WO2024115325A1 - Dry ice snow-generating device and method for producing dry ice snow - Google Patents

Dry ice snow-generating device and method for producing dry ice snow Download PDF

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WO2024115325A1
WO2024115325A1 PCT/EP2023/083035 EP2023083035W WO2024115325A1 WO 2024115325 A1 WO2024115325 A1 WO 2024115325A1 EP 2023083035 W EP2023083035 W EP 2023083035W WO 2024115325 A1 WO2024115325 A1 WO 2024115325A1
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WO
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dry ice
ice snow
outlet
generating device
liquid inlet
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/083035
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German (de)
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Inventor
Mario Principe
Original Assignee
Mario Principe
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Publication date
Application filed by Mario Principe filed Critical Mario Principe
Publication of WO2024115325A1 publication Critical patent/WO2024115325A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/12Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow

Definitions

  • the invention relates to a dry ice snow producing device according to the preamble of claim 1 and a method for producing dry ice snow according to claim 16.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with advantageous properties with regard to dry ice snow production, in particular with regard to an advantageous phase separation of a solid and a gaseous phase.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 16, while advantageous embodiments and further developments of the invention can be taken from the subclaims.
  • a dry ice snow production device in particular for producing CO2 snow, with an expansion unit which has a liquid inlet, at least one dry ice snow outlet, at least one gas outlet and an expansion space which is arranged between the liquid inlet and the dry ice snow outlet and which is arranged between the liquid inlet and the dry ice snow outlet has a changing cross-section, wherein the gas outlet is formed separately from the dry ice snow outlet.
  • Such a design makes it possible to provide a particularly efficient device for producing dry ice snow with a particularly efficient phase separation.
  • a gaseous phase produced in the expansion space can be separated particularly efficiently from a solid phase produced in an operating state.
  • a simple structural arrangement can be provided.
  • a particularly early phase separation can be achieved in a pelletizing process for producing dry ice pellets.
  • an efficient phase separation can take place in an uncomplicated manner before a compaction process.
  • dry ice snow with a particularly low residual CO2 gas content can be produced. This can simplify further processing of the dry ice snow produced, in particular compaction and/or processing into dry ice pellets.
  • an advantageous pressure distribution can be achieved through the variable cross-section.
  • the dry ice snow generating device is a device for generating dry ice snow by expanding a liquid, in particular liquid CO2.
  • the dry ice snow generating device preferably has at least one connection to a source of liquid CO2.
  • a dry ice production and processing system which comprises at least the dry ice snow generating device has at least one connection of the dry ice snow generating device to a source of liquid CO2.
  • a pipe connection to an existing, in particular stationary, storage facility for liquid CO2 would be conceivable.
  • the dry ice production and processing system and/or the dry ice snow generating device comprises a storage unit, in particular at least one storage and/or transport container for liquid CO2.
  • the liquid CO2 is CO2 liquefied under pressure.
  • the dry ice production and processing system preferably has at least one dry ice snow processing device in which the dry ice snow produced in the dry ice snow production device is further processed, in particular into dry ice pellets.
  • the dry ice snow processing device preferably has at least one extrusion device, which is preferably designed as a screw conveyor, for example as a single or double screw conveyor, for compacting the dry ice snow and at the end of which in particular a matrix for extruding dry ice pellets is arranged.
  • the expansion unit is a unit which is intended to relax a liquid phase, in particular liquid CO2, by expansion into a mixture of a gaseous phase, in particular gaseous CO2, and a solid phase, in particular CO2 snow, wherein the gaseous and solid phases of the mixture produced are separated in particular in the expansion unit.
  • the dry ice snow generating device preferably comprises at least one nozzle for injecting a liquefied gas, in particular liquid CO2, into the expansion space of the expansion unit.
  • the liquid inlet is preferably directly adjacent to the nozzle of the dry ice snow generating device, with a minimum distance between the two being in particular a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 5 mm and particularly preferably a maximum of 2 mm. Alternatively, it would also be conceivable for there to be a larger distance between the liquid inlet and the nozzle, in particular more than 10 mm, but preferably a maximum of 50 mm.
  • the liquid inlet is preferably designed as an opening with a circular cross-section in the expansion unit, in particular in the form of a bore and/or milling.
  • the expansion space is preferably at least partially, in particular in a first section, at least substantially truncated cone-shaped.
  • a shape of the expansion space differs in a
  • the expansion space is preferably at least substantially cylindrical in shape, at least in sections, in particular in a second section.
  • the shape of the expansion space in a corresponding section preferably deviates from a pure cylindrical shape by a volume proportion of at most 30%, preferably at most 20%, and preferably at most 10%.
  • the gas outlet is preferably designed as a channel, in particular as a tube.
  • the gas outlet preferably has a length of at least 1 mm, preferably of at least 3 mm and particularly preferably of at least 6 mm. In particular, the length of the gas outlet is at most 50 mm, preferably a maximum of 25 mm and particularly preferably a maximum of 15 mm.
  • the gas outlet serves to discharge a gaseous phase, in particular gaseous CO2, from the expansion space. In particular, the gas outlet runs from the expansion space to an outer surface of the expansion unit.
  • the gas outlet preferably has a circular cross-section and is particularly preferably designed as a bore and/or milling.
  • the gas outlet preferably has a diameter of at least 0.5 mm, preferably of at least 0.75 mm and preferably of at least 1 mm.
  • the diameter is preferably a maximum of 12 mm, preferably a maximum of 6 mm and preferably a maximum of 3 mm.
  • a “diameter” of the gas outlet particularly in the case of a non-circular cross-section of the gas outlet, is to be understood as a diameter of the smallest imaginary circle which just completely encloses the cross-section of the gas outlet. This can achieve an advantageous pressure distribution in the gas outlet. In particular, the escape of dry ice snow from the gas outlet can be reduced.
  • the gaseous phase of CO2 is at least largely discharged from the expansion chamber only through the gas outlet, whereby dry ice snow with a particularly low proportion of a gaseous phase can be generated.
  • the gas outlet is designed separately from the liquid inlet. Furthermore, the gas outlet is designed separately from the expansion space.
  • the expression "at least to a large extent" is to be understood in particular as at least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and particularly advantageously at least 95% of a volume and/or mass proportion.
  • the dry ice snow outlet serves to remove dry ice snow from the expansion chamber and is preferably designed as an opening in the expansion unit.
  • dry ice snow is only removed from the expansion chamber through the dry ice snow outlet.
  • the dry ice snow outlet is preferably arranged at a second end of the expansion chamber opposite a first end of the expansion chamber at which the liquid inlet is formed.
  • the dry ice snow outlet and the liquid inlet are formed at opposite ends of the expansion chamber.
  • the dry ice snow outlet is arranged in an installation position and/or an operating state with respect to a direction of gravity below the liquid inlet, whereby the dry ice snow can be transported from its place of production in the expansion chamber, in particular from a region in the expansion chamber near the liquid inlet, to the dry ice snow outlet in a simple manner by means of gravity.
  • the dry ice snow outlet is preferably elongated and particularly preferably bent, curved and/or kinked.
  • the dry egg white outlet has a different shape that appears to be sensible to the expert.
  • the expansion unit has further dry egg white outlets, which are particularly preferably designed identically to one another. Alternatively, it is conceivable that the dry egg white outlets have different shapes from one another.
  • the expansion unit preferably has an axial direction, which in particular starts from the liquid inlet in the direction of the Dry ice snow outlet.
  • the expansion unit preferably has a symmetry, in particular a rotational symmetry.
  • the nozzle preferably has a symmetry, in particular a rotational symmetry.
  • the axial direction of the expansion unit in an installation position and/or an operating state is parallel to a direction of gravity.
  • the cross section of the expansion space is a surface which is preferably formed perpendicular to the axial direction of the expansion unit.
  • the gas outlet is directed from the expansion space in the direction of the liquid inlet.
  • This allows a particularly efficient phase separation to be achieved.
  • an advantageous spatial separation of the generated gaseous and generated solid phase can be achieved in a simple manner.
  • leakage of the generated solid phase through the gas outlet can be easily avoided.
  • an axial alignment of the gas outlet and/or an average direction of movement of the generated gaseous phase in the gas outlet in an operating state are at least partially opposite to a direction along the axial direction of the expansion unit from the liquid inlet to the dry ice snow outlet and/or an average direction of movement of the dry ice snow in the operating state.
  • the axial direction of the gas outlet along the gas outlet from the expansion space points in a direction to an outer surface of the expansion unit.
  • the axial direction of the gas outlet coincides with the mean direction of movement of the gaseous phase generated in the gas outlet in the operating state.
  • the axial direction of the expansion unit corresponds to the mean direction of movement of the dry ice snow in the operating state.
  • an angle between the axial direction of the gas outlet and the axial direction of the expansion unit has a value of more than 90°, preferably of at least 120° and preferably of at least 130°.
  • the angle between the axial direction of the gas outlet and the axial direction of the expansion unit has a value of less than 180°, preferably of a maximum of 160° and preferably of a maximum of 140°.
  • the angle is particularly preferably 135°.
  • the direction of a gas flow in the expansion space in an operating state is deflected by an angle of more than 90°, preferably of at least 120° and preferably of at least 130° in the gas outlet.
  • the direction of the gas flow in the expansion chamber in the operating state is deflected by an angle of less than 180°, preferably of a maximum of 160° and preferably a maximum of 140° in the gas outlet.
  • the angle is particularly preferably 135°.
  • An average direction of movement of the dry ice snow in the expansion chamber preferably corresponds to an average direction of movement of the entire dry ice snow in the expansion chamber.
  • An average direction of movement of the dry ice snow is preferably parallel to a direction of gravity.
  • the gas outlet it would also be conceivable for the gas outlet to be directed from the expansion chamber in the direction of the dry ice snow outlet, in which case a deflection within the gas outlet would be particularly preferred.
  • a cross-sectional area of a cross section of the gas outlet changes from the expansion space to an outer surface of the expansion unit, in particular the above-mentioned outer surface.
  • the cross-sectional area increases from the expansion space to an outer surface of the expansion unit.
  • the cross section of the gas outlet is an area which is in particular perpendicular to the axial direction of the Gas outlet is designed. It would be conceivable that the increase occurs continuously at least in sections along the gas outlet. Preferably, however, the increase is staggered. This can advantageously simplify production.
  • the gas outlet has a degassing opening and a degassing outlet, which are divided by a staggered, in particular essentially discrete, increase in the cross-sectional area.
  • a "substantially discrete increase” is to be understood in particular as an increase which is completely within a section with a length of a maximum of 20%, preferably at most 10%, particularly preferably a maximum of 5% and particularly advantageously a maximum of 2% of the length of the gas outlet.
  • the degassing opening and the degassing outlet preferably each have a circular cross-section and are particularly preferably designed as a bore and/or milling.
  • the cross-section of the degassing opening and/or the degassing outlet preferably each have a constant cross-sectional area.
  • the degassing opening preferably borders on the expansion space.
  • the degassing outlet preferably borders on the outer surface of the expansion unit and in particular has a larger cross-sectional area than the degassing opening.
  • the degassing opening preferably has a diameter of at least 0.5 mm, preferably of at least 0.75 mm and particularly preferably of at least 1 mm.
  • the diameter is preferably a maximum of 3 mm, preferably a maximum of 2 mm and particularly preferably a maximum of 1.2 mm.
  • the degassing outlet preferably has a diameter which is larger than the diameter of the degassing opening by a factor of one and preferably at most four, in particular exactly two.
  • the degassing opening preferably has a length which at least substantially corresponds to the diameter of the degassing opening, in particular with a deviation of less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% from the diameter of the degassing opening.
  • other dimensions would be conceivable, which appear reasonable to the person skilled in the art.
  • the gas outlet to have further, in particular at least essentially discrete, increases.
  • it would be conceivable for the cross section of the gas outlet to have a constant surface size and/or shape along the gas outlet.
  • the expansion unit has a plurality of further gas outlets which are distributed over an outer surface of the expansion unit, in particular the above-mentioned outer surface of the expansion unit, and are directed from the expansion space in the direction of the liquid inlet.
  • the further gas outlets can preferably have the same properties mentioned here for the gas outlet.
  • the gas outlets are preferably distributed over the outer surface of the expansion unit in such a way that they each originate from a region in the expansion space near the liquid inlet, from a region in the expansion space near the dry ice snow outlet, and from regions in between.
  • the gaseous phase formed from an area of the expansion space near the liquid inlet, as well as the gaseous phase formed from an area of the expansion space near the dry ice snow outlet, as well as any areas in between can be effectively removed from the expansion space by a gas outlet being in close proximity.
  • the homogeneity of the phase separation can be increased.
  • the gas outlets are arranged symmetrically, in particular with respect to the axial direction of the expansion unit, whereby the homogeneity of the phase separation can be further increased.
  • a group of gas outlets is arranged one above the other with respect to a direction of gravity, with a first group of gas outlets being connected to a further group of gas outlets with respect to the axial direction of the expansion unit.
  • several, in particular four, groups of gas outlets lying one above the other are arranged on a ring around the axial direction of the expansion unit, preferably at a constant distance from one another. This can provide a more efficient and homogeneous elimination of gas from the expansion space, as well as a high structural stability and a simple structural design of the expansion device.
  • the gas outlets arranged distributed on the outer surface of the expansion unit have further patterns and/or symmetries.
  • the gas outlets are each aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet.
  • the gas outlets are each aligned at a different angle in the direction of the liquid inlet.
  • a first group of gas outlets is aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet, while at least one further group of gas outlets is aligned at a different angle to the first group of gas outlets in the direction of the liquid inlet, wherein the gas outlets in the at least one further group of gas outlets are aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet.
  • a group of gas outlets which are aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet have the same distance from the liquid inlet.
  • a different choice of the angles at which the gas outlets are aligned in the direction of the liquid inlet is optimized for the most effective phase separation possible. It could be conceivable that the angle at which the gas outlets are aligned in the direction of the liquid inlet always decreases or always increases with an increasing distance of the respective gas outlet from the liquid inlet or shows a regular or irregular increase and/or decrease.
  • a total cross-sectional area of the gas outlets from the liquid inlet to the dry ice snow outlet increases.
  • a number of the respective gas outlets on the outer surface of the expansion unit and/or a respective cross-sectional area of the individual gas outlets on the outer surface of the expansion unit increase in a direction starting from the liquid inlet to the dry ice snow outlet.
  • This can advantageously provide a particularly efficient and/or more homogeneous elimination of a gaseous phase from the expansion space.
  • an increase in the volume of the expansion space can be compensated with an increasing total cross-sectional area of the gas outlets starting from the liquid inlet to the dry ice snow outlet.
  • a “total cross-sectional area” is to be understood in particular as a sum of the cross-sectional areas of gas outlets which have a similar distance, in particular an equal distance, to the liquid inlet.
  • the expansion space advantageously has, at least in sections, an at least substantially circular cross-section.
  • This advantageously makes it possible to provide a particularly efficient and homogeneous elimination of a gaseous phase formed from the expansion space, since, for example, in contrast to a circular cross-section in which part of the gaseous phase is arranged in a region around the center of the circular cross-section and thus has to travel a long distance to the surface of the circle in order to leave the expansion space, the gaseous phase formed has to travel a comparatively short distance to a gas outlet at every point in an expansion space with a circular cross-section, which directly borders a surface of the expansion space.
  • a circular ring of the substantially circular cross-section is delimited in particular by two concentric circles.
  • the cross-section of the expansion space can be at least substantially circular in a first section and differently shaped in a second section. in particular at least substantially circular.
  • the first section with an at least substantially circular cross-section forms at least 60%, preferably at least 70% and preferably at least 80% of the volume of the expansion space.
  • the first section is arranged below the second section with respect to a direction of gravity.
  • the first section borders on the dry ice snow outlet.
  • the second section borders on the nozzle and/or the liquid inlet.
  • the at least substantially circular cross-section of the expansion space has a maximum deviation of 20%, preferably of 10% and preferably of 5% from a pure circular ring shape in terms of area proportion.
  • the circumference of an inner ring and/or an outer ring of the substantially circular ring-shaped cross-section can be uneven, for example due to a structuring on the surface of the expansion space, whereby the substantially circular ring-shaped cross-section deviates from a pure circular ring shape.
  • a cross-sectional area of the expansion space increases from the liquid inlet to the dry ice snow outlet.
  • the cross-sectional area could increase at least in sections at least substantially linearly.
  • the increase has a rate of at least 2 mm 2 /mm, in particular of at least 3 mm 2 /mm and preferably of at least 4 mm 2 /mm.
  • the increase preferably has a rate of at most 15 mm 2 /mm, in particular of a maximum of 10 mm 2 /mm and preferably of at most 5 mm 2 /mm.
  • non-linear increase is to be understood in particular as meaning that a deviation from an average rate deviates in particular less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the average rate.
  • a non-linear increase is possible at least in sections. conceivable.
  • the non-linear increase describes a continuously increasing function, which is preferably designed as an exponential function and particularly preferably as a logarithmic function.
  • both an outer radius and an inner radius of the annular cross-section of the expansion space increase from the liquid inlet to the dry ice snow outlet, with a difference between the outer radius and the inner radius remaining at least substantially constant, at least in sections.
  • This can advantageously provide efficient elimination of a gaseous phase from the expansion space.
  • an expansion of a width of the annular cross-section of the expansion space can be avoided, whereby the gaseous phase at every point in the expansion space has to travel a comparatively short distance to a gas outlet which directly borders a surface of the expansion space.
  • the difference between the outer radius and the inner radius is at least substantially constant in a first section and assumes a further constant or changing value in a second section.
  • the second section is formed above the first section with respect to the direction of gravity.
  • the circumference of an inner ring and/or an outer ring of the essentially circular cross-section can be uneven, for example due to a structure on the surface of the expansion space, whereby the difference between the outer radius and the inner radius can only be essentially constant.
  • "at least essentially” is to be understood in particular as meaning that a deviation from an average difference deviates in particular by less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the average difference.
  • the expansion unit has an outer body and an inner body formed separately from the outer body, which is at least partially located within the Outer body is arranged, wherein the expansion space is formed between the outer body and the inner body.
  • This advantageously makes it possible to provide a specific shape of the expansion space in a simple structural manner.
  • a high level of structural flexibility can also be provided.
  • maintenance of the device can advantageously be improved by, for example, simplifying cleaning of the expansion space and/or replacing an inner or outer body in the event of damage.
  • the outer body and the inner body are connected to one another as separately formed components, preferably via a screw connection. This advantageously makes it possible to provide a high level of structural flexibility and a high level of structural stability in a simple manner.
  • connection between the outer body and the inner body is a connection other than a screw connection, for example a positive connection, for example a plug connection or a material connection, in particular a welded and/or soldered connection.
  • a connection other than a screw connection for example a positive connection, for example a plug connection or a material connection, in particular a welded and/or soldered connection.
  • an axial direction of the inner body and/or an axial direction of the outer body coincide with the axial direction of the expansion unit, whereby a simple construction with a high degree of symmetry can be achieved, which in turn can increase the homogeneity of the phase separation.
  • the gas outlets prefferably be formed only in the inner body. It would also be conceivable for the gas outlets to be formed in the outer body and the inner body. Preferably, however, the gas outlets are formed only in the outer body, whereby a construction can be further simplified. Furthermore, an arrangement of gas outlets can be flexibly changed in a simple manner by exchanging the outer body and/or the inner body.
  • the inner body is at least partially conical. This makes it possible to provide a simple construction and advantageous properties with regard to phase separation.
  • the at least partially conical region of the inner body has a volume fraction that deviates from a pure conical shape by a maximum of 20%, preferably by a maximum of 15%, and preferably by a maximum of 10%.
  • the at least partially conical part of the inner body has a cone with a rounded cone tip.
  • the surface of the cone can be uneven, for example due to a structure on the surface of the inner body.
  • the cone is designed as a straight circular cone.
  • the cone tip is directed in the direction of the liquid inlet.
  • the base of the cone is preferably directed in the direction of the dry ice snow outlet.
  • an advantageous widening of the expansion space starting from the liquid inlet in a direction toward the dry ice snow outlet can be achieved by a simple construction.
  • a more advantageous residence time of the dry ice snow on the inner body can be achieved by the dry ice snow resting on the inner body due to friction.
  • an axial direction of the cone, in particular of the at least partially conical inner body corresponds to the axial direction of the expansion unit. This makes it possible to achieve a simple construction with a high degree of symmetry, which in turn can increase the homogeneity of the phase separation.
  • the outer body advantageously has a truncated cone-shaped recess at least in sections for receiving at least a part of the inner body. This allows a particularly advantageous shape of the expansion space to be achieved in a simple structural manner.
  • the outer body preferably has a truncated cone-shaped recess in a first section and a differently shaped, in particular cylindrical, recess in a second section.
  • the further cylindrical section is preferably formed above the truncated cone-shaped recess of the first section with respect to a direction of gravity and has a radius which corresponds to a radius of an uppermost surface of the truncated cone-shaped recess.
  • the truncated cone-shaped recess preferably corresponds to a shape of a Truncated cone of a right circular cone, the cone tip of which is directed towards the liquid inlet and the base of which is directed towards the dry ice snow outlet. This allows an advantageous widening of the expansion space from the liquid inlet in a direction towards the dry ice snow outlet to be achieved by a simple construction.
  • a surface of the expansion unit delimiting the expansion space has a structure at least in sections. This makes it possible to achieve particularly advantageous properties with regard to phase separation.
  • the residence time of the dry ice snow within the expansion space can be increased.
  • a surface of the expansion unit delimiting the expansion space comprises at least part of a surface of the inner body, in particular the at least partially conical inner body and/or at least part of an inner surface of the outer body, in particular the at least partially frustoconical recess of the outer body, which delimit the expansion space.
  • the structuring only has a microstructure or is designed as a microstructure, for example in the form of a roughness.
  • a microstructure can be provided in particular by means of simple and cost-effective manufacturing processes, for example by sandblasting.
  • the structuring only has a macrostructure and is designed in particular as a macrostructure. This can advantageously increase an interaction between the dry ice snow and the structuring and thus in particular the residence time of the dry ice snow on the surface of the expansion unit.
  • the structuring has a macrostructuring and is in particular designed as one which is at least partially spiral-shaped, whereby an improved phase separation can be achieved by means of an advantageously simple construction. It is further proposed that the structuring has a macrostructuring which is at least partially helical.
  • the dry ice snow formed in the expansion space can advantageously collect at the helical macrostructuring and advantageously move in a helical movement following the macrostructuring to the dry ice snow outlet.
  • the helical macrostructuring can advantageously be constructed in a simple structural manner.
  • the macrostructuring is both spiral-shaped and helical.
  • the dry ice snow formed in the expansion space can advantageously collect at the helical macrostructuring and advantageously move in a particularly advantageous expanding helical movement following the macrostructuring to the dry ice snow outlet.
  • a capacity for dry ice snow which collects at the macrostructuring advantageously increases starting from the liquid inlet in a direction towards the dry ice snow outlet.
  • the structuring be arranged on the inner body. This can improve the position, in particular in relation to the dry ice snow outlet, of dry ice snow collecting in the expansion body.
  • the structuring has a macrostructuring
  • a movement of the dry ice snow collected on the macrostructuring predetermined by the structuring can advantageously lead to the dry ice snow outlet.
  • the gas outlets are only located in the outer body, an accumulation of dry ice snow in the vicinity of a gas outlet, as well as a chance of a gas outlet being blocked by dry ice snow, can be advantageously reduced.
  • the structuring is only arranged on the inner body.
  • the structuring has a macrostructuring which is designed as a conical spiral on an at least partially conical inner body.
  • the spiral projected on the conical inner body has a logarithmic, Fermat or has a different floor plan that appears reasonable to the expert.
  • the macrostructuring on the inner body has a different shape that appears reasonable to the expert and does not correspond to a spiral floor plan.
  • the structuring on the inner body only has a microstructuring.
  • a method for producing dry ice snow with the dry ice snow generating device is proposed.
  • a gaseous phase that has formed can be particularly advantageously separated from a solid phase that has formed.
  • a liquid, in particular CO2 liquefied under pressure is first provided, which is introduced into the expansion chamber by means of the liquid inlet.
  • the liquid, in particular the liquid CO2 is then expanded into a solid and a gaseous phase, in particular CO2, preferably by a sudden reduction in pressure in the expansion chamber when injected through the nozzle.
  • the solid and gaseous phases that have formed are preferably separated by removing the gaseous phase from the expansion chamber through the gas outlet.
  • the solid phase passes through the expansion chamber and then leaves it in the form of dry ice snow, in particular CO2 snow, through the dry ice snow outlet.
  • the dry ice snow generating device according to the invention and the method for producing dry ice snow should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the dry ice snow generating device according to the invention and the method for producing dry ice snow can have a number of individual elements, components and units that differs from the number mentioned herein in order to fulfill a function described herein. drawings
  • Fig. 1 is a schematic view of a dry ice production and processing system with a dry ice snow production device and a dry ice snow processing device,
  • Fig. 2 is a sectional view of the dry ice snow generating device with an expansion unit and with a nozzle
  • Fig. 3 is a highly simplified 3D exploded view of the expansion unit with separate inner and outer bodies
  • Fig. 4 is a sectional view of the expansion unit along a line A-A in Figure 2,
  • Fig. 5 is a flow chart of a process for producing dry ice snow
  • Fig. 6 shows an alternative embodiment of a dry ice snow generating device
  • Fig. 7 shows another alternative embodiment of a dry ice snow generating device. Description of the embodiments
  • Fig. 1 a shows a dry ice production and processing system 50a for producing dry ice pellets in a schematic representation.
  • the dry ice production and processing system 50a comprises a dry ice snow production device 70a for producing CO2 snow 58a (see Fig. 2).
  • the dry ice production and processing system 50a has a dry ice snow further processing device in the form of an extrusion device 60a.
  • the CO2 snow 58a produced in the dry ice snow production device 70a is compressed by the extrusion device 60a and formed into dry ice pellets by extrusion through a matrix (not shown).
  • Fig. 1 b shows that the extrusion device 60a has a twin-screw conveyor.
  • the twin-screw conveyor has a conveyor screw 62a and another conveyor screw 64a.
  • Fig. 2 shows a side sectional view of the dry ice snow generating device 70a.
  • An axial direction 42a of an expansion unit 10a of the dry ice snow generating device 70a lies in the plane of the drawing.
  • the dry ice snow generating device 70a comprises a nozzle 52a and the expansion unit 10a.
  • the expansion unit 10a has a liquid inlet 12a, a dry ice snow outlet 14a and an expansion space 16a.
  • the axial direction 42a corresponds to a mean direction of movement of the CO2 snow 58a in the expansion space 16a and runs along a direction starting from the liquid inlet 12a to the dry snow outlet 14a.
  • the expansion space 16a is arranged between the liquid inlet 12a and the dry ice snow outlet 14a.
  • the expansion chamber 16a is adjacent to the dry ice snow outlet 14a.
  • the CO2 snow 58a produced in the expansion chamber 16a is transported out of the expansion chamber 16a through the dry ice snow outlet 14a.
  • the liquid inlet 12a is directly adjacent to the nozzle 52a.
  • liquid CÜ2 54a is provided in the expansion chamber 16a, which is injected into the expansion chamber 16a through the nozzle 52a.
  • the dry ice snow outlet 14a is arranged below the liquid inlet 12a with respect to a direction of gravity 68a.
  • the expansion unit 10a has a gas outlet 20a, which is designed separately from the dry ice snow outlet 14a.
  • CO2 gas 56a is conveyed from the expansion space 16a through the gas outlet 20a.
  • the gas outlet 20a is directed from the expansion space 16a in the direction of the liquid inlet 12a.
  • An axial direction 48a of the gas outlet 20a and the axial direction 42a of the expansion unit 10a enclose an angle B of 135°.
  • the axial direction 48a of the gas outlet 20a corresponds to a mean direction of movement of the CO2 gas 56a in the gas outlet 20a and runs along a direction starting from the expansion space 16a to an outer surface 22a of the expansion unit 10a.
  • the dry ice snow generating device 70a has further gas outlets 30a, which are designed separately from the dry ice snow outlet 14a.
  • the dry ice snow generating device has exactly 16 gas outlets 20a, 30a, although any number is conceivable in alternative embodiments.
  • the further gas outlets 30a are also directed from the expansion space 16a in the direction of the liquid inlet 12a.
  • each axial direction of the respective gas outlets 20a, 30a and the axial direction 42a of the expansion unit 10a encloses an angle B of 135°.
  • the gas outlets 20a, 30a can also assume different angles.
  • the gas outlets 20a, 30a border the expansion space 16a and run from there to a surface area on an outer surface 22a of the expansion unit 10a.
  • gas outlets 20a, 30a of the 16 gas outlets 20a, 30a are arranged one above the other with respect to the direction of gravity 68a.
  • the four gas outlets 20a, 30a arranged one above the other are arranged at an angle of 90° to a nearest group of four superimposed gas outlets on a ring around the axial direction 42a of the expansion unit 10a.
  • a total cross-sectional area of the gas outlets 20a, 30a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a.
  • a diameter of the gas outlets 20a, 30a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a.
  • a number of gas outlets 20a, 30a can also increase from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a, whereby the gas outlets 20a, 30a can also have the same diameter as one another.
  • the expansion space 16a has a changing cross-section 18a between the liquid inlet 12a and the dry ice snow outlet 14a.
  • the cross-sectional area of the cross-section 18a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a.
  • the cross-section 18a of the expansion space 16a is circular.
  • the cross-section 18a is at least partially annular in a section 74a (see Figure 4).
  • the section 74a is formed below the section 72a with respect to a direction of gravity 68a.
  • FIG. 3 shows a highly simplified three-dimensional exploded view of the expansion unit 10a, in which in particular the gas outlets 20a, 30a are not shown for the sake of clarity.
  • Figure 4 shows a section of the expansion space 16a along a line A-A in Figure 2.
  • the circular cross-section 18a of the expansion space 16a has an outer radius 24a and an inner radius 26a, both of which increase in a direction from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a (see Figure 2).
  • a difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a remains constant in sections.
  • the difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a decreases in the vicinity of the liquid inlet 12a.
  • the difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a is constant. This section forms a large part of the volume of the expansion space 16a. In this section, an increase in the outer radius 24a and the inner radius 26a is linear.
  • the expansion unit 10a has an outer body 32a and an inner body 34a formed separately from the outer body 32a.
  • Fig. 3 clearly shows the outer body 32a and the inner body 34a being brought together during assembly of the expansion unit 10a.
  • the inner body 34a is arranged inside the outer body 32a.
  • the expansion space 16a is formed between the outer body 32a and the inner body 34a.
  • the outer body 32a and the inner body 34a are firmly connected to one another in an assembled state by a screw connection.
  • Fig. 2 shows an axial direction 44a of the inner body 34a.
  • the axial direction 44a of the inner body 34a corresponds to the direction of gravity 68a.
  • the axial direction 44a of the inner body 34a corresponds to the axial direction 42a of the expansion unit 10a.
  • the axial direction 42a of the inner body 34a corresponds to an axial direction 46a of the outer body 32a.
  • the gas outlets 20a, 30a are formed in the outer body 32a.
  • the liquid inlet 12a is formed in the outer body 32a.
  • the dry ice snow outlet 14a is formed jointly by the outer body 32a and the inner body 34a.
  • the inner body 34a is partially conical.
  • the inner body 34a has a cone with a rounded cone tip.
  • the cone has a section 76a immediately above a cone base of the cone, in which the cone shell runs in a curved manner and does not increase linearly outwards in a direction of the cone base.
  • the cone is designed as a straight circular cone.
  • the cone tip is directed in a direction of the liquid inlet 12a.
  • the cone base is directed in the direction of the dry ice snow outlet 14a.
  • a cross-sectional area of the cross section 66a of the partially conical inner body 34a takes up from the liquid inlet 12a in a direction towards the dry ice snow outlet 14a.
  • the cross-sectional area 66a of the partially conical inner body 34a increases together with a cross-sectional area of the annular cross section 18a.
  • the outer body 32a has a recess 28a that is partially frustoconical. In the assembled state, the inner body 34a is partially accommodated in this recess 28a.
  • the outer body 32a has a frustoconical recess 80a in the section 74a. In the section 72a, the outer body 32a has a cylindrical recess 78a.
  • the outer body 32a has the section 76a in which a cross section of a further recess 82a has a trapezoidal shape.
  • the second cylindrical section 72a is formed in an operating state with respect to a direction of gravity 68a above the frustoconical recess 80a of the first section 74a.
  • the second cylindrical section 72a has a radius that corresponds to a radius of an uppermost surface of the frustoconical recess 80a.
  • the third section 76a is formed below the frustoconical recess 80a of the first section 74a with respect to a direction of gravity 68a.
  • the frustoconical recess 80a of the first section 74a corresponds to a shape of a frustum of a right circular cone, the cone tip of which is directed in the direction of the liquid inlet 12a and the base of which is directed in the direction of the dry ice snow outlet 14a.
  • a surface 36a (not shown) of the expansion unit 10a delimiting the expansion space 16a is smooth.
  • the partially conical inner body 34a has a smooth surface.
  • the recess 28a which is partially frustoconical, has a smooth surface.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method according to the invention for producing dry ice snow with the dry ice snow generating device 70a.
  • a first method step 100 liquid CO2 54a is provided at the liquid inlet 12a.
  • the liquid CO2 54a is introduced into the expansion space 16a.
  • the liquid CO2 54a is injected into the expansion chamber 16a by means of the nozzle 52a, which expands suddenly due to a reduction in pressure in the area surrounding the expansion chamber 16a.
  • the liquid CO2 54a changes into a mixture with a solid and a gaseous phase.
  • the mixture produced moves by gravity in the direction of the dry ice snow outlet 14a.
  • process step 104 a phase separation of the solid and gaseous phase produced takes place by means of the gas outlets 20a, 30a.
  • CO2 snow 58a with a particularly low proportion of CO2 gas 56a can be provided at the dry ice snow outlet 14a.
  • a section of a surface 36b of an expansion unit 10b that delimits an expansion space 16b has a structure 38b.
  • This structure 38b has a macrostructure 40b that is spiral-shaped.
  • the macrostructure 40b is also helical.
  • the structure 38b is arranged on an inner body 34b.
  • the structure 38b is a macrostructure 40b in the form of a conical spiral on the partially conical inner body 34b.
  • the macrostructure 40b on the inner body 34b is in the present case designed as a milling in the inner body 34b.
  • Figure 7 shows a part of an expansion unit 10c according to a further embodiment, in which a cross-sectional area of a cross section 84c of a gas outlet 20c changes starting from an expansion space 16c to an outer surface 22c of the expansion unit 10c.
  • This embodiment is a further development of the embodiments a and b.
  • the cross-sectional area increases starting from the expansion space 16c to the outer surface 22c of the expansion unit 10c.
  • the cross section 84c is circular and perpendicular to an axial direction 48c of the gas outlet 20c.
  • the cross-sectional area of the cross section 84c increases along the axial direction 48c.
  • the gas outlet 20c has a staggered increase in the cross-sectional area.
  • the gas outlet 20c has an at least substantially discrete increase 90c. Furthermore, further discrete increases and/or continuous increases would be conceivable. Between the increase 90c and the expansion space 16c, the gas outlet 20c is designed as a degassing opening 88c. Between the increase 90c and the outer surface 22c of the expansion unit 10c, the gas outlet 20c is designed as a degassing outlet 86c. A cross section 92c of the degassing opening 88c is circular. A cross section 94c of the degassing outlet 86c is circular and has a larger cross-sectional area than the cross section 92c of the degassing opening 88c. The degassing opening 88c is designed as a bore in the present case.
  • the degassing outlet 86c is designed as a counter bore to the degassing opening 88c.
  • Further gas outlets 30c have the same configuration as mentioned above.
  • the gas outlets 20c, 30c each have a thread 96c.
  • the thread 96c is intended for closing the gas outlets 20c, 30c by means of a screw 98c with a counter thread.
  • the outer surface 22c of the expansion unit 10c is staggered in the present case according to the gas outlets. Alternatively, a flat outer surface 22c without a thread would be conceivable. Reference symbols

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Abstract

The invention relates to a dry ice snow-generating device (70a), in particular for producing CO2 snow (58a), comprising an expansion unit (10a; 10c) which has a liquid inlet (12a), at least one dry ice snow outlet (14a), at least one gas outlet (20a; 20c), and an expansion chamber (16a; 16c) which is arranged between the liquid inlet (12a) and the dry ice snow outlet (14a) and which has a cross-section (18a) that changes between the liquid inlet (12a) and the dry ice snow outlet (14a), wherein the gas outlet (20a; 20c) is formed separately from the dry ice snow outlet (14a).

Description

Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee Dry ice snow producing device and method for producing dry ice snow
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee nach Anspruch 16. The invention relates to a dry ice snow producing device according to the preamble of claim 1 and a method for producing dry ice snow according to claim 16.
Es sind bereits Systeme vorgeschlagen worden, welche zur Erzeugung eines CO2-Schnees flüssiges CO2 expandieren und den CO2-Schnee anschließend pelletieren. Systems have already been proposed that expand liquid CO2 to produce CO2 snow and then pelletize the CO2 snow.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Trockeneisschneeherstellung, insbesondere im Hinblick auf eine vorteilhafte Phasentrennung einer festen und einer gasförmigen Phase, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 16 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is in particular to provide a generic device with advantageous properties with regard to dry ice snow production, in particular with regard to an advantageous phase separation of a solid and a gaseous phase. The object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 16, while advantageous embodiments and further developments of the invention can be taken from the subclaims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Es wird eine Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung vorgeschlagen, insbesondere zur Herstellung von CO2-Schnee, mit einer Expansionseinheit, welche einen Flüssigkeitseingang, zumindest einen Trockeneisschnee-Ausgang, zumindest einen Gasausgang und einen Expansionsraum aufweist, welcher zwischen dem Flüssigkeitseingang und dem Trockeneisschnee-Ausgang angeordnet ist und welcher zwischen dem Flüssigkeitseingang und dem Trockeneisschnee-Ausgang einen sich ändernden Querschnitt aufweist, wobei der Gasausgang getrennt von dem Trockeneisschnee-Ausgang ausgebildet ist. A dry ice snow production device is proposed, in particular for producing CO2 snow, with an expansion unit which has a liquid inlet, at least one dry ice snow outlet, at least one gas outlet and an expansion space which is arranged between the liquid inlet and the dry ice snow outlet and which is arranged between the liquid inlet and the dry ice snow outlet has a changing cross-section, wherein the gas outlet is formed separately from the dry ice snow outlet.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine besonders effiziente Vorrichtung zur Herstellung von Trockeneisschnee mit einer besonders effizienten Phasentrennung bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine in dem Expansionsraum erzeugte gasförmige Phase in einem Betriebszustand besonders effizient von einer erzeugten festen Phase getrennt werden. Zudem kann eine einfache bauliche Anordnung bereitgestellt werden. Weiterhin kann eine besonders frühzeitige Phasentrennung in einem Pelletier-Prozess zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets erreicht werden. Insbesondere kann eine effiziente Phasentrennung unkompliziert vor einem Verdichtungsprozess stattfinden. Ferner kann Trockeneisschnee mit einem besonders geringen restlichen CO2-Gasanteil erzeugt werden. Hierdurch kann eine weitere Verarbeitung des hergestellten Trockeneisschnees, insbesondere eine Verdichtung und/oder Verarbeitung zu Trockeneis-Pellets, vereinfacht werden. Im Speziellen kann durch den veränderlichen Querschnitt eine vorteilhafte Druckverteilung erreicht werden. Such a design makes it possible to provide a particularly efficient device for producing dry ice snow with a particularly efficient phase separation. In particular, a gaseous phase produced in the expansion space can be separated particularly efficiently from a solid phase produced in an operating state. In addition, a simple structural arrangement can be provided. Furthermore, a particularly early phase separation can be achieved in a pelletizing process for producing dry ice pellets. In particular, an efficient phase separation can take place in an uncomplicated manner before a compaction process. Furthermore, dry ice snow with a particularly low residual CO2 gas content can be produced. This can simplify further processing of the dry ice snow produced, in particular compaction and/or processing into dry ice pellets. In particular, an advantageous pressure distribution can be achieved through the variable cross-section.
Bei der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Erzeugung von Trockeneisschnee durch Entspannung einer Flüssigkeit, insbesondere von flüssigem CO2. Vorzugsweise weist die Trockeneisschnee- Erzeugungsvorrichtung zumindest eine Verbindung zu einer Quelle von flüssigem CO2 auf. Alternativ ist denkbar, dass ein Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem, welches zumindest die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung umfasst, die zumindest eine Verbindung der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung zu einer Quelle von flüssigem CO2 aufweist. Denkbar wäre beispielsweise eine Rohrverbindung zu einem bereits bestehenden, insbesondere ortsfesten, Speicher von flüssigem CO2. Alternativ ist denkbar, dass das Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem und/oder die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung eine Speichereinheit, insbesondere zumindest einen Lager- und/oder Transportbehälter für flüssiges CO2 umfasst. Insbesondere handelt es sich bei dem flüssigen CO2 um unter Druck verflüssigtes CO2. Weiterhin weist das Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem vorzugsweise zumindest eine Trockeneisschnee-Weiterverarbeitungsvorrichtung auf, in welcher der in der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung erzeugte Trockeneisschnee weiterverarbeitet wird, insbesondere zu Trockeneis-Pellets. Vorzugsweise weist die Trockeneisschnee-Weiterverarbeitungsvorrichtung zumindest eine Extrusionsvorrichtung auf, welche bevorzugt als Schneckenförderer, beispielsweise als Einzel- oder Doppelschneckenförderer, zum Verdichten des Trockeneisschnees ausgebildet und an dessen Ende insbesondere eine Matrix zur Extrusion von Trockeneis-Pellets angeordnet ist. The dry ice snow generating device is a device for generating dry ice snow by expanding a liquid, in particular liquid CO2. The dry ice snow generating device preferably has at least one connection to a source of liquid CO2. Alternatively, it is conceivable that a dry ice production and processing system which comprises at least the dry ice snow generating device has at least one connection of the dry ice snow generating device to a source of liquid CO2. For example, a pipe connection to an existing, in particular stationary, storage facility for liquid CO2 would be conceivable. Alternatively, it is conceivable that the dry ice production and processing system and/or the dry ice snow generating device comprises a storage unit, in particular at least one storage and/or transport container for liquid CO2. In particular, the liquid CO2 is CO2 liquefied under pressure. Furthermore, the dry ice production and processing system preferably has at least one dry ice snow processing device in which the dry ice snow produced in the dry ice snow production device is further processed, in particular into dry ice pellets. The dry ice snow processing device preferably has at least one extrusion device, which is preferably designed as a screw conveyor, for example as a single or double screw conveyor, for compacting the dry ice snow and at the end of which in particular a matrix for extruding dry ice pellets is arranged.
Bei der Expansionseinheit handelt es sich um eine Einheit, welche dazu vorgesehen ist, eine flüssige Phase, insbesondere flüssiges CO2, durch Expansion in ein Gemisch aus einer gasförmigen Phase, insbesondere gasförmiges CO2, und einer festen Phase, insbesondere CO2-Schnee, zu entspannen, wobei die erzeugte gasförmige und erzeugte feste Phase des Gemischs insbesondere in der Expansionseinheit getrennt wird. The expansion unit is a unit which is intended to relax a liquid phase, in particular liquid CO2, by expansion into a mixture of a gaseous phase, in particular gaseous CO2, and a solid phase, in particular CO2 snow, wherein the gaseous and solid phases of the mixture produced are separated in particular in the expansion unit.
Die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Düse zum Einspritzen eines verflüssigten Gases, insbesondere von flüssigem CO2, in den Expansionsraum der Expansionseinheit. Vorzugsweise grenzt der Flüssigkeitseingang unmittelbar an die Düse der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung an, wobei ein minimaler Abstand zwischen beiden insbesondere maximal 10 mm, vorzugsweise höchstens 5 mm und besonders bevorzugt maximal 2 mm beträgt. Alternativ wäre auch denkbar, dass zwischen dem Flüssigkeitseingang und der Düse ein größerer Abstand vorhanden ist, insbesondere mehr als 10 mm, jedoch bevorzugt höchstens 50 mm. Ferner ist der Flüssigkeitseingang vorzugsweise als eine Öffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt in der Expansionseinheit ausgebildet, insbesondere in Form einer Bohrung und/oder Fräsung. The dry ice snow generating device preferably comprises at least one nozzle for injecting a liquefied gas, in particular liquid CO2, into the expansion space of the expansion unit. The liquid inlet is preferably directly adjacent to the nozzle of the dry ice snow generating device, with a minimum distance between the two being in particular a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 5 mm and particularly preferably a maximum of 2 mm. Alternatively, it would also be conceivable for there to be a larger distance between the liquid inlet and the nozzle, in particular more than 10 mm, but preferably a maximum of 50 mm. Furthermore, the liquid inlet is preferably designed as an opening with a circular cross-section in the expansion unit, in particular in the form of a bore and/or milling.
Der Expansionsraum ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere in einem ersten Abschnitt, zumindest im Wesentlichen kegelstumpfschalenförmig ausgebildet. Vorzugsweise weicht eine Form des Expansionsraumes in einem entsprechenden Abschnitt um einen Volumenanteil von höchstens 30 %, vorzugsweise von höchstens 20 % und bevorzugt von höchstens 10 % von einer reinen Kegelstumpfschalenform ab. Der Expansionsraum ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere in einem zweiten Abschnitt, zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise weicht eine Form des Expansionsraumes in einem entsprechenden Abschnitt um einen Volumenanteil von höchstens 30 %, vorzugsweise von höchstens 20 % und bevorzugt von höchstens 10 % von einer reinen Zylinderform ab. The expansion space is preferably at least partially, in particular in a first section, at least substantially truncated cone-shaped. Preferably, a shape of the expansion space differs in a The expansion space is preferably at least substantially cylindrical in shape, at least in sections, in particular in a second section. The shape of the expansion space in a corresponding section preferably deviates from a pure cylindrical shape by a volume proportion of at most 30%, preferably at most 20%, and preferably at most 10%.
Der Gasausgang ist vorzugsweise als Kanal, insbesondere als Röhre, ausgebildet Vorzugsweise weist der Gasausgang eine Länge von zumindest 1 mm, bevorzugt von mindestens 3 mm und besonders bevorzugt von wenigstens 6 mm auf. Insbesondere beträgt eine Länge des Gasausgangs höchstens 50 mm, bevorzugt maximal 25 mm und besonders bevorzugt maximal 15 mm. Der Gasausgang dient dabei zur Abführung einer gasförmigen Phase, insbesondere gasförmigen CO2, aus dem Expansionsraum. Insbesondere verläuft der Gasausgang ausgehend von dem Expansionsraum zu einer Außenfläche der Expansionseinheit. Der Gasausgang weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist besonders bevorzugt als eine Bohrung und/oder Fräsung ausgebildet. Vorzugsweise weist der Gasausgang einen Durchmesser von zumindest 0,5 mm, vorzugsweise von zumindest 0,75 mm und bevorzugt von zumindest 1 mm auf. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser maximal 12 mm, vorzugsweise maximal 6 mm und bevorzugt maximal 3 mm. Hierbei soll unter einem „Durchmesser“ des Gasausgangs, insbesondere auch bei einem nicht-kreisförmigen Querschnitt des Gasausgangs, insbesondere ein Durchmesser eines kleinsten gedachten Kreises verstanden werden, welcher den Querschnitt des Gasausgangs gerade noch vollständig umschließt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Druckverteilung in dem Gasausgang erreicht werden. Insbesondere kann ein Austreten von Trockeneisschnee aus dem Gasausgang reduziert werden. Vorzugsweise wird die gasförmige Phase von CO2 zumindest zu einem Großteil lediglich durch den Gasausgang aus dem Expansionsraum abgeführt, wodurch vorteilhaft ein Trockeneischnee mit einem besonders niedrigen Anteil einer gasförmigen Phase erzeugt werden kann. Dabei ist der Gasausgang separat von dem Flüssigkeitseingang ausgebildet. Ferner ist der Gasausgang separat von dem Expansionsraum ausgebildet. Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % eines Volumen- und/oder Masseanteils verstanden werden. The gas outlet is preferably designed as a channel, in particular as a tube. The gas outlet preferably has a length of at least 1 mm, preferably of at least 3 mm and particularly preferably of at least 6 mm. In particular, the length of the gas outlet is at most 50 mm, preferably a maximum of 25 mm and particularly preferably a maximum of 15 mm. The gas outlet serves to discharge a gaseous phase, in particular gaseous CO2, from the expansion space. In particular, the gas outlet runs from the expansion space to an outer surface of the expansion unit. The gas outlet preferably has a circular cross-section and is particularly preferably designed as a bore and/or milling. The gas outlet preferably has a diameter of at least 0.5 mm, preferably of at least 0.75 mm and preferably of at least 1 mm. The diameter is preferably a maximum of 12 mm, preferably a maximum of 6 mm and preferably a maximum of 3 mm. In this context, a “diameter” of the gas outlet, particularly in the case of a non-circular cross-section of the gas outlet, is to be understood as a diameter of the smallest imaginary circle which just completely encloses the cross-section of the gas outlet. This can achieve an advantageous pressure distribution in the gas outlet. In particular, the escape of dry ice snow from the gas outlet can be reduced. Preferably, the gaseous phase of CO2 is at least largely discharged from the expansion chamber only through the gas outlet, whereby dry ice snow with a particularly low proportion of a gaseous phase can be generated. The gas outlet is designed separately from the liquid inlet. Furthermore, the gas outlet is designed separately from the expansion space. The expression "at least to a large extent" is to be understood in particular as at least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and particularly advantageously at least 95% of a volume and/or mass proportion.
Der Trockeneisschnee-Ausgang dient einer Abführung von Trockeneisschnee aus dem Expansionsraum und ist vorzugsweise als eine Öffnung in der Expansionseinheit ausgebildet. Bevorzugt wird Trockeneisschnee lediglich durch den Trockeneisschnee-Ausgang aus dem Expansionsraum abgeführt. Der Trockeneisschnee-Ausgang ist vorzugsweise an einem zweiten Ende des Expansionsraums gegenüber einem ersten Ende des Expansionsraums angeordnet, an welchem der Flüssigkeitseingang ausgebildet ist. Bevorzugt sind der Trockeneisschnee-Aus- gang und der Flüssigkeitseingang an gegenüberliegenden Enden des Expansionsraums ausgebildet. Vorzugsweise ist der Trockeneisschnee-Ausgang in einer Einbaulage und/oder einem Betriebszustand bezüglich einer Schwerkraftrichtung unterhalb des Flüssigkeitseingangs angeordnet, wodurch der Trockeneisschnee von seinem Ort der Erzeugung im Expansionsraum, insbesondere von einer Region im Expansionsraum nahe dem Flüssigkeitseingang, mittels der Schwerkraft auf einfache Weise zu dem Trockeneisschnee-Ausgang transportiert werden kann. Der Trockeneisschnee-Ausgang ist vorzugsweise länglich und besonders bevorzugt gebogen, gekrümmt und/oder geknickt ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass der Trockeneischnee-Ausgang eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form aufweist. Vorzugsweise weist die Expansionseinheit weitere Trockeneischnee-Ausgänge auf, welche besonders bevorzugt untereinander gleich ausgebildet sind. Alternativ ist denkbar, dass die Trockeneischnee-Ausgänge unterschiedliche Formen voneinander aufweisen. The dry ice snow outlet serves to remove dry ice snow from the expansion chamber and is preferably designed as an opening in the expansion unit. Preferably, dry ice snow is only removed from the expansion chamber through the dry ice snow outlet. The dry ice snow outlet is preferably arranged at a second end of the expansion chamber opposite a first end of the expansion chamber at which the liquid inlet is formed. Preferably, the dry ice snow outlet and the liquid inlet are formed at opposite ends of the expansion chamber. Preferably, the dry ice snow outlet is arranged in an installation position and/or an operating state with respect to a direction of gravity below the liquid inlet, whereby the dry ice snow can be transported from its place of production in the expansion chamber, in particular from a region in the expansion chamber near the liquid inlet, to the dry ice snow outlet in a simple manner by means of gravity. The dry ice snow outlet is preferably elongated and particularly preferably bent, curved and/or kinked. Alternatively, it is conceivable that the dry egg white outlet has a different shape that appears to be sensible to the expert. Preferably, the expansion unit has further dry egg white outlets, which are particularly preferably designed identically to one another. Alternatively, it is conceivable that the dry egg white outlets have different shapes from one another.
Die Expansionseinheit weist vorzugsweise eine Axialrichtung auf, welche insbesondere ausgehend von dem Flüssigkeitseingang in Richtung zum Trockeneisschnee-Ausgang weist. Bezüglich der Axialrichtung der Expansionseinheit weist die Expansionseinheit vorzugsweise eine Symmetrie, insbesondere eine Drehsymmetrie, auf. Vorzugsweise weisen Bestandteile der Expansionseinheit, insbesondere der Expansionsraum und/oder der Flüssigkeitseingang und/oder der Flüssigkeitsausgang bezüglich der Axialrichtung der Expansionseinheit eine Symmetrie, insbesondere eine Drehsymmetrie, auf. Bezüglich der Axialrichtung der Expansionseinheit weist die Düse vorzugsweise eine Symmetrie, insbesondere eine Drehsymmetrie, auf. Vorzugsweise ist die Axialrichtung der Expansionseinheit in einer Einbaulage und/oder einem Betriebszustand parallel zu einer Schwerkraftrichtung. Der Querschnitt des Expansionsraums ist eine Fläche, welche vorzugsweise senkrecht zu der Axialrichtung der Expansionseinheit ausgebildet ist. The expansion unit preferably has an axial direction, which in particular starts from the liquid inlet in the direction of the Dry ice snow outlet. With respect to the axial direction of the expansion unit, the expansion unit preferably has a symmetry, in particular a rotational symmetry. Preferably, components of the expansion unit, in particular the expansion space and/or the liquid inlet and/or the liquid outlet, with respect to the axial direction of the expansion unit, in particular a rotational symmetry. With respect to the axial direction of the expansion unit, the nozzle preferably has a symmetry, in particular a rotational symmetry. Preferably, the axial direction of the expansion unit in an installation position and/or an operating state is parallel to a direction of gravity. The cross section of the expansion space is a surface which is preferably formed perpendicular to the axial direction of the expansion unit.
Unter „vorgesehen“ soll ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. The term "intended" should be understood as designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood as meaning that the object fulfills and/or carries out this specific function in at least one application and/or operating state.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Gasausgang ausgehend vom Expansionsraum in Richtung des Flüssigkeitseingangs gerichtet ist. Hierdurch kann eine besonders effiziente Phasentrennung erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte räumliche Auftrennung der erzeugten gasförmigen und erzeugten festen Phase auf eine einfache Weise erzielt werden. Insbesondere kann ein Austreten der erzeugten festen Phase durch den Gasausgang auf einfache Weise vermieden werden. Vorzugsweise sind eine Axialausrichtung des Gasausgangs und/oder eine mittlere Bewegungsrichtung der erzeugten gasförmigen Phase in dem Gasausgang in einem Betriebszustand zumindest teilweise entgegengesetzt zu einer Richtung entlang der Axialrichtung der Expansionseinheit ausgehend von dem Flüssigkeitseingang bis zum Trockeneisschnee-Ausgang und/oder einer mittleren Bewegungsrichtung des Trockeneisschnees in dem Betriebszustand. Vorzugsweise weist die Axialrichtung des Gasausgangs entlang dem Gasausgang ausgehend von dem Expansionsraum in eine Richtung zu einer äußeren Oberfläche der Expansionseinheit. Vorzugsweise stimmt die Axialrichtung des Gasausgangs mit der mittlere Bewegungsrichtung der erzeugten gasförmigen Phase in dem Gasausgang in dem Betriebszustand überein. Vorzugsweise stimmt die Axialrichtung der Expansionseinheit mit der mittleren Bewegungsrichtung des Trockeneisschnees in dem Betriebszustand überein. Vorzugsweise besitzt ein Winkel zwischen der Axialrichtung des Gasausgangs und der Axialrichtung der Expansionseinheit einen Wert von über 90°, vorzugsweise von zumindest 120° und bevorzugt von zumindest 130°. Insbesondere besitzt der Winkel zwischen der Axialrichtung des Gasausgangs und der Axialrichtung der Expansionseinheit einen Wert von weniger als 180°, vorzugsweise von maximal 160° und bevorzugt von höchstens 140°. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel 135°. Bevorzugt wird die Richtung eines Gasstroms im Expansionsraum in einem Betriebszustand um einen Winkel von mehr als 90°, vorzugsweise von zumindest 120° und bevorzugt von zumindest 130° im Gasausgang umgelenkt. Insbesondere wird die Richtung des Gasstroms im Expansionsraum in dem Betriebszustand um einen Winkel von weniger als 180°, vorzugsweise von maximal 160° und bevorzugt maximal 140° im Gasausgang umgelenkt. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel 135°. Eine mittlere Bewegungsrichtung des Trockeneisschnees im Expansionsraum entspricht vorzugsweise einer mittleren Bewegungsrichtung des gesamten Trockeneisschnees im Expansionsraum. Vorzugsweise ist eine mittlere Bewegungsrichtung des Trockeneisschnees parallel zu einer Schwerkraftrichtung. Alternativ wäre auch denkbar, dass der Gasausgang ausgehend vom Expansionsraum in Richtung des Trockeneisschnee-Ausgangs gerichtet ist, wobei in diesem Fall insbesondere eine Umlenkung innerhalb des Gasausgangs bevorzugt wäre. It is further proposed that the gas outlet is directed from the expansion space in the direction of the liquid inlet. This allows a particularly efficient phase separation to be achieved. In particular, an advantageous spatial separation of the generated gaseous and generated solid phase can be achieved in a simple manner. In particular, leakage of the generated solid phase through the gas outlet can be easily avoided. Preferably, an axial alignment of the gas outlet and/or an average direction of movement of the generated gaseous phase in the gas outlet in an operating state are at least partially opposite to a direction along the axial direction of the expansion unit from the liquid inlet to the dry ice snow outlet and/or an average direction of movement of the dry ice snow in the operating state. Preferably, the axial direction of the gas outlet along the gas outlet from the expansion space points in a direction to an outer surface of the expansion unit. Preferably, the axial direction of the gas outlet coincides with the mean direction of movement of the gaseous phase generated in the gas outlet in the operating state. Preferably, the axial direction of the expansion unit corresponds to the mean direction of movement of the dry ice snow in the operating state. Preferably, an angle between the axial direction of the gas outlet and the axial direction of the expansion unit has a value of more than 90°, preferably of at least 120° and preferably of at least 130°. In particular, the angle between the axial direction of the gas outlet and the axial direction of the expansion unit has a value of less than 180°, preferably of a maximum of 160° and preferably of a maximum of 140°. The angle is particularly preferably 135°. Preferably, the direction of a gas flow in the expansion space in an operating state is deflected by an angle of more than 90°, preferably of at least 120° and preferably of at least 130° in the gas outlet. In particular, the direction of the gas flow in the expansion chamber in the operating state is deflected by an angle of less than 180°, preferably of a maximum of 160° and preferably a maximum of 140° in the gas outlet. The angle is particularly preferably 135°. An average direction of movement of the dry ice snow in the expansion chamber preferably corresponds to an average direction of movement of the entire dry ice snow in the expansion chamber. An average direction of movement of the dry ice snow is preferably parallel to a direction of gravity. Alternatively, it would also be conceivable for the gas outlet to be directed from the expansion chamber in the direction of the dry ice snow outlet, in which case a deflection within the gas outlet would be particularly preferred.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass sich eine Querschnittsfläche eines Querschnitts des Gasausgangs ausgehend vom Expansionsraum zu einer Außenfläche der Expansionseinheit, insbesondere der oben genannten Außenfläche, verändert. Vorzugsweise nimmt die Querschnittsfläche ausgehend vom Expansionsraum zu einer Außenfläche der Expansionseinheit zu. Hierdurch kann die Trockenschnee- Erzeugungsvorrichtung weiter optimiert werden. Der Querschnitt des Gasausgangs ist eine Fläche, welche insbesondere senkrecht zu der Axialrichtung des Gasausgangs ausgebildet ist. Es wäre denkbar, dass die Zunahme zumindest abschnittsweise kontinuierlich entlang dem Gasausgang erfolgt. Vorzugsweise liegt die Zunahme jedoch gestaffelt vor. Hierdurch kann eine Herstellung vorteilhaft vereinfacht werden. Bevorzugt weist der Gasausgang eine Entgasungsöffnung und einen Entgasungsausgang auf, welche durch eine gestaffelte, und zwar insbesondere im Wesentlichen diskrete, Zunahme der Querschnittsfläche aufgeteilt sind. Unter einer „im Wesentlichen diskreten Zunahme“ soll insbesondere eine Zunahme verstanden werden, welche komplett innerhalb eines Abschnitts mit einer Länge von maximal 20 %, vorzugsweise höchstens 10 %, besonders bevorzugt maximal 5 % und besonders vorteilhaft maximal 2 % der Länge des Gasausgangs vorliegt. Die Entgasungsöffnung und der Entgasungsausgang weisen vorzugsweise jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind besonders bevorzugt als jeweils eine Bohrung und/oder Fräsung ausgebildet. Alternativ wäre denkbar, dass der Querschnitt der Entgasungsöffnung und/oder des Entgasungsausgangs eine andere, dem Fachmann sinnvoll erscheinende Flächenform aufweist. Die Entgasungsöffnung und/oder der Entgasungsausgang weisen/weist vorzugsweise jeweils eine konstante Querschnittsfläche auf. Die Entgasungsöffnung grenzt vorzugsweise an den Expansionsraum an. Der Entgasungsausgang grenzt vorzugsweise an die Außenfläche der Expansionseinheit an und weist insbesondere eine größere Querschnittsfläche als die Entgasungsöffnung auf. Vorzugsweise weist die Entgasungsöffnung einen Durchmesser von zumindest 0,5 mm, bevorzugt von zumindest 0,75 mm und besonders bevorzugt von zumindest 1 mm auf. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser maximal 3 mm, bevorzugt maximal 2 mm und besonders bevorzugt maximal 1 ,2 mm. Der Entgasungsausgang weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher um einen Faktor größer eins und bevorzugt höchstens vier, insbesondere genau zwei, größer als der Durchmesser der Entgasungsöffnung ist. Die Entgasungsöffnung weist vorzugsweise eine Länge auf, welche dem Durchmesser der Entgasungsöffnung zumindest im Wesentlichen entspricht, insbesondere mit einer Abweichung von weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % von dem Durchmesser der Entgasungsöffnung. Alternativ wären andere Dimensionen denkbar, welche dem Fachmann sinnvoll erscheinen. Es wäre weiterhin denkbar, dass der Gasausgang weitere, insbesondere zumindest im Wesentlichen diskrete, Zunahmen aufweist. Alternativ wäre denkbar, dass der Querschnitt des Gasausgangs entlang des Gasausgangs eine konstante Flächengröße und/oder -form aufweist. It is further proposed that a cross-sectional area of a cross section of the gas outlet changes from the expansion space to an outer surface of the expansion unit, in particular the above-mentioned outer surface. Preferably, the cross-sectional area increases from the expansion space to an outer surface of the expansion unit. This allows the dry snow generating device to be further optimized. The cross section of the gas outlet is an area which is in particular perpendicular to the axial direction of the Gas outlet is designed. It would be conceivable that the increase occurs continuously at least in sections along the gas outlet. Preferably, however, the increase is staggered. This can advantageously simplify production. Preferably, the gas outlet has a degassing opening and a degassing outlet, which are divided by a staggered, in particular essentially discrete, increase in the cross-sectional area. A "substantially discrete increase" is to be understood in particular as an increase which is completely within a section with a length of a maximum of 20%, preferably at most 10%, particularly preferably a maximum of 5% and particularly advantageously a maximum of 2% of the length of the gas outlet. The degassing opening and the degassing outlet preferably each have a circular cross-section and are particularly preferably designed as a bore and/or milling. Alternatively, it would be conceivable for the cross-section of the degassing opening and/or the degassing outlet to have a different surface shape that appears sensible to the person skilled in the art. The degassing opening and/or the degassing outlet preferably each have a constant cross-sectional area. The degassing opening preferably borders on the expansion space. The degassing outlet preferably borders on the outer surface of the expansion unit and in particular has a larger cross-sectional area than the degassing opening. The degassing opening preferably has a diameter of at least 0.5 mm, preferably of at least 0.75 mm and particularly preferably of at least 1 mm. The diameter is preferably a maximum of 3 mm, preferably a maximum of 2 mm and particularly preferably a maximum of 1.2 mm. The degassing outlet preferably has a diameter which is larger than the diameter of the degassing opening by a factor of one and preferably at most four, in particular exactly two. The degassing opening preferably has a length which at least substantially corresponds to the diameter of the degassing opening, in particular with a deviation of less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% from the diameter of the degassing opening. Alternatively, other dimensions would be conceivable, which appear reasonable to the person skilled in the art. It would also be conceivable for the gas outlet to have further, in particular at least essentially discrete, increases. Alternatively, it would be conceivable for the cross section of the gas outlet to have a constant surface size and/or shape along the gas outlet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Expansionseinheit eine Mehrzahl weiterer Gasausgänge aufweist, welche über eine Außenfläche der Expansionseinheit, insbesondere der oben genannten Außenfläche der Expansionseinheit, verteilt angeordnet und ausgehend vom Expansionsraum in Richtung des Flüssigkeitseingangs gerichtet sind. Hierdurch kann vorteilhaft eine große Menge der gebildeten gasförmigen Phase aus dem Expansionsraum der Expansionseinheit entfernt werden. Vorzugsweise können die weiteren Gasausgänge die gleichen hierin genannten Eigenschaften für den Gasausgang aufweisen. Vorzugsweise sind die Gasausgänge über die Außenfläche der Expansionseinheit so verteilt angeordnet, dass sie jeweils von einer Region im Expansionsraum in der Nähe des Flüssigkeitseingangs, von einer Region im Expansionsraum in der Nähe des Trockeneisschneeausgangs, sowie von dazwischen liegenden Regionen ausgehen. Hierdurch kann vorteilhaft eine große Menge der gasförmigen Phase besonders effizient aus dem Expansionsraum der Expansionseinheit eliminiert werden, da die gebildete gasförmige Phase aus einem Bereich des Expansionsraums in der Nähe des Flüssigkeitseingangs, sowie die gebildete gasförmige Phase aus einem Bereich des Expansionsraums in der Nähe des Trockeneisschneeausgangs, sowie jeglichen Bereichen dazwischen durch eine unmittelbare Nähe eines Gasausgangs effektiv aus dem Expansionsraum entfernt werden kann. Insbesondere kann eine Homogenität der Phasentrennung gesteigert werden. Vorzugsweise sind die Gasausgänge symmetrisch angeordnet, insbesondere in Bezug auf die Axialrichtung der Expansionseinheit, wodurch eine Homogenität der Phasentrennung weiterhin gesteigert werden kann. Vorzugsweise ist hierbei jeweils eine Gruppe von Gasausgängen bezüglich einer Schwerkraftrichtung übereinander angeordnet, wobei jeweils eine erste Gruppe von Gasausgängen bezüglich der Axialrichtung der Expansionseinheit einer weiteren Gruppe von Gasausgängen gegenüber liegt. Vorzugsweise sind jeweils mehrere, insbesondere vier, Gruppen von übereinander liegenden Gasausgängen auf einem Ring um die Axialrichtung der Expansionseinheit vorzugsweise mit einem konstanten Abstand zueinander angeordnet. Hierdurch kann eine effizientere und homogenere Eliminierung von Gas aus dem Expansionsraum, sowie eine hohe bauliche Stabilität und ein einfacher baulicher Aufbau der Expansionsvorrichtung bereitgestellt werden. Alternativ ist denkbar, dass die auf der Außenfläche der Expansionseinheit verteilt angeordneten Gasausgänge weitere Muster und/oder Symmetrien aufweisen. It is also proposed that the expansion unit has a plurality of further gas outlets which are distributed over an outer surface of the expansion unit, in particular the above-mentioned outer surface of the expansion unit, and are directed from the expansion space in the direction of the liquid inlet. This advantageously allows a large amount of the gaseous phase formed to be removed from the expansion space of the expansion unit. The further gas outlets can preferably have the same properties mentioned here for the gas outlet. The gas outlets are preferably distributed over the outer surface of the expansion unit in such a way that they each originate from a region in the expansion space near the liquid inlet, from a region in the expansion space near the dry ice snow outlet, and from regions in between. This advantageously allows a large amount of the gaseous phase to be eliminated particularly efficiently from the expansion space of the expansion unit, since the gaseous phase formed from an area of the expansion space near the liquid inlet, as well as the gaseous phase formed from an area of the expansion space near the dry ice snow outlet, as well as any areas in between can be effectively removed from the expansion space by a gas outlet being in close proximity. In particular, the homogeneity of the phase separation can be increased. Preferably, the gas outlets are arranged symmetrically, in particular with respect to the axial direction of the expansion unit, whereby the homogeneity of the phase separation can be further increased. Preferably, a group of gas outlets is arranged one above the other with respect to a direction of gravity, with a first group of gas outlets being connected to a further group of gas outlets with respect to the axial direction of the expansion unit. Preferably, several, in particular four, groups of gas outlets lying one above the other are arranged on a ring around the axial direction of the expansion unit, preferably at a constant distance from one another. This can provide a more efficient and homogeneous elimination of gas from the expansion space, as well as a high structural stability and a simple structural design of the expansion device. Alternatively, it is conceivable that the gas outlets arranged distributed on the outer surface of the expansion unit have further patterns and/or symmetries.
Vorzugsweise sind die Gasausgänge jeweils unter einem gleichen Winkel, in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet. Alternativ ist denkbar, dass die Gasausgänge jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind. Es ist insbesondere denkbar, dass jeweils eine erste Gruppe von Gasausgängen unter einem gleichen Winkel in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind, während zumindest eine weitere Gruppe von Gasausgängen unter einem unterschiedlichen Winkel zu der ersten Gruppe Gasausgänge in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind, wobei die Gasausgänge in der zumindest einen weiteren Gruppe von Gasausgängen unter einem gleichen Winkel in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind. Insbesondere ist denkbar, dass eine Gruppe von Gasausgängen, welche unter einem gleichen Winkel in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind, einen gleichen Abstand zum Flüssigkeitseingang aufweisen. Vorzugsweise wird eine unterschiedliche Wahl der Winkel, unter welchen die Gasausgänge in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind, für eine möglichst effektive Phasentrennung optimiert. So könnte denkbar sein, dass der Winkel, unter welchem die Gasausgänge in Richtung des Flüssigkeitseingangs ausgerichtet sind, mit einem zunehmenden Abstand des jeweiligen Gasausgangs zum Flüssigkeitseingang stets abnimmt oder stets zunimmt oder eine regelmäßige oder unregelmäßige Zu- und/oder Abnahme aufweist. Preferably, the gas outlets are each aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet. Alternatively, it is conceivable that the gas outlets are each aligned at a different angle in the direction of the liquid inlet. It is particularly conceivable that a first group of gas outlets is aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet, while at least one further group of gas outlets is aligned at a different angle to the first group of gas outlets in the direction of the liquid inlet, wherein the gas outlets in the at least one further group of gas outlets are aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet. In particular, it is conceivable that a group of gas outlets which are aligned at the same angle in the direction of the liquid inlet have the same distance from the liquid inlet. Preferably, a different choice of the angles at which the gas outlets are aligned in the direction of the liquid inlet is optimized for the most effective phase separation possible. It could be conceivable that the angle at which the gas outlets are aligned in the direction of the liquid inlet always decreases or always increases with an increasing distance of the respective gas outlet from the liquid inlet or shows a regular or irregular increase and/or decrease.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Gesamt-Querschnittsfläche der Gasausgänge ausgehend vom Flüssigkeitseingang zum Trockeneisschnee-Ausgang zunimmt. Insbesondere ist denkbar, dass eine Anzahl der jeweiligen Gasausgänge auf der Außenfläche der Expansionseinheit und/oder eine jeweilige Querschnittsfläche der einzelnen Gasausgänge auf der Außenfläche der Expansionseinheit in eine Richtung ausgehend vom Flüssigkeitseingang zum Trockeneisschnee-Ausgang zunehmen. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders effiziente und/oder homogenere Eliminierung einer gasförmigen Phase aus dem Expansionsraum bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Zunahme eines Volumens des Expansionsraums mit einer zunehmenden Gesamt-Querschnittsfläche der Gasausgänge ausgehend vom Flüssigkeitseingang zum Trockeneisschnee-Aus- gang kompensiert werden. Unter einer „Gesamt-Querschnittsfläche“ soll insbesondere eine Summe der Querschnittsflächen von Gasausgängen verstanden werden, welche einen ähnlichen Abstand, insbesondere einen gleichen Abstand, zu dem Flüssigkeitseingang aufweisen. Furthermore, it is proposed that a total cross-sectional area of the gas outlets from the liquid inlet to the dry ice snow outlet increases. In particular, it is conceivable that a number of the respective gas outlets on the outer surface of the expansion unit and/or a respective cross-sectional area of the individual gas outlets on the outer surface of the expansion unit increase in a direction starting from the liquid inlet to the dry ice snow outlet. This can advantageously provide a particularly efficient and/or more homogeneous elimination of a gaseous phase from the expansion space. In particular, an increase in the volume of the expansion space can be compensated with an increasing total cross-sectional area of the gas outlets starting from the liquid inlet to the dry ice snow outlet. A “total cross-sectional area” is to be understood in particular as a sum of the cross-sectional areas of gas outlets which have a similar distance, in particular an equal distance, to the liquid inlet.
Vorteilhaft weist der Expansionsraum zumindest abschnittsweise einen zumindest im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt auf. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders effiziente und homogene Eliminierung einer gebildeten gasförmigen Phase aus dem Expansionsraum bereitgestellt werden, da beispielsweise im Gegensatz zu einem kreisförmigen Querschnitt, in welchem ein Teil der gasförmigen Phase in einer Region um den Mittelpunkt des kreisförmigen Querschnitts angeordnet ist und somit eine weite Strecke zur Oberfläche des Kreises zurückgelegen muss, um den Expansionsraum zu verlassen, die gebildete gasförmige Phase in jedem Punkt in einem Expansionsraum mit einem kreisringförmigen Querschnitt eine vergleichsweise niedrige Strecke zu einem Gasausgang zurücklegen muss, welcher direkt an eine Oberfläche des Expansionsraums angrenzt. Ein Kreisring des im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitts ist insbesondere durch zwei konzentrische Kreise begrenzt. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders homogene Phasentrennung, insbesondere eine besonders homogene Eliminierung einer gebildeten gasförmigen Phase erreicht werden. Insbesondere kann der Querschnitt des Expansionsraums in einem ersten Abschnitt zumindest im Wesentlichen kreisringförmig und in einem zweiten Abschnitt andersartig geformt, insbesondere zumindest im Wesentlichen kreisförmig, ausgebildet sein. Vorzugsweise bildet der erste Abschnitt mit einem zumindest im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildeten Querschnitt zumindest 60 %, vorzugsweise zumindest 70 % und bevorzugt zumindest 80 % des Volumens des Expansionsraums aus. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt unterhalb von dem zweiten Abschnitt bezüglich einer Schwerkraftrichtung angeordnet. Vorzugsweise grenzt der erste Abschnitt an den Trockeneisschnee-Ausgang an. Vorzugsweise grenzt der zweite Abschnitt an die Düse und/oder den Flüssigkeitseingang an. Vorzugsweise weist der zumindest im Wesentlichen kreisringförmige Querschnitt des Expansionsraums bezüglich eines Flächenanteils höchstens eine Abweichung von maximal 20 %, vorzugsweise von höchstens 10 % und bevorzugt von maximal 5 % von einer reinen Form eines Kreisrings auf. Insbesondere kann der Umfang eines inneren Rings und/oder eines äußeren Rings des im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitts, beispielsweise durch eine Strukturierung auf der Oberfläche des Expansionsraums, uneben sein, wodurch der im Wesentlichen kreisringförmige Querschnitt von einer reinen Form eines Kreisrings abweicht. The expansion space advantageously has, at least in sections, an at least substantially circular cross-section. This advantageously makes it possible to provide a particularly efficient and homogeneous elimination of a gaseous phase formed from the expansion space, since, for example, in contrast to a circular cross-section in which part of the gaseous phase is arranged in a region around the center of the circular cross-section and thus has to travel a long distance to the surface of the circle in order to leave the expansion space, the gaseous phase formed has to travel a comparatively short distance to a gas outlet at every point in an expansion space with a circular cross-section, which directly borders a surface of the expansion space. A circular ring of the substantially circular cross-section is delimited in particular by two concentric circles. This advantageously makes it possible to achieve a particularly homogeneous phase separation, in particular a particularly homogeneous elimination of a gaseous phase formed. In particular, the cross-section of the expansion space can be at least substantially circular in a first section and differently shaped in a second section. in particular at least substantially circular. Preferably, the first section with an at least substantially circular cross-section forms at least 60%, preferably at least 70% and preferably at least 80% of the volume of the expansion space. Preferably, the first section is arranged below the second section with respect to a direction of gravity. Preferably, the first section borders on the dry ice snow outlet. Preferably, the second section borders on the nozzle and/or the liquid inlet. Preferably, the at least substantially circular cross-section of the expansion space has a maximum deviation of 20%, preferably of 10% and preferably of 5% from a pure circular ring shape in terms of area proportion. In particular, the circumference of an inner ring and/or an outer ring of the substantially circular ring-shaped cross-section can be uneven, for example due to a structuring on the surface of the expansion space, whereby the substantially circular ring-shaped cross-section deviates from a pure circular ring shape.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Querschnittsfläche des Expansionsraums vom Flüssigkeitseingang zum Trockeneisschnee-Ausgang zunimmt. Hierdurch kann eine besonders effiziente Druckverteilung für die Phasentrennung erreicht werden. Beispielsweise könnte die Querschnittsfläche zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen linear zunehmen. Vorzugsweise weist die Zunahme eine Rate von mindestens 2 mm2/mm, insbesondere von zumindest 3 mm2/mm und bevorzugt von zumindest 4 mm2/mm auf. Weiterhin weist die Zunahme vorzugsweise eine Rate von höchstens 15 mm2/mm, insbesondere von maximal 10 mm2/mm und bevorzugt von höchstens 5 mm2/mm auf. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einer mittleren Rate insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % der mittleren Rate abweicht. Alternativ und/oder zusätzlich ist zumindest abschnittsweise eine nichtlineare Zunahme denkbar. Vorzugsweise beschreibt die nichtlineare Zunahme eine stetig zunehmende Funktion, welche bevorzugt als eine exponentielle Funktion und besonders bevorzugt als eine logarithmische Funktion ausgebildet ist. In a further embodiment of the invention, it is proposed that a cross-sectional area of the expansion space increases from the liquid inlet to the dry ice snow outlet. This makes it possible to achieve a particularly efficient pressure distribution for the phase separation. For example, the cross-sectional area could increase at least in sections at least substantially linearly. Preferably, the increase has a rate of at least 2 mm 2 /mm, in particular of at least 3 mm 2 /mm and preferably of at least 4 mm 2 /mm. Furthermore, the increase preferably has a rate of at most 15 mm 2 /mm, in particular of a maximum of 10 mm 2 /mm and preferably of at most 5 mm 2 /mm. In this context, “at least substantially” is to be understood in particular as meaning that a deviation from an average rate deviates in particular less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the average rate. Alternatively and/or additionally, a non-linear increase is possible at least in sections. conceivable. Preferably, the non-linear increase describes a continuously increasing function, which is preferably designed as an exponential function and particularly preferably as a logarithmic function.
Ferner wird vorgeschlagen, dass sowohl ein äußerer Radius als auch ein innerer Radius des kreisringförmigen Querschnitts des Expansionsraums vom Flüssigkeitseingang zum Trockeneisschnee-Ausgang zunimmt, wobei eine Differenz zwischen dem äußeren Radius und dem inneren Radius zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen konstant bleibt. Hierdurch kann vorteilhaft eine effiziente Eliminierung einer gasförmigen Phase aus dem Expansionsraum bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Aufweitung einer Breite des kreisringförmigen Querschnitts des Expansionsraums vermieden werden, wodurch die gasförmige Phase in jedem Punkt in dem Expansionsraum eine vergleichsweise niedrige Strecke zu einem Gasausgang zurücklegen muss, welcher direkt an eine Oberfläche des Expansionsraums angrenzt. Vorzugsweise ist die Differenz zwischen dem äußeren Radius und dem inneren Radius in einem ersten Abschnitt zumindest im Wesentlichen konstant und nimmt in einem zweiten Abschnitt einen weiteren konstanten oder sich ändernden Wert an. Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt oberhalb von dem ersten Abschnitt bezüglich der Schwerkraftrichtung ausgebildet. Insbesondere kann der Umfang eines inneren Rings und/oder eines äußeren Rings des im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitts, beispielsweise durch eine Strukturierung auf der Oberfläche des Expansionsraums, uneben sein, wodurch die Differenz zwischen dem äußeren Radius und dem inneren Radius lediglich im Wesentlichen konstant sein kann. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einer mittleren Differenz insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % der mittleren Differenz abweicht. It is further proposed that both an outer radius and an inner radius of the annular cross-section of the expansion space increase from the liquid inlet to the dry ice snow outlet, with a difference between the outer radius and the inner radius remaining at least substantially constant, at least in sections. This can advantageously provide efficient elimination of a gaseous phase from the expansion space. In particular, an expansion of a width of the annular cross-section of the expansion space can be avoided, whereby the gaseous phase at every point in the expansion space has to travel a comparatively short distance to a gas outlet which directly borders a surface of the expansion space. Preferably, the difference between the outer radius and the inner radius is at least substantially constant in a first section and assumes a further constant or changing value in a second section. Preferably, the second section is formed above the first section with respect to the direction of gravity. In particular, the circumference of an inner ring and/or an outer ring of the essentially circular cross-section can be uneven, for example due to a structure on the surface of the expansion space, whereby the difference between the outer radius and the inner radius can only be essentially constant. In this context, "at least essentially" is to be understood in particular as meaning that a deviation from an average difference deviates in particular by less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the average difference.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Expansionseinheit einen Außenkörper und einen separat von dem Außenkörper ausgebildeten Innenkörper aufweist, welcher zumindest teilweise innerhalb des Außenkörpers angeordnet ist, wobei zwischen dem Außenkörper und dem Innenkörper der Expansionsraum ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft auf eine einfache bauliche Weise eine spezifische Form des Expansionsraums bereitgestellt werden. Insbesondere kann zudem eine hohe bauliche Flexibilität bereitgestellt werden. Weiterhin kann eine Wartung der Vorrichtung vorteilhaft verbessert werden, indem beispielsweise eine Reinigung des Expansionsraums und/oder ein Austauschen eines Innen- oder Außenkörpers bei einer Beschädigung vereinfacht wird. Der Außenkörper und der Innenkörper sind als separat ausgebildete Bauteile miteinander verbunden, vorzugsweise über eine Schraubverbindung. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe bauliche Flexibilität und eine hohe bauliche Stabilität auf eine einfache Weise bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Verbindung zwischen dem Außenkörper und dem Innenkörper eine von einer Schraubverbindung verschiedene Verbindung ist, beispielsweise eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Steckverbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schweiß- und/oder Lötverbindung. Vorzugsweise stimmen eine Axialrichtung des Innenkörpers und/oder eine Axialrichtung des Außenkörpers mit der Axialrichtung der Expansionseinheit überein, wodurch eine einfache Konstruktion mit einer hohen Symmetrie erreicht werden kann, wodurch wiederrum eine Homogenität der Phasentrennung gesteigert werden kann. In a further embodiment of the invention, it is proposed that the expansion unit has an outer body and an inner body formed separately from the outer body, which is at least partially located within the Outer body is arranged, wherein the expansion space is formed between the outer body and the inner body. This advantageously makes it possible to provide a specific shape of the expansion space in a simple structural manner. In particular, a high level of structural flexibility can also be provided. Furthermore, maintenance of the device can advantageously be improved by, for example, simplifying cleaning of the expansion space and/or replacing an inner or outer body in the event of damage. The outer body and the inner body are connected to one another as separately formed components, preferably via a screw connection. This advantageously makes it possible to provide a high level of structural flexibility and a high level of structural stability in a simple manner. Alternatively or additionally, it is conceivable that the connection between the outer body and the inner body is a connection other than a screw connection, for example a positive connection, for example a plug connection or a material connection, in particular a welded and/or soldered connection. Preferably, an axial direction of the inner body and/or an axial direction of the outer body coincide with the axial direction of the expansion unit, whereby a simple construction with a high degree of symmetry can be achieved, which in turn can increase the homogeneity of the phase separation.
Es wäre grundsätzlich denkbar, dass die Gasausgänge lediglich in dem Innenkörper ausgebildet sind. Weiterhin wäre es denkbar, dass die Gasausgänge in dem Außenkörper und dem Innenkörper ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Gasausgänge jedoch lediglich in dem Außenkörper ausgebildet, wodurch eine Konstruktion weiter vereinfacht werden kann. Weiterhin kann eine Anordnung von Gasausgängen durch ein Austauschen des Außenkörpers und/oder des Innenkörpers auf eine einfache Weise flexibel geändert werden. It would be conceivable in principle for the gas outlets to be formed only in the inner body. It would also be conceivable for the gas outlets to be formed in the outer body and the inner body. Preferably, however, the gas outlets are formed only in the outer body, whereby a construction can be further simplified. Furthermore, an arrangement of gas outlets can be flexibly changed in a simple manner by exchanging the outer body and/or the inner body.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Innenkörper zumindest teilweise kegelartig ist. Hierdurch können eine einfache Konstruktion und vorteilhafte Eigenschaften bezüglich einer Phasentrennung bereitgestellt werden. Vorzugsweise weist der zumindest teilweise kegelartige Bereich des Innenkörpers bezüglich eines Volumenanteils eine Abweichung von maximal 20 %, vorzugsweise von maximal 15 % und bevorzugt von maximal 10 % von einer reinen Kegelform auf. Insbesondere weist der zumindest teilweise kegelartige Teil des Innenkörpers einen Kegel mit einer abgerundeten Kegelspitze auf. Ferner kann die Oberfläche des Kegels, beispielsweise durch eine Strukturierung auf der Oberfläche des Innenkörpers, uneben sein. Vorzugsweise ist der Kegel als ein gerader Kreiskegel ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kegelspitze in Richtung des Flüssigkeitseingangs gerichtet. Weiterhin ist die Basis des Kegels vorzugsweise in Richtung des Trockeneisschnee- Ausgangs gerichtet. Hierdurch kann eine vorteilhafte Aufweitung des Expansionsraumes ausgehend vom Flüssigkeitseingang in eine Richtung zum Trockeneisschnee-Ausgang durch eine einfache Konstruktion erreicht werden. Insbesondere kann durch ein mittels Reibung hervorgerufenes Aufliegen des Trockeneisschnees auf dem Innenkörper eine vorteilhaftere Verweildauer des Trockeneisschnees auf dem Innenkörper erreicht werden. Vorzugsweise stimmt eine Axialrichtung des Kegels, insbesondere des zumindest teilweise kegelartigen Innenkörpers, mit der Axialrichtung der Expansionseinheit überein. Hierdurch kann eine einfache Konstruktion mit einer hohen Symmetrie erreicht werden, wodurch wiederrum eine Homogenität der Phasentrennung gesteigert werden kann. It is also proposed that the inner body is at least partially conical. This makes it possible to provide a simple construction and advantageous properties with regard to phase separation. Preferably, the at least partially conical region of the inner body has a volume fraction that deviates from a pure conical shape by a maximum of 20%, preferably by a maximum of 15%, and preferably by a maximum of 10%. In particular, the at least partially conical part of the inner body has a cone with a rounded cone tip. Furthermore, the surface of the cone can be uneven, for example due to a structure on the surface of the inner body. Preferably, the cone is designed as a straight circular cone. Preferably, the cone tip is directed in the direction of the liquid inlet. Furthermore, the base of the cone is preferably directed in the direction of the dry ice snow outlet. In this way, an advantageous widening of the expansion space starting from the liquid inlet in a direction toward the dry ice snow outlet can be achieved by a simple construction. In particular, a more advantageous residence time of the dry ice snow on the inner body can be achieved by the dry ice snow resting on the inner body due to friction. Preferably, an axial direction of the cone, in particular of the at least partially conical inner body, corresponds to the axial direction of the expansion unit. This makes it possible to achieve a simple construction with a high degree of symmetry, which in turn can increase the homogeneity of the phase separation.
Vorteilhaft weist der Außenkörper eine zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmige Ausnehmung zur Aufnahme zumindest eines Teils des Innenkörpers auf. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Formgebung des Expansionsraums auf eine einfache bauliche Weise erreicht werden. Vorzugsweise weist der Außenkörper in einem ersten Abschnitt eine kegelstumpfförmige Ausnehmung und in einem zweiten Abschnitt eine anderweitig geformte, insbesondere zylinderförmige, Ausnehmung auf. Vorzugsweise ist der weitere zylinderförmige Abschnitt bezüglich einer Schwerkraftrichtung oberhalb der kegelstumpfförmigen Ausnehmung des ersten Abschnitts ausgebildet und weist einen Radius auf, welcher einem Radius einer obersten Fläche der kegelstumpfförmigen Ausnehmung entspricht. Vorzugsweise entspricht die kegelstumpfförmige Ausnehmung einer Form eines Kegelstumpfs eines geraden Kreiskegels, dessen Kegelspitze in Richtung des Flüssigkeitseingangs und dessen Basis in Richtung des Trockeneisschnee-Aus- ganges gerichtet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Aufweitung des Expansionsraumes ausgehend vom Flüssigkeitseingang in eine Richtung zum Trockeneisschnee-Ausgang durch eine einfache Konstruktion erreicht werden. The outer body advantageously has a truncated cone-shaped recess at least in sections for receiving at least a part of the inner body. This allows a particularly advantageous shape of the expansion space to be achieved in a simple structural manner. The outer body preferably has a truncated cone-shaped recess in a first section and a differently shaped, in particular cylindrical, recess in a second section. The further cylindrical section is preferably formed above the truncated cone-shaped recess of the first section with respect to a direction of gravity and has a radius which corresponds to a radius of an uppermost surface of the truncated cone-shaped recess. The truncated cone-shaped recess preferably corresponds to a shape of a Truncated cone of a right circular cone, the cone tip of which is directed towards the liquid inlet and the base of which is directed towards the dry ice snow outlet. This allows an advantageous widening of the expansion space from the liquid inlet in a direction towards the dry ice snow outlet to be achieved by a simple construction.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine den Expansionsraum begrenzende Oberfläche der Expansionseinheit zumindest abschnittsweise eine Strukturierung aufweist. Hierdurch können besonders vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Phasentrennung erreicht werden. Insbesondere kann eine Verweildauer des Trockeneisschnees innerhalb des Expansionsraums gesteigert werden. Vorzugsweise umfasst eine den Expansionsraum begrenzende Oberfläche der Expansionseinheit zumindest einen Teil einer Oberfläche des Innenkörpers, insbesondere des zumindest teilweise kegelartigen Innenkörpers und/oder zumindest einen Teil einer inneren Oberfläche des Außenkörpers, insbesondere die zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmige Ausnehmung des Außenkörpers, welche den Expansionsraum begrenzen. In a further embodiment of the invention, it is proposed that a surface of the expansion unit delimiting the expansion space has a structure at least in sections. This makes it possible to achieve particularly advantageous properties with regard to phase separation. In particular, the residence time of the dry ice snow within the expansion space can be increased. Preferably, a surface of the expansion unit delimiting the expansion space comprises at least part of a surface of the inner body, in particular the at least partially conical inner body and/or at least part of an inner surface of the outer body, in particular the at least partially frustoconical recess of the outer body, which delimit the expansion space.
Es ist denkbar, dass die Strukturierung lediglich eine Mikrostrukturierung aufweist oder als eine Mikrostrukturierung ausgebildet ist, beispielsweise in Form einer Rauigkeit. Eine solche Mikrostrukturierung kann insbesondere mittels einfacher und kostengünstiger Herstellungsprozesse, beispielsweise durch Sandstrahlen, bereitgestellt werden. Alternativ ist denkbar, dass die Strukturierung lediglich eine Makrostrukturierung aufweist und insbesondere als eine Makrostrukturierung ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Interaktion zwischen dem Trockeneisschnee und der Strukturierung und somit insbesondere die Verweildauer des Trockeneisschnees auf der Oberfläche der Expansionseinheit gesteigert werden. It is conceivable that the structuring only has a microstructure or is designed as a microstructure, for example in the form of a roughness. Such a microstructure can be provided in particular by means of simple and cost-effective manufacturing processes, for example by sandblasting. Alternatively, it is conceivable that the structuring only has a macrostructure and is designed in particular as a macrostructure. This can advantageously increase an interaction between the dry ice snow and the structuring and thus in particular the residence time of the dry ice snow on the surface of the expansion unit.
Vorteilhaft weist die Strukturierung eine Makrostrukturierung auf und ist insbesondere als eine solche ausgebildet, welche zumindest teilweise spiralförmig ausgebildet ist, wodurch mittels einer vorteilhaft einfachen Konstruktion eine verbesserte Phasentrennung erreicht werden kann. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Strukturierung eine Makrostrukturierung aufweist, welche zumindest teilweise schraubenförmig ausgebildet ist. Hierdurch kann sich der gebildete Trockeneisschnee im Expansionsraum vorteilhaft an der schraubenförmigen Makrostrukturierung sammeln und sich vorteilhaft in einer schraubenförmigen Bewegung der Makrostrukturierung folgend zu dem Trockeneisschnee-Ausgang bewegen. Insbesondere kann die schraubenförmige Makrostrukturierung vorteilhaft auf eine einfache bauliche Weise konstruiert werden. Besonders bevorzugt ist die Makrostrukturierung sowohl spiralförmig als auch schraubenförmig ausgebildet. Hierdurch kann sich der gebildete Trockeneisschnee im Expansionsraum vorteilhaft an der schraubenförmigen Makrostrukturierung sammeln und sich in einer insbesondere vorteilhaften aufweitenden schraubenförmigen Bewegung der Makrostrukturierung folgend zu dem Trockeneisschnee-Ausgang bewegen. Hierdurch nimmt vorteilhaft eine Kapazität für Trockeneisschnee, welcher sich an der Makrostrukturierung sammelt, ausgehend vom Flüssigkeitseingang in eine Richtung zum Trockeneisschnee-Ausgang zu. Advantageously, the structuring has a macrostructuring and is in particular designed as one which is at least partially spiral-shaped, whereby an improved phase separation can be achieved by means of an advantageously simple construction. It is further proposed that the structuring has a macrostructuring which is at least partially helical. As a result, the dry ice snow formed in the expansion space can advantageously collect at the helical macrostructuring and advantageously move in a helical movement following the macrostructuring to the dry ice snow outlet. In particular, the helical macrostructuring can advantageously be constructed in a simple structural manner. Particularly preferably, the macrostructuring is both spiral-shaped and helical. As a result, the dry ice snow formed in the expansion space can advantageously collect at the helical macrostructuring and advantageously move in a particularly advantageous expanding helical movement following the macrostructuring to the dry ice snow outlet. As a result, a capacity for dry ice snow which collects at the macrostructuring advantageously increases starting from the liquid inlet in a direction towards the dry ice snow outlet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strukturierung auf dem Innenkörper angeordnet ist. Hierdurch kann eine Position, insbesondere in Bezug zu dem Trockeneisschnee-Ausgang, eines sich im Expansionskörper sammelnden Trockeneisschnees verbessert werden. In dem Fall, in welchem die Strukturierung eine Makrostrukturierung aufweist, kann insbesondere eine durch die Strukturierung vorgegebene Bewegung des auf der Makrostrukturierung gesammelten Trockeneisschnees vorteilhaft zu dem Trockeneischnee-Ausgang führen. Insbesondere kann in dem Fall, in welchem sich die Gasausgänge lediglich in dem Außenkörper befinden, eine Ansammlung von Trockeneisschnee in der Nähe eines Gasausgangs, sowie eine Chance eines durch Trockeneisschnee verstopften Gasausgangs, vorteilhaft reduziert werden. Vorzugsweise ist die Strukturierung lediglich auf dem Innenkörper angeordnet. Vorzugsweise weist die Strukturierung eine Makrostrukturierung auf, welche als konische Spirale auf einem zumindest teilweise kegelartigen Innenkörper ausgebildet ist. Alternativ ist denkbar, dass die auf dem kegelartigen Innenkörper projizierte Spirale einen logarithmischen, Fermatschen oder einen anderen, dem Fachmann sinnvoll erscheinenden Grundriss aufweist. Alternativ wäre grundsätzlich denkbar, dass die Makrostrukturierung auf dem Innenkörper eine andere, dem Fachmann sinnvoll erscheinende Form aufweist, welche keinem spiralförmigen Grundriss entspricht. Alternativ wäre zudem grundsätzlich denkbar, dass die Strukturierung auf dem Innenkörper lediglich eine Mikrostrukturierung aufweist. It is also proposed that the structuring be arranged on the inner body. This can improve the position, in particular in relation to the dry ice snow outlet, of dry ice snow collecting in the expansion body. In the case in which the structuring has a macrostructuring, in particular a movement of the dry ice snow collected on the macrostructuring predetermined by the structuring can advantageously lead to the dry ice snow outlet. In particular, in the case in which the gas outlets are only located in the outer body, an accumulation of dry ice snow in the vicinity of a gas outlet, as well as a chance of a gas outlet being blocked by dry ice snow, can be advantageously reduced. Preferably, the structuring is only arranged on the inner body. Preferably, the structuring has a macrostructuring which is designed as a conical spiral on an at least partially conical inner body. Alternatively, it is conceivable that the spiral projected on the conical inner body has a logarithmic, Fermat or has a different floor plan that appears reasonable to the expert. Alternatively, it would be conceivable in principle that the macrostructuring on the inner body has a different shape that appears reasonable to the expert and does not correspond to a spiral floor plan. Alternatively, it would also be conceivable in principle that the structuring on the inner body only has a microstructuring.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee mit der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung vorgeschlagen. Hierdurch kann eine besonders effiziente Herstellung von Trockeneisschnee mit einer besonders effizienten Phasentrennung bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine gebildete gasförmige Phase besonders vorteilhaft von einer gebildeten festen Phase getrennt werden. Vorzugsweise wird in dem Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee zunächst eine Flüssigkeit, insbesondere unter Druck verflüssigtes CO2, bereitgestellt, welches mittels des Flüssigkeitseingangs in den Expansionsraum eingebracht wird. Anschließend wird die Flüssigkeit, insbesondere das flüssige CO2, vorzugsweise durch eine schlagartige Druckverminderung im Expansionsraum beim Einspritzen durch die Düse in eine feste und in eine gasförmige Phase, insbesondere von CO2, entspannt. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die gebildete feste und gasförmige Phase vorzugsweise getrennt, indem die gasförmige Phase durch den Gasausgang aus dem Expansionsraum entfernt wird. Vorzugsweise passiert die feste Phase den Expansionsraum und verlässt diesen daraufhin in Form von Trockeneisschnee, insbesondere CO2-Schnee, durch den Trockeneisschnee-Ausgang. Furthermore, a method for producing dry ice snow with the dry ice snow generating device is proposed. This makes it possible to provide a particularly efficient production of dry ice snow with a particularly efficient phase separation. In particular, a gaseous phase that has formed can be particularly advantageously separated from a solid phase that has formed. Preferably, in the method for producing dry ice snow, a liquid, in particular CO2 liquefied under pressure, is first provided, which is introduced into the expansion chamber by means of the liquid inlet. The liquid, in particular the liquid CO2, is then expanded into a solid and a gaseous phase, in particular CO2, preferably by a sudden reduction in pressure in the expansion chamber when injected through the nozzle. In a further method step, the solid and gaseous phases that have formed are preferably separated by removing the gaseous phase from the expansion chamber through the gas outlet. Preferably, the solid phase passes through the expansion chamber and then leaves it in the form of dry ice snow, in particular CO2 snow, through the dry ice snow outlet.
Die erfindungsgemäße Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zeichnungen The dry ice snow generating device according to the invention and the method for producing dry ice snow should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the dry ice snow generating device according to the invention and the method for producing dry ice snow can have a number of individual elements, components and units that differs from the number mentioned herein in order to fulfill a function described herein. drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawings. The drawings show three embodiments of the invention. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further useful combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystems mit einer Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung und einer Trockeneisschnee-Weiterverarbeitungsvorrichtung, Fig. 1 is a schematic view of a dry ice production and processing system with a dry ice snow production device and a dry ice snow processing device,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung mit einer Expansionseinheit und mit einer Düse, Fig. 2 is a sectional view of the dry ice snow generating device with an expansion unit and with a nozzle,
Fig. 3 eine stark vereinfachte 3D-Explosionsdarstellung der Expansionseinheit mit separat voneinander ausgebildetem Innenkörper und Außenkörper, Fig. 3 is a highly simplified 3D exploded view of the expansion unit with separate inner and outer bodies,
Fig. 4 eine Schnittansicht der Expansionseinheit entlang einer Linie A-A in Figur 2, Fig. 4 is a sectional view of the expansion unit along a line A-A in Figure 2,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung von Trockeneis-Schnee, Fig. 5 is a flow chart of a process for producing dry ice snow,
Fig. 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung und Fig. 6 shows an alternative embodiment of a dry ice snow generating device and
Fig. 7 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung. Beschreibung der Ausführungsbeispiele Fig. 7 shows another alternative embodiment of a dry ice snow generating device. Description of the embodiments
Fig. 1 a zeigt ein Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem 50a zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets in einer schematischen Darstellung. Das Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem 50a umfasst eine Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a zur Herstellung von CO2-Schnee 58a (vgl. Fig. 2). Das Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem 50a weist eine Trockeneisschnee-Weiterverarbeitungsvorrichtung in Form einer Extrusionsvorrichtung 60a auf. Durch die Extrusionsvorrichtung 60a wird in einem Betriebszustand der in der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a erzeugte CO2-Schnee 58a verdichtet und durch Extrusion durch eine Matrix (nicht dargestellt) in Trockeneis-Pellets geformt. Fig. 1 b zeigt, dass die Extrusionsvorrichtung 60a einen Doppelschneckenförderer aufweist. Der Doppelschneckenförderer weist eine Förderschnecke 62a und eine weitere Förderschnecke 64a auf. Alternativ wäre denkbar, dass die Extrusionsvorrichtung 60a einen Einzelschneckenförderer mit lediglich einer Förderschnecke 62a aufweist. Fig. 1 a shows a dry ice production and processing system 50a for producing dry ice pellets in a schematic representation. The dry ice production and processing system 50a comprises a dry ice snow production device 70a for producing CO2 snow 58a (see Fig. 2). The dry ice production and processing system 50a has a dry ice snow further processing device in the form of an extrusion device 60a. In an operating state, the CO2 snow 58a produced in the dry ice snow production device 70a is compressed by the extrusion device 60a and formed into dry ice pellets by extrusion through a matrix (not shown). Fig. 1 b shows that the extrusion device 60a has a twin-screw conveyor. The twin-screw conveyor has a conveyor screw 62a and another conveyor screw 64a. Alternatively, it would be conceivable for the extrusion device 60a to have a single screw conveyor with only one conveyor screw 62a.
Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a. Dabei liegt eine Axialrichtung 42a einer Expansionseinheit 10a der T ro- ckeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a in der Zeichenebene. Die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a umfasst eine Düse 52a und die Expansionseinheit 10a. Die Expansionseinheit 10a weist einen Flüssigkeitseingang 12a, einen Trockeneisschnee-Ausgang 14a und einen Expansionsraum 16a auf. Die Axialrichtung 42a stimmt mit einer mittleren Bewegungsrichtung des CO2-Schnees 58a im Expansionsraum 16a überein und verläuft entlang einer Richtung ausgehend von dem Flüssigkeitseingang 12a zu dem Trockenschnee-Ausgang 14a. Der Expansionsraum 16a ist zwischen dem Flüssigkeitseingang 12a und dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a angeordnet. Der Expansionsraum 16a grenzt an den Trockeneisschnee-Ausgang 14a an. Durch den Trockeneisschnee-Ausgang 14a wird der in dem Expansionsraum 16a erzeugte CO2-Schnee 58a aus dem Expansionsraum 16a befördert. Der Flüssigkeitseingang 12a grenzt unmittelbar an die Düse 52a an. Durch den Flüssigkeitseingang 12a wird in dem Betriebszustand flüssiges CÜ2 54a in dem Expansionsraum 16a bereitgestellt, welches durch die Düse 52a in den Expansionsraum 16a eingespritzt wird. Der Trockeneisschnee-Ausgang 14a ist bezüglich einer Schwerkraftrichtung 68a unterhalb des Flüssigkeitseingangs 12a angeordnet. Fig. 2 shows a side sectional view of the dry ice snow generating device 70a. An axial direction 42a of an expansion unit 10a of the dry ice snow generating device 70a lies in the plane of the drawing. The dry ice snow generating device 70a comprises a nozzle 52a and the expansion unit 10a. The expansion unit 10a has a liquid inlet 12a, a dry ice snow outlet 14a and an expansion space 16a. The axial direction 42a corresponds to a mean direction of movement of the CO2 snow 58a in the expansion space 16a and runs along a direction starting from the liquid inlet 12a to the dry snow outlet 14a. The expansion space 16a is arranged between the liquid inlet 12a and the dry ice snow outlet 14a. The expansion chamber 16a is adjacent to the dry ice snow outlet 14a. The CO2 snow 58a produced in the expansion chamber 16a is transported out of the expansion chamber 16a through the dry ice snow outlet 14a. The liquid inlet 12a is directly adjacent to the nozzle 52a. In the operating state, liquid CÜ2 54a is provided in the expansion chamber 16a, which is injected into the expansion chamber 16a through the nozzle 52a. The dry ice snow outlet 14a is arranged below the liquid inlet 12a with respect to a direction of gravity 68a.
Die Expansionseinheit 10a besitzt einen Gasausgang 20a, welcher getrennt von dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a ausgebildet ist. Durch den Gasausgang 20a wird in dem Betriebszustand CO2-Gas 56a aus dem Expansionsraum 16a befördert. Der Gasausgang 20a ist ausgehend vom Expansionsraum 16a in Richtung des Flüssigkeitseingangs 12a gerichtet. Eine Axialrichtung 48a des Gasausgangs 20a und die Axialrichtung 42a der Expansionseinheit 10a schließen einen Winkel B von 135° ein. Die Axialrichtung 48a des Gasausgangs 20a stimmt mit einer mittleren Bewegungsrichtung des CO2-Gases 56a im Gasausgang 20a überein und verläuft entlang einer Richtung ausgehend von dem Expansionsraum 16a zu einer Außenfläche 22a der Expansionseinheit 10a. The expansion unit 10a has a gas outlet 20a, which is designed separately from the dry ice snow outlet 14a. In the operating state, CO2 gas 56a is conveyed from the expansion space 16a through the gas outlet 20a. The gas outlet 20a is directed from the expansion space 16a in the direction of the liquid inlet 12a. An axial direction 48a of the gas outlet 20a and the axial direction 42a of the expansion unit 10a enclose an angle B of 135°. The axial direction 48a of the gas outlet 20a corresponds to a mean direction of movement of the CO2 gas 56a in the gas outlet 20a and runs along a direction starting from the expansion space 16a to an outer surface 22a of the expansion unit 10a.
Die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a weist weitere Gasausgänge 30a auf, welche getrennt von dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a ausgebildet sind. Vorliegend weist die Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung genau 16 Gasausgänge 20a, 30a auf, wobei in alternativen Ausgestaltungen beliebige Anzahlen denkbar sind. Die weiteren Gasausgänge 30a sind ausgehend vom Expansionsraum 16a auch in Richtung des Flüssigkeitseingangs 12a gerichtet. Vorliegend schließt eine jede Axialrichtung der jeweiligen Gasausgänge 20a, 30a und die Axialrichtung 42a der Expansionseinheit 10a einen Winkel B von 135° ein. Alternativ können die Gasausgänge 20a, 30a jedoch auch abweichende Winkel annehmen. Die Gasausgänge 20a, 30a grenzen an den Expansionsraum 16a an und verlaufen von dort zu einem Oberflächenbereich auf einer Außenfläche 22a der Expansionseinheit 10a. Vorliegend sind jeweils vier Gasausgänge 20a, 30a der 16 Gasausgänge 20a, 30a bezüglich der Schwerkraftrichtung 68a übereinander angeordnet. Die jeweils vier übereinander liegenden Gasausgänge 20a, 30a sind unter einem Winkel von jeweils 90° zu einer nächstliegenden Gruppe von vier übereinander liegenden Gasausgängen auf einem Ring um die Axialrichtung 42a der Expansionseinheit 10a angeordnet. The dry ice snow generating device 70a has further gas outlets 30a, which are designed separately from the dry ice snow outlet 14a. In the present case, the dry ice snow generating device has exactly 16 gas outlets 20a, 30a, although any number is conceivable in alternative embodiments. The further gas outlets 30a are also directed from the expansion space 16a in the direction of the liquid inlet 12a. In the present case, each axial direction of the respective gas outlets 20a, 30a and the axial direction 42a of the expansion unit 10a encloses an angle B of 135°. Alternatively, the gas outlets 20a, 30a can also assume different angles. The gas outlets 20a, 30a border the expansion space 16a and run from there to a surface area on an outer surface 22a of the expansion unit 10a. In the present case, four gas outlets 20a, 30a of the 16 gas outlets 20a, 30a are arranged one above the other with respect to the direction of gravity 68a. The four gas outlets 20a, 30a arranged one above the other are arranged at an angle of 90° to a nearest group of four superimposed gas outlets on a ring around the axial direction 42a of the expansion unit 10a.
Weiterhin nimmt eine Gesamt-Querschnittsfläche der Gasausgänge 20a, 30a ausgehend vom Flüssigkeitseingang 12a zum Trockeneisschnee-Ausgang 14a zu. Vorliegend nimmt ein Durchmesser der Gasausgänge 20a, 30a ausgehend vom Flüssigkeitseingang 12a zum Trockeneisschnee-Ausgang 14a zu. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Anzahl von Gasausgängen 20a, 30a ausgehend vom Flüssigkeitseingang 12a zum Trockeneisschnee-Ausgang 14a zunehmen, wobei die Gasausgänge 20a, 30a auch untereinander gleiche Durchmesser aufweisen können. Furthermore, a total cross-sectional area of the gas outlets 20a, 30a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a. In the present case, a diameter of the gas outlets 20a, 30a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a. Alternatively or additionally, a number of gas outlets 20a, 30a can also increase from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a, whereby the gas outlets 20a, 30a can also have the same diameter as one another.
Der Expansionsraum 16a weist zwischen dem Flüssigkeitseingang 12a und dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a einen sich ändernden Querschnitt 18a auf. Die Querschnittsfläche des Querschnitts 18a nimmt von dem Flüssigkeitseingang 12a zu dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a zu. In einem Abschnitt 72a nahe des Flüssigkeitseingangs 12a ist der Querschnitt 18a des Expansionsraums 16a kreisförmig. Der Querschnitt 18a ist in einem Abschnitt 74a zumindest abschnittsweise kreisringförmig (vgl. Figur 4). Der Abschnitt 74a ist bezüglich einer Schwerkraftrichtung 68a unter dem Abschnitt 72a ausgebildet. The expansion space 16a has a changing cross-section 18a between the liquid inlet 12a and the dry ice snow outlet 14a. The cross-sectional area of the cross-section 18a increases from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a. In a section 72a close to the liquid inlet 12a, the cross-section 18a of the expansion space 16a is circular. The cross-section 18a is at least partially annular in a section 74a (see Figure 4). The section 74a is formed below the section 72a with respect to a direction of gravity 68a.
Fig. 3 zeigt eine stark vereinfachte dreidimensionale Explosionsdarstellung der Expansionseinheit 10a, in welcher insbesondere die Gasausgänge 20a, 30a der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Figur 4 zeigt einen Schnitt des Expansionsraums 16a entlang einer Linie A-A in Figur 2. Fig. 3 shows a highly simplified three-dimensional exploded view of the expansion unit 10a, in which in particular the gas outlets 20a, 30a are not shown for the sake of clarity. Figure 4 shows a section of the expansion space 16a along a line A-A in Figure 2.
Der kreisringförmige Querschnitt 18a des Expansionsraums 16a weist einen äußeren Radius 24a und einen inneren Radius 26a auf, welche beide in eine Richtung von dem Flüssigkeitseingang 12a zu dem Trockeneisschnee-Ausgang 14a zunehmen (vgl. Figur 2). Eine Differenz zwischen dem äußeren Radius 24a und dem inneren Radius 26a bleibt dabei abschnittweise konstant. In dem Abschnitt 74a nimmt die Differenz zwischen dem äußeren Radius 24a und dem inneren Radius 26a in der Nähe des Flüssigkeitseingangs 12a ab. In einem darunter liegenden Abschnitt des Abschnitts 74a ist die Differenz zwischen dem äußeren Radius 24a und dem inneren Radius 26a konstant. Dieser Abschnitt bildet einen Großteil des Volumens des Expansionsraums 16a aus. In diesem Abschnitt ist eine Zunahme des äußeren Radius 24a und des inneren Radius 26a linear. The circular cross-section 18a of the expansion space 16a has an outer radius 24a and an inner radius 26a, both of which increase in a direction from the liquid inlet 12a to the dry ice snow outlet 14a (see Figure 2). A difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a remains constant in sections. In the section 74a, the difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a decreases in the vicinity of the liquid inlet 12a. In a section below In the section 74a, the difference between the outer radius 24a and the inner radius 26a is constant. This section forms a large part of the volume of the expansion space 16a. In this section, an increase in the outer radius 24a and the inner radius 26a is linear.
Die Expansionseinheit 10a weist einen Außenkörper 32a und einen separat von dem Außenkörper 32a ausgebildeten Innenkörper 34a auf. Fig. 3 zeigt verdeutlich ein Zusammenführen des Außenkörpers 32a und des Innenkörpers 34a bei einer Montage der Expansionseinheit 10a. The expansion unit 10a has an outer body 32a and an inner body 34a formed separately from the outer body 32a. Fig. 3 clearly shows the outer body 32a and the inner body 34a being brought together during assembly of the expansion unit 10a.
Der Innenkörper 34a ist innerhalb des Außenkörpers 32a angeordnet. Zwischen dem Außenkörper 32a und dem Innenkörper 34a ist der Expansionsraum 16a ausgebildet. Der Außenkörper 32a und der Innenkörper 34a sind in einem montierten Zustand durch eine Schraubverbindung fest miteinander verbunden. Fig. 2 zeigt eine Axialrichtung 44a des Innenkörpers 34a. Die Axialrichtung 44a des Innenkörpers 34a stimmt mit der Schwerkraftrichtung 68a überein. Die Axialrichtung 44a des Innenkörpers 34a stimmt mit der Axialrichtung 42a der Expansionseinheit 10a überein. Die Axialrichtung 42a des Innenkörpers 34a stimmt mit einer Axialrichtung 46a des Außenkörpers 32a überein. Die Gasausgänge 20a, 30a sind in dem Außenkörper 32a ausgebildet. Der Flüssigkeitseingang 12a ist in dem Außenkörper 32a ausgebildet. Der Trockeneisschnee-Ausgang 14a wird durch den Außenkörper 32a und den Innenkörper 34a gemeinsam ausgebildet. The inner body 34a is arranged inside the outer body 32a. The expansion space 16a is formed between the outer body 32a and the inner body 34a. The outer body 32a and the inner body 34a are firmly connected to one another in an assembled state by a screw connection. Fig. 2 shows an axial direction 44a of the inner body 34a. The axial direction 44a of the inner body 34a corresponds to the direction of gravity 68a. The axial direction 44a of the inner body 34a corresponds to the axial direction 42a of the expansion unit 10a. The axial direction 42a of the inner body 34a corresponds to an axial direction 46a of the outer body 32a. The gas outlets 20a, 30a are formed in the outer body 32a. The liquid inlet 12a is formed in the outer body 32a. The dry ice snow outlet 14a is formed jointly by the outer body 32a and the inner body 34a.
Der Innenkörper 34a ist teilweise kegelartig. Der Innenkörper 34a weist einen Kegel mit einer abgerundeten Kegelspitze auf. Weiterhin weist der Kegel einen Abschnitt 76a unmittelbar oberhalb einer Kegelbasis des Kegels auf, in welchem der Kegelmantel kurvenförmig verläuft und in eine Richtung der Kegelbasis nicht linear gesteigert nach außen verläuft. Vorliegend ist der Kegel als gerader Kreiskegel ausgebildet. Die Kegelspitze ist in eine Richtung des Flüssigkeitseinganges 12a gerichtet. Weiterhin ist die Kegelbasis in Richtung des Trockeneisschnee-Ausgangs 14a gerichtet. Eine Querschnittsfläche des Querschnitts 66a des teilweise kegelartigen Innenkörpers 34a nimmt ausgehend vom Flüssigkeitseingang 12a in eine Richtung zum Trockeneisschnee-Ausgang 14a zu. Ferner nimmt die Querschnittsfläche 66a des teilweise kegelartigen Innenkörpers 34a gemeinsam mit einer Querschnittsfläche des kreisringförmigen Querschnitts 18a zu. The inner body 34a is partially conical. The inner body 34a has a cone with a rounded cone tip. Furthermore, the cone has a section 76a immediately above a cone base of the cone, in which the cone shell runs in a curved manner and does not increase linearly outwards in a direction of the cone base. In the present case, the cone is designed as a straight circular cone. The cone tip is directed in a direction of the liquid inlet 12a. Furthermore, the cone base is directed in the direction of the dry ice snow outlet 14a. A cross-sectional area of the cross section 66a of the partially conical inner body 34a takes up from the liquid inlet 12a in a direction towards the dry ice snow outlet 14a. Furthermore, the cross-sectional area 66a of the partially conical inner body 34a increases together with a cross-sectional area of the annular cross section 18a.
Der Außenkörper 32a weist eine abschnittsweise kegelstumpfförmige Ausnehmung 28a auf. In dieser Ausnehmung 28a ist der Innenkörper 34a in dem montierten Zustand teilweise aufgenommen. Der Außenkörper 32a weist in dem Abschnitt 74a eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 80a auf. In dem Abschnitt 72a weist der Außenkörper 32a eine zylinderförmige Ausnehmung 78a auf. Der Außenkörper 32a weist den Abschnitt 76a auf, in welchem ein Querschnitt einer weiteren Ausnehmung 82a eine trapezoide Form aufweist. Der zweite zylinderförmige Abschnitt 72a ist in einem Betriebszustand bezüglich einer Schwerkraftrichtung 68a oberhalb der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 80a des ersten Abschnitts 74a ausgebildet. Der zweite zylinderförmige Abschnitt 72a weist einen Radius auf, welcher einem Radius einer obersten Fläche der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 80a entspricht. Der dritte Abschnitt 76a ist in einem Betriebszustand bezüglich einer Schwerkraftrichtung 68a unterhalb der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 80a des ersten Abschnitts 74a ausgebildet. Die kegelstumpfförmige Ausnehmung 80a des ersten Abschnitts 74a entspricht einer Form eines Kegelstumpfs eines geraden Kreiskegels, dessen Kegelspitze in Richtung des Flüssigkeitseingangs 12a und dessen Basis in Richtung des Trockeneisschnee-Ausganges 14a gerichtet ist. The outer body 32a has a recess 28a that is partially frustoconical. In the assembled state, the inner body 34a is partially accommodated in this recess 28a. The outer body 32a has a frustoconical recess 80a in the section 74a. In the section 72a, the outer body 32a has a cylindrical recess 78a. The outer body 32a has the section 76a in which a cross section of a further recess 82a has a trapezoidal shape. The second cylindrical section 72a is formed in an operating state with respect to a direction of gravity 68a above the frustoconical recess 80a of the first section 74a. The second cylindrical section 72a has a radius that corresponds to a radius of an uppermost surface of the frustoconical recess 80a. In an operating state, the third section 76a is formed below the frustoconical recess 80a of the first section 74a with respect to a direction of gravity 68a. The frustoconical recess 80a of the first section 74a corresponds to a shape of a frustum of a right circular cone, the cone tip of which is directed in the direction of the liquid inlet 12a and the base of which is directed in the direction of the dry ice snow outlet 14a.
Eine den Expansionsraum 16a begrenzende Oberfläche 36a (nicht dargestellt) der Expansionseinheit 10a ist glatt. Der teilweise kegelartige Innenkörper 34a weist eine glatte Oberfläche auf. Die abschnittsweise kegelstumpfförmige Ausnehmung 28a weist eine glatte Oberfläche auf. A surface 36a (not shown) of the expansion unit 10a delimiting the expansion space 16a is smooth. The partially conical inner body 34a has a smooth surface. The recess 28a, which is partially frustoconical, has a smooth surface.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Trockeneisschnee mit der Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung 70a. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird flüssiges CO2 54a am Flüssigkeitseingang 12a bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird das flüssige CO2 54a in den Expansionsraum 16a eingebracht. Hierbei wird das flüssige CO2 54a mittels der Düse 52a in den Expansionsraum 16a eingespritzt, welches durch eine Druckverminderung in der Umgebung des Expansionsraums 16a schlagartig expandiert. Dadurch geht das flüssige CO2 54a in ein Gemisch mit einer festen und in einer gasförmigen Phase über. In einem weiteren Verfahrensschritt 104 bewegt sich das erzeugte Gemisch mittels Schwerkraft in Richtung des Trockeneisschnee-Ausgangs 14a. Währenddessen findet in dem Verfahrensschritt 104 eine Phasentrennung der erzeugten festen und gasförmigen Phase mittels der Gasausgänge 20a, 30a statt. Hierdurch kann am Trockeneisschnee Ausgang 14a CO2-Schnee 58a mit einem besonders niedrigen Anteil von CO2-Gas 56a bereitgestellt werden. Figure 5 shows a flow chart of a method according to the invention for producing dry ice snow with the dry ice snow generating device 70a. In a first method step 100, liquid CO2 54a is provided at the liquid inlet 12a. In a second method step 102, the liquid CO2 54a is introduced into the expansion space 16a. Here, the liquid CO2 54a is injected into the expansion chamber 16a by means of the nozzle 52a, which expands suddenly due to a reduction in pressure in the area surrounding the expansion chamber 16a. As a result, the liquid CO2 54a changes into a mixture with a solid and a gaseous phase. In a further process step 104, the mixture produced moves by gravity in the direction of the dry ice snow outlet 14a. Meanwhile, in process step 104, a phase separation of the solid and gaseous phase produced takes place by means of the gas outlets 20a, 30a. As a result, CO2 snow 58a with a particularly low proportion of CO2 gas 56a can be provided at the dry ice snow outlet 14a.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der Figuren 1 bis 5, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 5 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figur 6 und der Figur 7 ist der Buchstabe „a“ durch die Buchstaben „b“ und „c“ ersetzt. Two further embodiments of the invention are shown in Figures 6 and 7. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, reference can generally also be made to the drawings and/or the description of the other embodiment, in particular Figures 1 to 5. To distinguish the embodiments, the letter a is placed after the reference numerals of the embodiment in Figures 1 to 5. In the embodiments in Figure 6 and Figure 7, the letter "a" is replaced by the letters "b" and "c".
In dem weiteren Ausführungsbeispiel der Figur 6 weist ein Abschnitt einer einen Expansionsraum 16b begrenzenden Oberfläche 36b einer Expansionseinheit 10b eine Strukturierung 38b auf. Diese Strukturierung 38b weist eine Makrostrukturierung 40b auf, welche spiralförmig ausgebildet ist. Die Makrostrukturierung 40b ist zudem schraubenförmig ausgebildet. Die Strukturierung 38b ist auf einem Innenkörper 34b angeordnet. Die Strukturierung 38b ist eine Makrostrukturierung 40b in Form einer konischen Spirale auf dem teilweise kegelartigen Innenkörper 34b. Die Makrostrukturierung 40b auf dem Innenkörper 34b ist vorliegend als eine Fräsung in dem Innenkörper 34b ausgebildet. In Figur 7 ist ein Teil einer Expansionseinheit 10c gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem sich eine Querschnittsfläche eines Querschnitts 84c eines Gasausgangs 20c ausgehend von einem Expansionsraum 16c zu einer Außenfläche 22c der Expansionseinheit 10c verändert. Dieses Ausführungsbeispiel bildet eine Weiterentwicklung der Ausführungsbeispiele a und b aus. Vorliegend nimmt die Querschnittsfläche ausgehend vom Expansionsraum 16c zu der Außenfläche 22c der Expansionseinheit 10c zu. Der Querschnitt 84c ist kreisförmig und senkrecht zu einer Axialrichtung 48c des Gasausgangs 20c ausgebildet. Die Querschnittsfläche des Querschnitts 84c nimmt entlang der Axialrichtung 48c zu. Der Gasausgang 20c weist eine gestaffelte Zunahme der Querschnittsfläche auf. Der Gasausgang 20c weist eine zumindest im Wesentlichen diskrete Zunahme 90c auf. Weiterhin wären weitere diskrete Zunahmen und/oder kontinuierliche Zunahmen denkbar. Zwischen der Zunahme 90c und dem Expansionsraum 16c ist der Gasausgang 20c als eine Entgasungsöffnung 88c ausgebildet. Zwischen der Zunahme 90c und der Außenfläche 22c der Expansionseinheit 10c ist der Gasausgang 20c als ein Entgasungsausgang 86c ausgebildet. Ein Querschnitt 92c der Entgasungsöffnung 88c ist kreisförmig. Ein Querschnitt 94c des Entgasungsausgangs 86c ist kreisförmig und weist eine größere Querschnittsfläche als der Querschnitt 92c der Entgasungsöffnung 88c auf. Die Entgasungsöffnung 88c ist vorliegend als eine Bohrung ausgebildet. Der Entgasungsausgang 86c ist vorliegend als eine Gegenbohrung zu der Entgasungsöffnung 88c ausgebildet. Weitere Gasausgänge 30c weisen eine gleiche oben genannte Konfiguration auf. Die Gasausgänge 20c, 30c weisen jeweils ein Gewinde 96c auf. Das Gewinde 96c ist zu einem Verschluss der Gasausgänge 20c, 30c mittels einer Schraube 98c mit einem Gegengewinde vorgesehen. Die Außenfläche 22c der Expansionseinheit 10c ist vorliegend entsprechend der Gasausgänge gestaffelt ausgebildet. Alternativ wäre eine flache Außenfläche 22c ohne Gewinde denkbar. Bezugszeichen In the further embodiment of Figure 6, a section of a surface 36b of an expansion unit 10b that delimits an expansion space 16b has a structure 38b. This structure 38b has a macrostructure 40b that is spiral-shaped. The macrostructure 40b is also helical. The structure 38b is arranged on an inner body 34b. The structure 38b is a macrostructure 40b in the form of a conical spiral on the partially conical inner body 34b. The macrostructure 40b on the inner body 34b is in the present case designed as a milling in the inner body 34b. Figure 7 shows a part of an expansion unit 10c according to a further embodiment, in which a cross-sectional area of a cross section 84c of a gas outlet 20c changes starting from an expansion space 16c to an outer surface 22c of the expansion unit 10c. This embodiment is a further development of the embodiments a and b. In the present case, the cross-sectional area increases starting from the expansion space 16c to the outer surface 22c of the expansion unit 10c. The cross section 84c is circular and perpendicular to an axial direction 48c of the gas outlet 20c. The cross-sectional area of the cross section 84c increases along the axial direction 48c. The gas outlet 20c has a staggered increase in the cross-sectional area. The gas outlet 20c has an at least substantially discrete increase 90c. Furthermore, further discrete increases and/or continuous increases would be conceivable. Between the increase 90c and the expansion space 16c, the gas outlet 20c is designed as a degassing opening 88c. Between the increase 90c and the outer surface 22c of the expansion unit 10c, the gas outlet 20c is designed as a degassing outlet 86c. A cross section 92c of the degassing opening 88c is circular. A cross section 94c of the degassing outlet 86c is circular and has a larger cross-sectional area than the cross section 92c of the degassing opening 88c. The degassing opening 88c is designed as a bore in the present case. The degassing outlet 86c is designed as a counter bore to the degassing opening 88c. Further gas outlets 30c have the same configuration as mentioned above. The gas outlets 20c, 30c each have a thread 96c. The thread 96c is intended for closing the gas outlets 20c, 30c by means of a screw 98c with a counter thread. The outer surface 22c of the expansion unit 10c is staggered in the present case according to the gas outlets. Alternatively, a flat outer surface 22c without a thread would be conceivable. Reference symbols
10 Expansionseinheit 10 Expansion unit
12 Flüssigkeitseingang 12 Fluid inlet
14 Trockeneisschnee-Ausgang 14 Dry ice snow exit
16 Expansionsraum 16 Expansion space
18 Querschnitt 18 Cross section
20 Gasausgang 20 Gas outlet
22 Außenfläche der Expansionseinheit 22 External surface of the expansion unit
24 Äußerer Radius 24 Outer radius
26 Innerer Radius 26 Inner radius
28 Ausnehmung 28 Recess
30 Weiterer Gasausgang 30 Additional gas outlet
32 Außenkörper 32 Outer body
34 Innenkörper 34 Inner body
36 Oberfläche 36 Surface
38 Strukturierung 38 Structuring
40 Makrostrukturierung 40 Macrostructuring
42 Axialrichtung 42 Axial direction
44 Axialrichtung 44 Axial direction
46 Axialrichtung 46 Axial direction
48 Axialrichtung 48 Axial direction
50 Trockeneis-Herstellungs- und Verarbeitungssystem50 Dry ice production and processing system
52 Düse 52 Nozzle
54 Flüssiges CO2 54 Liquid CO2
56 CÖ2-Gas 56 CO2 gas
58 CO2-Schnee 58 CO2 snow
60 Extrusionsvorrichtung 60 Extrusion device
62 Förderschnecke 62 Conveyor screw
64 Weitere Förderschnecke 64 Additional screw conveyor
66 Querschnitt Schwerkraftrichtung 66 Cross section Gravity direction
Trockeneisschnee-ErzeugungsvorrichtungDry ice snow generating device
Abschnitt Section
Abschnitt Section
Abschnitt Section
Ausnehmung Recess
Ausnehmung Recess
Ausnehmung Recess
Querschnitt Cross-section
EntgasungsausgangDegassing outlet
Entgasungsöffnung Degassing opening
Zunahme Increase
Querschnitt Cross-section
Querschnitt Cross-section
Gewinde Thread
Schraube Screw
Verfahrensschritt Process step
Verfahrensschritt Process step
Verfahrensschritt Process step

Claims

Ansprüche Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a), insbesondere zur Herstellung von CO2-Schnee (58a), mit einer Expansionseinheit (10a; 10c), welche einen Flüssigkeitseingang (12a), zumindest einen Trockeneisschnee-Ausgang (14a), zumindest einen Gasausgang (20a; 20c) und einen Expansionsraum (16a; 16c) aufweist, welcher zwischen dem Flüssigkeitseingang (12a) und dem Trockeneisschnee-Ausgang (14a) angeordnet ist und welcher zwischen dem Flüssigkeitseingang (12a) und dem Trockeneisschnee-Ausgang (14a) einen sich ändernden Querschnitt (18a) aufweist, wobei der Gasausgang (20a; 20c) getrennt von dem Trockeneisschnee-Ausgang (14a) ausgebildet ist. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gasausgang (20a; 20c) ausgehend vom Expansionsraum (16a; 16c) in Richtung des Flüssigkeitseingangs (12a) gerichtet ist. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionseinheit (10a; 10c) eine Mehrzahl weiterer Gasausgänge (30a; 30c) aufweist, welche über eine Außenfläche (22a; 22c) der Expansionseinheit (10a; 10c) verteilt angeordnet und ausgehend vom Expansionsraum (16a; 16c) in Richtung des Flüssigkeitseingangs (12a) gerichtet sind. 4. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamt-Querschnittsfläche der Gasausgänge (20a; 20c; 30a; 30c) ausgehend vom Flüssigkeitseingang (12a) zum Trockeneisschnee-Ausgang (14a) zunimmt. Claims Dry ice snow generating device (70a), in particular for producing CO2 snow (58a), with an expansion unit (10a; 10c) which has a liquid inlet (12a), at least one dry ice snow outlet (14a), at least one gas outlet (20a; 20c) and an expansion space (16a; 16c) which is arranged between the liquid inlet (12a) and the dry ice snow outlet (14a) and which has a changing cross-section (18a) between the liquid inlet (12a) and the dry ice snow outlet (14a), wherein the gas outlet (20a; 20c) is formed separately from the dry ice snow outlet (14a). Dry ice snow generating device (70a) according to claim 1, characterized in that the gas outlet (20a; 20c) is directed from the expansion space (16a; 16c) in the direction of the liquid inlet (12a). Dry ice snow generating device (70a) according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion unit (10a; 10c) has a plurality of further gas outlets (30a; 30c) which are arranged distributed over an outer surface (22a; 22c) of the expansion unit (10a; 10c) and are directed from the expansion space (16a; 16c) in the direction of the liquid inlet (12a). 4. Dry ice snow generating device (70a) according to claim 3, characterized in that a total cross-sectional area of the gas outlets (20a; 20c; 30a; 30c) increases from the liquid inlet (12a) to the dry ice snow outlet (14a).
5. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansionsraum (16a; 16c) zumindest abschnittsweise einen zumindest im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt (18a) aufweist. 5. Dry ice snow generating device (70a) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion space (16a; 16c) has at least in sections an at least substantially circular cross-section (18a).
6. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des Expansionsraums (16a; 16c) vom Flüssigkeitseingang (12a) zum Trockeneisschnee-Ausgang (14a) zunimmt. 6. Dry ice snow generating device (70a) according to one of the preceding claims, characterized in that a cross-sectional area of the expansion space (16a; 16c) increases from the liquid inlet (12a) to the dry ice snow outlet (14a).
7. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein äußerer Radius (24a) als auch ein innerer Radius (26a) des kreisringförmigen Querschnitts (18a) des Expansionsraums (16a; 16c) vom Flüssigkeitseingang (12a) zum Trockeneisschnee-Ausgang (14a) zunimmt, wobei eine Differenz zwischen dem äußeren Radius (24a) und dem inneren Radius (26a) zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen konstant bleibt. 7. Dry ice snow generating device (70a) according to claims 5 and 6, characterized in that both an outer radius (24a) and an inner radius (26a) of the annular cross-section (18a) of the expansion space (16a; 16c) increases from the liquid inlet (12a) to the dry ice snow outlet (14a), wherein a difference between the outer radius (24a) and the inner radius (26a) remains at least substantially constant at least in sections.
8. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Querschnittsfläche eines Querschnitts (84c) des Gasausgangs (20c) ausgehend vom Expansionsraum (16c) zu einer Außenfläche (22c) der Expansionseinheit (10c) verändert, und zwar insbesondere zunimmt. 9. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionseinheit (10a; 10c) einen Außenkörper (32a) und einen separat von dem Außenkörper (32a) ausgebildeten Innenkörper (34a; 34b) aufweist, welcher zumindest teilweise innerhalb des Außenkörpers (32a) angeordnet ist, wobei zwischen dem Außenkörper (32a) und dem Innenkörper (34a; 34b) der Expansionsraum (16a; 16c) ausgebildet ist. 8. Dry ice snow generating device according to one of the preceding claims, characterized in that a cross-sectional area of a cross section (84c) of the gas outlet (20c) starting from the expansion space (16c) to an outer surface (22c) of the expansion unit (10c) changes, in particular increases. 9. Dry ice snow generating device (70a) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion unit (10a; 10c) has an outer body (32a) and an inner body (34a; 34b) which is formed separately from the outer body (32a) and is arranged at least partially within the outer body (32a), wherein the expansion space (16a; 16c) is formed between the outer body (32a) and the inner body (34a; 34b).
10. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (34a; 34b) zumindest teilweise kegelartig ist. 10. Dry ice snow generating device (70a) according to claim 9, characterized in that the inner body (34a; 34b) is at least partially conical.
11 . Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach Anspruch 9 oder11. Dry ice snow generating device (70a) according to claim 9 or
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (32a) eine zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmige Ausnehmung (28a) zur Aufnahme zumindest eines Teils des Innenkörpers (34a; 34b) aufweist. 10, characterized in that the outer body (32a) has a recess (28a) which is at least partially frustoconical in shape for receiving at least a part of the inner body (34a; 34b).
12. T rockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Expansionsraum (16b) begrenzende Oberfläche (36b) der Expansionseinheit (10b) zumindest abschnittsweise eine Strukturierung (38b) aufweist. 12. Dry ice snow generating device according to one of the preceding claims, characterized in that a surface (36b) of the expansion unit (10b) delimiting the expansion space (16b) has a structuring (38b) at least in sections.
13. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (38b) eine Makrostrukturierung (40b) aufweist, welche zumindest teilweise spiralförmig ausgebildet ist. 13. Dry ice snow generating device according to claim 12, characterized in that the structuring (38b) has a macrostructuring (40b) which is at least partially spiral-shaped.
14. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (38b) eine Makrostrukturierung (40b) aufweist, welche zumindest teilweise schraubenförmig ausgebildet ist. Trockeneisschnee-Erzeugungsvorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (38b) auf dem Innenkörper (34b) angeordnet ist. Verfahren zur Herstellung von Trockeneisschnee mit einer Trockeneis- schnee-Erzeugungsvorrichtung (70a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. Dry ice snow generating device according to claim 12 or 13, characterized in that the structuring (38b) has a macrostructuring (40b) which is at least partially helical. Dry ice snow producing device at least according to claims 9 and 12, characterized in that the structuring (38b) is arranged on the inner body (34b). Method for producing dry ice snow with a dry ice snow producing device (70a) according to one of the preceding claims.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB368364A (en) * 1929-12-17 1932-02-29 Dry Ice Corp Of America Improvements in methods of and apparatus for making and shaping solid carbon dioxide
US1869346A (en) * 1929-12-28 1932-07-26 Crystal Carbonic Lab Apparatus for continuous production of carbon dioxide ice
US1912443A (en) * 1928-08-11 1933-06-06 Justus C Goosmann Method and means for producing solidified carbon dioxide
EP1188715A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-20 TV Kohlensäure, Technik und Vertrieb GmbH + Co. Apparatus and process for the production of carbon dioxide snow
US6427482B1 (en) * 1998-05-08 2002-08-06 Craft Tech Gbr Device for introducing CO2 snow into containers in order to cool the content of said containers or to cool the containers themselves
EP3928926A1 (en) * 2020-06-27 2021-12-29 Linde GmbH Device and method for cooling components, in particular in gas-shielded welding or in generative manufacture by means of gas-shielded welding, with a co2 particle beam

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE581302C (en) 1929-12-17 1933-07-27 Dryice Corp Of America Process and device for the production of solid carbonic acid
US1989874A (en) 1930-11-01 1935-02-05 Nu Ice Company Apparatus for forming refrigerant blocks

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1912443A (en) * 1928-08-11 1933-06-06 Justus C Goosmann Method and means for producing solidified carbon dioxide
GB368364A (en) * 1929-12-17 1932-02-29 Dry Ice Corp Of America Improvements in methods of and apparatus for making and shaping solid carbon dioxide
US1869346A (en) * 1929-12-28 1932-07-26 Crystal Carbonic Lab Apparatus for continuous production of carbon dioxide ice
US6427482B1 (en) * 1998-05-08 2002-08-06 Craft Tech Gbr Device for introducing CO2 snow into containers in order to cool the content of said containers or to cool the containers themselves
EP1188715A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-20 TV Kohlensäure, Technik und Vertrieb GmbH + Co. Apparatus and process for the production of carbon dioxide snow
EP3928926A1 (en) * 2020-06-27 2021-12-29 Linde GmbH Device and method for cooling components, in particular in gas-shielded welding or in generative manufacture by means of gas-shielded welding, with a co2 particle beam

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