FR3137163A1 - Hot-cold application device, with optimized heat evacuation - Google Patents
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Abstract
Dispositif d’application de chaud-froid, avec évacuation optimisée de la chaleur L’invention concerne un dispositif comprenant: - un applicateur froid (4) relié thermiquement à la surface froide (10) d’une cellule Peltier ; - un applicateur chaud (3) présentant un axe d’application (3a) décalé angulairement de l’axe d’application de l’applicateur froid selon une valeur comprise entre 60° et 150°; - un dissipateur thermique (14) présentant une première section touchant la surface chaude (9) de la cellule Peltier et une deuxième section décalée angulairement par rapport à la première section et en connexion thermique avec l’applicateur chaud (10); - une alimentation électrique (28) configurée pour être réglable en courant pour alimenter la cellule Peltier (8); - un microcontrôleur (33) pilotant un régulateur (31) de la température de l’applicateur froid (4) et de l’applicateur chaud (3). Figure pour l’abrégé : Fig. 8.Hot-cold application device, with optimized heat evacuation The invention relates to a device comprising: - a cold applicator (4) thermally connected to the cold surface (10) of a Peltier cell; - a hot applicator (3) having an application axis (3a) angularly offset from the application axis of the cold applicator by a value between 60° and 150°; - a heat sink (14) having a first section touching the hot surface (9) of the Peltier cell and a second section angularly offset relative to the first section and in thermal connection with the hot applicator (10); - a power supply (28) configured to be adjustable in current to power the Peltier cell (8); - a microcontroller (33) controlling a regulator (31) of the temperature of the cold applicator (4) and the hot applicator (3). Figure for abstract: Fig. 8.
Description
La présente invention concerne un dispositif conçu pour appliquer à une surface au sens général, de la chaleur et du froid, générés à l'aide d'un élément thermoélectrique tel qu'une cellule Peltier.The present invention relates to a device designed to apply heat and cold to a surface in the general sense, generated using a thermoelectric element such as a Peltier cell.
L’objet de l’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des dispositifs de soins esthétiques capables de conférer à une surface cutanée, une sensation de chaud ou de froid, produit à l'aide d’une cellule Peltier.The object of the invention finds a particularly advantageous application in the field of aesthetic care devices capable of giving a skin surface a sensation of hot or cold, produced using a Peltier cell.
Dans l’état de la technique, il est connu de nombreux dispositifs utilisant l’effet thermoélectrique appelé effet Peltier qui permet, par un courant électrique, de générer une différence de température entre les deux faces du module ou de la cellule Peltier. Par exemple, le brevet US 10, 512, 319 décrit un dispositif de soins esthétiques qui confère à une surface cutanée, une sensation de chaleur ou une sensation de fraîcheur de sorte qu'un effet d'accélération de l'embellissement ou de la cicatrisation peut être obtenu. Un tel dispositif comporte un élément ou une cellule Peltier en forme de plaque ayant une surface chaude configurée pour générer de la chaleur et une surface froide configurée pour absorber de la chaleur. Ces surfaces chaude et froide sont thermiquement en contact avec respectivement des applicateurs de chaud et de froid disposés sur les deux faces opposées de l’appareil et destinés à être en contact avec la peau.In the state of the art, numerous devices are known using the thermoelectric effect called the Peltier effect which allows, through an electric current, to generate a temperature difference between the two faces of the Peltier module or cell. For example, US patent 10,512,319 describes an aesthetic care device which gives a skin surface a feeling of warmth or a feeling of freshness so that an effect of accelerating beautification or healing can be obtained. Such a device includes a plate-shaped Peltier element or cell having a hot surface configured to generate heat and a cold surface configured to absorb heat. These hot and cold surfaces are thermally in contact with respectively hot and cold applicators arranged on the two opposite sides of the device and intended to be in contact with the skin.
Lors de l’application du froid par l’applicateur froid, il s’avère que la température de la surface chaude de l'élément Peltier augmente de manière importante de sorte que l’effet d’application du froid est diminué. Ainsi, il est nécessaire de libérer activement la chaleur générée dans la surface chaude. A cet effet, le dispositif comporte un dissipateur thermique dont une partie est interposée entre l’applicateur chaud et la surface chaude de la cellule Peltier. L’autre partie du dissipateur thermique est pourvue d’un ventilateur de soufflage assurant la circulation de l’air entre une entrée d’air et une sortie d’air aménagées selon les deux côtés opposés de l’appareil. De par sa conception, un tel dispositif ne permet pas d’évacuer suffisamment de chaleur pour assurer l’application du froid à une température basse prédéfinie. Même un surdimensionnement du dissipateur thermique ne permettrait pas une évacuation suffisante de la chaleur.When cold is applied by the cold applicator, it turns out that the temperature of the hot surface of the Peltier element increases significantly so that the effect of cold application is reduced. Thus, it is necessary to actively release the heat generated in the hot surface. For this purpose, the device includes a heat sink, part of which is interposed between the hot applicator and the hot surface of the Peltier cell. The other part of the heat sink is provided with a blowing fan ensuring air circulation between an air inlet and an air outlet arranged on the two opposite sides of the device. By design, such a device does not allow sufficient heat to be evacuated to ensure the application of cold at a predefined low temperature. Even oversizing the heat sink would not allow sufficient heat dissipation.
L’objet de l’invention vise à remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un nouveau dispositif d’application de chaud-froid, utilisant l’effet thermoélectrique, et conçu pour assurer une évacuation de la chaleur en vue d’atteindre une température froide de référence, sans surdimensionnement du dissipateur thermique.The object of the invention aims to remedy the drawbacks of the prior art by proposing a new hot-cold application device, using the thermoelectric effect, and designed to ensure heat evacuation with a view to achieving a cold reference temperature, without oversizing the heat sink.
Pour atteindre un tel objectif, l’objet de l’invention concerne un dispositif d’application de chaud-froid, comprenant dans un boitier allongé selon un axe longitudinal d’extension:
- une cellule Peltier en forme de plaque ayant une surface chaude configurée pour générer de la chaleur et une surface froide configurée pour absorber la chaleur ;
- un applicateur froid présentant un axe d’application et relié thermiquement à la surface froide de la cellule Peltier ;
- un applicateur chaud présentant un axe d’application décalé angulairement de l’axe d’application de l’applicateur froid selon une valeur comprise entre 60° et 150°, l’applicateur chaud délimitant un espace de séparation avec la surface chaude de la cellule Peltier ;
- un dissipateur thermique allongé comprenant une partie de contact logée dans au moins une partie de l’espace de séparation et présentant une première section touchant la surface chaude de la cellule Peltier et une deuxième section décalée angulairement par rapport à la première section et en connexion thermique avec l’applicateur chaud ;
- un capteur de température configuré pour mesurer la température de l’applicateur chaud ;
- un capteur de température pour mesurer la température de l’applicateur froid,
- un ventilateur configuré pour produire un flux d'air pour libérer la chaleur du dissipateur thermique ;
- une alimentation électrique configurée pour être réglable en courant pour alimenter la cellule Peltier ;
- un microcontrôleur pilotant un régulateur de la température de l’applicateur froid et de l’applicateur chaud, relié aux capteurs de température, le régulateur contrôlant l'alimentation en courant de la cellule Peltier pour obtenir l’application de chaud-froid à une température donnée.To achieve such an objective, the object of the invention relates to a hot-cold application device, comprising in a housing elongated along a longitudinal axis of extension:
- a plate-shaped Peltier cell having a hot surface configured to generate heat and a cold surface configured to absorb heat;
- a cold applicator having an application axis and thermally connected to the cold surface of the Peltier cell;
- a hot applicator having an application axis offset angularly from the application axis of the cold applicator by a value between 60° and 150°, the hot applicator delimiting a separation space with the hot surface of the Peltier cell;
- an elongated heat sink comprising a contact part housed in at least part of the separation space and having a first section touching the hot surface of the Peltier cell and a second section angularly offset relative to the first section and in connection thermal with hot applicator;
- a temperature sensor configured to measure the temperature of the hot applicator;
- a temperature sensor to measure the temperature of the cold applicator,
- a fan configured to produce an air flow to release heat from the heat sink;
- a power supply configured to be adjustable in current to power the Peltier cell;
- a microcontroller controlling a temperature regulator of the cold applicator and the hot applicator, connected to the temperature sensors, the regulator controlling the current supply to the Peltier cell to obtain the application of hot-cold at a given temperature.
Selon une variante avantageuse de réalisation, l’applicateur chaud et l’applicateur froid sont montés dans le boitier de sorte que les axes d’application, des applicateurs chaud et froid se trouvent décalés angulairement d’une valeur sensiblement comprise entre 70° et 110°.According to an advantageous embodiment, the hot applicator and the cold applicator are mounted in the housing so that the application axes of the hot and cold applicators are angularly offset by a value substantially between 70° and 110 °.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le boitier comporte une partie terminale de tête pourvue de l’applicateur chaud et de l’applicateur froid montés latéralement de manière que les axes d’application des applicateurs chaud et froid s’étendent selon un angle d’élévation compris entre 5° et 30°.According to another characteristic of the invention, the housing comprises a head end portion provided with the hot applicator and the cold applicator mounted laterally so that the axes of application of the hot and cold applicators extend at an angle elevation between 5° and 30°.
Avantageusement, l’applicateur chaud et l’applicateur froid sont prolongés chacun par un collier tubulaire de sorte que l’applicateur chaud et l’applicateur froid forment deux proéminences s’étendant latéralement en saillie à partir de la partie terminale de tête du boitier.Advantageously, the hot applicator and the cold applicator are each extended by a tubular collar so that the hot applicator and the cold applicator form two prominences extending laterally projecting from the end part of the head of the housing.
Selon une autre caractéristique, le boitier comporte une partie terminale de tête pourvue latéralement de l’applicateur chaud et de l’applicateur froid, la partie terminale de tête comportant une entrée d’air située d’un côté de l’espace de séparation et communiquant avec au moins une sortie d’air située de l’autre côté de l’espace de séparation, l’entrée d’air et la sortie d’air communiquant par un circuit d’air traversant le dissipateur thermique.According to another characteristic, the housing comprises an end head part provided laterally with the hot applicator and the cold applicator, the end head part comprising an air inlet located on one side of the separation space and communicating with at least one air outlet located on the other side of the separation space, the air inlet and the air outlet communicating by an air circuit passing through the heat sink.
Avantageusement, le ventilateur est monté au moins dans une partie de l’espace de séparation.Advantageously, the fan is mounted at least in part of the separation space.
De préférence, un cône venturi est monté entre l’entrée d’air et le ventilateur.Preferably, a venturi cone is mounted between the air inlet and the fan.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, le régulateur de la température de l’applicateur froid et de l’applicateur chaud est un régulateur proportionnel intégral dérivé.According to a preferred embodiment feature, the temperature regulator of the cold applicator and the hot applicator is a derived integral proportional regulator.
Typiquement, le microcontrôleur est programmé pour piloter le régulateur pour assurer la mise en œuvre d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur froid ou de l’applicateur chaud, ou d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur chaud suivi d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur froid.Typically, the microcontroller is programmed to control the regulator to ensure the implementation of an operating cycle of the cold applicator or the hot applicator, or of an operating cycle of the hot applicator followed by a cold applicator operating cycle.
Selon un exemple de mise en œuvre, le microcontrôleur pilote le fonctionnement du ventilateur et est programmé de sorte que :
*pendant l’application du chaud par l’applicateur chaud, le régulateur adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier pour maintenir la température mesurée par le capteur de température de l’applicateur chaud, inférieure à une température de consigne chaude,
*avant le terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud, le ventilateur est mis en fonctionnement,
*au terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud, le régulateur adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier pour maintenir la température mesurée par le capteur de température de l’applicateur froid, supérieure à une température de consigne froide pour appliquer du froid par l’applicateur froid.According to an example of implementation, the microcontroller controls the operation of the fan and is programmed so that:
*during the application of heat by the hot applicator, the regulator adapts the supply current of the Peltier cell to maintain the temperature measured by the temperature sensor of the hot applicator, lower than a hot setpoint temperature,
*before the end of the application of heat by the hot applicator, the fan is started,
*at the end of the application of heat by the hot applicator, the regulator adapts the supply current of the Peltier cell to maintain the temperature measured by the temperature sensor of the cold applicator, higher than a cold setpoint temperature to apply cold using the cold applicator.
Tel que cela ressort des figures, l’objet de l’invention concerne un dispositif 1 utilisant l’effet thermoélectrique pour générer du chaud et du froid, destinés à être appliqués sur une surface telle que la peau P d’une personne. Le dispositif 1 comporte un boitier 2 de forme tubulaire allongée s’étendant selon un axe longitudinal X. Le boitier 2 présente avantageusement une section tubulaire 2t adaptée pour former une poignée de préhension pour une main d’une personne.As can be seen from the figures, the object of the invention relates to a device 1 using the thermoelectric effect to generate heat and cold, intended to be applied to a surface such as the skin P of a person. The device 1 comprises a housing 2 of elongated tubular shape extending along a longitudinal axis X. The housing 2 advantageously has a tubular section 2t adapted to form a gripping handle for a person's hand.
Le boitier 2 comporte à l’opposé d’une partie proximale 2a, une partie terminale de tête 2b pourvue d’une surface d’application de chaud 3, désignée applicateur chaud dans la suite de la description et d’une surface d’application de froid 4, désignée applicateur froid dans la suite de la description. Tel que cela ressort des dessins, l’applicateur chaud 3 et l’applicateur froid 4 sont formés chacun par une plaque lisse en un matériau thermiquement conducteur. L’applicateur chaud 3 et l’applicateur froid 4 présentent dans l’exemple illustré, chacun une forme ovoïde dont la pointe est orientée à l’opposé de la partie proximale 2a du boitier.The housing 2 comprises, opposite a proximal part 2a, a head end part 2b provided with a hot application surface 3, designated hot applicator in the remainder of the description and with an application surface cold 4, designated cold applicator in the remainder of the description. As can be seen from the drawings, the hot applicator 3 and the cold applicator 4 are each formed by a smooth plate of a thermally conductive material. The hot applicator 3 and the cold applicator 4 have, in the illustrated example, each an ovoid shape whose tip is oriented opposite the proximal part 2a of the housing.
Par convention, il est défini pour l’applicateur chaud 3 un axe d’application 3a et pour l’applicateur froid 4, un axe d’application 4a. Ces axes d’application 3a, 4a passent sensiblement par le centre de gravité respectivement de la surface de l’applicateur chaud 3 et de l’applicateur froid 4, en s’étendant sensiblement perpendiculairement à cette surface. Par exemple, la surface de l’applicateur chaud 3 et de l’applicateur froid 4 est légèrement convexe ou bombée. Chaque axe d’application 3a, 4a correspond à la direction de déplacement du dispositif pour permettre un contact de l’applicateur chaud 3 ou froid 4, avec la peau P d’une personne.By convention, an application axis 3a is defined for the hot applicator 3 and an application axis 4a for the cold applicator 4. These axes of application 3a, 4a pass substantially through the center of gravity respectively of the surface of the hot applicator 3 and the cold applicator 4, extending substantially perpendicular to this surface. For example, the surface of the hot applicator 3 and the cold applicator 4 is slightly convex or curved. Each axis of application 3a, 4a corresponds to the direction of movement of the device to allow contact of the hot 3 or cold applicator 4 with the skin P of a person.
Selon une caractéristique de l’invention, l’axe d’application 3a de l’applicateur chaud 3 est décalé angulairement de l’axe d’application 4a de l’applicateur froid 4 selon une valeur comprise entre 60° et 150°. En d’autres termes, dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal X du boitier, l’axe d’application 3a de l’applicateur chaud 3 est décalé de l’axe d’application 4a de l’applicateur froid 4 selon un angle azimut A compris entre 60° et 150° (
Tel que cela ressort des dessins, l’applicateur chaud 3 et l’applicateur froid 4 sont montés dans le boitier, à la partie terminale de tête 2b, sensiblement au même niveau selon l’axe longitudinal X, en étant décalés angulairement selon la circonférence du boitier comme décrit ci-dessus. La surface de l’applicateur chaud 3 et de l’applicateur froid 4 est orientée pour s’étendre latéralement à partir de la partie terminale de tête 2b du boitier 2. Ainsi, les axes d’application 3a, 4a des applicateurs chaud 3 et froid 4 coupent l’axe longitudinal X.As shown in the drawings, the hot applicator 3 and the cold applicator 4 are mounted in the housing, at the end part of the head 2b, substantially at the same level along the longitudinal axis of the case as described above. The surface of the hot applicator 3 and the cold applicator 4 is oriented to extend laterally from the head end portion 2b of the housing 2. Thus, the axes of application 3a, 4a of the hot applicators 3 and cold 4 intersect the longitudinal axis
Il est à noter que dans un plan contenant l’axe longitudinal X, les axes d’application 3a, 4a des applicateurs chaud 3 et froid 4 sont perpendiculaires à cet axe longitudinal X lorsque la surface des applicateurs chaud 3 et froid 4 s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal X. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation illustrée sur les dessins (
Selon une autre caractéristique avantageuse de réalisation, l’applicateur chaud 3 et l’applicateur froid 4 s’étendent latéralement en saillie à partir de la partie terminale de tête 2b du boitier 2. Ainsi, l’applicateur chaud 3 et l’applicateur froid 4 sont prolongés chacun respectivement par un collier tubulaire 3b, 4b venant se raccorder à la partie tubulaire 2t du boitier 2. Ainsi, le boitier 2 possède à sa partie terminale de tête 2b, deux proéminences 3c, 4c en saillie par rapport à la partie tubulaire 2t, orientées sensiblement à 90° l’une de l’autre en se terminant l’une 3c par l’applicateur chaud 3 et l’autre 4c par l’applicateur froid 4. Ainsi, le dispositif 1 présente une première proéminence dite tête chaude 3c et une deuxième proéminence dite tête froide 4c. Le décalage angulaire A préféré de l’ordre de 90° entre l’applicateur froid et l’applicateur chaud facilite les opérations de mise en contact sur une même surface de la peau par un simple mouvement de pivotement de la main.According to another advantageous embodiment, the hot applicator 3 and the cold applicator 4 extend laterally projecting from the head end portion 2b of the housing 2. Thus, the hot applicator 3 and the cold applicator 4 are each extended respectively by a tubular collar 3b, 4b connecting to the tubular part 2t of the housing 2. Thus, the housing 2 has at its end head part 2b, two prominences 3c, 4c projecting relative to the part tubular 2t, oriented substantially at 90° from each other, one ending 3c with the hot applicator 3 and the other 4c with the cold applicator 4. Thus, the device 1 has a first prominence called hot head 3c and a second prominence called cold head 4c. The preferred angular offset A of around 90° between the cold applicator and the hot applicator facilitates contact operations on the same surface of the skin by a simple pivoting movement of the hand.
Pour produire le chaud et le froid, le dispositif d’application 1 comporte un module ou une cellule Peltier 8 utilisant l’effet thermoélectrique. De manière classique, la cellule Peltier 8 a une forme de plaque apte à générer une différence de température entre ses deux faces, à savoir une surface chaude 9 configurée pour générer de la chaleur et une surface froide 10 configurée pour absorber la chaleur. Par exemple, la cellule Peltier 8 utilisée est une cellule Peltier 25x25 , ET-2708-15.To produce hot and cold, the application device 1 comprises a module or a Peltier cell 8 using the thermoelectric effect. Conventionally, the Peltier cell 8 has a plate shape capable of generating a temperature difference between its two faces, namely a hot surface 9 configured to generate heat and a cold surface 10 configured to absorb heat. For example, the Peltier 8 cell used is a 25x25 Peltier cell, ET-2708-15.
La surface froide 10 de la cellule Peltier 8 est reliée thermiquement à l’applicateur froid 4. Ainsi, l’applicateur froid 4 est relié à la surface froide 10 de la cellule Peltier 8 directement ou par l’intermédiaire d’un bloc de matériau thermiquement conducteur 10a.The cold surface 10 of the Peltier cell 8 is thermally connected to the cold applicator 4. Thus, the cold applicator 4 is connected to the cold surface 10 of the Peltier cell 8 directly or via a block of material thermally conductive 10a.
La surface chaude 9 de la cellule Peltier 8 qui est située à l’opposé de la surface froide 10, se trouve positionnée à la partie proximale de la tête froide 4c. Dans la mesure où la tête froide 4c est décalée angulairement de 90° par rapport à la tête chaude 3c, la surface chaude 9 est située à distance de l’applicateur chaud 3 et délimite un espace de séparation 12 avec l’applicateur chaud 3.The hot surface 9 of the Peltier cell 8 which is located opposite the cold surface 10, is positioned at the proximal part of the cold head 4c. To the extent that the cold head 4c is angularly offset by 90° relative to the hot head 3c, the hot surface 9 is located at a distance from the hot applicator 3 and delimits a separation space 12 with the hot applicator 3.
Selon une autre caractéristique, la surface chaude 9 est destinée à être reliée thermiquement à l’applicateur chaud 3 par au moins un dissipateur thermique 14 assurant l’évacuation de la chaleur. Dans l’exemple illustré, le dissipateur thermique 14 se présente sous la forme d’un bloc allongé réalisé en un matériau thermiquement conducteur comprenant à partir d’une extrémité, une partie de contact 14a logée dans au moins une partie de l’espace de séparation 12. Cette partie de contact 14a présente une première section touchant la surface chaude 9 de la cellule Peltier 8 et une deuxième section décalée angulairement par rapport à la première section et en connexion thermique avec l’applicateur chaud 3. La première section de cette partie de contact 14a est décalée angulairement de la deuxième section selon un angle correspondant à l’angle A de décalage entre les axes d’application 3a, 4a des applicateurs chaud 3 et froid 4.According to another characteristic, the hot surface 9 is intended to be thermally connected to the hot applicator 3 by at least one heat sink 14 ensuring heat evacuation. In the example illustrated, the heat sink 14 is in the form of an elongated block made of a thermally conductive material comprising, from one end, a contact part 14a housed in at least part of the space of separation 12. This contact part 14a has a first section touching the hot surface 9 of the Peltier cell 8 and a second section offset angularly with respect to the first section and in thermal connection with the hot applicator 3. The first section of this contact part 14a is angularly offset from the second section at an angle corresponding to the angle A of offset between the axes of application 3a, 4a of the hot 3 and cold applicators 4.
Le dissipateur thermique 14 est en contact avec la surface chaude 9 et avec l’applicateur chaud 3, directement ou indirectement. Dans l’exemple illustré, le dissipateur thermique 14 est en contact avec l’applicateur chaud 3 par l’intermédiaire d’un support massif 15 réalisé en un matériau thermiquement conducteur, et avec la surface chaude 9 de la cellule Peltier, par l’intermédiaire d’une pièce support 16 réalisée en un matériau thermiquement conducteur. Par exemple, le support massif 15 et la pièce support 16 sont décalés entre eux de 90° en formant une pièce unique fixée au boitier.The heat sink 14 is in contact with the hot surface 9 and with the hot applicator 3, directly or indirectly. In the example illustrated, the heat sink 14 is in contact with the hot applicator 3 via a massive support 15 made of a thermally conductive material, and with the hot surface 9 of the Peltier cell, via the intermediate of a support piece 16 made of a thermally conductive material. For example, the solid support 15 and the support part 16 are offset from each other by 90°, forming a single part fixed to the housing.
Le dissipateur thermique 14 est aménagé pour présenter classiquement des ailettes d’évacuation de la chaleur. Comme cela sera mieux compris dans la suite de la description, les ailettes sont aménagées de manière à créer un circuit d’air traversant le dissipateur thermique 14 entre une entrée d’air 18 et une sortie d’air 19 situées de part et d’autre de l’espace de séparation 12. La circulation de l’air de part en part de l’espace de séparation 12 situé entre la surface chaude 9 et l’applicateur chaud 3 assure une évacuation optimisée de la chaleur. Ainsi, les ailettes sont aménagées sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal X de manière que la circulation de l’air puisse s’établir à partir de la partie de contact 14a du dissipateur thermique et déboucher sur la périphérie du dissipateur thermique.The heat sink 14 is arranged to conventionally have heat evacuation fins. As will be better understood in the remainder of the description, the fins are arranged so as to create an air circuit passing through the heat sink 14 between an air inlet 18 and an air outlet 19 located on either side. other of the separation space 12. The circulation of air through the separation space 12 located between the hot surface 9 and the hot applicator 3 ensures optimized heat evacuation. Thus, the fins are arranged substantially parallel to the longitudinal axis
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif 1 comporte un ventilateur 21 monté au moins dans une partie de l’espace de séparation 12. Ainsi, le ventilateur 21 est monté à l’intérieur du boitier 2 entre l’extrémité du dissipateur thermique 14 délimitant la partie de contact 14a et le sommet de la partie terminale de tête 2b du boitier.According to one characteristic of the invention, the device 1 comprises a fan 21 mounted at least in part of the separation space 12. Thus, the fan 21 is mounted inside the housing 2 between the end of the heat sink 14 delimiting the contact part 14a and the top of the head end part 2b of the housing.
Tel que cela ressort plus précisément de la
Avantageusement, un cône venturi 23 est aménagé entre l’entrée d’air 18 et le ventilateur 21 pour canaliser l’air entrant dans le ventilateur.Advantageously, a venturi cone 23 is arranged between the air inlet 18 and the fan 21 to channel the air entering the fan.
Selon une autre caractéristique, le dispositif 1 comporte un capteur de température 25 configuré pour mesurer la température de l’applicateur chaud 3 (
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif 1 comporte une alimentation électrique 28 configurée pour être réglable en courant pour alimenter la cellule Peltier 8. Avantageusement, cette alimentation électrique 28 comporte une source d’énergie à savoir une batterie 28a dans l’exemple illustré, connectée à un circuit de commande 28b en courant alimentant la cellule Peltier 8. Par exemple, le circuit de commande 28b en courant est un convertisseur BUCK.According to another characteristic of the invention, the device 1 comprises a power supply 28 configured to be adjustable in current to power the Peltier cell 8. Advantageously, this power supply 28 comprises an energy source, namely a battery 28a in the example illustrated, connected to a current control circuit 28b supplying the Peltier cell 8. For example, the current control circuit 28b is a BUCK converter.
Cette alimentation électrique 28 est commandée par un régulateur 31 piloté par un microcontrôleur 33. Ce régulateur 31 permet de réguler la température de l’applicateur froid 4 et de l’applicateur chaud 3 en pilotant le circuit de commande 28b de la cellule Peltier 8, en fonction d’une température de consigne E donnée par le microcontrôleur 33. Selon une variante avantageuse de réalisation, le régulateur 31 est un régulateur proportionnel intégral dérivé. Ce régulateur 31 est connecté par l’intermédiaire du microcontrôleur 33, en fonction du cycle thermique appliqué (chaud ou froid) soit au capteur de mesure 25 de la température de l’applicateur chaud 3, soit au capteur de mesure 26 de la température de l’applicateur froid 4.This electrical supply 28 is controlled by a regulator 31 controlled by a microcontroller 33. This regulator 31 makes it possible to regulate the temperature of the cold applicator 4 and the hot applicator 3 by controlling the control circuit 28b of the Peltier cell 8, as a function of a set temperature E given by the microcontroller 33. According to an advantageous embodiment, the regulator 31 is a derivative proportional integral regulator. This regulator 31 is connected via the microcontroller 33, depending on the thermal cycle applied (hot or cold) either to the measuring sensor 25 of the temperature of the hot applicator 3, or to the measuring sensor 26 of the temperature of the the cold applicator 4.
Le microcontrôleur 33 est adapté pour piloter le fonctionnement du dispositif 1 à l’aide par exemple d’une interface homme machine 34 fixée sur le boitier 2. Le microcontrôleur 33 est adapté pour piloter le fonctionnement, en particulier, du ventilateur 21 et du régulateur 31. En particulier, le microcontrôleur 33 est programmé pour piloter le régulateur 31 pour assurer la mise en œuvre d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur froid 4 ou d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur chaud 3, ou d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur chaud 3 suivi d’un cycle de fonctionnement de l’applicateur froid 4. Bien entendu, le microcontrôleur 33 est programmé pour permettre un réglage de la durée de chacun de ces cycles de fonctionnement.The microcontroller 33 is adapted to control the operation of the device 1 using for example a man-machine interface 34 fixed on the housing 2. The microcontroller 33 is adapted to control the operation, in particular, of the fan 21 and the regulator 31. In particular, the microcontroller 33 is programmed to control the regulator 31 to ensure the implementation of an operating cycle of the cold applicator 4 or an operating cycle of the hot applicator 3, or an operating cycle of the hot applicator 3 followed by an operating cycle of the cold applicator 4. Of course, the microcontroller 33 is programmed to allow adjustment of the duration of each of these operating cycles.
Selon un exemple de mise en œuvre, le microcontrôleur 33 est programmé de sorte que :
*pendant l’application du chaud par l’applicateur chaud 3, le régulateur 31 adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier 8 pour maintenir la température mesurée par le capteur de température 25 de l’applicateur chaud 3, inférieure à une température de consigne chaude,
*avant le terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud 3, le ventilateur 21 est mis en fonctionnement, par exemple 30 secondes avant la fin du cycle chaud,
*au terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud 3, le régulateur 31 adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier 8 pour maintenir la température mesurée par le capteur de température 26 de l’applicateur froid 4, supérieure à une température de consigne froide pour appliquer du froid par l’applicateur froid.According to an example of implementation, the microcontroller 33 is programmed so that:
*during the application of heat by the hot applicator 3, the regulator 31 adapts the supply current of the Peltier cell 8 to maintain the temperature measured by the temperature sensor 25 of the hot applicator 3, lower than a temperature hot setpoint,
*before the end of the application of heat by the hot applicator 3, the fan 21 is put into operation, for example 30 seconds before the end of the hot cycle,
*at the end of the application of heat by the hot applicator 3, the regulator 31 adapts the supply current of the Peltier cell 8 to maintain the temperature measured by the temperature sensor 26 of the cold applicator 4, greater than a cold set temperature to apply cold through the cold applicator.
Typiquement, le microcontrôleur 33 pilote le régulateur 31 de manière que grâce à la cellule Peltier 8, l’applicateur chaud 3 assure l’application d’un cycle de chaleur pendant 5 minutes à une température chaude de consigne de 44°C suivi d’un cycle de froid appliqué par l’applicateur froid 4 pendant 5 minutes à une température froide de consigne de 9°C.Typically, the microcontroller 33 controls the regulator 31 so that, thanks to the Peltier cell 8, the hot applicator 3 ensures the application of a heat cycle for 5 minutes at a set hot temperature of 44°C followed by a cold cycle applied by the cold applicator 4 for 5 minutes at a cold set temperature of 9°C.
Claims (10)
- une cellule Peltier (8) en forme de plaque ayant une surface chaude (9) configurée pour générer de la chaleur et une surface froide (10) configurée pour absorber la chaleur ;
- un applicateur froid (4) présentant un axe d’application (4a) et relié thermiquement à la surface froide (10) de la cellule Peltier ;
- un applicateur chaud (3) présentant un axe d’application (3a) décalé angulairement de l’axe d’application de l’applicateur froid selon une valeur comprise entre 60° et 150°, l’applicateur chaud (3) délimitant un espace de séparation (12) avec la surface chaude (9) de la cellule Peltier;
- un dissipateur thermique (14) allongé comprenant une partie de contact logée dans au moins une partie de l’espace de séparation (12) et présentant une première section touchant la surface chaude (9) de la cellule Peltier et une deuxième section décalée angulairement par rapport à la première section et en connexion thermique avec l’applicateur chaud (3);
- un capteur de température (25) configuré pour mesurer la température de l’applicateur chaud (3);
- un capteur de température (26) pour mesurer la température de l’applicateur froid (4),
- un ventilateur (21) configuré pour produire un flux d'air pour libérer la chaleur du dissipateur thermique (14);
- une alimentation électrique (28) configurée pour être réglable en courant pour alimenter la cellule Peltier (8);
- un microcontrôleur (33) pilotant un régulateur (31) de la température de l’applicateur froid (4) et de l’applicateur chaud (3), relié aux capteurs de température (25), (26), le régulateur (31) contrôlant l'alimentation en courant de la cellule Peltier pour obtenir l’application de chaud-froid à une température donnée.Hot-cold application device, comprising in a housing (2) elongated along a longitudinal axis (X) of extension and comprising a head end part:
- a plate-shaped Peltier cell (8) having a hot surface (9) configured to generate heat and a cold surface (10) configured to absorb heat;
- a cold applicator (4) having an application axis (4a) and thermally connected to the cold surface (10) of the Peltier cell;
- a hot applicator (3) having an application axis (3a) angularly offset from the application axis of the cold applicator by a value between 60° and 150°, the hot applicator (3) delimiting a separation space (12) with the hot surface (9) of the Peltier cell;
- an elongated heat sink (14) comprising a contact part housed in at least part of the separation space (12) and having a first section touching the hot surface (9) of the Peltier cell and a second section angularly offset relative to the first section and in thermal connection with the hot applicator (3);
- a temperature sensor (25) configured to measure the temperature of the hot applicator (3);
- a temperature sensor (26) for measuring the temperature of the cold applicator (4),
- a fan (21) configured to produce an air flow to release heat from the heat sink (14);
- a power supply (28) configured to be adjustable in current to power the Peltier cell (8);
- a microcontroller (33) controlling a regulator (31) of the temperature of the cold applicator (4) and the hot applicator (3), connected to the temperature sensors (25), (26), the regulator (31 ) controlling the current supply to the Peltier cell to obtain the application of hot-cold at a given temperature.
*pendant l’application du chaud par l’applicateur chaud (9), le régulateur (31) adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier (8) pour maintenir la température mesurée par le capteur de température (25) de l’applicateur chaud (3), inférieure à une température de consigne chaude,
*avant le terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud, le ventilateur (21) est mis en fonctionnement,
*au terme de l’application du chaud par l’applicateur chaud (3), le régulateur adapte le courant d’alimentation de la cellule Peltier (8) pour maintenir la température mesurée par le capteur de température (26) de l’applicateur froid (4), supérieure à une température de consigne froide pour appliquer du froid par l’applicateur froid (4).Device according to one of the preceding claims according to which the microcontroller (33) controls the operation of the fan (21) and is programmed so that:
*during the application of heat by the hot applicator (9), the regulator (31) adapts the supply current of the Peltier cell (8) to maintain the temperature measured by the temperature sensor (25) of the hot applicator (3), lower than a hot set temperature,
*before the end of the application of heat by the hot applicator, the fan (21) is put into operation,
*at the end of the application of heat by the hot applicator (3), the regulator adapts the supply current of the Peltier cell (8) to maintain the temperature measured by the temperature sensor (26) of the applicator cold (4), higher than a cold set temperature to apply cold by the cold applicator (4).
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