置が、少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質を含み、前記反応物質が互いに反応すると、前記反応物質の化学量数よりも少なくとも３大きい化学量数の非毒性の生成物を生成する不可逆エントロピー増加反応を開始し、
前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質が、当初は互いに分離して前記冷却装置内に保持され、前記不可逆エントロピー増加反応で互いに反応すると、５分以下の時間内で、前記飲料を、前記第１の温度よりも高い温度である第２の温度から前記第１の温度に冷却し、
前記冷却装置が、前記容器が開封されると、前記少なくとも２つの別個の非毒性の反応物質間の前記反応を開始させるためのアクチュエータをさらに備え、前記方法が、
（ｉ）複数の前記容器を保存するキャビネット内室を画定し、前記容器を一度に１個分配するディスペンス開口を有するか、または前記キャビネット内室から１個以上の前記容器を取り出すために前記キャビネット内室へのアクセスを可能にする開閉式扉を備える閉じたキャビネットを用意するステップと、
（ｉｉ）前記キャビネット内室を前記第２の温度にサーモスタット制御するステップと、
（ｉｉｉ）前記各容器内の飲料を前記第２の温度に固定するために長時間に亘って前記複数の容器を前記キャビネット内室に保存するステップと、
（ｉｖ）前記キャビネット内室から前記容器を分配するステップと、
（ｖ）前記容器を開封して、前記不可逆エントロピー増加反応を引き起こして、前記容器内の前記飲料の前記第１の温度への前記冷却を行うステップと、を含み、
前記第２の温度が、１５℃〜３０℃である、方法。
【請求項１６】
前記提供される容器が、請求項１〜１４のいずれか１つの特徴をさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
飲料缶と飲料ボトルは、炭酸飲料たとえば、ビール、サイダー、スパークリングワイン、炭酸ミネラルウォーター、または様々なソフトドリンク、あるいは非炭酸飲料、たとえば、非炭酸水、牛乳やヨーグルトなどの乳製品、ワイン、または様々なフルーツジュースなどの飲料を保存するために数十年に亘って使用されてきた。飲料容器、たとえばボトル、特に缶は典型的には、最大量の飲料を収容し、使用する材料の量を最小限にすると共に、飲料容器の機械的安定性を保証するように設計されている。
【背景技術】
【０００２】
殆どの飲料には、標準保存温度よりも大幅に低い最適な提供温度がある。飲料容器は、典型的には、スーパーマーケット、レストラン、一般家庭、および保存施設では室温で保存される。殆どの飲料の最適な摂取温度は、約５℃であるため、飲料を提供する前に冷却する必要がある。典型的には、飲料容器は提供する前に飲料を約５℃の温度にできるように飲料を提供するかなり前から冷蔵庫または冷蔵保存室などに保存される。したがって、飲料をすぐに飲めるようにしておきたい人は、飲料を常に低温で保存しなければならない。バー、レストラン、スーパーマーケット、およびガソリンスタンドなどの多くの商業施設は、消費者の冷えた飲料の要求を満たすことができるように常に冷蔵庫を運転する必要がある。これは、消費する前に飲料缶を長期間に亘って保存しなければならないことがあるため、エネルギの無駄遣いと見なすことができる。
【０００３】
上述したとおり、冷蔵による飲料容器の冷却は非常に遅く、エネルギの無駄である。一部の人は、温度が氷点よりも十分に低い冷凍機または同様の保存設備内に短時間、飲料容器を入れておくことによって冷却に必要な時間を短縮するであろう。しかし、これは、飲料が凍る十分前に冷凍機から飲料を取り出さないと、飲料の膨張によって飲料容器が破断し得るため、安全上のリスクを伴う。別法では、水の熱伝導性が空気の熱伝導性よりも著しく高いため、氷と水の入ったバケツを、飲料のより効率的な冷却のために使用することができる。
【０００４】
飲料容器自体が、適切な低い温度に飲料を冷却するために飲む直前に作動させることができる冷却要素を備えていれば有利であろう。飲料分野のパッケージングの範囲内において、飲料缶と自己冷却式飲料缶の冷却に関連した特定の技術が、特に、米国特許第４４０３５６７号、米国特許第７１１７６８４号、欧州特許第０４９８４２８号、米国特許第２８８２６９１号、英国特許第２３８４８４６号、国際公開第２００８／０００２７１号、英国特許第２２６１５０１号、米国特許第４２０９４１３号、米国特許第４２７３６６７号、米国特許第４３０３１２１号、米国特許第４４７０９１７号、米国特許第４６８９１６４号、米国特許出願公開第２００８／０１７８８６５号、特開２００３−２０７２４３号、特開２０００−２６５１６５号、米国特許第３３０９８９０号、国際公開第８５／０２００９号、米国特許第３２２９４７８号、米国特許第４５９９８７２号、米国特許第４６６９２７３号、国際公開第２０００／０７７４６３号、欧州特許第８７８５９号（米国特許第４４７０９１７号に対応）、米国特許第４２７７３５７号、独国特許第３０２４８５６号、米国特許第５２６１２４１号（欧州特許第０４９８４２８号に対応）、英国特許第１５９６０７６号、米国特許第６５５８４３４号、国際公開第０２／０８５７４８号、米国特許第４９９３２３９号、米国特許第４７５９１９１号、米国特許第４７５２３１０号、国際公開第０１／１０７３８号、欧州特許第１７４６３６５号、米国特許第７１１７６８４号、欧州特許第０４９８４２８号、米国特許第４７８４６７８号、米国特許第２７４６２６５号、米国特許第１８９７７２３号、米国特許第２８８２６９１号、英国特許第２３８４８４６号、米国特許第４８０２３４３号、米国特許第４９９３２３７号、国際公開第２００８／０００２７１号、英国特許第２２６１５０１号、米国特許出願公開第２００８０１７８８６５号、特開２００３−２０７２４３号、米国特許第３３０９８９０号、米国特許第３２２９４７８号、国際公開第２０００／０７７４６３号、国際公開第０２／０８５７４８号に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献には、化学反応または蒸発によって冷却するための技術が記載されている。上記のこのような技術を使用する場合は、飲料を瞬間冷却することができ、事前の冷却が必要なくなり、電気エネルギの消費を回避できる。上記技術では、冷却装置は飲料容器と比較して大きい。言い換えれば、少量の飲料を収容するために大きな飲料容器を用意しなければならないため、材料と容積が無駄となってしまう。したがって、より良く冷却し、かつ／または飲料容器内の空間をあまり占有しない冷却装置が要望されている。
【０００６】
化学反応によって冷却する従来技術は、反応の冷却効果は知られているが、飲料容器の当初の温度が分からないという問題を抱えている。したがって、飲料の最終温度が不確かである、すなわち飲料容器の当初の温度によって左右される。本発明の目的は、所定の低い温度で飲料容器を提供することにある。
【０００７】
本発明の特徴は、飲料の温度を約２２℃から５℃まで下げて電動外部冷却の必要性を排除または実質的に低減するための、飲料容器内で使用することができる冷却装置を提供することである。
【０００８】
本発明によるさらなる利点は、飲料容器と冷却装置を長期間、たとえば、数週間、数ヶ月間、または数年間に亘って保存した後、飲料がまさに飲まれようとする直前に、冷却装置を作動させて飲料を適当な摂取温度まで冷却することができる。したがって、本発明のさらなる目的は、飲料がまさに飲まれようとする直前に冷却装置を作動させる作動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、冷却装置を特定の低い温度、たとえば、約５℃の温度である第１の温度の飲料を含む容器を提供するシステムと組み合わせて使用することができ、このシステムは、
（ｉ）閉じたキャビネットであって、複数の容器を保存するキャビネット内室を画定し、容器を一度に１個分配するディスペンス開口を有するか、またはキャビネット内室から１個以上の容器を取り出すためにキャビネット内室へのアクセスを可能にする開閉式扉を備え、かつキャビネット内室内の温度を、第１の温度よりも高い温度、好ましくは平均周囲温度またはそれよりもやや低い温度である第２の温度に維持するためのサーモスタット制御の温度制御手段を有する閉じたキャビネットと、
（ｉｉ）複数の容器とを含み、
各容器が、容器本体とクロージャ（closure）とを備え、内部チャンバを画定し、内部チャンバが内部容積を画定し、所定の容積の飲料を含み、
各容器が、飲料の所定の容積の約３３％を超えず、かつ内部容積の約２５％を超えないハウジング容積を画定しているハウジングを有する冷却装置をさらに備え、
冷却装置が、少なくとも２つの別個の実質的に非毒性の反応物質を含み、反応物質が、互いに反応すると、反応物質の化学量数よりも少なくとも３（factor 3）、好ましくは少なくとも４、より好ましくは少なくとも５大きい化学量数の実質的に非毒性の生成物を生成する不可逆エントロピー増加反応を起こし、
少なくとも２つの別個の実質的に非毒性の反応物質が、当初は互いに分離して冷却装置内に保持され、不可逆エントロピー増加反応で互いに反応すると、５分以下、好ましくは３分以下、より好ましくは２分以下の時間内で、飲料を第２の温度から第１の温度に冷却し、
冷却装置が、容器が開封されると、少なくとも２つの別個の実質的に非毒性の反応物質間の反応を開始させるためのアクチュエータをさらに備えている。
【００１０】
このようなシステムを用いて非常に特定の温度の飲料容器を提供することができるが、従来の冷蔵庫を使用する場合と比較すると必要なエネルギが大幅に少ない。飲料容器の受け入れおよび分配に特に適した従来の冷蔵庫は、一般的であり、たとえば、欧州特許第１７１３０３８Ａ１号に記載されている。この文脈において、出願人である会社だけでも、冷たい飲料を提供するために１年に約１７，０００台の冷蔵庫を設置し、各冷蔵庫は、典型的には約２００Ｗの電力を消費することに触れておくべきである。このような冷蔵庫は、常に運転していなければならないため、寿命までにかなりの量の電気エネルギを消費する。明確に規定された温度、典型的には室温の２２℃を維持するキャビネットを代わりに用意することにより、周囲の室温が典型的な室温とは異なっていたとしても、飲料の明確に規定された冷却を得ることができる。冷却装置は、飲料容器の温度を第２の温度から第１の温度に低下させる能力を有するべきである。
【００１１】
前記容器は、典型的には、約２０〜７５センチリットルの飲料の容積を有する１人分用の小さい容器である。しかし、場合によっては、より大きい容器、たとえば、１リットルの飲料を収容できる大きいボトルまたは容器、あるいは５リットル以上の飲料を収容できるケグと共に冷却装置を使用しても良い。このような場合、冷却装置は、飲料の最初の提供に適した飲む温度に飲料を瞬間冷却することが目的であり、冷却後は、後の提供のために飲料を冷蔵庫に保存しても良い。この容器は、製造、すなわち打ち抜きが容易であり、容器を溶融して環境に易しい方法でリサイクルすることができるアルミニウムから形成するのが好ましい。別法では、収縮可能な容器または非収縮容器を、ＰＥＴプラスチックなどのポリマー材料から製造することができる。さらなる別法では、容器は、従来のガラス瓶とすることができる。
【００１２】
冷却装置は、飲料容器の底部または飲料容器の蓋に固定するなどして飲料容器に固定するのが好ましい。冷却装置は、飲料と反応物質を分離するためのハウジングを有するべきである。冷却装置は、大き過ぎると飲料容器内に収容される飲料の量が少なくなってしまうため、飲料容器の内部容積のかなりの大部分を必要とすべきではない。このためには飲料容器を大きくするか、あるいは同じ量の飲料を収容するためにより多くの飲料容器を製造する必要があり、いずれの選択肢も、容器の製造に使用される原料が多くなり、保存と輸送の嵩が大きくなってしまうため、生態学的かつ経済的に望ましくない。飲料の容積の約３３％であり、飲料容器の全内部容積の２５％の冷却装置ハウジングの容積を、冷却効率と収容される飲料の容積との間の許容できるトレードオフにすることを企図する。小さ過ぎる冷却装置は、十分に低い温度まで飲料を冷却することができないであろう。
【００１３】
冷却装置に使用される２つの反応物質は、冷却装置の作動の前は分離して維持され、冷却装置の作動のときに、２つの反応物質が互いに反応する。反応物質は、たとえば、２つの別個のチャンバに収容することによって別個に保持する、あるいは一方または両方の反応物質にコーティングを設けて反応の開始まですべての反応を防止することができる。２つの反応物質は、実質的に非毒性であるべきであり、この実質的に非毒性とは、冷却装置内で使用される適当な量が誤って摂取されても致死性ではないことを意味することを理解されたい。３つ以上の反応物質、たとえば、３つまたはそれ以上の反応物質が存在し得ることもさらに企図する。反応は、エントロピー増加反応であるべきである、すなわち反応生成物の数が、反応物質の数よりも多くなるべきである。この文脈では、驚くべきことに、反応物質の化学量数よりも化学量数が少なくとも３、好ましくは４以上、より好ましくは５大きい生成物を生成するエントロピー増加反応が、小さい化学量数よりも効率的に冷却をもたらすことを見出した。化学量数は、生成物の数と反応物質の数との間の関係である。反応は、不可逆的であるべきであり、不可逆的は、飲料を再加熱の可能性をもたらし得る反応の逆転が著しい困難なしには不可能であることを意味すると理解すべきである。飲料の温度は、少なくとも１５℃、好ましくは２０℃低くするべきであり、これは、水ベースの飲料の場合、飲料１リットル当たり約５０〜８５ジュールの飲料の熱量減少に相当する。これよりも小さい温度低下または熱量減少は、飲料に対して十分な冷却をもたらさないため、飲料は、化学反応が終了して飲料が提供される時でも不適切に生ぬるいであろう。好ましくは、化学反応は、反応物質の１２０〜２４０Ｊ／ｍｌ、最も好ましくは反応物質の２４０〜３３０Ｊ／ｍｌの熱量減少をもたらす。このような冷却効率は、概ね、氷が水に溶けることによって得られる冷却効率である。化学反応は、可能な限り迅速であるのが好ましいが、冷却装置の近くで氷が形成されるのを回避するために、ある程度の時間が熱エネルギ伝達に認められる。好ましくは、熱量減少または温度低下が、５分以内、好ましくは２分以内に達成されることを企図する。飲料摂取までに許容可能な時間が存在する。この文脈では、炭酸飲料は、典型的には、飲料中で起こるＣＯ２の泡の発生が飲料中の乱流の量を増やして飲料内で温度が迅速に等しくなるため、非炭酸飲料と比較して冷却装置のより低い温度が許容されることに留意されたい。
【００１４】
さらに、用語「不可逆的」は、語「非可逆的」と同義と見なされるべきである。用語「不可逆反応」は、反応生成物と反応物質が、反応物質および／または反応生成物の割合および／または外部条件、たとえば、圧力や温度などの単純な変更によって逆転可能な化学平衡にならない反応を意味することを理解されたい。不可逆反応の例には、反応生成物が錯体、沈殿物、またはガスである反応が含まれる。化学反応、たとえば、平衡をもたらす、水などの溶液への塩の溶解とイオンへの塩の解離などを伴う反応は、正反応と逆反応が同じ比率で起こると自然に停止し、たとえば、殆どの溶液または混合物では、反応は、反応物質の溶解性によって制限される。上記定義した不可逆反応は、すべての反応物質が反応するまで続く。
【００１５】
独国特許出願公開第２１５０３０５Ａ１号に、飲料ボトルまたは飲料缶を冷却する方法が記載されている。可溶性塩を含む冷却カートリッジが、飲料ボトルまたは飲料缶内に含められている。特定の量の水に塩を溶解することにより、負の溶解エンタルピーを利用して冷却効果が得られる。しかし、提案された負の溶解エンタルピーの利用では、当初の温度が２１℃とすると、達成される最低温度は、約１２℃である。どの実施形態の例でも、約５℃の望まれる温度には達しない。飲料中の熱量減少の計算（Ｑ＝ｃ×ｍ×ΔＴ）により、例示的な実施形態は、僅か約１５〜３８Ｊ／ｍｌの飲料の熱量減少しか達成しない。また、実施形態のすべての例は、飲料の容積の３３％を超える全容積を有する反応物質を必要とする。さらに、上記文献で提案されたすべての反応は、単に溶液から水を除去することによって反応を逆転させることができるため、可逆反応と見なされる。水を除去することにより、溶解した塩イオンが再結合し、元の反応物質を形成する。
【００１６】
独国実用新案第２９９１１１５６Ｕ１号に、外部冷却要素を備えた飲料缶が開示されている。冷却要素は、圧力を加えてこの冷却要素内の２つの化学種を混合することによって作動させることができる。上記文献には、冷却要素の温度が０℃または−１６℃に達すると述べられている水中での塩化カリウムと、硝石と、サルミアック塩（ｓａｌｍｉａｃｓａｌｔ）の溶解と解離を伴う１つの化学反応のみが記載されているが、この記載は、冷却要素の開始温度には触れていない。この記載はまた、冷却要素に用いた寸法と、どの容積の飲料と反応物質が使用されたかにも触れていない。
【００１７】
多くの不可逆エントロピー増加反応は、このようなものとして周知である。一例が、インターネットのＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｅｂ．ａｒｃｈｉｖｅ．ｏｒｇ／ｗｅｂ／２００７１１２９２３２７３４／ｈｔｔｐ：／／ｃｈｅｍｅｄ．ｃｈｅｍ．ｐｕｒｄｕｅ．ｅｄｕ／ｄｅｍｏ／ｄｅｍｏｓｈｅｅｔｓ／５．１．ｈｔｍｌで見つかる。上記参照は、以下の反応を提案する。
Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ（ｓ）＋２ＮＨ４ＳＣＮ（ｓ）→Ｂａ（ＳＣＮ）２＋２ＮＨ３（ｇ）＋１０Ｈ２Ｏ（ｌ）
【００１８】
上記参照は、上記反応が、吸熱エントロピー増加反応であり、水の氷結温度よりも低い温度にすることを示唆している。しかし、この反応を飲料の冷却に関連して使用できるかについての記載がなく、必要な利用可能な反応物質の量、または反応を開始させるためにアクチュエータを使用するかについての情報が一切ない。
【００１９】
殆どの溶液反応とは異なり、上記反応を、液体の水を一切添加せずに開始できることに留意されたい。一部の他の不可逆エントロピー増加反応は、開始のために一滴の水のみを必要とする。
【００２０】
アンモニアは有毒と見なされ、飲料に入ると飲料に非常に不快な味を付けるため、アンモニアの使用は、この文脈では好ましくない。好ましくは、すべての反応物質と反応生成物は、非毒性であるのに加えて、偶発的に飲料中に放出された場合にも中立的な味を有するべきである。
【００２１】
アクチュエータが、反応物質間の化学反応を開始させるために使用される。反応物質は、反応を開始させるために圧力の上昇または低下を飲料容器内から冷却装置に伝達するための圧力伝達装置を備えることができる。圧力低下は、典型的には、飲料容器が開封されると達成されるため、冷却装置は、飲料容器が開封されると作動するように構成することができる。別法では、機械式アクチュエータを用いて化学反応を開始させることができる。機械式アクチュエータは、紐またはロッドとするか、または化学反応を開始させるために飲料容器の外部と通じさせることができる。別法では、機械式アクチュエータは、容器が開封されたときに化学反応が開始されるように容器のクロージャに接続して取り付けることができる。反応の開始は、２つの反応物質を互いに接触させる、すなわちアクチュエータによって破壊、溶解、または破断される破壊可能、溶解可能、または破断可能な膜によって提供される異なるチャンバ内に反応物質を配置することによって行うことができる。膜は、たとえば、刺入要素を使用して破断させることができる。反応生成物と反応物質は、実質的に非毒性であるべきである。
【００２２】
スパイクを使用して２つの化学種を分離している膜を突き通すある種の作動装置が、独国特許出願公開第２１５０３０５Ａ１号に記載されている。米国特許出願公開第２００８／００１６８８２号に、剥離可能な膜または小導管によって分離された２つの化学種を有する作動装置のさらなる例が示されている。
【００２３】
生成物の容積は、反応物質の容積を実質的に超えると冷却装置が化学反応中に爆発し得るため、反応物質の容積を実質的に超えるべきではない。３〜５％の安全マージンをとるか、または放出開口を備えることができる。容積の減少も回避すべきである。顆粒は容易に取り扱うことができ混合できるため、反応物質は、顆粒として用意するのが好ましい。顆粒は、反応を防止するコーティングを備えることができる。コーティングは、たとえば、反応チャンバに進入してコーティングを溶解する液体によって反応中に溶解することができる。この液体は、活性剤と呼ぶことができ、たとえば、水、プロピレングリコール、またはアルコールとすることができる。反応制御剤、たとえば、選択的吸収制御剤または遅延温度設定剤を反応速度を遅らせるために使用でき、触媒を反応速度を速めるために使用できることもさらに企図する。容器が、冷却効率を上げるために飲料の流れを冷却装置に案内する案内要素を備え得ることもさらに企図する。本冷却装置は、いわゆるパーティケグ（ｐａｒｔｙ  ｋｅｇ）に使用することもできる。パーティケグとは、内部を加圧して分配できる飲料ケグのことである。この方法では、比較的大きいパーティケグは、使用する前に予め冷却しなくても良い。別法では、冷却装置は、容器内を自由に移動可能な小型装置として提供することができる。これは、固定冷却装置を設けるのが困難であり得るガラス瓶に適するであろう。
【００２４】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、２つの別個の反応物質は、１つ以上の塩水和物を含む。塩水和物は、水分子を放出することによってエントロピー増加反応を起こすことが知られている。この文脈では、概念の実証が、研究室で実験を行うことによってなされた。上記の研究室の実験では、それぞれが構造に付加された多数の結晶水分子を有する２つの塩を反応させて遊離水として結晶水を遊離させることによって劇的なエネルギ変化がもたらされた。本研究室の実験では、次の化学反応を試した：Ｎａ２ＳＯ４、１０Ｈ２Ｏ＋ＣａＣｌ２、６Ｈ２Ｏ→２ＮａＣｌ＋ＣａＳＯ４、２Ｈ２Ｏ＋１４Ｈ２Ｏ。反応式の左側は、合計２つの分子を含むが、反応式の右側は、合計２０の分子を含む。したがって、ΔＳがｋ×ｌｎ２０／２に一致するため、エントロピー要素−ＴΔＳがかなり大きくなる。
【００２５】
上記の化学反応は、石膏の水溶液中で単塩を生成する。したがって、この反応のすべての成分が非毒性かつ非汚染性であることが明らかである。本実験では、Ｎａ２ＳＯ４を６４グラム、ＣａＣｌ２を３４グラム使用し、反応により、温度が２０℃低下し、２時間以上に亘って安定性が維持された。ビール３３０ｍｌと２つの反応物質を含むボトル１００ｍｌを含め、合計４５０ｍｌの容積を有するプロトタイプのビール缶を製造した。缶の開封後に、反応物質が反応して、飲料缶内のビールが劇的に冷却される。
【００２６】
本発明によると、冷却装置は、２つ以上の化学反応物質間の化学反応に基づいて形成される。この化学反応は、全エントロピーの増加によって駆動される自然不可逆吸熱反応である。この化学反応は、周囲から熱を吸収し、結果として系の熱力学的ポテンシャルが増大する。ΔＨは、エンタルピーの変化であり、吸熱反応の正の符号を有する。化学反応の自然発生は、ギブス自由エネルギΔＧの変化から確かめることができる。
【００２７】
一定温度では、ΔＧ＝ΔＨ−Ｔ×ΔＳである。反応に対する負のΔＧは、反応が自然発生であることを示している。自然吸熱反応の要件を満たすために、反応に対するエントロピーΔＳの全増加が、エンタルピーΔＨの増加を超えなければならない。
【００２８】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、少なくとも２つの別個の実質的に非毒性の反応物質は、第１の反応物質と、第２の反応物質と、第３の反応物質とを備え、第２の反応物質と第３の反応物質が、別個の顆粒として存在し、第１の反応物質が、第２の反応物質と第３の反応物質の顆粒を覆うコーティングとして用いられている。第１の反応物質によって第２の反応物質と第３の反応物質をコーティングすることにより、第２の反応物質と第３の反応物質が第３の反応物質によって反応が防止されているため、これら３つの反応物質が混合されても分離された状態に維持されることを保障することができる。この方法では、たとえば、衝撃などによる偶発的な化学反応の開始を回避することができ、少量の水が反応チャンバに進入したとしても、コーティングが第２の反応物質と第３の反応物質を保護するため、反応は開始されない。反応しないコーティングは容積を無駄にして冷却装置を大きくしなければならないため、第１の反応物質をコーティングとして使用するのが好ましい。
【００２９】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、第２の反応物質と第３の反応物質は、中間反応生成物を生成する第１の不可逆エントロピー増加反応を起こし、そして第３の反応物質が中間反応生成物と反応して第２の不可逆エントロピー増加反応を起こす。中間反応生成物が有毒であるか、または悪臭などの不快感を与える場合は、中間生成物を第３の反応物質と反応させて、中間反応性生物の欠点を一切有していない安全な最終産物を生成することによって、中間生成物の悪影響を回避することができる。
【００３０】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、中間生成物はガスであり、第２の不可逆エントロピー増加反応は、錯体または沈殿物を生成する。たとえば、中間生成物が、有毒ガスまたは臭気ガスの場合は、この中間生成物は、本文脈での使用に適さないであろう。次いで、ガスを、第３の反応物質と反応させて安全な錯体または沈殿物を生成することによって鎮静化することができる。
【００３１】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、第１の反応物質は、水または有機溶媒、好ましくは水などの液体によって溶解可能であり、第１の反応物質と、第２の反応物質と、第３の反応物質とが、コーティングによって反応が防止されている。反応開始時に、コーティングを少なくとも部分的に溶解するのに十分な量の水が冷却装置内に導入され、これにより３つすべての反応物質が溶解して互いに反応することができる。
【００３２】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、第２の温度は、１５℃〜３０℃、好ましくは１８℃〜２５℃、たとえば、２２℃、または１８℃〜２２℃、または２２℃〜２５℃である。キャビネット内室の温度は、好ましくは、システムのエネルギ消費を最小限にするためにほぼ室温である。したがって、システムは、キャビネット外部の周囲温度の変動を補償するために僅かな冷却または加熱を行うだけで良い。
【００３３】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、冷却装置は、容器内に収容されている。冷却エネルギの大部分が飲料の冷却に使用され、周囲に消失しないようにするために、冷却装置を、好ましくは、飲料と直接接触するように、より好ましくは、飲料によって完全に取り囲まれるように容器内に配置することができる。
【００３４】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、温度制御手段は、キャビネット内室の冷却と加熱の両方を行うことができる。温度制御手段は、加熱と冷却の両方を行うように構成された単一ユニット、たとえば、ペルチェ要素とすることができる。別法では、圧縮機と冷却液を備える冷却ユニットと電気ヒータを備える加熱ユニットなどの２つの別個のユニットが使用される。
【００３５】
本発明の第１の態様のさらなる実施形態によると、保存される飲料容器１個当たりの消費電力は、従来の冷蔵庫が使用されるときに保存される飲料容器１個当たりの消費電力と比較すると少なくとも８０％削減され、たとえば、飲料容器１個当たり約１Ｗから約０．２Ｗ以下に削減される。商業用と私用の典型的な冷蔵庫は、約２００の飲料缶を収容し、約２００Ｗを消費する。したがって、典型的な冷蔵庫では、満杯の冷蔵庫で飲料容器を冷えた状態に維持するために必要な冷却の電力は、漏れや断熱制限によって容器１個当たり約１Ｗである。本システムは、４０Ｗ以下で運転できるため、必要な電力を飲料容器１個当たり約０．２Ｗ以下に削減することができる。
【００３６】
反応物質
本発明による冷却装置は、互いに反応すると、反応物質の化学量数よりも少なくとも３、好ましくは４、より好ましくは５大きい化学量数の実質的に非毒性の生成物を生成する不可逆エントロピー増加反応を開始する少なくとも２つの別個の実質的に非毒性の反応物質を含む。反応物質は、好ましくは、固体であるが、固体−液体、液体−液体、および固体−固体−液体の反応物質も、本文脈、すなわち飲料容器で使用される冷却装置の実施の文脈で適切であることも企図する。固体反応物質は、粉末、顆粒、または削り屑などとして存在することができる。
【００３７】
反応物質と生成物は、実質的に非毒性である。
【００３８】
本発明の文脈では、非毒性は、文字通り解釈されるべきではなく、本発明によって使用される量と形態で摂取されたときに致死性ではないあらゆる反応物質または生成物が当てはまると解釈されるべきである。適切な反応物質は、（ａ）遊離結晶水中で易溶解性である、または（ｂ）遊離結晶水中で難溶解性である生成物を生成する。易溶解性生成物と難溶解性生成物を以下に列記する。
易溶解性                        難溶解性
ＮａＣｌ                        ＢａＳＯ４
ＫＣｌ                          ＢａＣＯ３
ＮＨ４Ｃｌ                      Ｂｉ（ＯＨ）３
ＮＨ４Ｂｒ                      ＣａＣＯ３
ＮＨ４Ｃ２Ｈ３Ｏ２              Ｃａ３（ＰＯ４）２
ＮＨ４ＮＯ３                    ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ
（ＮＨ４）２ＳＯ４              ＣｏＣＯ３
ＮＨ４ＨＳＯ４                  Ｃｏ（ＯＨ）２
ＣａＣｌ２                      ＣｕＢｒ
ＣｒＣｌ２                      Ｃｕ（ＯＨ）２
ＣｕＢｒ２                      Ｆｅ（ＯＨ）２
ＬｉＢｒ・２Ｈ２Ｏ              Ｆｅ（ＯＨ）３
ＬｉＣｌ・Ｈ２Ｏ                ＦｅＰＯ４・２Ｈ２Ｏ
ＮＨ２ＯＨ                      Ｆｅ３（ＰＯ４）２
ＫＢｒ                          Ｌｉ２ＣＯ３
ＫＣＯ３・１  １／２Ｈ２Ｏ      ＭｇＣＯ３
ＫＯＨ・２Ｈ２Ｏ                ＭｎＣＯ３
ＫＮＯ３                        Ｍｎ（ＯＨ）２
ＫＨ２ＰＯ３                    Ｎｉ（ＯＨ）２
ＫＨＳＯ４                      ＳｒＣＯ３
ＮａＢｒ２２Ｈ２Ｏ              ＳｒＳＯ４
ＮａＣｌＯ３                    Ｓｎ（ＯＨ）２
ＮａＯＨ・Ｈ２Ｏ                ＺｎＣＯ３
ＮａＮＯ３                      Ｚｎ（ＯＨ）２
ＮａＳＣＮ
ＳｎＳＯ４
ＴｉＣｌ３
ＴｉＣｌ４
ＺｎＢｒ２・２Ｈ２Ｏ
ＺｎＣｌ２
ＮＨ４ＳＣＮ
【００３９】
さらなる適切な反応物質は以下の通りである。
ＮａＡｌ（ＳＯ４）２、１２Ｈ２Ｏ
ＮＨ４Ａｌ（ＳＯ４）２、１２Ｈ２Ｏ
ＬｉＯＨ  Ｈ２０
Ｎａ２ＳｉＯ３
Ｎａ２ＳｉＯ３．ｘＨ２Ｏ、ｘ＝５−９
Ｎａ２Ｏ．ｘＳｉＯ２  ｘ＝３−５
Ｎａ４ＳｉＯ４
Ｎａ６Ｓｉ２Ｏ７
Ｌｉ２ＳｉＯ３
Ｌｉ４ＳｉＯ４
【００４０】
さらなる反応物質と反応物質のセットを下の表１と表２に列記する。
【００４１】
塩生成物は、好ましくは、易溶解性塩であるが、難溶解性生成物は、実質的に毒性を与えない有毒の塩生成物が好ましい。
【００４２】
不可逆エントロピー増加反応中の容積の変化が、±５％以下、好ましくは±４％以下、さらに好ましくは±３％以下であるか、あるいは冷却装置が、不可逆エントロピー増加反応で生成されたあらゆる過剰なガスの大気への放出が可能となるように大気に連通している。
【００４３】
本発明による適切な固体反応物質は、塩水和物と酸水和物である。本発明による塩水和物は、有機塩水和物または無機塩水和物であり、好ましくは無機塩水和物である。一部の以下の塩は、選択的吸収を制御するために、ほんの微量存在すると考えられる。適切な有機塩水和物には、ピクリン酸マグネシウム八水和物Ｍｇ（Ｃ６Ｈ２（ＮＯ２）３Ｏ）２・８Ｈ２Ｏ、ピクリン酸ストロンチウム六水和物Ｓｒ（Ｃ６Ｈ２（ＮＯ２）３Ｏ）２・６Ｈ２Ｏ、酒石酸カリウムナトリウム四水和物ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６・４Ｈ２Ｏ、コハク酸ナトリウム六水和物Ｎａ２（ＣＨ２）２（ＣＯＯ）２・６Ｈ２Ｏ、酢酸銅一水和物Ｃｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・Ｈ２Ｏなどが含まれる。本発明による適切な無機塩水和物は、リチウム、ナトリウム、およびカリウムなどのアルカリ金属の塩水和物と、ベリリウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムなどのアルカリ土類金属の塩水和物と、クロム、マグネシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、および亜鉛などの遷移金属の塩水和物と、アルミニウム塩水和物と、ランタン塩水和物である。適切なアルカリ金属塩水和物は、たとえば、ＬｉＮＯ３・３Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ（グラウバー塩）、Ｎａ２ＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３・１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３・７Ｈ２Ｏ、Ｎａ３ＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ、Ｎａ４Ｐ２Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２Ｈ２Ｐ２Ｏ７・６Ｈ２Ｏ、ＮａＢＯ３・４Ｈ２Ｏ、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＮａＣｌＯ４・５Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ３・７Ｈ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３・５Ｈ２Ｏ、ＮａＢｒ・２Ｈ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ２Ｏ６・６Ｈ２Ｏ、Ｋ３ＰＯ４・３Ｈ２Ｏなどであり、好ましい適切なアルカリ土類金属塩水和物は、たとえば、ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＭｇＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＣａＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、Ｃａ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ、ＳｒＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、Ｓｒｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＢａＢｒ２・２Ｈ２Ｏ、ＢａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ、Ｂａ（ＢｒＯ３）２・Ｈ２Ｏ、Ｂａ（ＣｌＯ３）２・Ｈ２Ｏなどである。適切な遷移金属塩水和物は、たとえば、ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４・５Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４・Ｈ２Ｏ、ＦｅＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、ＦｅＢｒ３・６Ｈ２Ｏ、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、Ｆｅ（ＮＨ４）２（ＳＯ４）２・６Ｈ２Ｏ、ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ、ＣｏＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ、ＮｉＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、Ｃｕ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＺｎＳＯ４・６Ｈ２Ｏ、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏなどである。適切なアルミニウム塩水和物は、たとえば、Ａｌ２（ＳＯ４）３・１８Ｈ２Ｏ、ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ、ＡｌＢｒ３・６Ｈ２Ｏ、ＡｌＢｒ３・１５Ｈ２Ｏ、ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ、Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏなどである。適切なランタン塩水和物は、ＬａＣｌ３・７Ｈ２Ｏである。本発明による適切な酸水和物は、クエン酸一水和物などの有機酸水和物である。
【００４４】
塩水和物または酸水和物は、好ましくは、別の塩水和物または酸水和物と反応するが、結晶水が十分な量で遊離して、エントロピー寄与にかかわる吸熱反応を駆動する限り、あらゆる非水和化合物と反応することもできる。
【００４５】
本発明による適切な非水和化合物には、酸、アルコール、有機化合物、および非水和塩が含まれ得る。酸は、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ギ酸、酢酸、氷酢酸などとすることができる。アルコールは、マンニトール、レソルシノールなどとすることができる。有機化合物は、尿素などとすることができる。本発明による非水和塩は、たとえば、無水アルカリ金属塩、無水アルカリ土類金属塩、無水遷移金属塩、無水アルミニウム塩、無水錫塩、無水鉛塩、無水アンモニウム塩、および無水有機塩などとすることができる。適切な無水アルカリ金属塩水和物は、たとえば、ＮａＣｌＯ３、ＮａＣｒＯ４、ＮａＮＯ３、Ｋ２Ｓ２Ｏ５、Ｋ２ＳＯ４、Ｋ２Ｓ２Ｏ６、Ｋ２Ｓ２Ｏ３、ＫＢｒＯ３、ＫＣｌ、ＫＣｌＯ３、ＫｌＯ３、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＫＮＯ３、ＫＣｌＯ４、ＫＭｎＯ４、ＣｓＣｌなどである。適切な無水アルカリ土類金属は、たとえば、ＣａＣｌ２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｂａ（ＢｒＯ３）２、ＳｒＣＯ３、（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６などである。適切な無水遷移金属塩は、たとえば、ＮｉＳＯ４、Ｃｕ（ＮＯ３）２である。適切な無水アルミニウム塩は、Ａｌ２（ＳＯ４）３などである。適切な無水錫塩は、ＳｎＩ２（ｓ）、ＳｎＩ４（ｇ）などである。適切な無水鉛塩は、ＰｂＢｒ２、Ｐｂ（ＮＯ３）２などである。適切なアンモニウム塩は、ＮＨ４ＳＣＮ、ＮＨ４ＮＯ３、ＮＨ４Ｃｌ、（ＮＨ４）２Ｃｒ２Ｏ７などである。適切な無水有機塩は、たとえば、酢酸尿素、ギ酸尿素、硝酸尿素、およびシュウ酸尿素などである。
【００４６】
上に列記したあらゆる水和塩または水和酸の無水型を、本発明による反応における非水和化合物として使用できることもさらに企図する。本発明による液体反応物質は、ＰＢｒ３、ＳＣｌ２、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＶＣｌ４などの液体塩、またはＣＨ２ＣＬ２などの液体有機化合物とすることができる。
【００４７】
反応に寄与する反応物質の数は、少なくとも２つである。一部の実施形態は、３つ以上の反応物質を使用することができる。
【００４８】
本発明による１つの可能な反応は以下の通りである。
Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ（ｓ）＋ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ（ｓ）→２Ｎａ＋（ａｑ）＋２Ｃｌ−（ａｑ）＋ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ（ｓ）＋１４Ｈ２Ｏ（ｌ）
ΔＨ＝２×（−２４０ｋＪ／ｍｏｌ）＋２×（−１６７ｋＪ／ｍｏｌ）＋（−２０２３ｋＪ／ｍｏｌ）＋１４×（−２８６ｋＪ／ｍｏｌ）−（（−４３２７ｋＪ／ｍｏｌ）＋（−２６０８ｋＪ／ｍｏｌ））＝９４ｋＪ／ｍｏｌ
ΔＳ＝２×（５８Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ）＋２×（５７Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ）＋（１９４Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ）＋１４×（７０Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ）−（（５９２Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ）＋（３６５Ｊ／Ｋ×ｍｏｌ））＝２．３６１ｋＪ／Ｋ×ｍｏｌ
室温（Ｔ＝２９８Ｋ）において、
ΔＧ＝ΔＨ−Ｔ×ΔＳ＝９４ｋＪ／ｍｏｌ−２９８Ｋ×０．４４７ｋＪ／Ｋ×ｍｏｌ＝−３９ｋＪ／ｍｏｌ
【００４９】
負の符号は、反応が自然発生であることを示している。
【００５０】
生成物の反応物質に対する化学量数は、１９／２＝９．５：１である。
【００５１】
本発明による別の可能な反応は以下の通りである。
Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ（ｓ）＋Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ（ｓ）→ＢａＳＯ４（ｓ）＋２Ｎａ＋（ａｑ）＋２ＯＨ−（ａｑ）＋１８Ｈ２Ｏ（ｌ）
ΔＨ＝−１４７３ｋＪ／ｍｏｌ＋２×（−２４０ｋＪ／ｍｏｌ）＋２×（−２３０ｋＪ／ｍｏｌ）＋１８×（−２８６ｋＪ／ｍｏｌ）−（−４３２７ｋＪ／ｍｏｌ＋（−３３４２ｋＪ／ｍｏｌ））＝１０８ｋＪ／ｍｏｌ
この反応の室温（Ｔ＝２９８Ｋ）におけるΔＧは、直接計算することができる。
ΔＧ＝−１３６２ｋＪ／ｍｏｌ＋２×（−２６２ｋＪ／ｍｏｌ）＋２×（−１５７ｋＪ／ｍｏｌ）＋１８×（−２３７ｋＪ／ｍｏｌ）−（−３６４７ｋＪ／ｍｏｌ＋（−２７９３ｋＪ／ｍｏｌ））＝−２６ｋＪ／ｍｏｌ
【００５２】
したがって、この反応は、自然発生である。生成物の反応物質に対する化学量数は、２３／２＝１１．５：１である。
【００５３】
本発明によるさらに可能な反応は以下の通りである。
Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ（ｓ）＋２ＮＨ４ＳＣＮ（ｓ）→Ｂａ（ＳＣＮ）２＋２ＮＨ３（ｇ）＋１０Ｈ２Ｏ（ｌ）
ΔＨ＝１０２ｋＪ／ｍｏｌ
ΔＳ＝０．４９５ｋＪ／Ｋ×ｍｏｌ
ΔＧ＝ΔＨ−Ｔ×ΔＳ＝１０２ｋＪ／ｍｏｌ−２９８Ｋ×０．４９５ｋＪ／Ｋ×ｍｏｌ＝−４５．５ｋＪ／ｍｏｌ
【００５４】
この反応は自然発生である。生成物の反応物質に対する化学量数は、１３／３＝４．３３：１である。
【００５５】
さらなる反応の例は、以下の通りである。
ａ）  Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ（ｓ）＋２ＮＨ４ＮＯ３（ｓ）→Ｂａ（ＮＯ３）２＋２ＮＨ３（ｇ）＋１０Ｈ２Ｏ（ｌ）
ｂ）  Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ（ｓ）＋２ＮＨ４Ｃｌ（ｓ）→ＢａＣｌ２＋２ＮＨ３（ｇ）＋１０Ｈ２Ｏ（ｌ）
【００５６】
添加剤と活性剤
反応は、好ましくは、極性溶媒、たとえば、水、グリセリン、エタノール、プロピレングリコールなどの添加によって開始されるが、反応は、反応物質に接触させることによって単純に開始することもできる。
【００５７】
一部の反応では、反応物質は、接触または混合されると反応しなくなることがある。このような反応では、反応を可能にするために適切な触媒を使用することができる。
【００５８】
一部の実施形態では、固体反応物質は、コーティングまたはマイクロカプセル化することができる。適切な外部コーティングは、耐熱性であるが、コーティングを溶解できる活性化流体と接触すると溶解する。適切なコーティングには、デンプンとセルロースなどの糖質、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などのポリエーテルが含まれるが、セラックまたはプラスチックも含まれる。適切な活性化流体には、水、アルコール、有機溶媒、酸が含まれる。コーティングの代わりとして、固体反応物質を、可溶性ゲルまたはフォーム内に埋め込むことができる。
【００５９】
コーティングを使用することにより、反応物質を、反応速度を高めるために予め混合することができる。さらに、反応物質のコーティングは、飲料の保存状態または飲料の熱処理による冷却効果の早過ぎる開始を防止する。一部の実施形態では、反応物質質量の一部を、反応を遅くして反応によってもたらされる冷却を引き延ばすために、厚いコーティングで被覆する。他の実施形態では、２つ以上のコーティングを反応物質に施しても良いし、異なるコーティングを、異なる反応物質または反応物質質量の一部に施しても良い。コーティングの代わりに、反応物質を有機溶剤等の非水流体に懸濁することもできる。
【００６０】
適切な溶融温度を有する遅延温度設定剤は、本発明に使用することができる。適切な溶融温度は、遅延温度設定剤が、氷点よりも高い温度または冷却する飲料の望ましい冷却をもたらす任意の望ましい温度で液体であり、かつ温度がこの氷点よりも下がると固化して反応を遅延させ、これにより飲料容器内の飲料の凍結を防止する温度とすることができる。遅延温度設定剤は、その固化形態が本発明による反応の反応速度を低下させるように、水の氷結温度よりも高い適切な溶融温度、たとえば、０℃〜＋１０℃の温度、たとえば、２℃〜６℃を有する任意の化合物とすることができる。適切な遅延温度設定剤の例には、ポリエチレングリコール、脂肪酸、またはポリマーが含まれる。
【００６１】
反応物質は、特定の用途に反応速度を合わせるために様々なサイズの顆粒の形態とすることができる。顆粒は、上記のようにコーティングすることもできる。
【００６２】
一部の反応では、グリセロールなどの溶媒または微量汚染物質を添加して、コーティングが残っている反応物質からの生成物の結晶の生成を防止して、さらなる反応を阻害することが好ましい。反応速度を制御し、かつ／または完全な反応を保障するために、吸収剤（adsorbent）を使用して生成物を選択的に吸収することができる。一部の反応では、反応を開始するために使用される液体活性剤は、選択的吸収制御剤としても機能して反応を制御する。
【００６３】
酸性生成物または塩基性生成物を生成する反応では、ｐＨ調整緩衝剤を含めることができる。この緩衝剤を使用して、ガスの形態の生成物の溶解を促進することもできる。
【００６４】
１つ以上の反応物質を前駆体から現位置で形成できることを企図する。これは、冷却装置が容器内に配置された後に冷却装置の早過ぎる作動または事前作動の防止に有利であろう。
【００６５】
添加物：３，７−ジアミノ−５−フェノチアジニウムアセタート、１８クラウン６エーテル、１，３−ジメチル−２−イミダゾリンジノンが、反応の制御の文脈で一部の反応に適切であり得ることをさらに企図する。
【００６６】
現在好ましい反応
現在好ましい反応は、水酸化ストロンチウム八水和物と硝酸アンモニウムとの間の反応である。最終生成物を安全に生成するために、硝酸マグネシウム六水和物を第３の反応物質として添加する。最も好ましくは、硝酸マグネシウム六水和物を、水酸化ストロンチウム八水和物と硝酸アンモニウムを分離するためのコーティングとして使用する。上記反応物質は、一次反応とＮＨ３精製反応で反応する。高い冷却効果を有する一次反応は以下の通りである。
３Ｓｒ（ＯＨ）２８Ｈ２Ｏ（ｓ）＋６ＮＨ４ＮＯ３（ｓ）→３Ｓｒ２＋＋６ＮＯ３−＋６ＮＨ３＋３０Ｈ２Ｏ
【００６７】
ＮＨ３は、有毒と見なされ、少なくとも不快な臭気を有し得るため、さらなる反応によって鎮静化しなければならない。ＮＨ３を沈静化する反応は、以下の一次反応の冷却効率よりも低い冷却効率を有する。
３Ｓｒ２＋＋６ＮＯ３−＋６ＮＨ３＋３０Ｈ２Ｏ＋Ｍｇ（ＮＯ３）２６Ｈ２Ｏ（ｓ）→３Ｓｒ２＋＋８ＮＯ３−＋Ｍｇ（ＮＨ３）６２＋＋３６Ｈ２Ｏ
【００６８】
最終生成物は、僅かにアンモニアの臭いのする完全に安全な白いゲルである。
【００６９】
飲料３３０ｍｌを２０℃冷却させるには、上記反応物質８８ｍｌが必要である。したがって、一般的な４４０ｍｌの飲料缶を、飲料３３０ｍｌと反応物質８８ｍｌを収容するために使用することができる。
【００７０】
飲料の冷却
用いられる反応、反応混合物と飲料の熱容量、飲料の初期温度、および飲料と反応物質の量のそれぞれによって、広範囲の冷却効果を得ることができる。本発明による冷却装置は、冷却装置の容積が容器の容積の３０％を超えない限り、任意の量の反応物質を含むことができる。
【００７１】
飲料容器内の冷却装置の冷却効果は、飲料の容量を５分以内、好ましくは２分以内の時間で、少なくとも１０℃冷却させるのに十分であるべきである。
【００７２】
主に水からなる飲料の場合は、特定の熱容量は、液体水の特定の熱容量：４．１８ｋＪ／ｋｇ・Ｋに近似させることができる。飲料を冷却するために必要な冷却効果ｑは、式：ｑ＝ｍ・ΔＴ・Ｃｐによって求めることができる。したがって、飲料１ｋｇを２０℃冷却するためには、冷却装置は、冷却すべき飲料から８３．６ｋＪの熱量を吸収しなければならない。したがって、本発明では、飲料の熱量の減少は、５分以内、好ましくは３分以内、より好ましくは２分以内の時間で、飲料１ｍｌ当たり少なくとも５０ジュール、好ましくは飲料１ｍｌ当たり少なくとも７０ジュール、たとえば、飲料１ｍｌ当たり７０〜８５ジュール、好ましくは飲料１ｍｌ当たり約８０〜８５ジュールであるべきである。
【００７３】
さらなる実施形態によると、容器本体は、容積が３〜５０リットルのポリマー材料または金属材料からなる飲料ケグを備えることができ、ケグは、収縮可能であるか硬質であり、クロージャは、ケグに連結している。別法では、容器本体は、ガラスまたはポリマー材料のボトルを備えることができ、このボトルは、０．２〜３リットルの容積を有し、クロージャは、ねじ蓋、キャップ、または栓である。さらなる別法では、容器本体は、金属材料、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる飲料缶と飲料蓋を備えることができ、飲料缶は、０．２〜１リットルの容積を有し、クロージャは、飲料蓋のエンボス領域によって構成されている。さらなる別法では、容器は、好ましくは、バッグ−イン−ボックス、バッグ−イン−バッグ、またはバッグ−イン−ケグとしてバッグを備えることができる。
【００７４】
さらなる実施形態によると、容器は、飲料の流れを容器本体から案内するための案内要素を備えている。案内要素は、飲料の流れを冷却装置を経てクロージャに向かって案内する役割を果たすことができる。冷却装置は、容器内に配置することができ、別法では、冷却装置は、容器の外部に配置される。容器本体は、内壁と外壁を構成する二重壁容器を構成することができ、冷却装置は、内壁と外壁との間に配置することができる。
【００７５】
さらなる態様によると、容器本体は、容器内に収容されるか、または加圧ホースによって容器に接続される圧力発生装置を備えることができる。圧力発生装置は、好ましくは、飲料容器内に飲料を加圧するための二酸化炭素発生装置を備える。
【００７６】
さらなる実施形態によると、容器は、飲料容器から飲料を選択的に分配するためにタップラインとタップ弁を備えることができる。飲料容器は、炭酸飲料、たとえば、ビール、サイダー、ソフトドリンク、ミネラルウォーター、スパークリングワイン、または非炭酸飲料、たとえば、フルーツジュース、牛乳やヨーグルトなどの乳製品、水道水、ワイン、アルコール飲料、アイスティー、またはカクテルを構成する飲料で満たすことができる。
【００７７】
さらなる実施形態によると、冷却装置は、飲料容器の一体部分または飲料容器の上部の一部、あるいは飲料容器の壁部または底部の一部を形成する。冷却装置は、飲料容器の基部、容器の壁部、または容器の上部に固定される。別法では、冷却装置は、小型装置を構成し、この小型装置は、容器内を自由に移動可能である。
【００７８】
さらなる実施形態によると、冷却装置は、飲料缶のサイズの金属缶として、飲料を含む多数の容器を収容する冷却ボックスとして、飲料ボトルなどの中に配置される冷却スティックとして、容器の一部、たとえば、ボトルのネックまたは金属缶もしくは金属ボトルの本体部分を取り囲むように配置されるスリーブとして、あるいはクロージャの一部またはボトルのキャップとして構成することができる。
【００７９】
本発明とその多くの利点を、一部の限定目的ではない実施形態を示す例示目的の添付の模式図を参照しながら詳細に後述する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１Ａ】ガス透過性膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器を示している。
【図１Ｂ】ガス透過性膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器を示している。
【図１Ｃ】ガス透過性膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器を示している。
【図２Ａ】補助反応チャンバを備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図２Ｂ】補助反応チャンバを備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図３Ａ】可溶性プラグを備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図３Ｂ】可溶性プラグを備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図３Ｃ】可溶性プラグを備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図４Ａ】刺入可能な膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図４Ｂ】刺入可能な膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式容器である。
【図５Ａ】キャップを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図５Ｂ】キャップを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図６Ａ】破断可能なダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図６Ｂ】破断可能なダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図７Ａ】テレスコープ弁を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図７Ｂ】テレスコープ弁を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図８Ａ】水溶性ダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図８Ｂ】水溶性ダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図９Ａ】可撓性シリンダを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図９Ｂ】可撓性シリンダを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図９Ｃ】可撓性シリンダを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図９Ｄ】可撓性シリンダを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図９Ｅ】可撓性シリンダを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１０Ａ】一対のキャップを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１０Ｂ】一対のキャップを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１１Ａ】キャップと破断可能なダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１１Ｂ】キャップと破断可能なダイヤフラムを備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１２Ａ】刺入可能な膜と破断可能な膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１２Ｂ】刺入可能な膜と破断可能な膜を備えた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１３Ａ】小型装置を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１３Ｂ】小型装置を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１４Ａ】小型装置と作動制御流体を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１４Ｂ】小型装置と作動制御流体を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１５Ａ】追加の反応チャンバを有する小型装置を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１５Ｂ】追加の反応チャンバを有する小型装置を構成する冷却装置を有する自己冷却式飲料容器である。
【図１６Ａ】缶の形状を有する冷却装置を備え、長方形の冷却ボックスである。
【図１６Ｂ】缶の形状を有する冷却装置を備え、長方形の冷却ボックスである。
【図１７Ａ】冷却装置が中心に配置されたブラウン型（ｂｒｏｗｎ  ｓｈａｐｅ）をした冷却ボックスである。
【図１７Ｂ】冷却装置が中心に配置されたブラウン型をした冷却ボックスである。
【図１７Ｃ】冷却装置が中心に配置されたブラウン型をした冷却ボックスである。
【図１８Ａ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１８Ｂ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１８Ｃ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１８Ｄ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１８Ｅ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１８Ｆ】冷却装置が取り付けられた自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ａ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ｂ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ｃ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ｄ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ｅ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図１９Ｆ】小型装置を構成している冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ａ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ｂ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ｃ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ｄ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ｅ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２０Ｆ】蓋が付いた冷却装置を有する自己冷却式飲料容器の充填工程を示している。
【図２１Ａ】自己冷却式パーティー・ケグ・システムを示している。
【図２１Ｂ】自己冷却式パーティー・ケグ・システムを示している。
【図２２Ａ】瞬間冷却を達成するための冷却装置を備えたケグを有する飲料ディスペンスシステムを示している。
【図２２Ｂ】瞬間冷却を達成するための冷却装置を備えたケグを有する飲料ディスペンスシステムを示している。
【図２３Ａ】刺入膜が設けられた冷却装置を備えた飲料ケグを有する飲料ディスペンスシステムを示している。
【図２３Ｂ】刺入膜が設けられた冷却装置を備えた飲料ケグを有する飲料ディスペンスシステムを示している。
【図２４】ボタン作動式冷却装置を有する飲料ボトルを示している。
【図２５】圧力作動式冷却装置を有する飲料ボトルを示している。
【図２６Ａ】使用者によって作動される、キャップが付いた冷却装置を有する飲料ボトルを示している。
【図２６Ｂ】使用者によって作動される、キャップが付いた冷却装置を有する飲料ボトルを示している。
【図２７Ａ】内部冷却装置を備えた飲料スティックを構成している冷却装置を示している。
【図２７Ｂ】内部冷却装置を備えた飲料スティックを構成している冷却装置を示している。
【図２７Ｃ】内部冷却装置を備えた飲料スティックを構成している冷却装置を示している。
【図２７Ｄ】内部冷却装置を備えた飲料スティックを構成している冷却装置を示している。
【図２８Ａ】飲料ボトルのネックに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２８Ｂ】飲料ボトルのネックに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２８Ｃ】飲料ボトルのネックに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２９Ａ】飲料ボトルの本体の周りに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２９Ｂ】飲料ボトルの本体の周りに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２９Ｃ】飲料ボトルの本体の周りに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図２９Ｄ】飲料ボトルの本体の周りに取り付けられるボトルスリーブを示している。
【図３０】選択的吸収剤が角での成長を防止した反応の結晶を示している。
【図３１】複数の飲料缶を収容するためのディスペンス／冷蔵システムである。
【図３２】複数の飲料缶を収容するための冷蔵システムである。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
各図面は、本発明による冷却装置の様々な例示的な実施形態を例示している。
【００８２】
図１Ａは、本発明による自己冷却式容器１０Ｉの部分断面図を示している。自己冷却式容器１０Ｉは、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの薄い金属シートからなる飲料缶１２を備えている。飲料缶１２は、飲料缶基部１４と蓋１６によって閉じられた円筒本体を有する。蓋１６は、タブと、クロージャを構成するエンボス領域を備えている（タブとエンボス領域は、この図では見えない）。飲料缶１２は、冷却装置を備え、この冷却装置は、飲料缶１２内の飲料缶基部１４に並置されている。冷却装置２０Ｉは、飲料缶１２に類似しているがサイズが著しく小さい薄い金属シートの円筒体を備える。別法では、冷却装置２０Ｉは、プラスチックから形成されているラミネートまたは薄いアルミニウムホイルでコーティングされた同様のポリマー材料とすることができる。冷却装置のサイズは、十分な冷却効果を達成すると共に、飲料缶１２内に収容することができる飲料の量を実質的に減らさないようにするために、飲料缶１２の全容積の約２０％〜３０％、好ましくは飲料缶１２の全容積の約２５％に相当する。飲料、好ましくは炭酸飲料、たとえば、ビール、スパークリングワイン、または様々なソフトドリンクは、飲料缶１２に充填され、典型的には飲料缶１２の容積の７０％を占め、蓋１６と飲料の上面との間に約５％の空間が形成される。冷却装置２０Ｉは、底部２２と上部２４との間に延在する。底部２２は、好ましくは、冷却装置２０が飲料缶１２内で安定な位置をとるように飲料缶基部１４に固定される。別法では、冷却装置２０Ｉは、飲料缶１２の固有部分を構成する。たとえば、冷却装置２０を備える飲料缶１２は、一片の金属シートから打ち抜くことができる。冷却装置２０の上部２４と飲料缶１２の蓋１６は、別個の部品であり、冷却装置の上部は、冷却装置２０Ｉが充填されてから取り付けられ、蓋は、飲料缶１２が充填されてから取り付けられる。冷却装置２０Ｉの上部２４は、飲料がまったく入らないように冷却装置２０Ｉの内部を密閉する。上部２４は、ガス透過性膜２６を備え、このガス透過性膜は、空気または二酸化炭素などのガスの冷却装置２０Ｉへの進入は可能にするが、飲料などの液体の進入は防止する。冷却装置２０Ｉの内部は、ガス透過性膜２６に近接して配置された圧力空間３２と、底部２２の近傍に配置された主反応物質チャンバ２８と、圧力空間３２と主反応物質チャンバ２８との間に配置された水チャンバ４４とに分かれている。主反応物チャンバ２８は、冷却装置２０Ｉの大部分を構成し、顆粒反応物質２９が充填されている。顆粒反応物質２９は、互いに反応すると周囲の飲料からエネルギを吸収して飲料を冷却する少なくとも２つの分離した反応物質を含む。反応は、典型的には、２つの反応物質が互いに接触すると開始される。反応物質の正確な組成は、この記載の化学の部分で詳細に後述する。少なくとも１つの化合物が、水溶性コーティングを有する顆粒を構成し、この顆粒は、反応物質が互いに接触するのを防止して、一切の反応の開始を防止する。水溶性コーティングは、たとえば、デンプンとすることができる。代替の実施形態では、１つまたは複数の顆粒を、可溶性ゲルまたはフォーム内に埋め込むことによって反応を防止することができる。さらなる別法では、反応物質は、上記のコーティング、ゲル、またはフォームによって互いに分離された高度に圧縮された薄いディスクまたはプレートとして用意することができる。
【００８３】
圧力空間３２は、可撓性ダイヤフラム３０によって水チャンバ４４から分離されている。可撓性ダイヤフラム３０は、漏斗型であり、可撓性ダイヤラム３０の周囲を構成している丸い円周補強ビード３４から、可撓性ダイヤフラム３０の中心部を構成している円形壁４０まで延びている。円形壁４０は、圧力空間３２を主反応物質チャンバ２８から分離している。丸い円周補強ビード３４は、ワッシャ３６に並置されており、ワッシャ３６は、丸い円周補強ビードを上部２４に対して密閉している。水チャンバ４４が、上部２４から内側下方に延びている硬質カップ型壁３８によって主反応物質チャンバ２８から分離されている。可撓性ダイヤフラムは、円形壁４０で下方に延びている円周把持フランジ４２を備えている。円周把持フランジ４２は、カップ型壁３８の端部の周りを把持して、水チャンバ４４を主反応物質チャンバ２８から遮断している。
【００８４】
冷却装置は、主反応物質チャンバ２８を顆粒反応物質２９で満たし、水チャンバ４４を水で満たし、次いで上部を冷却装置２０Ｉに取り付けて密閉することによって用意する。続いて、飲料缶１２を飲料で満たし、加圧し、そして蓋１６で密閉する。飲料缶１２内の圧力は、飲料缶１２内と冷却装置２０Ｉ内とで等しい圧力が維持されるため、冷却装置２０Ｉが作動しないことを保障する。
【００８５】
図１Ｂは、飲料缶１２が開封されて、冷却装置２０Ｉ内で化学反応が開始されたときの自己冷却式容器１０Ｉの部分断面図である。飲料缶１２は、タブ１８を、蓋１６に並置された通常の水平位置から、蓋１６に対して外側に延びた垂直位置まで傾けて開封する。タブ１８を垂直位置に傾けることにより、タブ１８が、蓋１６のエンボス領域内に突き出て、エンボス領域が破断し、飲料缶１２の飲料の出口（不図示）が画定される。飲料缶１２が開封されると、飲料缶１２内の高圧ＣＯ２ガスが外部の大気に逃げる。飲料缶１２内が大気圧になると、ガスが圧力空間３２からガス透過性膜２６を介して飲料缶１２にゆっくりと逃げる。同時に、主反応物質チャンバ２８内の高い圧力が、可撓性ダイヤフラム３０に圧力を加えるため、可撓性ダイヤフラム３０が上部２４に向かって移動する。丸い円周補強ビード３４とワッシャ３６が、圧力空間３２と主反応物質チャンバ２８を流体密閉する。可撓性ダイヤフラム３０が、作動位置をとる、すなわち上部２４に向かって移動すると、円周把持フランジ４２が硬質カップ型壁３８から外れ、水チャンバ４４内に保持された水が主反応物質チャンバ２８内に流れる。主反応物質チャンバに進入した水が、顆粒反応物質の水溶性コーティングを溶解して化学反応を開始させる。反応は、吸熱反応であり、飲料からエネルギを吸収する、すなわち飲料が冷たくなる一方、熱エネルギが飲料から冷却装置２０Ｉに移動する。化学反応についてのさらなる詳細は後述する。冷却装置２０Ｉによって吸収される熱エネルギは、飲料缶１２内の飲料を冷やす。数秒後、飲料の相対温度が約１０℃、典型的には２０℃下がり、飲料を飲む人が、飲料缶１２を開封してすぐに冷たい飲料を味わうことができる。小売店内に冷蔵されずに保存されている飲料缶１２は、典型的には、約２２℃の温度であり得る。開封後、飲料は熱損失などにより約６℃まで急冷される。冷却に必要な時間は、典型的には５分未満、より典型的には３分未満である。飲料を飲む人が飲料を飲み終わったら、飲料缶１２は廃棄することができ、飲料缶１２の金属は、環境に優しい方法でリサイクルすることができる。
【００８６】
図１Ｃは、飲料缶１２が開封されて、冷却装置２０Ｉで化学反応が開始された直後の自己冷却式容器１０Ｉの代替の実施形態の部分断面図であり、図１Ｂに類似している。図１Ｃは、反応物質チャンバ２８の上部を示す第１の拡大図と、反応物質チャンバ２８の下部を示す第２の拡大図をさらに示している。拡大図から、この時点で、図１Ｃに点線で示されている水が反応物質チャンバ２８の上部の顆粒反応物質２９に接触しているが、反応物質チャンバ２８の下部は乾燥したままである。
【００８７】
顆粒反応物質２９は、コアと、このコアを完全に覆っているコーティングを有している。顆粒反応物質２９は、２９Ａとして示されている第１の反応物質のコーティングと２９Ｂとして示されている第２の反応物質のコアを有するタイプの顆粒反応物質２９と、２９Ａとして示されている第１の反応物質のコーティングと２９Ｃとして示されている第３の反応物質のコアを有する別のタイプの顆粒反応物質２９の２つに分けられる。
【００８８】
反応物質チャンバ２８の下部を示している第２の拡大図では、コア２９Ｂと２９Ｃが互いに接触していないため化学反応を開始できない。反応物質チャンバ２８の上部を示している第１の拡大図では、顆粒反応物質２９が水に曝露され、コーティング２９Ｃが分解し始め、これによりすべての反応物質２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが混ざって互いに反応する。
【００８９】
反応物質ＢとＣは、初めに反応して反応生成物を生成し、この反応生成物は、反応物質Ａと反応することによって鎮静化される。
【００９０】
図２Ａは、図１の自己冷却式容器１０Ｉのすべての特徴を備えた自己冷却式容器１０ＩＩのさらなる実施形態の部分断面図である。しかし、本発明の自己冷却式容器１０ＩＩは、主カップ型壁３８の外部の下側に取り付けられた補助カップ型壁４６をさらに備えている。主把持フランジ４２の延長部を構成している補助把持フランジ４８が、補助カップ型壁４６と主カップ型壁３８と共に、補助反応物質チャンバ５０を画定している。補助反応物質チャンバ５０は、補助顆粒反応物質が充填され、この補助顆粒反応物質は、反応における反応物質の１つを構成している。他の反応物質は、主反応物質チャンバ２８内に配置されているため、顆粒反応物質のコーティングの必要がない。
【００９１】
図２Ｂは、飲料缶が開封されて化学反応が開始されたときの図２Ａの自己冷却式容器１０ＩＩを示している。開始された状態では、円周把持フランジが、図１Ａに示されているようにカップ型壁３８から外れているため、水チャンバ４４内の水が主反応物質チャンバ２８内に流れることができる。同時に、円周把持フランジ４２によって可撓性ダイヤフラム３０に接続された補助把持フランジ４８が、補助カップ型壁４６から外れ、補助反応物質が主反応物質チャンバ２８に入ることができ、これにより化学反応が開始される。本実施形態は、追加のチャンバを必要とするが、反応物質が別個のチャンバに保存されるため、顆粒反応物質の一切のコーティングが必要ないという利点を有する。
【００９２】
図３Ａは、図２に示されている自己冷却式容器１０ＩＩに類似した自己冷却式容器１０ＩＩＩを示している。自己冷却式容器１０ＩＩＩは、圧力空間３２を有するが、ガス透過性膜の代わりとして、水溶性プラグ２７が冷却装置２０の上部２４に収容されている。水溶性プラグ２７は任意の水溶性材料とすることができ、このような水溶性材料は、非毒性であり、十分に硬質の耐圧プラグを形成でき、このプラグは、飲料などの水溶液に曝露されると数分以内に溶解する。非毒性は、たとえば、国立保健機関等によって消耗品への使用が許可されている材料を意味することを企図する。このような材料には、砂糖、デンプン、またはゼラチンが含まれ得る。水溶性プラグ２７により、冷却装置２０を準備して、飲料缶に使用されるまで長期間、たとえば、数日または数週間に亘って加圧することができる。水溶性プラグ２７は、冷却装置２０内、すなわち主反応物質チャンバ２８、水チャンバ４４、および圧力空間３２内の圧力が上部２４から外部に逃げるのを防止する。可撓性膜は、本実施形態ではゴムから形成されており、同様にゴムから形成され、カップ型壁３８に並置され、円形壁４０と丸い円周補強ビード３４との間に延在する支持ダイヤフラム３１を備えている。可撓性ダイヤフラム３０と支持ダイヤフラム３１との間の圧力を等しくするために、圧力口５２が、可撓性膜に設けられており、これにより支持ダイヤフラム３１と可撓性膜３０との間の空間と圧力空間３２との間で圧力を等しくすることが可能である。
【００９３】
図３Ｂは、化学反応が開始される前の、飲料缶１２とこの飲料缶１２内に配置された冷却装置２０とを備えた自己冷却式容器１０ＩＩＩを示している。水溶性プラグ２６Ｉは、飲料缶１２に飲料が充填され、炭酸ガスが注入され／加圧されている際に、圧力空間３２内の圧力が冷却装置２０の外部に逃げるのを防止する。一定時間後か、あるいは低温殺菌中に、水溶性プラグ２６Ｉが溶解し、飲料缶１２の内部と冷却装置２０の圧力空間３２との間が流体連通する。飲料缶１２内の圧力が、冷却装置２０ＩＩＩを反応前状態、すなわち化学反応が開始されていない状態に維持する。
【００９４】
図３Ｃは、飲料缶１２が開封されて化学反応が開始されたときの図３Ｂによる自己冷却式容器１０ＩＩＩを示している。飲料缶１２が開封されると、飲料缶１２内の圧力と圧力空間３２内の圧力が、飲料缶１２の外部の周囲圧力まで低下する。このため、図２を参照して既に説明したように冷却装置２０で化学反応が起こる。
【００９５】
図４Ａは、自己冷却式容器１０ＩＶのさらなる実施形態を示している。自己冷却式容器１０ＩＶは、図１〜図３に関連して説明した飲料缶に類似した飲料缶１２Ｉを備えている。飲料缶１２Ｉは、飲料缶基部１４Ｉと、蓋１６Ｉと、この蓋１６Ｉに固定された飲料缶１２Ｉ内に延びた冷却装置２０Ｉを有する。冷却装置２０ＩＶは、飲料缶基部１４に向かって延びた円筒型アルミニウム管を備えている。圧力口５２が、外部の大気圧と圧力空間３２との間の流体連通を可能にするべく蓋１６Ｉに画定されており、この圧力空間は、蓋１６Ｉとダイヤフラム３０Ｉとの間の冷却装置内に画定されている。ダイヤフラム３０Ｉは、ゴムなどの可撓性材料からなり、圧力空間３２Ｉと水チャンバ４４Ｉとの間に流体密閉障壁を形成している。水チャンバ４４は、破断可能なダイヤフラム５４によって主反応物質チャンバ２８Ｉから分離されている。破断可能なダイヤフラム５４は、ダイヤフラム３０Ｉに類似した可撓性材料からなる。破断可能なダイヤフラム５４は破断され得る、すなわち針を構成している刺入要素５６によって不可逆的に開けることができ、この針は主反応物質チャンバ２８Ｉ内に配置され、先端が破断可能なダイヤフラム５４に向いている。主反応物質チャンバ２８Ｉは、図１〜図３に関連して説明した実施形態に類似したコーティングされた顆粒反応物質が充填されている。主反応物質チャンバ２８Ｉは、飲料缶の基部１４Ｉに接触せずに近接して配置された底部２２Ｉによって、飲料缶１２Ｉから分離されている。底部２２Ｉは、冷却装置２０の外壁と同じ材料、すなわち、好ましくはアルミニウムからなる。底部２２Ｉは、波形部５８によって冷却装置２０ＩＶの外壁に接続され、この波形部により、底部２２Ｉが可撓性と双安定性、すなわち内側と外側のそれぞれに向かって膨らんだ機械的安定性を規定することができる。飲料缶１２Ｉが充填され、加圧されると、飲料缶１２Ｉ内の圧力により、底部２２Ｉと、破断可能なダイヤフラム５４Ｉと、ダイヤフラム３０Ｉとが内側方向に膨らむ。
【００９６】
図４Ｂは、飲料缶１２Ｉを備えた自己冷却式容器１０ＩＶを示し、この飲料缶は、タブ１８が傾けられて開封されている。タブ１８を傾けることにより、蓋１６のエンボス領域が破断して蓋１６に開口が形成され、これにより飲料を注ぐことができ、圧力が逃げる。圧力が逃げると、冷却装置２０ＩＶの底部２２Ｉが、冷却装置２０ＩＶの内部圧力によって飲料缶基部１４に向かって膨らむ。底部２２Ｉは、双安定性に形成されているため、飲料缶基部１４方向に膨らむと、大気圧以下（subatmosphere pressure）となる主反応物質チャンバ２８Ｉにより、破談可能なダイヤフラム５４とダイヤフラム３０が飲料缶基部１４に向かって膨らむ。したがって、破断可能なダイヤフラム５４は、刺入要素５６に向かって膨らみ、このため破断可能なダイヤフラム５４が破裂する。破断可能なダイヤフラム５４は、破裂するダイヤフラムとするか、所定の破壊点を有するようにするか、あるいは張力部を設けるようにして、刺入要素５６が破断可能なダイヤフラム５４に刺入すると、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間に開口が形成され、これにより水チャンバ４４Ｉ内の水が主反応物質チャンバ２８Ｉに進入して化学反応が始まり、飲料が冷却されるようにすることができる。化学反応は、周囲境界部からエネルギを吸収して、少なくとも１０℃、好ましくは２０℃以上相対的に冷却する。
【００９７】
図５Ａは、図４の自己冷却式容器１０ＩＶに類似した自己冷却式容器１０Ｖを示している。破断可能なダイヤフラムの代わりに、自己冷却式容器１０Ｖは、水チャンバ４４と主反応物質チャンバ２８Ｉを分離する、プラスチック材料からなる主キャップ６０を有する。主キャップ６０は、内側に突き出たフランジを構成する主キャップ座６２によって所定の位置に保持されており、このフランジは、冷却装置２０Ｖの内壁に固定され、主キャップ６０に低い圧力を加える。主キャップ６０は、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間の流体密閉連結を形成する薄い円形プラスチック要素を構成している。
【００９８】
図５Ｂは、図４Ｂに示された飲料缶と同様に開封され作動された図５Ａによる自己冷却式容器１０Ｖを示している。飲料缶１２Ｉが開封されると、冷却装置２０Ｖの底部２２Ｉが飲料缶基部１４に向かって膨らみ、これにより主反応物質チャンバ２８Ｉ内の圧力が低下し、主キャップ６０が主キャップ座６２から外れて主反応物質チャンバ２８Ｉの中に落下し、これにより水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの流体連通が可能となる。したがって、水が水チャンバ４４から主反応物質チャンバ２８Ｉの中に流れ、これにより化学反応が始まって飲料が冷却される。顆粒反応物質が溶解すると、主キャップ６０が、冷却装置２０Ｖの底部２２Ｉに向かって落下し得る。
【００９９】
図６Ａは、図５に示されている自己冷却式容器１０Ｖに類似しているが、主キャップ座と主キャップの代わりに、本実施形態は、支持メッシュ６６と、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉを分離する破断可能なダイヤフラム５４とを備えている自己冷却式容器１０ＶＩを示している。支持メッシュは、破断可能なダイヤフラム５４に対して並置された金属またはプラスチックからなる格子を構成し、このダイヤフラムは、主反応物質チャンバ２８に面し、かつ破断可能なダイヤフラム５４は、水チャンバ４４に面している。破断可能なダイヤフラム５４は、破裂膜を構成し、この破裂膜は、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間の流体連通を防止している。支持メッシュ５６は、破断可能なダイヤフラム５４Ｉが圧力口５２に向かって上方に膨らむのを防止し、主反応物質チャンバの圧力が水チャンバ４４の圧力を超えると破裂する。
【０１００】
図６Ｂは、飲料缶１２Ｉが開封されたときの自己冷却式容器１０ＶＩを示している。飲料缶が開封されることにより、飲料缶１２Ｉ内の圧力が低下して、底部２２Ｉが飲料缶基部１４に向かって膨らみ、これにより主反応物質チャンバ２８Ｉ内の圧力が低下する。主反応物質チャンバ２８内の圧力低下により、破断可能なダイヤフラム５４Ｉが飲料缶基部１４Ｉに向かって膨らむ。破断可能なダイヤフラム５４Ｉは破裂膜であり、この破裂膜は刺入要素を使用しなくても破断する。破断可能なダイヤフラム５４Ｉは、主反応物質チャンバ２８と水チャンバ５４Ｉとの間の圧力差によって破裂して水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間を流体連通させる非弾性膜とすることができる。水チャンバ４４Ｉから主反応物質チャンバ２８Ｉに進入する水が、化学反応を起こし、図４と図５で既に説明したように周囲の飲料に冷却効果がもたらされる。
【０１０１】
図７Ａは、図６の自己冷却式容器１０ＶＩに類似しているが、破断可能なダイヤフラムと刺入要素の代わりに、テレスコープ型弁６８が、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉを分離している自己冷却式容器１０ＶＩＩを示している。テレスコープ型弁６８は、複数の弁要素６９、７０、７１を構成している。弁要素は、円形の円筒フランジ要素を構成している。直径が最も大きい第１の弁要素６９は、冷却装置２０ＶＩＩの内壁に固定されている。第１の弁要素６９は、冷却装置２０ＶＩＩの底部２２Ｉに向かってやや突き出ており、内側に突き出たビードを構成している。第２の弁要素７０は、第１の弁要素に対して密閉する外側に突き出た上側ビードと、第１の弁要素６９の外側に突き出たビードに対して密閉する内側に突き出たビードとを有するフランジ要素を構成している。第３の弁要素７１は、第２の弁要素７０の外側に突き出たビードに対して密閉する外側に突き出た上側ビードと、第２の弁要素７０の内側に突き出た下側ビードに対して密閉する下側の水平面とを有するカップ型要素を構成している。
【０１０２】
図７Ｂは、飲料缶１２Ｉが開封されたときの図７Ａの自己冷却式容器１０ＶＩＩを示している。図６Ｂで既に説明したように、飲料缶１２Ｉの開封により、冷却装置２０Ｉの底部２２が外側に膨らみ、これにより主反応物質チャンバ２８Ｉ内の圧力が低下して、第２と第３の弁要素７０、７１が冷却装置２０ＶＩＩの底部２２の方向に移動するため、第２の弁要素７０の外側に突き出たビードが、第１の弁要素７１の内側に突き出たビードに対して密閉し、第３の弁要素７１の外側に突き出たビードが、第２の弁要素７０の内側に突き出たビードに対して密閉する。第２と第３の弁要素７０、７１は、周方向に配置された弁開口７２を備え、これらの開口は、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間の流体連通を可能にする。したがって、水が水チャンバ４４から主反応物質チャンバ２８に流れることができる。
【０１０３】
図８Ａは、図４に関連して説明した自己冷却式容器１０ＩＶに類似しているが、補助反応物質チャンバ５０Ｉが、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間に設けられている自己冷却式容器１０ＶＩＩＩを示している。水チャンバ４４Ｉは、支持体７４と破断可能なダイヤフラム５４ＩＩによって補助反応物質チャンバ５０から分離されている。支持体７４は、冷却装置２０Ｉの内壁と破断可能なダイヤフラム５４との間を密閉し、この破断可能なダイヤフラムは、中心に位置して下降管７６を覆い、この下降管は、主反応物質チャンバ２８Ｉに向かって突出している。補助反応物質チャンバ５０Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉは、水溶性ダイヤフラム７８によって分離されている。
【０１０４】
図８Ｂは、飲料缶１２Ｉが開封されたときの図８Ａで説明された自己冷却式容器１０ＶＩＩＩを示している。飲料缶の開封により、冷却装置２０Ｉの底部２２が、図４〜図７を参照して上記したように外側に膨らむことができる。主反応物質チャンバ２８Ｉの圧力低下により、水溶性ダイヤフラム７８が底部２２Ｉに向かって膨らみ、補助反応物質チャンバ５０Ｉ内の圧力が低下して破断可能なダイヤフラム５４ＩＩが破裂し、水チャンバ４４Ｉ内の水が下降管７６に進入し、水溶性ダイヤフラム７８に向かって流れる。水溶性ダイヤフラムが下降管からの水によって溶解されると、補助反応物質チャンバ５０に保持された、化学反応の開始に必要な２つの反応物質の第１の反応物質を構成する補助反応物質が、主反応物質チャンバ２８Ｉに保持された、化学反応の開始に必要な２つの反応物質の第２の反応物質を構成する主反応物質と反応することが可能となる。結果として生じる化学反応の開始は、これらの反応物質の相互接触によってもたらされる。この反応は、冷却効果をもたらす。
【０１０５】
図９Ａは、図４の自己冷却式容器１０ＩＶに類似しているが、完全にポリマー材料から形成されている冷却装置２０ＩＸを備えた自己冷却式容器１０ＩＸを示している。冷却装置２０ＩＩは、３つの部分を有するポリマーシリンダを構成し、第１の部分は、飲料缶１２Ｉの蓋１６に固定された硬質シリンダ部分８０である。蓋は気密されているため、外部と上側硬質シリンダ部分８０との間でまったく流体連通していない。上側硬質シリンダ部分８０は、飲料缶１２Ｉ内に突出し、中間可撓性シリンダ８２を構成する第２のシリンダ部分に接続され、この可撓性シリンダは、下側硬質シリンダ部分８１を構成する第３のシリンダ部分に接続され、この下側硬質シリンダ部分は、飲料缶基部１４の近くで密閉されている。上側硬質シリンダ部分８０は、水チャンバを構成し、下側硬質シリンダ部分は、顆粒反応物質で充填されている。飲料缶１２Ｉが充填されて加圧されると、この圧力が、冷却装置２０ＩＸ内の圧力が飲料缶１２内の圧力よりも低いため、中間可撓性シリンダを絞って、絞り弁を形成する。
【０１０６】
図９Ｂは、飲料缶１２Ｉが開封されたときの図９Ａの自己冷却式容器１０ＩＸを示している。飲料缶１２Ｉ内の圧力低下により、中間可撓性シリンダ８２が絞られていない状態となり、上側硬質シリンダ部分８０と下側硬質シリンダ部分８１との間の流体連通を可能にする。このように中間シリンダ８２が通路を形成するため、上側硬質シリンダ部分内に保持された水が下側硬質シリンダ部分内に流れ、これにより下側硬質シリンダ部分８１内に保持されたコーティング顆粒反応物質が活性化する。
【０１０７】
図９Ｃは、図９Ａと図９Ｂに類似しているが、中間可撓性シリンダ８２の内壁に位置する任意選択の円周把持部材８３を追加として備えた、冷却装置２０ＩＸを有する飲料缶１２Ｉを備えた自己冷却式容器１０ＩＸを示している。把持部材８３は、プラスチック材料の小さいディスク型要素を構成する分離要素８４を収容し、この分離要素は、上側硬質シリンダ部分８０内に保持された水と下側硬質シリンダ部分８１内に保持された顆粒反応物質との間をより確実に遮断する。把持部材８３と分離要素８４は、好ましくは、実質的に硬質のプラスチックからなる。把持部材８３は、分離要素８３の対応するビードとインターロックすることができる把持要素を備えている。
【０１０８】
図９Ｄは、飲料缶１２Ｉが開封されていない加圧された状態の図９Ｃの把持部材８３と分離要素８４の拡大図を示している。
【０１０９】
図９Ｅは、飲料缶１２Ｉが開封されて、中間可撓性シリンダ８２の外部からの圧力低下により、中間可撓性シリンダ８２の壁部が分離して分離要素が把持部材８３から外れ、これにより上側硬質シリンダ部分８０と下側硬質シリンダ部分８１との間の流体連通が可能となったときの図９Ｄの拡大図を示している。把持部材８３と分離要素８４を用いることにより、冷却装置２０ＩＩが作動して中間可撓性シリンダ８２の壁部が分離されたときに、十分に画定された分離が、上側硬質シリンダ部分８０と下側硬質シリンダ部分８１との間に達成される。
【０１１０】
図１０Ａは、図５の冷却装置１０Ｖに類似した冷却装置１０Ｘを示している。冷却装置２０Ｘは、補助反応チャンバ５０Ｉを有し、この補助反応チャンバは、水チャンバ４４Ｉと主反応物質チャンバ２８Ｉとの間に配置されている。補助反応チャンバ５０Ｉは、主キャップ６０Ｉと主キャップ座６２Ｉによって主反応物質チャンバ２８Ｉから分離されている。補助反応チャンバは、補助キャップ８６と補助キャップ座８８によって水チャンバ４４Ｉから分離されている。主キャップ座６２と主キャップ６０および補助キャップ座８８と補助キャップ８６は、図５に関連して説明した主キャップ座と主キャップと同じ方法で機能する。
【０１１１】
図１０Ｂは、飲料缶１２が開封されて、冷却装置２０Ｘの底部２２Ｉが、飲料缶１２Ｉ内の圧力低下によって外側に膨らんだときの図１０ａの自己冷却式容器１０Ｘを示している。この外側への膨らみにより、補助キャップ６２と主キャップ６０Ｉが圧力によって底部２２Ｉに向かって下方に落下し、水と補助反応物質と主反応物質とが混合されて化学反応が始まる。
【０１１２】
図１１Ａは、図１０に関連して説明した自己冷却式容器１０Ｘに類似しているが、補助キャップ座と補助キャップの代わりに、支持メッシュ６６と破断可能なダイヤフラム５４Ｉが設けられた自己冷却式容器１０ＸＩを示している。支持メッシュ６６と破断可能なダイヤフラム５４Ｉは、既に説明した図６の自己冷却式容器１０ＶＩと同様に機能する。
【０１１３】
図１１Ｂは、飲料缶１２Ｉが開封されて冷却装置２０ＸＩが作動されたときの図１１Ａの自己冷却式容器１０ＸＩを示している。
【０１１４】
図１２Ａと図１２Ｂは、図４の破断可能なダイヤフラム５４と刺入要素５６が図６の支持メッシュ６６と破断可能なダイヤフラム５４Ｉと組み合わせられた、自己冷却式容器１０Ｘに類似した自己冷却式容器１０ＸＩＩを示している。
【０１１５】
図１３Ａは、小型冷却装置を構成する液中冷却装置２０ＸＩＩを有する飲料缶１２ＩＩを備えた自己冷却式容器１０ＸＩＩＩを示している。冷却装置２０ＸＩＩは、好ましくはポリマー材料のシリンダを画定し、このシリンダは、飲料缶１２ＩＩ内の飲料中で自由に動くことができる。冷却装置２０ＩＩは、圧力空間３２ＩＩと、水チャンバ４４ＩＩと、主反応物質チャンバ２８ＩＩとを備えている。圧力空間３２ＩＩは、少量の飲料が冷却装置２０ＩＩに進入するのを可能にする圧力口５２Ｉを備えている。圧力空間３２Ｉと水チャンバ４４ＩＩは、可撓性ダイヤフラム４０ＩＩによって分離されている。水チャンバ４４ＩＩと主反応物質チャンバ２８Ｉは、プラグ座９０とこのプラグ座９０の中心に配置された主プラグ８９によって分離されている。プラグ座９０は、主プラグ８９と冷却装置２０ＩＩの内壁との間を遮断している。主プラグ８９は、ダイヤフラム３０ＩＩに接続されている。飲料缶１２Ｉ内の過剰な圧力により、ダイヤフラム３０ＩＩが弛緩して作動していない状態に維持する。主プラグ８９は、水チャンバ４４ＩＩ内の水と主反応物質チャンバ２８ＩＩ内の顆粒反応物質を分離している。
【０１１６】
図１３Ｂは、飲料缶１２ＩＩが開封されたときの図１３Ａに示された自己冷却式容器１０ＸＩＩＩを示している。飲料缶１２ＩＩが開封されると、飲料缶１２ＩＩと圧力空間３２ＩＩの圧力が低下し、水チャンバ４４ＩＩの圧力により、ダイヤフラム３０ＩＩが圧力口５２ＩＩに向かって膨らむ。ダイヤフラム３０ＩＩが圧力口５２Ｉに向かって膨らむと、ダイヤフラム３０ＩＩに接続された主プラグ８９が、プラグ座９０から外れて、水チャンバ４４ＩＩと主反応物質チャンバ２８ＩＩとの間の流体連通が確立され、水が主反応物質チャンバ４４に進入して化学反応を引き起こし、これにより飲料が冷却される。
【０１１７】
図１４Ａは、図１３に示されている自己冷却式容器１０ＸＩＩＩに類似しているが、冷却装置２０ＸＩＶが、反応時間を短縮する反応制御流体を含む補助反応物質チャンバ５０ＩＩを追加として備えている自己冷却式容器１０ＸＩＶを示している。補助反応物質チャンバ５０ＩＩは、水チャンバ４４ＩＩと主反応物質チャンバ２８ＩＩとの間に配置されている。水チャンバ４４ＩＩと補助反応物質チャンバ５０ＩＩは、主プラグ座９０と主プラグ８９によって支持され、補助反応物質チャンバ５０ＩＩと主反応物質チャンバ２８ＩＩとは、補助プラグ座９４と補助プラグ９２によって支持されている。補助プラグ９２は、主プラグ８９に接続されている。
【０１１８】
図１４Ｂは、飲料缶１２ＩＩが開封されたときの図１４Ａの自己冷却式容器１０ＸＩＶを示している。飲料缶１２ＩＩを開封したときの圧力低下により、ダイヤフラム３０が圧力口２２Ｉに向かって膨らむ。主プラグ８９と補助プラグ９２の両方がダイヤフラム３０ＩＩに接続されているため、水チャンバ４４ＩＩと補助反応物質チャンバ５０ＩＩの両方が、主反応物質チャンバ２８ＩＩとの流体連通を確立する。これにより、水チャンバ４４ＩＩ内の水と補助反応物質チャンバ５０ＩＩ内の反応制御流体が、コーティングされた顆粒反応物質が充填された主反応物質チャンバ２８ＩＩ内に流れる。両方の反応物質が水中で互いに混合されると、化学反応が起こり、冷却が開始される。反応制御流体は冷却効果を延長し、たとえば、飲料缶１２内での氷の形成を防止するために使用することができる。
【０１１９】
図１５Ａと図１５Ｂは、図１４に示されている自己冷却式容器１０ＸＩＶに類似しているが、流れ制御流体の代わりとして、第２の反応物質が補助反応物質チャンバ５０ＩＩ内に保持され、これにより反応物質のコーティングの必要がなくなっている自己冷却式容器１０ＸＶを示している。飲料缶１２ＩＩの開封によって作動されると、主反応物質チャンバ２８内の第１の顆粒反応物質が水溶液中の第２の顆粒反応物質と混合して、化学反応が始まる。
【０１２０】
図１６Ａは、発泡スチレンなどの硬質断熱材料からなる断熱キャリア９６を備えた冷却ボックスを構成する自己冷却式容器１０ＸＶＩを示している。断熱キャリア９６は、６つの標準的な飲料缶１２ＩＩＩ、すなわち、参照番号１２で示されている上記した飲料缶に一致する形状を有する典型的なサイズの飲料缶を収容するのに適した空間を画定しているキャビティ９７を有するが、冷却装置を備えていない。内側キャビティ９７は、平坦な底面と内側の連続した側壁を画定しており、この連続した側壁は、６個の飲料缶の外面に一致する複数の相互連結された円弧を画定する湾曲部９８を有し、この湾曲部は、安定かつ確実な配置が達成されるように公知の３×２の「６パック」の構成に配置したときの飲料缶１２ＩＩＩの個々の配置の位置を画定する。したがって、内側キャビティ９７は、各行に３個の飲料缶１２ＩＩＩで２行に配置された合計６個の飲料缶１２ＩＩＩを収容するように構成されている。スペーサ９９が、安定性を高めるために６個の飲料缶１２ＩＩＩの内側空間を埋めるために用意される。スペーサ９９は、好ましくは、プラスチック、金属、もしくはボール紙などの非断熱材料または弱い断熱材料から形成される。自己冷却式容器１０ＸＶＩでは、飲料缶１２ＩＩＩの１個が、飲料缶１２ＩＩＩに一致する外形を有する冷却装置２０ＸＶＩに置き換えられている。冷却装置２０ＸＶＩは、作動ボタン１００を有し、この作動ボタンを押すと、冷却装置２０ＸＶＩ内の化学反応が始まる。冷却装置２０ＸＶＩの内部は、外部からの機械的な作動、すなわちボタン１００の押圧によって作動される点を除き、図１〜図１５に示されている上記の冷却装置のいずれかに一致させることができる。ボタンを、たとえば、２つの反応物質を分離する破断可能なダイヤフラムなどに直接取り付けることができるため、ボタンを押圧することによってダイヤフラムが破断して、２つの反応物質が互いに接触することができる。別法では、ボタン１００は、圧力空間に作用することができ、この圧力の変化により、可撓性ダイヤフラムが移動して化学反応が開始される。
【０１２１】
図１６Ｂは、５個の飲料缶１２と冷却装置２０ＸＶＩを収容している断熱キャリア９６を備えた自己冷却式容器１０ＸＶＩの平面図を示している。自己冷却式容器１０ＸＶＩは、室温で保存することができる。飲料缶内の飲料が飲まれる直前に、冷却装置２０ＸＶＩの作動ボタン１００を押圧して冷却を開始する。さらなる断熱として、断熱キャリア９６に掛ける任意選択のカバーを用意することができる。
【０１２２】
図１７Ａは、自己冷却式容器１０ＸＶＩの代替構造を構成している自己冷却式容器１０ＸＶＩＩを示している。図１６の冷却装置２０ＸＶＩに相当する冷却装置２０ＸＶＩＩが、中心に配置されたスペーサ９９Ｉ内に収容され、６個の飲料容器が、スペーサ９９を取り囲んでいる断熱キャリア９６Ｉ内に収容されている。断熱キャリア９６Ｉは、丸い外形を有し、内側キャビティ９７Ｉは、中心に配置されたスペーサ９９の周りに円周構造に６個の飲料缶１２ＩＩＩを収容するための湾曲部９８Ｉを有する。
【０１２３】
図１７Ｂと図１７Ｃはそれぞれ、自己冷却式容器１０ＸＶＩの斜視図と平面図を示している。
【０１２４】
図１８Ａ〜図１８Ｆは、図１〜図３に示されているタイプの冷却装置２０を含む、図１〜図３に示されているタイプの飲料缶１２の充填と加圧の工程を示している。
【０１２５】
図１８Ａは、充填する前の飲料缶１２を換気する工程を示している。飲料缶１２は、冷却装置２０と蓋フランジ１０４を備えている。飲料缶は典型的には、換気ホース１０２を挿入して飲料缶１２内に二酸化炭素（ＣＯ２）を注入することによって３回の換気が行われる。飲料缶１２内の空気が、二酸化炭素で置換される。飲料缶１２内にいくらかでも空気が残ると、飲料が劣化し得る。換気に続いて、飲料缶１２を、図２０Ｂに示されているように飲料で充填する。
【０１２６】
図１８Ｂは、充填ホース１０３が飲料缶１２内に挿入され、飲料が飲料缶１２内に注入される飲料充填工程を示している。飲料は、予め炭酸ガスが注入されており、飲料中に最大量の二酸化炭素が溶解するように氷点よりも僅か数℃高い低温である。
【０１２７】
図１８Ｃは、充填ホース１０３が取り出されたときの充填された飲料缶１２を示している。飲料は、高圧環境を必要とせずに二酸化炭素が飽和できる氷点よりも僅かに高い温度を有する二酸化炭素雰囲気に維持される。
【０１２８】
図１８Ｄは、蓋１６が蓋フランジ１０４に密閉された飲料缶１２を示している。蓋１６は、蓋フランジ１０４の上に折り畳まれて気密シールを形成している。
【０１２９】
図１８Ｅは、低温殺菌プラント１０６内の飲料缶１２を示している。低温殺菌プラントは、約７０℃の水槽を備えている。低温殺菌プロセスは、食料品中のあらゆる微生物の成長を遅らせることで公知がある。低温殺菌中、飲料内の圧力が、飲料の加熱とこの結果生じる飲料からの二酸化炭素の放出によって約６バールまで上昇する。冷却装置は、このような高圧に耐えることができるように十分に硬質に形成すべきである。加えて、冷却装置内で使用される反応物質は、温度と圧力の上昇の影響を受けずに維持される、すなわち反応物質に、燃焼、反応、溶融、沸騰、または後の反応の開始を不可能または無効にする状態への他の変化が起きないはずである。また、ミネラルウォーターなどの非低温殺菌飲料の場合は、反応物質は、屋内または屋外での保存中に達し得る、少なくとも３０℃〜３５℃の温度までは影響を受けずに維持されるはずであることにも留意されたい。
【０１３０】
図１８Ｆは、室温での飲料缶１２を示している。飲料缶１２内の圧力は、約３〜５バールであり、この圧力は、冷却装置２０の作動を防止するのに十分である。飲料缶が開封されて、内部圧力が周囲の大気に逃げると、飲料缶１２が、１バールの大気圧となり、冷却装置２０が、図１〜図１５を参照して既に説明したように作動する。
【０１３１】
図１９Ａ〜図１９Ｅは、図１３〜図１５に示されているタイプの冷却装置を備えた、図１３〜図１５に示されているタイプの飲料缶１２の充填工程と加圧工程を示している。製造工程は、図２１Ｃの冷却装置２０の配置が、蓋１６が取り付けられる前の充填後に行われる点を除き、図１８を参照して上記説明した充填工程に類似している。
【０１３２】
図２０Ａ〜図２０Ｆは、図４〜図１２に示されているタイプの冷却装置を備えた、図４〜図１２に示されているタイプの飲料缶１２の充填工程と加圧工程を示している。冷却装置２０が蓋１６に取り付けられているため、冷却装置と蓋は、図２０Ｄでは、飲料缶１２に一体部品として取り付けられる。
【０１３３】
図２１Ａは、ビルトイン加圧システムと自己冷却式容器を有するパーティー・ケグ・システム１１０を示している。このパーティー・ケグは、典型的には１回用の単純な飲料ディスペンスシステムを構成し、約３〜１０リットルの飲料、典型的には５リットルの飲料を収容する。パーティーケグは、私的なパーティーなどの小さな社交行事でよく使用される。パーティーケグは、しばしば、加圧／炭酸注入システムを備え、このようなあるパーティー・ケグ・システムは、係属中の未公開の欧州特許出願第０８３８８０４１．９号に記載されている。パーティーケグは、欧州特許出願第０８３８８０４１．９号で述べられているが、内部冷却をまったく備えていないため、飲料が提供される直前まで外部冷却を必要とする。パーティーケグ１１０は、ハウジング１１２を備え、このハウジング１２は、好ましくは発泡スチレンなどの薄い断熱材料からなる。ハウジングは、上部空間１１４と下部空間１１６を備え、これらの空間は、クロージャ１１８によって分離されている。適当な量の飲料を含む飲料ケグ１２０は、下部空間１１６内に収容され、クロージャ１１８に固定されている。飲料ケグ１２０は、上方に向いた開口１２２を備え、この開口は、固定フランジ１２３によってクロージャ１１８に固定されている。タップライン１２４が、開口１２２を介して飲料ケグ１２０内に延びている。タップラインは上昇管を構成し、クロージャ１１８内を通り上部空間１１４を経てハウジング１１２の外部に延びている。ハウジング１１２の外部では、タップ弁１２６が、このタップ弁１２６を通る飲料の流れを制御するために使用される。タップ弁１２６が開位置であると、飲料がタップライン１２４を流れ、飲料タップ１２７を通ってパーティー・ケグ・システム１１０から流れ出るため、飲料をグラス等に集めることができる。ガスケット１２８が、タップライン１２４をクロージャ１１８に密閉している。圧力発生器１３０が、上部空間１１４に配置されている。圧力発生器は、加圧された二酸化炭素のカートリッジとするか、あるいは化学圧力発生器とすることができる。圧力発生器１３０は、加圧ホース１３２によって飲料ケグ１２０に接続されている。加圧ホース１３２は、開口１２２を介して飲料ケグ１２０の内部に接続され、ガスケット１２８によってクロージャ１１８に密閉されている。圧力発生器１３０とハウジング１１２の外部との間に延在する加圧ノブが、飲料ケグ１２０の加圧の開始に使用される。飲料ケグ１２０は飲料が充填され、さらに冷却装置２０ＸＸＩを収容している。この冷却装置は、主反応物質チャンバ２８と補助反応物質チャンバ５０とを備え、これらのチャンバは、水溶性ダイヤフラム７８によって分離されている。流体入口１３６が、水溶性ダイヤフラムに隣接して配置されている。流体入口１３６により、加圧流体が冷却装置２０ＸＸＩに進入することができる。流体入口１３６は、逆止め弁１３８を備え、この逆止め弁は、飲料ケグ１２０内の圧力の変動によって反応物質が流体入口１３６から流出して飲料に接触するのを完全に防止する。
【０１３４】
図２１Ｂは、加圧ノブ１３４の操作によって作動されたときの図２３Ａのパーティー・ケグ・システム１１０を示している。圧力ノブ１３４が操作されると、加圧された二酸化炭素が、飲料ケグ１２０に進入し、内部に収容された飲料を加圧する。したがって、飲料が冷却装置２０ＸＸＩの流体入口１３６に進入し、水溶性ダイヤフラム７８を溶解する。これにより、主反応物質チャンバ２８内に配置された主反応物質が、補助反応物質チャンバ５０内に配置された補助反応物質と混合するため、冷却反応が始まる。冷却装置２０の機能原理は、図８の冷却装置２０ＶＩＩＩの機能原理に類似しているが、反対方向である、すなわち図８の冷却装置２０ＶＩＩＩは圧力の低下によって作動されるが、図２１の冷却装置２０ＸＸＩは、圧力の上昇によって作動される。このように、パーティー・ケグ・システム１１０は、事前に冷却しなくても良く、室温で保存することができる。飲料を飲む直前に、操作者が加圧ノブを押し、これにより自動的に冷却反応が始まり、数分後に、タップ弁１２６を操作して冷たい飲料を分配することができる。パーティー・ケグ・システムのハウジングを省略する、または断熱を必要としない場合はより単純なハウジングに交換できることもさらに企図する。
【０１３５】
図２２Ａは、私用または商業用の飲料ディスペンスシステム１４０を示している。このような飲料ディスペンスシステムは、当分野で公知であり、国際公開第２００７／０１９８５３号に既に記載されている。飲料ディスペンスシステム１４０は、回動可能なエンクロージャ１４２を備え、このエンクロージャは、基板１４４に取り付けられている。エンクロージャ１４２の内部は、圧力チャンバ１４６を画定している。圧力チャンバ１４６は、圧力蓋１４８によって基板１４４から分離されている。圧力蓋１４８は、シーリング１５０によって基板１４４に対して密閉されている。圧力チャンバ１４６に向かって内側に面した圧力蓋１４８の側面が、結合フランジ１５２を構成している。結合フランジ１５２は、飲料ケグ１２０Ｉを固定するために使用され、この飲料ケグは、圧力チャンバ１４６内に収容され、その大部分を占有している。飲料ケグ１２０Ｉは、飲料が分配されるときに圧力によって収縮される収縮ケグである。冷却／圧力発生器１５６は、飲料ケグ１４６内に配置された飲料を冷却し、加圧するために圧力チャンバ１４６に接続されている。タップライン１２４Ｉは、圧力チャンバ１４６をタップ弁１２６に接続している。圧力チャンバ１４６に面したタップライン１２４の端部は、飲料ケグ１２０Ｉの内部とタップ弁１２６との間の流体連通を可能にする結合フランジ１５２を刺し通すカニューレ１５１を備えている。タップハンドル１５４は、遮断位置と飲料ディスペンス位置との間でタップ弁１２６を操作するために使用される。飲料ディスペンス位置では、ハンドル１５４が、その通常の垂直の向きから水平の向きに移動し、飲料が、タップ弁１２６を経て飲料タップ１２７Ｉを通り、飲料ディスペンスシステム１４０から流れ出る。飲料ケグ１２０Ｉの内部は、飲料と冷却装置２０ＸＸＩＩを収容している。固定ロッド１５８によって保持された冷却装置２０ＸＸＩＩは、主反応物質チャンバ２８と補助反応物質チャンバ５０とを備えている。主反応物質チャンバ２８と補助反応物質チャンバ５０は、破断可能なダイヤフラム５４によって分離されている。冷却装置２０ＸＸＩの上部は、刺入要素５６が接続された可撓性ダイヤフラム３０を備えている。刺入要素５６は、破断可能なダイヤフラム５４に向かって延びている。
【０１３６】
図２２Ｂは、圧力チャンバ１４６が加圧されたときの図２４Ａの飲料ディスペンスシステム１４０を示している。圧力チャンバ１４６内の圧力は、飲料ケグ１２０を変形させるように作用し、これにより可撓性ダイヤフラム３０が破断可能なダイヤフラム５４に向かって内側に膨らむ。したがって、破断可能なダイヤフラム５４が、突き出た刺入要素５６によって破裂され、冷却をもたらす化学反応が開始される。このように、飲料ケグ１２０Ｉ内の飲料の急速な冷却が達成され、作動から数分以内に、タップハンドル１５４を操作して飲料ケグ１２６Ｉから冷たい飲料を分配することができる。このように、飲料ケグを冷却しなくても良く、従来の方法で飲料が冷却されるまでの長い待ち時間が必要なくなる。冷却装置２０ＸＸＩＩは、飲料ケグが装着されると飲料を急速に冷却する。
【０１３７】
図２３Ａは、図２１の冷却装置と同様に機能する、冷却装置２０ＸＸＩＩＩを除き、図２４に示されている飲料ディスペンスシステム１４０に類似した飲料ディスペンスシステム１４０Ｉを示している。冷却装置２０は、主反応物質チャンバ２８と補助反応物質チャンバ５０とを備え、これらのチャンバは、水溶性ダイヤフラム７８によって分離されている。水溶性ダイヤフラム７８は、作動通路１６０によって結合フランジ１５２に接続されている。結合フランジ１５２は、二重密閉膜１６２を備え、この膜は、作動通路１６０を飲料ケグ１２０Ｉの内部と結合フランジ１５２の外部から遮断している。図２３Ａは、エンクロージャ１４２が、圧力チャンバ１４６にアクセスできるように後側に回動されたときの飲料ケグ１２０Ｉの装着手順を示している。
【０１３８】
図２５Ｂは、圧力蓋１４８がエンクロージャ１４２に取り付けられ、エンクロージャ１４２が正常な位置に戻されて圧力チャンバ１４６を密閉したときの飲料ディスペンスシステム１４０を示している。圧力蓋１４８が取り付けられると、二重密閉膜１６２が刺入され、流体が作動通路６０とタップライン１２４Ｉに入ることができる。圧力チャンバ１４６が加圧されると、飲料が、作動通路１６０に進入して、この作動通路１６０の端部にある水溶性膜７８を溶解する。したがって、作動が完了し、図２２に関連して説明したように化学反応が開始され、飲料が冷却される。
【０１３９】
図２４は、一体型冷却装置２０ＸＸＶＩを備えたボトルキャップ１６６を有するボトル１６４を示している。ボトルキャップ１６６は、ボトル１６４の口に近いねじ山１６８に取り付けられたキャップフランジ１７０を有する。冷却装置２０ＸＸＶＩは、ボトルキャップ１６６に固定され、ボトル１６４内に延びている。冷却装置２０ＸＸＶＩは、ボトルキャップ１６６がボトル１６４から外される前に冷却を開始するための作動ボタン９６Ｉを有する。
【０１４０】
図２５は、可撓性ダイヤフラム３０が冷却装置２０の底部に設けられている点を除き、図２６Ａに示されている冷却装置に類似した冷却装置を有するボトル１６４を示している。ボトルキャップ１６６が捻られてボトル１６４から加圧ガスが逃げると、可撓性ダイヤフラム３０が外側に膨らみ、これにより図４Ａに関連して示された自己冷却式容器に類似した化学反応が始まる。
【０１４１】
図２６Ａは、ボトルキャップ１６６と外側キャップ１７２を有するボトル１６４を示している。外側キャップ１７２は歯付きロッドに接続され、このロッドは、冷却装置２０ＸＸＶＩ内に配置されている。中間ダイヤフラム１７４は、冷却装置２０内の２つの反応物質を分離している。
【０１４２】
図２６Ｂは、外側キャップ１７２が捻られたときの図２７のボトル１６４を示している。外側キャップを捻ることにより、歯付きロッド１７６が中間ダイヤフラム１７４を破断させ、これにより２つの反応物質が混合され、冷却効果を生じさせる化学反応が始まる。数分後に、外側キャップ１７２とボトルキャップ１６６を取り外して、冷えた飲料を提供することができる。
【０１４３】
図２７Ａは、一体型冷却装置２０を有する冷却スティックを構成しているドリンクスティック１８０を示している。ドリンクスティック１８０は、ハンドルとして使用することができるつまみ１８２と、冷却装置を収容する細長い可撓性タンク１８４を備えている。冷却装置２０は、第１の反応物質を含む破断可能なタンク１８６を備えている。第２の反応物質は、破断可能なタンク１８６の外部の細長い可撓性タンク１８４内に収容されている。
【０１４４】
図２７Ｂは、図２８Ａのドリンクスティック１８０の作動を示している。ドリンクスティック１８０は、矢印の方向に曲げられると作動する。ドリンクスティック１８０を曲げることにより、破断可能なタンク１８６が破断し、第１の反応物質が第２の反応物質と混合し、これにより冷却効果を生じさせる化学反応が始まる。
【０１４５】
図２７Ｃは、破断可能なタンクが破断して化学反応が始まったときの図２８Ｂのドリンクスティック１８０を示している。
【０１４６】
図２７Ｄは、ドリンクスティック１８０がボトル１６４内に挿入されたときの図２８Ｃのドリンクスティック１８０を示している。ボトル１６４は、室温のビールまたはソフトドリンクを含む従来の飲料ボトルとすることができる。ドリンクスティック１８０の冷却効果によって、ボトル１６４内の飲料が、室温よりも著しく低い温度まで冷却される。ドリンクスティック１８０は、あらゆる飲料を瞬間冷却するために他の飲料容器に使用できることもさらに企図する。たとえば、ドリンクスティック１８０は、ジントニックなどの冷たいロングドリンクに使用して長時間に亘って飲料の冷たさを維持するためにバーが備えるができる。
【０１４７】
代替の実施形態では、上記ドリンクスティック１８０は、円錐形を有することができ、氷型と一緒に使用し、作動されたドリンクスティックを水が満たされた氷の型に挿入して角氷を瞬間に形成することができる。別法では、ドリンクスティックは、飲料などの中の角氷として直接使用するために角型を有することができる。
【０１４８】
図２８Ａは、たとえば、ワインクーラーなどとして使用されるボトル１６４の外部に取り付けるのに適したボトルスリーブ１８８の第１の実施形態を示している。ボトルスリーブ１８８は、主反応物質チャンバ２８と水チャンバ４４とを備え、これらのチャンバは、破断可能なダイヤフラム５４によって分離されている。ボトルスリーブ１８８は、固定リング１８９によってボトルに固定され、この固定リングは、ボトルスリーブ１８８の第１の溝１９０に一致している。固定リング１８９は、ボトル１６４にしっかりと取り付けられている。第１の溝１９０は、主反応物質チャンバ２８に隣接して位置している。第２の溝１９１は、水チャンバ４４に隣接し、第１の溝１９０の上に位置している。
【０１４９】
図２８Ｂは、ボトルスリーブ１８８が矢印の方向に押し下げられることによって作動されたときのボトルスリーブ１８８を示している。ボトルスリーブ１８８を下方に押し下げることにより、固定リング１８９が第１の溝１９０から外れ、第２の溝１９１内に収容される。したがって、破断可能なダイヤフラム５４が、固定リング１８９によって破断され、水チャンバ４４内の水が主反応物質チャンバ２８内の反応物質と混合し、冷却反応が始まる。
【０１５０】
図２８Ｃは、ボトルスリーブ１９０が取り付けられたボトル１６４の斜視図を示している。
【０１５１】
図２９Ａは、平坦な構造のワインクーラー１９２を構成するボトルスリーブを示している。ワインクーラー１９２は、外層１９３と、内層１９４と、この外層とこの内層との間に配置された破断可能なダイヤフラム５４とを備えている。外層と破断可能なダイヤフラムとの間の空間は、水チャンバ４４を構成し、破断可能なダイヤフラムと内層１９４との間の空間は、主反応物質チャンバ２８を構成している。外層１９２と内層１９４は可撓性であり、図２９Ａに示されている平坦な構造の第１の安定した位置を有する双安定性層を構成している。
【０１５２】
図２９Ｂは、円形のスリーブ形状を形成する第２の双安定性位置にあるワインクーラー１９２を示し、外層１９３は外側に面し、内層１９４は、内側に面している。第２の安定位置は、ワインクーラー１９２に弱い曲げる力を加えることによって達成することができる。第２の構造、すなわち円形構造をとると、破断可能なダイヤフラム５４が破断されるため、水と反応物質が混合され、冷却が始まる。
【０１５３】
図２９Ｃは、ワインクーラー１９２の斜視図を示している。
【０１５４】
図２９Ｄは、飲料ボトル１６４の外側に取り付けられているワインクーラー１９２を示している。したがって、飲料ボトル１６４内の飲料は、飲用温度まで効率的に冷却される。
【０１５５】
上記の自己冷却式容器と冷却装置の効率は、冷却装置の伝熱特性（伝熱因子）に強く依存すると考えられる。伝熱因子は、冷却装置の形状、特に飲料と接触する表面積を変えることによって変更することができ、たとえば、冷却装置に金属フィンを設けることによって、伝熱因子を高くして冷却効率を上げることができる。続いて、たとえば、発泡スチレンまたは疎水性材料の中に冷却装置を封入することによって、伝熱因子を低下させる、すなわち冷却効率を下げることができる。別法では、冷却化学反応の効率を上げるためには触媒を使用することができ、冷却化学反応の効率を下げるためには選択的吸収制御剤を使用することができる。
【０１５６】
冷却装置全体を、ゴムまたはプラスチックなどの可撓性材料から形成することができ、冷却装置自体が可撓性ダイヤフラムを構成することをさらに企図する。
【０１５７】
冷却装置の変更形態は、冷却装置を通る混合部材に接続された紐を引いて作動させることができる。
【０１５８】
冷却装置は、内側管と外側管との間の空間の反応区画で、内側管を流れる飲料を冷却するために管内の管として形成されている。
【０１５９】
冷却装置は、タップラインを流れる飲料を冷却するためにタップラインの周りに取り付けできるように形成されている。
【０１６０】
冷却装置は、偶発的な作動を回避するために破壊可能なシールを有することができる。
【０１６１】
冷却装置は、飲料が透過可能な膜と、飽和塩溶液と、冷却装置の内部から塩溶液を分離する非透過性膜とを有する安全解除装置（arming device）を備えている。冷却装置が容器内で沈められると、飲料の水分が、浸透作用によって透過性膜を介して飽和塩溶液に入って容積を増加させ、これにより膜に圧力がかかり、この圧力が冷却装置の内部に伝達され、結果として内部圧力が上昇し、この圧力上昇を、上記したように反応を開始させるために使用することができる。
【０１６２】
図３０は、本発明による不可逆エントロピー増大反応の不溶性生成物として生成される単純な立方晶系結晶１９５を示している。結晶１９５は、合計６つの結晶面を備え、その１つが参照数字１９６で示されている。さらに、結晶１９５は、合計８つの角を画定し、その１つが参照数字１９８で示されている。結晶１９５の面１９６に成長が存在し、その１つが参照数字１９７で示されている。角１９８においては、結晶の成長が沈殿物によって阻害され、その１つが参照数字１９９で示されている。沈殿物は、結晶１９５の角１９８に選択的に付着する選択的吸収剤から形成されている。結晶の成長を防止するための選択的吸収剤の使用は、不溶性生成物が形成される際に、この不溶性生成物が残った反応物質を封入してこの過程を停止できる反応で示されている。
【０１６３】
図３１に、全体が参照数字２００で示された、本発明によるディスペンス／冷蔵システムが示されている。このシステムは、キャビネットを有する冷蔵キャビネット２０２を備え、このキャビネット内に、図３１の右下部分に例示されているように内部空間が画定されている。図３１では、冷蔵キャビネット２０２が破断して、複数の飲料缶が例示され、飲料缶の１つが参照数字２０４で示され、飲料缶は、飲料缶スライディングシュートに支持され、このスライディングシュートの１つが、参照数字２０６で示され、合計８個の飲料缶２０４を支持している。冷蔵キャビネット２０２内には、冷蔵ユニット２０８と加熱ユニット２１０が収容されている。冷蔵ユニット２０８と加熱ユニット２１０はそれぞれ、冷蔵キャビネット２０２の内室を所定の予め設定されたサーモスタット制御温度、たとえば、１６℃〜２０℃、特に、周囲温度よりも僅かに高いまたは僅かに低い温度にするために、冷蔵キャビネット２０２の内室の冷却と加熱の機能を果たす。
【０１６４】
周囲温度が実質的に一定で、ある下限よりも高い場合は、冷蔵キャビネット２０２の内室が周囲温度よりもやや低い温度まで常に冷却されるため、加熱ユニット２１０を省略することができる。冷蔵キャビネット２０２の内部温度が、あるサーモスタット制御温度に設定されるため、各飲料缶２０４は、かなり短い時間、たとえば、１〜５分の数分間、好ましくは約２分間の内に、飲料缶が冷蔵キャビネット２０２内に保存されている温度からある冷却温度、たとえば、５℃まで冷却するために、本発明の教示に従って実施される冷却装置を備えることができる。
【０１６５】
図３１に示されている冷蔵キャビネット２０２は、ディスペンサシュートが接続されたディスペンス開口２１２を備え、このディスペンサシュートは、参照数字２１６で示されている。図３１に示されているシステム２００は、冷蔵キャビネット２０２内に設けられた、ディスペンス機構を作動させるための追加の公知の要素または部品、たとえば、コイン受け取り機、カードリーダー、またはチップリーダーなどを有利に備えており、これらは、支払いの確認またはある額の送金受領の確認をすると一度に１本の飲料缶２０４をシステム２００から分配するように制御する。
【０１６６】
個々の飲料缶２０４が予め設定された一定温度、好ましくは周囲温度よりもやや低い温度で保存される、サーモスタット制御される冷蔵キャビネット２０２を提供することにより、主電源からの電気エネルギの総消費量は、適度に冷えた飲料缶を使用者に提供するある低い使用温度、すなわち、たとえば、＋５℃の温度まですべての飲料缶が冷却される従来の飲料缶ディスペンサと比較すると大幅に低下する。周囲温度またはそれよりもやや低い温度までへと冷却を軽減することにより、従来の飲料缶冷蔵／ディスペンスシステムと比較すると、電力消費量のごく一部しか、図３１に示されている本発明による飲料ディスペンスシステムによって使用されない。従来の飲料缶ディスペンサ／冷蔵システムは、たとえば、２５℃またはそれよりもさらに高い周囲温度から５℃まで飲料缶を冷却しなければならないが、本発明によるシステム２００は、たとえば、２０℃の温度まで飲料缶を冷却する機能を果たすだけであるため、飲料缶を２５℃〜５℃に冷却する同等の従来のディスペンサ／冷蔵システムと比較すると、概算で少なくとも８０％のエネルギ消費量が低減される。
【０１６７】
図３２では、全体が参照数字２００Ｉで示された本発明による冷蔵システムが示されている。図３１に示されている飲料ディスペンスシステム２００は、開閉式前扉２０３Ｉを有する従来のフリッジ（fridge）または冷蔵庫に変更することができる。この前扉から個々の飲料缶２０４を一連の棚２０６Ｉの上に載せることができ、これらの棚の上に飲料缶２０４が支持される。使用者は、冷蔵庫の前扉２０２Ｉを開けてこれらの棚から飲料缶２０４を取り出すことができる。
【０１６８】
冷蔵システム２００Ｉは、冷蔵庫のキャビネットの内部を見せるための、開閉式戸棚２０３Ｉを備えている点を除き、図３１の冷蔵システム２００に類似している。１つが参照数字２０４Ｉで示されている複数の飲料ボトルと、１つが２０４ＩＩで示されているケグが、１つが参照数字２０６Ｉで示されている飲料缶の棚の上に置かれている。棚２０６Ｉは、図３１に関連して説明したシステムのシュートの代わりである。冷蔵キャビネット２０２Ｉ内には、冷蔵ユニット２０８と加熱ユニット２１０が収容されている。冷蔵ユニットと加熱ユニットはそれぞれ、冷蔵キャビネット２０２Ｉの内室を所定の予め設定されたサーモスタット制御温度、たとえば、１６℃〜２０℃、特に、周囲温度よりも僅かに高いまたは僅かに低い温度にするために、冷蔵キャビネット内室の冷却と加熱の機能を果たす。
【０１６９】
上記した冷蔵キャビネット内または従来の冷蔵庫内に保存された個々の飲料缶を所定の予め設定された温度まで冷却することにより、本発明の教示に従って実施される、個々の飲料缶に含められる冷却装置は、個々の飲料缶を冷蔵キャビネット内の温度から、使用者が飲料缶の飲料を飲むまたは注ぐ温度まで所定の正確な冷却を行うようにデザインすることができる。
【０１７０】
飲料容器、飲料缶、ボトル、冷却装置、ディスペンス／冷却装置などの多数の特定の有利な実施形態を参照して本発明を上記のように説明してきたが、自己冷却式容器の上記の実施形態の特徴と冷却装置の上記の実施形態の特徴を組み合わせて、自己冷却式容器と冷却装置の別の実施形態を提供できるため、本発明が、上記の有利な実施形態の上記開示によって決して限定されるものではないことを理解されたい。別の実施形態もすべて、本発明の一部と見なされる。さらに、本発明は、上記と等価または類似のすべての構造を含み、かつ本発明を特徴付ける以下の点と本願の保護範囲を規定する以下のクレームによって限定される範囲も含むことを理解されたい。
【０１７１】
0005551180.tif 000002
0005551180.tif 000003
【０１７２】
0005551180.tif 000004
0005551180.tif 000005
【図１Ａ】
0005551180.tif 000006
【図１Ｂ】
0005551180.tif 000007
【図１Ｃ】
0005551180.tif 000008
【図２Ａ】
0005551180.tif 000009
【図２Ｂ】
0005551180.tif 000010
【図３Ａ】
0005551180.tif 000011
【図３Ｂ】
0005551180.tif 000012
【図３Ｃ】
0005551180.tif 000013
【図４Ａ】
0005551180.tif 000014
【図４Ｂ】
0005551180.tif 000015
【図５Ａ】
0005551180.tif 000016
【図５Ｂ】
0005551180.tif 000017
【図６Ａ】
0005551180.tif 000018
【図６Ｂ】
0005551180.tif 000019
【図７Ａ】
0005551180.tif 000020
【図７Ｂ】
0005551180.tif 000021
【図８Ａ】
0005551180.tif 000022
【図８Ｂ】
0005551180.tif 000023
【図９Ａ】
0005551180.tif 000024
【図９Ｂ】
0005551180.tif 000025
【図９Ｃ−９Ｄ】
0005551180.tif 000026
【図９Ｅ】
0005551180.tif 000027
【図１０Ａ】
0005551180.tif 000028
【図１０Ｂ】
0005551180.tif 000029
【図１１Ａ】
0005551180.tif 000030
【図１１Ｂ】
0005551180.tif 000031
【図１２Ａ】
0005551180.tif 000032
【図１２Ｂ】
0005551180.tif 000033
【図１３Ａ】
0005551180.tif 000034
【図１３Ｂ】
0005551180.tif 000035
【図１４Ａ】
0005551180.tif 000036
【図１４Ｂ】
0005551180.tif 000037
【図１５Ａ】
0005551180.tif 000038
【図１５Ｂ】
0005551180.tif 000039
【図１６Ａ】
0005551180.tif 000040
【図１６Ｂ】
0005551180.tif 000041
【図１７Ａ】
0005551180.tif 000042
【図１７Ｂ】
0005551180.tif 000043
【図１７Ｃ】
0005551180.tif 000044
【図１８Ａ】
0005551180.tif 000045
【図１８Ｂ】
0005551180.tif 000046
【図１８Ｃ】
0005551180.tif 000047
【図１８Ｄ】
0005551180.tif 000048
【図１８Ｅ】
0005551180.tif 000049
【図１８Ｆ】
0005551180.tif 000050
【図１９Ａ】
0005551180.tif 000051
【図１９Ｂ】
0005551180.tif 000052
【図１９Ｃ】
0005551180.tif 000053
【図１９Ｄ】
0005551180.tif 000054
【図１９Ｅ】
0005551180.tif 000055
【図１９Ｆ】
0005551180.tif 000056
【図２０Ａ】
0005551180.tif 000057
【図２０Ｂ】
0005551180.tif 000058
【図２０Ｃ】
0005551180.tif 000059
【図２０Ｄ】
0005551180.tif 000060
【図２０Ｅ】
0005551180.tif 000061
【図２０Ｆ】
0005551180.tif 000062
【図２１Ａ】
0005551180.tif 000063
【図２１Ｂ】
0005551180.tif 000064
【図２２Ａ】
0005551180.tif 000065
【図２２Ｂ】
0005551180.tif 000066
【図２３Ａ】
0005551180.tif 000067
【図２３Ｂ】
0005551180.tif 000068
【図２４】
0005551180.tif 000069
【図２５】
0005551180.tif 000070
【図２６Ａ】
0005551180.tif 000071
【図２６Ｂ】
0005551180.tif 000072
【図２７Ａ】
0005551180.tif 000073
【図２７Ｂ】
0005551180.tif 000074
【図２７Ｃ】
0005551180.tif 000075
【図２７Ｄ】
0005551180.tif 000076
【図２８Ａ】
0005551180.tif 000077
【図２８Ｂ】
0005551180.tif 000078
【図２８Ｃ】
0005551180.tif 000079
【図２９Ａ】
0005551180.tif 000080
【図２９Ｂ】
0005551180.tif 000081
【図２９Ｃ】
0005551180.tif 000082
【図２９Ｄ】
0005551180.tif 000083
【図３０】
0005551180.tif 000084
【図３１】
0005551180.tif 000085
【図３２】
0005551180.tif 000086