BRPI0621346B1

BRPI0621346B1 - Aparelho para super-resfriamento e método de operar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0621346B1
Application number: BRPI0621346-4A
Authority: BR
Inventors: Su-Cheong Kim; Jong-Min Shin; Su-Won Lee; Cheol-Hwan Kim; Yong-Chol Kwon; Ku-Young Son
Original assignee: Lg Electronics Inc
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2020-05-26
Also published as: AU2006338360A1; EP1991821A1; US8061150B2; AU2006338360B2; US20100186431A1; EP1991821A4; WO2007094549A1; BRPI0621346A2

Abstract

aparelho para super-resfriamento e método de operar o mesmo. a presente invenção revela um aparelho para super-resfriamento e um método de operar o mesmo que podem resolver liberação de super-resfriamento de um espaço super-resfriado e evitar exposição externa de energia como um campo elétrico. o aparelho para super-resfriamento inclui um espaço resfriado por ar frio, para manter um objeto no interior em um estado super-resfriado pelo fornecimento de energia que evita que o objeto seja convertido em uma fase sólida, uma unidade de sentir para sentir liberação de super-resfriamento do espaço ou do objeto, e um aquecedor engatado com a unidade de sentir, para aplicar calor ao espaço ou objeto.

Description

“APARELHO PARA SUPER-RESFRIAMENTO E MÉTODO DE OPERAR O MESMO”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um aparelho para super-resfriamento e a um método de operar o mesmo, e mais particularmente, a um aparelho para super-resfriamento e a um método de operar o mesmo que podem resolver liberação de super-resfriamento de um espaço super-resfriado e evitar exposição externa de energia como um campo elétrico.

Técnica antecedente

Super-resfriamento significa que um líquido como água não é passado para um sólido porém mantido em uma fase de temperatura elevada, a saber, uma fase líquida mesmo abaixo de uma temperatura de transição de fase para o sólido. Gotas de água podem ser super-resfriadas no estado natural. Além disso, água ou bebidas pode ser incidentalmente super-resfriada em um refrigerador geral. Um método de congelamento revelado de acordo com a Gazeta Oficial de Patentes em exposição do Japão S59-151834 e um método de congelamento e um refrigerador revelado de acordo com a Gazeta oficial de Patente em exposição do Japão 2001-086967 aplicam o princípio de super-resfriamento ao refrigerador. Um campo elétrico ou um campo magnético é aplicado a alimentos no refrigerador, de modo que os alimentos possam ser mantidos em um estado super-resfriado abaixo de uma temperatura de transição de fase. Um método de processamento de campo eletrostático revelado de acordo com a Gazeta Oficial de Publicação internacional WO/98/41115 sugere vários tipos de estruturas de eletrodos que podem ser utilizados para super-resfriar e descongelar alimentos.

A figura 1 é uma vista de estrutura que ilustra um refrigerador convencional incluindo um dispensador. O refrigerador 300 inclui uma câmara de congelamento 310 e uma câmara de refrigeração 320. Um fazedor de gelo 330 é instalado na câmara de congelamento 310, e o dispensador 350 é instalado na partintera da câmara de congelamento 340. Um tubo 360 é formada para fornecer água ao fazedor de gelo 330 e dispensador 350, e conectada a uma fonte de fornecimento de água externa (não mostrada). Uma primeira válvula 370, um filtro 380 e uma segunda válvula 390 são dispostos no tubo 360. A primeira válvula 370 controla fornecimento de água a partir da fonte de fornecimento de água externa para o refrigerador 300, o filtro 380 filtra água, e a segunda válvula 390 controla fornecimento de água para o fazedor de gelo 330 e dispensador 350.

Por outro lado, a primeira válvula 370 e a segunda válvula 390 são controladas por uma unidade de controle (não mostrada) do refrigerador 300. O tubo 360 inclui um tubo 361 para fornecer água ao dispensador 350. Água fluindo através do tubo 361 é resfriada por permuta de calor com a câmara de congelamento 310, e descarregada através de uma saída 361 do tubo 361 ou uma saída 351 do dispensador 350.

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A figura 2 é uma vista de estrutura ilustrando um fazedor de gelo transparente revelado de acordo com a Gazeta Oficial de Patente em exposição da Coréia 2006-0013721. O fazedor de gelo transparente 100 inclui um meio de super-resfriamento 120 utilizando pás 122. Gelo de placa fina é laminado pelo fornecimento de água super-resfriada feita pelo meio de super-resfriamento 120 para um meio de fazer gelo 110 incluindo uma bandeja de gelo 111, uma câmara de fazer gelo 112 e ejetores 113 em quantidades muito pequenas, desse modo fazendo gelo transparente.

As figuras 3 e 4 são vistas de estrutura que ilustram um forno de microondas para gerar microondas revelado de acordo com a Gazeta oficial de patente em exposição da Coréia 2005-0002271. O forno de microondas inclui uma porta 400 e um corpo principal 120. A porta 400 tem travas 510 e 520. O corpo principal 120 tem comutadores 710, 720 e 730. Por essa configuração, quando a porta 400 é aberta, a geração de microondas é interrompida por um método mecânico sem o auxílio de uma unidade de controle.

O refrigerador convencional da figura 1 não fornece um líquido super-resfriado. O fazedor de gelo transparente convencional da figura 2 super-resfria água pelo método mecânico utilizando as pás, e faz o gelo de placa fina fornecendo a água super-resfriada em quantidades muito pequenas. Portanto, o fazedor de gelo transparente convencional não pode fazer rapidamente pasta ou gelo. No caso da água super-resfriada seja passada para uma fase sólida e congelada, a técnica convencional não pode resolver o problema.

No refrigerador geral, quando os alimentos são mantidos na câmara de armazenagem no estado super-resfriado, os mesmos são freqüentemente congelados.

Revelação da invenção

Problema técnico

Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para super-resfriamento e um método de operar o mesmo que pode detectar a liberação de super-resfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo um espaço para manter um objeto e um estado super-resfriado.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para superresfriamento e um método de operar o mesmo que pode detectar a liberação de superresfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo um espaço para manter um objeto em um estado super-resfriado, e retornar o objeto liberado de super-resfriamento ao estado super-resfriado.

Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para superresfriamento e um método de operar o mesmo que pode detectar a liberação de superresfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo um espaço para manter um objeto em um estado super-resfriado, e evitar mau funcionamento do aparelho para superresfriamento pela liberação de super-resfriamento.

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Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para superresfriamento e um método de operar o mesmo que pode utilizar energia como um campo elétrico e um campo magnético, e interromper fornecimento de energia quando um espaço para manter um objeto em um estado super-resfriado é externamente aberto.

Solução técnica

Para obter os objetivos acima descritos da invenção, é fornecido um aparelho para super-resfriamento, incluindo: um espaço resfriado por ar frio, para manter um objeto no interior em um estado super-resfriado por fornecimento de energia que evita que o objeto seja convertido em uma fase sólida; uma unidade de detecção para detectar liberação de super-resfriamento do espaço ou objeto; e um aquecedor engatado com a unidade de detecção , para aplicar calor ao espaço ou objeto. Liberação de super-resfriamento significa que o objeto que não foi congelado abaixo de uma temperatura de transição de fase é convertido em uma fase sólida devido à interrupção de potência externa ou energia fornecida na forma de um campo elétrico ou um campo magnético. No caso da água estar superresfriada a -3°C, uma temperatura de água se torna 0°C que é uma temperatura de transição de fase devido à liberação de super-resfriamento, e água é passada para pasta de fase sólida. A unidade de detecção reconhece a liberação de super-resfriamento por detectar a variação da temperatura. A variação de estado do objeto resulta na variação do campo elétrico aplicado. Essa variação pode ser detectada por um sensor de corrente. Além disso, o super-resfriamento pode ser liberado por interrupção de fornecimento de energia, que pode ser detectado por um sensor para detectar interrupção de fornecimento de energia. Por outro lado, quando super-resfriamento é liberado, o objeto em estado de pasta pode ser convertido em um pedaço de gelo por ar frio, o que pára a operação do aparelho. Nesse caso, o aquecedor é utilizado para fazer o aparelho normalmente operado. O objeto não é necessariamente água. Um legume ou carne contém água e pode ser super-resfriado no mesmo mecanismo. Por conseguinte, a presente invenção é aplicável a esses objetos. Mesmo se o legume ou carne for congelado devido à liberação de super-resfriamento, a operação do aparelho não é parada. Entretanto, uma vez que não é vantajoso manter o estado congelado por um longo período de tempo, o aquecedor é utilizado para descongelar o objeto congelado.

Preferivelmente, o objeto é carne ou peixe, e o aparelho para super-resfriamento inclui ainda uma câmara de armazenagem para formar o espaço. Por essa configuração, o aparelho para super-resfriamento serve para manter alimentos em geral no estado superresfriado como um refrigerador. Os alimentos podem ser expandidos para legumes e frutas além da carne ou peixe.

O objeto é um líquido super-resfriado, e o aparelho para super-resfriamento inclui ainda uma bandeja disposta para ser fornecida com o líquido super-resfriado a partir do es

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4/15 paço. Por essa configuração, a presente invenção pode ser aplicada a uma estrutura de fazer gelo geral de um refrigerador.

Preferivelmente, o objeto é um líquido super-resfriado, e o aparelho para superresfriamento inclui ainda um tubo tendo uma saída para descarregar o líquido superresfriado fornecido a partir do espaço. Por essa configuração, a presente invenção pode ser aplicada a uma estrutura dispensadora geral de um refrigerador, para fornecer um líquido super-resfriado.

Preferivelmente, a unidade de detecção inclui um sensor para detectar interrupção de energia.

Preferivelmente, a unidade de detecção inclui um sensor para detectar uma temperatura do espaço ou objeto.

Preferivelmente, o aparelho para super-resfriamento inclui ainda um sensor para detectar abertura do espaço. A abertura do espaço significa que uma porta do espaço ou o próprio espaço é externamente exposto. Para proteger o usuário contra energia como um campo elétrico como regulado pela lei, o sensor detecta a abertura do espaço e interrompe fornecimento de energia.

Preferivelmente, a unidade de detecção inclui um sensor para detectar uma corrente ou tensão no espaço ou objeto.

Preferivelmente, a unidade de detecção inclui um sensor para detectar rigidez do objeto.

Preferivelmente, o aparelho para super-resfriamento inclui: uma fonte de energia para gerar ar frio; um gerador de energia incluindo um fio elétrico conectado à fonte de energia, e fornecendo energia ao espaço; e um disjuntor para interromper o fio elétrico do gerador de energia.

Preferivelmente, o aparelho para super-resfriamento inclui: uma unidade de armazenagem incluindo uma porta para abrir e fechar a unidade de armazenagem e uma fonte de energia para gerar ar frio, e fornecer ar frio ao espaço, o espaço sendo instalado na unidade de armazenagem; um gerador de energia incluindo um fio elétrico conectado à fonte de energia, e fornecendo energia ao espaço; e um disjuntor para detectar a abertura da porta, e interromper o fio elétrico do gerador de energia.

Preferivelmente, o aparelho para super-resfriamento inclui uma fonte de energia para gerar ar frio, e a unidade de detecção inclui um meio para decidir a interrupção da fonte de energia.

Preferivelmente, o aparelho para super-resfriamento inclui: uma unidade de armazenagem para fornecer ar frio ao espaço, o espaço sendo instalado na unidade de armazenagem; uma porta para abrir e fechar a unidade de armazenagem; e um meio de exibição instalado na porta para exibir liberação de super-resfriamento.

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De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de operar um aparelho para super-resfriamento incluindo um espaço para manter um estado super-resfriado por fornecimento de ar frio e energia, o método incluindo: uma primeira etapa para detectar a liberação do estado super-resfriado do espaço ou um objeto no espaço; e uma segunda etapa para aplicar calor ao espaço ou objeto.

Energia pode ser fornecida ao objeto na forma de um campo elétrico ou um campo magnético. Entretanto, energia pode ser fornecida em vários tipos (por exemplo, ondas ultrasônicas, magnétrons, etc.) desde que mantenha água contida no objeto na fase líquida abaixo da temperatura de transição de fase de água. Deve ser reconhecido que a presente invenção inclui esses tipos de energia.

Breve descrição dos desenhos

A presente invenção tornar-se-á mais bem entendida com referência aos desenhos em anexo, os quais são dados somente como ilustração e desse modo não limitam a presente invenção, onde:

A figura 1 é uma vista de estrutura ilustrando um refrigerador convencional, incluindo um dispensador;

A figura 2 é uma vista de estrutura ilustrando um fazedor de gelo transparente revelado de acordo com a Gazeta Oficial de Patente em exposição a Coréia 2006-0013721;

As figuras 3 e 4 são vistas de estrutura ilustrando um forno de microondas para gerar microondas revelado de acordo com a Gazeta Oficial de patente em exposição da Coréia 2005-0002271;

A figura 5 é uma vista de conceito ilustrando feitura de pasta de acordo com a presente invenção;

A figura 6 é um gráfico mostrando um exemplo de um resultado de experimento, de acordo com a presente invenção;

A figura 7 é uma vista de estrutura ilustrando um aparelho para super-resfriamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

As figuras 8 e 9 são diagramas de blocos ilustrando um método de operar um aparelho para super-resfriamento de acordo com a presente invenção;

A figura 10 é um gráfico mostrando outro exemplo do resultado de experimento de acordo com a presente invenção;

A figura 11 é um gráfico mostrando uma temperatura do conteúdo detectada por um sensor de temperatura;

As figuras 12 a 14 são gráficos que mostram dados detectados por um sensor de tensão ou corrente;

A figura 15 é um diagrama de blocos ilustrando um aparelho para superresfriamento de acordo com outra modalidade da presente invenção;

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A figura 16 é uma vista de estrutura que ilustra um primeiro exemplo do aparelho para super-resfriamento da figura 15;

A figura 17 é uma vista de estrutura que ilustra um segundo exemplo do aparelho para super-resfriamento da figura 15; e

A figura 18 é um fluxograma que mostra etapas seqüenciais de um método de operar um aparelho para super-resfriamento de acordo com a presente invenção.

Modo para a invenção

Um aparelho para super-resfriamento e um método de operar o mesmo, de acordo com a presente invenção, serão descritos agora em detalhe com referência aos desenhos em anexo.

A figura 5 é uma vista de conceito que ilustra feitura de pasta, de acordo com a presente invenção. Com referência à figura 5, um líquido 41 que é um objeto de superresfriamento é disposto entre os eletrodos 40. Em um estado onde ar frio é fornecido, um campo elétrico 42 é aplicado ao líquido 41 utilizando uma fonte de energia CA 43. Portanto, o líquido 41 não é congelado, porém super-resfriado abaixo de sua temperatura de transição de fase (por exemplo, 0 C em água abaixo de pressão de ar . O fornecimento de energia, como um campo elétrico, causa vibração, rotação e translação contínuas para as moléculas de água e interrompe combinação de hidrogênio, de água. Como resultado, água consistindo em oxigênio e hidrogênio não é congelada.

Quando a potência externa é aplicada ao líquido super-resfriado por um conversor de fase 44, por exemplo, quando a potência elétrica é aplicada ao líquido super-resfriado por um acendedor elétrico, o estado super-resfriado mantido pela energia que está sendo aplicada ao líquido super-resfriado ou a energia que foi aplicada ao líquido super-resfriado (significa que o estado super-resfriado pode ser mantido embora fornecimento de energia seja interrompido após um período de tempo predeterminado) é perturbada pela potência. Por conseguinte, núcleos de congelamento são formados, e o líquido super-resfriado é rapidamente convertido em uma fase sólida, desse modo gerando pasta. Aqui, uma temperatura do líquido super-resfriado é alterada a partir de uma temperatura de estado super-resfriado para uma temperatura de transição de fase.

O resultado de experimento da presente invenção será explicado agora.

1. Instalação de eletrodos e recipiente

Dois eletrodos tendo largura e comprimento de 100 mm foram instalados em um intervalo de 200 mm. Um recipiente contendo 1 L de água foi posicionado entre os dois eletrodos em um intervalo predeterminado.

2. Super-resfriamento

O aparelho acima foi colocado em um refrigerador tendo uma temperatura de -6,98 C, e um campo elétrico de 40 kHz e 2kV foi aplicado ao mesmo. Assim que o aparelho foi

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7/15 colocado no refrigerador, o campo elétrico foi aplicado ao aparelho. Após super-resfriamento suficiente, o líquido super-resfriado foi convertido em uma fase sólida utilizando um acendedor elétrico para inflamador elétrico de 1500V. O resultado foi mostrado na figura 10.

A figura 6 é um gráfico que mostra um exemplo do resultado de experimento, em especial correlação entre a potência aplicada e a temperatura do líquido super-resfriado. Como mostrado na figura 6, a potência aplicada e a temperatura do líquido super-resfriado mostram proporção quase linear. Significa que, na temperatura ambiente dada (por exemplo, a temperatura dentro do refrigerador), a temperatura do líquido super-resfriado pode ser controlada pelo ajuste de potência aplicada a partir de um gerador de energia.

A figura 7 é uma vista de estrutura que ilustra um aparelho para super-resfriamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Um tanque de água 21, uma bandeja 22 e um banco 23 são instalados em ordem em uma porta de câmara de congelamento 20. A porta de câmara de congelamento 20 tem uma trava 20a como um disjuntor ou um sensor para interromper uma fonte de potência para fornecer ar frio na abertura.

O tanque de água 21 é necessário para fazer um líquido super-resfriado. Os eletrodos 21a para aplicar energia do tipo de campo elétrico são instalados como um gerador de energia. Um tubo 21b é formada para fornecer água para dentro do tanque de água 21, uma válvula 21c é formada para controlar fornecimento de ar ao tanque de água 21, um tubo 21d é formada para fornecer a água super-resfriada no tanque de água 21 à bandeja 22, e uma válvula 21e é formada para controlar fornecimento da água super-resfriada para a bandeja 22. Um sensor de temperatura 21f é formado em um lado do tanque de água 21, para detectar uma temperatura da água super-resfriada. Além disso, um aquecedor 21g é formado no tanque de água 21, para evitar que a água seja congelada devido à liberação de superresfriamento. O aquecedor 21g é um fio quente como uma espira ou um aparelho utilizando microondas. Além do tubo 21d, o tanque de água 21 inclui um tubo de descarga (não mostrada) para descarregar a água super-resfriada para um dispensador de um refrigerador, desse modo fornecendo a água super-resfriada ao usuário.

A bandeja 22 é instalada de forma giratória, e a rotação da bandeja 22 é controlada por um motor 22a. Preferivelmente, a bandeja 22 é feita de um material condutivo como alumínio. Um aquecedor 22b é formado na porção inferior da bandeja 22 para separação de gelo. Por outro lado, um acendedor elétrico 22c é instalado em um lado da bandeja 22 como um gerador de choque. O acendedor elétrico 22c é disposto para aplicar um choque elétrico à bandeja 22 ou à água super-resfriada contida na bandeja 22, desse modo convertendo o líquido super-resfriado em uma fase sólida, a saber, pasta. A bandeja 22 é dividida em uma pluralidade de seções por divisões 22d. Entalhes são formados nas unidades de conexão 22e para ligar o líquido super-resfriado, de modo que o choque elétrico aplicado a um ponto específico possa ser transmitido para toda água super-resfriada. Um banco 23 é formado na

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8/15 porção inferior da bandeja 22, para conter pasta ou gelo fornecido a partir da bandeja girada 22.

As figuras 8 e 9 são diagramas de blocos ilustrando um método de operar o aparelho para super-resfriamento, de acordo com a presente invenção. Quando a válvula 21c é aberta, água é fornecida ao tanque de água 21. A água fornecida é super-resfriada por ar frio de uma câmara de congelamento e energia do tipo campo elétrico gerada pelos eletrodos 21a, e mantida abaixo de uma temperatura de transição de fase sem transição de fase. De acordo com um comando do usuário ou medição de temperatura do sensor de temperatura 21f, a válvula 21e é aberta para fornecer a água super-resfriada à bandeja 22. A água super-resfriada é congelada sem a operação do acendedor elétrico 22c, convertida em pasta pela operação do acendedor elétrico 22c e então congelada, ou convertida em pasta pela operação do acendedor elétrico 22c. A bandeja 22 é girada pela operação do motor 22a, de modo que a pasta ou gelo possa estar contido no banco 23. Como mostrado na figura 1, o motor 22a serve para girar ejetores (não mostrados). Também é possível fornecer o gelo ao banco 23 pela operação dos ejetores sem girar a bandeja 22. Quando o gelo é fornecido ao banco 23, o aquecedor 22b é operado para separar o gelo a partir da bandeja 22.

Uma fonte de potência 29 fornece potência a uma unidade de controle 30 bem como aos outros elementos que necessitam de potência, porém é mostrado esquematicamente nas figuras 8 e 9. A fonte de potência 29 e os elementos que necessitam de potência são conectados através de um fio elétrico para condutividade de corrente.

O aparelho para super-resfriamento inclui um ciclo de resfriamento 35 para resfriar o tanque de água 21 ou o espaço no qual o tanque de água 21 é resfriado (Por exemplo, uma câmara de congelamento, uma câmara de refrigeração, etc.). O ciclo de resfriamento 35 utiliza resfriamento indireto ou resfriamento direto. O ciclo de resfriamento 35 é bem conhecido por aqueles versados na técnica, e desse modo explicações detalhadas do mesmo são omitidas.

Se impacto excessivo for aplicado à porta da câmara de congelamento 20, o fornecimento de energia utilizando os eletrodos 21a é parado, ou a fonte de potência 29 é interrompida pela falha de potência, o estado super-resfriado do tanque de água 21 ou o espaço no qual o tanque de água 21 é resfriado pode ser liberado. Pode ser detectado pelo sensor de temperatura 21f, sensor de corrente 29a e por uma unidade de detecção de falha de potência 29b. Água super-resfriada em -3 C atinge 0 C que é a temperatura de transição de fase devido à liberação de super-resfriamento, e se torna pasta de fase sólida. O sensor de temperatura 21f detecta a variação da temperatura, de modo que o aparelho possa reconhecer a liberação de super-resfriamento.

A figura 11 é um gráfico mostrando a temperatura de água detectada pelo sensor de temperatura.

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Como ilustrado na figura 11, quando uma temperatura no interior do refrigerador, a saber, uma temperatura de controle é mantida em aproximadamente -7 C, a temperatura da água é gradualmente diminuída e acentuadamente aumentada até a temperatura de transição de fase antes de aproximadamente -6 C. A elevação acentuada de temperatura de água para a temperatura de transição de fase significa transição de fase de água. Isto é, água foi convertida em gelo. Portanto, a unidade de controle 30 confirma a elevação acentuada de temperatura e a elevação de temperatura para a temperatura de transição de fase pela temperatura detectada pelo sensor de temperatura 21f, e decide que a água foi congelada. Isto é, a unidade de controle 30 decide que o estado super-resfriado foi liberado.

As figuras 12 a 14 são gráficos mostrando dados detectados pelo sensor de tensão ou corrente.

Aqui, os dados são adquiridos quando o conteúdo é água. Quando água mantida no estado super-resfriado é instantaneamente congelada, a corrente e potência aumentam acentuadamente. O sensor de corrente 29a e o sensor de tensão detectam tais variações e decidem congelar a água por liberação do estado super-resfriado.

A figura 12 é um gráfico que mostra variações de um fator de potência (PF), a figura 13 é um gráfico que mostra variações de potência, e a figura 14 é um gráfico que mostra variações de uma corrente (I). Aqui, 20kHz de tensão Ca é aplicada. Quando o fator de potência (FP), a potência e a corrente (I) aumentam acentuadamente em cada gráfico, o congelamento tem início. Quando a unidade de controle 30 confirma o aumento acentuado pelos valores medidos do sensor de corrente 29a, a unidade de controle 30 decide que a água foi congelada.

Um sensor de rigidez (não mostrado) pode ser utilizado como um meio de detecção para detectar congelamento por liberação do estado super-resfriado. Se o conteúdo começa a ficar congelado, a rigidez do conteúdo aumenta rapidamente. Quando o valor detectado do sensor de rigidez aumenta rapidamente, significa que o conteúdo foi congelado. O sensor de rigidez é montado no tanque de água 21 para contatar água.

A variação de estado do objeto resulta na variação do campo elétrico. Como descrito acima, uma tal variação pode ser detectada pelo sensor de corrente 29a. Além disso, o super-resfriamento pode ser liberado por interrupção de fornecimento de energia ou falha de potência. Pode ser detectado pelo sensor de corrente 29a ou unidade de detecção de falha de potência 29b. O aquecedor 21g é operado para evitar mau funcionamento do aparelho pela liberação de super-resfriamento ou recuperar o estado super-resfriado. A operação do aquecedor 21g é controlada pela unidade de controle 30.

Por outro lado, no caso do tanque de água 21 ou espaço no qual o tanque de água 21 é resfriado ser externamente aberto, a trava 20a é utilizada como o disjuntor para interromper potência fornecida aos eletrodos 21a. Por conseguinte, a fonte de potência 29 é inPetição 870190066174, de 12/07/2019, pág. 22/43

10/15 terrompida por um método mecânico. Também é preferível interromper a fonte de potência 29 pela formação de um sensor para detectar a abertura do espaço e engatar o sensor com a unidade de controle 30. Como mostrado na figura 7, quando o espaço consiste no tanque de água 21, uma vez que o tanque de água 21 não é aberto, a abertura da porta da câmara de congelamento 20 pode estar engatada com a interrupção da fonte de potência 29. Se o espaço tendo os eletrodos 21 puderem ser abertos (por uma porta ou deslizando), o espaço inclui um disjuntor.

A figura 15 é um diagrama de blocos ilustrando um aparelho para superresfriamento, de acordo com outra modalidade da presente invenção, a figura 16 é uma vista de estrutura ilustrando um primeiro exemplo do aparelho para super-resfriamento da figura 15, e a figura 17 é uma vista de estrutura ilustrando um segundo exemplo do aparelho para super-resfriamento da figura 15.

O refrigerador 50 inclui uma unidade de detecção de congelamento 51 para detectar um estado congelado (ou liberação de um estado super-resfriado) do conteúdo (não mostrado) armazenado em um espaço de armazenagem A ou B, uma unidade de geração de fonte de calor 52 para gerar calor no espaço de armazenagem A ou B ou o conteúdo, um ciclo de congelamento 53 para resfriar o espaço de armazenagem A ou B, uma unidade de geração de tensão 54 para gerar uma tensão para aplicar um campo elétrico ao espaço de armazenagem A ou B, uma unidade de eletrodos 55 para receber a tensão e gerar o campo elétrico, uma unidade de detecção de porta 56 para detectar abertura e fechamento de uma porta 74, uma unidade de entrada 57 para permitir ao usuário inserir um grau de resfriamento, ou seleção de controle de super-resfriamento ou controle de liberação de congelamento, uma unidade de exibição 58 para exibir um estado operacional do refrigerador 50, e um microcomputador (ou unidade de controle) 59 para controlar congelamento ou refrigeração do refrigerador 50, e executar o controle de super-resfriamento do controle de liberação de congelamento. Uma unidade de fornecimento de potência (não mostrada) é essencialmente instalada para fornecer energia para os elementos acima mencionados. Entretanto, o fornecimento de potência é facilmente reconhecido por aqueles versados na técnica, e desse modo, explicações do mesmo são omitidas.

Em detalhe, a unidade de detecção de congelamento 51 detecta o estado congelado do conteúdo resfriado em um modo de conservação ou um modo de não congelamento (modo de super-resfriamento). Por exemplo, quando o conteúdo tendo uma fase líquido é mantido abaixo de uma temperatura de transição de fase, a unidade de detecção de congelamento 50 detecta a transição de fase do conteúdo. Como descrito acima, a unidade de detecção de congelamento 50 pode ser um sensor de temperatura para detectar uma temperatura do conteúdo, um sensor de tensão ou um sensor de corrente para detectar uma tensão ou uma corrente por um campo elétrico que flui através do conteúdo no modo de não

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11/15 congelamento, ou um sensor de rigidez para decidir congelamento por transição de fase por detectar a rigidez do conteúdo.

A unidade de geração de fonte de calor 52 eleva forçadamente a temperatura do espaço de armazenagem A ou B ou o conteúdo como em um modo de amadurecimento do refrigerador 50. Por exemplo, um aquecedor para elevar a temperatura do conteúdo por gerar externamente e transmitir calor para o conteúdo, ou um meio para gerar calor no conteúdo por aplicar ondas elétricas como microondas ao conteúdo, pode ser utilizado como a unidade de geração de fonte de calor 52.

O ciclo de congelamento 53 é classificado em resfriamento indireto e resfriamento direto, de acordo com um método de resfriar o conteúdo. A figura 16 mostra um refrigerador do tipo de resfriamento indireto e a figura 17 mostra um refrigerador do tipo de resfriamento direto, que serão explicados posteriormente em detalhe.

A unidade de geração de tensão 54 gera uma tensão de CC tendo uma amplitude predeterminada e uma tensão de CA tendo uma amplitude e freqüência predeterminadas. A unidade de geração de tensão 54 pode gerar a tensão CA variando pelo menos uma entre a amplitude da tensão e a frequência da tensão. Especialmente, a unidade de geração de tensão 54 aplica a tensão CA gerada de acordo com os valores definidos (amplitude de tensão, frequência de tensão, etc.) do microcomputador 59 para a unidade de eletrodo 55, de modo que o campo elétrico resultante possa ser aplicado ao espaço de armazenagem A ou B.

A unidade de eletrodos 55 converte a tensão de CA a partir da unidade de geração de tensão 54 para o campo elétrico, e aplica o campo elétrico ao espaço de armazenagem A ou B. Genericamente, a unidade de eletrodos 55 é uma placa ou fio condutivo feito de Cu ou Pt.

O campo elétrico aplicado ao espaço de armazenagem A ou B ou ao conteúdo pela unidade de eletrodos 55 vibra, gira e realize translação continuamente as moléculas de água contendo 0 tendo polaridade e H tendo polaridade +. Por conseguinte, as moléculas de água podem ser mantidas na fase líquida abaixo da temperatura de transição de fase sem cristalização.

A unidade de detecção da porta 56 pára a operação da unidade de geração de tensão 54 por abertura da porta 74 para abrir e fechar o espaço de armazenagem A ou B. A unidade de detecção da porta 56 pode notificar a abertura para o microcomputador 59 a fim de executar a operação de parar, ou parar a unidade de geração de tensão 54 por causar curto-circuito da potência aplicada à unidade de geração de tensão 54.

A unidade de entrada 57 permite que o usuário insira a seleção do modo de não congelamento ou o modo de liberação de congelamento para o espaço de armazenagem A ou B ou conteúdo bem como ajuste de temperatura para controle de refrigeração e congelamento, seleção de um tipo de serviço (gelo em escama, água, etc), de um dispensador, e

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12/15 seleção do modo de conservação e modo de amadurecimento.

A unidade de exibição 58 exibe basicamente a temperatura de congelamento, a temperatura de refrigeração e o tipo de serviço do dispensador, e adicionalmente exibe o modo de conservação, o modo de amadurecimento, o estado congelado, o modo de não congelamento ou o modo de liberação de congelamento.

O microcomputador 59 controla basicamente congelamento e refrigeração, e executa adicionalmente o modo de não congelamento e o modo de liberação de congelamento, de acordo com a presente invenção.

O microcomputador 59 permite que a unidade de geração de tensão 54 gere a tensão definida e aplique a tensão na unidade de eletrodos 55, desse modo executando o modo de não congelamento. Aqui, o microcomputador 59 faz com que a unidade de geração de tensão 54 gere a tensão CA tendo a freqüência e amplitude definidas e aplique a tensão CA na unidade de eletrodos 55. A tensão definida ou a tensão CA pode ser aplicada quando o tipo do conteúdo armazenado no espaço de armazenagem A ou B é predefinido (por exemplo, um espaço de armazenagem de carne, um espaço de armazenagem de legumes, um espaço de armazenagem de frutas, um espaço de armazenagem de vinho, etc.).

O microcomputador 59 reconhece o estado congelado do conteúdo, de acordo com o valor detectado ou medido da unidade de detecção de congelamento 51, e executa o modo de liberação de congelamento. Por exemplo, executar o modo de liberação de congelamento pode ser executar o modo de conservação no estado congelado. Além disso, o microcomputador 59 pode liberar o estado congelado por elevar forçadamente a temperatura do conteúdo pela operação da unidade de geração de fonte de calor 52 além do modo de conservação.

As figuras 16 e 17 são vistas de estrutura ilustrando exemplos do refrigerador de acordo com a presente invenção. A figura 16 é uma vista em seção transversal ilustrando um refrigerador do tipo de resfriamento indireto, e a figura 17 é uma vista em seção transversal ilustrando um refrigerador do tipo de resfriamento direto.

O refrigerador do tipo de resfriamento indireto inclui um invólucro 70 tendo uma superfície aberta, e incluindo um espaço de armazenagem A no interior e uma prateleira 73 para dividir parcialmente o espaço de armazenagem A, e uma porta 74 para abrir e fechar a superfície aberta do invólucro 70.

Uma unidade de geração de fonte de calor 52 é formada em um tipo de fio quente inserido em uma superfície interna 72b do invólucro 70, como um aquecedor.

Um ciclo de congelamento 53 do refrigerador do tipo de resfriamento indireto inclui um compressor 62 para comprimir refrigerantes, um evaporador 63 para gerar ar frio (indicado por setas) para resfriar o espaço de armazenagem A ou o conteúdo, uma ventoinha 64 para fluir forçadamente o ar frio, um duto de sucção 66 para fornecer o ar frio para o espaço

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13/15 de armazenagem A, e um conduto de descarga 68 para induzir o ar frio que passa através do espaço de armazenagem A para o evaporador 63. Embora não ilustrado, o ciclo de congelamento 53 inclui ainda um condensador, um secador e uma unidade de expansão.

Unidades de eletrodo 55a e 55b são formadas entre as superfícies internas 72a e 72c voltadas para o espaço de armazenagem A e a superfície interna do invólucro 70. As unidades de eletrodo 55a e 55b são instaladas para ficarem voltadas para o espaço de armazenagem A, para aplicar um campo elétrico no espaço de armazenagem total A. O espaço de armazenagem A é separado a partir das extremidades das unidades de eletrodo 55a e 55b em intervalos predeterminados nas direções interna ou central das unidades de eletrodo 50a e 50b, para aplicar o campo elétrico uniforme ao espaço de armazenagem A ou conteúdo.

O conduto de sucção 66 e o conduto de descarga 68 são formados na superfície interna 72b do invólucro 70, para serem isolados a partir da unidade de geração de fonte de calor 52 em um intervalo predeterminado. As superfícies internas 72a, 72b e 72c do invólucro 70 são feitas de um material hidrofóbico, e desse modo não congeladas durante o modo de não congelamento devido à redução de tensão superficial de água. A superfície externa e as superfícies internas 72a, 72b e 72c do invólucro 70 são feitas de um material isolante, desse modo evitando que o usuário receba um choque elétrico a partir das unidades de eletrodos 55a e 55b, e evitando que o conteúdo entre em contato elétrico com as unidades de eletrodo 50a e 50b através das superfícies internas 72a, 72b e 72c.

Um invólucro 70, uma porta 74 e uma prateleira 73 e uma unidade de geração de fonte de calor 52 do refrigerador do tipo de resfriamento direto da figura 17 são idênticos àqueles do refrigerador do tipo de resfriamento indireto da figura 16. Superfícies internas 74a, 74b e 74c do invólucro 70 são idênticas às superfícies internas 72a, 72b e 72c do invólucro 70, exceto pelo conduto de sucção 66 e conduto de descarga 68.

Um ciclo de congelamento 53 do refrigerador do tipo de resfriamento direto da figura 17 inclui um compressor 62 para comprimir refrigerantes, e um evaporador 69 instalado no invólucro 70 adjacentemente às superfícies internas 74a, 74b e 74c do invólucro 70 em torno do espaço de armazenagem B, para evaporar os refrigerantes. O ciclo de congelamento do tipo de resfriamento direto 53 inclui um condensador (não mostrado) e uma válvula de expansão (não mostrada).

Especialmente, unidades de eletrodo 55a e 55d são inseridas entre o evaporador 69 e o invólucro 70, para evitar que ar frio seja interrompido pelo evaporador 69.

A figura 18 é um fluxograma mostrando etapas seqüenciais de um método de operar um aparelho para super-resfriamento de acordo com a presente invenção. A figura 18 corresponde ao aparelho para super-resfriamento da figura 8.

Em detalhe, em S151, a unidade de controle 30 controla água no tanque de água

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14/15 no estado super-resfriado por resfriamento do tanque de água 21 contendo água e aplicando energia de campo elétrico ao tanque de água 21.

Em 152, a unidade de controle 30 decide se o estado super-resfriado foi liberado. Como descrito acima, a liberação do estado super-resfriado é causada quando o fornecimento de energia utilizando os eletrodos 21a é parado pela operação do disjuntor 20a, a fonte de potência 29 é interrompida por falha de potência, impacto excessivo é aplicado à porta de câmara de congelamento 20, ou o tanque de água 21 ou o espaço é congelado devido a outro fator. A unidade de controle 30 pode decidir a liberação do estado superresfriado, de acordo com os valores medidos do sensor de corrente 29a, a unidade de detecção de falha de potência 29b, o sensor de temperatura 21f, o sensor de rigidez e o sensor de tensão. Se o estado super-resfriado for liberado, a unidade de controle 30 vai para S153, e em caso negativo, a unidade de controle 30 executa continuamente S151.

Em S153, a unidade de controle 30 gera calor em água no tanque de água 21 por operar o aquecedor 21g, desse modo elevando a temperatura da água até pelo menos a temperatura de transição de fase. Uma vez que a água liberada de super-resfriamento foi congelada ou pode ser congelada, a unidade de controle 30 gera ou fornece calor. Nessa etapa S153, se ar frio for continuamente fornecido para a água no estado de liberação de super-resfriamento, o congelamento de água é acelerado. Portanto, a unidade de controle 30 controla o ciclo de resfriamento 35 não para fornecer adicionalmente ar frio.

Em S154, a unidade de controle 30 decide se o congelamento de água no tanque de água 21 foi liberado, verificando a elevação de temperatura de água até a temperatura de transição de fase ou utilizando o processo de decidir o estado congelado em S152. Se o congelamento for liberado, a unidade de controle 30 vai para S151 e executa novamente o controle de super-resfriamento por fornecer ar frio e energia de campo elétrico. Caso negativo, a unidade de controle 30 executa continuamente S153.

De acordo com a presente invenção, o aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem detectar a liberação de super-resfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo o espaço para manter o objeto no estado super-resfriado.

O aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem detectar a liberação de super-resfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo o espaço para manter o objeto no estado super-resfriado, e retornar o objeto liberado de superresfriamento para o estado super-resfriado.

O aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem detectar a liberação de super-resfriamento do aparelho para super-resfriamento tendo o espaço para manter o objeto no estado super-resfriado, e evitar o mau funcionamento do aparelho para super-resfriamento pela liberação de super-resfriamento.

O aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem utilizar

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15/15 energia como o campo elétrico e o campo magnético, e interromper fornecimento de energia quando o espaço para manter o objeto no estado super-resfriado é externamente aberto.

O aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem minimizar danos ao conteúdo por detectar e liberar o estado congelado do conteúdo.

O aparelho para super-resfriamento e o método de operar o mesmo podem manter o conteúdo no estado não congelado por super-resfriamento, por executar novamente o modo de não congelamento após liberação do estado congelado.

Embora as modalidades preferidas da presente invenção tenham sido descritas, entende-se que a presente invenção não deva ser limitada a essas modalidades preferidas, 10 porém várias alterações e modificações podem ser feitas por uma pessoa versada na técnica compreendidas no espírito e escopo da presente invenção como reivindicado a seguir.

Claims

1. Aparelho para super-resfriamento, que compreende:

um espaço (21, A, B) resfriado por ar frio, para manter um objeto no interior em um estado super-resfriado que evita que o objeto seja convertido em uma fase sólida;

unidade de detecção (21f, 51) para detectar uma temperatura do espaço ou do objeto resfriado no estado super-resfriado;

um aquecedor (21g, 52) engatado com a unidade de detecção, para aplicar calor ao espaço (21, A, B) ou ao objeto; e uma unidade de controle (30, 59) para realizar um controle de super-resfriamento;

CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de controle (30, 59) para decidir o estado de congelamento do objeto de acordo com a temperatura detectada, elevando a temperatura do objeto pelo controle do aquecedor (21g, 52) quando o objeto é congelado, decidindo se o congelamento do objeto é liberado de acordo com a temperatura detectada e reexecutando o controle de superresfriamento por fornecimento de ar frio e energia quando o congelamento é liberado.

2. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende uma câmara de armazenagem (21,70) para formar o espaço (21, A, B).

3. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o objeto é um líquido super-resfriado, o aparelho para super-resfriamento compreende uma bandeja (22) disposta para ser fornecida com o líquido super-resfriado a partir do espaço (21).

4. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende um tubo (21d) tendo uma saída para descarregar o líquido super-resfriado fornecido a partir do espaço (21).

5. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende um sensor (56) para detectar abertura do espaço (A, B).

6. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de detecção compreende um sensor (29a) para detectar uma corrente ou tensão no espaço (21) ou no objeto.

7. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende:

uma fonte de potência (29) para gerar ar frio;

um gerador de energia (21a) incluindo um fio elétrico conectado à fonte de potência (29), e fornecendo energia para o espaço (21); e

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2/3 um disjuntor (20a) para interromper o fio elétrico do gerador de energia (21a).

8. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende:

uma unidade de armazenagem incluindo uma porta (20) para abrir e fechar a unidade de armazenagem e uma fonte de potência (29) para gerar ar frio, e fornecer ar frio ao espaço (21), o espaço (21) sendo instalado na unidade de armazenagem;

um gerador de energia (21a) incluindo um fio elétrico conectado à fonte de potência, e fornecendo energia ao espaço (21); e um disjuntor (20a) para detectar a abertura da porta (20), e interromper o fio elétrico do gerador de energia (21a).

9. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende uma fonte de potência (20) para gerar ar frio, e em que a unidade de detecção compreende um meio (29b) para decidir interrupção da fonte de potência (29).

10. Aparelho para super-resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho para super-resfriamento compreende:

uma unidade de armazenagem (70) para fornecer ar frio ao espaço (A, B), o espaço sendo instalado na unidade de armazenagem (70);

uma porta (74) para abrir e fechar a unidade de armazenagem (70); e um meio de exibição (58) instalado na porta (74) para exibir uma liberação de super-resfriamento.

11. Método de operar um aparelho para super-resfriamento incluindo um espaço (21, A, B) para manter um estado super-resfriado por fornecimento de ar frio e energia, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

uma primeira etapa para detectar uma temperatura de espaço (21, A, B) ou do objeto resfriado no estado super-resfriado;

uma segunda etapa para aplicar calor ao espaço (21, A, B) ou objeto quando o objeto é congelado;

uma terceira etapa para decidir a liberação do congelamento do espaço (21, A, B) ou do objeto; e uma quarta etapa para re-executar o controle do super-resfriamento quando o congelamento é liberado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda etapa compreende uma etapa para interromper fornecimento de ar frio.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira etapa detecta falha de potência do aparelho para super-resfriamento.

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3/3

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira etapa detecta interrupção de fornecimento de energia.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira etapa detecta liberação do estado super-resfriado por decidir congelamento do

5 espaço (21, A, B) ou objeto.