PT95384A

PT95384A - Sistema de refrigeracao de fluidos

Info

Publication number: PT95384A
Application number: PT95384A
Authority: PT
Original assignee: Lordan & Co
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-06-30
Also published as: IL93095A0; MX172806B; IL93095A; US5372017A; GR900100863A; EP0438371A3; US5125243A; EP0438371A2; GR1000885B

Description

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE FLUIDOS para que LORDAN & CO. pretende obter privilégio de invenção em Portugal. 0 presente invento refere-se em geral a dispositivos de refrigeração e, em particular a dispositivos para a refrigeração de fluidos.

Os sistemas de ar condicionado para veículos são bem conhecidos e são utilizados, particularmente em climas quentes, para arrefecer o interior de um veículo. Também é conhecida a utilização de um sistema existente de ar condicionado de veículo para arrefecer comidas e bebidas que estão a ser transportadas num veículo.

Na Patente dos E.U.A. Ns. 4.103.510 descreve-se uma caixa de refrigeração portátil que se liga de modo funcional a um sistema de ar condicionado de automóvel. O sistema compreende uma caixa de refrigeração portátil que possui uma cobertura exterior resistente e um revestimento interior, cada um com elementos de parede lateral e de fundo e inclui um revestimento intermédio unitário disposto na proximidade dos elementos de fundo e de parede lateral do revestimento 2-

D-365 interior para definir um compartimento isolador e, na proximidade dos elementos de fundo e de parede lateral do revestimento interior para definir uma cavidade estanque que circunscreve o revestimento interior e que contem fluido eutético e bobinas imersas de permutação de calor. As bobinas de permutação de calor, acopladas através de um meio rápido de ligar/desligar ao refrigerador de um sistema de refrigeração de um automóvel, fazem circular refrigerador arrefecido para arrefecer e gelar o fluido eutético no interior da cavidade estanque e arrefecer o espaço interior da caixa de refrigeração.

Uma desvantagem da caixa de refrigeração descrita na Patente dos E.U.A. acima referida é o facto de ser volumosa e retirar invariavelmente espaço, por exemplo, no porta-bagagens de um veículo. Além disso, o acesso à caixa de refrigeração não é possível a partir do interior do veículo. Além disso, uma vez que os produtos colocados na caixa de refrigeração são arrefecidos em função de todo o seu volume interior a ser arrefecido, este modo de refrigeração é relativamente lento e, consequentemente, desperdiça energia.

Na Patente dos E.U.A. Ns. 3.858.405 descreve-se uma caixa refrigerada posicionada de modo amovível para veículos a motor. A Patente dos E.U.A. 4.483.151 descreve um aparelho de ar condicionado para carros com uma câmara congeladora/refrigeradora. A Patente dos E.U.A. Na. 4.483.151 descreve um sistema de refrigeração que possui dois D-365 -3-

evaporadores, um dos quais proporciona ar condicionado normal e o outro uma câmara de refrigeração. Tal como na Patente dos E.U.A. Na. 4.103.150, o aparelho de refrigeração que utiliza uma câmara de refrigeração ou semelhante é inerentemente lento e desperdiça energia. A Patente dos E.U.A. Nfi. 3.912.475 descreve uma combinação de aparelho de ar condicionado, refrigerador de bebidas e dínamo de motor. 0 refrigerador de bebidas compreende um par de bobinas de refrigeração de bebida associado a um motor a gasolina com uma entrada de combustível que proporciona uma fonte de pressão reduzida.

Uma desvantagem particular do aparelho de ar condicionado e do refrigerador de bebidas da Patente acima referida é o facto de não ser útil em veículos que não possuam a entrada de combustível referida que proporciona uma fonte de pressão reduzida, e nem poder ser acoplada, se assim se desejar, a um aparelho de ar condicionado de veículos, convencional e já existente.

Na Patente dos E.U.A. Na. 3.553.976 descreve-se um recipiente refrigerador que está adaptado para ser acoplado à parte exterior de um contentor. Um dos elementos de refrigeração é um elemento tubular, cuja configuração tanto é a de um elemento anular em forma de C, que pode ser expandido e comprimido num cilindro, como a de um tubo em espiral D-365 -4-

helicoidal que pode ser expandido e feito deslizar no contentor e libertado para ser mantido no seu lugar. 0 elemento de refrigeração sustenta um meio de refrigeração que pode ser ventilado para diminuição da temperatura e o meio pode ser expandido entre zonas do elemento de refrigeração.

Também se descreve, na Patente dos E.U.A. Nfi. 4.711.099 um dispositivo de arrefecimento rápido portátil para a refrigeração de uma bebida numa lata de doze onças de cerca de 24 graus centígrados para cerca de 7 graus centígrados em 4 minutos aproximadamente. O evaporador do dispositivo compreende uma bobina de forma tubular para receber um objecto substancialmente cilíndrico que se destina a ser arrefecido. Também aí se descreve um aparelho para abrir a bobina de modo a possibilitar a inserção da lata de bebida no seu interior e para fechar a bobina de tal modo que a mesma aperte fortemente a lata.

Na Patente dos E.U.A. N8 4.653.289 está descito um receptáculo montado num ventilador de ar condicionado de veículo para armazenar e refrigerar alimentos, bebidas ou semelhantes. A refrigeração dos produtos contidos no interior do receptáculo é proporcionada através da circulação no seu interior do fluxo de ar frio proveniente do ventilador. Uma desvantagem deste receptáculo reside no facto de, tal como se descreveu nos exemplos, a temperatura dos produtos refrigerados no receptáculo poder ser reduzida num período de tempo relativamente longo para uma temperatura final que é superior à temperatura do ar arrefecido que circula em torno dos mesmos.

Na Patente dos E.U.A. Na. 2.401.613 está descrito um receptáculo de armazenagem e refrigeração para uso num frigorífico doméstico. É um objectivo do presente invento proporcionar um sistema com energia suficiente e relativamente pouco dispendioso para a rápida refrigeração de contentores de fluido individuais com dimensões padronizadas. De preferência, o sistema é montado num veículo.

Consequentemente, proporciona-se de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, um sistema para refrigerar fluidos armazenados em contentores substancialmente cilíndricos, incluindo o sistema um elemento oco de bobina substancialmente cilíndrico que possui uma orientação de preensão para fixar o contentor e, pelo menos, uma orientação de libertação em que o contentor é liberto, sendo o elemento oco de bobina configurado para proporcionar um compromisso térmico entre um fluido refrigerador localizado no seu interior e o contentor quando o elemento oco de bobina se encontra na orientação de preensão, incluindo o elemento oco de bobina, pelo menos, um elemento oco alongado com uma configuração de bobina substancialmente D-365 -6-

não uniforme, definindo a espiral uma pluralidade de espiras do elemento oco alongado.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o elemento oco de bobina está configurado de tal modo que, quando a sua orientação é alterada de, pelo menos uma das orientações de libertação para a orientação de preensão, as espiras do elemento oco alongado apertam-se em torno do contentor numa ordem predeterminada.

Mais uma vez de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, os momentos de inércia das secções transversais do elemento oco são desiguais.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, a configuração substancialmente cilíndrica inclui uma configuração substancialmente cónica, definindo desse modo primeira e segunda extremidades do elemento oco de bobina, sendo o diâmetro da espira na primeira extremidade superior ao diâmetro da espira na segunda extremidade.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, pelo menos uma das orientações de libertação inclui uma primeira orientação de recepção era que o elemento de bobina está configurado para receber o contentor e uma segunda orientação de descanso em que o elemento de bobina se encontra em descanso, e os diâmetros da pluralidade de espiras são desiguais, pelo menos quando o elemento oco de bobina se encontra na orientação de descanso.

Novamente de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o diâmetro da secção transversal do contentor é superior a cada um dos diâmetros da pluralidade de espiras quando o elemento oco de bobina se encontra na orientação de descanso.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o sistema de refrigeração inclui também meios de alteração de orientação para alterar de um modo seleccionável a orientação do elemento oco de bobina de uma das orientações de preensão ou de libertação para outra das orientações de preensão ou de libertação.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, os meios de alteração de orientação incluem uma mola.

Também de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o sistema de refrigeração também inclui meios de fixação do elemento oco de bobina para fixar uma extremidade do elemento oco de bobina, definindo desse modo uma extremidade fixa do elemento oco de bobina e uma extremidade livre do mesmo e em que os meios de alteração da orientação incluem meios para fazer rodar a extremidade livre D-365 -8- % em torno do eixo do elemento oco de bobina substancialmente cilíndrico a uma velocidade angular relativamente elevada.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o diâmetro da espira na extremidade fixa do elemento oco de bobina é superior ao diâmetro da espira da sua extremidade livre.

Também ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o momento de inércia da secção transversal da espira na extremidade fixa do elemento de oco de bobina é superior ao momento de inércia da secção transversal da espira na sua extremidade livre.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o sistema de refrigeração é caracterizado pelo facto de, quando o contentor se encontra colocado no interior do elemento oco de bobina e a extremidade livre do elemento oco de bobina gira em torno do seu eixo, o contentor gira também em torno do eixo.

Também de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, o fluido armazenado no contentor inclui um líquido gasoso e o sistema de refrigeração inclui também meios de controlo de refrigeração para controlar a refrigeração da bobina, evitando desse modo substancialmente a ejecção forçada do fluido do contentor quando o contentor é D-365 -9-

aberto.

Novamente de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, os meios de controlo de refrigeração incluem meios de controlo de temperatura para avaliar e controlar a temperatura da bobina.

De acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, proporciona-se um sistema para a refrigeração do fluido gasoso armazenado num contentor susceptível de ser libertado de um modo seleccionável, incluindo o sistema meios de recepção para receber o contentor de modo seleccionável, meios de refrigeração para proporcionar um fluido refrigerador em compromisso térmico com o contentor e meios para evitar substancialmente a saída forçada do fluido gasoso do contentor quando este é aberto.

Ainda de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, os meios de prevenção incluem meios de controlo de temperatura para avaliar e controlar a temperatura da bobina. O presente invento será melhor compreendido e mais completamente apreciado a partir da descrição pormenorizada que se segue tomada em conjugação com os desenhos, em que:

Fig. IA é uma ilustração de um aparelho de refrigeração de D-365 -10-

bebidas construído e funcionando de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento, numa orientação aberta antes da inserção de um contentor de bebidas;

Fig. 1B é uma ilustração do aparelho de refrigeração de bebidas da Figura IA, numa primeira orientação aberta a seguir à inserção de um contentor de bebidas;

Fig. 1C é uma ilustração do aparelho de refrigeração de bebidas da Figura IA, numa orientação fechada;

Fig. 2A é uma ilustração seccional de topo da zona de fundo do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando em qualquer uma das orientações abertas da Figura IA e da Figura 1B;

Fig. 2B é uma ilustração seccional de topo da zona de fundo do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando na orientação fechada da Figura 1C;

Fig. 3A é uma ilustração seccional lateral da zona do fundo do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando em qualquer uma das orientações abertas da Figura IA e da Figura 1B;

Fig. 3B é uma ilustração seccional lateral de uma zona do D-365 -11-

aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A--1C, quando na orientação fechada da Figura 1C;

Fig. 4 é uma ilustração de uma vista frontal do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando na orientação fechada da Figura 1C;

Fig. 5A é uma ilustração de vista lateral (sem ser à escala) da bobina do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando na primeira orientação aberta da Figura IA;

Fig. 5B é uma ilustração de vista lateral (sem ser à escala) da bobina do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, quando na orientação fechada da Figura 1C;

Fig. 6A é uma ilustração de diagrama de bloco de um sistema de controlo de refrigeração construído e funcionando de acordo com uma primeira forma de realização preferida do presente invento e utilizável em conjugação com o aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-5B;

Fig. 6B é uma ilustração esquemática de um circuito electrónico utilizável na implementação do sistema de controlo de refrigeração da Figura 6A; -12- D-365

Fig. 7A_ é uma ilustração de um diagrama de bloco de um sistema de controlo de refrigeração construído e funcionando de acordo com uma segunda forma de realização preferida do presente invento e utilizável em conjugação com o aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-5B;

Fig. 7B é uma ilustração esquemática de um circuito electrónico utilizável na implementação do sistema de controlo de refrigeração da Figura 7A;

Fig. 7C é uma ilustração esquemática do circuito electrónico utilizável como uma implementação alternativa do sistema de controlo de refrigeração da Figura 7A;

Fig. 8A é uma ilustração de um diagrama de bloco de um sistema de controlo de refrigeração construído e funcionando de acordo com uma terceira forma de realização preferida do presente invento e utilizável em conjugação com o aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-5B;

Fig. 8B é uma ilustração esquemática do circuito electrónico utilizável na implementação do sistema de controlo de refrigeração da Figura 8A;

Fig. 8C é uma ilustração de um diagrama de bloco de um sistema de controlo de refrigeração proposto que é uma variação do sistema de controlo de refrigeração da Figura 8A; e

Fig. 9 é uma ilustração em secção transversal (sem ser à escala) da bobina do aparelho de refrigeração de bebidas das Figuras 1A-1C, construída e funcionando de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento.

Faz-se agora referência às Figuras 1A-4, que ilustram um aparelho de refrigeração de bebidas, geralmente referenciado por 10, construído e funcionando de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento e que possui uma primeira orientação aberta e uma segunda orientação fechada. 0 aparelho define um volume 12 que recebe um contentor de bebidas substancialmente cilíndrico. O aparelho compreende uma tampa 14, uma zona de suporte de topo 16 à qual a tampa 14 se encontra ligada articuladamente, uma zona de suporte de fundo 18 e uma zona de suporte vertical substancialmente plana 20. 0 suporte de topo 16 é substancialmente plano e possui uma abertura circular 22 formada através do mesmo, pela qual é inserido o contentor. A zona de suporte de fundo 18 compreende uma base horizontal -14-

D-365 substancialmente plana à qual se encontram ligados de modo rotativo, como por meio de um pino 25, meios de recepção de contentor substancialmente cilíndricos 26. O suporte vertical 20 compreende tipicamente meios para ligar o aparelho 10 a um veículo, tal como as aberturas 28 através das quais podem ser feitos passar parafusos. O suporte vertical 20 também compreende tipicamente aberturas (não representadas) através das quais podem ser feitas passar ligações eléct.ricas para os controlos de refrigeração representados e que a seguir se descrevem.

Também se proporciona uma bobina de espiral oca 130 (representada nas Figuras 5A e 5B), através da qual pode fluir o fluido de refrigeração que rodeia o volume 12 de recepção do contentor. Uma primeira extremidade fixa da bobina é fixada à zona de suporte de topo 16 e uma segunda extremidade rotativa da bobina é ligada fixamente aos meios de recepção do contentor 2 6 (de preferência em duas localizações de fixação 27, como se vê melhor nas Figuras 2A-2B) de tal modo que a extremidade rotativa da bobina e os meios de recepção 26 do contentor rodem em conjunto.

Também se proporciona um primeiro elemento substancialmente alongado 40, que compreende uma zona alongada substancialmente direita 42, uma zona de preensão de mola 44 que engata uma primeira extremidade de uma mola 46, e uma D-365 -15-

zona de elevação de contentor 48. 0 elemento substancialmente alongado 40 é montado de modo articulado e deslizante numa localização de montagem 50, de tal modo que pode deslocar-se em direcção e para além do plano definido pelo suporte vertical e de tal modo que pode também deslizar para baixo para uma pista de guiamento 52, integralmente formada com a zona de suporte de fundo 18 e associada a uma abertura 5 3 na base da zona de suporte de fundo 18 e configurada e disposta para condizer com a zona de elevação do contentor 48. o movimento deslizante descendente do elemento substancialmente alongado 40 é controlado por uma saliência 54 que se prolonga substancialmente de modo perpendicular ao plano definido pela tampa 14 e que se introduz numa abertura de recepção de saliência 56 proporcionada na zona de suporte de topo 16. A saliência 54 é, de preferência, integralmente formada com a tampa 14. 58 está

Proporciona-se ainda um segundo elemento substancialmente alongado 58 que compreende uma zona de preensão de mola 60 para segurar uma segunda extremidade da mola 46 e uma zona de preensão de taça 62 para segurar a taça 26, tipicamente através de uma abertura 64 numa zona saliente 66. A saliência 66 prolonga-se para fora a partir da taça e, de preferência, é integralmente formada com a mesma. 0 segundo elemento substancialmente alongado 58 está unido D-365 -16-

articuladamente ao suporte vertical 20 por um parafuso ou por um pino (não representado).

Também se proporciona um elemento de preensão de tampa 70 que é montado articuladamente, pela sua primeira extremidade, à tampa 14 ao ser enrolado em torno de um elemento alongado 72 unido de modo fixo à tampa 14. O elemento de preensão de tampa gira em torno do eixo definido pelo elemento alongado 72 quando a tampa é aberta ou fechada. Pela sua segunda extremidade 74, o elemento de preensão de tampa 70 engata no segundo elemento substancialmente alongado 58. 0 elemento de preensão de tampa 70 é feito passar através de uma abertura 76 proporcionada na zona de suporte de topo 16.

Os meios de recepção de contentor 26 são formados por uma abertura 78 em forma de L na sua parede, como melhor se observa nas Figuras 3A e 3B, cujo braço mais comprido 80 é disposto substancialmente em circunferência e em contacto com a base dos meios de recepção de contentor 26 e cujo braço mais curto 82 é disposto substancialmente de modo axial relativamente ao eixo 84 (Figuras 2A-2B) do volume cilíndrico 12. Uma abertura 85 na base dos meios de recepção de contentor 26, está disposta de modo substancialmente oposto ao braço mais curto 82. A abertura 78 encontra-se disposta relativamente à zona de elevação de contentor 48 de tal modo que, quando a tampa é aberta, a zona de elevação de contentor 48 desliza ao longo do braço 80 da abertura e em direcção ao D-365 -17-

braço curto 82 e, em seguida para cima do braço curto 82. Um batente (não representado) tipicamente formado de modo integral com a zona de suporte de fundo 18, está disposto de modo a entrar em contacto com a ponta 88 do braço comprido 80.

Descrever-se-á agora o funcionamento mecânico do aparelho 10. Partindo do princípio que o aparelho se encontra na orientação aberta da Figura IA, um contentor de bebidas (não representado) é inserido por um utilizador do aparelho através da abertura 22 e é pressionado para baixo pelo utilizador até que o contentor esteja completamente assente no interior dos meios de recepção de contentor 26. Nesta posição, ilustrada na Figura 1B, a abertura 85 dos meios de recepção de contentor e a abertura 53 da zona de suporte de fundo encontram-se dispostas em frente uma da outra. A zona de elevação de contentor 48 desliza para baixo do braço 82 de abertura 78, desce através de ambas as aberturas e sobressai ligeiramente por baixo da zona de suporte de fundo 18 e a ponta de topo 100 do primeiro elemento alongado 40 fica alinhada com uma zona de contacto oposta 102 da saliência de tampa 54. A tampa 14 é fechada em seguida pelo utilizador do aparelho. O elemento de preensão de tampa 70 liberta o segundo elemento alongado 58. A saliência de tampa 54 desce ao longo de um percurso substancialmente perpendicular ao plano da tampa 14 -18- D-365 e impele o primeiro elemento alongado 40 ainda mais para baixo na sua calha 52. A zona 48 do elemento alongado 40 é, deste modo, liberta da sua situação de bloqueio de rotação com a base dos meios de recepção de contentor 26 um pouco antes de a tampa 14 se fechar completamente na zona de suporte de topo 16, provocando desse modo a rotação "em preensão" da bobina, isto é, uma rotação relativamente pouco duradoira e a uma velocidade relativamente rápida.

Devido à tendência da bobina para assumir a sua condição solta em que o seu diâmetro é inferior ao do contentor, a extremidade rotativa da bobina e os meios de recepção de contentor 26 que se encontram engatados na mesma e que se encontram agora livres para rodar, rodam na direcção da seta 106 a uma velocidade angular relativamente elevada. Em consequência, a preensão de bobina-contentor exerce-se rapidamente até um determinado ponto (quando a espira de fundo da bobina engata no contentor de modo suficientemente apertado), o contentor começa a rodar na mesma direcção da extremidade rotativa da bobina, aumentando por isso o momento de inércia da rotação. Quando a rotação cessa, a preensão de bobina-contentor de bebidas é muito forte, proporcionando por isso uma eficaz refrigeração da bebida através da bobina. A mola 46 actua para manter o aperto da preensão até que o afrouxamento da preensão (rotação numa direcção oposta à da seta 106) resulte numa tensão da mola 46 devida à articulação do elemento alongado 58. D-365 -19- k

Uma outra vantagem da forte preensão de bobina-contentor de bebidas proporcionada pela estrutura acima referida é o facto de possibilitar uma indicação aproximada mas relativamente precisa da temperatura do fluido no interior do contentor que se obtem sem se mexer no contentor (isto é, sem introduzir um dispositivo de avaliação de temperatura no interior do contentor) e sem recorrer à alternativa relativamente insatisfatória de avaliar a temperatura da parede do contentor a partir do exterior. Esta alternativa é insatisfatória porque, entre outras coisas, a geometria do contentor que se deseja arrefecer, varia de contentor para contentor e, por esse motivo, é geralmente impossível proporcionar aparelhos de avaliação de temperatura que sejam configurados e preparados para avaliar com precisão a temperatura de todos esses contentores. Também pelo facto de o contentor estar associado de modo amovível ao aparelho de refrigeração, é difícil proporcionar, em qualquer caso, um compromisso mecânico adequado entre o sensor de temperatura e o contentor. A indicação aproximada da temperatura do fluido é obtida de preferência avaliando a temperatura da bobina, como ilustrado e descrito a seguir pormenorizadamente. A orientação fechada do aparelho é ilustrada na Figura 1C. Quando se desejar (ou em resposta a um sinal adequado indicando que terminou o processo de refrigeração), o -20- D-365 utilizador abre a tampa 14. 0 elemento de preensão de tampa 70 faz com que o segundo elemento alongado 58 rode para trás para a sua posição original. 0 segundo elemento alongado 58 faz com que os meios de recepção de contentor 26 e, consequentemente, a extremidade rotativa da bobina girem na direcção oposta à da seta 106. O segundo elemento alongado 58 também coloca a mola 46 sob tensão, o que faz com que o primeiro elemento alongado 40 volte para cima para a sua posição original. A zona de elevação de contentor 48 do elemento 40 provoca a elevação da lata de modo que, quando a tampa 14 se encontra completamente aberta, o utilizador pode facilmente retirar o contentor de bebida do volume cilíndrico 12. 0 elemento de bobina de espiral oco 130 através do qual pode fluir o fluido de refrigeração possui uma configuração substancialmente não-uniforme, que possui a vantagem de fazer com que as espiras da bobina se apertem em torno da lata numa ordem predeterminada. O aparelho de refrigeração aqui ilustrado e descrito pode ser activado de qualquer modo pretendido. De acordo com uma forma de realização preferida, proporciona-se um comutador 120 no bordo de suporte 20 do dispositivo que é automaticamente activado por uma saliência 122 formada no elemento alongado 40, sendo a saliência configurada e disposta para entrar em contacto com o comutador 120 e D-365 -21-

passá-lo para a sua posição de ligado apenas quando a tampa 14 tenha sido fechada e o contentor esteja posicionado no interior dos meios de recepção de contentor 26.

As Figuras 5A e 5B ilustram uma primeira configuração preferida do elemento de bobina de espiral oco 130 no qual o elemento de bobina de espiral 130 é configurado de tal modo que, pelo menos quando não contem nenhum contentor de bebida, os diâmetros das suas espiras são desiguais, como melhor se observa na Figura 5A. Uma configuração preferida é uma configuração de corte cónico. É preferível que, tal como ilustrado na Figura 5A, os diâmetros das espiras aumentem gradualmente quando procedem da extremidade rotativa 132 do elemento de bobina de espiral para a sua extremidade fixa 134. Se se utilizar esta configuração, a última espira na extremidade rotativa apertar-se-á primeiro, fazendo rodar o contentor, e as espiras que procedem da extremidade rotativa para a extremidade fixa apertar-se-ão, em seguida, uma de cada vez. Uma configuração alternativa é uma configuração do tipo de "vidro de relógio" era que os diâmetros das espiras são maiores era ambas as extremidades do elemento de bobina e são menores no meio do elemento de bobina, caso em que o processo de aperto começará no meio da bobina e alastrar-se-á a ambas as suas extremidades. Qualquer destas configurações resultarão na forte preensão do elemento de bobina 130 com um contentor de bebidas e evitará uma situação em que as primeira e segunda espiras não-contíguas do elemento de D-365 -22-

bobina engatem apertadamente o contentor e as espiras entre a primeira e a segunda espiras apertadamente engatadas estão apenas frouxamente engatadas no contentor.

Deverá notar-se que quando o dispositivo de refrigeração de bebidas é construído tal como ilustrado e descrito acima, isto é, em que o diâmetro da bobina na sua extremidade rotativa é relativamente pequeno e aumenta geralmente de um modo uniforme em direcção à extremidade fixa da bobina, então durante a maior parte do tempo de rotação, o contentor de bebidas assim como a extremidade rotativa 132 do elemento oco de bobina 130 é feito rodar em torno do eixo do elemento oco de bobina. Esta construção possui a vantagem de tornar ainda mais apertada a preensão final entre o contentor e o elemento de bobina, relativamente a uma construção alternativa em que o contentor de bebidas não rode mas, pelo contrário, permaneça estacionário. Isto é devido ao facto de a preensão friccionai entre o contentor e a espira que está apertada era torno da bobina, num determinado momento, aumentar a tensão da zona da bobina definida pela espira. Este aumento faz ainda com que o contentor e a extremidade livre da bobina rode mais, o que, por sua vez, aumenta as forças friccionais, provocando ainda uma maior tensão, e assim por diante, até que a bobina atinja o seu estado de máxima tensão.

Uma outra vantagem da construção acima referida é que o contentor e a extremidade rotativa do elemento oco de bobina D-365 -23- \ são feitos rodar a uma velocidade angular relativamente elevada devido ao mecanismo de "snap" que entra em acção quando a tampa do dispositivo é fechada por um utilizador. Isto provoca o aumento da inércia dos elementos rotativos (particularmente do contentor de bebidas devido à sua massa relativamente grande), resultando num maior aperto da preensão final entre o contentor e o elemento de bobina, relativamente a uma construção alternativa em que a velocidade angular é menor, devido ao impacto criado pelos elementos rotativos quando a rotação termina devido ao facto de a bobina ter atingido o seu estado de máxima tensão. A Figura 9 ilustra outra configuração não-uniforme para a bobina. Na Figura 9, os momentos de inércia das secções transversais do elemento oco que definem a bobina são ilustrados para aumentar à medida que se progride da extremida fixa da bobina para a sua extremidade rotativa. A largura da secção transversal na extremidade fixa pode ser aproximadamente b=4 mm e a largura da secção transversal na extremidade rotativa pode ser aproximadamente a=5 mm, tal como se ilustra. Esta configuração resulta num aperto que ocorre partindo da extremidade rotativa e que progride em direcção à extremidade fixa. Notar-se-á que os momentos de inércia das secções transversais do elemento oco que define a bobina podem ser feitos variar de qualquer outro modo apropriado. -24- D-365

Faz-se agora referência às Figuras 6A-8C que ilustram os sistemas de controlo de refrigeração utilizáveis em conjugação com o aparelho de bobina ilustrado e descrito acima e que são construídos e funcionam de acordo com várias formas de realização preferidas do presente invento. A refrigeração é proporcionada pelo sistema de ar condicionado do veículo em que é instalado o aparelho de refrigeração de bebidas.

Verificou-se que uma temperatura de refrigeração inferior a cerca de -20 graus centígrados na bobina provocam geralmente uma ejecção forçada da bebida do contentor quando o contentor é aberto. Além disso, para determinadas bebidas, e particularmente no que se refere a bebidas dietéticas, uma temperatura inferior a -7 graus centígrados na bobina durante alguns minutos, provocará geralmente uma ejecção forçada. Portanto, é desejável assegurar que a temperatura na bobina não desça abaixo de -7 graus centígrados.

Em certos veículos, particularmente veículos fabricados por companhias americanas tais como a Chevrolet, Oldsmobile, General Motors, etc., o sistema de ar condicionado é tal que a temperatura numa bobina instalada num desses veículos permanecerá acima de -7 graus centígrados. Estes aparelhos de ar condicionado estão equipados com um CPS (comutador de pressão de ciclo) que mantém a pressão a aproximadamente 25--45 psi, o que é equivalente a uma temperatura de -25-

D-365 aproximadamente -3 a +8 graus centígrados. No entanto, mesmo nestes veículos é preferível proporcionar um termostato para assegurar que a temperatura na bobina não desça abaixo de -7 graus centígrados visto que o CPS pode avariar-se.

Faz-se agora referência às Figuras 6A-6B, que ilustram um sistema de controlo de refrigeração apropriado para utilização em veículos em que a temperatura na bobina não desce, regra geral, abaixo de -7 graus centígrados. Na Figura 6A (e nas Figuras 7A, 8A e 8C), as linhas duplas indicam o fluxo do fluido refrigerador enquanto que as linhas simples indicam associações entre os componentes de controlo. O sistema de ar condicionado do veículo compreende normalmente os seguintes elementos interligados no modo padrão: um secador 250, um condensador 252, um compressor 210 que possui uma embreagem 230, um termostato 217 que controla o compressor 210 e que possui um sensor de temperatura 254, estando o sensor 254 em associação de avaliação de temperatura com um evaporador 256, e uma válvula de expansão 258. 0 sistema de refrigeração de fluido do presente invento compreende um percurso adicional para fluido refrigerador localizado através do secador, do condensador e do compressor. Ao longo do percurso proporciona-se a bobina 130, um sistema de capilaridade 260 e uma válvula eléctrica 218. A bobina 130 possui uma primeira extremidade 208 e uma segunda extremidade 212, sendo a segunda extremidade 212 a 26

D-365 que se encontra ligada ao sistema de capilaridade 260. Proporciona-se um sensor de temperatura 214 associado à extremidade 212 da bobina para avaliação da temperatura. Deverá notar-se que a temperatura na extremidade 212 da bobina será, regra geral, inferior ou, pelo menos, tão baixa como a temperatura na extremidade 208 da bobina.

Os dados provenientes do sensor 214 são recebidos por um termostato 216 que controla a válvula eléctrica 218. A válvula 218 controla o abastecimento de fluido refrigerador do compressor 210 para a bobina 130. O termostato 216 é programado adequadamente tendo em vista evitar substancialmente uma refrigeração excessiva do contentor e a consequente ejecção forçada da bebida do contentor quando este é aberto. Por exemplo, o termostato 216 pode ser programado de tal modo que a bobina pare quando a temperatura avaliada pelo sensor 214 desce para -7 graus centígrados e é reactivada quando a temperatura avaliada pelo sensor 214 atinge -6 graus centígrados.

Deverá notar-se que a forma de realização das Figuras 6A-6B opera exteriormente aos componentes de controlo do sistema de ar condicionado e não se introduz no mesmo.

Faz-se agora referência às Figuras 7A-7C, que ilustram um sistema de controlo de refrigeração apropriado para ser utilizado em veículos em que a temperatura na bobina, no -27 D-365 decorrer do funcionamento normal do sistema de ar condicionado, desce por vezes abaixo de -7 graus centígrados. Usar-se-ão aqui números de referência idênticos aos números de referência da Figura 6A, para evidenciar elementos semelhantes aos da Figura 6A. A forma de realização da Figura 7A é substancialmente semelhante à forma de realização da Figura 6A. No entanto, não se proporciona qualquer válvula 218 e o termostato 216, em vez da válvula de controlo 218, controla directamente a embreagem 230 do compressor 210. O termostato 216 é adequadamente programado para evitar substancialmente uma refrigeração excessiva do contentor e a consequente ejecção forçada da bebida do contentor quando este é aberto. Por exemplo, o termostato 216 pode ser programado de tal modo que o funcionamento do compressor termine quando a temperatura avaliada pelo sensor 214 desça para -7 graus centígrados e é reactivado quando a temperatura avaliada pelo sensor 214 atinja +1 grau centígrados.

Na Figura 7B, o termostato 216 é ilustrado ligado em série ao termostato integral 217 do sistema de ar condiconado do veículo. Na Figura 7C, o termostato 216 é ligado através do termostato 217 e o comutador 120 está em funcionamento para assegurar que o termostato integral do veículo 217 é tornado inoperativo durante o funcionamento do sistema de refrigeração aqui ilustrado e descrito, sendo o funcionamento -28-

D-365 do compressor inteiramente controlado pelo termostato 216. Isto tem a vantagem de evitar que pare a refrigeração devido à cessação de funcionamento do compressor pelo termostato 217. Ê de notar que a forma de realização da Figura 7A, uma vez que controla directamente o funcionamento do sistema de ar condicionado do veículo, pode ser desejável em veículos em que a temperatura se situa normalmente entre -3 e +8 graus. Isto porque a forma de realização da Figura 7A, ao permitir que a temperatura desça para menos de -3 graus centígrados, acelera o processo de refrigeração do contentor de bebida, relativamente à situação em que a gama de refrigeração normal relativamente elevada do veículo é mantida.

Faz-se agora referência às Figuras 8A-8B que ilustram um sistema de controlo de refrigeração apropriado para utilização em veículos em que a temperatura na bobina, no decorrer do funcionamento normal de um sistema de ar condicionado, desce algumas vezes para menos de -7 graus centígrados. A forma de realização ilustrada assemelha-se à forma de realização das Figuras 6A-6B excepto no que respeita às seguintes diferenças: ambas as extremidades da bobina estão ligadas ao termostato por sensores de temperatura, em vez de uma só extremidade da bobina como nas Figuras 6A-6B. Tal como nas Figuras 6A-6B, o sensor 214 encontra-se em associação de avaliação de temperatura com a extremidade 212 D-365 -29-

da bobina e os dados dele provenientes são recebidos pelo termostato 216. Além disso, proporciona-se um sensor 242 em associação de avaliação de temperatura com a extremidade 208 da bobina e os dados dele provenientes são recebidos por um termostato 244. Os termostatos 244 e 216 controlam o funcionamento da válvula eléctrica 218 que controla o fluxo do fluido refrigerador do compressor 210 para a bobina. O termostato 244 funciona para assegurar que a gama de temperatura avaliada pelo sensor de temperatura 242 se mantém entre 0 e -7 graus centígrados, enquanto que o termostato 216 funciona para assegurar que a gama de temperatura avaliada pelo sensor de temperatura 214 se mantém entre 0 e -18 graus centígrados: se for avaliado o ponto baixo de qualquer das gamas de temperatura, a válvula 218 corta o fluxo de fluido refrigerador, reactivando-o se for avaliado o ponto alto de qualquer das gamas de temperatura.

Na Figura 8B, está ilustrado um cronómetro 240, proporcionado opcionalmente, que dá uma indicação indirecta da temperatura do fluido no contentor. Especificamente o cronómetro 240 conta o intervalo de tempo em que o termostato 244 está na sua condição de desligado. Quando a temperatura sobe de -7 graus para 0 graus num período de tempo relativamente pequeno, por exemplo em 15 segundos, isto indica que o fluido está insuficientemente frio e o processo de refrigeração não está acabado. Se a temperatura não atinge 0 graus em 15 segundos, isto indica que o fluido está suficientemente frio -30“

D-365 e o processo de refrigeração está terminado. De preferência, meios de indicação audio (não representados) dão esta indicação ao utilizador do dispositivo.

Faz-se agora referência à forma de realização da Figura 8C, que é uma variante proposta da forma de realização da Figura 8Ά, que é substancialmente semelhante a esta excepto quanto ao facto de os dados provenientes dos sensores 214 e 242 serem recebidos por um microprocessador 246, em vez de serem recebidos separadamente pelos termostatos 216 e 244. 0 microprocessador controla a válvula 218. 0 microprocessador 246 é adequadamente apropriado para assegurar que as temperaturas avaliadas pelos termostatos 244 e 216 não desçam abaixo de -18 graus centígrados, cortando o fluxo de fluido refrigerador nessa altura. Do mesmo modo o microprocessador 246 faz terminar a refrigeração quando a diferença de temperatura avaliada pelo sensor 242 e pelo sensor 214 é menos de 2 graus centígrados, ou depois de terem decorrido 8 minutos de refrigeração, dependendo do período que for mais curto.

Deverá notar-se que as formas de realização das Figuras 8A e 8C funcionam exteriormente aos componentes de controlo do sistema de ar condicionado e não se introduzem no mesmo.

De notar que todas as especificações acima referidas dos parâmetros de tempo e temperaturas para as várias formas de -31 D-365 realização do sistema de controlo de refrigeração acima descrito são aproximações dos valores reais que podem variar em função do equipamento, da bebida a ser arrefecida, do sistema de ar condicionado e de outros factores.

Nos sistemas de controlo de refrigeração acima descritos, podem utilizar-se quaisquer sensores de temperatura apropriados, tais como o "IT 5001", comercialmente disponível através da empresa Dale, EI Passo, Texas. Podem utilizar-se quaisquer válvulas eléctricas apropriadas, tal como a válvula "in-line" comercialmente disponível através da empresa Bakara, Kibbutz Geva, Israel. A bobina pode ser feita de qualquer material apropriado como o cobre.

Os peritos no ramo aperceber-se-ão que o presente invento não está limitado pelo que foi particularmente ilustrado e descrito acima. Pelo contrário, o âmbito do presente invento está apenas limitado pelas reivindicações que seguem.

Claims

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-REIVINDICAÇOES- 1*.- Sistema para a refrigeração de um fluido armazenado num contentor substancialmente cilíndrico, caracterizado por: - o referido sistema compreender um elemento oco de bobina substancialmente cilíndrico que possui uma orientação de preensão para segurar o contentor e, pelo menos uma orientação de libertação em que o contentor é liberto, sendo o referido elemento oco de bobina configurado para proporcionar um compromisso térmico entre o fluido refrigerador localizado no seu interior e o referido contentor quando o referido elemento oco de bobina se encontra na referida orientação de preensão? - o referido elemento oco de bobina compreender, pelo menos, um elemento oco alongado com uma configuração de espiral substancialmente não-uniforme, definindo a referida espiral uma pluralidade de espiras do referido elemento alongado.
2*.- Sistema para a refrigeração de fluidos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido elemento oco de bobina ser configurado de tal modo que, quando a sua orientação se altera de pelo menos uma das suas orientações desengatadas para a orientação de preensão, as espiras do elemento oco alongado apertam-se em torno do contentor numa ordem predeterminada.
3*.- Sistema de refrigeração de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por os momentos de inércia das secções transversais do referido elemento oco serem desiguais.
4*.- Sistema de refrigeração de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a configuração substancialmente cilíndrica do elemento oco de bobina compreender uma configuração substancialmente cónica, definindo desse modo primeira e segundas extremidades do elemento oco de bobina, sendo o diâmetro da espira na primeira extremidade superior ao diâmetro da espira na segunda extremidade.
5«.- Sistema de refrigeração de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de, pelo menos uma das orientações desengatadas compreender: uma primeira orientação de recepção em que o elemento de bobina é configurado para receber o contentor; e uma segunda orientação de repouso em que o elemento de bobina se encontra em repouso, e caracterizado ainda por os diâmetros da referida 34-

D-365 pluralidade de espiras serem desiguais, pelo menos quando o elemento oco de bobina se encontra na referida orientação de repouso. 6a.- Sistema de refrigeração de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o diâmetro da secção transversal do contentor ser superior a cada um dos diâmetros da pluralidade de espiras quando o elemento oco de bobina se encontra na referida orientação de repouso. 7a.- Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 5 e 6 caracterizado por compreender também meios para alterar a orientação que alteram de um modo seleccionável a orientação do elemento oco de bobina de uma das referidas orientações de preensão e de libertação para outra das referidas orientações de preensão e de libertação. 8a.- Sistema de refrigeração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos meios para alterar a orientação compreenderem uma mola. 9a.- Sistema de refrigeração de acordo com qualquer das reivindicações 7 ou 8, caracterizado por compreender também meios de fixação do elemento oco de bobina para fixar uma extremidade do referido elemento oco de bobina, definindo desse modo uma extremidade fixa do referido elemento oco de bobina e uma extremidade livre do mesmo e caracterizado ainda D-365 -35-

por os referidos meios para alterar a orientação compreenderem meios para fazer rodar a extremidade livre em torno do eixo do elemento oco de bobina substancialmente cilíndrico a uma velocidade angular relativamente elevada. 10*.- Sistema de refrigeração de acordo cora a reivindicação 9, caracterizado por o diâmetro da espira na extremidade fixa do referido elemento oco de bobina ser superior ao diâmetro da espira na extremidade livre do mesmo. li*.- Sistema de refrigeração de acordo com qualquer das reivindicações 9 ou 10, caracterizado por o momento de inércia da secção transversal da espira na extremidade fixa do elemento oco de bobina ser superior ao momento de inércia da secção transversal da espira na extremidade livre do mesmo. 12*.- Sistema de refrigeração de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo facto de, quando o contentor é colocado no interior do elemento oco de bobina e a extremidade livre do elemento oco de bobina gira em torno do seu eixo, o contentor girar também em torno do eixo. 13*.- Sistema de refrigeração de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o fluido armazenado no contentor compreender um líquido gasoso e por o sistema de refrigeração compreender também meios de controlo de refrigeração para controlar a refrigeração da bobina, para desse modo evitar substancialmente a ejecção forçada do liquido do contentor quando este é aberto. 14*.- Sistema de refrigeração de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os referidos meios de controlo de refrigeração compreenderem meios de controlo de temperatura para avaliar e controlar a temperatura da bobina. 15*.- Sistema para a refrigeração de um fluido gasoso armazenado num contentor susceptível de ser desengatado de um modo seleccionável, sendo o referido sistema caracterizado por compreender: - meios de recepção para receber o contentor de um modo seleccionável; meios de refrigeração para proporcionar um fluido refrigerador em compromisso térmico com o contentor; e meios para evitar substancialmente a saída forçada do fluido gasoso do contentor quando este é aberto. 16“.- Sistema de refrigeração de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os referidos meios preventivos compreenderem meios de controlo de temperatura para avaliar e controlar a temperatura da bobina. D-365 -37-

Lisboa, 21 de Setembro de 1990 Pela Requerente O AGENTE OFICIAL ENG°. VITOR DA COSTA FRANÇA J J