Dispositivo y procedimiento de refrigeración criogénica.

Dispositivo de refrigeración criogénica para transferir calor de una fuente de frío (15) a una fuente de calor (1) por medio de un fluido de trabajo que circula en un circuito (200) de trabajo cerrado,

comprendiendo el circuito de trabajo (200) en serie: una porción de compresión sustancialmente isotérmica del fluido, una porción de enfriamiento sustancialmente isobárica del fluido, una porción de expansión sustancialmente isotérmica del fluido, y una porción de calentamiento sustancialmente isobárica del fluido, comprendiendo la porción de compresión del circuito (200) de trabajo al menos dos compresores (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106) dispuestos en serie y al menos un intercambiador (6, 4, 2, 108) de enfriamiento del fluido comprimido dispuesto a la salida de cada compresor (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106), comprendiendo la porción de expansión del circuito (200) de trabajo al menos una turbina (9, 11, 13, 116, 111) de expansión y al menos un intercambiador (10, 12, 14, 110) para calentar el fluido expandido, caracterizado por que los compresores (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106) y la turbina o las turbinas (9, 11, 13) de expansión son accionadas por varios motores (70, 107, 112, 114, 109) llamados de alta velocidad, es decir, que giran a una velocidad de rotación de 10 000 rpm o varias decenas de miles de revoluciones por minuto, y en el que al menos uno de los motores comprende un árbol de salida, uno de cuyos extremos lleva y arrastra en rotación por acoplamiento directo un primer compresor (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106) y el otro de cuyos extremos lleva y arrastra en rotación por acoplamiento directo una turbina (9, 11, 13, 116, 111) de expansión, siendo el número de etapas de compresión, es decir, de compresores, sustancialmente igual o superior al número de etapas de expansión, es decir, de turbinas, y por que los compresores (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106) son del tipo de compresión centrífuga, y por que la turbina o las turbinas (9, 11, 13, 116, 111) de expansión son del tipo de expansión centrípeta, y por que los árboles (71) de salida de los motores (70, 107, 112, 114, 109) están montados en cojinetes (171) de tipo magnético o de tipo dinámico de gas, siendo utilizados dichos cojinetes (171) para sostener los compresores (7, 5, 3, 101, 102, 103, 104, 105, 106) y las turbinas (9, 11, 13, 116, 111), y por que la porción de enfriamiento y la porción de calentamiento comprenden un intercambiador de calor (8, 113) común en el que el fluido de trabajo circula en contracorriente dependiendo de si se está enfriando o calentando.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2008/051919.

Solicitante: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 75, QUAI D'ORSAY 75007 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: RAVEX, ALAIN, DURAND,FABIEN.

Fecha de Publicación: 7 de Diciembre de 2018.

Clasificación Internacional de Patentes:

F25B1/10 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. › F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (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; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › F25B 1/00 Máquinas, instalaciones o sistemas por compresión con ciclo irreversible (F25B 3/00, F25B 5/00, F25B 6/00, F25B 7/00, F25B 9/00 tienen prioridad). › de compresión multiescalonada (funcionando en cascada F25B 7/00).
F25B9/06 F25B […] › F25B 9/00 Máquinas, instalaciones o sistemas por compresión en los cuales el refrigerante es aire u otro gas de bajo punto de ebullición. › utilizando reductores de presión (F25B 9/10 tiene prioridad).
F25B9/10 F25B 9/00 […] › con varias etapas de enfriamiento.
F25B9/14 F25B 9/00 […] › caracterizados por el ciclo utilizado, p. ej. ciclo de Stirling.
F25J1/00 F25 […] › F25J LICUEFACCION, SOLIDIFICACION O SEPARACION DE GASES O MEZCLAS GASEOSAS POR PRESION Y ENFRIAMIENTO (bombas criogénicas F04B 37/08; recipientes para almacenamiento de gas, gasómetros F17; llenado o descarga de recipientes con gases comprimidos, licuados o solidificados F17C; máquinas, instalaciones o sistemas de refrigeración F25B). › Procedimientos o aparatos de licuefacción o de solidificación de los gases o de las mezclas gaseosas.
F25J1/02 F25J […] › F25J 1/00 Procedimientos o aparatos de licuefacción o de solidificación de los gases o de las mezclas gaseosas. › requiriendo el empleo de refrigeración, p. ej. de helio, o hidrógeno.

PDF original: ES-2693066_T3.pdf

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