ES2635627T3 - Sistema de refrigeración para vehículo que circula por vías - Google Patents

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ES2635627T3
ES2635627T3 ES13185381.4T ES13185381T ES2635627T3 ES 2635627 T3 ES2635627 T3 ES 2635627T3 ES 13185381 T ES13185381 T ES 13185381T ES 2635627 T3 ES2635627 T3 ES 2635627T3
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Abstract

Un sistema de refrigeración configurado para disponerse a bordo de un vehículo que circula por vías y que en un circuito cerrado principal (2) de circulación de líquido refrigerante comprende: - una bomba (6) configurada para hacer que un líquido refrigerante circule en dicho circuito cerrado principal para enfriar el equipamiento de dicho vehículo, - un disipador de calor (3, 3') configurado para permitir que el líquido refrigerante absorba el calor disipado en dicho equipamiento montado sobre el mismo y - un intercambiador de calor (7, 7') configurado para emitir el calor absorbido desde dicho equipamiento por dicho líquido refrigerante, el sistema de refrigeración que comprende además - una derivación (9) configurada para hacer que una porción menor del líquido refrigerante fluya a lo largo de una parte de dicho circuito cerrado principal (2), y - un vaso de expansión (10, 10') que forma parte de dicha derivación y configurado para tener un volumen interior (11) del mismo parcialmente lleno por dicho líquido refrigerante, caracterizado porque el vaso de expansión (10, 10') está configurado por presentar un colchón de aire (14) en su volumen interior por encima de una superficie (15) de dicho líquido refrigerante en el mismo, en que el vaso de expansión posee un tubo de entrada (16) conectado a la parte más alta de dicho disipador de calor (3, 3') o de dicho intercambiador de calor (7, 7') y que se extiende dentro de dicho vaso, porque el vaso de expansión tiene una salida (17) desde el fondo (18) de dicho vaso y conectado a un punto de dicho circuito cerrado principal configurado para tener una presión más baja que dicha parte más alta de dicho disipador de calor o de dicho intercambiador de calor al cual se conecta el tubo de entrada (16), porque dicho tubo de entrada pasa a través de la parte inferior de dicho vaso y presenta a continuación una porción ascendente (19) con aberturas (20) en una pared del tubo para dejar que el líquido refrigerante salga del tubo en dicha porción ascendente y dentro de dicho volumen interior, estando al menos algunas de dichas aberturas situadas en una parte de dicho volumen interior configurada para llenarse de aire de dicho colchón de aire (14), y porque el vaso de expansión contiene un cuerpo poroso (22) que rodea a dicha porción de tubo ascendente (19) donde están situadas dichas aberturas (20).

Description

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SISTEMA DE REFRIGERAClON PARA VEHICULO QUE CIRCULA POR VIAS Campo tecnico de la invencion y antecedentes de la tecnica
La presente invencion se refiere a un sistema de refrigeracion configurado para disponerse a bordo de un vehfculo que circula por vfas y que en un circuito cerrado principal de circulacion de lfquido refrigerante comprende:
• una bomba configurada para hacer que un lfquido refrigerante circule en dicho circuito cerrado para refrigerar el equipamiento de dicho vetnculo,
• un disipador de calor configurado para permitir que el lfquido refrigerante absorba el calor disipado en dicho equipamiento montado sobre el mismo y
• un intercambiador de calor configurado para emitir el calor absorbido desde dicho equipamiento por dicho lfquido refrigerante,
el sistema de refrigeracion que comprende ademas
• una derivacion configurada para hacer que una porcion menor del lfquido refrigerante fluya a lo largo de una parte de dicho circuito cerrado principal, y
• un vaso de expansion que forma parte de dicha derivacion y configurado para tener un volumen interior del mismo parcialmente lleno por dicho lfquido refrigerante.
Los sistemas de refrigeracion para tales vehfculos tienen que estar al menos sustancialmente cerrados y no pueden estar conectados a ningun sistema de suministro de agua o de lfquido refrigerante desde que el vetnculo se mueve.
El equipamiento a refrigerar puede ser cualquiera, pero en tales vehnculos se utilizan especialmente convertidores para el control de la transferencia de energfa electrica.
En el presente documento, "via" debe interpretarse como un camino a seguir por dicho vetnculo y no tiene que definirse necesariamente por un carril, sino que tambien puede definirse por una lmea de suministro de energfa electrica para un vetnculo con ruedas, tal como un autobus.
El intercambiador de calor en un sistema de refrigeracion de este tipo normalmente se refrigera mediante un flujo de aire procedente de un ventilador, pero la invencion no esta restringida al mismo.
El proposito primario del vaso de expansion es permitir que el volumen de lfquido refrigerante y los volumenes de las diversas partes del circuito cerrado principal vanen, principalmente debido a la variacion de temperatura, sin que se produzca una variacion excesiva de la presion.
En un sistema de refrigeracion de este tipo es altamente indeseable que haya aire presente en el circuito cerrado principal de circulacion del lfquido refrigerante. Una razon es que el arrastre de aire en la bomba provoca reduccion del flujo, vibraciones, ruido y danos en los cojinetes y en los sellos. El aire tambien reduce la capacidad de refrigeracion del disipador de calor y la capacidad del intercambiador de calor. El oxfgeno del aire tambien aumentara la corrosion dentro del sistema.
Despues del llenado inicial o del rellenado parcial, por ejemplo, despues del intercambio de una parte del sistema, quedara algo de aire en partes del sistema. Tendra tendencia a elevarse hasta el punto mas alto del sistema al que puede llegar, pero esto es a un gran numero de lugares y no todos pueden estar equipados con valvulas para purgar. Cuando se arranque la bomba, el aire se arrastrara con el lfquido refrigerante circulante, especialmente en el circuito cerrado principal en el que la velocidad de flujo es alta. Para minimizar la presencia de aire en el sistema de refrigeracion, especialmente en el disipador de calor y en el intercambiador de calor, en los que se reduce el rendimiento, y tambien para minimizar el contacto entre el aire que queda despues del llenado o del rellenado, se requiere un metodo o una disposicion para eliminar el aire del sistema de refrigeracion. El proposito de la derivacion es permitir que parte del agua de refrigeracion, incluyendo cualquier burbuja de aire, deje el circuito cerrado principal de velocidad de flujo alto y alcance el vaso de expansion donde la velocidad del flujo es baja y el aire puede separarse del lfquido por gravedad y recogerse. El aire recogido se descarga posteriormente del vaso de expansion cuando se llena con lfquido refrigerante.
Sin embargo, la experiencia ha mostrado problemas con la eliminacion de aire de tales sistemas de refrigeracion, especialmente despues de llenarlos con lfquido refrigerante. Las turbulencias en las constricciones, en las curvas y especialmente en la bomba romperan grandes burbujas de aire en otras mas pequenas, formando eventualmente una especie de espuma con el lfquido refrigerante. Esto hace que la eliminacion de aire sea mas diffcil y que consuma mucho tiempo. Una eliminacion de aire insuficiente puede entonces dar como resultado un nivel poco claro del lfquido en el vaso de expansion y entonces son normales las falsas indicaciones de bajo nivel de lfquido. Se ha tratado de solucionar estos problemas llenando la parte del vaso de expansion que no contiene lfquido refrigerante mediante un fuelle metalico para asegurar la funcion que debe cumplir el vaso de expansion al mismo tiempo que se evita la existencia de aire en el sistema. Sin embargo, las experiencias han demostrado que los problemas con la eliminacion de aire del sistema durante el llenado todavfa existen, y el aire permanecera en el lfquido despues de tal llenado y causara problemas futuros con indicacion de bajo nivel de lfquido. Estos problemas tambien son recurrentes ya que el lfquido refrigerante tiene que cambiarse a intervalos regulares para evitar el agotamiento de sus
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inhibidores de corrosion. Por lo tanto, cada taller de mantenimiento necesita una unidad de servicio separada y costosa para el llenado y la eliminacion del aire y para la capacitacion asociada de su personal.
Otras desventajas de un sistema de refrigeracion que tiene tal fuelle de metal en el vaso de expansion es que el coste del vaso de expansion sera alto y habra un volumen de reserva para el lfquido en el vaso de expansion restringido por la presencia del fuelle metalico.
Los problemas mencionados anteriormente son adheridos a los sistemas de refrigeracion de acuerdo con la introduccion conocida a traves de la patente europea EP 1 259 104 A1 para refrigerar un inversor a bordo de un vehfculo que circula por vfas y de la patente de Estados Unidos US 5 535 818 A para refrigerar un dispositivo electronico en general. En la patente de Estados Unidos 4.047.561 tambien se muestra un sistema de refrigeracion de lfquido para un convertidor de energfa que tiene un vaso de expansion dispuesto en una derivacion a un circuito cerrado de refrigeracion principal.
Resumen de la invencion
El objetivo de la presente invencion es proporcionar un sistema de refrigeracion del tipo definido en la introduccion que se mejora en al menos algun aspecto con respecto a tales sistemas de refrigeracion ya conocidos.
Este objetivo esta de acuerdo con la invencion obtenida proporcionando un sistema de refrigeracion de este tipo con las caracterfsticas enumeradas en la parte caracterizadora de la reivindicacion 1 adjunta.
Por lo tanto, la presente invencion esta basada en el entendimiento de que es aceptable algo de aire presente en el sistema, siempre que no permanezca en el circuito cerrado principal del sistema de refrigeracion, circulando con el lfquido refrigerante y degradando el rendimiento del sistema de refrigeracion y la vida de sus componentes. Esto se consigue disponiendo un citado colchon de aire en el vaso de expansion para recoger y mantener el aire separado del flujo del lfquido refrigerante del circuito cerrado principal y tambien lo mas lejos posible del flujo de derivacion y disponiendo la combinacion de las caracterfsticas del tubo de entrada y del cuerpo poroso del vaso de expansion para formar una zona de baja velocidad de flujo en dicha derivacion, permitiendo asf que las burbujas de aire posiblemente presentes en el lfquido refrigerante se separen por gravedad y dejen la circulacion del lfquido refrigerante y se recojan mediante el colchon de aire en el vaso de expansion. El cuerpo poroso tambien hace posible que el lfquido que sale del tubo de entrada a traves de dichas aberturas por encima de la superficie del lfquido refrigerante en el vaso de expansion, alcance suavemente dicha superficie mientras se vierte a traves del cuerpo poroso para evitar salpicaduras que crearfan nuevas burbujas. Llevando el flujo de retorno al circuito cerrado principal desde el fondo del vaso de expansion se reduce al mfnimo el retorno de las burbujas de aire.
Este diseno del vaso de expansion hace posible aumentar la variacion aceptable del volumen de lfquido refrigerante contenido en el mismo comparado sustancialmente con un vaso de expansion del mismo tamano externo que tiene dicho fuelle metalico, el cual eliminara las indicaciones de nivel de agua (lfquido refrigerante) bajo, debido al sistema de llenado incompleto e incorrecto. Ademas, la eliminacion de aire rapida y automatica del lfquido refrigerante que tiene lugar en el vaso de expansion significa que dicha unidad de servicio independiente y costosa, necesaria para llenar y eliminar el aire del sistema, asf como el personal experimentado necesario para el servicio del sistema, seran superfluos.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, dicha porcion ascendente del tubo de entrada se extiende hasta la region de una parte superior de dicho volumen interior del vaso de expansion.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, dicho cuerpo poroso esta fabricado con elementos que le proporcionan una gran superficie total que excede la superficie de la limitacion externa del cuerpo poroso en mas del 200 %, en mas del 400 % o en mas del 1000 %. Una superficie tan grande del cuerpo poroso promueve la fusion de pequenas burbujas de aire posiblemente presentes en el lfquido con burbujas mas grandes, las cuales pueden separarse mas facilmente por gravedad del colchon de aire en dicho volumen interno del vaso de expansion.
De acuerdo con otras realizaciones de la invencion, dicho cuerpo poroso comprende una estera filtrante y la estera filtrante puede estar formada por una red metalica.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, dicho vaso de expansion presenta una primera valvula conectada entre una porcion superior de dicho volumen interior para llenarse de aire y el exterior y un medio de muelle configurado para mantener dicha primera valvula cerrada para una presion de aire en dicho colchon de aire por debajo de un primer valor predeterminado y para abrir la valvula y dejar salir el aire de dicho vaso de expansion para una presion de aire en dicho colchon de aire por encima de dicho primer valor predeterminado. La disposicion de dicha valvula limita automaticamente la presion mas alta del sistema a dicho primer valor predeterminado. Este primer valor predeterminado es, de acuerdo con otra realizacion de la invencion, una sobrepresion de 0,1-0,6, 0,2-0,5 o 0,3-0,4 bares con respecto a la exterior. Es una ventaja particular si la sobrepresion es limitada a un valor que hace innecesario que el vaso de expansion cumpla con la legislacion de los vasos a presion. El tamano del vaso de expansion es preferentemente elegido de manera que esta
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valvula de sobrepresion no tenga que funcionar para la variacion de temperature esperada del sistema de refrigeracion.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, dicho vaso de expansion tiene una segunda valvula conectada entre una porcion superior de dicho volumen interior para llenarse de aire y el exterior y un medio de muelle configurados para mantener dicha segunda valvula cerrada para una presion de aire en dicho colchon de aire por encima de un segundo valor predeterminado y para abrir la valvula y dejar entrar aire en dicho vaso de expansion para una presion de aire en dicho colchon de aire por debajo de dicho segundo valor predeterminado. Dicha segunda valvula limita automaticamente la presion mas baja del sistema a dicho segundo valor predeterminado, el cual de acuerdo con otra realizacion de la invencion es una presion negativa de 0,05-0,4, 0,1-0,3 o 0,1-0,2 bares con respecto a la exterior, evitando asf el colapso de las mangueras de conexion en el lado de succion de la bomba y cavitacion en la bomba. El tamano del vaso de expansion es preferentemente elegido de manera que esta valvula de depresion no tenga que funcionar para la variacion de temperatura esperada del sistema de refrigeracion.
Dichos medios de muelle configurados para mantener dichas valvulas cerradas son preferentemente muelles de compresion, y dichos valores predeterminados pueden cambiarse cambiando dichos muelles.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, dichas primera y segunda valvulas estan conectadas a traves de un mismo tubo al volumen interno que se va a llenar de aire en la porcion superior del vaso de expansion.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, el lado de salida de dicha bomba esta conectado a dicho intercambiador de calor y dicha derivacion esta conectada desde el lado de salida del intercambiador de calor al lado de entrada de la bomba. Otra posibilidad es tener el lado de salida de la bomba conectado al disipador de calor y a la derivacion y la derivacion conectada desde el lado de salida del disipador de calor al lado de entrada de la bomba. La conexion de la derivacion elegida depende de donde se encuentre la parte mas alta del sistema, puesto que es el lugar en el que la mayor parte del aire tiende a estar presente. "El lado de salida del disipador de calor" puede ser, de hecho, el lado de entrada del intercambiador de calor.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, dicho tubo de entrada tiene al menos un orificio a traves de una pared del mismo cerca del fondo del vaso de expansion y en el interior del vaso de expansion. Tal orificio impedira que se aspire el aire dentro del tubo de entrada y que suba al lfquido refrigerante en el circuito cerrado principal cuando la bomba se para.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, el sistema de refrigeracion comprende una disposicion configurada para indicar el nivel superficial de lfquido dentro de dicho vaso de expansion y que comprende un tubo que presenta un extremo inferior conectado al volumen interior del vaso de expansion por debajo del nivel de lfquido refrigerante mas bajo aceptable y el otro extremo conectado a la parte superior del vaso de expansion y que posee un flotador de indicacion que senala dicho nivel superficial. Esta disposicion puede comprender entonces un sensor inductivo dispuesto cerca de dicho tubo ascendente y dicho flotador de indicacion es de un material metalico que debe ser detectado por dicho sensor inductivo. Una disposicion de indicacion de nivel superficial de este tipo es favorable para comprobar que el lfquido refrigerante tiene un nivel apropiado en el vaso de expansion durante el llenado y tambien durante el funcionamiento del sistema de refrigeracion.
Dicho sensor inductivo esta dispuesto entonces, de acuerdo con otra realizacion de la invencion, en el nivel que es el nivel mas bajo aceptable de dicho lfquido refrigerante en el vaso de expansion y para crear una senal de advertencia cuando una superficie del lfquido refrigerante dentro del vaso de expansion alcanza este nivel. El sensor inductivo puede entonces asegurar que el funcionamiento del equipamiento refrigerado mediante dicho lfquido refrigerante puede pararse antes de que exista el riesgo de una funcion inadecuada del sistema de refrigeracion debido al aire procedente del vaso de expansion que regresa al circuito cerrado principal de lfquido refrigerante del sistema.
La invencion tambien se refiere a un vehfculo que circula por vfas, asf como a un uso de un sistema de refrigeracion de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas para ello.
A partir de la siguiente descripcion de realizaciones de la invencion, apareceran ventajas adicionales asf como caracterfsticas ventajosas de la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion sigue una descripcion especffica de realizaciones de la invencion citadas como ejemplos, con referencia a los dibujos adjuntos.
En los dibujos:
La figura 1 es una vista esquematica simplificada de un sistema de refrigeracion de acuerdo con una realizacion de la invencion,
las figuras 2 y 3 son vistas en perspectiva de una parte del sistema de refrigeracion mostrada en la figura 1,
la figura 4 es una vista esquematica simplificada del vaso de expansion y del equipamiento asociado del sistema de refrigeracion mostrado en la figura 1,
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la figura 5 es una vista en perspectiva de dicho vaso de expansion, y
la figura 6 es una vista que corresponde a la figura 1 de un sistema de refrigeracion de
acuerdo con otra realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de realizaciones de la invencion
La figura 1 muestra esquematicamente las partes principales de un sistema de refrigeracion de acuerdo con la invencion configuradas para disponerse a bordo de un vehfculo que circula por vfas 1. El sistema de refrigeracion tiene un circuito cerrado principal 2 en el cual un lfquido refrigerante esta concebido para circular por equipamientos de refrigeracion dispuestos en el vehfculo, en este caso convertidores para el control de transferencia de energfa electrica desde una lfnea de alimentacion de CA o de CC a uno o varios motores y a otros equipamientos del vehfculo o en la direccion opuesta cuando el vehfculo esta frenando. El circuito cerrado principal tiene para esto al menos un disipador de calor 3, en este caso dos, sobre el cual estan dispuestos, por ejemplo, modulos semiconductores de potencia y a traves de los cuales circulara el lfquido refrigerante para absorber el calor disipado por los modulos semiconductores de potencia. Los modulos semiconductores de potencia pueden formar parte de convertidores electronicos de potencia. El circuito cerrado principal posee tambien una bomba 6 configurada para hacer que el lfquido refrigerante circule en el circuito cerrado asf como un intercambiador de calor 7 configurado para emitir el calor absorbido por el lfquido refrigerante en los disipadores de calor 3. La emision de calor en el intercambiador de calor para bajar la temperatura del lfquido refrigerante se incrementa mediante un ventilador 8 que crea un flujo de aire que pasa por el intercambiador de calor.
El sistema de refrigeracion comprende tambien una derivacion 9 configurada para hacer que una porcion menor, por ejemplo un 5 %, del lfquido refrigerante fluya a lo largo de una parte del circuito cerrado principal y un vaso de expansion 10 que forma parte de la derivacion 9 y configurado para tener un volumen interior 11 del mismo parcialmente lleno por el lfquido refrigerante. En este caso, la derivacion esta conectada desde el lado de salida 12 del intercambiador de calor 7 al lado de entrada 13 de la bomba 6. El vaso de expansion 10 esta configurado para tener un colchon de aire 14 en su volumen interior por encima de la superficie 15 del lfquido refrigerante en su interior. El vaso de expansion presenta un tubo de entrada 16 conectado a la parte mas alta del disipador de calor 3 o del intercambiador de calor, el cual en consecuencia, en este caso, es la parte mas alta del intercambiador de calor y que se extiende dentro del vaso de expansion 10.
El vaso de expansion posee tambien una salida 17 desde el fondo 18 del vaso de expansion, la cual esta conectada a un punto del circuito cerrado principal, en este caso, dicho lado de entrada 13 de la bomba 6, configurado para tener una presion mas baja que dicha parte mas alta o de dicho disipador de calor o de dicho intercambiador de calor, en este caso, el intercambiador de calor al que esta conectado el tubo de entrada. Esto es para obtener una diferencia de presion que impulsa el flujo de lfquido refrigerante en dicha derivacion a traves del vaso de expansion.
Tambien se hace referencia ahora a las figuras 2-5, especialmente a las figuras 4 y 5. El tubo de entrada 16 pasa a traves de la parte inferior del vaso de expansion y tiene a continuacion una porcion ascendente 19 con aberturas 20 en una pared del tubo para dejar que el lfquido refrigerante salga del tubo en esta porcion ascendente y dentro del volumen interior 11 de la expansion como se indica mediante las flechas 21 en la figura 4. Al menos algunas de las aberturas 20 estan situadas en una parte del volumen interior configurada para llenarse de aire de dicho colchon de aire 14. El vaso de expansion 10 tambien contiene un cuerpo poroso 22 que rodea a dicha porcion de tubo ascendente 19 donde estan situadas las aberturas e incluso por debajo de las mismas, al menos hasta el nivel mas bajo aceptable de lfquido refrigerante. La funcion de este cuerpo poroso 22 es principalmente reducir y homogeneizar la velocidad de flujo del lfquido refrigerante. La velocidad de flujo reducida mejora la separacion de las burbujas de aire y previene las salpicaduras que podrfan crear nuevas burbujas de aire. El cuerpo poroso 22 esta hecho preferentemente de elementos que le proporcionan una gran superficie total que excede la superficie de la limitacion externa del cuerpo poroso en mas del 200 %, en mas del 400 % o en mas del 1000 %, comprendiendo una estera filtrante formada por una malla de alambre. La funcion de esta estera filtrante no es realmente una funcion de filtrado, sino que un material concebido para el filtrado es en principio adecuado como tal cuerpo poroso. Cuando el lfquido refrigerante que fluye a traves de las aberturas 20 en el cuerpo poroso 22 lleva pequenas burbujas de aire, estas se "se encuentran" entre sf y se fusionan mas facilmente en dicha red metalica 22. Esto tambien puede describirse como: pequenas burbujas de aire y gas disuelto en el lfquido refrigerante pasan a traves de la red metalica 22 que facilita la nucleacion, la agrupacion y el crecimiento de las burbujas.
El aumento del tamano de la burbuja aumenta la separacion del aire por gravedad. El lfquido refrigerante es vertido hacia abajo a traves de la red metalica 22 para evitar salpicaduras que crearfan nuevas burbujas. Por consiguiente, se elimina automaticamente el air del sistema de refrigeracion en el colchon de aire 14 en el vaso de expansion.
Ademas, el tubo de entrada 16 tiene al menos un orificio 23 a traves de una pared del mismo cerca del fondo del vaso de expansion y en el interior del vaso de expansion para evitar que cuando la bomba
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se para y el sistema se enfrfa se succione el aire del colchon de aire 14 a traves de las aberturas 20 y eventualmente se eleve desde el vaso de expansion al intercambiador de calor. Esto puede suceder de otra manera, puesto que el colchon de aire en el vaso no es el punto mas alto. El orificio 23 esta preferentemente alejado de la salida 17.
El nivel de dicha superficie 15 de lfquido refrigerante dentro del vaso de expansion variara en este sistema con una cantidad constante de lfquido refrigerante con el volumen de este lfquido y con su temperatura y tambien con el volumen total de las partes del sistema de refrigeracion que tambien varfa con las temperaturas de estas partes. El sistema comprende para este fin medios para regular la presion de aire de dicho colchon de aire. El volumen interior a llenar de aire, es decir, dicho colchon de aire 14, en la porcion superior del vaso de expansion esta conectado a traves de un tubo 24 a una primera valvula 25 influida por un medio de muelle 26 configurado para mantener esta primera valvula cerrada para una presion de aire en dicho colchon de aire por debajo de un primer valor predeterminado que es una sobrepresion con respecto a la exterior, como en el orden de 0,1-0,6 bares, y para abrir la valvula y dejar salir aire del vaso de expansion para una presion de aire por encima de este primer valor predeterminado. Una segunda valvula 27 tambien esta conectada al colchon de aire 14 en la porcion superior del vaso de expansion y esta dispuesta para ser influida por un medio de muelle 28 configurado para mantener esta segunda valvula cerrada para una presion de aire en dicho colchon de aire por encima de un segundo valor predeterminado, tal como una presion negativa de 0,05-0,4 bares con respecto a la exterior, y dejar entrar aire en el vaso de expansion para una presion de aire en dicho colchon de aire por debajo de este segundo valor predeterminado. Los dos medios de muelle son preferentemente muelles de compresion. La presencia de estas valvulas constituye una proteccion del vaso de expansion con respecto a la sobrepresion y a la baja presion, respectivamente.
Durante el llenado del sistema de refrigeracion con lfquido refrigerante, la eliminacion de aire del sistema tendra lugar a traves de la primera valvula 25, a traves de la cual tambien puede drenarse el lfquido refrigerante cuando el nivel del mismo dentro del vaso de expansion alcanza el nivel mas alto 40 para evitar el sobrellenado.
El sistema tambien presenta una disposicion configurada para indicar el nivel superficial de lfquido dentro del vaso de expansion, y esta comprende un tubo esencialmente vertical 29 externo al vaso de expansion y conectado por un extremo al fondo del vaso de expansion y por el otro extremo a la parte superior del vaso de expansion y que tiene un flotador de indicacion 30 que indica el nivel superficial. Dicha disposicion posee tambien un sensor inductivo 31 dispuesto cerca del tubo vertical 29 y el flotador de indicacion 30 es de un material metalico que tiene que ser detectado por el sensor inductivo. El sensor inductivo 31 esta dispuesto a un nivel 32 que es el nivel mas bajo aceptable del lfquido refrigerante en el vaso de expansion y para crear una senal de advertencia cuando la superficie 15. alcanza este nivel.
En las figuras 2 y 3 se muestra como las partes del sistema de refrigeracion dentro de una caja discontinua 33 en la figura 1 pueden estar dispuestas de forma compacta sobre un mismo bastidor 34 el cual puede estar dispuesto dentro de dicho vehfculo o sobre el techo del mismo, cubierto en ese caso por una carcasa adecuada. Las entradas de los modulos a la bomba estan indicadas por 35 y 36, las salidas del intercambiador de calor al disipador de calor 3 por 37 y 38 y una conexion de llenado y de drenaje por 39.
La figura 6 ilustra muy esquematicamente una segunda realizacion posible del sistema de refrigeracion de acuerdo con la invencion, la cual difiere de la mostrada en la figura 1 por el hecho de que la salida de la bomba 6 esta conectada en este caso al disipador de calor 3' y la derivacion 9' esta conectada entre la entrada al intercambiador de calor 7' y la entrada a la bomba. El vaso de expansion 10' y las partes contenidas en el mismo o conectadas al mismo pueden ser los mismos que en la realizacion mostrada en la Fig. 1.
Por supuesto, la invencion no esta de ninguna manera restringida a las realizaciones descritas anteriormente, pero muchas posibilidades de modificaciones de las mismas serfan evidentes para un experto en la materia sin apartarse del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (19)

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    1. Un sistema de refrigeracion configurado para disponerse a bordo de un vehfculo que circula por vfas y que en un circuito cerrado principal (2) de circulacion de lfquido refrigerante comprende:
    • una bomba (6) configurada para hacer que un lfquido refrigerante circule en dicho circuito cerrado principal para enfriar el equipamiento de dicho vehfculo,
    • un disipador de calor (3, 3') configurado para permitir que el lfquido refrigerante absorba el calor disipado en dicho equipamiento montado sobre el mismo y
    • un intercambiador de calor (7, 7') configurado para emitir el calor absorbido desde dicho equipamiento por dicho lfquido refrigerante,
    el sistema de refrigeracion que comprende ademas
    • una derivacion (9) configurada para hacer que una porcion menor del lfquido refrigerante fluya a lo largo de una parte de dicho circuito cerrado principal (2), y
    • un vaso de expansion (10, 10') que forma parte de dicha derivacion y configurado para tener un volumen interior (11) del mismo parcialmente lleno por dicho lfquido refrigerante,
    caracterizado porque el vaso de expansion (10, 10') esta configurado por presentar un colchon de aire (14) en su volumen interior por encima de una superficie (15) de dicho lfquido refrigerante en el mismo, en que el vaso de expansion posee un tubo de entrada (16) conectado a la parte mas alta de dicho disipador de calor (3, 3') o de dicho intercambiador de calor (7, 7') y que se extiende dentro de dicho vaso,
    porque el vaso de expansion tiene una salida (17) desde el fondo (18) de dicho vaso y conectado a un punto de dicho circuito cerrado principal configurado para tener una presion mas baja que dicha parte mas alta de dicho disipador de calor o de dicho intercambiador de calor al cual se conecta el tubo de entrada (16),
    porque dicho tubo de entrada pasa a traves de la parte inferior de dicho vaso y presenta a continuacion una porcion ascendente (19) con aberturas (20) en una pared del tubo para dejar que el lfquido refrigerante salga del tubo en dicha porcion ascendente y dentro de dicho volumen interior, estando al menos algunas de dichas aberturas situadas en una parte de dicho volumen interior configurada para llenarse de aire de dicho colchon de aire (14),
    y porque el vaso de expansion contiene un cuerpo poroso (22) que rodea a dicha porcion de tubo ascendente (19) donde estan situadas dichas aberturas (20).
  2. 2. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha porcion ascendente (19) del tubo de entrada (16) se extiende hasta la region de una parte superior de dicho volumen interior (11) del vaso de expansion (10, 10').
  3. 3. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque dicho cuerpo poroso (22) esta fabricado de elementos que le proporcionan una superficie total grande que excede la superficie de la limitacion externa del cuerpo poroso en mas del 200 %, en mas del 400 % o en mas del 1000 %.
  4. 4. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho cuerpo poroso (22) comprende una estera filtrante.
  5. 5. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado porque dicha estera filtrante esta formada por una red metalica.
  6. 6. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho vaso de expansion (10, 10') tiene una primera valvula (25) conectada entre una porcion superior de dicho volumen interior para llenarse de aire y el exterior y un medio de resorte (26) configurados para mantener dicha primera valvula cerrada para una presion de aire en dicho colchon de aire por debajo de un primer valor predeterminado y para abrir la valvula y dejar salir aire de dicho vaso de expansion para una presion de aire en dicho colchon de aire (14) por encima de dicho primer valor predeterminado.
  7. 7. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado porque dicho primer valor predeterminado es una sobrepresion de 0,1-0,6, 0,2 - 0,5 o 0,3-0,4 bares con respecto a la exterior.
  8. 8. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho vaso de expansion (10, 10') posee una segunda valvula (27) conectada entre una porcion superior de dicho volumen interior para llenarse de aire y el exterior y un medio de resorte (28) configurados para mantener dicha segunda valvula cerrada para una presion de aire en
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    dicho colchon de aire por encima de un segundo valor predeterminado y para abrir la valvula y dejar entrar aire en dicho vaso de expansion para una presion de aire en dicho colchon de aire (14) por debajo de dicho segundo valor predeterminado.
  9. 9. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque dicho segundo valor predeterminado es una presion negativa de 0,05-0,4, 0,1-0,3 o 0,1-0,2 bares con respecto a la exterior.
  10. 10. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 6 u 8, caracterizado porque dichos medios de resorte (26, 28) comprenden un muelle de compresion.
  11. 11. Un sistema de refrigeracion de acuerdo al menos con las reivindicaciones 6 y 8, caracterizado porque dichas primeras y segundas valvulas estan conectadas a traves de un mismo tubo (24) al volumen interior a llenar de aire en la porcion superior del vaso de expansion (10, 10').
  12. 12. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lado de salida de dicha bomba (6) esta conectado a dicho intercambiador de calor (7), y por que dicha derivacion (9) esta conectado desde el lado de salida (12) del intercambiador de calor al lado de entrada (13) de la bomba.
  13. 13. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque el lado de salida de dicha bomba (6) esta conectado a dicho disipador de calor (3'), y porque dicha derivacion (9') esta conectada desde el lado de salida de dicho disipador de calor al lado de entrada de la bomba.
  14. 14. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho tubo de entrada (19) presenta al menos un orificio (23) a traves de una pared del mismo cerca del fondo del vaso de expansion (10, 10') y en el interior del vaso de expansion.
  15. 15. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una disposicion configurada para indicar el nivel superficial de lfquido dentro de dicho vaso de expansion (10, 10') y que comprende un tubo (29) que posee un extremo inferior conectado al volumen interior del vaso de expansion por debajo del nivel de lfquido refrigerante mas bajo aceptable y el otro extremo conectado a la parte superior del vaso de expansion y que presenta un flotador indicador (30) que indica dicho nivel superficial.
  16. 16. Un sistema de refrigeracion de acuerdo con la reivindicacion 15, caracterizado porque dicha disposicion comprende un sensor inductivo (31) dispuesto cerca de dicho tubo ascendente (29) y dicho flotador indicador (30) es de un material metalico para que lo detecte dicho sensor inductivo.
  17. 17. Sistema de refrigeracion segun la reivindicacion 16, caracterizado porque dicho sensor inductivo (31) esta dispuesto a un nivel que es el nivel mas bajo aceptable (32) de dicho lfquido refrigerante en el vaso de expansion (10, 10') y para crear una serial de advertencia cuando una superficie del lfquido refrigerante dentro del vaso de expansion alcanza este nivel.
  18. 18. Un vehfculo que circula en vfas, caracterizado porque esta provisto de un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-17.
  19. 19. Utilizacion de un sistema de refrigeracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-17 para enfriar convertidores de refrigeracion para el control de la transferencia de energfa electrica en un vehfculo que circula por vfas.
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