УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЛИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ЕМКОСТИ
DEVICE FOR TANK COOLING OR FREEZING

Изобретение относится к устройству для охлаждения или замораживания по меньшей мере одной емкости, в частности стакана или кружки для напитков. Некоторые напитки, такие как коктейли или пиво, предпочтительно подают в охлажденных или замороженных стаканах, чтобы, с одной стороны, сохранить холодным напиток в стакане, а с другой стороны, обеспечить привлекательный внешний вид, что является довольно важным фактором, в особенности, в случае коктейлей. Так, известно множество устройств для охлаждения или замораживания стаканов для напитков. Обычно помещают стакан на платформу такого устройства и охлаждают его до желаемой температуры путем обработки его наружной или внутренней поверхности охлаждающей средой или хладагентом, таким как, например, CO2 или жидкий азот и т.п. Тем не менее, из-за проблем состояния окружающей среды в прошлом применение таких хладагентов, в особенности CO2, стало довольно проблематичным.
Соответственно, в основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для охлаждения или замораживания емкости, такой как стакан или кружка для напитков, в котором исключено применение вредных или опасных хладагентов для охлаждения.
Решение этой задачи достигнуто за счет устройства для охлаждения или замораживания по меньшей мере одной емкости, признаки которого охарактеризованы в п. 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах охарактеризованы предпочтительные варианты осуществления. В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство для охлаждения или замораживания по меньшей мере одной емкости, в частности стакана или кружки, холодным воздухом, содержащее основание с участком для размещения емкости, по меньшей мере одним отверстием для впуска воздуха и кольцевой камерой, при этом участок для размещения емкости снабжен по меньшей мере одним отверстием для впуска воздуха, через которое в кольцевую камеру может поступать холодный воздух, участок для размещения емкости имеет участок для выпуска воздуха, представляющий собой трубку, проходящую вверх по меньшей мере в одну емкость и служащую для высасывания воздуха по меньшей мере из одной емкости, на внешней окружности кольцевой камеры расположено по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха, которое служит для подачи воздуха по касательной в кольцевую камеру, за счет чего создается восходящий вихревой воздушный поток, который в виде тонкого слоя протекает по внутренней поверхности по меньшей мере одной емкости, установленной на участке для размещения емкости, в результате чего происходит охлаждение или замораживание емкости.
За счет использования окружающего воздуха в качестве хладагента или охлаждающей среды стакан или кружка может охлаждаться или замораживаться без ущерба для окружающей среды. Стакан или кружка охлаждается изнутри во избежание притока наружного (теплого) воздуха. Кроме того, поскольку использование окружающего воздуха в качестве охлаждающей среды является более экономичным, устройство может применяться экономически эффективным образом.
На внешней окружности кольцевой камеры расположено по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха для подачи воздуха по касательной в кольцевую камеру. За счет этого эффективно создается вихревой эффект, и под действием центробежной силы, которая принудительно проталкивает воздух через охлаждаемую емкость, может происходить оптимальный теплообмен. Кроме того, восходящий по касательной вихревой воздушный поток, который за счет так называемого эффекта флотации в виде тонкого слоя протекает по внутренней поверхности стакана, очень эффективно и с низким потреблением энергии снижает температуру всей внутренней поверхности стакана или кружки. Очень низкая температура емкости, помещенной в устройство, может достигаться немедленно после того, как емкость помещена в устройство. Воздух высасывается по меньшей мере из одной емкости предпочтительно с помощью вспомогательного вентилятора. Тем самым обеспечивается достаточная циркуляция воздуха внутри емкости и всегда достигается желаемый эффект флотации.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройство дополнительно содержит охлаждающий блок, в котором воздух охлаждается до заданной температуры ниже -10°C, предпочтительно от -20°C до -25°C. За счет этого достигается эффект сильного охлаждения воздуха в качестве охлаждающей среды. В одном из дополнительных предпочтительных вариантов осуществления на внешней окружности кольцевой камеры предусмотрены два отверстия для впуска воздуха, расположенные на противоположных сторонах под углом приблизительно 180 градусов друг к другу. Тем не менее, также возможны другие конфигурации, например, на внешней окружности кольцевой камеры могут быть предусмотрены три отверстия для впуска воздуха, отстоящие друг от друга на угол 120 градусов.
В еще одном из дополнительных предпочтительных вариантов осуществления каждое из двух отверстий для впуска воздуха оснащено вентилятором для подачи холодного воздуха с высокой скоростью, при этом холодный воздух, подаваемый в кольцевую камеру и по меньшей мере одну емкость, создает вихревой эффект. Вентиляторы, которые с высокой скоростью подают холодный воздух в кольцевую камеру, эффективно создают вихревой эффект в воздушном потоке, при этом эффективность устройства для охлаждения или замораживания по меньшей мере одной емкости в значительной степени зависит от количества и скорости воздуха, который протекает через стакан, поскольку за счет вихревого движения потока холодного воздуха обеспечивается его максимальный контакт с внутренней поверхностью емкости, т.е. стакана или кружки.
Кроме того, выгодно, если каждый вентилятор оснащен внешним двигателем, поскольку при этом тепло, генерируемое двигателями во время работы, может оставаться снаружи канала для холодного воздуха, т.е. кольцевой камеры. В охлаждающем блоке предпочтительно имеется отверстие для впуска воздуха, которое соединено с участком для выпуска воздуха на участке для размещения емкости, и по меньшей мере одно отверстие для выпуска воздуха, которое соединено по меньшей мере с одним отверстием для впуска воздуха на участке для размещения емкости. За счет этой конфигурации обеспечивается компактная замкнутая система с непрерывным воздушным потоком, которая является более эффективной, чем открытая система, поскольку воздух используется повторно и непрерывно охлаждается, и около 80% охлаждающего блока образует около 80% замкнутой воздушной системы. Кроме того, в замкнутой системе предотвращается попадание влаги на охлаждающий блок в результате конденсации относительно теплого окружающего воздуха.
Также выгодно, чтобы воздух, поступающий из трубки в охлаждающий блок, протекал через него в продольном направлении.
Кроме того, охлаждающий блок может быть поделен на множество отделений, через которые протекает воздух, поступающий из трубки, в результате чего он многократно проходит через охлаждающий блок. За счет этого обеспечивается эффективное охлаждение, и между отверстием для впуска воздуха в охлаждающий блок и отверстиями для выпуска воздуха из него может достигаться большая разность температур (ΔТ) около 30°C, что является оптимальным для эффективного охлаждения или замораживания описанным выше способом.
Помимо этого, участок для размещения емкости может преимущественно содержать средство освещения, в частности по меньшей мере один светоизлучающий диод (СИД), который усиливает визуальный эффект охлаждения или замораживания емкости.
В одном из дополнительных предпочтительных вариантов осуществления участок для размещения емкости содержит датчик, в частности ультразвуковой датчик для обнаружения по меньшей мере одной емкости на участке для размещения емкости.
Обнаружение по меньшей мере одной емкости на участке для размещения емкости предпочтительно может автоматически инициировать запуск устройства с целью охлаждения или замораживания по меньшей мере одной емкости. Кроме того, когда на участке для размещения емкости отсутствует емкость, в одном из дополнительных вариантов осуществления устройство может находиться в режиме ожидания, в котором поддерживается небольшой воздушный поток. За счет этого в системе устройства поддерживается довольно низкая температура воздуха, и устройство готово к запуску немедленно после установки емкости на участке для размещения емкости.
Охлаждающий блок предпочтительно содержит испаритель с механическим охлаждением посредством внешнего охлаждающего устройства или термоэлектрическим охлаждением посредством термоэлектрического элемента. Устройство может быть сконфигурировано в виде встроенного устройства, автономного устройства или переносного устройства.
Кроме того, устройство может быть сконфигурировано в виде устройства для охлаждения или замораживания одной емкости или множества емкостей.
Следует дополнительно отметить, что трубка в емкости может использоваться для вдувания воздуха в емкость, после чего воздух выходит из трубки и поступает в расположенную ниже камеру. Емкость также может охлаждаться этим способом даже, если это занимает больше времени. Наконец, устройство согласно изобретению также может применяться в перевернутом вверх дном виде, что не выходит за пределы существа и объема изобретения. В этом случае трубка проходит не вверх, а вниз по меньшей мере в одну емкость, которая размещена под участком для размещения емкости. В то же время, вихревой воздушный поток протекает по касательной не вверх, а вниз из отверстия для впуска воздуха по меньшей мере в одну емкость и на участок для выпуска воздуха и тем самым охлаждает или замораживает емкость.
Описанные выше признаки и преимущества изобретения станут более ясными из следующего далее подробного описания со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид в перспективе устройства для охлаждения или замораживания емкости согласно одному из вариантов осуществления,
на фиг. 2а и 2б показаны соответствующие виды устройства для охлаждения или замораживания емкости согласно одному из дополнительных вариантов осуществления,
на фиг. 3а и 3б показаны соответствующие виды в разрезе устройства для охлаждения или замораживания емкости согласно еще одному из дополнительных вариантов осуществления,
на фиг. 4а и 4б показаны соответствующие виды охлаждающего блока устройства для охлаждения или замораживания емкости, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3б, и
на фиг. 5а-5г показаны соответствующие виды в перспективе устройства для охлаждения или замораживания емкости, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3б.
На фиг. 1 показан вид в перспективе устройства 1 для охлаждения или замораживания емкости 2 согласно одному из вариантов осуществления. Устройство 1 сконфигурировано в виде замораживателя одной емкости и рассчитано на одну емкость 2 для охлаждения или замораживания, которой в этом случае является пивной бокал, установленный на участке 3 для размещения емкости устройства 1.
На фиг. 2а и 2б показаны соответствующие виды устройства 1 для охлаждения или замораживания емкости 2, при этом на фиг. 2а показан частичный разрез, а на фиг. 2б - вид сверху центральной части устройства 1. Как показано на фиг. 2а, в центральной части устройства 1 находится участок 3 для размещения емкости, на котором может вверх дном размещаться охлаждаемая емкость 2, такая как стакан. Участок 3 для размещения емкости находится на основании 4 и имеет два отверстия 5, 5' для впуска воздуха, через которые вентиляторы 6, 6' с высокой скоростью вдувают холодный воздух, обозначенный стрелками, в кольцевую камеру 7. С целью завихрения воздушного потока в кольцевой камере 7, воздух вдувается в нее по касательной. За счет так называемого эффекта флотации воздух направляется на внутреннюю поверхность 8 емкости 2, установленной на участке 3 для размещения емкости, в виде тонкого слоя. Далее вихревой воздушный поток движется вверх по внутренней поверхности 8 емкости 2, пока не достигнет дна емкости 2, откуда высасывается в центральную трубку 9 участка 10 для выпуска воздуха на участке 3 для размещения емкости, при этом трубка 9 проходит вверх от участка 3 для размещения емкости и входит в емкость 2. Вихревой воздушный поток высасывается из емкости в центральную трубку 9 посредством дополнительного вспомогательного вентилятора, который не показан. Использованный воздух всасывается вниз по трубке 9 участка 10 для выпуска воздуха, который соединен с охлаждающим блоком 11 посредством отверстия 12 для впуска воздуха в охлаждающий блок (фиг. 3б).
На фиг. 3а и 3б показаны соответствующие виды в разрезе устройства 1 для охлаждения или замораживания емкости (не показанной) согласно еще одному из дополнительных вариантов осуществления. Устройство 1 в основном сконфигурировано, как устройство 1, уже описанное выше со ссылкой на фиг. 2а и 2б. Тем не менее, как показано на фиг. 3б, основание 4 с участком 3 для размещения емкости соединено с охлаждающим блоком 11, в котором воздух, использованный для охлаждения емкости 2 (фиг. 2а), который еще остается холодным, но незначительно нагрелся по сравнению с воздухом, поступающим в кольцевую камеру 7 через два отверстия 5, 5' для впуска воздуха, снова охлаждается до приемлемой температуры. Как описано выше, использованный воздух высасывается из емкости 2 через центральную трубку 9 и поступает в охлаждающий блок 11 через его отверстие 12 для впуска воздуха. Воздух циркулирует через охлаждающий блок 11 несколько раз, проходя через несколько отделений (лишь схематически обозначенных несколькими стрелками), на которые поделен охлаждающий блок 11 с целью достижения эффективного охлаждения воздуха, который после прохождения через весь охлаждающий блок 11 достигает заданной температуры, при которой он снова поступает в основание 4 и на участок 3 для размещения емкости через два отверстия 13, 13' для выпуска воздуха из охлаждающего блока.
На фиг. 4а и 4б показаны соответствующие виды охлаждающего блока 11 устройства 1 для охлаждения или замораживания емкости, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3б. Как показано, охлаждающий блок 11 представляет собой испаритель с трубопроводом 14, который извивается из стороны в сторону между короткими сторонами 15, 15ʺ охлаждающего блока 11, и по которому циркулирует охлаждающая жидкость. Между трубопроводом 14 расположено множество охлаждающих ребер 16 для повышения эффективности теплообмена между трубопроводом 14 и воздухом, проходящим через охлаждающий блок 11. Таким образом, может достигаться составляющая по меньшей мере 30°C разность температур воздуха, циркулирующего через охлаждающий блок 11 от отверстия 2 для впуска воздуха в охлаждающий блок до отверстий 13, 13' для выпуска воздуха из охлаждающего блока (фиг. 3б).
На фиг. 5а-5г показаны соответствующие виды в перспективе устройства 1 для охлаждения или замораживания емкости 2, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3б. Как показано, вентиляторы 6, 6' для вдувания воздуха с высокой скоростью в кольцевую камеру 7, оснащены внешними двигателями 17, 17', чтобы тепло, генерируемое двигателями во время работы, оставалось снаружи траектории воздушного потока.
Ссылочные позиции
1 Устройство для охлаждения или замораживания емкости
2 Емкость
3 Участок для размещения емкости
4 Основание
5, 5' Отверстия для впуска воздуха
6, 6' Вентиляторы
7 Кольцевая камера
8 Внутренняя поверхность емкости
9 Центральная трубка
10 Участок для выпуска воздуха
11 Охлаждающий блок
12 Отверстие для впуска воздуха в охлаждающий блок
13, 13' Отверстия для выпуска воздуха из охлаждающего блока
14 Трубопровод
15, 15' Короткие стороны охлаждающего блока
16 Охлаждающие ребра
17, 17' Внешние двигатели