ES2330730T3 - Dispositivo y procedimiento de enfriamiento y calentamiento rapido de fluidos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para cambiar rápidamente al menos uno de la temperatura y el estado de un líquido en un recipiente (10), teniendo el recipiente un eje longitudinal (L), comprendiendo las etapas de: a) girar rápidamente el recipiente alrededor de su eje longitudinal; b) proporcionar una fuente (44; 132; 344) de una película fina de un medio que tiene una temperatura diferente del líquido en el recipiente para afectar térmicamente el recipiente mientras se lleva a cabo la etapa de rotación; caracterizado por c) posicionar el recipiente formando un primer ángulo con la horizontal inferior o igual a 45º, y d) controlar la posición longitudinal del recipiente respecto de la fuente de película fina; en el cual dicha etapa de control controla la etapa de posicionar el recipiente formando un según ángulo desde un ángulo de rotación de un mecanismo de rotación (34) que lleva a cabo dicha etapa de rotación y forzando de este modo al recipiente a desplazarse a lo largo del mecanismo giratorio.
Description
Dispositivo y procedimiento de enfriamiento y
calentamiento rápido de fluidos.
La invención se refiere a un procedimiento y un
dispositivo para su uso en el enfriamiento y calentamiento rápido
de fluidos en diversos contenedores de diferentes geometrías.
Se han empleado diversos dispositivo y
procedimientos para el enfriamiento de bebidas o fluidos en
recipientes desde la temperatura ambiente a bajas temperaturas
agradables para el consumo, generalmente de aproximadamente 5ºC. El
procedimiento más común es la utilización de unidades de
refrigeradores o congeladores comerciales o domésticos en los
cuales se dispone estáticamente unos recipientes de bebida. Se
enfría el aire en el interior del refrigerador o congelador, y el
aire enfría la bebida o los fluidos. Aunque efectivos, tales medios
conllevan la utilización de un gran espacio de enfriamiento o
congelación (especialmente en establecimientos comerciales), lo
cual es costoso y muy solicitado, particularmente cuando el espacio
de congelación o enfriamiento es requerido para otros fines de
almacenamiento de alimentos.
Además, de ocupar mucho espacio, estas unidades
de refrigeración y congelación convencionales requieren periodos
iniciales de excesivos de tiempo para enfriar un líquido tal como
una bebida, por ejemplo, desde la temperatura ambiente (20º - 25ºC)
a los 5ºC deseado, aproximadamente de hora a diversas horas. Si se
requiere un consumo razonablemente inmediato, tal como en un punto
de venta, en fiestas, o en muchos días calurosos, este plazo de
tiempo para enfriar es inaceptable. Igualmente, muchos individuos
prefieren bebidas a temperaturas más frías que las que puede
proporcionar un refrigerador convencional, por ejemplo
1-2ºC.
Por consiguiente, se han desarrollado
dispositivos de enfriamiento rápido específicamente para su uso con
recipientes de bebida. Algunos de estos dispositivos, aunque
generalmente efectivos en la reducción del tiempo de enfriamiento
de bebidas, siguen requiriendo, sin embargo un mínimo de
aproximadamente 5 minutos para enfriar una lata de bebida de 240,80
mililitros, una cantidad excesiva de tiempo de espera para un
cliente; este tiempo de enfriamiento aumenta para recipientes
mayores, tales como de botellas de soda o cerveza de 454,40 o 568
mililitros y botellas de vino de aproximadamente 710 mililitros.
Los dispositivos de enfriamiento existentes
funcionan en uno o más procedimientos generales que implican la
transferencia de calor. Un primer procedimiento, y el más común,
implica enfriar con hielo tal como se materializa en un dispositivo
comercial conocido como el Chill Wizzard, y descrito en la patente
de los Estados Unidos número 4.580.405 concedida a Cretemeyer, III.
Este dispositivo proporciona la colocación de una lata de bebida un
lecho de hielo para efectuar la transferencia de calor y el
enfriamiento. Puesto que solamente una parte del recipiente está en
contacto con el hielo, el recipiente se gira contra el hielo. Para
girar el dispositivo, una ventosa conectada al husillo de un motor
se fija a la parte inferior de la lata. Además, para mantener el
contacto por transferencia de calor con el hielo, el dispositivo
proporciona una presión de contacto ejercida mecánicamente
constante del recipiente contra el hielo para compensar la fusión y
la consiguiente reducción de la altura del hielo. Puesto que el
hielo puede tener temperaturas sustancialmente inferiores a la
temperatura deseada de consumo, se facilita y precipita el
intercambio de calor y la reducción de la temperatura de consumo.
Sin embargo, el dispositivo Chill Wizzard solamente puede enfriar
latas de 240 mililitros y no puede albergar diversos recipientes de
diferentes formas y tamaños. En lo sucesivo se mencionan otros
problemas con este procedimiento.
Un segundo procedimiento menos efectivo implica
transportar o colocar los recipientes de bebida en agua fría o un
baño frío. Debido al hecho de que el recipiente está fijo, los
tiempos de enfriamiento por este procedimiento son sustancialmente
superiores a los de los procedimientos que utilizan la rotación
horizontal del recipiente. Esto también es verdad por el hecho de
que el agua también está fija.
Otro dispositivo comercial es el Vin Chilla, un
dispositivo en forma de cubo para enfriar botellas de vino. Se
coloca una botella en vertical en el cubo y se añade hielo y agua.
El dispositivo El dispositivo hace girar el agua alrededor de la
botella. Aunque la literatura comercial del Vin Chilla reivindica
que puede enfriar hasta una temperatura de consumo en
aproximadamente 4 minutos, este periodo solamente es válido para
enfriar vinos tintos, los cuales se han de consumir a solamente
1-2 grados por debajo de la temperatura ambiente.
Un vino blanco requiere hasta 20 minutos para de enfriamiento para
alcanzar una temperatura deseable, por ejemplo 5ºC.
A pesar de su efectividad en el enfriamiento
(debido a sus bajas temperaturas respecto del agua), el uso de
hielo como medio directo de enfriamiento puede, sin embargo, ir en
detrimento de algunos usos comunes. Cuando se usa para enfriar
bebidas carbonatadas, particularmente cuando tal enfriamiento no se
vigila cuidadosamente, es posible la congelación de la bebida, con
consecuencias adversas. Además, la temperatura del hielo está
raramente a 0ºC y es normalmente notablemente inferior. Como
consecuencia, si la temperatura del hielo es suficientemente baja,
la congelación de la bebida dentro del recipiente es posible,
especialmente con tiempos de enfriamiento prolongados. Puesto que
tales recipientes están cerrados, es difícil si no imposible vigilar
las condiciones de temperatura y fase de la bebida durante el
procedimiento de enfriamiento para detener el proceso antes de
cualquier congelación. En estas condiciones, con un enfriamiento
excesivo, las bebidas carbonatadas parcialmente congeladas hacen
irrupción cuando se abre el recipiente. Aunque el agua fría no se
somete a este efecto nocivo con bebidas carbonatada, su uso sin
embarro no es tan eficiente en llevar a cabo el requisito de
enfriamiento rápido.
Además, ninguno de los dispositivos de la
técnica anterior anteriormente mencionados se puede usar sin alguna
modificación importante para otros fines, tales como calentar una
bebida tal como la leche para bebés o hacer helados.
Una mejora importante en este campo de acción se
describe en la patente de los Estados unidos número 5.505.504
concedida a Loibl et al., los mismos inventores que los
presentes inventores y cuya patente se asigna a la misma entidad
que la presente invención. Loibl et al., enseña un
procedimiento y un dispositivo extremadamente rápido para enfriar
bebidas. Uno o más recipientes de bebida se giran rápidamente
sustancialmente a lo largo de sus ejes longitudinales respectivos
mientras se pulveriza hacia abajo con una pulverización de agua de
enfriamiento, con agua reciclada de una partida de agua con hielo a
0ºC. el caudal volumétrico del agua en la pulverización de agua es
suficiente para formar un revestimiento continuo sobre el recipiente
giratorio. La rotación de los recipientes se lleva a cabo en una
dirección horizontal con los recipientes alojados entre rodillos
giratorios adyacentes con una velocidad entre
200-500 revoluciones por minuto. Las latas estándar
de bebida de 240 mililitros se pueden enfriar de este modo desde la
temperatura ambiente a una temperatura de consumo de 5ºC en menos
de un minuto. La patente de los Estados Unidos número 5.505.504 da a
conocer las características del preámbulo de la reivindicación
1.
Sin embargo las enseñanzas de Loibl et
al. en la patente 5.505.504 no se dirigen expresamente a la
necesidad de alojar una variedad de recipiente de diferentes
dimensiones y formas. Además, el anterior dispositivo de Loibl,
aunque extremadamente efectivo, incorpora una serie de boquillas de
pulverización posicionados en diversos lugares encima de los
recipientes giratorios y una serie de rodillos posicionados por
debajo de los recipientes. Es deseable simplificar este diseño.
Igualmente, puesto que el consumidor medio de bebidas no es
necesariamente un técnico, es deseable que tal dispositivo sea los
más sencillo posible en lo relativo a la colocación del recipiente
en el dispositivo entre otras cosas.
Además, se desea poder usar los principios
básicos de Loibl 5.505.504 para incrementar la temperatura de
algunos fluidos y bebidas, por ejemplo leche para bebés o leche. Un
procedimiento corriente implica la colocación de un biberón en un
cazo de agua sobre una cocina y calentar el agua. Calentar un
biberón de esta manera puede hacer que el contenido del biberón se
caliente en exceso hasta el punto de ser peligroso.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un medio para el enfriamiento y calentamiento rápido de
líquidos tales como bebidas dentro de recipientes, con un periodo
de tiempo de enfriamiento que es significativamente más corto que
los de los dispositivos de la técnica anterior que utilizan
enfriamiento con hielo.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de enfriamiento y calentamiento rápido
que es seguro, fácil de fabricar y apropiado para un
consumidor/mercado al por menor poco sofisticado.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de enfriamiento rápido sin el
inconveniente de la posible congelación de las bebidas
carbonatadas.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo de enfriamiento rápido que puede albergar recipientes
de diferentes dimensiones, formas y materiales.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo de enfriamiento rápido que puede cambiar el estado del
contenido de un recipiente.
Los objetos anteriores y otros son llevados a
cabo por la invención, que es un procedimiento y dispositivo para
enfriar rápidamente o calentar fluidos contenidos en los
recipientes. El procedimiento de la invención para cambiar
rápidamente al menos uno de la temperatura y el estado de un líquido
en un recipiente incluye las etapas de girar rápidamente el
recipiente alrededor de su eje longitudinal y proporcionar una
fuente de una película fina de un medio que tiene una temperatura
diferente del líquido en el recipiente para afectar térmicamente el
recipiente mientras el recipiente gira. El recipiente se posiciona
formando un ángulo con la horizontal inferior o igual a 45º, y la
posición del recipiente se controla pasivamente respecto de la
fuente de película. El recipiente se posiciona formando un ángulo
con un eje de rotación de un eje de rotación de un mecanismo de
rotación que lleva a cabo la rotación y de este modo fuerza su
movimiento a lo largo del mecanismo giratorio. El medio puede ser
bien un líquido o un gas.
El suministro de una película fina se puede
lleva a cabo preferiblemente pulverizando el recipiente con el
medio desde una fuente de pulverización. Alternativamente, en el
caso en el que se desea enfriar el contenido del recipiente se
puede emplear hielo encima del recipiente, el cual se derrite
proporcionando de este modo la fina película de medio de
enfriamiento (es decir, agua fría con hielo) que cubre una parte
sustancial del recipiente por fuerzas de gravedad y de
rotación.
El recipiente puede ir protegido del contacto
físico directo con el medio proporcionando un recubrimiento
alrededor del recipiente en comunicación térmica con el recipiente.
Preferiblemente, los efectos térmicos del medio atraviesan el
recubrimiento y cambian al menos uno de la temperatura y el estado
de un líquido en un recipiente.
El procedimiento de la invención incluye
preferiblemente una serie de características para albergar diversos
recipientes diferentes. Por ejemplo, la rotación del recipiente se
puede deshabilitar selectivamente para albergar recipientes que no
pueden girar apropiadamente (por ejemplo, los recipientes con
secciones transversales no redondas, recipientes con esquinas,
recipientes con formas irregulares, etc.). El procedimiento de la
invención puede incluir también, preferiblemente, un alojamiento
con un agujero o una parte cortada para albergar recipientes de
dimensiones variables (es decir, recipientes que se colocarían en el
interior del alojamiento pero sobresaldrían por el agujero).
El procedimiento de la invención puede
preferiblemente incluir también procedimientos específicos de
enfriamiento de líquidos en recipientes (tales como bebidas),
calentar líquidos en recipientes (tales como leche para bebés o
leche), y hacer helados.
La invención incluye también un dispositivo para
llevar a cabo el procedimiento anteriormente descrito. El
dispositivo incluye un alojamiento que tiene una parte inferior y
paredes laterales que definen un volumen interior. En una
realización, el alojamiento es una parte de un refrigerador, por
ejemplo, la puerta. Un mecanismo giratorio que tiene un eje
longitudinal se dispone en el alojamiento para hacer girar un
recipiente alrededor del eje longitudinal del recipiente. Se
dispone un posicionador lateral formando un ángulo con el eje
longitudinal en el alojamiento adaptado para posicionar el
recipiente formando un ángulo con el mecanismo giratorio. El
dispositivo incluye una fuente de una película fina de un medio que
tiene una primera temperatura distinta de una segunda temperatura
del líquido en el interior del recipiente para afectar térmicamente
el recipiente. Como se menciona anteriormente, la fuente de la
película fina puede ser una boquilla de pulverización que pulveriza
el medio hacia el recipiente, o puede incluir al menos una pieza de
hielo dispuesta encima del recipiente en contacto con el
recipiente. En la última versión, como el hielo se derrite, el hielo
crea una película fina de agua fría que enfría el recipiente.
En la versión anterior de boquillas de
pulverización, el dispositivo incluye preferiblemente un depósito en
el volumen interior adaptado para contener una cantidad del medio y
una bomba en comunicación con el depósito y la boquilla de
pulverización. La bomba extrae el medio del depósito y lo bombea a
la boquilla de pulverización. El posicio-
nador lateral hace que el recipiente se desplace hacia la boquilla de pulverización cuando el mecanismo giratorio gira.
nador lateral hace que el recipiente se desplace hacia la boquilla de pulverización cuando el mecanismo giratorio gira.
El dispositivo puede incluir preferiblemente una
unidad de calentamiento o enfriamiento en comunicación con el
depósito para mantener la temperatura del medio en el depósito. En
otra realización, esta función la lleva a cabo un dispositivo
Peltier en comunicación térmica con el depósito. Cuando el aparato
está usándose para enfriar el líquido, el dispositivo Peltier
enfría el medio en el depósito, y cuando el dispositivo se usa para
calentar el líquido, el dispositivo Peltier calienta el medio en el
depósito. La gran versatilidad del dispositivo Peltier se consigue
invirtiendo simplemente la dirección del flujo de corriente a través
del dispositivo Peltier. Es decir, cuando la corriente fluye en una
dirección, un lado está frío y el otro está caliente. Cuando la
corriente fluye en la dirección opuesta, el primer lado está
caliente mientras que el segundo lado está frío.
Se puede proporcionar un recubrimiento que se
puede disponer amoviblemente alrededor del recipiente en
comunicación térmica con el recipiente que protege el recipiente
del contacto directo con el medio. Los efectos térmicos del medio
atraviesan el recubrimiento y cambian al menos uno de la temperatura
y el estado del líquido en el recipiente.
En una realización, el posicionador lateral
incluye una pluralidad de rebordes que sobresalen por al menos una
de las paredes laterales, y puede ir provisto de más de una pared
lateral. El medio giratorio es preferiblemente un único rodillo que
tiene preferiblemente partes de contacto elevadas, tales como
anillos de contacto de goma, por ejemplo, que entran en contacto
con el recipiente solamente en puntos discretos a lo largo de la
longitud de la interfaz de rodillo/lata. El rodillo y los rebordes
pueden soportar el recipiente encima del depósito, bien sin
contacto con el depósito o parcialmente sumergido en el depósito. En
la realización preferida, el rodillo soporta el recipiente desde
abajo y los rebordes (o paredes laterales) soportan el recipiente
por un lado.
Preferiblemente, los rebordes varían en anchura
(la dimensión ortogonal a la pared lateral por la que sobresalen);
específicamente, el perfil de los rebordes se desvía formando un
ángulo con el rodillo. Esta angulación del perfil de los rebordes
obliga al recipiente a formar un ángulo con el rodillo, lo cual hace
que el recipiente se desplace longitudinalmente a medida que gira,
una característica que se explicará en lo sucesivo.
Un chorro de agua de caudal volumétrico
suficiente s tenderá a esparcirse por toda la superficie del
recipiente incluso si se limita a una pequeña área inicial de
impacto sobre el recipiente. De este modo, el medio de dispensación
de chorro de agua, que manera que se proporciona efectivamente un
cabezal de ducha o una boquilla de pulverización directamente
encima de una parte del recipiente. El suministro de los anillos de
contacto anteriormente mencionados sobre el rodillo permite que el
agua revista una mayor área de superficie del recipiente de lo que
sería posible con un rodillo sólido, es decir, el agua pulverizada
se adhiere al recipiente alrededor de toda la superficie del
recipiente incluso a la parte más inferior- salvo allí donde se
acoplan los anillos de contacto al recipiente. Los anillos de
contacto crean también un sencillo rodillo sólido y evitan el
hidrodeslizamiento del recipiente sobre el rodillo durante la
rotación. Debido a la angulación del perfil de los rebordes, el
recipiente se desplaza más cerca de la parte posterior del
alojamiento hacia la boquilla de pulverización. La ventaja es que
se reduce la necesidad de una serie de boquillas, porque el
recipiente se posiciona consistente y repetidamente dentro de la
unidad de enfriamiento para que de este modo una única boquilla de
pulverización pueda cubrir toda la superficie del recipiente.
El alojamiento va también provisto de una parte
cortada formada en un extremo delantero del alojamiento. El corte
está dispuesto para albergar recipientes que tienen cuellos largos
que pueden sobrepasar las dimensiones de la unidad de enfriamiento.
De este modo, los recipientes tales como las botellas de vino o
cerveza se pueden enfriar rápidamente mediante un dispositivo que
no necesita ser tan grande como para contener la totalidad de una
botella de vino. Se ahorra en los materiales de fabricación y de
este modo se reducen los costes, conservando de este modo más
espacio en una vivienda doméstica. La disposición de un corte
enfatiza además la importancia de la angulación de los rebordes
para controlar el posicionamiento del recipiente respecto de la
boquilla de pulverización. Un protector de salpicaduras se pude
disponer amoviblemente para cubrir la parte de corte para de este
modo reducir la cantidad del medio que sale del alojamiento durante
la operación.
Opcionalmente, el dispositivo incluye medios de
temporización para rociar los recipientes durante un tiempo
predeterminado suficiente para llevar a cabo el enfriamiento o
calentamiento requerido. El dispositivo se puede preprogramar con
un número establecido de diferentes secuencias de tiempo y/o
velocidades de giro dependientes del tipo de recipiente, el tipo de
líquido/bebida, y la temperatura deseada del líquido. El dispositivo
puede incluir un medio para proseguir la secuencia más allá del
periodo de tiempo predeterminado si el usuario desea proporcionar
un calentamiento o enfriamiento suplementario para el líquido. Los
detectores de temperatura pueden estar dispuestos para vigilar el
depósito, el líquido en el recipiente o ambos. Los detectores de
depósito pueden ser detectores de contacto, detectores de
infrarrojos o similares.
Las figuras 1A y 1B describen un recipiente de
bebida estándar en las posiciones vertical y horizontal, que
muestran el nivel de contenido líquido en su interior en líneas de
puntos.
La figura 2 es una vista superior en perspectiva
de una primera realización del dispositivo de enfriamiento de la
presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
realización de un protector de salpicaduras según la invención.
La figura 4 es una vista derecha en perspectiva
de la realización de la figura 2 con la tapa cerrada y el protector
de salpicaduras en posición.
Las figuras 5A-B son vistas en
corte esquemáticas posterior y lateral que muestran el interior de
la realización de la figura 2.
La figura 6 es una vista esquemática de una
realización de un panel de control para la invención.
Las figuras 7A-B son una serie
de vistas frontales esquemáticas de un diseño de reborde preferido
para le invención.
Las figuras 8A-B son vistas
esquemáticas de las fuerzas normales de fricción creadas durante la
rotación de un recipiente contra una pared.
Las figuras 9A-B es una vista
esquemática de una realización alternativa de la invención.
La figura 10 es una vista de extremo esquemática
de una protección o camisa para su uso con la invención.
La figura 11 es una vista de extremo esquemática
de un medio alternativo de suministro de una película fina de medio
de enfriamiento sobre el recipiente.
La figura 12 es una vista en sección esquemática
de un recipiente especial para su uso con la invención en la
fabricación de helados.
La figura 13 es una realización alternativa de
la invención que puede albergar múltiples recipientes y los puede
preferiblemente transportar durante el enfriamiento.
La figura 14 es una vista rota en sección
lateral de un elemento de enfriamiento preferido de la
invención.
A continuación se proporciona una descripción
detallada de la invención con referencia a las figuras
1-14. Se ha de entender que estos dibujos y esta
descripción detallada son solamente de naturaleza ejemplar, y no
sirven para limitar el alcance de la invención, el cual se define
por las reivindicaciones que aparecen más adelante.
Las figuras 1A y 1B describen un recipiente
típico de bebida de 240 mililitros 10 posicionado vertical y
horizontalmente respectivamente. La bebida 11, contenida en su
interior se muestra con un espacio de aire 12A en la figura 1A y un
espacio de aire de lata completa 12B en la figura 1A. La rotación
del recipiente a lo largo de eje longitudinal L, cuando el
recipiente se posiciona en vertical, da como resultado la rotación
de un cuerpo esencialmente rígido con los tiempos cortos de
mezclado y tiempos de enfriamiento largos requeridos. Por el
contrario, el recipiente dispuesto en horizontal 10 en la figura 1B,
cuando gira alrededor de su eje longitudinal L, da como resultado
un alto grado de agitación con un alto grado de velocidades de
transferencia de intercambio de calor y de mezclado.
Las figuras 2-7 representan una
realización preferida de la invención. La unidad de enfriamiento 20
tiene un alojamiento 22 que incluye un extremo frontal 24 y un
extremo posterior 26 así como una pared lateral izquierda y derecha
28 y 30, respectivamente. Se ha de entender que se puede emplear
cualquier forma para el alojamiento de la unidad de enfriamiento
20. Las paredes laterales y la parte inferior definen un volumen
interior o depósito 32 en el cual se dispone una solución de agua
con hielo. El alojamiento se fabrica preferiblemente en plástico,
sin embargo se puede usar cualquier material. Las paredes laterales
28 y 30 y la parte inferior del alojamiento 32 son preferiblemente
de doble pared, es decir, tienen una capa de aislamiento tal como
aire dispuesto entre dos capas de material de alojamiento. Como se
muestra en la figura 14, por ejemplo, el alojamiento 2 puede
incluir la pared interior 22A y la pared exterior 22B con la capa
aislante 22C (por ejemplo, aire, espuma, etc.) entre media de las
mismas. La capa de aire tiene dos funciones aislantes. En primer
lugar, aislando el exterior del depósito de
hielo-agua fría con hielo, no se formará en el
exterior del alojamiento 22, una capa de condensación (sudación),
algo no deseable. En segundo lugar, aislando el interior del aire
ambiente exterior (que está presumiblemente a temperatura ambiente
o aproximadamente a 25ºC), el depósito de agua con hielo 32
permanece más frío más tiempo porque absorbe menos calor del
entorno. El aire es un excelente aislante, sin embargo se pueden
usar otros materiales aislantes en lugar de o además del aire.
Dejando un hueco entre las dos capas del
material de alejamiento también se permite el control activo de la
temperatura del depósito porque los elementos de enfriamiento se
pueden disponer entre las capas en la parte inferior y/o las
paredes laterales del alojamiento 22. Por ejemplo, tales elementos
de enfriamiento pueden incluir bobinas de refrigeración estándares.
Se muestra una realización preferida en la figura 14. El elemento
de enfriamiento 222 se dispone entre las paredes 22A y B en
comunicación térmica con el depósito 32. La realización preferida
del elemento 222 es un módulo termoeléctrico o dispositivo Peltier,
un módulo típicamente constituido por dos sustratos cerámicos que
sirven como fundaciones y aislamiento para componentes conectados
eléctricamente en serie y térmicamente en paralelo entre los
sustratos. Si se aplica corriente a un dispositivo Peltier en una
dirección, un lado del dispositivo se calienta mientras que el otro
se enfría. si se aplica corriente en la otra dirección, se invierte
el flujo de calor. De este modo, la corriente se puede aplicar en
una dirección para mantener el medio de enfriamiento en el depósito
32 frío mientras se bombea calor fuera de la unidad de enfriamiento
(por ejemplo, desde la parte inferior del alojamiento 22). Si se
invierte la corriente, el calor se puede bombear dentro del
depósito 32 para su uso en el calentamiento de líquidos, como se
mencionará en lo sucesivo. La invención contempla el uso de
cualquier forma de módulo termoeléctricos como elemento de
enfriamiento 222.
Un recipiente tal como una lata de soda 10 se
destina a ser posicionado dentro del alojamiento 22; dependiendo de
la altura relativa de la estructura de soporte sobre la cual
descansa el recipiente, el recipiente no puede estar en contacto
directo con la solución de agua con hielo dispuesta en el depósito
32, o se puede sumergir parcialmente en el depósito 32. Se dispone
un rodillo de mando 34 sobre el cual se ha de instalar el
recipiente. El rodillo de mando 34 incluye preferiblemente diversos
anillos de contacto espaciados sobre los cuales se ha de apoyar el
recipiente. Como se ha mencionado anteriormente, los anillos de
contacto 36 proporcionan un mejor contacto de fricción entre el
rodillo 34 y el recipiente 10 de lo que los haría un sencillo
rodillo liso, porque el mismo peso del recipiente está en contacto
con un área de superficie mucho menor (es decir, la interfaz de
anillo-recipiente es notablemente inferior a una
interfaz de rodillo liso-recipiente). Los anillos
de contacto también permiten que el agua que se pulveriza sobre el
recipiente para enfriar (véase más adelante)= para envolver
completamente el recipiente y de este modo entrar en contacto con
una mayor área de superficie del recipiente, maximizando de este
modo la transferencia de calor. Además, los huecos entre los
anillos de contacto adyacentes proporcionan canales dentro de los
cuales el agua puede caer desde el recipiente de nuevo al depósito
32; este sistema de canales ayuda a evitar el hidrodeslizamiento del
recipiente sobre el rodillo, lo cual sería producido por otra parte
por una fina capa de agua que queda atrapada entre el recipiente y
un rodillo liso. Evidentemente, se puede emplear también un rodillo
de perfil uniforme sin salirse de la invención. Sería deseable en
cualquier caso crear un buen contacto de fricción entre el rodillo y
el recipiente.
Puesto que el rodillo 34 es de sección circular
y la mayoría de los recipientes de bebida también son de sección
circular, el único rodillo 34 por si mismo proporciona un soporte
insuficiente para un recipiente típico, particularmente porque el
rodillo 34 girará y hará que la lata 10 gire. De este modo, se forma
una pluralidad de rebordes 38 en una o ambas de las paredes
laterales para proporcionar soporte lateral para un recipiente a
colocar dentro de la unidad de enfriamiento 20. Es decir, cuando se
coloca un recipiente en su interior, es soportado en la parte
inferior por el rodillo 34 y en el lateral por los rebordes 38. Los
rebordes 38 están preferiblemente espaciados para permitir que una
persona ponga sus dedos alrededor del recipiente más fácilmente
cuando retira el recipiente después del enfriamiento, y se fortalece
la pared sobre la cual están dispuestos.
Los rebordes también facilitan la adición de
hielo en el depósito 32 proporcionando espacio adicional entre el
rodillo 34 y la pared 30. Allí donde los nervios no están
dispuestos, la pared 38 necesitaría ser desplazada a un lugar donde
están las partes más internas de los rebordes 38, es decir más
cercano internamente al rodillo, reduciendo de este modo el área de
sección a través de la cual se puede añadir agua al depósito. Como
con los anillos de contacto 36, los rebordes 38 también permiten
que el agua fluya suavemente en su totalidad alrededor del
recipiente 10; si se dispusiese una pared lisa, el agua pulverizada
sobre la parte superior del recipiente fluiría hacia la interfaz
parrel recipiente y la parte superior. Los rebordes permiten que el
agua fluya suavemente alrededor de la parte inferior del recipiente
y a continuación sea recogida fácilmente en el depósito. Se
prefieren los rebordes 38 pero no son necesarios; una pared plana o
curva o rodillo(s) adicional(es) se podría(n)
usar para proporcionar apoyo también al recipiente. Además, la
estructura de soporte adicional puede ir dispuesta para asegurar el
recipiente y evitar que caiga dentro del depósito; por ejemplo, se
puede disponer una abrazadera o una malla para mantener el
recipiente en el volumen interior del alojamiento, bien fijado a
una pared lateral o sujeto a la parte interior de la tapa 50, por
ejemplo.
Como se muestra en la figura 5, se proporciona
preferiblemente una bomba 40, accionada por una fuente de
alimentación (no mostrada), para enviar agua desde el depósito de
agua con hielo 32 por una tubería o un conducto 41 a la boca o
boquilla de pulverización 44. El suelo del alojamiento 22 es
preferiblemente angular para hacer que el agua en el depósito 32
sea recogida o reunida los mas cerca de la entrada de bomba. De esta
manera, se minimiza la cantidad de agua requerida para hacer
funcionar los ciclos de enfriamiento, permitiendo de este modo que
una cantidad máxima de hielo a emplear maximice la cantidad de calor
que la solución de agua con hielo puede absorber. Una rejilla 43 se
dispone enfrente de la admisión 42 de la bomba 40 para minimizar
las burbujas de aire atraídas al interior de la bomba.
La boquilla de pulverización 44 está diseñada
para rociar la superficie de circunferencia de un recipiente
colocado en la unidad de enfriamiento con agua fría con hielo para
de este modo enfriar el contenido del recipiente. Opcionalmente, se
puede disponer una boquilla de pulverización adicional para revestir
la superficie inferior de un recipiente con una boquilla de
pulverización separada. Se prefiere proporcionar una única boquilla
de pulverización para cada superficie del recipiente para que de
este modo la película de agua pulverizada sobre una superficie dada
del recipiente sea lisa y se adhiera al recipiente; no se prefiere
la disposición de múltiple boquillas de pulverización para una
superficie dada (es decir, una serie de boquillas de pulverización
posicionadas encima de la superficie de circunferencia del
recipiente) porque los respectivos chorros de agua interfieren los
unos con los otros y evitan que se forme una película lisa de agua
sobre todo el recipiente. Un recipiente debe por lo tanto ser
colocado dentro de la unidad de enfriamiento para que de este modo
el agua pulverizada desde la boquilla de pulverización 44 entre en
contacto sustancialmente con el recipiente. En la realización
preferida mostrada, puesto que la boquilla de pulverización 44 se
dispone solamente en la parte posterior de la unidad de
enfriamiento 20, la propia colocación del recipiente es
extremadamente impor-
tante.
tante.
Por consiguiente, los rebordes 38 no están
preferiblemente previstos como siendo idénticos. Mas precisamente,
la distancia del rodillo de mando al borde exterior de los rebordes
38 varía preferiblemente de delante a atrás, es decir, el reborde
más delantero 38A es el más cercano al rodillo 34, el reborde 38B es
el más alejado del reborde 38A, el reborde 38C es el más lejano del
reborde 38B, y el reborde 38D es el más alejado del reborde 38C. un
ejemplo del dimensionamiento de los rebordes se muestra en las
figuras 7A-D, donde los rebordes
38A-D son rebordes del lados izquierdo y los
rebordes 38A'-D' son rebordes del lado derecho. Como
consecuencia, el perfil o extensión exterior de los rebordes no es
paralelo al rodillo 34 sino algo sesgado formando un ángulo
\alpha desde la paralela al rodillo. La angulación del perfil de
los rebordes 38 hace que el recipiente colocado en la unidad de
enfriamiento forme un ángulo respecto del rodillo 34. De este modo,
el rodillo 34 causa la rotación helicoidal en el recipiente
respecto del rodillo, y el recipiente se desplazará en la dirección
longitudinal. Si se hace girar el recipiente como se muestra con la
flecha A en la figura 2, el movimiento helicoidal hará que el
recipiente se desplace en la dirección de la flecha B, hacia la
parte posterior 26 de la unidad de enfriamiento 20 y estar de este
modo más cercano a la boquilla de pulverización 44.
La unidad 20 se proporciona preferiblemente con
una tapa 50 para cubrir el dispositivo durante su funcionamiento
para de este modo minimizar la salpicadura y proporcionar un aspecto
estético mejorado. La tapa 50 tiene preferiblemente un corte 51 y
se proporciona preferiblemente un alojamiento 22 con un corte o un
labio 51 A en su sección frontal. el corte 51 va provisto para
albergar los cuellos de las botellas que de otro modo no se
ajustarían dentro de los confines de alojamiento 22. La unidad de
enfriamiento no necesita de este modo dimensionarse para rodear una
botella entera de cerveza o una botella entera de vino, ya que se
permite que la parte de cuello se quede fuera del alojamiento 22
durante su uso, descansando sobre el labio 51A. Como se muestra en
las figuras 3 y 4, un protector de salpicaduras amovible está
dispuesto para cubrir el corte 51 para de este modo minimizar la
cantidad de medio de enfriamiento que salpica fuerza del dispositivo
durante su funcionamiento cuando un contenedor está completamente
ajustado en el interior del alojamiento 22. El protector de
salpicaduras 52 va preferiblemente provisto de lengüetas 54 que se
acoplan con las ranuras (no mostradas) formadas en la tapa 50 para
retener el protector de salpicaduras en el extremo de la tapa 50 de
una manera amovible.
La figura 4 también representa un panel de
control 60 colocado en una ubicación apropiada fuera del alojamiento
22. Cuanto más tiempo gire y sea pulverizado un recipiente, más
frío estará el contenido. Por consiguiente, se pueden seleccionar
ajuste tales como "refrigerado", frío y "hielo con hielo"
en el panel de control como se describe más adelante para
proporcionar al usuario una idea de lo frío que puede llegar a estar
el fluido en el interior del recipiente. Como simple alternativa,
se puede proporcionar un conmutador de
encendido-apagado básico en lugar de un interruptor
de temporización.
La operación de esta realización de la invención
es como sigue. Se añade hielo al depósito 32 de la unidad de
enfriamiento 20 y a continuación se añade agua al depósito 32. A
continuación, el recipiente 10 se coloca en la unidad de
enfriamiento 20. La lata 10 se apoya sobre los anillos de soporte 36
del rodillo 34 y contra los rebordes 38 que sobresalen de al menos
una de las paredes laterales del alojamiento 22. Los rebordes 38
son angulares y hacen que la lata 10 se asiente sobre el rodillo 34
desviada del eje del rodillo por un ángulo. Finalmente, el usuario
selecciona un botón del panel de control 60 (o un conmutador de
encendido-apagado) para activar el dispositivo. El
rodillo 34 empieza a girar en esta realización, lo cual hace que la
lata 10 gire en la dirección opuesta como se describe mediante la
flecha A. El ángulo de la lata 10 respecto del eje de rotación dela
flecha B hace que la lata 10 se desplace en la dirección de la
flecha B hacia la boquilla de pulverización 44. A medida que la
lata 10 gira, el chorro de agua incidente de la boquilla de
pulverización 44 golpea la lata y se dirige mediante la rotación de
la lata a revestir la lata con una capa de transferencia de calor
de película fina de agua rellenada constantemente a aproximadamente
0ºC. Al mismo tiempo, el fluido agitado dentro de las latas
presenta un área de superficie prolongada a los efectos de
transferencia de calor del agua de enfriamiento. El agua cae
después de la lata 10 y se evacua y recoge dentro del depósito de
agua con hielo 32 para de este modo volver a enfriarla a 0ºC y
volver a pulverizarla sobre los recipientes. No se requieren
ventosas, cámaras u otros dispositivos de sujeción para mantener el
recipiente en posición para las rotaciones requeridas. La clara
ventaja de la configuración sencilla de rodillo y rebordes es que el
dispositivo puede albergar recipientes de geometrías y dimensiones
notablemente diferentes.
La geometría de la unidad desempeña una parte
importante en la manera de funcionar del dispositivo. Como se
muestra en las figuras 8A-B, el recipiente puede o
girar en la dirección de las agujas del reloj (figura 8A) o en la
dirección opuesta a las agujas del reloj (figura 8B) respecto de la
pared derecha. En cualquier caso, la rotación en cualquier de las
dos direcciones seguirá aplicando la invención. La distancia de los
rebordes al rodillo, la dirección de la rotación del motor, y el
ángulo del perfil de los rebordes respecto del rodillo, son todos
variables usadas para controlar el posicionamiento del recipiente.
Se puede usar un rodillo para refrigerar dos recipientes en lados
opuestos (asumiendo que las dimensiones de los recipientes y el
alojamiento lo permiten), y la longitud del rodillo permite
aumentar la cantidad de recipiente a enfriar, como se mencionará
más adelante.
Como se muestra en las figuras 5A y B, el
rodillo 34 es girado por el motor en una configuración de
accionamiento directo. También es posible usar un engranaje entre
el motor y el rodillo, sin embargo la unidad funciona más
silenciosamente y falla menos a menudo usando una configuración de
accionamiento directo.
La figura 6 representa una realización preferida
del panel de control 60. La interfaz de usuario 60 incluye diversos
botones selectores 62 de recipiente y un botón 64 de
encendido-apagado. el usuario determina que
recipiente se va a refrigerar y pulsa el botón apropiado 62. El
usuario pulsa entonces el botón de inicio 64 para empezar el ciclo
de refrigeración. Los LEDs 63 indican que ciclo de refrigeración se
ha seleccionado y si el dispositivo está encendido o apagado. Un
chip de ordenador (no mostrado) o un mecanismo de temporización
mecánico (tampoco mostrado) se puede conectar a los botones
selectores de recipiente 62 que proporcionarán la longitud
apropiada del ciclo de refrigeración para el recipiente deseado. En
una realización más avanzada, los botones selectores 62 pueden
también cambiar los caudales volumétricos del agua que sale de la
boquilla de pulverización y/o la velocidad de rotación del rodillo
(y de este modo la velocidad de rotación del recipiente); tales
parámetros se pueden preprogramar sobre un chip informático, un
controlador lógico programable, o similar.
En la interfaz preferida 60 de la figura 6, el
usuario también tiene dos opciones de enfriamiento adicionales. La
primera es un botón "sólo pulverización" 66. Esta
característica deshabilita el aspecto de rotación del proceso; el
rodillo 34 no girará, pero la boquilla de pulverización 44 revestirá
el recipiente con agua fría con hielo del depósito. La opción
"sólo pulverización" permite el enfriamiento de los recipientes
no cilíndricos que no giran necesariamente suavemente sobre el
rodillo 34. Igualmente, las bebidas carbonatadas por ejemplo
(Cerveza negra de Guinness y Cerveza negra de Murphy) se venden en
recipientes que tienen un diafragma construido en el interior del
recipiente. La agitación de tal recipiente por rotación puede hacer
que el producto burbujee cuando se abre. Un consumidor puede desear
refrigerar champagne mediante el procedimiento "sólo
pulverización"; el champagne es notoriamente explosivo cuando se
sacude o agita. Un ciclo de enfriamiento que tiene pulverización
sin rotación tardará algo más que un ciclo de enfriamiento con
pulverización y rotación, sin embargo el fluido se seguirá
enfriando más rápidamente que por los medios convencionales.
Una segunda característica habilitada por la
interfaz de usuario 60 es el botón 67 "extra frío". Pulsando
este botón conjuntamente con cualquiera de los botones selectores de
recipiente 62, el ciclo de enfriamiento se prolonga durante un
periodo de tiempo predeterminado, dependiendo de qué recipiente se
ha seleccionado. Esto enfriará la bebida más allá del punto inicial
establecido de, por ejemplo, 5ºC y lo baja a una temperatura de,
por ejemplo, 1 o 2ºC.
Mediante el uso de la unidad de enfriamiento de
la invención, eventualmente todo el hielo se derretirá y el medio
de enfriamiento en el depósito 32 empezará a calentarse. La interfaz
de usuario puede incluir preferiblemente un indicador 65 que
informa al usuario que la solución de agua con hielo ya no está a
una temperatura óptima. Un dispositivo de detección de temperatura,
tal como un termopar, se puede disponer en el alojamiento en
comunicación térmica con el depósito 32. el detector se puede
disponer en el depósito 32 o en o cerca de la boquilla de
pulverización 44, o en cualquier otro lugar apropiado en la
trayectoria del flujo del medio de enfriamiento. Cuando la
temperatura de medio de enfriamiento se eleva encima de un cierto
punto, por ejemplo 3ºC, el indicador "Añadir hielo/Retirar
agua" 65 se ilumina para informar al usuario que la solución
necesita rellenarse.
Otra característica incluye detectar o la
temperatura del propio recipiente. Esto es útil para determinar
cuando un líquido se enfría apropiadamente, de manera que la unidad
de enfriamiento se pueda desactivar cuando se alcanza la
temperatura del punto establecido. Un detector de temperatura puede
ir dispuesto en o sobre el rodillo 34 en contacto con el recipiente
que se está enfriando para una medición por contacto directo de la
temperatura del recipiente. Alternativamente, un detector de
infrarrojos se puede disponer en el interior del alojamiento 22
para detectar visualmente la temperatura del recipiente. Un detector
de infrarrojos se podría disponer, por ejemplo, en el lado inferior
del a tapa 50 para de este modo no estar en contacto con el medio
de enfriamiento.
Las figuras 7A-D ilustran un
sistema de rebordes preferido para la invención. Como se muestra, la
unidad de enfriamiento va provista de rebordes graduados en ambos
lados del alojamiento. Cada una de las figuras 7A-D
es una vista anterior o frontal de cada par de rebordes; no es una
vista superior de los rebordes. En el lado izquierdo, los rebordes
38A-D se vuelven progresivamente más estrechos a
medida que se acercan a la parte posterior 26 del alojamiento. En
el lado derecho, los rebordes 38A'-D' se vuelven
progresivamente más anchos a medida que se acercan a la parte
posterior 26 del alojamiento. Como se menciona, los rebordes del
lado derecho 38A'-D' tiene un perfil desviado del
eje de rodillo 34. Los rebordes del lado izquierdo
38A-D tienen un perfil que está también desviado
del eje de rodillo 34. Proporcionando dos conjuntos de rebordes en
cualquier lado de un recipiente, el recipiente se mantiene de una
manera extremadamente estable mientras gira, y se asegura mejor el
movimiento del recipiente hacia la parte posterior del alojamiento,
sin tener en cuenta sobre qué pared lateral del recipiente se
apoya, hacia la boquilla de pulverización. El ángulo preferido para
los perfiles de reborde es entre 0 y 15 grados desde el eje del
rodillo. Los perfiles de reborde izquierdo y derecho respectivamente
no necesitan necesariamente ser paralelo el uno al otro. El espacio
preferido entre los rebordes debería ser suficiente para albergar
una gran variedad de recipientes. Los recipientes más grandes se
pueden ajustar bien contra ambos conjuntos de rebordes, mientras
que los recipientes más pequeños se pueden girar solamente contra
una pared, actuando la segunda pared posiblemente como una guía
durante el movimiento longitudinal.
Los rebordes también sirven para robustecer y
reforzar las paredes laterales; de ese modo es deseable robustecer
ambas paredes laterales en oposición simplemente a una pared
lateral. Los rebordes, como se ha mencionado anteriormente,
permiten que una persona obtenga un mejor agarre sobre el recipiente
cuando se intenta extraer de la unidad de enfriamiento;
proporcionando rebordes sobre ambos lados se dirige tanto a las
personas diestras como zurdas. Los rebordes tienen también un
reclamo estético.
Una realización preferida de la invención
incluye un depósito que tiene una capacidad de 1,5 l. Tal depósito
es capaz de recibir aproximadamente dos bandejas de cubitos de hielo
y 350 ml de agua, suficiente agua con hielo para enfriar seis latas
de 240 mililitros de sola o cerveza en una hora al añadir hielo y
agua al dispositivo. La boquilla de pulverización puede ir
dispuesta en cualquier lugar respecto del eje del recipiente. El
caudal de agua en la realización preferida de la invención es de 10
a 15 litros/minuto por recipiente de 240 mililitros. Cualquier
caudal entre 5 y 100 litros/minuto es aceptable para una unidad
doméstica de sobremesa, sin embargo se ha determinado que 10
litros/minuto proporciona el mayor efecto de enfriamiento por dólar
gastado en material. Dicho de otro modo, aunque una bomba de 100
litros/minuto proporcionase más enfriamiento, el caudal más rentable
es de aproximadamente 10 litros/minuto para la versión doméstica de
sobremesa de la invención.
La invención no se limita a la descripción
anterior. Por ejemplo, la invención describe el recipiente colocado
horizontalmente dentro del alojamiento del dispositivo. Sin embargo,
el recipiente se puede colocar formando un ángulo con la horizontal
y sigue estando dentro del alcance de la invención. Una manera de
aplicar lo anterior es mediante la angulación del reborde separado
de la horizontal. El recipiente puede estar formando un ángulo de a
lo sumo 45º y sigue estando dentro del alcance de la invención. Esta
angulación del recipiente permite que algunos recipiente abiertos
se refrigeren con el proceso de la invención, por ejemplo botellas
de vino abiertas. Sería recomendable que la botella fuese
descorchada antes de refrigerar, sin embargo puede nos ser
necesario volver a poner el corcho. La bomba y el motor se
interconectan eléctricamente con un controlador informático que se
preprograma con parámetros de tiempo para enfriar las latas basados
en la temperatura deseada, el material y la dimensión de la lata,
con información introducida con el teclado. En otras realizaciones,
tales parámetros se pueden escribir fácilmente en una EPROM para el
control de microprocesador dedicado. En el tiempo de enfriamiento
apropiado, las bombas y el motor se paran y las latas de bebida se
retiran entonces del dispositivo. Igualmente, la unidad de
enfriamiento de la invención se muestra como un dispositivo
autónomo, sin embargo, la unidad de enfriamiento se puede
incorporar a la puerta de un refrigerador o congelador como se
muestra en las figuras 9A-B. El refrigerado 300
puede ir provisto de un producto de hielo convencional 310 con
cavidades en la parte frontal de la unidad y puede ir provisto con
un enfriador de bebida 320 según la presente invención. Como se
muestra en la figura 9B, el enfriador 320 incluye un depósito de
agua con hielo 322, un rodillo 334 y una boquilla de pulverización
344, todo sustancialmente similar a sus equivalentes respectivas
descritos en las realizaciones anteriormente mencionadas.
Igualmente, la invención se describe
proporcionando una película fina de medio de enfriamiento
pulverizando agua fría con hielo sobre un recipiente. Son posibles
diversas variaciones y se contemplan como parte de la invención. En
primer lugar, se puede proporcionar un protector para rodear el
recipiente antes de ser pulverizado por el medio de enfriamiento
para que de este modo el propio recipiente no se humedezca sino que
sigue enfriado. Como se muestra en la figura 10, un protector o
camisa 110 puede ir dispuesta alrededor del recipiente 10 para
proteger el recipiente del contacto directo con el medio de
enfriamiento. El protector 110 puede ser rígido y dimensionado para
ajustarse bien alrededor del recipiente 10; un conjunto de
protectores de diferentes dimensiones pueden ir provistos de unidad
de enfriamiento 20 para albergar diferentes dimensiones de
recipiente (por ejemplo lata de soda, botella de cerveza, etc.).
Alternativamente, el protector 110 puede ser flexible y elástico y
se puede estirar alrededor de cualquier recipiente de cualquier
dimensión. En cualquier caso, el protector se realiza
preferiblemente en un material que es buen conductor térmico y está
en contacto estrecho con el recipiente para que de este modo los
efectos térmicos del medio de enfriamiento que entra en contacto
con el protector se transmitan al recipiente y de este modo al
líquido del interior.
Otra alternativa se muestra en la figura 11. En
lugar de proporcionar una boquilla de pulverización accionada por
bomba para proporcionar la capa fina del medio de enfriamiento, se
puede proporcionar un trozo o más de hielo u otra sustancia de
enfriamiento 132 en contacto directo con el recipiente 10 (y/o con
el protector 110) mientras gira el recipiente. El recipiente más
caliente hace que el hielo 132 se derrita, proporcionando de este
modo una fina película de agua fría con hielo que rodeará el
recipiente debido a la gravedad y a la rotación. El hielo 132 se
muestra como una pieza en forma de arco, sin embargo se contempla
cualquier forma y cualquier número de trozos de hielo como fuente
de una película fina de medio de enfriamiento para el recipiente.
En esta realización, en lugar de un depósito, se puede proporcionar
una desagüe para recoger la escorrentía de hielo 132 y recogerlo,
en lugar de reciclarlo. Esta alternativa de desagüe de hielo se
puede emplear en la realización de puerta de refrigerador de la
figura 9.
Además, se muestra la invención en los dibujos
ejemplares como teniendo una capacidad de un solo recipiente. Sin
embargo, se contemplan también mayores realizaciones que pueden
albergar múltiples recipientes que se encuentran dentro del alcance
de la invención. Como se muestra esquemáticamente en la figura 13,
se proporciona una unidad de enfriamiento 320 con un alojamiento
322 y un rodillo 334 dispuesto formando un ángulo con las paredes
del alojamiento. Se pueden introducir una serie de recipientes 10 en
e l interior de la unidad de enfriamiento 320. Se pueden
proporcionar múltiples boquillas de pulverización. A medida que el
rodillo 334 gira, los recipientes 10 se desplazan a lo largo del
rodillo en la dirección de la flecha B, como se ha descrito
anteriormente. El resultado es que el dispositivo puede no solamente
enfriar múltiples recipientes a la vez o secuencialmente sino
también transportarlos. Tal realización es ideal para un
establecimiento comercial, por ejemplo en un bar, las bebidas
calientes se pueden introducir en la unidad de enfriamiento 320 y al
emerger por el otro lado, están frías y listas para su consumo.
Igualmente, se prefiere la disposición de
rebordes pero no se requieren. En su lugar, se puede proporcionar
una pared lisa para soportar lateralmente el recipiente giratorio.
La pared está preferiblemente angulada o curvada para crear el
mismo efecto helicoidal que se consigue proporcionando los rebordes
graduados de la realización preferida. Si se emplean los rebordes o
una pared lisa, es deseable minimizar la cantidad de fricción entre
el recipiente y la pared o los rodillos de giro libre. Por el
contrario, si el rodillo emplea anillos de contacto o un rodillo
liso, es deseable maximizar la fricción entre el rodillo y el
recipiente. La invención contempla cualquier material que consiga
estos objetivos.
El procedimiento y el dispositivo de la
invención se pueden usar en su lugar para calentar líquidos sin
cambiar la estructura o la función del dispositivo. En lugar de
añadir agua con hielo u otro medio de enfriamiento al depósito, el
usuario puede añadir agua del grifo templada o caliente. Las mismas
etapas de pulverización o rotación harán que el líquido en el
recipiente se caliente rápidamente. Este procedimiento tiene
excelentes aplicaciones en el calentamiento de biberones para bebés
para que no se calienten en exceso (el procedimiento actual de
colocación del biberón en un cazo de agua en una cocina corre el
riesgo de abrasar el niño).
En otras aplicaciones, hospitales o centros de
traumatología se puede calentar o descongelar rápidamente sangre
refrigerada para su uso en un paciente.
La invención es de un uso extremadamente
flexible, y puede no solamente usarse para cambiar la temperatura
de un líquido en un recipiente sino también cambiar el estado del
líquido en el interior de un recipiente. Por ejemplo, la invención
se puede usar con un recipiente especial para hacer helados
rápidamente a partir de sus componentes líquidos. En lugar de usar
simplemente agua y hielo, una solución de agua salada -o cualquier
otro fluido que se puede enfriar por debajo de 0ºC como el medio de
enfriamiento. En tal aplicación, se desea enfriar el contenido del
recipiente por debajo de 0º. Se muestra un recipiente especial para
hacer helados en una vista en sección esquemática en la figura 12.
El recipiente 210 va provisto de una o más aletas 212 que
sobresalen de una superficie interior del recipiente. Cuando el
recipiente gira, el contenido se adhiere a las aletas 212 y se
agita mucho. Esta agitación suplementaria es útil para elaborar
helados.
El medio de enfriamiento o calentamiento a usar
en la invención no se limita al agua. Se pueden emplear también
otros fluidos tales como propilenglicol, alcohol y similar, así como
gases refrigerados (por ejemplo aire muy frío, etc.).
Habiéndose descrito la invención respecto de las
realizaciones específicas, se ha de entender que la descripción
anterior no pretende ser una limitación que excluya otras
variaciones o modificaciones que pueden ser evidentes, o que se
pueden sugerir, a los expertos en la técnica. La invención se define
mediante las reivindicaciones que aparecen a continuación.
Claims (68)
-
\global\parskip0.970000\baselineskip
1. Procedimiento para cambiar rápidamente al menos uno de la temperatura y el estado de un líquido en un recipiente (10), teniendo el recipiente un eje longitudinal (L), comprendiendo las etapas de:- a)
- girar rápidamente el recipiente alrededor de su eje longitudinal;
- b)
- proporcionar una fuente (44; 132; 344) de una película fina de un medio que tiene una temperatura diferente del líquido en el recipiente para afectar térmicamente el recipiente mientras se lleva a cabo la etapa de rotación;
- \quad
- caracterizado por
- c)
- posicionar el recipiente formando un primer ángulo con la horizontal inferior o igual a 45º, y
- d)
- controlar la posición longitudinal del recipiente respecto de la fuente de película fina;
en el cual dicha etapa de control controla la etapa de posicionar el recipiente formando un según ángulo desde un ángulo de rotación de un mecanismo de rotación (34) que lleva a cabo dicha etapa de rotación y forzando de este modo al recipiente a desplazarse a lo largo del mecanismo giratorio. - 2.Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha etapa de rotación se lleva a cabo a una velocidad dependiente de la geometría del recipiente.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1, comprendiendo dicha etapa b) la etapa de pulverizar el recipiente con el medio desde una fuente de pulverización (44; 344).
- 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el cual dicha etapa de pulverización se lleva a cabo para cubrir al menos una mayoría del área de superficie del recipiente con el medio.
- 5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el cual dicha etapa de pulverización se lleva a cabo encima del recipiente.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende, además, las etapas de:
- establecer un periodo de tiempo predeterminado para dichas etapas de rotación y pulverización; y
- detener automáticamente dichas etapas de rotación y pulverización al expirar el periodo de tiempo predeterminado.
- 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 o 6, que comprende, además, la etapa de deshabilitar selectivamente dicha etapa de rotación para de este modo albergar al menos una de la geometría y las propiedades físicas del recipiente.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además, la etapa de vigilar la temperatura de al menos uno del medio y el líquido en el recipiente.
- 9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el líquido es una bebida y el recipiente es un recipiente de bebida convencional.
- 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, que comprende, además, las etapas de:
- proporcionar un alojamiento en cuyo interior se dispone el recipiente durante dichas etapas a) a c); y
- proporcionar un agujero (51) en el alojamiento,
en el cual está permitido que una porción del recipiente sobresalga del alojamiento por el agujero durante los pasos del a) al c). - 11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende, además, las etapas de cubrir el agujero en el alojamiento para reducir las salpicaduras del medio durante el funcionamiento.
- 12. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende, además, las etapas de:
- anular dicha etapa de parada automática; y
- seguir realizando dichas etapas de pulverización y rotación para un segundo periodo de tiempo predeterminado para cambiar la temperatura del líquido en el recipiente.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el medio es al menos uno de un líquido y un gas.
- 14. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además las etapas de:
- recoger el medio en un depósito (32); y
- enfriar el medio de enfriamiento con un elemento enfriador (222) en comunicación térmica con el depósito.
- 15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, que comprende, además, la etapa de proteger el recipiente del contacto físico directo con el medio proporcionando un recubrimiento (110) alrededor del recipiente en comunicación térmica con el recipiente,en el cual los efectos de cambio de temperatura del medio atraviesan el recubrimiento y cambian la temperatura del líquido en el recipiente.
- 16. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, configurado para enfriar rápidamente un líquido en el recipiente y en el cual dicho medio es un medio de enfriamiento.
- 17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, configurado para calentar rápidamente un líquido en el recipiente y en el cual dicho medio es un medio de calentamiento.
- 18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, 4, 5, 6, 8 o 13 a 15, configurado para hacer rápidamente helado, en el cual dicho medio de enfriamiento tiene una temperatura inferior a 0ºC para enfriar el recipiente mientras se lleva a cabo dicha etapa de rotación.
- 19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, 13 o 15, en el cual la posición del recipiente en la etapa d) es controlada pasivamente.
- 20. Aparato (20; 320) para cambiar rápidamente al menos uno de la temperatura y el estado de un líquido en un recipiente (10), que comprende:
- un alojamiento (22) que tiene una parte inferior y paredes laterales (824, 26, 28, 309) que definen un volumen interior;
- un mecanismo de rotación (34; 334) que tiene un eje longitudinal dispuestos en dicho alojamiento adaptado para girar un recipiente alrededor del eje longitudinal (L) del recipiente formando un primer ángulo con la horizontal inferior o igual a 45 grados;
- un posicionador lateral (38; 38A; 38B; 38C; 38D) dispuesto formando un ángulo con dicho eje longitudinal en dicho alojamiento adaptado para posicionar el recipiente
- y
- una fuente (44; 132; 344) de una película fina de un medio que tiene una primera temperatura diferente de una segunda temperatura del líquido en el interior del recipiente para afectar térmicamente el recipiente,
en el cual cuando el contendor se coloca dentro de dicho volumen interior, dicho posicionador lateral hace que el recipiente forme un ángulo con dicho eje longitudinal. - 21. Aparato según la reivindicación 20, comprendiendo dicha fuente de película fina una boquilla de pulverización (44, 344) que pulveriza el medio hacia el recipiente.
- 22. Aparato según la reivindicación 20, comprendiendo dicha fuente de película fina al menos una trozo de hielo (132) dispuesto encima del recipiente en contacto con el recipiente, en el cual a medida que dicho hielo se derrite, dicho hielo crea una fina película de agua fría que enfría el recipiente.
- 23. Aparato según la reivindicación 21, que comprende, además:
- un depósito (32; 332) en dicho volumen interior adaptado para contener una cantidad del medio; y
- una bomba (40) en comunicación con dicho depósito y dicha boquilla de pulverización.
en el cual dicha bomba extrae el medio de dicho depósito y lo bombea a dicha boquilla de pulverización - 24. Aparato según la reivindicación 21 o 23, en el cual dicho posicionador lateral hace que dicho recipiente se desplace hacia dicha boquilla de pulverización cuando dicho mecanismo giratorio gira.
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- 25. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, un dispositivo Peltier en comunicación térmica con dicho depósito, en el cual dicho aparato se usa para enfriar el líquido, dicho dispositivo Peltier enfría el medio en dicho depósito, y cuando dicho aparato se está usando para calentar el líquido, dicho dispositivo Peltier calienta el medio en dicho depósito.
- 26. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, que comprende, además:
- un recubrimiento (110) que se puede disponer amoviblemente alrededor del recipiente en comunicación térmica con el recipiente que protege el recipiente del contacto directo con el medio,
en el cual los efectos térmicos del medio atraviesan dicha recubrimiento y cambian al menos uno de la temperatura y el estado del líquido en el recipiente. - 27. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el cual dicho alojamiento es una parte de un refrigerador (300).
- 28. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, una unidad de enfriamiento activa (222) en comunicación térmica con dicho depósito.
- 29. Aparato según la reivindicación 28, en el cual dicha unidad de enfriamiento activa comprende bobinas de refrigeración y un compresor.
- 30. Aparato según la reivindicación 23, en el cual dicho posicionador lateral y dicho mecanismo giratorio soportan el recipiente dentro de dicho volumen interior sin contacto con dicho depósito.
- 31. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, una estructura de soporte dispuesta dentro de dicho volumen interior adaptado para soportar el recipiente dentro de dicho volumen interior sin contacto con dicho depósito.
- 32. Aparato según la reivindicación 23, en el cual dicho posicionador lateral y dicho mecanismo giratorio soportan el recipiente dentro de dicho volumen interior en al menos contacto parcial con dicho depósito para que, de este modo, el recipiente esté al menos parcialmente sumergido en dicho depósito.
- 33. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, una estructura de soporte dispuesta dentro de dicho volumen interior en el cual dicha estructura de soporte soporta el recipiente dentro de dicho volumen interior en al menos contacto parcial con dicho depósito para que, de este modo, el recipiente esté al menos parcialmente sumergido en dicho depósito.
- 34. Aparato según la reivindicación 20, 21 o 24, comprendiendo dicho posicionador lateral una pluralidad de rebordes (38; 38A; 38B; 38C; 38D) que sobresalen hacia dentro desde una superficie interna de al menos una de dichas paredes.
- 35. Aparato según la reivindicación 34, en el cual un perfil de dichos rebordes se desvía respecto de dicho eje longitudinal, forzando, de este modo, el recipiente a desplazarse a lo largo de dicho mecanismo giratorio.
- 36. Aparato según la reivindicación 35, en el cual dichos rebordes están suficientemente espaciados para permitir que un usuario inserte los dedos respectivamente entre dichos rebordes para recoger o colocar el recipiente en dicho volumen interior.
- 37. Aparato según la reivindicación 20 o 21, comprendiendo dicho posicionador una superficie interior de una de dichas paredes, siendo dicha superficie interior desviada respecto de dicho eje longitudinal, forzando, de este modo, el recipiente a desplazarse a lo largo de dicho mecanismo giratorio.
- 38. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37, incluyendo dicho mecanismo giratorio un rodillo (34), en el cual el recipiente está dispuesto sobre la parte superior de dicho rodillo cuando se coloca en dicho volumen interior.
- 39. Aparato según la reivindicación 38, en el cual dicho posicionador lateral soporta el recipiente desde el lado del recipiente y dicho rodillo soporta el recipiente desde la parte inferior del recipiente cuando el recipiente se dispone en dicho volumen interior.
- 40. Aparato según la reivindicación 39, en el cual dicho posicionador lateral y dicho rodillo soportan el recipiente dentro de dicho volumen interior en una posición que es una de i) sin contacto con dicho depósito y ii) en al menos contacto parcial con dicho depósito para que, de este modo, el recipiente esté al menos parcialmente sumergido en dicho depósito.
- 41. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 40, que comprende, además, un monitor de temperatura dispuesto en dicho volumen interior que mide una temperatura de al menos uno del medio y el líquido en el recipiente.
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- 42. Aparato según la reivindicación 41, estando dicho monitor de temperatura dispuesto en al menos una de las siguientes ubicaciones: dicho depósito, dicho mecanismo giratorio y una pared interna de dicho alojamiento.
- 43. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 42, que comprende, además, un circuito temporizador conectado a, y que controla, dicho mecanismo giratorio, en el cual dicho circuito temporizador desactiva automáticamente dicho mecanismo giratorio después de un periodo de tiempo preestablecido.
- 44. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, un circuito temporizador conectado a, y que controla, dicho mecanismo giratorio y dicha bomba, en el cual dicho circuito temporizador desactiva dicho mecanismo giratorio y dicha bomba después de un periodo de tiempo preestablecido.
- 45. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 o 45, en el cual un usuario puede seleccionar una duración de dicho periodo de tiempo preestablecido desde un panel de control (60).
- 46. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, un mecanismo de control en comunicación con dicho mecanismo giratorio y dicha bomba que activa selectivamente dicha bomba y no activa dicho mecanismo giratorio.
- 47. Aparato según la reivindicación 44, que comprende, además, un mecanismo de control en comunicación con dicho mecanismo giratorio y dicha bomba que prolonga selectivamente dicho periodo de tiempo preestablecido para de este modo cambiar la temperatura del líquido a un grado más elevado.
- 48. Aparato según la reivindicación 23, que comprende, además, una unidad de cambio de temperatura activa (222) en comunicación térmica con dicho depósito.
- 49. Aparato según la reivindicación 48, en el cual dicha unidad de cambio de temperatura activa comprende bobinas de refrigeración y un compresor.
- 50. Aparato según la reivindicación 23, en el cual dicho alojamiento es una parte de un refrigerador (300), y en el cual las bobinas de refrigeración y un compresor del refrigerador enfrían selectivamente el medio de enfriamiento en dicho depósito.
- 51. Aparato según la reivindicación 48, comprendiendo dicha unidad de enfriamiento activa dispositivos Peltier dispuestos en dicho alojamiento en comunicación térmica con dicho depósito.
- 52. Aparato según la reivindicación 39, comprendiendo dicho rodillo, además, partes elevadas dispuestas a lo largo de dicho rodillo, en el cual cuando el recipiente se coloca sobre dicho rodillo, el recipiente solamente entra en contacto con dichas partes elevadas.
- 53. Aparato según la reivindicación 21, comprendiendo, además, dicho alojamiento un agujero (51),en el cual se permite que una parte del recipiente sobresalga de dicho alojamiento por dicho agujero mientras funcionan dicho mecanismo giratorio y la boquilla de pulverización.
- 54. Aparato según la reivindicación 53, que comprende, además, un protector de salpicaduras amovible (52) fijable a dicho alojamiento para cubrir dicho agujero al menos parcialmente.
- 55. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 54, en el cual el líquido es una bebida y el recipiente es un recipiente de bebida convencional.
- 56. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 55, en el cual dicho medio es al menos uno de un líquido y un gas.
- 57. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 56, que comprende, además:
- un recubrimiento (110) que se puede disponer amoviblemente alrededor del recipiente en comunicación térmica con el recipiente que protege el recipiente del contacto directo con el medio,
en el cual los efectos del medio de enfriamiento atraviesan dicho recubrimiento y cambian la temperatura del líquido en el recipiente. - 58. Aparato según la reivindicación 57, en el cual dicho recubrimiento es elástico y cuando está dispuesto alrededor del recipiente se adapta a la geometría del recipiente, permitiendo sustancialmente que no haya huecos ente dicho recubrimiento y el recipiente.
- 59. Aparato según la reivindicación 57, en el cual dicho recubrimiento es rígido y se dimensiona para adaptarse a un recipiente específico para permitir de este modo que no haya sustancialmente hueco entre dicho recubrimiento y el recipiente.
- 60. Aparato según la reivindicación 59, comprendiendo, además, dicho recubrimiento una pluralidad de recubrimientos rígidos, cada uno dimensionado para adaptarse a un recipiente específico diferente.
- 61. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 60, configurado para enfriar rápidamente un líquido, y en el cual el medio es un medio de enfriamiento.
- 62. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 48 o 52 a 60, configurado para calentar rápidamente un líquido, y en el cual el medio es un medio de calentamiento.
- 63. Aparato según la reivindicación 62 cuando depende de la reivindicación 30, en el cual el recipiente es un biberón convencional para bebés, y en el cual dicho posicionador lateral hace que el biberón se mueva hacia dicha boquilla de pulverización cuando dicho mecanismo giratorio está girando.
- 64. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 29, 34 a 52 o 56, configurado para hacer rápidamente helado, comprendiendo dicho aparato, además:
- un recipiente que tiene un primer eje longitudinal dentro del cual se pueden disponer ingredientes para helado.
en el cual dicho alojamiento define un volumen interior dentro del cual se coloca dicho recipiente y dicho medio es un medio de enfriamiento que tiene una temperatura inferior a 0ºC. - 65. Aparato según la reivindicación 64, que comprende, además:
- un depósito en dicho volumen interior adaptado para contener una cantidad del medio de enfriamiento; y
- una bomba en comunicación con dicho depósito y dicha boquilla de pulverización,
en el cual dicha bomba extrae el medio de enfriamiento de dicho depósito y lo bombea a dicha boquilla de pulverización. - 66. Aparato según la reivindicación 64, comprendiendo dicho recipiente, además, al menos una aleta (212) que sobresale hacia dentro desde una superficie interna de dicho recipiente, en el cual cuando dicho recipiente gira, dicha aleta agita el contenido de dicho recipiente para facilitar el endurecimiento del contenido en helado.
- 67. Aparato según la reivindicación 20, siendo dicho alojamiento parte de una puerta de un refrigerador (300), en el cual dicho medio es un medio de enfriamiento para enfriar el recipiente.
- 68. Aparato según la reivindicación 67, en el cual dicha fuente de película fina comprende al menos uno de una boquilla de pulverización (344) que dirige el medio de enfriamiento hacia el recipiente, y un trozo de hielo (132) dispuesto encima del recipiente en contacto con el recipiente, formando dicho hielo una película fina de agua fría a medida que el hielo se derrite y enfría el líquido en el recipiente.
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