-
Querverweis auf verwandte Anmeldungen
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. §119(e) der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/798022, eingereicht am 15. März 2013, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Erfindungsgebiet
-
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein thermisch konditionierte Vorrichtungen und insbesondere thermisch konditionierte Getränkehalter und Behältnisse.
-
Beschreibung der verwandten Technik
-
Fahrzeuge können einen oder mehrere thermisch konditionierte Getränkehalter und/oder Behältnisse aufweisen. Derartige Vorrichtungen nehmen (z. B. in Bechern, Flaschen, Dosen, anderen Behältern usw. enthaltene) Getränke, Nahrungsmittel und dergleichen auf und speichern sie, und kühlen und/oder erwärmen derartige Gegenstände selektiv.
-
Kurzbeschreibung der Erfindung
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist eine thermisch konditionierte Vorrichtung eine Aufnahme auf, die dafür konfiguriert ist, einen Gegenstand aufzunehmen, wobei die Aufnahme eine Wand aufweist, wobei die Wand eine Außenfläche aufweist, und wobei die Aufnahme mindestens ein wärmeleitfähiges Material aufweist. Die thermisch konditionierte Vorrichtung weist ferner eine an der Außenfläche der Wand der Aufnahme befestigte thermoelektrische Vorrichtung und ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem mit einer Kühlplatte benachbart zur thermoelektrischen Vorrichtung auf, wobei die thermoelektrische Vorrichtung zwischen der Wand der Aufnahme und der Kühlplatte angeordnet ist, wobei die thermoelektrische Vorrichtung sowohl bezüglich der Aufnahme als auch bezüglich der Kühlplatte wärmeleitfähig ist.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen Getränkehalter oder Becherhalter zum Aufnehmen eines Getränkebehälters auf. In anderen Ausführungsformen weist die Vorrichtung ein Behältnis auf. In einer Ausführungsform ist die Aufnahme mindestens teilweise zur Umgebung offen. In einigen Ausführungsformen ist die Aufnahme dafür konfiguriert, einen geschlossenen Raum zu definieren (die Aufnahme weist beispielsweise eine oder mehrere Türen und/oder andere schließbare Merkmale auf). Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Wand der Aufnahme eine Seitenwand und/oder eine Bodenwand.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Kühlplatte einen Einlass und einen Auslass und einen sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckenden Flüssigkeitskanal auf. In einigen Ausführungsformen weist die Kühlplatte eine einheitliche oder monolithische Konstruktion auf. In einer Ausführungsform weist die Kühlplatte mindestens zwei Abschnitte auf, die dafür konfiguriert sind, miteinander in Eingriff zu kommen. In einer Ausführungsform weist die Kühlplatte einen Deckel oder eine Abdeckung als Teil einer mehrteiligen Konstruktion oder eines mehrteiligen Designs auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Flüssigkeitskanal serpentinen- oder spiralförmig ausgebildet. In einigen Ausführungsformen hat der Flüssigkeitskanal eine nichtlineare Form. In einer Ausführungsform weist das Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem zusätzlich einen Sekundärwärmetauscher, eine Pumpe, eine Fluidleitung und/oder ein Gebläse oder eine andere Fluidtransportvorrichtung auf. In einer Ausführungsform ist der Sekundärwärmetauscher von der Kühlplatte getrennt. In einigen Ausführungsformen weist der Sekundärwärmetauscher einen Luft-Wärmetauscher auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen ist die thermoelektrische Vorrichtung direkt an der Außenfläche der Wand der Aufnahme befestigt. In einigen Ausführungsformen ist die thermoelektrische Vorrichtung indirekt an der Außenfläche der Wand der Aufnahme befestigt, wobei mindestens ein Zwischenelement zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung und der Wand der Aufnahme angeordnet ist, wobei das mindestens eine Zwischenelement wärmeleitfähig ist. In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Zwischenelement eine Wärmeleitpaste, eine Thermofolie, ein Thermopad und/oder Lötzinn auf. In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Zwischenelement einen wärmeleitfähigen Abstandshalter oder ein anderes thermisch verbindendes Element oder Merkmal auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen ist eine wärmeisolierende Schicht entlang mindestens eines Abschnitts der Außenseite der Wand angeordnet. In einer Ausführungsform ist eine wärmeisolierende Schicht entlang mindestens eines Abschnitts der Außenseite der Wand um den Abstandshalter herum angeordnet, wobei der Abstandshalter trotz des Vorhandenseins der wärmeisolierenden Schicht einen thermischen Kontakt zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung und der Wand der Aufnahme ermöglicht.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Wand mindestens ein Merkmal zum direkten Befestigen der thermoelektrischen Vorrichtung und/oder der Kühlplatte an der Wand auf. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine Merkmal mindestens eine Öffnung (beispielsweise eine Schrauben- oder Bolzenöffnung, eine Vertiefung, usw.) oder ein Merkmal (z. B. Lasche, Klemme, anderes hervorstehendes Element, usw.) zum Aufnehmen eines Befestigungselements auf. In einer Ausführungsform ist die Kühlplatte unter Verwendung mindestens eines Befestigungsverfahrens direkt mit der Wand verbunden, wobei die thermoelektrische Vorrichtung zwischen der Wand und der Kühlplatte angeordnet ist, wenn die Kühlplatte mit der Wand verbunden ist. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das mindestens eine Befestigungsverfahren die Verwendung mindestens eines Elements unter einer Schraube, einem Bolzen, einem anderen Befestigungselement, einer anderen mechanische Verbindung und einem Klebstoff.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung ferner mindestens ein Gebläse auf, das dafür konfiguriert ist, Luft über oder in die Nähe eines Abschnitts des Sekundärwärmetauschers zu leiten. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material der Aufnahme ein Metall, eine Legierung, ein wärmeleitfähiges thermoplastisches Material und/oder ein anderes wärmeleitfähiges Material auf. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material Aluminium, Kupfer oder Stahl auf. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material einen wärmeleitfähigen Kunststoff auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist ein thermisch konditionierter Getränkehalter eine Aufnahme auf, die dafür konfiguriert ist, einen Getränkebehälter aufzunehmen, wobei die Aufnahme Seitenwände und eine Bodenwand aufweist, wobei die Seitenwände und die Bodenwand eine monolithische Struktur bilden, und wobei die Aufnahme mindestens ein wärmeleitfähiges Material (beispielsweise Aluminium, Kupfer, hochleitfähiger Kunststoff, usw.) aufweist. Der Getränkehalter weist außerdem eine in einem Abschnitt der Seitenwände oder der Bodenwand der Aufnahme ausgebildete Vertiefung und eine in der Vertiefung befestigte thermoelektrische Vorrichtung auf, wobei die thermoelektrische Vorrichtung dafür konfiguriert ist, die Aufnahme leitend zu kühlen oder zu erwärmen.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist der Getränkehalter ferner mindestens eine Wärmeaustauscheinheit auf, die dafür konfiguriert ist, Wärme von der thermoelektrischen Vorrichtung abzuführen. In einer Ausführungsform ist die Wärmeaustauscheinheit innerhalb der monolithischen Struktur der Aufnahme integriert. In einer Ausführungsform weist die Wärmeaustauscheinheit ein auf Luft basierendes Wärmeaustauschsystem auf.
-
In einigen Ausführungsformen weist die Wärmeaustauscheinheit mehrere Lamellen, Stifte oder ähnliche Wärmetauscher auf. In einigen Ausführungsformen sind die Lamellen aus der monolithische Struktur der Aufnahme entlang der Bodenwand oder entlang der Seitenwand der Aufnahme ausgebildet.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Wärmeaustauscheinheit ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem auf. In einigen Ausführungsformen weist die Wärmeaustauscheinheit mindestens einen Flüssigkeitskanal auf, wobei der mindestens eine Flüssigkeitskanal dafür konfiguriert ist, während des Gebrauchs eine Flüssigkeit zum Entziehen von Wärme von der thermoelektrischen Vorrichtung aufzunehmen, und wobei der mindestens eine Flüssigkeitskanal eine innerhalb einer Wand der Aufnahme ausgebildete Öffnung aufweist.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen ist der mindestens eine Flüssigkeitskanal in einem serpentinenförmigen Muster ausgerichtet. In einigen Ausführungsformen ist die Vertiefung und/oder der mindestens eine Flüssigkeitskanal innerhalb einer Bodenwand der Aufnahme angeordnet. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material ein Metall, eine Legierung, ein wärmeleitfähiges thermoplastisches Material und/oder dergleichen auf. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material Aluminium, Kupfer oder Stahl auf. In einigen Ausführungsformen weist das mindestens eine wärmeleitfähige Material einen wärmeleitfähigen Kunststoff auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen wird eine Dehnung und Schrumpfung der thermoelektrischen Vorrichtung in der Vertiefung in Antwort auf Temperaturänderungen ermöglicht. In einer Ausführungsform wird die Wärmeaustauscheinheit aus von der monolithischen Struktur der Aufnahme entfernten Abschnitten hergestellt. In einigen Ausführungsformen haben die entfernten Abschnitte die Form von Lamellen oder eines inneren Kanals.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Wärmeaustauscheinheit ein von der monolithischen Struktur der Aufnahme verschiedenes Element, wobei die Wärmeaustauscheinheit mindestens teilweise innerhalb der Aufnahme eingebettet ist. In einigen Ausführungsformen weist die Wärmeaustauscheinheit ein Metall auf und weist die Aufnahme einen wärmeleitfähigen Kunststoff auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist ein thermisch konditionierter Getränkehalter eine Aufnahme, die dafür konfiguriert ist, einen Getränkebehälter aufzunehmen, wobei die Aufnahme mindestens eine Seitenwand und eine Bodenwand aufweist, wobei die Seitenwände und die Bodenwand eine monolithische Struktur bilden, wobei die Aufnahme mindestens ein wärmeleitfähiges Material aufweist, und eine an einer Außenfläche der Aufnahme entlang der Seitenwand oder der Bodenwand befestigte thermoelektrische Vorrichtung auf.
-
Gemäß einigen Ausführungsformen weist der Getränkehalter ferner ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem auf, wobei das Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem eine Kühlplatte benachbart zur thermoelektrischen Vorrichtung aufweist, wobei die thermoelektrische Vorrichtung zwischen der Aufnahme und der Kühlplatte angeordnet ist, und wobei die thermoelektrische Vorrichtung sowohl bezüglich der Aufnahme als auch bezüglich der Kühlplatte wärmeleitfähig ist. In einigen Ausführungsformen weist die Kühlplatte einen Einlass und einen Auslass und einen sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckenden Flüssigkeitskanal auf. In einer Ausführungsform hat der Flüssigkeitskanal eine Serpentinenform. In einer Ausführungsform hat der Flüssigkeitskanal eine nichtlineare Form. In einigen Ausführungsformen weist das Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem zusätzlich einen Luftwärmetauscher, eine Pumpe und einer Fluidleitung auf.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Anmeldung werden unter Bezug auf Zeichnungen bestimmter Ausführungsformen beschrieben, die dazu vorgesehen sind, die hierin beschriebenen Konzepte zu veranschaulichen, nicht aber einzuschränken. Die beigefügten Zeichnungen dienen zum Veranschaulichen von Konzepten mindestens einiger der hierin beschriebenen Ausführungsformen und sind möglicherweise nicht maßstabsgetreu.
-
1 zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter gemäß einer Ausführungsform;
-
2 zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter gemäß einer anderen Ausführungsform;
-
3 zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter gemäß einer Ausführungsform;
-
4 zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter gemäß einer anderen Ausführungsform;
-
5a zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem gemäß einer Ausführungsform;
-
5b zeigt schematisch einen thermisch konditionierten Getränkehalter mit einem auf Luft basierenden Wärmeaustauschsystem gemäß einer Ausführungsform;
-
5c zeigt schematisch eine Detailansicht eines Teils eines Getränkehalters gemäß einer Ausführungsform;
-
6a und 6b zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen thermisch konditionierter Getränkehalter;
-
7 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters eines Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystems;
-
8a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem;
-
8b bis 8d zeigen Ausführungsformen verschiedener Komponenten des im Getränkehalter von 8a verwendeten Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystems;
-
9a zeigt eine perspektivische Unteransicht einer Ausführungsform eines Getränkehalters;
-
9b zeigt eine Ausführungsform einer Kühlplatte eines am Boden des Getränkehalters von 9a befestigten Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystems;
-
9c zeigt Ausführungsformen einer Wärmeaustauscheinheit und einer Kühlplatte eines Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystems;
-
10a und 10b zeigen eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines hundeknochenförmigen thermisch konditionierten Getränkehalters;
-
11a zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters mit einer einzelnen thermoelektrischen Vorrichtung;
-
11b zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters mit zwei thermoelektrischen Vorrichtungen;
-
12a und 12b zeigen verschiedene Ansichten eines thermisch konditionierten Behältnisses mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem gemäß einer Ausführungsform; und
-
13a bis 13c zeigen verschiedene Ansichten eines thermisch konditionierten Behältnisses mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem gemäß einer Ausführungsform.
-
Ausführliche Beschreibung
-
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters 10 mit zwei benachbarten Getränkeaufnahmen 20. Wie dargestellt ist, kann der Getränkehalter 10 eine Abdeckung oder ein Gehäuse 30 aufweisen. Eine thermoelektrische Vorrichtung 100 zum Erwärmen oder Kühlen der entsprechenden Aufnahme (und jedes Behälter oder jedes anderen Gegenstands, der darin angeordnet ist) ist unter jeder Getränkeaufnahme 20 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform weist der Getränkehalter 10 ein Wärmeleitungselement 110 (beispielsweise einen Wärmeverteiler) auf, das zwischen den thermoelektrischen Vorrichtungen 100 und der Fahrzeugkarosserie 120 angeordnet ist. Wie durch die Pfeile in 1 schematisch dargestellt ist, kann das Wärmeleitungselement 110 dazu beitragen, ohne die Verwendung eines Gebläses oder einer anderen Flüssigkeitsübertragungsvorrichtung Wärme von den thermoelektrischen Vorrichtungen 100 weg über mindestens einen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 120 (oder eines anderen Basiselements) zu übertragen. In einigen Ausführungsformen hat das Wärmeleitungselement 110 eine relativ große Fläche, die dazu beiträgt, Wärme über die Fahrzeugkarosserie 120 abzuführen. Das Wärmeleitungselement 110 kann ein oder mehrere wärmeleitfähige Materialien aufweisen, wie beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, Metalle oder Legierungen (z. B. Aluminium, Stahl, usw.), wärmeleitfähige Kunststoffe und/oder dergleichen.
-
Ähnlicherweise weist jeder der in den 2 bis 4 schematisch dargestellten Getränkehalter 10 ein Wärmeleitungselement oder einen Wärmeverteiler 110 zum Übertragen von Wärme von den thermoelektrischen Vorrichtungen 100 weg zu einem Basiselement 120 (z. B. einer Fahrzeugkarosserie) ohne die Verwendung von Fluidübertragungsvorrichtungen oder Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystemen auf. Wie dargestellt ist, können die Größe, die Form und/oder andere Eigenschaften des Wärmeleitungselements 110 variieren. Beispielsweise können die Wärmeleitungselemente 110 der 3 und 4 mindestens teilweise auch als Getränkebehälterhalterung oder Halteelement dienen. Außerdem hat das Wärmeleitungselement 110 von 4 eine geteilte Konfiguration mit zwei verschiedenen Abschnitten.
-
Die verschiedenen Merkmale und Konzepte der hierin beschriebenen Getränkehalterausführungsformen können in thermisch konditionierten Behältnissen integriert sein (und umgekehrt). Weitere Details hinsichtlich thermisch konditionierter Getränkehalter und Behältnisse sind in der US-Patentanmeldung Nr. 11/669117, eingereicht am 30. Januar 2007 und erteilt als
US-Patent Nr. 8104295 am 31. Januar 2012 dargestellt, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen und als Teil der vorliegenden Anmeldung übernommen ist. Darüber hinaus können, obwohl die hierin bereitgestellten verschiedenen Getränkehalter und Konfigurationen auf Wärmeleitung basierende thermische Konditionierung verwenden, eines oder mehrere der dargestellten Konzepte in auf Konvektion basierenden Haltern und Behältnissen verwendet werden.
-
Der in 5a schematisch dargestellte Getränkehalter 10a weist eine Getränkeaufnahme 20a auf, die ein oder mehrere wärmeleitfähige Materialien aufweist. In jeder der hierin beschriebenen Ausführungsformen können wärmeleitfähige Materialien, ohne darauf beschränkt zu sein, Metalle oder Legierungen (beispielsweise Aluminium, Kupfer, Stahl, usw.), wärmeleitfähige Kunststoffe und/oder dergleichen aufweisen. Wie dargestellt ist, weist die Aufnahme 20a eine Vertiefung oder eine andere Öffnung 30a in seiner Bodenwand auf. Die Vertiefung 30a kann derart geformt, dimensioniert und anderweitig konfiguriert sein, dass sie eine thermoelektrische Vorrichtung 100 aufnehmen kann. In anderen Ausführungsformen kann eine derartige Vertiefung 30a zum Aufnehmen einer thermoelektrischen Vorrichtung 100 entlang einer Seitenwand oder eines anderen Abschnitts der Aufnahme angeordnet sein. Für jede der hierin beschriebenen Ausführungsformen, die eine Vertiefung 30, 30a aufweisen, kann die thermoelektrische Vorrichtung 100 unter Verwendung eines oder mehrerer Befestigungsverfahren, -vorrichtungen oder -substanzen, wie beispielsweise Wärmeleitpaste, ein Thermopad oder eine Thermofolie, Lötmittel, andere Klebstoffe, Befestigungselemente, Presspassung oder kraftschlüssige Verbindungen und/oder dergleichen innerhalb dieser Vertiefung 30, 30a befestigt sein. In einigen Ausführungsformen kann der relativ dünne Bereich des monolithischen Materials der Aufnahme 20a, der die Vertiefung 30, 30a umgibt, zusätzliche Vorteile und einen zusätzlichen Nutzen für den Getränkehalter 10a bereitzustellen, beispielsweise kann eine elastische (oder teilweise elastische) Verbindung zwischen einem oberen Abschnitt der Getränkeaufnahme 20a (beispielsweise ein Bereich über der Vertiefung 30a) und einem unteren Teil der Aufnahme 20a (beispielsweise ein Bereich unter der Vertiefung, der Wärmeaustauschelemente bildet oder aufweist) hergestellt werden. Dieses Konstruktionsmerkmal kann Probleme vermindern, die durch Ungenauigkeiten, Toleranzaspekte und/oder andere Inkonsistenzen verursacht werden, die mit der Herstellung derartiger Vorrichtungen in Beziehung stehen. Außerdem kann die elastische Verbindung eine Wärmeausdehnung einer in der Vertiefung 30a angeordneten thermoelektrischen Vorrichtung 100 ermöglichen, das Einsetzen und das Halten der thermoelektrischen Vorrichtung 100 innerhalb der Vertiefung 30a erleichtern, eine definierte Druckkraft auf die thermoelektrische Vorrichtung bereitstellen (vergl. z. B. die gedrückten oder gequetschten Enden der in 5c dargestellten thermoelektrischen Vorrichtung) und/oder dergleichen.
-
Gemäß 5a kann ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem vollständig oder teilweise innerhalb der Aufnahme 20a angeordnet sein. Beispielsweise können ein oder mehrere Flüssigkeitskanäle 24a sich durch den Körper der Aufnahme 20a hindurch erstrecken und darin ausgebildet sein. Daher ist in einigen Ausführungsformen eine einheitliche oder monolithische Aufnahmestruktur sowohl mit der Hauptseite als auch mit der Ableitungsseite einer thermoelektrischen Vorrichtung 100 thermisch gekoppelt. Wie dargestellt ist, können die Kanäle 24a benachbart (beispielsweise unmittelbar unterhalb) der Vertiefung 30a angeordnet sein, um die Wärmeübertragung zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 100 und der durch die Kanäle 24a zirkulierenden Flüssigkeit zu ermöglichen.
-
Der in 5b dargestellte Getränkehalter 10b weist außerdem eine Wärmeaustauscheinheit 24b auf, die durch die einheitliche Struktur der Aufnahme gebildet wird. Die Wärmeaustauscheinheit 24b von 5b ist allerdings eine auf Luft basierende und keine auf Flüssigkeit basierende Einheit. Die Wärmeaustauscheinheit 24b kann mehrere Lamellen oder andere Elemente aufweisen, entlang denen Wärme abgeführt werden kann, entweder mit oder ohne die Verwendung eines Gebläses oder einer anderen Fluidübertragungsvorrichtung, die Luft durch die Einheit 24b bewegt. Daher kann eine Wärmeaustauscheinheit 24a, 24b in einigen Ausführungsformen in einer Becheraufnahme 20a, 20b mit einer monolithischen oder einheitlichen Struktur integriert sein.
-
Dementsprechend ist in einigen Ausführungsformen eine monolithische Aufnahme 20a, 20b sowohl der hauptseitige Wärmetauscher als auch der ableitungsseitige Wärmetauscher. Herkömmliche thermoelektrische Systeme weisen thermische Lücken oder andere thermische Diskontinuitäten auf, um sicherzustellen, dass der angestrebte Grad der entlang der Hauptseite einer thermoelektrischen Vorrichtung auftretenden thermischen Konditionierung durch den entgegengesetzten Typ der entlang der Ableitungsseite auftretenden thermischen Konditionierung nicht aufgehoben oder negativ beeinflusst wird. Allerdings trägt in den in den 5a und 5b dargestellten Getränkehalterausführungsformen die Vertiefung oder eine andere Öffnung 30a, 30b, in der die thermoelektrische Vorrichtung 100 angeordnet ist, dazu bei, eine teilweise wärmeleitfähige Barriere zwischen den Bereichen oberhalb und unterhalb der Vertiefung 30a, 30b zu erzeugen. Beispielsweise bilden in einigen Ausführungsformen die Seitenwände der Getränkeaufnahmen 20a, 20b eine monolithische Verbindung mit der Bodenwand der Aufnahme nur über einen relativ dünnen Abschnitt der Aufnahme 20a, 20b, der die Vertiefung 30a, 30b umschließt.
-
Die 6a und 6b zeigen schematisch Ausführungsformen einer wärmeleitfähigen einheitlichen Aufnahme 20c, 20d eines Getränkehalters 10c, 10d, der mindestens teilweise innerhalb der Aufnahmestruktur eine separate Wärmeübertragungsanordnung 150c, 150d aufweist. Beispielsweise weist die Wärmeübertragungsanordnung 150c in 6a ein auf Luft basierendes Wärmeaustauschsystem auf, das sich durch die Bodenwand der Becheraufnahme 20c erstreckt. Ähnlicherweise ist in 6b ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem 150d in der Aufnahme 20d innerhalb der Struktur der Aufnahme 20d aufgenommen oder integriert. In der dargestellten Ausführungsform ist das Wärmeaustauschsystem 150d vollständig in der Aufnahme 20d eingekapselt oder davon umschlossen. In anderen Anordnungen ist jedoch das Wärmeaustauschsystem 150d nur teilweise von der Aufnahme 20d umschlossen.
-
Eine Ausführungsform eines thermisch konditionierten Getränkehalters 210 mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem ist schematisch in 7 dargestellt. Wie dargestellt ist, können ein oder mehrere thermoelektrische Vorrichtungen 100 in thermischem Kontakt mit einer Aufnahme 220 angeordnet sein. Beispielsweise kann, wie unter Bezug auf andere hierin dargestellte Anordnungen diskutiert wird, eine thermoelektrische Vorrichtung 100 entlang einer Wand (beispielsweise Bodenwand Seitenwand, usw.) einer wärmeleitfähigen Becheraufnahme 220 angeordnet sein.
-
Gemäß 7 kann eine Kühlplatte 260 in thermischem Kontakt mit der Ableitungsseite der thermoelektrischen Vorrichtung 100 angeordnet sein. Daher kann durch die thermoelektrische Vorrichtung 100 erzeugte Wärme (beispielsweise wenn die thermoelektrische Vorrichtung 100 die Becheraufnahme kühlt) auf eine durch die Kühlplatte 260 strömende Flüssigkeit übertragen werden. Wie hierin ausführlicher diskutiert wird, kann die Kühlplatte 260 wärmeleitfähig sein und einen oder mehrere Kanäle oder Durchlässe aufweisen. Daher kann Wärme von der Ableitungsseite der thermoelektrischen Vorrichtung 100 auf das Wasser und/oder eine andere Flüssigkeit übertragen werden, das/die durch die Kanäle der Kühlplatte 260 strömt. Von der Kühlplatte 260 austretende erwärmte Flüssigkeit kann unter Verwendung einer oder mehrerer Fluidpumpen 270 in Rohren, Schlauchleitungen oder anderen Rohrleitungen durch einen oder mehrere Sekundärwärmetauscher 280 (beispielsweise Luft-Wärmetauscher, andere Wärmestrahler 280, usw.), Flüssigkeitsspeicherbehälter und/oder dergleichen geleitet werden. In einigen Ausführungsformen, entzieht eine derartige Flüssigkeitszirkulation durch das Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem Wärme von der aus der Kühlplatte 260 austretenden Flüssigkeit. In jeder der hierin dargestellten Ausführungsformen können eine oder mehrere Fluidübertragungsvorrichtungen (beispielsweise Gebläse, Ventilatoren, usw.) bereitgestellt werden, um selektiv Luft und/oder ein anderes Fluid zum, durch den und/oder in die Nähe eines Sekundärwärmetauschers 280 zuzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Verwendung derartiger Fluidübertragungsvorrichtungen dazu beitragen, die gewünschten oder erforderlichen Wärmeübertragungseigenschaften entlang derartiger Sekundärwärmetauscher 280 zu verbessern.
-
Die 8a bis 8d zeigen eine Ausführungsform eines thermisch konditionierten Becherhalters 210 mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem, das dem vorstehend unter Bezug auf 7 diskutierten ähnlich ist. Wie dargestellt ist, kann der Becherhalter 210 zwei Becheraufnahmen 220 und eine oder mehrere der folgenden Komponenten aufweisen: thermoelektrische Vorrichtungen 100 (nicht dargestellt), die mit mindestens einem Abschnitt der Aufnahmen 220 in thermischem Kontakt stehen, Fluidpumpen 270, Luftwärmetauscher 280, Flüssigkeitsspeicherbehälter, eine Fluidleitung 272 und/oder dergleichen für eine Flüssigkeitszirkulation durch das System.
-
Gemäß den 8d und 9b kann die Kühlplatte 260 einen oder mehrere innere Kanäle 262 aufweisen, die in einigen Ausführungsformen spiralförmig, serpentinenförmig oder sinusförmig ausgebildet sind. Obwohl dies hierin nicht dargestellt ist, kann eine Abdeckung oder eine Platte benachbart zu den Kanälen 262 angeordnet sein, um die Kanäle 262 zu umschließen und zu ermöglichen, dass Flüssigkeit durch die Kühlplatte 260 (von einem Einlass 268 zu einem Auslass 266) übertragen wird. In anderen Anordnungen können die Form, die Größe, das Layout, die Ausrichtung und/oder andere Merkmale der Kanäle 262 anders sein als in den 8d und 9b dargestellt ist.
-
9a zeigt eine Unterseite einer wärmeleitfähigen Getränkeaufnahme 220, die dafür konfiguriert ist, eine thermoelektrische Vorrichtung 100 aufzunehmen. Die thermoelektrische Vorrichtung 100 kann an einer Außenfläche der Getränkeaufnahme 200 entweder direkt oder indirekt befestigt sein (beispielsweise entlang des schraffierten Bereichs 102 in 9a). Beispielsweise kann die thermoelektrische Vorrichtung 100 unter Verwendung einer Wärmeleitpaste, einer Thermofolie oder eines Thermopads, anderer Klebstoffe und/oder dergleichen an der Aufnahme 220 befestigt sein.
-
Wie in 9b dargestellt ist, ist eine benachbart zur Ableitungsseite der thermoelektrischen Vorrichtung 100 angeordnete Kühlplatte 266 an der Bodenwand der Getränkeaufnahme 220 befestigt (beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer Schrauben, Bolzen oder anderer Befestigungselemente). Wie vorstehend erwähnt wurde, kann eine Abdeckung oder ein anderes Dichtungselement (nicht gezeigt) gegen die Kühlplatte 260 angeordnet sein, um die Kanäle 262 zu umschließen. Daher können in einigen Ausführungsformen eine Kühlplatte 260 und eine thermoelektrische Vorrichtung 100 direkt entlang einer oder mehrerer Oberflächen einer monolithischen oder einheitlichen Aufnahme 220 angeordnet sein.
-
Die 10a und 10b zeigen eine Ausführungsform eines Getränkehalters 310 mit zwei Aufnahmen 320. Bei der dargestellten Anordnung ist der Getränkehalter 310 hundeknochenförmig ausgebildet. Wie bei anderen hierin dargestellten Ausführungsformen können die Getränkeaufnahmen 320 des Halters 310 eine monolithische oder einheitliche Struktur mit einem oder mehreren wärmeleitfähigen Materialien haben. In der dargestellten Anordnung ist eine einzelne thermoelektrische Vorrichtung 100 entlang eines Abschnitts der Seitenwand angeordnet (beispielsweise im allgemein zwischen den beiden Aufnahmen 320 angeordneten Bereich). Daher kann eine einzelne thermoelektrische Vorrichtung 100 verwendet werden, um zwei Getränkeaufnahmen 320 leitend zu kühlen oder zu erwärmen. 11a zeigt eine Seitenansicht eines ähnlich konfigurierten Getränkehalters 310a mit einer einzelnen thermoelektrischen Vorrichtung 100. In anderen Ausführungsformen, wie beispielsweise beim Getränkehalter 310b von 11b, weist jede Getränkeaufnahme eine entsprechende thermoelektrische Vorrichtung 100 auf.
-
Ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem kann auf ähnliche Weise in einem thermisch konditionierten Behältnis oder in einem anderen geschlossenen Behälter integriert werden. Eine Ausführungsform eines solchen Behältnisses 410 ist in den 12a bis 12b und 13a bis 13c dargestellt. Wie dargestellt ist, kann das Behältnis 410 einen Innenraum 420 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, Nahrungsmittel, Getränke und/oder andere Produkte aufzunehmen. Der Innenraum 420 ist durch eine Seitenwand 422 mit einer monolithischen oder einheitlichen Struktur definiert. Wie bei den hierin dargestellten Getränkehalterkonfigurationen kann die Seitenwand 422 in thermischem Kontakt mit einer oder mehreren thermoelektrischen Vorrichtungen 100 angeordnet sein. Wie dargestellt ist, kann ein Verbindungselement oder ein Abstandshalter 424 zwischen der Seitenwand 422 des Behältnisses und der thermoelektrischen Vorrichtung 100 angeordnet sein, um die thermoelektrische Vorrichtung in thermischem Kontakt mit dem Behältnis 410 anzuordnen. Dies kann besonders hilfreich sein, wenn es unmöglich, schwierig oder unpraktisch ist, die thermoelektrische Vorrichtung 100 direkt an der Seitenwand 422 des Behältnisses 410 zu befestigen. Beispielsweise können derartige wärmeleitfähige Verbindungselemente oder Abstandshalter 424 in Ausführungsformen eines Behältnisses verwendet werden, die eine oder mehrere Schichten aus einem wärmeisolierendem Material aufweisen (vergl. z. B. die Isolationsschicht 426 in 12a; nur ein kleiner Teil der Isolationsschicht 426 ist aus Gründen der Klarheit dargestellt; allerdings kann die Isolationsschicht 426 sich in einigen Ausführungsformen nach Wunsch oder Erfordernis entlang der gesamten oder entlang eines wesentlichen Teils der Oberfläche der Wand der Aufnahme oder des Behältnisses erstrecken). Derartige Verbindungselemente oder Abstandshalter 424 können in beliebigen Ausführungsformen von thermisch konditionierten Getränkehaltern und Behältnissen integriert werden (beispielsweise um zu ermöglichen, dass eine thermoelektrische Vorrichtung in Fällen in thermischen Kontakt mit einer Wand eines derartigen Halters oder Behältnisses kommt, in denen eine oder mehrere andere Schichten oder Komponenten um die Wand des Halters oder Behältnisses herum angeordnet sind).
-
Wie in den 12a und 12b dargestellt ist, kann das thermisch konditionierte Behältnis 410 ein Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem zum Entziehen von Wärme von der thermoelektrischen Vorrichtung 100 während des Betriebs aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist das Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem eine Kühlplatte 460 auf, die in Wärmekontakt mit der thermoelektrischen Vorrichtung 100 angeordnet ist. Wie hierin unter Bezug auf andere Anordnungen diskutiert wird, kann die Kühlplatte 460 einen oder mehrere innere Kanäle aufweisen, durch die eine Flüssigkeit strömen kann. In einigen Ausführungsformen können, wie in den 8d und 9b dargestellt ist, die Kanäle 262 der Kühlplatte 460 eine serpentinen- oder spiralförmige Konfiguration haben.
-
Gemäß den 12a und 12b kann Flüssigkeit zur und von der Kühlplatte 460, Rohren, Schlauchleitungen und/oder anderen Fluidleitungen 472 übertragen werden. Ähnlich wie bei den hierin beschriebenen Getränkehalterkonfigurationen kann Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) durch das Innere der Kühlplatte 460 zirkulieren, um Wärme von der benachbarten thermoelektrischen Vorrichtung 100 zu entziehen. Die erwärmte Flüssigkeit kann dann durch einen oder mehrere Sekundärwärmetauscher oder Wärmestrahler (z. B. auf Luft basierende Wärmetauscher, auf Flüssigkeit basierende Wärmetauscher, beliebige andersartige Wärmetauscher, usw.), Speicherbehälter und/oder andere Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystemkomponenten zirkulieren. Eine ähnlich konfigurierte Ausführungsform eines thermisch konditionierten Behältnisses 410 mit einem Flüssigkeitskreis-Wärmeaustauschsystem ist in den 13a–13c dargestellt. In jeder der hierin dargestellten Ausführungsformen können eine oder mehrere Fluidübertragungsvorrichtungen (beispielsweise Gebläse, Ventilatoren, usw.) vorgesehen sein, um selektiv Luft und/oder ein anderes Fluid zum, durch den oder in die Nähe des Sekundärwärmetauschers zu leiten. In einigen Ausführungsformen kann die Verwendung derartiger Fluidübertragungsvorrichtungen dazu beitragen, die gewünschten bzw. erforderlichen Wärmeübertragungseigenschaften entlang eines derartigen Sekundärwärmetauschers zu verbessern.
-
Um die Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen zu unterstützen, sind Wörter wie nach oben, obere, unten, nach unten, untere, hinten, vorne, vertikal, horizontal, stromaufwärts, stromabwärts verwendet worden, um verschiedene Ausführungsformen und/oder die beigefügten Figuren zu beschreiben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Ausführungsformen, ob sie nun dargestellt sind oder nicht, in einer Vielzahl gewünschter Positionen angeordnet und ausgerichtet sein können.
-
Obwohl hierin mehrere Ausführungsformen und Beispiele dargestellt sind, erstreckt sich die vorliegende Anwendung über die spezifisch dargestellten Ausführungsformen hinaus auf andere alternative Ausführungsformen und/oder Verwendungen der Erfindung und Modifikationen und Äquivalente davon. Innerhalb des Umfangs der Erfindung kommen auch verschiedene Kombinationen oder Unterkombinationen der spezifischen Merkmale und Aspekte der Ausführungsformen in Betracht. Daher sollte klar sein, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der dargestellten Ausführungsformen miteinander kombiniert oder wechselseitig ersetzt werden können, um andere Implementierungen der Erfindung zu erhalten. Daher soll der Schutzumfang der hierin beschriebenen vorliegenden Erfindung durch die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsformen nicht eingeschränkt werden, sondern ausschließlich anhand der folgenden Ansprüche definiert sein.
-
Obwohl die Erfindung auf verschiedene Weisen modifizierbar ist und alternative Ausführungsformen realisierbar sind, sind in den Zeichnungen spezifische Beispiele der Erfindung dargestellt und hierin ausführlich beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen oder Verfahren beschränkt ist, sondern ganz im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfassen, die innerhalb des Umfangs der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und der beigefügten Ansprüche fallen. Die hierin beschriebenen Verfahren müssen nicht in der genannten Folge ausgeführt werden. Die hierin dargestellten Bereiche beinhalten Überlappungen, Teilbereiche und Kombinationen davon. Ausdrücke wie ”bis zu”, ”mindestens”, ”größer als”, ”kleiner als”, ”zwischen”, und dergleichen enthalten die angegebene Zahl. Zahlen, denen ein Ausdruck vorangestellt ist, wie ”etwa” oder ”ungefähr”, beinhalten die angegebenen Zahlen. Beispielsweise beinhaltet ”etwa 10 mm” auch genau ”10 mm.” Ausdrücke oder Phrasen, denen ein Ausdruck wie ”im Wesentlichen” vorangestellt ist, schließen den angegebenen Ausdruck oder die angegebene Phrase ein. Beispielsweise beinhaltet die Phrase ”im Wesentlichen parallel” auch genau ”parallel”.
