Термоэлектрическая охлаждающая установка
Изобретение относится к охлаждающим установкам. Термоэлектрический охладитель (10) по типу Пельтье содержит горячую поверхность (10Н) и холодную поверхность (10С). Радиатор термически соединен с горячей поверхностью. Первая и вторая теплопроводные панели (21, 22) содержат контактную часть (21С, 22С), находящуюся в термическом контакте с первой и второй соответствующими частями холодной поверхности (10С) по первой и второй контактным площадям Al, А2. Контактные части первой и второй теплопроводных панелей прижимаются к указанным соответствующим первой и второй частям холодной поверхности первым и соответственно вторым контактными давлениями P1, Р2. Средство регулирования для регулирования средней температуры теплопроводной панели содержит средство (20А) регулирования площади для изменения первой и второй контактных площадей А1, и/или средство (20Р) давления для регулирования первого или второго контактного давления Р1, Р2. Первая теплопроводная панель (21) содержит часть в форме части цилиндра, образующую седловую опору для вмещения первого контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при первой температуре T1, которая ниже температуры окружающей среды. Техническим результатом является в увеличение площади теплового взаимодействия между теплопроводной панелью и охлаждаемым предметом. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к термоэлектрической охлаждающей системе, отличающейся особой системой регулирования температуры. Термоэлектрические охлаждающие системы согласно настоящему изобретению особенно подходят для охлаждения жидкостей, как правило, напитков, таких как пиво, напитки на основе солода, газированная вода и т.п., хранящихся в контейнере, готовых для разлива. В частности, они могут предпочтительно применяться для охлаждения двух таких контейнеров при различных температурах с применением одного термоэлектрического устройства.
Предпосылки создания изобретения
[0002] Многие применения требуют охлаждения жидкости. В частности, напитки зачастую должны охлаждаться перед или во время разлива. Это касается напитков на основе солода, таких как пиво, или любого газированного напитка. Многие устройства для разлива напитка содержат охлаждаемый отсек для хранения контейнера. Традиционная охлаждающая система основывается на сжатии-расширении газообразного хладагента того же типа, что используется в бытовых холодильниках. Альтернативно, контейнер или раздаточная трубка, используемая для разлива напитка из контейнера, может охлаждаться посредством контакта с холодной жидкостью, такой как вода. Термоэлектрические охлаждающие системы, использующие эффект Пельтье, также были предложены в уровне техники для охлаждения контейнера, хранящегося в приспособлении для разлива. Хотя и не такие эффективные, по сравнению с другими охлаждающими системами, термоэлектрические охлаждающие системы имеют значительное преимущество, заключающееся в том, что не требуется какого-либо газообразного хладагента или какого-либо источника холодной холодильной жидкости, а требуется лишь подключение к источнику питания. Примеры приспособлений для разлива напитка, содержащих
термоэлектрическую охлаждающую систему, описаны в документах ЕР 1188995, ЕР 2103565, DE 1020060053, US 6658859, US 5634343, WO 2007076584, WO 8707361, WO 2004051163, ЕР 1642863, и т.д.
[0003] Как показано на фиг. 1, термоэлектрическое устройство (10) имеет две противоположные поверхности: холодную поверхность (10С) и горячую поверхность (10Н). Когда постоянный ток протекает через устройство, он забирает тепло от холодной поверхности к горячей поверхности, так что холодная поверхность охлаждается, тогда как горячая поверхность нагревается. Горячая поверхность (10Н) термически соединяется с радиатором, так чтобы она оставалась при температуре окружающей среды, тогда как температура холодной поверхности (10С) падает ниже комнатной температуры. В некоторых применениях множество охладителей могут располагаться каскадом для понижения температуры.
[0004] Как показано на фиг. 1, термоэлектрическое устройство состоит из одной или более пар (полу)проводников (10N, 10Р), имеющих различные уровни Ферми, расположенных в электрическом контакте друг с другом посредством электропроводящих мостиков (1Е). Уровень Ферми представляет разграничение по энергии в проводящей полоске металла между уровнями энергии, занятыми электронами, и уровнями энергии, которые не заняты. После приложения разности напряжений постоянного тока между двумя проводниками с различными уровнями Ферми, образующими электрический контакт, электроны текут от проводника с более высоким уровнем, пока изменение электростатического потенциала не приведет два уровня Ферми к одному и тому же значению. Ток, проходящий через соединение, приводит к смещению вперед или в обратном направлении, что приводит к температурному градиенту. Если температура горячей поверхности (10Н) сохраняется низкой путем удаления образовавшегося тепла в направлении радиатора, температура холодной поверхности (10С) может быть снижена на десятки градусов.
[0005] Термоэлектрический полупроводниковый материал, наиболее часто используемый в современных термоэлектрических охладителях, является сплавом на основе теллурида висмута (Bi2Te3), который был соответствующим образом допирован, чтобы предоставить отдельные блоки или элементы, имеющие явные характеристики «N» и «Р» (см. 10N и 10Р на фиг. 1). Другие термоэлектрические материалы включают свинцово-теллуровый сплав (PbTe), кремний-германиевый (SiGe) сплав и висмут-сурьмяный (Bi-Sb) сплав, которые могут использоваться в конкретных ситуациях; тем не менее, теллурид висмута является наилучшим материалом в большинстве охлаждающих устройств.
[0006] Чтобы отвести тепло от охлаждаемого предмета, такого как контейнер для напитка, в направлении холодной поверхности (10С) термоэлектрического устройства, теплопроводная панель (21) термически соединена как с охлаждаемым предметом (например, контейнером), так и с холодной поверхностью термоэлектрического устройства. Количество тепла, извлекаемого из охлаждаемого предмета, может регулироваться просто путем изменения силы постоянного тока, подаваемого в термоэлектрическое устройство, или путем извлечения меньшего количества тепла с горячей поверхности. По существу, все термоэлектрические устройства регулируются с помощью последнего способа, а именно, посредством регулирования силы постоянного тока.
[0007] В некоторых применениях предпочтительно охладить более одного предмета до различных температур. Например, когда приспособление для разлива напитка содержит по меньшей мере два контейнера, содержащих разные напитки, которые должны подаваться при разных температурах, такие как особые виды пива, вина и т.д., тогда одно термоэлектрическое устройство по существу связано с каждым контейнером, и температура охлаждения регулируется для каждого термоэлектрического устройства путем регулирования силы тока, подаваемого на каждое отдельное устройство. Такие приспособления описаны, например, в документах ЕР 1642863, WO 2007076584, US 5634343 и US 6658859. Термоэлектрические устройства не являются дешевыми, и предоставление такого устройства для каждого контейнера,
очевидно, увеличивает стоимость многоконтейнерного приспособления для разлива.
[0008] Желательным является предоставление системы регулирования температуры для термоэлектрических устройств, позволяющей охлаждать два предмета при разных и регулируемых температурах с помощью одного термоэлектрического устройства. Настоящее изобретение предлагает решение, удовлетворяющее данной цели. Эта и другие цели настоящего изобретения станут понятны при рассмотрении с учетом графических материалов, подробного описания и прилагаемой формулы изобретения.
Краткое изложение сущности изобретения
[0009] Настоящее изобретение определено в прилагаемых независимых пунктах формулы изобретения. Определение предпочтительных вариантов осуществления приведено в зависимых пунктах формулы изобретения. В частности, настоящее изобретение относится к охлаждающей установке, содержащей:
(a) термоэлектрическое охлаждающее устройство по типу Пельтье, содержащее горячую поверхность и холодную поверхность,
(b) радиатор, термически соединенный с горячей поверхностью, и
(c) первую теплопроводную панель, содержащую контактную часть, находящуюся в термическом контакте с первой частью холодной поверхности (10С) по первой контактной площадьплощади А1, при этом указанная контактная часть первой теплопроводной панели прижимается к указанной части холодной поверхности первым контактным давлением Р1,
(d) средство регулирования для регулирования средней температуры теплопроводной панели;
отличающейся тем, что средство регулирования содержит средство регулирования площади для изменения первой контактной площади А1, и/или
средство регулирования давления для регулирования первого контактного давления Р1.
[0010] В предпочтительном варианте осуществления средство регулирования первой площади для изменения первой контактной площади А1 содержит одно из следующего:
(a) поворотную ручку, вращение которой вызывает поступательное перемещение контактной части (21С) первой теплопроводной панели (21) вдоль заданного направления, параллельного первой части холодной поверхности (10С) и проходящего над ней, таким образом, изменяя первую контактную площадь А1, при этом ручка предпочтительно соединена с зубчатым колесом, зацепляющимся с зубьями, расположенными в одну линию на поверхности контактной части (21С) первой теплопроводной панели вдоль указанного данного направления поступательного перемещения; или
(b) рычаг, обеспечивающий поступательное перемещение контактной части (21С) первой теплопроводной панели над холодной поверхностью (10С) посредством его поворота относительно шарнира,
и при этом первая теплопроводная панель (21) предпочтительно содержит гибкую часть, гасящую любое поступательное перемещение контактной части первой теплопроводной панели, чтобы изменить первую контактную площадь А1.
[0011] Чтобы уменьшить сдвиговые напряжения между контактной частью и холодной поверхностью термоэлектрического охлаждающего устройства, предпочтительно, чтобы перед тем, как контактная часть первой теплопроводной панели совершит поступательное перемещение над первой частью холодной поверхности термоэлектрического охлаждающего устройства, уменьшилось первое контактное давление между контактной частью первой теплопроводной панели и первой частью холодной поверхности термоэлектрического охлаждающего устройства.
[0012] Средство регулирования давления для изменения первого контактного давления Р1 может содержать одно из следующего:
(a) кулачок, способный прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели;
(b) соленоид, способный прикладывать электромагнитную силу к контактной части первой теплопроводной панели, которая содержит ферромагнитный материал;
(c) надувную камеру, способную прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели, при надувании путем введения сжатого газа в указанную надувную камеру; или
(d) винт, способный прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели.
[0013] В любом из вышеуказанных средств регулирования давления, предпочтительно, чтобы в состоянии покоя не вся поверхность контактной части первой теплопроводной панели находилась в контакте с холодной поверхностью термоэлектрического охладителя, и при этом приложение контактного давления (Р1), перпендикулярного к контактной части, изгибает ее, тем самым усиливая термический контакт с первой частью холодной поверхности термоэлектрического охлаждающего устройства, при этом указанная контактная часть, имеющая одну из следующих геометрий, не имеет контактного давления (Р1):
(a) контактная часть опирается на два параллельных ребра холодной поверхности, отделяющих часть, заключенную между двумя ребрами, от контакта с холодной поверхностью;
(b) контактная часть изогнута дугой с образованием пластинчатой пружины, опирающейся двумя своими краями на холодную поверхность; или
(с) контактная часть изогнута дугой от холодной поверхности и удерживается на месте в виде консоли, при этом один край находится в контакте с холодной поверхностью.
[0014] Радиатор термически соединенный с горячей поверхностью, может выбираться из одного или более из следующего: ребра охлаждения, гидравлическое охлаждение и/или вентилятор (26).
[0015] Для применений для разлива жидкости, в частности, напитков, таких как пиво, хранящихся в контейнерах, предпочтительно, чтобы первая теплопроводная панель содержала часть в форме части цилиндра, образующую седловую опору для вмещения первого контейнера, содержащего указанную жидкость, разливаемую при первой температуре Т1, которая ниже температуры окружающей среды.
[0016] Охлаждающая установка согласно настоящему изобретению особенно предпочтительна относительно известного уровня техники охлаждающих устройств, когда она содержит вторую теплопроводную панель, находящуюся в термическом контакте со второй частью холодной поверхности по второй контактной площади А2, при этом вторая теплопроводная панель прижимается к холодной поверхности вторым контактным давлением Р2, и дополнительно содержит средство для изменения второй контактной площади А2 и/или второго контактного давления Р2. Предпочтительно, чтобы вторая теплопроводная панель и средство для изменения второй контактной площади А2 и/или второго контактного давления Р2, были такими, как было определено выше в отношении первой теплопроводной панели и средства для изменения первой площади А1 или давления Р1. Предпочтительно, чтобы первая и вторая теплопроводные панели и средства для изменения первой и второй контактных площадей Al, А2 и/или первого и второго контактных давлений P1, Р2 были одного и того же типа и геометрии.
[0017] Охлаждающая установка по пп. 7 и 8 или п. 9, где вторая теплопроводная панель (22) по существу имеет цилиндрическую форму, образующую седловую
опору для вмещения второго контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при второй температуре Т2, которая ниже температуры окружающей среды, и содержит средства (20А, 20Р), обеспечивающие возможность изменения второй контактной площади А2 и/или второго контактного давления Р2, независимо от первой контактной площади А1 и/или первого контактного давления Р1, с применением одного термоэлектрического охлаждающего устройства (10). Охлаждающая установка согласно настоящему изобретению, содержащая первую и вторую теплопроводные панели, может быть предпочтительно вмонтирована в приспособление для разлива напитка, такое как приспособление для разлива пива или напитка на основе солода.
[0018] В предпочтительном варианте осуществления охлаждающая установка настоящего изобретения содержит процессор, выполненный с возможностью выбора и регулирования температуры T1, Т2 охлаждения при введении кода, идентифицирующего охлаждаемый предмет.
[0019] Настоящее изобретение также относится к использованию средства регулирования площади, позволяющего изменение контактной площади (А1) между первой теплопроводной панелью и холодной поверхностью термоэлектрического устройства для регулирования температуры охлаждения предмета, находящегося в термическом контакте с указанной первой теплопроводной панелью.
[0020] Подобным образом, настоящее изобретение также относится к использованию средства регулирования давления, обеспечивающего изменение контактного давления (Р1) между первой теплопроводной панелью и холодной поверхностью термоэлектрического устройства для регулирования температуры охлаждения предмета, находящегося в термическом контакте с указанной первой теплопроводной панелью.
Краткое описание графических материалов
[0021] Для более полного понимания сущности настоящего изобретения делается ссылка на следующее подробное описание в сочетании с сопроводительными графическими материалами, на которых показано следующее.
На фиг. 1 показано обычное термоэлектрическое охлаждающее устройство.
На фиг. 2 показано два варианта осуществления того, как температура охлаждения предмета может изменяться (а) путем изменения контактной площади (А1) и (b) путем изменения контактного давления (Р1) между контактной частью теплопроводной панели и холодной поверхностью термоэлектрического охлаждающего устройства.
На фиг. 3 показаны примеры средства для изменения контактной площади (А1).
На фиг. 4 показаны примеры средства для изменения контактного давления (Р1).
На фиг. 5 показано приспособление для разлива напитка, заправленное одним контейнером, охлажденным термоэлектрической охлаждающей установкой согласно настоящему изобретению.
На фиг. 6 показан вид сбоку приспособления для разлива напитка, заправленного одним или двумя контейнерами, охлажденными одним термоэлектрическим устройством.
На фиг. 7 показано приспособление для разлива напитка, заправленного двумя контейнерами, которые могут охлаждаться при различных температурах одним термоэлектрическим устройством.
Подробное описание изобретения
[0022] Как показано на фиг. 1, традиционное термоэлектрическое устройство (10) может использоваться в настоящем изобретении для регулирования температуры охлаждения предмета, такого как контейнер для напитка. Он содержит несколько Р- и N-допированных полупроводниковых пар, электрически соединенных друг с другом посредством электропроводящих мостиков (10Е). Полупроводники зажаты между двумя непроводящими
пластинами, как правило, выполненными из керамики, образующими холодную поверхность (10С) и горячую поверхность (10Н). Термоэлектрическое устройство (10) может подвергаться напряжению постоянного тока, чтобы пропускать ток через цепь, образованную между полупроводниками и электропроводящими мостиками. Тепло отводится от холодной поверхности (10С) и передается на горячую поверхность (10Н) благодаря так называемому эффекту Пельтье.
[0023] Предмет, такой как контейнер, содержащий жидкость, может охлаждаться благодаря термическому соединению указанного предмета с холодной поверхностью (10С) термоэлектрического устройства посредством теплопроводной панели (21, 22), как показано на фиг. 5-7. Теплопроводная панель служит как температурный мостик между охлаждаемым предметом и холодной поверхностью (10С) термоэлектрического охлаждающего устройства (10). Тепло, извлекаемое из контейнера или из любого другого охлаждаемого предмета, проводится через теплопроводную панель (21, 22) к холодной поверхности (10С), таким образом, далее оно передается на горячую поверхность (10Н) термоэлектрического охлаждающего устройства и выводится через радиатор, термически соединенный с указанной горячей поверхностью (10). Радиатор может быть в виде гидравлической охлаждающей системы, ребер охлаждения или вентилятора (26), как показано на фиг. 6 и 7. Любой вид радиаторов, известный специалистам в данной области, который подходит для отведения тепла от горячей поверхности (10Н) термоэлектрического охлаждающего устройства (10), может использоваться в настоящем изобретении.
[0024] Количество тепловой энергии, извлеченной из охлаждаемого предмета с помощью данного термоэлектрического устройства (10), запитываемого заданной силой тока, зависит от теплопроводности теплопроводной панели (21, 22) и от тепловых взаимодействий между теплопроводной панелью и, с одной стороны, охлаждаемым предметом (1, 2), и, с другой стороны, холодной поверхностью (10С) термоэлектрического устройства. Следовательно, необходимо выбрать высокопроводящий материал для образования
теплопроводных панелей (21, 22), такой как, например, алюминий, медь, нержавеющая сталь, свинец, графит и для особых применений - серебро или золото. Предпочтительные материалы для применений в приспособлениях для разлива напитков включают алюминий и медь.
[0025] Предпочтительно усилить температурные мостики между охлаждаемым предметом (1, 2) и теплопроводной панелью (21, 22). Теплопроводная панель, таким образом, предпочтительно должна соответствовать геометрии охлаждаемого предмета, чтобы увеличить площадь теплового взаимодействия между ними. Например, в случае контейнеров (1, 2), содержащих охлаждаемый напиток и имеющих цилиндрическую часть корпуса, предпочтительно, чтобы теплопроводные панели имели частично цилиндрическую геометрию по существу с таким же диаметром, как и у цилиндрической части контейнера, образующую удобную седловую опору для вмещения контейнера, как показано на фиг. 5 и 7. Как показано на фиг. 5, надувная камера (25) может быть выполнена на поверхности теплопроводной панели, противоположной поверхности, контактирующей с охлаждаемым предметом. Благодаря надуванию надувной камеры (25), теплопроводная панель прижимается к охлаждаемому предмету, таким образом, усиливая термический контакт с предметом, и надувная камера также действует, как теплоизоляционный материал по отношению к окружающей атмосфере, таким образом, из охлаждаемого предмета извлекается больше тепла.
[0026] Охлаждающая установка согласно настоящему изобретению также содержит средство регулирования для регулирования средней температуры теплопроводной панели, и, таким образом, количества тепловой энергии, извлекаемой за единицу времени из охлаждаемого предмета. Как было описано выше, регулирование температуры в термоэлектрическом охлаждающем устройстве традиционно осуществляется путем изменения силы тока, подаваемой на данное термоэлектрическое устройство. Как показано на фиг. 2, суть настоящего изобретения заключается в том, что регулирование температуры осуществляется иначе, а именно посредством изменения (а)
контактной площади (Al, А2) (см. фиг. 2(a)), или (b) контактного давления (Р1, Р2) (см. фиг. 2(b)), или (с) и контактной площади, и контактного давления, между теплопроводной панелью (21, 22) и холодной поверхностью (10С) указанного термоэлектрического охлаждающего устройства.
[0027] Как показано на фиг. 2(a), контактная площадь (Al; А2) между теплопроводной панелью (21, 22) и холодной поверхностью (10С) термоэлектрического охлаждающего устройства может изменяться путем простого поступательного перемещения контактной части (21С, 22С) теплопроводной панели относительно указанной холодной поверхности (10С). В идеале, как холодная поверхность (10С), так и контактная часть (21С, 22С) теплопроводной панели (21, 22) являются плоскими, и скольжение одной поверхности поверх другой будет изменять контактную площадь точно и с возможностью повторения. То, является ли это контактной частью теплопроводной панели или холодной поверхностью, или как контактной частью теплопроводной панели, так и холодной поверхностью, которая/которые фактически смещены, не имеет значения и зависит от требований к конструкции установки. Тем не менее, предпочтительно, в случае когда более одной теплопроводной панели (21, 22) находится в контакте с холодной поверхностью (10С) термоэлектрического устройства, контактные части теплопроводных панелей перемещаются над статичной холодной поверхностью так, что контактные площади Al, А2, и, следовательно, температура каждой теплопроводной панели могут, таким образом, регулироваться независимо друг от друга.
[0028] На фиг. 3(c) показан предпочтительный вариант осуществления, где контактная часть (21С, 22С) теплопроводной панели отделена от части, находящейся в контакте с охлаждаемым предметом, посредством гибкой части (21В, 22В), например, имеющей более тонкую секцию или образующей гофрированную или складчатую часть, способную гасить любые поступательные перемещения контактной части по отношению к холодной поверхности (10С) термоэлектрического устройства, не оказывая воздействия на геометрическую
конфигурацию и положение части теплопроводной панели, находящейся в контакте с охлаждаемым предметом.
[0029] Поступательное перемещение контактной части (21, 22С) теплопроводной панели (21, 22) над холодной поверхностью (10С) термоэлектрического устройства может легко регулироваться любыми средствами, известными в уровне техники, как вручную, так и с помощью механического привода, где последний предпочтительно управляется процессором. Например, как показано на фиг. 3(a), вращение зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с зубьями, расположенными в одну линию на поверхности теплопроводной панели (21, 22), может использоваться для точного регулирования контактной площади (Al, А2). Альтернативно, вместо этого может использоваться любая система шарнирного рычага, обеспечивающего поступательное перемещение теплопроводной панели, как показано в виде сверху на фиг. 3(b). Специалист в данной области техники может предложить множество альтернативных решений для поступательного перемещения одной поверхности над другой регулируемым образом, и любой из них, который может быть реализован в установке, описанной в настоящем документе, подходит для настоящего изобретения. Независимо от механизма, используемого для поступательного перемещения контактной части теплопроводной панели над холодной поверхностью (10С) термоэлектрического охлаждающего устройства, предпочтительным может быть уменьшение контактного давления (P1, Р2) между указанной контактной частью и холодной поверхностью перед тем, как осуществить поступательное перемещение одной по отношению к другой с целью уменьшения сдвигового напряжения и износа.
[0030] На фиг. 4 показаны различные варианты осуществления средства для изменения контактного давления (P1, Р2), приложенного к контактной части (21С, 22С) теплопроводной панели. Например, как показано на фиг. 4(a), надувная камера может использоваться для приложения давления с регулируемой интенсивностью на контактную часть теплопроводной панели. Надувные камеры являются достаточно удобными для приспособлений для разлива напитка, поскольку они в целом снабжены источником сжатого газа,
чтобы приводить в действие разлив напитка из контейнера, который может использоваться для надувания надувных камер. В качестве альтернативы пневматическим средствам, вместо них могут использоваться механические средства, содержащие, например, как показано на фиг. 4(b) кулачки, способные прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели (21), или, как показано на фиг. 4(c), винты, которые могут регулировать давление, прикладываемое к контактной части теплопроводной панели. Также могут использоваться электромагнитные средства, такие как соленоид, подходящий для приложения силы к контактной части, содержащий ферромагнитный материал, посредством подачи тока через соленоид (на фигурах не показан).
[0031] Для достижения более точного регулирования температуры теплопроводных панелей (21, 22), предпочтительно, чтобы в состоянии покоя не вся поверхность контактной части (21С, 22С) теплопроводной панели (21, 22) находилась в контакте с холодной поверхностью термоэлектрического охладителя, и при этом приложение контактного давления (P1, Р2) по существу перпендикулярного к контактной части, изгибает ее, тем самым осуществляя более сильный термический контакт с холодной поверхностью термоэлектрического охладителя. В этом варианте осуществления приложение контактного давления (P1, Р2) позволяет усилить термический контакт и увеличить контактную площадь (Al, А2) между контактной частью и холодной поверхностью (10С). Например, контактная часть может отличаться одной из следующих геометрий в состоянии покоя (т.е. в отсутствие контактного давления (P1, Р2)):
(а) контактная часть опирается на два параллельных ребра холодной поверхности, отделяющих часть, заключенную между двумя ребрами, от контакта с холодной поверхностью (10С), как показано на фиг. 4(b);
(b) контактная часть изогнута дугой с образованием пластинчатой пружины, опирающейся двумя своими краями на холодную поверхность (10С), как показано на фиг. 4(c); или
(c) контактная часть изогнута дугой от холодной поверхности и удерживается на месте в виде консоли, при этом один край находится в контакте с холодной поверхностью (10С), как показано на фиг. 4(a).
Очевидно, что такие геометрии полагаются на контактную часть (21С, 22С), имеющую достаточную эластичность (жесткость) в диапазоне напряжений, прилагаемых к ней, чтобы восстанавливать свою исходную геометрию в состоянии покоя после удаления контактного давления (P1, Р2). Если контактная часть должна быть пластически напряженной, она не сможет восстановить свою исходную геометрию. В таких случаях, должно быть выполнено средство для возврата контактной части обратно к ее исходной геометрии. Например, кончик винтов на фиг. 4(c) может соединяться с контактной частью так, чтобы при извлечении (т.е. вывинчивании) контактная часть отрывалась от холодной поверхности (10С), даже если будет недостаточно гибкой для восстановления такой геометрии сама по себе.
[0032] Настоящее изобретение, в частности, является предпочтительным, если две теплопроводные панели (21, 22) термически соединены с первой и второй частями холодной поверхности (10С) одного термоэлектрического охлаждающего устройства (10), как показано на фиг. 7, где показано охлаждение двух контейнеров для напитка в приспособлении для разлива напитка. Разные низкие температуры T1, Т2, при которых два различных предмета должны охлаждаться, могут регулироваться независимо одна от другой, несмотря на использование одного термоэлектрического охлаждающего устройства, путем простого изменения контактных площадей (A1, А2) и/или контактных давлений (P1, Р2) между контактными частями (21С, 22С) обеих теплопроводных панелей и первой и второй частями холодной поверхности (10С). Каждая теплопроводная панель (21, 22) должна быть снабжена своим собственным средством (20А, 20Р)
для регулирования соответствующих средних температур соответствующих теплопроводных панелей (21, 22), и указанное средство может быть любым из средств, описанных выше.
[0033] Для приспособлений для разлива напитка этот вариант осуществления будет очень предпочтительным, если два различных вида бочкового пива или вин должны подаваться при различной температуре и с температурой у обоих ниже комнатной. Теплопроводные панели могут, как описано выше и изображено на фиг. 5-7, быть в виде части цилиндра, охватывающего корпус контейнеров подобно седловой опоре. Альтернативно или параллельно теплопроводные панели (21, 22) могут находиться в термическом контакте с раздаточными трубками (31Т, 32Т), соединяющими по текучей среде внутреннюю часть контейнера с атмосферой. Охлаждение, таким образом, является мгновенным и не требует охлаждения всего контейнера и его содержимого. Площадь термического контакта между теплопроводными панелями и раздаточными трубками должна быть достаточно большой для обеспечения того, что напиток достигнет крана разливочной колонны (31, 32) с необходимой температурой. Например, раздаточная трубка (31Т, 32Т) может содержать змеевик, находящийся в контакте с теплопроводной панелью, таким образом, увеличивая площадь термического контакта (на фигурах не показано).
[0034] Как было описано выше, регулирование температуры T1, Т2 может выполняться вручную, изменяя контактные площади (A1, А2) и/или контактные давления (P1, Р2) согласно градуированному манометру. Тем не менее, они предпочтительно регулируются посредством процессора, подходящего для получения целевой температуры T1, Т2, или альтернативно для считывания штрих-кода на этикетке охлаждаемых предметов, в частности, контейнера для напитка, такого как кег, содержащий пиво или любой напиток на основе солода. Штрих-код указывает на тип пива, хранящегося в контейнере, и процессор имеет доступ к базе данных, связанной с соответствующей температурой для сервировки.
[0035] Настоящее изобретение обеспечивает независимое и точное регулирование температур охлаждения двух различных предметов при применении одного термоэлектрического охлаждающего устройства. Охлаждающая установка согласно настоящему изобретению особенно подходит для охлаждения контейнеров, содержащих напитки, такие как пиво, напитки на основе солода или сидр, заключенные в контейнерах, хранящихся в камере приспособления для разлива.
1. Охлаждающая установка, содержащая:
(a) термоэлектрическое охлаждающее устройство (10) по типу Пельтье, содержащее горячую поверхность (10H) и холодную поверхность (10C),
(b) радиатор, термически соединенный с горячей поверхностью, и
(c) первую теплопроводную панель (21), содержащую контактную часть (21C), находящуюся в термическом контакте с первой частью холодной поверхности (10C) по первой контактной площади A1, при этом указанная контактная часть первой теплопроводной панели прижата к указанной части холодной поверхности первым контактным давлением P1,
(d) средство регулирования для регулирования средней температуры теплопроводной панели, содержащее средство (20A) регулирования площади для изменения первой контактной площади A1 и/или средство (20P) регулирования давления для регулирования первого контактного давления P1,
отличающаяся тем, что первая теплопроводная панель (21) содержит часть в форме части цилиндра, образующую седловую опору для вмещения первого контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при первой температуре T1, которая ниже температуры окружающей среды.
2. Охлаждающая установка по п. 1, отличающаяся тем, что средство (20A) регулирования первой площади для изменения первой контактной площади A1 содержит одно из следующего:
поворотную ручку, вращение которой вызывает поступательное перемещение контактной части (21C) первой теплопроводной панели (21) вдоль заданного направления, параллельного первой части холодной поверхности (10C) и проходящего над ней, таким образом, изменяя первую контактную площадь A1, при этом ручка предпочтительно соединена с зубчатым колесом, зацепляющимся с зубьями, расположенными в одну линию на поверхности контактной части (21C) первой теплопроводной панели вдоль указанного данного направления поступательного перемещения; или
рычаг, обеспечивающий поступательное перемещение контактной части (21C) первой теплопроводной панели над холодной поверхностью (10C) посредством его поворота относительно шарнира,
и при этом первая теплопроводная панель (21) предпочтительно содержит гибкую часть (21A), гасящую любое поступательное перемещение контактной части первой теплопроводной панели, для изменения первой контактной площади A1.
3. Охлаждающая установка по п. 2, отличающаяся тем, что перед совершением контактной частью (21C) первой теплопроводной панели (21) поступательного перемещения над первой частью холодной поверхности (10C) термоэлектрического охлаждающего устройства первое контактное давление между контактной частью (21C) первой теплопроводной панели и первой частью холодной поверхности термоэлектрического охлаждающего устройства уменьшается.
4. Охлаждающая установка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что средство (20P) регулирования давления для изменения первого контактного давления P1 содержит одно из следующего:
(a) кулачок, способный прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели (21);
(b) соленоид, способный прикладывать электромагнитную силу к контактной части первой теплопроводной панели (21);
(c) надувную камеру, способную прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели (21), при надувании путем введения сжатого газа в указанную надувную камеру; или
(d) винт, способный прикладывать давление изменяющейся величины, перпендикулярное к контактной части первой теплопроводной панели (21).
5. Охлаждающая установка по п. 4, отличающаяся тем, что в состоянии покоя не вся поверхность контактной части первой теплопроводной панели (21) находится в контакте с холодной поверхностью термоэлектрического охладителя, и при этом приложение контактного давления (P1), перпендикулярного к контактной части, изгибает ее, тем самым усиливая термический контакт с первой частью холодной поверхности термоэлектрического охлаждающего устройства, при этом указанная контактная часть, имеющая одну из следующих геометрий, не имеет контактного давления (P1):
(e) контактная часть опирается на два параллельных ребра холодной поверхности, отделяющих часть, заключенную между двумя ребрами, от контакта с холодной поверхностью (10C);
(f) контактная часть изогнута дугой с образованием пластинчатой пружины, опирающейся двумя своими краями на холодную поверхность (10C); или
(g) контактная часть изогнута дугой от холодной поверхности и удерживается на месте в виде консоли, при этом один край находится в контакте с холодной поверхностью (10C).
6. Охлаждающая установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что радиатор содержит одно или более из следующего: ребра охлаждения, гидравлическое охлаждение и/или вентилятор (26).
7. Охлаждающая установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит вторую теплопроводную панель (22), находящуюся в термическом контакте со второй частью холодной поверхности (10C) по второй контактной площади A2, при этом указанная вторая теплопроводная панель прижата к холодной поверхности вторым контактным давлением P2 и дополнительно содержит средства (20A, 20P) для изменения второй контактной площади A2 и/или второго контактного давления P2.
8. Охлаждающая установка по п. 7, отличающаяся тем, что вторая теплопроводная панель (22) и средства (20A, 20P) для изменения второй контактной площади A2 и/или второго контактного давления P2 являются таковыми, как было определено в любом из пп. 2-6, и, предпочтительно, первая и вторая теплопроводные панели (21, 22) и средства (20A, 20P) для изменения первой и второй контактных площадей A1, A2 и/или первого и второго контактных давлений P1, P2 относятся к одному и тому же типу и имеют одинаковую геометрию.
9. Охлаждающая установка по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что вторая теплопроводная панель (22) по существу имеет цилиндрическую форму, образующую седловую опору для вмещения второго контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при второй температуре T2, которая ниже температуры окружающей среды, и содержит средства (20A, 20P), обеспечивающие изменение второй контактной площади A2 и/или второго контактного давления P2, независимо от первой контактной площади A1 и/или первого контактного давления P1, с применением одного термоэлектрического охлаждающего устройства (10).
10. Охлаждающая установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что вмонтирована в приспособление для разлива напитка, предпочтительно в приспособление для разлива пива или напитка на основе солода.
11. Охлаждающая установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит процессор, выполненный с возможностью выбора и регулирования температуры T1, T2 охлаждения при введении кода, идентифицирующего охлаждаемый предмет.
12. Применение средства (20A) регулирования площади, обеспечивающего изменение контактной площади (A1) между первой теплопроводной панелью (21), содержащей часть в форме части цилиндра, образующую седловую опору для вмещения первого контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при первой температуре T1, которая ниже температуры окружающей среды, и холодной поверхностью (10C) термоэлектрического устройства (10) для регулирования температуры охлаждения предмета, находящегося в термическом контакте с указанной первой теплопроводной панелью.
13. Применение средства (20P) регулирования давления, обеспечивающего изменение контактного давления (P1) между первой теплопроводной панелью (21), содержащей часть в форме части цилиндра, образующую седловую опору для вмещения первого контейнера, содержащего жидкость, разливаемую при первой температуре T1, которая ниже температуры окружающей среды, и холодной поверхностью (10C) термоэлектрического устройства (10) для регулирования температуры охлаждения предмета, находящегося в термическом контакте с указанной первой теплопроводной панелью.
