DE2328101C3

DE2328101C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis

Info

Publication number: DE2328101C3
Application number: DE2328101A
Authority: DE
Inventors: Terrence L. Santa Ana Calif. Wolf
Original assignee: Airco Inc New York Ny Us
Current assignee: Airco Inc New York Ny Us
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1973-06-01
Publication date: 1983-04-21
Also published as: GB1387395A; DE2328101A1; CA989635A; US3786644A; BE800403A; JPS5224517B2; DE2328101B2; JPS4956232A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Trockeneis, bei dem flüssiges Kohlendioxid am oberen Ende eines im wesentlichen vertikalen Schneehorns expandiert und dadurch frei herabfallender Kohlensäureschnee bzw. T»ockeneis erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der US-PS 34 92 829 ist bekannt flüssiges Kohlendioxid in einem Schneehorn zur Herstellung von Kohlendioxidschnee bzw. Trockeneis zu expandieren. Die bekannte Vorrichtung ist hierbei so ausgelegt daß der im Horn gebildete Schnee in den Aufgabetrichter beispielsweise einer Eis-Herstellungsmaschine aufgrund der Schwerkraft frei herabfällt Es wurde jedoch gefunden, daß beachtliche Schneemengen an der inneren Wandung des Horns haften bleiben, die bei fortdauerndem Betrieb den Ausgang des Horns verringern oder verstopfen, so daß nur eine geringe Schneemenge pro Zeiteinheit erzeugt werden kann und im Falle des Verstopfens die Vorrichtung außer Betrieb gesetzt und gereinigt werden muß. Es sind zwar verschiedene Verfahren zum Freinachen des Horns von anhaftendem Schnee, wie z.B. mechanisches Rütteln des Horns oder Anbringen von die äußere Wand des Horns umgebenden Wärmeübertragungsspulen, vorgeschlagen worden, aber diese Einrichtungen haben sich in der Praxis überwiegend als nicht zufriedenstellend erwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen von Trockeneis der eingangs genannten Art bei dem praktisch kein Ablagern von Kohlendioxidschnee an einem Schneehorn auftritt.

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60 Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine Strahlung hoher Intensität mit einer Frequenz im sjohtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, die durch einen elektrischen Strahler erzeugt wird, direkt in den Strom der frei herabfallenden Schnee- bzw. Eispartikeln gerichtet wird. Durch die direkte Bestrahlung der herabfallenden Schneeflocken wird deren elektrostatische negative Partikelladung aufgrund photoelektriscksr Emission von Elektronen beseitigt oder zumindest verringert und dadurch verhindert daß Schnee an der Innenwand des Schneehorns haften bleibt Infolge des hindernisfreien Strömungsweges durch das Schneehorn können sehr große Mengen an Schneeflocken bzw. Trockeneis erzeugt werden, wobei die Strahlung die Qualität der Schneeflocken praktisch nicht beeinflußt und nur vernachlässigbare CCVSchneemengen zu COz-Gas sublimiert werden. Da keine Gefahr einer Verstopfung des Schneehorns gegeben ist ist auch keine Bedienungsperson zur Überwachung der Anlage im Betrieb erforderlich, und es muß der Betrieb für ein Reinigen der Anlage nicht ständig unterbrochen werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 5800 bis 6600 A von außerhalb des Partikelstroms radial in den Strom gerichtet wird.

Bei einer bevorzugten, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Trockeneis-Herstellungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Expandieren von flüssigem Kohlendioxid im oberen Teil des Schneehorns ist im Bereich des Ausgangs des Schneehorns ein den Strom des frei herabfallenden Kohlensäureschnees im wesentlichen umgebender elektrischer Strahler angeordnet der an eine Stromquelle angeschlossen ist

Der elektrische Strahler besteht bevorzugt aus einem

offenen, elektrisch leitenden Ring, der im Bereich des

Ausgangs des Schneehorns konzentrisch zu diesem

angeordnet ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh-

näher beschrieben, in deren Figur ein Kohlendioxid-Schneehorn in einer Trockeneis-Herstellungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist

Nach der Zeichnung umfaßt die Trockeneis-Herstelluugsvorrichtung eine am unteren Ende offene zylindrische Schneekammer 10 mit einer oberen Abdeckung 12, in die ein Schneehorn 14 eingesetzt ist. Das konvergierende Eintrittsende des Schneehorns ist mit einer Versorgungsleitung 16 für flüssiges Kohlendioxid verbunden, in der ein Strömungssteuerventil 18 enthalten ist. Das flüssige Kohlendioxid strömt in eine nicht gezeigte Expansionsdüse am Eintrittsende des Schneehorns, um Kohlendioxidschnee bzw. Trockeneis in der üblichen Weise zu erzeugen.

Nimmt die Geschwindigkeit der Trockeneispartikeln im unteren divergierenden Teil des Horns ab, werden bei bekannten Vorrichtungen die negativ geladenen Partikeln von der umschließenden Hornwand angezogen. Um ein Anhaften der Partikeln auszuschließen, erstreckt sich am Austrittsende des Horns in Umfangsrichtung in einem geringen Abstand zur Hornwand ein Leiter 20, der die Form eines offenen Rings aufweist dessen Klemmen 22 und 24 über Anschlußleitungen 26 und 28 an eine Stromquelle E angeschlossen sind Der Leiter ist mit Streben 30 verbunden, die sich nach unten und radial vom Umfang des Horns weg erstrecken, so daß dieser etwas unter das Austrittsende des Horns herabhängt Isolatoren 32 zwischen dem Leiter 20 und

den Streben 30 trennen den Leiter elektrisch vom Schneehorn.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Leiter 20 aus einer Legierung aus AL Cr, Co und Fe und weist einen hohen spezifischen Widerstand und einen Temperaturbereich bis näherungsweise 1300° C auf. In der Praxis wird an den Leiter eine Spannung von 20 Volt angelegt und ein Wechselstrom von 40 Ampere zugeführt, so daß sich eine Nennleistung von 800 Watt ergibt Bei dieser Leistung arbeitet der Leiter zwischen to etwa 820⁰C und 1090⁰C, wobei er Licht von etwa 5800-660ÜA abgibt.

Es wird angenommen, daß eine Veränderung der elektrostatischen Ladung der einzelnen Schnee- bzw. Eispartikeln aufgrund der auf die Partikeln einwirken- is den Strahlungs-lichtenergie des erregten Leiters 20 erfolgt, die bei einer Absorption von genügend hochfrequenter Lichtenergie eine photoelektrische Emission von Elektronen erzeugt Da die Schneepartikeln im allgemeinen eine negative Ladur-j aufweisen, reduziert oder entfernt dieses Herausschleudern von Elektronen die negative Ladung in Abhängigkeit von der absorbierten Lichtmenge.

In der Praxis hat sich bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Trockeneis mit einem Schneehorn gezeigt, daß die übliche Schneemenge an der inneren Wand des Horns anhaftet, wenn der Leiter 20 nicht gespeist ist, jedoch die Schneepartikeln bei gespeistem Leiter in der vorstehend beschriebenen Weise frei durch das Horn hindurchfallen, ohne an diesem haften zu bleiben, und daß der Schnee auch nicht ballig wird und Klumpen in der Vorrichtung bildet, wie dies bisher der Fall war.

Bei einem Ausführungsbeispie! weist der Leiter 20 einen Durchmesser von 0,16 mm auf und bildet unmittelbar unter dem Schneehorn einen Kreis von 18 cm. Das Austrittsende des Schneehoms ist etwas kleiner als es in der Zeichnung dargestellt ist, so daß die fallenden Schneepartikeln 34 den strahlenden Leiter nicht berühren, aber seiner Strahlung ausgesetzt sind

Die für den Leiter erforderliche Speiseleistung liegt im allgemeinen zwischen 700 und 1200 Watt Es wird der kürzerwellige, sichtbare, den photoelektrischen Effekt des Lichtes ausnutzende Bereich im elektromagnetischen Frequenzspektrum bevorzugt, um die negative Ladung auf den Trockeneis-Partikeln zu reduzieren oder zu beseitigen. Wird der Leiter beispielsweise so erregt, daß er etwa 800 Watt verbraucht, wird er weißglühend, wodurch ein Abtragen der negativen Ladung der Trockeneis-Partikeln bewirkt wird.

Der Ort des Anbringens des Strahlungsleiters kann beispielsweise in bezug auf die Längsachse des Horns oder eine äquivalente Trockeneisvorrichtung variiert werden, und der Leiter selbst kann so ausgebildet sein, daß eine sichtbare Strahlung mit dem größten Wirkungsgrad in den Strom der Trockeneispartikeln gerichtet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Trockeneis, bei dem flüssiges Kohlendioxid am oberen Ende eines s im wesentlichen vertikalen Schneehorns expandiert und dadurch frei herabfallender Kohlensäureschnee bzw. Trockeneis erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlung hoher Intensität mit einer Frequenz im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums direkt in den Strom der frei herabfallenden Schnee- bzw. Eispartikeln gerichtet wird, die durch einen elektrischen Strahler erzeugt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 5800 bis 6600 A von außerhalb des Partikelstroms radial in den Strom gerichtet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung zum Expandieren von flüssigem Kohlendioxid im oberen Teil des Schneehorns, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ausgangs des Schneehorns (14) ein den Strom des frei herabfallenden Schnees (34) im wesentlichen umgebender elektrischer Strahler (20) angeordnet ist, der an eine Stromquelle (E) angeschlossen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler (20) ein offener, elektrisch, leitender Ring ist, der im Bereich des Ausgangs des Schneehorns (14) konzentrisch zu diesem angeordnet ist.