KR20000069873A

KR20000069873A - 냉각기 및 유체 저장 용기

Info

Publication number: KR20000069873A
Application number: KR1019997006066A
Authority: KR
Inventors: 마이클 어니스트 가렛트; 에벌린 아서 셰르빙톤
Original assignee: 마이클 위크햄; 더 비오씨 그룹 피엘씨
Priority date: 1999-07-03
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 2000-11-25

Abstract

압력 작용하에서 개스를 수용하여 흡착하는 흡착제(12)를 포함하는 유체 냉각용 냉각기(10)에서, 흡착된 상태로부터 개스가 탈착될 때 상기 흡착제(12)와 유체를 냉각하는 작용을 하는 흡착물의 온도 감소가 유발된다. 냉각기(10)는 냉각될 유체와 직접적인 열접촉하도록 설치되는 얇은 벽의 용기(14,14a)를 포함할 수 있는데, 용기(14a)는 실질적으로 유사한 크기 및 형태의 두 개의 얇은 시이트를 포함하며, 두 시이트는 그 원주형 가장자리(96) 주위에서 함께 결합되어 그 사이에 흡착제(12)를 함유할 수 있는 공동을 형성한다. 냉각기(10)는 캔 혹은 병에 든 음료를 냉각하는데 적합하고, 캔(26) 혹은 병은 음료의 온도를 시각적으로 표시하는 수단을 포함할 수 있다.

Description

냉각기 및 유체 저장 용기{APPARATUS FOR CHILLING FLUIDS}

맥주와 같은 캔 혹은 병에 든 음료는 종종 미리 냉각시킬 수 없는 장소에서 소비된다. 이 것은 제품의 효과를 떨어뜨리는 것으로 생각되고, 따라서, 몇 가지의 냉각 방법이 알려져 있다. 이러한 방법들에는 소정량의 액체 압축 부탄을 대기중에 방출시키거나 냉 결정화 기술을 사용하는 방법이 포함된다. 그러나, 이러한 방법들은 환경 친화적이지 못하고, 재료 소비가 많고, 널리 사용되지 못하였다. 주요 제조업자들은 이러한 방법들과 관련된 단점들을 피하기 위한 방법을 여전히 탐구중이다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 감소 및 제거시킬 수 있는 캔 혹은 병 음료 냉각용 냉각기를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 유체를 냉각시키기 위한 냉각기를 제공하는데, 냉각기는 압력 작용하에서 개스를 받아 흡착하기 위한 흡착제(absorbent)와, 상기 흡착제에 흡착된 개스를 밀봉하기 위한 밀봉 수단과, 탈착 동작이 흡착제와 흡착물의 온도를 떨어뜨려 유체를 냉각시키도록하는 제어 방법으로 상기 흡착제로부터 흡착된 개스를 방출시키기 위한 방출 수단을 포함한다.

장점으로서, 흡착제는 활성탄을 포함하고, 바람직하게는, 제올라이트(zeolites), 양이온 교환된 제올라이트, 실리카 겔(silica gel), 활성탄(activated carbons), 탄소 분자체(carbon molecular sieve)를 포함하는 그룹으로부터 선택된다.

바람직하게는, 냉각기는 또한 상기 흡착제에 의해 흡착될 때 이산화탄소를 포함한다.

바람직하게는, 냉각기는 그 일단에서 흡착제와 그 타단에서 밀봉 수단과 유체 결합하여 흡착된 개스가 흡착제로부터 빠져나올 때 지나는 통로를 형성하는 장방형 튜브를 더 포함한다.

냉각기는 유체 저장 용기와 열교환하기 위하여 유체 저장 용기 주위에 적합하도록 형성되거나 용기내에 적합하도록 형성되고, 변형예로서, 냉각기는 유체 저장 용기의 적어도 일부를 형성할 수도 있다.

냉각기가 유체 저장 용기내에 적합하도록 된 실시예에서, 장방형 튜브는 유체 저장 용기의 외부 표면 주위에 맞도록 된 나선형 튜브를 포함하여 튜브와 용기 사이의 열전달을 용이하게 하여 용기 내의 임의의 유체를 냉각하도록 할 수 있다.

방출 수단은 유체 저장 용기의 출구를 폐쇄하고 또한 상기 용기가 열릴 때 상기 밀봉 수단을 풀고 상기 흡착된 개스를 대기중으로 빠져나가도록 작용하는 수단을 포함할 수 있다. 변형예로서, 방출 수단은 용기로부터 상기 출구를 폐쇄하며, 상기 출구가 열릴 때 흡착된 개스만을 빠져나가게 하는 수단을 포함한다. 그러나, 방출 수단은 용기의 개방시 파단될 수 있는 무름부(frangible portion)를 포함하는 것이 바람직하다. 편리하게도, 이 무름부는 튜브의 단부내로 삽입되어 폐쇄 수단에 고정되는 플러그를 포함하여, 용기가 개방될 때 플러그가 튜브로부터 제거되도록 하여 흡착된 개스가 빠져나가게 된다. 장점으로서, 튜브는 개스가 출구를 벗어나기 전에 용기내의 유체의 표면을 가로지르도록 탈출 개스를 지향시키도록 위치된다.

냉각기는 흡착된 개스의 탈착비율을 조절하여 냉각률을 조절하기 위한 제어 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

편리하게도, 용기는 병 혹은 캔과 같은 음료용기를 포함할 수 있다. 기존의 음료 용기의 최소의 변형만을 필요로 하면서 캔 혹은 병에 든 음료를 냉각시키기 위한 냉각 장치에 대한 필요성이 있다. 주요한 제조업체들도 또한 기존의 생산 라인에 큰 변화를 주지않는 냉각 장치를 필요로 한다.

이러한 필요성에 부응하기 위하여, 냉각기는 냉각될 유체와 직접적인 열 접촉하도록 설치되는 얇은 벽을 갖는 적어도 하나 이상의 용기를 포함하는 것이 바람직하며, 여기에서 상기 혹은 각각의 용기는, 그 사이에 흡착제를 함유하기 위한 공동을 형성하기 위하여 실질적으로 유사한 크기 및 형태로 되어 있고, 그 원주형 가장자리 주위로 서로 결합된 두 개의 얇은 시이트를 포함한다.

이러한 장치는 상술한 용기들의 디자인 혹은 이들을 생산하기 위한 생산 라인의 디자인에 대해 실질적인 변형을 요구하지 않으면서 음료 용기에 쉽게 도입된다. 이러한 냉각기들은 또한 간단하고 비싸지 않으면서 제조가 쉽다. 또한, 이러한 냉각기 용기들은 그 체적에 대해 큰 표면적을 가지며, 이것은 체적과 관련된 냉각 효율을 최적화하게 된다.

따라서, 이러한 냉각기 용기의 체적은 최소화 가능하여, 원하는 냉각 효과를 달성하기 위해 절대적으로 필요해지는 음료의 부피보다 큰 부피의 음료를 대체하게되는 것은 아니다.

장점으로서, 평면형일 수 있는 시이트는 냉각기 용기가 병의 목 혹은 음료수 캔의 분배구를 통해 삽입될 수 있도록 하기 위해 탄력적으로 변형가능하다. 이 시이트들은 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 적절히 제조될 수 있고, 이러한 시이트들은 그 원주형 가장자리를 따라 쉽게 함께 용접될수 있다.

냉각기 용기를 형성하는 시이트들은 또한 예를 들면, 점용접 등에 의해 그 원주형 가장자리 주위가 아닌 적어도 하나 이상의 지점에서 함께 결합될 수 있다. 이러한 장치는 보다 강한 냉각기 용기구성을 제공할 뿐만 아니라 표면적의 증가를 제공한다. 또한, 이러한 부가적인 결합 지점들은 냉각기 용기가 음료 용기내로 장치가 쉽게 삽입될 수 있도록 냉각기 용기가 접혀질 때 중심이 되는 주름선을 형성하도록 정렬될 수 있다.

냉각기는 적어도 하나 이상의 장방형 튜브를 포함하는 것이 바람직한데, 상기 혹은 각각의 튜브는 그 일단에서 용기 공동 및 공동내의 흡착제와 연통하여, 흡착제로부터 빠져나가는 흡착된 개스가 지나는 통로를 형성한다. 상기 혹은 각각의 장방형 튜브는 음료 혹은 다른 유체로부터 그 길이방향으로 유동하는 개스로 열전달이 일어나게 하는데, 튜브는 용기의 최대 부분보다 실질적으로 길며, 이러한 특징은 장방형 튜브가 탄성변형 가능한 용기 주위로 권취될 수 있도록 하여 단단히 죄는 형태로 용기를 잡아서 쉽게 음료 용기 내로 삽입될 수 있게 하고/하거나, 말단부로부터(즉, 분배구로부터 가장 먼 곳으로부터) 분배구쪽으로 지나도록 장방형 튜브가 용기내에 위치되어지므로 그 내의 유체의 상당부분을 지나면서 냉각시킬 수 있게 한다.

냉각효과를 최대화하기 위해, 열전도성 핀들이 냉각기 용기를 형성하는 시이트의 하나 혹은 둘로부터 연장되는 형태로 제공될 수 있다.

본 발명은 또한 상술한 바와 같은 냉각기를 가질 때의 유체 저장 용기를 포함한다. 몇 가지의 경우, 유체의 효과적인 냉각은 어느정도의 시간을 필요로 하는데, 캔에 든 음료는, 예를 들면 완전히 냉각하는데 30초 이상이 걸리는데, 이러한 시간은 갈증이 난 사람에게는 쉽게 인식될 수 있는 시간이다. 이러한 사람들에게 음료가 언제 소비하기에 최적의 온도로 냉각될지를 알게 해 준다면 고마운 일이 될 것이다.

따라서, 상술한 바와 같은 냉각기를 갖는 음료 용기는 또한 음료의 온도를 시각적으로 표시하도록 된 온도 감응 수단을 가질 수 있다.

장점으로서, 온도 감응 수단은 써모크로마틱 페인트(thermochromatic paint) 혹은 색소 혹은 써모크로마틱 액상 결정(thermochromatic liquid crystals), 그 온도에 따라서 색깔이 변하게 되는 그 자체가 당업계에 잘 알려져 있는 물질과 같은 써모크로마틱 물질을 포함한다. 써모크로마틱 물질은 음료 용기와 직접적으로 열접촉하게 되어, 음료의 온도가 냉각기의 작동에 의해 떨어지고, 용기 및 써모크로마틱 물질의 온도도 또한 떨어지며, 이 때 이 물질은 색깔이 변하여 소비자로 하여금 음료가 냉각되었고 마실준비가 다 되었음을 시각적으로 알리게 되는 것이 바람직하다.

써모크로마틱 물질은 보다 빠르고 정확하게 음료의 온도변화를 표시하고 또한 용기 제조 공정시에 보다 쉽게 조립될 수 있도록 하기 위해 음료 용기의 외부 표면에 직접 도포되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 드링크 캔들은 통상적으로 페인트가 도포되기 때문에 써모크로마틱 페인트 등을 도포하기 위한 부가적인 스테이션을 첨가하는 것은 힘들지도 않고 비싸지도 않은 것이 된다.

써모크로마틱 물질은 소비자에게 심미감을 주도록 패턴과 색깔에 응용될 수 있는데, 예를 들면, 음료 혹은 유체가 충분하게 냉각되었을 때 눈을 끄는 디자인 혹은 슬로건을 만들도록 할 수 있다.

의구심을 피하기 위해, 본 발명은 비록 캔 혹은 병에 든 음료와 같은 유체와 관련하여 기술되었지만, 그러한 유체에 한정되지 않는다. 본 발명의 원리는 유체가 아닌, 고체 혹은 반고체 음식물, 조제약, 화학 제품 등의 물질에 응용될 수 있는데, 특허청구범위에 사용된 용어 "유체"는 따라서 적절하게 해석되어야만 한다. 또한 본 발명에 따른 장치의 구체적인 실시예들의 많은 특징들은 물질을 냉각하기 위한 것으로서 열을 전달하는 목적으로 응용가능한 것이 된다.

본 발명은 유체 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전적으로 그런 것은 아니지만 캔 혹은 병에 든 음료를 냉각하는 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 일부를 포함 혹은 형성하는 음료 캔의 단면도,

도 2 및 도 4는 도 1의 선단의 분해 단면도로서 각각 "폐쇄된" 및 "개방된" 위치를 나타내는 도면,

도 3 및 도 5는 각각 도 2 및 도 4의 A-A 및 B-B 화살표 방향에 따른 단면도,

도 6은 스크류 용기와 결합되어 사용될 때의 본 발명의 단면도,

도 7은 본 발명의 단순화된 형태의 단면도,

도 8 내지 도 11은 본 발명의 변형예의 단면도,

도 12 및 도 12a는 본 발명의 일부를 형성하는 냉각기 용기의 일 실시예의 각각 개략적인 정면도 및 측면도,

도 13은 냉각기 용기의 변형 실시예의 개략도.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각기(10)는 밀봉 수단을 갖는 밀봉 하우징(14)에 수용된 흡착제(12)를 포함하는데, 밀봉 수단은 예를 들면, 플러그(16)(도 2)의 형태로 되어 사용시 출구(18)를 폐쇄하도록 작용하여 흡착물에 흡착된 개스의 누출을 방지한다. 바람직하게는, 냉각기는 그 일단(20a)에서 흡착물과, 그 타단에서(20b)에서 추후 상세히 기술되는 방법으로 밀봉 수단과 유체결합된 장방형 튜브(20)를 포함한다. 도 1 의 실시예에서, 흡착제(12)는 디스크 형태로 되어 있으며, 작동시 용기(24)의 베이스(22)에 안착되는데, 흡착제(12)는 나선형태가 출구(26)를 향하도록 용기(24)내에 위치되어 용기(24) 내부를 통과하여 후술하는 방법으로 그 내용물의 효율적인 냉각을 도모한다.

흡착제(12)는 다수의 흡착제, 예를 들면, 제올라이트, 양이온 교환된 제올라이트, 실리카 겔, 활성탄, 탄소 분자체 중 임의의 하나를 포함할 수 있지만, 상표명 "암버소브(AMBERSORB)"로 판매되고 있는 형태의 활성탄을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 흡착제들은 이후의 방출을 위해 압력 작용하에서 상당한 양의 개스를 흡착할 수 있다. 이러한 방법으로 흡착된 개스는 대기압으로 방출되었을 때, 큰 온도 저하를 받게 되고, 따라서 냉각기(12)가 위치된 곳의 임의의 유체 내용물을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 특히, 활성탄은 1 바(bar)의 압력하에서 1 그램의 탄소가 0.4 그램의 이산화탄소를 품는 방법으로 상당히 많은 양의 이산화탄소를 품을 수 있다. 전형적으로, 10 bar로 가압되었을 때 약 15 Kcal/mole CO₂정도의 냉각성능을 낼 수 있고, 300 ml의 액체를 함유한 맥주 캔은 20℃를 냉각시키기 위해 약 6 Kcal가 넘는 열량을 필요로 한다. 약 100 ml 체적을 점유하는 탄소 44 그램이면 각 캔을 필요 온도로 냉각하는데 충분할 것이다.

작동시, 흡착제는 예를 들면, 6 내지 10 bar 사이의 압력의, 바람직하게는 6 내지 8 bar의 압력의 이산화탄소에 노출되어 이산화탄소가 흡착되고, 필요하다면, 플러그(16)로 출구(18)가 폐쇄되어 밀봉된다. 냉각기는 선단부 혹은 캡(25)이 용기를 밀봉하기 위해 사용되기 전에 용기(24)안으로 사용될 수 있다. 적절하게 성형된 냉각기(10)가 출구를 통해 삽입될 수 있다. 이러한 변형예는 냉각기(10)가, 도 6 에 도시된 바와 같이 큰 직경의 상부 나사부 등을 갖는 병 안에 사용되는 경우에 완벽하게 실현가능하다. 도 1 내지 도 5의 실시예는 도 2 내지 도 5에 잘 도시된 링-풀 개방 장치를 갖는 음료 캔(26)과 관련된 본 발명을 도시하고 있다. 이러한 캔은 일반적으로 베이스부(28)와, 링-풀(32)(ring pull)과 그 내에 제공된 개구(36)를 갖는 상부(30)를 포함하는 두 부분으로 만들어진다. 링-풀과 개방장치는 그 자체가 본 발명의 일부를 형성하는 것이 아니며, 따라서, 여기에서 상세히 설명되지는 않는다. 그러나, 링-풀에 대한 다양한 변형예들이 사용가능하며, 따라서 본 발명은 여기에 기술되고 도시된 링-풀과 연결되어 사용되는 것으로 한정되는 것으로 생각해서는 안된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 링-풀에는 손가락 결합부(36)를 갖는 유형이 포함되는데, 동작되었을 때 손가락 결합부(36)는 무름부(38)가 하방 캔 내로 가압되어져 캔을 개방하고 후속의 사용을 위해 그 내용물이 쏟아져 나올 수 있도록 하기 위해 선단부에 부착된 고정점을 중심으로 회전하게 된다. 무름부(38)는 선단부의 나머지 부분에 부착된채로 남아 있는 가장자리(38a)를 포함함으로써 무름부(38)가 캔 내부로 떨어지는 것을 방지하게 된다. 작동되면, 무름부(38)는 하방으로 굽은 상태로 남고, 링-풀(32)은 선단부의 표면(도 3 에 도시된 바와 같이)과 편평하게 되는 위치로 돌아오게 된다.

본 발명의 일실시예에서, 캔의 개구는 플러그(16)가 튜브(20)의 단부로부터 제거되어져 흡착된 개스가 대기로 방출되도록하기 위해 사용된다. 선단에 접착결합된 몸체부(44)에 지점(42)에서 힌지결합된 회전부(40)를 플러그(16)가 포함하고 있는 것을 잘 알 수 있는 도 2 내지 도 5를 참조하면 이러한 배치는 가장 잘 보여진다. 회전부(40)는 출구(26)의 직하방에 위치되고, 상보식으로 형성되어 있다. 튜브(20)의 출구단부(20b)는 몸체부(42)내에 연장되어 있어서, 폐쇄 위치에서 플러그(16)는 출구를 폐쇄하는 작용을 하여 흡착제로부터 개스가 방출되는 것을 방지한다. 장점으로서, 플러그(16)의 회전부(40)와 몸체부(44)는 변형가능한 플라스틱으로 제조되어, 플러그가 스냅 결합(snap-fit)할 수 있게 한다. 도시된 바와 같이, 플러그(16)는 바람직하게는, 개방 및 폐쇄 위치(각각 도 5 및 도 3) 사이에서 가압되며 회전부(40)의 가장자리면(40a) 위에 위치된 멈춤쇠를 포함한다. 작동시, 흡착된 개스는, 회전부(40)가 도 5 의 화살표(C)의 방향으로 가압되어져 플러그(16)가 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 출구(18) 안으로 스냅 결합 결합됨으로써 밀봉된다. 일단 폐쇄되면, 냉각기(10)는 캔 내로 삽입될 수 있고, 이와 동시에 선단부가 그 위에 위치되어지고 베이스의 짝을 이루는 가장자리(48, 50)와 선단을 각각 구부려 결합된다. 이러한 결합작업은 캔에 음료(8)가 채워진 후 취해져서 다수의 생산 단계 중 마지막의 것이 된다.

캔은 링-풀(36)을 화살표(U)의 방향으로 상측으로 당겨 링-풀(36)의 타단(36a)이 무름부(38)에 맞물리게하여 캔 내부로 하측으로 가압함으로써 종래와 같은 방법으로 개방된다. 무름부(38)는 하방으로 굽어질 때, 회전부(40)의 상면에 접촉해 회전부(40)를 하방으로 가압하여 플러그(16)가 출구(26)로부터 이탈되게 한다. 출구가 일단 개방되면, 흡착된 개스는 흡착제(12)로부터 탈착되어 상측으로 튜브(20)를 지나서 나아가면서 캔의 내용물을 냉각시킨다. 탈착되는 개스는 캔의 음료의 상면을 지나도록 지향되어 출구(18)를 통해 캔으로부터 벗어나기 전에 음료를 냉각시킨다. 캔의 내용물이 일단 충분하게 냉각되면, 내용물은 통상의 방법으로 분배될 수 있다. 탈착비율은 튜브(20)내에 위치된 선택적 제한기(52) 혹은 요구되는 구체적 비율에 맞도록 튜브 직경을 변경시켜 조절될 수 있다.

일부 장치에서, 캔은 효과적으로 캔을 강화시키도록 작용하는 불활성 개스에 의한 압력의 작용을 받아, 큰 수직하중을 받을 때, 측벽의 버클링(buckling)이 방지된다. 압력 작용 개스에는 예를 들면 캔의 상측공간을 채워 산화가 일어나는 것을 방지하도록 작용하기도 하는 질소가 포함된다. 만약 캔 상부의 압력이 예를 들면, 5 내지 10 bar 정도로 충분히 높다면, 흡착된 이산화탄소(CO₂)가 흡착제내에 밀봉될 필요가 없고, 따라서 도 2 내지 도 5의 정교한 플러그 및 튜브가 없어도 될 것이다. 이러한 변형장치(도 7)에서, 튜브(20)의 출구단부(20b)는 출구(18)를 향해 정확히 위치되고, 링-풀(32) 자체는 플러그(16)와 동일한 작용을 수행하여, 캔이 일단 개방되어 대기압으로 감압되면 흡착된 개스가 탈착되어 대기로 방출되게 한다.

일부의 경우에 있어, 용기의 외부를 냉각시키는 것이 편리하며, 따라서 도 8에 도시된 장치가 양호한 효과를 내도록 사용될 수 있다. 이 장치는 흡착제(12) 및 나선형 튜브(20)가 캔(24)의 외부표면(24a)에 상당히 밀착 상태로 되도록 하는 형태를 갖고 위치된다는 것을 제외하고는 상술한 것과 매우 유사하다. 물론, 튜브(20)의 출구 단부(20b)와의 결합이 끊어지는 화살표(P) 방향으로 당겨질 수 있는 매우 간단한 플러그 장치(16)가 사용되어 흡착된 개스를 방출시키고 임의의 냉각 효과가 화살표(R) 방향으로 캔 벽을 거쳐 지나가도록 하여 상술한 것과 같이 캔의 내용물을 냉각시키도록 할 수도 있다. 그러한 장치는 일회용으로 제공되거나 혹은 재충전가능한 종류일 수 있는데, 이 경우 어느 정도보다 강한 구조가 필요할 수 있다. 어느 장치에서든, 냉각기(10)는 사용자를 지나친 냉각 효과로부터 보호하고 캔의 내용물이 공기에 의해 둘러싸여 있지 않고 냉각되어 있는 것을 확실하게 하도록 작용하는 단열 재킷(56)에 의해 둘려싸도록 될 수 있다. 재킷(56)의 외부 표면(56a)은 광고를 위한 적절한 표면을 제공한다.

또 다른 두 변형예가 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 도 9 의 실시예에서, 튜브(20)의 출구 단부는 그 내에 위치된 플러그를 갖는 "오링"형 플러그(60)까지 연장되어 있다. "오링"(60)은 누수를 방지하기 위해 캔 벽(24) 및 튜브(20)에 대해 적절하게 밀봉된다. 그러나, 다른 변형예들이 당업자에 의해 채택될 수 있다. 플러그(16)가 캔을 개방하지 않고 제거되어 캔의 내용물이 사용되기 전에 냉각될 수 있다는 점을 제외하고 본 실시예의 작동은 상술한 것과 유사하다. 이러한 장치는 "드라우트(draught)" 시스템을 이용하는 맥주 캔에 사용되기에 적합하다.

도 10 은 캔(26)이 형성 과정에서 베이스(22)를 변형하여 형성되는 축방향 연장 후퇴부(70)를 갖는 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 후퇴부(70)는 상술한 방법과 유사하지만 특별한 적용을 위해 어느 정도 수정한 여러가지 방법으로 그 내에 수용된 냉각기(10a)를 가지는 데 사용된다. 특히, 냉각기(10a)는, 예를 들면 흡착제(12a)를 그 내에 수용하면서 상측단부(72)에서 압축된 개스가 냉각기의 상부에 형성된 상부 공간(76)안으로 탈착되도록 하기 위한 출구(74)를 갖는 외측 케이싱(14a)을 포함한다. 케이싱(14a)의 외부 표면(78)은 상부 공간의 단부와 베이스 단부 사이에 연장되어 있는 다수의 나선형 통로(80)를 형성하도록 하기 위해 회전하는 방법으로 형성된다. 일단 삽입되면 냉각기(10)가 후퇴부(70)를 형성하는 벽부(90)에 대해 압입 관계로 되어져, 통로(80)가 벽부(90)에 의해 둘러싸인 폐쇄 통로를 이루도록 외부 표면(78)의 직경이 선택된다. 플런저(80), 로드(82), 플러그(84) 장치가 흡착제(12a)를 통해 형성된 중앙 통로(86)를 거쳐 연결되는 방법으로 제공된다. 비활동 위치에서, 플런저(80)가 냉각기의 베이스(10c) 넘어 돌출하여 플러그(84)가 출구(74)를 밀봉하도록 작용한다. 본 장치의 다른 특징에는 캔에 형성된 오목부(91)와, 냉각기(10a)에 형성된 멈춤쇠(92) 형태의 랫치 장치가 포함된다. 이 랫치는 일단 삽입되면, 냉각기(10a)를 후퇴부(70)에 고정하는 작용을 하고 냉각기가 냉각작용 동안에 원하지 않게 제거되는 것을 방지하게 된다.

도 10 의 실시예의 작동은 냉각기(10a)를 후퇴부(70)에 삽입하는 과정과, 플러그(82)가 출구(74)로부터 이동되어져 흡착된 개스가 상부공간(76)안으로 탈착되도록 하는 위치(80a)로 플런저(80)를 가압하는 과정이 포함된다. 후퇴부 벽(90)에 대해 나선형 통로(80)의 상측으로의 압입관계는 양호한 열전도성을 갖는 지역을 형성하여 탈착되는 개스가 벽부(90)를 거쳐 캔의 내용물을 냉각하게 한다. 냉각된 음료는 벽부(90)로부터 멀어지는 쪽으로 움직이려고 하여, 후속의 냉각을 위해 상대적으로 따뜻한 음료부분에 의해 대체된다. 분명히, 이 장치는 종래의 수단에 의해 더 이상 음료를 냉각시키는 것이 불가능할 때 혹은 부가적인 냉각이 필요해 지는 경우 사용될 필요가 있는 냉각기(10a)를 사용자에게 제공한다는 장점을 갖는다.

도 11 은 냉각기(10b)가 캔(26)의 일부를 형성하여 일체로 형성된 또 다른 실시예를 도시하고 있다.

도 12 및 도 13에 도시된 냉각기(10)는 얇은 벽의 용기(14a)를 포함하는데, 이 용기는 그 내에 유체 저장 용기(도시되지 않음)가 설치되도록 하기 위한 것으로, 냉각될 유체와 직접적인 열접촉 관계에 있고, 그 원주상의 가장자리(96)를 따라 용접된 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 된 두 개의 얇은 직각형 시이트(95)로 형성되어 있다. 또한, 점용접부(97)가 "메트리스" 유형으로 구성되도록 두 개의 시이트(95)를 연결하며 제공된다. 이러한 유형의 구성은 용기(94)를 강화할 뿐만 아니라 각각의 점용접부(97)에 인접한 표면적을 증가시킨다.

도 12 및 도 13에 도시된 용기(14a)의 구성은 장점으로서, 원하는 냉각 효과를 내고 냉각 개스의 흡착 및 탈착이 자유롭게 될 수 있기에 충분한 양의 흡착제를 함유하는데 필요한 최소한의 체적을 갖는 큰 표면적을 포함한다. 너무 많은 양의 유체를 유체가 위치되는 저장 용기로부터 배수시키지 않도록 하기 위해서, 용기(14a)의 체적을 최소화하는 것은 중요하다. 냉각 효율을 최적화하고, 원하는 양만큼의 유체를 냉각시키는데 소요되는 시간을 줄이기 위하여, 용기(14a)의 표면적을 최대화하는 것이 중요하다. 또한, 표면적의 증가는 용기(14a)가 유체 저장 용기 내에서 가능한한 긴 수직거리 이상으로 연장되게 끔 하여, 유체 저장 용기가 개방되었을 때(보통 분배구가 최상측에 있게 되는 위치가 됨), 용기의 상부로부터의 열전도에 의해 냉각된 유체의 하향 유동이 최대화되어 보다 큰 냉각 효율을 얻는데 기여하게 된다.

점용접부(97)는 예를 들면, 용기(14a)가 유체 저장 용기(도시되지 않음) 내로, 예를 들면, 그 분배구를 통해 쉽게 삽입될 수 있게 하기 위해, 용기(14a)가 접는 선(C)을 중심으로 Z형 접음 혹은 주름상자와 같은 방법으로 접힐 수 있게 하기 위한 접는 선(C)을 만들게 되는 그런 성질의 것이다. 얇은 시이트(954)는 삽입 후에 접혀진 용기(14a)를 열려고 하는 경향을 가질 정도로 충분한 탄성력을 가지며, 이러한 것은 냉각될 유체의 그 중심으로의 유동성을 개선하게 되며, 유체 저장 용기내에 위치된 냉각기 용기(14a)를 유지하거나 고정하기에 충분할 수 있다.

장방형 튜브(20)에 연결된 다수의 출구(98)들은 냉각기 용기(14a)의 일 가장자리(96)를 따라 위치한다. 용기(14a)내의 흡착제로부터 벗어난 개스는 출구(98)를 통해 용기(14a)를 떠나 장방형 튜브(20)를 지나게 되며, 이렇게 되면서, 유체를 냉각시킨다. 장방형 튜브(20)는 유체 저장 용기의 분배구(도시되지 않음)에서 혹은 그 인접부까지 연장되어 있고, 분배를 위한 용기의 개구 위의 대기에 개방되어 있다.

장방형 튜브(20)는 그 곳을 지나는 탈착된 개스의 냉각 효과를 최대화하기 위해 저장 용기내의 유체의 실질적인 부분을 거쳐 연장되도록 충분히 길다. 장방형 튜브(20)는 냉각기 용기(14a)가 출구(98)가 가능한한 용기 분배구(도시되지 않음)로부터 멀리 떨어지도록 저장 용기내에 설치될 수 있도록 충분히 길어서, 분배구가 최상측에 오도록 용기가 위치될 때, 냉각기(10)는 출구(98)가 바닥에 형성된 용기의 최하측에 있는 것이 바람직하다.

장점으로서, 장방형 튜브(20)는 또한 냉각기 용기(14a) 주위에 감겨지기 충분하도록 길어서, 저장 용기내에 삽입될 때 주름진 혹은 접혀진 용기(14a)를 일시적으로 단단히 잡고, 그 후에는 얇은 시이트(95)의 탄성력이 용기(14a)를 펼치거나 확장시키도록 작용하여, 저장 용기내에 용기(14a)를 제자리에 유지시키고 및 유지시키거나 용기(14a)가 바람직스럽지 못하게 통과하는 것을 방지하고 및 방지하거나 분배시 분배구를 폐쇄하게 된다.

도 12 및 도 13에 도시된 용기(14a)는 캔 혹은 병에 든 음료에 동일하게 사용가능하다. 도 12의 용기(14a)는 용기(14a)의 짧은 변에 평행한 주름선(C)을 중심으로 접혀지게 되거나, 짧은 변에 평행한 축선을 중심으로 나선형태로 감기게 되는 것이 바람직한데, 이 것은 용기(14a)가 분배구를 통해 유체 저장 용기 안으로 삽입되는 것을 위한 것으로, 이 때 출구(98)들이 따라 놓여지게 되어 있는 가장자리가 가장 먼저 오도록 되어 삽입되고 나면 이 가장자리가 가장 분배구로부터 먼 곳에 있게 된다. 도 13 의 용기(14a)는 유체 저장 용기안으로의 삽입을 위해 용기(14a)의 긴 변에 평행한 주름선(C)을 중심으로 접혀지거나 긴 변에 평행한 축선을 중심으로 나선형으로 감기는 것이 바람직하다.

상술한 냉각기는 많은 장점을 제공한다. 본 냉각기의 제조는 간단하고 쉽다. 본 냉각기는 기존의 유체 저장 용기들에 쉽게 삽입가능하며, 심지어 상당히 작은 구멍들을 통해서도 삽입가능하며, 표준 용기의 디자인의 변형을 필요로하지 않으면서 간단하게 삽입된다. 따라서, 이러한 냉각기의 삽입은 기존의 생산 라인을 변화시키지 않고 달성될 수도 있는데, 예를 들면, 용기에 유체를 채우기 직전 혹은 직후에 이루어질 수 있다. 냉각기의 형상 및 구성은 또한 신속하고 효율적인 사용을 보장한다.

본 발명에 따른 구체적인 실시예들을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명이 몇가지 변형예들을 포함한다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 얇은 시이트(95)는 사각형일 필요가 없고, 특별한 응용에 적절한 임의의 용기 모양을 만드는데 알맞는 임의의 형상일 수 있다. 얇은 시이트들은 따라서, 원형, 원통형 혹은 임의의 형상일 수 있다. 본 발명은 평면 형상의 시이트(95)를 갖는 냉각기에 한정되어지지 않고, 용어 "시이트"는 적절하게 해석되어야 한다. 출구(98)들의 수 및 성질은 도면에 도시된 바와 같을 필요가 없는데, 이 것은 예를 들면, 몇몇 응용예에서는 복수의 출구들에 의한 보다 급속한 냉각작용에 반하여, 단 하나의 출구를 제공하여 느린 냉각작용을 제공하는 것이 바람직할 수도 있기 때문이다. 비록, 상술한 바와 같이, 편의상 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 된 얇은 시이트(95)는 다른 재료로 형성될 수도 있으며, 본 발명은 한정되는 것은 아니지만 캔 혹은 병에 든 음료를 냉각시키는데 특히 적합하다. 따라서, 본 발명의 냉각기는 음료 이외의 유체 및 나아가 유체 이외의 물질(예를 들면, 고체 혹은 반고체 음식물)을 냉각시킬 수 있으며, 또한 최소한의 변형으로서 열적 효과를 제공하고자 하는데 적합하다(당업자라면 쉽게 이해할 것이다).

본 발명에 따른 장치를 포함하는 음료 혹은 다른 용기는 또한 냉각이 완료되었음을 시각적으로 표시하기 위한 써모크로마틱 표시자(도시되지 않음)를 포함할 수 도 있는데, 써모크로마틱 페인트 혹은 써모크로마틱 색소의 경우에 있어서는 소비자 혹은 잠재적인 소비자에게 미적인 이끌림을 주기 위하여 패턴 혹은 색깔 형태로써 이 표시자가 제조공정에서 간단한 부가적인 단계를 통해 도포될 수 있다.

Claims

유체를 냉각하기 위한 냉각기에 있어서,

상기 냉각기는 압력작용하에서 개스를 수용하여 흡착하기 위한 흡착제와, 상기 흡착제에 흡착된 개스를 밀봉하기 위한 밀봉 수단과, 탈착작용이 흡착제와, 유체를 냉각하도록 작용하는 흡착물의 온도 감소를 유발하도록 제어되는 방법으로 상기 흡착제로부터 상기 흡착된 개스를 방출하기 위한 방출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항에 있어서,

상기 흡착제가 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항에 있어서,

상기 흡착제는 제올라이트, 양이온 교환된 제올라이트, 실리카 겔, 활성탄, 탄소 분자체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각기는 상기 흡착제에 의해 흡착되었을 때 이산화탄소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 그 일단에서 상기 흡착물과, 그 타단에서 상기 밀봉 수단과 유체 결합하여, 흡착된 개스가 상기 흡착제로부터 방출될 때 지나는 통로가 되는 통로를 형성하는 장방형 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각기는 유체 저장 용기 주위에 적합하도록 형성되어 그와 열교환하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 5 항을 인용한 제 6 항에 있어서,

상기 장방형 튜브는 유체 저장 용기의 외부 표면 주위에 적합하도록 되어 상기 튜브와 상기 용기 사이의 열전달을 용이하게 하여 그 내의 임의의 유체를 냉각하는 나선형 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각기는 유체 저장 용기 내에 적합한 형상으로 되어 있고 상기 장방형 튜브는 상기 용기내에 연장되어 있어서 용기내의 유체에 접촉하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 8 항에 있어서,

냉각될 유체와 직접적인 열 접촉하는 곳에 설치되는 적어도 하나 이상의 얇은 벽으로 된 냉각기 용기를 포함하며, 상기 혹은 각각의 냉각기 용기는 실질적으로 동일한 크기 및 형태로 되고, 그 원주형 가장자리 주위로 함께 결합되어 그 사이에 흡착제를 함유하기 위한 공동을 형성하도록 된 두 개의 얇은 시이트를 포함하는

냉각기.
제 9 항에 있어서,

상기 시이트는 평면인

냉각기.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 시이트는 탄력적으로 변형가능한

냉각기.
제 9 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 시이트는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 제조되는

냉각기.
제 12 항에 있어서,

상기 시이트는 그 원주형 가장자리를 따라 용접되는

냉각기.
제 9 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 시이트는 상기 원주형 가장자리 주위가 아닌 일 지점 혹은 그 이상의 지점에서 함께 부가적으로 결합되는

냉각기.
제 14 항에 있어서,

상기 지점은 그 곳을 중심으로 상기 용기가 접혀질 수있는 주름선을 형성하도록 정렬되는

냉각기.
제 9 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,

적어도 하나 이상의 장방형 튜브를 포함하며, 상기 혹은 각각의 튜브는 일단에서 상기 냉각기 용기 공동 및 그 내의 흡착제와 연통하여 흡착된 개스가 상기 흡착제로부터 빠져 나올 때 지나는 통로를 형성하는

냉각기.
제 16 항에 있어서,

상기 혹은 각각의 장방형 튜브는 상기 냉각기 용기의 최대 크기보다 실질적으로 긴

냉각기.
제 9 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 시이트의 적어도 하나로부터 외측으로 연장된 적어도 하나 이상의 열전도성을 갖는 핀들을 포함하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 방출 수단은 유체 저장 용기의 출구를 폐쇄하고 또한 상기 용기가 열릴 때 상기 밀봉 수단을 해제하고 상기 흡착된 개스를 대기중으로 방출하도록 작용하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 방출 수단은 상기 용기로부터 상기 출구를 폐쇄하며, 상기 출구가 열릴 때 흡착된 개스만이 방출되게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 19 항 또는 제 20 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 방출 수단은 상기 용기가 개방되었을 때 파단될 수 있는 무름부를 포함하는

냉각기.
제 21 항에 있어서,

상기 무름부는 상기 튜브의 단부 안으로 삽입되어 상기 폐쇄 수단에 고정되는 플러그를 포함하여, 상기 용기를 개방하는 동작이 상기 튜브로부터 상기 플러그를 제거하여 상기 흡착된 개스가 방출되게 되어 있는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 8 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 튜브는 상기 개스가 상기 출구를 벗어나기전에 상기 용기내의 임의의 유체 부분의 표면을 가로지르도록 상기 탈출 개스를 지향시키도록 위치된 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각기는 상기 용기에 형성된 벽 후퇴부안으로 삽입가능하고, 작동시 상기 후퇴부의 벽과 상기 냉각기 자체 사이에서의 개스 유동 통로를 형성하는 다수의 나선형 통로를 갖는 외부 표면을 갖는 고정되지 않은 냉각기를 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 24 항에 있어서,

상기 냉각기는 그 상측 단부에 플러그를 더 포함하며, 상기 플러그는 상기 후퇴부의 상기 벽 및 나아가 상기 용기의 내용물을 냉각하기 위하여 상기 플러그가 출구로부터 제거되어지도록 수동으로 조작가능한 플런저에 연결되어 작동함으로써, 흡착된 개스가 상기 흡착제로부터 탈착되어져 상기 통로를 지나게되는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,

상기 후퇴부에 상기 냉각기를 해제가능하게 고정하기 위한 잠금 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착된 개스의 탈착비율을 조절하여 냉각률을 조절하기 위한 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항 또는 제 1 항 내지 제 5 항 중 임의의 항을 인용할 때의 제 19 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각기는 유체 저장 용기에 일체로 형성되어 그 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는

냉각기.
실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 상술한 바와 같은

냉각기.
제 1 항 내지 제 29 항중 어느 한 항에 청구된 냉각기를 갖는 것을 특징으로 하는

유체 저장 용기
제 30 항에 있어서,

상기 유체의 온도를 시각적으로 표시하도록 된 온도 감응 수단을 포함하는

유체 저장 용기.
제 31 항에 있어서,

상기 감응 수단은 써모크로마틱 페인트 혹은 색소를 포함하는

유체 저장 용기.
제 31 항에 있어서,

상기 감응 수단은 써모크로마틱 액상 결정 장치 혹은 액상 결정층을 포함하는

유체 저장 용기.
제 30 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 감응 수단은 상기 유체 저장 용기의 상기 외부 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는

유체 저장 용기.