ES2226271T3 - Valvula de equilibrio de presion, dotada con unos medios de proteccion contra bajas temperaturas para camaras frigorificas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para equilibrar la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una cámara sustancialmente hermética; siendo dicha cámara una cámara frigorífica, en particular congeladores domésticos o cámaras calientes; dicho dispositivo: - comprendiendo los medios de intercepción (5, 6, 5a, 7a.3, 7a.4, 5b, 7b.1, 7b.3) de tipo unidireccional o bidireccional; - instalado cerca de la superficie exterior (2) de la pared (1, 1a) de dicha cámara hermética y conectada a la superficie interior (3) de la cámara misma por medio de un conducto (7, 7b) creado en dicha pared (1, 1a) de dicha cámara, - y estando sustancialmente encerrado en el interior de dichas superficies exterior e interior (2, 3) de dicha pared (1; 1a) caracterizado porque comprende además uno o más insertos estáticos (8; 8.a; 8.b): - fabricados con material termoaislante, - incorporados dentro de dicho conducto (7, 7b), - que forman uno o más canales abiertos (8.1, 8a.1, 8b.1) a lo largo de los cuales el paso del aire desde/hacia el exterior hacia/desde el interior de dicha cámara es posible al producirse una diferencia de presión entre el interior y exterior de dicha cámara, - dichos canales (8.1, 8a.1, 8b.1) están diseñados para impedir sustancialmente toda transmisión de calor desde/hacia el exterior hacia/desde el interior de dicha cámara frigorífica o cámara caliente a través de dicho aire cuando ninguna diferencia de presión se produce entre el interior y el exterior de la mencionada sala o cámara.

Description

Válvula de equilibrio de presión, dotada con unos medios de protección contra bajas temperaturas para cámaras frigoríficas.

Esta invención se refiere a un dispositivo para equilibrar la diferencia de presión entre el interior y el exterior de cámaras herméticas; dicho dispositivo es particularmente indicado para utilizar en cámaras frigoríficas o congeladores domésticos. La característica principal de la invención se basa en el hecho de que dichos dispositivos han sido diseñados para prevenir que la temperatura del componente de intercepción sea influenciada por las bajas temperaturas en las cámaras frigoríficas.

De ahora en adelante, el término "cámara" o "cámara frigorífica" serán utilizados para referirse a cualquier armario, cámara frigorífica o congelador, en particular para uso doméstico. En las cámaras frigoríficas, la entrada eventual de aire caliente o húmedo desde el exterior aumenta el consumo y la formación de escarcha. Por esta razón, la puerta es sellada de la mejor manera posible utilizando una cinta de sellado. Si la cámara está perfectamente hermética, con cada ciclo de enfriamiento la presión del aire baja de manera tal que resulta muy difícil o imposible abrir la puerta. En caso de ausencia de depresión, si la cámara está perfectamente hermética, la puerta opondrá todavía cierta resistencia al intentar abrirla.

Es necesario sólo un simple conducto de comunicación del interior al exterior para equilibrar la presión, si bien no impide la entrada continua de aire caliente y húmeda causada por la convección: para este fin se han predispuesto las cintas de sellado. Por lo tanto es necesario predisponer dispositivos compuestos de órganos de retención que permiten equilibrar la presión, impidiendo un inútil intercambio de aire. Para este fin, existen muchos medios que impiden los movimientos convectivos pero no el flujo de aire empujado por una ligera diferencia de presión. Para bajar al mínimo el aire exterior tomado al cierre de cada puerta, que actúa en cierto sentido como un fuelle, es preferible que estos órganos estén formados por una válvula unidireccional que permite la entrada del aire pero no su salida de la cámara frigorífica. De esta manera, cuando la puerta está cerrada, la mayor parte del aire se pone en movimiento, ya que no puede cruzar la válvula, filtra de los bordes de la puerta en vez de entrar a la cámara.

El documento EP muestra una válvula bidireccional hecha con un obturador ligero que permite la entrada del aire del exterior absorbida por la cámara frigorífica y el desagüe del agua hacia el exterior. El documento no prevé ninguna manera de impedir que la congelación del obturador en su sitio y tampoco indica o predispone ninguna forma de impedirlo en US. El documento EP 0 prevé fundamentalmente un canal de conexión entre el exterior y la cámara; dicho canal es obstruido por las compuertas oscilantes que bloquean el movimiento de convección pero permiten el flujo de aire debido a las diferencias de presión. La desventaja de este sistema consiste en su dificultad de limpieza y la formación de escarcha, en especial sobre las compuertas más interiores. Por lo tanto es improbable que una tal compleja solución se pueda utilizar también en congeladores domésticos.

La Patente Europea Nº 494587 prevé una bolsa impermeable puesta fuera de la cámara pero conectada a la misma para absorber las variaciones de volumen del aire interno. Esto previene la entrada de la humedad pero no del aire a la temperatura exterior. El inconveniente de este sistema consiste en que el dispositivo es engorroso y puede convertirse fácilmente en un receptáculo de bacterias ya que su limpieza resulta prácticamente imposible.

Un dispositivo aparentemente sencillo es presentado en la patente DE 3 045 559 A. En realidad, el funcionamiento correcto de dicho dispositivo requiere un cuidadoso ajuste de la posición del obturador que se abre y se cierra en correspondencia exacta de la presión o aflojamiento de la cinta de sellado de la puerta. En US 3 813 896, US 4 569 208, US 3 826 106, la congelación de las válvulas o los conductos conectados a las mismas es impedida gracias a sistemas de calefacción eléctrica.

Otras técnicas generalmente conocidas muy sencillas se basan en el uso de válvulas unidireccionales que bloquean posibles intercambios de aire causados por la circulación natural pero permitiendo la entrada de aire en caso de una ligera diferencia de presión. Los órganos de intercepción están generalmente formados por membranas flexibles de distintas formas, instaladas en el interior de la cavidad que conecta el ambiente exterior con el interior. En general, para facilitar la construcción, estos dispositivos han sido insertados en una de las paredes de la cámara. El inconveniente que surge luego se debe al hecho de que la membrana, afectada por la temperatura interior, se enfría tanto que se atasca, ya que pierde su elasticidad o porque se cubre de escarcha, especialmente si está expuesta a las bajas temperaturas de un congelador. Una solución de este inconveniente consiste en colocar la válvula de membrana al exterior de la pared y conectarla a la cámara utilizando un conducto de longitud suficiente como para prevenir la transmisión de las bajas temperaturas interiores, como en la patente DE 19 532 182 a1. La desventaja de este sistema consiste en que el dispositivo resulta después engorroso, de difícil instalación e inaccesible para su
limpieza.

El objetivo esta invención es solucionar los problemas de la técnica comúnmente conocida para superar las desventajas descritas arriba utilizando un dispositivo de balanceado de la presión interior en la cámara frigorífica, pero en el que el órgano de intercepción del aire es protegido y no influenciado por las bajas temperaturas, aunque dicho dispositivo sea instalado muy cerca de la misma cámara.

Otro objetivo de la presente invención es predisponer una válvula compacta y su conducto de conexión entre las paredes laterales exteriores e interiores de la cámara de refrigeración.

Otro objetivo de la presente invención es permitir al usuario la fácil instalación, inspección y limpieza de todos los componentes de la válvula.

Estos objetivos y los demás se alcanzan en general por medio del dispositivo, objeto de la presente invención, en el que se prevé la conexión entre el interior y el exterior de la cámara necesaria para el balanceado de la presión mediante la colocación de material aislante que previene la transferencia de calor por conducción y convección de acuerdo con las siguientes reivindicaciones. Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán delinear mejor describiendo en modo detallado el siguiente dispositivo de balanceado de la presión, por medio de las figuras que representan sólo algunas de las formas de ejecución preferidas:

La figura 1, en donde se ha omitido para mayor claridad las partes que no interesan esta invención, representa, de acuerdo con la ejecución preferida, una sección longitudinal del dispositivo según la invención, instalado sobre una pared vertical de una cámara frigorífica que utiliza una válvula de retención con membrana para interceptar el flujo de aire, por ejemplo una válvula unidireccional.

La figura 2, de acuerdo con la vista A-A de la fig. 1, muestra el cuerpo de la válvula unidireccional.

La figura 3, de acuerdo con la vista B-B de la fig. 1, ilustra el fondo del conducto que conecta el interior de la cámara frigorífica y el exterior.

La figura. 4, de acuerdo con la ejecución diferente de la presente invención, representa una sección longitudinal del dispositivo según la invención, instalado sobre el piso de la cámara frigorífica que utiliza una válvula unidireccional con membrana para interceptar el flujo de aire.

La figura 5, de acuerdo con otra ejecución diferente, representa una sección longitudinal del dispositivo según la presente invención, instalado sobre el piso de la cámara frigorífica que utiliza una válvula unidireccional con membrana compuesta de una bola puesta sobre un asiento especial para interceptar el flujo de aire.

En referencia a la figura 1:

1 indica cualquier pared vertical de una cámara frigorífica, formada sustancialmente de material aislante;

2 indica la superficie exterior de la pared 1;

3 indica la superficie interior de la pared 1;

4 indica la válvula de balanceado de la presión de acuerdo con la ejecución preferida de la presente invención;

5 indica una membrana de caucho o elástica que constituye el órgano de intercepción unidireccional;

6 indica el cuerpo de la válvula al cual la membrana 5 está conectada y que, en la ejecución, funciona también como filtro;

6.1 indica en concreto la superficie cilíndrica del cuerpo de la válvula 6 que funciona como filtro y superficie de soporte de la membrana 5;

6.2 indica el botón sobre la superficie cilíndrica 6.1 en dirección de la cual la membrana 5 es presionada;

7 indica el conducto que conecta el exterior a la cámara frigorífica. Se destacan las siguientes características del conducto: una brida exterior 7.1, por razones de acabado estético, que actuará como tope sobre la superficie 2; nervaduras longitudinales 7.2, para conectar el conducto 7 al material aislante que forma la pared 1; un fondo 7.3 cruzado por uno o varios radios 7.4; el conducto lateral 7 está insertado en un hueco en la pared 1, formando un eje ortogonal con las paredes 2 y 3;

8 indica un inserto realizado con material aislante, mantenido en contacto con la superficie interior del conducto 7 y apretado por el cuerpo de la válvula 6 contra el radio 7.4; dicho inserto 8 está dotado en el exterior de uno o varios canales helicoidales 8.1;

9 indica, con una serie de flechas, la dirección del flujo de aire del exterior al interior de la cámara frigorífica.

En referencia a la figura 2, se muestran los agujeros 6.3 en el cuerpo de la válvula 6; dichos agujeros constituyen el filtro.

En la figura 3, se muestran los siguientes componentes del conducto 7 de acuerdo con la vista B-B de la fig. 1: la brida exterior 7.1, las nervaduras longitudinales 7.2 y los radios 7.4 que cruzan el fondo 7.3.

En la figura 4 1a, se ilustra el fondo de la cámara frigorífica mientras que la 8a indica el inserto de material aislante mediante el cual se obtienen los canales 8a.1, con las secciones alternadas de subida y bajada del flujo. La fig. 9a indica el flujo de aire permitido y 5a indica la membrana elástica empujada hacia abajo por el inserto 8a contra el fondo 7a.3 con agujeros 7a.4. El inserto 8a es retenido, a su vez, por una tapa 6a con agujeros 6a.3.

En la figura 5, 1a indica el fondo de la cámara frigorífica, con el conducto 7b que conecta la cámara frigorífica al exterior con los agujeros de ventilación 7b3. Incorporado en dicho conducto 7b se ha introducido un obturador por gravedad 5b, en forma de bola, apoyado en una asiento 7b.1 y un inserto de material aislante 8b, idéntico al inserto de material aislante 8a, dotado de canales 8b.1 con secciones alternadas de subida y bajada del flujo.

En relación con las figuras 1, 2 y 3, en donde no es necesario poner en discusión los métodos de fabricación y el funcionamiento de los órganos de intercepción formado por la membrana 5 y el cuerpo de la válvula 6, ya que estos medios generalmente conocidos, es natural que cuando la membrana 5 se adhiere a su asiento, por ejemplo la superficie cilíndrica 6.1, se impide el intercambio de aire y humedad entre el interior y exterior causado por convección.

En caso de vacío en la cámara frigorífica, porque la puerta se ha abierto como resultado del enfriamiento del aire contenido en la cámara frigorífica, la membrana 5 se levanta de su posición de reposo sobre la superficie cilíndrica 6.1, permitiendo así la entrada del aire exterior de acuerdo con la dirección de flujo indicada con la flecha 9. El aire no puede dirigirse en la dirección opuesta, ya que la ejecución prevé una válvula unidireccional, si bien no es importante a fines de los objetivos de la invención. Es necesario notar que el conducto 7 es sustancialmente de la misma longitud que el espesor de la pared 1, la ruta del aire en su interior es significativamente más larga que el espesor de dicha pared 1 ya que el aire es forzado a pasar por los canales helicoidales 8.1.

Si el conducto 7 no tiene el inserto 8, el cuerpo de la válvula 6 y la membrana 5 sería ligeramente influenciada por la temperatura al exterior de la cámara frigorífica, en especial si es un congelador, a causa de la convección, si bien sólo en el interior de dicho conducto 7 y de la simple conducción del calor por medio del aire atrapado en dicho conducto 7. Los mencionados componentes 5 y 6 alcanzarían, como sucede en dispositivos similares, niveles de temperatura demasiado bajos, provocando la rigidez de la membrana y/o el bloqueo de la misma membrana y del obturador de los huecos 6.3 debido a la formación de escarcha.

Al contrario, la presencia del inserto 8 previene en modo substancial todo enfriamiento de la membrana 5 y del cuerpo de la válvula 6, gracias a la cámara frigorífica y por lo tanto dichos componentes 5 y 6 permanecen sustancialmente a la temperatura del ambiente exterior a la cual están expuestos. En efecto:

-

a causa de la tortuosidad de los canales 8.1, los movimientos convectivos en el conducto 7 son obstruidos ya que el aire más caliente queda atrapado en las sinuosidades de los canales 8.1 y el aire más frío en las más bajas, excluyendo toda posibilidad de circulación natural;

-

una significativa cantidad de calor no puede ser cedida por conducción desde el cuerpo de la válvula 6 hacia la cámara frigorífica ni a través del aire o a lo largo de los componentes del dispositivo, de acuerdo con la presente invención, ya que el inserto 8 está formado, como ya afirmado, de material aislante y ya que el canal 8.1 se puede realizar significativamente más largo que el ancho del conducto 7 en donde está contenido.

Es necesario notar que el dispositivo descrito puede funcionar también si bien el órgano de intercepción, en esta ejecución la membrana 5, fuese realizado de una manera diferente y/o de un material diferente, que no es afectado por las bajas temperaturas y/o el dispositivo fuese bidireccional, ya que la formación de la escarcha bloquearía cualquier mecanismo de todos modos y atascaría el filtro esencial.

De acuerdo con la ejecución preferida, el inserto 8 está realizado, conforme con una técnica generalmente conocida, utilizando material aislante simple, en especial poliestireno o cualquier otra espuma moldeada, en formas de tronco de tornillo.

La invención descrita puede ser fácilmente montada sobre cualquier pared vertical de la cámara frigorífica, si bien sería preferible optar por la pared delantera, ya que facilita el acceso al dispositivo. El conducto 7 puede concretamente permanecer conectado a la pared 1, mientras que el cuerpo de la válvula 6 con la membrana correspondiente 5 y el inserto 8 se pueden extraer fácilmente para su limpieza, ya que el cuerpo de la válvula 6 puede estar conectado al conducto 7 con cualquier medio conocido, no descrito aquí, lo que permite su desmontaje, por ejemplo una simple junta a presión, una junta roscada o un acoplamiento de bayoneta.

En base a la ejecución que se acaba de describir, particularmente aconsejada a causa de la fabricación sencilla, es posible efectuar muchas variaciones. La única necesidad de mantener las ventajas de esta invención tiene como objeto asegurar uno o más canales de ventilación incorporados en la cámara o sobre la superficie exterior de un material suficientemente aislante:

-

ya que los canales de ventilación se encuentran limitados dentro del conducto 7, que tiene en definitiva la misma longitud del espesor de la pared 1

-

pero que los mismos canales sean lo suficiente tortuosos y comprendientes las secciones adyacentes de subida y bajada del flujo, de manera que los movimientos convectivos en el interior del conducto 7 sean impedidos y que dichos canales sean demasiado largos para efectuar la transmisión del calor mediante el aire atrapado en el conducto 7 de por sí insignificante.

Como ya mencionado, el inserto 8 puede estar compuesto de un tornillo con una o varias roscas, pero ningún tipo de material aislante, si bien esté formado de distintas piezas montadas en el interior sobre cuyas superficies se han predispuestos los canales suficientemente largos y dotados con secciones de flujo ascendente y descendente, está comprendido en el objeto de la presente invención. A título de ejemplo no exhaustivo, el inserto 8 podría también ser representado por un elemento sobre los cuales las vías laberínticas hayan sido impresas, como en la fig. 4 o de uno o más tubos, preferentemente de plásticos, enrollados y que conectan el cuerpo de la válvula 6 al fondo 7. 3 del conducto 7; si bien un cuerpo hecho de material aislante poroso pueda ser adecuado, con tal de que en el lugar de aplicación no se requiera la limpieza del inserto 8.

Por ejemplo, si se desea instalar un segundo dispositivo de acuerdo con la presente invención sobre el piso de la cámara frigorífica, es posible utilizar el inserto 8 como se muestra en la fig. 4 en donde las sinuosidades bajas y altas se han previsto en los canales 8a.1, en donde el aire caliente y frío respectivamente puede ser atrapado sin el atascamiento de la circulación natural, si bien la entrada de aire es impedida por la membrana 5a, la cual está de todos modo libre de subir para prevenir la formación de vacío en el interior de la cámara frigorífica. La ejecución ilustrada en la fig. 4 es también indicada para la instalación sobre la pared horizontal superior de la cámara frigorífica simplemente en posición invertida.

Otra ejecución del dispositivo de acuerdo con esta invención, indicada para la instalación en el fondo de la cámara frigorífica, se muestra en la fig. 5, es decir una simple variación de la ejecución descrita en la fig. 4, salvo que el órgano de obturación unidireccional está formado por un obturador de gravedad, no necesariamente fabricado con material elástico, apoyado sobre el asiento 7b.1. La forma más indicada del obturador por gravedad es de tipo esférico. Las ejecuciones del dispositivo de acuerdo con esta invención representadas por las figuras 4 y 5 se pueden también instalar en paredes verticales, realizando variaciones sencillas, que no precisan ser descritas ya que están al alcance del personal técnico experto en el campo, con tal de que las aberturas de las conexiones con el interior y exterior sean respectivamente bajas y altas, siempre preferentemente de lado en vez que en el fondo y en la parte superior.

El dispositivo descrito ahora para cámaras frigoríficas de acuerdo con la ejecución preferida presenta aplicaciones y usos más generales ya que se puede prever en otra ejecución dotada de válvulas de balanceado unidireccionales o válvulas unidireccionales, que van del interior al exterior, por ejemplo, si es necesario equilibrar la presión de cámaras calientes, tales como hornos, en donde es necesario proteger al mismo tiempo dichas válvulas de la presencia de constantes temperaturas altas. Por supuesto, en este caso, el material aislante que se debe elegir para los insertos 8, 8a o 8b debe ser resistente a tales temperaturas.

Es necesario notar que el cuerpo hueco constituye el conducto 7, el cual actúa como caja para los demás componentes, del dispositivo de acuerdo con la presente invención, es útil en la mayoría de las aplicaciones pero irrelevante a los fines de esta invención en base a la cual es suficiente aplicar el inserto 8, 8a o 8b directamente en la cavidad de la pared 1 o 1a. En otras palabras, el conducto 7, a fines de la presente invención, puede estar simplemente formado de una cavidad creada sobre la pared, dispuesto con eje sustancialmente ortogonal a las superficies 2 y 3 de dicha pared 1 y no necesariamente con el cuerpo insertado en la mencionada cavidad, como se describe antes.

La ventaja del dispositivo, objeto de la presente invención, son las siguientes: una fiabilidad de las simples válvulas de membrana u de otros tipos de obturadores generalmente conocidos y comúnmente utilizados, previniendo su rigidez o bloqueo a causa de la formación de escarcha. El dispositivo es también compacto, de fácil fabricación e instalación, además de ser de simple desmontaje para su limpieza.

Claims (10)

1. Dispositivo para equilibrar la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una cámara sustancialmente hermética; siendo dicha cámara una cámara frigorífica, en particular congeladores domésticos o cámaras calientes;

dicho dispositivo:

-

comprendiendo los medios de intercepción (5, 6, 5a, 7a.3, 7a.4, 5b, 7b.1, 7b.3) de tipo unidireccional o bidireccional;

-

instalado cerca de la superficie exterior (2) de la pared (1, 1a) de dicha cámara hermética y conectada a la superficie interior (3) de la cámara misma por medio de un conducto (7, 7b) creado en dicha pared (1, 1a) de dicha cámara,

-

y estando sustancialmente encerrado en el interior de dichas superficies exterior e interior (2, 3) de dicha pared (1; 1a)

caracterizado porque comprende además uno o más insertos estáticos (8; 8.a; 8.b):

-

fabricados con material termoaislante,

-

incorporados dentro de dicho conducto (7, 7b),

-

que forman uno o más canales abiertos (8.1, 8a.1, 8b.1) a lo largo de los cuales el paso del aire desde/hacia el exterior hacia/desde el interior de dicha cámara es posible al producirse una diferencia de presión entre el interior y exterior de dicha cámara,

-

dichos canales (8.1, 8a.1, 8b.1) están diseñados para impedir sustancialmente toda transmisión de calor desde/hacia el exterior hacia/desde el interior de dicha cámara frigorífica o cámara caliente a través de dicho aire cuando ninguna diferencia de presión se produce entre el interior y el exterior de la mencionada sala o cámara.

2. Un dispositivo de balanceado de la presión conforme a la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos canales (8.1, 8a.1, 8b.1) son:

-

sustancialmente más largos que el espesor de la pared (1, 1a) para que sea insignificante la transmisión de calor por conducción a lo largo de los mismos canales

-

dispuestos en rutas sinuosas con secciones adyacentes de subida y bajada del fluido y/o de una forma adecuada para prevenir el movimiento convectivo dentro de los mismos canales.

3. Un dispositivo de balanceado de la presión según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que:

el inserto (8) está compuesto de un tronco de tornillo con una o varias roscas alrededor de un eje sustancialmente recto,

dicho dispositivo de balanceado de la presión se coloca dentro de una pared lateral (1)

y dicho eje recto es sustancialmente ortogonal a las superficies (2, 3) de la mencionada pared (1).

4. Un dispositivo de balanceado de la presión según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicho inserto de material aislante (8a, 8b) está formado de un cuerpo sobre el cual se han obtenidos los canales en forma de laberinto (8a.1 8b.1).

5. Un dispositivo de balanceado de la presión según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicho inserto de material aislante está formado de uno o más tubos pequeños preferiblemente hechos de plástico, enrollados y formando canales dispuestos de manera tal que conectan la válvula de intercepción (5 6), con la superficie interior (3) de dicha cámara.

6. Un dispositivo de balanceado de la presión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el efecto aislante de los medios de intercepción puede ser creado utilizando como inserto un material poroso por medio de cuyos poros el aire pasa.

7. Un dispositivo de balanceado de la presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos insertos de material aislante ((8, 8a, 8b) pueden estar fabricados con espuma de poliestireno.

8. Un dispositivo de balanceado de la presión según la reivindicación anterior, caracterizado por el hecho de que dicho inserto de material aislante (8, 8a) está fijado firmemente por el cuerpo de la válvula (6) o la tapa (6a) sobre el fondo (7.3 7a.3) del conducto (7 7b).

9. Un dispositivo de balanceado de la presión según la reivindicación anterior, caracterizado por el hecho de que dicho cuerpo de la válvula (6) o tapa (6a) está fijada al conducto (7, 7b) de manera desmontable, utilizando medios comúnmente conocidos, como juntas roscadas, de bayoneta o a presión, permitiendo la extracción para efectuar operaciones de limpieza de dicho inserto de material aislante (8, 8a, 8b).

10. Un congelador doméstico que utiliza un dispositivo de balanceado de la presión de acuerdo con las reivindicaciones anteriores.