(57)【要約】  装置が開示される。本装置は、冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）、冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の上流部または下流部に配置されたガス状流体ブロワ（３１５、５１５、７０５）、および冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の上流部に配置された液滴噴霧器（３３５、７２０）を有する。冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の表面部は疎水性である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流部および下流部と流体連結している冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）と、
前記冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記上流部または前記下流部に配置されたガス状流体ブロワ（３１５、５１５、７０５）と、
前記冷却流体通路の前記上流部に配置された液滴噴霧器（３３５、７２０）と
を備え、
前記冷却流体通路の内部表面部は疎水性（３１０、５１０、８１０、９１０）である、
装置。
【請求項２】
熱源（１００、８３０、９３０、１０３０、１１３０）が前記冷却流体通路の下流部に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記内部表面部は超疎水性である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ガス状流体ブロワ（３１５、５１５、７０５）は空気ブロワである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記冷却流体通路は、前記冷却流体通路の高さの２倍以上の幅を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記内部表面部は撥水性である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記冷却流体通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記内部表面部は、１２０度以上で１８０度未満の水接触角を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記内部表面部は約０．２〜約０．９５の間の反発係数を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記液滴噴霧器に流体連結されるリザーバー（３３０、５３０、７３５）およびポンプ（３２５、５２５、７２５、７３０）をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
ガス状流体流を通路（３１０、５１０、８１０、９１０）内に供給することと、
液滴を前記ガス状流体流中に噴霧することと、
前記ガス状流体流中の前記液滴を前記通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の表面からはじくことと、
前記液滴を含む前記ガス状流体流を熱源（１００、８３０、９３０、１０３０、１１３０）に向かわせることと
を含み、
前記液滴をはじくことは、前記液滴のサイズを維持することを含む、
方法。
【請求項１１】
前記ガス状流体流は気流である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記液滴は水滴である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記液滴をはじくことは、前記通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記表面において前記液滴を実質的に球形にすることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記液滴をはじくことは、前記通路（３１０、５１０、８１０、９１０）の前記表面上で前記液滴の凝集を実質的に防ぐことを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１８年６月１９日に出願された米国非仮特許出願第１６／０１２，３２９号、および２０１７年７月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／５３０，７７２号の利益を主張し、その両方は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は一般に、冷却を提供するためのシステム、方法、および装置に関し、より詳細には、熱源の冷却を提供するためのシステム、方法、および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの熱源を冷却するために、いくつかの一般的な方法、すなわち、単相の顕熱冷却、ならびに（冷却流体と熱源との間の温度差に起因した）顕熱冷却および冷却剤（多くの場合、空気と水、水は蒸発によって著しい冷却を提供するのに役立つ）の第二相の蒸発に起因した冷却の組合せを伴い得る、二相冷却がある。
【０００４】
単相冷却の代わりに二相冷却を導入すると、顕熱冷却だけよりも熱交換率を著しく向上させることにより強力な利益を提供できる。多くの熱源がそれらに関して二相冷却を実施することから恩恵を受けることになり得る。
【０００５】
例えば、コンピュータ処理チップは多くの場合、その上に強制的に空気を吹き付けるヒートシンクで冷却される。温度限界は多くの場合、チップの性能を制限する。二相プロセスによって熱伝達率が向上すると、この温度限界を除去できる。それは、サポートするハードウェア（例えば、空調装置および冷却塔）の削減などの、他の利益もシステムにもたらし得る。
【０００６】
しかし、二相冷却の実装には重要な課題がある。それは多くの場合、スプレーヘッドおよび関連ハードウェアの使用を伴う。これらのスプレーヘッドは、制限された表面積をカバーするか、または噴霧がさらに大きな表面積に拡散するのを可能にするために膨大な空間を伴い得る。従って、適切な噴霧を容易にするために多数のスプレーヘッドが使用され得る。液滴の蒸発を加速するために熱源の上に気流を導入すると、液滴を望ましくない方向にとばし得る。
【０００７】
これらの課題は、二相冷却の適用可能性を、スプレーヘッドを操作するための十分な容積がある、冷却塔などの、より制限された状況のセットに制限している。二相冷却から恩恵を受けることができる１つの追加のタイプの熱負荷は、人からの代謝熱である。
【０００８】
温度と湿度が調節された環境外部の人々を直接冷却するための従来の技術が存在する。以下で説明するように、これら従来の技術は典型的には、有効性の欠如および／または過度のシステム重量を伴うことに基づいて失敗する。
【０００９】
従来の蒸発ベスト（ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  ｖｅｓｔ）は、それらの織物および関連した吸湿材に吸収される水分量を保持する。ベスト周辺の気流が吸収された水を蒸発させて冷却効果をもたらす。しかし、従来の蒸発ベストは、防弾チョッキまたはライダージャケットなどの、他の衣類の下ではうまく機能しない。これらの従来の製品は典型的には、風または他の作動源によって供給されている気流にも依存する。その結果、従来の蒸発ベストは、ほとんど、または全く風がない高湿度条件ではその機能が不十分である。また、従来のシステムが蓄えることができる水分量は限られていて、これらのシステムに水を再補充する際には、多くの場合、ユーザーによってベストまたは衣類を脱ぐことを伴う。蒸発は典型的には、従来の衣類の外側層上で生じ、その衣類がまず冷却され、その後に身体の冷却が続くので、間接的に身体を冷却する。この間接冷却は冷却力の低下、および低効率な水使用となる。また、ベストのある領域が乾燥すると、その領域は断熱材として機能して、着用者を冷やす代わりに温める。
【００１０】
従来の強制対流技術は、強制対流配置を含み、人の身体に外部環境の空気を供給するファンと共に動作する。この空気は、着用者から出る汗を蒸発させることによって、または着用者の皮膚と空気との間の温度差に起因した顕熱冷却によって、人を冷却し得る。顕熱冷却成分は、温度が上昇するにつれて低下し、空気温度が皮膚温度（おおまかに華氏９３度）と等しくなるとゼロになる。多くの環境において外部温度はこのレベルを容易に超え得、この時点で、所与の面積上に十分な汗の供給がない限り、人の身体にわたって吹き付ける外気は逆効果を招き得る。しかし、ほとんどの設計では、給気から離れた身体の領域よりも、給気に最も近いいくつかの領域からずっと迅速に蒸発するので、強制対流をユーザーの皮膚上に存在する汗と一致させることは困難である。また、発汗は身体が熱くなって快適ではなくなるときにだけ増大するので、着用者を快適に保ちながらの有効性は限られるであろう。
【００１１】
従来の保冷ソリューションは、氷または他の相変化物質のいずれかを保持するポーチを有するベストまたは他の衣類を含み得る。これらの製品は多くの場合、それらを冷蔵庫に入れることによってチャージされ、その後、一旦凍ると装着される。しかし、保冷ソリューションは、比較的短い使用期間を伴う。これらの製品は、完全に凍っている場合に最も効果的であるが、それらが解けると有効性を失い始め、最終的には実質的に全ての有効性を失う。また、融解は、蒸発よりも単位当たりに供給する冷却力が少ない（例えば、蒸発の潜熱は、融解に関連した潜熱よりも数倍高い）。これらの技術は、チャージするための冷凍庫も伴い、それは常に利用可能とは限らない。
【００１２】
従来の冷水冷却ソリューションは典型的には、身体と密接に接触して冷水を保持するベスト内の可撓性チューブのコイルを使用して人の身体を冷却する。水は典型的には、蒸気圧縮システム、氷、または熱電手段によって冷やされる。従来の冷気ソリューションは、冷水システムと同様に動作し、蒸気圧縮、氷、または熱電を利用して冷却する。冷水および冷気は、蒸発ベストおよび強制対流冷却システムよりも冷却の効率性を改善できるが、一般に、動作するために相当な電力および／または大きな氷貯蔵リザーバーを伴う。これは、重くて高価な電池および／または氷リザーバーにつながる。空気または水流体を周囲温度以下に冷却するために蒸気圧縮または熱電システムが使用される場合、これらのシステム自体がかなりの重量を追加する（例えば、コンプレッサ、熱交換器、熱電素子、および／または電池に基づく）。これらシステムが提供し得る冷却力の量は、着用者が最小限の装備の重さで動き回ることを望むモバイル用途に対しては、重量によって制限される。これらのシステムも費用がかかる。
【００１３】
開示する例示的なシステムおよび方法は、既存の技術における前述の欠点および／または他の欠陥の１つ以上を克服することを対象とする。
【発明の概要】
【００１４】
１つの例示的な態様では、本開示は装置を対象とする。本装置は、冷却流体通路、冷却流体通路の上流部または下流部に配置されたガス状流体ブロワ、および冷却流体通路の上流部に配置された液滴噴霧器を含む。冷却流体通路の表面部は疎水性である。
【００１５】
別の態様では、本開示は方法を対象とする。本方法は、ガス状流体流を通路内に供給すること、液滴をガス状流体流中に噴霧すること、ガス状流体流中の液滴を通路の表面からはじくこと、および液滴を含むガス状流体流を熱源に向かわせることを含む。液滴をはじくことは液滴のサイズを維持することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の例示的なシステムの背面図を示す。
【図２】本発明の例示的なシステムの前面図を示す。
【図３】本発明の例示的なシステムの斜視図を示す。
【図４】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【図５】本発明の例示的な装置の概略前面図を示す。
【図６】本発明の例示的な装置の概略前面図を示す。
【図７】本発明の例示的な装置の概略前面図を示す。
【図８】本発明の例示的な装置の平面図を示す。
【図９】本発明の例示的な装置の斜視図を示す。
【図１０】本発明の例示的な装置の側面図を示す。
【図１１】本発明の例示的な装置の背面図を示す。
【図１２】本発明の例示的な装置の概略前面図を示す。
【図１３】本発明の例示的な装置の概略前面図を示す。
【図１４】本発明の例示的な装置の斜視図を示す。
【図１５】本発明の例示的な装置の断面図を示す。
【図１６】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【図１７】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【図１８】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【図１９】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【図２０】本発明の例示的なシステムの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１、図２、および図３は、例示的なシステム３００を示す。システム３００は例えば、ユーザー１００によって着用され得る。例えば、ユーザー１００はシステム３００を、衣服、付属品、および／または装備の下に着用し得る。ユーザー１００は、軍服または警察官制服および装備、消防服および装備などの効用服および装備、サッカーユニフォームおよび装備などの競技用ウェアおよび装備、アウトドアウェア、ならびに／または外出用ウェアの下にシステム３００を着用し得る。例えば、システム３００は軍用または警察用防護服の下に着用され得る。また、例えば、システム３００は、比較的暖かい温度で着用される任意の衣類、衣服、付属品、および／または装備の下にユーザーによって着用され得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、システム３００は、例えば、以下で説明するような、二相疎水性チャネル冷却装置であり得る。
【００１８】
図１、図２、および図３に示すように、システム３００は、冷却システム３０５および流れ組立体３１０を含み得る。冷却システム３０５は、流れ組立体３１０によって熱源を冷却するように動作し得る。以下で説明する例示的な流れに関連して、冷却システム３０５は流れ組立体３１０より上流に、または流れ組立体３１０の上流部に配置され得る。また、例えば、冷却システム３０５のいくつかの部分は、流れ組立体３１０の下流部に配置され得る。例示的な流れは、上流（例えば、所与の上流位置）から下流（例えば、所与の下流位置）へ移動する流れ方向で流れ得る。
【００１９】
冷却システム３０５は、少なくとも１つのブロワ３１５、電源３２０、ポンプ３２５、リザーバー（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）３３０、噴射組立体３３５、マニホールド通路３４０、およびコントローラ３４５を含み得る。コントローラ３４５は、ポンプ３２５およびブロワ３１５に電力を供給するために電源３２０を制御して、例えば、以下で説明するように、冷却流体をリザーバー３３０から噴射組立体３３５を介して引き出し、その冷却流体を含む流れを流れ組立体３１０を通して提供するように動作し得る。
【００２０】
例示的な冷却流体は熱源を冷却するのに適した任意の流体であり得る。冷却流体は、ガス状流体、液体流体、および／またはガス状流体と液体流体の混合物であり得る。例えば、冷却流体は、水滴などの、液滴を含む気流であり得る。冷却流体は、水滴の水噴霧などの噴霧を含む気流であり得る。冷却流体は、水、エチレン、プロピレングリコール、および／または任意の他の適切な冷却剤から成る液滴を含む気流でもあり得る。例えば、冷却流体は、水、エチレン、プロピレングリコール、および／もしくは任意の他の適切な冷却剤の１つまたはその混合物を含む噴霧を有する気流を含み得る。冷却流体は、空気または空気の混合物以外の任意のガス状流体および前述した例示的な材料の液滴を混入させ得る他のガス状流体も含み得る。例示的な冷却流体は、冷却流体（例えば、気流）中の液滴の凝集を実質的に防ぐために、例えば以下で説明する疎水性および／または超疎水性表面によってはじかれ得る、任意のガス状流体、液体流体、および／またはガス状流体と液体流体の混合物であり得る。
【００２１】
ブロワ３１５は、空気、水もしくは他の流体と混合された空気、および／または流れ組立体３１０を通るのに適した任意の他の流体などの、流体を吹き飛ばすための任意の適切な装置であり得る。ブロワ３１５は、前述の例示的な冷却流体を吹き飛ばすための任意の適切な装置であり得る。例えば、ブロワ３１５は、エアムーバー（ａｉｒ  ｍｏｖｅｒ）などの流体ムーバー、軸流もしくは遠心型のファン、または空気もしくは空気と１つ以上の流体の混合物などの流体を移動させるための任意の他の適切なタイプのブロワもしくはファンであり得る。また、例えば、ブロワ３１５は、加圧流体源（例えば、圧縮空気または他の加圧ガス状流体の源）などの流体源であり得る。ブロワ３１５は、例えば、「押す（ｐｕｓｈ）」または「引く（ｐｕｌｌ）」（例えば、吸引）構成で配置され得る。例えば、ブロワ３１５は、「押す」構成ではシステム３００の上流部に、または「引く」構成ではシステム３００の下流部に配置され得る。
【００２２】
電源３２０は、システム３００の構成要素に電力を供給するための任意の適切な電源であり得る。電源３２０は、電源コンセントまたは発電機などの電力源用のプラグまたは他の接続であり得る。モバイル用途に対して、電源３２０は、電池または他の適切なエネルギー源であり得る。例えば、電源３２０は、例えば、電力貯蔵装置、太陽電池式電力貯蔵装置、および／または任意の他の適切なタイプの電源などの、電力源であり得る。電源３２０は、一次電池バッテリおよび／または二次電池バッテリを含み得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、電源３２０は、リチウム電池、リチウムイオン電池、アルカリ乾電池、ニッケルカドミウム電池、および／または亜鉛炭素電池を含み得る。
【００２３】
ポンプ３２５は、リザーバー３３０内に貯蔵された液体流体（例えば、液体）の加圧、および噴射組立体３３５を通した流体の流れの加圧のための任意の適切なポンプであり得る。ポンプ３２５は、例えば、圧電ポンプ、ダイアフラムポンプ、遠心ポンプ、または羽根車式ポンプなどの、任意の適切なタイプのポンプであり得る。
【００２４】
リザーバー３３０は、液体流体を貯蔵するための任意の適切なリザーバーであり得る。リザーバー３３０は、水および／または前述の任意の他の例示的な冷却流体を貯蔵し得る。リザーバー３３０は、ガス状流体またはガス状流体と液体流体の混合物を含む流体を貯蔵し得るとも考えられる。リザーバー３３０は、非加圧または加圧流体を貯蔵し得る。リザーバー３３０は、剛性または可撓性リザーバーであり得る。例えば、リザーバー３３０は、ポリマー材料、エラストマー材料、および／または任意の他の適切なタイプの材料から形成された可撓性空気袋であり得る。リザーバー３３０は、軟質もしくは硬質プラスチック材料または金属からも形成され得る。
【００２５】
噴射組立体３３５は、ポンプ３２５、リザーバー３３０、およびマニホールド通路３４０を流体連結するための任意の適切な組立体であり得る。噴射組立体３３５は、噴射部３５０および通路３５５を含み得る。噴射部３５０は、剛性パイプまたはチューブから形成された噴射口であり得る。例えば、噴射部３５０は、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体などの液体流体をリザーバー３３０からブロワ３１５に供給するために、狭壁および／または細径チューブ（例えば、針チューブ）であり得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、噴射組立体３３５は、複数の噴射部３５０を含み得る。噴射部３５０は、ブロワ３１５内に、ブロワ３１５に、またはブロワ３１５の近くに配置され得る。噴射部３５０は、通路３５５を通してポンプ３０に連結され得る。通路３５５は、ポンプ３０をリザーバー３３０にも連結し得る。通路３５５は、チューブまたはパイプであり得る。例えば、通路３５５は、可撓性ＰＶＣなどの可撓性チューブまたはパイプであり得る。
【００２６】
コントローラ３４５は、機械処理を自動化するための当技術分野で既知の任意のタイプのプログラマブル論理制御装置であり得る。コントローラ３４５は、論理制御装置のための当技術分野で既知の任意の材料から作られ得、金属、プラスチック、または別の耐久性材料製の保護筐体を含み得る。コントローラ３４５は、それが冷却システム３０５の他の構成要素に連結できるようにする入力／出力配置を含み得る。コントローラ３４５は、ユーザーインタフェース（例えば、システム３００の、またはシステム３００と関連付けられた任意の部分上に配置された任意の適切なユーザーインタフェース）からの入力を処理するためのデジタルまたはアナログ技術を利用して、システム３００を制御するための出力を作成し得る。コントローラ３４５は、いくつかの電線を通して、および／または無線データ伝送を通して、システム３００の様々な構成要素と通信し得る。コントローラ３４５は従って、システム３００を操作するためにオペレータのコマンドを処理および実行することが可能であり得る。例えば、コントローラ３４５は１つ以上のブロワ３１５、ならびにポンプ３２５および電源３２０に電気的に接続され得る。コントローラ３４５は、システム３００の任意の適切なセンサーにも接続され得る。例えば、コントローラ３４５は、温度データ、湿度データ、圧力データ、および／または任意の他の所望のタイプのデータを検知し得るシステム３００の１つ以上のセンサーに接続され得る。例えば、コントローラ３４５は、空気の温度と湿度および／または冷却すべき物体（例えば、熱源）の温度などの、様々な制御パラメータをモニターするために使用され得る。これらのおよび他の例示的なパラメータに基づいて、コントローラ３４５は、ブロワ３１５のオンもしくはオフ、ブロワ３１５の速度の変更、および／または液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）の流速もしくはポンプ３２５のデューティサイクルの変更を行い得る。例えば、コントローラ３４５は、任意の所望の制御パラメータをモニターして、例えば、システム３００の気流および／または水流速（例えば、または前述の任意の他の例示的な冷却流体の流速）を変更し得る。
【００２７】
図１および図２に示すように、冷却システム３０５はユーザーの胴体上に配置され得る。例えば、ブロワ３１５は流れ組立体３１０の下にユーザーの臀部近くに置かれ得る。流れ組立体３１０は、図２に例示するように胸部領域の下のユーザーの胴体、および／またはユーザーの任意の他の部分（例えば、胸部、腕、および／または脚）を覆い得る。例えば、流れ組立体３１０は、図１に例示するように、ユーザーの臀部から肩まで続いて、ユーザーの背中の比較的大きい表面積を覆い得る。同様に図１に例示するように、冷却システム３０５はユーザーの背中および／または任意の他の所望の位置に配置され得る。
【００２８】
図４に概略的に例示するように、流れ組立体３１０は、連結通路３６０、１つ以上の通路３６５、および１つ以上の通路３７０を含み得る。連結通路３６０は、冷却システム３０５のマニホールド通路３４０を１つ以上の通路３６５および３７０と連結し得る。例えば、通路３６０、３６５、および３７０は、流れ組立体３１０を形成する複数のサブダクト構成要素および／またはダクト構成要素であり得る。通路３６０、３６５、および／または３７０の一部または実質的に全部は、例えば以下で説明するように、それらそれぞれの底面（例えば、ユーザーまたは他の熱源に面している）上に開口部（例えば、穴または細孔）を含み得る。例えば、通路３６０、３６５、および／または３７０の一部は開口部を有し得、一部は開口部を有していない可能性がある。マニホールド通路３４０は同様に、例えば以下で説明するように、例示的な開口部を有するか、または例示的な開口部を有していないかのいずれかであり得る。マニホールド通路３４０は、システム３００内部の冷却流体の流れを調整し得る内部羽根を有し得る。また、例えば、通路３６０、３６５、および／または３７０は、流れ組立体３１０内部の冷却流体の流れを調整するための内部羽根を含み得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、連結通路３６０は、実質的に水平方向に伸び得、複数の通路３６５および３７０に結合し得る。また、例えば、通路３６０、３６５、および３７０は、流れ組立体３１０の構成、形状、および／またはサイズに基づいて任意の所望の配置を形成し得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、マニホールド通路３４０は冷却流体（例えば、水噴霧および空気または前述の任意の他の例示的な冷却流体）を通路３６０、３６５、および３７０に拡散および分配し得るが、冷却流体がマニホールド通路３４０から熱源に直接出るのを許可しない可能性がある。また、例えば、通路３４０、３６０、３６５、および３７０は、冷却流体を他の通路に分配するとともに、ユーザーの皮膚へ直接噴霧し得る。
【００２９】
図５、図６、および図７は、流れ組立体３１０の例示的な実施形態を例示する。例えば、例示的な実施形態は、ユーザーの胴体を覆い得る流れ組立体３１０で使用され得る。また、例えば、通路３６０、３６５、および／または３７０の任意の所望の配置は、冷却流体の流れを流れ組立体３１０の任意の所望の配置に供給するために使用され得る（例えば、胴体、腕、脚、および／またはユーザーの身体の任意の他の部分を覆う）。通路３６０、３６５、および／または３７０は、例えば、通路の高さの２倍以上の幅を有し得る。
【００３０】
流れ組立体３１０の構成要素（例えば、および／または冷却システム３０５の構成要素）は、流れを促進するための任意の適切な材料から形成され得、例えば、ポリマー材料、構造用金属（例えば、構造用鋼）、共重合体材料、熱可塑性および熱硬化性重合体、樹脂含有材料、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳとＰＣの混合、アセタール（ＰＯＭ）、アセテート、アクリル（ＰＭＭＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、マイラ、ポリアミド−ナイロン、ポリアミド−ナイロン６、ポリアミド−ナイロン１１、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、低密度ＰＥ（ＬＤＰＥ）、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）、超高分子量ＰＥ（ＵＨＭＷ  ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポルポリプロピレン（ＰｏｌＰｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）（ＰＰ）、ポリフタラミド（ＰＰＡ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、テフロンＴＦＥ、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、および／もしくは工業用熱可塑性ポリウレタン（ＥＴＰＵ）、ゴムもしくはシリコンゴムまたはそれらの任意の適切な組合せなどである。
【００３１】
図８は、通路３７０の例示的な内部表面部（例えば、内部表面を有する）であり得る表面部３７５を例示する。通路３４０、３６０、および／または３６５も、表面部３７５と類似した特徴を含む表面部を有し得る。表面部３７５は、複数の開口部を含み得る。開口部は様々な開口サイズを有し得る。例えば、図８に例示するように、開口部は、比較的小さい開口サイズ（例えば、直径）をもつ開口部３８０から比較的大きい開口サイズをもつ開口部３８５までサイズが変わり得る。例えば、開口部は、開口部３８０から開口部３８５へ移動する方向に徐々にサイズが増大（例えば、漸増的に増加）し得る。開口サイズはまた、ランダムで、サイズ変更パターンに従い、かつ／または同じくらいのサイズであり得る。表面部３７５は、表面部３７５上に配置され得る表面部（例えば、以下で説明する上面部）を支持し得る複数の突起３９０（例えば、パイロン）も含み得る。表面部３７５は、例示的な開口部（例えば、開口部３８０および３８５）に配置され得る突起３９５をさらに含み得る。突起３９５は、例えば以下で説明するように上面部も支持し得る。突起３９５は、例えば、湾曲しているか、または半円形状であり得、例示的な開口部の後方に（例えば、下流側に隣接して）配置され得る（例えば、冷却流体が例示的な通路を通って流れる方向に対して）。突起３９０および／または３９５は、表面部３７５と一体的に形成され得る。突起３９０および／または３９５を含む表面部３７５は、射出成形、３−Ｄプリンティング、または任意の他の適切な技術によって形成され得る。
【００３２】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、１つ以上の通路は開口サイズ（例えば、小から大へ）の勾配を含み得る。当初、比較的小さい開口部の上を流れる冷却流体において空気および水滴（例えば、または前述の任意の他の例示的な冷却流体）の大きい流量があり得るが、この流量はますます多くが流出するにつれて低減する。それに応じて、開口サイズ（例えば、開口部３８０および開口部３８５の）は、流量が低減するにつれて増大し、それは、ほぼ等量の空気と水滴（例えば、または前述の任意の他の例示的な冷却流体）が通路に沿って出るのを可能にし得る。これはシステム３００が、比較的均一な熱分布を有する熱源を冷却するのを支援し得る。また、例えば、一様でない冷却が望ましい（例えば、ある位置では他よりも多くの冷却が望まれる）場合、開口サイズおよび／または位置はそれに応じて適合するように調整され得る。
【００３３】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、突起３９５は、例示的な開口部（例えば、開口部３８０および３８５）を通る所望の気流および液滴流を設定するのを支援することにより冷却流体（例えば、噴霧および空気の）の流れを制御するのも支援し得る。例えば、比較的小さい液滴サイズは、気流中を移動している比較的大きい液滴よりもぴったりと気流の流路に適合し得る。突起３９５を有する開口部は、突起３９５のない開口部よりも液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）の液滴を多く捕捉し得る（例えば、および／または大きい突起３９５は小さい突起３９５よりも多くの液滴を捕捉し得る）。突起３９５は、二相流を制御するための任意の所望の形状、サイズ、および／または設計であり得る。例えば、突起３９５は、開口部（例えば、開口部３８０または開口部３８５）を通る液滴流に対する気流の比を含む、気流および／または液滴流特性を変更するために必要に応じて構成され得る。
【００３４】
図９は、通路３７０の表面部３７５の詳細な斜視図を例示する（例えば、通路３４０、３６０、および／または３６５は類似の特徴を含む表面部を有し得る）。突起３９０は、突起３９０の上部に（例えば、表面部３７５から離れて配置された突起３９０の端部に）配置され得る部分４００を含み得る。部分４００は、例えば、円筒形状、長方形もしくは正方形、および／または多角形などの、任意の適切な形状を有し得る。
【００３５】
表面部３７５は壁部４０５（例えば、側壁）を含み得る。壁部４０５は切開部によって穴を開けられ得、凹部４１０を含み得る。凹部４１０は、壁部４０５からの三角形の側壁切開部であり得る。
【００３６】
図１０は、通路３７０の側面図（断面）を例示する（例えば、通路３４０、３６０、および／または３６５は類似の特徴を含む表面部を有し得る）。表面部４１５（例えば、上面部）は、表面部３７５と４１５との間に空洞４２０が形成されるように、表面部３７５（例えば、底面部）上に配置されるか、または取り付けられ得る。表面部４１５は、空洞４２０（例えば、ダクト）の上部を形成し得、可撓性材料から形成され得る。表面部４１５は、任意の適切な伸縮可能または拡張可能材料、例えば、エラストマー材料、天然ゴム、合成ゴム、ネオプレン、クロロプレン、ビニル材料、熱可塑性エラストマー、または適切な弾性特性を有する任意の他の適切なタイプの材料などを含み得る。例えば、表面部４１５は、ゴムの可撓性薄層であり得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、表面部４１５は、３０Ａデュロメータをもつ１／６４”厚さのネオプレンシートであり得る。表面部４１５は、例えば、図１０に例示するように、突起３９０の部分４００を受け入れるように位置合わせされて押し下げられ得る複数の比較的小さい穿孔を有するように穴を開けられ得る。部分４００の周辺にぴったりと合う表面部４１５の弾性材料によって密閉が作られるように、穿孔は部分４００の直径よりも小さい可能性がある。突起３９０は、表面部４１５を支持して、システム３００の動作中に比較的一定であり得る空洞４２０の所望のサイズ（例えば、チャネルサイズ）を維持するのに役立ち得る。例えば、突起３９０は、例示的なダクトが動作中に可撓であって、任意の湾曲した表面（例えば、ユーザーの）に一致するのを依然として可能にしながら、挟まる（ｐｉｎｃｈ）ことも膨れることもなく気流および液滴流が空洞４２０を通って流れるのを可能にするために、表面部４１５を支持し得る。壁部４０５も、さらなる可撓性を追加するために構成された凹部４１０を備えて、可撓性であり得る。
【００３７】
図１０に示すように、通路３７０も、表面部３７５の外部表面上（例えば、突起３９０をもつ内部表面の向かい合った表面上）に配置された複数の突起４２５を含み得る。通路３４０、３６０、および／または３６５は類似の特徴を含み得る。突起４２５は、通路３７０の底外部表面から（例えば、表面部３７５の外部表面から）、衣類および／または装備の下に流れ組立体３１０を着用しているユーザーなどの熱源に向かって突き出得る。突起４２５は、表面部３７５と同様の材料から形成され得、表面部３７５と一体的に形成され得る（例えば、突起４００と同様）。部分４３０は、突起４２５上に配置され得る。部分４３０は、織物で覆われたゴム発泡体、ネオプレン材料、および／または表面部４１５と同様の材料などの、材料を含み得る。例えば、部分４３０は、部分４３０を含む流れ組立体３１０がユーザーの身体に押し付けられる場合に、ユーザーによって心地よく着用されるのに適した任意の材料から形成され得る。
【００３８】
突起４２５および部分４３０は、通路３４０、３６０、３６５、および／または３７０をユーザーの身体の表面、他の熱源、または冷却すべき他の物体の上に浮かせた状態にしておくのに役立ち得る。突起４２５および部分４３０はそれにより、気流および液滴流（例えば、水滴および気流または前述の任意の他の例示的な冷却流体の流れ）が例示的なダクトの下を移動して、冷却流体を比較的広い領域に分散させるのを可能にし得る。開口部３８０および／または３８５は、冷却流体の噴霧が例示的な開口部（例えば、開口部３８０および／または３８５）を出るときにさらに方向付けするために、表面部３７５（例えば、熱源に面している）の外部部分上に追加のデフレクタを有し得る。
【００３９】
マニホールド通路３４０、連結通路３６０、通路３６５、および／または通路３７０の内部表面および／または表面部は、疎水性ならびに／もしくは超疎水性であり、かつ／または疎水性および／もしくは超疎水性層もしくは被膜でコーティングされ得る。例示的な疎水性表面（例えば、層、部分、または被膜）は、例えば、水をはじくか、実質的に水をはじく（または前述の任意の他の例示的な冷却流体をはじく）傾向があり得る。例示的な疎水性表面（例えば、層、部分、または被膜）は、例えば、約９０度以上（例えば、約９０度〜約１５０度の間、または約９０度〜約１７５度の間）、または約１２０度以上で１８０度未満の水との接触角を示し得る。超疎水性表面（例えば、層、部分、または被膜）は、例えば、約１５０度以上（例えば、約１５０度〜約１７５度の間、約１５０度〜約１７９度の間、または約１６０度〜約１７５度の間）の水との接触角を示し得る。約１５０度以上の接触角で、水（例えば、または前述の任意の他の例示的な冷却流体）は超疎水性部の上に実質的に球を形成（例えば、ほぼ球を形成）し得、表面にはうまくくっつかない（例えば、付着しない）可能性がある。表面は、ロータス効果または「Ｃａｓｓｉｅ  Ｒｅｇｉｍｅ」を達成することがわかっているものであり得る。例えば、疎水性または超疎水性表面は、水滴をはじくか、または壁から容易にはぎ取るか、もしくは壁に沿って進ませる高い傾向があり得る（例えば、疎水性または超疎水性表面は、高度に撥水性（ｒｅｐｅｌｌａｎｔ）であり得る）。例えば、疎水性および／または超疎水性層もしくは被膜は、０よりも大きい反発係数を示し得、そのため、液滴は撥水表面に当たってはね返ることができる。ある直径および速度（大まかに約０．１〜１ｍ／ｓおよび直径約０．１〜１ｍｍ）の液滴で衝撃を与えられた場合、反発係数は約０．２〜約０．９５であり得る。他の速度では、液滴はさらに小さい液滴になって飛び散り得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、疎水性および／または超疎水性層もしくは被膜は、ある液滴に対して約０．９の反発係数を示し得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、疎水性および／または超疎水性層もしくは被膜は、撥水性ナノスケール層であり得る。疎水性および／または超疎水性層もしくは被膜は、任意の適切な材料、例えば、カーボンナノチューブ材料、フッ素化シランもしくはフッ素重合体、酸化マンガンポリスチレン（ＭｎＯ２／ＰＳ）ナノコンポジット材料、シリカナノコーティング材料、沈降炭酸カルシウム材料、および／または酸化亜鉛ポリスチレン（ＺｎＯ／ＰＳ）ナノコンポジット材料など、を含み得る。
【００４０】
例えば、図１０に例示するように、空洞４２０に面している通路３７０の実質的に全ての表面（例えば、表面部３７５、表面部４１５、突起３９０、壁部４０５、および任意の他の所望の部分の表面）は、例示的な疎水性および／または超疎水性層もしくは被膜でコーティングされ得る。マニホールド通路３４０、連結通路３６０、および／または通路３６５は同様にコーティングされ得る。
【００４１】
システム３００上の例示的な疎水性表面および／または例示的な超疎水性表面を作製するために任意の適切な技術が使用され得る。例えば、システム３００の通路３４０、３６０、３６５、３７０、および／または任意の他の所望の表面の超疎水性表面を提供するために、超疎水性スプレー（例えば、Ｒｕｓｔ−Ｏｌｅｕｍ（登録商標）ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）２７４２３２）が利用され得る。疎水性および／または超疎水性被膜は、実質的に完全にコーティングすべき空洞４２０（例えば、ならびに／または通路３４０、３６０、３６５、および／もしくは３７０の一部または全部の空洞）を形成する実質的に全ての表面に対して提供するために、組立て前に、システム３００の構成要素に適用され得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、通路３４０、３６０、３６５、および／もしくは３７０の実質的に全ての表面は、超疎水性材料（例えば、および／または疎水性材料）でコーティングされ得る。例えば、通路の組立て前に、内装面が疎水性および／または超疎水性材料でコーティング（例えば、噴霧または浸漬コーティング）され得る。
【００４２】
少なくともいくつかの例示的な実施形態（通路３７５を例として使用する）では、表面部３７５の内部表面および表面部４１５の内部表面は、それらが別個の部品のとき（例えば、組立て前）にコーティングされ得る。表面部３７５および４１５は次いで、表面部４１５の外部表面で接着剤によって一緒に固定され得る（例えば、接着剤を使用して部分４００を表面部４１５の穴の開いた部分に固定する）。例えば、接着剤（例えば、疎水性および／または超疎水性ではない可能性がある）は、空洞４２０に面していない表面部４１５の外部表面に塗布され得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、超疎水性層でコーティングされ得る部分４００に接着剤がうまく付着しない場合、表面部４１５の上に突き出ている部分４００の上部がわずかに切り詰められて未処理の（例えば、非疎水性）材料を露出させて、接着剤との接合を可能にし得る。それに応じて、例えば、表面部４１５に穴を開けて（例えば、切れ目を入れる）、表面部４１５を部分４００上に押し下げることにより、空洞４２０（例えば、ダクトの内部）は疎水性および／または超疎水性材料で実質的に完全にコーティングされ得る。例えば、空洞４２０は親水性領域を有していない可能性がある。同様の製作技術が、マニホールド通路３４０、連結通路３６０、および／または通路３６５に対して使用され得る。また、例えば、実質的に完全に疎水性および／または超疎水性である通路内部（例えば、ダクト）を形成するための任意の適切な製作技術が使用され得る。
【００４３】
図１１〜図１５は、システム５００、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム５００は、例えば以下で説明するように、冷却システム３０５に概ね類似している冷却システム５０５および流れ組立体５１０を有し得る。冷却システム５０５は、ブロワ５１５を含み得、それはブロワ３１５と類似し得るが、その側壁が取り除かれるように改変されて、ブロワ５１５の周辺に配置され得る流れ組立体５１０に対して空気を３６０度パターン（例えば、または３６０度パターンの一部）で分配する３６０度空気源を形成し得る。例えば、ブロワ５１５は流れ組立体５１０内部に配置され得る。図１１は、例えば、ユーザーの背中上に配置された流れ組立体５１０（例えば、超疎水性コーティングされた流れ組立体５１０）を例示する。システム５００をユーザーの胴体に固定するために衣服５２７（例えば、ベスト）が使用され得る。ポンプ３２５に類似し得るポンプ５２５およびリザーバー３３０に類似し得るリザーバー５３０が、冷却システム５０５の一部として、電源３２０、噴射組立体３３５、およびコントローラ３４５に類似した構成要素と一緒に、使用され得る。
【００４４】
単一の冷却システム５０５を図１１に例示するユーザーの背中の上部に取り付けている例示的な実施形態に加えて、様々なサイズの複数の冷却システム５０５が様々な位置でユーザーに（例えば、衣服５２７または別の付属装置を用いて）取り付けられ得、単一のポンプ５２５または複数のポンプ５２５およびリザーバー５３０によって供給され得る。また、例えば、ユーザーの腰、首、および／または他の領域からブロワ５１５の吸気口に空気を引き込むために吸気マニホールドが含まれ得る。
【００４５】
図１２に例示するように、流れ組立体５１０は複数の構成要素５３５を含み得る。構成要素５３５は、放射状配列に配置され得る放射状サブダクト構成要素であり得る。例えば、流れ組立体５１０は任意の所望の数の構成要素５３５、例えば、８つの構成要素５３５（例えば、または４〜１２の間の構成要素５３５、または任意の他の所望の数）など、を含み得る。図１３に例示して、例えば以下でさらに説明するように、各構成要素５３５は複数の下位構成要素を有し得る。各構成要素５３５は、下位構成要素５４０、下位構成要素５４５、および下位構成要素５５０（例えば、または２、４、もしくはそれ以上の下位構成要素などの任意の他の数の下位構成要素）を有し得る。流れ組立体５１０は、流れ組立体３１０と類似の材料から作られ得る。例えば、下位構成要素５４０、５４５、および５５０は硬質プラスチック材料から形成され得る。
【００４６】
図１４は、下位構成要素５４０、５４５、および５５０を含む構成要素５３５の斜視図を示す。下位構成要素５４０、５４５、および５５０は、前述の突起４２５および部分４３０（例えば、織物で覆われたゴム布もしくは発泡体、ネオプレン材料、および／またはユーザーの身体と接触するための任意の他の適切な材料を含む）に類似した部分を含み得る１つ以上の突起５５５を含み得る。下位構成要素５４０、５４５、および／または５５０は、流れ組立体５１０がユーザーによって心地よく着用され得る（例えば、部分５５５がユーザーの身体に心地よく押し付けられ得る）ように、１つ以上の突起５５５（例えば、下位構成要素５４０、５４５、および／または５５０の外側縁に配置された）を含み得る。
【００４７】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、流れ組立体５１０は、図１１に例示するように、衣服５２７によってユーザーの胴体に固定され得る。衣服５２７は、着用者の動きに伴って伸びて、装置を着用者の身体に幾分押し付けるために、弾性であり得る。突起５５５は、突起４２５および部分４３０のそれと機能が類似し得る。突起５５５は、冷却のため、および気流が下位構成要素５４０、５４５、および５５０の下（例えば、流れ組立体５１０とユーザーの皮膚の間）から出るのを可能にするために、水滴および気流がユーザーの皮膚にわたって分散されるのを可能にし得る。
【００４８】
図１５は、下位構成要素５４０、５４５、および／または５５０の壁部によって形成された通路５６０、通路５６５、および通路５７０の断面図を示す。通路５７０の上部は部材５７５、部材５８０、および部材５８５によって形成され得る。部材５９０および部材５９５は、通路５６５と通路５７０との間に仕切り壁を形成し得る。部材６００は、通路５６０と通路５６５との間に仕切り壁を形成し得る。通路５６０は、冷却流体の流れ（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体と混合された空気）をブロワ５１５から受け入れるための入口６０５および出口６１０（例えば、ユーザーの身体に面している）を有し得る。通路５６５は、冷却流体の流れをブロワ５１５から受け入れるための入口６１５および出口６２０（例えば、ユーザーの身体に面している）を有し得る。通路５７０は、冷却流体の流れをブロワ５１５から受け入れるための入口６２５および出口６３０（例えば、ユーザーの身体に面している）を有し得る。冷却流体の流れは従って、ブロワ５１５の操作に基づき、通路５６０、５６５、および５７０を通ってユーザーの身体に押し付けられ得る。
【００４９】
下に向いたか、または傾いたデフレクタ部（例えば、部分６３５、部分６４０、および類似部分）が、下位構成要素５４０、５４５、および５５０の相互に対する動きを促進するのを助けるために、部材５７５、５８０、および５９０上に含まれ得る。また、表面部４１５と類似の材料から形成され得る層６４５も、部材５７５、５８０、５８５、およびまたは流れ組立体５１０の側面部上配置され（例えば、取り付けられ）得る。層６４５は、薄い弾性材料であり得る。層６４５が上面（例えば、システム５００を着用しているユーザーから外方に向いている表面）の一部または実質的に全部および流れ組立体５１０の側面を覆うように下位構成要素５４０、５４５、および５５０は層６４５に付着され得る。層６４５はそれにより、複数の構成要素５３５を流れ組立体５１０の上部および側面上に結合し得る。層６４５は、下位構成要素５４０をブロワ５１５に取り付けるのにも役立ち得る。例えば、層６４５の弾性特性および部分６３５および６４０の構成に基づき、下位構成要素５４０、５４５、および５５０はユーザーの身体の輪郭に適合するように相互に対して動き得る。
【００５０】
図１４および図１５に例示するように、入口部６５０は比較的狭いサイズの入口６０５を画定し得、入口部６５５は比較的狭いサイズの入口６１５を画定し得る。入口部６５０は入口部６５５よりも大きい可能性があり、それは入口６０５を入口６１５よりも小さくし得る。入口６２５は入口部を有していない可能性があり、それにより入口６１５よりも大きい可能性がある。図１３に例示するように、流れ組立体５１０の放射状構成に基づき、出口６３０は、下位構成要素５５０に対応する表面積（例えば、ユーザーに身体に面している）を覆い得、それは下位構成要素５４５に対応し得る出口６２０によって覆われた表面積よりも大きい可能性がある。出口６１０は下位構成要素５４０に対応する表面積を覆い得、それは流れ組立体５１０に関して図１３に示す例示的な放射状構成に基づき、出口６２０および６３０によって覆われた表面積よりも小さい可能性がある。それに応じて、例えば、（例えば、入口６１５および６１０と比べて）比較的大きい入口６２５は、下位構成要素５５０に対応する入口６３０によって覆われた比較的大きい表面積を覆うために、比較的大量の冷却流体の流れをブロワ５１５から通路５７０を通って搬送し得る。さらに、例えば、入口６２５よりも小さくて、入口６０５よりも大きいサイズであり得る入口６１５は、通路５７０によって搬送される量よりも少ないが、通路５６０によって搬送される量よりも多い可能性がある量の冷却流体を入口６２０まで通路５６５を通って搬送し得る。出口６１０、６２０、および６３０によって覆われた表面積に対応する流れを受け入れるための比例的な大きさの入口６０５、６１５、および６２５に基づいて、流れ組立体５１０はそれにより、実質的に同量の冷却流体をユーザーの身体の異なる部分に供給し得る。例示的な入口は、必要に応じて、冷却の不均一な分布を提供するためのサイズにもされ得る。
【００５１】
流れ組立体５１０は、流れ組立体３１０に類似した疎水性および／または超疎水性材料でコーティングされ得る（例えば、疎水性および／または超疎水性通路５６０、５６５、および５７０を作るため）。疎水性および／または超疎水性被覆は、組立ての前または後のいずれかに流れ組立体３１０の表面に（例えば、噴霧および／または浸漬コーティングにより）塗布され得る。
【００５２】
図１６は、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム７００はファン７０５を含み得る。ファン７０５は、ファンまたはシステム７００を通して流れを提供するための任意の他の適切なファンであり得る。例えば、ファン７０５は軸流ファンであり得る。ファン７０５は、通路７１０内に配置され得る。通路７１０は、例えば、剛性または可撓性ダクトなどの、流れを搬送するための任意の適切な通路またはチャネルであり得る。通路７１０は、前述の例示的な通路に類似した疎水性および／または超疎水性表面であり得る表面７１５（例えば、内部表面）を有し得る。システム７００は、ポンプ７２５およびポンプ７３０に連結され得る噴射装置７２０も含み得る。噴射装置７２０は、例えば、液滴を生成するための二相スプレーヘッドまたは任意の他の適切なスプレーヘッドなどの、スプレーヘッドであり得る。ポンプ７２５は、空気ポンプなどの任意の適切なガス状流体ポンプであり得、ポンプ７３０は水ポンプなどの任意の適切な液体ポンプ（または前述の例示的な冷却流体の流れを加圧するための任意の適切なポンプ）であり得る。ポンプ７２５は代替として、圧縮空気源などの任意の適切な空気源であり得る。ポンプ７３０は、リザーバー３３０に類似し得るリザーバー７３５に流体連結され得る。例えば、リザーバー７３５は、水リザーバー（または前述の任意の他の例示的な冷却流体用のリザーバー）であり得る。システム７００は、通路７１０内に配置され得る熱交換器７４０も含み得る。熱交換器７４０は例えば、銅またはアルミニウムフィンなどの熱源から熱を取り除くための任意の適切な構成を有する受動熱交換器であり得る。例えば、熱交換器７４０は、熱を熱源から離れて搬送するための任意の適切なヒートシンクであり得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、通路７１０、ファン７０５、および／または噴射装置７２０の実質的に全ての表面が疎水性および／または超疎水性材料でコーティングされ得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、熱交換器７４０は疎水性および／または超疎水性材料でコーティングされない可能性がある。
【００５３】
図１７は、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム８００は、前述の例示的な実施形態と類似した構成要素を含み得る。システム８００は、流れ組立体５１０と概ね類似し得る流れ組立体８１０を含み得る。システム８００は、熱交換器７４０と概ね類似し得る熱交換器８２０も含み得る。熱交換器８２０および流れ組立体８１０は一緒に動作して熱を熱源８３０から離れて搬送し得る。熱源８３０は任意の熱源、例えば、電子機器もしくは組立体、暖房配管、レーザー装置、別の熱交換器、人などのユーザー、および／または任意の他の熱源など、であり得る。
【００５４】
図１８は、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム９００は、前述の例示的な実施形態と類似した構成要素を含み得る。システム９００は、流れ組立体８１０と類似し得る流れ組立体９１０および熱源８３０と類似し得る熱源９３０を含み得る。システム９００は、流れ組立体９１０が熱源９３０から直接熱を取り除き得ることを除いて、システム８００と同様に動作し得る。
【００５５】
図１９は、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム１０００は、前述の例示的な実施形態と類似した構成要素を含み得る。システム１０００は、冷却システム３０５と類似し得る冷却システム１００５、マニホールド通路３４０と類似し得るマニホールド通路１０４０、通路３６５と類似し得る通路１０６５、および熱源８３０と類似し得る熱源１０３０を含み得る。システム１０００は、システム３００と概ね同様に動作し得る。冷却システム１００５および通路１０６５は、熱交換器（例えば、熱交換器８２０と類似した）の使用の有無にかかわらず、熱源１０３０から熱を取り除くために動作し得る。
【００５６】
図２０は、例示的なシステムの別の例示的な実施形態を示す。システム１１００は、前述の例示的な実施形態と類似した構成要素を含み得る。システム１１００は、冷却システム３０５と類似し得る冷却システム１１０５、マニホールド通路３４０と類似し得るマニホールド通路１１４０、通路３７０と類似し得る通路１１７０、および熱源８３０と類似し得る熱源１１３０を含み得る。システム１１００は、システム３００と概ね同様に動作し得る。冷却システム１１０５および通路１１７０は、熱交換器（例えば、熱交換器８２０と類似した）の使用の有無にかかわらず、熱源１１３０から熱を取り除くために動作し得る。
【００５７】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、システム３００は冷却流体通路（例えば、通路３４０、３６０、３６５、３７０、５６０、５６５、５７０、７１０、１０６５、および／または１１７０）、冷却流体通路の上流部または下流部に配置されたガス状流体ブロワ（例えば、ブロワ３１５またはブロワ５１５）、および冷却流体通路の上流部に配置された液滴噴霧器（例えば、噴射組立体３３５）を含み得る。冷却流体通路の表面部は疎水性であり得る。熱源（例えば、ユーザーの身体または熱源８３０）は冷却流体通路の下流部に配置され得る。冷却流体通路の表面部は、超疎水性であり得る。ガス状流体ブロワは空気ブロワであり得る。液滴噴霧器は水滴噴霧器であり得る。冷却流体通路の表面部は撥水性であり得る。冷却流体通路の表面部は、約１５０度〜約１７５度の間の水接触角を有し得る。システム３００は、液滴噴霧器に流体連結されるリザーバーおよびポンプをさらに含み得る。
【００５８】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、システム３００は第１の冷却流体通路（例えば、通路３４０）、第１の冷却流体通路の上流部または下流部に配置されたガス状流体ブロワ（例えば、ブロワ３１５またはブロワ５１５）、第１の冷却流体通路の上流部に配置された液滴噴霧器（例えば、噴射組立体３３５）、および第１の冷却流体通路の下流部に配置されて、第１の冷却流体通路と流体連結された複数の第２の冷却流体通路（例えば、通路３６０、３６５、３７０、５６０、５６５、５７０、および／または７１０）を含み得る。超疎水性被覆が、複数の第２の冷却流体通路の少なくとも１つの内部表面上に配置され得る。内部表面は、異なる開口サイズを有する複数の開口部を含み得る。突起が、内部表面上に複数の開口部の少なくとも一部の下流に隣接した位置で配置され得る。複数の第２の冷却流体通路は、異なる出口表面積を有する複数の異なる長さの重なり合った通路を含み得る。入口サイズは出口表面積および複数の重なり合った通路の各々に対する通路長に比例したサイズであり得る。複数の第２の冷却流体通路は、相互に対して動くことが可能であり、可撓性最上層によって一緒に付着されている複数の下位構成要素を含み得る。
【００５９】
開示する例示的なシステム、方法、および装置は、冷却を提供するための任意の適切な用途で使用され得る。例えば、開示する例示的なシステム、方法、および装置は、人または物体に冷却を提供する際に使用され得る。例示的なシステム、方法、および装置は、ユーザーの衣服、付属品、および／または装備の下に着用されて、ユーザーに冷却を提供し得る。例示的なシステム、方法、および装置は、任意の所望の物体、例えば、電子機器およびコンピューティングシステム、ロボット構成要素、住居および商業空間などの内部空間、機械および力学的構成要素、車両、ならびに／または任意の他の適切な電気機械構成要素など、に冷却を提供するためにも使用され得る。例示的なシステム、方法、および装置は、温度と湿度が調節された環境外部にいる人々の直接冷却を伴う任意の用途でさらに使用され得る。
【００６０】
開示する例示的なシステム、方法、および装置（例えば、図１〜図１０に例示されるような）の例示的な操作をここで説明する。ポンプ３２５は、水などの液体をリザーバー３３０から通路３５５を通して部分３５０まで引き込み、部分３５０は、水などの液体（または前述の任意の他の例示的な冷却流体）をブロワ３１５に供給し得る。ブロワ３１５は部分３５０から噴出する液体の流れを吹き飛ばして（例えば、粉砕して）比較的小さい液滴にする（例えば、水噴霧または前述の任意の他の例示的な冷却流体の噴霧などの噴霧を生成する）と同時に気流を作り出し得る。液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）対空気の割合は、噴射組立体３３５を制御するコントローラ３４５に基づいて変更されて、ブロワ３１５によって作られる気流にもっと多いか、またはもっと少ない水（または前述の任意の他の例示的な冷却流体）を供給し得る。
【００６１】
ガス状流体と液体流体滴の混合物（例えば、水滴または前述の任意の他の例示的な冷却流体を有する気流）がマニホールド通路３４０に入り得る。液滴の多くはマニホールド通路３４０の内壁にぶつかり得、その内壁は、疎水性および／または超疎水性被覆でコーティングされ得る。疎水性および／または超疎水性被覆に基づいて、液滴（例えば、水滴または前述の任意の他の例示的な冷却流体）はマニホールド通路３４０の内壁にくっつかない可能性があり、代わりに即座に内壁に当たって跳ね返り、かつ／またはブロワ３１５によって引き起こされた空気力によって内壁からはぎ取られて気流に再度入れられ得る。液滴のより大きな液滴への凝集は、内壁の疎水性および／または超疎水性被覆に基づいて最小限に抑えられ得る。
【００６２】
疎水性および／または超疎水性被覆は実質的に液滴が長期間、内壁にくっつくのを防ぎ得る。例えば、疎水性および／または超疎水性被覆は、液滴が内壁上に残るのを防ぎ得、さらなる液滴がそれらの液滴にぶつかって次第に大きな液滴を形成するのを防ぎ得、それらの大きな液滴は重力によって内壁を下り落ちるか、またはブロワ３１５によって引き起こされた空気力により内壁に沿って進められ得る。例えば、疎水性および／または超疎水性被覆は、実質的に凝集を防ぎ得る（例えば、液滴の結合がさらに大きな液滴になるのを最小限にするか、または実質的に防ぐ）。例えば以下で説明するように、疎水性および／または超疎水性材料でコーティングされている任意の表面（例えば、通路３６０、３６５、および３７０の表面）上に類似の効果が生じ得る。
【００６３】
ガス状流体と液体流体滴の混合物（例えば、空気と水滴の混合物または前述の任意の他の例示的な冷却流体）は、マニホールド通路３４０を出て、連結通路３６０に、次いで通路３６５および３７０に流れ込むことにより、流れ組立体３１０を通って流れ得る。通路３６０、３６５、および／または３７０の表面は疎水性および／または超疎水性材料でコーティングされ得、混合物中の液滴を、マニホールド通路３４０の内部表面に関して前述したように動作させ得る。液滴を有する流体混合物は、例示的な通路の表面部（例えば、表面部３７５）の例示的な開口部（例えば、開口部３８０および３８５）から出てユーザーの胴体に当たり得る。ユーザーの皮膚または他の熱源は強疎水性ではない可能性があるので、液滴はユーザーにくっつく。また、液滴のサイズが小さいために、比較的大きな表面積が噴霧によって覆われ得る（例えば、水などの比較的少量の液体は、水滴として比較的大量の噴霧範囲を提供し得る）。流れ組立体３１０を介して冷却システム３０５から供給された気流は、ユーザーの皮膚などの熱源、またはヒートシンクの上を、突起４２５および部分４３０により流れ組立体３１０とユーザーの皮膚との間に作り出された間隙を通して連続的に移動し得る（例えば、突起４２５および部分４３０は、ユーザーの皮膚に心地よく押し付けられて、ユーザーの皮膚と流れ組立体３１０との間の間隙を維持し得る）。熱源と流れ組立体３１０との間のこの間隙を通るこの気流（例えば、空気と水滴の混合物または前述の任意の他の例示的な冷却流体）は、皮膚上の液体の蒸発（例えば、水滴または前述の任意の他の例示的な冷却流体の液滴の蒸発）を引き起こして、熱負荷（例えば、ユーザーの身体）に冷却効果を提供する。
【００６４】
図１１〜図１５に例示される開示する例示的なシステム、方法、および装置の例示的な操作をここで説明する。気流がブロワ５１５（例えば、３６０度出口ブロワ５１５）に引き込まれ得、液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）が、噴射組立体３３５に類似し得る噴射組立体を介してブロワ５１５に供給され得る。層６４５の弾性特性ならびに部分６３５および６４０の構成に基づいて、下位構成要素５４０、５４５、および５５０は相互に対して動いて流れ組立体５１０が湾曲した形状または他の適切な形状になって冷却している表面（例えば、熱源の）に適合または一致し得る。
【００６５】
ブロワ５１５によって生成された冷却流体（例えば、気流または前述の任意の他の例示的な冷却流体に含まれる水滴）は、下位構成要素５４０、５４５、および５５０を通って流れ得、それらは、混合された液滴と気流の搬送を液滴の最小限の凝集で可能にする疎水性および／または超疎水性被覆でコーティングされている内部表面を有し得る。入口部６５０および６５５は、それぞれ、入口６０５および６１５で流れに対して制限を加え得る。通路５７０は、前述の例に対して説明したように、出口６３０において比較的大きな表面積を覆い得るので、また通路５７０は、通路５６０および５６５よりも比較的長いチャネルであり得るので、通路５７０は、通路５６０および５６５よりも高い圧力低下を有し得る。通路５７０の入口６２５は従って完全に開いていて、実質的に無制限であり得る。通路５６０は、例えば前述のとおり最小の表面積を覆い得、通路５６５および５７０よりも短い可能性があるので、通路５６０は、最も低い相対圧力低下を有し得、それに応じて入口部６５０に基づき入口６０５において最も大きい制限を有し得る（例えば、気流および液滴流を低減させるのを支援するため）。前述のとおり、流れ組立体５１０によって覆われた様々な表面に対する比較的均一な量の流れがそれにより提供され得る。部材５９０、５９５、および６００は流れが通路５６０、５６５、および５７０の間で混ざるのを防ぎ得る。部分６３５および６４０は、前述のとおり熱源の輪郭に一致するために下位構成要素５４０、５４５、および５５０が曲がった場合（例えば、下向き屈曲）に、実質的に液滴流が所与の通路から出るのを防ぎ得る。例えば、下位構成要素５４０、５４５、および５５０が下向きに曲げられる場合、部材５７５、５８０、および５８５の間、ならびに部材５９０と５９５との間に間隙が出現し得る。部分６３５および６４０は、その間隙において冷却流体の流れに下向き方向を与えることにより流れ損失を防ぎ、冷却流体（例えば、空気および水滴または前述の任意の他の例示的な冷却流体）がその間隙を通って流れるのを防ぐ。
【００６６】
図１６に例示される開示する例示的なシステム、方法、および装置の例示的な操作をここで説明する。液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）がリザーバー７３５からポンプ７３０を介して噴射装置７２０（例えば、スプレーヘッド）に供給され得る。ポンプ７２５は、気流または圧縮空気を噴射装置７２０に提供し得る。ファン７０５が動作して気流を生じると、噴射装置７２０は、ポンプ７２５によって供給された空気を使用して液体（例えば、水または前述の任意の他の例示的な冷却流体）を霧化して、微細液滴の流れを生成する。例えば前述のとおり、これらの液滴は通路７１０の疎水性および／または超疎水性内部表面７１５に接触し得、表面７１５に当たって跳ね返り得るか、または空気力によって表面７１５から直ちに取り除かれ得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、熱交換器７４０は非疎水性であり得、液滴はその上に蓄積し得、それにより熱交換器７４０を湿らせて二相冷却効果をもたらす。熱交換器７４０は、熱源（例えば、図１７〜図２０の例に示すように熱交換器７４０の下）によって温められ得、熱は次いで、対流および熱交換器７４０上の液滴（例えば、水滴または前述の任意の他の例示的な冷却流体）の蒸発によって熱交換器７４０から取り除かれる。熱交換器７４０は冷却のために利用可能な表面積を増加させるのにも役立ち得る。図１７〜図２０に示す例示的な実施形態は、前述の開示する例示的な操作のいずれかと類似する例示的な操作を有し得る。
【００６７】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、例示的な方法は、ガス状流体流を通路（例えば、通路３４０、３６０、３６５、３７０、５６０、５６５、５７０、７１０、１０６５、および／または１１７０）内に供給すること、液滴をガス状流体流中に噴霧すること、ガス状流体流中の液滴を通路の表面からはじくこと、および液滴を含むガス状流体流を熱源に向かわせることを含み得る。液滴をはじくことは、液滴のサイズを維持することを含み得る。ガス状流体流は気流であり得る。液滴は水滴であり得る。液滴をはじくことは、通路の表面において液滴を実質的に球形にすることを含み得る。液滴をはじくことは、通路の表面上で液滴の凝集を実質的に防ぐことを含み得る。
【００６８】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、水と空気または前述の任意の他の例示的な冷却流体の供給を利用する冷却装置が開示される。水は、ファンまたは他の空気源によって生成された空気供給によって伝導されている間に、小さい液滴の噴霧に変えられ得る。噴霧および気流は二相流に混合され、疎水性ダクトを通して冷却すべき熱源に向かわせられ得る。
【００６９】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ファンまたは空気源を使用して空気と水滴の二相混合物を、疎水性を有するダクトを通して移動させる冷却装置が開示される。例示的なシステムはそれにより、ダクトの疎水性に基づきダクトの壁上の液滴がさらに大きい滴に凝集するのを最小限にし得（例えば、実質的に凝集を防ぐ）、それは、噴霧を失うことなく（例えば、噴霧の液体の比較的小さい液滴がさらに大きい液滴に凝集することなく）二相混合物をかなりの距離にわたって搬送するのを可能にし得る。ダクト構造の任意の適切な構成は、二相混合物の供給および分配においてかなりの柔軟性を提供するように開発され得る。二相混合物は次いで、冷却すべき熱源などの物体に供給され得る。
【００７０】
開示する例示的なシステム、方法、および装置は、ユーザーの皮膚を快適な温度で維持しながら、高温気候において比較的高いレベルの冷却力を生成し得る。例示的なシステムおよび装置は、コンプレッサおよび熱電素子などの高重量構成要素を伴わない可能性もあり、それにより比較的低重量であり得る。例示的なシステム、方法、および装置はまた、実行するために比較的少電力しか使用しない可能性があり、比較的少電池電力を伴い得る。開示する例示的なシステムおよび装置は、ユーザーの衣類および／または装備の他の層の下にも着用され得る。例えば、開示する例示的なシステムおよび装置は、防弾チョッキもしくは他の装備および／または衣類の下に着用され得る。
【００７１】
複数の実施形態が開示されているが、この詳細な記述から本発明のさらに他の実施形態が当業者には明らかになるであろう。本発明は様々な明らかな態様における無数の修正が、全て本発明の精神および範囲から逸脱することなく、可能である。それに応じて、図面および説明は、制限ではなく、本質的に例示として見なされるべきである。
【００７２】
図面に例示する特徴は必ずしも原寸に比例しておらず、一実施形態の特徴は、たとえ本明細書に明記されていなくても、当業者によって認識されるように、他の実施形態と一緒に採用され得ることに留意すべきである。周知の構成要素および処理技術の説明は実施形態を不必要に曖昧にしないために省略され得る。
【００７３】
実施形態装置の個々の部品の各々を作るための多くの適切な方法および対応する材料は当技術分野で周知である。本発明の一実施形態によれば、部品の１つ以上は、当業者に明らかであるように、機械加工、３Ｄプリンティング（「付加」製造法としても知られている）、ＣＮＣ機械加工部品（「除去」製造法としても知られている）、および射出成形によって形成され得る。本明細書で前述のように、金属、木材、熱可塑性および熱硬化性重合体、樹脂ならびにエラストマーが使用され得る。当業者に明らかであるように、多くの適切な材料が知られていて利用可能であり、所望の強度および可撓性、好ましい製造方法および特定の使用に応じて選択して混合できる。
【００７４】
いくつかの実施態様が説明されている。それにもかかわらず、様々な変更が行われ得ることが理解される。例えば、開示する技術のステップが異なる順序で実行された場合、または開示するシステムの構成要素が異なる方法で組み合わされた場合、または構成要素が他の構成要素で補完された場合、有益な結果が達成され得る。それに応じて、他の実施態様は次のクレームの範囲内であると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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