ES2418446B1 - APPARATUS TO PRODUCE LIQUID ICE - Google Patents
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Abstract
Aparato para producir hielo líquido, formado por un tubo central (1) de material buen conductor térmico, por el cual se hace circular un líquido susceptible de congelación, yendo alrededor de dicho tubo central (1) una camisa exterior (2) térmicamente aislante, entre la cual y el tubo central (1) queda un hueco (3), en donde se introduce a presión un frigorígeno líquido, el cual se evapora por expansión ocasionando una absorción de calor que provoca la formación de microestructuras de hielo en el líquido que circula por el tubo central (1), yendo en el interior de dicho tubo central (1) un agitador de paletas (8) que remueve el líquido para evitar que las microestructuras de hielo se adhieran a la pared del tubo.Apparatus for producing liquid ice, formed by a central tube (1) of good thermal conductive material, through which a freezing liquid is circulated, a thermally insulating outer jacket (2) going around said central tube (1), between which and the central tube (1) there is a gap (3), where a liquid refrigerator is introduced under pressure, which evaporates by expansion causing heat absorption that causes the formation of ice microstructures in the liquid that It circulates through the central tube (1), going inside said central tube (1) a vane stirrer (8) that removes the liquid to prevent the ice microstructures from adhering to the tube wall.
Description
Sector de la técnica Technical sector
- La The
- presente invención está relacionada con la Present invention is related with the
- producción production
- de hielo, destinado para aplicaciones de from ice, destined for Applications from
- refrigeración . refrigeration
- Proponiendo un aparato que permite la Proposing a apparatus that It allows the
obtención de hielo líquido muy concentrado, con un alto rendimiento de producción. Obtaining very concentrated liquid ice, with a high production yield.
Estado de la técnica State of the art
En muchas aplicaciones de conservación de productos, en el ámbito de la alimentación, de la biotecnologia, de la industria, etc., es habitual la utilización de técnicas de refrigeración con hielo. In many applications of product conservation, in the field of food, biotechnology, industry, etc., the use of ice cooling techniques is common.
En el estado actual de la técnica, son conocidos diversos métodos e instalaciones para producir hielo sólido en forma de bloques o de cubitos y para producir hielo líquido en forma de una solución con partículas de hielo en suspensión. In the current state of the art, various methods and installations for producing solid ice in the form of blocks or cubes and for producing liquid ice in the form of a solution with suspended ice particles are known.
Por sus características el hielo líquido ofrece unas cual idades que le hacen especialmente adecuado para a l gunas aplicaciones, obteniéndose este tipo de hielo en instalaciones particularmente diseñadas para ello, como las que describen las Patentes ES 2166727, OS 6119467 6 JP 1010076¡ dependiendo de las características propias de cada instal ación, el rendimiento de la producción y la calidad del hielo líquido que se obtiene en cada una de ellas. Due to its characteristics, liquid ice offers some qualities that make it particularly suitable for some applications, obtaining this type of ice in facilities specially designed for it, such as those described in Patents ES 2166727, OS 6119467 6 JP 1010076, depending on the characteristics of each installation, the production performance and the quality of the liquid ice that is obtained in each of them.
En ese sentido, la Patente ES 2166727 describe, por ejemplo, un generador de hielo líquido, que utiliza In that sense, Patent ES 2166727 describes, for example, a liquid ice generator, which uses
un gas frigorígeno para producir frío destinado a congelar un liquido, haci.endo pasar para ello el gas frigorígeno por un conducto helicoidal definido alrededor de un tubo central por el que circula el líquido a congelar, de manera que por el efecto del frio que produce el gas frigorígeno y que se transmite a través de la pared del tubo central, en el líquido que circula por el interior dicho tubo central se forman partículas de hielo, dando lugar a una suspensión que constituye el hielo líquido. Sin embargo, las partículas de hielo que se forman en el líquido se adhieren a la pared del tubo, por lo que en el interior del tubo Sl3 dispone un rascador para desprender dichas partículas de hielo con el fin de que queden en suspensión en el liquido. a refrigerant gas to produce cold intended to freeze a liquid, by passing the refrigerant gas through a defined helical conduit around a central tube through which the liquid to be frozen circulates, so that by the effect of the cold it produces the refrigerant gas and that is transmitted through the wall of the central tube, in the liquid circulating inside said central tube, ice particles are formed, resulting in a suspension constituting the liquid ice. However, the ice particles that form in the liquid adhere to the wall of the tube, so that inside the tube Sl3 has a scraper to release said ice particles so that they are suspended in the liquid .
Dicha realización tiene el inconveniente de que las partículas de hielo que se adhieren a la pared del tubo por el que circula el líquido a congelar, hacen de aislante, dificultando la transmisión térmica a través de dicha pared del tubo, lo cual reduce el rendimiento de la producción de hielo y además, cuando la acumulación de hielo adherido al tubo es excesiva, de manera que la acción del rascador no es suficiente para desprender esa cantidad dE: hielo , es necesario detener la producción para realizar un desescarchado del aparato . Y por otro lado, la acción del rascador para desprender las partículas de hielo adheridas, ocasiona un deterioro de la paI:ed del tubo que obliga a considerables gastos de mantenimiento. Said embodiment has the disadvantage that the ice particles that adhere to the wall of the tube through which the liquid to be frozen circulates, act as an insulator, hindering thermal transmission through said tube wall, which reduces the performance of ice production and also, when the accumulation of ice adhered to the tube is excessive, so that the action of the scraper is not enough to release that amount of ice: it is necessary to stop the production to perform a defrosting of the apparatus. And on the other hand, the action of the scraper to detach the adhered ice particles, causes a deterioration of the paI: ed of the tube that forces considerable maintenance costs.
De acuerdo con la invención se propone un aparato que permite producir de una manera ventajosa hielo liquido, con una realización que mejora notablemente la According to the invention, an apparatus is proposed that allows liquid ice to be produced in an advantageous manner, with an embodiment that significantly improves the
función de los métodos convencionales que se utilizan function of the conventional methods that are used
para esta aplicación. For this application.
Este aparato objeto de la invención consta de un tubo central de material buen conductor térmico, estando rodeado dicho tubo central por una camisa exterior térmicamente aislante, la cual define entre ella y el tubo central un espacio hueco que se establece con cierre estanco respecto del interior del tubo central . This apparatus object of the invention consists of a central tube of good thermal conductor material, said central tube being surrounded by a thermally insulating outer jacket, which defines between it and the central tube a hollow space that is established with a tight seal with respect to the interior of the central tube.
En este aparato, por el tubo central se hace circular un líquido destinado a congelarse, mientras que por el espacio hueco definido entre dicho tubo central y la camisa exteri.or se introduce a presión un frigorigeno liquido, de manera que en dicho hueco, que hace de cámara de expansión, el frigorígeno líquido se evapora, provocando una absorción de calor que produce un enfriamiento del tubo central, de manera que el líqui.do que circula por el mismo se congela formándose microestructuras de hielo que quedan en suspensión en el líquido . In this apparatus, a liquid intended for freezing is circulated through the central tube, while a liquid refrigerant is introduced under pressure into the hollow space defined between said central tube and the outer jacket, so that in said hollow, It acts as an expansion chamber, the liquid refrigerator evaporates, causing a heat absorption that produces a cooling of the central tube, so that the liquid that circulates through it freezes forming ice microstructures that remain in suspension in the liquid .
En el interior del tubo central se dispone un agitador de paletas giratorio, el cual remueve la solución del liquido conqelado, para evitar que las microestructuras de hielo que se forman en el líquido se fijen sobre la pared del tubo. Para evitar dicha fijación de las microestructuras de hielo, la pared del tubo se halla además pulida y endurecida mediante lapeado y tratamiento cerámico. Inside the central tube there is a rotary vane stirrer, which removes the solution of the frozen liquid, to prevent the ice microstructures that form in the liquid from fixing on the tube wall. To avoid such fixation of the ice microstructures, the tube wall is also polished and hardened by lapping and ceramic treatment.
Se obtiene así un aparato en el que, merced a la evaporación del frigorígeno líquido, se produce una An apparatus is thus obtained in which, thanks to the evaporation of the liquid refrigerator, a
" "
formación de hielo líquido de manera uniforme en todo el volumen del tubo central, consiguiéndose un hielo líquido de gran calidad, con un porcentaje de concentración de hielo de hasta un 60% , lo cual l e hace muy efectivo para los usos de aplicación . liquid ice formation uniformly throughout the volume of the central tube, achieving a high quality liquid ice, with an ice concentration percentage of up to 60%, which makes it very effective for application uses.
Además, al no fijarse las microestructuras de hielo en la pared del tubo central en el que se forma el hielo líquido, no se produce un aislamiento térmico adicional , manteniéndose constante la efectividad de la transmisión térmica para la producción del hielo liquido y , por otro l ado, no es necesario parar l a In addition, since the ice microstructures are not fixed on the wall of the central tube in which the liquid ice is formed, no additional thermal insulation is produced, maintaining the effectiveness of the thermal transmission for the production of liquid ice and, on the other l ado, it is not necessary to stop the
- producción production
- para realizclr desescarches, lo cual for perform defrosts, the which
- repercute impact
- también en un aumento del rendimiento de la too in a increase of the performance from the
- producción. production.
Por todo ello, dicho aparato objeto de l a invención resulta de unas características muy ventajosas para la producción de hielo liquido a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los sistemas y aparatos conocidos que se utilizan para dicha función . Therefore, said apparatus object of the invention results from very advantageous characteristics for the production of liquid ice to which it is intended, acquiring its own life and preferential character with respect to the known systems and devices used for said function.
La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de un aparato para la producción de hielo líquido, según la invención. Figure 1 shows a longitudinal sectional view of an apparatus for the production of liquid ice, according to the invention.
La figura 2 es una vista en sección transversal del aparato de la figura anterior. Figure 2 is a cross-sectional view of the apparatus of the previous figure.
Descripción detallada de lel invención Detailed description of the invention
El objeto de la invención se refiere a un aparato The object of the invention relates to an apparatus
.-, .-,
destinado para producir hielo líquido, el cual, según se observa en la realización representada en los dibujos, está formado por un tubo central (1) de un material buen conductor térmico, tal como acero o intended to produce liquid ice, which, as seen in the embodiment represented in the drawings, is formed by a central tube (1) of a good thermal conductor material, such as steel or
- aluminio, aluminum,
- y una camisa exterior (2) de naturaleza Y a shirt Exterior (2) from nature
- térmicamente thermally
- aislante, qUE~dando entre ambos elementos insulating, WHAT ~ giving between both of them elements
- un a
- hueco (3). hole (3).
El tubo central (1) se halla provisto en sus extremos con unas respectivas bocas (4 y 5), para establecer conexión de ent,rada y salida de circulación de un liquido susceptible de congelarse, como por ejemplo agua. The central tube (1) is provided at its ends with respective mouths (4 and 5), to establish connection of inlet, outlet and circulation outlet of a liquid capable of freezing, such as water.
El hueco (3) determina una cámara que se establece aislada con un cierre estanco respecto del interior del tubo central (1), poseyendo a su vez dicho hueco The hole (3) determines a chamber that is established insulated with a tight seal with respect to the interior of the central tube (1), in turn having said hole
(3) en sus extremos unas respectivas bocas (6 Y 7) a través de las cuales se establece conexión de entrada y salida de un frigorígeno líquido, el cual se introduce a presión en el hueco (3) que hace de cámara de expansión, en donde, por la expansión debida al cambio de presión, dicho frigorígeno líquido se evapora. (3) at their ends respective mouths (6 and 7) through which an inlet and outlet connection of a liquid refrigerator is established, which is pressed into the hole (3) that acts as an expansion chamber, wherein, due to the expansion due to the change in pressure, said liquid refrigerator evaporates.
Esa evaporación del frigorígeno líquido en el interior del hueco (3), provoca una absorción de calor que produce un enfriamiento del tubo central (1), lo cual ocasiona la formación de microestructuras de hielo en el liquido que circula por el interior de dicho tubo central (1), quedando dichas microestructuras de hielo en suspensión en el liquido, el cual de este modo se convierte en hielo líquido. This evaporation of the liquid refrigerator inside the hole (3), causes a heat absorption that produces a cooling of the central tube (1), which causes the formation of ice microstructures in the liquid that circulates inside said tube central (1), said microstructures of ice being suspended in the liquid, which thus becomes liquid ice.
Dentro del tubo central (1) se dispone un agitador de paletas {8l giratorio, el cual remueve la suspensión Inside the central tube (1) there is a rotary vane stirrer {8l, which removes the suspension
B B
del hielo liquido, evitando que las microestructuras de hielo que se forman en el mismo se adhieran a la pared del mencionado tubo central (1), con lo cual se evita que la efectividad de la transmisión térmica a través de dicha pared del tubo central (1) pueda disminuir por of the liquid ice, preventing the ice microstructures that are formed in it from adhering to the wall of said central tube (1), thereby preventing the effectiveness of thermal transmission through said central tube wall ( 1) can decrease by
- la the
- formación una capa aislante de hielo sobre ella, training a cap insulating from ice on she,
- afectando affecting
- al rendimiento de la producción del hielo to the performance from the production of the ice
- liquido. liquid.
El agitador de paletas (8) va incorporado sobre un eje (9) que presenta en un extremo un acoplamiento (10) saliente al exterior, para el accionamiento mediante un motor (no representado), el cual se prevé de varias frecuencias de revolución, para proporcionar un accionamiento variable en función de las características reoligicas del liquido a agitar. The paddle agitator (8) is incorporated on a shaft (9) that has an outgoing coupling (10) at one end, for actuation by means of a motor (not shown), which is provided with several revolution frequencies, to provide a variable drive depending on the reoligic characteristics of the liquid to be stirred.
Para evitar la adherencia de las microestructuras de hielo en la pared del tubo central (1) durante la formación del hielo liquido, la superficie interior de dicha pared está además pulida y endurecida mediante lapeado hasta un tamaño de grano menor a 4 micras y posterior aplicación de un tratamiento cerámico, con lo cual se consigue también mejorar la producción de hielo liquido y la calidad del mismo hasta un porcentaje del 60% de concentración. To avoid the adhesion of the ice microstructures in the wall of the central tube (1) during the formation of the liquid ice, the inner surface of said wall is also polished and hardened by lapping to a grain size of less than 4 microns and subsequent application of a ceramic treatment, which also improves the production of liquid ice and its quality up to a percentage of 60% concentration.
Claims (3)
- liquido liquid
- circulante para evitar que las microestructuras circulating for avoid what the microstructures
- de from
- hielo se adhieran a la pared de ese tubo central ice be stick to the wall from that tube central
- ( l) . (l).
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