CN1993592A - 流体浸入式容器的传热控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于将食物保持在可接受温度的温度控制系统，具有带导热壁的盘；围绕所述导热壁的第一部件；以及在所述第一部件与所述导热壁之间形成的通道。该温度控制系统具有位于所述通道内的流体，用于在第一位置接触所述盘；以及连接到所述导热壁的一部分以冷却所述盘的制冷盘管。该温度控制系统还具有用于围绕所述导热壁的第一部分的第二部件。所述第二部件和所述流体使得所述导热壁的第一部分的传热最大化。所述第二部件使得导热壁的第二部分的传热最小化。

Description

流体浸入式容器的传热控制方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用在食品服务业中的制冷系统。更具体地说，本发明涉及一种配送盘组件，其能够以均匀温度将盘中的食品长时间保持低温。

背景技术

现有技术中已知用于款待客人、公共饮食业以及食品服务用途的制冷系统。一种这样的用途是沙拉吧。沙拉莴苣及相关物品常常储藏在大型制冷系统中，以在一段时间内保持新鲜。在营业时间顾客需要沙拉时，食品服务人员或者提供者会将沙拉装到制冷组件中，供顾客挑选。在一种类型的沙拉吧布置中，在橱柜或者服务台的多个槽口或者孔内放置浅盘。在槽口内放置容器。然后，在适当的时候，将沙拉放置在冷却的容器中。制冷组件内部具有冷却装置。该冷却装置将容器和容器中的食品冷却。

Jarman的美国专利No.5,247,807和Brando等人的美国专利No.4,989,419公开了这种制冷组件。Jarman公开了一种具有制冷盘管的腔室中的容器。盘管几乎围绕容器的整个表面。但是，这种系统在其操作方面是有缺陷的，因为制冷盘管以非均匀的方式冷却容器。虽然制冷盘管可以适当冷却容器的最顶部，但是制冷盘管常常会过度冷却容器的最底部。这种过度冷却对食品的新鲜度和整体口味是有害的。

Brando公开了一种具有腔室的组件。腔室中充满凝胶。凝胶保持盘长时间冷却。但是，就像前面讨论的文献，由于在盘敞开时在盘的最顶部热量会传递到周围环境中，所以与最顶部相比，冷却装置常常会过度冷却容器的最底部。因此，这种过度冷却会导致盘的不均匀冷却。这种不均匀冷却对食品的口味是有害和不利的，并且，由于食品在一个位置被过度冷却但在第二个位置冷却不足，还会导致食物腐坏。因此，需要一种制冷组件，该组件能够基本上均匀冷却盘中的食品。

还需要一种制冷组件，该组件具有能够在整个盘中以均匀温度存放食品的盘。

需要这样一种制冷组件，该组件具有盘，所述盘具有上部和下部，并且有多个制冷盘管接触所述上部。

需要一种制冷组件，该组件具有由导热材料制造的盘，并且有凝胶选择性地包围该导热材料，用于在盘的预选区域进行最大程度地冷却。

需要这样一种制冷组件，该组件能够被容易地安装在食品服务台中。

需要这样一种制冷组件，该组件具有选择性地覆盖盘的一部分的绝热件，用于在盘的某个预选择区域进行最低程度的冷却。

发明内容

本发明的用于将食物保持在可接受温度的温度控制系统具有带导热壁的盘，以及围绕所述导热壁的第一部件。该温度控制系统还具有在所述第一部件与所述导热壁之间形成的通道，以及位于所述通道内以在第一位置接触所述盘的流体。该温度控制系统还具有连接到所述导热壁的一部分以冷却所述盘的制冷盘管，以及用于围绕所述导热壁的第一部分的第二部件。所述第二部件和所述流体使得所述导热壁的第一部分的传热最大化。所述第二部件使得导热壁的第二部分的传热最小化。

在第一实施例中，温度控制系统具有由绝热材料形成的第一部件。

在另一实施例中，温度控制系统具有通道，该通道在第一位置具有第一宽度，在第二位置具有较窄的第二宽度，以便在第一位置实现传热最大化，在第二较窄的位置实现传热最小化。

在另一实施例中，温度控制系统具有是盘的最底部的较窄的第二位置。

在另一实施例中，温度控制系统具有围绕盘的顶部的制冷盘管。

在另一实施例中，温度控制系统具有作为存放可食用物质的配送盘的盘。

在另一实施例中，温度控制系统具有从包括乙二醇介质、水及其任意组合的组中选择的流体。

在另一实施例中，温度控制系统具有传热流体。

在另一实施例中，温度控制系统具有制冷盘管，该制冷盘管是由导热材料形成的管道，该管道具有内部，该内部具有经过管道循环的制冷剂。

在另一实施例中，温度控制系统具有为绝热件的第一组件。

附图说明

通过结合附图参照下面的说明，将会理解本发明其他的和进一步的目的、优点和特征，附图中相同的附图标记表示相同的结构元件。在附图中：

图1是本发明制冷组件的局部透视图；

图2是从图1的制冷组件中分解出的第一配送盘的局部透视图；以及

图3是沿图2中的线3-3截取的本发明第一配送盘的横截面图。

具体实施方式

参照图1，提供了一种本发明的制冷组件10。最优选地，制冷组件10设置在柜台式结构12中。优选地，柜台式结构12内部具有冷却装置(未图示)。冷却装置12可以是可拆卸的冷却装置，或者是以整体方式与制冷组件10形成在一起。本领域技术人员应当理解，冷却装置可以是现有技术中已知的任何冷却装置。柜台式结构12优选地在柜台式结构的顶部18具有第一矩形孔14和第二矩形孔16。孔14、16优选形成为互补形状以将另一形状的部件装到它们上面。

制冷组件10还具有第一盘20和第二盘22。第一盘20可以选择性地设置在第一矩形孔14中，第二盘22可以选择性地设置在第二矩形孔16中。本领域技术人员应当理解，柜台式结构12可以形成有任何需要的长度以便适应任何数量的盘，并且可以根据供应的食物形成有任意数量的孔。参照图2，显示了从柜台式结构12中选择性取出并且位于柜台式结构上方的第一盘20的局部分解图。以这种方式，操作人员可以通过提升第一盘和/或第二盘而选择性地取出第一盘20或第二盘22，以取出、清洁所需的盘或者向所需的盘中重新装入食品，或者作为另一种选择，用其他第三食品盘替换第一盘和/或第二盘。任选地，第一盘20可以具有设置在其上面的第一盖(未图示)以选择性覆盖第一盘。本领域技术人员应当理解，其他相对较小的盘(相对于第一盘20和第二盘22)可以选择性地被放置在第一盘和第二盘中，以允许更多的食物存放在制冷组件10中。此外，本领域技术人员还应当理解，除了冷却，组件10可以进行稍微的修改以存放热的食品，而不是冷却的或者冰冻的食品。

在操作中，顾客经常要在自助环境中从提供者那里购买食物。顾客手动取一个盘子，抬起盖子，然后将热的或者冷的食物放置到盘子上，如现有技术中已知的。在白天或者夜晚营业过程中，将食物保持在预选择的可接受的温度是重要的。这种可接受的温度优选保证了食物的新鲜度，保证了食物的口味，保证了食物的质量，因而使提供者的利益最大化。对于冷藏来说，食物内部优选的理想温度是在包括大约33华氏度至大约41华氏度的范围之内。对于非冷却的或者周围环境的食品储藏来说，食物内部优选的理想温度是在包括大约86华氏度或者更低温度的范围之内。

本领域中已知的一个问题是盘中的食物被以非均匀方式冷却。出于多个原因，非均匀方式是有问题的。首先，如果冷却装置放置不当，这种非均匀冷却可能会导致食物在第一位置24的冷却比在图2所示的第二位置26的冷却程度更高。这可能会导致食物在第一位置24被过度冷却，从而对食物造成负面影响，如上文讨论的。其次，为了防止食物在第一位置24被过度冷却，提供者可以调节和减弱冷却装置。这种冷却装置的减弱会不利地使食品在第二位置26由于热量传递到周围环境中而升温一定程度。这可能是有害的，并且可能会引起食物在第二位置26腐败或者负面地影响其口味。第三，由于盘20的几何形状以及食物堆放在盘中，已经发现盘中的一些位置相对于盘中的其他位置会以单位时间不同的速率传递热量。

位于第一盘20开口附近的顶部的第二位置26由于暴露于热的周围大气中而可能在单位时间需要加强冷却。因为位于盘的底部的食物由于堆放在其顶部的食物而被更好地隔热，所以位于第一盘20底部的其他第一位置24可能需要单位时间较少的冷却。优选地，位于盘20中传热性最好的位置或者位于开口或者第二位置26附近的食物的温度优选设置在大约33华氏度的最大值。位于盘20中传热性最差的位置或者位于其顶部被堆放有食物的第一位置24的食物的优选温度设置在大约41华氏度的最小值。换言之，食物在第一盘20中的任意位置优选应当不冷于33华氏度且不热于大约41华氏度。

本发明优选地克服了这些问题，并且优选地相对于现有技术以改进的方式将盘冷却。制冷组件10允许食物在储藏装置(例如配送盘)的不同位置被长时间保持在可接受的温度，以供顾客消费。

参照图3，显示了沿图2中的线3-3的第一盘20的横截面图。第一盘20优选具有空间28，用于盛放可食用的热的或者冷的食物，例如冰冻莴苣、肉、禽肉、奶酪、调料、其他蔬菜等等。本领域技术人员应当理解，直径在1/16英寸至大约1/8英寸范围内的一个或者多个额外的配送盘可以选择性地放置在第一盘20的空间28中。第一盘20可以由不锈钢、铝、铜、锡、复合材料、导热材料及其任意的组合制造。然而，最优选地，第一盘20由不锈钢或者铝制造。如图所示，第一盘20通常为矩形，但是本领域技术人员应当理解，第一盘和/或第二盘22优选可以具有现有技术中已知的任意形状，并且第一盘和第二盘可以彼此具有不同的形状。第一盘20还具有外壁30。外壁30优选将热量从食物传递到制冷组件10，从而使空间28中的食物保持新鲜，并保持在对于销售可接受的温度。

外壁30优选具有顶侧32和与顶侧相对的底侧34。顶侧32最优选地靠近第一盘20的边缘，底侧34优选地与之间隔开。顶侧32优选靠近第一盘20的开口，使用者可以通过该开口从第一盘20的空间28中取出一个或者多个食物用于消费。可选择地，顶侧32还可以具有接合到柜台式结构12上的盖子(未图示)。盖子还可以用于将第一盘20保持在第一或者第二矩形孔14、16中。

优选地，顶侧32和靠近顶侧的第一盘20中的食物将会比第一盘中的其他食物更快地传热。因为消费者要打开盖子获取食物，顶侧32将会间歇地暴露于周围环境中，所以食物会更快地传热。相反，第一盘20中靠近底侧34的食物在单位时间不会像靠近顶侧32的食物那样快地传热。靠近底侧34的食物不会那样快地传热，这是因为该食物被堆放在其上面的那些食物非常好地隔热。

本发明的制冷系统10克服了现有技术中已知的这个问题。现有技术中的大多数教导都是增加制冷和冷却程度以消除使用任意组件所具有的任意问题。但是，这种方法是不正确的错误引导。制冷系统10还具有第二隔间36。该第二隔间36优选设置成围绕第一盘20的空间28。更优选地，第二隔间36充满冷冻液38。优选地，冷冻液38是凝胶介质。最优选地，冷冻液38是丙二醇。在另一实施例中，冷冻液38可以是冰水、冷水和传递食物中热量以保持食物新鲜的任何其他材料。

制冷系统10优选具有多个制冷盘管40。优选地，这些制冷盘管40是内部具有冷却剂并沿着第一盘20的顶侧32缠绕的圆柱形管道。冷却剂可以是制冷剂或者其他类似的冷却剂，且围绕并连接到第一盘20的顶侧32。冷却剂可以是R22制冷剂、R134制冷剂、R404a制冷剂或者其他任何已知的制冷剂。从图3中能够理解，最优选地，三圈制冷盘管40缠绕在第一盘20的顶侧32周围。圈的数量明显取决于第一盘20以及第一盘中需要冷却的食物的大小。可替换地，在本发明的范围之内，也可以使用四圈。顶侧32位置的多个制冷盘管40具有预料不到的效果，与现有技术中的教导相反。

典型地，现有技术教导了，盘管越多，单位时间内冷却程度越高。然而，已经发现，最佳数量的盘管是优选的，而不是简单地增加更多的制冷盘管。已经发现，由于开口的原因，位于第一盘20的顶侧32的食物比位于底侧34的食物在单位时间向周围环境具有更高的传热速率。这种差异使得，如果加强冷却装置的工作来补偿这种传热，则第一盘20的底侧34的食物会变得过度冷却。相反，如果不加强冷却装置的工作来补偿这种传热，则顶侧32的食物将相对于底侧34的食物保持冷却不足，因为消费者会选择性打开和关闭第一盘20。

本发明的制冷系统10优选还具有第一绝热件42。第一绝热件42优选设置成围绕第一盘20的一部分，并靠近第一盘20的底侧34。第一绝热件42优选是背面自粘性绝热泡沫，具有一定的厚度，并且连接到位于第二隔间36内的第一盘20的外壁30的外表面。本领域技术人员应当理解，各种连接方法都可以使用，并且落在本发明的范围之内。本领域技术人员应当理解，所述厚度优选为大约1/8英寸至大约1/4英寸，但是该厚度可以根据要存放在第一盘20中的食物而改变。优选地，粘性材料(未图示)优选设置在第一绝热件42上，以便将第一绝热件42连接到第一盘20。粘性材料可以是现有技术中已知的不会分解乙二醇介质或者与乙二醇介质发生反应的各种黏结剂。或者，第一绝热件42可以是现有技术中已知的任何其他的绝热材料。优选地，第一绝热件42设置成围绕第一盘20的底侧34的预选择部分，以防止位于第一盘20的最底侧34的食物过度冷却而损坏食物的味道。第一绝热件42紧紧地设置在第一盘20上，并且设置为从第一盘20的最底侧34到顶端的距离的大约一半至大约3/4。

制冷组件10还具有第二绝热件44。最优选地，第二绝热件44由聚氨酯泡沫制成。可替换地，第二绝热件44优选由不同于第一绝热件42的绝热材料形成，因为第一绝热件42暴露于乙二醇介质。第二绝热件44优选具有底侧46和环绕的横向侧48。底侧46优选具有第一厚度，环绕的横向侧48优选具有第二厚度。第二厚度小于第一厚度，以允许与第一盘20的外壁30的横向侧相比，从第一盘20的底侧46向外在单位时间具有更大的传热。以这种方式，在堆放在底侧上方的位于环绕的横向侧48附近的食物被冷却到合适的消费温度的同时，能够防止底侧46附近的食物被过度冷却。根据第一盘20的结构以及置于其中的食物，第一和第二厚度可以变化，并且能够从相同的尺寸改变到其尺寸的大约1/3。

优选地，第二绝热件44通常具有矩形形状，并环绕第一盘20的空间28。第二绝热件44优选具有合适的几何形状，并形成第二隔间36。第二隔间36相对于第一盘20的底侧34具有环绕外壁30的不同大小的宽度。以这种方式，第二隔间36选择性控制与第一盘20相接触的冷冻液38的量，从而选择性控制第一盘20的底侧34和外壁30的冷却量。冷冻液38允许在第二隔间36中流动，以选择性冷却部分第一盘20。第二绝热件44优选是现有技术中已知的任何绝热件，该绝热件也是弹性地环绕第一盘20，并且在第二隔间38中具有冷冻液38时允许第一盘置于其中。优选地，第二绝热件42防止热量传递到第一盘20中的食物，并允许第一盘长时间保持冷却。在第二绝热件42与第一盘20之间形成的第二隔间36还具有不规则形状，以便在第一盘20的第一位置提供相对较多的绝热，而在第二位置提供相对较少的绝热。第一和第二隔间36、38优选可以具有大约3/8英寸至大约3/4英寸的厚度。

第二隔间36具有第一横部50、第二横部52和底部54。第一横部50、第二横部52和底部54之中的每个具有与它们之中的每个其他位置不同的宽度，从而改变在盘的预选择位置环绕盘的流体的量。这种差异控制在第一横部50、第二横部52和底部54的传热。本领域技术人员应当理解，本发明的增效作用在于，该组件优选地选择性限制与第一盘20相接触的乙二醇介质的量，以便在第一位置减少传热量，并且在不同于第一位置的第二位置选择性增加传热量。这将允许一个位置处在大约33华氏度的温度，而另一位置则处在大约41华氏度的温度。

再次参照图3，冷冻液38优选经过第一横部50、第二横部52和底部54之中的每一个流动。底部54的宽度优选为大约3/4英寸，该宽度小于第一横部50和第二横部52的宽度。这方便了将第一盘20的底侧34的食物相对于顶侧32的食物来说长时间保持在均匀的温度。另外，从第一盘20的顶侧32朝向第一盘的底侧34附近，第一横部52和第二横部54的宽度优选变窄。本发明与现有技术的制冷系统相比，可以将食物保持在更低的温度，而不用担心会损坏与沿着外壁30的整个横向侧的制冷盘管相接触的食物。结果，可以更长的时间以更加均匀和更低的温度保持食物。

虽然已经参考具体的优选形式描述了本发明，但是很明显，在不背离如后附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的前提下可以进行各种改变和修改。

Claims (31)

1、一种以最佳温度冷却食物的温度控制系统，该温度控制系统包括：

具有开口、横向侧壁和底部的盘，用于存放食物；以及

用于以第一速率冷却所述开口的冷却装置，所述冷却装置用于以第二速率冷却所述底部，所述第一速率大于所述第二速率。

2、根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征为，所述冷却装置是缠绕在所述横向侧壁周围并与所述开口间隔开的多个制冷盘管。

3、根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括第一绝热件，用于围绕所述横向侧壁的一部分。

4、根据权利要求3所述的温度控制系统，还包括第二绝热件，用于围绕所述横向侧壁和所述第一绝热件，所述外壁和所述第二绝热件限定了一个通道。

5、根据权利要求5所述的温度控制系统，其特征为，所述通道填充有用于冷却所述盘的乙二醇介质。

6、根据权利要求5所述的温度控制系统，其特征为，所述通道在所述横向侧壁附近的第一位置具有第一宽度，所述通道在所述底部附近的第二位置具有第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。

7、根据权利要求6所述的温度控制系统，其特征为，所述盘能够可拆卸地插入在制冷组件中。

8、一种用于将食品保持在可接受温度的温度控制系统，该温度控制系统包括：

具有导热壁的盘；

围绕所述导热壁的第一部件；

在所述第一部件与所述导热壁之间形成的通道；

位于所述通道内的流体，所述流体用于在第一位置接触所述盘；

连接到所述导热壁的一部分上以冷却所述盘的制冷盘管；以及

第二部件，其用于围绕所述导热壁的第一部分，所述第二部件和所述流体使得所述导热壁的第一部分处的传热最大化，所述第二部件使得导热壁的第二位置处的传热最小化。

9、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述第一部件由绝热材料形成。

10、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述通道在所述第一位置具有第一宽度，在第二位置具有较窄的第二宽度，以使得在所述第一位置的传热最大化，并且在所述较窄的第二位置的传热最小化。

11、根据权利要求10所述的温度控制系统，其特征为，所述较窄的第二位置位于所述盘的最底部。

12、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述制冷盘管围绕所述盘的顶部设置。

13、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述盘是用于存放可食用物质的配送盘。

14、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述流体从包括乙二醇介质、水及其任意组合的组中选择。

15、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述流体传热。

16、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述制冷盘管是由导热材料形成的管道，所述管道具有内部，所述内部具有通过所述管道循环的制冷剂。

17、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述第一部件是绝热的。

18、根据权利要求8所述的温度控制系统，其特征为，所述第二部件是绝热的。

19、一种将食物保持低温的制冷系统，包括：

其中放置食物的盘；

围绕所述盘的外壁，在盘和外壁之间形成隔间；

位于所述隔间内的冷冻液材料；

制冷盘管，其连接到所述盘的顶部上以冷冻所述盘以及盘中食物；

连接到所述盘第一位置的第一绝热件；以及

连接到所述盘的第二位置的第二绝热件，其中所述隔间在所述盘的横向侧具有第一厚度，在所述盘的底部具有第二厚度，位于盘中的食物以基本均匀的方式被冷却。

20、根据权利要求19所述的制冷系统，其特征为，所述制冷盘管以多圈缠绕在所述盘的所述顶部周围。

21、根据权利要求19所述的制冷系统，其特征为，所述冷冻液材料从包括乙二醇介质、水及其任意组合的组中选择。

22、根据权利要求21所述的制冷系统，其特征为，在所述制冷盘管缠绕在所述盘的所述顶部周围时，所述第一绝热件设置成以间隔关系围绕所述盘。

23、根据权利要求19所述的制冷系统，其特征为，所述第一绝热件围绕所述隔间。

24、根据权利要求19所述的制冷系统，其特征为，所述第二绝热件设置在所述隔间与所述盘之间。

25、根据权利要求19所述的制冷系统，其特征为，所述制冷盘管是由导热材料形成的管道，所述管道具有内部，所述内部具有经过所述管道循环的制冷剂。

26、一种将食物保持低温的制冷系统，包括：

盘，其具有第一隔间以将食物放置在所述第一隔间中，所述盘具有开口、横向侧壁以及底部，所述横向侧壁具有第一顶侧和第二底侧；

第一绝热件，其围绕所述盘的所述横向侧壁，在第一绝热件和横向侧壁之间形成隔间，所述隔间在第一位置具有第一厚度，在第二位置具有第二厚度；

位于所述隔间内的冷冻液材料，所述冷冻液材料从包括乙二醇介质、水及其任意组合的组中选择；

具有管道的制冷盘管，所述管道具有内部，所述内部中具有制冷剂，所述制冷盘管在所述第一顶侧缠绕在所述横向侧壁周围，用于冷冻所述盘以及所述第一隔间中的所述食物；以及

在所述第二底侧缠绕在所述盘周围的第一绝热件，以使从所述食物向所述冷冻液材料的传热最小化，其中所述第一隔间在所述底部具有最小厚度，以使从所述食物向所述冷冻液材料的传热最小化，所述制冷盘管在所述第一顶侧使来自所述食物的传热最大化。

27、根据权利要求16所述的制冷系统，还包括具有孔的工作台，围绕所述盘的横向侧壁的所述第一绝热件能够可拆卸地插入在所述孔中，所述工作台用于以可接受的温度在预定的时间内供应冷冻食物。

28、一种用于冷却浸在流体中的容器的方法，该容器具有底部、开口以及带有顶部和底部的环绕的横向侧，该方法包括：

冷却环绕的横向侧的顶部；

冷却包围所述横向侧的流体，所述流体在包围所述横向侧和所述底部的隔间中；

对所述盘的所述横向侧的所述底部进行隔热；以及

将所述流体选择性接触所述盘，其中，在所述顶部出现最大程度接触，在所述盘的所述底部出现最小程度接触。

29、根据权利要求28所述的方法，其特征为，所述冷却步骤通过内部具有冷却剂的多个制冷盘管来提供。

30、根据权利要求29所述的方法，其特征为，所述冷却步骤通过设置在所述横向侧与所述流体之间的第一绝热件来提供。

31、一种用于将食品保持在可接受温度的温度控制系统，该温度控制系统包括：

具有导热壁的盘，该导热壁具有顶部和底部，食品在所述顶部以第一传热速率向周围环境传递热量，食品在所述底部以小于所述第一速率的第二传热速率传递热量；

围绕所述导热壁的第一绝热件；

在所述第一绝热件与所述导热壁之间形成的通道，所述通道在所述顶部具有第一宽度，在所述底部具有第二宽度；

位于所述通道中的流体，所述流体在所述顶部和所述底部接触所述盘；

连接到所述导热壁的所述顶部上的制冷盘管，用于冷却所述盘中的食品，所述制冷盘管以多圈缠绕并连接到冷却装置上；以及

第二绝热件，其用于围绕所述导热壁的位于所述底部附近的部分，所述顶部附近的食品温度不小于33华氏度，所述底部附近的食品温度不大于41华氏度。