致冷剂材料的扩散制造技术

一种便携式致冷装置（１），包括用于此种装置中的蒸发室（１０）的准备方法以及按此方法准备的蒸发室（１０），该法涉及致冷剂扩散，以便使来自此种致冷装置（１）蒸发室（１０）的致冷蒸汽的蒸发效率达到最大。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及使用蒸发/凝结过程的自致冷装置，本专利技术特别涉及制备这些装置中使用的致冷材料的方法和用这些制备方法得到的致冷材料。自制冷装置在现有技术中是众所周知的。包括液体产品在内的许多产品当冷却到环境温度以下时具有更受人喜爱的性能，因此人们希望将这些产品冷却到约0℃～20℃之间。一般，这种冷却通过电动致冷单元或利用类如冰的相变材料实现。使用这些单元冷藏此种食物和饮料并非总能办到，这是因为致冷器一般需要电源，且常常不能携带，而且不能迅速冷却该食物或饮料。另外一个根据要求提供冷藏材料的替代方法是使用便携式绝缘容器，但是这些容器仅起保持置于其内部的食物和饮料的原先温度的作用，否则它们要求使用冰块提供所希望的冷却效果。当使用冰块时，绝缘容器就会比该食物或饮料大而重得多。此外，在许多地方，当需要冷却作用时，却无现成的冰。冰块一直独立地用于迅速冷却食物或饮料。可是独立使用冰进行冷却常因其在0℃以上仅能储存一段有限时间而不理想。此外，冰在需要冷却作用时可能无法获得。除了冷藏食物和饮料以外，还有其他许多非常需要便携式冷藏装置的用途。这些包括医学用途、工业用途和化妆用途。医学用途包括冷藏组织或器官以及准备作为外科手术一部分的冷敷和组织的低温破坏，工业用途包括根据要求生产冷水或其他冷液体，保存生物试样以及冷却防护服。在所有这些方面，便携式冷藏装置有着广泛的用途。大多数制造自容式微型化冷藏装置的设想都依赖使用在高于大气压的压力下贮存的液体致冷剂，从而可以将致冷蒸汽直接释放入大气。不幸的是许多这种系统用的现有液体致冷剂要么易燃、有毒、危害环境，要么在以液体形式存在的高压和其数量符合使用目的的情况下有爆炸的危险。相反，其他可用的排入大气的现成液体致冷剂(类如二氧化碳)，其热容和蒸发潜热较低。结果，某些释放二氧化碳的冷藏装置比商业上可以接受的便携式装置笨重。在便携式装置中提供冷却效果的另外一个替代方法是在和进行蒸发的室分开的一个室内吸收或吸附该致冷蒸汽。在此种系统内，该液体致冷剂在一个密封室内的低压下沸腾，并从其周围吸收热。液体沸腾所产生的蒸汽连续地从该第一室中放出，并排入含有吸收或吸附蒸汽的吸收剂的第二室内。本专利技术概述本专利技术提出制备用于蒸发/凝结自致冷装置中的致冷剂材料的方法以及用此方法生产出的制冷剂材料。本专利技术的诞生源自对此种装置内高效率地蒸发致冷剂的要求。本专利技术的一个方面提出一种在便携式、一次性、非释放蒸发型式致冷器中使用的蒸发室的制备方法。该方法包括形成一种挥发性非水溶剂(例如包括甲醇在内的短链醇)和一种致冷剂扩散剂(例如丙烯酸脂基聚合物和共聚物，淀粉-接枝聚合物和包括丙烯酰胺共聚物和一种丙烯酸的碱盐在内的共聚物丙烯酸盐)的混合物；将此混合物(该混合物中的挥发性溶剂重量比约为10～70％，而聚合材料的重量比约为30～90％)沉积在一个蒸发室的内表面上(在某些情况下，基本上沉积在所述蒸发室的整个内表面上，该沉积致冷剂扩散剂的内表面在某些情况下由一层保护性清漆-也可以是铝-覆盖)；使挥发性溶剂蒸发后在蒸发室的内表面上留下基本上均匀的一层致冷剂扩散剂；在致冷剂扩散剂层上加致冷剂(例如水)以便产生一层和致冷剂扩散剂紧密结合的基本上均匀的致冷剂层(该致冷剂和扩散剂的层厚可达0.03英寸)；通过蒸发室抽真空(例如压力不超过约20毫乇)从蒸发室中除去气体；将蒸发室密封防止气体再进入蒸发室。该蒸发室还备有控制液体在蒸发室内部和外界低压容器之间交流的装置，例如通过一个阀和蒸发室分开的吸收室和一个在该装置启动前阻止液体在吸室器和蒸发室之间交流的致动器。该蒸发室也适宜在其内部和外部表面之间提供热传导。另一方面，本专利技术提供一个密封的和抽成真空的蒸发室，其包括一个抽真空至压力不超过约20毫乇的气密室；一层涂在该气密室至少部分内表面上的基本均匀的致冷剂扩散剂；一层附着在该致冷剂扩散剂上的基本均匀的致冷剂以及一个控制液体在该室内部和低压容器之间交流的装置。该蒸发室备有控制液体在蒸发室内部和一个外界低压容器之间交流的装置。该蒸发室适于在其内部和外部表面之间提供热传导。另一方面，本专利技术提出一种使用便携式、一次性、非释放蒸发型式致冷器通过操作阻止致冷蒸汽流动的装置允许其流动从而冷藏产品的方法。该蒸发室中的压力在此操作之后减小，使致冷剂蒸发并形成致冷蒸汽，该蒸汽由吸收器内的吸收剂材料收集，并在吸收剂中产生热，然后通过收集蒸汽从蒸发室中除去蒸汽直到吸收剂基本饱和或全部致冷剂基本上收集到吸收材料内的平衡状态为止，同时利用相变型热沉材料容纳吸收器内吸收剂产生的热，于是使产品冷却。本专利技术提供一种自容式、一次性致冷装置。本专利技术的该装置不排出任何种气体或蒸汽。在该装置内不存在有害的或有毒的材料或元件，并且该装置易于进行材料再循环。在该装置内无压缩气体和类如非稳定致冷剂的危害环境材料。该装置即使在被火焚烧时也不爆炸并且是不燃的。由本专利技术提出的该致冷剂扩散法设计能使便携式、一次性、非释放蒸发型式致冷装置中的致冷剂进行高效率有控制地蒸发。本专利技术的材料和方法可以从此种致冷装置蒸发室的内表面蒸发出一层基本均匀的致冷剂。此层基本均匀的致冷剂在该致冷装置的整个储存期内得以保持，不管重力的影响和在正常搬弄该致冷装置时不可避免的振动。在说明内使用的“基本均匀的一层”指的是该层致冷剂材料和致冷剂扩散剂在其覆盖的一个部位表面上的厚度不超过其他此种部位上的大约一倍。在使用扩散剂时，该致冷剂将在致冷剂扩散剂上扩散，不然该致冷剂材料将在蒸发室的内表面上扩散，不管该表面覆盖与否。当使用致冷剂扩散剂时，该致冷剂扩散剂将在蒸发室的内表面上扩散，不管该表面上用任何型式的保护层复盖与否。在说明中使用的“短链”指的是包含1～4个碳原子的有机分子。在说明中使用的“共聚物”包括无规共聚物和嵌段共聚物。除非另有规定，此处使用的全部技术和科学术语具有的含义和本专利技术所属领域内的一个普通专业人员所理解的相同。虽然和此处所述相同或相当的方法和材料可以在本专利技术的实践中使用，但是下文仍将介绍合适的方法和材料。全部出版物、申请专利、专利和其他此处提到的参考文献都作为整体结合以供参考。在发生矛盾时，以包括定义在内的本说明为准。此外，所举材料、方法和例子仅用于示例而非用于限制。本专利技术的其他特点和优点将从下述详细说明和权利要求书中予以阐明。附图简介附图说明图1为本专利技术某些实施例中使用的致冷装置简图；图2为本专利技术一个特别实施例工作时在蒸发室内产生的蒸发和冷却过程简图；图3为本专利技术特别实施例中可以使用的蒸发柱环形实排的透视图；图4为本专利技术特别实施例中可以使用的蒸发柱共心环形安排的透视图；图5为本专利技术特别实施例中可以使用的蒸发柱十字形安排的透视图；图6为安装在圆筒产品容器内的本专利技术致冷装置的一个特别实施例的俯视图。本专利技术的详细说明本专利技术中使用的自致冷装置包括三个基本部分一个包含一种致冷剂的蒸发室；一个包含一种吸收剂和一种热沉材料的真空吸收剂室；一个阻止致冷蒸汽在蒸发室和吸收室之间流动的装置。此种阻流装置也用于类似当该装置工作期间允许致冷蒸汽在蒸发室和吸收室之间流动。在美国专利5 197 302和5 048 301中已大致介绍过在一个特别致冷装置内的这些部分之间的功能关系。该专利技术装置一般和一种待冷藏的产品有连系。这些产品及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在便携式、一次性、非释放蒸发型式致冷器中使用的蒸发室准备方法，该方法包括： Ａ） 形成一种挥发性非水溶剂和致冷扩散剂的混合物； Ｂ） 将所述混合物沉积在蒸发室内表面上； Ｃ） 将所述挥发性溶剂蒸发到在所述蒸发室的所述内表面上留下一层基本均匀的致冷扩散剂； Ｄ） 在所述致冷扩散剂覆盖层上加致冷剂以产生和所述致冷扩散剂覆盖层密切结合的基本均匀的致冷剂层； Ｅ） 通过将所述蒸发室抽真空从该蒸发室中除去气体； Ｆ） 将该蒸发室密封，以便防止气体再回到所述蒸发室， 其特征在于该蒸发室备有控制液体在蒸发室内部和外界低压容器之间交流的装置，其特征还在于该蒸发室适于提供在其内、外表面之间的热传导。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MW萨宾，
申请(专利权)人：坦普拉技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]