(57)【要約】本発明は、加圧液化ガス（１）が収容された密封デバイス（２）と、少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、充填バルブ（３）とを有する携帯型自己冷却自律システムに関する。全てのバルブ（３）が密閉デバイス（２）に接続されている。少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、温度および／または圧力センサと、少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）の開度を制御するアクチュエータとが協働する。
2016512879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧液化ガス（１）を収容する耐漏れ性タンク（２）と、少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、充填バルブ（５）とを有し、全てのバルブ（３、５）が耐漏れ性タンク（２）に接続されている携帯型自己冷却自律システムであって、
少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、温度および／または圧力センサと、蒸発制御バルブの開度を制御するアクチュエータとが協働し、それにより、アクチュエータによってＰＬＧ（１）の蒸発レベルがセンサの検出圧力および／または温度に直接的に基づいて決定され、耐漏れ性タンク（２）内の圧力と内部温度とが制御される、携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２】
充填バルブ（５）と少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）とが、一列に直列に、同一の導管またはアダプタに並んでいる、請求項１に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項３】
耐漏れ性タンク（２）の充填を容易にするための、互いに接続された排出制御バルブ（６）とチューブ（７）とをさらに含み、
排出制御バルブ（６）が、蒸発制御バルブ（３）のようにまたはレベルセンサを用いて始動されることができる、請求項１または２に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項４】
耐漏れ性タンク（２）を急速冷却するために、ＰＬＧ（１）を急速に蒸発させるおよびその蒸発ガスの残りをパージするためのパージ用または強制冷却開始用バルブ（８）を備え、
パージ用または強制冷却開始用バルブ（８）が、蒸発バルブ（３）のように始動されることができる、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項５】
耐漏れ性タンク（２）の内壁に、温度伝導性材料から作製され、ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）との間の低温の伝達性を向上させる内部フィン系（９）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項６】
充填バルブ（５）と外部充填ボトル（１４）とから構成され、ＰＬＧ（１）が使用されるにつれて段階的に自動的に耐漏れ性タンク（２）に充填する自動または手動の充填システムを有し、
充填バルブ（５）が、蒸発バルブ（３）のようにまたはレベルセンサを用いて始動されることができる、請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項７】
コイル（２）が、バルブ（３）の出口に配置されている、または、耐漏れ性タンク（２）と発生した低温の拡散を促進させる送り出しバルブ（３）との間に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項８】
ガスフィルタ（１１）が、コイル（１０）の出口またはバルブ（３）の出口に配置され、外気へのガスの直接的な拡散を抑制する、請求項７に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項９】
恒温コンテナ（１２）内に組み込まれ、
その外部にガスを排出するためのガス排出システムを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１０】
冷却面上に設けられ、冷却される物質または要素の容器を収容する少なくとも一つのコンパートメント（１３）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１１】
密閉システム（３４）を備えて剛体または折り畳み式の恒温エンクロージャ（３８）に組み込まれている、請求項１０に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１２】
電気バッテリ、電気機器、または電子機器（３７）に使用される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１３】
耐漏れ性タンク（２）が、低温拡散表面を増加させるために、恒温コンテナ（１２）に対応する外側の位置に複数のフィンを備える、請求項９に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１４】
耐漏れ性タンク（２）が、実際の商業的なＰＬＧコンテナ（１５）であって、
蒸発制御バルブ（３）が、充填バルブの機能を同時に実行するそのコンテナの出口アダプタ（１６）に取り付けられている、請求項２に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１５】
ボトル（１５）の形状に対応するケーシング（１７）に商業的コンテナ（ボトル）（１５）を固定し、
ケーシング（１７）が、商業的コンテナ（１５）と冷却される周囲環境との間の熱伝達性を向上させるために、高い熱伝導率を備える材料から構成され、且つ、外側に配置されたフィン（１８）を備える、請求項１４に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１６】
ケーシング（１７）が、ＰＬＧ（１）を収容する商業的コンテナ（１５）のサイズに対応するために、折り畳み式回動構造（１９）またはモジュール構造（４０）を備え、
ケーシング（１７）が、ＰＬＧ（１）を収容する商業的コンテナ（１５）に対してケーシング（１７）を堅く固定するための開閉システム（２０）を備える、請求項１５に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１７】
ケーシング（１７）が、ボトル（２１）と接触する領域に、この両者間の低温の伝達を最適化するために接着されたフレキシブルな熱伝導性材料を備える、請求項１５または１６に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１８】
ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）の内壁との間の低温の伝達を最適化するために、メッシュまたはフォーム系（２２）の耐漏れ性タンク（２）の内壁内の含有物が、温度伝導性材料から作製されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１９】
蒸発制御バルブ（３）の代わりに、ＰＬＧ（１）の蒸発を制御するためにキャピラリチューブ（４１）を使用する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２０】
区切られたエリアに対して低温の伝達を制限する断熱材（２３）を有する、請求項１から１９のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２１】
電気的にまたはＰＬＧ（１）の実際の蒸発を利用する空圧的に作動するファンまたはタービン（２４）を有する、請求項１から２０のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２２】
異なる温度に調節された数個の冷却自律システムによって構成されている、請求項１から２１のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２３】
冷却能力を増加するために、複数の耐漏れ性タンク（２）が相互に接続されている、請求項２２に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＧの蒸発に基づく冷却の分野に関し、特に、この技術を介して、液体、農業食品、薬品、様々な衛生用品、およびその他の用品、強制冷却が必要なシステムまたは要素に対する冷却に関して、携帯性や使いやすさを向上させることが可能なソリューションに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、工業的な冷凍用の冷却システムにおいて、様々なソリューションの中で、ＰＬＧの蒸発が利用されている。この技術は、この冷却を実現するための異なる複数のソリューションを提供している。例として、以下の文献のものがある。
【０００３】
特許文献ＥＳ  ２  ０４８  ３１２は、冷却する物質に対して直接的にＰＬＧを噴霧し、ＰＬＧの急速な蒸発によって冷凍対象の物質を急速に冷凍することに基づいている。このシステムは、一般的に、食品用トンネル式冷凍庫に使用されている。
【０００４】
冷却要素としてのＰＬＧの蒸発に関する別のアプリケーションは、耐漏れ性容器を用いることにより、ＰＬＧ内に冷却対象の物質を浸すことに基づいている。特許文献ＥＳ  ２  ０９８  ２８１  Ｔ３に記載するように、ＰＬＧを急激に放出することによって冷却が起こり、その蒸発熱によって冷却効果が生じる。
【０００５】
冷却源として使用されるＰＬＧを利用する別のアプリケーションは、ＣＯ２を使用する場合、特許文献ＥＳ  ２  ２５６  ９０４  Ｔ３に記載するように、液状の二酸化炭素の流れ内に細かい粒子のスノー（ｓｎｏｗ）を生成する。
【０００６】
関連コストが原因で、多くの一般的な保存輸送システムでは、ドライアイスが使用され、保存対象の物質が外部に対して断熱されたコンテナ内に収容される。このシステムの主な欠点は、アイスの冷却能力が低いことである（そのために、大量のアイスを運ぶ必要があり、その結果として重量の増加を招く）。
【０００７】
特許文献ＥＳ  ２００  ５０  ４４  Ａ６は、このソリューションの一例を示しており、この場合、食品物流に利用され、また、二酸化炭素スノーの瞬間生成と鉄道用断熱コンテナ内でのそれの使用とに基づいている。
【０００８】
このＰＬＧの蒸発技術のアプリケーションは、携帯可能なモバイル冷却システムの分野ではほとんど開発が進んでいない。
【０００９】
上述の特許文献に記載されているソリューションは、手搬送される小さな冷却システムに対する携帯性および／または出力について最適化されておらず、それゆえ、これらの機能を果たすためのエネルギ源に対する使用性および自律性について最適化されていない。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の第１の目的は、請求項１に係りまた図１に示す携帯型自己冷却自律システムから成る。
【００１１】
特に、携帯型自己冷却自律システムは、加圧液化ガス（ＰＬＧ）を収容する耐漏れ性タンクと、少なくとも１つの蒸発制御バルブと、充填バルブとを有し、全てのバルブが耐漏れ性タンクに接続されている。さらに、携帯型自己冷却自律システムは、以下の特徴を備える。
【００１２】
少なくとも１つの蒸発制御バルブと、温度および／または圧力センサと、蒸発制御バルブの開度を制御するアクチュエータとが協働し、それにより、アクチュエータによってＰＬＧ（１）の蒸発レベルがセンサの検出圧力および／または温度に直接的に基づいて決定され、耐漏れ性タンク（２）内の圧力と内部温度とが制御される。
【００１３】
好ましくは、携帯型自己冷却自律システムが１つ以上の制御バルブを有する場合、充填バルブと制御バルブとが、一列に直列に、同一の導管またはアダプタに並んでいる。その一方で、少なくとも１つの制御バルブのアクチュエータが、電磁式、電気式、空圧式、または機械式である。
【００１４】
本発明に係る携帯型自己冷却自律システムは、エネルギ源に対する自律性と携帯性とによって特徴付けされ、この技術ソリューションは、高い熱伝導性を備える材料から作製され、ＰＬＧ（１）が充填され、且つ蒸発器として使用される耐漏れ性タンク（２）の使用に基づいている。タンク（２）内に収容されているＰＬＧ（１）の蒸発を制御することにより、また、冷媒（この場合、ＰＬＧ）のガス化を制御するシステムを使用することにより、低温（ｃｏｌｄ）の発生と拡散が最適な方法で実現される。この発生した低温は、耐漏れ性タンク（２）からの直接的な熱伝達または熱伝導によって伝えられる。
【００１５】
本発明に係る携帯型自己冷却自律システムは、好ましくは、所定の温度範囲に維持する必要がある個体や液体を冷却する用途に限らない。
【００１６】
本発明に係る携帯型自己冷却自律システムは、十分な温度制御性に加えて、エネルギ源に対する自律性、携帯性、および充填ＰＬＧの消費制御について優れている。それにより、アプリケーションは、シンプルなデザインと高い出力性能とにより、携帯可能にされるとともにサイズダウンされる。
【００１７】
システムは、その構成要素の数が限られることにより、コスト効果、製造のしやすさ、および動作の信頼性について優れている。
【００１８】
本発明の上述の目的および利点は、添付の図面を参照する以下の説明に基づいて明らかになる。なお、図面は、単に目的を示すためのものであって、本発明の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】充填システムおよび蒸発制御システムに加えて、加圧液化ガスが充填された耐漏れ性タンクを概略的に示す図。
【図２】複数の蒸発制御バルブの遮断と相互接続を示す図。
【図３】加圧液化ガスが充填された耐漏れ性タンクと、充填および蒸発制御システムと、ＰＬＧと耐漏れ性タンクとの間の温度伝達を向上させるシステムとを概略的に示す図。
【図４】外部フィンを備える耐漏れ性タンクの断面を示す図
【図５】断熱容器内に配置された一構成の冷却システム斜視図。
【図６】小さいタンクを冷却するために利用される別の構成の冷却システムを示す図。
【図７】図６のＡ−Ａ’線に沿った断面であって、内部フィンの使用によって温度伝達性が最適化された改良例を示す図。
【図８】図６のＡ−Ａ’線に沿った断面であって、熱伝達のためのメッシュまたはフォームの使用によって温度伝達性が最適化された改良例を示す図。
【図９】トレイの形態であって、異なる冷却コンパートメントの配置によって特徴付けられている一構成の冷却システムの斜視図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ’線に沿った断面であって、熱伝達のためのメッシュまたはフォームの使用を示す図。
【図１１】小さい等温剛性容器用に構成された一アプリケーションの冷却システムの斜視図。
【図１２】小さい折り畳み式等温容器用に構成された一アプリケーションの冷却システムの斜視図。
【図１３】異なる複数の冷却レベルの配置によって特徴付けられている一構成の冷却システムを示す図
【図１４】バッテリを冷却するための一構成のシステムの斜視図。
【図１５】蒸発器として直接的に使用され、商業的な源からのＰＬＧを収容するボトルの使用によって特徴付けられている一構成の冷却システムを示す図。
【図１６】外面にフィンが連続的に配置されている固定システムを使用することにより、商業的なボトルを蒸発器として最適に使用することによって特徴付けられている一構成の冷却システムを示す図。
【図１７】コイル、ファン、および出口フィルタが追加され、恒温エンクロージャ内に配置された図１６の冷却システムを概略的に示す図。
【図１８】モジュール構造の耐漏れ性タンクまたは蒸発器と、異なる蒸発器の間の相互接続システムとを概略的に示す図。
【図１９】蒸発器の機能を果たす商業的な容器またはボトルに使用される、フィンを備えてモジュール構造のケーシングを示す図。
【図２０】充填システムとキャピラリチューブを介して制御する蒸発制御システムとに加えて、加圧液化ガスが充填された耐漏れ性タンクを概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明において提案されるシステムは、高い熱伝導率を備える材料から作製された耐漏れ性タンク（２）の使用と、タンク（２）に収容されたＰＬＧ（１）の蒸発制御とに基づいている。この耐漏れ性タンク（２）は、蒸発器の機能を発揮する。なぜなら、熱伝達によって、ＰＬＧ（１）の蒸発によって発生した低温（ｃｏｌｄ）が耐漏れ性タンク（２）に伝わり、そしてそこから外部に伝わるからである。この蒸発は、バルブ（３、５、７、および９）によって規制され、それにより最適化される。その結果、携帯型冷却自律システムが実現される。
【００２１】
本発明に係るシステムは、所定の温度範囲で維持する必要がある個体や液体を冷却するために使用される。このシステムは、加圧された液化ガス（ＰＬＧ）（１）を収容する耐漏れ性タンク（２）と、少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、充填バルブ（５）とからなる。両方のバルブ（３、５）は耐漏れ性タンク（２）に接続され、耐漏れ性タンク（２）は、複数の蒸発制御バルブまたは１つの蒸発制御バルブ（３）の動作の結果として蒸発器のように機能する。複数の場合、蒸発制御バルブ（３）は直列に配置される。タンクを冷却するＰＬＧの蒸発を制御することにより、タンク内の圧力と内部温度が制御される。蒸発バルブ（３）によって実現されるこの制御は、温度センサまたは圧力センサと電磁的、電気的、空圧的、または機械的なアクチュエータに基づいて実行される。
【００２２】
物理学を通じて、ＰＬＧ（１）が蒸発するときに、商業的に使用される、例えば極低温システムに使用される冷却効果が発生することが知られている。本発明は、携帯可能な使用のために、この冷却効果の使用について最適化することを目的としている。そのためには、システムは、ＰＬＧ（１）の蒸発の制御を実現することによって開発される。システムは、再充填可能な耐漏れ性タンク（２）から成る。耐漏れ性タンク（２）は、このタンク（２）の温度に基づいて作動される蒸発制御バルブ（３）を備える。バルブ（３）の開度制御は、機械的な、電磁的な、または水力学的なアクチュエータ（本発明の実施例の場合、機械的な制御が示されている）によって実行することができる。この制御はＰＬＧ（１）の圧力が低温で低下する原理に基づくものであり、それゆえ、バルブ（３）はＰＬＧ（１）の蒸発を抑制するために閉じている。一度耐漏れ性タンク（２）の温度が上昇すると、内部圧力が比例して上昇し、上記のバルブ（３）が開く。バルブ（３）が開くと、耐漏れ性タンク（２）の外部と加圧液化ガス（４）が蒸発する領域であってＰＬＧ気化エリアと呼ばれるタンク内部との間の圧力差により、加圧液化ガス（１）が蒸発し始める。それにより、求めていた冷却効果が発生する。このシステムによれば、温度は、蒸発制御バルブ（３）のキャリブレーションによって調節されて決まり、それにより、所望の温度に到達するために必要量のＰＬＧ（１）のみが消費される。このシステムは、それゆえ、ＰＬＧ（１）の充填についてより最適化するとともにその量を節約でき、そのため冷却プロセスに必要な量を消費する。これにより、高い携帯性を備えて、安価に且つ容易に製造できるアプリケーションの開発が可能になる。
【００２３】
図（２０）に示すように、蒸発制御バルブ（３）は、キャピラリチューブ（４１）に置き換えられることができる。
【００２４】
図１に示すように、本発明に係る携帯型冷却システムの通常動作は、ＰＬＧ（１）が充填された耐漏れ性タンク（２）から成る。ＰＬＧは、この種の用途に使用される、フッ化炭素（デュポン（ｄｕＰｏｎｔ）社のフレオンＲ（Ｆｒｅｏｎ  Ｒ））、二酸化炭素、塩化メチルなどの従来からある任意の無毒の物質である。
【００２５】
システム動作を可能にする一連の要素は、耐漏れ性タンク（２）に接続されており、すなわち、
−ＰＬＧの導入に使用される充填バルブ（５）。
−互いに接続された排出制御バルブ（６）と所定の長さを備えるチューブ（７）。チューブ（７）は、同様に耐漏れ性タンク（２）に接続している。この部材の役割は、その最大充填量までの充填を容易にすることである。
−充填されたガスの急速冷却および蒸発ガスの残り（４）をパージするパージ用または強制冷却開始用バルブ（８）。
−蒸発制御（３）を介して温度を制御する圧力バルブ。このバルブは、耐漏れ性のコンパートメントについて要求された温度にしたがって蒸発ガスの出口を規制する。
【００２６】
本発明に係る携帯型自己冷却自律システムの動作プロセスは、以下の通りである。
【００２７】
液状のＰＬＧ（１）の充填プロセスは、充填バルブ（５）を介して実行される。一度充填バルブ（５）が開くと、耐漏れ性タンク（２）へのＰＬＧ（１）の充填が開始される。ＰＬＧ（１）は、耐漏れ性タンク（２）と外部のＰＬＧ源との圧力が釣り合うまで流入する。この場合、耐漏れ性タンク（２）は、その最大充填量まで充填されない。なぜなら、耐漏れ性タンク（２）の内圧が外部源からのＰＬＧの流入を許さないからである。ここで、排出制御バルブ（６）が開き、これにより、耐漏れ性タンク（２）の内部とＰＬＧ源（１５）との間に圧力差が生じる。耐漏れ性タンク（２）の圧力がＰＬＧ源（１５）の圧力に比べて低くなるため、耐漏れ性タンク（２）は、所定の長さを備えるチューブ（７）の高さまで充填され続ける。液状のＰＬＧが排出制御バルブ（６）を介して流出すると、それは、ＰＬＧが耐漏れ性タンク（２）にその最適充填量まで充填されたことを示す。そして、排出制御バルブ（６）が閉じられる。それゆえ、圧力差を発生させるために、外部エネルギを使用することなく、または、耐漏れ性タンク（２）を事前冷却することなく、連通する導管の作用によって耐漏れ性タンク（２）への充填が可能になる。安全の目的で、ＰＬＧを収容するタンクは、液状で満充填されず、それにより、ある程度のガス状のＰＬＧ（４）を維持するチャンバとして機能するある程度のスペースをタンク（２）内に残している。
【００２８】
強制冷却用バルブとして上述されたパージバルブ（８）は、初期冷却状態（ｉｎｉｔｉａｌ  ｃｏｌｄ  ｓｉｔｕａｔｉｏｎ）を実現するために使用される。このバルブが開くと、ＰＬＧは制限されることなくガス状になり、それにより、耐漏れ性タンク（２）の急速冷却が実行される。一度所望の温度に達すると、充填バルブ（５）に接続されているＰＬＧ源（１５）が利用可能であるために、最適レベルまでの再充填が実行される。それゆえ、一度耐漏れ性タンク（２）が充填されると、初期冷却状態が起こり、またそのためにＰＬＧ（１）の充填に時間がかかる。
【００２９】
蒸発とそれによる耐漏れ性タンク（２）の温度制御は、蒸発制御バルブ（３）によって実現される。この制御は、温度が低下するとＰＬＧの蒸気圧が減少するという現象に基づいており、それゆえ、耐漏れ性タンク（２）に収容されているＰＬＧ（１）のガス部分内の内部圧力が減少する。この場合、圧力制御バルブ（３）は、ＰＬＧ（１）の蒸発を抑制するために、閉じられる。耐漏れ性タンク（２）の温度が上昇すると、耐漏れ性タンク（２）に収容されているＰＬＧ（１）のガス部分内の内部圧力が比例して上昇し、バルブ（３）が開けられる。バルブ（３）が開くと、ＰＬＧ（１）は、耐漏れ性タンク（２）の外部と内部との間の圧力差によって蒸発し始める。ＰＬＧ（１）が蒸発すると、その周囲環境から熱を奪い、求められた冷却効果が実現される。
【００３０】
所望される場合、蒸発は、電気的または電子的手段によって、あるいは、温度バルブを介して制御されてもよい。
【００３１】
温度制御用圧力（または蒸発制御）バルブの例として、図２は、プランジャ（２６）に圧力を印加するスプリング（２８）を備えるバルブの断面を示している。プランジャ（２６）は、ノズル（３０）を閉じるエラストマ（２７）を備える。ノズル（３０）は、耐漏れ性タンク（２）に相互接続され、タンク（２）が作業温度および圧力であるときに閉じた状態を維持する。ノズル（３０）はスプリング（２９）を備え、スプリング（２９）は反対側に位置する別のスプリング（２８）に対して低い圧力を印加する。プランジャ（２６）によってエラストマ（２７）に印加される圧力は、スプリング（２８）の圧力によって決定される。そのスプリングの圧力は、バルブ（３）の本体（３２）に対してねじ部（３１）を大きくまたは小さく移動させることによって変更することができる。このような構成により、タンク（２）の圧力および温度に基づく絶対的な動作が提供される。バルブは、上述した動作を実行する異なる機械的、電気的、または電子的な構成を用いて構成することができる。
【００３２】
圧力およびそれにより温度を大きく制御する場合、いくつかの蒸発制御バルブ（３）が直列に配置される（図２）。一方がメインバルブであって、残りが二次バルブである。第１の蒸発制御バルブ（３）の出口が次のバルブの入口に接続される。この構成により、第１のバルブの初期圧力を制御でき、また、次のバルブを細かく調節することができる。
【００３３】
加圧液化ガスとして二酸化炭素が使用される場合、耐漏れ性タンクまたは蒸発器（２）への充填方法は変更され、液状の二酸化炭素の代わりに、二酸化炭素スノー（ｓｎｏｗ）を使用することできる。これは、耐えるべき圧力が低くなることにより、耐漏れ性タンクを機械的に強固にする必要がなくなることを意味する。その方法は、以下の通りである。
【００３４】
液状のＰＬＧ（１）の充填プロセスは、充填バルブ（５）を介して実行される。一度充填バルブ（５）が開くと、耐漏れ性タンク（２）へのＰＬＧ（１）の充填が開始される。ＰＬＧ（１）は、耐漏れ性タンク（２）と外部のＰＬＧ源との圧力が釣り合うまで流入する。この場合、耐漏れ性タンク（２）は、その最大充填量まで充填されない。なぜなら、耐漏れ性タンク（２）の内圧が外部源からのＰＬＧの流入を許さないからである。ここで、排出制御バルブ（６）が開き、これにより、耐漏れ性タンク（２）の内部とＰＬＧ源（１５）との間に圧力差が生じる。耐漏れ性タンク（２）の圧力がＰＬＧ源（１５）の圧力に比べて低くなるため、耐漏れ性タンク（２）は、所定の長さを備えるチューブ（７）の高さまで充填され続ける。液状（またはスノー状）のＰＬＧが排出制御バルブ（６）を介して流出すると、それは、ＰＬＧ（１）が耐漏れ性タンク（２）にその最適充填量まで充填されたことを示す。一度液体（またはスノー）が流出し始めると、排出制御バルブ（６）は開いた状態で維持される。ガスの出口は、排出制御バルブ（６）の断面または調節によって制限されている。その出口にキャピラリチューブを配置することによっても制限することが可能であり、これにより、二酸化炭素の制限のない流出が抑制される。ガスが流出するにつれて耐漏れ性タンクの急冷が生じ、二酸化炭素が液体から個体に変わる温度に達する。二酸化炭素の凝固温度に到達して耐漏れ性タンク（２）が最大に満たされると、排出制御バルブ（６）が閉じる。二酸化炭素の三重点が５．１８５ｂａｒで−５６．６℃であることを考慮すると、耐漏れ性タンク（２）は、この圧力に耐えるように作製され、非常に低い初期温度が実現される。
【００３５】
ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）との間の温度伝達性を向上させるために、それによりシステムを最適化するために、耐漏れ性タンクまたは蒸発器（２）は、その内部に様々なフィン（９）を備えることができる。内部の接触面が大きくなるため、ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）との間の温度伝達性が向上する。
【００３６】
ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）との間の温度の伝達は、例えば、銅、アルミニウム、グラファイトなどの高い熱伝導率を備える材料を用いて作製されたメッシュまたはフォーム（２２）を使用することによって行われる。両方のソリューションを同時に用いることができ、それにより、最適な温度伝達が行われ、それと同時に耐漏れ性タンク（２）の剛性が向上する。この両方のソリューションの組み合わせは、図３に示されている。
【００３７】
低温拡散およびその工業的または消費者向けの用途に関して、システムは、熱伝達または熱伝導の原理に基づいているまた要求されている用途に対して、様々なソリューションを提供することができる。
【００３８】
図４は、熱伝達のソリューションを示している。耐漏れ性タンク（２）は、温度拡散表面を増加させるために、その外部に配置された複数の外部フィン（１４）を備えている。これにより、冷却される部材や要素に対して低温（ｃｏｌｄ）を最適に伝達することができる。
【００３９】
熱伝導ソリューションを用いる場合、冷却対象の物質が、図６に示すように、耐漏れ性タンク（２）に対して直接的に接触した状態で配置される。この漏れ性タンク（２）は、冷却される物質、または、冷却される物質や要素のいくつかの種類の容器を収容するためのキャビティまたはコンパートメントを備えてもよい（例えば図９に示されている）。
【００４０】
図１１に示すように、冷却対象を蒸発器または耐漏れ性タンク（２）に対して配置することによって両方のソリューション（伝達と伝導）を組み合わせることが可能である。
【００４１】
図５は、恒温冷却チャンバまたはエンクロージャのための制御ＰＬＧ蒸発システムのアプリケーションを示している。エンクロージャ内の低温発生能力を最適化する一連のソリューションが含まれている。互いに補完し合う２つのソリューションが提供されている。
−              耐漏れ性タンク（２）によって発生した低温（ｃｏｌｄ）を断熱タンクまたは恒温エンクロージャ（１２）の内部全体に拡散するために、チャンバ内にファン（２４）が組み込まれる。ファンは、この目的のために配置されたガス出口を介して耐漏れ性タンク（２）内の蒸発ＰＬＧ（１）と同一の圧力を使用することによって空圧的に、または、電気的に作動される。
−              高い熱伝導を備える材料から作製されたコイル（１０）が適用される。  それは、圧力制御バルブ（３）の出口に配置される。それにより、ＰＬＧ（１）の蒸発中に発生した低温の残りが利用される。代わりとして、コイルが、その他端が圧力制御バルブ（３）に接続されて耐漏れ性タンク（２）の出口に直接的に設けられ、第１のソリューションで述べられた同一の拡散機能を実行する。充填時にＰＬＧ（１）の冷却能力全てを用いるために、蒸発制御バルブ（３）、パージバルブ（８）、および充填バルブ（６）が互いに取り付けられている。
【００４２】
閉じた領域内での使用可能性のためにまたは大気へのＰＬＧ蒸気の放出を抑制するために、ガスフィルタ（１１）がシステムの出口（すなわち、コイル（１０）の出口または代わりに蒸発制御バルブ（３）の出口）に追加されている。これは、活性炭、分子ふるいなどの市場に存在する任意の吸着剤から作製することができる。それにより、環境を害することがなく、システムオペレーションを清潔に維持することができる。システムが恒温エンクロージャ（１２）内に統合されるまたは取り込まれる場合、外部につながるガスの出口が与えられる。それにより、システムから流出するガスが同じ内部に放出されることが抑制される。そうでなければ、そのガスが恒温エンクロージャ（１２）の熱の一部を保持しているために、システムは、熱が再び戻されてその出力が著しく減少する。
【００４３】
また、充填バルブ（５）に接続されているＰＬＧ源または再充填ボトル（１５）が、冷却システムに設けられている。充填ボトル（１５）を使用すると、冷却システムの稼動時間を延長することができる。一度耐漏れ性タンク（２）内のＰＬＧがなくなると、”そのままの状態で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）”、再充填ボトル（１５）によって再充填が行われる。その充填システムは、充填バルブ（５）を作動させる電気的、機械的、または空圧的な手段を導入することによって自動化することができる。この充填バルブ（５）は、ＰＬＧ（１）が消費されるにつれて、段階的に自動的に耐漏れ性タンク（２）を充填する。
【００４４】
今日の市場にはＰＬＧ（１）を収容するように設計された小さなボトルが存在するため、冷却システムの稼働時間は、単に、利用可能な再充填ボトルの数によって決定される。
【００４５】
本発明に係るシステムの別のシンプルな構成は、グラスなどの小さな冷却容器（３６）に適用できるように、充填バルブ（５）と蒸発制御バルブ（３）のみを備える耐漏れ性タンク（２）から構成されている。熱伝導の結果、構成は、その表面（２５）に接触するように配置された容器（３６）または材料に低温（ｃｏｌｄ）を伝達する。また、図６、図７、および図８に示すように自己冷却容器の場合には、そこに配置された液体または個体を直接的に冷却することができる。
【００４６】
上述したように、ＰＬＧ（１）とそれを収容する耐漏れ性タンク（２）との間の熱伝達を介して低温（ｃｏｌｄ）を伝えるための低温伝達面を大きくするために、本発明の目的の一部である様々なソリューションが適用可能である。１つのソリューションとしては、図６のＡ−Ａ’線に沿った断面を示す図７に示すように、内部に配置されたフィン（９）を用いる。別のソリューションとしては、例えば、銅、アルミニウム、グラファイトなどの高い熱伝導率を備える材料から作製されたメッシュまたはフォーム（２２）を使用する。この別の構成は、図６のＡ−Ａ’線に沿った断面を示す図８に示されている。両方のソリューションを、熱伝達率を向上させるために組み合わせることができる。
【００４７】
本発明に係る両方のソリューションは、充填バルブ（５）と、蒸発制御バルブ（３）と、システム（２５）の上部が高い冷却能力を持つように耐漏れ性タンク（２）を囲む断熱材（２３）とを備える。
【００４８】
本発明に係る携帯型冷却システムは、図９に示すように、トレイ状の容器の形態で構成されることができる。この構成は、冷却される別の容器が配置されるように構成されたある種のコンパートメント（１３）を実現する。図１０は、図９のＢ−Ｂ’線に沿った断面を示している。図示するように、図８の熱伝導メッシュ（２２）が図７の内部フィン（９）の代わりに示されているが、両方の構成は効果的である。両方の構成を同時に適用する、すなわち内部フィン（９）と伝導メッシュまたはフォーム（２２）との両方を備える耐漏れ性タンク（２）を使用することが可能である。
【００４９】
図６、図７、および図８に示す本発明に係る冷却自律システムに基づいて、ボトル（３６）などの小さい容器を冷却するために使用される別の保温バックパックタイプの構成を作り出すことができる。図１１は横断面図であって、断熱材から構成されたフィルタ（３３）を備えるケーシング（３８）内に配置された冷却自律システム（２）を示している。ケーシング（３８）は、閉じるためのカバー（３４）を備える。このアプリケーションは、タンクまたはボトル（３６）を長期間冷却し続け、比較的軽量である。それゆえ、このアプリケーションは、例えば、運動選手にアイソトニック飲料を輸送するために使用することができる。この冷却自律システムの拡張および改良として、図１２に示すように、ケーシング（３８）を折り畳み可能に作製することができる。この同一のソリューションは、冷却可能な薬品、食品、または他の対象や物質を維持して保存するために、異なるサイズの断熱タンクに使用することができる。この例は、外部にフィン（１４）を備える耐漏れ性タンク（２）を示しているが、そのシステムはそれを用いることなく機能することができる。
【００５０】
本発明に係るこの種類の自己冷却トレイ状容器は異なるコンパートメントを含むように作製されることができる。これらのコンパートメントは、異なる温度を持つように制御されることができる。図１３は、動作上の構成を示している。図示するように、複数の異なる耐漏れ性タンク（２）が存在するが、これらは全てＰＬＧ（１）用の共通の流入弁（５）を備えており、またそれぞれ逆止弁またはそれと同様に機能する別のシステムを備えている。これらのバルブを使用することにより、一度複数の異なる耐漏れ性タンク（２）に充填されると、これらの間の圧力的な連通がなくなる。同一の構造体に統合された複数の異なる耐漏れ性タンク（２）は、それぞれ独立した制御バルブ（３）を備え、それにより各耐漏れ性タンク（２）において異なる温度勾配が実現される。それにより、冷却される材料の配置位置によって、異なる温度が実現される。
【００５１】
上述の内容に基づいて、本発明の一部である別の構成が、電気自動車システムや無停電電源（ＵＰＳ）に使用されるバッテリやエネルギアキュムレータを最適な作動温度に維持する場合に提案される。バッテリ（３７）は短時間に膨大な電力を供給する必要があるので、熱によって出力や耐用年数が減少するという問題が存在する。このための可能性がある構成が、図１４に示されている（なぜなら、それは、上述したコイル、フィルタなどの異なる最適化要素を備えている）。図示するものは、次の通りである。冷却されるバッテリ（３７）が耐漏れ性タンクまたは蒸発器（２）に接触している。蒸発器（２）がチューブ（３９）を介してＰＬＧの供給を受ける。そのチューブ（３９）がＰＬＧ再充填タンク（１５）に接続されている。蒸発器（２）の温度がバルブ（３）によって制御される。システムの冷却能力を最適化するために、コイル（１０）および／またはファン（２４）が設けられる。これらは、同様のシステムの別の構成について上述したように機能する。そして、この構成の使用において必要とされた場合、ガスフィルタ（１１）が追加されて使用される。このシステムはさらに、恒温エンクロージャ（１２）内に組み込むことができる。
【００５２】
チャンバやコンポーネントを冷却するためのＰＬＧの蒸発に基づく本発明に係る別の冷却ソリューションは、図１５の蒸発器のような、商業的なＰＬＧ容器（ボトル）（１５）を使用する。システムの動作は次の通りである。ＰＬＧ（１）の蒸発を制御するために、圧力、温度、または電磁的な手段によって始動される蒸発制御バルブ（３）が商業的な容器（ＰＬＧ源またはボトル）（１５）の出口アダプタ（１６）に接続されている。蒸発制御バルブ（３）は、蒸発ガスの出口圧力を制御する役割を果たし、ボトル（１５）内に収容されているＰＬＧの温度と圧力とが制御される。それゆえ、ＰＬＧの蒸発によって発生した低温（ｃｏｌｄ）によってボトル（１５）が冷却され、それにより、ボトルは、ＰＬＧの容器と蒸発器の二重の役割を果たす。
【００５３】
本発明に係る上述の実施の形態の改良形態が図１６に示されている。改良形態は、複数の外部フィン（１８）を備える金属製のケーシング（１７）を使用する。これは、高い熱伝導率を備える材料（アルミニウムや銅など）から作製される必要がある。これらのフィンを使用することにより、商業的な加圧液化ガス容器（ＰＬＧ源またはボトル）（１５）と冷却される容器のコンパートメントとの間の熱移動性が向上される。
【００５４】
熱の移動性を向上させるために、このシステムのケーシング（１７）は、商業的な容器（ボトル）（１４）の外側と外部フィン（１８）を備えるケーシング（１７）との間の熱接触が向上するように、フレキシブル材料（２１）から作製されたレイヤを備えることができる。このような材料は、高い熱伝導率を備えるジェルやラバーから構成されている。
【００５５】
フィン（１８）を備えるケーシング（１７）は、開閉システム（２０）を備える。この開閉システムは、それを商業的な加圧液化ガス容器（ボトル）（１４）に対して堅く固定することを可能にし、それにより、一度容器が使い果たされると、それを取り換えることができる。
【００５６】
フィン（１８）を備えるケーシング（１７）は、非使用時に折り畳んで小さくなるように、例えば、いくつかの回動システム（１９）またはヒンジなどの異なる構成を用いて作製することができる。代わりとして、図１９に示すように、モジュール構造で作製されることができる。複数のモジュールは、商業的な加圧液化ガス容器（ボトル）（１４）の異なるサイズによって、追加されるまたは減少される。
【００５７】
冷却されるコンパートメント内または恒温エンクロージャ（１２）内での本発明に係るシステムの使用が、図１７に示されている。システムの動作は図１に示すものと同様である。システムの冷却能力を最適化するために、コイル（１０）および／またはファン（２４）を備えることができる。これらは、同様のシステムの別の構成について上述したように機能する。そして、この構成の使用において必要とされた場合、ガスフィルタ（１１）が追加されて使用される。
【００５８】
本発明において提案された異なるソリューションは、図５および図１７に示すような従来の冷却システムのための緊急用携帯システムとして使用することができる。また、エネルギ源からの供給が失敗した場合のために、アドホック（ａｄ  ｈｏｃ）システムは、本発明に係る構成を備えることができる、またはその構成を予め導入されることができる。
【００５９】
本発明に係るシステムは、それが配置されているコンパートメントの温度を維持可能である。これは、例えば、送電網から電力の供給を受けている家庭用および工業用の冷蔵庫が電力の供給を受けることができない場合や故障した場合に有益であり、手動でまたは制御システムを介して自動的に始動される。
【００６０】
本発明に係るデバイスの動作は、図５に示したものと同様であり、図１７に示すものが効果的である。
【００６１】
同様に、本発明に係る上述したソリューション全ては、ＰＬＧ（１）を収容する耐漏れ性タンク（２）を使用することに基づいており、そのタンクはＰＬＧの蒸発を制御する蒸発器として使用される。これらのソリューションは、冷却の必要性に応じて、そのサイズを変更することが可能である。
【００６２】
この概念の範囲内で、サイズが変更可能な本発明に係る実際のソリューションは説明される。それは、図１８に示すように、複数の耐漏れ性タンクまたは蒸発器（２）のモジュラー構成からなり、異なる蒸発器（２）間の相互接続（３９）を可能にするシステムを備えている。本明細書で説明された全てのシステムの自律性を向上させるために、これらは、並列に配列された１つ以上の商業的容器またはボトル（１５）を備えることができる。このソリューションにより、ＰＬＧの供給性が向上し、それにより動作に関して自律性が向上する。
【００６３】
本発明は本明細書に記載された実施の形態のみに関連して説明されたが、添付の請求項によって排他的に定義された保護の範囲内において組み合わせ、変更、および改良が可能であることは理解すべきである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月31日(2014.7.31)
【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】
加圧液化ガス（１）を収容する耐漏れ性タンク（２）と、少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、充填バルブ（５）とを有し、全てのバルブ（３、５）が耐漏れ性タンク（２）に接続されている携帯型自己冷却自律システムであって、
少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）と、温度および／または圧力センサと、蒸発制御バルブの開度を制御するアクチュエータとが協働し、それにより、アクチュエータによってＰＬＧ（１）の蒸発レベルがセンサの検出圧力および／または温度に直接的に基づいて決定され、耐漏れ性タンク（２）内の圧力と内部温度とが制御され、
耐漏れ性タンク（２）の充填を容易にするための、互いに接続された排出制御バルブ（６）とチューブ（７）とをさらに含み、
排出制御バルブ（６）が、蒸発制御バルブ（３）のようにまたはレベルセンサを用いて始動されることができる、携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２】
充填バルブ（５）と少なくとも１つの蒸発制御バルブ（３）とが、一列に直列に、同一の導管またはアダプタに並んでいる、請求項１に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項３】
耐漏れ性タンク（２）を急速冷却するために、ＰＬＧ（１）を急速に蒸発させるおよびその蒸発ガスの残りをパージするためのパージ用または強制冷却開始用バルブ（８）を備え、
パージ用または強制冷却開始用バルブ（８）が、蒸発バルブ（３）のように始動されることができる、請求項１または２に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項４】
耐漏れ性タンク（２）の内壁に、温度伝導性材料から作製され、ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）との間の低温の伝達性を向上させる内部フィン系（９）を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項５】
充填バルブ（５）と外部充填ボトル（１４）とから構成され、ＰＬＧ（１）が使用されるにつれて段階的に自動的に耐漏れ性タンク（２）に充填する自動または手動の充填システムを有し、
充填バルブ（５）が、蒸発バルブ（３）のようにまたはレベルセンサを用いて始動されることができる、請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項６】
コイル（２）が、バルブ（３）の出口に配置されている、または、耐漏れ性タンク（２）と発生した低温の拡散を促進させる送り出しバルブ（３）との間に配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項７】
ガスフィルタ（１１）が、コイル（１０）の出口またはバルブ（３）の出口に配置され、外気へのガスの直接的な拡散を抑制する、請求項６に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項８】
恒温コンテナ（１２）内に組み込まれ、
その外部にガスを排出するためのガス排出システムを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項９】
冷却面上に設けられ、冷却される物質または要素の容器を収容する少なくとも一つのコンパートメント（１３）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１０】
密閉システム（３４）を備えて剛体または折り畳み式の恒温エンクロージャ（３８）に組み込まれている、請求項９に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１１】
電気バッテリ、電気機器、または電子機器（３７）に使用される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１２】
耐漏れ性タンク（２）が、低温拡散表面を増加させるために、恒温コンテナ（１２）に対応する外側の位置に複数のフィンを備える、請求項８に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１３】
耐漏れ性タンク（２）が、実際の商業的なＰＬＧコンテナ（１５）であって、
蒸発制御バルブ（３）が、充填バルブの機能を同時に実行するそのコンテナの出口アダプタ（１６）に取り付けられている、請求項２に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１４】
ボトル（１５）の形状に対応するケーシング（１７）に商業的コンテナ（ボトル）（１５）を固定し、
ケーシング（１７）が、商業的コンテナ（１５）と冷却される周囲環境との間の熱伝達性を向上させるために、高い熱伝導率を備える材料から構成され、且つ、外側に配置されたフィン（１８）を備える、請求項１３に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１５】
ケーシング（１７）が、ＰＬＧ（１）を収容する商業的コンテナ（１５）のサイズに対応するために、折り畳み式回動構造（１９）またはモジュール構造（４０）を備え、
ケーシング（１７）が、ＰＬＧ（１）を収容する商業的コンテナ（１５）に対してケーシング（１７）を堅く固定するための開閉システム（２０）を備える、請求項１４に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１６】
ケーシング（１７）が、ボトル（２１）と接触する領域に、この両者間の低温の伝達を最適化するために接着されたフレキシブルな熱伝導性材料を備える、請求項１４または１５に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１７】
ＰＬＧ（１）と耐漏れ性タンク（２）の内壁との間の低温の伝達を最適化するために、メッシュまたはフォーム系（２２）の耐漏れ性タンク（２）の内壁内の含有物が、温度伝導性材料から作製されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１８】
蒸発制御バルブ（３）の代わりに、ＰＬＧ（１）の蒸発を制御するためにキャピラリチューブ（４１）を使用する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項１９】
区切られたエリアに対して低温の伝達を制限する断熱材（２３）を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２０】
電気的にまたはＰＬＧ（１）の実際の蒸発を利用する空圧的に作動するファンまたはタービン（２４）を有する、請求項１から１９のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２１】
異なる温度に調節された数個の冷却自律システムによって構成されている、請求項１から２０のいずれか一項に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【請求項２２】
冷却能力を増加するために、複数の耐漏れ性タンク（２）が相互に接続されている、請求項２１に記載の携帯型自己冷却自律システム。
【国際調査報告】
2016512879.tif 000023
2016512879.tif 000024
2016512879.tif 000025
2016512879.tif 000026