ITMI20000784A1 - Impianto per il mantenimento a bassa temperatura di un ambiente isotermico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’Invenzione industriale avente per titolo:

«IMPIANTO PER IL MANTENIMENTO A BASSA TEMPERATURA DI UN AMBIENTE ISOTERMICO»

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto per il mantenimento a bassa temperatura di un ambiente isotermico.

La conservazione a bassa temperatura, ossia compresa tra 0°C e 7°C, di vari prodotti in un ambiente- isotermico comprendente pareti isolanti è garantita, in generale:

- o mediante l'evaporatore di un impianto frigorifero, ad esempio, in un impianto fisso o in un camion frigorifero,

- o mediante piastre accumulatrici di freddo o frigorie, pure chiamate piastre eutettiche, che, costituite da un involucro di materiale sintetico contenente una miscela acquosa congelante molto al di sotto della temperatura di utilizzazione e preliminarmente caricata in freddo in un congelatore portanti tali piastre ad una temperatura negativa, sono disposte in un comparto formante riserva di freddo, ma comunicante permanentemente con un comparto di conservazione disposto al di sotto di esso,

- o, infine, mediante ghiaccio o neve carbonica disposti in una riserva di freddo separata dal comparto di conservazione mediante una parete isolante.

A causa del suo costo di investimento, il ricorso ad una apparecchiatura frigorifera è possibile solamente per gli ambienti o camere di grande volume, e non è quindi prevedibile per gli ambienti o camere di basso volume, vale a dire dell'ordine di 2 metri cubi, del tipo di quelli utilizzati dai negozi di rosticceria o altre imprese alimentari garantenti consegne.

La medesima cosa vale per la conservazione mediante ghiaccio o neve carbonica, richiedente sia mezzi per il caricamento dell'anidride carbonica in fase liquida, sia mezzi di immagazzinamento criogenico, l'investimento per i quali risulta eccessivo per applicazioni di piccoli volumi unitari .

Relativamente alle piastre accumulatrici di freddo, esse risultano insoddisfacenti a causa della loro bassa durata di utilizzazione, ma anche a causa della loro mancanza di costanza.

Infatti, esse sono in generale disposte in una riserva o serbatoio comunicante permanentemente con il comparto di conservazione, senza nessuna regolazione, per cui queste piastre hanno tendenza a perdere le loro calorie, per effetto di conduzione con l'aria ambiente, circolante per convezione nel comparto di conservazione. Ne consegue che queste piastre perdono le calorie accumulate più rapidamente di quanto dovrebbero fare, con, per conseguenza, il pericolo di consentire al comparto di conservazione di pervenire, prima del termine sperato, ad una temperatura ambiente alla soglia raccomandata, interrompendo così quella che viene convenzionalmente chiamata la catena del freddo.

Inoltre, all'inizio del ciclo di conservazione, vale a dire quando esse sono disposte a temperatura negativa nel serbatoio di freddo, esse hanno tendenza a portare i prodotti più vicini, tra quelli di cui occorre garantire la conservazione, ad una temperatura negativa, la qual cosa è pregiudizievole per alcuni di essi come i vegetali ed in particolare l'insalata.

Uno scopo dell'invenzione è quello di fornire un impianto di mantenimento a bassa temperatura, che sia poco costoso per investimento e funzionamento, sia di semplice messa in opera, consenta un mantenimento a temperatura affidabile per il periodo desiderato, senza alcun pregiudizio per i prodotti conservati, e sia adattabile negli ambienti isotermici di piccolo volume.

Tali ambienti o camere di piccolo volume, siano essi disposti nella parte posteriore di un camioncino, in un rimorchio, o costituiti da un contenitore spostabile, interessano più particolarmente le piccole imprese, che, avendo a disposizione mezzi finanziari limitati, non possono attualmente prevedere di attrezzare l'ambiente chiuso o camera con un impianto frigorifero, o disporre di un posto di distribuzione di ghiaccio carbonico o anidride carbonica secca.

Attualmente, questo tipo di utilizzatore dispone i prodotti alimentari che devono essere conservati in recipienti di piccole dimensioni contenenti piastre eutettiche e dispone i recipienti nell'ambiente isotermico, in modo da limitare le perdite di calore. Questi utilizzatori desidererebbero avere a disposizione un impianto il quale sia non solamente in grado di essere posizionato rapidamente nell'ambiente chiuso, ma sia pure suscettibile di essere rimosso in modo meno oneroso, ad esempio durante il cambio del veicolo, del rimorchio o del recipiente.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire un impianto atto ad essere montato e amovibile, suscettibile di essere posizionato in qualsiasi ambiente isotermico e smontato rapidamente da quest'ultimo, e, più particolarmente, nel cassone isotermico, amovibile oppure no, di un camioncino per consegne.

Tale impianto comprende un contenitore delimitante il serbatoio o riserva di freddo, e atto a ricevere una pluralità di piastre accumulatrici di freddo, sovrapposte e/o giustapposte, amovibili e ricaricabili mediante deposito in un congelatore o simili.

Secondo l'invenzione, il contenitore è dotato di una porta, è realizzato in materiale isolante e in modo da poter essere fissato contro il soffitto del cassone isotermico formando un ambiente o camera chiuso/a, e comprende, in una faccia verticale, una bocchetta di ingresso dell'aria e, nel suo fondo e in opposizione alla bocchetta d'ingresso, una bocchetta d'uscita dell'aria associata ad un ventilatore, detto ventilatore essendo atto a generare nel contenitore un flusso d'aria orientato nella bocchetta di ingresso verso la bocchetta d'uscita e circolante tra le piastre accumulatrici di freddo mentre, da un lato, il motore elettrico del ventilatore è alimentato mediante un circuito elettrico comprendente un contenitore termostatico chiudente tale circuito sotto il controllo di un sensore di temperatura disposto nel comparto di conservazione, e in cui, dall'altro lato, ciascuna delle bocchette, d'ingresso e di uscita, è associata a mezzi di otturazione che si portano in posizione di apertura quando il ventilatore è in funzione.

Cosi, quando il ventilatore è a riposo, le piastre accumulatrici sono confinate nel contenitore isolante le cui bocchette, rispettivamente di ingresso e di uscita dell'aria, sono chiuse, la qual cosa evita qualsiasi scambio termico con l'ambiente isotermico e riduce notevolmente le perdite di calore delle piastre accumulatrici.

Quando il sensore, disposto nell'ambiente chiuso, rivela un innalzamento della temperatura oltre un valore di soglia, il contenitore-cassetta termostatico/a comanda la chiusura del circuito elettrico del ventilatore che, nel contenitore-cassetta, genera dapprima variazioni di pressione provocanti l'apertura delle bocchette, e quindi un flusso d'aria orientata. Questo flusso aspira l'aria più calda ristagnante contro il soffitto dell'ambiente isotermico e la forza a circolare tra le piastre accumulatrici in modo tale che, dopo raffreddamento contro tali piastre e dopo rinvio nell'ambiente, essa possa ridurre la temperatura in tale ambiente costituente comparto di conservazione.

Quando la temperatura nell'ambiente chiuso ritorna ad un valore di soglia inferiore, il contenitore-scatoletta termostatico/a comanda l'apertura del circuito elettrico del ventilatore, che determina, mediante la chiusura delle bocchette dell'aria, il nuovo confinamento delle piastre nel contenitore .

Grazie a ciò, il freddo accumulato mediante le piastre è utilizzato solamente man mano che si ha bisogno dei prodotti disposti nell'ambiente chiuso ed è conservato per un tempo maggiore, la qual cosa consente a tale impianto di garantire il mantenimento a bassa temperatura per un periodo maggiore, e di garantire la conservazione della catena del freddo.

Tale impianto presenta i seguenti vantaggi supplementari :

- esso è di funzionamento silenzioso,

- esso consuma poca energia elettrica, e può quindi essere alimentato mediante una batteria di veicolo,

la ricarica con freddo delle piastre accumulatrici è realizzata fuori dall'ambiente chiuso, ad esempio in un congelatore tradizionale utilizzante l'energia della rete elettrica e richiedente solamente un periodo equivalente ad una notte,

- il suo tempo di montaggio, dell'ordine di due ore, è varie volte inferiore al tempo di montaggio di un apparecchio frigorifero più costoso,

- esso può essere facilmente smontato per essere recuperato, ad esempio nel caso di sostituzione del veicolo.

In una forma di realizzazione dell'invenzione, ciascuna delle bocchette, rispettivamente d'ingresso e d'uscita dell'aria, è formata da fessure parallele e la faccia di ciascuna fessura che si trova a valle rispetto al flusso d'aria è otturata da una lamella di materiale sintetico fissata su almeno uno dei bordi e atta, da un lato, a sollevarsi in presenza del flusso d'aria generato dal ventilatore e, dall'altro lato, a ritornare elasticamente contro la fessura, dopo che il flusso d'aria è stato interrotto.

Quando tali lamelle di trovano in posizione di chiusura, esse si oppongono a qualsiasi circolazione d'aria tra il contenitore e l'ambiente chiuso, ivi compreso mediante convezione naturale. Esse garantiscono quindi, in maniera semplice e poco costosa, il confinamento del freddo nel contenitore isolante.

Vantaggiosamente, ciascuna delle piastre accumulatrici di freddo è costituita da un corpo centrale ondulato longitudinalmente e da due flangiature laterali che si estendono da ciascun lato del corpo centrale, ciascuna flangiatura essendo formata tra una nervatura superiore sporgente verso l'alto ed una nervatura inferiore sporgente verso il basso, in modo tale che, mediante sovrapposizione delle piastre, siano formati passaggi ondulati di circolazione orientata del flusso d'aria. Questa configurazione presenta pure il vantaggio di semplificare la costruzione del contenitore, poiché le sue pareti interne non richiedono nervature di ricezione e di posizionamento delle piastre accumulatrici, queste ultime posizionandosi le une sulle altre mediante semplice impilamento.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno chiari dalla descrizione seguente con riferimento ai disegni schematici acclusi rappresentanti, a titolo esemplificativo, una forma di realizzazione di tale impianto nel caso della sua applicazione ad un camioncino.

Nei disegni:

La Figura 1 è una vista laterale, in sezione parziale, di un veicolo dotato dell'impianto, La Figura 2 è una vista parziale, in sezione trasversale, mostrante, su scala ingrandita, l'impianto,

La Figura 3 è una vista prospettica di una forma di realizzazione di una piastra accumulatrice, La Figura 4 è una vista in sezione secondo IV-IV di Figura 2,

La Figura 5 è una vista in sezione longitudinale di una piastra accumulatrice.

In Figura 1, il numero di riferimento 2 indica, in maniera generale, un veicolo tipo furgoncino lamierato, il cui comparto posteriore 3, accessibile mediante porte laterali o posteriore, non rappresentate, contiene un cassone isotermico 4, smontabile oppure no, formante comparto di conservazione.

L'impianto, secondo l'invenzione, è essenzialmente costituito da un contenitore 5 atto a ricevere piastre accumulatrici di freddo 6. Il contenitore è realizzato in materiale isolante e, nella forma di realizzazione rappresentata, presenta, com'è illustrato in Figura 4, una sezione trasversale a U le cui ali 5a, 5b sono dotate di ritorni o risvolti a gomito esterni 7a, 7b consententi il loro fissaggio mediante viti 8 contro il soffitto 9 del cassone isotermico 4. Tale contenitore, che è disposto nell'angolo formato tra il soffitto 9 e una delle pareti verticali del cassone isotermico e, in tale forma di realizzazione, la parete Interiore 10 di tale cassone, comprende, in ,opposizione a questa parete, una parete frontale 12. In questa forma di realizzazione, quest'ultima è costituita da una porta. Questa porta, che consente l'introduzione delle piastre accumulatrici 6 nel contenitore 5, può naturalmente essere disposta su una delle pareti longitudinali di tale contenitore se quest'ultimo occupa un'altra disposizione nel veicolo, e, ad esempio, è trasversale.

Il contenitore è dotato di una bocchetta d'ingresso 13 e una bocchetta d'uscita 14 disposte da entrambi i lati della zona di ricezione delle piastre accumulatrici 6, ossia, rispettivamente, nella porta 12 e nel fondo del contenitore, in opposizione alla porta 12, quindi in prossimità della parete anteriore 10 dell'ambiente isotermico.

ia.bocchetta d'uscita 14 è associata ad un ventilatore elettrico 15 il cui circuito elettrico 16 attraverso la parete 10 per pervenire ad un contenitore termostatico 17, disposto nel posto di guida del veicolo, vale a dire all'esterno del cassone isotermico 4. Tale contenitore è esso stesso alimentato con interposizione di un interruttore generale 18, mediante un circuito 19, collegato alla batteria del veicolo. A tale contenitore pervengono pure, da un lato, un circuito 20 collegato ad un sensore di temperatura 21 disposto nel comparto di conservazione dell'ambiente isotermico e, dall'altro lato, eventualmente, un circuito 22 portante ad un altro sensore di temperatura 23, disposto in prossimità delle piastre accumulatrici 6.

Ciascuna delle bocchette, rispettivamente d'ingresso 13 e d'uscita 14, è associata a mezzi di otturazione che si portano in posizione di apertura quando il ventilatore è in funzione.

Nella forma di realizzazione rappresentata, ciascuna bocchetta 13 e 14 è formata da fessure parallele 13a, 14a e ciascuna-fessura è associata ad una lamella di materiale sintetico 24 fissata sul bordo di tale fessura e atta ad otturarla elasticamente. Queste lamelle elastiche sono disposte sulla faccia della bocchetta d'ingresso che si trova a valle rispetto al senso di circolazione del flusso d'aria generato dal ventilatore 15, rappresentato mediante la freccia 31 in Figura 2.

Com'è rappresentato più dettagliatamente nelle Figure da 3 a 5, ciascuna delle piastre accumulatrici 6 è costituita da un corpo centrale ondulato 6a e da due flangiature laterali 6b, estendentisi longitudinalmente da ciascun lato del corpo centrale e impartenti, a tale piastra, una sezione trasversale avente la forma generale di una H. In modo noto, ciascuna piastra è costituita da un involucro 7 di materiale sintetico stampato contenente una miscela acquosa 26 il cui punto di congelamento è determinato in funzione della quantità di calorie che devono essere immagazzinate e, conseguentemente della durata di conservazione sperata.

Com'è rappresentato più dettagliatamente in Figura 4, ciascuna flangiatura 6b è formata tra una nervatura superiore 27 sporgente verso l'alto, ed una nervatura inferiore 28 sporgente verso il basso. Le due nervature inferiori 28 di ciascuna piastra sono conformate per incastrarsi nelle facce interne delle nervature superiori 27 di una piastra 6 inferiormente adiacente. Il fondo del contenitore 5 comprende scanalature 29 atte a cooperare con le nervature inferiori 28 della piastra più bassa, per posizionarla e fissarla in traslazione.

Grazie a tale disposizione, il solo impilamento delle piastre 6 nel contenitore 5 garantisce il posizionamento e il bloccaggio in traslazione trasversale di tali piastre, formando nel contempo, tra esse, passaggi ondulati 30 di circolazione del flusso d'aria. Con tale impianto o installazione, quando la temperatura nel comparto di conservazione, vale a dire nell'ambiente isotermico chiuso, al di fuori del contenitore 5, raggiunge un valore di soglia, e, ad esempio, 6°C per la conservazione di prodotti freschi, il contenitore termostatico 17, informato dal sensore 21, comanda la chiusura del circuito elettrico 16 e la messa in funzione del ventilatore 15. Tale messa in funzione ha come conseguenza quella di generare, sulla bocchetta d'ingresso 13, una depressione e sulla bocchetta d'uscita 14 una pressione provocante l'allontanamento delle lamelle 24 delle fessure, rispettivamente 13a, 14a, e l'instaurazione di un flusso d'aria orientato nel senso della freccia 31. In queste condizioni, l'aria più calda, accumulata contro il soffitto 4 dell'ambiente isotermico, è aspirata nel contenitore 5. In quest'ultimo, essa è forzata a circolare nei passaggi ondulati 30 tra le piastre accumulatrici 6. Questa circolazione forzata garantisce il suo raffreddamento prima che essa sia rinviata dalla bocchetta d'uscita 14 nel comparto di conservazione dell'ambiente isotermico.

Quando la temperatura in tale cassone ha raggiunto un valore di soglia inferiore, ad esempio 4°C, il contenitore termostatico 17 apre il circuito elettrico 16 e provoca l'arresto del ventilatore 15. Dopo tale arresto, le lamelle elastiche 24 si portano in posizione di chiusura e si oppongono quindi a qualsiasi scambio termico mediante convezione tra il contenitore 5 e l'ambiente isotermico 4.

Così, le calorie accumulate nelle piastre 6 sono consumate solamente man mano che ve ne è la necessità, la guai cosa consente, per una quantità di calorie accumulate, di evitare i consumi eccessivi e di aumentare il periodo di mantenimento entro l'intervallo di temperature richiesto.

Inoltre, il confinamento delle piastre nel contenitore impedisce che, all'inizio del ciclo di conservazione, la loro temperatura negativa si trasmetta ai prodotti conservati più vicini, e sopprime qualsiasi rischio di bruciatura o di deterioramento a causa di un freddo negativo.

Si noterà che, per facilitare la circolazione dell'aria raffreddantesi tra le piastre 6, il fondo 5 del contenitore è inclinato verso il basso andando dalla bocchetta d'ingresso 13 verso la bocchetta d'uscita 14, per fornire la medesima inclinazione ai passaggi 30 delimitati tra le piastre.

Tale impianto è assai facile da mettere in opera, poiché è sufficiente fissare il contenitore-scatola contro il soffitto del cassone isotermico 4 e far attraversare la parete di fondo 10 di tale cassone ai circuiti elettrici 16, 20 e 22 collegantisi al contenitore-scatola 17 disposto nella cabina. Il tempo di questo montaggio è dell'ordine di da un'ora e mezzo a due ore, ed è quindi molto inferiore a dodici ore necessarie per l'installazione di un apparecchio frigorifero. La medesima cosa vale per lo smontaggio che viene effettuato molto più rapidamente, per cui l'impianto può essere assai facilmente recuperato per essere montato in un altro ambiente chiuso, e ciò da parte di personale non specializzato.

Il sensore 23 interviene nel funzionamento dell'impianto solamente per interrompere il circuito di alimentazione del ventilatore, quando le piastre accumulatrici 6 non sono più in grado di fornire freddo. Esso ha quindi come funzione quella di evitare di consumare energia elettrica suscettibile di scaricare le batterie del veicolo, per far ruotare il ventilatore 15, se per inosservanza l'interruttore 18 non sia stato azionato dopo scarico dell'ambiente isotermico.

L'impianto secondo l'invenzione consente non solo di utilizzare nelle migliori condizioni il freddo accumulato nelle piastre eutettiche 6, ma pure di ottenere nel comparto di conservazione una temperatura regolata entro limiti regolabili mediante il contenitore-scatola termostatico/a azionabile dall'esterno.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto amovibile per il mantenimento a bassa temperatura di un cassone isotermico (4) spostabile, comprendente un contenitore (5) delimitante la riserva di freddo e atto a ricevere una pluralità di piastre (6) accumulatricì di freddo, sovrapposte e/o giustapposte, amovibili e ricaricabili mediante posa in un congelatore o simili, caratterizzato dal fatto che il contenitore (5) è dotato di una porta (12) ed è realizzato in materiale isolante e in modo da poter essere fissato contro il soffitto (4) del cassone isotermico formando un ambiente chiuso, e comprende, in una faccia verticale, una bocchetta (13) di ingresso dell'aria e, nel suo fondo ed in opposizione alla bocchetta d'ingresso (13), una bocchetta (14) d'uscita dell'aria associata ad un ventilatore (15), detto ventilatore (15) essendo atto a generare, nel contenitore (5), un flusso d'aria orientato nella bocchetta di ingresso (13) verso la bocchetta d'uscita (14) e circolante tra le piastre accumulatrici di freddo (6), mentre, da un lato, il motore elettrico del ventilatore (15) è alimentato mediante un circuito elettrico (16) comprendente un contenitore termostatico (17) chiudente tale circuito sotto il controllo di un sensore di temperatura (21) disposto nel comparto di conservazione e che, dall'altro lato, ciascuna delle bocchette, rispettivamente d'ingresso (13) e d'uscita (14), è associata a mezzi di otturazione (4) che si portano in posizione di apertura quando il ventilatore è in funzione.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna delle bocchette, rispettivamente d'ingresso (13) e di uscita (14) dell'aria è formata da fessure parallele (13a, 14a) , e la faccia di ciascuna fessura che a valle rispetto al senso di circolazione del flusso d'aria, è otturata da una lamella di materiale sintetico (24) fissata su uno dei bordi e atta, da un lato, a sollevarsi in presenza del flusso d'aria generato dal ventilatore (15) e, dall'altro lato, a ritornare elasticamente contro la fessura, dopo che il flusso d'aria è stato interrotto.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto Che un secondo sensore di temperatura (23) è disposto nel contenitore (5) in prossimità di una delle piastre accumulatrici (6) ed è collegato ad un contenitore termostatico (17) aprente il circuito di alimentazione elettrica (16) del ventilatore (15) quando la temperatura rivelata dal sensore raggiunge un valore di riferimento.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna delle piastre accumulatrici di freddo (6) è costituita da un corpo centrale (6a), ondulato longitudinalmente, e da due flangiature laterali (6b), estendentisi da ciascun lato del corpo centrale, ciascuna flangiatura (6b) essendo formata tra una nervatura superiore (27), sporgente verso l'alto, ed una nervatura inferiore (28), sporgente verso il basso, in maniera tale che, mediante sovrapposizione delle piastre (6), siano formati due passaggi ondulati (30) di circolazione orientata del flusso d'aria.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il contenitore (5) presenta una sezione trasversale a U le cui ali (5a, 5b) sono dotate di risvolti a gomiti esterni (7a, 7b) ed è fissato contro il soffitto del cassone (4) e nell 'angolo-formato tra tale soffitto e una delle pareti verticali del cassone, tale fissaggio essendo garantito mediante mezzi di collegamento (8) fissantisi nel soffitto attraversanti i risvolti a gomito (7a, 7b) del contenitore (5).
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il fondo del contenitore (5) è inclinato verso il basso andando dalla bocchetta d'ingresso (13) verso la bocchetta d'uscita (14).