DE69906854T2

DE69906854T2 - Isothermischer Behälter

Info

Publication number: DE69906854T2
Application number: DE1999606854
Authority: DE
Inventors: Pierre Olivo
Original assignee: OLIVO ROCHE LA MOLIERE
Current assignee: OLIVO ROCHE LA MOLIERE
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: ES2194429T3; EP0942244B1; EP0942244A1; FR2776056B1; PT942244E; DE69906854D1; FR2776056A1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich isothermischer Behälter, die über einem Aufbewahrungsfach ein Tiefsttemperaturfach für die Lagerung von Kohlensäureschnee aufweisen, das die Frischhaltung gekühlter oder gefrorener Produkte gewährleistet. Ein Behälter, der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist beispielsweise aus dem Dokument EP-A-0 823 600 bekannt.
Sie betrifft genau Tiefsttemperaturfächer, deren Vorderseite mit mindestens einer Öffnung versehen ist, die an die Düse einer Einspritzvorrichtung für Kohlendioxid in flüssiger Phase angeschlossen werden kann, und mindestens einer Öffnung, die an eine Ansaugquelle zum Auffangen des Kohlenstoffgases während der Schneebildung angeschlossen werden kann.
Zur Reinigung des Tiefsttemperaturfachs besteht dieses aus einem herausnehmbaren Kasten oder aus einem Schubfach, welcher Kasten oder welches Schubfach gleitend in Gleitschienen montiert ist, die in der Innenwand des Behälters vorgesehen sind.
Beim Befüllen des Tiefsttemperaturfachs beträgt der Einspritzdruck des Kohlendioxids in flüssiger Phase etwa 15 bis 25 bar. Damit dieser Druck nicht zu einer Beschädigung des Fachs führt, ist beispielsweise aus der französischen Patentanmeldung 2 706 990 eine Ausführung des Kastens in Metall und die Anordnung einer oder mehrerer Ablenkwände in diesem bekannt, welche die Wucht des Kohlendioxidstrahls in flüssiger Phase verringern, der aus den in dem Fach angeordneten Einspritzdüsen kommt. Eine solche Lösung ist teuer und lässt sich nicht auf isothermische Kästen aus Synthetikmaterial anwenden, die zur Frischhaltung gekühlter Produkte besser geeignet sind, da sie keine zusätzliche isolierende Abschirmung zur Begrenzung der kalten Strahlung benötigen, die vom Boden eines Metallkastens ausgeht.
Die französischen Patentanmeldungen 2 751 623 und 2 752 049 auf den Namen der Anmelderin beschreiben solche Kästen oder Schubfächer, die mit einer Rückhaltedecke für den Kohlenstoffschnee versehen sind. Diese Decke, die für Gase, aber nicht den Kohlenstoffschnee durchlässig ist, wird durch ein Metallgitter verstärkt. Die Einspritzung erfolgt mittels einer äußeren Ausrüstung, deren einzige Einspritzdüse in der Frontöffnung des Fachs angeordnet ist. Beim Einspritzen des Kohlendioxids in flüssiger Phase und unabhängig von den Kräften, die auf die Wände und die Decke wirken, die sich relativ schnell abnutzen, stört der Strahl die Bildung des Kohlenstoffschnees, der sich stellenweise anhäuft und sich nicht auf den ganzen Boden des Kastens verteilt. Dies verringert die Austauschfläche mit dem Kühlfach und verändert somit die Frischhaltebedingungen.
Die vorliegende Erfindung will diesem Nachteil abhelfen und stellt einen isothermischen Behälter zur Verfügung, der eine Strahlablenkvorrichtung für einen Kasten oder ein Schubfach eines Tiefsttemperaturfachs umfasst, der/das von einer außeren Düse aus versorgbar ist, wodurch die Auswirkungen des Drucks auf den Kasten und des Abriebs auf der Schneerückhaltewand verringert, aber auch die Befüllung mit Schnee verbessert.
Hierzu besteht die Strahlablenkvorrichtung bei dem Behälter der Erfindung aus einem röhrenförmigen Geflecht aus druckbeständigem Material, das sich, angeordnet in der Schneelagerungskammer, in der Verlängerung der Öffnung für die Düse einer Einspritvorrichtung befindet und mit der Frontwand dieses Schubfachs durch eines seiner Enden verbunden, am anderen Ende verschlossen ist und zumindest in einem Teil seiner Wand Maschen aufweist, die ein gleichmäßiges, lückenhaftes Gitter bilden, welches das Gas, aber auch den Schnee passieren lässt, der sich innerhalb des Geflechts bildet.
Auf diese Weise wird beim Einspritzen des Kohlendioxids in flüssiger Phase in das Tiefsttemperaturfach der Druck des Strahls von dem röhrenförmigen Geflecht aufgefangen, sodass die auf die Wände wirkenden Kräfte wesentlich verringert werden. Mit nachlassendem Druck wird das flüssige Kohlendioxid innerhalb der Strahlablenkvorrichtung zu Kohlenstoffschnee, der durch Wirkung des Restdrucks durch die Freiräume des röhrenförmigen Geflechts gedrückt wird und sich gleichmäßig am Boden des Fachs verteilt.
Das S1/S2-Verhältnis zwischen der perforierten Fläche S1 und der Fläche S2 des Teils des röhrenförmigen Geflechts, durch den der Schnee fällt, beträgt 0,45 bis 0,8.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass ein Verhältnis von unter 0,45 zwischen der Vakuumfläche S1 und der Vollfläche S2 Wirkungsgradverluste bei der Herstellung des Kohlenstoffschnees mit sich bringt.
Bei einer Ausführungsform ist das röhrenförmige Geflecht auf seinem ganzen Umfang mit Maschen versehen und umfasst in seinem oberen Bereich und auf seiner ganzen Länge eine halbzylindrische Abdeckung zum Verschließen der entsprechenden Maschen.
Diese Abdeckung wirkt gegen den Austritt des Schnees nach oben in Richtung der gasdurchlässigen Decke und somit deren Verstopfung mit Schnee entgegen, wodurch die Gasabführung gewährleistet ist. Ebenso begünstigt sie die Verteilung des Schnees am ganzen Boden des Tiefkühlfachs.
Weitere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die sich auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen bezieht, die eine Ausführungsform der Strahlablenkvorrichtung im Falle ihrer Anwendung auf einen Behälter darstellen, der mit einem Schiebekasten ausgestattet ist.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht der Einheit aus Kasten und Schubfach,
Fig. 2 ist eine Ansicht dieser Einheit im Längsschnitt, wenn sie in einen isothermischen Behälter eingesetzt wird und während der Einspritzphase,
Fig. 3 ist eine Ansicht im Querschnitt entlang III-III der Fig. 2,
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang IV-IV der Fig. 2, die vergrößert den Querschnitt des röhrenförmigen Körpers der Strahlablenkvorrichtung zeigt. In diesen Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 2 allgemein einen isothermischen Behälter 2 mit einer Fronttür 3, dessen Innenraum mit Gleitschienen versehen ist, und zwar jeweils seitlichen 4 und einer hinteren 5, in welche die seitlichen Kanten und die hintere Kante des Bodens 6 eines Schubfachs 7 eingreifen können. Dieses Schubfach teilt den Innenraum des Behälters in eine oberes Tiefsttemperaturfach A und ein unteres Fach B zur Frischhaltung von Kühl- oder Tiefkühlprodukten.
Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das Schubfach 7 eine Vorderwand 8, die geeignet ist, in eine geeignete Fuge des Behälters eingesetzt zu werden, und sein Boden 6 ist fest mit einem quaderförmigen Kasten 9 in Form einer nach oben offenen Box verbunden, deren obere Öffnung durch eine Decke 10 verschlossen ist, die für Gase, aber nicht für den Kohlenstoffschnee durchlässig ist.
Das Schubfach wird beispielsweise durch Rotationsgießen von Polyethylen hergestellt, und seine hohlen Wände sind mit einem Isoliermaterial wie beispielsweise Polyurethanschaum 12 gefüllt.
Der Kasten 9, dessen Innenraum die Kammer C zur Lagerung des Kohlenstoffschnees bildet, ist weniger hoch und breit als das Fach A, in dem er angeordnet ist, sodass in diesem Fach eine Kammer D zum Sammeln des Gases während des Einspritzens des Kohlendioxids, aber auch bei Sublimierung des Kohlenstoffschnees während der Frischhaltung bestehen bleibt. Die Kammer C hat durch eine in der Vorderwand 8 des Schubfachs vorgesehene Öffnung 14 Verbindung nach außen, zu sehen in Fig. 1. Die Kammer D zur Sammlung der Gase hat durch eine in der gleichen Wand 8 vorgesehene Öffnung 15 Verbindung nach außen.
Diese beiden Öffnungen sind entweder durch Stopfen oder einfach durch Dichtungen 16 verschließbar, die von der Fronttür 3 getragen werden und beim Schließen der Tür an die Wand 8 anliegen.
Nach der Erfindung ist der Kasten 9 mit einer Strahlablenkvorrichtung 20 versehen, die aus einem röhrenförmigen Geflecht 21 aus druckbeständigem Material besteht und sich der Länge nach in dem Kasten erstreckt. Ihr vorderes Ende ist an der Innenseite der Vorderwand 8 in Verlängerung der Öffnung 14 beispielsweise durch einen Flansch 22 befestigt. Das andere Ende der Strahlablenkvorrichtung ist geschlossen und in Form einer Klaue 23 ausgeführt. Diese ist mittels einer nicht dargestellten, quer angeordneten Schraube auf einem Absatz 24 befestigt, der von dem Boden des Kastens hervorsteht und nahe der Hinterwand 6a dieses Kastens angeordnet ist. Die Klaue 23 wird vorteilhafterweise durch Abflachen des röhrenförmigen Geflechts auf einer seiner Diametralebenen erhalten.
Dieses röhrenförmige Geflecht ist von Maschen 25 durchzogen. Je nach Ausführungsform und abhängig von den angewandten Einspritzdrücken kann es von einem Metallgewebe, einem Drahtgewebe, einem Streckgitter oder einem Siebblech gebildet sein.
Nach einem wesentlichen Merkmal einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Perforierungen 25 in dem Teil des röhrenförmigen Geflechts 21 verteilt, der sich gegenüber dem Boden 6 des Kastens befindet, d. h. auf im Wesentlichen seine untere Hälfte, wodurch es in seinem oberen Bereich keine Perforierungen hat.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird das röhrenförmige Geflecht 21 von einem Drahtgewebe gebildet, das rundgebogen ist, um eine Hülse zu bilden, deren Längsränder durch einige Schweißpunkte 26 verbunden sind. Der obere Teil des so erhaltenen Körpers ist mit einer halbzylindrischen Abdeckung 27 versehen, die aus einem Metallblech hergestellt ist, das nach seiner Formgebung durch Schweißpunkte 28 an dem Gewebe befestigt wird. Das Drahtgewebe ist auch an den Flansch 22 geschweißt, sodass es mit diesem eine monolithische Einheit bildet.
Das Verhältnis zwischen S1 und S2, nämlich der gesamten perforierten Fläche S. 1 der benutzten Maschen 25 und der Fläche S2 des zylindrischen Teils des röhrenförmigen Geflechts, durch das der Schnee gelangt, beträgt 0,45 bis 0,8 und zwar unabhängig von der Größe der Maschen, die abhängig vom mechanischen Widerstand der Strahlablenkvorrichtung bestimmt wird.
Bei Befüllung des Kastens mittels einer Vorrichtung 17, die über eine Düse 18 eine genau eingestellte Menge Kohlendioxid in flüssiger Phase abgibt, verteilt sich der von der außerhalb der Strahlablenkvorrichtung bleibenden Düse 18 abgegebene Druckstrahl der Länge nach im Inneren des röhrenförmigen Körpers der Strahlablenkvorrichtung 20, in der er unmittelbar zu Schnee und Gas wird. Durch ihren starren Aufbau nimmt die Strahlablenkvorrichtung, ohne dass sie sich verformt, die aus diesem Spritzvorgang resultierenden und bereits durch das sofortige Nachlassen des Drucks verringerten Kräfte auf. Der von der Abdeckung 27 gebildete, nicht perforierte Teil wirkt darüber hinaus jeglichem Spritzen nach oben in Richtung der Decke 10 entgegen und verhindert somit, dass diese, da sie empfindlicher ist, Kräften ausgesetzt ist, die ihren Verschleiß durch Abrieb beschleunigen.
Durch den Druck durchquert der Schnee die Maschen 25 der Strahlablenkvorrichtung und verteilt sich gleichmäßig am Boden des Kastens, wie in Fig. 3 durch 31 gezeigt. Nur in einen Bereich 32 direkt unter der Strahlablenkvorrichtung gelangt kein Schnee, da er durch den Druckluftstrom des durch die Strahlablenkvorrichtung gespritzten Schnees und Gases von dort weggeblasen wird, doch ist die so unversorgte Fläche gering, bezogen auf die Gesamtfläche des Kastens, auf die sich der Schnee gleichmäßig verteilt. Durch den Anhäufungseffekt verteilt sich der Schnee über der Strahlablenkvorrichtung.
Während des Einspritzens tritt das Gas durch die Decke 10 aus dem Kasten aus, wie es der Pfeil 33 zeigt, und gelangt von dort in die Kammer D, in der es von Vorrichtungen angesaugt wird, die an die in der Vorderwand vorgesehene Öffnung 15 angeschlossen werden.
Als Ausführungsbeispiel werden die Befüllungsbedingungen für ein Schubfach mit einem quaderförmigen Kasten mit Innenabmessungen von 407 · 533 · 90 mm und einem Fassungsvermögen von 19,5 dm³ beschrieben, bei dem die Strahlablenkvorrichtung mit einem Durchmesser von 35 mm und einer Länge von 530 mm aus einem Metalldrahtgewebe mit quadratischen Maschen von 1,5 mm bestand, die von Drähten einer Dicke von 0,5 mm gebildet wurden. Die über der Öffnung des Kastens angeordnete Decke 10 bestand aus einem feuchtigkeitsbeständigen Filtermedium aus thermisch verbundenen Polypropylenfasern. Die Merkmale dieser Decke waren folgende:
- Gewicht 200 g/m²
- Dicke 15 mm
- Klassifizierung G3
- gravimetrischer Wirkungsgrad 85%
- opazimetrischer Wirkungsgrad unter 20%
- Kolmatierungsvermögen 600 g/m²
Das Einspritzen von Kohlendioxid in flüssiger Phase mit einem Druck von 21 bar und bei einem Durchsatz von 19,2 kg/min in 30 Sekunden führt zum Erhalt von 4,3 Kilogramm Schnee, also einer Ausbeute von 44,79%.
Verschiedene Versuche haben gezeigt, dass diese Ausbeute zwischen 42 und 46% schwankte, je nach Durchsatz und Einspritzdruck des Kohlendioxids in flüssiger Phase, den Merkmalen der Decke 10 und den Temperaturbedingungen der Befüllvorrichtung und des Kastens.
Durch ihren einfachen Aufbau ist die Strahlablenkvorrichtung nicht teuer, und ihr geringer Preis wird bei weitem durch eine längere Benutzungsdauer des Schubfachs kompensiert, da dessen Widerstandsfähigkeit bei den wiederholten Einspritzungen nicht beeinträchtigt wird und er gefahrlos für viele Befüllungen verwendet werden kann. Bei bestimmten Anwendungen und beispielsweise, wenn sich die Strahlablenkvorrichtung 10 sehr weit entfernt von der Decke 10 befindet, ist sie auf ihrem ganzen Umfang für den Schnee durchlässig. Darüber hinaus kann sie neben einer weiteren Strahlablenkvorrichtung angeordnet werden, die in dem gleichen Kasten oder einem angrenzenden Kasten angeordnet ist.

Claims

1. Isothermischer Behälter, der ein Tiefstrttemperaturfach (A) umfasst, das von einem Schubfach (7) gebildet wird, das wegnehmbar in Gleitschienen des Behälters montiert ist und innen eine Decke (10) aufweist, die gasdurchlässig ist und mindestens eine Kammer (C) zur Lagerung des Schnees von einer Kammer (D) zum Sammeln des Gases trennt, wobei die Vorderwand (8) des Schubfachs mit mindestens einer Öffnung (14) versehen ist, die verschließbar und an die äußere Düse einer Einspritzvorrichtung für Kohlendioxid in flüssiger Phase anschließbar ist, und mindestens einer Öffnung (15), die verschließbar und an eine Gasansaugquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefsttemperaturfach eine Strahlablenkvorrichtung umfasst, die von einem röhrenförmigen Geflecht (21) aus druckbeständigem Material gebildet ist, das in der Kammer (C) zur Lagerung des Schnees und in der Verlängerung der Öffnung (14) für die Außendüse der Einspritzvorrichtung angeordnet ist, an einem seiner Enden mit der Vorderwand (8) des Schubfachs (7) verbunden, an seinem anderen Ende geschlossen ist und zumindest in einem Teil seiner Wand Maschen (25) aufweist, die ein lückenhaftes Netz bilden, das Gas, aber auch den Schnee durchlässt, der sich in dem röhrenförmigen Geflecht bildet.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Geflecht (21) auf seinem ganzen Umfang mit Maschen (25) versehen ist und in seinem oberen Teil und über seine ganze Länge eine halbzylindrische Abdeckung (27) zum Verschließen der entsprechenden Maschen aufweist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des röhrenförmigen Geflechts (21) fest mit einem kreisförmigen Flansch (22) zur Befestigung an der Innenseite der Vorderwand (8) des Kastens (7) verbunden ist, während sein anderes Ende fest mit einer Klaue (23) zur Befestigung auf einem Absatz (24) verbunden ist, der vom Boden (6) dieses Kastens hervorsteht.

4. Behälter nach den zusammengenommenen Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsklaue (23) durch Abflachen des Endes des röhrenförmigen Geflechts (21) hergestellt wird.

5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwichen S1 und S2, nämlich der perforierten Fläche (S1) und der Fläche (S2) des Teils des röhrenförmigen Geflechts, durch den der Schnee austreten kann, 0,45 bis 0,8 beträgt.