ES2881955T3 - Aparato para contraer por calor un paquete y procedimiento para contraer por calor un paquete - Google Patents

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ES2881955T3 ES17823130T ES17823130T ES2881955T3 ES 2881955 T3 ES2881955 T3 ES 2881955T3 ES 17823130 T ES17823130 T ES 17823130T ES 17823130 T ES17823130 T ES 17823130T ES 2881955 T3 ES2881955 T3 ES 2881955T3
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Abstract

Un aparato (1) para contraer paquetes por calor, que comprende: medios para mover (30) que tienen una superficie activa configurada para recibir uno o más paquetes y para el desplazamiento de los uno o más paquetes a lo largo de un recorrido de accionamiento predeterminado; un circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calefacción configurado para hacer circular un fluido de calefacción; una unidad (60) de control operativa en el circuito de fluido de calentamiento, la unidad (60) de control está configurada para controlar la circulación del fluido de calentamiento en el circuito de fluido de calefacción; una cámara (10) que tiene una abertura y que está configurada para recibir el uno o más paquetes (2) posicionados en la superficie (34) activa y para la contracción por calor del uno o más paquetes (2) basado en la circulación del fluido de calentamiento en el circuito de fluido de calefacción; y medios para formar una cortina (110, 120, 130) de líquido dispuesta en la abertura y configurada para definir una cortina (100) de líquido a lo largo de la abertura, separando la cortina (100) de líquido un volumen interior de la cámara (10) de una atmósfera ambiental externa a la cámara (10). caracterizado porque el aparato comprende además un circuito (100, 122, 132, 140, 150) de líquido refrigerante configurado para hacer circular un líquido refrigerante; en el que la unidad (60) de control está operativa en el circuito del líquido refrigerante y configurada para controlar la circulación del líquido refrigerante en el circuito del líquido refrigerante; y la unidad (60) de control está configurada para controlar el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante para suministrar el líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para contraer por calor un paquete y procedimiento para contraer por calor un paquete
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato para contraer por calor un paquete y a un procedimiento para contraer por calor un paquete.
Técnica antecedente
Un aparato y un procedimiento para contraer un paquete con calor se puede usar para contraer un paquete. Dicho procedimiento puede realizarse en el contexto del empaque de productos alimenticios, por ejemplo, carne o queso. El producto alimenticio puede empacarse en un material contraíble por calor, donde el material contraíble por calor se proporciona de una manera que recibe el producto alimenticio directamente (por ejemplo, dentro de una bolsa formada por un suministro tubular de material de película contraíble por calor) o en una bandeja u otro soporte (por ejemplo, la película que abarca el producto colocado en el soporte). El material contraíble por calor se contrae alrededor del soporte y/o el producto alimenticio en el aparato. El aparato puede ser denominado como un túnel de contracción o tanque de contracción. La contracción por calor de la película puede implicar varios efectos, por ejemplo sellando correctamente el paquete, mejorando su aspecto, reduciendo el volumen de aire residual o gas contenido dentro del empaque, reduciendo el deterioro del producto alimenticio, aumentando la vida útil, y reduciendo el espacio de almacenamiento requerido para el paquete.
Un aparato para contraer por calor un paquete puede configurarse para emplear fluido caliente (por ejemplo, aire, vapor de agua, agua) que se aplica a un paquete, haciendo que el material se encoja alrededor de los alimentos. Los paquetes se proporcionan típicamente al aparato usando una cinta de suministro que los transporta hacia el aparato y sobre una banda transportadora que opera dentro del aparato. La banda transportadora dentro del aparato está configurada para recibir los paquetes suministrados y para transportar los paquetes dentro y a través del aparato, antes de entregar los paquetes a una cinta de salida, donde se reciben los paquetes contraídos.
Cuando los productos refrigerados de empaque (por ejemplo, carne, queso), el proceso de contracción que tiene lugar dentro del aparato puede verse afectada o se detiene una vez que el material de empaque se ponga en contacto con el alimento que tiene una temperatura baja. Tal reducción incompleta puede resultar en un paquete que no es sellado correctamente y/o es estéticamente desagradable. En otros aparatos, los paquetes se someten a inmersión en un baño de agua o pasaje a través de una cortina de agua, a veces además de la aplicación de aire caliente o vapor. La aplicación de agua puede, al menos en parte, superar el problema de la reducción incompleta. Sin embargo, la inmersión en agua y el uso de cortinas de agua caliente requieren una gran cantidad de energía, particularmente en las etapas iniciales de uso del aparato cuando el agua debe calentarse a una temperatura alta (el agua también debe mantenerse posteriormente a una temperatura alta).
En este documento, las realizaciones y los ejemplos se describen sobre la base de cortinas de agua caliente (por ejemplo, utilizadas para paquetes de contracción por calor) y cortinas de agua fría. Se observa que el uso de los términos "agua caliente" y "agua fría" no impide que otros fluidos o líquidos se utilicen a menos que se indique lo contrario. Por lo tanto, todas las realizaciones y ejemplos pueden implementarse utilizando fluidos de calefacción (por ejemplo, agua caliente u otro líquido) y fluido de refrigeración (por ejemplo, agua fría u otro líquido) distintos de los términos más específicos utilizados en esta descripción.
Independientemente del medio de contracción empleado (por ejemplo, aire, vapor de agua, cortina de agua, baño de agua), las cantidades grandes de fluido que se calienta y circula dentro de la cámara puede provocar una pérdida sustancial de calor, principalmente por el aire caliente y/o vapor que se escapa de la cámara a través de las aberturas de entrada y salida en los cuales se reciben y expulsan los paquetes. Las aberturas de entrada y salida se dimensionan típicamente para acomodar paquetes que tienen tamaños diferentes y, por lo tanto, son relativamente grandes para no restringir el tamaño máximo de paquetes que se pueden procesar con el aparato. En consecuencia, tales aberturas grandes presentan pasajes sustanciales para que el aire caliente o el vapor escapen de la cámara, lo que resulta en la correspondiente pérdida de calor del sistema.
Para evitar la pérdida de calor en las aberturas de entrada y salida, las soluciones de la técnica anterior han empleado cortinas de plástico dispuestas en las aberturas de entrada y salida y configuradas para ceder a los paquetes entrantes y salientes. En algunos ejemplos, las cortinas de plástico se proporcionan en forma de paneles flexibles o puertas configuradas para abrirse al entrar en contacto con un paquete respectivo. En otros ejemplos, las cortinas de plástico se proporcionan como una serie de bandas de plástico colocadas una al lado de la otra para ocluir las aberturas de entrada o salida en forma de tiras verticales. Cuando un paquete entra en contacto con una o más de las bandas plásticas, la banda o bandas pueden ceder al paquete mientras el paquete entra en la cámara o sale del mismo.
Los problemas con tales soluciones incluyen que el material plástico debe ser muy flexible incluso a bajas temperaturas (por ejemplo, alrededor de 5 °C o menos), requiriendo típicamente que el material sea más ligero y delgado, y todavía tienen muy buenas propiedades de aislamiento, que requiere típicamente el material a ser bastante fuerte y grueso. Estos requisitos conflictivos pueden ser difíciles de sopesar unos con otros, en particular para diferentes tipos de paquetes (por ejemplo, con respecto al peso, tamaño, forma). Además, el empaque de productos muy ligeros puede requerir que las cortinas se retiren por completo, si el peso del paquete no es lo suficientemente alto como para empujar la cortina de plástico fuera del camino. Independientemente de la manera individual en que se proporcionen las cortinas de plástico, aún puede haber una pérdida sustancial de calor por el aire o el vapor que se escapa a través de las cortinas durante la entrada de un paquete en la cámara o la salida de la misma. El documento WO2006111148A1 divulga un aparato de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato para contraer por calor un paquete. Otro objetivo es proporcionar un procedimiento para contraer un paquete con calor.
Sumario de la invención
En la reivindicación 1 se divulga un aparato para contraer por calor un paquete de acuerdo con la invención, mientras que en la reivindicación 13 se divulga un procedimiento para contraer por calor un paquete de acuerdo con la invención.
En un 2o. aspecto de acuerdo con el aspecto anterior, los medios para formar la cortina de líquido comprenden un depósito superior y un depósito inferior, y los medios para formar la cortina de líquido están configurados para crear, bajo gravedad, la cortina de líquido en la forma de una pared sustancialmente continua de líquido que se extiende entre el depósito superior y el depósito inferior basado en un suministro sustancialmente continuo de líquido de enfriamiento del circuito de líquido refrigerante, separando de este modo el volumen interior de la cámara desde el ambiente atmosférico externo a la cámara. Opcionalmente, separar el volumen interno de la cámara de la atmósfera ambiental externa a la cámara incluye limitar o prevenir sustancialmente la comunicación de fluido a través de la abertura.
En un 3er. aspecto de acuerdo con el aspecto anterior, la unidad de control está configurada para controlar el suministro sustancialmente continuo de líquido de enfriamiento desde el circuito de líquido refrigerante a los medios para formar la cortina de líquido.
En un 4o. aspecto de acuerdo con cualquiera de los dos aspectos anteriores, el depósito superior y el depósito inferior están posicionadas relativamente uno con respecto al otro para provocar que, bajo el suministro sustancialmente continuo de líquido de enfriamiento desde el circuito de líquido refrigerante a la depósito superior, flujo del líquido refrigerante sobre un borde exterior del depósito superior y hacia el depósito inferior, formando así la pared de líquido sustancialmente continua que se extiende entre el depósito superior y el depósito inferior.
En un 5° aspecto de acuerdo con el aspecto anterior, el borde exterior del depósito superior se extiende sustancialmente recto y sustancialmente horizontal.
En un 6o. aspecto de acuerdo con aspectos de 2 a 5, el depósito superior tiene un primer extremo y un segundo extremo y se coloca en relación al aparato de manera que el primer extremo del depósito superior está posicionado para o dentro de la cámara y de tal manera que el segundo extremo del depósito superior se coloca distal a la cámara, el borde exterior del depósito siendo superior situado en el segundo extremo del depósito superior y, preferiblemente, directamente por encima del depósito inferior. Opcionalmente, el depósito inferior tiene un primer extremo y un segundo extremo y se coloca con respecto al aparato de tal manera que el primer extremo del depósito inferior se coloca en la proximidad de o dentro de la cámara y de tal manera que el segundo extremo del depósito inferior se coloca distal a la cámara, el segundo extremo del depósito inferior se ubica desde la cámara a una distancia mayor que el segundo extremo del depósito superior.
En un 7o. aspecto de acuerdo con aspectos de 2 a 6, el depósito superior está configurado para contener un volumen de líquido de enfriamiento y/o el depósito inferior está configurado para contener un volumen del líquido de enfriamiento.
En un 8o. aspecto de acuerdo con los aspectos de 2 a 7, los medios para formar la cortina de líquido comprenden además al menos dos paneles configurados para guiar lateralmente el líquido refrigerante y que se extiende lateralmente a una región en la que se forma la cortina de líquido entre el depósito superior y el depósito inferior.
En un noveno aspecto de acuerdo con el aspecto anterior, los al menos dos paneles están dispuestos en una configuración en forma de embudo en la que los extremos superiores respectivos de los al menos dos paneles están separados entre sí más que los extremos inferiores respectivos de los al menos dos paneles. Opcionalmente, los al menos dos paneles forman superficies de borde laterales que limitan una extensión lateral de la cortina de líquido.
En un décimo aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los dos aspectos anteriores, cada uno de los al menos dos paneles está dispuesto con un ángulo de inclinación de aproximadamente 75° a 85° con respecto a un plano horizontal sustancialmente paralelo a la superficie activa, preferiblemente en la que el ángulo de inclinación es de aproximadamente 80°.
En un 11o. aspecto de acuerdo con una cualquiera de los aspectos anteriores, el circuito de líquido refrigerante comprende un depósito de líquido refrigerante, una bomba, y Una línea de suministro de líquido refrigerante. La unidad de control está configurada para controlar la bomba con el fin de provocar un suministro controlado del líquido refrigerante a los medios para formar la cortina de líquido a través de la línea de suministro de líquido refrigerante.
En un 12o. aspecto de acuerdo con una cualquiera de los aspectos anteriores, los medios para formar la cortina de líquido están dispuestos fuera de la cámara sustancialmente adyacente a la abertura.
En un 13o. aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos 1 a 11, los medios para formar la cortina de líquido están dispuestos dentro de la cámara sustancialmente adyacente a la abertura.
En un 14o. aspecto de acuerdo con cualquiera de los aspectos anteriores, el aparato además que comprende una bomba de calor. La unidad de control está configurada además para controlar la bomba de calor para provocar la transferencia de energía térmica del líquido refrigerante que circula en el circuito del líquido refrigerante al fluido calentador que circula en el circuito del fluido calentador.
En un 15o. aspecto de acuerdo con el aspecto anterior, la bomba de calor comprende un circuito de bomba de calor configurado para hacer circular un fluido de trabajo, el circuito de bomba de calor que comprende un primer intercambiador de calor, un segundo intercambiador de calor, una válvula de expansión, y un compresor. El primer intercambiador de calor está configurado para transferir calor del líquido refrigerante que circula en el circuito del líquido refrigerante al fluido de trabajo que circula en el circuito de la bomba de calor. El segundo intercambiador de calor está configurado para transferir calor del fluido de trabajo que circula en el circuito de la bomba de calor al fluido de calentamiento que circula en el circuito de fluido de calentamiento. La unidad de control está configurada para controlar la válvula de expansión y/o el compresor para provocar la transferencia de energía térmica desde el líquido refrigerante que circula en el circuito del líquido refrigerante hasta el fluido de calefacción que circula en el circuito del fluido de calefacción a través del fluido de trabajo que circula en el Circuito de la bomba de calor.
En un 16o. aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, los medios para moverse comprenden una banda transportadora, la unidad de control está configurada además para controlar la banda transportadora con el fin de transportar paquetes hacia y/o desde la cámara, y la superficie activa incluye una superficie superior de la banda transportadora. Opcionalmente, la superficie activa comprende una malla, u orificios, y/o es porosa, de manera que el fluido de calentamiento y/o el líquido de enfriamiento pueden pasar a través de la superficie activa.
En un 17o. aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos anteriores, la cámara tiene además una segunda abertura y está configurada para recibir uno o más paquetes a través de la abertura y para permitir que uno o más paquetes salgan de la cámara a través de la segunda abertura. El aparato comprende además un segundo medio para formar una cortina de líquido conectada al circuito de líquido refrigerante, dispuesta en la segunda abertura, y configurada para definir una segunda cortina de líquido a lo largo de la segunda abertura, la cortina de líquido y la segunda cortina de líquido que separan el volumen interior de la cámara de La atmósfera ambiental externa a la cámara. La unidad de control está configurada para controlar el circuito del líquido refrigerante para suministrar el líquido refrigerante a los medios para formar la cortina de líquidos y al segundo medio para formar la segunda cortina de líquidos.
En un 18o. aspecto de acuerdo con uno cualquiera de los aspectos 16 o 17, la banda transportadora está configurada para mover paquetes dentro de la cámara a través de la abertura y para mover paquetes a través y fuera de la cámara a través de la segunda abertura.
De acuerdo con la invención, se proporciona un procedimiento para contraer por calor un paquete, de acuerdo con la reivindicación 13.
Las ventajas del proceso de empaque y el aparato de empaque incluyen que la evacuación de gas/aire de un empaque se realice de manera eficiente, al mismo tiempo que minimiza o elimina la pérdida de calor del fluido y/o el líquido en la cámara.
Las ventajas del aparato de empaque y el proceso de empaque incluyen además esa pérdida de calor de un aparato de contracción por calor se reduce o minimiza al limitar o evitar la comunicación de fluido entre un volumen interno de la cámara y una atmósfera ambiental fuera de la cámara.
Las ventajas del aparato de empaque y el proceso de empaque también incluyen que la pérdida de calor de un aparato de contracción por calor se reduzca o minimice recuperando la energía térmica que de otro modo se emite desde el aparato e introduciendo dicha energía térmica al menos en parte en el circuito del fluido de calefacción.
Breve descripción de los dibujos.
La Figura 1 muestra una vista general esquemática de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con una primera realización de la presente invención;
La Figura 2 muestra una vista general esquemática de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con una segunda realización de la presente invención;
La Figura 3 muestra un diagrama que ilustra temperaturas de funcionamiento y consumo de energía ejemplares de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con la primera realización de la presente invención; y
La Figura 4 muestra una vista isométrica de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
Descripción detallada
La Figura 1 muestra una vista general esquemática de un aparato 1 para la contracción por calor de acuerdo con una primera realización de la presente invención. Un aparato 1 comprende una cámara 10 y un recipiente 210 de precalentamiento. El dispositivo 10 está configurado de tal manera que un paquete 2 recibido en una superficie 34 del aparato puede contraerse por calor a través de un fluido de calentamiento en la cámara 10. La superficie 34 puede incluir un tramo superior de una banda transportadora 30 (ver Figura 4). Sin embargo, se observa que la superficie 34 puede incluir cualquier superficie configurada para soportar un paquete 2 dentro de la cámara 10. En algunas realizaciones, la superficie 34 está configurada para mover los paquetes 2 a lo largo de una dirección de movimiento principal 40 dentro y a través de la cámara 10, y más allá y lejos del aparato 1. Los paquetes 2 pueden entrar en la cámara 10 a través de una abertura de entrada y salir de la cámara 10 a través de una abertura de salida (ambas no se muestran para mayor claridad). La banda transportadora 30 puede configurarse para extenderse a través de la cámara 10 o para cooperar con las correspondientes correas de entrada y salida (ambas no se muestran para mayor claridad).
Con respecto a todas las figuras, los términos relativos, como "superior" o "inferior", se refieren a una configuración de uso en la cual una banda transportadora 30 está configurada para soportar un paquete 2 en una superficie superior del mismo (por ejemplo, una superficie superior o una superior). ejecución configurada para admitir uno o más paquetes 2) y para mover los paquetes 2 de manera sustancialmente horizontal a lo largo de una dirección de movimiento principal 40 de los paquetes 2 a través del aparato 1. Del mismo modo, términos relativos, como "arriba" y "abajo", pertenecen a dicho uso configuración y definir relaciones espaciales de componentes a lo largo de una dirección sustancialmente vertical. En la Figura 1, por ejemplo, los paquetes 2 se muestran soportados por (por ejemplo, encima de) la superficie 34 y el recipiente de precalentamiento 210 está dispuesto sobre la superficie 34 en una región superior de la cámara 10. Las cortinas de agua 100 y 200, por ejemplo, se extienden de manera sustancialmente vertical (por ejemplo, sustancialmente perpendicular a la superficie 34) como se muestra en las Figuras 1 y 2. Las cortinas de agua 200 pueden formarse a partir de un líquido que cae bajo la gravedad de un canal a través del cual fluye el líquido. El líquido puede ser agua, pero este no es necesariamente el caso. El tipo de líquido que forma las cortinas de agua 200 o 100 no está particularmente limitado. La cortina de agua 200 puede formarse por el líquido que cae de un recipiente lleno de agua desde el tanque de calor 220 y puede usarse para calentar el paquete 2.
El contenedor de precalentamiento 210 está configurado para suministrar un líquido precalentado a un tanque de calor 220 desde el cual se suministra fluido de calefacción a una o más cortinas de agua caliente 200 dispuestas dentro de la cámara 10. El recipiente de precalentamiento 210 está dispuesto sustancialmente por encima de la superficie 34, que el líquido tal en recipiente de precalentamiento 210 puede, durante el uso, ser precalentado por el calor elevándose dentro de la cámara 10. El calor puede transferirse desde la cámara 10 al precalentamiento del contenedor 210 por conducción. El calor también puede transferirse desde el fondo de la cámara 10 al precalentamiento del contenedor 210 por convección. El recipiente 210 de precalentamiento se puede colocar de manera tal que el paquete 2 esté entre la superficie 34 y el recipiente 210 de precalentamiento. En algunas realizaciones, el recipiente de precalentamiento 210 puede estar dispuesto en la parte superior de la cámara 10 o realizarse como un componente de una parte superior de la cámara 10 para recibir calor de la manera descrita anteriormente. En otras realizaciones más, el recipiente de precalentamiento puede disponerse de una manera diferente o el aparato puede no estar provisto de un recipiente de precalentamiento.
La línea de suministro de agua dulce 90 está configurada para proporcionar el recipiente de precalentamiento 210 con el suministro de agua dulce y se puede controlar, por ejemplo, por medio de una unidad de control 60 (no se muestra) para proporcionar agua dulce para precalentar el recipiente 210 siempre que haya un nivel de líquido dentro del recipiente de precalentamiento 210 está por debajo de un nivel mínimo predeterminado, y para detener el suministro de agua dulce para precalentar el contenedor cuando el nivel de líquido dentro del contenedor 210 de precalentamiento alcanza o supera un nivel máximo predeterminado. El agua precalentada del recipiente 210 de precalentamiento puede proporcionarse luego para calentar el tanque 220 a través de una línea de suministro de agua precalentada. En algunas realizaciones, la línea de suministro de agua dulce 90 está configurada para proporcionar continuamente el recipiente 210 de precalentamiento con suministro de agua dulce, de manera que el agua contenida el recipiente de precalentamiento 210 se precalienta como se describió anteriormente y fluye continuamente hacia el tanque de calor 220 por medio de un canal de rebose. Por ejemplo, la línea de suministro de agua precalentada 212 se puede configurar para recibir el desbordamiento de agua precalentada del recipiente 210 de precalentamiento y para suministrar el agua precalentada para calentar el tanque 220.
El agua caliente del tanque de calor 220 se calienta proporcionando la transferencia de calor principal Tm (por ejemplo, la energía de calentamiento proporcionada por un calentador de agua) al agua contenida en el tanque de calor 220. En una realización típica, el agua en el tanque de calor 220 se calienta a una temperatura de aproximadamente 87 °C usando la transferencia de calor principal T m de aproximadamente 16kW. Se hace notar que algunas realizaciones y/o aplicaciones pueden requerir agua que tiene una temperatura diferente y una entrada diferente correspondiente de la transferencia de calor T m principal. El agua del tanque de calor 220 se proporciona luego a través de las tuberías de suministro de agua caliente 222 a las cortinas de agua caliente 200 por medio de una bomba 226. La bomba 226 y/u otras bombas (por ejemplo, la bomba 150) u otros componentes pueden conectarse y controlarse mediante la unidad de control 60. La unidad de control 60 también puede conectarse a una serie de sensores y otros componentes (por ejemplo, válvulas) para detectar las temperaturas del agua en diferentes ubicaciones y para controlar bombas, válvulas, etc., en consecuencia. La unidad de control 60 puede configurarse además para controlar la potencia suministrada al aparato, por ejemplo, controlar la transferencia de calor T m principal, para controlar la temperatura del agua dentro del sistema. La unidad de control 60 y las conexiones individuales a tales bombas, válvulas, sensores, calentadores, transportadores etc. no se muestran en la Figura 1 para mayor claridad. Se entiende que la unidad de control 60 está conectada a varios de dichos componentes para controlar el funcionamiento del aparato, por ejemplo, controlar una o más bombas (por ejemplo, bombas 226, 150) para que circulen fluido/líquido a ciertas velocidades, apertura/Cierre de válvulas, recepción de señales de sensores, etc.
Además, la bomba 226 y la línea 228 suministran agua a un colector 230 configurado para recibir agua de las cortinas de agua caliente 200 y para recircular el agua recolectada a través de la línea 232 hasta el tanque de calor 220. De esta manera, el agua caliente del tanque de calor 220 puede circular constantemente a través de las cortinas de agua caliente 200 y el colector 230 y volver a calentar el tanque 220 para mantener una temperatura deseada, por ejemplo de aproximadamente 87 °C. La pérdida de calor, por ejemplo, en las cortinas de agua caliente (por ejemplo, incluyendo el agua que se está enfriando con el aire en la cámara 10) y/o en el colector (por ejemplo, incluyendo el calor que se eleva desde la superficie del agua en el colector, la cámara de calentamiento 10), y la pérdida de calor que ocurre en otros lugares en el sistema, puede ser contrarrestada mediante el control de transferencia de calor T m principal. En algunas realizaciones, el tanque de calor 220 incluye una o más unidades de calentamiento configuradas para calentar líquido dentro del tanque de calor 220. Las unidades de calentamiento no están particularmente limitadas y pueden ser de cualquier tipo adecuado para calentar líquido dentro de un recipiente. Las unidades de calefacción pueden ser alimentadas, por ejemplo, por energía eléctrica.
La pérdida de calor originada sustancialmente por el agua caliente que circula en la cámara 10 puede mostrarse esquemáticamente como la transferencia de calor T1 y T2 causada por el aire caliente y/o el vapor que sale de la cámara 10 a través de las aberturas de entrada y/o salida. Además, la pérdida de calor que ocurre en todo el aparato 1, por ejemplo, incluyendo una superficie exterior de la cámara 10 y/o el aparato 1 de calentamiento y de radiación de calor, puede ser representado esquemáticamente como LM, lo que indica un correspondiente calor de la máquina pérdida LM. En la realización mostrada en la Figura 1, una pérdida de calor típica de la máquina LM puede estar en el rango de 7 kW y la pérdida de calor T1 y T2 pueden estar cada uno en el rango de 4.5 kW. Se observa que estos valores se proporcionan meramente con fines ilustrativos y no pretenden ser limitativos. Otros valores y rangos son igualmente aplicables. Además, se señala que necesariamente se producirá cierta pérdida de calor de la máquina L m , incluso si el aparato 1 y/o sus componentes están altamente aislados y/u optimizados en términos de pérdida de calor.
Los diseños conocidos pueden emplear medios para contener el calor en la cámara 10 como se describe anteriormente, para las cortinas ejemplo de plástico, que pueden tener un efecto más bien limitado por las razones ya discutidas. En caso de que es donde tales medios son bastante ineficaz, en base a los valores mencionados anteriormente y rangos, pueden ocurrir y una pérdida de calor de alrededor de 9 kW (por ejemplo T1 + T2) además de la pérdida de calor de la máquina LM, por lo tanto, conducir a desventajas sustanciales en términos de consumo de energía del aparato correspondiente.
Sin embargo, el aparato 1 puede estar provisto de una o más cortinas de separación adicionales, tales como cortinas de silicona (es decir, una pluralidad de láminas de polímero, opcionalmente parcialmente superpuestas; no mostradas), para dividir una sección de la cámara 10 desde el exterior ambiente. Las cortinas de separación también pueden aislar por calor el interior de la cámara 10 del exterior de la cámara 10. Puede haber una diferencia sustancial de temperatura entre el interior de la cámara 10 y el exterior de la cámara 10. Por ejemplo, en una realización, el interior de la cámara 10 se mantiene a una temperatura dentro del rango de alrededor de 75 °Ca unos 100 °C y preferiblemente dentro del rango de alrededor de 87 °C a unos 92 °C. Por otra parte, en una realización, el entorno externo al aparato 1 puede estar a una temperatura inferior a 30°C, opcionalmente menos de 20 °C y opcionalmente unos 10 °C. La temperatura más fría fuera del aparato 1 puede ayudar a preservar el contenido del paquete 2.
En algunas realizaciones, el aparato 1 puede incluir una o más cortinas de separación dentro de la cámara 10 a través de las cuales el paquete 2 puede pasar cuando se transportan dentro y a través de la cámara 10. En otras realizaciones, el aparato 1 puede incluir al menos dos o más cortinas de separación dentro de la cámara 10 tanto en la abertura de entrada y la abertura de salida, proporcionando de este modo capas adicionales de aislamiento.
En el centro de la cámara 10 que se muestra en la Figura 1, se proporcionan una o más cortinas de agua caliente 200 para aplicar líquido de calentamiento líquido a los paquetes 2 para contraer el calor de los paquetes 2. Las cortinas de agua 200 fluyen desde canales de distribución de baja presión. La fuerza impulsora para las cortinas de agua 200 es la gravedad. Esto ayuda a crear una cortina de agua que fluye suavemente 200. Los paquetes 2 se transportan a la cámara 10 sobre la superficie 34. Cuando los paquetes 2 alcanzan las cortinas de agua 200 en la región central de la cámara 10, los paquetes 2 se someten a la aplicación de líquido de calentamiento líquido por las cortinas de agua caliente 200. Esto hace que el material de envoltorio encogible que rodea el producto se contraiga a su alrededor, encogiendo así los paquetes 2. Después de contraer, los paquetes 2 se sacan de la cámara 10.
Como se mencionó anteriormente, en una realización, el contenedor de precalentamiento 210 está por encima de al menos un canal. Una ventaja de esto es que el calor del canal puede ascender hacia el contenedor 210 de precalentamiento para precalentar el líquido en el contenedor 210 de precalentamiento. Por consiguiente, la energía térmica que de lo contrario se desperdiciaría puede recircularse en el sistema. El líquido que fluye a través de los canales para formar las cortinas de agua 12 comprende un fluido de calentamiento de líquido 31. El líquido que forma las cortinas de agua 12 se calienta de manera que las cortinas de agua 12 no causan que se reduzca la temperatura dentro de la cámara 10. En cambio, las cortinas de agua 12 ayudan a mantener la temperatura dentro de la cámara 10.
La realización mostrada en la Figura 1, por lo tanto, está provisto de cortinas de agua fría 100 en las aberturas de entrada y salida. Las cortinas de agua fría 100 forman parte de un circuito de agua fría que está configurado para hacer circular agua que tiene una temperatura sustancialmente más baja que la temperatura dentro de la cámara 10 y/o la temperatura del agua en el circuito de agua caliente. Con respecto a los valores/rangos de ejemplo dados anteriormente, el agua fría que circula en el circuito de agua fría puede mantenerse a una temperatura de aproximadamente 20°C. El tanque de agua fría 140 está configurado para contener un volumen de agua fría destinada a ser suministrada a las cortinas de agua fría 100 mediante una bomba 150 y a través de las líneas de suministro 122. El agua puede ser suministrada al tanque de agua fría 140 por medio de una línea de suministro de agua dulce 90. Las líneas de retorno 132 están configuradas para transportar el agua fría recolectada de las cortinas de agua fría 100 al tanque de agua fría 140. Por lo general, el agua que circula en el circuito de agua fría tiene una temperatura superior a una temperatura ambiente de modo que se puede producir pérdida de calor del agua fría L wc , indicando cualquier pérdida de calor incurrido por disipación de calor desde el sistema de agua fría a la atmósfera ambiente.
Las cortinas de agua fría están dispuestas en las aberturas de entrada y salida de la cámara 10, de modo que las cortinas de agua fría 100 impiden efectivamente que el aire y/o el vapor del interior de la cámara 10 entren en contacto directo con la atmósfera ambiental fuera de la cámara 10. Como se muestra en la Figura 1, el aparato 1 está configurado para recibir paquetes 2, por ejemplo en el tramo superior 34 de una banda transportadora, y para transportar paquetes 2 a través de una cortina de agua fría 100 en una abertura de entrada de la cámara 10, a través de una o más cortinas de agua caliente 200, ya través de otra cortina de agua fría 100 en una abertura de salida de la cámara 10. De esta manera, el aparato 1 puede mover los paquetes 2 a través de la cámara 10 sin que los paquetes 2 entren en contacto con una cortina de plástico (ver arriba) y sin permitir el contacto directo entre aire y/o vapor dentro de la cámara 10 y una atmósfera exterior. Después de salir de la cámara 10, los paquetes 2 pueden sufrir un procesamiento adicional, por ejemplo, secado y/o empaque a granel.
El agua que corre por debajo de las cortinas de agua fría cumple con una forma o contorno de los paquetes 2 de tal manera que se minimiza o se evita la comunicación de fluido entre el aire y/o vapor de agua dentro de la cámara 10 y una atmósfera exterior. Cuando ningún paquete 2 está en contacto con una de las cortinas de agua fría 100 (por ejemplo, dependiendo de la separación entre los paquetes que se mueven a través de la cámara 10), no hay sustancialmente comunicación de fluido entre el aire y/o el vapor dentro de la cámara 10 y una atmósfera exterior debido a las cortinas de agua fría 100 que sellan sustancialmente las aberturas de entrada y salida.
En lugar de disipar a la atmósfera ambiente, una porción del calor de la cámara 10 se mantiene dentro de la cámara 10 debido a la falta de comunicación directa de fluido entre el aire y/o vapor de agua dentro de la cámara 10 y la atmósfera exterior. Además, una parte del calor de la cámara 10 se transfiere (ver T1, T2) al agua que circula en el circuito de agua fría. De esta manera, el aire/vapor se mantiene dentro de la cámara 10 y el calor se disipa en el agua que circula en el circuito de agua fría. De esta manera, el agua que circula en el circuito de agua fría absorbe calor y la temperatura media en el circuito puede aumentar con el tiempo. El consumo global del aparato 1 de acuerdo con la primera realización mostrada en la Figura 1 puede reducirse sustancialmente proporcionando el aparato 1 con cortinas de agua fría 100 como se describe.
La primera realización mostrada en la Figura 1 puede ser provista de cortinas de agua fría 100 dispuestas fuera de la cámara 10. Esto puede implicar ventajas con respecto a la circulación de agua fría, es decir, en que el agua que circula en el circuito de agua fría se puede mantener a una temperatura relativamente más frío y no se calienta en vista de la temperatura relativamente alta del aire y vapor presente dentro de la cámara 10. Esto puede conllevar ventajas sustanciales con respecto al consumo total de energía del aparato 1. Además, disponer cortinas de agua fría fuera de la cámara 10 puede facilitar el reajuste de los aparatos existentes. Sin embargo, otras realizaciones pueden estar provistas de cortinas de agua fría 100 dispuestas dentro de la cámara 10. Esta última disposición de cortinas de agua fría puede conllevar ventajas con respecto al manejo de fluidos más simple dentro del aparato, la compacidad general del aparato, el diseño más simple de los componentes creando las cortinas de agua fría, o las propiedades de sellado mejoradas de las cortinas de agua fría.
La Figura 2 muestra una vista general esquemática de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. Un concepto clave para el funcionamiento del aparato de Es representado esquemáticamente en las Figuras 1 y 2 de manera eficiente es que la temperatura del agua que circula en el circuito de agua caliente se mantiene a una primera temperatura deseada configurada para causar una reducción efectiva del material de empaque y que la temperatura del agua que circula en el circuito de agua fría se mantiene en una segunda temperatura deseada configurada para eliminar o reducir la pérdida de calor de la cámara 10 y del circuito de agua caliente. Una forma de lograr esto en la primera realización mostrada en la Figura 1 es proporcionar al circuito de agua fría un suministro constante de agua fresca y fría.
Generalmente, si la pérdida de calor del circuito de agua caliente es demasiado alta (por ejemplo, la temperatura del circuito de agua caliente se vuelve demasiado baja), la eficacia global del aparato 1 disminuye y/o la contracción pueden ser afectadas negativamente. Si la temperatura del circuito de agua fría es demasiado alta, la pérdida de calor del circuito de agua fría y/o de la cámara 10 puede aumentar, lo que afecta negativamente a la eficiencia del aparato. Por lo tanto, es deseable mantener un diferencial de temperatura controlado entre el agua caliente y el agua fría.
Esto se puede lograr como se ilustra por la segunda realización mostrada en la Figura 2, empleando una bomba de calor 300. En la realización mostrada, la bomba de calor 300 está provista de un primer y segundo intercambiadores de calor 320 y 340, una válvula de expansión 360 y un compresor 350. En general, los intercambiadores de calor 340 y 320 tienen dos conjuntos de puertos de entrada y salida y están configurados para transferir energía térmica de un primer fluido que entra y sale del intercambiador de calor a través del primer conjunto de puertos de entrada/salida a un segundo fluido que entra y sale del intercambiador de calor a través del segundo conjunto de puertos de entrada/salida. El circuito de la bomba de calor que conecta el compresor 350, el primer intercambiador de calor (o evaporador) 340, la válvula de expansión 360 y el segundo intercambiador de calor (o condensador) 320, normalmente funciona con un fluido de trabajo distinto del agua. Sin embargo, se observa que la bomba de calor 300 puede incluir una bomba de calor correspondiente conocida en la técnica y provista de la potencia nominal requerida.
El intercambiador de calor 340 está configurado para recibir agua fría desde el tanque de agua fría 140 a través de una primera línea de entrada 302 y para proporcionar el agua fría al circuito de agua fría 122 a través de una primera línea de salida se suministra 304. El agua fría para el calor la bomba 300 y, en particular, al primer intercambiador de calor 340, mediante la bomba 150. Internamente para calentar la bomba 300, el primer intercambiador de calor 340 recibe y envía el fluido de trabajo desde y hacia el circuito de la bomba de calor, transfiriendo así la energía térmica del frío Circuito de agua al circuito de la bomba de calor. El primer intercambiador de calor 340 recibe el agua fría a una primera temperatura y emite el agua fría a una segunda temperatura más baja que la primera temperatura, la diferencia de temperatura en función del calor transferido desde el agua fría. En un ejemplo, la temperatura del agua fría recibida es de aproximadamente 23.5 °C y la temperatura de la salida de agua fría es de aproximadamente 20 °C.
La unidad de control está configurada para controlar el compresor 350 y la válvula de expansión 360 a fin de regular la bomba de calor 300 y el calor transferido por ella. En el presente ejemplo, el funcionamiento de la bomba de calor 300 requiere una entrada de aproximadamente 7 kW, que corresponde a la transferencia de calor Tm principal inducida en el circuito de agua caliente.
El intercambiador de calor 320 está configurado para recibir agua caliente del tanque de agua caliente 220 y la bomba 226 a través de una segunda línea de entrada 306 y para proporcionar el agua caliente al circuito de agua caliente 222 a través de una segunda línea de salida 308. El agua caliente se suministra al calor la bomba 300 y, en particular, al segundo intercambiador de calor 320, mediante la bomba 226. Internamente para calentar la bomba 300, el segundo intercambiador de calor 320 recibe y envía el fluido de trabajo desde y hacia el circuito de la bomba de calor, transfiriendo así la energía térmica del calor Circuito de la bomba al circuito de agua caliente. El segundo intercambiador de calor 320 recibe el agua caliente a una primera temperatura y saca el agua caliente a una segunda temperatura más alta que la primera temperatura, la diferencia de temperatura depende del calor transferido desde el fluido de trabajo. En el presente ejemplo, la temperatura del agua caliente recibida es de unos 85,5. °Cy la temperatura de salida del agua caliente es de aproximadamente 87 °C.
Como se puede ver en la Figura 2, las transferencias de calor T1 y T2 de la cámara 10 a las cortinas de agua fría 100 se compensan sustancialmente con la transferencia de calor T3 (por medio del primer intercambiador de calor) del agua fría en el circuito de agua fría al fluido de trabajo del calor bomba 300. En el presente ejemplo, la transferencia de calor T 3 es de aproximadamente 9 kW. Además, la potencia suministrada al compresor 350, en el presente ejemplo, aproximadamente 7 kW, se agrega a la energía total transferida, lo que lleva al segundo intercambiador de calor 320 que proporciona al circuito de agua caliente una transferencia de calor total T4 de aproximadamente 16 kW. Además de los beneficios proporcionados por las cortinas de agua fría 100 como se describió anteriormente con respecto a la primera realización mostrada en la Figura 1, el consumo global del aparato 1 de acuerdo con la segunda realización mostrada en la Figura 2 se puede además reduce sustancialmente proporcionando un aparato 1 con una bomba de calor 300 como se describe.
La Figura 3 muestra un diagrama que ilustra temperaturas de funcionamiento y consumos de energía ejemplares de un aparato para la reducción de calor de acuerdo con la primera realización de la presente invención. El diagrama de la Figura 3 muestra valores típicos y rangos de valores para varios parámetros operativos diferentes de un aparato 1 de acuerdo con la presente invención. Los gráficos para los diferentes parámetros muestran valores a lo largo del tiempo, como se indica en el eje horizontal, que describen los valores durante un período de 200 minutos de operación. El eje vertical muestra unidades para litros (vea el lado izquierdo del diagrama) y las unidades para °C y kW (vea el lado derecho del diagrama). Los diferentes parámetros se han medido en base a una configuración de prueba del aparato 1 de acuerdo con la primera realización, la temperatura ambiente para la prueba estaba entre 23 °C y 26 °C.
El circuito de agua fría se caracteriza por el gráfico 380, lo que indica el volumen total en litros (l) de agua fría en el circuito de agua fría, y por el gráfico 383, lo que indica la temperatura en grados Celsius (°C) del agua en el circuito de agua fría. El volumen total en litros (l) de agua caliente en el circuito de agua caliente se indica en el gráfico 384. Como puede verse, el volumen total de agua fría aumenta lentamente, ya que el agua se disipa continuamente del circuito de agua caliente al circuito de agua fría. El vapor presente en la cámara 10 tiende a condensarse en el agua fría de las cortinas de agua fría 100 y, por lo tanto, se agrega al agua en el circuito de agua fría a una velocidad de aproximadamente 10 l/h. La temperatura del agua fría aumenta con el tiempo, ya que el agua en el circuito de agua fría recibe energía térmica que se disipa del aire y vapor presente en la cámara 10 al agua que corre por las cortinas de agua 100. La forma asintótica del gráfico 383 muestra que, con el tiempo, se puede alcanzar un estado de equilibrio, dependiendo, entre otras cosas, de la temperatura del agua caliente, la temperatura del agua fría y la temperatura ambiente. Sin embargo, los valores concretos dependen de una serie de factores adicionales y de la aplicación individual.
Los gráficos 382 y 385, respectivamente, indican la temperatura del aire dentro de la cámara 10 (382), que, después de una fase inicial de calentamiento (por ejemplo, durante un tiempo de hasta aproximadamente 20 minutos desde el inicio del aparato), permanece durante toda la operación a aproximadamente 80 °C, y la temperatura del aire ambiente (385), que está entre 23 °C y 26 °C. Un ligero aumento en la temperatura ambiente puede ser causada por el calor que se disipa de todo el aparato y que calienta el aire circundante. La temperatura de contracción, gráfico 381, se establece a 87 °C constante. Otras aplicaciones pueden requerir una temperatura de contracción diferente de la que se muestra en este ejemplo.
Después de la fase inicial de calentamiento, durante la cual el consumo de energía se incrementa brevemente como para alcanzar la temperatura específica para los diferentes componentes del aparato 1, el consumo de energía (gráfico 386) disminuye de forma constante desde alrededor de 17 kW a aproximadamente 14 kW, mientras que la red la transferencia de calor (gráfico 387) aumenta lentamente de aproximadamente 5 kW a aproximadamente 11 kW. La diferencia entre el consumo de energía 386 y la transferencia de calor neta 387, indicada por el gráfico 388, se desarrolla en consecuencia de aproximadamente 12 kW a aproximadamente 3 kW.
La Figura 4 muestra una vista isométrica de un aparato para la contracción por calor de acuerdo con realizaciones de la presente invención. El aparato 1 como se muestra en la Figura 4 puede corresponder al aparato 1 como se muestra en las Figuras 1 y 2 y, por lo tanto, puede ser un aparato de acuerdo con la primera y la segunda realización. Por lo tanto, la bomba de calor 300 mostrada en la parte superior del aparato 1 de la Figura 4 se muestra utilizando líneas discontinuas, lo que indica que proporcionar el aparato 1 con una bomba de calor es opcional. La Figura 4 sirve para ilustrar una realización de la cortina de agua fría 100 dispuesta fuera de la cámara 10 y para detallar aspectos específicos asociados a la misma.
Como puede verse, cortina de agua fría 100 incluye un depósito superior 120 y un depósito inferior 130. El depósito superior 120 está configurado para contener un volumen de agua fría y es efectivamente parte de la línea de suministro 122 el suministro de agua fría del tanque de agua fría 140 a la cortina de agua fría 100. Como puede verse, el nivel de agua dentro del depósito superior 120 está a ras con un borde exterior del mismo, que está dispuesto por encima de la abertura de entrada (vea la dirección de movimiento principal 40 como se indica en relación con la banda transportadora 30) de la cámara 10, de manera que el exceso de agua fría, que se suministra continuamente al depósito superior 120 mediante la bomba 150, se derrame sobre el borde exterior, hacia abajo, hacia el depósito inferior 130. El agua forma una cortina de agua fría cerrada 100 y fluye a través del tramo superior 34 de la banda transportadora 30, que está configurada para soportar paquetes 2 pero para permitir que el agua pase (por ejemplo, por medio de una estructura de malla, una banda abierta). o textil, etc.). El agua se acumula dentro del depósito inferior 130, que está configurado para contener un volumen de agua y es efectivamente parte de la línea de retorno 132.
El depósito superior 120 tiene un primer extremo 123 y un segundo extremo 124. El primer extremo 123 está próximo a y hace tope con la cámara 10. El primer extremo 123 puede estar más lejos en comunicación de fluido con la línea de suministro 122 ya sea desde dentro de la cámara 10 o fuera de la cámara 10. La línea de suministro 122 no se muestra en la Figura 4. El segundo extremo 124 está dispuesto opuesto al primer extremo 123 del depósito superior 120 (o distal a la cámara 10) y comprende un borde exterior 121. El borde externo 121 es sustancialmente recto y está orientado de manera sustancialmente horizontal, de modo que bajo un suministro sustancialmente continuo de líquido al depósito superior 120, el exceso de líquido fluye sobre el borde exterior 121 en forma de una cortina de líquido sustancialmente continua, hacia y hacia el depósito 130 más bajo.
El depósito inferior 130 también tiene los primeros extremos 133 y segundo 134, estando el primer extremo próximo a la cámara 10, preferiblemente apoyándose en la cámara 10, y estando dispuesto el segundo extremo distal a la cámara 10. El segundo extremo 134 está dispuesto además separado de la cámara 10 en una distancia mayor que el segundo extremo 124 del depósito superior 120 para recoger el líquido que fluye sobre el borde exterior 121 del depósito superior 120.
En algunas realizaciones, los depósitos superior 120 e inferior 130 pueden estar dispuestos parcialmente dentro de la cámara 10, sin que la estructura sea sustancialmente diferente de lo que se muestra en la Figura 4. Una pared lateral de la cámara 10 puede configurarse para proporcionar una abertura para que el líquido dentro de los depósitos superior 120 e inferior 130 fluya desde la parte del depósito respectivo ubicado dentro de la cámara 10 a la parte del depósito respectivo ubicado fuera de la cámara 10, sin proporcionar comunicación de fluido entre un volumen interior dentro de la cámara 10 y una atmósfera ambiental externa a la cámara 10. En otras realizaciones más, los depósitos superior 120 e inferior 130, así como los paneles 110, pueden disponerse completamente dentro de la cámara 10. En tales realizaciones, la cortina de líquido puede formarse dentro de la cámara 10 de una manera correspondiente a lo que se muestra en la Figura 4, por lo tanto, de la misma manera limita la prevención de la comunicación de fluido entre un volumen interno dentro de la cámara 10 y una atmósfera ambiental externa a la cámara 10. La disposición de las cortinas de agua fría fuera de la cámara 10 puede conllevar ventajas en términos de requerimientos de energía, en función de que el líquido se calienta menos en el exterior de la cámara 10, en comparación con dentro de la cámara 10.
Los paneles 110 se configuran generalmente para proporcionar una transición suave para el flujo de líquido desde el depósito superior 120 al depósito inferior 130. En particular, los paneles 110 están configurados para crear un flujo laminar de líquido desde el depósito superior 120 al depósito inferior 130, por lo tanto asegurando que la cortina de líquido se forme como una pared continua de líquido también en las regiones laterales de la misma, adyacentes a los paneles. Para este objetivo, los paneles 110 están configurados para provocar la adhesión del flujo de líquido a los paneles 110.
Un efecto significativo que ilustra la eficiencia de cortinas de agua fría 100 ca n verse a partir de líneas de trazos 102 y 104, así como la línea 106. Las cortinas de agua fría 100 proporcionan una barrera efectiva y prevenir o minimizar la comunicación de fluido entre el interior Volumen de la cámara 10 y del ambiente. Para lograr este efecto, las cortinas de agua fría 100 deberían formar una película de agua sustancialmente continua que cubra las aberturas de entrada y salida de la cámara 10. Esto puede facilitarse proporcionando al depósito superior 122 un borde exterior ajustado para que sea sustancialmente horizontal y suministrando al depósito superior 122 un suministro constante de agua fría.
A medida que el aire y/o vapor temperatura superior trata de escapar de la cámara 10, el fluido empuja contra las cortinas de agua fría, empujando de este modo la cortina de agua hacia fuera desde dentro de la cámara 10. Las líneas 102 y 104, formando un perfil ligeramente arqueado, ilustrar este efecto. Sin embargo, dado que una cortina de agua no posee un módulo de tracción significativo, los paneles laterales 110 pueden proporcionarse en los lados de las aberturas de entrada/salida en un ángulo con respecto a una orientación vertical, de modo que los extremos inferiores de los paneles 110 estén más juntos que extremos superiores de los mismos. Esto puede permitir que la cortina de agua fría 100 se deforme ligeramente hacia afuera sin que la cortina de agua se colapse (por ejemplo, incluyendo ranuras o agujeros). E1 panel 110 está dispuesto preferiblemente en un ángulo de inclinación a de aproximadamente 75 ° a 85 ° con respecto a un plano horizontal sustancialmente paralelo a la superficie activa 34, más preferiblemente a un ángulo de inclinación a de aproximadamente 80 °, de modo que los paneles 110 proporcionan la región en la que se forma la cortina de líquido con una forma configurada en embudo. Los extremos superiores de los paneles 110 están separados un poco más que los extremos inferiores de los paneles 110.
Si las cortinas de agua fría 100 asumen una forma ligeramente convexa durante el funcionamiento del aparato 1, puede indicar un sellado y/o una integración efectivos del volumen interior de la cámara 10 de la atmósfera y, por lo tanto, puede indicar que el aparato 1 funciona. eficientemente. La línea 106 indica dónde fluye el líquido de la cortina de agua fría a través de la superficie activa 34 y entra en el líquido contenido en el depósito 130 más bajo. La superficie activa 34 está configurada para ser lo suficientemente permeable, de modo que el líquido puede fluir fácilmente pero al mismo tiempo hacia el pozo paquetes de soporte 2.
El aparto 1 comprende una unidad de control (no mostrado) configurado para controlar operaciones del aparato 1. En algunas realizaciones la unidad de control está configurada para controlar el suministro de fluido de calentamiento desde el tanque de calor 220 a la cámara 10. La unidad de control puede controlar la bomba 226 con el fin de suministrar adecuadamente el fluido de calentamiento a la cámara 10. T que la unidad de control puede ser proporcionado en una unidad de vivienda que comprende la cámara 10. sin embargo, este no necesita ser necesariamente el caso. En algunas realizaciones la unidad de control puede proporcionarse como una unidad separada de la unidad de alojamiento del aparato 1.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2, el tanque de calor 220 puede estar dispuesto debajo de la superficie 34 de tal manera que la gravedad puede impulsar el movimiento del líquido precalentado desde el recipiente de precalentamiento 210 al tanque de calor 220. Una ventaja de proporcionar el tanque de calor 220 por debajo de la superficie 34 puede incluir que el sistema resultante es simple y permite que el líquido precalentado se transfiera de manera eficiente desde el recipiente de precalentamiento 210 al tanque de calor 220. Este sistema simple no requiere ningún dispositivo adicional que pueda requerir energía adicional para transferir el líquido precalentado al tanque de calor 30. Esto ayuda a reducir el consumo de energía del aparato 1.
Adicionalmente, posicionando el depósito de calor 220 por debajo de la superficie 34, el exceso de fluido de calentamiento dentro de la cámara 10 puede fluir hacia abajo en el depósito de calor 220 por gravedad. Por ejemplo, el fluido de calentamiento que ha sido utilizado por una cortina de agua caliente 200 puede volver al tanque de calor 220 de manera eficiente. Esto ayuda a reducir la cantidad de calor que se pierde del fluido de calefacción entre el tiempo que se utiliza en la cámara 10, por ejemplo, en una cortina de agua 200 y el tiempo que se recibe en el tanque de calor 200.
La tasa de suministro de líquido externo al contenedor de precalentamiento 210 puede estar directamente relacionada con la velocidad a la que precalienta el líquido se suministra desde el recipiente de precalentamiento 210 al tanque de calor 220. De esta manera, el nivel de fluido de calentamiento en el tanque de calor 220 puede mantenerse a un nivel aproximadamente constante.
La superficie 34 puede ser una superficie superior de una banda transportadora 30 configurada para transportar paquetes 2 en y/o fuera de la cámara 10. Por consiguiente, los empaques 2 pueden ser suministrados continuamente a través de la cámara 10 para contracción por calor. El transporte de los paquetes 10 puede ser automatizado.
La superficie 34 puede incluir una estructura de malla, una web/textil abierto, agujeros y/o ser porosa tal que el calentamiento de líquido y de refrigeración de fluido puede pasar a través de la superficie 34. La banda transportadora 30 puede comprender una superficie de malla. Esto permite que el líquido de calentamiento del líquido en exceso vuelva al tanque de calor para que sea recirculado dentro del sistema.
El aparato 1 puede formar parte de un sistema de empaque, que puede incluir un secador (no mostrado) configurado para secar los paquetes 2 que se han reducido de calor por el aparato 1 para los paquetes de contracción por calor 2. El secador puede ser configurado para soplar gas en los paquetes 2 para secar los paquetes 2. El gas puede ser aire, por ejemplo. El gas puede ser calentado. La secadora puede secar los paquetes 2 que tienen líquido de calefacción/refrigeración restante en el aparato 1.
Aunque la invención ha sido descrita en conexión con lo que actualmente se considera que son las realizaciones más prácticas y preferidas, ha de entenderse que la invención no está limitada a las realizaciones divulgadas, sino que por el contrario, se pretende para cubrir diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (1) para contraer paquetes por calor, que comprende:
medios para mover (30) que tienen una superficie activa configurada para recibir uno o más paquetes y para el desplazamiento de los uno o más paquetes a lo largo de un recorrido de accionamiento predeterminado; un circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calefacción configurado para hacer circular un fluido de calefacción;
una unidad (60) de control operativa en el circuito de fluido de calentamiento, la unidad (60) de control está configurada para controlar la circulación del fluido de calentamiento en el circuito de fluido de calefacción; una cámara (10) que tiene una abertura y que está configurada para recibir el uno o más paquetes (2) posicionados en la superficie (34) activa y para la contracción por calor del uno o más paquetes (2) basado en la circulación del fluido de calentamiento en el circuito de fluido de calefacción; y
medios para formar una cortina (110, 120, 130) de líquido dispuesta en la abertura y configurada para definir una cortina (100) de líquido a lo largo de la abertura, separando la cortina (100) de líquido un volumen interior de la cámara (10) de una atmósfera ambiental externa a la cámara (10).
caracterizado porque el aparato comprende además un circuito (100, 122, 132, 140, 150) de líquido refrigerante configurado para hacer circular un líquido refrigerante; en el que
la unidad (60) de control está operativa en el circuito del líquido refrigerante y configurada para controlar la circulación del líquido refrigerante en el circuito del líquido refrigerante; y
la unidad (60) de control está configurada para controlar el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante para suministrar el líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido.
2. Aparato de la reivindicación precedente, en el que los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido comprenden un depósito (120) superior y un depósito (130) inferior; y en el que
los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido están configurados para crear, bajo gravedad, la cortina (100) de líquido en forma de una pared de líquido sustancialmente continua que se extiende entre el depósito (120) superior y el depósito (130) inferior se basa en un suministro sustancialmente continuo de líquido refrigerante del circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante, por lo que la separación del volumen interior de la cámara (10) de la atmósfera ambiente externa a la cámara (10), opcionalmente, en el que la separación del volumen interior de la cámara (10) de la atmósfera ambiente externa a la cámara (10) incluye sustancialmente limitar o prevenir comunicación de fluido a través de la abertura.
3. Aparato de la reivindicación precedente, en el que la unidad (60) de control está configurada para controlar el suministro sustancialmente continuo de líquido refrigerante desde el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido.
4. Aparato de una cualquiera de la dos de las reivindicaciones precedentes, en el que el depósito (120) superior y el depósito inferior están relativamente posicionados uno con respecto al otro de manera que al provocar, bajo el suministro sustancialmente continuo de líquido de enfriamiento desde el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante al depósito (120) superior, el flujo del líquido refrigerante sobre un borde (121) exterior del depósito (120) superior y dentro del depósito (130) inferior, formando así la pared sustancialmente continua de líquido que se extiende entre el depósito (120) superior y el depósito (130) inferior; opcionalmente, en el que el borde (121) exterior del depósito (120) superior se extiende sustancialmente recto y sustancialmente horizontal.
5. Aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que el depósito (120) superior tiene un primer extremo (123) y un segundo extremo (124) y está colocado con relación al aparato (1) de tal manera que el primer extremo del depósito superior se coloca cerca de o dentro de la cámara (10) y de tal manera que el segundo extremo del depósito superior se ubique distal a la cámara (10), estando ubicado el borde (121) exterior del depósito (120) superior en el segundo extremo (124) del depósito superior y, preferiblemente, directamente encima del depósito (130) inferior; opcionalmente, en el que el depósito (130) inferior tiene un primer extremo (133) y un segundo extremo (134) y está posicionado con relación al aparato (10) de tal manera que el primer extremo del depósito inferior está colocado próximo a, o dentro de, la cámara (10) y de tal manera que el segundo extremo del depósito inferior se coloque distal a la cámara (10), ubicándose el segundo extremo del depósito inferior desde la cámara (10) a una distancia mayor que el segundo extremo (124) del depósito (120) superior.
6. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que el depósito (120) superior está configurado para contener un volumen del líquido refrigerante; y/o en el que el depósito (130) inferior está configurado para contener un volumen del líquido refrigerante.
7. Aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido comprenden además por lo menos dos paneles (110) configurados para guiar lateralmente el líquido refrigerante y que se extiende lateralmente a una región en la que la cortina (100) de líquido se forma entre el depósito (120) superior y el depósito (130) inferior; opcionalmente en el que:
- los al menos dos paneles (110) están dispuestos en una configuración en forma de embudo en la que los extremos superiores respectivos de los al menos dos paneles (110) están separados entre sí más que los extremos inferiores respectivos de los al menos dos paneles; opcionalmente, los al menos dos paneles que forman superficies de borde laterales que limitan una extensión lateral de la cortina (100) de líquido; y/o
- cada uno de los al menos dos paneles (110) está dispuesto a un ángulo de inclinación (a) de aproximadamente 75 ° a 85 ° con respecto a un plano horizontal sustancialmente paralelo a la superficie (34) activa, preferiblemente en el que el ángulo de inclinación (a) es de aproximadamente 80°.
8. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el circuito (100, 140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante comprende:
un tanque (140) de líquido refrigerante;
una bomba (150); y
una línea (122) de suministro de líquido refrigerante; en la que
la unidad (60) de control está configurada para controlar la bomba (150) con el fin de provocar suministro controlado del líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido a través de la línea (122) de suministro de líquido refrigerante.
9. Aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido están dispuestos en el exterior de la cámara (10) sustancialmente adyacente a la abertura, o en el que los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido están dispuestos dentro de la cámara (10) sustancialmente adyacente a la abertura.
10. Aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una bomba (300) de calor; en el que la unidad (60) de control está configurada además para controlar la bomba (300) de calor para provocar la transferencia de energía térmica del líquido refrigerante que circula en el circuito (100, 140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante al fluido de calefacción que circula en el circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calefacción; opcionalmente en el que la bomba (300) de calor comprende un circuito (320, 340, 350, 360) de bomba de calor configurado para hacer circular un fluido de trabajo, comprendiendo el circuito de bomba de calor:
- un primer intercambiador (340) de calor;
- un segundo intercambiador (320) de calor;
- una válvula (360) de expansión; y
- un compresor (350); en el que
el primer intercambiador (340) de calor está configurado para transferir calor desde el líquido refrigerante que circula en el circuito (100, 140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante al fluido de trabajo que circula en el circuito de bomba de calor;
el segundo intercambiador (320) de calor está configurado para transferir calor desde el fluido de trabajo que circula en el circuito de la bomba de calor al fluido de calentamiento que circula en el circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calentamiento; y
la unidad de control está configurada para controlar la válvula (360) de expansión y/o el compresor (350) con el fin de provocar la transferencia de energía térmica del líquido refrigerante que circula en el circuito (100, 140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante al fluido de calentamiento que circula en el circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calentamiento a través del fluido de trabajo que circula en el circuito de bomba de calor.
11. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que
los medios para mover (30) comprenden una banda (30) transportadora;
la unidad de control está configurada además para controlar la banda (30) transportadora con el fin de transportar paquetes (2) dentro y/o fuera de la cámara (10); y
la superficie (34) activa incluye una superficie superior de la banda (30) transportadora; opcionalmente, en la que la superficie (34) activa comprende una malla, u orificios, y/o es porosa, de tal manera que el fluido de calentamiento y/o el líquido refrigerante pueden pasar a través de la superficie (34) activa.
12. Aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara (10) tiene además una segunda abertura y está configurada para recibir uno o más paquetes (2) a través de la abertura y para permitir que el uno o más paquetes (2) salgan de la cámara (10) a través de la segunda abertura; y en el que el aparato comprende además:
un segundo medio para formar una cortina (110, 120, 130) de líquido conectado al circuito (100, 140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante, dispuesto en la segunda abertura, y configurado para definir una segunda cortina (100) de líquido a lo largo de la segunda abertura, separando la cortina (100) de líquido y la segunda cortina (100) de líquido el volumen interior de la cámara (10) de la atmósfera ambiente externa a la cámara (10); en el que la unidad (60) de control está configurada para controlar el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante para suministrar el líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido y al segundo medio para formar la segunda cortina (110, 120, 130) de líquidos.
13. Un procedimiento para contraer por calor un paquete, utilizando el aparato (1) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el procedimiento:
proporcionar uno o más paquetes (2) en la superficie (34) activa de los medios para mover (30) definir una cortina (100) de líquido a lo largo de la abertura de la cámara (10) del aparato (1), separando la cortina (100) de líquido un volumen interior de la cámara (10) de una atmósfera ambiente externa a la cámara (10); mover el uno o más paquetes (2) a través de la cortina (100) de líquidos y a través de la abertura en la cámara (10); y
contraer por calor el uno o más paquetes (2) dentro de la cámara (10).
14. Procedimiento de la reivindicación precedente, en el que la etapa de definir una cortina (100) de líquido comprende proporcionar los medios para formar una cortina (110, 120, 130) de líquido con un suministro sustancialmente continuo de un líquido refrigerante a través del circuito (100, 122, 132, 140, 150) de líquido refrigerante configurados para hacer circular el líquido refrigerante, estando dispuestos los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido en la abertura y configurados para definir la cortina (100) de líquido a lo largo de la abertura.
15. Procedimiento de la reivindicación precedente, en el que la etapa de proporcionar los medios para formar una cortina (110, 120, 130) de líquido con un suministro sustancialmente continuo de un líquido refrigerante comprende controlar el circuito (140, 150, 122, 132) de líquido refrigerante para suministrar el líquido refrigerante a los medios para formar la cortina (110, 120, 130) de líquido, y
en el que la etapa de contracción por calor del uno o más paquetes (2) comprende controlar un circuito (200, 220, 222, 228, 230, 232) de fluido de calefacción configurado para hacer circular un fluido de calefacción para provocar la aplicación del fluido de calefacción al uno o más paquetes (2).
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