DE2906475A1 - Verfahren und vorrichtung zur kaelteerzeugung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kaelteerzeugung

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Description

SCHIFF v. FONEH STREHL SCHÖBEL-HOPF EBBItSiGHAUS FtNCK
DEA-14401 -8-
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte aus einer Kühlmittelquelle bestehend aus unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid.
Es ist bereits ein Reihe von Kühlsystemen bekannt, die flüssiges Kohlendioxid zur Erzeugung von Kälte verwenden. Das flüssige Kohlendioxid wird gewöhnlich dosiert durch eine Düse oder einen Schnee erzeugenden Trichter in einen zu kühlenden Raum abgegeben. Bei einem anderen System wird das flüssige Kohlendioxid durch eine Luftverstärkereinrichtung (Transvektor) injiziert.
Zu den Nachteilen und Grenzen dieser Kühl sy steine mit flüssigem Kohlendioxid gehört, daß beim Injizieren des Kühlmittels durch eine Düse oder einen Schneetrichter flüssiges Kohlendioxid in festes Kohlendioxid übergeht, das als Trockeneis oder Trockenschnee bekannt ist. Der erhaltene Strom aus Gas und Schnee hat eine relativ niedrige Temperatur in der Größenordnung von -800C, wodurch es schwierig ist, die Temperatur des zu kühlenden Raums zu steuern. Außerdem kann ein Ablegen von Schnee auf bestimmten Nahrungsmitteln ein örtliches Frieren oder eine "Gefrierverbrennung" herbeiführen, was nicht zugelassen werden darf, da dies einen Qualitätsverlust der Nahrungsmittel bedeutet und dazu führen kann, daß sie verderben. Zur Entfernung des Schnees und zur Verhinderung von Gefrierverbrennungen hat man bei bestimmten Systemen bereits Sauglüfter verwendet. Es hat sich jedoch nicht als gänzlich erfolgreich erwiesen. Außerdem sind die Geräte- und Betriebskosten sehr hoch.
Bei den üblicherweise verwendeten, mit flüssigem Kohlendioxid arbeitenden Kühlsystemen muß ein Gasreinigungssystem verwendet werden, um zu gewährleisten, daß die Düsen oder Schneetrichter durch die Bildung von festem Kohlendioxid nicht blockiert v/erden. Die Erfordernisse für"die Gaszuführung und die Rohre für das Reinigungssystem erhöhen die Anlagen- und Betriebskosten, bilden
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zusätzlich eine Fehlerquelle und steigern den Wartungsaufwand.
Kühlsysteme mit Luftverstärkereinrichtungen {Transvektor) haben ebenfalls ihre Grenzen und Nachteile. Obwohl bei Verwendung einer solchen Einrichtung die Umformung des flüssigen Kohlendioxids in ein Gas das Problem der Trockeneisbildung in bestimmten Fällen verringert wird, arbeitet die Einrichtung nicht vollständig erfolgreich, was zur Folge hat, daß über einen Zeitraum eine beträchtliche Anhäufung von Trockeneis in der Kühlzone und auf den zu kühlenden Produkten möglich ist. Zusätzlich sind derartige, in solchen Systemen verwendete Einrichtungen relativ kompliziert, platzraubend und aufwendig.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte aus einer Kühlmittelquelle mit unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid zu schaffen, bei welchem das flüssige Kohlendioxid in einen Strom derart injiziert wird, daß der Aufbau von Trockeneis auf ein Minimum reduziert oder ganz beseitigt wird, so daß ein Gasreinigungssystem nicht mehr erforderlich ist, und wobei der verwendete Injektor relativ einfach konstruiert und billig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, bei welchem das unter Druck stehende Kühlmittel in Form von flüssigem Kohlendioxid durch eine Düse längs eines PrimärStroms injiziert wird, wobei der Druck reduziert wird, so daß die Flüssigkeit -zu einem Gas expandiert... Der Strom wird durch einen Hohlmantel mit offenen Enden gerichtet, so daß ein ringförmiger Strom aus Gas aus der Umgebung in den Mantel um den Primärstrom herum gesaugt wird. Das Gas aus der Umgebung vermischt sich turbulent mit dem Primärstrom, so daß festes Kohlendioxid zu Gas sublimiert wird. Die Mischung aus Kühlmittel und Gas aus der Umgebung wird durch den Auslaß des Mantels für die Erzeugung von Kälte abgegeben.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein System zum Erzeugen von
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Kälte aus einer Quelle aus flüssigem Kohlendioxid. Das flüssige Kohlendioxid' wird durch eine Düse in einen Primärstrom in einen langgestreckten Mantel injiziert. Der Mantel ist mit seinem Einlaßende im Abstand, um die Düse herum angeordnet, wodurch eine Öffnung gebildet wird, durch welche ein ringförmiger Strom aus Gas aus der Umgebung um den Primärstrom herum ausgerichtet wird. Das Gas aus der Umgebung vermischt sich turbulent mit dem injizierten Kühlmittel, wodurch jegliches festes Kohlendioxid oder fester Schnee sublimiert, so daß der erhaltene Strom, der aus dem Mantel abgegeben wird, schneefrei ist.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise naher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Kühlsystem gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Injektorvorrichtung für flüssiges Kohlendioxid, die ein Bauteil des Systems von Fig. 1 ist, und
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2.
In Fig. 1 hat das System 10 zur Erzeugung von Kälte mit flüssigem Kohlendioxid eine Quelle 12 für flüssiges Kohlendioxid, das sich in einem isolierten Drucktank 14 auf der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck befindet. Ein Zuführungsrohr 16 und ein Ein-Aus-Ventil 18 ermöglichen die Zuführung von flüssigem Kühlmittel aus dem Tank zur Injektorvorrichtung 20, die sich in der Kühlzone 22 befindet. Die Kühlzone ist von den Wänden eines Raums 24 umschlossen, bei dem es sich um einen Kühlraum handeln soll, in dem Nahrungsmittel 26 gelagert sind. Die Kühlzone kann sich jedoch auch in einem mobilen Kühlfahrzeug, in einem Gefriertunnel oder dergleichen befinden.
In den Figuren 2 und 3 ist die Injektorvorrichtung 20 im einzelnen dargestellt. Das Auslaßende des Zuführungsrohres 16 für das flüs-
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sige Kohlendioxid ist in den Einlaß 28 eines Dosierventils 30 geschraubt. Das Dosierventil 30 hat einen Körper 32, der mit einem Strömungskanal 34 versehen ist, über welchem ein Ventilschieber 36 für eine vertikale Verschiebung angeordnet ist. Der Ventilschieber 36 ist mit einer Öffnung 37 versehen,, die mit dem Schieber in Ausrichtung zum Kanal nach unten für die Dosierung des Mengenstroms an flüssigem Kohlendioxid bewegt wird. Ein am oberen Ende des Schiebers befestigter Kolben 38 ist in einer Kammer 40, die von einem Zylinder 42 gebildet wird, gleitend verschiebbar, der an dem Ventilkörper sitzt. Eine in dem Gehäuse 46 vorgesehene Druckfeder 44, die unter dem Ventilkörper sitzt, drückt gegen eine Platte 48, die am unteren Ende des Ventilschiebers befestigt ist.
Für die Betätigung des Ventils 30 ist ein pneumatisches Steuersystem vorgesehen. Das Steuersystem hat eine geeignete Temperatursteuerung 50, die ein Signal für den Gasdruck über ein Rohr 52 an die Kammer 40 ansprechend auf ein Temperatursignal abgibt, das von einem kapillarförmxgen Fühler 54 in der Kammer 22 erhalten wird. Die Gasquelle für das pneumatische Signal in der Steuerung kann aus einer nicht gezeigten geeigneten Spule und Leitung für einen Druckaufbau bestehen, die von dem Tank 14 für das flüssige Kohlendioxid herführt. In der Steuerung 50 sind zur Regulierung des Signals für den Gasdruck in dem Rohr 52 herkömmliche Einrichtungen vorgesehen, wenn eine Temperatur über oder unter einem vorher festgelegten Niveau in dem Raum gefühlt wird. Der Aufbau des Drucksignals in der Kammer 40 drückt den Kolben 38 in Richtung des Niveaus 38', so daß der Ventilschieber nach unten entgegen der Kraft der Feder 44 bewegt wird, wodurch die Ventilöffnung 37 in fluchtende Ausrichtung mit dem Strömungskanal 34 gebracht wird, so daß Kühlmittel durch das Ventil dosiert abgegeben wird.
Am Ende des Ventilkörpers 32 ist eine Düse 56 aufgeschraubt. Eine Mittelbohrung 58 in der Düse bildet eine Fortsetzung des Strömungskanals 34. in das vom Ventil entfernt, liegende Ende
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der Düse 56 ist ein austauschbares Düsenende 60 eingeschraubt. Das Düsenende ist ebenfalls mit einer Mittelbohrung 62 als Fortsetzung des Strömungskanals versehen. Das Ende hat eine kreisförmige öffnung 64, die mit dem Strömungskanal für das Injizieren des Kühlmittels in einen nach außen divergierenden Primärstrom 66 in Verbindung steht. Die Bohrung oder der Strömungskanal in dem Ende 60 ist mit einer kegelstumpfförmigen Stirnwand 68 versehen, die zur öffnung 64 hin konvergiert und in diese übergeht. Die Kegelstumpfform der Stirnwand 68 dient dazu, eine Bildung von festem Kühlmittel in dem Endabschnitt zu verhindern, da der KühlmitteIstrom in dem Kanal jedes feste Kühlmittel längs der konvergierenden Stirnwand und durch die öffnung mitträgt und austreibt. Diese Gestalt ist besonders wirksam hinsichtlich der Unterbindung einer Blockierung durch festes Kühlmittel, das entstehen kann, v/enn der Injektor abgeschaltet wird. Unmittalbar stromauf von dem Ventilschieber 36 ist eine weitere konvergierende kegelstumpfförmige Wand 70 in dem Strömungskanal des Ventilkörpers 32 ausgebildet. Die Gestaltung dieser Wand dient ebenfalls dazu, eine Blockierung aufgrund des Entstehens von festem Kühlmittel wie durch die Wand 68 im Endabschnitt zu verhindern.
Um den Primärstrom 66 herum ist unmittelbar stromab von dem Injektorende koaxial ein langgestreckter hohler Mantel 72 angeordnet. Der Mantel hat eine zylindrische Hülle mit einem kreisförmigen Einlaß 74 und einem kreisförmigen Auslaß 76. Die Hülle wird unter der Kammer decke mittels eines Bügels 78 .gehalten. An ihren inneren Enden ist um den Injektor 56 herum eine Vielzahl von in Umfangsrichtung im Abstand vorgesehenen Streben 80 bis 8 6 befestigt, die für die Verbindung mit dem Einlaß 74 des Mantels an ihren äußeren Enden nach außen divergieren.
Der Manteleinlaß 74 ist in einem radialen Abstand um das Düsenende 60 herum so angeordnet, daß eine ringförmige öffnung 88 (Fig. 3) gebildet wird, durch welche ein ringförmiger Strom,
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bestehend aus dem Gas der Umgebung oder aus Luft, von innerhalb des Raums 22 angesaugt oder von dem Primärstrom 66 mitgerissen wird. Die Größe und die Positionierung des Manteleinlasses wird bezüglich der Größe und Positionierung der Düsenöffnung 64 so festgelegt, daß eine optimale Beziehung zwischen dem Volumen an mitgerissenem Gas aus der Umgebung und dem Volumen des injizierten Kühlmittels erreicht werden kann. Die vorher festgelegt Beziehung zwischen dem Einlaß und der Düse wird derart vorgesehen, daß der Primärstrom in einem Muster injiziert wird, das von der Öffnung in einer Richtung nach außen divergiert, welches den ringförmigen Strom des Gases aus der Umgebung schneidet, so daß die ineinanderdringenden Ströme eine optimale Vermischung von Gas und Kühlmittel herbeiführen. Diese Mischung sorgt dafür,, daß im wesentlichen das gesamte feste Kühlmittel oder Trockeneis im Primärstrom zu Gas sublimiert, wobei gewährleistet ist, daß ein ausreichendes Volumen an relativ warmen Gas aus der Umgebung mit den Kühlmittelfeststoffen im Primärstrom in Kontakt kommt. Das turbulente Vermischen wird noch dadurch begünstigt, daß die Streben 80 bis 86 aufgrund ihrer Anordnung als Spoiler bzw. Störklappen in der Bahn"des Gasstroms aus der Umgebung wirken.
Die bevorzugte Beziehung zwischen dem Manteleinlaß und der Düsenöffnung, welche die oben beschriebenen Ergebnisse herbeiführt, wird erfindungsgemäß durch eine Ausgestaltung erreicht, bei welcher die Querschnittsfläche der ringförmigen Öffnung ein großes Verhältnis bezüglich der Querschnittsfläche der Düsenöffnung hat, das vorzugsweise in der Größenordnung von 300i1 liegt oder noch größer ist. Beispielsweise hat sich eine ganz spezielle Ausgestaltung für diesen Zweck als geeignet erwiesen, bei welcher das Düsenende einen Durchmesser von 13 mm hat, während der Manteleinlaßdurchmesser etwa 65 mm beträgt. Dies gibt eine ringförmige Öffnung 88 mit einer Querschnittsfläche von 3045 mm2. Die Düsenöffnung hat einen Durchmesser von 3,2 mm, was eine Querschnittsfläche von 8 mm2 ergibt, so daß das Flächenverhältnis im wesentlichen 380:1 beträgt.
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Die gewünschte gegenneitige Beeinflussung des Primärytroms aus Kühlmittel und des ihn umgebenden Gasstroms aus der Umgebung wird dadurch verbessert, daß der Manteleinlaß 74 so angeordnet wird, daß er in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Primärstroms ist, wobei die Düsenöffnung im wesentlichen angrenzend an diese Ebene angeordnet ist. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist die Düsenöffnung stromauf von der Ebene der Einlaßöffnung in einem Abstand von im wesentlichen 3,2 mm angeordnet. Dadurch ist es möglich, daß der Strom des Gases aus der Umgebung die Injektorspitze bzw. das Injektorende vollständig umschließt, wodurch das Mitreißen durch den Primärstrom auf ein Optimum gebracht wird.
Anhand des nachstehenden Beispiels werden Einsatz und Arbeitsweise der Erfindung näher erläutert.
Im Tank 14 befindet sich für die Zuführung flüssiges Kohlendioxid mit einer Temperatur von -23°C und einem Überdruck von 19 bar. In dem Kühlraum befindet sich als zu kühlendes Produkt 26 ein Nahrungsmittel, beispielsweise Fleisch oder Milch, wofür die Steuerung 50 auf eine Temperatur von 3,50C eingestellt wird. Das Ventil 18 wird aufgedreht. Die Steuerung fühlt mittels des Fühlkörpers 54 eine niedrige Temperatur und gibt ein pneumatisches Signal über die Leitung 52 an die Kammer 4 0 ab. Der pneumatische Druck wirkt gegen den Kolben 38, so daß der Ventilschieber 36 nach unten bewegt wird. Wenn die Ventilöffnung 37 sich über den Strömungskanal erstreckt, wird dosiert flüssiges Kohlendioxid . als Kühlmittel durch das Ventil abgegeben und aus der Düsenöffnung 64 injiziert/ wobei alles Trockeneis, das sich, in dem Kanal befindet, durch den Kühlmittelstrom herausgespült wird. Das Kühlmittel wird aus der Öffnung als nach außen divergierender Primärstrom 66 injiziert, der zum Mantel 72 konzentrisch ist. Das injizierte Kühlmittel unterliegt einem schnellen Druckabfall, wenn es zu einem Gas expandiert. Der damit verbundene Abkühleffekt führt zur Bildung von etwas festem Kohlendioxid, das in dem Strom getragen wird. Der Primärstrom, der eine relativ hohe Geschwindigkeit hat, reißt Gas aus der Umgebung mit, welches die
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Injektorspitze umgibt. Ein großes Volumen des mitgerissenen Gases aus der Umgebung fließt in einem ringförmigen Strom durch den Manteleinlaß herum und schneidet den Primärstrom. Durch die einander schneidenden Ströme sowie durch die Spoilerwirkung der Streben wird ein turbulentes Vermischen erzeugt. Die thermische Energie des relativ wärmeren Gases aus der Umgebung führt dazu, daß das Trockeneis im Primärstrom schnell zu Gas sublimiert. Das Gemisch aus Gas aus der Umgebung und expandiertem Kühlmittel wird längs des Mantels weitergeführt und aus dem Äulaß 76 zur Erzeugung von Kälte in den Raum 24 abgegeben. Der Impuls des abströmenden Gases zusammen mit der Saugwirkung des in den Injektor mitgerissenen Gases aus der Umgebung führt zu einer Rückzirkulation des Gases durch den Raum und um die Nahrungsmittel herum7 so daß sich in dem ganzen Raum eine gleichförmige Kühlung einstellt, ohne daß Umwälzlüfter oder Gebläse erforderlich sind. Wenn die Temperatur des Raums unter die in der Steuerung vorher eingestellte Höhe fällt, schaltet der Kühler 54 die Steuerung derart, daß das pneumatische Signal im Rohr 52 reduziert wird, so daß der Ventilschieber 36 durch die Feder 44 nach oben gedrückt wird, wodurch der zu injizierende Kühlmittelstrom verringert wird.
Der erfindungsgemäße Injektor kann für den Einsatz für die verschiedenen Kühlzwecke oder für Eichzwecke modifiziert werden. Durch Abschrauben des Düsenendes 60 und durch Anbringen eines anderen Endes mit einer Öffnung, die größer oder kleiner ist, kann der"Injektor derart modifiziert werden, daß eine größere oder kleinere Kältemenge pro Zeiteinheit erzeugt wird. Der Austausch des Düsenendes kann in einfacher Weise an Ort und Stelle ohne Demontage des gesamten Injektors vorgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem hat gegenüber den vorhandenen Systemen erheblich Vorteile. Der Injektor für das flüssige Kohlendioxid ist relativ einfach konstruiert und ohne Aufwand herzustellen, zu montieren und zu kalibrieren, insbesondere
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verglichen mit Systemen, welche die eingangs erwähnten Luftverstärkereinrichtungen verwenden. Das System erzeugt einen kühlenden KühlmitteIstrom, der im wesentlichen frei von Trockeneis ist, welches sonst zu unerwünschten Effekten führen kann, nämlich der Gefrierverbrennung an bestimmten Nahrungsmitteln. Der Injektor wirkt derart, daß die Beeinflussung der Ströme des injizierten Kühlmittels und des Gases aus der Umgebung vergrößert und eine turbulente Vermischung der Ströme eingeleitet wird. Der gerade verlaufende Strömungskanal· des Injektors und die kegelstumpfförmigen Wände in den Kanal wirken so, daß festes Kühl·- mittel· ausgetrieben und ein Biockieren des Injektors auf ein Minimum reduziert wird, so daß die Notwendigkeit eines Gasreinigung ssystems entfällt.
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Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE
1.!verfahren zum Erzeugen von Kälte aus einer Kühlmittelquelle bestehend aus unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß das Kühlmittel aus der Quelle durch eine Düsenöffnung in Form eines Primärstroms injiziert wird, während der Druck des in den Strom eintretenden Kühlmittels reduziert wird, so daß das Kühlmittel im wesentlichen zu einem Gas expandiert, daß der Primärstrom des Kühlmittels in Längsrichtung durch einen langgestreckten Mantel mit einem Einlaßende, welches für das Gas der Umgebung offen ist, und mit einem Äuslaßende, das zu der zu kühlenden Zone hin offen ist, gerichtet wird, daß das Gas aus der Umgebung in einem ringförmigen Strom, der den Primärstram des Kühlmittels umgibt, in der gleichen Richtung wie dieser durch das Einlaßende in den Mantel gerichtet wird, daß das Gas des ringförmi-
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gen Stroms aus der Umgebung mit dem Kühlmittel im Primärstrom gemischt wird, um darin befindliches festes Kühlmittel zu einem Gas zu sublimieren, und daß das Gemisch aus Gas aus der Umgebung und Kühlmittel aus dem Auslaßende des Mantels in die Zone für die Kälteerzeugung gerichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärstrom das Gas aus der Umgebung durch das Einlaßende mitreißt und so den ringförmigen Strom erzeugt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus der Umgebung durch das Einlaßende als turbulenter Strom mitgerissen wird, wobei der turbulente Strom mit dem Primärstrom so zusammenwirkt, daß eine Vermischung mit dem Gas aus der Umgebung erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärstrom von der Öffnung aus in eine Richtung nach außen divergierend injiziert wird, daß er den ringförmigen Strom schneidet, wobei die sich durchdringenden Ströme eine Vermischung des Gases aus der Umgebung und des Kühlmittels herbeiführen.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Injektor für den Einsatz in einem System zur Erzeugung von Kälte in einer Zone ausgehend von
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einer Kühlmittelquelle aus unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid, gekenn ze lehnet- durch eine Düse (56) mit einer Auslaßöffnung (64) zum Injizieren von Kühlmittel aus der Quelle (12) längs eines Stroms (66) unter gleichzeitiger Reduzierung des Drucks des Kühlmittels, um eine wesentliche Expandierung in Form von Gas herbeizuführen, durch einen Hohlmantel (72), der einen langgestreckten Kanal bildet, ein Einlaßende (64) hat, das von dem Gas der Umgebung aus in den Kanal mündet, und ein Auslaßende (76) aufweist, das von dem Kanal in die Kühlzone (22) mündet, durch Einrichtungen (82 bis 86) zum Halten des Mantels (72) in einer Lage, in welcher der Strom (66) in Längsrichtung durch den Kanal gerichtet ist, wobei das Einlaßende (74) sich im Abstand von der Düse (56) befindet und eine Ringöffnung (88) bildet, durch welche Gas längs einer Bahn um den Strom (66) des injizierten Kühlmittels herum für die Vermischung damit eingezogen wird und die Mischung des Kühlmittels und des Gases aus der Umgebung danach durch das Auslaßende (76) in die Zone (22) zur Erzeugung von Kälte abgegeben wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (72) aus einer zylindrischen Hülle besteht, die konzentrisch zum injizierten Strom (66) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k en η ze ic h net, daß das Einlaßende (74) des Mantels (72) kreisförmig
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ausgebildet und konzentrisch um die Düse (56) herum angeordnet ist, wodurch eine kreisförmige öffnung (88) gebildet wird, durch welche das Gas aus der Umgebung angesaugt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum des Einlaßendes (74) um die Düse (56) herum eine ringförmige Öffnung (88) bildet, deren Querschnittsfläche ein Verhältnis zur Querschnittsfläche der Düsenöffnung (64) von 380:1 oder größer hat, so daß der Mengenstrom des Gases aus der Umgebung, der durch die ringförmige öffnung (88) angesaugt wird, ausreichend größer als der Mengenstrom des injizierten Kühlmittels ist, wodurch im wesentlichen das gesamte feste Kühlmittel sublimiert, welches in dem Strom (66) gebildet werden kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch Streben (62 bis 86), die zwischen dem Einlaßende (74) des Mantels (72) und der Düse (56) angeordnet sind und in dem Weg des Gases aus der Umgebung liegen, so daß sie darin eine Turbulenz erzeugen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch g e kennze ichnet, daß der Mantel (72) mit seiner Einlaßöffnung (74) so angeordnet ist, daß diese in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Richtung des injizierten Stroms (66) liegt, wobei die Düsenöffnung (64) im wesentlichen angrenzend an die Ebene angeordnet ist, wodurch das
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Gas aus der Umgebung die Düse (56) umschließt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t, daß die Düsenöffnung (64) in einem Abstand stromauf von der Einlaßöffnung (74) angeordnet ist, der im wesentlichen 3,2 mm (1/8") beträgt. · .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch, g e kenn ze ichnet, daß die Düse (56) eine Einrichtung hat, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden SbrÖimingskanal (34, 58) zum Richten des unter Druck stehenden Kühlmittels zur Düsenöffnung (64) hat,, wobei die Längsachse des Kanals (34, 58) zu der Düsenöffnung (64) ausgerichtet ist, wodurch ein gerader Durchstrom des Kühlmittels aus dem Kanal (34, 58) durch die Düsenöffnung (64) in den Strom (66) vorgesehen wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch .ge kennzeichnet, daß die Düse (56) eine Einrichtung hat, die einen Strömungskanal (58) zum Ausrichten des unter Druck stehenden Kühlmittels in Längsrichtung der Düse (56) zur Düsenöffnung (64) hin hat, wobei der Kanal (58) eine kegelstumpfförmige Stirnwand (68) hat, die zur Düsenöffnung
(64) hin konvergiert, so daß durch diese Öffnung (64) jedes feste Kühlmittel, das sich in dem Kanal (58) gebildet haben kann, ausgetrieben wird.
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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (56) ein abnehmbar angebrachtes Ende (60) mit einer öffnung vorher festgelegter Größe hat, welche die Auslaßöffnung (64) bildet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Erzeugung von Kälte eine Kühlmittelquelle (12) aus unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid und eine Injektoranordnung (20) mit einer Düse (56) aufweist, die mit der Kühlmittelquelle (12) verbunden ist und eine Injektoröffnung (64) mit einer Größe hat, welche das Kühlmittel in der Düse (56) im flüssigen Zustand hält, während es in Form eines Stroms (66) unter gleichzeitiger Reduzierung des Drucks injiziert wird, wobei das injizierte Kühlmittel zu einem Gas expandiert, und mit einem langgestreckten Hohlmantel (72), der auf dem Weg des injizierten Stroms (66) vorgesehen ist, ein Einlaßende (74) radial im Abstand um die Düsenöffnung (64) zur Bildung einer ringförmigen öffnung (88) aufweist, durch welche das Gas aus der Umgebung durch den Strom (66) in den Mantel (72) zum Vermischen mit dem Kühlmittel im Strom (66) in einer Menge gesaugt wird, welche festes Kohlendioxid in dem Strom zu einem Gas sublimiert, und ein Auslaßende (76) aufweist, durch welches das Gemisch aus dem Gas aus der Umgebung und dem Kühlmittel zur Erzeugung der Kälte gerichtet wird.
030036/0075
DEA-14401 -7-
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, g e k e η η -ζ e ic h η e t durch eine Ventileinrichtung (30) , die stromauf von der Düsenöffnung (64) zum Steuern des KühlmittelStroms aus der Quelle (12) aus der Düsenöffnung (64) angeordnet ist, wodurch die Kältemenge gesteuert wird. .
03003670075
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011392A1 (de) * 1980-03-25 1981-10-08 Odenwald Faserplattenwerk Gmbh, 8762 Amorbach Bausatz mit klemmvorrichtung und leiste fuer einen verkleidungsaufbau

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3305434C2 (de) * 1983-02-17 1985-11-28 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen
US4576010A (en) * 1983-10-18 1986-03-18 Nhy-Temp, Inc. Cryogenic refrigeration control system
HUT41108A (en) * 1984-09-17 1987-03-30 Energiagazdalkodasi Intezet Method and apparatus for applying solid-state carbon dioxide over and above controlled cooling output
FR2588067B1 (fr) * 1985-10-02 1988-05-13 Air Liquide Procede et tunnel de refroidissement superficiel de produits alimentaires
US4726195A (en) * 1986-08-22 1988-02-23 Air Products And Chemicals, Inc. Cryogenic forced convection refrigerating system
US4825666A (en) * 1987-11-12 1989-05-02 Saia Iii Louis P Portable self-contained cooler/freezer apparatus for use on common carrier type unrefrigerated truck lines and the like
US5125237A (en) * 1987-11-12 1992-06-30 Louis P. Saia, III Portable self-contained cooler/freezer apparatus for use on airplanes, common carrier type unrefrigerated truck lines, and the like
US4991402A (en) * 1987-11-12 1991-02-12 Saia Iii Louis P Portable self-contained cooler/freezer apparatus for use on common carrier type unrefrigerated truck lines and the like
FR2630818B1 (fr) * 1988-05-02 1990-09-14 Carboxyque Francaise Enceinte et procede de traitement thermique comportant une phase de refroidissement
WO1990013778A1 (en) * 1989-05-01 1990-11-15 Saia Louis P Iii Portable self-contained cooler/freezer apparatus for use on common carrier type unrefrigerated truck lines and the like
DE4034076A1 (de) * 1990-10-26 1992-04-30 Linde Ag Vorrichtung zur expansion verfluessigter gase
ZW7192A1 (en) * 1991-06-28 1992-08-08 African Oxygen Ltd A method and means for providing refrigeration
US5363670A (en) * 1993-04-19 1994-11-15 Anthony Bartilucci Self-contained cooler/freezer apparatus
ES2118925T3 (es) * 1993-07-06 1998-10-01 Cryonic Medical Instalacion de crioterapia.
US5456084A (en) * 1993-11-01 1995-10-10 The Boc Group, Inc. Cryogenic heat exchange system and freeze dryer
US5460015A (en) * 1994-04-28 1995-10-24 Liquid Carbonic Corporation Freezer with imperforate conveyor belt
US5467612A (en) * 1994-04-29 1995-11-21 Liquid Carbonic Corporation Freezing system for fragible food products
US5444985A (en) * 1994-05-13 1995-08-29 Liquid Carbonic Corporation Cryogenic tunnel freezer
US5577392A (en) * 1995-01-17 1996-11-26 Liquid Carbonic Corporation Cryogenic chiller with vortical flow
US5740678A (en) * 1995-05-24 1998-04-21 The Boc Group, Inc. Impingement jet freezer and method
US5775111A (en) * 1996-10-25 1998-07-07 Franklin; Paul R. Portable ice and CO2 snow maker and method therefor
US6003322A (en) * 1997-10-20 1999-12-21 Coldwave Systems Llc Method and apparatus for shipping super frozen materials
US6516626B2 (en) * 2001-04-11 2003-02-11 Fmc Corporation Two-stage refrigeration system
US6789391B2 (en) 2001-05-21 2004-09-14 B. Eric Graham Modular apparatus and method for shipping super frozen materials
US6584802B1 (en) * 2002-04-16 2003-07-01 Monty J. Cofield Cooling apparatus employing carbon dioxide
US7171814B2 (en) * 2003-12-17 2007-02-06 Bj Services Company Method and apparatus for carbon dioxide accelerated unit cooldown
EP1813855A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-01 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Verfahren und Vorrichtung zur Befüllung eines Behälters unter Hochdruck mit flüssigem Gas anhand hydrostatischem Duck
US8371140B2 (en) * 2008-01-22 2013-02-12 Cws Group Llc Refrigerated container for super frozen temperatures
FR2942107B1 (fr) * 2009-02-17 2011-03-25 Air Liquide Procede de traitement en ligne de milieux liquides ou pateux ou semi-liquides tels que les vendanges
FR2942629B1 (fr) * 2009-03-02 2011-11-04 Cmi Thermline Services Procede de refroidissement d'une bande metallique circulant dans une section de refroidissement d'une ligne de traitement thermique en continu, et installation de mise en oeuvre dudit procede
US20110232307A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Wabash National, L.P. Liquefied air refrigeration system for storage container
WO2016108951A1 (en) * 2014-12-31 2016-07-07 Thermo King Corporation Carbon dioxide injection in a transport unit
US9976782B1 (en) * 2016-12-18 2018-05-22 Frostime LLC Portable instant cooling system with controlled temperature obtained through timed-release liquid or gaseous CO2 coolant for general refrigeration use in mobile and stationary containers
CN111520931A (zh) * 2020-04-28 2020-08-11 冰山松洋生物科技(大连)有限公司 一种由co2辅助制冷设备和二元复叠制冷***共同使用的超低温冰箱
CN113739473B (zh) * 2021-08-03 2022-10-04 华北水利水电大学 一种干冰升华冷却喷雾腔室装置
CN116358204B (zh) * 2023-03-31 2024-06-18 珠海格力电器股份有限公司 压缩机控制方法、保存箱及存储介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3063258A (en) * 1960-11-29 1962-11-13 Gen Dynamics Corp Method of flash cooling vehicle cargo spaces
US3109296A (en) * 1961-09-29 1963-11-05 Chemetron Corp Apparatus and method for refrigeration by carbon dioxide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011392A1 (de) * 1980-03-25 1981-10-08 Odenwald Faserplattenwerk Gmbh, 8762 Amorbach Bausatz mit klemmvorrichtung und leiste fuer einen verkleidungsaufbau

Also Published As

Publication number Publication date
FR2449256A1 (fr) 1980-09-12
GB2042148A (en) 1980-09-17
GB2042148B (en) 1983-05-11
CA1094335A (en) 1981-01-27
US4399658A (en) 1983-08-23

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