用于在外部冷卻飲料儲(chǔ)存器的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于在外部冷卻飲料儲(chǔ)存器的系統(tǒng)、在外部冷卻飲料儲(chǔ)存器的方法以 及制造用于飲料儲(chǔ)存器的外部冷卻系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 幾十年來(lái)，飲料罐和飲料瓶一直用于存儲(chǔ)飲料，如碳酸飲料，包括啤酒、蘋(píng)果酒、汽 酒、碳酸礦泉水或各種軟飲料，或者非碳酸飲料，如無(wú)碳酸氣的水，乳制品如牛奶和酸奶，葡 萄酒或各種果汁。飲料容器，如瓶子以及特別是罐，通常設(shè)計(jì)成用于容納最大量的飲料，同 時(shí)將所使用的材料量減到最少，同時(shí)仍確保飲料容器的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0003] 大多數(shù)飲料的最佳飲用溫度顯著低于通常的存儲(chǔ)溫度，飲料容器通常在室溫下存 儲(chǔ)在超市、餐廳、私人住宅和儲(chǔ)存設(shè)施中。大多數(shù)飲料的最佳飲用溫度是大約5°C，因此，在 飲用飲料之前需要進(jìn)行冷卻。通常，在飲用飲料之前，飲料容器被適當(dāng)?shù)胤胖迷诒浠蚶洳?室或類似裝置中，以使得飲料可以在飲用前呈大約5°C的溫度。因而，想要讓飲料可容易地 用于飲用的人必須永久地保持他們的飲料儲(chǔ)存于低溫。許多商業(yè)機(jī)構(gòu)，如酒吧、餐廳、超市 和加油站，需要不斷地運(yùn)行冰箱以能滿足客戶對(duì)冷飲的需求。這可能被視為能量的浪費(fèi)，因 為在被飲用之前，飲料罐可能必須存儲(chǔ)很長(zhǎng)的時(shí)間。在目前的情況下，應(yīng)該提及的是，僅申 請(qǐng)人的公司一年就安裝了約17000個(gè)冰箱以提供冷飲，而每個(gè)冰箱通常具有大約200W的瓦 數(shù)。
[0004] 正如上面所討論的，通過(guò)冷藏進(jìn)行飲料容器的冷卻是非常慢的且造成了能量的浪 費(fèi)。一些人可能通過(guò)將飲料容器存儲(chǔ)在溫度遠(yuǎn)低于凍結(jié)點(diǎn)的冰箱或類似存儲(chǔ)設(shè)施內(nèi)一段短 時(shí)間而減少冷卻所需的時(shí)間。然而，這造成了安全風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槿绻麤](méi)有適當(dāng)?shù)卦陲嬃先萜鲀?結(jié)之前將飲料容器從冷凍裝置中取出，則可能由于膨脹的飲料而引起飲料罐的破裂。備選 地，一桶冰和水可以用于更有效地冷卻飲料，因?yàn)樗臒釋?dǎo)率顯著高于空氣的熱導(dǎo)率。
[0005] 在目前的情況下，可以考慮提供具有內(nèi)部冷卻元件的飲料容器，內(nèi)部冷卻元件 可以在飲用飲料之前不久被激活以將飲料冷卻到合適的低溫。與飲料罐的冷卻和自冷 飲料罐相關(guān)的各種技術(shù)已尤其被描述于下列文獻(xiàn)中：US4403567, US7117684, EP0498428， US2882691， GB2384846, W02008000271， GB2261501， US4209413, US4273667, US4303121， US4470917, US4689164, US20080178865, JP2003207243, JP2000265165, US3309890， W08502009, US3229478, US4599872, US4669273, W02000077463, EP87859 (同族 US4470917)， US4277357, DE3024856, US5261241 (同族 EP0498428)，GB1596076, US6558434, W002085748， US4993239, US4759191， US4752310, W00110738, EP1746365, US7117684, EP0498428， US4784678, US2746265, US1897723, US2882691， GB2384846, US4802343, US4993237， W02008000271， GB2261501， US20080178865, JP2003207243, US3309890, US3229478， W02000077463, W002085748。
[0006] 上述文獻(xiàn)描述了通過(guò)鹽的溶解、化學(xué)反應(yīng)、或通過(guò)蒸發(fā)產(chǎn)生冷卻的技術(shù)。為了使用 如上所述的這些技術(shù)，可以給飲料提供即時(shí)冷卻并避免預(yù)冷卻的需求和電能的消耗。然而， 在上述技術(shù)中，冷卻裝置與飲料容器相比是很大的。換句話說(shuō)，為了容納少量飲料，必須提 供很大的飲料容器，導(dǎo)致材料和體積的浪費(fèi)。飲料/冷卻裝置的尺寸比不利到如此程度以 致上述冷卻裝置的商業(yè)利用是非常有限的。因此，需要產(chǎn)生更多冷卻和/或在飲料容器內(nèi) 占用更少空間的冷卻裝置。
[0007] 申請(qǐng)人已投入大量資源研發(fā)更有空間效率的冷卻裝置，其將能使用較小體積的冷 卻裝置來(lái)冷卻更大量的飲料。這種裝置的例子由申請(qǐng)人在W02011/157735、W02010/066775 和TO 2010/066772中描述。這些冷卻裝置利用熵增反應(yīng)以便產(chǎn)生飲料的更有效的冷卻。
[0008] 使用位于飲料容器內(nèi)的上述冷卻裝置所遇到的一個(gè)問(wèn)題是，在某些情況下，冷卻 裝置的冷卻效果足以在冷卻裝置附近產(chǎn)生飲料冰殼。這種冰殼可能阻止飲料的正確分配， 并且此外，為了飲用已經(jīng)轉(zhuǎn)變成冰的那部分飲料，用戶必須等到冰殼融化。此外，一些飲料， 如碳酸飲料，在凍結(jié)時(shí)將會(huì)劣化。進(jìn)一步的問(wèn)題是冷卻裝置在飲料容器內(nèi)的激活。冷卻裝 置要么必須檢測(cè)飲料容器的開(kāi)啟，要么必須在容器中制造穿過(guò)機(jī)構(gòu)以使得可以從飲料容器 外部激活冷卻裝置。還有一個(gè)問(wèn)題是冷卻裝置泄漏的情況，這可能會(huì)導(dǎo)致飲料的味道不同 或甚至對(duì)用戶的健康具有不利影響。
[0009] 公開(kāi)的德國(guó)專利申請(qǐng)DE2150305A1描述了一種用于冷卻飲料瓶或罐的方法。包括 可溶性鹽的冷卻盒包含在瓶或罐內(nèi)。通過(guò)使鹽在特定體積的水中溶解，通過(guò)利用負(fù)的溶解 焓獲得冷卻效果。然而，假設(shè)最初為2rc的溫度，通過(guò)按照提議使用負(fù)的溶解焓，達(dá)到的最 低溫度是約12°c。沒(méi)有一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)例達(dá)到大約5°C的所追求的溫度。通過(guò)計(jì)算飲料 中的降熱（Q = c*m* AT)，示例性的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)僅僅大約15-38J/ml的飲料降熱。實(shí)施方 式的所有實(shí)例還要求反應(yīng)物的總體積超過(guò)33%的飲料體積。此外，在上述文獻(xiàn)中提議的所 有反應(yīng)被認(rèn)為是可逆的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單地從溶液中除去水，該反應(yīng)可被逆轉(zhuǎn)。通過(guò)除去水， 溶解的鹽離子將重新結(jié)合并形成原始反應(yīng)物。
[0010] 德國(guó)實(shí)用新型DE29911156U1披露了一種具有外部冷卻元件的飲料罐?？梢酝ㄟ^(guò) 施加壓力以混合位于其中的兩種化學(xué)物質(zhì)來(lái)激活冷卻元件。該文獻(xiàn)只描述了單一的化學(xué)反 應(yīng)，包括氯化鉀、硝酸鉀和氯化銨在水中的溶解和離解，其聲明達(dá)到了 〇°C或甚至-16°C的 冷卻元件溫度，然而沒(méi)有描述冷卻元件的起始溫度和這種外部冷卻的效率。也沒(méi)有描述在 使用外部冷卻裝置時(shí)可能會(huì)發(fā)生的至周圍環(huán)境的任何熱損失。
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種冷卻裝置，其可以在飲料容器外部使用以便以更受控和 安全的方式冷卻飲料。此外，本發(fā)明的目的是防止冷卻效果至冷卻系統(tǒng)周圍環(huán)境的任何損 失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上述目的連同許多其他目的，其根據(jù)下面對(duì)按照本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述將是顯而易見(jiàn)的，通過(guò)用于在外部冷卻飲料儲(chǔ)存器的系統(tǒng) 而獲得，所述飲料儲(chǔ)存器容納特定量的飲料，該系統(tǒng)包括：
[0013] 具有內(nèi)壁和外壁的冷卻殼體，內(nèi)壁為導(dǎo)熱材料，用于接觸飲料儲(chǔ)存器的至少一部 分，冷卻殼體限定了內(nèi)艙，該內(nèi)艙包括至少兩種分開(kāi)的、基本上無(wú)毒的反應(yīng)物，該兩種反應(yīng) 物在彼此反應(yīng)時(shí)引起不可逆的熵增反應(yīng)，該熵增反應(yīng)產(chǎn)生以一化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)的基本上無(wú)毒 的產(chǎn)物，該化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大至少因數(shù)3,優(yōu)選地大至少因數(shù)4,更優(yōu)選 地大至少因數(shù)5,所述至少兩種分開(kāi)的、基本上無(wú)毒的反應(yīng)物最初彼此分開(kāi)地包含在內(nèi)艙 中，并且當(dāng)在不可逆的熵增反應(yīng)中彼此進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，引起飲料儲(chǔ)存器內(nèi)的飲料降熱，
[0014] 用于引發(fā)所述至少兩種分開(kāi)的、基本上無(wú)毒的反應(yīng)物之間的反應(yīng)的啟動(dòng)器，和
[0015] 包圍冷卻殼體的隔熱材料的隔熱層。
[0016] 該系統(tǒng)將能夠從飲料儲(chǔ)存器外部冷卻飲料，即冷卻殼體將永遠(yuǎn)不會(huì)浸泡在飲料 內(nèi)。飲料儲(chǔ)存器被解釋為意味著存儲(chǔ)裝置，如傳統(tǒng)的罐、容器、桶、瓶、玻璃杯或其他合適的 包裝，其習(xí)慣用來(lái)在從生產(chǎn)場(chǎng)所到消費(fèi)者場(chǎng)所的運(yùn)輸和處理期間儲(chǔ)存飲料。此外，飲料儲(chǔ)存 器被解釋為包括用于將飲料從儲(chǔ)存裝置輸送到分配裝置的排液管路、流槽和蛇管，飲料在 分配裝置被分配。小的排液管路可用于家用的和一次性的飲料分配系統(tǒng)中。較大的排液管 路和流槽用在專業(yè)系統(tǒng)中，在專業(yè)系統(tǒng)中，飲料可以在存儲(chǔ)裝置和排液裝置之間輸送幾米。 飲料儲(chǔ)存器通常具有圓柱形形狀。
[0017] 冷卻殼體的內(nèi)壁可以適合于周向地包圍和接觸飲料儲(chǔ)存器的底、頂或側(cè)表面。內(nèi) 壁應(yīng)由導(dǎo)熱材料制成，導(dǎo)熱材料應(yīng)被理解為意味著固有地能以有效的方式傳遞熱能的材 料，如金屬，或者備選地，假如內(nèi)壁的厚度小，可以使用中等熱導(dǎo)體，如塑料。為了實(shí)現(xiàn)大的 冷卻效果，將大部分飲料儲(chǔ)存器包圍在冷卻殼體內(nèi)是所希望的。優(yōu)選地，所述飲料儲(chǔ)存器的 相當(dāng)大的部分，如70%、80%、90%或甚至100%，被所述冷卻殼體包圍；然而，為了僅僅保 持已冷卻的飲料的低溫，僅僅接觸飲料儲(chǔ)存器的小部分，如10% -20%，可能就足夠了。內(nèi) 壁和飲料儲(chǔ)存器之間的接觸面應(yīng)盡可能大，即，如有可能，應(yīng)防止任何氣穴。冷卻殼體的內(nèi) 艙應(yīng)通過(guò)內(nèi)壁與飲料儲(chǔ)存器分開(kāi)以便避免飲料的任何意外污染。
[0018] 在激活冷卻殼體之前，冷卻殼體的內(nèi)艙中的兩種反應(yīng)物應(yīng)被分開(kāi)容納，并且當(dāng)冷 卻殼體被激活時(shí)，使兩種反應(yīng)物彼此反應(yīng)。反應(yīng)物可例如通過(guò)容納在兩個(gè)分開(kāi)的腔室中而 被分開(kāi)容納，或備選地，反應(yīng)物之一或兩種反應(yīng)物可以設(shè)有覆層，其防止任何反應(yīng)開(kāi)始直到 激活為止。兩種反應(yīng)物應(yīng)是基本上無(wú)毒的，其將被理解為意味著如果意外飲用了在冷卻殼 體中使用的相關(guān)量，是非致命的。進(jìn)一步想到，可以有多于兩種的反應(yīng)物，如三種或更多種 反應(yīng)物。反應(yīng)應(yīng)該是熵增反應(yīng)，即反應(yīng)產(chǎn)物的數(shù)量應(yīng)該大于反應(yīng)物的數(shù)量。在目前的情況 下，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，生成產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大至少三、優(yōu)選地大四 或更多、優(yōu)選地大五的熵增反應(yīng)將比較小的化學(xué)計(jì)量數(shù)產(chǎn)生更有效的冷卻?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)是 用反應(yīng)物的數(shù)量除產(chǎn)物的數(shù)量之間的關(guān)系。該反應(yīng)應(yīng)該是不可逆的，即，應(yīng)該被理解成意味 著它不應(yīng)該在沒(méi)有顯著困難的情況下就能使反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致可能的飲料再加熱。
[0019] 此外，術(shù)語(yǔ)"不可逆的"應(yīng)該被認(rèn)為與詞語(yǔ)"不可逆轉(zhuǎn)的"同義。術(shù)語(yǔ)"不可逆反 應(yīng)"應(yīng)理解成意味著反應(yīng)