(57)【要約】  本発明は、ポンプ手段により維持される減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞（２）を備えた液体冷却用熱交換器に関する。空洞は、少なくとも第１の壁（２１）と、第１の壁（２１）が冷却される前記液体に接触していることと、第１の壁（２１）がほぼ円錐形状をなす結果、第１の壁（２１）の横断面の表面積が基部から上部に向かって漸減していることと、第２の壁（２２）と、少なくとも第２の壁（２２）が円錐形状の基部を形成し交換器の空洞（２）とポンプ手段を連通するための手段（３０）を組み込んでいることとを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ手段（３１）によって維持される減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞（２）を備えた液体冷却用熱交換器であって、前記空洞（２）が、
少なくとも第１の壁（２１）と、前記第１の壁（２１）が冷却される前記液体に接触していることと、前記第１の壁（２１）がほぼ円錐形状をなす結果、前記第１の壁（２１）の断面の表面積が基部から上部に向かって減少していることと、
第２の壁（２２）と、少なくとも前記第２の壁（２２）が前記円錐形状の前記基部を形成し前記交換器の前記空洞（２）を前記ポンプ手段（３１）に結合するための手段（３０）と一体化していることとを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が畝状部を備えた構造を有する請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１の壁の前記畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が前記空洞内部でゼロである請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が、表面積が一定の断面を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）の横断面の表面積が基部（２２）から上部（２４）に向かって徐々に減少する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記円錐形の空洞（２）が、丸みをおびているか、又は平らである上部（２４）を有している請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記空洞（２）の体積が、前記空洞を囲む回転体の表面により範囲が定められた体積の２／３未満である請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記空洞（２）が前記冷却液体と前記液体の蒸気とを大気圧未満の圧力で収容している請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記空洞（２）の前記内壁が親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われている請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記冷却液体が、水及び／又は水より飽和蒸気圧の高い添加物を含有した水である請求項１〜９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記空洞（２）が液体‐ガス状態分離装置（５０）を収容している請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
少なくとも前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が伝熱材料で形成されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記の連結されたポンプ手段（３１）が、吸着性の空気真空パックされた材料で構成された手段、機械的な真空ポンプ、極低温の真空ポンプの中から選択された請求項１〜１２のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１４】
飲用飲料を収容した第１の空洞（１）と、前記第１（１）と接触し冷却液体及びその蒸気を収容した熱交換器を形成している第２の空洞（２）と、前記蒸気の吸着によってポン
プの作用をするための手段（３１）を収容した第３の空洞（３）と、前記第２及び第３の空洞（２、３）を結合する手段（３０）とを備え、前記第２の空洞（２）が請求項１〜１２のいずれか１項に記載の熱交換器で構成されている自己冷却飲料容器（１０）。
【請求項１５】
前記第２の空洞（２）の円錐形状の頂点が下方に向けられている結果、前記冷却液体の蒸気の吸着の間に前記第１の空洞（１）内の前記円錐の軸に少なくとも１つの対流流れが生成される請求項１４に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１６】
前記第２の空洞（２）は、前記第１の空洞（１）の体積対表面積の比率よりも少なくとも２倍小さい体積対表面積比を有する請求項１４〜１５のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１７】
前記熱交換器の前記空洞（２）の第１の壁（２１）が、前記第１の空洞（１）に収容されている前記飲料と接触している請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１８】
前記熱交換器の前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が前記第１の空洞（１）の壁に隣接している請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１９】
前記熱交換器の前記空洞（２）の前記第２の壁（２２）が前記第３の空洞（３）の壁を構成しており前記第２及び第３の空洞（２、３）との連通手段（３１）と一体化している請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項２０】
冷却される前記飲料に浸かっているディップチューブを具備しており、前記ディップチューブが請求項１〜１３のいずれか１項に記載の熱交換器で構成されている、容器に収容されている飲料を冷却する装置。
【請求項２１】
前記交換器が前記ポンプ手段に管により連結されている請求項２０に記載の飲料を冷却する装置。
【請求項２２】
前記交換器が前記ポンプ手段と一体化しており、前記交換器の前記空洞の前記第２の壁が前記ポンプ手段と一体化されている請求項２０に記載の飲料を冷却する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発及び吸着の方法によって液体を冷却する熱交換器に関する。この冷却方法の原理は、液体の蒸気のポンピングによって維持されている減圧の影響下で、液体を蒸発させることから成る。
【０００２】
本発明による熱交換器は、冷却ディップチューブ形状の容器での使用又は自己冷却飲料容器への組み込みを意図されたものである。従って本発明の目的は、いつでもどこでも理想的な温度で飲料を飲めるようにすることにある。
【背景技術】
【０００３】
蒸発及び吸着による冷却方法は公知であり、従来技術の多くの研究計画の対象となっている。提案されてきた多くの装置は、特に自己冷却飲料容器で利用するため、蒸発させる液体を収容した熱交換器と吸着剤を収容した貯蔵器とを組み合わせている。
【０００４】
図１に図示されている特許文献１は、平らな長方形型の熱交換器１６から構成された自己冷却容器構成１０（缶の形で示されている）を開示し、この熱交換器１６は、冷却される飲料に浸かり吸着装置２２に結合されている。この特許は基本的な方式を記載しているが、使い捨て容器への利用に関する経済的な制約を考慮したこの装置の実現手段は特定されていない。
【０００５】
更に、図２に図示されている、同一の発明者の国際特許出願の特許文献２及び特許文献３が、円筒Ｕ字型交換器３０を有する自己冷却飲料容器１０を開示している。これらの特許出願は、交換器３０の幾可学的形状と共に、飲料缶の高速工業生産の工業上の制約と両立できるこの装置の製造方法及びアセンブリも特定している。
【０００６】
しかし、開示されている通りの交換器３０には幾つか欠点がある。実際、蒸発器と冷却される飲料との間での熱交換の有効性は、飲料の冷却速度を調整するものであるが、主に交換器の幾可学的形状に依存している。十分な冷却有効性を得るために、これらの特許出願は、交換器３０の寸法を缶に挿入可能な限りの最大の寸法まで、即ち、高さ１００ｍｍに対し直径５０ｍｍまで大きくすることを提案している。結果として交換器の体積は、飲用飲料の体積３００ｍｌに対し８０ｍｌであり、この体積は２５％を上回る。
【０００７】
上述の国際出願に開示されている装置の別の欠点は、この交換器３０の製作に必要な金属の量に関し、従って交換器３０のコストに関する。特に、吸着蒸発による冷却方法の実施のため交換器に収容された蒸発する水は交換器内に真空状態で保持されなければならず、交換器３０の内部と外部との圧力差のため、交換器の壁を構成する金属はかなりの厚さを必要とする。
【０００８】
更に、別の欠点は、これらの国際出願に開示されている交換器３０の特定の幾可学的形状に関連し、この装置の操作中に液体が液体自身の蒸気に飛沫同伴しないように冷却液体を交換器内に固定するべくゲルを使用するための要求事項にある。
【特許文献１】米国特許第４，９２８，４９５号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／１０７３８号パンフレット
【特許文献３】国際公開第０１／１１２９７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は従来技術の欠点を解決することである。
このため、本発明は、幾可学的形状及びレイアウトが減圧での冷却液体の蒸発の原理に基づいて飲料の冷却速度を高められる熱交換器を提供する。従って、交換器の幾可学的形状は、確実に高速冷却するため飲料に実質的な対流流れを確立することが有利である。その上、この幾可学的形状により、交換器の占有空間は最小でも確実に飲料との熱交換表面を最大にできる。
【００１０】
本発明の別の目的は、一般に、減圧の影響下での蒸発による冷却の原理を、本発明による熱交換器を用いて液体を冷却する任意の装置、例えば、冷却される飲料を収容している容器のディップチューブとして使用される装置に適用することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はポンプ手段により維持される減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞を備えた液体冷却用熱交換器に関する。空洞は、少なくとも第１の壁と、第２の壁とを備える。第１の壁は冷却される液体に接触している。第１の壁はほぼ円錐形状をなす結果、第１の壁の断面の表面積が基部から上部に向かって減少している。第２の壁は円錐形状の基部を形成し交換器の空洞をポンプ手段に結合するための手段と一体化している。
【００１２】
１つの特性によると、空洞の第１の壁が畝状部を備えた構造を有する。
１つの特徴によると、空洞の第１の壁の畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が空洞内部でゼロである。
【００１３】
実施形態の特徴によると、空洞の第１の壁が、表面積が一定の断面を備えているか、第１の壁の断面の表面積が基部から上部に向かって徐々に減少する。
１つの特徴によると、前記円錐形の空洞が、丸みをおびているか、平らであるような上部を有している。
【００１４】
１つの特性によると、空洞の体積が、空洞を囲む回転の表面により範囲が定められた体積の２／３未満である。
１つの特性によると、空洞が冷却液体と液体の蒸気とを大気圧未満の圧力で収容している。
【００１５】
有利な特性によると、空洞の内壁が親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われている。
１つの特性によると、冷却液体が、水及び／又は水より飽和蒸気圧の高い添加物を含有した水である。
【００１６】
１つの実施形態によると、空洞が液体‐ガス状態分離装置を収容している。
１つの特性によると、少なくとも空洞の第１の壁が伝熱材料で作られている。
実施形態によると、連結されたポンプ手段は、吸着性の空気真空パックされた材料からなる手段、機械的な真空ポンプ、極低温の真空ポンプの中から選択されている。
【００１７】
本発明は更に自己冷却飲料容器にも関し、この自己冷却飲料容器は、飲用飲料を収容した第１の空洞と、第１と接触し冷却液体及びその蒸気を収容した熱交換器を形成している第２の空洞と、蒸気の吸着によってポンプの作用をするための手段を収容した第３の空洞と、第２及び第３の空洞を結合するための手段とを具備しており、第２の空洞が本発明による熱交換器で構成されている。
【００１８】
１つの特性によると、第２の空洞の円錐形状の頂点が下方に向けられている結果、冷却液体の蒸気の吸着の間に第１の空洞内の円錐の軸に少なくとも１つの対流流れが生成され
る。
【００１９】
１つの特性によると、第２の空洞の体積と表面積の比率が最大でも第１の空洞の体積と表面積の比率の１／２未満である。
１つの実施形態によると、熱交換器の空洞の第１の壁が、第１の空洞に収容されている飲料と接触している。
【００２０】
別の実施形態によると、熱交換器の空洞の前記第１の壁が第１の空洞の壁に隣接している。
１つの特性によると、熱交換器の空洞の第２の壁が第３の空洞の壁を構成しており第２及び第３の空洞との連通手段と一体化されている。
【００２１】
本発明は更に、冷却される飲料に浸かっているディップチューブに関する。ディップチューブは請求項１〜１３のいずれか１項に記載の熱交換器で構成されている。容器に収容されている飲料を冷却する装置にも関する。
【００２２】
実施形態によると、交換器がポンプ手段に管により連結されているか、交換器がポンプ手段と一体化しており、交換器の空洞の第２の壁がポンプ手段と一体化されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の特定の特徴及び利点は制限ではなく図示の目的で図を参照して与えられる以下の説明で明らかになる。
本発明による熱交換器には、ポンプ手段により維持されている減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体を収容した空洞２がある。熱交換器は冷却される飲料に浸かるよう意図されている。従って、本発明による熱交換器に不可欠なのは、少なくとも第１の壁２１が冷却される飲料に接触しており、少なくとも第２の壁２２がポンプ手段３１との連通手段３０と一体化していることである。
【００２４】
図３Ａ〜３Ｄ に図示されるように、本発明に必須の特性によれば、冷却される液体と
接触している空洞２の壁２１はほぼ円錐形状をなし、そのため壁２１の断面の表面積は基部から上部に向かって減少している。実際に空洞２のこの特定の幾可学的形状は、高速冷却を確実にすべく飲料が実質的に対流として流れさせるために有利である。空洞の形状全体が円錐形をなす、より詳細には、空洞断面の表面積が基部から上部に向かって徐々に減少していることは重要である。しかし、交換器の断面の表面積が変わらないままの断面も、交換器の高さの一部については満足な操作を損なうことなく任意に実現可能である。この定義が適用される円錐形状は、幾つかの可能な構成を前提とすることができ、尖端を有した円錐（３Ｂ）や半球形の円筒（３Ｄ）に関するものであってもよい。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明による空洞２を上から視認した断面図であり、これらの図に図示された実施形態は同様に図３Ａ〜図３Ｄに示された実施形態と好適に組み合わせ可能である。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｄに示されるように、本発明の有利な特性によれば、冷却される飲料に接している熱交換器の空洞２の壁２１は、交換器と飲料との間の熱交換表面積を増加させるため畝状部を有した構造をとりうる。図４Ｃは、第１の壁２１に畝状部がない場合の実施形態を図示する。
【００２７】
図４Ｂに図示されている特定の実施形態によれば、空洞２に羽根２３を作るよう、第１の壁２１の畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が空洞２内部でゼロである。
従って、交換器の第１の壁２１は、回転の内と外の２つの表面（図３Ａ〜図３Ｄのｉと
ｅを参照）の間に含まれると定義されてよく、円錐の基部即ち接合線で交換器の第２の壁２２と結合しており、第２の壁２２はポンプ手段３１との連通手段３０と一体化している。これらの表面ｉとｅは、円錐、円筒、トロイド、球、又は、例えば図面により実現された任意の他のより複雑な面のアセンブリにより構成されることが有効である。更に円錐の頂点２４は、実質的に前述した回転の面の軸上に位置する、基部２２から最も離れた壁２１の先端部として定義される。
【００２８】
本発明による交換器の円錐２１の頂点２４は、熱交換の有効性を損なわずに丸みをつけられていてよい。このように丸みをつける理由は、この交換器を収容している空の容器が押しつぶされた場合のあらゆる事故を回避したいからである。
【００２９】
本発明による熱交換器のこの幾可学的形状により得られる利点は多い。操作中、本発明による交換器は円錐の頂点を下方に向けられる。熱交換表面積は、既知の交換器の表面積より小さいが、「逆流導管」効果と呼ばれるものにより円錐の回転の軸に生成された規約流れの加速により多くは補償され、それにより交換器の壁に接触している冷却された水脈の全てが円錐の軸に向かって流れる。この生成された冷たい液体の柱は、圧力勾配を補強し、交換器の表面により減速されることなく「逆流導管」効果により生じる冷たい対流流れを生成する。従って、交換表面積が約１００ｃｍであっても、交換表面積が３００ｃｍを上回る平らな幾可学的形状の既知の交換器の性能と同等の性能を達成することができる。この幾可学的形状によって、本発明による交換器は、軸方向でない二次的な対流流れのセルを形成するのではなく、強力な軸方向の対流流れを確立できる。
【００３０】
畝状部を備えた円錐構造は、制限された占有空間、特に制限された高さにおいて有意の熱交換表面積を得ることを可能にするため、密閉された飲料容器に有利に適用できる。例えば、畝状部を備えた円錐交換器の高さは、冷却される飲料を収容した容器の高さの半分未満まで制限されることも可能である。
【００３１】
本発明による交換器の幾可学的形状の典型的な値は、限定的な特性ではなく単に実施形態の例として下記のように与えられる。
交換表面積＝１００ｃｍ２
内部の体積＝４０ｃｍ３
占有空間＝６０ｃｍ３（交換器の外囲容器の回転の表面により定義される）
高さ＝５ｃｍ
交換器の空洞は伝熱材料、例えば鋼やアルミニウムなどで構成されている。本発明による交換器の表面積が小さくなるに従い、交換器の製造に必要な金属の量は低減し、これにより交換器のコストも低減する。
【００３２】
更に、この構造によって、冷却される飲料により交換器の空洞にかけられる外圧に対する優れた抵抗力が備えられる。従って空洞を構成する金属は薄くてよい。具体的には、厚さは約０．２ｍｍ〜約０．４ｍｍで十分である。
【００３３】
交換器の空洞に入っている冷却液体は水でよいが、飽和蒸気圧の高いメタノールなどの添加物を含有した水が望ましく、この飽和蒸気圧は、冷却液体の沸騰をより速やかに引き起こすことや、ポンピングプロセスの始めには突沸する恐れのある液滴の噴出を低減することを可能にする。
【００３４】
有利な特徴によると、液体は空洞の一部分だけ、例えば半分だけを満たしている。
本発明の別の特徴によると、交換器の空洞には冷却液体及び前記液体の蒸気のみが入っており、即ち、液体は空洞に導入される前に予めガス抜きされている。このガス抜きは、特に、大気圧での沸騰により実行可能で、数１００Ｐａ（１ミリバール）までの圧力の低
下による沸騰が続く。その後で冷却液体は交換器の空洞に空気真空状態で配置される。言い換えると、冷却液体の蒸気以外のガスの交換器内での分圧は、ポンプ手段に結合される前は、１００Ｐａ（ｍｂ）以下である。この特徴により、空洞に収容されている場合がある吸着しないガスとの蒸発反応を制限しないようにすることで蒸発の良好な速度を確保できる。
【００３５】
別の有利な特徴によると、交換器の空洞２の内壁は親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われ、この材料は、例えばセルロース、織物、ポリマーなどである。この多孔質層は例えば接着されてよい。従って熱交換壁２１の内表面はぬれており、これによってより良好な蒸発が促進され従って交換表面のより良好な冷却が促進される。多孔質層を介して前記液体の蒸気を逃がしている間も依然として、交換器の金属に接触している冷却液体の蒸発が促進されるよう、間隔の空いた網状の織物が使用されることが望ましい。従って、多孔質層に耐熱性は不要である。
【００３６】
図５に図示されている実施の方法によると、交換器の空洞２は液体‐ガス分離装置５０を内蔵可能である。この実施形態は、本発明による交換器を構成している空洞２の特定の幾可学的形状により可能である。実際に、ポンプ手段３１との連通手段３０を一体化している第２の壁２２に精密に接近した円錐の基部の体積を大きくすることができる。従って、交換器自体の内側で液体‐ガス分離装置５０を上記の連通手段３０の開口部の近くに配置することが可能になる。この装置は後述されるが、従来技術により既知の幾可学的形状の交換器では容易に実施できない。本発明による交換器に配置された状態分離装置５０が占有する体積は２０ｃｍ３未満である。
【００３７】
この液体‐ガス状態分離器５０により、ポンピングされた冷却液体の蒸気の分子をこの液体の蒸気に飛沫同伴された液滴から分離することが可能になる。実際に、蒸発によって実施される冷却の物理的原理によれば、冷却液体は減圧の影響下で蒸発し、この減圧は真空の解消により引き起こされ前記液体の蒸気のポンピングにより維持されている。ポンピング力により液滴がポンプ３１へと飛沫同伴される恐れがあり、そのためポンプ３１の満足のいく操作を損なう恐れがある。従って、冷却液体の蒸気がポンピングされるようにし液滴は熱交換器の空洞２へと戻す液体‐ガス状態分離器５０を備える必要がある。
【００３８】
この状態分離器には、少なくとも１つの壁を有する蒸気デフレクタがあり、この壁は、蒸気の流れの方向の急な変化を１回以上強制するバッフル５１を形成する。蒸気分子の自由行程長さはマイクロメートルオーダーと非常に短く、これは、きわめて高速で方向を変えられることを意味する。他方では、液滴の量は、液滴の慣性により飛沫同伴され従ってガス状の流れから分離される量である。この機構は、蒸気の流れを大幅に減速することなく液体‐ガス分離を行えるので大きい体積を占有する必要はなく、有利である。
【００３９】
更に状態分離装置には、補助的に、ガス状の蒸気の流れから分離された液滴を蒸発器の空洞２の底部へと戻すことを可能にする液滴収集器６０がある。収集器６０には、液滴のための漏斗と少なくとも１つの流管とがある。漏斗が蒸気デフレクタのバッフル５１の形成に寄与できることは有利である。
【００４０】
有利な実施形態によると、蒸気デフレクタ５１がポンプ手段３１との連通手段３０の周囲に配置されていることは有利であり、液滴収集器６０の漏斗は立体角を規定しており、この立体角には上記の連通手段３０と蒸気デフレクタ５１とが含まれる。
【００４１】
収集器６０からの液滴の流管の長さは、この流管を通る液滴の噴出を回避するためバッフル５１内の蒸気の圧力水頭の損失以上であることが望ましい。この圧力水頭の損失が水の体積の高さにより測定されることは有利である。例えば、蒸気Ｖの圧力水頭の損失を１
００Ｐａ（１ｍｂ、水柱高さの１ｃｍに対応する）とみなした場合、管は少なくとも１ｃｍの長さとなる。
【００４２】
有利な特徴によると、更に状態分離装置には直接的な液滴の噴出に対する保護手段５５があり、この保護手段５５は蒸気デフレクタ５１を補助する。これらの保護手段５５は、特に吸着反応の始動中にポンプ手段３１が直接的に汚染されないよう、連通手段３０に対向して配置される。
【００４３】
用途に依存して、本発明による熱交換器２に関連するポンプ手段３１は、機械的な真空ポンプ、又は、水蒸気を凝縮するコールドトラップなどの極低温のポンプ手段で構成されてもよいし、液体の吸着を引き起こし維持できる試薬（乾燥剤）を収容している空気真空のカートリッジで構成されてもよい。従って、冷却の実施は本発明による熱交換器２の結合３０によりポンプ手段３１に対し始動される。本発明の有利な特徴によると、前記壁２２と一体化されている連通手段３０を備えているのは円錐の基部２２を形成する空洞の壁である。
【００４４】
図６に図示するように、本発明は上述の本発明による熱交換器を収容した飲料容器１０にも関する。
この自己冷却飲料容器１０には、飲用飲料を収容した第１の空洞１がある。この第１の空洞１は規格化されている缶の形状及び寸法でよい。第２の空洞２は第１の空洞と接触し、本発明の既述の形状及び特徴による熱交換器を構成している。
【００４５】
有利な実施形態によると、第２の空洞２の第１の円錐形の壁２１は第１の空洞１に入っている飲料に接触している。
別の実施形態によると、第２の空洞２の第１の円錐形の壁２１は第１の空洞１の壁に隣接している。従って、これらの壁は、熱伝達を確実に良好にするために密接に接触している。しかしこれらの壁は異なる材料で構成されてもよく、例えば、熱交換器２の空洞の壁２１は金属で作られ、一方で、飲料を収容している空洞１の壁はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）プラスチックで作られている。この実施形態は、交換器２と飲料との間の熱交換の有効性に関しては不利であるが、例えば、乳製品に利用する場合などに飲料を収容している空洞１の無菌の環境の制御を上手く行うことができる。
【００４６】
熱交換器を形成している第２の空洞２の体積と表面積の比率は、最大でも冷却される飲料を収容している第１の空洞１の体積と表面積の比率の１／２を下回ることが有利である。
【００４７】
第１の空洞１（缶）に入っている飲料の冷却は第２の空洞２（熱交換器）に入っている冷却液体の蒸発により達成される。この蒸発は、連通手段３０と熱交換器を形成している空洞とがポンプ手段３１に対し作動することで引き起こされる交換器の空洞２内の減圧により開始され、この減圧は、前記液体の蒸気のポンピングにより維持される。
【００４８】
このために、本発明による自己冷却飲料容器にはポンプ手段３１を収容している第３の空洞３があり、この場合、この空洞３は、前述の既知の物理的原理による冷却液体の蒸気を吸着する乾燥剤の貯蔵器である。
【００４９】
好適な実施形態によると、交換器を形成している第２の空洞２の円錐形の壁２１は、冷却される液体を収容している第１の空洞１の壁も構成している。同様に、熱交換器を形成している第２の空洞２の円錐の基部２２を形成している壁は、乾燥剤を収容している第３の空洞３の壁も構成しており、この共有壁２２は、前記第２の空洞及び前記第３の空洞との連通手段３０を一体化している。第３の空洞３には、連通手段３０の作動手段３２、例
えば連通手段３０の開口部を操作するための棒などがあると有利である。
【００５０】
別の応用によると、本発明による熱交換器は、開放されている容器に入っている飲料を冷却する装置で冷却ディップチューブとして使用できる。
図５により説明可能な第１の実施変形物では、冷却ディップチューブは、実質的に円錐形の空洞２を備えた本発明による熱交換器で構成され、この空洞２は、空洞２の基部を形成する壁２２に一体化された結合手段３０によりポンプ手段３１に連結されている。そのため熱交換器は連通手段３０を一体化して備え単独で設けられ適切なポンプ手段３１に連結されている必要があり、このポンプ手段３１は例えば機械的又は極低温の真空ポンプあるいは乾燥剤を収容した空気真空のカートリッジなどであり、柔軟でも剛性でもよく固定されていても取り外し可能でもよい管により連結される。
【００５１】
図７に図示される第２の実施変形物では、冷却ディップチューブは、実質的に円錐形の空洞２を備えた本発明による熱交換器で構成され、この空洞２は、空洞２の基部を形成する壁２２によりポンプ手段と一体化されている。そのため熱交換器は連通手段３０及び適切なポンプ手段３１と一体化され乾燥剤を収容した空気真空のカートリッジとして設けられる。従ってディップチューブは、使い捨て又は再生後に任意に再利用可能な自発的冷却装置を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術の変形による自己冷却缶を示す斜視図。
【図２】従来技術の別の変形による自己冷却缶を示す図。
【図３Ａ】本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。
【図３Ｂ】本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。
【図３Ｃ】本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。
【図３Ｄ】本発明の多様な実施形態による熱交換器を示す断面図。
【図４Ａ】本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。
【図４Ｂ】本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。
【図４Ｃ】本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。
【図４Ｄ】本発明の交換器の多様な実施形態を上から視認した断面図。
【図５】本発明による熱交換器の一実施形態を示す断面図。
【図６】本発明による熱交換器を備えた飲料容器を示す断面図。
【図７】本発明による熱交換器を備えた冷却ディップチューブを示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2005509830.tif 000006
【図３ｃ】
2005509830.tif 000007
【図３ｄ】
2005509830.tif 000008
【図４ａ】
2005509830.tif 000009
【図４ｂ】
2005509830.tif 000010
【図４ｃ】
2005509830.tif 000011
【図４ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年1月21日(2004.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体と、大気圧より低い圧力での前記冷却液体の蒸気とを収容している空洞（２）を備えた熱交換器と、
前記冷却液体の蒸気をポンピングすることによって前記空洞（２）内を大気圧未満の圧力に維持することに適したポンプ手段（３１）と、
前記熱交換器の空洞（２）は、ほぼ円錐状をなす少なくとも第１の壁（２１）と、その結果その断面の表面積が基部から上部に向かって減少していることと、前記円錐形状の前記基部を形成する少なくとも第２の壁（２２）とを備え、前記第１の円錐状の壁（２１）は冷却されるべき液体と接触すべく設計されており、前記第２の壁（２２）は前記熱交換器の空洞（２）を前記ポンプ手段（３１）に結合するための手段（３０）を組み込んでいる、液体冷却装置。
【請求項２】
前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が畝状部を備えた構造を有する請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記第１の壁の前記畝状部のうち少なくとも幾つかの幅が前記空洞内部でゼロである請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が、表面積が一定の断面を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記円錐状空洞（２）の前記第１の壁（２１）の横断面の表面積が基部（２２）から上部（２４）に向かって徐々に減少する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記円錐形の空洞（２）が、丸みをおびているか、又は平らである上部（２４）を有している請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記空洞（２）の体積が、前記空洞を囲む回転体の表面により範囲が定められた体積の２／３未満である請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記空洞（２）の前記内壁が親水性の多孔質材料で少なくとも部分的に覆われている請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却液体が、水及び／又は水より飽和蒸気圧の高い添加物を含有した水である請求項１〜８に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記空洞（２）が液体‐ガス状態分離装置（５０）を収容している請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
少なくとも前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が伝熱材料で形成されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記の連結されたポンプ手段（３１）が、吸着性の空気真空パックされた材料で構成された手段、機械的な真空ポンプ、極低温の真空ポンプの中から選択された請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記熱交換器の空洞（２）は冷却されるべき前記液体に浸かっているディップチューブを形成する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記熱交換器の空洞（２）は管によって前記ポンプ手段に連結されている請求項１３に記載の飲料を冷却する装置。
【請求項１５】
前記熱交換器の空洞（２）は前記ポンプ手段と一体化しており、前記交換器の空洞の前記第２の壁が前記ポンプ手段に一体化されている請求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１６】
飲用飲料を収容した第１の空洞（１）と、
減圧の影響下で蒸発可能な冷却液体と、大気圧より低い圧力での前記冷却液体の蒸気とを収容し、熱交換器によって形成されている空洞（２）と、
前記冷却液体の蒸気を吸収することによって前記空洞（２）内を大気圧未満の圧力に維持することに適したポンプ手段（３１）を収容する第３の空洞（３）と、
前記熱交換器の空洞（２）はほぼ円錐状をなす少なくとも第１の壁（２１）と、その結果その断面の表面積が基部から上部に向かって減少していることと、前記円錐形状の前記基部を形成する少なくとも第２の壁（２２）とを備え、前記第１の円錐状の壁（２１）は前記第１の空洞（１）に収容されている飲料と接触すべく設計されており、前記第２の壁（２２）は前記熱交換器の空洞（２）を前記ポンプ手段（３１）に結合するための手段（３０）を組み込んでいる、自己冷却飲料容器（１０）。
【請求項１７】
前記第２の空洞（２）の円錐形状の頂点が下方に向けられている結果、前記冷却液体の蒸気の吸着の間に前記第１の空洞（１）内の前記円錐の軸に少なくとも１つの対流流れが生成される請求項１６に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１８】
前記第２の空洞（２）は、前記第１の空洞（１）の体積対表面積の比率よりも少なくとも２倍小さい体積対表面積比を有する請求項１６〜１７のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項１９】
前記熱交換器の前記空洞（２）の第１の壁（２１）が、前記第１の空洞（１）に収容されている前記飲料と接触している請求項１６〜１７のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項２０】
前記熱交換器の前記空洞（２）の前記第１の壁（２１）が前記第１の空洞（１）の壁に隣接している請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項２１】
前記熱交換器の前記空洞（２）の前記第２の壁（２２）が前記第３の空洞（３）の壁を構成しており前記第２及び第３の空洞（２、３）との連通手段（３１）と一体化している請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の自己冷却飲料容器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
更に、別の欠点は、これらの国際出願に開示されている交換器３０の特定の幾可学的形状に関連し、この装置の操作中に液体が液体自身の蒸気に飛沫同伴しないように冷却液体を交換器内に固定するべくゲルを使用するための要求事項にある。
更にフランス国特許第２０１１９３９号より、加圧された液体フロンなどの流体を収容した円錐形状の熱交換器を備えた飲料パッケージのための自己冷却装置が公知である。気体の圧力を外圧まで解放することは、この熱交換器と接触している飲料の冷却を促す。加圧された気体の断熱膨張は有意の温度効果を導き、冷却される飲料との接触面積が減少されているにもかかわらず飲料の有効な冷却を可能とする。しかしながら、この冷却方法は工業生産技術と適合せず、加圧された気体は取り扱いが困難である。この方法は大気への気体の放出を減少させる目的の特定の環境保護基準に反するものでもある。
【国際調査報告】
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