(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収着剤容器（１０）の内部の収着剤（１１）によって容器（４）内の物質を冷却するための収着冷却器であって、収着剤容器は蒸気弁（９）を介して、作業媒体蒸気を生ぜしめるための蒸発器（８）と接続されている形式のものにおいて、
容器（４）の外壁（１）の一部分が作業媒体を貯蔵する材料（２）と良好に熱接触していて、少なくとも容器（４）の外壁（１）のこの部分が同時に蒸発器（８）の境界面（５）の部分であり、蒸発器（８）が、容器（４）の回りにコップ形に配置されており、蒸発器（８）の別の壁範囲（７）が同時に収着剤容器（１０）の構成部分であり、該収着剤容器（１０）が、蒸発器（８）の回りにコップ形に配置されていることを特徴とする、収着冷却器。
【請求項２】
蒸発器（８）の境界面（５）の別の部分が吸着冷却器のカバー（６）の部分であり、カバー（６）のこの部分に作業媒体蒸気が液化熱を放出して凝縮し得ることを特徴とする、請求項１記載の収着冷却器。
【請求項３】
作業媒体を貯蔵する材料（２）が、ガラス繊維フリースあるいは鉱物繊維フリースを有していることを特徴とする、請求項１又は２記載の収着冷却器。
【請求項４】
収着冷却器が、収着剤再生のための加熱装置を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項５】
容器（４）と収着剤容器（１０）との間に、作業媒体蒸気を有している真空絶縁部（３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項６】
収着剤容器（１０）と容器（４）との間に放射シールドが配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項７】
収着剤（１１）がゼオライトを有しており、収着剤容器（１０）の外壁の内面における層厚が１８ｍｍよりも小さいことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項８】
蒸気弁（９）が逆止め弁であり、この逆止め弁は、閉じられている弁位置においても、作業媒体蒸気を収着剤（１１）から蒸発器（８）に流すことができることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項９】
収着剤容器（１０）の外壁が収着段階中に接触防止部を備えていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項１０】
容器（４）及び収着剤容器（１０）が円筒状であり、円筒状の容器（４）の回りに円筒状の蒸発器外とうが配置されており、該円筒状の蒸発器外とうの回りに円筒状の収着剤容器（１０）が配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の収着冷却器。
【請求項１１】
収着剤容器（１０）が、蒸発器外とうを同時に内壁として利用することを特徴とする、請求項１０記載の収着冷却器。
【請求項１２】
収着剤容器（１０）の外壁を熱空気炉内で２５０〜３５０℃の温度に加熱し、その場合温度に敏感な収着冷却器の部分を覆って、過熱に対して保護しておくことを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の収着冷却器を脱着する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に記載した収着装置によって容器を冷却するための収着冷却器及び収着剤を再生するための方法に関する。
【０００２】
収着装置は、その中で液状又は固形の収着剤が、第２のより高い沸点の材料である蒸気状の作業媒体を、熱を放出させながら、収着する装置である。作業媒体はこの場合蒸発器内で熱を受け取って蒸発する。収着剤が飽和せしめられると、収着剤は熱供給によって再び脱着することができる（再生）。この場合作業媒体は収着剤から蒸発する。作業媒体蒸気は液状に戻ることができ、次いで蒸発器内で改めて蒸発することができる。
【０００３】
【従来の技術】
固形の収着剤で冷却するための収着装置は EP 0 368 111 及び DE-OS 34 25 419 から公知である。収着剤で満たされている収着剤容器はこの場合、蒸発器内で生じた作業媒体蒸気を吸出し、これを収着剤充填物内で熱を放出させながら収着する。収着熱はこの場合収着剤充填物から排出しなければならない。冷却装置は熱的に絶縁されたボックス内で食料品を冷却しかつ保温するために使用することができる。
【０００４】
EP 0 368 111 から公知の収着冷却システムは、持ち運び可能な冷却ユニットと、これから分離可能な定置のチャージステーションとから成っている。冷却ユニットは固形の収着剤を満たされた収着剤容器と、液状の作業媒体及びその中に埋め込まれた熱交換器を有する蒸発器とから成っている。蒸発器と収着剤容器とは遮断可能な蒸気導管を介して互いに接続されている。蒸発器内に埋め込まれている熱交換器を通って液状の媒体が流れ、この媒体は遮断装置の温度制御された開閉によって所望の温度水準に冷却される。収着剤が作業媒体で飽和された後に、収着剤はチャージステーションにおいて加熱することができる。この場合流出する作業媒体蒸気は蒸発器内で液状に戻される。凝縮熱は、埋め込まれている熱交換器を通って流れなければならない冷却水によって排出される。
【０００５】
この収着冷却システムは、埋め込まれている熱交換器及び温度制御のために、制作費が高価であり、かつ手ほどきされていない素人にとって実地における使用が複雑である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、背景技術よりも簡単な操作及び安価な装置を開示することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は請求項１及び１０の特徴構成要件によって解決される。従属請求項は別の発明力のある装置を開示する。
【０００８】
本発明による収着装置はしたがって収着剤容器内の収着剤と、蒸気弁と、蒸発器の内部の作業媒体を貯蔵する材料内に分配された液状の作業媒体とを有している。容器の外壁の一部分は作業媒体を貯蔵する材料と良好に熱接触していて、少なくとも容器の外壁のこの部分は同時に蒸発器の境界面の部分である。
【０００９】
作業媒体を貯蔵する材料は例えばガラス繊維フリースあるいは鉱物繊維フリースを有しており、大きな面で接着されあるいは張着されている。円筒状の容器の場合には、一般に容器の外側の外とう面を被覆することで充分である。より強く湾曲した底エレメント及びカバーエレメントを被覆することは必要でない。容器の形状は収着技術の特別な要求に適合させる必要はない。作業媒体を貯蔵する材料から作業媒体が蒸発し、良好に接触せしめられている容器壁によって容器内容物を冷却する。
【００１０】
本発明によれば、蒸発器の境界面の別の部分は周囲に対して熱的な接触を有している。この範囲において作業媒体は凝縮して、その凝縮熱を周囲にあるいは外部の冷却媒体に放出することができる。このことは、周囲あるいは外部の冷却媒体が容器内容物よりも低温であるときに、常に行われる。作業媒体はこの場合作業媒体を貯蔵する材料から、熱を受け取りながら、蒸発し、周囲に熱を放出しながら、凝縮する。ヒートパイプとしても知られているこの効果によって、容器内容物は常に周囲温度に低下せしめられる。しかしながら周囲が容器内容物よりも高温である場合には、周囲と接触している境界面に液状の作業媒体がない限り、熱が外側から内側に伝達されることはない。このことを確実にするために、境界面は、凝縮物が流れ落ちて、作業媒体を貯蔵する材料上に滴下するように、傾斜せしめられている。このヒートパイプ効果は常に、周囲温度の低下によって容器内容物が自動的により低い温度になるようにする場合に、特に有利である。例えば収着冷却器が冷却室内に設置され、容器内容物の温度がより低い水準に低下する場合、逆に例えば太陽光線の入射によって外部温度が上昇する場合、本発明による収着冷却器の構造は真空下にある絶縁容器のように作用する。容器温度の上昇はこれにより低下よりも極めて著しく緩慢に経過する。
【００１１】
収着剤が作業媒体から脱着される再生段階中においても、作業媒体蒸気は、周囲と接触している蒸発器の境界面に凝縮することができる。このことは、境界面が容器内容物よりも低温である場合に、常に行われる。
【００１２】
蒸発器の別の壁範囲が同時に収着剤容器の構成部分であるようにすることも、有利である。この場合可能な中間壁のまとめ合わせによって重量及び経費を節減することができる。このことは特に、１つの共通の壁内に蒸気弁が配置されている場合にも、妥当する。その場合別の流動通路及び接続エレメントを省略することができる。
【００１３】
本発明思想の特にコンパクトで安定した構成は、収着冷却器のコップ形の構造の場合に達成される。この場合円筒状の容器の回りにやはり円筒状の蒸発器外とうが配置されており、かつその回りに、蒸発器外とうを同時に内壁として利用するやはり円筒状の収着剤容器が配置されている。収着剤と蒸発器との間の熱的な接触を減少させるために、収着剤容器の内部に熱的な絶縁手段を配置しておくことができる。
【００１４】
しかし、作業媒体蒸気圧力が特に低い場合には、この付加的な絶縁手段を省略することができる。蒸気圧力が低い場合には、伝導性及び対流性の熱伝達分がわずかである。物質対としてゼオライト/水を使用する場合、達成可能な絶縁作用は簡単な真空絶縁の範囲内である。その場合なお大きな放射分は、放射シールドを取り付けることによって更に減少させることができる。蒸発器と収着剤容器との間の共通の中間壁が放射シールドとして作用するようにすると、特に有利である。
【００１５】
再生段階中に収着剤は加熱され、作業媒体蒸気が脱着される。この作業媒体蒸気は蒸気弁を通って蒸発器に流れ、そこで凝縮する。再生の終わりに収着剤内への熱供給が中断される。これにより作業媒体蒸気の脱着が終了する。蒸気弁は遮断される。脱着せしめられた作業媒体は液状の形で作業媒体を貯蔵する材料内にある。収着剤は続いて熱供給が中断した状態で周囲温度まで、収着剤容器の外側の被いを介して熱を放出することによって、冷却する。
【００１６】
冷却段階を開始するために蒸気弁が開かれる。作業媒体蒸気は今や蒸発器から収着剤容器内に流入し、収着剤により発熱性に収着される。蒸発器内で蒸発する作業媒体は冷却し、かつ容器をその内容物とともに冷却する。最大の冷却出力を生ぜしめるために、収着剤はその収着熱を排出できなければならない。特に強度の冷却作用は、収着剤容器がそれを取り巻く空気への充分に大きな熱交換面を有している場合に、達成される。有利には容器壁は５０℃よりも低い温度に冷却されるようにする。その場合蒸発器内では充分に低い温度が可能である。
【００１７】
容器が液体を有している場合には、作業媒体を貯蔵する材料のところ及びその下方にある液体体積だけが冷却する。その上方にある体積は液体の低い密度及びわずかな熱伝導によって出発温度の近くにとどまる。蒸発器の適当な位置決めと構成によって冷却すべき液体体積をあらかじめ選択することができる。実地においてこれによって、最初に取り出される下側の液体量のより迅速な冷却が達成される。上側の液体量は、冷却された量の取り出しによって蒸発器の範囲内に下降したときに、初めて冷却される。
【００１８】
容器を新しく充てんする前に、容器は一般的にクリーニングされる。このためにクリーニング及び洗い液体が容器内に導かれ、一般的に容器を傾けて排出される。したがって蒸発器は次のように、すなわち容器をすべてのクリーニング法において問題なくかつ洗い媒体の残りなしに、空に排出し得るように、構成されている。
【００１９】
収着剤の対としてゼオライト/水を使用すると、特に有利である。ゼオライトは酸化ケイ素と酸化アルミニウムとから成る規則的な基本構造の結晶質の鉱物である。この基本構造は、その中で水分子が熱を放出しながら収着され得るところの中空室を有している。基本構造の内部で水分子は強いフィールド力を受け、このフィールド力は格子内の分子を液化し、液体類似の相において結合する。水分子に作用する結合力の強さは既に基本構造内に含まれている水量及びゼオライトの温度に関連している。実地の使用においては、１００グラムのゼオライトにつき、２５グラムまでの水を収着することができる。これにより蒸発の際に生ぜしめることができる冷却量は１リットルの水を約１４ケルビンだけ冷却するのに充分である。ゼオライトは収着反応若しくは脱着反応の際の有害な熱膨張のない固形の物質である。基本構造はすべての側から水蒸気分子が自由に接近可能である。装置はしたがってどのような位置においても使用可能である。
【００２０】
水を作業媒体として使用することにより、必要な制御費用を最低限に減少させることができる。水が真空下で蒸発する場合に水表面は０℃に冷却され、蒸発が進捗すると氷に凍結する。この氷層は、氷層によって生じる圧力低下が成長を減少させるまで、迅速に成長する。氷層は有利には液体温度の制御のために利用することができる。容器からの熱供給がわずかであると、氷層は成長し、熱供給が極めて大きいと、氷層は溶解する。自然的な氷形成によって液体から蒸発器内への熱伝達が減少せしめられ、したがって液体は０℃よりも下には冷却せしめられず、一般的には４〜５℃にとどまる。
【００２１】
液体の取り出し温度を４℃よりも低下させようとする場合には、水性の作業媒体に、凍結点を低下させる物質を添加することができる。
【００２２】
しかしながら、収着剤が固形でありかつまた収着反応においても固形にとどまる別の収着剤の対を使用することもできる。固形の収着剤はわずかな導熱性と劣悪な伝熱性を有している。ガス状の媒体（空気、排ガス）から収着剤容器への伝熱性も同じ程度であるので、原理的には例えば円筒形又は管形の、フィンのない熱交換器を使用するのがよい。
【００２３】
ゼオライトのような若干の固形の収着剤は、薄壁の容器壁への外部からの過圧を補償するのに充分に安定している。付加的な補強あるいは厚壁の熱交換面はしたがって必要でない。水を作業媒体として使用する場合に、収着装置は真空下にあり、かつ全機能期間にわたってガスがシステム内に侵入しないようにしなければならないので、蒸気弁のために真空密の構成部分が好ましい。手動の操作のためには、貫通部を金属ベローズによってシールしておくとよい。
【００２４】
本発明によれば、蒸気弁はレバー装置によって操作され、その第１のレバー端部は蒸発器外壁若しくは収着装置外壁に固く結合されいており、かつその第２のレバー端部が弁を操作する。第１のレバー端部の箇所で外壁が変形することによって、遮断装置は本発明によれば効果な真空貫通部なしに操作することができる。
【００２５】
経済的な運転形式のためには、収着剤温度は再生の際に２５０〜３５０℃、かつ収着の際に４０〜８０℃であるのが望ましい。特にゼオライト顆粒はわずかな導熱性を有しているので、収着剤容器は、変換される熱量のための導熱距離が１８ｍｍを超えないように構成することができる。再生のための熱源としては、必要な温度水準に達し、容器内容物を不必要に加熱しないすべての公知の装置が適している。有利なのは、収着剤容器の形状に適合せしめられている電気的に加熱されるプレート又はケースである。加熱装置は例えば複数の収着冷却器のために１つのパレットに配置して、再生のための容器の充てん後の生産に基づく待ち時間を利用することもできる。放射熱あるいは誘導熱（うず電流）を介して収着剤充填物を加熱する加熱装置も有利である。もちろん、加熱装置を収着装置容器と持続的に接続しておき、搬送の場合にも可動の収着冷却器に付けたままにしておくことも、可能である。
【００２６】
再生を熱空気炉内で３００℃を超える空気温度で行うのが特に有利である。ゼオライト充填物が薄い層で外とうの内面に配置されている場合には、再生は１時間以内に終了することができる。循環空気炉内での再生の場合においても、真空絶縁部は液体を所望せざる加熱に対して保護する。
【００２７】
冷却段階中は収着剤容器の表面は１００℃を超える温度に加熱することができる。この場合には燃焼に対する適当な保護手段を講じておかなければならない。温度がかなり高い場合でも燃焼に対して保護する紙及び繊維材料から成る表面被覆が有利であると実証された。この被覆を湿らせておくと、同時にこれに基づく気化冷却によって容器をより強く冷却することが可能である。
【００２８】
高熱の収着剤容器壁との接触を回避する、狭いメッシュの表面被覆ネットも有利である。保護ネット及びプラスチックの収縮フォイルは膨らんだ表面形状にも申し分なく適合し、同時に機械的な損傷に対して保護する。
【００２９】
容器の大きさ及び幾何形状については特別な要求はない。これにより、流動性の充填物のための今日普通のすべての容器（例えば樽状容器、コンテナ、缶状容器、開いた容器、フォイル袋、多層梱包容器、プラスチック容器、小型タンクなど）が、収着装置が機能上連結可能である限り、適している。細長い形状で直径の小さいものが、偏平な形状で直径の大きいものよりもよい。それは前者のものは内容物を迅速に冷却できるからである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図面には本発明による収着冷却器が樽状飲料容器の構成で示されている。
【００３１】
円筒状の容器４の下方の出口に取り出し開口１２があり、この取り出し開口を介して液状の容器内容物を取り出すことができる。上方の範囲において容器４はフィッティング１３を有しており、このフィッティングは容器底にまで達する上昇管１４を備えている。これらのフィッティング及び上昇管を介して飲料容器は公知の方法でクリーニングされかつ充てんされ、その際収着技術は特別な考慮を必要としない。蒸発器８は、フィッティング１３を除いた完全な容器４を取り囲んでいる。密封された円筒状の蒸発室は容器４の外壁１の部分と、境界面５の部分と、収着冷却器のカバー６の部分と、別の壁範囲７とによって形成される。この構造形によって収着冷却器はコンパクトであり、安価であり、かつ軽量である。壁範囲７は同時に、やはり円筒状の収着剤容器１０の構成部分である。同時に壁部分は収着剤１１と容器４との間の放射シールドとしても機能する。
【００３２】
作業媒体を貯蔵する材料２は容器４の下方の外壁１に金属格子１９によって固定されている。作業媒体を貯蔵する材料２は吸引性のガラス繊維マットから成っており、このガラス繊維マットはその吸湿性の作用によって作業媒体である水を容器４の外壁１の範囲に一様に分配する。
【００３３】
収着剤１１は外とう形に収着剤容器１０の外側のケースの内面に円筒状の孔格子１８によって固定されている。孔格子と壁範囲７との間には環状すき間２０があり、この環状すき間は底範囲も越えて延びていて、同時に真空絶縁部及び蒸気分配器として機能する。
【００３４】
蒸気弁９は収着剤容器１０への開口２１に取り付けられている。蒸気弁は金属ベローズ１５を有しており、この金属ベローズを介して、外部から操作可能な連桿１６が弁皿１７を開閉することができる。この場合連桿１６は次のように、すなわち金属ベローズ１５が変形せしめられていない場合に弁皿１７が開口２１に押し付けられるように、調整されている。蒸発器８から収着剤容器１０内への水蒸気の逆流は、金属ベローズ１５が変形せしめられて、弁皿１７が開口２１から離されるまでは、行われない。水蒸気が蒸発器８内に流れ戻る再生段階中においては、弁皿１７は蒸気流動路を自動的に開放する。
【００３５】
本発明によれば収着冷却器は飲料を新しく充てんした後に収着剤の加熱によって再生される。加熱の際脱着される水蒸気は、開かれる弁皿１７を通って蒸発器８内に流れ、容器４の壁に凝縮する。飲料は凝縮熱を受け取って、加熱される。加熱は後で行われる冷却と同じ程度であり、要するに一般的には約２０〜２５ケルビンである。
【００３６】
ビールは例えば４〜５℃の比較的に低い温度で詰められる。要するに続いて行われる再生プロセスによる加熱は、もともと貯蔵時間中に行われる周囲温度への加熱に相当する。
【００３７】
収着プロセスを開始するために、連桿１６が変位せしめられて、固定される。蒸発器８から水蒸気が収着剤１１に流れる。飲料は、作業媒体を貯蔵する材料２で被われている容器外壁１のところで冷却する。飲料の冷却率は約０.５〜１Ｋ/ｍｉｎであり、換言すれば弁皿１７を開いてからほぼ３０分後に第１のグラスにほぼ５℃のビールを注ぎ出すことができる。更に２時間経過すると、残りの充填物を冷却して取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】飲料容器の構成の本発明による収着冷却器の断面図である。
【符号の説明】
１  外壁、  ２  作業媒体を貯蔵する材料、  ３  真空絶縁部、  ４  容器、５  境界面、  ６  カバー、  ７  壁範囲、  ８  蒸発器、  ９  蒸気弁、  １０  収着剤容器、  １１  収着剤、  １２  取りだし開口、  １３  フィッティング、  １４  上昇管、  １５  金属ベローズ、  １６  連桿、  １７  弁皿、  １８  孔格子、  １９  金属格子、  ２０  環状すき間、  ２１  開口
【図１】
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