(57)【要約】本発明は、物体（２６）を冷却するための冷却装置（１０；１００）を提供する。冷却装置（１０；１００）は、縦軸（１８；１１８）を有するチャンバ（１２；１１２）と、前記縦軸（１８；１１８）に沿って離間した入口（２２；１２２）及び出口（２４；１２４）と、さらに、流体流れを生成するための手段と、を含み、前記流体流れを前記入口（２２；１２２）及び出口（２４；１２４）の間の前記チャンバ（１２；１１２）内の縦軸（１８；１１８）に関する螺旋経路に従わせるための回転手段（１２８）が設けられている。
2005521851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を冷却するための冷却装置であって、
縦軸を有するチャンバと、
前記縦軸に沿って離間した入口及び出口と、
さらに、流体流れを生成するための手段と、
を含み、
前記流体流れを前記入口及び出口の間の前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるための回転手段が設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記流体流れを前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるために、前記入口が前記チャンバに対して接線状に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却装置において、
前記出口が前記チャンバに対して接線状に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置において、
前記チャンバが円筒形であることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置において、
前記縦軸が実質的に鉛直であることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の冷却装置において、
前記入口及び出口が前記チャンバの対向する端部に位置していることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の冷却装置において、
前記流体流れが、冷却された気流であることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の冷却装置において、
前記流体流れを生成するための手段がファンと蒸発器とを含み、該蒸発器が冷媒を収容していることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項８に記載の冷却装置において、
前記流体流れを再循環のために前記蒸発器へ通過させるように前記出口が配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の冷却装置において、
前記物体を前記チャンバの壁面から離間して支持するためにサポートが設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の冷却装置において、
前記チャンバがワインのボトルを保持するための大きさに設定されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の冷却装置において、
前記装置が冷蔵庫の一部を構成していることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の冷却装置において、
前記装置が複数のチャンバを含み、各チャンバが、冷却される物体を収容するための大きさに設定されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１４】
実質的に添付された図面に示される実施形態のうちの１つを参照して説明された冷却装置。
【請求項１５】
物体を冷却する方法であって、
ａ）  縦軸と該縦軸に沿って離間した入口及び出口と有するチャンバ内に、冷却される物体を配置するステップと、
ｂ）  流体流れを前記チャンバの入口に導入するステップと、
ｃ）  前記流体流れを前記縦軸に関する螺旋経路と前記冷却される物体の周りとに従わせるステップと、
ｄ）  前記流体流れが前記出口を介して前記チャンバを出るようにするステップと、
を含むことを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが前記チャンバに対して接線状に導入されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバを出る前に前記物体の周りを少なくとも２回通過することを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかに記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバの壁面と前記物体が配置されるサポートとの間を流れるようにすることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれかに記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバへ入る前に冷却されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが蒸発器を通過させられることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記出口を介して前記チャンバを出た後に再冷却のために前記蒸発器に戻されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の物体を冷却する方法において、
前記再冷却された流体流れが前記チャンバの入口に導入されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２３】
実質的に添付された図面に示される実施形態のうちの１つを参照して説明された物体を冷却する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関するものである。本発明は特に、限定されないが、物体を速く冷却するために適した冷却装置に関連するものである。本発明はさらに、冷却の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷却装置は、食料または飲料を保存する低温環境を生成しかつ維持するための手段を含んでいる。しかしながら、例えばワインあるいはビールなどの物体を速く冷却するのが望ましいことが多々ある。これは、ボトルの内容物が望ましい温度に冷却されるまでにかなりの時間がかかるために、ボトルを冷蔵庫に置いておくことによってはすぐに達成できない。冷却プロセスの速度を上げるため、しばしば、消費者はボトルを冷凍庫に置く。しかしながら、この方法では、内容物が凍る前にボトルを冷凍庫から取り出すことが、容易に制御可能ではなく、消費者の記憶に依存しているという不具合がある。物体をより速く冷却するための装置の一例が特許文献１に示されており、これは、冷蔵庫の冷凍室から直接取り出される冷気を、ボトルを含むチャンバ内に導入するシステムを開示している。冷気は、ベースに位置するチャンバに入ってから、チャンバの縦軸方向の上方へ流れる。冷気がボトルを通過すると、熱がボトル及びその内容物から冷気へ伝達され、それによって内容物の温度を低下させる。しかしながら、内容物を冷却するためにかかる時間は、消費者のニーズにとってまだ適当ではなく長いかもしれない。例えば、特許文献１において与えられた計算に従うと、１リットルボトルを華氏７５度から華氏３５度まで冷却するのに２３分かかる。
【特許文献１】米国特許第４，３５８，９３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行技術に示される装置のタイプは、ボトルの小さな領域だけが冷気と直接接触し、かつ、ボトルを通過する冷気の滞在時間が短いという不具合を有している。したがって、ボトル及びその内容物から冷気への熱伝達は最大にならない。加えて、チャンバを通過する気流が特に乱流ではなく、したがって、熱交換が比較的に効率が悪い。
【０００４】
本発明の目的は、物体を速く冷却するために適した冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、物体を冷却するための冷却装置であって、縦軸を有するチャンバと、前記縦軸に沿って離間した入口及び出口と、さらに、流体流れを生成するための手段と、を含み、前記流体流れを前記入口及び出口の間の前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるための回転手段が設けられていることを特徴とする冷却装置を提供する。この構成では、流体流れと物体との間の接触時間が増大する。したがって、熱伝達がより効率的となり、物体を冷却するためにかかる時間の縮小につながる。
【０００６】
好ましくは、前記流体流れを前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路を従わせるために、前記入口が前記チャンバに対して接線状に配置されている。接線状入口の構成は、物体に関する螺旋形の流体流れを確実に生じさせ、熱の伝達が生じている接触時間を最大にする。
【０００７】
好ましくは、前記物体を前記チャンバの壁面から離間して支持するためにサポートが設けられている。サポートは、チャンバ内における熱伝達にとっての最適な位置に物体を配置することができるようにする。
【０００８】
好ましい実施形態において、前記装置が複数のチャンバを含み、各チャンバが、冷却される物体を収容するための大きさに設定されている。それは、同時にいくつかの物体を冷却することができるという利点となる。これは、要求に応じて多数の代わりの飲料を提供可能とすることが望ましい例えばレストランなどでの使用にとって好適である。
【０００９】
本発明はさらに、物体を冷却する方法であって、
ａ）  縦軸と該縦軸に沿って離間した入口及び出口とを有するチャンバ内に、冷却される物体を配置するステップと、
ｂ）  流体流れを前記チャンバの入口に導入するステップと、
ｃ）  前記流体流れを前記縦軸に関する螺旋経路と前記冷却される物体の周りとに従わせるステップと、
ｄ）  前記流体流れが前記出口を介して前記チャンバを出るようにするステップと、
を含むことを特徴とする物体を冷却する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態の一例を、添付した図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明による冷却装置１０の第１実施形態を示している。冷却装置１０は、第１末端壁面１４と第２末端壁面１６とそれらの間に延びている円筒壁面２０とを有するチャンバ１２を含んでいる。このように、チャンバ１２は、一般に円筒形であり、縦軸１８を有している。前記チャンバは、冷却される物体を受け入れて収容するために適した任意の形状とすることができることは言うまでもない。冷却された流体流れをチャンバ１２に導入するための入口２２は、第１末端壁面１４に近接する第１末端１２ａに設けられる。入口２２は、横断面において円形であり、チャンバ１４に接線状に連通している。チャンバ１２から流体流れを運び出すための出口２４は、第２末端壁面１６に隣接する第２末端１２ｂに設けられる。出口２４は、横断面において円形であり、チャンバ１２に接線状に連通している。入口２２及び出口２４は、軸１８に沿って離間している。
【００１２】
図１は、円筒形チャンバ１２内に収容されるワインボトル２６を示しているが、ワインボトル２６は、消費者が冷却することを望む任意の適当な物体と交換され得ることは言うまでもない。同様に、チャンバ１２は、その内部に他の物体が都合よく受け入れられて収容されることができるように、形状及び大きさが設定されていてもよい。スタンド２８は、物体（ここではワインボトル２６）を支持するために、第２末端壁面１６上に設けられている。スタンド２８は、ワインボトル２６をその上に支持したときに、チャンバ１２の略中央部に位置するように、位置させられかつ配置されている。スタンド２８は、プラットホーム３０と、プラットホーム３０を第２末端壁面１６から離間させる複数の脚部３２とを有している。それゆえ、第２末端壁面１６と、ワインボトル２６をその上に支持するプラットホーム３０との間には、隙間が設けられている。
【００１３】
図１に示される冷却装置１０は、以下のようにして作動する。冷却された流体流れ、好ましくは空気は、入口２２を介してチャンバ１２の第１末端１２ａ内に導入される。チャンバ１２に関する入口２２の接線状配置は、入ってくる流体が、出口２４の方向へ軸１８に沿って移動している間、一般に円筒壁面２０周りの螺旋経路に従うようにする。流体が従う経路の簡略化されたバージョンが、図１に示されている。流体が従う螺旋経路は、入口２２と出口２４との間の真っ直ぐな経路よりも、かなり長くなる。さらにまた、流体を螺旋経路に従わせることにより、流体流れ内に生成される乱流が、冷却される物体２６からの熱の伝達を改善する。
【００１４】
流体流れは、チャンバ１２の第２末端１２ｂに連通する出口２４を介して、チャンバ１２を出る。プラットホーム３０が第２末端壁面１６から離間しているという事実は、流体流れが、チャンバ１２を出る前にプラットホーム３０の下を通過することができるということを意味している。したがって、流体流れは、スタンド２８から熱エネルギーを伝達させることにより、スタンド２８を冷却することができる。これは、スタンド２８が例えば金属などの熱伝導性材料からなる場合に、特に効果的である。スタンド２８が冷却されると、物体２６の冷却を補助することができる。
【００１５】
本発明の第２実施形態が、図２に示されている。この実施形態は、冷却装置１００がチャンバ１１２の縦軸１１８と一致する入口１２２及び出口１２４を含んでいる点において、第１実施形態と異なっている。さらに、ファン組立体１２８が、入口１２２に近接した第１末端１１４に設けられている。ファン組立体１２８は、一般に縦軸１１８上に位置するように図２に示されているが、ファン組立体１２８の位置は、入ってくる流体流れをチャンバ１２の下方へ向けて螺旋経路に従わせるために、変更されていてもよい。図２に示される装置の使用方法は、基本的に図１のものと同じである。冷却された流体流れは、軸方向入口１２２を介してチャンバ１１２に入る。ファン組立体１２８は、入ってくる流体流れがチャンバ１１２の縦軸１１８に関して一般に螺旋形でかつ幾分乱れた経路に沿って移動するように、回転させられる。入ってくる軸方向流体流れを螺旋経路に従わせる他の手段を、ファン組立体１２８と交換できることは言うまでもない。例えば、固定羽根が同じ効果を生じさせるために用いられることができる。重要なことは、入ってくる流体流れが、一般に螺旋形でかつ乱れたチャンバ１１２内の経路に従うようにすることである。
【００１６】
図３は、他の構成要素と結合した、図１に示されるとともに上述された装置を示している。装置１０は、さらなるパイプ機構と結合し、入口２２及び出口２４を介してチャンバ１４０に接続されている。蒸発器１５０が、ファン組立体１５２とともにチャンバ１４０内に位置させられている。好ましくは、装置１０をチャンバ１４０に接続しているパイプ機構が、チャンバ１４０のように熱的に保温されている。使用中、例えばブタンあるいはハイドロフルオロアルカンなどの液体冷媒が、入口１５４を介して、蒸発器１５０内へ低圧状態でポンプによって供給される。液体冷媒の低圧は、それを気体に蒸発させる。冷媒の物理的状態の変化は、流体から熱を奪う発熱反応を生じさせ、そして、該流体が急速に冷却されて、蒸発器１５０内の温度を下げる。ファン組立体１５２は、蒸発器１５０全体を通過して冷却される空気の流れを生成する。それは、それからチャンバ１２へ向けて通過する（流れの方向が、図３において矢印Ａによって示されている）。冷却された空気は、入口２２を介してチャンバ１２に入り、冷却される物体周りの螺旋経路１６０に従って、チャンバ１２の第１末端１２ａから第２末端１２ｂへ向けて通過する。物体と冷却された空気との間の接触時間は、流れの螺旋形の性質のために、非常に増加する。このように、物体から冷却された空気への熱の伝達が最大になり、かつ、物体が急速に熱を失ってクールダウンする。
【００１７】
出口２４を介してチャンバ１２を出る空気は、熱伝達プロセスのために、入口２２に入ってくる冷却された空気よりも、より高い温度を有している。しかしながら、出る空気は、再冷却のために蒸発器１５０へ循環して戻ることができる。前記プロセスによって生成された熱は、蒸発器内で交換され、従来の圧縮器及びコンデンサシステムによってシステムから取り除かれることができる。図２に示された装置が、図３に示されたシステムに使用されている装置１０と交換できることは言うまでもない。
【００１８】
図４は、本発明の第３の実施形態を示している。冷却装置２００は、図１のチャンバ１２と同じ構成をそれぞれ有する複数のチャンバ２１２の配置を含んでいる。チャンバ２１２が、図２に示されたものの構成を代わりに有していてもよいことは言うまでもない。各チャンバ２１２は、接線状入口２２２と接線状出口２２４とを有する。少なくとも１つの主入口２２６（ここでは２つが示されている）は、冷却された空気を冷却装置２００に供給し、冷却された空気の一部が、各入口２２２に導かれる。冷却された空気は、前述したようにそれぞれの出口２２４を介して出る前に、各チャンバ２１２を下方へ向けて螺旋経路に従う。出る空気は、１つ以上の主出口２２８を介して運び出される。チャンバ２１２の数及び配置は、図に示されたものに限定されない。この配置は、いくつかの物体を同時に冷却することが必要なときに有効である。
【００１９】
本発明は、上述した実施形態の厳密な特徴に限定されるよう意図されているのではない。他のバリエーション及び改良は、当業者にとって明らかである。例えば、既に述べたように、チャンバが、冷却される物体を収容するために任意の適当な形状とされていてもよい。また、物体を冷却するために用いられる流体は、空気とされている必要はなく、任意の適当な流体とされ得る。ある状況において、前記流体は、例えば水などの流体とされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による冷却装置の第１実施形態の概略図であり、ワインボトルが収容された実施形態を示している。
【図２】本発明による冷却装置の第２実施形態の概略図である。
【図３】他の構成要素と結合した図１の装置の概略図である。
【図４】本発明による冷却装置の第３実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０，１００    冷却装置
１２，１１２    チャンバ
１８，１１８    縦軸
２２，１２２    入口
２４，１２４    出口
２６    物体
【図１】
2005521851.tif 000003
【図２】
2005521851.tif 000004
【図３】
2005521851.tif 000005
【図４】
2005521851.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【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】
冷蔵庫の一部を構成し、物体を冷却するための冷却装置であって、
縦軸を有するチャンバと、
前記縦軸に沿って離間した入口及び出口と、
さらに、流体流れを生成するための手段と、
を含み、
前記流体流れを前記入口及び出口の間の前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるための回転手段が設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記流体流れを前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるために、前記入口が前記チャンバに対して接線状に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却装置において、
前記出口が前記チャンバに対して接線状に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置において、
前記チャンバが円筒形であることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置において、
前記縦軸が実質的に鉛直であることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の冷却装置において、
前記入口及び出口が前記チャンバの対向する端部に位置していることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の冷却装置において、
前記流体流れが、冷却された気流であることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の冷却装置において、
前記流体流れを生成するための手段がファンと蒸発器とを含み、該蒸発器が冷媒を収容していることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項８に記載の冷却装置において、
前記流体流れを再循環のために前記蒸発器へ通過させるように前記出口が配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の冷却装置において、
前記物体を前記チャンバの壁面から離間して支持するためにサポートが設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の冷却装置において、
前記チャンバがワインのボトルを保持するための大きさに設定されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の冷却装置において、
前記装置が複数のチャンバを含み、各チャンバが、冷却される物体を収容するための大きさに設定されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
実質的に添付された図面に示される実施形態のうちの１つを参照して説明された冷却装置。
【請求項１４】
冷蔵庫内の物体を冷却する方法であって、
ａ）  縦軸と該縦軸に沿って離間した入口及び出口と有する、冷蔵庫内のチャンバ内に、冷却される物体を配置するステップと、
ｂ）  流体流れを前記チャンバの入口に導入するステップと、
ｃ）  前記流体流れを前記縦軸に関する螺旋経路と前記冷却される物体の周りとに従わせるステップと、
ｄ）  前記流体流れが前記出口を介して前記チャンバを出るようにするステップと、
を含むことを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが前記チャンバに対して接線状に導入されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバを出る前に前記物体の周りを少なくとも２回通過することを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれかに記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバの壁面と前記物体が配置されるサポートとの間を流れるようにすることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれかに記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記チャンバへ入る前に冷却されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが蒸発器を通過させられることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の物体を冷却する方法において、
前記流体流れが、前記出口を介して前記チャンバを出た後に再冷却のために前記蒸発器に戻されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の物体を冷却する方法において、
前記再冷却された流体流れが前記チャンバの入口に導入されることを特徴とする物体を冷却する方法。
【請求項２２】
実質的に添付された図面に示される実施形態のうちの１つを参照して説明された物体を冷却する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、冷蔵庫の一部を構成し、物体を冷却するための冷却装置であって、縦軸を有するチャンバと、前記縦軸に沿って離間した入口及び出口と、さらに、流体流れを生成するための手段と、を含み、前記流体流れを前記入口及び出口の間の前記チャンバ内の縦軸に関する螺旋経路に従わせるための回転手段が設けられていることを特徴とする冷却装置を提供する。この構成では、流体流れと物体との間の接触時間が増大する。したがって、熱伝達がより効率的となり、物体を冷却するためにかかる時間の縮小につながる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明はさらに、冷蔵庫内の物体を冷却する方法であって、
ａ）  縦軸と該縦軸に沿って離間した入口及び出口とを有する、冷蔵庫内のチャンバ内に、冷却される物体を配置するステップと、
ｂ）  流体流れを前記チャンバの入口に導入するステップと、
ｃ）  前記流体流れを前記縦軸に関する螺旋経路と前記冷却される物体の周りとに従わせるステップと、
ｄ）  前記流体流れが前記出口を介して前記チャンバを出るようにするステップと、
を含むことを特徴とする物体を冷却する方法を提供する。


【国際調査報告】
2005521851.tif 000007
2005521851.tif 000008
2005521851.tif 000009