專利名稱：快速冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，更具體地說，涉及一種用于從室溫開始在短時間內快速冷卻罐裝或瓶裝飲料的快速冷卻裝置。
本申請要求享有申請日為2003年1月24日的韓國專利申請P2003-0004843號，P2003-0004844號和P2003-0004845號，及申請日為2003年2月25日的韓國專利申請P2003-0011656號的優(yōu)先權，因而它們共同作為本申請的參考文獻。
背景技術：
通常，希望冷卻罐裝或瓶裝飲料時，將飲料放置在用于冷卻的冷柜的冷藏室或冷凍室內。但是，在冷柜內冷卻室溫狀態(tài)的飲料至少需要數(shù)十分鐘至一個多小時的時間。因此，當用戶需要快速冷卻時，就無法滿足他們的要求。
因此，最近研制了一些裝置，每一種裝置都是利用如下方法來快速冷卻飲料的將快速冷卻裝置設置在冷柜的冷凍室或冷藏室內，并使冷空氣集中到快速冷卻裝置上，以冷卻罐裝或瓶裝飲料。
但是，由于現(xiàn)有的快速冷卻裝置要花費較長時間來冷卻罐內或瓶內的全部飲料，雖然現(xiàn)有的快速冷卻裝置比一般的冷凍方式花費的時間短，仍不能滿足用戶在進行體育鍛煉后或天氣很熱時希望短時間內喝上冷飲料的要求。
而且，即使是目前開發(fā)出的用于冷卻如葡萄酒之類的飲料的冷卻容器，由于冷卻這種冷卻容器僅依賴于熱傳導，所以冷卻速率是很低的。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明旨在提供一種快速冷卻裝置，該裝置可在相當程度上消除由于現(xiàn)有技術的局限性和缺陷形成的一個或多個問題。
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種在短時間內快速冷卻罐裝或瓶裝飲料的快速冷卻裝置。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點可通過隨后的描述表現(xiàn)出來，其中的一部分對于閱讀了下文的解釋的本領域普通技術人員來說是顯而易見的，或者可從發(fā)明的實施中得知。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可以通過說明書、權利要求書及附圖所描述的具體結構來實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)上述目的和其它優(yōu)點，在此，根據(jù)本發(fā)明的目的將對本發(fā)明作具體和概括的描述。本發(fā)明的快速冷卻裝置包括一個殼體，它具有一個分隔成一個空腔和一個設備腔的內部空間；一個位于殼體的前部用于開啟/關閉該空腔的空腔門；一個位于空腔內、用于使蓄冷袋(cold accumulation pack)與飲料容器接觸并一起搖動蓄冷袋和飲料容器，以快速冷卻容器內的飲料的組件(means)；以及一個設置在殼體內用于冷卻蓄冷袋的制冷系統(tǒng)。
所述殼體可包括固定到空腔壁的內表面上的隔熱材料?？涨婚T可用鉸鏈連接到殼體一側。殼體可包括一個前板，該前板固定到具有連接在所述殼體上的空腔門的表面上，以便與空腔門接觸，并且殼體還具有使空腔與外部相通的開口。
制冷系統(tǒng)包括一臺用于壓縮和輸送制冷劑的壓縮機、一個用于冷凝被輸送的制冷劑的冷凝器、一個用于膨脹冷凝后的制冷劑的膨脹組件及一個利用膨脹后的制冷劑蒸發(fā)時發(fā)生的吸熱反應冷卻空腔的蒸發(fā)器。壓縮機和冷凝器可裝于所述設備腔內。制冷系統(tǒng)還可包括一臺用于將空氣吹向壓縮機和冷凝器的風扇。
所述殼體可包括一個靠近風扇的空氣入口，用于將外部空氣引入設備腔；一個靠近壓縮機和冷凝器的空氣出口，用于將冷卻壓縮機和冷凝器后的空氣排放到外部。蒸發(fā)器可設置在所述空腔內。制冷系統(tǒng)還可包括一臺用于將蒸發(fā)器周圍的冷空氣提供給蓄冷袋的風扇。
蓄冷袋包括可被制冷系統(tǒng)冷卻到低溫的蓄冷材料及一個貯存蓄冷材料的軟袋。所述蓄冷材料是一種凍結點在-7℃--20℃的氯化鈉或氯化鉀溶液。
同時，本發(fā)明的快速冷卻裝置可采用各種不同的形式。在本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置中，所述組件包括一臺電機，它具有可逆向旋轉的軸；一個搖動殼體，它具有許多孔，位于空腔內，用于隨旋轉軸的旋轉而旋轉；一個低溫蓄冷袋，它設置在搖動殼體內，用于與裝入搖動殼體的容器緊密接觸，并與容器一起旋轉，以便快速冷卻容器內的飲料。
該組件還可包括一個旋轉導向件，它具有包圍搖動殼體的環(huán)形外側表面；及多個輥子，它們位于空腔內并與旋轉導向件接觸，用以支承搖動殼體并引導旋轉導向件旋轉。
所述搖動殼體可包括一個具有許多孔的主體、一個內部空間及一個搖動殼體門，所述主體具有敞開的前部和上部，所述搖動殼體門用于開啟/關閉該主體的前部和上部。
蓄冷袋以柔軟狀態(tài)安裝在搖動殼體門的下側。同時，該蓄冷袋安裝在搖動殼體門的下側和主體的底表面上。
在本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置中，所述組件包括第一和第二蓄冷袋，用于從兩個相對側包圍裝有飲料的容器的外表面；一個框架，它位于空腔內，蓄冷袋設置在其內；及一個搖動構件(shaking device)，用于反復轉動框架或使框架沿直線前后運動。
第一和第二蓄冷袋由可自由變形的軟性材料制成，它可與裝飲料的容器的外部形狀一致。搖動組件可以是連接到框架一側的電機，用于使框架沿左方或右方向轉動，或使框架前后運動。
框架可包括一個基底，該基底具有一個表面，蓄冷袋固定其上；一個側面，搖動構件連接在該側面上；一個升降板，具有一個與第一蓄冷袋相對的表面，第二蓄冷袋固定在該表面上，該升降板用于在基底上方或下方的空間內上/下運動；及一個用于使升降板上下運動的升降構件。
升降構件包括一些導向件，每個導向件垂直地位于框架上，它們延過升降板；及一個驅動構件，它用于驅動升降板沿導向件上/下運動。
驅動構件包括一臺驅動電機，它固定在框架的一側；一個螺栓，它平行于導向件，可隨驅動電機的旋轉而旋轉；及一個螺母，它固定在升降板上并與螺栓嚙合。
應當理解，上面對本發(fā)明的描述及下文的詳細描述都只是示例性和說明性的，而且可以用來進一步解釋本發(fā)明的權利要求。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，所述附圖組成本申請的一部分，本發(fā)明圖示的實施方式和文字描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是本發(fā)明的快速冷卻裝置外觀正視圖；圖2是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置內部情況的正視圖；圖3是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置內部情況的平面圖；
圖4是本發(fā)明快速冷卻裝置的制冷系統(tǒng)的原理圖；圖5是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的一種變型的內部情況的平面圖；圖6是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的冷卻和搖動組件的分解透視圖；圖7是圖6中的冷卻和搖動組件的剖視圖；圖8是表示在圖6中的冷卻和搖動組件的底部設置的蓄冷袋的剖視圖；圖9A是插在冷卻和搖動組件內的飲料容器的剖視圖；圖9B是表示圖7中的冷卻和搖動組件的運行過程的剖視圖；圖10是表示本發(fā)明第二實施方式的快速冷卻裝置內的冷卻和搖動組件的透視圖；圖11是表示本發(fā)明第二實施方式的快速冷卻裝置內的冷卻和搖動組件的系統(tǒng)原理圖；圖12和13分別是圖10中的冷卻和搖動組件的運行過程的正視圖；圖14表示本發(fā)明的快速冷卻裝置的運行過程中飲料容器的時間-溫度關系曲線。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖中示出的實例詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。在對實施方式描述時，相同的部件采用相同的名稱和附圖標記，并省略重復的描述。
本發(fā)明的快速冷卻裝置包括一個殼體、一個空腔門、一個冷卻和搖動組件(cooling and shaking means)、一個冷卻系統(tǒng)。根據(jù)冷卻和搖動系統(tǒng)的設計，可提供不同的實施方式。下文將參照附圖對這些實施方式進行詳細描述。
圖1是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的外觀正視圖，圖2是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置內部情況的正視圖，圖3是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置內部情況的平面視圖。
參照圖1-3，本發(fā)明的快速冷卻裝置的殼體10的內部空間被分隔成空腔11和設備腔12。在構成空腔的壁的內表面上設置隔熱材料，以使空腔與外部隔熱。
殼體10的前部是敞開的，設置在殼體上的門20在位于殼體10前部的一側裝有鉸鏈21，門20用于關閉空腔11。參照圖1，門20在遠離設備腔12的一側裝有鉸鏈21，并在靠近設備腔12的門20的前部有一個把手22。當然，鉸鏈21和把手22的位置不限于此，也可改變到其它位置。也就是說，盡管圖中未示出，門20的鉸鏈21可設置在殼體10前部的下側，而把手22可設置在殼體10前部的上側。反之亦然。
前板14固定在殼10的一個表面上，即固定在殼體10敞開的前表面上，并與門20接觸。前板14位于殼體10和門20之間，并有一個使空腔11與外部相通的開口。
參照圖1，沿門20內表面面向開口邊緣的那部分覆蓋有密封件23。因此，當門20關閉時，密封件23與前板14接觸，從而提高了空腔11與外部之間的氣密性和隔熱性能。當然，密封件23也可不設置在門20的內側表面上，而設置在沿開口邊緣的前板14上。
將冷卻和搖動組件設置在空腔11上。在本發(fā)明的快速冷卻裝置中，所述冷卻和搖動組件包括一個蓄冷袋，并使冷卻和搖動組件在蓄冷袋與飲料容器接觸的情況下?lián)u動，以便快速冷卻飲料?？墒褂酶鞣N不同的冷卻和搖動組件，后面將詳細描述。下面將描述用在所有實施方式中的蓄冷袋系統(tǒng)。
所述蓄冷袋包括一個袋和一種貯存在該袋中的蓄冷材料。袋是用柔性材料制成的，例如用聚氯乙烯之類的軟塑料制成。利用后面將描述的制冷系統(tǒng)將蓄冷袋冷卻(即貯冷)到非常低的溫度，如零度以下。用于本發(fā)明的蓄冷材料是氯化納或氯化鉀溶液，優(yōu)選使它們的凍結點下降到-7℃--20℃。由于凍結點的特性不取決于溶質，而取決于溶劑，它與溶劑的摩爾數(shù)成正比，為了獲取理想的凍結點，需要將上述參數(shù)進行適當組合。因此，用在本發(fā)明的液相蓄冷材料具有較低的凍結點，并且這種蓄冷材料可以處在零度以下不凍結的液相狀態(tài)。
在設備腔12的敞開的前部具有一個設備腔蓋15。設備腔蓋15具有一個控制面板，控制面板上帶有各種按鈕和控制單元以便在外部對快速冷卻裝置進行操作。在設備腔12中具有安裝在其內的制冷系統(tǒng)的各種部件。在空腔11內裝有與控制面板上的控制單元電連接的溫度傳感器(圖中未示出)。
在本發(fā)明的快速冷卻裝置中，蓄冷袋由制冷系統(tǒng)冷卻。更詳細地說，制冷系統(tǒng)冷卻空腔11，從而冷卻空腔內的蓄冷袋。下面將參照

冷卻空腔11和蓄冷袋的制冷系統(tǒng)。
圖4是本發(fā)明的快速冷卻裝置中的制冷系統(tǒng)的原理圖。
參照圖4，制冷系統(tǒng)包括一臺壓縮機31、一個冷凝器32、一個膨脹組件33和一個蒸發(fā)器34。與控制單元電連接的制冷系統(tǒng)在控制單元的控制下運行。
如圖3所示，將氣態(tài)制冷劑壓縮成高壓并提供給冷凝器32的壓縮機31安裝在設備腔12內。設備腔12中的冷凝器32將來自壓縮機31的制冷劑冷凝成液態(tài)制冷劑。壓縮機31和冷凝器32會發(fā)熱。所以，由壓縮機31和冷凝器32產(chǎn)生的熱可使設備腔12變熱。
為了解決設備腔12變熱的問題，本發(fā)明的快速冷卻裝置包括設置在設備腔12內的冷卻風扇32a，以冷卻設備腔12。冷卻風扇32a從外部抽取空氣并將空氣吹向壓縮機31和冷凝器32。按照這種方式，壓縮機31和冷凝器32與來自冷卻風扇32a的冷空氣進行熱交換，從而被冷卻。在殼體10內設有多個空氣入口(圖中未示出)和空氣出口(圖中未示出)，用于通過冷卻風扇32a將外部空氣引入設備腔12，并排出與壓縮機31和冷凝器32熱交換后變熱的空氣。
同時，本發(fā)明的快速冷卻裝置最好在殼體10的前部具有空氣入口，在殼體10的后部具有空氣出口。在通過設備腔12的前部引入外部冷空氣時，還將這些空氣用來冷卻控制單元的部件產(chǎn)生的熱，同時由于將這些空氣朝殼體10的后側排放，因而可避免使排放的因冷卻設備腔12的部件后變熱的空氣與用戶直接接觸。為此，最好將冷卻風扇32a安裝在設備腔12內側的前部，而將冷凝器32安裝在設備腔12內側的后部。壓縮機31最好安裝在設備腔12內側的中部，這樣，空氣從冷卻風扇32a通過壓縮機31到達冷凝器32。利用通過設備腔12前部引入的外部空氣冷卻控制單元可防止控制單元因過熱而失靈和發(fā)生故障。
在所述制冷系統(tǒng)中，經(jīng)冷凝器32液化的制冷劑在膨脹組件33處被膨脹，并變成低壓狀態(tài)。膨脹組件33最好安裝在蒸發(fā)器34附近。安裝在空腔11內(例如靠近設備腔12)的蒸發(fā)器34使經(jīng)膨脹組件33膨脹到低壓狀態(tài)的制冷劑與空腔內的空氣進行熱交換，從而使制冷劑蒸發(fā)。由于在蒸發(fā)器34內蒸發(fā)的制冷劑從蒸發(fā)器34的周圍吸收熱量，所以空腔11內的空氣被冷卻。因此，當空腔11被蒸發(fā)器34冷卻、蓄冷袋與空腔11內的空氣進行熱交換后，空腔11內的蓄冷袋也被冷卻。
為了提高蒸發(fā)器34的熱交換性能并有效地冷卻蓄冷袋，本發(fā)明的快速冷卻裝置設有一臺風扇34a。如圖3所示，風扇34a安裝在空腔11內靠近蒸發(fā)器34的位置。風扇34a將蒸發(fā)器34周圍的冷空氣吹向空腔11，最好集中吹向蓄冷袋。
在制冷系統(tǒng)內可安裝一個除污器(strainer)35。如圖3所示，除污器35安裝在冷凝器32和膨脹組件33之間的制冷劑管道上，用于過濾制冷劑中的雜質。除污器35不僅用于過濾制冷劑，而且也在制冷劑管道充注由制冷系統(tǒng)提供的制冷劑之前排空制冷劑管道時，用于去除存留在制冷劑管道中的水分?？稍谥评鋭┕艿郎弦源笾麓怪庇谥评鋭┝鲃拥姆较虬惭b至少一個或多于一個濾網(wǎng)式除污器35。
制冷系統(tǒng)將空腔11中的蓄冷袋冷卻到很低的溫度。于是，當蓄冷袋與飲料容器接觸而且使袋中的蓄冷材料與飲料一起搖動時，蓄冷袋使放入空腔11中的飲料容器冷卻。下文將更詳細描述通過冷卻和搖動組件實現(xiàn)快速冷卻的過程。
冷卻和搖動組件可以有不同的類型。下面將參照圖2-6描述本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的冷卻和搖動組件。參照圖5，該圖是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的一種變型的內部情況的平面視圖，圖6是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的冷卻和搖動組件的分解透視圖。
參照圖2-6，本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的冷卻和搖動組件包括一個搖動殼體40、一臺電機48和一個蓄冷袋46。搖動殼體40可旋轉地安裝在空腔11內。如圖6所示，搖動殼體40包括一個主體41和一個門44。主體41呈容器的形狀，其內具有敞開的前部和上部及一個空間。當門44沿上下方向滑動時，將打開或關閉敞開的前部和上部。為此，門44具有能覆蓋主體41的前部和上部并連在一起的兩塊板的結構。多個滑動條45固定在覆蓋門44的上部的板的相對側，這些滑動條從所述上部分垂直向下延伸。
在主體41的相對側設有沿上下方向延伸的滑動導軌43，滑動條45插在所述滑動導軌內并可沿上下方向滑動。門44和主體41用帶許多孔的板、如網(wǎng)狀板制成。因此很容易將風扇34a吹送的冷空氣導入搖動殼體40。
同時，門44可以與上述方法不同的方法和主體41接合。例如，可將鉸鏈設置在主體41敞開的上部的一側，用于將門44連接在主體41上。在這個實例中，不設置滑動條45或滑動導軌43。當門44與主體41連接后，可通過繞鉸鏈轉動門44來開啟/關閉主體41敞開的前部和上部。因此，搖動殼體40與門44之間的接合結構不限于上述結構，而可以采用不同形式的接合結構，只要能開啟/關閉主體41敞開的前部和上部即可。
電機48可在預定角度范圍內正反轉動。這樣，搖動殼體40可由電機48驅動，使其交替反復地沿順時針方向和逆時針方向轉動。因此，本發(fā)明的快速冷卻裝置具有支承和引導搖動殼體40轉動的結構，以使搖動殼體40在預定角度范圍內交替地沿順時針方向和逆時針方向平穩(wěn)地轉動。
為此目的，搖動殼體40包括一個位于主體41上的旋轉導向件42a和多個位于空腔11內側的底表面上并與旋轉導向件42a的外表面接觸的輥子42b。旋轉導向件42a形成在搖動殼體40的主體41的外表面上，更詳細地說，形成在主體41的相對側和下側周圍。旋轉導向件42a的外表面是一個具有預定半徑的曲面。如圖2所示，輥子42b安裝在空腔11內側底部的一個支撐件上，這樣可使輥子42b的外周面與旋轉導向件42a的外周面接觸。
同時，旋轉導向件42a和輥子42b最好設置在搖動殼體40的前部，即靠近電機48的相對側的部分。由于前側靠重力下降，所以可穩(wěn)定地支承搖動殼體40，同時搖動殼體40的后側由電機48的旋轉軸支承。
根據(jù)上述結構，由于通過電機48可使旋轉導向件42a和輥子42b一起隨搖動殼體40的轉動而轉動，所以搖動殼體40能平穩(wěn)轉動。同時，電機48的旋轉不局限于在預定角度范圍內轉動，也可以使電機48在預定時間內沿一個方向旋轉。
由電機48驅動旋轉的搖動殼體40可直接與電機48相連或間接地通過一個輔助動力傳輸構件與電機48相連。在圖3所示的實施方式的情況下，搖動殼體40的一側、如后側直接連接在電機48上。電機的旋轉軸穿過形成空腔11的壁和隔熱部件13。
同時，在圖5所示的實施方式的情況下，搖動殼體40通過一個輔助動力傳輸構件間接地連接在電機48上。在這種情況中，第一軸49a從搖動殼體40的一側、如后側伸出，并且電機48的旋轉軸與第一軸49a間隔開并與第一軸49a平行。因而，第一軸49a和電機48的旋轉軸與皮帶49b或鏈條(圖中未示出)相接。
若第一軸49a和電機48的旋轉軸與皮帶49b相接，皮帶輪分別安裝在第一軸49a和電機48的旋轉軸上。若第一軸49a和電機48的旋轉軸與鏈條相連時，鏈輪分別安裝在第一軸49a和電機48的旋轉軸上，而鏈條繞在鏈輪上。此外，雖然圖中未示出，電機48的旋轉軸與主體41也可通過兩個齒輪嚙合。
同時，雖然圖中未示出，但電機可安裝在搖動殼體40的下方。在這種情況中，電機48的旋轉軸垂直地直接連接在搖動殼體40上，即沿上/下方向直接連接在搖動殼體40的下方。這種結構省去了參照圖2所描述的旋轉導向件42a和輥子42b。
同時，蓄冷袋46安裝在由電機48驅動旋轉的搖動殼體40的內側。蓄冷袋46以與裝入搖動殼體40的飲料容器緊密接觸的狀態(tài)快速冷卻飲料。如上所述，蓄冷袋46包括液相蓄冷材料和一個內部貯存有所述蓄冷材料的軟袋。下面省略了對已經(jīng)說明過的蓄冷袋46的一般結構的描述，而將參照圖6-8對搖動殼體內的蓄冷袋46的安裝結構進行描述。參照圖7，該圖表示圖6中的冷卻和搖動組件的剖視圖，圖8是在圖6中的冷卻和搖動組件的底部設置的蓄冷袋的剖視圖。
參照圖6，將蓄冷袋46設置成使蓄冷袋46的一部分固定在門44的下側，而其它部分下垂。蓄冷袋46的相對端和中央部分用例如多個支撐條47固定在門44的下側。如圖6所示，支撐條47呈薄長形并設置成平行于將飲料容器通過搖動殼體40的主體41的敞開的前部插入的方向。用例如螺釘47a將支撐條47固定在門44的下側。一旦將軟蓄冷袋46安裝就位，如圖7中所示，蓄冷袋46未用支撐條47固定在門44下側的部分則下垂。飲料容器放置在下垂部分之間，這樣可使蓄冷袋46和飲料容器的外表面緊密接觸。
參照圖8，蓄冷袋不僅可設置在門44的下側，也可設置在主體41的底表面。在主體41底部的蓄冷袋46a與設置在門44下側的蓄冷袋46相同。蓄冷袋46a不需要安裝在主體41底表面上的特殊支撐條，只要在搖動殼體40旋轉過程中能使固定的蓄冷袋46a不移動即可。如果將蓄冷袋46和46a分別安裝在門44的下側和主體41的底部，由于放置在主體41中的飲料容器由處于其上部、下部和相對側的蓄冷袋46和46a包圍，所以飲料容器與蓄冷袋46和46a的接觸面積更大，這樣可增大傳熱表面，從而可加速飲料的冷卻。
下面將參照圖9A和9B描述本發(fā)明第一優(yōu)實施方式的快速冷卻裝置的操作過程。參照圖9A，該圖是插在圖7中的冷卻和搖動組件內的飲料容器的剖視圖，圖9B是表示圖7中的冷卻和搖動組件的操作過程的剖視圖。
本發(fā)明的快速冷卻裝置的制冷系統(tǒng)是在飲料容器沒有放入殼體10內的狀態(tài)下運行的。在制冷系統(tǒng)投入運行時，壓縮機31將氣態(tài)制冷劑壓縮成高壓并提供給冷凝器32。冷凝器32將高壓制冷劑冷凝成低壓液態(tài)制冷劑。然后制冷劑經(jīng)除污器35并通過膨脹閥33進入蒸發(fā)器34。進入蒸發(fā)器34的制冷劑蒸發(fā)并從周圍吸收熱量。風扇34a將蒸發(fā)器34周圍的冷空氣吹向空腔11，更具體地說，吹向具有蓄冷袋46的搖動殼體40。按這種方式，在制冷系統(tǒng)運行時，蓄冷袋46總保持在較低的溫度。由于在蓄冷袋46中的蓄冷材料的凍結點處于-7℃--20℃的范圍，所以蓄冷材料在很低的溫度下也不會凍結。按照上述過程，制冷系統(tǒng)可使空腔11保持在固定的溫度上。
利用制冷系統(tǒng)使蓄冷袋46保持在較低的溫度，在這種狀態(tài)下將門20打開，并將飲料容器1放入搖動殼體40中。在這種情況下，如圖9A所示，在向上提升搖動殼體40的門44后，將飲料容器1通過主體41敞開的前部插入主體41內。然后，當飲料容器1全部插入主體41內部時，將門44落下。利用滑動條45和滑動導軌43引導門44的提升和落下的運動。如圖9B所示，當門44完全落下時，蓄冷袋46的下垂部分包圍并緊密地與飲料容器1的外表面接觸。
在蓄冷袋46與飲料容器1緊密接觸的狀態(tài)下，向電機48供電。然后如圖9B所示，搖動殼體40在預定的角度范圍內交替地以順時針方向和逆時針方向轉動。在這種情況下，旋轉導向件42a和輥子42b引導搖動殼體40平穩(wěn)地轉動。當搖動殼體40轉動時，貯存在飲料容器1內的飲料也被搖動，從而使飲料對流。而且使蓄冷袋46中的液態(tài)蓄冷材料也對流。當飲料和蓄冷材料形成對流時，在飲料和蓄冷材料之間便發(fā)生熱傳遞。在這種情況下，由于蓄冷材料為低于零度的液態(tài)，因此飲料容器1和其中的飲料被快速冷卻。
經(jīng)過預定時間后，電機48停止運轉，飲料的冷卻過程完成。然后打開門20，向上提升門44，取出飲料容器1。
在所述蓄冷袋46與飲料容器1緊密接觸的情況下，通過搖動溫度處于零下的蓄冷袋46和飲料容器1，本發(fā)明的快速冷卻裝置可縮短飲料的冷卻時間，使蓄冷材料和飲料之間的對流傳熱最大。
此外，本發(fā)明的快速冷卻裝置可采用與上述系統(tǒng)不同的冷卻搖動構件(cooling and shaking device)系統(tǒng)。下面將參照附圖描述本發(fā)明第二優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置中的冷卻搖動構件。參照附圖，本發(fā)明的第二實施方式除了冷卻和搖動構件外，具有一個與參照圖2-9B描述的系統(tǒng)大部分相同而少部分不同的系統(tǒng)。因此，下面將只描述冷卻搖動構件的不同之處。在描述該優(yōu)選實施方式時，與參照圖2-9B描述的實施方式相同的部分采用相同的名稱和附圖標記。
圖10是表示本發(fā)明第二實施方式的快速冷卻裝置中的冷卻搖動組件的透視圖，圖11是表示本發(fā)明第二優(yōu)選實施方式的快速冷卻裝置的系統(tǒng)的原理圖。參照圖10，可注意到，本發(fā)明第二實施方式的冷卻搖動組件包括第一和第二蓄冷袋61和65、一個框架50及一個搖動構件。
第一和第二蓄冷袋61和65由分開的軟體構成。第一和第二蓄冷袋61和65分別由蓄冷材料和用于貯存蓄冷材料的軟袋構成。第一和第二蓄冷袋61和65具有與參照圖2-9B描述的蓄冷袋46相同的系統(tǒng)，并省略對該相同系統(tǒng)的描述。下面在描述框架50時，只簡要地描述第一和第二蓄冷袋61和65的安裝結構。
框架50設置在空腔11內，并包括一個基板51，一個升降板55及一個升降構件。如圖10所示，基板51為彎折的“L”形。第一蓄冷袋61固定在水平底表面、如基板51的上表面上。搖動構件(shaking device)連接在基板51的垂直部分上。下面將描述該搖動構件。
升降板55設置在基板51的上側或下側空間內，它平行于基板51的水平底表面并與之隔開一段距離。圖10表示升降板55的一個實例，該升降板55設置在基板51的水平底表面的上部空間。如圖10所示，第二蓄冷袋65固定在升降板55的下側。因此，第一和第二蓄冷袋61和65相互對置地配置在基板51和升降板55之間。
利用升降構件使升降板55在基板51上方的空間內上下運動。沿上下方向升降運動的升降構件包括一些用于沿上下方向引導升降板55的導向部件和一個驅動構件。
導向部件垂直豎立在基板51的水平表面上，而且伸過升降板55。如圖10所示，導向部件例如可以是多個導向柱52。導向柱52垂直地向上豎立在基板51的水平表面的角落處，而且伸過升降板55的角落處。按照上述結構，升降板55在導向柱52的引導下，沿上下方向運動。升降板55與第二蓄冷袋65一起上下運動導致第一和第二蓄冷袋61和65緊密接觸或分離。
在驅動構件的一實施方式中，電機56的動力用于上下推動升降板55。驅動構件55包括電機56、螺桿57和螺母59。如圖10所示，電機56被固定在框架50的一側，例如固定在框架50的垂直部分的上部。螺桿57與導向柱52平行，并由電機56驅動旋轉。螺桿57延伸并穿過例如升降板55。如圖10所示，螺母59在螺桿57穿過升降板55的位置處與螺桿57嚙合。
可利用各種方法將電機56的動力傳輸給螺桿57。如在一實例中，螺桿57和電機56的旋轉軸可與皮帶58相連接。在這種系統(tǒng)中，旋轉動力由電機56通過皮帶58傳遞給螺桿57。盡管圖中未示出，但螺桿57和電機56的旋轉軸也可用鏈條相連，或通過兩個嚙合的齒輪相連。或者，不使用單獨的動力傳輸構件，而將螺桿57直接連接到電機56的旋轉軸上。由于上述系統(tǒng)是本領域專業(yè)人員公知的，所以上面只用文字進行說明而未用單獨的附圖示出。
同時，利用搖動構件使框架50沿順時針或逆時針方向旋轉，或前后運動。如圖10所示，搖動構件包括一個連接在框架50的垂直部分一側的電機70。本實施方式只要求電機70具有能使電機70的旋轉軸沿順時針或逆時針方向旋轉，或沿旋轉軸方向前后運動這樣的結構就足以滿足需要。
參照圖11，具有上述冷卻和搖動構件的第二實施方式的快速冷卻裝置還設有一個制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)冷卻安裝在空腔11內的第一和第二蓄冷袋61和65。由于該制冷系統(tǒng)與參照圖2-9描述的實施方式相同，因而將不再進行描述。
下面將參照圖12和13描述本發(fā)明第二實施方式的操作過程。圖12和13分別是表示圖10中的冷卻和搖動組件的操作過程的正視圖。
另外，第二實施方式的快速冷卻裝置在飲料容器還未放到殼體10內的狀態(tài)下，利用制冷系統(tǒng)冷卻空腔11和第一及第二蓄冷袋61和65。由于該過程與參照圖2-9B描述的實施方式相同，因而將不再進行描述。
在制冷系統(tǒng)已冷卻第一和第二蓄冷袋61和65的狀態(tài)下，打開快速冷卻裝置的門20，然后將飲料容器1放入快速冷卻裝置中。在這種情況下，升降板55處于最高位置。因此，如圖12所示，第一和第二蓄冷袋61和65相互分離。在這種狀態(tài)下，如圖12所示，將飲料容器1放置在第一蓄冷袋61上。借此，第一蓄冷袋61與飲料容器1接觸，從而大致將飲料容器1的外周表面的一半包圍住。
當放入飲料容器1后將門20關閉時，操作控制面板，使電機56驅動螺桿57旋轉。然后，升降板55緩慢地向下運動，使第二蓄冷袋65與第一蓄冷袋61接觸。在這種情況下，第二蓄冷袋65與飲料容器1接觸，以包圍飲料容器1外周面的另一半。一旦第一和第二蓄冷袋61和65及飲料容器1的外周面接觸，便開始熱傳遞，從而冷卻飲料容器1中的飲料。
然后，電機70的旋轉軸沿順時針或逆時針方向旋轉，或前后運動。此后，框架50也跟隨旋轉軸的運動而運動。按照這種方式，在第一和第二蓄冷袋61和65中的蓄冷材料和飲料容器1中的飲料受到搖動。被搖動的液態(tài)蓄冷材料與飲料進行對流換熱，從而將飲料迅速冷卻。
經(jīng)過預定時間后，電機70停止運轉，完成飲料的冷卻過程。然后，通過電機56和螺桿57向上推動升降板55。當升降板55運動到最上部時，打開門20，然后在與圖12相同的狀態(tài)下從快速冷卻裝置中取出飲料容器1。
在本發(fā)明的第二實施方式中，還可通過使低于零度的蓄冷袋與飲料容器直接接觸，并搖動蓄冷袋和飲料容器，使飲料以極快的速度被冷卻。
另一方面，圖14表示出在本發(fā)明的快速冷卻裝置工作期間，時間-飲料容器的溫度關系曲線。參照圖14，可以看出，本發(fā)明的快速冷卻裝置可在大約120秒內，將飲料從大約30℃冷卻到大約0℃。
本發(fā)明的快速冷卻裝置可制成具有類似微波爐的外形，并非常適合在家庭、商店、運動場、體育館或類似場所使用。如果控制面板設有選擇飲料的種類和期望冷卻的時間的系統(tǒng)，則可將飲料冷卻到用戶喜愛的適當溫度。
正如上面所描述的，本發(fā)明的快速冷卻裝置具有如下優(yōu)點。
首先，使冷卻到非常低溫度的蓄冷袋與飲料容器緊密接觸并搖動蓄冷袋和飲料容器，因而不僅進行熱傳導，而且還進行有效的對流傳熱，從而使飲料的冷卻非常迅速。
快速冷卻的能力足以使顧客在任何時候都能喝到口味合適的飲料，從而可滿足顧客的需要。
顯然，本領域的技術人員可在不超出本發(fā)明的構思和保護范圍的前提下進行各種改型和變換。
例如蒸發(fā)器可直接安裝在蓄冷袋內，以使蒸發(fā)器與蓄冷材料進行熱交換。
因此，在權利要求書要求保護的范圍及其等同物的范圍內對本發(fā)明的改型和變換都將落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種快速冷卻裝置，其包括一殼體，它具有一個分隔成空腔和設備腔的內部空間；一空腔門，它位于所述殼體的前部，用于開啟/關閉所述空腔；一位于所述空腔內、用于使一蓄冷袋與飲料容器接觸并使該蓄冷袋和飲料容器一起搖動以快速冷卻容器內的飲料的組件；以及一制冷系統(tǒng)，它設置在所述殼體內并用于冷卻所述蓄冷袋。
2.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述殼體包括固定到所述空腔壁內表面上的隔熱材料。
3.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述空腔門用鉸鏈連接到所述殼體的一側。
4.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述殼體包括一前板，該前板固定到具有連接在所述殼體上的空腔門的表面上，以便與所述空腔門接觸，并且所述殼體還具有使所述空腔與外部相通的開口。
5.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述制冷系統(tǒng)包括一用于壓縮和輸送制冷劑的壓縮機；一用于冷凝被輸送的制冷劑的冷凝器；一用于膨脹冷凝后的制冷劑的膨脹組件；及一利用膨脹后的制冷劑蒸發(fā)時發(fā)生的吸熱反應冷卻所述空腔的蒸發(fā)器。
6.按照權利要求5所述的快速冷卻裝置，其中，所述壓縮機和冷凝器設置在所述設備腔內。
7.按照權利要求6所述的快速冷卻裝置，其中，所述制冷系統(tǒng)還包括一用于將空氣吹向所述壓縮機和冷凝器的風扇。
8.按照權利要求7所述的快速冷卻裝置，其中，所述殼體包括一靠近所述風扇的空氣入口，用于將外部空氣引入所述設備腔；及一靠近所述壓縮機和冷凝器的空氣出口，用于將冷卻壓縮機和冷凝器后的空氣排放到外部。
9.按照權利要求5所述的快速冷卻裝置，其中，所述蒸發(fā)器設置在所述空腔內。
10.按照權利要求9所述的快速冷卻裝置，其中，所述制冷系統(tǒng)還包括一用于將所述蒸發(fā)器周圍的冷空氣提供給所述蓄冷袋的風扇。
11.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述蓄冷袋包括可被所述制冷系統(tǒng)冷卻到低溫的蓄冷材料；及一用于貯存所述蓄冷材料的軟袋。
12.按照權利要求11所述的快速冷卻裝置，其中，所述蓄冷材料是氯化鈉或氯化鉀溶液。
13.按照權利要求12所述的快速冷卻裝置，其中，所述蓄冷材料的凍結點在-7℃--20℃的范圍。
14.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述組件包括一電機，它具有可逆向旋轉的軸；一搖動殼體，它具有許多孔，該殼體位于空腔內，用于隨所述旋轉軸的旋轉而轉動；及一低溫蓄冷袋，它設置在搖動殼體內，用于與裝入搖動殼體的容器緊密接觸，并與容器一起旋轉，以便快速冷卻容器內的飲料。
15.按照權利要求14所述的快速冷卻裝置，其中，所述組件還包括一旋轉導向件，它具有包圍所述搖動殼體的環(huán)形外側表面；及多個輥子，它們位于所述空腔內并與所述旋轉導向件接觸，用以支承所述搖動殼體并引導所述旋轉導向件旋轉。
16.按照權利要求14所述的快速冷卻裝置，其中，所述搖動殼體包括有許多孔的一主體，它具有敞開的前部和上部及一內部空間；及一搖動殼體門，用于開啟/關閉所述主體的前部和上部。
17.按照權利要求16所述的快速冷卻裝置，其中，所述蓄冷袋以柔軟狀態(tài)安裝在所述搖動殼體門的下側。
18.按照權利要求16所述的快速冷卻裝置，其中，所述蓄冷袋安裝在所述搖動殼體門的下側和所述主體的底表面上。
19.按照權利要求1所述的快速冷卻裝置，其中，所述組件包括第一和第二蓄冷袋，用于從兩個相對側包圍裝有飲料的容器的外表面；一框架，它位于所述空腔內，所述蓄冷袋設置在其內；及一搖動構件，用于反復轉動所述框架或使所述框架沿直線前后運動。
20.按照權利要求19所述的快速冷卻裝置，其中，所述第一和第二蓄冷袋由可自由變形的軟性材料制成，并與裝飲料的容器的外部形狀相一致。
21.按照權利要求19所述的快速冷卻裝置，其中，所述搖動構件是一臺連接到所述框架一側的電機，用于沿左方或右方向轉動所述框架，或使所述框架前后運動。
22.按照權利要求19所述的快速冷卻裝置，其中，所述框架包括一基底，它具有一表面和一側面，所述蓄冷袋固定在所述表面上，所述搖動構件連接在所述側面上；一升降板，它具有一個與所述第一蓄冷袋相對的表面，所述第二蓄冷袋固定在該表面上，該板在基底上方或下方的空間內上/下運動；及一升降構件，它用于使所述升降板上下運動。
23.按照權利要求22所述的快速冷卻裝置，其中，所述升降構件包括多個導向件，每個導向件垂直地位于所述框架上，它們延伸并穿過所述升降板；及一驅動構件，用于驅動所述升降板沿所述導向件上/下運動。
24.按照權利要求23所述的快速冷卻裝置，其中，所述驅動構件包括一驅動電機，它固定在所述框架的一側；一螺栓，它平行于所述導向件，可隨所述驅動電機的旋轉而旋轉；及一螺母，它固定在所述升降板上并與所述螺栓嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速冷卻裝置，用于使罐裝或瓶裝飲料快速地從室溫冷卻下來。該裝置包括一個殼體，它具有一個分隔成空腔和設備腔的內部空間；一個設置在殼體前部的門，用于開啟/關閉該空腔。在空腔內設有用于使蓄冷袋與飲料容器接觸并使蓄冷袋和飲料容器一起搖動的組件，以快速冷卻容器內的飲料。在殼體內還設有用于冷卻蓄冷袋的制冷系統(tǒng)。
文檔編號F25D3/00GK1517647SQ20031011564
公開日2004年8月4日 申請日期2003年11月10日 優(yōu)先權日2003年1月24日
發(fā)明者李明烈, 金成宰, 李旭鏞 申請人:Lg電子株式會社