WO2016029284A1 - Dispositivo térmico para produtos sólidos e líquidos - Google Patents

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    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/12—Portable refrigerators

Definitions

  • A- invention discloses a thermal device for solid and liquid products. More specifically, it comprises a device having heat dissipating elements, heat-removing elements and an agitator device which increases the internal convection heat transfer coefficient of the container that holds the element to be cooled or heated.
  • Portable heaters or coolers are useful utensils in situations where a temperature change is not desirable. These devices usually feature micro-compressors or thermoelectric units that ensure temperature maintenance, allowing the preservation of beverages and food.
  • JP2006288987 describes a suitable device for cooling a body part which has a curved surface with Peltier inserts.
  • JP2005030726 describes a cooling point for installation in an environment for blowing cold air over a user's face, for example using a Peltier element as a cooling source.
  • a heat storage material is in contact. with a heating surface of the Peitier element. When the Peltier element is actuated, the heat storage material absorbs the heat generated on the wafer surface of the Peltier element.
  • FR2853400 describes a beverage cooler consisting of a thermometer, fans for removing heat, a cooling container with a cold accumulation gel sealed on its walls with cooling generated by Pelt ⁇ er elements a chamber for receiving bottles or cans. and an instant temperature probe.
  • JP2008249159 describes a cooling vessel provided with an opening upper end, the lower end provided with a leakage port.
  • a Peltier element is fixed in contact with the peripheral surface of the cooling vessel so that the Peltier element upon being energized cools the beverage in the cooling vessel rapidly.
  • a heat sink is mounted on the radiation surface of the Peltier element further increasing. the cooling effect of the Peltier element.
  • US6546737 describes a beverage cooler, for example beer, comprising an inlet and an outlet, and at least one heat exchanger between the inlet and outlet through which the beverage may be passed to cool down. via a Peltier plate assembly connected to a supply voltage through which a cold side and a hot side can be generated in the assembly.
  • US4320626 describes a portable container for cooling or heating liquids stored therein which comprises a hollow body and a removable lid having a Peltier type thermoelectric cooling and heating element extending downwardly from the lid into the liquid. immersion in the container body.
  • a direct current source allows the polarity of the direct current supplied to the thermoelectric to be reversed so that the immersion means can heat or cool the liquid placed within the container body.
  • cooling / heating time can be shortened by incorporating a container moving system containing the product to be cooled in order to increase The heat exchange efficiency which, combined with a portable cooling system, ensures the total cooling time reduction.
  • thermoelectric pads or micro-compressors thermoelectric pads or micro-compressors and a rotating device to provide the rapid heat exchange, considerably reducing the time required for cooling
  • Figure 1 shows the cross-sectional view of the container showing the positioning of the thermoelectric pads and heat sinks.
  • Figure 2A shows a representation of the container positioned on the precessing rotating base
  • Figure 28 shows the translating container
  • Figure 2C shows the rotating container
  • the Pelt ⁇ er effect is the production of a temperature gradient at two junctions. Two conductors of different materials when subjected to an electrical voltage in a closed circuit. In the Seebeck effect, the reverse of the Peltter effect, the production of potential difference occurs due to the temperature difference in this same type of circuit.
  • the portable solid and liquid product cooling device object of the present invention, comprises a hollow inner region container (10) and an opening (11) for inserting the product or container containing the product to be refrigerated, in said opening (11) being coupled a lid (12 ⁇ .
  • the outer surface of the container (10) and the lid (12) is preferably coated with a thermal insulating material (13) to prevent heat entering or escaping from the container (10).
  • thermoelectric inserts (20) are fixed directly to the surface of the container (10) by means of a thermally conductive means without interference from the thermal insulating coating.
  • thermocouple (20) On the outer surface of each thermocouple (20) is a thermoconductor (21) for transferring heat from the thermocouple (20) to the heat sink (30). positioned over the thermoconductor (21) to provide heat removal from the interior of the container (10).
  • the container (10) is positioned on an axis (40) connected to a rotary electric motor (50) or a moving device, allowing a precession, rotation and / or translation movement in order to increase the internal convection heat transfer coefficient of the container (10), reducing the total cooling time of the liquid.
  • Thermoelectric pads (20) may be replaced by compact heat exchangers interconnected with a micro-compressor, an expansion device and a reversing valve to form a vapor compression refrigeration cycle and may reverse : a heat pump
  • an ephonic module regulates the fluid temperature by means of sensors, said electronic module that promotes the supply voltage adjustment of the thermoelectric pads (20) or the compact heat exchangers connected to a micro-compressor, inverting the polarity of tensioning said pads ⁇ 20 ⁇ or compact heat exchangers interconnected with a micro-compressor using a wrench, ree or transistor device to alternate the direction of heat flow, causing the temperature to rise or fall in the liquid. or solid deposited in the container (10)

Abstract

Ê descrito um dispositivo térmico para produtos sólidos e líquidos que compreende um recipiente com superfície externa dotada de uma ou mais pastilhas termoelétricas (20) ou trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor com um dissipador de calor (30), dito recipiente (10) posicionado sobre um eixo excêntrico (40) ligado a um motor elétrico rotativo ou dispositivo movimentador.(50) que aumenta o coeficiente de transferência do calor por convecção interna do recipiente (10) que acondiciona o elemento a ser refrigerado ou aquecido.

Description

DISPOSITIVO TÉRMICO PARA PRODUTOS SÓLIDOS E LÍQUIDOS CAMPO DA INVENÇÃO
[01] A- presente Invenção descreve um dispositivo térmico para, produtos sólidos e liquidos. Mais especificamente compreende um dispositivo dotado de elementos dissipadores de calor, elementos atívos para remoção do calor e um dispositivo agitador que aumenta o coeficiente de transferência do calor por convecçâo interna do recipiente que acondiciona o elemento a ser refrigerado ou aquecido. ANTECEDENTES PA INVENÇÃO
[02] Aquecedores ou resfriadores portáteis são utensílios úteis em situações em que não é desejável alteração de temperatura. Estes dispositivos geralmente apresentam micro-compressores ou unidades termoelétricas que garantem a manutenção da temperatura, permitindo a conservação de bebidas e alimentos.
[03] O estado da técnica descreve dispositivos para resfriamento rápido de bebidas, tanto baseados em sistemas compressores como em sistemas Peltíer
[04] O documento JP2006288987 descreve um dispositivo adequado para o resfriamento de uma parte do corpo em que apresenta uma superfície curva com pastilhas Peltíer.
[05] O documento JP2005030726 descreve um ponto de resfriamento para instalação em um ambiente para soprar ar frio sobre o rosto de umusuário, por exemplo, utilizando um elemento de Peltier como uma fonte de arrefecimento.. Um material de armazenagem de calor está em contato com uma superfície de aquecimento do elemento de Peítíer, Quando o elemento da Peltíer è atuado, o material de armazenamento de calor absorve o calor gerado na superficie de agucimento do elemento de Peltíer. [06] O documento FR2853400 descreve um resfriador de bebidas consiste de um termómetro, ventiladores para remover o calor, um recipiente de refrigeração com um gel de acumulação de frio selado nas suas paredes com arrefecimento gerado por elementos Peltíer uma câmara para receber garrafas ou latas e uma sonda de temperatura instantânea.
[07] O documento JP2008249159 descreve um recipiente de arrefecimento provido de uma extremidade superior de abertura, a extremidade inferior dotada de uma porta de vazamento. Um elemento de Peltíer está fixado em contato com a superfície periférica do recipiente de arrefecimento, de forma que o elemento Peltíer ao ser energizado resfria rapidamente a bebida no recipientede arrefecimento Um dissipador de calor ê montado na superfície de radiação do elemento de Peltíer aumentando ainda mais o efeito de arrefecimento do elemento de Peltíer.
[08] O documento US6546737 descreve um refrigerador para uma bebida, por exemplo, de cerveja, que compreende uma entrada e uma saída, e pelo menos um permutador de calor entre a entrada e a saida através da qual a bebida pode ser passada para arrefecer através de um conjunto de placa de Peltier ligado a uma tensão de alimentação através do qual umlado frio e um lado quente pode ser gerado no conjunto.
[09] O documento US4320626 descreve um recipiente portátil para refrigerar ou aquecer líquidos armazenados nele que compreende um corpo oco e uma tampa amovível que apresenta um elemento termoelétrico tipo Peltier de resfriamento e aquecimento que se estende para baixo a partir da tampa para dentro do liquido de imersâo no corpo do recipiente. Uma fonte de corrente continua permite que a polaridade da corrente contínua fornecida ao termoeléctrico possa ser revertida de modo que os meios de imersão possam aquecer ou arrefecer o liquido colocado no interior do corpo do recipiente.
[010] Embora estes equipamentos do estado sejam eficientes no que diz respeito à refrigeração e ao aquecimento, o tempo de resfriamento/aquecimento pode ser diminuído com a incorporação de um sistema de movimentação do recipiente que contém o produto a ser resfriado a fim de aumentar a eficiência de troca de calor que, associado com um sistema portátil de refrigeração, garante a redução do tempo total de resfriamento.
[011] Dessa forma, é objeto da presente invenção um dispositivo portátil para resfriamento de produtos sólidos e líquidos que associa em uma unidade portátil um sistema de refrigeração utilizando pastilhas termoelétricas ou micro-compressores e um dispositivo de rotação, de forma a prover a rápida troca de calor, diminuindo consideravelmente o tempo necessário para a refrigeração
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0123 A figura 1 apresenta a vista em corte do recipiente, evidenciando o posicionamento das pastilhas termoelétrícas e dos dissipadores de calor.
[013] A figura 2A apresenta representação do recipiente posicionado sobre a base giratória em movimento de precessão, a figura 28 apresenta o recipiente em movimento de translação e a figura 2C apresenta o recipiente em movimento de rotação
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[014] Para os fins da presente invenção, os seguintes termos são conceituados; [015] Pastilhas termoelétrícas -unidades que utilizam tecnologia de matéria condensada para operarem como bombas de cator, com operação baseada no Efeito Peltíer e também no seu efeito contrário, o Seebeck O efeito Peltíer è a produção de um gradiente de temperatura em duas junções de dois condutores de materiais diferentes quando submetidos a uma tensão elètríca em um circuito fechado, No efeito Seebeck, o reverso do efeito Peltter, ocorre a produção de diferença de potencial devido à diferença de temperatura neste mesmo tipo de circuito.
[016] O dispositivo portátil para resfriamento de produtos sólidos e líquidos, objeto da presente invenção, compreende um recipiente com região interna oca (10) e uma abertura ( 1 1 ) para a inserção do produto ou do recipiente que contém o produto a ser refrigerado, em dita abertura (11 ) sendo acoplada uma tampa (12}.
[017] A superfície externa do recipiente (10) e da tampa (12) preferentemente è revestida com um material isolante térmico (13) para evitar a entrada ou a fuga de calor do recipiente (10).
[018] Na superfície externa do recipiente (10) sâo fixadas uma ou mats pastilhas termoelétricas (20) diretamente na superfície do recipiente (10) através de um meio termocondutor sem interferência do revestimento isolante térmico,
[019] Na superfície externa de cada pastilha termoelétríca (20) é fixado um termocondutor (21 ) para transferir o calor da pastilha termoelétríca (20) ao dissipador de calor (30). posicionado sobre o termocondutor (21 ), a fim de prover a retirada de calor do interior do recipiente (10).
[020] O recipiente (10) é posicionado sobre um eixo (40) ligado a um motor elétrico rotativo (50) ou a um disposttivo movirnentador, permitindo um movimento de precessão, rotação e/ou translação com a finalidade de aumentar o coeficiente de transferência de calor por convecção interna do recipiente (10), reduzindo o tempo total de resfriamento do liquido.
[021] As pastilhas termoelétricas (20) podem ser substituídas por trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor, um dispositivo de expansão e uma válvula reversora de forma a constituir um ciclo frigorífico por compressão de vapor, podendo reverter*se: tornando uma bomba de calor
[022] Opcionalmente, um módulo efetrônico regula a temperatura do fluido mediante sensores, dito módulo eletrônico que promove o ajuste de tensão de alimentação das pastilhas termoelétrícas (20) ou dos trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor, invertendo a polaridade de tensão das ditas pastilhas {20} ou dos trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor utilizando uma chave, um reíé ou um dispositivo transistorizado de forma o alternar o sentido do fluxo de calor, promovendo o aumento ou a diminuição da temperatura do líquido ou sólido depositado no recipiente (10)

Claims

REIVINDICAÇÕES:
1. DISPOSITIVO TÉRMICO PARA PRODUTOS SÒLIDOS E LIQUIDOS que compreende um recipiente com região interna oca (10) e uma abertura (11 ) para a inserção do produto ou do recipiente que contém o produto a ser refrigerado, em dita abertura (1 1 ) sendo preferentemente acoplada uma tampa ( 12). com a superfície externa do recipiente (10) e da tampa (12) preferentemente revestida com um material isolante térmico ( 13). caracterizado peto fato da superfície externa do recipiente (10) apresentar uma ou mais pastilhas termoelétricas (20) fixadas diretamente na superfície do recipiente (10) através de um meio termocondutor com a superfície externa de cada pastilha termoelétrica (20) apresentando um termocondutor (21 ) para transferir o calor da pastilha termoelétrica (20) ao dissipador de calor (30), dito recipiente {10} posicionado sobre um eixo (40) ligado a um motor elétrico rotativo ou dispositivo movimentador {50}
2. DISPOSITIVO TÉRMICO PARA PRODUTOS SÓLIDOS E LÍQUIDOS, de acordo com a reivindicação 1 ; caracterizado pelo fato das pastilhas termoelétricas (20) serem substituídas por trocadores de calor compactos interligados a um mtcro- compressor, um dispositivo de expansão e uma váivuia reversora
3. DISPOSITIVO TÉRMICO PARA PRODUTOS SÓLIDOS E LÍQUIDOS, de acordo com as reivindicações 1 e 2. caracterizado pelo fato de opcionalmente ser previsto um módulo eletrôníco que promove o ajuste de tensão de alimentação das pastilhas termoelétricas (20) ou dos trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor, invertendo a polaridade de tensão das ditas pastilhas (20) ou dos trocadores de calor compactos interligados a um micro-compressor, utilizando uma chave, um reié ou um dispositivo transistorizado.
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