ES2272290T3 - Distribuidor de bebidas con una configuracion mejorada de camara frigorifica. - Google Patents
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Abstract
Un distribuidor de bebidas (10), que comprende: una carcasa (11) que define una cámara frigorífica (12) que tiene un fluido refrigerante contenido en la misma. una unidad de refrigeración (13) para refrigerar el fluido refrigerante, incluyendo la unidad de refrigeración (13) un serpentín (35) de evaporador colocado de manera sustancial centralmente dentro de la cámara frigorífica (12); una línea (14) de agua acoplada a una fuente de agua donde la línea (14) de agua está colocada dentro de la cámara frigorífica (12) y sustancialmente sumergida dentro del fluido refrigerante por debajo del serpentín (35) de evaporador para proporcionar agua corriente enfriada; un carbonatador (18) acoplado a la línea (14) de agua y a una fuente de gas dióxido de carbono, donde el carbonatador (18) está dispuesto dentro de la cámara frigorífica (12) para proporcionar un suministro de agua carbonatada; unas líneas (71-73) de producto acopladas a una fuente de producto y sustancialmente sumergidas dentro de la cámara frigorífica (12) para proporcionar producto enfriado; una línea (100) de reenfriamiento acoplada al carbonatador (18) para proporcionar agua carbonatada enfriada desde dicho carbonatador (18); y unas válvulas de distribución (16A-C) montadas en la carcasa (11) y acopladas a las líneas (71-73) de producto y a la línea (100) de reenfriamiento y a la línea (14) de agua para proporcionar una bebida, caracterizado porque la línea (100) de reenfriamiento reside de manera sustancial completamente en el fondo de la cámara frigorífica (12) y está sustancialmente sumergida dentro del fluido refrigerante debajo del serpentín (35) del evaporador.
Description
Distribuidor de bebidas con una configuración
mejorada de cámara frigorífica.
La presente invención se refiere generalmente a
los distribuidores de bebidas y, más particularmente, pero en modo
alguno a título limitativo, a un distribuidor de bebidas con una
configuración mejorada de componentes, lo cual aumenta tanto la
capacidad de distribución como la cantidad de bebida distribuida a
una temperatura más baja.
Los distribuidores de bebidas en autoservicio
están creciendo en popularidad y disponibilidad. Más gente que
nunca anteriormente disfruta hoy de la conveniencia de seleccionar
una bebida de su elección en un distribuidor de bebidas. Colocando
un vaso adecuadamente y activando una válvula, el distribuidor de
bebidas distribuye una bebida deseada en un vaso a una velocidad
preestablecida y a una temperatura deseada, tal como la norma de la
industria de menos de 5,5ºC (42ºF).
Los distribuidores de bebidas introducidos en
nuevas implantaciones comerciales deben competir con otros productos
por un espacio de estantería limitado. Por consiguiente, existe una
demanda en cuanto a diseñar distribuidores de bebida compactos, los
cuales puedan servir suficientemente a un gran número de
consumidores. En consecuencia, los diseños compactos que equipan
los distribuidores de bebidas con unidades internas de refrigeración
menores y por tanto menos efectivas comprometen la capacidad de
servir a un gran número de consumidores bebidas por debajo de la
norma de 5,5ºC (42ºF). Finalmente, los diseñadores de distribuidores
compactos de bebidas identificaron una necesidad de aumentar la
eficiencia de las unidades de refrigeración para atender grandes
números de clientes.
La patente de EEUU Nº 5.368.198, que se otorgó
el 29 de noviembre de 1994 a Goulet, describe un distribuidor de
bebidas que intenta combinar la compacidad con la capacidad
aumentada de distribuir bebidas. En funcionamiento, una unidad de
refrigeración enfría un fluido de refrigeración dentro de una cámara
frigorífica de manera que el fluido de refrigeración congela una
losa sobre el serpentín del evaporador de la unidad de
refrigeración, el cual está situado dentro de la cámara
frigorífica. Un motor de agitador acciona un rodete por medio de un
árbol para hacer circular el fluido de refrigeración no congelado
alrededor de la cámara frigorífica. Una circulación apropiada
requiere un flujo uniforme de fluido refrigerante no congelado desde
debajo de la losa de fluido refrigerante congelado, alrededor de
sus lados, sobre su parte superior, y hacia atrás a través de su
centro. La circulación del fluido refrigerante no congelado a lo
largo de este camino descrito es esencial para el proceso de
transferencia de calor que produce bebidas frías y aumenta la
capacidad de distribución de bebidas. Una circulación de este tipo
proporciona la transferencia de calor entre la línea de fluido
refrigerante no congelado, y las líneas, relativamente más
calientes, de producto, agua, y agua carbonatada colocadas dentro
de la cámara frigorífica.
Específicamente, el fluido refrigerante no
congelado recibe calor de las líneas de producto y de agua, así
como, en parte, de la línea de agua carbonatada y entrega ese calor
a la losa de fluido refrigerante congelado conforme circula por la
cámara frigorífica. De esta forma, el fluido refrigerante congelado
se funde para disipar el calor del producto, agua, y agua
carbonatada de manera que se distribuye la bebida fría resultante
al actuar el producto enfriado, y el agua carbonatada o el agua para
formar la bebida deseada. Desgraciadamente, la línea de agua
carbonatada del distribuidor de bebidas descrito en la patente de
EEUU Nº 5.368.198 falla en proporcionar el enfriamiento total del
agua carbonatada que sale del carbonatador del distribuidor de
bebidas. En particular, al estar expuesta a lo largo del tiempo a
la atmósfera circundante más caliente, un segmento de la línea de
agua carbonatada que se extiende fuera del baño de fluido
refrigerante está sometida a calentamiento puesto que no existe el
deseado intercambio de calor con el fluido refrigerante a lo largo
del segmento, lo cual disminuye la eficiencia frigorífica general
del distribuidor de bebidas.
Adicionalmente, la patente de EEUU Nº 5.368.198
indica un serpentín de evaporador que consiste en dos piezas
acopladas juntas en una base con lo cual una serie de secciones
interiores y exteriores de serpentín residen a lo largo del mismo
plano horizontal. De este modo, una losa congelada resultante se
abombará alrededor del área en la que se apoyan las secciones
interior y exterior de serpentín en el mismo plano horizontal de
manera que el fluido refrigerante no congelado encontrará una gran
dificultad para fluir a través del canal definido por la parte
interior hueca de la losa. Así, los abombamientos de este tipo
distribuidos inadecuadamente perjudicarán en gran medida el flujo
libre del fluido refrigerante o lo detendrán por completo bien
creando un canal indeseablemente estrecho con lo cual el fluido
refrigerante no podría fluir satisfactoriamente a través del mismo,
o bien, en algunos casos, congelando el canal por completo. De la
misma manera, los abombamientos pueden congelar completamente un
distribuidor de bebidas entero permitiendo que crezca la losa
congelada de fluido refrigerante y se propague por las paredes de
una cámara frigorífica. Estas molestias que actúan contra el flujo
libre del fluido refrigerante no congelado disminuyen por tanto la
eficiencia general de la refrigeración de un distribuidor de
bebidas.
La patente de EEUU Nº 4.801.048 se refiere a un
distribuidor de bebidas según el preámbulo de la reivindicación 1
que se puede usar con figales (bolsas estériles) o cajas con bolsa
dentro. El distribuidor incluye un carbonatador construido en su
interior, y cuando se usa con un suministro de jarabe en cajas con
bolsa dentro incluye una pluralidad de bombas de jarabe construidas
en su interior, una para cada una de cuatro, cinco o seis válvulas.
El distribuidor incluye una unidad de refrigeración fácilmente
desmontable y una unidad de carbonatador fácilmente
desmontable.
Por consiguiente, existe una necesidad largo
tiempo sentida de un distribuidor de bebidas compacto que ocupe muy
poco espacio de estantería y permita la máxima transferencia de
calor entre las líneas de producto, agua y agua carbonatada y el
fluido refrigerante no congelado, incrementando por tanto la
eficiencia de la refrigeración y, finalmente, la capacidad de
distribuir bebidas.
Según la presente invención, un distribuidor de
bebidas con una configuración mejorada de componentes incluye una
carcasa que define una cámara frigorífica que tiene una parte
superior y otra inferior así como un fluido refrigerante contenido
en la misma. El distribuidor de bebidas incluye una línea de agua
sustancialmente sumergida dentro del fluido refrigerante y acoplada
a una fuente de agua y a un carbonatador dispuesto dentro de la
cámara de refrigeración y acoplado a la línea de agua y a una fuente
de gas dióxido de carbono. El distribuidor de bebidas incluye
además una línea de reenfriado sustancialmente sumergida dentro del
fluido refrigerante y acoplada al carbonatador. Adicionalmente, el
distribuidor de bebidas incluye unas líneas de producto,
sustancialmente sumergidas dentro de la cámara frigorífica y
acopladas a una fuente de producto. Así, un suministro de agua
enfriada, agua carbonatada enfriada y producto enfriado necesarios
para la formación de una bebida deseada por parte del distribuidor
de bebidas es proporcionado por el carbonatador, la línea de agua,
la línea de reenfriamiento, y las líneas de producto.
Además, la línea de reenfriamiento y la línea de
agua están colocadas en cooperación entre sí para dirigir el flujo
de fluido refrigerante alrededor de la cámara frigorífica. Para
facilitar la colocación en la cámara frigorífica, la línea de
reenfriamiento puede adoptar una configuración de serpentín formado
por canales que dirigen el flujo de fluido refrigerante alrededor
de la cámara frigorífica.
El distribuidor de bebidas incluye todavía
adicionalmente unas válvulas de distribución montadas en la carcasa.
Las válvulas de distribución están acopladas a las líneas de
producto y al menos a una de las líneas de reenfriamiento y a la
línea de agua para proporcionar una bebida.
Una unidad de refrigeración que incluye un
serpentín de evaporador colocado de manera sustancialmente central
dentro de la cámara frigorífica proporciona la refrigeración del
fluido refrigerante. El serpentín del evaporador, una unidad en una
sola pieza, incluye un serpentín sustancialmente concéntrico
definido por una sección exterior de serpentín y una sección
interior de serpentín que está dispuesta dentro y sustancialmente
separada de la sección exterior de serpentín. Los serpentines
sustancialmente separados son un diseño mejorado para distribuir
uniformemente la losa congelada que se congela alrededor del
serpentín del evaporador de manera que permite finalmente el flujo
óptimo de fluido refrigerante no congelado alrededor de la losa de
fluido refrigerante congelado y a través de un canal definido por
una parte interior hueca de la losa. En particular, cada sección
interior y exterior de serpentín desarrolla una parte de fluido
refrigerante congelado que se congela con una parte adyacente,
disminuyendo así el tiempo de formación para crear una losa de
fluido refrigerante congelado.
Además, para asegurarse de que el fluido
refrigerante se congela para formar una losa uniforme con un efecto
de refrigeración máximo, se establece una distancia horizontal
óptima y una distancia vertical óptima entre las secciones interior
y exterior de serpentín, respectivamente. Para mejorar
adicionalmente la transferencia de calor, la sección interior y/o
la sección exterior del serpentín pueden ser sustancialmente
paralelas a las secciones superior e inferior de la cámara
frigorífica. El serpentín del evaporador puede estar configurado
también con una superficie exterior de textura rugosa, un pequeño
espesor de pared, y/o una composición de material que facilite del
mejor modo la máxima transferencia de calor alrededor del serpentín
del evaporador.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un distribuidor de bebidas, que comprende:
una carcasa que define una cámara frigorífica
que tiene un fluido refrigerante contenido dentro de la misma;
una unidad de refrigeración para enfriar el
fluido refrigerante, incluyendo la unidad de refrigeración un
serpentín de evaporador colocado sustancialmente de forma centrada
dentro de la cámara frigorífica;
una línea de agua acoplada a una fuente de agua
donde la línea de agua está colocada dentro de la cámara frigorífica
y sustancialmente sumergida dentro del fluido refrigerante por
debajo del serpentín del evaporador para proporcionar agua
corriente enfriada;
un carbonatador acoplado a la línea de agua y a
una fuente de gas dióxido de carbono, donde el carbonatador está
dispuesto dentro de la cámara frigorífica para proporcionar un
suministro de agua carbonatada;
unas líneas de producto acopladas a una fuente
de producto y sustancialmente sumergidas dentro de la cámara
frigorífica para proporcionar producto enfriado;
una línea de reenfriado acoplada al carbonatador
donde la línea de reenfriado reside de manera sustancial
completamente sobre el fondo de la cámara de enfriamiento y está
sustancialmente sumergida dentro del fluido refrigerante por debajo
del serpentín del evaporador para proporcionar agua carbonatada
enfriada; y
unas válvulas de distribución montadas sobre la
carcasa y acopladas a las líneas de producto y a al menos una de
las líneas de reenfriado y de la línea de agua para proporcionar una
bebida.
Por tanto, es un objeto de la presente invención
proporcionar un distribuidor de bebidas con una configuración
mejorada de componentes para aumentar tanto la capacidad de
distribución de bebidas cono la cantidad de bebida distribuida a
una temperatura más fría manteniendo mientras tanto un tamaño
compacto.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un distribuidor de bebidas con una eficiencia de
refrigeración mejorada para una máxima transferencia de calor entre
el fluido refrigerante no congelado y el serpentín del evaporador,
la línea de producto, la línea de agua, y la línea de agua
carbonatada.
Resultarán evidentes todavía otros objetos,
características y ventajas de la presente invención para los
expertos en la técnica a la luz de cuanto sigue.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva que
ilustra un distribuidor de bebidas equipado con una configuración
de cámara frigorífica mejorada.
La Fig. 2 es una vista en despiece ordenado que
ilustra un distribuidor de bebidas.
La Fig. 3 es una vista en alzado desde arriba
que ilustra la realización preferida de un serpentín de evaporador
equipado dentro de la configuración de cámara frigorífica
mejorada.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva que
ilustra la realización preferida de un serpentín de evaporador
equipado dentro de la configuración de cámara frigorífica
mejorada.
La Fig. 5 es una vista en alzado desde arriba
que ilustra varios componentes del distribuidor de bebidas colocado
en una plataforma que está situada encima de la cámara
frigorífica.
Según se requiere, aquí se describen
realizaciones preferidas de la presente invención, sin embargo, debe
entenderse que las realizaciones descritas son meramente a título
de ejemplos de la invención, la cual puede realizarse de diversas
formas. Las figuras no están necesariamente a escala, y algunas
características pueden ser exageradas para mostrar detalles de
componentes o etapas concretos.
Como se ilustra en las Figs.
1-5, el distribuidor de bebidas 10 incluye una
carcasa 11, una unidad de refrigeración 13, y unas válvulas
distribuidoras 16A-C. La carcasa 11, a su vez,
incluye una pared delantera 15A, una pared posterior 15B, unas
paredes laterales 15C y D, y un fondo 15E que definen una cámara
frigorífica 12. Además, la cámara frigorífica 12 contiene un fluido
refrigerante, el cual es típicamente agua.
Las líneas 71-73 de producto
residen en la parte delantera de la cámara frigorífica 12 y se
montan en ella usando cualquier medio de montaje adecuado. Cada una
de las líneas 71-73 de producto incluye una entrada
que comunica con una fuente de producto (no representada). Las
líneas de producto 71-73 incluyen cada una
adicionalmente una salida que se conecta con las válvulas de
distribución 16A-C, respectivamente, para
suministrar producto a las válvulas de distribución
16A-C. En una realización alternativa, cada una de
las líneas 71-73 de producto podría incluir una
configuración helicoidal para facilitar mejor la transferencia de
calor proporcionando una mayor área de superficie a lo largo de
cada línea de producto para interactuar termodinámicamente con el
fluido refrigerante circulante. Un ejemplo de una configuración
helicoidal de este tipo se ve en la patente de EEUU 5 974 825, cuya
descripción se incorpora aquí a título de referencia. Aunque se
describen tres líneas de producto y válvulas de distribución, un
experto corriente en la técnica reconocerá que se puede realizar
líneas de producto o válvulas de distribución adicionales, o menos
líneas de producto o válvulas de distribución en cualquier
combinación.
En la realización preferida, la cámara
frigorífica 12 incluye una línea de agua 14 que tiene una
configuración de serpentín para permitir su colocación en el fondo
de la cámara frigorífica 12. La línea 14 de agua se monta al fondo
15E de la carcasa 11 usando cualquier medio de montaje adecuado. Una
entrada 101 en la línea 14 de agua se conecta a la bomba principal
75 de agua, la cual, a su vez, se conecta a cualquier fuente externa
de agua adecuada tal como una línea de agua pública. La colocación
de la línea 14 de agua en el fondo de la cámara frigorífica 12, de
manera que está sumergida sustancialmente dentro del fluido
refrigerante, permite que el agua dentro de la línea 14 de agua sea
enfriada por medio de la transferencia de calor con el fluido
refrigerante relativamente más frío. Enfriar el agua dentro de la
línea 14 de agua sirve para dos funciones distintas. En primer
lugar, el distribuidor 10 de bebidas puede distribuir agua normal
enfriada a través de una salida 102 de agua normal de la línea 14
de agua, y en segundo lugar, el agua normal dentro de la línea 14
de agua es "preenfriada" antes de su entrega a un carbonatador
18 dispuesto en la cámara frigorífica 12. En particular, una salida
103 de la línea 14 de agua se conecta a un accesorio en T, el cual
proporciona el agua recibida de la línea 14 de agua al carbonatador
18. Adicionalmente, el carbonatador 18 conecta al dióxido de
carbono de una fuente de dióxido de carbono (no representada) y lo
recibe para carbonatar el agua procedente de la línea 14 de agua.
El carbonatador 18 se monta dentro de la parte delantera de la
cámara 12 de refrigeración usando cualquier medio de montaje
adecuado.
Debido a que se desvía un contenido
relativamente pequeño de agua enfriada por la salida 102 de agua
corriente, la mayoría del agua enfriada dentro de la línea 14 de
agua es carbonatada al pasar a través del carbonatador 18. El agua
enfriada antes de su entrega al carbonatador 18 es altamente
deseable porque mejora el proceso de carbonatación.
En esta realización preferida, la cámara de
refrigeración 12 incluye una línea de reenfriamiento 100, por la
cual el agua carbonatada abandona el carbonatador 18 a través de la
salida 104 y entra en la línea de reenfriamiento 100 a través de la
entrada 105. La línea de reenfriamiento 100 incluye una
configuración de serpentín para permitir su colocación en el fondo
de la cámara frigorífica 12. La línea de reenfriamiento 100 se
coloca en cooperación con la línea 14 de agua de manera que tanto
la línea de reenfriamiento 100 como la línea 14 de agua actúan
juntas para dirigir el flujo de fluido refrigerante no congelado
alrededor de la cámara frigorífica 12, como se trata más adelante.
Además, colocando la línea de reenfriamiento 100 en el fondo de la
cámara frigorífica de manera que esté sustancialmente sumergida
dentro del fluido refrigerante, la línea de reenfriamiento 100
permite que el agua carbonatada en la misma sea "reenfriada"
por medio de la transferencia de calor con el fluido refrigerante
relativamente más frío.
La introducción de la línea de reenfriamiento
100 dentro de la cámara frigorífica 12 aumenta significativamente
la capacidad del distribuidor de bebidas para distribuir agua
carbonatada y, de este modo, bebidas a la temperatura normal de la
industria o por debajo de la misma, especialmente cuando no se hayan
usado las válvulas 16A-C por un periodo prolongado,
porque la línea de reenfriamiento 100 permanece sumergida en el
fluido refrigerante hasta que una bebida está lista para ser
distribuida. Más particularmente, el agua carbonatada enfriada
procedente de la línea de reenfriamiento 100 se combina con el
producto enfriado procedente de las líneas de producto
71-73 para formar una bebida relativamente más fría,
en comparación con los distribuidores de bebidas sin una línea de
reenfriamiento, mejorando con ello grandemente la capacidad de
distribuir bebidas del distribuidor de bebidas 10 sin aumentar su
tamaño general.
Cuando se accede a una bebida determinada a
través de una de las válvulas distribuidoras 16A-C,
el agua carbonatada sale de la línea de reenfriamiento 100 a través
de las salidas 106 y entra en una válvula distribuidora designada
de manera que se mezcle con el producto deseado y se distribuya
luego a un vaso situado debajo. Se disponen las bombas
76-78 de producto para bombear el producto deseado
de las líneas 71-73 de producto a las válvulas
distribuidoras 16A-C. Las válvulas de distribución
16A-C, a su vez, están sujetas a la pared delantera
15A de la carcasa 11 por una placa de grifo 16D. (Véase la Fig. 2).
Se dispone una bandeja de goteo 123 debajo de las válvulas de
distribución 16A-C. La bandeja de goteo 123 se
sujeta a la parte inferior de la pared delantera 15A usando
cualquier medio adecuado para recoger los goteos de bebidas emitidos
por las válvulas de arriba. Adicionalmente, una placa de
salpicaduras 122 de fácil limpieza se sujeta usando cualquier medio
adecuado en la superficie situada de cara hacia delante de la pared
delantera 15A para proteger el distribuidor de bebidas 10 contra la
acumulación no deseada de goteos de bebidas y salpicaduras de las
válvulas.
En esta realización preferida, la cámara
frigorífica 12 incluye una unidad de refrigeración 13. La unidad de
refrigeración 13 es un sistema normal de refrigeración de
distribuidor de bebidas que incluye un compresor 115, un conjunto
de condensador 33, y una plataforma 110 de base de compresor. El
conjunto del condensador 33, a su vez, incluye un serpentín 34 del
condensador, un ventilador 36 para soplar aire a través del
serpentín 34 del condensador facilitando con ello la transferencia
de calor, y una estructura 117 de direccionamiento de aire que
aloja el serpentín 34 del condensador y da soporte al ventilador 36.
La estructura 117 de direccionamiento de aire está óptimamente
configurada para facilitar la transferencia de calor entre el
serpentín 34 del condensador y el aire soplado por el ventilador
36. El ventilador 36 se monta sobre la estructura 117 de
direccionamiento de aire y el serpentín 34 del condensador se
sujeta dentro de la misma usando cualquier medio de montaje
adecuado.
El compresor 115 y el conjunto 33 del
condensador así como un conjunto 116 de carcasa de componentes
electrónicos y un motor 37 del agitador se montan encima de la
plataforma 110 de base del compresor mientras que un serpentín 35
del evaporador se monta debajo. La plataforma 110 de base del
compresor está sujetada integralmente a una plataforma 38 de
carcasa de manera que forma una superficie continua que se monta
encima de la carcasa 11 de tal manera que el serpentín 35 del
evaporador reside sustancialmente sumergido dentro del fluido
refrigerante, precisamente encima de la línea 14 de agua y la línea
100 de reenfriamiento y sustancialmente alrededor de la parte
central de la cámara frigorífica 12. Además, la plataforma 110 de
base del compresor está configurada de forma que se desmonte
fácilmente de la plataforma 38 de la carcasa durante la limpieza o
el mantenimiento. Adicionalmente, a la plataforma 110 de base del
compresor, la bomba principal 75, y las minibombas
76-78 se sujetan a la plataforma 38 de la
carcasa.
La unidad de refrigeración 13 funciona de manera
similar a cualquier sistema de refrigeración normal de distribuidor
de bebidas para enfriar el fluido refrigerante que reside dentro de
la cámara frigorífica 12 de tal manera que el fluido refrigerante
se congela en una losa alrededor del serpentín 35 del evaporador. La
unidad 13 de refrigeración enfría y finalmente congela el fluido
refrigerante para facilitar la transferencia de calor entre el
fluido refrigerante y el producto, agua, y agua carbonatada, de
manera que se pueda distribuir una bebida fría desde el
distribuidor de bebidas 10. Sin embargo, debido a que la congelación
completa del fluido refrigerante da lugar a un intercambio de calor
ineficiente, un sistema de control del lado de fluido refrigerante
(no representado), dentro del conjunto 116 de la carcasa de
componentes electrónicos, regula el compresor 115 para evitar la
congelación completa del fluido refrigerante de tal manera que el
compresor 115 nunca permanece activado durante un periodo de tiempo
suficiente para permitir que la losa de fluido refrigerante
congelado crezca sobre las líneas 71-73 de
producto.
En esta realización preferida, el serpentín 35
del evaporador es una unidad en una pieza definida por una serie
alternante de serpentines sustancialmente separados, es decir, una
sección interior 35a de serpentín y una sección exterior 35b de
serpentín, colocadas de manera sustancial centralmente en la cámara
frigorífica 12. (Véase las Figs. 3-4). Las
secciones de los serpentines están sustancialmente separadas puesto
que cada sección exterior 35b de serpentín reside en un plano
horizontal diferente de la sección interior 35a del serpentín. Los
serpentines sustancialmente separados corresponden a un diseño
mejorado para distribuir uniformemente la losa congelada que se
congela alrededor del serpentín 35 del evaporador de manera que
permita finalmente un flujo óptimo de fluido refrigerante no
congelado alrededor de la losa de fluido refrigerante congelado y a
través de un canal definido por la parte hueca interior de la
losa.
En contraste, la patente de EEUU Nº 5.368.198
indica una unidad de evaporador que tiene una serie de secciones
interiores de serpentín y de secciones exteriores de serpentín que
residen a lo largo del mismo plano horizontal. Por consiguiente, el
serpentín de evaporador del documento ‘198 desarrollará unos
abombamientos de fluido refrigerante congelado distribuidos
inadecuadamente alrededor del área en la que las secciones
interiores de serpentín y las secciones exteriores de serpentín
yacen en el mismo plano horizontal. Colectivamente, estos
abombamientos definen una losa congelada no uniforme que perjudica
en gran medida o detiene por completo el flujo libre de fluido
refrigerante alrededor de la cámara frigorífica. En particular, los
abombamientos crean un canal indeseablemente estrecho dentro de la
losa congelada con lo cual el fluido refrigerante no podría fluir
de manera satisfactoria a través del mismo, o en algunos casos
congelan por completo el canal así como todo el distribuidor de
bebidas.
Como tal, el serpentín 35 de evaporador incluye
una entrada 35c y una salida 35d a través de las cuales fluye de
manera continua un fluido refrigerante permitiendo de esta manera
que el fluido refrigerante se congele alrededor del serpentín 35
del evaporador cuando está en funcionamiento. Como se muestra en la
Fig. 4, para asegurar que el fluido refrigerante se congela para
formar una losa uniforme con un efecto refrigerante máximo, se
establecen una altura óptima, h, y una anchura óptima, w, entre las
secciones interior y exterior 35a y 35b adyacentes de serpentín,
respectivamente.
La textura de la superficie exterior de las
secciones interior y exterior, 35a y 35b, puede ser configurada en
cada caso para permitir diferentes velocidades de transferencia de
calor. Por ejemplo, las secciones de serpentín con una textura
rugosa hacen más lento el caudal del fluido refrigerante haciendo
que el fluido "se pegue" a la sección de serpentín durante un
mayor tiempo para facilitar el crecimiento del fluido refrigerante
congelado alrededor del serpentín 35 del evaporador. De una manera
en gran medida análoga a como se puede configurar la textura de la
superficie exterior, los expertos en la técnica reconocerán que el
espesor de pared de las secciones de serpentín puede ser
configurado para adaptarse a diferentes velocidades de transferencia
de calor. La composición del material de las secciones de serpentín
puede ser también configurada por los expertos en la técnica para
adaptarse a las diferentes velocidades de transferencia de calor a
fin de facilitar el crecimiento de una losa de fluido refrigerante
uniformemente distribuida.
El motor 37 del agitador se monta en una
plataforma 110 de base del compresor (no representada), para
accionar, a través de un eje (no representado), un conjunto de
rodete (no representado) dentro del fluido refrigerante no
congelado y sujetado al extremo del eje. El motor 37 del agitador
acciona el rodete para hacer circular el fluido refrigerante no
congelado alrededor de la losa de fluido refrigerante congelado así
como alrededor de la línea 14 de agua, la línea 100 de
reenfriamiento, y las líneas 71-73 de producto. El
rodete hace circular el fluido refrigerante no congelado para
mejorar la transferencia de calor, lo cual ocurre de manera natural
entre el fluido refrigerante a temperatura más baja y el producto,
agua, y agua carbonatada a temperatura más alta. La transferencia
de calor tiene lugar desde el producto, agua y agua carbonatada que
fluyen a través de las líneas 71-73 de producto, la
línea 14 de agua, y la línea 100 de reenfriamiento, respectivamente,
que ceden calor al fluido refrigerante no congelado. El fluido
refrigerante no congelado, a su vez, transfiere el calor a la losa
de fluido refrigerante congelado, la cual recibe el calor y se funde
en respuesta, completando con ello el ciclo termodinámico
proporcionando "líquido" o fluido refrigerante no congelado a
la cámara frigorífica 12. El calor transferido originalmente del
producto, agua y agua carbonatada al fluido refrigerante es disipado
continuamente a través de la fusión de la losa de fluido
refrigerante congelado. Por consiguiente, la disipación de calor y
la correspondiente fusión de la losa de fluido refrigerante
mantienen el fluido refrigerante congelado a la temperatura deseada
de 0ºC (32ºF), la cual está idealmente por debajo de la norma de
la
industria.
industria.
La efectividad de la transferencia de calor
anteriormente descrita se relaciona con el valor del área de la
superficie de contacto entre el fluido refrigerante no congelado y
la losa de fluido refrigerante congelado. Es decir, si el fluido
refrigerante no congelado entra en contacto con la losa de fluido
refrigerante congelado a lo largo de un valor máximo del área de su
superficie, la transferencia de calor aumenta de manera
significativa. El distribuidor 10 de bebidas mantiene un contacto
máximo del fluido refrigerante no congelado a lo largo de la
superficie de la losa de fluido refrigerante congelado debido a la
colocación de la línea 14 de agua y de la línea 100 de
reenfriamiento en la parte inferior de la cámara frigorífica 12 y a
la colocación de las líneas 71-73 de producto en la
parte delantera de la cámara frigorífica 12. En una realización
particular, se logra adicionalmente un contacto máximo debido a las
configuraciones de serpentín de la línea 14 de agua y de la línea
100 de reenfriamiento, así como a la configuración de las líneas
71-73 de producto.
Específicamente, la eliminación de las líneas de
producto y de agua del centro del serpentín del evaporador elimina
la obstrucción al flujo de fluido refrigerante no congelado
experimentada por los distribuidores de bebida que tienen una de
las líneas de producto o de agua o ambos tipos de líneas centrados
dentro del serpentín del evaporador. Además, incrementando el
tamaño del serpentín 35 del evaporador, se forma una losa mayor de
fluido refrigerante congelado. Particularmente, la colocación de las
líneas de producto 71-73 en la parte delantera de
la cámara frigorífica 12 permite aumentar el tamaño del serpentín 35
del evaporador sin un aumento correspondiente de la altura de la
carcasa 11. Una mayor losa de fluido refrigerante congelado
proporciona una mayor área de superficie para la transferencia de
calor con el fluido refrigerante no congelado. Este aumento de
eficiencia de la refrigeración a través de la transferencia de calor
del fluido refrigerante no congelado a la losa de fluido
refrigerante congelado mantiene el fluido refrigerante no congelado
a la temperatura de 0ºC (32ºF), incluso en los periodos punta de
uso del distribuidor 10 de bebidas. Por consiguiente, la capacidad
de aumentar el calor extraído del producto y del agua aumenta
significativamente la capacidad general de distribución de bebidas
del distribuidor 10 de bebidas. Además, mediante las modificaciones
anteriores, esta eficiencia aumentada facilita de manera óptima la
introducción de la línea 100 de reenfriamiento en la cámara
frigorífica 12 para permitir la extracción de calor del agua
carbonatada dentro de la línea 100 de reenfriamiento por el fluido
refrigerante no congelado, mejorando con ello adicionalmente la
capacidad del distribuidor de bebidas 10 para servir de manera
continua bebidas muy por debajo de la norma de temperatura de la
industria.
La configuración de serpentín de la línea 14 de
agua aumenta la efectividad de la circulación del fluido
refrigerante no congelado por el rodete. Como se muestra en las
Figs. 1-2, la configuración de serpentín de la línea
14 de agua produce canales que dirigen el flujo de fluido
refrigerante no congelado hacia la pared delantera 15A y la pared
trasera 15B de la carcasa 11.
De la misma manera, la configuración de
serpentín de la línea 100 de reenfriamiento aumenta la efectividad
de la circulación del fluido refrigerante no congelado por el
rodete. Como se muestra en las Figs. 1-2, la
configuración de serpentín de la línea 100 de reenfriamiento produce
canales que dirigen el flujo de fluido refrigerante no congelado
hacia la pared delantera 15A y la pared trasera 15B de la carcasa
11. Adicionalmente, la línea 100 de reenfriamiento se coloca en
cooperación con la línea 14 de agua de manera que tanto la línea
100 de reenfriamiento como la línea 14 de agua actúan conjuntamente
para dirigir el flujo de fluido refrigerante no congelado alrededor
de la cámara frigorífica 12.
Las texturas de la línea 100 de reenfriamiento
y/o de la línea 14 de agua pueden ser configuradas para permitir
diferentes velocidades de transferencia de calor. Por ejemplo, una
línea de reenfriamiento y/o una línea de agua que tengan una
textura rugosa disminuyen el caudal del fluido refrigerante
permitiendo que el fluido "se pegue" a los canales durante un
tiempo mayor de manera que se enfría adicionalmente el fluido
situado dentro de esa línea. De una manera en gran medida igual a
como se puede configurar la textura de la superficie exterior, los
expertos en la técnica reconocerán que se puede configurar el
espesor de pared de una línea de reenfriamiento y/o de agua para
adaptarse a diferentes velocidades de transferencia de calor.
También se puede configurar la composición del material de la línea
de reenfriamiento y/o de agua por los expertos en la técnica para
adaptarse a las diferentes velocidades de transferencia de calor a
fin de facilitar una mejor absorción térmica a temperaturas más
bajas.
En el funcionamiento, el motor 37 del agitador
acciona el rodete para impulsar al fluido refrigerante no congelado
desde el canal definido por la superficie interior de la losa hueca
de fluido refrigerante congelado hacia la línea 14 de agua y la
línea 100 de reenfriamiento. Conforme el flujo forzado de fluido
refrigerante no congelado se aproxima a los canales helicoidales de
la línea 14 de agua y de la línea 100 de reenfriamiento, estos
canales dirigen el fluido de refrigerante no congelado hacia la
pared delantera 15A y la pared trasera 15B de la carcasa 11. Más
particularmente, los canales dirigen una primera corriente de fluido
refrigerante no congelado hacia la pared delantera 15A y una
segunda corriente de fluido refrigerante no congelado hacia la
pared trasera 15B.
Conforme la primera corriente de fluido
refrigerante no congelado fluye al interior de la parte delantera
de la cámara frigorífica 12, entra en contacto con las líneas
71-73 de producto para extraer calor del producto
que fluye por las mismas. Además, el fluido refrigerante no
congelado entra en contacto con la losa de fluido refrigerante
congelado para transferir calor entre ambas. De manera análoga,
conforme la segunda corriente de fluido refrigerante no congelado
fluye al interior de la parte trasera de la cámara frigorífica 12,
entra en contacto con la losa de fluido refrigerante congelado para
producir la transferencia de calor entre las mismas.
Las primera y segunda corrientes de fluido
refrigerante no congelado circulan desde las partes delantera y
trasera de la cámara frigorífica 12, respectivamente, a la parte
superior de la cámara frigorífica 12. Conforme la primera y la
segunda corrientes de fluido refrigerante no congelado entran en la
parte superior de la cámara frigorífica 12, entran en contacto con
la parte superior de la losa de fluido refrigerante congelado para
producir la transferencia de calor entre las mismas. Además, la
primera y la segunda corrientes de fluido refrigerante no congelado
fluyen al interior de un canal definido por la superficie interior
de la losa de fluido refrigerante congelado donde tales corrientes
se recombinan para entrar en contacto con la losa de fluido
refrigerante congelado para una transferencia de calor adicional. La
corriente recombinada de fluido refrigerante que entra en el canal
es forzada de nuevo desde el canal hacia la línea 14 de agua y la
línea 100 de reenfriamiento por el rodete de manera tal que se
repite la circulación anteriormente descrita.
Adicionalmente, el rodete impulsa el fluido
refrigerante no congelado desde el canal de la losa de fluido
refrigerante congelado hacia las paredes laterales 15C y D. El
fluido refrigerante no congelado se divide en una tercera y una
cuarta corrientes de fluido refrigerante no congelado que se
desplazan en un recorrido en forma de circuito alrededor de los
costados de la losa de fluido refrigerante congelado, sobre la parte
superior de la losa de fluido refrigerante congelado y de vuelta al
canal definido por la losa de fluido refrigerante congelado. Ese
flujo de la tercera y de la cuarta corrientes de fluido refrigerante
no congelado produce una transferencia de calor adicional desde el
producto, el agua, y el agua carbonatada al fluido refrigerante no
congelado.
Por consiguiente, el camino no obstruido para el
fluido refrigerante no congelado alrededor de todos los lados de la
losa de fluido refrigerante congelado así como a través del canal de
la losa de fluido refrigerante congelado proporciona un contacto de
área máxima de superficie entre el fluido refrigerante congelado y
el no congelado. El contacto de área máxima de superficie da lugar
a una transferencia de calor máxima del producto, agua y agua
carbonatada al fluido refrigerante no congelado y, a su vez, a la
losa de fluido refrigerante congelado. Por consiguiente, el
distribuidor de bebidas 10 exhibe una capacidad aumentada de
distribución de bebidas debido a que el fluido refrigerante no
congelado mantiene una temperatura por debajo de la norma de la
industria de 0ºC (32ºF) incluso durante los periodos punta de uso
debido a la circulación aumentada y a la correspondiente capacidad
aumentada de transferencia de calor.
Sin la circulación constante de fluido
refrigerante no congelado, el mismo fluido refrigerante no congelado
permanecería entre la losa de fluido refrigerante congelado y las
paredes delantera, posterior y lateral, 15A, 15B y
15C-D respectivamente. Eventualmente, el fluido
refrigerante no congelado no agitado se congelaría porque no recibe
suficiente calor del producto, agua y agua carbonatada para impedir
su congelación. Por consiguiente, la circulación aumentada de
fluido refrigerante no congelado producida por la configuración
anteriormente mencionada del distribuidor de bebidas 10 no sólo
produce una capacidad de distribución de bebidas mayor en el
distribuidor de bebidas 10, sino que también impide una congelación
del fluido refrigerante que limitaría en gran medida la capacidad
de distribución de bebidas.
Aunque se ha descrito la presente invención en
términos de la realización precedente, esa descripción sólo se ha
realizado a título de ejemplo, y como será obvio para los expertos
en la técnica, caerán dentro del objeto de la presente invención
muchas alternativas, equivalentes y variaciones de diversos grados.
Ese objeto, en consecuencia no se limita en modo alguno por la
descripción precedente, sino que es definido más bien por las
reivindicaciones que siguen.
Claims (5)
1. Un distribuidor de bebidas (10), que
comprende:
una carcasa (11) que define una cámara
frigorífica (12) que tiene un fluido refrigerante contenido en la
misma.
una unidad de refrigeración (13) para refrigerar
el fluido refrigerante, incluyendo la unidad de refrigeración (13)
un serpentín (35) de evaporador colocado de manera sustancial
centralmente dentro de la cámara frigorífica (12);
una línea (14) de agua acoplada a una fuente de
agua donde la línea (14) de agua está colocada dentro de la cámara
frigorífica (12) y sustancialmente sumergida dentro del fluido
refrigerante por debajo del serpentín (35) de evaporador para
proporcionar agua corriente enfriada;
un carbonatador (18) acoplado a la línea (14) de
agua y a una fuente de gas dióxido de carbono, donde el carbonatador
(18) está dispuesto dentro de la cámara frigorífica (12) para
proporcionar un suministro de agua carbonatada;
unas líneas (71-73) de producto
acopladas a una fuente de producto y sustancialmente sumergidas
dentro de la cámara frigorífica (12) para proporcionar producto
enfriado;
una línea (100) de reenfriamiento acoplada al
carbonatador (18) para proporcionar agua carbonatada enfriada desde
dicho carbonatador (18); y
unas válvulas de distribución
(16A-C) montadas en la carcasa (11) y acopladas a
las líneas (71-73) de producto y a la línea (100)
de reenfriamiento y a la línea (14) de agua para proporcionar una
bebida,
caracterizado porque la línea (100) de
reenfriamiento reside de manera sustancial completamente en el fondo
de la cámara frigorífica (12) y está sustancialmente sumergida
dentro del fluido refrigerante debajo del serpentín (35) del
evaporador.
2. El distribuidor de bebidas (10) según la
reivindicación 1, en el que la línea (100) de reenfriamiento y la
línea (14) de agua están colocadas en cooperación entre sí para
dirigir el flujo de fluido refrigerante alrededor de la cámara
frigorífica (12).
3. El distribuidor de bebidas (10) según la
reivindicación 1, en el que la línea (100) de reenfriamiento define
una configuración de serpentín para facilitar la colocación en la
cámara frigorífica (12).
4. El distribuidor de bebidas (10) según la
reivindicación 3, en el que la configuración de serpentín de la
línea (100) de reenfriamiento forma canales para dirigir el flujo de
fluido refrigerante alrededor de la cámara frigorífica (12).
5. El distribuidor de bebidas (10) según la
reivindicación 1, en el que la cámara frigorífica (12) incluye un
fondo y una parte superior.
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