Intercambiador de calor con superficie variable.

Aparato de intercambio de calor (10), que comprende

- un alojamiento que tiene una pared lateral

(12) que define una cámara (14) en el alojamiento para contener un criógeno; y

- un primer elemento de aislamiento (30),

caracterizado por que el primer elemento de aislamiento (30) está montado de forma móvil para cooperar con la pared lateral (12), pudiéndose mover el primer elemento de aislamiento (30) a una posición para dejar expuesta o cubrir una parte seleccionada de la pared lateral (12) a fin de proporcionar un efecto de transferencia de calor.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12161932.

Solicitante: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KLOSTERHOFSTRASSE 1 80331 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: MCCORMICK,STEPHEN A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > F28F27/00 (Disposiciones de control o dispositivos de seguridad especialmente adaptados para los aparatos de intercambio o transferencia de calor)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Dispositivos para modificar la transferencia del... > F28F13/14 (creando sobre las paredes de las canalizaciones zonas con grados diferentes de conducción del calor)

PDF original: ES-2545652_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Intercambiador de calor con superficie variable Campo técnico de la presente invención

La presente invención se refiere a un aparato que puede ajustar una superficie de transferencia de calor durante procesos de refrigeración o congelación. El documento GB 2 053 444 A describe un aparato de transferencia de calor que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la presente invención; técnica anterior

Sistemas de congelación conocidos que se utilizan, por ejemplo, en la refrigeración en tránsito (ITR) incluyen refrigeración por compresión mecánica accionada por motores de combustible diésel, tanques llenos de hielo seco de C02, o C02 liquido que se vaporiza a través de intercambiadores de calor montados dentro de un espacio refrigerado y luego se descarga a un espacio exterior.

El aire dentro del espacio refrigerado se enfría por convección forzada o natural sobre la superficie del intercambiador de calor para el sistema de refrigeración por compresión mecánica, para el tanque de hielo seco o para el intercambiador de calor de CO2 líquido. La temperatura del aire en el interior del espacio refrigerado por lo general será de 0o F (-18° C) para un producto alimenticio congelado o de 34° F (1o C) para un producto refrigerado.

El control preciso de la temperatura del aire en el espacio usando un sistema de refrigeración por compresión mecánica es difícil debido a una diferencia mínima de temperatura entre la temperatura del refrigerante y la temperatura del aire deseada y, por tanto, a una tasa de transferencia de calor limitada. Además, para sistemas de refrigeración instalados en remolques, las puertas del remolque se abren con frecuencia para entregas lo que proporciona con frecuencia un rápido incremento de la carga de calor en el remolque.

El control preciso de la temperatura del aire en el espacio es difícil para sistemas de tanque de hielo seco debido a que la superficie del intercambiador de calor siempre se mantiene a -109° F (-78° C), y una vez alcanzada esa temperatura, la transferencia de calor no puede ser reducida. Por lo tanto, la temperatura del aire caerá por debajo

del valor establecido deseado.

Si no se mantiene el control de temperatura adecuado en el espacio, esto puede hacer que la temperatura descienda a un nivel inferior de lo que es aceptable para el producto a transportar, y que por esa razón se dañe el

producto.

Con el fin de compensar el aumento previsto de carga de calor, la temperatura del aire dentro del espacio será reducida con frecuencia a una temperatura que es inferior a la deseable para el producto que se está transportando. Esto hace que los productos alimenticios sean especialmente susceptibles a daños, y por tanto probablemente hará que la eficiencia del sistema disminuya con el fin de obtener el control de temperatura adecuado para el espacio.

Los sistemas conocidos también tienen una superficie fría en el intercambiador de calor que tiende a cubrirse de escarcha que se ha condensado a partir de aire externo en el espacio refrigerado al que se le permite entrar (tal como cuando se abren las puertas del remolque para acceder al producto), provocando de este modo una variación en la tasa de transferencia de calor y la pérdida potencial de control de temperatura para el espacio.

Descripción de la presente invención: objeto, solución, ventajas

A partir de las desventajas y deficiencias descritas anteriormente y teniendo en cuenta la técnica anterior analizada, un objeto de la presente invención es eliminar la acumulación de escarcha en la superficie del intercambiador de calor y proporcionar una temperatura más uniforme y constante del producto y del espacio de refrigeración.

Este objeto se logra mediante un aparato de intercambio de calor que comprende las características de la reivindicación 1. Las realizaciones ventajosas y mejoras convenientes de la presente invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

En una realización de la presente invención, se describe un aparato de intercambio de calor que incluye

- un alojamiento que tiene una pared lateral que define una cámara en el alojamiento para contener un criógeno; y

- un primer elemento de aislamiento montado de forma móvil para cooperar con la pared lateral, pudiéndose mover el primer elemento de aislamiento a una posición para dejar expuesta o cubrir una parte seleccionada de la pared lateral a fin de proporcionar un efecto de transferencia de calor.

De acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención, el criógeno es una sustancia seleccionada del grupo que consiste en hielo seco y dióxido de carbono líquido (CO2).

De acuerdo con una realización conveniente de la presente invención,

- una entrada está formada en un lado del alojamiento a través de la cual se puede introducir el hielo seco en la cámara, y

- una rampa está asociada de manera funcional a la entrada para guiar el hielo seco a la entrada.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención

- un tubo de entrada se extiende a través de la cámara para recibir el dióxido de carbono líquido, y

- al menos una boquilla está asociada de manera funcional al tubo de entrada y en comunicación con el dióxido de carbono líquido para liberar vapor de criógeno dentro de la cámara.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, un segundo elemento de aislamiento está montado en la cámara

- aislando el segundo elemento de aislamiento una parte de la pared lateral, y

- cooperando el primer elemento de aislamiento y el segundo elemento de aislamiento con respecto a la pared lateral para proporcionar una cantidad seleccionada de efecto de transferencia de calor a la pared lateral.

De acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención,

- el primer elemento de aislamiento está fabricado de un material seleccionado del grupo que consiste en acero inoxidable, aluminio, acero inoxidable con un núcleo de espuma, acero inoxidable con un núcleo de poliestlreno, aluminio con un núcleo de espuma y aluminio con un núcleo de poliestlreno; y/o

- el segundo elemento de aislamiento está fabricado de un material seleccionado del grupo que consiste en espuma de alta densidad y poliestlreno.

De acuerdo con una realización conveniente de la presente invención, la pared lateral comprende una sección transversal circular y el primer elemento de aislamiento tiene una primera forma arqueada que se adapta a una superficie exterior de la pared lateral, y el segundo elemento de aislamiento tiene una segunda forma arqueada que se adapta a una superficie interior de la pared lateral.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, una primera longitud de la primera forma arqueada y una segunda longitud de la segunda forma arqueada suman un total de 360°.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el aparato de intercambio de calor comprende

- una cubierta que tiene un espacio en su interior para recibir el alojamiento,

- una entrada en comunicación con el espacio y

- una salida en comunicación con el espacio.

De acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención, al menos un ventilador está asociado de manera funcional a la entrada para dirigir el flujo de aire a la entrada y al espacio para comunicarse con el alojamiento.

De acuerdo con una realización conveniente de la presente invención, el primer elemento de aislamiento comprende una primera pluralidad de dientes que se extienden desde el mismo.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato de intercambio de calor (10), que comprende

- un alojamiento que tiene una pared lateral (12) que define una cámara (14) en el alojamiento para contener un criógeno; y

- un primer elemento de aislamiento (30),

caracterizado por que el primer elemento de aislamiento (30) está montado de forma móvil para cooperar con la pared lateral (12), pudiéndose mover el primer elemento de aislamiento (30) a una posición para dejar expuesta o cubrir una parte seleccionada de la pared lateral (12) a fin de proporcionar un efecto de transferencia de calor.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el criógeno es una sustancia seleccionada del grupo que consiste en hielo seco (20) y dióxido de carbono líquido (CO2).

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además

- una entrada (50) formada en un lado del alojamiento a través de la cual se puede introducir el hielo seco (20) en la cámara (14), y

- una rampa (52) asociada de manera funcional a la entrada (50) para guiar el hielo seco (20) a la entrada (50).

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además

- un tubo de entrada (40) que se extiende a través de la cámara (14) para recibir el dióxido de carbono líquido, y

- al menos una boquilla (42) asociada de manera funcional al tubo de entrada (40) y en comunicación con el dióxido de carbono líquido para liberar vapor de criógeno dentro de la cámara (14).

5. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un segundo elemento de aislamiento (28) montado en la cámara (14) y que aísla una parte de la pared lateral (12), cooperando el primer elemento de aislamiento (30) y el segundo elemento de aislamiento (28) con respecto a la pared lateral (12) para proporcionar una cantidad seleccionada del efecto de transferencia de calor en la pared lateral (12).

6. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

- el primer elemento de aislamiento (30) está fabricado de un material seleccionado del grupo que consiste en acero inoxidable, aluminio, acero inoxidable con un núcleo de espuma, acero inoxidable con un núcleo de poliestireno, aluminio con un núcleo de espuma y aluminio con un núcleo de poliestireno; y/o

- el segundo elemento de aislamiento (28) está fabricado de un material seleccionado del grupo que consiste en espuma de alta densidad y poliestireno.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que la pared lateral (12) comprende una sección transversal circular, y el primer elemento de aislamiento (30) tiene una primera forma arqueada que se adapta a una superficie exterior (16) de la pared lateral (12), y el segundo elemento de aislamiento (28) tiene una segunda forma arqueada que se adapta a una superficie interior (18) de la pared lateral (12).

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que una primera longitud de la primera forma arqueada y una segunda longitud de la segunda forma arqueada suman un total de 360°.

9. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además

- una cubierta (24) que tiene un espacio en su interior para recibir el alojamiento,

- una entrada en comunicación con el espacio y

- una salida en comunicación con el espacio.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además al menos un ventilador (34) asociado de manera funcional a la entrada para dirigir el flujo de aire (26) a la entrada y al espacio para comunicarse con el alojamiento.

11. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el primer elemento de aislamiento (30) comprende una primera pluralidad de dientes (56) que se extienden desde el mismo.

12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además un aparato de accionamiento (48) que tiene un engranaje impulsor (60) con una segunda pluralidad de dientes (62) dimensionados y conformados para cooperar con la primera pluralidad de dientes (56) del primer elemento de aislamiento (30).

13. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el primer elemento de 5 aislamiento (30) comprende un filo de cuchilla (32) para retirar criógeno congelado de la pared lateral (12).

14. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende además un contenedor (22) en el que está montado el alojamiento para proporcionar el efecto de transferencia de calor a un interior del contenedor (22).

15. Aparato de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el alojamiento está asociado de 10 manera funcional a un contenedor de refrigeración en tránsito.