DISPOSITIVO PARA REFRIGERAR UN CUERPO Y PROCEDIMIENTO PARA ENFRIAR UN CUERPO U OBJETO.

Dispositivo para refrigerar un cuerpo y procedimiento para enfriar un cuerpo u objeto.



Comprende una cámara (3) en la que se dispone un cuerpo u objeto a enfriar, un recinto (6) que comprende un fluido refrigerante criogénico, un conducto (5) para conducir aire de dicha cámara (3) hacia dicho recinto (6) en el que dicho aire se enfría por contacto indirecto con el fluido, medios (10) de circulación forzada de aire a través de dicho conducto (5) para enfriar dicha cámara (3), y medios (9, 11, 20) de control de dichos medios de circulación forzada de aire en función de la temperatura de dicha cámara (3), y se caracteriza por el hecho de que dicho recinto (6) comprende un depósito (4) para almacenar dicho fluido, y dicho depósito (4), un elemento (8) para transmitir por contacto calor al fluido, y por el hecho de que dicho conducto (5) comprende un tramo (5a), en el interior de dicho recinto (6), dispuesto asociado a dicho elemento (8) de transmisión del depósito (4), de modo que el calor del aire de dicho conducto (5) es transmitido por contacto directo o indirecto con dicho elemento (8) al fluido almacenado en el depósito (4).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803765.

Solicitante: CRIOGENIUS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SERRANO MOLINA, JOSE ANTONIO.

Fecha de Solicitud: 31 de Diciembre de 2008.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 13 de Enero de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F25D3/10 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25D REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS DE ENFRIAMIENTO O CONGELACION NO CUBIERTOS POR NINGUNA OTRA SUBCLASE (escaparates refrigerados A47F 3/04; recipientes con aislamiento térmico para uso doméstico A47J 41/00; vehículos frigoríficos, véanse las subclases apropiadas correspondientes a las clases B60 - B64; recipientes con aislamiento térmico en general B65D 81/38; sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p.ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; recipientes con aislamiento térmico para gases licuados o solidificados F17C; acondicionamiento o humidificación del aire F24F; máquinas, instalaciones o sistemas frigoríficos F25B; enfriamiento sin refrigeración de los instrumentos o aparatos similares G12B; enfriamiento de motores o bombas, véanse las clases apropiadas). › F25D 3/00 Dispositivos que utilizan otros agentes fríos; Dispositivos que utilizan recipientes que conservan el frío. › utilizando gases licuados, p. ej. aire líquido.

Clasificación PCT:

  • F25D17/08 F25D […] › F25D 17/00 Dispositivos para la circulación de fluidos refrigerantes; Dispositivos para la circulación de gases, p. ej. aire, dentro de los recintos refrigerados. › utilizando conductos.
  • F25D3/10 F25D 3/00 […] › utilizando gases licuados, p. ej. aire líquido.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo para refrigerar un cuerpo y procedimiento para enfriar un cuerpo u objeto. La presente invención se refiere a un dispositivo refrigerador que comprende un fluido criogénico, y a un procedimiento para enfriar un cuerpo u objeto por contacto indirecto con dicho fluido refrigerante criogénico. Antecedentes de la invención Son conocidos dispositivos refrigeradores que comprenden un fluido criogénico para refrigerar cuerpos u objetos por contacto. Algunos dispositivos refrigeradores disponen de una cámara de enfriamiento cuyo aire se enfría por contacto directo o indirecto con dicho fluido criogénico. Estos dispositivos refrigeradores se emplean habitualmente para conservar a muy bajas temperaturas material biológico, como por ejemplo, embriones. La patente europea EP1793185 describe uno de dichos dispositivos en el que el aire se hace circular a través de un conducto desde la cámara en la que se halla el cuerpo u objeto a enfriar hasta una segunda cámara en la que se halla el fluido criogénico. El intercambio de calor entre el aire y el fluido se lleva a cabo en la segunda cámara a través de una superficie del propio conducto que está en contacto directo con el fluido. El aire frío generado es conducido de nuevo hasta la cámara en la que se encuentra el material, a través del mismo conducto. Un circuito de control monitoriza la temperatura de la primera cámara, y controla la velocidad del aire circulante en función de la temperatura que se desea tener en la cámara de enfriamiento. El dispositivo refrigerador descrito resulta adecuado para congelar y conservar materiales a temperaturas criogénicas. Sin embargo, no resulta adecuado para simplemente refrigerar materiales o, para por ejemplo, congelar materiales a temperaturas superiores a las criogénicas, como lo son las empleadas habitualmente en los congeladores domésticos. Descripción de la invención El objetivo de la presente invención es resolver los inconvenientes mencionados, desarrollando un dispositivo refrigerador y un procedimiento para enfriar cuerpos u objetos que presenta las ventajas que se describen a continuación. De acuerdo con este objetivo, según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo refrigerador que comprende una cámara en la que se dispone un cuerpo u objeto a enfriar, un recinto que comprende un fluido refrigerante criogénico, un conducto para conducir aire de dicha cámara hacia dicho recinto en el que dicho aire se enfría por contacto indirecto con el fluido, medios de circulación forzada de aire a través de dicho conducto para enfriar dicha cámara, y medios de control de dichos medios de circulación forzada de aire en función de la temperatura de dicha cámara. El dispositivo se caracteriza por el hecho de que dicho recinto comprende un depósito para almacenar dicho fluido, y dicho depósito, un elemento para transmitir por contacto calor al fluido, y por el hecho de que dicho conducto comprende un tramo, en el interior de dicho recinto, dispuesto asociado a dicho elemento de transmisión del depósito, de modo que el calor del aire de dicho conducto es transmitido por contacto directo o indirecto con dicho elemento al fluido almacenado en el depósito. 2 ES 2 352 991 A1 2 Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para enfriar un cuerpo u objeto por contacto indirecto con un fluido criogénico que comprende las etapas de; a) disponer el cuerpo u objeto a enfriar en una cámara, y en un recinto, dicho fluido criogénico, b) forzar, a través de un conducto, la circulación de aire de dicha cámara hacia dicho recinto en el que dicho aire se enfría por contacto indirecto con dicho fluido, c) enfriar dicha cámara mediante el aire frío de dicho conducto, hasta que la temperatura del aire de dicha cámara alcanza un valor predeterminado, y que se caracteriza por el hecho de que dicho recinto comprende un depósito para almacenar dicho fluido, y dicho depósito, un elemento para transmitir por contacto calor a dicho fluido, y por el hecho de que la etapa b) comprende la etapa de enfriar el aire del conducto por contacto directo o indirecto con dicho elemento. En el dispositivo y procedimiento de la presente invención, el intercambio de calor entre el aire y el fluido se lleva a cabo a través de un elemento de transmisión de calor asociado al depósito en el que se almacena el fluido, y no a través de la superficie del propio conducto de aire como ocurre con los dispositivos del estado de la técnica. Gracias a ello, la temperatura del aire de la cámara de enfriamiento puede controlarse de un modo mucho más exacto, puesto que dicho elemento puede diseñarse con el material, la forma y el tamaño adecuados para transmitir una predeterminada cantidad de calor al fluido. Por otro lado, al ser dicho elemento, y no el conducto de aire, la fuente de aire frío que está en contacto con el fluido, resulta mucho más fácil controlar la entrada de aire frío a la cámara de enfriamiento, lo que incide positivamente en el control de la temperatura de dicha cámara. Gracias a ello, el dispositivo reivindicado puede proporcionar temperaturas similares a las que proporciona un refrigerador o congelador doméstico, pero con la ventaja de que es prácticamente autónomo, puesto que requiere un consumo de energía muy bajo. Según el primer aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo en el que, preferentemente, dicho depósito es un depósito criogénico cuya pared comprende dicho elemento de transmisión de calor. El depósito criogénico permite almacenar el fluido bajo presión, proporcionando una autonomía al dispositivo, superior a 4 días para una carga aproximada de fluido de cuatro litros. Según una realización preferida del dispositivo, dicho elemento de transmisión comprende una pieza cuya superficie exterior está en contacto con una superficie de dicho conducto, de modo que el calor del aire de dicho conducto es transmitido por contacto con dicha conducto a dicho elemento, y de éste al fluido del depósito. De este modo, la cantidad de calor transmitida al fluido puede modularse fácilmente, variando el tamaño y el material de dicha pieza. Ventajosamente, las superficies de dicho conducto y de dicha pieza del elemento comprenden medios de encaje mutuo. De este modo, se asegura un contacto eficiente para la transmisión de calor. Preferentemente, dicho elemento de transmisión de calor comprende una segunda pieza que se extiende en el interior del depósito para contactar con el fluido. De este modo, se asegura siempre el contacto del 3 elemento de transmisión de calor con el fluido almacenado en el depósito. Otra vez preferentemente, dicho dispositivo comprende medios para cerrar o abrir la entrada y salida de aire de dicha cámara a través de dicho conducto. De este modo, la cámara de enfriamiento no queda expuesta al aire frío asociado al conducto, por lo que se evita que su temperatura varié por contacto con dicho aire frío. Gracias a ello, se asegura un control más exacto de la temperatura de la cámara. Ventajosamente, dichos medios para cerrar o abrir la entrada y salida de aire son capaces de aislar térmicamente el aire de dicha cámara del aire de dicho conducto. Según la misma realización preferida, dicho dispositivo comprende una carcasa exterior, y una pared estanca, en el interior de dicha carcasa, que separa dicha cámara del recinto en el que se halla el depósito. De este modo, la atmósfera que rodea la cámara de enfriamiento queda completamente aislada de la zona de transmisión de calor en la que se halla la fuente de frío, lo que facilita todavía más el control de temperatura. Por otro lado, la pared estanca posibilita que la atmósfera del recinto en el que se halla el depósito pueda ser tratada para eliminar la humedad, evitando así la formación de hielo. Preferentemente, según la misma realización preferida dicho dispositivo comprende medios de calentamiento del aire de dicha cámara. De este modo, puede corregirse eficazmente la temperatura de la cámara, si ésta desciende más de los deseado, por lo que resulta muy fácil mantener la temperatura de la cámara dentro de un rango de temperaturas preestablecido que puede oscilar, preferentemente, entre los 25ºC y los -40ºC. Tal y como se ha comentado anteriormente, a diferencia de los dispositivos del estado de la técnica, el uso del dispositivo reivindicado no se encuentra limitado únicamente al campo de la conservación criogénica, sino que resulta útil para aplicar en múltiples campos y ambientes; conservación de alimentos, de vacunas, medicinas, órganos, productos industriales diversos, etc.... Ventajosamente, dichos medios de calentamiento comprenden una entrada de aire procedente del exterior del dispositivo en dicha cámara, y dicho dispositivo, medios para abrir o cerrar la entrada de aire exterior...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo refrigerador que comprende una cámara (3) en la que se dispone un cuerpo u objeto a enfriar, un recinto (6) que comprende un fluido refrigerante criogénico, un conducto (5) para conducir aire de dicha cámara (3) hacia dicho recinto (6) en el que dicho aire se enfría por contacto indirecto con el fluido, medios (10) de circulación forzada de aire a través de dicho conducto (5) para enfriar dicha cámara (3), y medios (9, 11, 20) de control de dichos medios de circulación forzada de aire en función de la temperatura de dicha cámara (3), caracterizado por el hecho de que dicho recinto (6) comprende un depósito (4) para almacenar dicho fluido, y dicho depósito (4), un elemento (8) para transmitir por contacto calor al fluido, y por el hecho de que dicho conducto (5) comprende un tramo (5a), en el interior de dicho recinto (6), dispuesto asociado a dicho elemento (8) de transmisión del depósito (4), de modo que el calor del aire de dicho conducto (5) es transmitido por contacto directo o indirecto con dicho elemento (8) al fluido almacenado en el depósito (4). 2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicho elemento (8) de transmisión comprende una pieza (12) cuya superficie (13) exterior está en contacto con una superficie (14) de dicho conducto (5), de modo que el calor del aire de dicho conducto (5) es transmitido por contacto a dicho elemento (8), y de éste al fluido del depósito (4). 3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que las superficies (13, 15) de dicho conducto (5) y de dicha pieza (12) del elemento (8) comprenden medios de encaje mutuo. 4. Dispositivo según las reivindicaciones 2 o 3, en el que dicho elemento (8) de transmisión de calor comprende una segunda pieza (15) que se extiende en el interior del depósito (4) para contactar con el fluido. 5. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende medios (11) para cerrar o abrir la entrada y salida de aire de dicha cámara (3) a través de dicho conducto (5). 6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que dichos medios (11) para cerrar o abrir la entrada y salida de aire son capaces de aislar térmicamente el aire de dicha cámara del aire de dicho conducto. 7. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende una carcasa (2) exterior, y una pared (16) estanca, en el interior de dicha carcasa (2), que separa dicha cámara (3) del recinto (6) en el que se halla el 6 ES 2 352 991 A1 10 depósito (4). 8. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende medios (19, 20) de calentamiento del aire de dicha cámara (3). 9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que dichos medios de calentamiento comprenden una entrada de aire exterior, y dicho dispositivo (1), medios (20) para abrir o cerrar la entrada de aire exterior, en función de la temperatura de dicho aire y del aire de la cámara (3). 10. Dispositivo según las reivindicaciones 8 o 9, en el que dichos medios de calentamiento comprenden una resistencia (19) eléctrica o química para calentar el aire de la cámara (3). 11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de circulación forzada de aire comprenden un ventilador (10) dispuesto en el interior de dicha cámara (3). 12. Procedimiento para enfriar un cuerpo u objeto por contacto indirecto con un fluido criogénico que comprende las etapas de; a) disponer el cuerpo u objeto a enfriar en una cámara (3), y en un recinto (6), dicho fluido criogénico, b) forzar, a través de un conducto (5), la circulación de aire de dicha cámara (3) hacia dicho recinto (6) en el que dicho aire se enfría por contacto indirecto con dicho fluido, c) enfriar dicha cámara (3) forzando la circulación de aire frío procedente de dicho conducto (5), hasta que la temperatura del aire de dicha cámara (3) alcanza un valor predeterminado, caracterizado por el hecho de que dicho recinto (6) comprende un depósito (4) para almacenar dicho fluido, y dicho depósito (4), un elemento (8) para transmitir por contacto calor a dicho fluido, y por el hecho de que la etapa b) comprende la etapa de enfriar el aire del conducto (5) por contacto directo o indirecto con dicho elemento (8). 13. Procedimiento según la reivindicación 12, que comprende la etapa de calentar el aire de dicha cámara (3) forzando la entrada de aire exterior para mantener la temperatura de dicha cámara (3) dentro de un rango de valores predeterminado. 14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el dicho rango de valores de temperatura está comprendido entre 25ºC y -40ºC. 15. Procedimiento o dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho fluido criogénico es nitrógeno líquido. ES 2 352 991 A1 7 8 ES 2 352 991 A1 ES 2 352 991 A1 9 ES 2 352 991 A1 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA

 

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