MX2014009028A

MX2014009028A - Aparato de refrigeracion.

Info

Publication number: MX2014009028A
Application number: MX2014009028A
Authority: MX
Inventors: Ian Tansley
Original assignee: Sure Chill Company Ltd
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-11-25
Also published as: AP2014007819A0; KR102155595B1; GB201415033D0; EA201491428A1; KR20140123958A; EP2807433B1; GB2514502A; WO2013110957A3; JP6211537B2; PH12014501668A1; US10767916B2; WO2013110957A2; ZA201405402B; GB2514502B; CN108106295B; BR112014018324B1; US20140360214A1; PH12014501668B1; JP2015512022A; CN104364592A

Abstract

Un aparato para enfriar objetos tales como productos alimenticios, bebidas o vacunas comprendiendo al menos dos depósitos, un dispositivo de refrigeración para enfriar el fluido contenido en uno de los depósitos y una región de transferencia térmica entre las regiones superiores respectivas de los depósitos. La región de transferencia térmica permite la transferencia térmica entre el fluido contenido en los depósitos de manera que el enfriamiento del fluido en un depósito causa el enfriamiento del fluido en el otro depósito.

Description

APARATO DE REFRIGERACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración. En particular, pero no exclusivamente, la invención se refiere a un aparato de refrigeración para usarse en el almacenaje y transporte de vacunas, productos alimenticios perecederos, bebidas empacadas o los similares y para el enfriamiento o control de temperatura de equipo tal como baterías, en la ausencia de un suministro confiable de electricidad. Los aspectos de la invención se relacionan a un aparato y a un método.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una proporción grande de la población mundial no tiene acceso a un suministro confiable y consistente de medios de electricidad. Los países en vías de desarrollo o las regiones remotas de las áreas pobladas, frecuentemente sufren de racionamiento de la energía eléctrica, comúnmente implementada por medio de "recortar la carga", siendo la creación de cortes de energía intencionales o fallas de la red de distribución.

Es difícil el almacenaje de vacunas, de productos alimenticios y bebidas en temperaturas apropiadas en dichas áreas, en donde ia ausencia de un suministro constante y/o confiable de la energía eléctrica restringe el uso generalizado del equipo de refrigeración. Las vacunas, por ejemplo, se requiere que se almacenen dentro de un estrecho rango de temperatura entre aproximadamente 2-8°C, fuera de los cuales su viabilidad puede comprometerse o destruirse. Problemas similares surgen en conexión con el almacenaje de alimentos, particularmente productos alimenticios perecederos y bebidas almacenadas tales como bebidas embotelladas o enlatadas.

En respuesta a este problema, los presentes solicitantes han propuesto previamente una forma de aparato de refrigeración, divulgada en la solicitud de patente internacional No. PCT/GB2010/051129, que permite un espacio de almacenaje refrigerado para mantenerse dentro de un rango de temperatura de 4 - 8°C por más de 30 días después de una pérdida de energía eléctrica. Este aparato del arte previo comprende un espacio de carga para vacunas, productos alimenticios, contenedores de bebidas o cualquier otro artículo a refrigerarse, el espacio de carga siendo colocado en una región inferior de un depósito térmicamente aislado de agua. Arriba del depósito, y en comunicación fluida con el mismo, un espacio de cabezal relleno de agua conteniendo un elemento de refrigeración o masa térmica a baja temperatura, proporciona un suministro de agua fría al depósito.

Este aparato del arte previo se basa en la propiedad conocida que el agua está en su máxima densidad en aproximadamente 4°C. Además, el agua enfriada a esta temperatura por el elemento de refrigeración o masa térmica en el espacio del cabezal tiende a descender dentro del depósito, estableciéndose en la región inferior circundando el espacio de carga, el cual, a través de la transferencia térmica, se enfría a una temperatura de o cercana a los 4°C.

Los solicitantes han identificado una necesidad de mejorar el aparato arriba mencionado para facilitar el empacado, transportación y eficiencia en algunas aplicaciones. En este contexto la presente invención se ha concebido. Otros objetivos y ventajas de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción, reivindicación y dibujos.

Los aspectos de la invención por lo tanto proporcionan un aparato y método como se reclaman en las reivindicaciones anexas.

De acuerdo con otro aspecto de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato que comprende al menos un primero y un segundo depósitos de fluidos, medios de refrigeración para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y el segundo depósitos de fluido para permitir la transferencia térmica entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato que comprende: primero y segundo depósitos de fluido; medios de refrigeración para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos, el aparato siendo configurado para permitir el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica del fluido en el primer depósito para aumentarse en una región superior del primer depósito de fluidos y para permitir el fluido dentro del segundo depósito de fluidos en una temperatura arriba de una temperatura crítica del fluido en el segundo depósito a aumentarse en una región supenor del segundo depósito de fluidos por lo tanto permitiendo que se lleve a cabo la transferencia térmica en la región de transferencia térmica entre el fluido que ha aumentado en el primer depósito y el fluido que ha aumentado en el segundo depósito, el aparato además siendo configurado para permitir el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica a reducirse al menos en el segundo depósito de fluidos.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención para la cual se solícita la protección, se proporciona un aparato que comprende: primero y segundo depósitos de fluidos y una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos de fluidos, el aparato siendo configurado para permitir medios de refrigeración a colocarse en comunicación térmica con el fluido en la cámara de aire por lo tanto enfriando dicho fluido, en uso, el aparato siendo configurado para permitir el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica del fluido en el primer depósito a aumentarse en una región superior del primer depósito de fluidos y para permitir el fluido dentro del segundo depósito de fluidos en una temperatura arriba de una temperatura crítica del fluido en el segundo depósito a aumentarse en una región superior del segundo depósito de fluidos por lo tanto permitiendo que se lleve a cabo la transferencia térmica en la región de transferencia térmica entre el fluido que ha aumentado en el primer depósito y el fluido que ha aumentado en el segundo depósito, el aparato además siendo configurado para permitir el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica a reducirse al menos dentro del segundo depósito de fluidos.

Hay que entender que por temperatura crítica se entiende una temperatura a partir de la cual se observa un líquido de densidad máxima en función de la temperatura. Además, la densidad del fluido incrementa como su temperatura aumenta hacia la temperatura crítica y entonces disminuye como la temperatura aumenta arriba de la temperatura crítica, significando que su densidad está en su máximo en la temperatura crítica. El primero y segundo depósitos de fluidos pueden contener sustancialmente el mismo tipo de fluido (es decir, agua, una mezcla particular de sal/agua o cualquier otro tipo de fluido teniendo una temperatura crítica como se definió anteriormente).

Ventajosamente, la temperatura crítica está en el rango de -10CTC a +50°C, además ventajosamente en el rango de -50°C a 10°C, aún además ventajosamente en el rango de -20°C a alrededor de 8°C, ventajosamente en el rango de -20°C a 5°C, además ventajosamente en el rango de -5°C a 5°C. Otros valores también son útiles.

Además, se colocan el primero y segundo depósitos de fluidos, en uso, para contener un fluido que tiene un coeficiente de temperatura negativo de expansión térmica arriba de la temperatura crítica y un coeficiente de temperatura positivo de expansión térmica arriba de la temperatura crítica. En otras palabras, la densidad del fluido incrementa como su temperatura se eleva hacia la temperatura crítica y entonces disminuye como la temperatura aumenta arriba de la temperatura crítica, significando que su densidad está en su máximo en la temperatura crítica.

En una modalidad alterna, solamente el primer depósito de fluidos contiene un fluido teniendo una temperatura crítica.

El aparato puede comprender los medios de refrigeración, opcionalmente un medio refrigerante eléctricamente energizado. Los medios de refrigeración pueden comprender un cuerpo de un fluido solidificado tal como un cuerpo de hielo de agua. El cuerpo del fluido solidificado puede contenerse dentro de un empaque sellado, tal como un hielo. Los medios de refrigeración pueden comprender un ¡ntercambiador de calor a través del cual un congelante fluye, tal como un refrigerante, para enfriar el fluido en el primer depósito, por ejemplo en la manera de un refrigerador en donde un tubo con serpentín se sumerge en el fluido para enfriar el fluido por el flujo del gas refrigerante refrigerado del líquido en el mismo. El refrigerante puede ser líquido refrigerado, por ejemplo agua fría.

Se entiende que la referencia a la región de transferencia térmica siendo colocada "entre" las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos de fluido no significa que la región de transferencia térmica no se extienda dentro de las regiones superiores del primero y segundo depósitos de fluidos, pero incluye la situación en donde la región de transferencia térmica se extiende desde una región superior del primer depósito de fluidos a la región superior del segundo depósito de fluidos. Se entiende que en un número de modalidades, la región de transferencia térmica no se extiende desde la región superior del primer depósito de fluidos a la región superior del segundo depósito de fluidos.

En una modalidad, el primero y segundo depósitos de fluidos se colocan en una configuración de lado por lado.

Los fluidos contenidos en el primer y segundo depósitos de fluidos pueden ser los mismos o diferentes y pueden tener las mismas o diferentes temperaturas críticas. El fluido puede comprender agua o un fluido que tiene propiedades térmicas similares al agua.

En una modalidad, se definen el primer y segundo depósitos de fluidos, al menos en parte, por un contenedor que tiene medios de vertedero dividiendo el contenedor en dicho primero y segundo depósitos de fluidos. Los medios de vertedero pueden tomar la forma de una pared u otra estructura extendiéndose dentro del volumen del contenedor con el primero y segundo depósitos de fluidos siendo definidos por los volúmenes definidos en cualquier lado del mismo. Los medios de vertedero pueden formarse de un material que tiene baja conductividad térmica o un material aislante.

En algunas modalidades alternas, los medios de vertedero pueden formarse para tener una conductividad térmica relativamente alta. Por ejemplo, los medios de vertedero pueden formarse de un material de conductividad térmica relativamente alta tal como un metal, un material plástico cubierto de metal y/o un material relativamente delgado tal como un material plástico relativamente delgado. Esta característica permite el transporte térmico entre los fluidos en el primer y segundo depósitos a través de los medios de vertedero. Esta característica puede permitir refrigeración más rápida del fluido en el segundo depósito de fluidos cuando la refrigeración del fluido en el primer depósito se comenzó inicialmente.

En una modalidad, los medios de vertedero se extienden ascendentemente desde una pared inferior del contenedor hacia una pared superior del contenedor. En una modalidad, un extremo libre de los medios de vertedero se separa de la pared superior del contendor. La región superior o adyacente al extremo libre de los medios de vertedero puede definir dicha región de transferencia térmica. El espacio entre el extremo libre de los medios de vertedero y la pared superior pueden ser ajustables por lo cual la región de transferencia térmica puede ser más pequeña o más grande. Esta característica puede facilitar el control de una temperatura del fluido en el segundo depósito del fluido.

En una modalidad, un extremo inferior de los medios de vertedero pueden separarse aparte de la pared inferior del contenedor de manera que el fluido pueda pasar de un depósito a otro. De nuevo, el espacio puede ser ajustable en algunas modalidades.

Alternativamente o en adición, los medios de vertedero pueden extenderse entre las paredes superiores o inferiores del contenedor e incluyen una o más aberturas o ranuras en una región superior del mismo. La región en o adyacente a una o más aberturas o ranuras en los medios de vertedero pueden definir dicha región de transferencia térmica. Un tamaño o número de una o más aberturas o ranuras puede ser ajustable en algunas modalidades por lo tanto permitiendo el control de la temperatura del fluido en el segundo depósito.

Por extensión se entiende que los medios de vertedero se colocan entre las paredes superiores e inferiores y pueden tocarse o pueden separarse aparte de la pared superior y/o inferior. Además, los medios de vertedero puede tocar la pared superior pero no la pared inferior o los medios de vertedero pueden tocar la pared inferior y no la pared superior. Los medios de vertedero pueden colocarse para tocar ambas paredes inferior y superior. Alternativamente, los medios de vertedero pueden separarse aparte de las paredes inferiores y superiores. Similarmente, los medios de vertedero pueden tocar o separarse aparte de una o ambas paredes colocadas lateralmente con respecto a los medios de vertedero (es decir, en el costado en lugar de por encima o por debajo). Otras disposiciones también son útiles.

Opcionalmente, una o más aberturas o ranuras pueden proporcionarse en una región inferior de los medios de vertedero de manera que el fluido puede pasar de un depósito a otro. Un tamaño o número de una o más aberturas o ranuras puede ser ajustable en algunas modalidades.

La región de transferencia térmica puede definir una región de mezclado para permitir la mezcla de fluidos desde el primero y el segundo depósitos de fluidos. Alternativamente, o en adición, la región de transferencia térmica puede definir una ruta de flujo térmico para permitir el flujo del calor entre los fluidos contenidos en los respectivos primero y el segundo depósitos de fluidos.

En una modalidad, el primero y el segundo depósitos de fluidos están en comunicación fluida vía dicha región de transferencia térmica. La región de transferencia térmica además puede colocarse para permitir que el fluido se transfiera entre el primero y el segundo depósitos de fluidos.

En una modalidad, el aparato se coloca para enfriar el fluido en el primer depósito de fluidos a una temperatura debajo de su temperatura crítica por lo tanto para refrigerar el fluido en el segundo depósito de fluidos vía la región de transferencia térmica.

Alternativamente, los depósitos de fluidos están en aislamiento de fluidos uno del otro. En esta modalidad, una barrera térmicamente conductora hermética a los fluidos puede colocarse entre las regiones superiores de los depósitos de fluidos. La región en o adyacente a la barrera térmicamente conductora además puede definir dicha región de transferencia térmica.

En una modalidad, una barrera térmicamente conductora hermética a los fluidos puede colocarse entre las regiones inferiores de los depósitos de los fluidos para permitir el flujo de energía térmica entre los depósitos en una región inferior de los mismos. Esta característica tiene la ventaja de que puede habilitar al segundo depósito de fluidos para permanecer a temperaturas más bajas por periodos más largos bajo ciertas circunstancias.

Por ejemplo, en el caso que una fuente de refrigeración del fluido en el primer depósito tal como un dispositivo de refrigeración eléctrica deje de operar, por ejemplo debido a una ausencia de energía, el líquido en el primer depósito que está en una temperatura alrededor de la temperatura crítica puede reducirse hacia la parte inferior del primer depósito. En el caso que el primero y el segundo depósitos estén en comunicación térmica en las regiones inferiores de los mismos, este fluido puede absorber la energía térmica del fluido en el segundo depósito. En el caso que el primer y el segundo depósitos estén en comunicación fluida en las regiones inferiores de los mismos, el fluido en uno o ambos depósitos puede pasar de un depósito dentro del otro, por ejemplo el fluido refrigerante en el primer depósito puede pasar dentro del segundo depósito. Un resultado neto es que el fluido en el segundo depósito puede permanecer más frío por periodos mayores de tiempo en el caso de una falla de energía. Similarmente, en el caso de que el primer depósito de fluidos se enfríe por medios pasivos más que por medios activos, tal como mediante la introducción de un paquete de hielo o los similares, cuando el hielo en el paquete de hielos ha fundido el fluido en el segundo depósito puede permanecer más frío por más tiempo.

Los medios de refrigeración pueden colocarse para enfriar el fluido en una región del primer depósito de fluidos que está debajo de la región superior del mismo a una temperatura debajo de la temperatura crítica de manera que el fluido en el primer depósito de fluidos que se enfría debajo de la temperatura crítica aumenta en el primer depósito de fluidos hacia la región superior. Alternativamente, o en adición, el fluido a una temperatura en ambos lados de la temperatura crítica puede desplazarse hacia la región superior por el fluido en la temperatura crítica.

En una modalidad, el fluido en una temperatura debajo de la temperatura crítica desplazado a la región superior del primer depósito de fluidos en uso se mezcla con el fluido en una temperatura arriba de la temperatura crítica. En una modalidad, el fluido en la región superior del segundo depósito de fluidos se enfría hacia la temperatura crítica. El fluido en esta región de mezclado en la temperatura crítica por lo tanto puede reducirse en una región inferior del segundo depósito de fluidos.

El arreglo puede ser tal que el fluido en el segundo depósito de fluidos puede mantenerse en una temperatura sustancialmente constante, en o alrededor de la temperatura crítica, por periodos de tiempo extendidos.

Los medios de refrigeración pueden incluir una unidad de refrigeración que puede enfriar el fluido dentro del primer depósito de fluidos y una unidad de suministro de energía que puede actuar como una fuente de energía para la unidad de refrigeración. El suministro de energía puede comprender un suministro de energía solar, tal como una pluralidad de celdas fotovoltaicas, para convertir la luz del sol en energía eléctrica. Alternativamente, o en adición, puede usarse una red de suministro de energía.

En modalidades típicas, la unidad de refrigeración incluye un compresor eléctricamente energizado. Sin embargo, las unidades de refrigeración usando otra tecnología de refrigeración pueden usarse para incrementar la eficiencia eléctrica del refrigerador. Un ejemplo de dicha tecnología alterna es una máquina refrigerante Stirling, que puede operarse en modo directo de conducción solar.

El aparato puede comprender un sensor colocado para detectar la formación del fluido solidificado, opcionalmente hielo en el primer depósito de fluidos. El sensor puede ser un sensor de temperatura.

El sensor puede comprender un sensor de temperatura para detectar cuando el líquido en el primer depósito que está en comunicación térmica con el sensor ha caído debajo de un valor prescrito.

El sensor puede ser operativo para causar que la operación de la unidad de refrigeración se interrumpa en la detección de la formación de hielo, y/o cuando una temperatura del sensor cae debajo de un valor prescrito. El sensor puede colocarse a una distancia suficiente desde una porción refrigerante de la unidad de refrigeración para permitir un volumen suficientemente grande del fluido a enfriarse por los medios de refrigeración a una temperatura suficientemente baja antes de la operación de interrupción de la unidad de refrigeración.

Además, en modalidades en las cuales los medios de refrigeración se colocan para enfriar el fluido en el primer depósito para formar un sólido, por ejemplo en la forma de hielo, el sensor puede colocarse a una distancia suficiente desde una porción refrigerante de los medios de refrigeración para permitir que se forme un cuerpo congelado suficientemente grande. Se entiende que en el caso de algunos fluidos, tal como en el caso en donde el agua se emplea como el constituyente principal del fluido en el primer depósito, una temperatura del fluido como una función de distancia desde un cuerpo congelado del fluido puede incrementar relativamente rápido. Por consiguiente, cuando un sensor de temperatura percibe una temperatura de alrededor del punto de congelación del fluido, puede asumirse en algunas modalidades que el cuerpo del fluido congelado ha crecido para contactar sustancialmente el sensor de temperatura. Además, la medición de temperatura puede ser un método efectivo para detectar la formación de fluido congelado como un hielo.

También son útiles los métodos para detectar la formación de un cuerpo congelado más que las mediciones térmicas. Por ejemplo, la interferencia del fluido congelado con un dispositivo mecánico tal como un aspa giratoria puede ser un medio útil para la detección del fluido congelado en algunas modalidades. Además, un cambio en el volumen del fluido (incluyendo el fluido congelado) dentro del primero y/o segundo depósito puede ser una medición útil de la presencia de fluido congelado, por ejemplo, un incremento en el volumen que excede una cantidad prescrita que puede indicar que se ha formado un volumen suficientemente grande del fluido congelado.

En modalidades en las cuales la solidificación del fluido no se lleva a cabo debajo de la temperatura critica en el rango de operación del aparato, el sensor de temperatura puede colocarse para detectar cuando un volumen del fluido debajo de una cierta temperatura ha crecido suficientemente grande para contactar el sensor de temperatura, en el cual el punto de operación del medio refrigerante puede interrumpirse.

Se entiende que una vez que la temperatura detectada por el sensor se ha elevado arriba del valor establecido, la operación de la unidad de refrigeración puede resumirse. Por ejemplo un retraso apropiado de tiempo debido a esta histéresis en el sistema de control puede introducirse para prevenir el encendido y apagado de los medios de refrigeración en una muy alta.

Como se divulgó anteriormente en algunas modalidades alternas de la invención, los medios de refrigeración pueden incluir una masa térmica que, en uso y al menos inicialmente, están en una temperatura debajo de una temperatura blanco del espacio de carga. Esto puede proporcionar un refrigerador que es simple en construcción y que no tiene partes movibles en operación. Por ejemplo, la masa térmica puede ser un cuerpo de hielo en agua. Dicho arreglo puede usarse por si propio (es decir, sin una unidad de refrigeración) o en combinación con una unidad de refrigeración. En algunos arreglos, los medios de refrigeración que tienen una combinación de una masa térmica suministrada desde una fuente externa ai refrigerador y además una unidad de refrigeración pueden enfriar el refrigerador a su temperatura de trabajo más rápidamente que la unidad de refrigeración sola puede hacerlo.

Dichas modalidades pueden Incluir un compartimiento para recibir la masa térmica en comunicación térmica con el fluido, tal como agua en el primer depósito de fluidos. Por ejemplo, el compartimiento puede ser apropiado para recibir hielo, ya sea en forma suelta o proporcionado dentro de un contenedor tal como un paquete de hielo. El compartimiento puede ser apropiado para recibir un refrigerante diferente tal como dióxido de carbono solidificado ("hielo seco") o cualquier otro refrigerante apropiado. Alternativamente, la masa térmica puede sumergirse en el fluido dentro del primer depósito de fluidos. En este último caso, la masa térmica puede refrigerarse en forma suelta o en forma empacada, tal como un paquete de hielos.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato de refrigeración comprendiendo un aparato de acuerdo con el aspecto previo y un volumen de carga para contener un objeto o artículo a enfriarse colocado en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos.

En una modalidad, el volumen de carga puede comprender una o más plataformas para soportar artículos u objetos a enfriarse. El volumen de carga puede abrirse por delante.

Alternativamente, el volumen de carga puede comprender un cierre tal como una puerta para aislamiento térmico del mismo.

Alternativamente o en adición, el aparato puede comprender al menos un receptáculo dentro del cual un artículo tal como un contenedor, tal como un contenedor de bebidas, una fruta o cualquier otro artículo apropiado puede colocarse para almacenaje de temperatura controlada.

El o cada receptáculo puede comprender un tubo o bolsa teniendo una abertura definida por una abertura colocada en una pared del depósito y extendiéndose hacia adentro dentro de la región de refrigeración de manera que se sumerja en el.

El o cada tubo o bolsa puede cerrarse en su extremo distal desde la abertura.

El o cada receptáculo puede formarse de un material flexible, opcionalmente un material flexible elástico tal como un material elástico.

El o cada receptáculo puede adelgazarse desde su extremo próximo a la abertura hacia su extremo distal para la abertura. Alternativamente cada receptáculo puede no adelgazarse con paredes sustancialmente paralelas, por ejemplo un tubo cilindrico de diámetro sustancialmente constante a lo largo de al menos una porción de una longitud del mismo, opcionalmente sustancialmente la longitud total del mismo.

El aparato puede comprender al menos dos receptáculos, el extremo de cada receptáculo distal para su abertura respectiva siendo conectada.

El o cada receptáculo puede colocarse para permitir la transferencia de calor desde un artículo sostenido en el mismo para el fluido contenido en la región de refrigeración.

El aparato puede comprender una o más tuberías de fluido a través de las cuales un fluido a enfriarse fluye, en uso. La tubería puede colocarse para fluir a través del segundo depósito. Alternativamente, o en adición la tubería puede colocarse para fluir a través del primer depósito. La tubería puede ser una tubería para un aparato de distribución de bebidas. El aparato puede configurarse por medio del cual la bebida a dispensarse pasa a través de la tubería, opcionalmente por medio de una bomba y/o bajo gravedad.

En una modalidad, el volumen de carga puede colocarse para contener uno o más artículos tal como una o más baterías.

El aparato puede comprender una porción intercambiadora de calor colocada para alimentarse con el fluido desde el segundo depósito de fluidos.

El aparato puede comprender medios para pasar aire sobre o a través de la porción intercambiadora de calor hacia, en o alrededor del artículo.

Los medios para pasar aire pueden comprender un ventilador o compresor en comunicación fluida con la porción ¡ntercambiadora de calor vía un conducto.

La porción intercambiadora de calor puede colocarse dentro de un alojamiento en comunicación fluida con el conducto, el alojamiento comprendiendo una o más aberturas en el mismo a través de las cuales el aire que pasa sobre o a través de la porción intercambiadora de calor se expele desde el alojamiento hacia, sobre o alrededor del artículo.

El alojamiento puede comprender una pluralidad de aberturas, opcionalmente aberturas de diámetro relativamente pequeño comparadas con un área de superficie del artículo a enfriarse.

La porción intercambiadora de calor puede comprender un contenedor teniendo una pluralidad de superficies de intercambio de calor.

Las superficies de intercambio de calor pueden comprender una pluralidad de conductos o aberturas de intercambio colocadas para permitir que el aire pase a través de la porción intercambiadora de calor en comunicación térmica con el fluido en la porción intercambiadora de calor.

La porción intercambiadora de calor puede formarse de un material térmicamente transmisible Alternativamente, el aparato puede comprender una porción intercambiadora de calor proporcionada en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos, el aparato siendo colocado para pasar el gas refrigerante a través de la porción intercambiadora de calor para permitir el intercambio de calor entre el gas refrigerante y el fluido en el segundo depósito, subsecuentemente para dirigir el gas refrigerante hacia, sobre o alrededor del artículo.

La porción intercambiadora de calor puede comprender uno o más conductos en comunicación térmica con el fluido en el segundo depósito de fluidos. Uno o más conductos pueden sumergirse en el fluido en el segundo depósito de fluidos. La porción intercambiadora de calor puede comprender una pluralidad de conductos, opcionalmente una serie de conductos separados aparte, opcionalmente sustancialmente paralelos uno con el otro, dentro del segundo depósito de fluidos.

El aparato puede comprender un ventilador o compresor en comunicación fluida con la porción intercambiadora de calor vía un conducto para bombear el gas refrigerante a través de la porción intercambiadora de calor.

La porción intercambiadora de calor puede formarse de un material térmicamente transmisible.

En una modalidad, el aparato se configura para colocarse dentro de un refrigerador convencional o los similares. En esta modalidad, los medios de refrigeración pueden comprender el elemento de refrigeración existente del refrigerador. El aparato puede colocarse para posicionarse dentro del refrigerador de manera que el primer depósito de fluidos está en comunicación térmica con el elemento de refrigeración existente de manera que enfrie el fluido en el mismo.

El aparato por ejemplo puede estar en la forma de una estructura formada para ajustarse dentro de un refrigerador convencional. El aparato puede moldearse o de otra manera formarse para ajustarse dentro de un refrigerador convencional.

En algunas modalidades, los medios de refrigeración pueden colocarse para enfriar el fluido en el primer depósito de fluidos (y opcionalmente sustancialmente todos o al menos una porción del fluido en el segundo depósitos de fluidos) debajo de la temperatura crítica. En algunas modalidades sustancialmente todo el fluido en el primer depósito puede congelarse y opcionalmente al menos una porción del fluido en el segundo depósito de fluidos también congelada. La elevación y la caída del fluido en el primer depósito de fluidos al menos por lo tanto puede suspenderse sustancialmente y una temperatura del fluido en el segundo depósito de fluidos puede caer debajo de la temperatura que de otra manera sería alcanzada si el aparato se opera en un modo normal de operación como se describió anteriormente. Esto será particularmente el caso en donde los medios de vertedero se colocan para tener una conductividad térmica relativamente alta como se describió anteriormente.

Sin embargo, si una energía de refrigeración de los medios de refrigeración se reduce o suspende subsecuentemente de manera que se lleva a cabo el calentamiento de al menos una porción del fluido en el primer depósito de fluidos, el aparato puede asumir la operación en el modo normal. Esto es, el fluido debajo de la temperatura crítica se eleva en el primer depósito debido a la flotabilidad y experimenta intercambio térmico con el fluido en el segundo depósito, por lo tanto un efecto refrigerante se impone en el fluido arriba de la temperatura crítica que se ha elevado debido a la flotabilidad en el primer depósito. El fluido ascendiendo en el segundo depósito de fluidos que se enfría en la región de transferencia térmica o hacia la temperatura crítica puede reducirse subsecuentemente bajo gravedad, por lo tanto teniendo un efecto refrigerante en el fluido en el segundo depósito de fluidos. Además, las condiciones de temperatura relativamente estables pueden mantenerse en el segundo depósito de fluidos sin importar el calentamiento gradual del fluido en el primer depósito de fluidos (por ejemplo, debido a la fusión del fluido congelado).

Se entiende que mientras el aumento y la disminución se han mencionado anteriormente, en algunas modalidades durante la operación de equilibrio normal, puede logarse una situación en la cual el fluido en el primero y/o segundo depósitos está sustancialmente estático, y la transferencia térmica ocurre primeramente mediante la conducción a través del fluido. Alternativamente o en adición, el movimiento del fluido puede ser lo suficientemente bajo que las condiciones casi estáticas o sustancialmente estáticas se establecen.

En un aspecto de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato para enfriar objetos tales como productos alimenticios, bebidas y vacunas comprendiendo al menos dos depósitos, un medio de refrigeración para enfriar el fluido contenido en uno de los depósitos y una región de transferencia térmica entre las regiones superiores respectivas de los depósitos. La región de transferencia térmica permite la transferencia térmica entre el fluido contenido en los depósitos de manera que el enfriamiento del fluido en un depósito causa el enfriamiento del fluido en el otro depósito.

En una modalidad, se proporciona el enfriamiento del fluido en el primer depósito por medio de un flujo de un fluido sujeto a través de un intercambiador de calor para enfriar el primer fluido.

Opcionalmente, el fluido sujeto por ejemplo puede ser un fluido que ha sido y/o se usará en un proceso. Por ejemplo, el líquido sujeto puede ser un refrigerante que se ha usado en un proceso de enfriamiento, por ejemplo para enfriar un intercambiador de calor de un refrigerador. El refrigerante saliendo del ¡ntercambiador de calor al refrigerador puede estar en una temperatura de (dichos) -5°C o cualquier otra temperatura apropiada debajo de la temperatura crítica del fluido en el primer depósito. El refrigerante puede colocarse para pasar a través del intercambiador de calor tal como un tubo sumergido en el fluido en el primer depósito de fluidos para enfriar el fluido. El refrigerante posteriormente puede regresar a un compresor en donde puede comprimirse y enfriarse en un intercambiador de calor adicional antes de que se expanda para efectuar el enfriamiento.

En una modalidad, un fluido del intercambiador de calor adicional se emplea para arrastrar el calor desde el fluido en el primer depósito de fluidos, el intercambiador de calor siendo enfriado subsecuentemente por un fluido adicional, tal como el refrigerante que ha salido de un intercambiador de calor de un refrigerador u otro sistema.

También son útiles otras disposiciones.

En algunas modalidades, puede proporcionarse una fuente de fluido para el enfriamiento del fluido en el primer depósito por el agua desde un lago, río o mar que está a una temperatura por debajo de la temperatura crítica. Por ejemplo, puede emplearse una fuente de agua en una temperatura cercana a o debajo de los 0°C.

También son útiles otras disposiciones.

En un aspecto de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato de refrigeración comprendiendo: una carcasa, un volumen de fluido colocado dentro de la carcasa y comprendiendo medios de vertedero dividiendo el volumen del fluido en un primer depósito, un depósito de fluidos central y un segundo y tercer depósitos de fluidos externos; medios de enfriamiento colocados en el primer depósito de fluidos para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos; una región de transferencia térmica definida, al menos en parte por las regiones superiores respectivas de los depósitos de fluidos para permitir la transferencia de calor entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo y tercer depósitos de fluidos y un primer compartimiento de carga colocado dentro del alojamiento y en comunicación térmica con el segundo y tercero depósitos de fluidos.

Opcionalmente, un segundo compartimiento de carga puede colocarse dentro de la carcasa y en comunicación térmica con el segundo y tercero depósitos de fluidos.

En un aspecto adicional de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato de refrigeración comprendiendo: una carcasa, un volumen del fluido colocado dentro de la carcasa y comprendiendo un medio de vertedero cilindrico dividiendo el volumen del fluido en un primer depósito de fluidos interno, y un segundo depósito de fluidos externo, medios de enfriamiento colocados en el primer depósito de fluidos para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos, una región de transferencia térmica definida, al menos en parte por las regiones superiores respectivas de los depósitos de fluidos para permitir la transferencia de calor entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos y un compartimiento de carga colocado dentro de la carcasa, al menos parcialmente circundando el volumen del fluido y en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos.

En un aspecto de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un método comprendiendo: enfriar un fluido en una región más baja de un primer depósito de fluidos; permitiendo el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica del fluido para aumentarse a una región superior del primer depósito de fluidos, mezclando el fluido en una temperatura debajo de la temperatura crítica con el fluido en una temperatura arriba de la temperatura crítica de un segundo depósito de fluidos en una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos de fluido y permitiendo que el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica se reduzca al menos en el segundo depósito de fluidos.

El método puede comprender permitir que el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica se reduzca al menos en el segundo depósito de fluidos de manera que enfríe un compartimiento de carga en comunicación térmica con el mismo.

En un aspecto adicional de la invención para la cual se solicita la protección, se proporciona un aparato comprendiendo: primero y segundo depósitos de fluidos; medios de enfriamiento para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos, y una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y el segundo depósitos de fluidos para permitir la transferencia térmica entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos.

Dentro del alcance de esta solicitud, se intenta expresamente que los varios aspectos, modalidades, ejemplos, características y alternativas establecidas en los párrafos precedentes, en las reivindicaciones y/o en la siguiente descripción detallada y los dibujos puedan tomarse independientemente o en cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, las características descritas en conexión con una modalidad son aplicables a todas las modalidades, a menos que exista incompatibilidad de las características.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades de la presente invención ahora se describirán, solamente por medio de ejemplo, con referencia a los dibujos que las acompañan, en los cuales: La Figura 1 es una gráfica de la densidad del agua en contra de la temperatura.

La Figura 2 es una sección a través de un aparato reclamando una forma de la invención.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un aparato reclamando otra forma de la invención.

La Figura 4 es una sección a través de un aparato reclamando otra forma de la invención.

La Figura 5 es una sección a través de una variación del aparato de la Figura 4.

La Figura 6 es una sección a través de un aparato reclamando una forma adicional de la invención.

La Figura 7 es una sección a través de una variación del aparato de la Figura 6.

La Figura 8 es una sección, en vista en plano, a través de un aparato reclamando una forma aún adicional de la invención.

Las Figuras 9a y 9b ilustran una sección a través de un aparato reclamando otra forma de la invención.

La Figura 10 es una sección a través de un aparato reclamando aún otra forma de la invención.

La Figura 11 es una sección a través de un aparato reclamando otra forma de la invención.

La Figura 12 es una vista en perspectiva de un revestimiento apropiado para colocarse dentro de un contenedor aislado para enfriar los objetos en el contenedor.

La Figura 13 es una vista frontal del aparato de acuerdo con una modalidad adicional de la invención con una porción frontal de una carcasa del aparato removido.

La Figura 14 es una vista lateral del aparato de acuerdo con la modalidad de la Figura 13 con una porción lateral de la carcasa del aparato removida.

La Figura 15 es una vista frontal del aparato de acuerdo con una modalidad adicional de la invención con una porción frontal de una carcasa del aparato removida.

La Figura 16 es una visa lateral del aparato de acuerdo con la modalidad de la Figura 15 con una porción lateral de la carcasa del aparato removida.

La Figura 17 es una gráfica ilustrando como la vida útil de la batería varia con la temperatura.

La Figura 18 es una ilustración esquemática de un aparato reclamando una forma de la invención.

La Figura 19 es una vista expandida de una sección de un intercambiador de calor siendo una parte del aparato de la Figura 18.

La Figura 20 es una ilustración esquemática de un aparato reclamando una segunda forma de la invención y La Figura 21 es una ilustración esquemática de un aparato reclamando una forma adicional de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la siguiente descripción, tanto como sea posible, los numerales de referencia similares indican partes similares.

Se entenderá a partir de lo precedente que la operación de algunas modalidades de la presente invención se basan en una de las propiedades anómalas bien conocidas de ciertos fluidos tales como agua: a saber, que su densidad es máxima en una temperatura crítica (en el caso de agua, aproximadamente 4°C), como se muestra en la Figura 1. En el presente documento se hace referencia al agua como ejemplo, pero se entiende que otros fluidos teniendo una propiedad similar también son útiles. Los fluidos que comprenden agua también son útiles, tal como agua y una sal. La sal puede permitir que la temperatura crítica disminuya. También son útiles otros aditivos para disminuir o elevar la temperatura crítica del agua u otros fluidos.

El hecho de que el agua tiene un máximo de densidad en función de la temperatura en la temperatura crítica es una consecuencia del hecho que el agua tiene un coeficiente negativo de temperatura de la expansión térmica por debajo de aproximadamente 4°C y un coeficiente positivo de temperatura de la expansión térmica arriba de aproximadamente 4°C. De aquí en adelante, el término "temperatura crítica" se usará para referirse a la temperatura en la cual la densidad dei fluido está en su máximo, siendo aproximadamente 4°C en el caso del agua.

En el aparato divulgado en la solicitud de PCT co-dependiente No. PCT/GB2010/051129, una cámara de aire se coloca arriba del espacio para la carga. Este arreglo es funcionalmente ventajoso pero puede comprometerse en términos de empacado para ciertas aplicaciones. Más particularmente, los solicitantes han identificado que la colocación de la cámara de aire arriba del espacio de carga puede limitar el frente al por menor disponible para usarse en algunas modalidades. Es decir, la cámara de aire ocupa una porción del volumen del aparato en el frente del aparato que puede ser el espacio de almacenaje refrigerado más útil y más valioso.

Los solicitantes han descubierto que es posible posicionar la cámara de aire, es decir el depósito conteniendo los medios de enfriamiento, detrás del compartimiento de almacenaje (como opuestos al mismo) y aún lograr suficiente enfriamiento del compartimiento de almacenaje usando un principio térmico similar para ese de la solicitud previa.

Primero con referencia a la Figura 2, un aparato de refrigeración reclamando una primera forma de la invención se muestra generalmente en 1.

El aparato 1 comprende una carcasa 10, que es, en esta modalidad, conformada generalmente como un cuboide vertical. La carcasa 10 se forma de un material térmicamente aislante para reducir la transferencia de calor en o fuera del aparato 1. Por ejemplo, la carcasa 10 puede formarse como un molde giratorio de una pieza de un material plástico. El volumen dentro de la carcasa 10 se divide en compartimientos adyacentes, un compartimiento de carga 12 y un volumen de fluido 14 por medio de un separador comprendiendo una pared térmicamente conductora 16 extendiéndose entre las paredes superior, inferior y laterales de la carcasa 10.

El compartimiento de carga 12 se coloca para almacenar uno o más objetos o artículos a enfriarse, tal como vacunas, productos alimenticios o bebidas empacadas. Como se muestra en la Figura 3, el compartimiento de carga 12 puede comprender un cierre tal como una puerta 18 que puede abrirse para ganar acceso al compartimiento a través de la cara abierta de la carcasa 10. El material aislante se porta en la puerta 18 de manera que cuando se cierra, la transferencia de calor entre ellos se reduce. En una modalidad alterna (no mostrada), el compartimiento de carga 12 puede ser de cara abierta permitiendo el fácil acceso a los objetos o artículos almacenados en el mismo. Por ejemplo, el compartimiento de carga puede incluir una unidad de plataforma para usarse en tiendas o comercios.

El volumen del fluido 14 por sí mismo se divide parcialmente en respectivos primero y segundo depósitos 20a, 20b por los medios de vertedero en la forma de una barrera o pared térmica 22 extendiéndose ascendentemente desde la pared inferior del volumen de fluido 14, y completamente entre las paredes laterales de los mismos. La pared 22 puede formarse sustancialmente de cualquier material teniendo propiedades aislantes térmicas apropiadas. En particular, es ventajoso para la pared 22 formarse desde un material teniendo una conductividad térmica baja de manera que reduzca la transferencia térmica completamente entre el primero y el segundo depósitos de fluidos. En algunos arreglos alternos una abertura puede proporcionarse entre la pared 22 y las paredes laterales del volumen del fluido 14 definido por la carcasa 10.

En la modalidad ilustrada, la pared 22 termina una distancia desde la pared superior de manera que una ranura o abertura 24 se define entre ella. La ranura o abertura 24 por lo tanto proporciona un fluido y/o ruta térmica del flujo entre las regiones superiores del primero y segundo depósitos de fluidos respectivos 20a, 20b. El primero y segundo depósitos de fluidos 20a, 20b además están en comunicación fluida en sus regiones superiores las cuales juntas definen una región de mezclado de fluidos, mostrada aproximadamente por la línea oscurecida 26 y descrita posteriormente.

Los medios de refrigeración, en la forma de un elemento de refrigeración eléctricamente energizado 28, se colocan dentro del primer depósito de fluidos 20a de manera que se sumerja en el fluido. El elemento de enfriamiento 28 se coloca en una región inferior del primer depósito de fluidos 20a y está separado desde las paredes laterales, de extremo, superiores e inferiores del depósito por una capa del fluido. El aparato tiene un suministro de energía externo (no mostrado) para suministrar la energía eléctrica al elemento de enfriamiento 28. El suministro de energía puede operarse desde un suministro de red de energía en la ausencia de luz solar brillante. El suministro de energía puede también puede operar desde paneles fotovoltaicos (no mostrados) por lo tanto el aparato 1 puede correr sin la necesidad de una fuente de alimentación durante condiciones de día soleado.

En algunas modalidades el elemento de refrigeración 28 puede colocarse para enfriar el fluido en el primer depósito de fluidos 20a por medio de un refrigerante bombeado en el mismo por medio de una bomba externa al volumen de fluido 14. En algunas modalidades el elemento de enfriamiento 28 se bombea por un refrigerante que se ha enfriado por la expansión del refrigerante comprimido en la manera de un ciclo de refrigeración de compresión de vapor convencional.

El primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b, cada uno contiene un volumen de un fluido teniendo un coeficiente negativo de temperatura de expansión térmica debajo de una temperatura crítica y un coeficiente positivo de temperatura de expansión térmica arriba de la temperatura crítica. En las modalidades ilustradas, el fluido es agua, la temperatura crítica para el cual es aproximadamente 4°C. El agua llena ampliamente ambos depósitos de fluidos 20a, 20b, pero puede dejarse un volumen pequeño no llenado en cada uno para permitir la expansión. Como se anotó anteriormente, los líquidos diferentes al agua también son útiles. En particular, los líquidos son útiles los cuales tienen una temperatura por debajo de la cual la densidad del líquido disminuye en función de la disminución de la temperatura (es decir, teniendo un coeficiente negativo de temperatura de expansión térmica cuando se enfría debajo de la temperatura crítica) y arriba de la cual la densidad del líquido disminuye en función del incremento de la temperatura (es decir, teniendo un coeficiente positivo de expansión térmica cuando se calientan arriba de la temperatura crítica).

Ahora se describirá la operación del aparato 1.

Puede asumirse que toda el agua en el primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b está inicialmente en o alrededor de la temperatura ambiente. El aparato 1 se activa de manera que se suministra la energía eléctrica al elemento de refrigeración 28, el cual por lo tanto enfría a una temperatura que está típicamente muy abajo del punto de congelación del agua, por ejemplo, tan baja como -30°C. Esto a su vez, causa que el agua en las cercanías inmediatas del elemento de refrigeración 28 dentro del primer depósito de fluidos 20a se enfríe. A medida que el agua se enfría, su densidad incrementa. El agua enfriada además se reduce hacia la parte inferior del primer depósito de fluidos 20a desplazando el agua más caliente la cual aumenta hacia la región superior del primer depósito de fluidos 20a.

Se apreciará que, con el tiempo, la mayoría o toda el agua contenida en el primer depósito de fluidos 20a se enfría a una temperatura de 4°C o menos. Porque la densidad del agua está en su máximo en la temperatura crítica, el agua en esta temperatura tiende a agruparse en la parte inferior del primer depósito de fluidos 20a colocando el agua en la temperatura más baja hacia la región superior del primer depósito de fluidos 20a. Esto conduce a un gradiente de temperatura generalmente positivo dentro del primer depósito de fluidos 20a con agua en la temperatura crítica permaneciendo en la región más baja del primer depósito de fluidos 20a y menos densa, el agua más flotante en temperaturas debajo de la temperatura crítica permanece en la región superior adyacente a la abertura 24 en la unión entre el primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b.

En esta unión, referida de aquí en adelante como la región de mezclado del fluido 26, el agua a temperaturas debajo de la temperatura crítica colocada ascendentemente por la reducción del agua en la temperatura crítica dentro del primer depósito de fluidos 20a se junta y se mezcla con el agua más caliente, por ejemplo en aproximadamente 10°C, colocada en la región superior del segundo depósito de fluidos 20b. Una transferencia de calor del agua más calienta al agua más fría además ocurre dentro de la región de mezclado 26, causando que el agua fría del primer depósito de fluidos 20a y el agua más caliente del segundo depósito de fluidos 20b aumente y disminuya en temperatura, respectivamente hacia la temperatura crítica. La región de mezclado de fluidos 26 además defina una región de transferencia térmica del aparato 1 en donde ocurre la transferencia del calor entre el fluido del primero y el segundo depósitos de fluidos.

Como el agua fría del primer depósito de fluidos 20a aumenta en temperatura hacia la temperatura crítica, su densidad incrementa, como se muestra en la Figura 1 y además se reduce hacia el elemento de refrigeración 28, colocando el agua más fría abajo. Similarmente, a medida que el agua más caliente del segundo depósito de fluidos 20b reduce en temperatura hacia la temperatura crítica, su densidad incrementa y además se reduce mucho hacia la región inferior del segundo depósito de fluidos 20b desplazando el agua más caliente abajo.

El agua en el segundo depósito de fluidos 20b enfriada después del mezclado dentro de la región de mezclado 26 se agrupa en la parte inferior del segundo depósito de fluidos 20b, el cual, como se describió anteriormente, se coloca en comunicación térmica con el compartimiento de carga 12. El calor del compartimiento de carga 12 además se absorbe por el volumen enfriado de agua en el segundo depósito de fluidos 20b y la temperatura del compartimiento de carga 12 y aquí, los objetos o artículos almacenados en el mismo empiezan a disminuir.

Para reiterar, el agua dentro del primer depósito de fluidos 20a enfriada a temperaturas por debajo de la temperatura crítica por el elemento de refrigeración 28 se coloca ascendentemente hacia la región de mezclado 26 por el agua a temperatura crítica.

Además, el agua en un lado de la barrera térmica 22 y a temperatura a un lado de la temperatura crítica, se fusiona y se mezcla dentro de la región de mezclado 26 causando que la temperatura promedio del agua en la región de mezclado 26 alcance la temperatura crítica y además se reduzca o se conecte en cascada dentro de las regiones inferiores de los depósitos de fluidos respectivos 20a, 20b.

Con el tiempo, este proceso llega a ser algo parecido a un estado de equilibrio a través de la transferencia dinámica de calor entre el agua a temperaturas por debajo de la temperatura crítica elevándose en la región superior del primer depósito de fluidos 20a y el agua a temperaturas arriba de la temperatura crítica elevándose en la región superior del segundo depósito de fluidos 20b. En algunas modalidades, el fluido en estado de equilibrio en el primero y opcionalmente en el segundo depósito además es sustancialmente estático, llevándose a cabo el transporte térmico primeramente vía la conducción.

Los solicitantes han descubierto el efecto sorprendentemente técnico que, con el tiempo, a pesar del elemento de refrigeración 28 estando colocado en una región inferior del primer depósito de fluidos 20a, la temperatura del agua en el segundo depósito de fluidos 20b alcanza una temperatura de estado de equilibrio aproximadamente en la temperatura crítica. Es decir, mucha o toda el agua en el segundo depósito de fluidos 20b, particularmente en la región inferior del mismo, llega a estar comparativamente estancada a una temperatura de alrededor de 4°C. El agua calentada arriba de la temperatura crítica mediante la absorción de calor del compartimiento de carga 12 se coloca hacia la región de mezclado 26 por el agua en la temperatura crítica descendiendo desde la región de mezclado 26 que se ha enfriado por el agua debajo de la temperatura crítica descendiendo desde la región de mezclado 26 que se ha enfriado por el agua debajo de la temperatura crítica en la región superior del primer deposito de fluidos 20a.

A través de la absorción del calor del compartimiento de carga 12 por el agua en el segundo depósito de fluidos 20b, el compartimiento de carga 12 se mantiene a una temperatura deseada de aproximadamente 4°C que es ideal para almacenar muchos productos incluyendo vacunas, productos alimenticios y bebidas.

Se entiende que el fluido en contacto con el elemento de refrigeración 28 típicamente se congelará y una masa sólida de fluido congelado o hielo se formará en el primer depósito de fluidos. Puede proporcionarse un detector de hielo para detectar la formación de hielo una vez que el hielo ha crecido a un tamaño crítico. Una vez que el detector detecta la formación de hielo de tamaño crítico, el aparato puede colocarse para apagar el elemento de refrigeración 28 para prevenir la formación de hielo adicional. Una vez que la masa de fluido congelado subsecuentemente se ha encogido a un tamaño abajo del tamaño crítico, el elemento de refrigeración puede reactivarse. El detector puede estar en la forma de una sonda térmica P en contacto térmico con el fluido en una distancia dada desde el elemento de refrigeración 28. El fluido en contacto térmico con el detector caerá a una temperatura a o cercana a esa del fluido congelado una vez que el fluido congelado llega a estar en contacto con el detector P. Se entiende que un cambio relativamente abrupto de temperatura típicamente se lleva a cabo entre la masa del hielo congelado y el fluido en contacto con el hielo dentro de una distancia muy corta de la masa congelada.

En el caso en que el suministro de energía para el elemento de refrigeración 28 se interrumpa o desconecte, el proceso de desplazamiento impartido en el agua dentro del primero y segundo depósitos de fluido 20a, 20b continua mientras la masa de fluido congelado permanece en el primer depósito de fluidos 20a. Una vez que la masa de fluido congelado se termina, el proceso de desplazamiento comenzará a reducirse pero se mantiene por la absorción continua de calor desde el espacio de carga 12 por el agua en el segundo depósito de fluidos 20b. Debido a la alta capacidad de calor específico del agua y el volumen significante del agua a temperaturas debajo de la temperatura crítica dentro del volumen de fluido, la temperatura en la región inferior del segundo depósito de fluidos 20b permanece en o cerca de 4°C por un periodo de tiempo considerable.

Es decir, incluso sin un suministro de energía eléctrica para el elemento de refrigeración 28, la tendencia natural del agua en la temperatura crítica para reducir y desplazar el agua arriba o debajo de la temperatura crítica resulta en el primero y segundo depósitos de fluidos 20a, 20b o en al menos las regiones inferiores de los mismos, manteniendo el agua en o alrededor de la temperatura crítica por algún tiempo después de la pérdida de energía, habilitando el compartimiento de carga 12 para mantenerse dentro de un rango de temperatura aceptable por periodos de tiempo extendidos. Las modalidades de la presente invención son capaces de mantener el fluido en el segundo depósito 20b en una temperatura blanco por un periodo de más de varias semanas después de la pérdida de energía.

Las Figuras 4 y 5 ilustran una variación de la modalidad de la Figura 2 adaptada para retro-ajustarse a un dispositivo de refrigeración existente. En la modalidad de la Figura 4, la forma externa de la carcasa 10 se configura para complementar y situarse dentro del volumen interno de un refrigerador convencional (no mostrado). En particular, una región inferior de la cara posterior de la carcasa 10 se escalona hacia adentro para acomodar el alojamiento para el condensador y el motor del refrigerador que se coloca comúnmente en la parte posterior inferior del refrigerador.

En la modalidad de la Figura 5, además de la forma externa revisada de la carcasa 10, el elemento de refrigeración 28 se coloca fuera del primer depósito de fluidos 20a y está en su lugar integrado dentro de la pared posterior de la carcasa 10 y en comunicación térmica con el agua contenida en el primer depósito de fluidos 20a.

La operación de las modalidades de las Figuras 4 y 5 es sustancialmente idéntica a esa de la modalidad de la Figura 2. También se apreciará que el posicionamiento del elemento de refrigeración 28 fuera del primer depósito de fluidos 20a puede implementarse independientemente de la forma externa de la carcasa 10, por ejemplo en la modalidad de la Figura 2.

En una variación adicional de las modalidades de las Figuras 4 y 5 (no mostradas), el elemento de refrigeración 28 se elimina y la pared posterior de la carcasa 10 se reemplaza por una porción térmicamente conductora tal como una membrana u otra placa, elemento, miembro o estructura térmicamente conductora. En esta disposición, los medios de refrigeración comprenden el dispositivo de refrigeración existente por sí mismo, el elemento de refrigeración del dispositivo de refrigeración siendo usado para realizar la función del elemento de refrigeración 28. La operación de dicha modalidad es sustancialmente idéntica a esa de la Figura 2 en que el agua en el primer depósito de fluidos 20a se enfría, en este caso por el aparato de refrigeración del dispositivo de refrigeración en comunicación térmica con el mismo, a través de la membrana conductora por la cual se establece el proceso de desplazamiento de fluidos térmicamente inducido como se describió anteriormente.

Con referencia a las modalidades de las Figuras 6 y 7, se muestra una disposición de espacio de carga dual. En esta modalidad, una cámara de enfriamiento llena de fluido 50 se proporciona dentro de la carcasa 10 con compartimientos de carga 12a, 12b definidos en el otro lado de la misma. La cámara de enfriamiento al menos se divide parcialmente en tres cámaras definiendo respectivamente, un depósito de fluidos central 20a y dos depósitos de fluidos externos 20b1, 20b2, mediante medios de vertedero en la forma de dos paredes verticales generalmente paralelas 22a, 22b. En la modalidad ilustrada, las paredes 22a, 22b no se extienden completamente a la pared superior de la cámara de enfriamiento 50 y por lo tanto definen una región de mezclado de fluidos 26 colocada a través de las regiones superiores de los depósitos de fluidos respectivos 20a, 20b1 , 20b2. En esta modalidad, el depósito de fluidos central 20a contiene los medios de refrigeración en la forma de un elemento de refrigeración eléctricamente energizada 28 y además es funcionalmente equivalente para el primer depósito de fluidos 20a de la modalidad de la Figura 2. Similarmente, cada uno de los depósitos de fluidos extemos 20b1 , 20b2 está en comunicación térmica con un compartimiento de carga respectivo 12a, 12b y además es funcionalmente equivalente al segundo depósito de fluidos 20b de la modalidad de la Figura 2.

La operación de la modalidad de la Figura 6 es similar a esa de la modalidad de la Figura 2. Específicamente, el agua enfriada por debajo de la temperatura crítica dentro del depósito del fluido central 20a se desplaza hacia la región de mezclado del fluido 26 por el agua en ia temperatura crítica reduciéndose a la parte inferior del depósito. El agua por debajo de la temperatura crítica se mezcla con el agua más caliente de los depósitos de fluidos externos 20b1 , 20b2 en la región de mezclado de fluidos 26, en la cual el agua más caliente por lo tanto se enfría hacia la temperatura crítica en un proceso de transferencia térmica y además se reduce dentro de los depósitos de fluidos externos, desplazando el agua más caliente hacía adentro de la región de mezclado de fluidos 26. El agua por debajo de la temperatura crítica del depósito de fluidos central 20a se calienta por este proceso de transferencia térmica hacia la temperatura crítica y debido al incremento correspondiente en densidad, reduciéndose dentro del depósito de fluidos central 20a por lo tanto desplazando el agua más fría hacia arriba dentro de la región de mezclado de fluidos 26, en donde el proceso se repite. Se entiende que en algunas modalidades, el fluido que se eleva dentro de un depósito de fluidos puede caer subsecuentemente dentro de un depósito diferente de fluidos.

Este proceso continua hasta que el agua en los depósitos de fluidos externos 20b1 , 20b2 alcanza un estado sustancialmente de equilibrio en o alrededor de los 4°C y se mantiene en o cerca de esta temperatura por el desplazamiento continuo térmicamente inducido de agua dentro de los depósitos y el mezclado subsecuente dentro de la región de mezclado de fluidos 26.

La modalidad de la Figura 7 es estructuralmente similar a esa de la Figura 6. En esta modalidad, sin embargo, el elemento de refrigeración 28 se reemplaza por un cuerpo de material frío 52 en una temperatura que está debajo de la temperatura de operación intentada del compartimiento de carga. Típicamente será debajo de 0°C. Una temperatura de alrededor de -18°C puede obtenerse mediante desplazar el cuerpo 52 en un refrigerador de alimentos convencional antes de uso y -30°C o menos emularían el efecto de una unidad de refrigeración. El cuerpo del material frío 52 puede ser cualquiera con una masa térmica apropiada. Sin embargo, el agua helada es particularmente apropiada porque es rápidamente accesible y tiene una fusión o calor latente ventajosamente alta.

El hielo puede estar en la forma de litro 0.6 estándar, los paquetes de hielo cubiertos de plástico que se usan en el transporte y almacenaje de suministros médicos. Otros tamaños de paquetes de hielo también son útiles. Pueden usarse otras disposiciones. En una modalidad, uno o más bloques de hielo o una masa de cubos de hielo, se introduce en el depósito de fluidos central 20a. En este caso, dado que el volumen de desplazamiento del hielo es mayor que el volumen equivalente cuando se mezcla, el volumen total del agua en el depósito disminuye a medida que el hielo se mezcla. Un arrastre suficiente de agua arriba de las barreras térmicas 22a, 22b debe mantenerse dentro de la cámara de enfriamiento 50 para habilitar el mezclado del fluido cuando el volumen de hielo se reduce durante el mezclado. Además puede proporcionarse una disposición de drenaje de líquido o en lugar de algunas disposiciones.

La Figura 8 ilustra, en vista en plano, una modalidad aún adicional de la invención. En esta modalidad, una cámara de refrigeración cilindrica llena de fluido 50 se coloca generalmente centralmente dentro de la carcasa 10 con el compartimiento de carga 12 definido por el espacio fuera de la cámara de enfriamiento 50. También son útiles otras ubicaciones de la cámara 50.

La cámara de enfriamiento 50 se divide en depósitos de fluidos externos e internos 20a, 20b por medios de vertedero en la forma de una pared tubular o cilindrica generalmente vertical 22 extendiéndose hacia arriba de una superficie inferior de la cámara de enfriamiento. El volumen cilindrico definido por la pared 22 comprende el depósito de fluidos interno 20a mientras el volumen anular externo de la pared 22 comprende el depósito de fluidos externo 20b. En la modalidad ¡lustrada, la pared 22 no se extiende completamente a la pared superior de la cámara de enfriamiento 50 y por lo tanto define una región de mezclado de fluidos (no mostrada) colocada a través de las regiones superiores de los depósitos de fluidos respectivos 20a, 20b.

En esta modalidad, el depósito de fluidos interno 20a contiene los medios de refrigeración en la forma de un elemento de refrigeración eléctricamente energízado 28 y además es funcionalmente equivalente para el primer depósito de fluidos 20a de la modalidad de la Figura 2. Similarmente, el depósito de fluidos externo 20b está en comunicación térmica con el compartimiento de carga 12 y además es funcionalmente equivalente al segundo depósito de fluidos 20b de la modalidad de la Figura 2.

La operación de la modalidad de la Figura 8 es similar a esa de la modalidad de la Figura 2. Específicamente, el agua enfriada por debajo de la temperatura crítica dentro del depósito de fluidos interno 20a se desplaza hacia la región de mezclado de fluidos 26 por el agua en la temperatura crítica reduciéndose a la parte inferior del depósito. El agua debajo de la temperatura crítica se mezcla con el agua más caliente del depósito de fluidos externo 20b en la región de mezclado de fluidos 26, en la cual el agua más caliente por lo tanto se enfría hacia la temperatura crítica en un proceso de transferencia térmica y además se reduce dentro del depósito de fluidos externo 20b, desplazando el agua más caliente hacia arriba dentro de la región de mezclado de fluidos 26. El agua por debajo de la temperatura crítica del depósito de fluidos interno 20a se calienta por este proceso de transferencia térmica hacia la temperatura crítica y debido al incremento correspondiente en densidad, se reduce dentro del depósito de fluidos central 20a por lo tanto desplazando el agua más fría hacia arriba dentro de la región de mezclado de fluidos 26, en donde el proceso se repite.

Este proceso continua hasta que el agua en el depósito de fluidos externo 20b alcanza un estado sustancialmente de equilibrio de o alrededor de 4°C y se mantiene en o cerca de esta temperatura por el desplazamiento continuo térmicamente inducido del agua dentro de los depósitos de fluidos y el mezclado subsecuente dentro de la región de mezclado de fluidos 26.

Se apreciará que las modalidades de las Figuras 6-8 pueden encontrar aplicación ventajosa en la venta al menudeo tal como se encuentra en los supermercados. Mediante la disposición de la cámara de enfriamiento 50 entre los compartimientos de carga opuestamente accesibles 12a, 12b o centralmente dentro del alojamiento de manera que se proporciona un compartimiento de carga de 360°, el aparato 1 puede posicionarse entre los pasillos adyacentes dentro del supermercado, o como una unidad autónoma centralmente posicionada, proporcionando flexibilidad mejorada y una fachada de venta incrementada para la colocación del producto.

Con referencia a las Figuras 9a y 9b, se muestra una variación de la modalidad de la Figura 8. En esta modalidad, la cámara de enfriamiento 50 se extiende completamente entre las paredes superiores e inferiores de la carcasa 10 (aunque esto no es esencial) y la barrera térmica 22 se circunda por un cilindro o manga 60 formada de un material que tiene conductividad térmica baja. La longitud del cilindro 60 es variable tal como en su longitud mínima, se extiende aproximadamente al extremo de la pared anular 22, por lo tanto reteniendo la ruta del flujo térmico entre los depósitos de fluidos externo e interno 20a, 20b, mientras en su longitud máxima se extiende dentro del límite con la pared superior de la cámara de enfriamiento 50 o la carcasa 10. En esta configuración de longitud extendida, el depósito de fluidos externo 20b está en aislamiento de fluidos y térmicamente apartado (o aislado) del depósito de fluidos interno 20a.

En una modalidad, se contempla que la manga pueda tomar la forma de una disposición de fuelle 60 cuya longitud natural es comparable a la altura de las paredes 22 pero que puede estrecharse o expandirse de manera que pueda cerrar y/o sellar el depósito de fluidos interno 20a. El fuelle 60 puede comprender una estructura bi-metálica configurada de tal manera que cuando se enfría, el fuelle se expande hacia la posición cerrada.

Dicha disposición puede ser benéfica para las aplicaciones móviles en donde el aparato de refrigeración se requiere que se mueva o se re-localice en una base regular o frecuente. El movimiento del aparato, y consecuentemente el volumen del fluido tiende a agitar el agua volcando el proceso de desplazamiento del fluido térmicamente inducido.

En la presente modalidad, sin embargo, cuando se agita a través del movimiento del aparato, el agua más fría en el depósito de fluidos central 20a puede ocasionar que se derrame dentro del depósito de fluidos externo 20b por lo tanto disminuyendo la temperatura en el mismo. Esta caída en la temperatura "activa" la disposición del fuelle 60 para cerrar la ranura o abertura 24 y consecuentemente aislar sustancialmente el depósito de fluidos central 20a, como se muestra en la Figura 9b.

Una vez que el aparato se relocaliza y la temperatura del agua en el depósito de fluidos externo 20b aumenta, la disposición de fuelle 60 se contrae a su longitud natural para permitir el proceso de desplazamiento deseado del fluido para ser re-establecido.

La superficie interna de la disposición de fuelle 60 puede aislarse para prevenir la conducción significante del calor por completo.

Se apreciará a partir de lo precedente que la disposición de fuelle funciona como una forma de válvula que puede cerrarse selectivamente para interrumpir el proceso de conducción térmica dentro del aparato y abrirse cuando el proceso está siendo re-establecido. También se contempla que la provisión de dicha válvula significa que puede habilitar la variación de la temperatura del fluido en el depósito de fluidos externo 20b. En particular, mediante la reducción de la profundidad de la abertura 24 entre el extremo de la pared 22 y la pared superior de la cámara de enfriamiento 50, tal como mediante extender parcialmente la disposición de fuelle 60, la conducción térmica entre el agua en el depósito de fluidos central 20a y el agua en el depósito de fluidos externo 20b puede ajustarse selectivamente, por ejemplo disminuirse. Esto permite que la temperatura del agua en el depósito de fluidos externo 20b incremente arriba de la temperatura crítica que puede ser benéfico dependiendo de la naturaleza de los objetos o productos contenidos en el compartimiento de carga 12.

Se contempla que la disposición de fuelle 60 pueda configurarse para operar, es decir, abrir y/o cerrar, en cualquier temperatura deseada dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, en un congelador de baterías, el fuelle 60 puede colocarse cercano a una temperatura de aproximadamente 25°C y liberar el agua más fría cuando la temperatura del agua en el depósito de fluidos externo 20b excede este nivel.

Los medios de válvula diferentes a una disposición de fuelle pueden ser útiles en algunas modalidades, por ejemplo, las ranuras que tienen abertura ajustable, un obturador móvil, un válvula de compuerta, una válvula unidireccional, una válvula de mariposa o cualquier otra válvula adecuada.

En otra modalidad (no mostrada) la disposición de fuelle 60 u otro tipo de válvula se conecta a través de la pared superior de la carcasa 10 a una manija portadora retractable unida a la misma. La manija portadora es movible entre una posición retraída y una desplegada, en posición de uso, la escalera habilitando al aparato para portarse por un usuario. La disposición de fuelle 60 u otros medios de válvula se conectan a la manija de manera que en la posición desplegada de la manija, el fuelle se extiende dentro del límite con la pared superior, por lo tanto sellando sustancialmente el depósito central 20a del depósito de fluidos extemo 20b. En el caso de otros medios de válvula, la elevación de los medios de manija puede causar el cierre de los medios de válvula, por ejemplo, mediante la elevación de una porción de válvula de una válvula de compuerta hacia arriba (o moviéndola hacia abajo) para aislar el dispositivo 20a del depósito 20b. Dicha disposición asegura que, durante el movimiento del aparato 1 que requiere el despliegue de la manija, los dispositivos se aislen mutuamente de manera que limiten el mezclado del fluido y consecuentemente la interrupción térmica durante la transportación. Una vez que el aparato se vuelve a colocar, la manija se baja o retrae causando que la disposición de fuelle 60 se retraiga a su posición abierta natural u otros medios de válvula se abran.

Se contempla que la manija también pueda conectarse a una puerta o cierre del aparato de manera que el despliegue de la manija no solamente eleve el fuelle o cierre los otros medios de válvula y sustancialmente cierre los depósitos de fluido sino adicionalmente atore el cierre. La liberación de la manija después de la recolocación del aparato baja la disposición de fuelle 60 o abre los otros medios de válvula o destraba el cierre.

Se apreciará que la disposición de fuelle anteriormente descrita 60 no se limita a la modalidad de las Figuras 9a y 9b y puede adaptarse rápidamente o re-configurarse para usarse en las modalidades de las Figuras 2-8.

Además se entiende que como se anotó anteriormente, la manija retractable anteriormente descrita puede conectarse a una válvula no comprendiendo una disposición de fuelle. Con la manija en una posición retraída, la válvula puede colocarse para abrirse con la manija en una condición desplegada (tal como cuando el aparato está siendo portado) la válvula puede colocarse para cerrarse.

La descripción anterior asume que la densidad máxima del agua ocurre a 4°C, lo cual es el caso del agua pura. La temperatura en la cual la densidad máxima ocurre puede alterarse por la introducción de impurezas en el agua. Por ejemplo, si se agrega sal al agua a una concentración de 3.5% (aproximadamente esa del agua de mar) entonces la densidad máxima ocurre cercana a los 2°C. Esto puede usarse para ajustar la temperatura del espacio de carga para aplicaciones específicas. Otros aditivos pueden emplearse para elevar o disminuir la temperatura crítica, como se requiera.

La Figura 10 ilustra una modalidad adicional en la cual la posición de la pared 22 dentro del volumen del fluido 14 es ajustable. Como con la disposición de fuelle anteriormente mencionada 60, el ajuste de la posición de la pared 22 permite que se modifique el proceso de desplazamiento del fluido, por ejemplo disminuirse o reducirse. En la modalidad ilustrada, la pared 22 es giratoria cerca de su extremo inferior de manera que varía el área de las aberturas superiores del primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b. Esto puede usarse para afectar el flujo de fluido entre el primero y el segundo depósitos de fluidos y consecuentemente el control de la transferencia térmica entre ellos. Por ejemplo, mediante inclinar la pared 22 hacia el compartimiento de carga 12, el área de la abertura superior del segundo depósito de fluidos 20b se reduce, por lo tanto reduciendo la proporción en la cual el fluido se desplaza en el mismo. Esto, a su vez, permite que la temperatura. del fluido en el segundo depósito de fluidos 20b se mantenga en temperaturas arriba de los 4°C si se requiere. Se apreciará a partir de lo precedente que la pared movible 22 en esta modalidad también funciona como un medio de válvula. Además la pared movible 22 puede considerarse que funciona como una válvula.

Otro efecto benéfico proporcionado por la pared 22 siendo inclinada hacia el compartimiento de carga 12 es que la formación de hielo dentro del primer depósito de fluidos 20a puede facilitarse sin bloquear el flujo ascendente del agua más fría dentro de la región de mezclado 26. Este efecto benéfico es igualmente aplicable en donde la pared 22 está fijada sustancialmente permanentemente en un ángulo inclinado o ladeado hacia el compartimiento de carga, una disposición también se contempla dentro de esta aplicación.

Se apreciará que algunas modalidades de la presente invención proporcionan un dispositivo novedoso de la inventiva para almacenar y refrigerar productos tales como vacunas, productos alimenticios perecederos así como una pluralidad de contenedores de bebidas tales como botellas o latas de bebidas, proporcionando un medio de almacenaje de temperatura controlada el cual puede mantenerse dentro de un rango de temperatura deseado después de la pérdida de energía del dispositivo por muchas horas. Las modalidades de la invención se ofrecen para regular pasivamente el flujo de energía calórica dentro del dispositivo para habilitar el almacenaje a largo plazo de los productos sensibles a la temperatura.

Es de particular beneficio la característica que, en modalidades de la invención, los depósitos de fluidos 20a, 20b se colocan en una configuración lado a lado con el compartimiento de carga 12. Mediante evitar el uso de una cámara de aire arriba del compartimiento de carga, se proporciona mayor versatilidad al establecimiento del tamaño, forma y posición del compartimiento de carga.

Otras modalidades de la invención proporcionan un refrigerante para enfriar los artículos, tal como un refrigerador de baterías para enfriar las baterías usadas como suministro de energía de respaldo. En este caso, la batería puede alojarse en el compartimiento de carga 12 o en otra área en comunicación térmica con el segundo o los depósitos de fluidos externos 20b, 20b1 , 20b2 (Figura 6). En una modalidad, el fluido en el segundo compartimiento 20b puede proporcionarse en comunicación fluida con un intercambiador de calor para enfriar la batería, vía uno o más conductos de fluidos.

Además, el segundo depósito de fluidos 20b puede funcionar como una fuente de refrigeración para enfriar una estructura, dispositivo o componente. En algunas modalidades, un intercambiador de calor puede pasarse a través del segundo depósito de fluidos, por ejemplo en la forma de un conducto de fluidos, el conducto permitiendo el intercambio térmico entre el fluido fluyendo a través del conducto tal como un líquido o gas, y el líquido en el segundo depósito de fluidos 20b. El fluido fluyendo a través del conducto puede por ejemplo ser una bebida, un combustible tal como un combustible líquido, un combustible gaseoso o cualquier otro líquido apropiado.

Las modalidades de la presente invención pueden efectuar un proceso de transferencia de calor suave y/o relativamente bajo primeramente por la conducción térmica a través del fluido pero que al inicio del sistema pueden efectuarse más rápidamente de manera que causen que el segundo o los depósitos de fluidos externos 20b, 20b1 , 20b2 alcancen una temperatura de trabajo más rápidamente, por medio del desplazamiento de fluidos térmicamente inducido dentro del volumen de fluidos.

La Figura 11 es una ilustración esquemática transversal de una modalidad adicional en la cual la pared 22 se coloca dentro del volumen del fluido 14 de manera que una abertura o ranura 30 se proporciona entre un borde inferior de la pared 22 y una base de la carcasa 10. La abertura 30 permite que el líquido pase del primer depósito de fluidos 20a al segundo depósito de fluidos 20b y viceversa.

En algunas modalidades alternas una o más ranuras o aberturas pueden proporcionarse en una región inferior de la pared 22 para permitir el flujo del fluido completamente de un lado de la pared 22 al otro. En algunas alternativas, una pared basal puede proporcionarse alcanzando una distancia relativamente corta desde la base de la carcasa 10, la abertura 30 siendo proporcionada entre un borde superior de la pared basal y la pared 22.

En uso, la presencia de la abertura 30 facilita el enfriamiento inicial más rápido del líquido en el segundo depósito de fluidos 20b y por lo tanto del compartimiento de carga 12. Esto es porque en el enfriamiento inicial, el fluido que se ha enfriado por el elemento de refrigeración 28 puede reducirse inicialmente como se enfría hacia su temperatura crítica. Una vez en la región inferior del primer depósito de fluidos 20a, el fluido puede efectuar el enfriamiento del fluido en el segundo depósito 20b. El enfriamiento del fluido en el segundo depósito de fluidos por el fluido cayendo dentro del primer depósito 20a puede ocurrir por la conducción térmica. Además, el enfriamiento puede efectuarse por el paso del fluido enfriado desde el primer depósito de fluidos 20a al segundo depósito de fluidos 20b a través de la abertura 30.

Se entiende que, eventualmente, una condición de equilibrio puede lograrse en la cual el fluido en el primer depósito 20a que se enfría por el elemento de refrigeración 28 debajo de la temperatura crítica se desplaza hacia arriba por la reducción del fluido en la temperatura crítica y (en algunas modalidades) se reúne y se mezcla con el fluido más caliente, por ejemplo en aproximadamente 10°C, colocado en la región superior del segundo depósito de fluidos 20b. Además ocurre una transferencia de calor del fluido más caliente al fluido más frío dentro de la región de mezclado 26, causando que el fluido más frío del primer depósito de fluidos 20a y el fluido más caliente del segundo depósito de fluidos 20b incrementen y disminuya la temperatura, respectivamente, hacia la temperatura crítica. La región de mezclado de fluidos 26 además define una región de transferencia térmica del aparato 1 en donde ocurre la transferencia de calor entre el fluido del primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b. Se entiende que en donde los fluidos en el primero y segundo depósitos 20a, 20b no se permiten para mezclar en la región 26, la región 26 define una región de transferencia térmica no siendo una región de mezclado de fluidos.

Como se describe en la presente, el elemento de refrigeración 28 puede estar en la forma de un cuerpo de agua helada, por ejemplo un paquete de hielos o hielo suelto que se mantiene sumergido dentro del primer depósito de fluidos 20a opcionalmente en una región inferior del mismo, por ejemplo en una profundidad de un tercio o más de una profundidad total del primer depósito de fluidos 20a. El elemento de refrigeración puede comprender un elemento de refrigeración eléctrico operable para enfriar el líquido en el primer depósito de fluidos 20a. El elemento de enfriamiento puede ser operable para congelar el fluido en el primer depósito de fluidos 20a para formar un cuerpo congelado. El fluido en comunicación térmica con el cuerpo congelado puede enfriarse por lo tanto debajo de la temperatura crítica.

En algunas modalidades, el aparato 1 puede ser operable para abrir y cerrar la abertura 30. Por ejemplo, después del arranque inicial del aparato 1 , cuando el fluido en el primero y el segundo depósitos de fluidos 20a, 20b se ha enfriado suficientemente, la abertura 30 puede cerrarse. La abertura 30 puede cerrarse por el movimiento de la pared 22 hacia abajo en el caso de que la abertura 30 se proporcione entre la pared 22 y una superficie basal de la carcasa 10 o una pared basal como se describió anteriormente. En el caso en que una o más ranuras o aberturas se proporcionen en la pared 22, las ranuras o aberturas pueden abrirse y cerrarse por medio de una disposición de obturador. También son útiles otras disposiciones.

En algunas modalidades, la abertura 30 puede establecerse (abrirse) para prolongar el enfriamiento útil después de la pérdida de energía de un elemento de refrigeración 28 u otro medio de enfriamiento, por ejemplo debido a la fusión del hilo en un paquete de hielos. Además, el fluido en la temperatura crítica en la región inferior del primer depósito 20a puede recibir energía térmica del fluido más caliente en el segundo depósito de fluidos 20b, enfriando el fluido en el segundo depósito 20b. También son útiles otras disposiciones.

La Figura 12 muestra el aparato 50 de acuerdo con una modalidad de la invención en la forma de un revestimiento lleno de líquido 50. El revestimiento 50 se coloca para proporcionarse dentro de un contenedor aislado y para enfriar uno o más objetos dentro del contenedor.

El revestimiento mostrado en la Figura 12 está sustancialmente en forma de C en vista en plano. Incluye una porción 52 que tiene primero y segundo depósitos 20a, 20b (no mostrados) separados por una pared 22 (no mostrada) en una manera similar a la disposición de la Figura 2. El segundo depósito de fluidos 20b está en comunicación térmica (y en algunas modalidades también fluida) con dos porciones de verificación llenas de líquido 54, 56 las cuales se proyectan lateralmente desde los extremos opuestos de la primera porción 52. La primera porción 52 es sustancialmente de la misma altura como las porciones de verificación 54, 56 en la modalidad la Figura 12 aunque también son útiles otras disposiciones.

En uso, el revestimiento 50 se llena con fluido de manera que los primeros y segundos depósitos de fluidos 20a, 20b y las porciones de verificación 54, 56 se llenan a un nivel suficientemente alto. El fluido en el primer depósito 20a posteriormente se enfría por un elemento de refrigeración 58, el cual puede por ejemplo estar en la forma de un elemento de refrigeración eléctrico 28 o un cuerpo de líquido congelado como se describió anteriormente. El elemento de enfriamiento 28 enfría el líquido en el primer depósito de fluidos 20a debajo de la temperatura crítica. Como en el caso de las modalidades anteriormente descritas, el fluido en el primer depósito 20a que se enfría por el elemento de refrigeración 28 debajo de la temperatura crítica se desplaza hacia arriba por la reducción del fluido en la temperatura crítica y se une y se mezcla con el fluido más caliente, por ejemplo, en aproximadamente 10°C, colocado en la región superior del segundo depósito de fluidos 20b. Una transferencia de calor del fluido más caliente para el fluido más frío ocurre dentro de la región de mezclado 26 (Figura 2), causando que el fluido más frío del primer depósito de fluidos 20a y el fluido más caliente del segundo depósito de fluidos 20b incremente y disminuya en temperatura, respectivamente hacia la temperatura crítica. Dado que el fluido en el segundo depósito de fluidos en la primera porción 52 del revestimiento 50 está en comunicación térmica con el fluido en las porciones laterales del collar 54, 56 se lleva a cabo el enfriamiento del fluido en las porciones laterales del collar.

La modalidad de la Figura 12 en la cual las porciones laterales del collar 54, 56 se proporcionan además de la primera porción que tiene la ventaja que el aparato 50 con un área de superficie más grande puede proporcionarse comparada con el aparato que no tiene porciones laterales de collar, tal como el aparato 1 de la Figura 2.

Por lo tanto, la provisión del aparato 50 en la forma de un revestimiento 50 permite la posibilidad de convertir cualquier contenedor aislado apropiado en un aparato de refrigeración mediante insertar el revestimiento 50 en el aparato. Las modalidades de la presente invención por lo tanto permiten que el refrigerador convencional se convierta en un aparato de refrigeración de acuerdo con una modalidad de la presente invención mediante la introducción de un revestimiento tal como el revestimiento 50 de la Figura 12 dentro del aparato.

Se entenderá que los revestimientos 50 de acuerdo con las modalidades de la presente invención pueden proporcionarse teniendo solamente una porción lateral de collar 54, 56. Un revestimiento 50 puede proporcionarse en el cual una o más porciones laterales de collar 54, 56 son de un tamaño diferente y/o tamaño para las porciones laterales de collar 54, 56 de la modalidad de la Figura 12. En algunas modalidades, se proporciona un aparato que es apropiado para la introducción dentro de un contenedor aislado, el aparato siendo similar al aparato de la Figura 12 pero sin tener una o más porciones laterales de collar 54, 56. El aparato puede referirse como un aparato de "retroajuste" apropiado para la introducción dentro de un contenedor aislado tal como un refrigerador convencional. En algunas modalidades, un elemento de refrigeración del refrigerador convencional puede emplearse como el elemento de refrigeración 28 del primer depósito de fluidos 20a. Alternativamente en algunas modalidades, el elemento de refrigeración del refrigerador convencional puede emplearse para enfriar un elemento de refrigeración 28 del primer depósito de fluidos 20a. También otras disposiciones son útiles.

La Figura 13 es una vista frontal del aparato 1 de acuerdo con una modalidad de la invención con una porción frontal de una carcasa del aparato removida mientras la Figura 14 es una vista lateral del aparato con una porción lateral de la carcasa del aparato removida. El aparato funciona en una manera similar a la del aparato de la Figura 2. Como en el caso de cada una de las Figuras, las características similares de las modalidades respectivas se proporcionan con los numerales de referencia similares.

El aparato 1 de la Figura 13 y la Figura 14 difiere de esa anteriormente descrita en que el volumen de carga 12 es más pequeño y se sumerge dentro del fluido en el segundo depósito de fluidos 20b. Por lo tanto, se proporcionan los receptáculos 42, también sumergidos en el fluido en el segundo depósito de fluidos 20b, dentro del cual los artículos a almacenaje pueden colocarse.

Una pluralidad de aberturas 40 se proporciona en cada una de las paredes laterales 10a, 10b de la carcasa 10, cada una definiendo una abertura dentro de un receptáculo respectivo 42. En la modalidad mostrada, los receptáculos son para sujetar un contenedor de bebidas tal como una botella o bebidas carbonatadas 44. En la modalidad ilustrada, se proporcionan veinte receptáculos 42, cada pared lateral 10a, 10b comprendiendo diez aberturas 40 en dos filas horizontales de cinco. Los receptáculos se colocan aproximadamente a media altura dentro de la carcas 10, entre el contenedor de carga 12 y una pared superior 10c del contenedor 10.

Cada receptáculo 42 comprende un tubo un tubo cerrado por el extremo, bolsa o saco dirigido hacia adentro 46 el cual, en la modalidad ilustrada se forma de un material elastomérico o flexible tal como caucho y toma la forma de un cono, estando más estrecho en su extremo cerrado en el extremo adyacente a la abertura 40.

Cada bolsa 46 se dimensiona de manera que la inserción de un contenedor de bebidas 44 en el mismo causa que el material elastomérico se estreche alrededor del cuerpo del contenedor. Esto permite que el contenedor 44 se sujete con seguridad por la bolsa 46, previniéndolo de caer durante uso o transportación. Además, el área de superficie de la bolsa 46 en contacto físico con el contenedor 44 se incrementa, por lo tanto mejorando u optimizando la transferencia térmica entre el fluido en el segundo depósito 20b y el contenedor 44.

Para prevenir la presión del fluido en el segundo depósito 20b causando que la bolsa 46 se colapse o tenga un prolapso a través de la abertura 40, las bolsas opuestas 46 se unen una con la otra en sus extremos cerrados. En una modalidad alterna (no mostrada), el extremo cerrado de cada bolsa 46 se une o ancla en la superficie interna de la pared opuesta del contenedor. También son útiles otras disposiciones.

En lugar de usar las bolsas estrechadas como se ilustran, puede emplearse cualquier otra forma apropiada incluyendo bolsas en forma tubular no estrechadas. En algunas modalidades los tubos pueden formarse de un material rígido que tiene una pared de resistencia suficientemente baja térmica para permitir el enfriamiento eficiente de los artículos colocados en la misma. En algunas modalidades, el aparato puede colocarse para permitir que los artículos se inserten dentro de un tubo en un extremo y se distribuyan desde el otro extremo. También son útiles otras disposiciones.

La Figura 15 es una vista frontal del aparato 1 de conformidad con una modalidad adicional de la invención con una porción frontal de una carcasa 10 del aparato removido y la Figura 16 es una vista lateral del aparato 1 con una porción lateral de la carcasa 10 removida. El aparato es similar a ese de las Figuras 13 y 14 excepto que las bolsas 46 se han reemplazado por medios intercambiadores de calor en la forma de un tubo 42 colocado dentro del segundo depósito 20b. El tubo 42 se extiende entre la primera y la segunda aberturas 40a, 40b formadas en las paredes laterales 10, 10b de la carcasa 10.

Una de las aberturas 40a define una entrada para el fluido fluyendo dentro del tubo intercambiador de calor 42 mientras la otra abertura 40b define una salida para el fluido.

En la modalidad ilustrada, la porción principal del tubo 42 es helicoidal en forma, teniendo un número de bobinas de manera que minimicen la longitud del tubo que está inmerso en el segundo depósito 20b sin incrementar significantemente el volumen del paquete el cual podría reducir el espacio disponible para el contenedor de carga 12.

Las aberturas 40 definiendo cada extremo del tubo intercambiador de calor 42 pueden formarse en el mismo lado 10a de la carcasa, como se muestra en las Figuras o pueden formarse en lados opuestos o adyacentes. Una pluralidad de intercambiadores de calor puede proporcionarse en el aparato 1 , dependiendo del espacio disponible. El tubo intercambiador de calor 42 se coloca aproximadamente a una altura media dentro de la carcasa 10, entre el contenedor de carga 12 y la pared superior 10c de la carcasa 10.

El tubo 42 del intercambiador de calor puede formarse de cualquier material apropiado. Sin embargo, un material que tiene una alta conductividad térmica se prefiere para optimizar la transferencia de calor entre el paso del fluido a través del tubo 42 y el fluido dentro del segundo depósito 20b. En una modalidad, por ejemplo, el tubo 42 se forma de un material metálico tal como cobre, acero inoxidable o cualquier otro material apropiado.

En uso, el fluido a enfriarse, tal como agua o bebida carbonatada u otra bebida, puede distribuirse desde el contenedor de almacenaje, tal como una botella o barril, dentro del tubo intercambiador de calor 42 a través de la entrada 40a por medio de un compresor o bomba de fluido o mediante alimentación por gravedad. El calor del fluido en el tubo 42 se transfiere dentro del agua fría circundante contenida en el segundo depósito 20b del aparato 1 por medio de conducción térmica a través de la pared del tubo 42 de manera que su temperatura se reduzca. El fluido enfriado posteriormente se expulsa a través de la salida 40b para enviarla a un aparato de distribución de bebidas apropiado.

La temperatura del fluido saliendo desde la salida 40b por lo tanto es dependiente de la temperatura del agua circundando al tubo 42, la longitud del tubo 42 y el tiempo de tránsito del fluido entre la entrada 40a y la salida 40b. En algunas modalidades la ubicación del tubo 42 dentro del segundo depósito de fluidos 20b puede establecerse como para proporcionar una temperatura deseada del líquido distribuido a una proporción de flujo dada del líquido a través del tubo 42.

Las modalidades de la invención también son apropiadas para proporcionar un flujo de gas enfriado (o templado) tal como aire. El gas enfriado puede usarse para enfriar un ambiente tal como un edificio, un artículo o para cualquier otra aplicación de enfriamiento apropiada.

La Figura 17 ilustra la variación de la vida de la batería (abscisa) con la temperatura de la batería con el tiempo. De acuerdo con la ecuación de Arrhenius, la vida de la batería generalmente decae exponencialmente con el incremento de temperatura y una regla general es que el tiempo de vida de la batería se reduce en el 50% de cada incremento de 10°C de la temperatura de la batería.

Además se puede observar en la Figura 17 que el tiempo de vida de la batería operando en una temperatura de 35°C (línea 35) es aproximadamente la mitad que una batería operando en una temperatura de 25°C (línea 25) y aproximadamente 25% que una batería operando en una temperatura de 15°C (línea 15).

Se entenderá que la temperatura de operación de la batería es dependiente de ambas la temperatura ambiente y el consumo de corriente de la batería la cual también tiene un efecto de calentamiento en la batería, y además la temperatura de una batería en operación en una temperatura ambiente de 15°C puede ser similar a o incluso mayor que, esa de una batería inactiva en una temperatura ambiente de 35°C. Además, la operación de las baterías por periodos de tiempo prolongados en altas temperaturas ambientales puede reducir el tiempo de vida de las baterías por más del 75%, requiriendo reemplazo regular. Sin embargo, el costo y la logística del reemplazo de las baterías pueden ser prohibitivos en los países en desarrollo o en áreas geográficamente remotas.

Ahora con referencia a la Figura 18, se muestra un aparato abarcando una forma de la invención, en forma esquemática, generalmente en 100. El aparato 100 se intenta para el enfriamiento de una o más baterías pero el aparato 100 también es apropiado para enfriar otros artículos. En la modalidad ilustrada, el aparato 100 se dispone para enfriar una sola batería 40. Aquí, el término "batería" se usa para comprender una sola batería o celda o una pluralidad de celdas colectivamente formando una batería. Las modalidades de la presente invención pueden usarse para enfriar cada una de las pluralidades de celdas o una sola batería comprendiendo dicha pluralidad.

El aparato 100 comprende una unidad de refrigeración 1 similar a esa ilustrada en la Figura 2 excepto que la unidad 1 no se proporciona con un compartimiento de carga 12. En su lugar, el segundo depósito de fluidos 20b está en comunicación fluida con un intercambiador de calor 51 de un módulo de enfriamiento 50 por medio de un conducto de fluidos 18. El conducto 18 se dimensiona para tener un área transversal suficientemente grande para la aplicación particular y las condiciones de operación.

En la modalidad ilustrada, el fluido en el primero y el segundo depósitos de fluidos 20a (no mostrados) y 20b es mayormente agua aunque otros fluidos también son útiles. Como para cada modalidad descrita en este documento, los depósitos 20a, 20b de preferencia no se llenan completamente con fluido de manera que permiten la expansión del volumen del fluido debido a los cambios de temperatura durante uso. Puede proporcionarse una válvula para permitir una presión de cualquier gas en la carcasa 10 arriba del nivel del fluido en los depósitos 20a, 20b para permanecer sustancialmente en equilibrio con la atmósfera.

Como se anotó anteriormente, un conducto o tubería de fluido 18 conecta la parte inferior del segundo depósito de fluidos 20b a un intercambiador de calor 51 de manera que el intercambiador de calor 51 y el depósito 20b están en comunicación fluida. Es decir, el depósito 20b y el intercambiador de calor 51 forman una sola cámara de fluido contigua.

El intercambiador de calor 51 comprende un contenedor como un cubo de pared delgada que tiene una proporción de área de volumen de superficie relativamente alta. En la modalidad ilustrada, el intercambiador de calor 51 es rectangular en forma teniendo una altura y ancho que es significativamente mayor que su profundidad. Convenientemente, aunque no esencialmente, el intercambiador de calor 51 generalmente corresponde en tamaño y área de superficie a la forma de la batería 40 a enfriarse.

No obstante, el intercambiador de calor 51 sustancialmente puede tomar cualquier forma de acuerdo con la aplicación deseada, aunque las disposiciones de proporción de área para volumen de superficie alta pueden optimizar la transferencia de calor entre el fluido en el mismo y la batería 40. El intercambiador de calor 51 se forma convenientemente de un material que tiene una alta conductividad o transmisibilidad térmica tal como un material metálico, de nuevo para mejorar la transferencia de calor. Aunque no se muestra en los dibujos, el intercambiador de calor 51 se perfora, teniendo aberturas extendiéndose completamente desde una superficie de radiación a la otra, el propósito de la cual se describe posteriormente.

El intercambiador de calor 51 se coloca en un alojamiento 55 de manera que se posiciona en una orientación generalmente vertical, cercano o adyacente a la batería 40 a enfriarse. El alojamiento 55 tiene una entrada de aire 56 en comunicación fluida con un ventilador o compresor 60 vía un conducto 58. El ventilador o compresor 60 se dispone para arrastrar el aire ambiental y bombearlo dentro del alojamiento 55 vía el conducto 58 y la entrada 56.

Como se muestra en la Figura 19, el alojamiento 55 caracteriza una pluralidad de conductos de intercambio 52 que pasan a través del intercambiador de calor 51 entre las paredes opuestas del mismo. Las aberturas se proporcionan en las paredes opuestas permitiendo que el aire fluya a través del conducto 58 a través del intercambiador de calor vía la pluralidad de conductos de intercambio 52. El aire que ha pasado a través de los conductos 52 se dirige subsecuentemente para fluir sobre la batería 40. En otras palabras, el aire arrastrado dentro del conducto 58 por el ventilador o el compresor 60 fluye dentro del alojamiento 55 vía la entrada 56 y pasa a través de los conductos de intercambio 52 hacia la batería 40. En el paso a través del alojamiento 55, algo del aire fluye alrededor del intercambiador de calor 51 mientras la mayoría del aire fluye a través de los conductos de intercambio 52 formados en el mismo. Un diámetro de las aberturas en las paredes opuestas del intercambiador de calor 51 es relativamente pequeño en tamaño de manera que el aire expelido en el mismo toma la forma de una pluralidad de chorros de aire finos que se dirigen en la superficie externa de la batería 40. Las aberturas pueden ser de diámetro más pequeño que los conductos de intercambio para incrementar un tiempo de residencia del gas dentro de los conductos 52, permitiendo una reducción adicional de la temperatura del gas pasando a través del conducto 52.

Ahora se describirá la operación del aparato de la Figura 18.

Como se divulgó anteriormente, el fluido en el segundo depósitos de fluidos 20b puede mantenerse alrededor de la temperatura crítica del fluido debido a la densidad máxima del fluido como una función de la temperatura en la temperatura crítica. Si el fluido en el intercambiador de calor 55 está en una temperatura arriba de esa del fluido en el segundo depósito de fluidos 20b, el fluido en el segundo depósito de fluidos 20b se reducirá bajo gravedad a través del conducto 18 forzando a aumentar el fluido en el intercambiador de calor 55.

Se entiende que una corriente de convección puede establecerse dentro del volumen del fluido definido por el segundo depósito de fluidos 20b y el intercambiador de calor 55 por medio del cual el fluido enfriado (por ejemplo agua) se reduce desde el depósito 20b a través del conducto de fluidos 18 dentro del intercambiador de calor 55 así desplazando hacia abajo el fluido más caliente (y además menos denso). Esta agua más caliente se aumenta dentro del depósito 20b a través del conducto 18 y a su vez, se enfría en la región de transferencia térmica 26 (Figura 2). La temperatura del fluido en el segundo depósito 20b se eleva debido al fluido más caliente ingresando en el depósito 20b. Eventualmente, la proporción de convección disminuye causando que el fluido dentro del intercambiador de calor 51 llegue a estar comparativamente estancado en una temperatura inferior que esa que de otra manera podría lograrse si el intercambiador de calor 51 no estuviera en comunicación fluida con el fluido en el segundo depósito 20b.

La disposición de la Figura 18 habilita al calor de la batería 40 para absorberse por el gas enfriado fluyendo sobre la misma, por lo tanto disminuyendo la temperatura de la batería 40. Aquí, una batería 40 sujeta a temperaturas ambientales altas puede enfriarse simplemente y eficientemente, permitiéndole mantenerse en una temperatura menor y mitigando los efectos adversos de las temperaturas ambientales altas en la vida de la batería.

Se entenderá que el calor absorbido del flujo del aire ambiental a través de los conductos de intercambio de calor 52 aumenta la temperatura del fluido en los mismos. En algunas modalidades y en algunas disposiciones, el calor absorbido por el fluido en el intercambiador de calor 51 puede transferirse al fluido anterior (en el segundo depósito de fluidos 20b) en una de las dos formas, dependiendo del gradiente de temperatura dentro del volumen del fluido.

Tomando el agua como un ejemplo del fluido, si la temperatura del agua en el sistema es sustancialmente uniforme en aproximadamente 4°C, el incremento en la temperatura del agua en el intercambiador de calor 51 disminuye su densidad relativa al agua anterior. Una corriente de convección además se establece por medio de la cual el agua más caliente y por lo tanto menos densa en el intercambiador de calor 51 se desplaza por el agua más fría anterior. El agua más caliente aumenta hacia el depósito 20b en donde se enfría de nuevo en el segundo depósito de fluidos 20b y/o la región de transferencia térmica 26 y posteriormente se reduce dentro del intercambiador de calor 51. Además, el calor es transferido desde el ¡ntercambiador de calor 51 al depósito 20b primeramente por convección de esta forma.

Mientras la energía para el elemento de refrigeración eléctricamente energizado 28 se mantiene y el ventilador o compresor 60 aún operan, esta recirculación dentro del volumen del agua definido por el depósito 20b y el intercambiador de calor pueden continuar indefinidamente, ventajosamente manteniendo la batería 40 en una temperatura inferior a la temperatura ambiente y por lo tanto prolongando su vida útil.

Por otro lado, si la temperatura del agua en la región de transferencia térmica 26 es suficientemente más baja que esa del agua en el ¡ntercambiador de calor 51 , la densidad del agua en el intercambiador de calor 51 puede permanecer más alta que esa del agua en la región de transferencia térmica 26, sin importar el incremento de la temperatura debido al flujo del gas a través de los conductos de intercambio 52. Además, el agua en el intercambiador de calor 51 tiende a permanecer en el intercambiador de calor 51 y no se establece la circulación del agua.

En algunas modalidades, el calor absorbido por el agua en el intercambiador de calor 51 se transfiere al agua más fría en el depósito 20b primeramente por conducción. La proporción de la transferencia de calor puede depender de la temperatura diferencial entre el intercambiador de calor 51 y el depósito 20b.

De nuevo mientras el suministro de energía se mantiene para el elemento de refrigeración 28 y el ventilador o compresor 60, una temperatura diferencial negativa relativamente alta puede mantenerse entre el agua en el intercambiador de calor 51 y el agua en el depósito 20b. Además, la transferencia de calor desde el intercambiador de calor 51 puede continuar indefinidamente, ventajosamente manteniendo la batería 40 en una temperatura más baja que la ambiental y por lo tanto prolongando su vida útil.

Incluso en el caso de que la energía del suministro de energía externa 16 falla, por ejemplo durante apagones o después de un evento inesperado, de manera que la energía no se suministra más al elemento de refrigeración 28, el aparato 10 es capaz de proporcionar un efecto de enfriamiento temporal en la batería 40. En el caso del aparato empleando un fluido en fase de cambio tal como agua la cual se congela en la región del elemento de enfriamiento 28, puede tomar varias horas al fluido congelado fundirse durante cuyo periodo continua el enfriamiento del fluido en el primero (y por lo tanto segundo) de los depósitos de fluidos 20a, 20b. Debido a la alta capacidad de calor específico del agua, el volumen del agua en el aparato 10 es capaz de absorber una cantidad grande de calor del aire ambiental fluyendo a través del mismo sin un incremento significante en la temperatura.

Por medio de ejemplo, un sistema conteniendo 1000 litros de agua en un promedio de 4°C requeriría la absorción de aproximadamente 30Mj de calor del aire fluyendo a través del mismo antes de que su temperatura alcance 35°C. En donde la temperatura del fluido en el segundo depósito de fluidos 20b fue menor que 4°C en el punto en donde la energía para los elementos de refrigeración 14 se cortó, la cantidad de energía capaz de absorberse incrementaría.

Se apreciará que las modalidades de la presente invención proporcionan un método y aparato simples aún efectivos para enfriar uno o más artículos tal como una o más baterías. Durante periodos en los cuales el suministro de energía y otra energía eléctrica externa está disponible, las modalidades de la invención pueden enfriar las baterías significantemente debajo de la temperatura ambiente, por lo tanto manteniendo su vida útil. Después de la pérdida de energía eléctrica externa, las modalidades de la invención son capaces de mantener un efecto de enfriamiento en las baterías de manera que se reduzca la proporción de aumento de la temperatura y además mitigue al menos parcialmente el efecto adverso de la temperatura en la vida útil de las baterías.

Algunas modalidades de la presente invención se disponen para efectuar un proceso de transferencia de calor relativamente lento y/o suave primeramente por la conducción térmica a través del fluido pero en la cual, al prender el sistema, puede efectuarse más rápidamente de manera que se disminuye la temperatura del fluido en el intercambiador de calor para trabajar la temperatura más rápidamente, por medio de las corrientes de convección térmicamente inducidas dentro del volumen del fluido.

La modalidad anteriormente descrita representa una forma ventajosa de la invención pero se proporciona solamente por medio de ejemplo y no se intenta que sea limitante. A este respecto, se contempla que varias modificaciones y/o mejoras pueden hacerse a las modalidades de la invención dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Por ejemplo, mientras el aparato 100 de la Figura 18 se muestra enfriando una sola batería 40, el aparato 100 puede usarse igualmente para enfriar una pluralidad de baterías, como se muestra en la Figura 20. En esta modalidad, un segundo alojamiento 55b y el intercambiador de calor 51 b se proporcionan adyacentes a la segunda batería 40b y el conducto 58 se extiende de manera que se comunique con el mismo. Así mismo, un segundo conducto de fluidos 18b se proporciona entre el depósito 20b y el segundo intercambiador de calor 51 b. En donde las baterías adicionales también se enfrían por el aparato 100, estas características se duplican como sea necesario. Se apreciará que como el número de baterías a enfriarse incrementa, puede ser necesario incrementar el tamaño del depósito 20b de manera que incremente la capacidad térmica del sistema.

En una modalidad (no mostrada), el o cada intercambiador de calor 51 puede comunicarse con el depósito 20b por los conductos de fluidos duales 18 de manera que faciliten la recirculación del agua dentro del sistema. Cada conducto de fluidos 18 en el par puede abrirse dentro del intercambiador de calor 20 en ubicaciones separadas aparte, por ejemplo en los extremos opuestos de las mismas en la manera de un radiador de convección convencional. También son útiles otras disposiciones.

El número y tamaño de las aberturas 30 (y los conductos de intercambio 52) en el alojamiento 55 puede seleccionarse como se desee. Esto es, sin embargo, considerando que la provisión de una pluralidad de orificios de diámetro pequeño produciendo una serie de chorros de aire finos pueda ayudar en la penetración de la capa límite en la superficie de la batería 40 y además facilite la transferencia de calor fuera de la batería 40. Sin embargo, la ubicación del o de cada intercambiador de calor 51 en el alojamiento 55 no es por sí mismo esencial y el intercambiador de calor 51 simplemente puede posicionarse cercano a o adyacente a la batería 40 o puede montarse directamente al mismo.

También se contempla que en donde el intercambiador de calor 51 se monta en contacto físico con la batería 40, esto puede proporcionar un efecto refrigerante suficiente sin la necesidad de un flujo de aire en el mismo. En este caso, el ventilador 60, el conducto 58 y el alojamiento 55 pueden eliminarse del sistema.

En donde un ventilador o compresor 60 se proporciona, este puede ser un dispositivo de baja energía colocado para suministrarse con la energía de un suministro de energía externa o si el suministro de energía externa falla, desde la batería 40 por sí misma. El uso de celdas fotovoltaicas para suministrar energía al ventilador o compresor 60 se considera particularmente ventajoso.

Así mismo, el elemento de refrigeración 28 puede suministrarse con energía de celdas fotovoltaicas. En dicha disposición, la pérdida de energía eléctrica debido a una reducción en la energía solar disponible generalmente coincide con periodos de oscuridad o condiciones pobres de clima cuando la temperatura ambiente es menor y además el requerimiento de enfriar las baterías se reduce.

No es esencial que el depósito 20b y el intercambiador de calor 51 formen un solo volumen continuo. En una modalidad, un intercambiador de calor puede proporcionarse para intercambiar el calor entre el fluido en el depósito 20b y el fluido en el conducto 18. Además, al menos dos cuerpos de fluidos separados pueden proporcionarse, uno comprendiendo el fluido en el depósito 20b y uno comprendiendo el fluido en el conducto y el ¡ntercambiador de calor 51. También son útiles otras disposiciones. Por ejemplo, además o en lugar del fluido en el conducto 18, el fluido puede estar en aislamiento pero en comunicación térmica con el fluido en el ¡ntercambiador de calor 51.

En la modalidad de la Figura 19, una válvula de restricción ajustable V se proporciona en una unión entre el segundo depósito de fluidos 20b y el conducto 18. La válvula V es operable para reducir un área transversal de una ruta desde el depósito 20b dentro del conducto 18. Esta característica permite controlar una temperatura del fluido en el intercambiador de calor 51. La válvula V puede en algunas modalidades ser controlada por un accionador en dependencia en la temperatura del fluido en el intercambiador de calor, el fluido en el depósito 20b o en dependencia de cualquier otra temperatura apropiada tal como una temperatura ambiente del aire. En lugar de una válvula V (tal como una válvula de mariposa, una válvula de compuerta o cualquier otra válvula V apropiada) el área transversal de una ruta a través del conducto 18 puede variarse, por ejemplo mediante estrechar el conducto 18 para reducir su área transversal, mediante comprimir el conducto 18 o mediante cualquier otro método apropiado.

La Figura 21 muestra el aparato de acuerdo con aún una modalidad adicional de la presente invención, en la cual el conducto 18 no se requiere. En la modalidad de la Figura 21 , el segundo depósito de fluidos 20b se proporciona con una pluralidad de conductos de intercambio 52 pasando directamente a través de los mismos de un lado al otro. En una manera similar a la modalidad de la Figura 20, un ventilador, soplador o compresor 60 se coloca para forzar el gas tal como el aire ambiental a través de un conducto 58 que está en comunicación fluida con los conductos intercambiadores 52. El aire que ha pasado a través de los conductos intercambiadores 52 se dirige para fluir sobre el artículo a enfriarse, en el presente ejemplo, una batería 40.

En la modalidad de la Figura 21 , la pared formando los medios de vertedero 21 es hueca, y define una porción del conducto 58 entre el ventilador 60 y los conductos de intercambio 52. En algunas modalidades, una porción de la pared 22 confrontando el primer depósito de fluidos 20a se proporciona con una capa de aislamiento 22I. Esto reduce la transferencia de la energía térmica entre el gas pasando a través de la pared hueca 22 y el fluido en el primer depósito de fluidos 20a.

En la disposición de la Figura 21 , los conductos de intercambio 52 se muestran pasando a través del segundo depósito de fluidos 20b en una forma directa desde el primer depósito de fluidos 20a y hacia (y a través) de una pared posterior 10d del depósito 20b. En algunas modalidades alternas, además o en su lugar los conductos de intercambio 52 pueden pasar a través del segundo depósito de fluidos 20b vía (a través) paredes laterales derecha e izquierda 10a, 10b (indicadas en la modalidad de la Figura 13). Los conductos de intercambio 52 en algunas modalidades pueden pasar a través del segundo depósito de fluidos 20b en una dirección sustancialmente ortogonal a esa de los conductos de intercambio 52 de la modalidad de la Figura 21.

Se entiende que en las modalidades de la presente invención descritas en la presente, la temperatura en la cual el fluido (tal como agua) en el sistema tiene la densidad más grande, puede variarse por medio de un aditivo, tal como una sal. Por ejemplo, la adición de una sal tal como cloruro de sodio o cloruro de potasio puede bajar la temperatura en la cual un fluido tal como agua está en su densidad más alta. También pueden ser útiles otros fluidos que exhiben coeficiente de expansión térmica negativo (es decir, una disminución en la densidad con la temperatura disminuyendo) debajo de una cierta temperatura crítica.

Las modalidades anteriormente descritas representan formas ventajosas de las modalidades de la invención pero se proporcionan por medio de ejemplo solamente y no se intenta que sean limitantes. A este respecto, se contempla que varias modificaciones y/o mejoras puedan hacerse a la invención dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

En toda la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, las palabras "comprende" y "contiene" y las variaciones de las palabras, por ejemplo "comprendiendo" y "comprenden" significan "incluyendo pero no limitadas a" y no se intenta que (y no excluye) excluya otras porciones, aditivos, componentes, números enteros o etapas.

En toda la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, el singular comprende el plural a menos que el contexto lo requiera de otra manera. En particular, en donde el artículo indefinido se usa, la especificación se entenderá como completando la pluralidad así como la forma singular a menos que el contexto lo requiera de otra manera.

Las características, números enteros, aspectos, compuestos, porciones o grupos químicos descritos junto con un aspecto particular, modalidad o ejemplo de la invención se entenderán como aplicables a cualquier otro aspecto, modalidad o ejemplo descrito en la presente a menos que sea incompatible con la misma.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato caracterizado porque comprende: primero y segundo depósitos de fluidos y una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos de fluidos, el aparato siendo configurado para permitir medios de refrigeración para colocarse en comunicación térmica con el fluido en la cámara de aire por lo tanto enfriando dicho fluido, en uso, el aparato siendo configurado para permitir el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura critica del fluido en el primer depósito para aumentarse a una región superior del primer depósito de fluidos y para permitir el fluido dentro del segundo depósito de fluidos en una temperatura arriba de una temperatura crítica del fluido en el segundo depósito para aumentarse a una región superior del segundo depósito de fluidos por lo tanto permitiendo que se lleve a cabo la transferencia térmica en la región de transferencia térmica entre el fluido que ha sido aumentado en el primer depósito y el fluido que ha sido aumentado en el segundo depósito, el aparato siendo además configurado para permitir el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica para reducirse al menos en el segundo depósito de fluidos.

2. Un aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el primero y el segundo depósitos de fluidos se definen, al menos en parte, por un contenedor que tiene medios de vertedero dividiendo el contenedor en dichos primero y segundo depósitos de fluidos.

3. Un aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de vertedero comprenden una pared u otra estructura extendiéndose dentro del volumen del contenedor con el primero y el segundo depósitos de fluidos siendo definidos por los volúmenes respectivos en el otro lado de los mismos.

4. Un aparato de conformidad con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de vertedero se forman de un material que tiene baja conductividad térmica o un material aislante.

5. Un aparato de conformidad con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de vertedero se forman para tener una conductividad térmica relativamente alta, los medios de vertedero siendo formados opcionalmente de un material metálico.

6. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque los medios de vertedero se extienden desde una pared inferior del contenedor hacia una pared superior del contenedor.

7. Un aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque un extremo superior de los medios de vertedero se separa desde la pared superior del contenedor de manera que define una abertura, apertura o ranura entre los mismos.

8. Un aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el espacio es ajustable por medio de medios de ajuste tal como medios de válvula.

9. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque un extremo inferior de los medios de vertedero se separa desde la pared inferior del contenedor de manera que definen una abertura, apertura o ranura entre los mismos.

10. Un aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el espacio desde la pared inferior es ajustable por medios de ajuste tal como medios de válvula.

11. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los medios de vertedero se extienden entre las paredes superior e inferior del contendor e incluyen una o más aberturas o ranuras proporcionadas en una región superior de las mismas.

12. Un aparato de conformidad con la reivindicación 1 1 caracterizado porque un tamaño o número de una o más aberturas o ranuras puede ser ajustable por lo tanto permitiendo el control de la temperatura del fluido en el segundo depósito.

13. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque una o más aberturas o ranuras se proporcionan en una región inferior de los medios de vertedero de manera que el fluido puede pasar de un depósito al otro.

14. Un aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque un tamaño o número de una o más aberturas o ranuras en la región inferior de los medios de vertedero es ajustable.

15. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primero y el segundo depósitos están en comunicación fluida vía dicha región de transferencia térmica.

16. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el primero y el segundo depósitos están en aislamiento de los fluidos uno con el otro.

17. Un aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende una barrera térmicamente conductora hermética a los fluidos colocada entre las regiones superiores del primero y segundo depósitos de fluidos.

18. Un aparato de conformidad con las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado porque comprende una barrera térmicamente conductora hermética a los fluidos colocada entre las regiones superiores del primero y segundo depósitos de fluidos.

19. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 18, caracterizado porque la región de transferencia térmica se define al menos en parte por uno o más de: una región en o adyacente al extremo superior de los medios de vertedero; una región en o adyacente a una o más aberturas o ranuras en los medios de vertedero y una región en o adyacente a la barrera térmicamente conductora.

20. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la región de transferencia térmica se dispone para permitir el mezclado limitado de los fluidos del primero y segundo depósitos de fluidos.

21. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque uno o ambos del primero y segundo depósitos se coloca, en uso, para contactar un fluido que tiene un coeficiente de temperatura negativo de expansión térmica debajo de una temperatura crítica y un coeficiente de temperatura positivo de expansión térmica arriba de la temperatura crítica.

22. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primero y segundo depósitos de fluidos contienen sustancialmente el mismo fluido.

23. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primero y el segundo depósitos de fluidos contienen diferentes fluidos.

24. Un aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque los fluidos contenidos en el primero y segundo depósitos de fluidos tienen diferentes temperaturas críticas.

25. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido comprende agua o un fluido que tiene propiedades térmicas similares al agua.

26. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende los medios de refrigeración.

27. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de refrigeración se disponen para enfriar el fluido en el primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica del mismo.

28. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de refrigeración se disponen para enfriar el fluido en una región del primer depósito de fluidos colocada debajo de dicha región superior a una temperatura debajo de la temperatura crítica del mismo de manera que el fluido en el primer depósito de fluidos que se enfría debajo de la temperatura critica aumenta en el primer depósito de fluidos hacia dicha región superior.

29. Un aparato de conformidad con la reivindicación 27 o la reivindicación 28, caracterizado porque el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura arriba o debajo de la temperatura crítica se coloca hacia la región superior del primer depósito de fluidos por el fluido en la temperatura crítica.

30. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, caracterizado porque el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de la temperatura crítica y colocado para la región superior del primer depósito de fluidos en uso experimenta transferencia térmica en la región de transferencia térmica con el fluido del segundo depósito de fluidos en una temperatura arriba de la temperatura crítica, opcionalmente además experimentando mezclado.

31. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido en la región superior del segundo depósito de fluidos se enfría hacia una temperatura crítica en la región de transferencia térmica por el fluido del primer depósito de fluidos, opcionalmente por el mezclado.

32. Un aparato de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado porque el fluido en la temperatura crítica se coloca en la región de transferencia térmica se reduce en la región inferior del segundo depósito de fluidos.

33. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de refrigeración comprende una unidad o elemento de refrigeración dispuesto para enfriar el fluido dentro del primer depósito de fluidos, opcionalmente además de una unidad de suministro de energía para proporcionar energía a la unidad de refrigeración.

34. Un aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un sensor operable para interrumpir el enfriamiento por los medios de refrigeración en la detección del fluido debajo de una temperatura prescrita.

35. Un aparato de conformidad con la reivindicación 33 o 34, caracterizado porque comprende un sensor operable para interrumpir el enfriamiento por los medios de refrigeración en la detección del fluido sustancialmente congelado.

36. Un aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende la unidad de suministro de energía, en donde la unidad de suministro de energía comprende al menos uno de: un suministro de energía solar y una red de suministro de energía.

37. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de refrigeración comprenden una masa térmica, que en uso, al menos parcialmente está en una temperatura debajo de una temperatura crítica del fluido.

38. Un aparato de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque la masa térmica comprende un cuerpo de agua helada.

39. Un aparato de conformidad con la reivindicación 3 o cualquier reivindicación dependiente de la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de vertedero comprenden al menos uno de: una pared cilindrica, con el primer depósito de fluidos estando definido dentro de la pared y el segundo depósito de fluidos siendo definido fuera de la pared y una pared generalmente plana, con el primero y el segundo depósitos de fluidos siendo colocados, respectivamente en los lados laterales de la pared en una disposición de lado por lado.

40. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende medios de válvula para prevenir o detener la transferencia térmica entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos.

41. Un aparato de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque los medios de válvula son selectivamente operables para aislar térmicamente y/o fluidamente el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos.

42. Un aparato de conformidad con la reivindicación 40 o la reivindicación 41 , caracterizado porque los medios de válvula comprenden una manga expandible al menos parcialmente circundando los medios de vertedero.

43. Un aparato de conformidad con la reivindicación 40 o la reivindicación 41 , caracterizado porque los medios de válvula comprenden los medios de vertedero siendo movibles de manera que alteran el volumen y/o forma de la región superior del primero y/o segundo volumen del fluido de manera que restringen el movimiento del fluido entre los mismos.

44. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende un tercer sensor de fluidos, el primero depósito de fluidos siendo colocado para proporcionarse con los medios de refrigeración y siendo colocado entre el segundo y tercer depósitos de fluidos, en donde la región de transferencia térmica se coloca entre las regiones superiores respectivas del primero, segundo y tercero depósitos de fluidos para permitir la transferencia térmica entre el fluido contenido en el mismo.

45. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque enfría un artículo comprendiendo una porción intercambiadora de calor colocada para alimentarse con el fluido de un depósito de fluidos colocado, en uso arriba de la porción intercambiadora de calor, el depósito de fluidos incluyendo medios de refrigeración para enfriar el fluido en el depósito de manera que fluye bajo gravedad dentro de la porción intercambiadora de calor de manera que enfría el artículo.

46. Un aparato de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque comprende medios para pasar aire sobre o a través de la porción intercambiadora de calor hacia, en o alrededor del artículo.

47. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque los medios comprenden un ventilador o un compresor en comunicación fluida con la porción intercambiadora de calor, opcionalmente vía un conducto.

48. Un aparato de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque la porción intercambiadora de calor se coloca dentro de un alojamiento en comunicación fluida con el conducto, el alojamiento comprendiendo una o más aberturas en el mismo a través de las cuales el aire pasando sobre o a través de la porción intercambiadora de calor se expulsa desde el alojamiento hacia, en o alrededor del artículo.

49. Un aparato de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el alojamiento comprende una pluralidad de aberturas, de diámetro preferiblemente o relativamente pequeño.

50. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 45 a 49, caracterizado porque la porción intercambiadora de calor comprende un contenedor que tiene una pluralidad de superficies intercambiadoras de calor.

51. Un aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque las superficies intercambiadoras de calor comprenden una pluralidad de aberturas colocadas para permitir que el aire pase a través de la porción intercambiadora de calor

52. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 45 a 47, caracterizado porque una porción intercambiadora de calor proporcionada en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos, el aparato siendo colocado para pasar el gas refrigerante a través de la porción intercambiadora de calor para permitir el intercambio de calor entre el gas refrigerante y el fluido en el segundo depósito, subsecuentemente dirige el gas refrigerante hacia, en o alrededor del artículo.

53. Un aparato de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la porción intercambiadora de calor comprende uno o más conductos en comunicación térmica con el fluido en el segundo depósito de fluidos.

54. Un aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque uno o más conductos se disponen para estar sumergidos en el fluido en el segundo depósito de fluidos.

55. Un aparato de conformidad con la reivindicación 53 o 54, caracterizado porque la porción intercambiadora de calor comprende una pluralidad de conductos, opcionalmente una serie de conductos separados aparte, opcionalmente sustancialmente paralelos uno con el otro, dentro del segundo depósito de fluidos.

56. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 45 a 55, caracterizado porque comprende un ventilador o compresor en comunicación fluida con la porción intercambiadora de calor para bombear el gas refrigerante a través de la porción intercambiadora de calor.

57. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 45 a 56, caracterizado porque la porción intercambiadora de calor se forma de un material térmicamente transmisor.

58. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 45 a 57, caracterizado porque el articulo comprende una batería.

59. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una o más tuberías de fluidos a través de los cuales un fluido para enfriarse se coloca para fluir, en uso.

60. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque la tubería se dispone para fluir a través del segundo depósito de fluidos.

61. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59 o 60, caracterizado porque la tubería se dispone para fluir a través del primer depósito.

62. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 59 a 61 , caracterizado porque la tubería se dispone para acoplarse a un aparato de distribución de bebidas.

63. Un aparato de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque la bebida a distribuirse puede pasarse a través de la tubería, opcionalmente por medio de una bomba y/o bajo gravedad.

64. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende: al menos un receptáculo dentro del cual un artículo puede colocarse para almacenamiento con temperatura controlada, en donde él o cada receptáculo comprende un tubo o bolsa que tiene una abertura definida por una abertura colocada en una pared del aparato y extendiéndose hacia adentro del segundo depósito de fluidos de manera que se sumerja en el mismo.

65. Un aparato de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado porque él o cada tubo o bolsa se cierra en su extremo distal desde la abertura.

66. Un aparato de conformidad con la reivindicación 64 o 65, caracterizado porque él o cada receptáculo se forma de un material elastómerico.

67. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 64 a 66, caracterizado porque él o cada receptáculo se inclina en su extremo próximo a la abertura hacia su extremo distal para la abertura.

68. Un aparato de conformidad con cualquiera de una de las reivindicaciones 64 a 67, caracterizado porque comprende al menos dos receptáculos, él o cada receptáculo distal a su abertura respectiva siendo conectado.

69. Un aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 64 a 68, caracterizado porque él o cada receptáculo se coloca para permitir la transferencia de calor desde un contenedor de bebidas sujeto en el mismo para el fluido contenido en el segundo depósito de bebidas.

70. Un refrigerador caracterizado porque comprende un aparato como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un volumen de carga para contener uno o más objetos o artículos a enfriarse, el volumen de carga siendo colocado en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos.

71. Un refrigerador de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque comprende uno o más de: un refrigerante para enfriar un contenedor de bebidas; una tubería de fluidos para distribuir bebidas y un enfriador de baterías.

72. Un refrigerador de conformidad con la reivindicación 70 o la reivindicación 71 y colocado para disponerse dentro de un refrigerador convencional o el similar, caracterizado porque los medios de refrigeración se proporcionan por un elemento de refrigeración existente o un sistema de refrigeración del refrigerador y en donde el aparato se configura para posicionarse dentro del refrigerador de manera que el primer depósito de fluidos está en comunicación térmica con el elemento de refrigeración o el sistema de refrigeración existente de manera que enfríe el fluido en el mismo.

73. Un método caracterizado porque comprende: enfriar un fluido en una región inferior de un primer depósito de fluidos; permitir que el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica del fluido en el primer depósito aumente a una región superior del primer depósito de fluidos, permitir el fluido dentro de un segundo depósito de fluidos en una temperatura arriba de una temperatura crítica del fluido en el segundo depósito aumente a una región superior del segundo depósito de fluidos, permitir que la transferencia térmica se lleve a cabo en una región de transferencia térmica entre el fluido que ha aumentado en el primer depósito y el fluido que ha aumentado en el segundo depósito, la región de transferencia térmica siendo proporcionada entre las regiones superiores respectivas del primero y el segundo depósitos de fluidos y permitir que el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica se reduzca en al menos el segundo depósito de fluidos.

74. Un método de conformidad con la reivindicación 73. caracterizado porque el fluido en el primer depósito de fluidos es un líquido, el primer fluido teniendo una densidad máxima como una función de temperatura en la temperatura crítica del primer fluido.

75. Un método de conformidad con la reivindicación 73 o 74, caracterizado porque el fluido en el segundo depósito de fluidos es un líquido, el segundo fluido teniendo una densidad máxima como una función de temperatura en la temperatura crítica del segundo fluido.

76. Un método de conformidad con la reivindicación 75, como las dependientes de la reivindicación 74, caracterizado porque el primero y segundo fluidos son sustancialmente el mismo fluido.

77. Un aparato de refrigeración caracterizado porque comprende: una carcasa; un volumen fluido colocado dentro de la carcasa y comprendiendo medios de vertedero dividiendo el volumen del fluido en un primer depósito de fluidos central y el segundo y tercer depósitos de fluidos externo; medios de enfriamiento colocados en el primer depósito de fluidos para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos; una región de transferencia térmica definida al menos en parte por las regiones superiores respectivas de los depósitos de fluidos para permitir la transferencia de calor entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo y tercer depósitos de fluidos y primero y segundo compartimientos de carga colocados dentro de la carcasa y en comunicación térmica con el segundo y tercer depósitos de fluidos.

78. Un aparato de refrigeración caracterizado porque comprende: una carcasa; un volumen fluido colocado dentro de la carcasa y comprendiendo un medio de vertedero cilindrico dividiendo el volumen de fluido en un primer deposito de fluidos interno y un segundo depósito de fluidos externo; medios de enfriamiento colocados en el primer depósito de fluidos para enfriar el fluido contenido en el primer depósito de fluidos; una región de transferencia térmica definida, al menos en parte por las regiones superiores respectivas de los depósitos de fluidos para permitir la transferencia de calor entre el fluido contenido en el primer depósito de fluidos y el fluido contenido en el segundo depósito de fluidos y un compartimiento de carga colocado dentro de la carcasa, al menos circundando parcialmente el volumen de fluido y en comunicación térmica con el segundo depósito de fluidos.

79. Un método caracterizado porque comprende: enfriar un fluido en una región inferior de un primer depósito de fluidos; permitir el fluido dentro del primer depósito de fluidos en una temperatura debajo de una temperatura crítica para aumentar a una región superior del primer depósito de fluidos; mezclar el fluido en una temperatura debajo de la temperatura crítica con el fluido en una temperatura arriba de la temperatura crítica de un segundo depósito de fluidos en una región de transferencia térmica colocada entre las regiones superiores respectivas del primero y segundo depósitos de fluidos y permitir que el fluido en la temperatura crítica en la región de transferencia térmica se reduzca en al menos el segundo depósito de fluidos de manera que enfríe un compartimiento de carga en comunicación térmica con el mismo.

80. Un aparato, un refrigerador o un método construido y/o dispuesto sustancialmente como se describe en la presente con referencia a los dibujos que la acompañan.