BRPI0611304A2 - aparelhos úteis para resfriar ou congelar um produto, e para aquecer um produto, e, métodos para resfriar e para aquecer um objeto - Google Patents
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Abstract
APARELHOS úTEIS PARA RESFRIAR OU CONGELAR UM PRODUTO, E PARA AQUECER UM PRODUTO, E, METODOS PARA RESFRIAR E PARA AQUECER UM OBJETO. Aparelho e métodos para resfriar ou aquecer produto, passando-o através de um túnel em que o meio de transferência de calor gasoso, tal como vapor ou fumaça de criogeno, é colidido com o produto e então puxado para fora do produto, de uma maneira que minimiza a interseção com o meio de colisão.
Description
"APARELHOS ÚTEIS PARA RESFRIAR OU CONGELAR UMPRODUTO, E PARA AQUECER UM PRODUTO, E, MÉTODOS PARARESFRIAR E PARA AQUECER UM OBJETO"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a aparelho e métodos pararesfriar ou aquecer produtos tais como produtos alimentícios. A presenteinvenção refere-se, mais particularmente, a aparelho e métodos para estafinalidade, que emprega um criogeno tal como nitrogênio líquido para resfriar(incluindo congelar) ou emprega um meio de transferência de calor gasosoquente, tal como vapor, para aquecer (incluindo cozinhar).
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Muitos dispositivos foram descritos e comercialmenteempregados durante anos, que esfriam ou aquecem produtos pela passagemdo produto a ser esfriado ou aquecido dentro de uma abertura de entrada deum dispositivo, transporte do produto através do interior do dispositivo, ondeé exposto a uma atmosfera fria ou quente, dependendo do objetivo a seralcançado, e recupera o produto esfriado ou aquecido de uma saída doaparelho. Em algumas formas de realização, a atmosfera interna éestabelecida por unidades mecânicas, que esfriam ou aquecem o ar ambientedentro da unidade. Em outras formas de realização, jatos de ar ou vaporesfriado ou aquecido são direcionados ao produto a ser esfriado ou aquecido,na tentativa de aumentar a taxa de transferência de calor do ou para o produto,desse modo reduzindo o tempo que é necessário para se conseguir o desejadograu de esfriamento ou aquecimento do produto.
A literatura inclui exemplos de aparelhos em que o meio detransferência de calor, tal como vapor criogênico ou ar aquecido, é colidido nasuperfície do produto sendo esfriado ou aquecido. Recentes exemplos de talliteratura incluem Patente US No. 6.263.680 e Patente US No. 6.434.950.Entretanto, exemplos tais como estes ainda ressentem-se de uma falta deeficiência na transferência de calor, que pode ser obtida no curso darealização do esfriamento ou aquecimento por colisão do meio detransferência de calor.
Assim, permanece uma necessidade neste campo de aparelhose métodos aperfeiçoados para resfriar e aquecer artigos empregando-setécnicas de colisão.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um aspecto da presente invenção é um aparelho útil pararesfriar um produto, compreendendo
(A) um alojamento compreendendo um túnel alongado, tendouma entrada de produto e um saída de produto, uma correia transportadorapara transportar o produto dentro e através de dito túnel de dita entrada paradita saída, dita correia tendo superfícies superior e inferior e primeira esegunda bordas laterais e, dentro de dito alojamento,
(B) aparelho de injeção de criogeno líquido, para aplicarcriogeno líquido ao produto na superfície superior de dita correia;
(C) um orifício de exaustão, incluindo uma ventoinha deexaustão, através da qual vapor criogênico pode ser retirado de ditoalojamento pela ação de dita ventoinha de exaustão,
(D) estrutura de colisão superior acima de dita correia e umespaço de pressão unitário, que compreende o espaço acima de dita estruturade colisão superior e o espaço do lado de fora da primeira borda lateral de ditacorreia;
(E) espaço de retorno do lado de fora da segunda borda de ditacorreia;
(F) estrutura de colisão superior, compreendendo umapluralidade de canais côncavos abrindo-se em direção à correia e terminandonas bordas de canais alinhadas lado a lado através da direção de deslocamentode dita correia, de modo que, entre cda par de canais adjacentes há um espaçode fluxo tendo um topo, que fica em comunicação fluida com dito espaço depressão, lados que são entre as respectivas extremidade das calhas adjacentese uma fenda de colisão que fica entre as bordas terminais das calhasadjacentes, em que as bordas de calha terminais terminam a uma distânciaacima da superfície da correia, para definir zonas de colisão, localizadas entrea fenda de colisão de um espaço de fluxo e a superfície de correia, através doqual o produto a ser esfriado ou congelado pode passar sobre dita correia;
(G) estrutura de barreira entre dito espaço de pressão e ditoespaço de retorno, que evita fluxo de vapor através dos lados de ditos espaçosde fluxo, que estão mais próximos de dita segunda borda lateral de ditacorreia, para dentro do espaço de retorno e que evita fluxo de vapor atravésdos lados de ditas zonas de colisão, que estão mais próximas de dita segundaborda lateral de dita correia, para dentro do espaço de retorno; e
(H) uma pluralidade de ventoinhas de circulação, localizadasao longo do comprimento do alojamento, que podem puxar vapor criogênicode dito espaço de retorno e impelir o vapor criogênico através de ditasventoinhas para dentro de dito espaço de pressão.
Preferivelmente, o aparelho também compreende estruturacolisão mais baixa, embaixo de dita correia, em cujo caso dito espaço depressão unitário compreende o espaço acima de dita estrutura de colisão, oespaço abaixo de dita estrutura de colisão inferior e o espaço fora da primeiraborda lateral de dita correia, e dita correia é permeável a líquido e vapor. Aestrutura de colisão inferior, quando presente, compreende uma pluralidade decalhas côncavas abrindo-se para a correia e terminando nas bordas das calhas,alinhadas lado a lado através da direção de deslocamento de dita correia, demodo que, entre cada par de calhas adjacentes há um espaço de fluxo tendoum fundo que fica em comunicação fluida com dito espaço de pressão, ladosque ficam entre as respectivas extremidades das calhas adjacentes e umafenda de colisão que fica entre as bordas terminais das calhas adjacentes, emque cada fenda de colisão da estrutura de colisão inferior fica diretamenteabaixo de uma fenda de colisão da estrutura de colisão superior.
Esta forma de realização preferida do aparelho compreendemesmo mais preferivelmente estruturas sob dita correia que podem coletarcriogeno líquido que flui de dita correia e transportá-lo pra o lado a montantede uma ou mais de ditas ventoinhas.
Outro aspecto da presente invenção é um aparelho útil paraaquecer um produto, compreendendo
(A) um alojamento compreendendo um túnel alongado, tendouma entrada de produto e uma saída de produto, uma correia transportadorapara transportar produto dentro e através de dito túnel de dita entrada para ditasaída, dita correia tendo superfícies superior e inferior e primeira e segundabordas laterais e, dentro de dito alojamento,
(B) aparelho de injeção para aplicar meio gasoso quente aoproduto na superfície superior de dita correia;
(C) um orifício de exaustão, incluindo uma ventoinha deexaustão, através da qual meio gasoso pode ser retirado de dito alojamentopela ação de dita ventoinha de exaustão.
(D) estrutura de colisão superior, acima de dita correia, e umespaço de pressão unitário que compreende o espaço acima de dita estruturade colisão superior e o espaço fora da primeira borda lateral de dita correia;
(E) espaço de retorno fora da segunda borda da dita correia;
(F) a estrutura de colisão superior compreendendo umapluralidade de calhas côncavas abrindo-se em direção à correia e terminandonas bordas de calha alinhadas lado a lado através da direção de deslocamentode dita correia, de modo que, entre cada par de calhas adjacentes, há umespaço de fluxo tendo um topo que fica em comunicação fluida com ditoespaço de pressão, lados que ficam entre as respectivas extremidades decalhas adjacentes e uma fenda de colisão que fica entre as bordas terminais decalhas adjacentes, em que as bordas de calha terminais terminam a umadistância acima da superfície de correia, para definir zonas de colisão,localizadas entre a fenda de colisão de um espaço de fluxo e a superfície decorreia, através das quais o produto a ser aquecido pode passar sobre ditacorreia;
(G) estrutura de barreira entre dito espaço de pressão e ditoespaço de retorno, que evita fluxo de meio gasoso através dos lados de ditosespaços de fluxo que ficam mais próximos a dita segunda borda lateral de ditacorreia, para dentro do espaço de retorno e que evita fluxo de meio gasosoatravés dos lados de ditas zonas de colisão, que ficam mais próximas a ditasegunda borda lateral de dita correia para dentro do espaço de retorno; e
(H) uma pluralidade de ventoinhas de circulação localizadasao longo do comprimento do alojamento, que podem puxar meio gasoso dedito espaço de retorno e impelir o meio gasoso através de ditas ventoinhaspara dentro de dito espaço de pressão.
Preferivelmente, o aparelho também compreende estrutura decolisão inferior embaixo de dita correia, em cujo caso dito espaço de pressãounitário compreende o espaço acima de dita estrutura de colisão superior, oespaço abaixo de dita estrutura de colisão inferior e o espaço fora da primeiraborda lateral de dita correia, e dita correia é permeável a líquido e vapor. Aestrutura de colisão inferior, quando presente, compreende uma pluralidade decalhas côncavas abrindo-se em direção à correia e terminando nas bordas decalha alinhadas lado a lado através da direção de deslocamento de ditacorreia, de modo que, entre cada par de calhas adjacentes, há um espaço defluxo tendo um fundo que fica em comunicação fluida com dito espaço depressão, lados que ficam entre as respectivas extremidades de calhasadjacentes e uma fenda de colisão que fica entre as bordas terminais de calhasadjacentes, em que cada fenda de colisão da estrutura de colisão inferior ficadiretamente abaixo de uma fenda de colisão da estrutura de colisão superior.Outro aspecto da presente invenção é um método para resfriarum objeto, compreendendo passar o objeto através de um alojamento de umacorreia e, enquanto o artigo está passando através do alojamento,
(A) pulverizar criogeno líquido sobre o objeto, por meio doque forma-se vapor criogênico;
(B) colidir o vapor criogênico sobre o objeto por umapluralidade de fendas de colisão, situadas entre calhas côncavas, que se abremem direção ao objeto e então puxar o vapor criogênico colidido do objeto paradentro das calhas, enquanto minimizando o fluxo do vapor criogênicocolidido para longe de ditas bordas de dita correia, sem passá-lo para dentrode ditas calhas; e
(C) recircular o vapor criogênico de ditas calhas para e atravésde ditas fendas de colisão uma pluralidade de vezes, antes de retirar dito vaporcriogênico de dito alojamento.
Outro aspecto da presente invenção é um método para aquecerum objeto, compreendendo passar o objeto através de um alojamento de umacorreia e, enquanto o artigo estiver passando através do alojamento,
(A) pulverizar meio gasoso sobre o objeto;
(B) colidir o meio gasoso sobre o objeto por uma pluralidadede fendas de colisão, situadas entre as calhas côncavas, que se abrem emdireção ao objeto e então puxar o meio gasoso colidido do objeto para dentrodas calhas, enquanto minimizando o fluxo do meio gasoso impingido paralonge das bordas laterais de dita correia, sem passar dentro de ditas calhas; e
(C) recircular o meio gasoso de ditas calhas para e através deditas fendas de colisão uma pluralidade de vezes antes de retirar dito meiogasoso de dito recinto.
Como aqui usado, "resfriar" alguma coisa às vezes significaretirar calor dela. Assim, "resfriar" inclui diminuir a temperatura de umproduto e também inclui retirar calor de um produto mesmo quando atemperatura do produto permanece imutada, tal como ocorre nocongelamento.
Como aqui usado, "aquecer" alguma coisa significa adicionarcalor nela. Assim, "aquecer" inclui elevar a temperatura de um produto etambém inclui adicionar calor a um produto, mesmo quando a temperatura doproduto permanece imutada, tal como pode ocorrer no cozimento de umproduto, ou na evaporação de um líquido de um produto ou na evaporação deum produto que é um líquido.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista em perspectiva do exterior de umaparelho de acordo com a presente invenção.
A Figura 2 é uma vista em seção transversal do aparelho deacordo com a presente invenção, tomada ao longo da linha 2' -T da Figura 1.
A Figura 3 é uma vista em perspectiva detalhada de uma parteda vista da Figura 2.
A Figura 4 é uma vista em seção transversal do aparelho deacordo com a presente invenção, tomada ao longo da linha 4' - 4' da Figura 1.
A Figura 5 é uma vista em perspectiva detalhada de uma partedo aparelho da presente invenção, porém com alguma estrutura removida.
A Figura 6 é uma vista em perspectiva detalhada da Figura 5,porém com estrutura adicional presente.
A Figura 7 é uma vista em seção transversal de uma forma derealização alternativa do aparelho de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A invenção é preferivelmente realizada usando-se aparelhotendo uma configuração física geral mostrada na Figura 1. Como visto naFigura 1, o alojamento 1 inclui topo 2, lados 3 e extremidades 7. Oalojamento pode ser construído de modo que um ou ambos os lados possamser removidos ou possam ser oscilados para cima em articulaçõesadequadamente colocadas, para fornecer acesso ao interior para limpeza emanutenção.
Uma correia contínua 4 de projeto convencional passa daentrada 5 através do alojamento e emerge na saída 6. As extremidades opostasda correia 4 podem ser alinhadas com a entrada 5 e saída 6, ou podemprojetar-se para fora do alojamento na entrada 5, saída 6, ou ambas, comodesejado pelo operador, para facilitar a carga e descarga do produto sobre e dacorreia. A correia 4 é feita de qualquer material que possa resistir atemperaturas a que é exposta dentro do alojamento 1 e que possa suportartendo o meio de transferência de calor (p. ex., um material muito frio, talcomo nitrogênio líquido para aplicações de esfriamento, u um material quentetal como vapor em diversas centenas de graus Celsius, dependendo de se oaparelho é construído para fornecer esfriamento ou aquecimento) aplicadodiretamente sobre o material de correia. Pelo menos naquelas formas derealização em que o meio de transferência de calor é colidido contra a correiapor cima e por baixo da superfície de correia, a correia 4 deve ser construídade modo que líquido e vapor possam passar através dela. Um exemplo bemconhecido de tal material de correia compreende laços interligados de malhametálica. Outros exemplos são convencionais e bem conhecidos neste campo.
A Figura 2 mostra, em vista em seção transversal, um aparelhorepresentativo com que a presente invenção pode ser praticada. Injetores 11são situados próximo de uma extremidade do alojamento. Os injetores 11pulverizam meio de transferência de calor em direção à superfície superior dacorreia 4 e sobre o produto que está sendo transportado através do alojamentoda correia 4. Quando a função do aparelho é resfriar o produto, o meio detransferência de calor aplicado pelos injetores 11 é preferivelmente criogenolíquido. Por "criogeno" pretendemos significar qualquer composto oucomposição que se vaporize (em uma pressão de 1 atmosfera) a -50 0F (-460C). Quando a função do aparelho é aquecer produto, o meio de transferênciade calor é preferivelmente um gás, tal como vapor, que fica em umatemperatura de 100 a 300 0C. A forma de realização mostrada na Figura 2 étipicamente usada para aplicar nitrogênio líquido para resfriar produtos. Osinjetores 11 podem, em vez disso, ser dispostos ao longo da maior parte docomprimento do túnel. Na realidade, dióxido de carbono líquido pode serempregado como o meio de transferência de calor nas aplicações deesfriamento e é preferivelmente aplicado pelos injetores 11 dispostos ao longoda maior parte do comprimento do túnel. Os injetores 11 são supridos commeio de transferência de calor através das linhas 12 pela fonte 13 fora doalojamento 1. Para aplicações de esfriamento, a fonte 13 é tipicamente umtanque isolado, que contém o criogeno líquido. Para aplicações deaquecimento, a fonte 13 pode ser um gerador de vapor.
O interior do alojamento 1 também contém uma zona em que ésituada uma pluralidade de calhas côncavas 20. Na forma de realizaçãopreferida, como mostrado na Figura 2, a pluralidade de calhas côncavas sãoprovidas tanto acima da correia 4 como abaixo da correia 4. Em outras formasde realização, é possível realizar a invenção empregando-se somente calhassituadas acima da correia 4. O trajeto de retorno da correia inclui a parte 4'.
Próximo da extremidade do alojamento, mais afastada dosinjetores 11, há o orifício de exaustão, que inclui uma ventoinha de exaustão,um duto que contém um amortecedor ajustável, pelo qual a quantidade demeio de transferência de calor gasoso que deixa o alojamento pode serajustada, e meio de controle apropriado (descrito abaixo) para ajustar aquantidade de meio de transferência de calor gasoso, que é retirado doalojamento pelo ajuste da velocidade da ventoinha de exaustão, pela posiçãodo amortecedor, ou ambos, a fim de conseguir-se a desejada quantidade deesfriamento ou aquecimento.Para aplicações de resfriamento, prefere-se fornecer panelas 15para coletar criogeno líquido, que são situadas embaixo da correia 4, parafacilitar a coleta de criogeno líquido aplicado pelos injetores 11, que não sevaporizam no contato com a correia 4 e com os produtos da correia 4. Estaspanelas são descritas mais totalmente abaixo com respeito à Figura 3.
A Figura 2 também representa uma pluralidade de ventoinhasde circulação 40, que são também providas dentro do alojamento. Estasventoinhas e sua função são descritas mais totalmente abaixo. As pás 140 sãopreferivelmente situadas entre ventoinhas adjacentes. Como melhor visto nasFiguras 4 e 7, cada pá 140 estende-se para dentro do interior do túnel. Maispreferivelmente, cada pá 140 é articuladamente fixada ao lado do alojamento,de modo que cada pá pode ser posicionada para ficar perpendicular ao lado doalojamento ou para ficar posicionada para formar um ângulo àqueleperpendicular, de modo que a pá estende-se para a direção ao fluxo decorrente deixando uma das ventoinhas adjacentes e afastando-se do fluxodeixando a outra ventoinha adjacente.
As ventoinhas de exaustão externas 10, mostradas na Figura 2,são preferivelmente providas para retirar meio de transferência de calorgasoso que, de outro modo, escaparia pra dentro das áreas externas aoaparelho. Esta capacidade é especialmente útil quando ao aparelho é situadoem um alojamento dentro de um prédio, porque o meio de transferência decalor (tal como vapor ou fumaça de criogeno frio), que escapou do aparelho,possa ser desconfortável para pessoas trabalhando nas vizinhanças doaparelho e pode requerer condicionamento excessivo da atmosfera ambientepara compensar o efeito do meio que escapou na temperatura do ar doalojamento. As linhas em seta das unidades 10 indicam tubulação quetransporta o meio de transferência de calor gasoso, usualmente combinadocom ar ambiente, para onde é ventilado para longe do aparelho e, preferivelmente, para fora do prédio.No modo preferido de operar, a correia 4 move-se em umadireção de modo que o produto penetra no alojamento 11 na entrada 5 e deixao alojamento 1 na saída 6, de modo que o produto move-se através doalojamento 1 em uma direção que é contracorrente à direção do fluxo de meiode transferência de calor gasoso a partir de seu ponto de introdução nosinjetores 11 para o orifício de exaustão 8. Entretanto, se desejado, umoperador pode operar a correia, de modo que o produto mova-se em umadireção concorrente com a direção em que o meio de transferência de calorgasoso flui para dentro do alojamento 1.
A Figura 3 fornece mais ilustração da zona dentro doalojamento, em que o meio de transferência de calor é injetado. Como podeser visto, uma pluralidade de injetores 11 são preferivelmente dispostosatravés da largura da correia 4, a fim de assegurar que o meio de transferênciade calor contate todo o produto sobre a correia 4, que está passando através doalojamento 1. Em operações em que criogeno líquido é aplicado pelosinjetores 11, panelas 15, como vistas mais detalhadamente na Figura 3, sãolocalizadas embaixo da correia 4, de modo que criogeno líquido, aplicadopelos bicos 11, que não se vaporizam, pode ser coletado dentro das panelas15. As panelas 15 preferivelmente permitem que o criogeno líquido flua parafora por debaixo da correia 4, para dentro do espaço de retorno 44 (que é vistona Figura 4), que é situado a montante das ventoinhas de circulação 40. Maispreferivelmente, as panelas 15 são conectadas a um conduto associado,através do qual o criogeno líquido pode fluir livremente da panela 15diretamente para dentro do lado a montante de uma ventoinha de circulação40. O líquido vaporiza-se quando ele passa através da ventoinha. Destamaneira, a capacidade de esfriamento do criogeno líquido é usada com maiorvantagem no fornecimento de esfriamento e congelamento mais eficientes dosprodutos.
A Figura 4 é uma vista em seção transversal do aparelho dapresente invenção, olhando-se ao longo do comprimento da correia 4. Naforma de realização mostrada na Figura 4, a estrutura de colisão superior 17 ésituada acima da correia 4 e a estrutura de colisão inferior 18 é situadaembaixo da correia 4. O espaço 50 entre as estruturas de colisão 17 e 18, emuma borda lateral da correia 4, é preferivelmente fechado por um elementoestrutural, tal como uma tira de metal, desse modo retardando ou evitando quevapor penetre no espaço acima da superfície superior da correia, em umadireção através da superfície de correia e através do produto sobre a correia.
Em uma forma de realização alternativa, o espaço 50 pode serocupado por um elemento estrutural, que parcialmente retarda o fluxo de meiode transferência de calor gasoso em tal direção, porém permite uma pequenaquantidade de fluxo naquela direção. Tal elemento estrutural pode ser umatira de metal, que contém perfurações através dela.
O espaço de pressão 42 compreende o espaço 41 acima daestrutura de colisão superior 17, o espaço 43 abaixo da estrutura de colisãoinferior 18 e o espaço 45 fora de uma borda lateral de correia 4.Preferivelmente, o espaço de pressão 42 é unitário, pelo que pretendemossignificar que os espaços 41, 43 e 45 são abertos entre si, sem qualquerbarreira ou orifício impedindo o fluxo de meio de transferência de calorgasoso para e dos espaços 41, 43 e 45, e pelo que pretendemos aindasignificar que não há estrutura tal como placas divisoras, defletores ou outrasestrutura física impedindo o fluxo de meio de transferência de calor gasosodentro do espaço 41, acima da estrutura de colisão superior em uma direçãoparalela ao trajeto de deslocamento da correia 4.
A Figura 4 também mostra uma ventoinha de circulação 40 eespaço de retorno 44 a montante da ventoinha de circulação 40. O espaço deretorno 44 é separado do espaço de pressão 42 pela estrutura, incluindo asbarreiras referidas pelos numerais 30, 31 e 32 na Figura 4, estrutura estásendo descrita e ilustrada ainda aqui com respeito à Figura 6. A ventoinha decirculação 40 e as outras ventoinhas 40, situadas ao longo do comprimento doalojamento 1, como mostrado na Figura 2, puxam meio de transferência decalor gasoso (p. ex., vapor ou fumaça de criogeno) para dentro do espaço deretorno 44, da maneira e ao longo do trajeto descritos aqui abaixo, e elasimpelem o meio de transferência de calor gasoso do espaço de retorno 44 paradentro do espaço de pressão 42, de modo que ele possa ser recirculado para eatravés das estruturas de colisão, em direção à correia 4. Os eixos geométricosde circulação 40 são preferivelmente horizontais, porém podem ser inclinadosà horizontal. As pás 140 (uma das quais é mostrada na Figura 4) ajudam adirigir fluxo de meio de transferência de calor gasoso para dentro do espaço43, dentro das regiões relativamente distintas, definidas pelas pás, de modoque uma corrente saindo de cada ventoinha para dentro do espaço 43 não éinterferida pelas correntes das ventoinhas adjacentes ou pelo fluxo total demeio de transferência de calor gasoso prosseguindo geralmente dos bicos deinjeção 11 para a exaustão 8.
Em outra forma de realização alternativa da invenção, ilustradana Figura 7, a estrutura de colisão superior 17 está presente, porém nenhumaestrutura de colisão inferior está presente. Isto é, não estão presente calhascôncavas 20 embaixo da correia 4. Uma placa sólida 60 é provida embaixo dacorreia 4. A placa 60 estende-se ao longo do comprimento e largura da correia4 e define o espaço 54 embaixo da correia 4. O espaço 54 é também definidopela placa lateral 52, que fecha o espaço 54 contra a entrada de meio detransferência de calor gasoso diretamente do espaço de espaço de pressão 45.A placa 60 estende-se para a estrutura de barreira 31. Aberturas são providasna estrutura de barreira 31, tais como as aberturas dentro dela, que sãomostradas na Figura 6. Nesta forma de realização, a correia 4 pode serapoiada em uma placa porosa (não mostrada separadamente).
As estruturas de colisão, úteis nesta invenção, são descritascom maiores detalhes com referência às Figuras 5 e 6. A Figura 5 ilustra umarepresentação consideravelmente alargada das estruturas de colisão. A Figura5 ilustra menos componentes da estrutura completa do aparelho, de modo queos componentes ilustrados podem ser vistos melhor. A Figura 5 mostra duascalhas côncavas adjacentes 20 acima da correia 4 e mais duas calhas côncavasembaixo da correia 4. Na operação real, cada uma destas calhas côncavas 20seria mais longa e a correia 4 seria mais larga. Além disso, na operação real,pares adjacentes de calhas côncavas 20 provavelmente ficariam maispróximos entre si, porém eles são mostrados na Figura 5 a uma distânciamaior entre si, para facilitar a descrição de seus vários aspectos.
Cada uma das calhas côncavas 20 estende-se transversalmenteatravés da direção de deslocamento da correia 4 e, preferivelmente,perpendicular àquela direção de deslocamento. As calhas côncavas podem terum formato semelhante àquele mostrado nas Figuras 2 e 4 que, em seçãotransversal, parece-se com um V ou V invertido. Entretanto, as calhascôncavas pode ter outros formatos, tais como um formato que, em seçãotransversal, parece-se com um U ou U invertido, que define e parcialmenteenvolve um espaço. Com respeito à terminologia, um item é "côncavo" seuma linha reta puder ser riscada que intersecte uma superfície do item em doispontos, sem passar através do item, e o "interior" do item côncavo é o espaçoatravés do qual qualquer linha passa. O item côncavo "abre-se em direção à"estrutura a que uma linha reta pode ser riscada da superfície que contata o"interior", sem passar através do item côncavo.
Cada calha côncava 20 compreende bordas terminais 21. Nasduas calhas 20, ilustradas na Figura 5, que são acima da correia 4, as bordasterminais 21 são ao longo do fundo das calhas 20, enquanto que nas duascalhas 20, que são embaixo da correia 4, suas bordas terminais são na bordasuperior de cada uma dessas calhas 20. Como pode ser vito, os cantos dasduas calhas 20, que ficam acima da correia 4 na Figura 5, são tambémidentificados por letras. Assim, as bordas terminais de uma das calhas 20 sãorespectivamente segmentos AD e CF. Igualmente, as bordas terminais daoutra calha côncava 20, que fica acima da correia 4, compreende ossegmentos GJ e IL. As bordas terminais das calhas 20, que ficam embaixo dacorreia 4, ficam em posições análogas, porém na extensão superior daquelascalhas, a fim de ficarem adjacentes à correia 4.
Entre cada par de calhas côncavas adjacentes 20, tais como asduas calhas côncavas ilustradas na Figura 5 acima da correia 4, um espaço defluxo 22 é definido entre eles. Com referência aos cantos com letras da Figura5, o espaço de fluxo entre as duas calhas côncavas 20 é o espaço cujo topo é aabertura limitada pelos cantos BEKH, cujos lados são limitados pelos cantosBCGH e EFJK e cuja fundo forma uma fenda de colisão limitada pelos cantosCGJF. A zona de colisão 26 é ilustrada com linhas tracejadas e é o espaçodiretamente abaixo da fenda de colisão CGJF e acima da superfície de topo dacorreia 4.
As extremidades das calhas côncavas 20 são definidas peloscantos ABC e cantos DEF para uma das calhas acima da correia 4, ilustradana Figura 5 e por cantos GHI e cantos JKL das outras daquelas calhas 20.
Os espaços de fluxo entre as calhas côncavas adjacentes 20,que ficam embaixo da correia 4, as extremidades dos respectivos paresadjacente das calhas côncavas 20 embaixo da correia 4 e as fendas de colisãoembaixo da correia 4 são definidos da mesma maneira que aqui exposto paraas calha côncavas ilustradas na Figura 5, que ficam acima da correia 4.
A Figura 6 representa o aparelho totalmente montado, a fim deoperar da maneira aperfeiçoada mais eficiente da presente invenção. Aestrutura 30, que pode ser um pedaço de metal laminado adequadamentedimensionado, é fixada às calhas côncavas 20 em uma extremidade de cadacalha, de modo que um lado do espaço de fluxo (tal como o lado limitadopelos cantos BCGH na Figura 5), bem como o espaço 41 acima do topodaquele espaço de fluxo, são selados, de modo que o meio de transferência decalor gasoso não pode fluir através daquele lado do espaço de fluxo paradentro do espaço 44. Em razão de a estrutura 30, o meio de transferência decalor gasoso que penetra no espaço de fluxo 22 não pode passar para foraatravés daquele lado, mas devem, em vez disso, passar para baixo através dafenda de colisão 25 (definida, por exemplo, pelos cantos CFJG na Figura 5) epara dentro da zona de colisão 26.
A Figura 6 também mostra a estrutura 32, que fecha o lado dazona de colisão 26, que se alinha com o lado do espaço de fluxo 22, que éfechado pela estrutura 30. A estrutura 32 evita que o meio de transferência decalor gasoso, que passou para dentro da zona de colisão 26, deixe a zona decolisão 26 para fora da borda lateral da correia 4, para dentro do espaço deretorno 44, em uma direção transversal à direção de movimento do produto aolongo da correia 4. Em vez disso, a estrutura 32 exige que o meio detransferência de calor gasoso, que passou para dentro da zona de colisão 26 ecolidiu no produto sobre a correia 4, passe sob as bordas terminais das calhascôncavas 20, na direção mostrada pelas setas curvas da Figura 5. O meio detransferência de calor gasoso assim flui ao longo da direção de movimentodos produtos sobre a correia 4, passando para dentro dos espaços côncavosque são definidos pelas calhas 20. Como pode ser visto na Figura 6, quando asestruturas barreira 30 e 32 estão em posição, as extremidades das própriascalhas côncavas são abertas, de modo que o meio de transferência de calorgasoso, tendo penetrado no espaço côncavo dentro de cada calha 20, podefluir para fora através da extremidade da calha, para dentro do espaço 44. Aparte da extremidade da calha que está aberta pode ser igual à inteiraextremidade que é definida na Figura 5 pelos cantos ABC, ou estrutura 32,pode se um tanto mais larga, de modo que os espaços abertos nasextremidades das calhas são de menor tamanho, tais como são definidos peloscantos AB'C' e HGT da Figura 6.
Quando a invenção é praticada com as formas de realizaçãoque incluem estrutura mais baixa de colisão 18, a estrutura 31 deve tambémser provida, que evita que o fluxo do meio de transferência de calor gasosopara dentro do espaço de retorno 44, a partir dos espaços de fluxo que estãoentre as calhas 20, que estão embaixo da correia 4, e que evitam o fluxo domeio de transferência de calor gasoso do espaço de pressão 43 para fora dasextremidades das calhas 20, para dentro do espaço de retorno 44.
A função que é fornecida pelas estruturas de barreira 30, 31 e32 pode ser provida por diversos pedaços de metal ou por um único pedaço,que seja adequadamente dimensionado para encaixar, como necessário,naquele lado das estruturas de colisão.
Em operação do aparelho para resfriar um produto, criogenolíquido é injetado através dos injetores 11 em direção à superfície superior dacorreia 4 e o produto sobre ela. Com as ventoinhas de circulação 40 e meio deexaustão 8 operando, o vapor criogênico, que é formado por vaporização docriogeno líquido injetado, flui para dentro do espaço de retorno 44, atravésdas aberturas da estrutura de barreira 30 e é puxado para a entrada de uma oumais das ventoinhas de circulação 40. O criogeno líquido, que não se vaporizaao contato com a correia ou com o produto sobre a correia 4, flui através dacorreia 4 para dentro de panelas 15, de onde ele flui para a entrada de uma oumais das ventoinhas de circulação 40 e é vaporizado quando passa atravésdaquela ventoinha.
Em operação real do aparelho para aquecer um produto, omeio gasoso quente, tal como vapor, é injetado através dos injetores 11 emdireção à superfície superior da correia 4 e produto sobre ela. Com asventoinha de circulação 409 e meio de exaustão 8 operando, o vapor flui paradentro do espaço de retorno 44, através das aberturas da estrutura de barreira30 e é puxado para a entrada de uma ou mais das ventoinhas de circulação 40.
O vapor criogênico ou meio de transferência de calor quente,de acordo com o caso, então prossegue através de um trajeto da saída dasventoinhas de circulação 40 para dentro do espaço de pressão 43. Uma partedo meio de transferência de calor gasoso flui do espaço de pressão 43 paradentro e através do espaço de pressão 45 para dentro do espaço de pressão 41e para dentro dos espaços de fluxo da estrutura de colisão superior 17, ondeele segue o trajeto indicado pelas setas da Figura 5 para dentro dos espaçoscôncavos, que são definidos pelas calhas côncavas 20, que estão acima dacorreia 4. Parte deste meio de transferência de calor gasoso pode, em vezdisso, fluir através da correia 4, em seguida para dentro dos espaços côncavosdefinidos pelas calhas côncavas, que são localizadas embaixo da correia 4.
Outra parte do meio de transferência de calor gasoso flui do espaço de pressão43 para cima para o fundo da estrutura de colisão inferior 18 e através dosespaço de fluxo e fendas de colisão da estrutura de colisão 18 e em direção àsuperfície inferior da correia 4 e então para dentro dos espaços côncavos quesão definidos pelas calhas côncavas, que são localizadas embaixo da correia4. Parte deste meio de transferência de calor gasoso pode, em vez disso,passar através da correia 4 e penetrar nos espaços côncavos que estão acimada correia 4.
O meio de transferência de calor gasoso, que passou paradentro dos espaços côncavos acima e abaixo da correia 4, então passa parafora das extremidades das calhas côncavas, através das aberturas dasestruturas barreira 30 e 31, para dentro do espaço de retorno 44 e então paraas entradas das ventoinhas de circulação 40, que impulsionam o meio detransferência de calor gasoso através das ventoinhas para dentro do espaço depressão 43, novamente.
Sob a influência das ventoinhas de circulação 40, o meio detransferência de calor gasoso repetidamente segue este trajeto à medida queele prossegue ao longo da correia, sob a influência da ventoinha de exaustãodo meio de exaustão 8. Isto é, o meio de transferência de calor gasosorecircula e recolide na correia 4 muitas vezes à medida que ele passa ao longodo comprimento da correia 4.
Quando as ventoinhas estão operando na forma de realizaçãomostrada na Figura 7, o meio de transferência de calor gasoso circula em umtrajeto da saída das ventoinhas de circulação 40 para dentro e através dosespaços espaço de pressão 43 e 45, para dentro do espaço de pressão 41, emseguida para baixo através da estrutura de colisão superior 17 e das fendas decolisão nela, em direção à superfície superior da correia 4. Uma parte do meiode transferência de calor gasoso flui da maneira mostrada na Figura 5, isto é,para dentro dos espaços côncavos acima da correia, que são definidos pelascalhas 20, em seguida para fora das extremidades dos espaços côncavos paradentro do espaço de retorno 44. Outra parte do meio de transferência de calorgasoso que colidiu contra a superfície superior da correia 4, passa através dacorreia 4 para dentro do espaço 54 e então através das aberturas da estruturade barreira 31, para dentro do espaço de retorno 44. O meio de transferênciade calor gasoso que penetra no espaço 44 por um ou outro dos trajetosindicados, é então puxado para a entrada de ventoinhas de circulação 40 e éimpelido através daquelas ventoinhas.
Os trajetos que o meio de transferência de calor gasoso seguenas formas de realização da presente invenção fornecem esfriamento ouaquecimento de uma maneira que é superior em termos da quantidade detransferência de calor obtida pelo produto por quantidade de meio detransferência de calor empregada e em termos da quantidade de esfriamentoou aquecimento obtida em uma dada extensão do túnel. Um fatorsignificativo, contribuindo para esta superioridade, é o fato de que o meio detransferência de calor gasoso, que colidiu no produto sobre a correia 4, ésignificativa ou completamente evitado pelas estruturas barreira 30, 31 e 32de ser puxado para escoar ao longo de um trajeto em direção das bordaslaterais da correia. O meio de transferência de calor gasoso fluindo ao longode tal trajeto intersectar-se-ia com outro meio de transferência de calor gasosocolidindo contra o produto sobre a correia, e desviaria o meio de transferênciade calor gasoso colidindo de seu desejado trajeto, diretamente para o produto.Tal desvio reduziria a velocidade da corrente de colisão contra o produto e,desse modo, reduziria a eficácia da colisão na realização de transferência decalor mais eficiente.
Além disso, nas aplicações de esfriamento, o vapor criogênico,tendo colidido sobre o produto, teria removido algum calor do produto e seria,assim, mais quente do que o vapor apenas emergindo das fendas de colisãoem direção ao produto, de modo que a intersecção dos fluxos transverso e decolisão de vapor elevaria a temperatura do fluxo de colisão e, desse modo,reduziria sua capacidade de realizar transferência de calor do produto, mesmoantes de ter sido alcançado a superfície do produto. De preferência, de acordocom a presente invenção, o vapor que colidiu na superfície do produto é maisfrio e tendo colidido é puxado para dentro dos espaços côncavos antes de serpuxado para fora das extremidades das calhas côncavas. O vapor puxado paralonge de tal maneira não interfere com o vetor de velocidade de outro vaporcolidindo, desse modo aumentando a transferência de calor do produto para ovapor colidindo, e não eleva a temperatura do vapor colidindo por misturacom ele.
Similarmente, em aplicações de aquecimento, o meio detransferência de calor quente (tal como vapor), tendo colidido no produto,teria adicionado algum calor ao produto e seria assim mais frio do que, p. ex.,vapor apenas emergindo das fendas de colisão em direção ao produto, demodo que a interseção dos fluxos transversal e de colisão de, p. ex., vapor,diminuiria a temperatura do fluxo de colisão e, desse modo, reduziria suacapacidade de realizar transferência de calor para o produto, mesmo antes deter alcançado a superfície do produto. Em vez disso, de acordo com a presenteinvenção, o meio gasoso que colidiu com a superfície do produto está aindamais quente, e tendo colidido e puxado para dentro dos espaço côncavos antesde ser puxado para fora das extremidades das calhas côncavas. O meio gasosopuxado para longe de tal maneira não interfere com o vetor de velocidade deoutro meio gasoso de colisão, desse modo aumentando a transferência decalor para o produto do meio de colisão, e não diminui a temperatura do meiode colisão por mistura com ele.
Além disso, igualmente puxando a corrente colidida paradentro dos espaços côncavos definidos por, p. ex., as calhas 20, evita que acorrente interfira com a eficácia da colisão resultante, a corrente uma veztenha sido puxada para dentro do espaços côncavos está disponível parafornecer transferência de calor adicional e sem interferência das correntes decolisão. Isto é, quando a corrente é puxada transversalmente ao longo dosespaço côncavos e para fora través das extremidades desses espaços,transferência de calor adicional é realizada entre essas correntes e o produto eessa transferência de calor não é rompida pela colisão do meio detransferência de calor adicional em direção ao produto, enquanto o meiotransversalmente puxado está "batendo" através das superfícies do produto.
Em operação representativa, a forma de realização de aparelhodesta invenção é geralmente de pelo menos 6 pés (1,83 m) de comprimento.Não há comprimento máximo absoluto para operação bem sucedida;preferivelmente, o comprimento é tipicamente ajustado pelo desejado tempode permanência do produto passando através do túnel e pelo espaçodisponível, em que o aparelho seria operado. Genericamente, o aparelho tem ocomprimento de 20 a 50 pés (6,096 ma 15,24 m).
O número de ventoinhas de circulação 40 a empregar dependeprincipalmente do comprimento do aparelho. As ventoinhas de circulaçãodevem ser afastadas cerca de 3 a 5 pés (0,91 a 1,52 m) entre si. As calhascôncavas devem ser afastadas entre si, de modo que a distância através deuma fenda de colisão de uma calha para a seguinte seja de cerca de 1polegada (2,54 cm). Os espaços de fluxo são tipicamente cerca de 0,91 a 2,44m de altura.
O número de vezes que o meio de transferência de calorgasoso é recolidido com a correia quando ela passa através do aparelho podevariar em uma grande faixa, porém 2 a 100 vezes, preferivelmente 5 a 60vezes são obteníveis e utilizáveis. A velocidade das ventoinhas de circulação40 e as dimensões das fendas de colisão determinam a taxa de fluxo do meiode transferência de calor gasoso através das fendas de colisão. Uma taxa defluxo preferida, para obter-se uma transferência de calor satisfatória, é nafaixa de 3 a 20 metros por segundo.
O orifício de exaustão 8 é empregado para controlar atemperatura prevalecente dentro do túnel. Naturalmente, a introduçãocontínua de produto a ser esfriado ou aquecido requer introdução contínua demeio de transferência de calor dentro do túnel. Um equilíbrio de material demeio de transferência de calor injetado e descarregado deve ser mantido.
Um sistema de controle para o orifício de exaustão 8 é providoque remove a maior parte do meio de transferência de calor gasoso presenteno túnel, preferivelmente remove 70 - 90% dele e, mais preferivelmente,remove cerca de 80 % dele. A parte restante do meio de transferência de calorgasoso deixa as extremidades 5 e 6 do túnel e é puxado para longe pelasventoinhas 10 com diluição do ar ambiente. O posicionamento do orifício deexaustão 8 fornece dois efeitos benéficos. Ele pode provocar uma diminuiçãoda pressão no lado de baixa pressão do túnel, que aumentará a velocidade decolisão do vapor sobre o produto e aumentará a quantidade de transferência decalor do ou para o produto. Ele também provoca uma diminuição da energiade ventoinha requerida pelas ventoinhas para produzir o fluxo espiralante domeio de transferência de calor gasoso dentro do túnel. A ventoinha queremove o meio de transferência de calor gasoso no orifício de exaustão 8 deveser capaz de operar nas temperaturas em que seria exposta, p. ex., -200 0F(-129 0C) em unidades usadas para resfriar e 100 a 300 0F (38 a 149 0C) emunidades usadas para aquecer.
A ventoinha usada no orifício de exaustão 8 tem um motor develocidade variável, cuja velocidade é controlada para igualar a quantidade domeio de transferência de calor injetado dentro do sistema, levando-se emconsideração um curto retardo de tempo, cuja magnitude é função docomprimento do túnel a partir do ponto de injeção ao local do orifício deexaustão. O sinal que determina a velocidade da ventoinha vem de umaválvula de controle que governa o fluxo do meio de transferência de calor(isto é, criogeno ou vapor líquido, de acordo com o caso) para os injetores 11.
Pelas características da válvula de controle, a pressão de entrada e posição deum fluxo de massa teórica do meio de transferência de calor podem serdeterminados para qualquer posição de válvula. Isto permite que a ventoinhade exaustão seja dimensionada apropriadamente. Se a válvula de controle foraberta 100%, a velocidade da ventoinha do orifício de exaustão 8 é ajustadapara puxar através da ventoinha 80% do meio de transferência de calor gasosodentro do túnel. Esta relação é principalmente linear e a velocidade destaventoinha é controlada como uma simples relação para a posição da válvulade controle de injeção.
O meio de transferência de calor gasoso que não deixa o túnelatravés da ventoinha do orifício de exaustão 8 sai nas extremidades 5 e 6 dotúnel. O controle do meio de transferência de calor gasoso saindo pelasextremidades do túnel é provido pelo posicionamento dos amortecedores defluxo das ventoinhas de extremidade 10. Estes amortecedores permitem queuma parte do meio de transferência de calor gasoso do espaço de pressão 41crie uma cortina de vapor nas extremidades, desse modo ajudando a evitarinfiltração do ar ambiente, que é uma fonte de ineficiência e obstrução dosbicos de colisão com sorvete. Os amortecedores de cada ventoinha deextremidade 10 são ajustados de modo que uma pequena quantidade de meiode transferência de calor gasoso saia por cada extremidade do túnel. Istoassegura que o fluxo de massa do meio de transferência de calor sejaequilibrado e que uma quantidade mínima de ar ambiente penetre no túnel.
Este sistema também tem a vantagem de dramaticamente reduzir a quantidadede ar de composição do alojamento condicionado que um típico operador teráque suprir ao alojamento e prédio em que o aparelho está localizado.
Claims (21)
1. Aparelho útil para resfriar ou congelar um produto,caracterizado pelo fato de compreender:(A) um alojamento compreendendo um túnel alongado, tendouma entrada de produto (5) e um saída de produto (6), uma correiatransportadora (4) para transportar o produto para dentro e através de ditotúnel de dita entrada (5) para dita saída (6), dita correia (4) tendo superfíciessuperior e inferior e primeira e segunda bordas laterais e, dentro de ditoalojamento (1),(B) aparelho de injeção de criogeno líquido (11), para aplicarcriogeno líquido ao produto na superfície superior de dita correia (4);(C) um orifício de exaustão (b), incluindo uma ventoinha deexaustão, através da qual vapor criogênico pode ser retirado de ditoalojamento pela ação de dita ventoinha de exaustão,(D) a estrutura de colisão superior (17) acima de dita correia(4) e um espaço de pressão unitário (42), que compreende o espaço (41)acima de dita estrutura de colisão superior (17) e o espaço (45) do lado defora da primeira borda lateral de dita correia (4);(E) espaço de retorno (44) do lado de fora da segunda borda dedita correia (4);(F) estrutura de colisão superior, compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se em direção à correia (4) eterminando nas bordas de calhas alinhadas lado a lado através da direção dedeslocamento de dita correia (4), de modo que, entre cada par de calhasadjacentes (20) há um espaço de fluxo (22) tendo um topo, que fica emcomunicação fluida com dito espaço de pressão (42), lados que são entre asrespectivas extremidades das calhas adjacentes (20) e uma fenda de colisãoque fica entre as bordas terminais (21) das calhas adjacentes (20), em que asbordas de calha terminais (21) terminam a uma distância acima da superfícieda correia, para definir zonas de colisão (26), localizadas entre a fenda decolisão de um espaço de fluxo (22) e a superfície de correia, através do qual oproduto a ser resfriado ou congelado pode passar sobre dita correia (4);(G) estrutura de barreira (30, 32) entre dito espaço de pressão(42) e dito espaço de retorno (44), que evita fluxo de vapor através dos ladosde ditos espaços de fluxo (22), que estão mais próximos de dita segunda bordalateral de dita correia (4), para dentro do espaço de retorno (44) e que evitafluxo de vapor através dos lados de ditas zonas de colisão (26), que estão maispróximas de dita segunda borda lateral de dita correia (4) para dentro doespaço de retorno (44); e(H) uma pluralidade de ventoinhas de circulação (40),localizadas ao longo do comprimento do alojamento (1), que podem puxarvapor criogênico de dito espaço de retorno (44) e impelir o vapor criogênicoatravés de ditas ventoinhas para dentro de dito espaço de pressão (42).
2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar criogeno líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o ladoa montante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40).
3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender ainda pás verticalmente orientadas (140) entre asventoinhas de circulação adjacentes (40).
4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender ainda a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar criogeno líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o ladoa montante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40), e compreendendo aindapás verticalmente orientadas (140) entre as ventoinhas de circulaçãoadjacentes (40).
5. Aparelho útil para resfriar ou congelar um produto,caracterizado pelo fato de compreender(A) um alojamento (1) compreendendo um túnel alongado,tendo uma entrada de produto (5) e uma saída de produto (6), uma correiatransportadora (4) para transportar produto dentro e através de dito túnel dedita entrada (5) para dita saída (6), dita correia (4) sendo permeável a líquidoe fluxo de vapor através dela e tendo superfícies superior e inferior e primeirae segunda bordas laterais e, dentro de dito alojamento (1),(B) aparelho de injeção de criogeno líquido (11) para aplicarcriogeno líquido ao produto sobre a superfície superior de dita correia (4);(C) um orifício de exaustão (8), incluindo uma ventoinha,através da qual vapor criogênico pode ser retirado de dito alojamento (1) pelaação de dita ventoinha de exaustão,(D) estrutura de colisão superior (17) acima de dita correia (4),estrutura de colisão (18) embaixo de dita correia (4) e um espaço de pressãounitário (42), que compreende o espaço (41) acima de dita estrutura de colisãosuperior (17), o espaço (43) embaixo de dita estrutura de colisão inferior (18)e o espaço (45) fora da primeira borda lateral de dita correia (4);(E) espaço de retorno fora da segunda borda de dita correia (4);(F) estrutura de colisão superior (17) compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se para a correia (4) e terminandoem bordas de calha alinhadas lado a lado através da direção de deslocamentode dita correia (4), de modo que entre cada par de calhas adjacentes (20) háum espaço de fluxo (22) tendo um topo que fica em comunicação fluida comdito espaço de pressão (42), lados que ficam entre as respectivas extremidadesde calhas adjacentes e uma fenda de colisão que fica entre bordas terminais decalhas(20) adjacentes, em que as bordas de calha terminais (21) terminam auma distância acima da superfície de correia, para definir as zonas de colisão(26), localizadas entre a fenda de colisão de um espaço de fluxo (22) e asuperfície de correia, através das quais o produto a ser resfriado ou congeladopode passar em dita correia (4);(G) a estrutura de colisão inferior (18) compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se para a correia (4) e terminandonas bordas de calha alinhadas lado a lado através da direção de deslocamentode dita correia (4), de modo que entre cada par de calhas adjacentes (20) hajaum espaço de fluxo tendo um fundo que fica em comunicação fluida com ditoespaço de pressão (42), lados que são entre as respectivas extremidades decalhas adjacentes (20) e uma fenda de colisão que fica entre as bordasterminais de calhas adjacentes (20), em que cada fenda de colisão da estruturade colisão inferior (18) fica diretamente embaixo de uma fenda de colisão daestrutura de colisão superior (17);(H) estrutura de barreira (30, 31, 32) entre dito espaço depressão (42) e dito espaço de retorno, que evita fluxo de vapor através doslados de ditos espaços de fluxo, que ficam mais próximos de dita segundoborda lateral de dita correia para dentro do espaço de retorno (44) e que evitafluxo de vapor através dos lados de ditas zonas de colisão, que ficam maispróximas a dita segunda borda lateral de dita correia, para dentro do espaço deretorno (44); e(I) uma pluralidade de ventoinhas de circulação (40),localizadas ao longo do comprimento do alojamento (1), que podem puxarvapor criogênico de dito espaço de retorno (44) e impelir o vapor criogênicoatravés de ditas ventoinhas (40) para dentro de dito espaço de pressão (42).
6. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de compreender ainda a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar criogeno líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o ladoa montante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40).
7. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de compreender pás verticalmente orientadas (140) entre asventoinhas de circulação adjacentes (40).
8. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de compreender ainda a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar criogeno líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o ladoa montante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40) e compreendendo aindapás verticalmente orientadas (140) entre as ventoinhas de circulaçãoadjacentes (4).
9. Aparelho útil para aquecer um produto, caracterizado pelofato de compreender(A) um alojamento (1) compreendendo um túnel alongado,tendo uma entrada de produto (5) e um saída de produto (6), uma correiatransportadora (4) para transportar o produto dentro e através de dito túnel dedita entrada (5) para dita saída (6), dita correia (4) tendo superfícies superior einferior e primeira e segunda bordas laterais e, dentro de dito alojamento (1),(B) aparelho de injeção de (11) para aplicar meio gasosoquente ao produto na superfície superior de dita correia (4);(C) um orifício de exaustão (8), incluindo uma ventoinha deexaustão, através da qual meio gasoso pode ser retirado de dito alojamento (1)pela ação de dita ventoinha de exaustão,(D) estrutura de colisão superior (17) acima de dita correia (4)e um espaço de pressão unitário (42), que compreende o espaço (41) acima dedita estrutura de colisão superior (17) e o espaço (45) do lado de fora daprimeira borda lateral de dita correia (4);(E) espaço de retorno (44) do lado de fora da segunda borda dedita correia (4);(F) estrutura de colisão superior (17), compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se em direção à correia (4) eterminando nas bordas de calhas alinhadas lado a lado através da direção dedeslocamento de dita correia (4), de modo que, entre cada par de canaisadjacentes (20) há um espaço de fluxo (22) tendo um topo, que fica emcomunicação fluida com dito espaço de pressão (42), lados que ficam entre asrespectivas extremidades das calhas adjacentes e uma fenda de colisão quefica entre as bordas terminais das calhas adjacentes (20), em que as bordas decalha terminais (21) terminam a uma distância acima da superfície da correia,para definir zonas de colisão (26), localizadas entre a fenda de colisão de umespaço de fluxo e a superfície de correia, através do qual o produto a serresfriado ou congelado pode passar sobre dita correia (4);(G) estrutura de barreira (30, 32) entre dito espaço de pressão(42) e dito espaço de retorno (44), que evita fluxo de vapor através dos ladosde ditos espaços de fluxo (22), que estão mais próximos de dita segunda bordalateral de dita correia (4), para dentro do espaço de retorno e que evita fluxode meio gasoso através dos lados de ditas zonas de colisão (26) que estãomais próximas de dita segunda borda lateral de dita correia (4) para dentro doespaço de retorno (44); e(H) uma pluralidade de ventoinhas de circulação (40),localizadas ao longo do comprimento do alojamento (1), que podem puxarmeio gasoso de dito espaço de retorno (44) e impelir o meio gasoso através deditas ventoinhas para dentro de dito espaço de pressão (42).
10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o lado amontante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40).
11. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender ainda pás verticalmente orientadas (140) entreventoinhas de circulação adjacentes (40).
12. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o lado amontante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40) e compreendendo aindapás verticalmente orientadas (140), entre ventoinhas de circulação adjacentes (40).
13. Aparelho útil para aquecer um produto, caracterizado pelofato de compreender(A) um alojamento (1) compreendendo um túnel alongado,tendo uma entrada de produto (5) e um saída de produto (6), uma correiatransportadora (4) para transportar o produto dentro e através de dito túnel dedita entrada (5) para dita saída (6), dita correia (4) sendo permeável a fluxo devapor e líquido através dela e tendo superfícies superior e inferior e primeira esegunda bordas laterais e, dentro de dito alojamento (1),(B) aparelho de injeção (11) para aplicar meio gasoso quenteao produto na superfície superior de dita correia (4);(C) um orifício de exaustão (8), incluindo uma ventoinha deexaustão, através da qual meio gasoso pode ser retirado de dito alojamento (1)pela ação de dita ventoinha de exaustão,(D) estrutura de colisão superior (17) acima de dita correia (4)e estrutura de colisão inferior (18) debaixo de dita correia (4) e um espaço depressão unitário (42), que compreende o espaço (41) acima de dita estruturade colisão superior (17), o espaço embaixo de dita estrutura de colisão inferior(18) e o espaço (45) do lado de fora da primeira borda lateral de dita correia (4);(E) espaço de retorno (44) do lado de fora da segunda borda dedita correia (4);(F) estrutura de colisão superior (17), compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se em direção à correia (4) eterminando nas bordas de calhas alinhadas lado a lado através da direção dedeslocamento de dita correia (4), de modo que, entre cada par de calhasadjacentes (20) há um espaço de fluxo (22) tendo um topo, que fica emcomunicação fluida com dito espaço de pressão (42), lados que ficam entre asrespectivas extremidades das calhas adjacentes e uma fenda de colisão quefica entre as bordas terminais (21) das calhas adjacentes (20), em que asbordas de calha terminais (21) terminam a uma distância acima da superfícieda correia, para definir zonas de colisão (26), localizadas entre a fenda decolisão de um espaço de fluxo e a superfície de correia, através das quais oproduto a ser aquecido pode passar sobre dita correia (4);(G) estrutura de colisão inferior (18), compreendendo umapluralidade de calhas côncavas (20) abrindo-se em direção à correia (4) eterminando nas bordas de calha alinhadas lado a lado através da direção dedeslocamento de dita correia (4), de modo que entre cada par de calhasadjacentes (20) há um espaço de fluxo tendo um fundo que fica emcomunicação fluida com dito espaço de pressão (42), lados que ficam entre asrespectivas extremidades de calhas adjacentes (20) e uma fenda de colisãoque fica entre as bordas terminais de calhas adjacentes (20), em que cadafenda de colisão da estrutura de colisão inferior (18) fica diretamente embaixode uma fenda de colisão da estrutura de colisão superior (17);(H) estrutura de barreira (30, 31, 32) entre dito espaço depressão (42) e dito espaço de retorno (44), que evita fluxo meio gasosoatravés dos lados de ditos espaços de fluxo (22), que estão mais próximos dedita segunda borda lateral de dita correia, para dentro do espaço de retorno(44) e que evita fluxo de meio gasoso através dos lados de ditas zonas decolisão (26) que estão mais próximas de dita segunda borda lateral de ditacorreia (4) para dentro do espaço de retorno (44); e(I) uma pluralidade de ventoinhas de circulação (40),localizadas ao longo do comprimento do alojamento (1), que podem puxarmeio gasoso de dito espaço de retorno (44) e impelir o meio gasoso através deditas ventoinhas para dentro de dito espaço de pressão (42).
14. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de compreender ainda a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o lado amontante de uma ou mais de ditas ventoinhas (40).
15. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de compreender pás verticalmente orientadas (140) entre ventoinhasde circulação adjacentes (40).
16. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de compreender ainda a estrutura (15) sob dita correia (4), que podecoletar líquido que flui de dita correia (4) e transportá-lo para o lado amontante de uma ou mais de ditas ventoinhas, e compreender ainda pásverticalmente orientadas, entre as ventoinhas de circulação adjacentes (40).
17. Método para resfriar um objeto, caracterizado pelo fato decompreender passar o objeto através de um alojamento (1) em uma correia (4)e, enquanto o item está passando através do alojamento (1)(A) pulverizar criogeno líquido sobre o objeto, por meio doque forma-se vapor criogênico;(B) colidir o vapor criogênico no objeto por uma pluralidadede fendas de colisão, situadas entre as calhas côncavas (20) que se abrem parao objeto e então puxar o vapor criogênico colidido do objeto para dentro dascalhas (20), enquanto minimizando o fluxo do vapor criogênico colidido paralonge das bordas laterais de dita correia (4), sem passar dentro de ditas calhas(20); e(C) recircular o vapor criogênico de ditas calhas (20) para eatravés de ditas fendas de colisão uma pluralidade de vezes antes de retirardito vapor criogênico de dito recinto (1).
18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de dito criogeno líquido compreender nitrogênio líquido.
19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de dito criogeno líquido compreender dióxido de carbono líquido.
20. Método para aquecer um objeto, caracterizado pelo fato decompreender passar o objeto através de um recinto (1) sobre uma correia (4)e, enquanto o item está passando através do recinto (1),(A) pulverizar meio gasoso quente sobre o objeto;(B) colidir o meio gasoso sobre o objeto por uma pluralidadede fendas de colisão situadas entre as calhas côncavas (20), que se abrem parao objeto e então puxar o meio gasoso colidido do objeto para dentro dascalhas (20), enquanto minimizando o fluxo do meio gasoso colidido paralonge das bçrdas laterais de dita correia (4), sem passar para dentro de ditascalhas (20); e(C) recircular o meio gasoso de ditas calhas (20) para e atravésde ditas fendas de colisão uma pluralidade de vezes antes de retirar dito meiogasoso de dito recinto.
21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de dito meio gasoso quente ser vapor.
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