BRPI1101429A2

BRPI1101429A2 - unidade de atomatização com acionador de pressão negativa

Info

Publication number: BRPI1101429A2
Application number: BRPI1101429-6A
Authority: BR
Inventors: Anderson Bortoletto; Rameet Singh Grewal; Guolian Wu
Original assignee: Whirlpool Co
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-30
Also published as: US20110233300A1; EP2372276A2; US8528355B2

Abstract

UNIDADE DE ATOMIZAçãO COM ACIONADOR DE PRESSãO NEGATIVA. A presente invenção refere-se a uma unidade de atomização que emprega um acionador de pressão negativa para reduzir a pressão fluida que atua no atomizador de modo a minimizar ou impedir vazamento de fluido do atomizador. Os métodos de minimizar ou impedir vazamento de líquido de um atomizador através do uso de um acionador de pressão negativa são também descritos. A unidade de atomização é particularmente adequada para uso em um refrigerador para resfriar e umidificar pelo menos uma porção do refrigerador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDADE DE ATOMIZAÇÃO COM ACIONADOR DE PRESSÃO NEGATIVA".

CAMPO DA INVENÇÃO

A tecnologia presentemente descrita refere-se geralmente a uma unidade de atomização para atomizar um líquido em que o líquido é atomi- zado através de uma camada perfurada. Mais especificamente, a tecnologia presentemente descrita refere-se a uma unidade de atomização que empre- ga um acionador de pressão negativa para reduzir a pressão fluida que atua na camada perfurada para, desse modo, minimizar ou impedir vazamento do fluido através da camada perfurada. A unidade de atomização é particular- mente adequada para uso em um refrigerador para resfriar e umidificar pelo menos uma porção do refrigerador.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um aspecto da tecnologia presentemente descrita é fornecer uma unidade de atomização tendo um acionador de pressão negativa que reduz a pressão do cabeçote do fluido que está atuando no atomizador de modo a minimizar o vazamento do fluido. A unidade de atomização compre- ende uma unidade de armazenagem de líquido contendo um líquido a ser atomizado; um atomizador em comunicação fluida com o líquido contido dentro da unidade de armazenagem de líquido e compreendendo uma ca- mada perfurada através da qual o líquido é atomizado. O atomizador está posicionado de modo que o líquido contido dentro da unidade de armazena- gem seja mantido acima do atomizador resultando em uma pressão fluida positiva que atua no atomizador. A unidade de atomização adicionalmente compreende um acionador em relação de vedação com a unidade de arma- zenagem de líquido, em que quando o acionador está ativado, o acionador promove uma pressão fluida negativa que reduz a pressão fluida que atua no atomizador, minimizando, desse modo o vazamento do fluido através da camada perfurada.

Um outro aspecto da tecnologia presentemente descrita é forne- cer um método de minimizar o vazamento do líquido através da camada per- furada de um atomizador submetido a uma pressão positiva do cabeçote do líquido. O método da tecnologia presentemente descrita compreende as eta- pas de:

(a) fornecer uma unidade de armazenagem de líquido contendo um líqui- do a ser atomizado, a unidade de armazenagem de líquido adicional- mente compreendendo um acionador em relação de vedação com a unidade de armazenagem de líquido,

(b) fornecer um atomizador em comunicação fluida com o líquido contido dentro da unidade de armazenagem de líquido, o atomizador compre- endendo uma camada de perfuração e posicionado dentro da unidade de armazenagem de líquido de modo que uma coluna de líquido seja mantida acima do atomizador resultando em uma pressão fluida posi- tiva que atua no atomizador; e

(c) reduzir a pressão fluida que atua no atomizador através do movimen- to do acionador em uma direção que promova uma pressão fluida ne- gativa, em que a redução na pressão fluida minimiza o vazamento do líquido através da camada perfurada.

A unidade de atomização descrita aqui é particularmente ade- quada para uso em um refrigerador para resfriar e umidificar pelo menos uma porção do refrigerador. É, por conseguinte, um aspecto adicional da tecnologia presentemente descrita fornecer uma unidade de atomização pa- ra um refrigerador para resfriar e umidificar pelo menos uma porção do refri- gerador, em que a unidade de atomização compreende um acionador de pressão negativa que promove uma pressão fluida negativa que reduz a pressão fluida que atua no atomizador, para desse modo minimizar o vaza- mento do fluido através da camada perfurada do atomizador.

BREVE DESCRIÇÃO DE DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

A figura 1 é uma representação diagramática de uma unidade de atomização mostrando o acionador de pressão negativa em uma posição inativada.

A figura 2 é uma representação diagramática de uma unidade de atomização mostrando o acionador de pressão negativa em uma posição ativada; e A figura 3 ilustra um refrigerador fornecido com uma unidade de atomização da tecnologia presente.

O sumário já mencionado, bem como a seguinte descrição de- talhada de certas modalidades da tecnologia presentemente descrita, serão entendidos quando lidos em conjunção com os desenhos apensos. Para o propósito de ilustrar a invenção, certas modalidades são mostradas nos desenhos. Deve ser entendido, no entanto, que a presente invenção não é limitada aos arranjos e instrumentalidade mostrados nos desenhos em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A tecnologia presente se refere a uma unidade de atomização que emprega um acionador de pressão negativa para reduzir a pressão do fluido que atua no atomizador de modo a minimizar ou impedir vazamento de fluido do atomizador. Métodos de minimizar ou impedir o vazamento de flui- do de um atomizador são também descritos.

Os atomizadores piezelétricos podem ser encontrados em uma ampla variedade de aplicações, tais como umidificadores domésticos, dis- pensadores de aroma, e nebulizadores médicos. A tecnologia de atomização piezelétrica se baseia em vibrações criadas por uma célula piezelétrica quando uma energia de CA com uma freqüência ultrassônica baixa (em tor- no de 01 a 2 MHz) é aplicada. O fluido passa sobre a superfície de vibração e a energia de vibração faz com que o fluido se rompa em gotas.

Na tecnologia presentemente descrita, atomizadores de água ul- trassônicos de wattagem baixa são habilitados pelo uso de elementos piezo anulares montados em um diafragma de níquel perfurado. Dessa maneira, a água pode ser tornada disponível na superfície externa do diafragma onde a atomização ocorre. Uma característica de um atomizador ultrassônico de wattagem baixa é a habilidade para mudar a direção da névoa. No entanto, em certas orientações, a pressão promovida por uma coluna de água que atua no elemento piezo pode levar a um efeito de sifão através das perfura- ções do diafragma. Esse efeito de sifão pode levar a água a vazamentos que podem demorar ao reinicio das características do atomizador. O atomizador tem dois estados de operação - "formação de névoa" e "desligado". Cada um desses estados de operação tem um limite de cabeçote de água diferen- te. Depois o atomizador enevoa por uns poucos minutos e então para, as gotas de água infiltram-se através das perfurações no diafragma. Também o atomizador leva algum tempo para absorver as gotas de água e iniciar a formação de névoa outra vez. No estado de operação de "formação de né- voa", o limite do cabeçote de água é cerca de 7,62 cm (três polegadas). Por conseguinte, uma coluna de água de cerca de 7,62 cm (três polegadas) que atua no elemento piezo pode levar a vazamentos de água através das perfu- rações no diafragma.

Uma outra consideração para o atomizador é a necessidade de continuamente manter uma camada de água no topo da célula piezo de mo- do a formar névoa. Também, o fluxo do fluido para a célula piezo necessita ser mantido para funcionamento apropriado da célula piezo. Porque a coluna de água da célula piezo não pode exceder 7,62 cm (três polegadas), devido à possibilidade de vazamento da água, manter uma disponibilidade de água constante pode resultar em reenchimentos freqüentes e/ou monitoração, o que pode ser inconveniente. Seria, por conseguinte, desejável fornecer uma unidade de atomização que possa minimizar ou impedir vazamento através de um diafragma ou camada perfurada, mesmo na presença de uma coluna de água que é de 7,62 cm (três polegadas) ou maior.

Em referência geralmente às figuras 1 e 2, é mostrada uma uni- dade de atomização 10 da tecnologia presentemente descrita. A unidade de atomização 10 inclui uma unidade ou tanque de armazenagem 12 adaptado para armazenar o líquido a ser atomizado. Tipicamente, o líquido será água, mas outros líquidos são também contemplados. O tanque de armazenagem deve ser construído para ser estanque a água, especialmente em torno dos seus lados e fundo para impedir vazamento.

O tanque de armazenagem 12 pode ser de várias dimensões e conformações dependendo do uso final para a unidade de atomização. O tanque de armazenagem 12 é dimensionado e conformado para acomodar uma coluna de água acima do atomizador que é de pelo menos 7,62 cm (três polegadas) de altura. Um tanque de armazenagem de tal dimensão fornecerá um suprimento de líquido suficiente ao atomizador para manter funcionamento apropriado do atomizador sem a necessidade por reenchi- mentos freqüentes que seriam exigidos com tanques de armazenagem me- nores. Em uma modalidade, o tanque de armazenagem 12 inclui uma cober- tura do tanque removível 14 para permitir enchimento conveniente do tanque de armazenagem. Opcionalmente, a cobertura do tanque 14 pode ser forne- cida com uma capa 16.

A unidade de atomização 10 inclui um atomizador 20 em comu- nicação fluida com o tanque de armazenagem 12. Tipicamente, o atomizador20 está localizado no fundo do tanque de armazenagem e o líquido flui para o atomizador através de uma abertura (não mostrada) na base do tanque de armazenagem. O atomizador 20 está posicionado com relação ao tanque de armazenagem 12 de modo que o líquido no tanque de armazenagem pro- mova uma pressão do cabeçote do fluido que atua no atomizador.

O atomizador 20 compreende uma célula piezo que inclui um di- afragma ou camada perfurada que vibra quando estimulado, por meio do que, o fluido de uma superfície de topo da célula piezo é puxado através das perfurações e distribuído em pulverização atomizada de uma superfície de fundo da célula piezo. O diafragma é um diafragma perfurado com perfura- ções que são de cerca de 8 a cerca de 12 micra. Um lado do diafragma está em contato com o líquido no tanque de armazenagem, enquanto o outro lado do diafragma está exposto à atmosfera. A célula piezo é ajustada dentro de um revestimento envolto, e vedações de topo e de fundo em qualquer lado da célula piezo permitem vibração, mas mantém uma vedação estanque a água entre a célula piezo e o revestimento. A força de vedação das veda- ções na célula piezo não deve exceder 0,535 quilograma força.

O atomizador é um atomizador de wattagem baixa e a operação do atomizador requer uma entrada elétrica de 110 kHz, até 200 mA em 5 volts.

A unidade de atomização 10 inclui um acionador de pressão ne- gativa que funciona para reduzir a pressão do cabeçote do fluido que atua no atomizador para, desse modo, minimizar ou impedir que o líquido vaze através das perfurações no diafragma do atomizador. O acionador de pres- são negativa compreende um membro vedável que forma uma vedação com uma abertura no tanque de armazenagem e é móvel com relação ao tanque de armazenagem. Tipicamente, o acionador de pressão negativa está mon- tado na borda do tanque de armazenagem e veda uma abertura na borda. No entanto, o acionador de pressão negativa pode ser montado a uma pare- de lateral do tanque de armazenagem, com a condição que o acionador de pressão negativa seja montado em uma posição que está acima do nível do líquido no tanque de armazenagem.

O membro vedável no acionador de pressão negativa pode to- mar uma variedade de formas já que ele forma uma vedação com o tanque de armazenagem e é móvel com relação a ele. Por exemplo, o membro ve- dável pode ser um disco similar a uma taça de sucção, ou um plugue móvel. O membro vedável é preferivelmente formado de borracha, silicone ou de um material elastomérico.

Em uma modalidade, ilustrada nas figuras 1 e 2, o acionador de pressão negativa é um pistão 30 que tem um cabeçote vedável 32 e uma haste 34 conectados ao pistão. O pistão 30 é móvel dentro da capa 16 Ioca- Iizada na cobertura 14 do tanque de armazenagem 12 e forma uma vedação com a capa 16. Como mostrado na figura 1, na sua posição inativada, o ca- beçote vedável 32 está no mesmo nível que a cobertura do tanque de arma- zenagem 14. Nessa posição, a pressão do cabeçote do fluido que atua no líquido no tanque de armazenagem 12 é equivalente à pressão do ar ambi- ente e o atomizador 20 é submetido a vazamento.

O pistão 30 é ativado por movimento da haste do pistão 34 em uma direção para longe do tanque de armazenagem 12, que, na figura 2 da modalidade está na direção para cima indicada pela seta 40. A ativação do pistão 30 cria um efeito de pressão de vácuo ou negativa que reduz a pres- são fluida que atua no atomizador 20 para menos do que a pressão atmosfé- rica. A redução na pressão fluida minimiza ou impede vazamento do fluido através das perfurações no diafragma. MÉTODO DE OPERAÇÃO

Para operar a unidade de atomização 10, o tanque de armaze- nagem 12 é enchido com líquido a um nível desejado, deixando pelo menos algum espaço do cabeçote entre o nível do líquido e a cobertura do tanque 14, e a cobertura do tanque 14 está fechada. O tanque de armazenagem 12 resulta em uma pressão fluida positiva que atua no atomizador 20 localizado na base do tanque de armazenagem. Depois do tanque de armazenagem 12 estar enchido, o acionador de pressão negativa é ativado por movimento do acionador em uma direção que promove uma pressão fluida negativa. Na modalidade mostrada nas figuras 1 e 2, o acionador de pressão negativa é um pistão que é movido para cima na direção da seta 40 para criar uma pressão negativa que atua no líquido no tanque de armazenagem. Uma vez que o acionador de pressão negativa está ativado, o atomizador é ligado para iniciar o ciclo de formação de névoa. Pelo fato do acionador de pressão negativa atuar para reduzir a pressão fluida que atua no atomizador, o vazamento do líquido através do diafragma perfurado é minimizado ou im- pedido.

USOS PARA A UNIDADE DE ATOMIZAÇÃO

A unidade de atomização 10 empregando um acionador de pressão negativa como descrito aqui pode ser usada em uma variedade de aplicações que empregam atomizadores submetidos a uma pressão do ca- beçote de fluido positiva. Uma aplicação útil é em um refrigerador que utiliza uma unidade de atomização e umidifica um compartimento do refrigerador. Por exemplo, uma unidade de atomização 10 como descrito aqui é particu- larmente útil para aplicar líquido atomizado a frutas e vegetais armazenados dentro do compartimento crisper de um refrigerador. Ilustrada na Figura 3 está uma modalidade de um refrigerador 50 mostrando a unidade de atomi- zação 10 da tecnologia presentemente descrita instalada para fornecer líqui- do atomizado no compartimento crisper do refrigerador 50. Preferivelmente, a unidade de atomização 10 é um projeto modular que é configurado e adap- tado para ser adicionado a ou removido de um refrigerador como uma uni- dade. A invenção é agora descrita em tais termos completos, claros, concisos, e exatos como para permitir que qualquer pessoa versada na téc- nica, à qual ela pertence, pratique o mesmo. É para ser entendido que o a- cima mencionado descreve modalidades preferidas da invenção e que modi- ficações podem ser feitas sem se afastar do espírito ou escopo da invenção como estabelecido nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Unidade de atomização compreendendo: uma unidade de armazenagem de líquido contendo um líquido a ser atomizado; um atomizador em comunicação fluida com o líquido contido dentro da unidade de armazenagem de líquido e posicionado de modo que uma quantidade do líquido seja mantida acima do atomizador resultando em uma pressão fluida positiva que atua no atomizador, o atomizador compre- endendo uma camada perfurada através da qual o líquido é atomizado; e um acionador de pressão negativa em relação de vedação com a unidade de armazenagem do líquido, em que quando o acionador está ativado, o acionador promove uma pressão líquida negativa que reduz a pressão fluida que atua no atomizador, minimizando, desse modo, vazamen- to de fluido através da camada perfurada.

2. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 1, em que o acionador compreende um membro vedável que forma uma vedação com a unidade de armazenagem do líquido.

3. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 2, em que o membro vedável é formado de borracha, silicone ou de um material elastomérico.

4. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 2, em que o membro vedável está em um pistão que é móvel dentro da unidade de armazenagem do líquido.

5. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 4, em que o pistão é ativado por movimento do pistão em uma direção para longe da unidade de armazenagem de líquido.

6. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 5, em que a unidade de armazenagem de líquido compreende uma capa, e o membro vedável do pistão forma uma vedação com a capa.

7. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação, 1 em que quando o acionador é ativado, a pressão fluida que atua no atomizador é menor do que a pressão atmosférica.

8. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 1, em que o líquido acima do atomizador é uma coluna de líquido pelo menos de7,62 cm (três polegadas) de altura.

9. Método de minimizar vazamento líquido através de uma ca- mada perfurada de um atomizador submetido a uma pressão do cabeçote do líquido positiva, o método compreendendo as etapas de: (a) fornecer uma unidade de armazenagem de líquido contendo um líqui- do a ser atomizado, a unidade de armazenagem de líquido adicional- mente compreendendo um acionador em relação de vedação com a unidade de armazenagem de líquido, (b) fornecer um atomizador em comunicação fluida com o líquido contido dentro da unidade de armazenagem de líquido, o atomizador compre- endendo uma camada de perfuração e posicionado dentro da unidade de armazenagem de líquido de modo que uma coluna de líquido seja mantida acima do atomizador resultando em uma pressão fluida posi- tiva que atua no atomizador; e (c) reduzir a pressão fluida que atua no atomizador através do movimento do acionador em uma direção que promova uma pressão fluida nega- tiva, em que a redução na pressão fluida minimiza o vazamento do lí- quido através da camada perfurada.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, em que o aciona- dor compreende um membro vedável que forma uma vedação com a unida- de de armazenagem de líquido.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, em que o membro vedável está em um pistão que é móvel dentro da unidade de armazenagem de líquido.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que o pistão é movido em uma direção para longe da unidade de armazenagem de líquido.

13. Método de acordo com a reivindicação 9, e que a coluna de lí- quido acima do atomizador é pelo menos de 7,62 cm (três polegadas) de altura.

14. Método de acordo com a reivindicação 9, em que o movi- mento do acionador reduz a pressão fluida que atua no atomizador para me- nos do que a pressão atmosférica.

15. Unidade de atomização para um refrigerador para resfriar e umidificar pelo menos uma porção do refrigerador, a unidade de atomização compreendendo: uma unidade de armazenagem de líquido contendo um líquido para ser atomizado para pelo menos uma porção do refrigerador; um atomizador em comunicação fluida com o líquido contido dentro da unidade de armazenagem de líquido e posicionado de modo que uma quantidade do líquido seja mantida acima do atomizador resultando em uma pressão fluida positiva que atua no atomizador, o atomizador compre- endendo uma camada perfurada através da qual o líquido é atomizado em pelo menos uma porção do refrigerador; e um acionador em relação de vedação com a unidade de arma- zenagem de líquido, em que quando o acionador está ativado, o acionador promove uma pressão fluida negativa que reduz a pressão fluida que atua no atomizador, minimizando, desse modo, vazamento do fluido através da camada perfurada.

16. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 15, em que o acionador compreende um membro vedável que forma uma veda- ção com a unidade de armazenagem de líquido.

17. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 15, em que o membro vedável está em um pistão que é móvel dentro da unida- de de armazenagem de líquido.

18. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 15, em que a unidade de armazenagem de líquido compreende uma capa, e o membro vedável do pistão forma uma vedação com a capa.

19. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 15, em que quando o acionador está ativado, a pressão fluida que atua no ato- mizador é menor do que a pressão atmosférica.

20. Unidade de atomização de acordo com a reivindicação 15, em que o líquido acima do atomizador é uma coluna liquida de pelo menos -7,62 cm (três polegadas) de altura.