ITMI20120357A1 - Portavivande riscaldato e/o raffreddato a effetto termoelettrico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"PORTAVIVANDE RISCALDATO E/O RAFFREDDATO A EFFETTO

TERMOELETTRICO"

La presente invenzione ha per oggetto un portavivande per alimenti, che può essere indifferentemente impiegato per raffreddare e/o per riscaldare cibi o sostanze alimentari poste al suo stesso interno.

Come è noto, qualora si voglia presentare o consumare nelle condizioni "ottimali" alcuni particolari tipi di cibo o bevanda (come ad esempio frutta fresca, brioches o prodotti da forno, gelati o semifreddi e così via discorrendo) può essere opportuno/necessario mantenere questi tipi di cibo/bevanda a temperature sensibilmente diverse dalla temperatura ambiente: in particolar, può essere necessario o desiderabile mantenere una temperatura di servizio relativamente bassa di certi cibi o bevande, anche quando questi vengono portati "in tavola" e quindi sono estratti da un frigorifero o apparato fisso similare.

Allo stesso tempo, in certe occasioni o condizioni (come ad esempio, su grandi tavolate imbandite per colazioni, in spazi aperti al pubblico quali sale di ristoranti o alberghi) può essere opportuno mantenere in uno stato di costante riscaldamento altri tipi di cibi, che quindi non possono essere mantenuti indefinitamente nei forni "fissi".

Per tali scopi sono oggigiorno noti mini-frigoriferi mobili/portatili (o equivalentemente, dei mini-forni o riscaldatori), i quali sono in grado di asportare calore da un loro volume di contenimento sfruttando il cosiddetto "effetto termoelettrico": tramite passaggio di corrente in un opportuno elemento circuitale (chiamato generalmente "cella di peltier) esposto, su due sue facce opposte, ad un'area più calda e ad un'area più fredda, è possibile generare un flusso termico opportunamente direzionato.

In generale, le celle di peltier vengono impiegate come elementi raffreddanti attivi dove non è possibile (ad esempio, dove lo spazio è molto ristretto, come nei frigoriferi portatili) costruire un normale circuito frigorifero con fluido di lavoro: tali celle però devono essere alimentate elettricamente con continuità, dal momento che il trasporto dell'energia termica (che per i fini del raffreddamento è "in allontanamento" rispetto all'area di contenimento dei cibi/bevande) è strettamente correlato al flusso di elettroni.

Similmente, impiegando resistori o dispositivi riscaldanti ad effetto termoelettrico, si ha comunque la possibilità di instaurare un flusso termico (in questo caso "positivo" verso l'area di contenimento di cibi e/o bevande): il flusso termico è però continuo fintantoché persiste un'alimentazione elettrica.

Si deve quindi notare che la tecnica nota comporta un notevole inconveniente, che è per l'appunto dato dal fatto che in assenza di corrente elettrica applicata alla cella di peltier (o più in generale all'elemento circuitale che lavora per effetto termoelettrico) il flusso termico riscaldante o raffreddante si interrompe: ciò costringe a mantenere ingombranti e scomodi collegamenti fisici con una rete/sorgente esterna di alimentazione, o comunque costringe a dotare gli apparecchi di costose e/o ingombranti batterie di accumulazione (che in ogni caso vengono esaurite piuttosto rapidamente, dal momento che gli effetti termoelettrici in genere hanno una bassa efficienza energetica).

Inoltre, i frigoriferi portatili di tipo noto in genere non sono "bivalenti" e cioè non sono in grado di eseguire sia la funzione di raffreddamento che quella di riscaldamento: ciò ne limita la versatilità.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un portavivande che risolva quantomeno gli inconvenienti sopra presentati (e che possibilmente offra un più elevato livello di funzionalità rispetto a quanto disponibile nell'attuale stato dell'arte).

In particolare, la presente invenzione si prefigge come scopo l'ideazione di un portavivande che possa garantire una funzionalità raffreddante o riscaldante basata sull'effetto termoelettrico ma che possa perdurare per un tempo significativo anche in assenza di alimentazione elettrica.

Inoltre, la presente invenzione si prefigge come scopo la realizzazione di un portavivande che offra notevoli caratteristiche migliorative in termini di trasportabilità e ri-posizionabilità, nonché in termini di resistenza ambientale, di affidabilità (e quindi di vita operativa utile) e di qualità costruttiva.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un portavivande che sia sostanzialmente competitivo in termini economici rispetto ai prodotti già noti, pur offrendo tutti gli altri vantaggi sopra citati.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti, nello spirito dell'invenzione, da un portavivande riscaldato e/o raffreddato per effetto termoelettrico secondo una o più delle qui annesse rivendicazioni, il quale è indicato con il riferimento numerico "1" nelle qui unite illustrazioni (esemplificative e non limitative), in cui:

- la figura 1 illustra una vista in alzato ed in sezione di un portavivande secondo l'invenzione; e

- la figura 2 illustra una vista prospettica del portavivande di figura 1.

Dal punto di vista costitutivo, il portavivande secondo l'invenzione è utilizzabile in ambiti che ne prevedono una sua sostanziale mobilità rispetto ad una prima posizione in cui è collegato ad una rete elettrica e ad almeno una seconda posizione in cui è fisicamente e/o circuitalmente allontanato dalla rete elettrica stessa (ad esempio, quando viene posto su una tavola da pranzo o colazione o quando viene trasportato in spazi aperti e/o outdoor) .

Strutturalmente, il portavivande secondo la presente invenzione comprende un corpo principale 2 definente un volume di contenimento 2a (il quale è atto ad ospitare cibi e/o bevande) ed un elemento ad effetto termoelettrico 3 (ad esempio, una comune cella di peltier) atto a definire un flusso di energia termica da e/o verso il volume di contenimento 2a.

Per poter alimentare correttamente l'elemento ad effetto termoelettrico 3, è presente un connettore 4 atto a collegare energeticamente quest'ultimo ad una rete di alimentazione, ma vantaggiosamente il portavivande comprende inoltre un accumulatore termodinamico 5 termicamente interposto tra l'elemento ad effetto termoelettrico 3 ed il volume di contenimento 2a: l'innovativa ed originale sinergia funzionale tra 1'appena citato accumulatore termodinamico 5 (che verrà illustrato in maggior dettaglio più avanti) e l'elemento ad effetto termoelettrico 3 permette di mantenere un non-trascurabile controllo dell'energia termica risiedente all'interno del volume di contenimento 2a anche in assenza di alimentazione elettrica dell'elemento ad effetto termoelettrico 3 stesso.

In altre parole, la presente invenzione comprende vantaggiosamente mezzi di accumulazione termica (sia di eccesso di temperatura che di "latenza di calore") che garantiscono di poter continuare ad esercitare un raffreddamento o un riscaldamento nel volume di contenimento 2a anche in assenza di un'alimentazione energetica dell'elemento ad effetto termoelettrico 3: in tal modo, è possibile impiegare il portavivande 1 anche in luoghi o posizioni lontane o separate da una rete di alimentazione elettrica e per periodi di tempo significativamente lunghi.

Scendendo nel dettaglio, si può notare che l'elemento ad effetto termoelettrico 3 comprende almeno un elemento circuitale composto da semiconduttori (come già visto in precedenza, almeno una cella di peltier costituita da un adeguato impaccamento di elementi semiconduttori "drogati" aventi coefficienti caratteristici opportunamente scelti): tale elemento circuitale è reversibilmente configurabile tra una condizione di esercizio (in cui viene percorso da una corrente elettrica e conseguentemente in cui determina un afflusso o una asportazione di calore dall'accumulatore termodinamico 5) e tra una condizione di inattività (in cui invece non è percorso da una corrente elettrica). Convenientemente, simultaneamente alla condizione di inattività dell'elemento ad effetto termoelettrico 3, l'accumulatore termodinamico 5 è attivo in modo da mantenere spontaneamente un flusso termico da o verso il volume di contenimento 2a (ad esempio, per conduzione e/o convezione).

Si deve a questo punto notare che nello spirito della presente invenzione l'elemento ad effetto termoelettrico 3 non agisce in maniera diretta sull'energia termica del volume di contenimento 2a, quanto piuttosto sul calore latente o immagazzinato all'interno dell'accumulatore termodinamico 5: a seconda di quanto calore viene asportato in quest'ultima parte strutturale dell'invenzione, si ottiene un "ritardo temporale" nello scambio termico tra l'accumulatore 5 stesso ed il volume 2a...e tale ritardo temporale viene per l'appunto impiegato per garantire una permanenza dell'effetto di trasferimento termico (e quindi di variazione della temperatura) nel volume 2a in assenza di alimentazione elettrica.

Per quanto riguarda il corpo principale 2, con riferimento alle unite figure si può osservare che esso comprende un basamento 2b strutturalmente connesso (e ad esempio sottostante) al volume di contenimento 2a: l'elemento ad effetto termoelettrico 3 e/o l'accumulatore termodinamico 5 sono convenientemente posti in condizioni di mutua adiacenza o contatto (o più in generale, in condizioni tali da poter permettere uno scambio termico conduttivo e/o convettivo) all'interno del basamento 2b, mentre il volume di contenimento 2a è reso il più possibile libero da componenti strutturali che ne possano diminuire la capienza.

La realizzazione dell'accumulatore termodinamico 5 prevede che quest'ultimo comprenda un predeterminato quantitativo di sostanza termosensibile 5a (ad esempio, un comune gel endotermico e/o esotermico, a seconda delle esigenze del momento) ed un alloggiamento 5b che la contiene: convenientemente, invertendo il senso di percorrenza della corrente nell'elemento ad effetto termoelettrico 3 e/o sostituendo l'alloggiamento 5b con un altro che contiene un gel specifico, è quindi possibile ri-configurare il portavivande 1 sia in modo tale da farlo funzionare in raffreddamento/raffrescamento, che in riscaldamento.

Dal punto di vista volumetrico, sia la sostanza termosensibile 5a che l'alloggiamento 5b sono posizionati internamente al basamento 2b.

Al fine di uniformare al massimo la temperatura nel volume 2a, ed al fine di conferire nel più breve tempo possibile la temperatura desiderata ai cibi/bevande ivi contenuti, può essere presente un gruppo termoconvettore: tale gruppo termo-convettore è associato almeno all'elemento ad effetto termoelettrico 3 ed è atto a stabilire un flusso convettivo di un fluido di trasporto termico (che può essere semplicemente costituito dall'aria ambientale) da e/o verso l'elemento ad effetto termoelettrico 3.

Tale flusso convettivo si sviluppa pertanto attraverso l'alloggiamento 5b della sostanza termosensibile 5a e prosegue fino al volume di contenimento 2a.

Più in dettaglio, 1'appena citato gruppo termoconvettore comprende i seguenti sotto-componenti:

- un primo soffiatore 6 (ad esempio, una prima ventola) posto adiacentemente e/o in prossimità dell'elemento ad effetto termoelettrico 3;

- un predeterminato numero di corpi alettati 7 (noti anche con il nome generico di "dissipatori") montati su facce opposte dell'elemento ad effetto termoelettrico 3 ed immersi a loro volta in un flusso di fluido di lavoro/aria ambientale generabile tramite il primo soffiatore (6);

- un canale di passaggio 8 del fluido di lavoro definito almeno parzialmente in cooperazione con l'alloggiamento 5b (che tipicamente può essere conformato a guisa di manicotto o di cilindro cavo, come ad esempio visibile nelle figure esemplificative qui annesse) e posto in comunicazione di fluido con almeno il primo soffiatore 6 e a valle dell'elemento ad effetto termoelettrico 3; ed infine

un secondo soffiatore 9 (opzionale) posto ad un'estremità del canale di passaggio 8 e posto in comunicazione di fluido con il volume di contenimento 2a.

Come ulteriore funzionalità della presente invenzione, è poi possibile disporre di uno sterilizzatore 10, il quale è atto a eliminare cariche batteriche e/o parassitarle nel volume di contenimento 2a (e più precisamente, nei cibi/bevande che possono essere immessi nel volume di contenimento 2a).

Le modalità con le quali lo sterilizzatore 10 può svolgere le sue funzioni possono essere molteplici: ad esempio, lo sterilizzatore può comprendere un generatore di radiazione luminosa battericida (preferibilmente ultravioletta) posto in comunicazione di fluido con il volume di contenimento 2a ed ancor più preferibilmente inserito nel gruppo termo-convettore in corrispondenza di un prolungamento 11 del canale di passaggio 8 stesso. Come si può vedere dalle figure esemplificative, il prolungamento 11 è sostanzialmente incluso nel volume di contenimento 2a in una sua porzione centrale, e funge anche da sostegno per diversi ripiani che verranno descritti poco più avanti.

Qualora si richieda un'autonomia operativa particolarmente lunga del presente portavivande in condizioni di assenza di alimentazione elettrica, è convenientemente possibile predisporre un accumulatore di energia elettrica supplementare (ad esempio, una batteria ricaricabile) : tale accumulatore di energia elettrica è posizionato nel basamento 2b e/o nel volume di contenimento 2a ed è atto a fornire una corrente elettrica all'elemento ad effetto termoelettrico 3 quando quest'ultimo non è alimentato da una rete energetica e/o elettrica esterna al portavivande 1 stesso.

La gestione delle diverse sotto-unità funzionali del presente portavivande (come ad esempio il funzionamento degli elementi soffiatori, l'accensione e lo spegnimento dello sterilizzatore o la gestione di carica e scarica dell'accumulatore di energia elettrica) può essere affidata ad un opportuno controllore elettronico asservito ad uno o più degli appena citati sotto-gruppi funzionali.

Tornando al volume di contenimento 2a, si deve peraltro rilevare la possibilità di dotare quest'ultimo di una molteplicità di ripiani di giacitura per sostanze alimentari: come già anticipato poco sopra, tali ripiani di giacitura possono essere coassialmente al prolungamento 11 del canale di passaggio 8.

L'invenzione consegue diversi interessanti vantaggi.

Innanzitutto, va rimarcato che l'architettura costruttiva di base della presente invenzione consente di prolungare nel tempo la funzione di controllo termico (sia in raffreddamento che in riscaldamento) anche quando la cella di Peltier non è collegata ad un'alimentazione di energia elettrica: in altre parole, l'effetto di accumulazione/latenza termica garantito dalla peculiare cooperazione tra le parti dell'invenzione permette di rendere indipendente, almeno per un tempo significativo, il porta-vivande dalla connessione ad una rete elettrica.

Allo stesso tempo, la compresenza e la cooperazione funzionale tra il volume di contenimento, i diversi ripiani di posizionamento ed il sotto-gruppo di ricircolo e sterilizzazione permette un migliore e prolungato effetto di conservazione delle proprietà organolettiche e/o di non-contaminazione batterica delle sostanze alimentari incluse nel porta-vivande, a tutto vantaggio della qualità e della sicurezza.

Va infine rimarcato che la presente invenzione è realizzabile, in tutte le sue possibili forme di attuazione ed in una gamma pressoché infinita di forme e/o volumi di contenimento, con materiali e macchinari prontamente disponibili e con basso costo/facile reperibilità sul mercato, in modo tale da ottenere bassi costi di acquisto, gestione e manutenzione.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. portavivande riscaldato e/o raffreddato ad effetto termoelettrico, comprendente: - un corpo principale (2) definente un volume di contenimento (2a) atto ad ospitare cibi e/o bevande; e un elemento ad effetto termoelettrico (3) atto a definire un flusso di energia termica da e/o verso detto volume di contenimento (2a); e - un connettore (4) atto a collegare energeticamente detto elemento ad effetto termoelettrico (3) ad una rete di alimentazione, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un accumulatore termodinamico (5) termicamente interposto tra l'elemento ad effetto termoelettrico (3) ed il volume di contenimento (2a). 2. portavivande secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento ad effetto termoelettrico (3) comprende almeno un elemento circuitale composto da semiconduttori, e preferibilmente comprende almeno una cella di peltier, reversibilmente configurabile tra una condizione di esercizio, in cui è percorso da una corrente elettrica e conseguentemente in cui determina un afflusso o una asportazione di calore da detto accumulatore termodinamico (5) e tra una condizione di inattività, in cui non è percorso da una corrente elettrica ed in cui al contempo l'accumulatore termodinamico (5) mantiene un flusso termico da o verso il volume di contenimento (2a). 3. portavivande secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui detto corpo principale (2) comprende un basamento (2b) strutturalmente connesso, e preferibilmente sottostante, al volume di contenimento (2a), almeno l'elemento ad effetto termoelettrico (3) e/o l'accumulatore termodinamico (5) essendo posti in condizioni di mutua adiacenza o contatto all'interno di detto basamento (2b). 4. portavivande secondo la rivendicazione 3, in cui l'accumulatore termodinamico (5) comprende un predeterminato quantitativo di sostanza termosensibile (5a), detta sostanza essendo preferibilmente un gel endotermico e/o esotermico, ed un alloggiamento (5b) contenente detta sostanza termosensibile (5a) e a sua volta posizionato internamente al basamento (2b). 5. portavivande secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è inoltre presente un gruppo termo-convettore associato almeno all'elemento ad effetto termoelettrico (3) ed atto a stabilire un flusso convettivo di un fluido di trasporto termico, detto fluido essendo preferibilmente aria ambientale, da/verso l'elemento ad effetto termoelettrico (3) attraverso l'alloggiamento (5b) di detta sostanza termosensibile (5a) e fino al volume di contenimento (2a). 6. portavivande secondo la rivendicazione 5, in cui detto gruppo termo-convettore comprende: - un primo soffiatore (6), preferibilmente comprendente una prima ventola, posto adiacentemente e/o in prossimità dell'elemento ad effetto termoelettrico (3); - un predeterminato numero di corpi alettati (7) montati su facce opposte di detto elemento ad effetto termoelettrico (3) ed immersi in un flusso di fluido di lavoro generabile tramite detto primo soffiatore (6); - un canale di passaggio (8) del fluido di lavoro definito almeno parzialmente in cooperazione con l'alloggiamento (5b) e posto in comunicazione di fluido con almeno il primo soffiatore (6) e a valle dell'elemento ad effetto termoelettrico (3); e - un secondo soffiatore (9) posto ad un'estremità di detto canale di passaggio (8) e posto in comunicazione di fluido con il volume di contenimento (2a). 7. portavivande secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è inoltre presente uno sterilizzatore (10) atto a eliminare cariche batteriche e/o parassitarle nel volume di contenimento (2a). 8. portavivande secondo la rivendicazione 7, in cui detto sterilizzatore (10) comprende un generatore di radiazione luminosa battericida, preferibilmente ultravioletta, posto in comunicazione di fluido con il volume di contenimento (2a) ed ancor più preferibilmente inserito nel gruppo termo-convettore in corrispondenza di un prolungamento (11) del canale di passaggio (8), detto prolungamento (11) essendo sostanzialmente incluso nel volume di contenimento (2a). 9. portavivande secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è inoltre presente un accumulatore di energia elettrica supplementare, preferibilmente ricaricabile, posizionato nel basamento (2b) e/o nel volume di contenimento (2a) ed atto a fornire una corrente elettrica all'elemento ad effetto termoelettrico (3) quando questo non è alimentato da una rete energetica e/o elettrica esterna al portavivande (1) stesso. 10. portavivande secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il volume di contenimento (2a) presenta una molteplicità di ripiani di giacitura per sostanze alimentari, detti ripiani di giacitura essendo preferibilmente montati coassialmente al prolungamento (11) del canale di passaggio (8).