冷藏裝置的制造方法
【專利說明】冷藏裝置
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01080041090.9、國際申請日為2010年7月9日的同名的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及冷藏裝置。其尤其、但非排他地在沒有可靠電力供應(yīng)的情況下對疫苗、食品和/或其他易腐爛物品的存儲和運(yùn)輸中用作冷藏裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在欠發(fā)達(dá)國家中疫苗分配者面對的最大問題之一是由于存儲在不正確的溫度下它們的存活性會被破壞。通常，疫苗必須存儲在+2°C到+8°C之間。這個(gè)是特別困難的問題，因?yàn)樵谠S多地區(qū)中，必須在缺乏可靠(以及可能沒有任何)電力供應(yīng)來運(yùn)行冷藏器的情況下保持這個(gè)溫度，并且這樣就導(dǎo)致了全部疫苗中的不能接受的很高比例的疫苗在它們到達(dá)它們的預(yù)期目的地時(shí)已失效。相似的問題也出現(xiàn)于在這種環(huán)境中的食品存儲中。
[0004]自然地，已經(jīng)找到了依靠替代能量源的冷藏器，并且來自太陽光的光伏發(fā)電已經(jīng)被認(rèn)為是最有前景的。任何依靠太陽作為能量源的設(shè)備的問題是在夜間期間該能量源是不可用的。傳統(tǒng)地，太陽能供電的冷藏裝置具有可充電蓄電池，該蓄電池在白天充電并且在夜間使裝置運(yùn)行。然而，眾所周知可充電蓄電池的壽命由于暴露于高溫而縮減。蓄電池故障時(shí)幾乎沒有報(bào)警，這意味著冷藏器會停止工作，從而導(dǎo)致內(nèi)容物變壞。蓄電池的壽命通常比冷藏器的其他部件更短:蓄電池通常不超過五年，而冷藏器作為整體可以持續(xù)20年。
[0005]考慮到這些問題，世界衛(wèi)生組織(WHO) —設(shè)置疫苗冷藏器標(biāo)準(zhǔn)的組織一現(xiàn)在鼓勵(lì)將來在疫苗的分配鏈條中使用無蓄電池的太陽能冷藏器。
[0006]滿足這個(gè)要求的一個(gè)方法是在冷藏器內(nèi)包括低溫庫，其由隔熱板與冷藏器的載物空間分隔開。所述低溫庫是當(dāng)太陽能可用時(shí)冷卻到較低溫度(或許低至-30°C)的熱質(zhì)量。當(dāng)太陽能變?yōu)椴豢捎脮r(shí)，所述低溫庫可以從載物空間吸收熱量。這個(gè)裝置的重要缺點(diǎn)是難以將載物的溫度保持在要求的溫度范圍內(nèi)。這種類型的裝置存在過度冷卻疫苗的特別風(fēng)險(xiǎn):冷凍會導(dǎo)致疫苗立即毀滅。冷凍也會破壞或降低例如新鮮蔬菜的一些食品的價(jià)值，或者導(dǎo)致裝水的瓶破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供可以靠太陽能工作的冷藏裝置，然而它不依靠蓄電池，并且使容納在其內(nèi)的疫苗或其他內(nèi)容物的風(fēng)險(xiǎn)最小。
[0008]為此，本發(fā)明提供一種冷藏器，具有:載物容器，物品可以放置在其內(nèi)以實(shí)現(xiàn)控溫存儲；熱絕緣的庫，載物容器定位在該庫內(nèi)，所述庫容納水，所述水至少部分地浸沒所述載物容器并且延伸進(jìn)入頭部空間，所述頭部空間高于所述載物容器；以及冷卻裝置，其可以冷卻在頭部空間中的水。
[0009]眾所周知，水在4°C具有它的最大密度。因此，當(dāng)在頭部空間中的水冷卻向4°C時(shí)，它的密度將增加，并且它將因此易于沉向庫的底部。因?yàn)檩d物容器的溫度將與周圍的水的溫度相同或接近，所以它將趨向4°C，其是存儲疫苗和許多其他物品的理想溫度。所述載物容器與制冷單元隔開，所以避免它的內(nèi)容物(或它的壁)朝著冷凍點(diǎn)下降的風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]所述冷卻裝置可包括可以冷卻在所述頭部空間內(nèi)的水的制冷單元，以及可以用作用于制冷單元的功率源的功率供應(yīng)單元。所述功率供應(yīng)最通常地包括諸如用于將太陽光轉(zhuǎn)化為電能的光伏電池。
[0011]在典型實(shí)施例中，所述制冷單元包括電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。然而，利用其它制冷技術(shù)的制冷單元可以被使用來提高冷藏器的電效率。這種可替代技術(shù)的一個(gè)實(shí)例是斯特林制冷機(jī)，其可以以太陽能直接驅(qū)動(dòng)模式來操作。
[0012]為了使所述載物空間被冷卻到太低溫度的風(fēng)險(xiǎn)最小，具有制冷單元的冷藏器可以還包括設(shè)置來檢測冰在所述庫中的形成的傳感器。所述傳感器可操作為一旦檢測到冰的形成就導(dǎo)致中斷制冷單元的操作。
[0013]在本發(fā)明的可替代實(shí)施例中，所述冷卻裝置包括熱質(zhì)量，其溫度在載物空間的目標(biāo)溫度以下以便被使用。這樣可以提供在結(jié)構(gòu)方面簡單并且在操作中沒有移動(dòng)部件的冷藏器。例如，熱質(zhì)量可以是水冰體。這種裝置可以單獨(dú)被使用或者與制冷單元組合使用。在冷卻裝置內(nèi)的這個(gè)組合可以比單單制冷單元自己更好或更快地使冷藏器冷卻到它的工作溫度。
[0014]這些實(shí)施例可以包括用于接納與在所述頭部空間中的水熱連通的熱質(zhì)量的隔室。例如，隔室可以適于接納冰?？商娲?，所述熱質(zhì)量可以浸入在所述頭部空間內(nèi)的水中。在后一個(gè)情況中，所述熱質(zhì)量可以是冰袋。
[0015]所述載物空間可以容納在所述冷卻區(qū)域內(nèi)。例如它可以浸入在所述冷卻區(qū)域內(nèi)。這樣允許在所述載物空間和水之間的最大熱傳遞。可替代地，所述冷卻區(qū)域可以容納在所述載物空間內(nèi)。它可以包括延伸通過所述載物空間的一個(gè)或多個(gè)載水通道，例如以歧管的形式。這個(gè)裝置可以更簡單地構(gòu)造，但是從所述載物空間到水的熱傳遞率會變低。
[0016]所述頭部空間在使用中可以直接設(shè)置在所述載物容器上面。在這樣的實(shí)施例中，所述載物容器通常具有在所述載物容器一側(cè)上的開口和關(guān)閉件例如門?？商娲兀鲱^部空間在使用中可以設(shè)置在所述載物容器一側(cè)。在這樣的實(shí)施例中，所述載物容器通常具有在所述載物容器頂部上的開口和關(guān)閉件例如門。
[0017]更一般地，在所述載物容器內(nèi)的載物空間與在所述庫中的水處于緊密熱連通中。這樣確保所述載物保持在與水溫接近的溫度。最優(yōu)選地將所述庫隔熱以使得在庫內(nèi)的水與冷藏器周圍環(huán)境之間的熱傳遞最小。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例可還包括冷凍器隔室。通常，所述冷凍器隔室與在制冷單元的冷卻元件處于緊密熱連通中。這樣確保它被冷卻到比水溫顯著更低的溫度。所述冷凍器隔室可以具有由隔熱門關(guān)閉的開口。所述隔熱門可以關(guān)閉或可以不關(guān)閉所述載物容器。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的有利形式可以具有外殼，裝水襯容納在其內(nèi)。所述襯由柔性塑料材料形成。在這些實(shí)施例中，所述外殼通常提供用于冷藏器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和隔熱。
【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在下面將以舉例方式參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中: 圖1是水密度相對于溫度的曲線圖；
圖2和3是作為本發(fā)明第一實(shí)施例的正面裝載冷藏器的正視和側(cè)視圖；
圖4和5是作為本發(fā)明第二實(shí)施例的頂面裝載冷藏器的正視和側(cè)視圖；
圖6是作為本發(fā)明第三實(shí)施例的正面裝載冷藏器和冷凍器的側(cè)視圖；
圖7是作為本發(fā)明第四實(shí)施例的頂面裝載冷藏器和冷凍器的側(cè)視圖；
圖8是作為本發(fā)明第五實(shí)施例的示意截面圖；
圖9是表示在本發(fā)明實(shí)施例的載物空間內(nèi)的溫度變化的曲線圖；
圖10和11是作為本發(fā)明第六實(shí)施例的正面裝載冷藏器的截面圖；
圖12和13是作為本發(fā)明第七實(shí)施例的頂面裝載冷藏器的截面圖；
圖14是作為本發(fā)明第八實(shí)施例的截面圖；
圖15a到15c是與本發(fā)明實(shí)施例一起使用的不透水襯的正交視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例的操作依賴于水的其中一個(gè)已知異常特性:即，它的密度在大約4°C時(shí)最大，如圖1所示。這意味著一箱在其頂部附近被冷卻的水將形成溫度梯度，由此趨向箱底的水將接近4°C。在箱底處的溫度將不會下降到這個(gè)值以下，除非在箱中的較大部分水凍結(jié)。
[0022]參考圖2和3，現(xiàn)在將描述作為本發(fā)明第一實(shí)施例的冷藏器。
[0023]該實(shí)施例包括殼體10，其在這個(gè)實(shí)施例中大體上定形為直立長方體。殼體10構(gòu)造為庫，其在使用中在內(nèi)部空間12內(nèi)容納一定體積的水。例如，殼體10可以形成為整塊塑料材料旋轉(zhuǎn)模制件。隔熱材料14設(shè)置在殼體10的外表面上以使通過殼體進(jìn)出容納在它內(nèi)部的水的熱流量最小。水在很大程度上填滿內(nèi)部空間12，而可以預(yù)留很小的體積沒有填滿以允許膨脹。
[0024]載物空間20形成在殼體10內(nèi)。載物空間20定位在大體長方體的箱22內(nèi)，箱22具有水平敞開向殼體外部的一個(gè)開口面。在這些實(shí)施例中的載物空間的一般體積可以是在50-100升的范圍內(nèi)，但其他實(shí)施例，用于最特殊的目的，可以具有更大或更小的容量。其他面設(shè)置在殼體10內(nèi)，并且浸入在容納在殼體10內(nèi)的水以下。長方體箱22的浸入面沒有隔熱以便它們處于與周圍的在庫的冷卻區(qū)域中的水的熱連通中。箱22可以可選地與殼體10一體形成。當(dāng)配置冷藏器以使用時(shí)，載物空間20從靠近殼體的內(nèi)部空間12的最低表面延伸到