DE1601928A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlhalten von verderblichem Gut - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlhalten von verderblichem GutInfo
- Publication number
- DE1601928A1 DE1601928A1 DE19671601928 DE1601928A DE1601928A1 DE 1601928 A1 DE1601928 A1 DE 1601928A1 DE 19671601928 DE19671601928 DE 19671601928 DE 1601928 A DE1601928 A DE 1601928A DE 1601928 A1 DE1601928 A1 DE 1601928A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cooling chamber
- line
- liquefied gas
- cooling
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3232—Cooling devices using compression particularly adapted for load transporting vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
- B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
- B60P3/20—Refrigerated goods vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
- F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
- F17C9/04—Recovery of thermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25D29/001—Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
- F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
- F25D3/105—Movable containers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/03—Thermal insulations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/03—Mixtures
- F17C2221/038—Refrigerants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
- F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Transportation (AREA)
Description
; 13. Oktober 1967
Gzy/Ra. UNION CARBIDE CORPORATION, New York, N.Y. (U.S.A.)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Einfrieren und Kühlhalten von verderblichem Gut. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung, die beim Transport von Nahrungsmitteln diese durch ein verflüssigtes Gas
kühlhält.
Die bis vor kurzem hierfür verwendeten Systeme waren teuer und wenig wirksam. Die entstandenen hohen Kosten wurden auf den
Verbraucher der Nahrungsmittel abgewälzt. Darüber hinaus erhielt der Verbraucher in manchen Fällen auch eii^Produkt
schlechter Qualität, das entweder ungleichmäßig gekühlt oder durch zu tiefes Kühlen beschädigt war.
Die meisten beim Transport verwendeten Kühlsysteme hatten einen
geschlossenen Kühlkreis, in welchem eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlmedium durch Kühlschlangen zirkulierte, wobei Luft seitlich an den Schlangen vorbeigeführt wurde. Da« verdampfte Kühlmittel wurde komprimiert, abgekühlt, kondensiert, expandiert
und dann wieder durch die Kühlschlangen zurückgeführt. Dieses
009825/0486
System hatte die Nachteile, daß eine äußere Kraftquelle benötigt wurde, daß es mechanisch kompliziert gebaut war, und daß
es nur sehr langsam abkühlen konnte.
Diese Nachteile werden durch ein verhältnismäßig neues Kühlsystem vermieden. Hierbei wird ein niedrig siedendes, verflüssigtes
Gas als Flüssigkeit in einem Behälter gelagert. Aus diesem wird es durch Öffnungen aus einer iin oberen Teil der Kühlkammer
befindlichen Leitung in die Kühlkammer eingespritzt. Hierbei wird eine äußere Kraftquelle nicht benötigt. Das System
hat eine große und regelbare Kühlfähigkeit. Für manche Anwendungszwecke
hat es lediglich einen beweglichen Teil, das Ventil zum Auslassen der Flüssigkeit. Dieses System hat einen bemerkenswert
guten wirtschaftlichen Erfolg gehabt. Es wird in größerem Ausmaße bei Lastwagen, Anhängern und Eisenbahnwagen verwendet
, um Gut mittels Stickstoff zu kühlen und die Lageratmo-·- Sphäre zu regeln, insbesondere beim Transport von Früchten,
Gemüse, Fleisch und anderen Gegenständen.
Ein Problem bei diesem System besteht darin, daß es schwierig
ist, innerhalb der gesamten Kühlkammer eine gleichmäßige Temperatur zu halten. Normalerweise ist die Kammer länglich und
die Kühlflüssigkeit wird durch in Abständen voneinander befindliche Löcher aus einer oben befindlichen Leitung eingespritzt.
Die eingespritzt· Flüssigkeit absorbiert die Warn·
009825/0486
innerhalb der Kühlkammer durch ihre latente Verdampfungswärme
und durch die spezifische Wärme des kalten Gases·
Es ist hierbei bekannt, die Kühlung dadurch zu regeln, daß man die Abstände der Löcher oder Sprühdüsen in der oben befindlichen
Leitung verschieden hält. Es wurde ferner festgestellt,
daß der Dampfanteil in der oben befindlichen Leitung von dem
Einlaßende bis zu dem Auslaßende zunimmt, wobei das Einlaßende sich üblicherweise am vorderen Ende der Kammer befindet, während die Türen zum Zutritt zu der Kühlkammer sich am hinteren Ende befinden. Unter diesen Umständen waren die Abstände zwischen den Sprühlöchern am rückwärtigen Ende kleiner als am vorderen Ende, so daß mehr Kühlflüssigkeit im hinteren Teil der
Kühlkammer eingespritzt wurde, wo die Wärmebeanspruchung am
größten ist.
daß der Dampfanteil in der oben befindlichen Leitung von dem
Einlaßende bis zu dem Auslaßende zunimmt, wobei das Einlaßende sich üblicherweise am vorderen Ende der Kammer befindet, während die Türen zum Zutritt zu der Kühlkammer sich am hinteren Ende befinden. Unter diesen Umständen waren die Abstände zwischen den Sprühlöchern am rückwärtigen Ende kleiner als am vorderen Ende, so daß mehr Kühlflüssigkeit im hinteren Teil der
Kühlkammer eingespritzt wurde, wo die Wärmebeanspruchung am
größten ist.
In vielen Fällen wurde aber auch hierdurch nicht eine gleichmäßige
Temperatur innerhalb der gesamten Kühlkammer erreicht, die für eine ideale Kühlung erforderlich ist. Nicht bei allen
verderblichen zu kühlenden Gütern kommt es auf eine sehr genaue Einhaltung der Temperatur an; es gibt aber gewisse Nahrungsmittel,
die innerhalb eines ganz bestimmten engen Temperaturbereiches gehalten werden müssen, um nicht zu verderben,
die aber auch nicht eingefroren werden dürfen. Hierzu gehören manche Produkte, die auf langen Wegen über Land von den weet-
009825/0486
lichen oder südlichen Teilen der Vereinigten Staaten in die Nord-Ost-Teile gefördert werden müssen· Innerhalb der hierzu
erforderlichen 5 Tage muß die Temperatur über ö C liegen, um
Beschädigungen durch Einfrieren zu verhindern, darf aber auch nicht 7 bis 8 C überschreiten·
Ein Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Kühlhalten von verderblichem Gut,
insbesondere beim Transport. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchem ein verflüssigtes Gas
in eine Kühlkammer eingespritzt wird, in welcher sich das verderbliche Gut befindet, und zwar unter solchen Bedingungen,
daß der gesamte Inhalt der Kühlkammer länger Zeit hindurch bei einer praktisch gleichmäßigen, vorher bestimmten Temperatur
gehalten wird.
Diese und andere Ziele der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Fig. 1 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der Dichte eines Gemisches aus flüssigem und gasförmigem Stickstoff in
Abhängigkeit von dem Anteil des Dampfes in dem gesamten Gemisch.
009825/0486
Pig. 2 zeigt graphisch die Beziehung zwischen den Abständen
der Sprühlöcher in einer oben befindlichen Leitung und
der Länge der Kühlkammer«
Fig. 3 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der mittleren
Lufttemperatur in der Kühlkammer und in Länge der Kühlkammer
für verschiedene Kontrollpunkte der Temperatur.
Fig. h zeigt ähnlich wie Fig. 3 die durch die Erfindung erreichte
gleichmäßige Temperatur innerhalb der Kühlkammer.
Fig. 5 zeigt schematisch ein Flußbild der erfindungsgemäßen
Vorrichtung·
Fig. 6 ist die Aufsicht auf eine Vorrichtung, die der nach Fig. 5 ähnelt,
Fig. 7 ist eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Leitung
für die Flüssigkeit und den Dampf verbunden ist mit der Mitte der Sprühleitung, und wobei die Türen zu der Kühlkammer sich in der Mitte befinden.
009825/0486
1601323
Fig. 8 zeigt von oben eine weitere Aus f ührungs form der Erfindung,
bei welcher ein gewisser Teil der Flüssigkeit durch Herabsetzen des Druckes verdampft wird.
Fig. 9 zeigt im Schnitt eine Leitung mit Einbauten zur Erzeugung
einer turbulenten Strömung, durch welche das verflüssigte Gas und sein Dampf gemischt werden.
Fig.10 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 9
entlang der Linie 10-10.
Die genannten Ziele werden erreicht durch Verdampfen einer solchen
Menge der niedrig siedenden Flüssigkeit, daß ein Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf entsteht, welches zwischen 8 und
50 Gew.-% Dampf enthält. Dieses Flüssigkeits-Dampf-Gemisch
wird dann in die Kühlkammer eingespritzt. Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, daß die Dichte von niedrig siedenden,
verflüssigten Gasen in einer Leitung eines Kühlsystems erheblich schwankt, und zwar in Abhängigkeit von der Verweilzeit
zwischen dem Einlaß und dem Auslaß und auch an verschiedenen Punkten innerhalb der Leitung. Diese Schwankungen der Dichte
sind zum großen Teil zurückzuführen auf unerwünschte Temperaturunterschiede in den verschiedenen Abschnitten oder Zonen
der Kühlkammer. Innerhalb der oben befindlichen Leitung verdampft «in gewisser Anteil das verflüssgten Gases. Di· Dicht·
009825/0 486
*" 7 —
des Kühlmediums innerhalb der Leitung schwankt also beträchtlich, wenn das Medium in Form einer 100 %igen Flüssigkeit in
die Leitung eingeführt wird. Das Medium in der Nähe des Einlaßendes
der Leitung hat also in der Regel eine höhere Dichte und enthält mehr Kühlmittel als am anderen Ende der Leitung.
Dort -enthält das Medium einen größeren Anteil an Dampf und hat daher einen wesentlichen Teil seiner Kühlfähigkeit verloren.
Führt man also das Kühlmittel in vollständig verflüssigtem Zustande
in die im oberen Teil der Kühlkammer befindliche Leitung ein, so ist es praktisch unmöglich, das System so zu betreibenm
daß die Temperatur innerhalb der Kühlkammer bei allen auftretenden Bedingungen inTwesentlichen gleichmäßig ist„ Dieselbe
Erscheinung tritt ein, wenn nur ein geringer Teil des Kühlmediums vor dem Eintritt in die Verteilungsleitung verdampft
ist, z.B. etwa 3 % bei flüssigem Stickstoff. Die Schwierigkeit, hierbei eine gleichmäßige Temperatur aufrechtzuerhalten, beruht
darauf, daß bei einem Dampfgehalt zwischen 0 und etwa 8 % die
Dichte des Gemisches sich erheblich ändert. Die Fig. 1 zeigt das. Die Kurven dor Fig. 1 eigen die Dichte von gesättigten
Mischungen von flüssigem und gasförmigem Stickstoff bei einem Überdruck von 0, einem Überdruck von 0,7 kg/cm und einem Überdruck
von 3*5 kg/cm · Ganz ähnlich sind die Kurven für andere
niedrig siedende, verflüssigte Gase«, wie &aBo Luft, Sauerstoff,
009825/0486
Argon, Kohlendioxyd und Helium. Wie die Kurven zeigen, beträgt bei Atmosphärendruck die Dichte von flüssigem Stickstoff etwa
0,84 g/cm , während ein Gehalt von nur 8 % Dampf die Dichte der Flüssigkeit auf etwa 0,06-g/cm herabsetzt.
Ein weiterer Grund für die Unmöglichkeit, innerhalb der Kühlkammer
eine praktisch gleichmäßige Kühltemperatur aufrechtzuerhalten, besteht darin, daß ein solches System für die Vernichtung
sehr verschiedener Wärmemengen entworfen sein muß. Die Beanspruchung wechselt sehr stark innerhalb der verschiedenen
Zonen der Kühlkammer, da durch die Außentemperatur und das
Eindringen von Luft verschiedene Wärmemengen einsickern können, die außerdem durch das Atmen des verderblichen Gutes entstehen
können. Manche Güter atmen mehr als die anderen, und es ist natürlich erwünscht, ein solches Kühlsystem vorzusehen, das
zur Lagerung und zum Transport der verschxedensten Güter verwendet
werden kann.
Bei den bekannten Systemen besteht ein weiterer Grund für die Ungleichmäßigkeit der Temperatur in der Kühlkammer darin, daß
die Dichte des Gemisches aus Flüssigkeit und Dampf in der Verteilungsleitung sich stark ändert, wodurch auch Druckunterschiede
auftreten. Aus den Löchern oder Düsen am Eintritteende der
Leitung wird mehr Flüssigkeit und unter einem größeren Druck
0.0 9825/0486
eingespritzt, wird weiter verstreut und ist daher wirksamer beim Kühlen als die geringere Menge des Gemisches von Flüssigkeit
und Dampf, die aus den Sprühlöchern am anderen Ende der Kammer austritt·
Verwendet man aber ein Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf, das erfindungsgemäß zwischen 8 und 50 Gew.-# Dampf enthält, so
kann man das Innere der Kühlkammer bei praktisch gleichmäßiger Temperatur halten. Das ist darauf zurückzuführen, daß die erfindungsgemäßen
Gemische aus einem verflüssigten, niedrig siedenden
Gas und seinem Dampf, die 8 bis 50 Gew.-^ Dampf enthalten,
praktisch fast dieselbe Dichte haben· Nur eine kleinere Menge weiterer Flüssigkeit verdampft zwischen dem Einlaßende
und dem Auslaßende der Sprühleitung· Venn man z.B. nach der Fig. 1 unter einem Überdruck von 0,7 kg/cm ein Gemisch aus
flüssigem Stickstoff und 8 % seines Dampfes dem Einlaßende der
Einspritzleitung zuführt, so hat dieses Gemisch eine Dichte von etwa 0,083 g/cm . Ein Teil dieses Gemisches wird durch die
Löcher in dar Nähe des Eintritteendes ausgespritzt. Wenn das
Gemisch am anderen Ende der Leitung etwa 11 % Dampf enthält,
so hat es eine Dichte von 0,06 g/cm . Diese verhältnismäßig geringe Änderung der Dichte ermöglicht es, daß eine im wesentlichen
gleichmäßige Zusammensetzung von Flüssigkeit und Dampf durch die Löcher über die ganze Länge der Leitung eingespritzt
wird.
009325/0486
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlhalten von verderblichem Gut in einer wärmeisolierten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer durch Einspritzen eines verflüssigten unter
etwa -30 C siedenden Gases, das einem wärmeisolierten Vorratsgefäß entnommen wird, in Form mehrerer Ströme. Das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß man zum Einspritzen ein Geaisch des verflüssigten Gases mit 8 bis 50 % seines Dampfes verwendet·
Das Verfahren ist insbesondere dann anwendbar, wenn ein normaler Gleichgewichtszustand vorhanden ist. Zum Beginn des Kühlens kann man auch anders arbeiten. Nach dem Einbringen der verderblichen Güter in die Kühlkammer setzt man das Kühlsystem in
Betrieb. Anfangs kann die gesamte in der Einspritzleitung befindliche Flüssigkeit verdampft werden. Während dieser kurzen
Übergangszeit wird in die Kühlkammer durch die Einspritzöffnungen ein Gemisch eingespritzt, das einen höheren Anteil an
Dampf und daher eine niedrigere Dichte hat. Beim Abkühlen der Einsnr it zleitung und der verbindenden Leitung von dem wärmeisolierten Vorratsgefäß nimmt der Anteil des Dampfes ab und
die Dichte nimmt zu. Schließlich ist das ganze System soweit abgekühlt, daß die verschiedenen Teile verhältnismäßig konstante Temperaturen angenomen haben· Die Menge der verdampften
Flüssigkeit in der oben befindlichen Leitung wird dadurch ebenfalls stabilisiert. Nach Erreichung dieser Bedingungen muß
darauf geachtet werden, daß das Gemisch von Flüssigkeit und Dampf erfindungsgeaiäß 8 bis 50 Gew.-S Dampf enthält.
009825/0^86
Der Anteil der verdampften Flüssigkeit in der Leitung vor dem Einspritzen in die Kühlkammer kann sehr verschieden sein, z.B.
in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der gewünschten Temperatur in der Kühlkammer. Man kann z.B. voraussetzen, daß
man bei einer Außentemperatur von +35 bis +40 C die Kühlkammer bei -30°C halten will. Unter diesen Umständen wird die Kühlflüssigkeit
häufig dem Vorratsbehälter entnommen. Die Leitung
zwischen dem Vorratsbehälter.und den Einspritzdüsen bleibt also verhältnismäßig kalt tind ©s verdampft nur eine verhältnismäßig
geringe Menge der Kühlflüssigkeit, beispielsweise 8 %* Wenn man
aber dasselbe System verwendet, um bei einer Außentemperatur
von +1OG den Inhalt der Kühlkammer auf +5 C zu halten, so wird
Kühlflüssigkeit nur selten dem Vorratsbehälter entfioraraen. Unter
diesen Umständen erwärmen sich die Leitungen und ©s verdampft
eine größere Menge der Kühlflüssigkeit, beispielsweise bis zu
50 %. Die verdampfte Menge ist also bei einem gegebenen Kühlsystem
nach der Erfindung hauptsächlich abhängig von der gewünschten Temperatur der Kühlkammer, der Außentemperatur und
der Isolierung der Kühlkammer.
Es ist erforderlich, daß wenigstens 8 % der Flüssigkeit vor dem
Einspritzen verdampft sind, um zu starke Änderungen der Dichte
in den Leitungen und ein dadurch bewirktes ungleichmäßiges Kühlem
zu vermeiden» Es sollte aber auch das Verdampfen eirasr größeren
Menge als 50 % vermieden werden, da sonst die Kühlwirk
durch d±@ la £-".-';-© Ves-dampfmngswsrsaQ su stark herabgesetzt
009825/0486
Das teilweise Verdampfen des verflüssigten Gases kann bewirkt werden durch aus der Kühlkammer eindringende Wärme, durch Entspannen
von einem höheren zu einem niedrigeren Druck, oder durch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verteilung
des Gemisches von Flüssigkeit und Dampf innerhalb der Kühlkammer. Es wurde gefunden, daß eine gleichmäßigere Temperatur
in der Kühlkammer aufrechterhalten werden kann, wenn man
an den Enden der Kühlkammer mehr Kühlmedien einspritzt als in der mittleren Zone. Das beruht darauf, daß an den Enden der
Kammer mehr Wärme einsickert als in der Mitte. Bei einer verhältnismäßig gut abgedichteten Kühlkammer ist es hierbei belanglos,
wo die Türen zur Kammer angeordnet sind. Bei HaIb-Anhängern zum Transport von verderblichem Gut sind die Türen
üblicherweise am rückwärtigen Ende entfernt von dem Traktor augeordnet.
Der Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas befindet sich üblicherweise am vorderen Ende. Durch das periodische
Öffnen der Türen am hinteren Ende und die Kühlwirkung des Vorrat sbehält er s und der Leitungen am vorderen Ende der Kühlkammer
ist die zu vernichtende Wärme an jedem Ende etwas größer als in der Mitte. Dasselbe trifft zu bei den üblichen Eisenbahnwagen,
deren Türen in der Mitte angeordnet sind, und wo der Vorratsbehälter für das flüssige Gas sich an einem Ende befindet.
Auch hierbei muß ungeachtet der in der Mitte befindlichen und ab und zu geöffneten Türen in der Mitte weniger Wärme vernich-
009825/0486
tet werden als an den Enden. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen,
daß wegen der größeren Oberflächen an den Enden der Kühlkammer dort mehr Wärme einsickert als in der Mitte.
Man beobachtet das auch bei gut isolierten Kühlkammerwanden.
Die durch die Wände einsickernde Wärmemenge ist in der %Regel sehr viel größer als die Wärmemenge, die durch Ritzen eintritt.
Die beiden Endabschnitte und der mittlere Abschnitt brauchen natürlich nicht immer die gleichen Längen zu. haben. In jedem
Falle ist aber der mittlere Abschnitt zwischen den beiden Endabschnitten befindlich. Deshalb brauchen auch die in die Endabschnitte
eingespritzten Mengen des Kühlmediums nicht immer gleich groß zu sein, sie müssen aber größer sein als die in den
mittleren Abschnitt eingespritzte Menge. In der Regel sollte in denjenigen Endabschnitt, der entfernt von dem Einlaß des
Kühlmediums, mehr Kühlmedium eingespritzt werden als in den anderen Endabschnitt. In der Nähe der Zufuhrleitung für das
Kühlmedium enthält das Gemisch weniger Dampf und hat daher eine bessere Kühlfähigkeit·
Eine bevorzugte Verteilung der Einspritzöffnungen in der Ein- spritzleitung, die sich im oberen Teil der Kühlkammer von einem zum anderen Ende erstreckt, M graphisch in der Pig· 2
wiedergegeben« Man kann eich die Kühlkammer in acht Längsab-
achnittä geteilt denken· Die.Ordinate ist der Prozentanteil
009825/0486
- Ik -
der gesamten Fläche der Einspritzöffnungen in der Leitung für jeweils 1/8 der Länge. Die Abszisse ist der prozentuale Teil
der gesamten Länge der Einspritzleitung, geraessen vin dem Eintrittsende
des Kühlmediums. Bei den dargestellten Fällen wurde das Gemisch von verflüssigtem Gas und seinem Dampf am vorderen
Ende der Kühlkammer nach der Kurve A, am hinteren Ende der Kühlkammer nach den Kurven B und C eingeführt. Die Leitung A
bestand aus Bronze und hatte einen inneren Durchmesser von etwa 1 cm. Die Einspritzöffnungen hatten Durchmesser von 1,6 nun
und waren in einem Winkel von 20 unter der Waagerechten abwechselnd
auf beiden Seiten der Leitung gebohrt. Die Leitungen für die Kurven B und C hatten einen äußeren Durchmesser von
2 cm, bestanden aus Aluminium und enthielten ähnlich gebohrte Löcher.
Die Kurve A der Fig. 2 zeigt die übliche Verteilung der Einspritzöffnungen
in der oben befindlichen Leitung. Das Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf wird am vorderen Ende eingeführt.
Der Abstand zwischen den Einspritzlöchern nimmt nach dem rückwärtigen Ende zu ab. Die Kurven B und C der Fig. 2 zeigen eine
typische Verteilung der Einspritzöffnungen für oben befindliche Leitungen, in welche ein Gemisch aus verflüssigtem Gas und seinem
Dampf eingeführt wird. Die Kurve B zeigt eine mittlere Verteilung der Einspritzöffnungen· Die Kurve C zeigt eine bevorzugte
Verteilung der Einspritzöffnungen in Kühlkammern. Bei
009825/0486
Betrachtung der Kurven B und C sieht man, daß die größte Oberfläche
der Einspritzöffnungen an demjenigen Teil der Leitung angeordnet ist, der sich am entferntesten von der Einführungsöffnung befindet. Ein kleinerer Teil der Oberfläche der Einspr
it zlöcher befindet sich in der Nähe der Einführung· Die geringste
Oberfläche der Einspritzöffnungen ist im mittleren Abschnitt der Kühlkammer erfroderlich. In dem ersten der acht
Abschnitte der Leitung, gerechnet von dem Eintrittsende, beträgt die mittlere Oberfläche der Einspritzöffnungen bei der
Kurve A 8,3 %% bei der Kurv® B 11,2 % und bei der Kurve C 6,9%.
in dem vierten Abschnitt der Leitung zwischen 37»5 und 50 % der
Gesamtlänge sind die mittleren Gesamtoberflächen der Einspritzöffnungen
wie folgt: Bei der Kur-re A 9>8 %, bei ά®τ Kurve B
2 % und bei der Kurve C 3,5 %, Im letaten Absetaaitt der Leitung
sind die mittleren Gesamt größen der Einspritzöffsiungen bei der
Kurve A 22,2 %, bei der Kurve B 32,8 % und bei der Kurve C 36ß%,
Die Schwierigkeit beim Erreichen einer gleichmäßigen Temperatur in der Kühlkammer nach dem üblichen System zeigt die Fig»3«
Die Fig·. 3 zeigt ferner, de" nach der Erfindung eine viel
gleichmäßigere Temperatur erreicht werden kann» In allen diesen Fällen wurde eine Kühlkammer mit einer rückwärtigen Tür
verwendet. Flüssiger Stickstoff wurde eingespritst durch Öffnungen
mit einem Durchmesser von 1S6 rasa ixa einer einzigen, aus
Aluminium bestehenden Leitung mit einem äußerem Durchmesser
009825/0486
von 2 cm. Die Öffnungen waren 20° unter der Waagerechten angeordnet,
wie die Fig. 10 es zeigt. In jedem Falle wurde ein Temperaturfühler verwendet, um die Zufuhr von flüssigem Stickstoff
aus dem Vorratsbehälter in die Sprühleitung zu regeln, wobei
die Temperatur an einem bestimmten Kontrollpunkt gemessen wurde. Der Temperaturfühler war bei einigen Versuchen in der Nähe des
vorderen Endes der Kühlkammer, bei anderen Versuchen in der Nähe des hinteren Endes der Kühlkammer angeordnet, wie die Fig.
3 es zeigt. Bei dem üblichen System nach der Kurve D wurde flüssiger Stickstoff direkt aus dem Behälter unter einem Druck
von etwa 1,4 kg/cm bei einer Temperatur von etwa -l84°C zugeführt.
Er gelangte am rückwärtigen Ende der Kühlkammer in die Einspritzleitung, wobei nicht mehr als etwa 3 % verdampft waren.
Die Verteilung der Öffnungen an der Einspritzleitung entsprach der nach der Kurve A der Fig. 2. Die Temperatur in der
Kühlkammer, wie sie beim Kontrollpunkt gemessen wurde, betrug etwa -l8 C. Die Kurve D zeigt, daß die Temperaturverteilung
innerhalb der Kühlkammer wesentlich abwich von der in der Nähe des Temperaturfühlers. Sie betrug in der Mitte etwa -25°C und
stieg am hinteren Ende der Kühlkammer auf etwa -12°C.
Im Gegensatz hierzu zeigen die Kurven E, F und G der Fig. 3»
daß.beim erfindungsgemäßen Vorverdampfen eines genügenden Anteils des flüssigen Stickstoffs, so daß ein Gemisch mit wenig-
009825/0486
stens 8 % Dampf entstand, bessere Temperaturverteilungen zu
beobachten waren. In dem Einspritzrohr waren die Öffnungen nach der Kurve B der Fig. 2 verteilt. Der flüssige Stickstoff wurde
teilweise verdampft in einer nicht isolierten Leitung, die sich vom vorderen bis zum hinteren Ende der Kühlkammer erstreckte.
Die Anordnung dieser Leitung ist in der Fig. 5 wiedergegeben. Die Zufuhrleitung hatte einen Durchmesser von 2 cm nach den
Kurven E und G und von 2,5 cm nach der Kzrve F. Bei den Kurven E und F herrschte in der Nähe des Kontrollpunktes eine Temperatur
von etwa -l8 C, bei der Kurve G eine Temperatur von etwa -4 C. In allen Fällen unterschieden sich die Temperaturen
nach den Kurven E, F und G innerhalb des Kühlbehälters nur um etwa 2 C von der Temperatur am Kontrollpunkt. Das bedeutet
eine entschiedene Verbesserung gegenüber den bei den üblichen Systemen auftretenden Temperaturunterschieden von etwa 5 C nach
der Kurve D. An den Enden der Kühlkammer waren allerdings nur geringe Unterschiede bei den Kurven E -und F gegenüber der Kurve
D festzustellen.
Die Wirksamkeit des erfindungagemäßen Verfahrens kann noch
weiter verbessert werdeb, wenn man das einzuspritzende Gemisch
von Flüssigkeit und Dampf vor dem Austritt durch die Einspritzöffnungen
innig mischt· Wahrscheinlich entsteht beim teilweisen Verdampfen ein geschichteter Strom in der Leitung, bei welchem
00 9825/0486
- l8 -
der Dampf einen flüssigen Kern umgibt, der besonders in den ersten Abschnitten der Leitung in der Nähe des Zufuhrendes
entsteht. Um die Bildung eines solchen ringförmigen oder geschichteten Stromes zu verhindern und um einen Strom von
gleichmäßiger mittlerer Dicke zu erzielen, verwendet man Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung, vorzugsweise auf der
ganzen Länge der Leitung.
Ein solches Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung kann aus einem dünnen, flachen Stück bestehen, das zu einer
Spirale mit einer Wellenlänge von etwa 30 bis 40 cm zusammengedreht
ist und sich in der Einspritzleitung befindet. Hierzu
wird auf Fig. 9 verwiesen. Bei der Verwendung einer solchen Vorrichtung werden Temperaturverteilungen nach der Fig. 4 erhalten.
Hierbei wurde ein Wärmeaustauschrohr mit einem äußeren Durchmesser von 2,5 cm verwendet, das sich über die ganze Länge
der Kühlkammer erstreckte. Eine Einspritzleitung mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm und mit Öffnungen mit Durchmessern
von 1,6 mm wurde verwendet. Die Öffnungen waren nach der Kurve C der Fig. 2 angeordnet. Wie die Fig. 4 zeigt, wurden
bei Temperaturen von. +30C nach der Kurve H, von -9°C nach der
Kurve I und von -2O°C nach der Kurve J Temperaturabweichungen
von nicht mehr als etwa 1,5°C in allen Teilen der Kühlkammer festgestellt.
009825/0486
Zum wirksamsten Einspritzen, des Geraisches aus Flüssigkeit und
Dampf des niedrig siedenden Gases hält man dieses Medium bei einer solchen Temperatur, daß es einen Dampfdruck von mehr als
ο
etwa 0,7 kg/cm hat, wobei das Gemisch im Gleichgewicht mit dem Vorratsbehälter stehen soll. Unter diesen Bedingungen ist die Flüssigkeit gesättigt und kann regelbar unter diesem Druck aus dem Vorratsbehälter entnommen werden. Man kann das verflüssigte Gas im gesättigten Zustand in den Vorratsbehälter einfüllen oder man Isasm es in unterkühlte» Zustand in diesen einführen. Im letzteren Falle kann die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit durch übliche Mittel aufgewärmt werden, z.B. mittels Gasdruck, dmreö. Einsieksrn von atmosphärischer Wärme oder durch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen.
etwa 0,7 kg/cm hat, wobei das Gemisch im Gleichgewicht mit dem Vorratsbehälter stehen soll. Unter diesen Bedingungen ist die Flüssigkeit gesättigt und kann regelbar unter diesem Druck aus dem Vorratsbehälter entnommen werden. Man kann das verflüssigte Gas im gesättigten Zustand in den Vorratsbehälter einfüllen oder man Isasm es in unterkühlte» Zustand in diesen einführen. Im letzteren Falle kann die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit durch übliche Mittel aufgewärmt werden, z.B. mittels Gasdruck, dmreö. Einsieksrn von atmosphärischer Wärme oder durch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. In einer thermisch isolierten Kühlkammer 11 soll verderbliches Gut 12 untergebracht werden, Die Kühlkammer 11
kann in üblicher Weise gebaut sein, wie sie für typische bewegliche Behälter bekannt ist. Die äußere Wandung kann z.B. aus
verstärktem Aluminium, die '.naere Wandung aus Sperrholz bestehen,
wobei zwischen den beiden Wandungen Asbest als Isoliermaterial vorgesehen ist. Die Kühlkammer braucht nicht luftdicht
zu sein, da die rückwärtigen Türen 13 für den Zutritt erforderlich
sind.» Durch das Verdampfen des flüssigen Stickstoffs wird
das Gut in dar Kühlkammer nicht nur abgekühlt und kühl gehalten»
009825/04 86
sondern auch in einer solchen inerten Atmosphäre gehalten, daß die Atmung verlangsamt und das Verderben verzögert wird.
Ein doppelwandiger thermisch isolierter Vorratsbehälter l4 ist
mit der Kühlkammer 11 verbunden. Dieser Vorratsbehälter enthält ein niedrig siedendes, verflüssigtes Gas mit einem Siedepunkt
von weniger als -80 C bei Atmosphärendruck· Die Bauart solcher Behälter ist bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift
Nr. 2,951,3^8 beschrieben. Bei der abgebildeten
Ausführungsform befindet sich der Vorratsbehälter l4 innerhalb der Kühlkammer 11; er kann aber auch außerhalb angeordnet sein.
Der Vorratsbehälter l4 hat eine äußere Wandung und einen inneren Kessel mit einem c/akuierbaren Zwischenraum zwischen beiden.
Dieser.Zwischenraum ist vorzugsweise mit einem thermisch gut
isolierenden Material gefüllt, z.B. mit abwechselnden Schichten von Strahlung reflektierenden Folien, beispielsweise aus Aluminium,
und die Wärme schlecht leitenden Faserschichten aus beispielsweise Glasfasern. Eine solche Isolierung ist in der
US-Patentschrift Nr. 3,007,596 beschrieben. Weitere geeignete Isoliermaterialien sind beispielsweise Folien aus mit Aluminium
überzogenen Polyathylenterephthalat. Ebenso können auch pulverförmig©
Isolierstoffe verwendet werden, wie Perlit oder fein
verteiltes Siliciumdioxyd.
0 0.9 825/0486
. - 21 -
Zum Entfernen von Gasresten kann in dem evakuierten Zwischenraum ein adsorbierendes Material, wie Calzium-Zeolith A oder
ein Getter-Material, wie gepulvertes Barium, vorgesehen sein·
Erfindungsgemäß zu verwendende niedrig siedende, verflüssigte
Gase sind solche, die bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt
unter etwa -30°C haben* Beispiele solcher verflüssigter Gase sind Luft, Argon, Kohlendioxid, Helium und Stickstoff. Stickstoff
ist in den meisten Fällen vorzuziehen, da er inert ist und leicht von Luft zu trennen ist· Wenn im nachstehenden von
Stickstoff geredet wird, so sollen damit aber die anderen geeigneten Gase nicht ausgeschlossen sein.
Das Innengefäß innerhalb des Vorratsbehälters lA wird in üblicher
Weise mit verflüssigtem Stickstoff gefüllt· Man kann z.B. verflüssigten Stickstoff unter überatmosphärischem Druck durch
das Füllventil l6 und die Leitung l8 in den Behälter ik bringen.
Wenn der verflüssigte Stickstoff bei weniger als dem Arbeitsdruck der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelagert ist, so
kann die Leitung l8 mit einer geeigneten Pumpe verbunden sein. Üblicherweise führt man der unter Druck befindlichen Flüssigkeit
Wärme zu, bevor sie in den Behälter l4 gebracht wird. Wie
schon bemerkt, soll sich der flüssige Stickstoff in dem Behälter
l4 vorzugsweise in gesättigtem Zustand befinden und bei
einer Temperaturt die einem Dampfdruck von mehr als 0,7 kg/cm
entspricht, wobei die Flüssigkeit und der Dampf sich im wesentlichen
im Gleichgewicht befinden.
Vor dem Füllen öffnet man einen Probehahn und ein Entlüftungssystem, die in das Innere des Vorratsbehälters l4 führen. An
diesen sieht man auch, wann der Behälter l4 gefüllt ist. Beim Erreichen dieses Zustandes werden das Ventil und der Probehahn
und die Entlüftungsvorrichtung gleichzeitig geschlossen. Die Entlüftung soll vorzugsweise sofort nach beendetem Füllen geschlossen
werden, damit der Dampfdruck innerhalb des Vorratsbehälters lk nicht unter den erforderlichen Arbeitsdruck fällt.
Da wegen seiner guten Isolierung praktisch keine Wärme in den Vorratsbehälter l4 einsickert, so kann der gelagerte Stickstoff
2 nur vermittels seines Dampfdruckes von wenigstens 0,7 kg/cm entnommen werden, der beim Füllen entsteht. Ein Entweichen
durch den Probehahn und das Ent lüftungssystem, wenn diese nicht
schnell genug geschlossen sind, führt zu einem Sinken des Dampfdruckes innerhalb des Behälters lk unter den erforderlichen
anfänglichen Dampfdruck. Eine wirksame Kühlung wird dadurch erschwert .
2 Bei einem Dampfdruck unterhalb etwa 0,7 kg/cm nimst die Menge
des aus dem Vorratsbehälter lA entnommenen flüssigen Stickstoffs
deutlich ab. Deshalb sind sehr viel längere Zeiträume erforderlich,
um die Kühlkammer 11 zu kühlen. Die Trägheit der be-
009825/04
kannten Temperaturfühler erlaubt es in der Regel nicht, einen
Dampfdruck von mehr als 7 kg/cm im Vorratsbehälter zu haben,
da sonst eine gute Regelung der Entnahme des flüssigen Stickstoffs
nicht möglich ist. Arbeitet man bei Überdrücken über mehr als etwa 7 kg/cm , so kann durch verlängerte Abnahme von flüssigem
-Stickstoff die Temperatur in der Kühlkammer zu tief sinken, beispielsweise auf etwa -45 C oder darunter» So tiefe
Temperaturen werden üblicherweise nicht benötigt und können einige der eingelagertem Produkte sogar schädigen. Ferner werden
dadurch Verluste an flüssigem Stickstoff verursacht. Aus dassen
Gründen sind die bevorzugten Überdruck© in dem Kühlsystem
zwischen 0,7 und 7 kg/eia β
Beim Einfüllen des flüssigen Stickstoffs im UQm Torratsbehälter
l4 überschreitet der Dampfdruck mitunter d©ra. benötigten.
Geschieht dies, so Öffnet der gegen Druck empfindliche Schalter 20 mittels der Leitung 21 das Dampfventil 22, und der überschüssige
Dampf entweicht aus dem Vorratsbehälter l4 durch die
Leitung 23 in di© Kühlkammer Ho Untsr normalen Betriebsbedingungen
überschreitet der Da; ofdruek in dem Behälter l4 nach dem
Einfüllen nicht den gewünschten Arbeitsdruck, da aut sehr geringe
Mengen von Wärme in den Vorratsbehälter i4 ©insickern.
Wenn aber in diesem ein zu hoher Druek entstehts so kann ein
Sicherheitsventil 24 vorgesehen seiia0 das in Tätigkeit tritt,
009825/G488
wenn das Ventil 22 den Druck nicht schnell genug abläßt. Bin
Druckanzeiger 24a ist mit der Leitung 21 verbunden und gestattet es, den Druck innerhalb des Vorratsbehälters i4 festzustellen.
Die Abnahmeleitung 25 ist mit ihrem einen Ende mit dem Vorratsbehälter
l4 und mit dem anderen Ende mit der Wärmeaustauschleitung 26 verbunden. Diese letztere soll eine so große Oberfläche
haben, daß wenigstens 8 % der in ihr befindlichen Flüssigkeit
verdampft. Nach der in Fig. 5 wiedergegebene Ausführungsform
besteht der Wärmeaustauscher aus einem Rohr, das sich über die ganze Länge der Kühlkammer 11 vom vorderen bis zum
hinteren Ende erstreckt und im oberen Teil der Kühlkammer untergebracht ist. Der Wärmeaustauscher erhält die notwendige
Wärme aus der umgebenden Atmosphäre. Eine Leitung 27 für das Gemisch von Flüssigkeit und Dampf verbindet das Auslaßende des
Wärmeaustauschers 26 mit der Einspritzleitung 28· Bei der abgebildeten
Ausführungsform befindet sich die Leitung 27 am rückwärtigen Ende der Kühlkammer 11. Das andere Ende der Leitung
27 ist verbunden mit der Einspritzleitung 28· Diese befindet sich ebenfalls im oberen Teil der Kühlkammer 11· Die Einspritzleitung
28 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kühlkammer 11. Sie hat Öffnungen 29· Aus diesen
Örfnungen 29 treten Ströme von Flüssigkeit und Dampf bei
überatmosphärisehem Druck in die Kühlkammer 11 aus, und halten diese gleichmäßig unterhalb der Außentemperatur. Nach der Abbildung
befinden sich die Einspritzleitung 28 und der Wärmeaustauscher
25 in der Nähe der Mittellinie der Kühlkammer 11. Sie können aber auch andersartig im oberen Teil der Kühlkammer
angeordnet sein, z.B. in der Nähe einer Seitenwandung.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, daß die Einspritzleitung 28 thermisch isoliert ist· Ebenso können auch der Wärmeaustauscher
26 und die Leitung 27 isoliert sein, um ihre Wirksamkeit
zu verbessern und ein Einfrieren des benachbarten Gutes zu verhindern.
Eine gute Wärmeisolierung der Einspritzleitung 28 verhindert auch zu große Schwankungen der Dichte des in ihr befindlichen
Mediums. Eine weniger wirksame Isolierung kann um den Wärmeaustauscher 26 und die Leitung 27 herum angeordnet
sein, so daß genügens Wärme zum Verdampfen der erforderlichen
Menge durchsickern kann. Gleichzeitig wird dadurch die Außentemperatur über der Gefriertemperatur gehalten, so daß die benachbarten
Güter nicht geschädigt werden·
Die Vorrichtung enthält auch einen Temperaturfühler 35 innerhalb der Kühlkammer 11» Dieser Temperaturfühler 35 ist durch
•lsi Signale wbermitt®lsade® Mittel 36 mit ©isisus Temperaturregler
37 verbunden. Bins Leitung 38 stellt ein® Verbindung zwi-
603825/0486
sehen dem Temperaturregler und dem Ventil 39 für den flüssigen
Stickstoff in der Leitung 25 her. Diese Regelung kann elektrisch oder pneumatisch geschehen. Sollte diese Regelung versagen,
so können Mittel vorgesehen sein, um flüssigen Stickstoff direkt in die Kühlkammer 11 zu bringen. Ein Sicherheitsventil
4o kann von Hand geöffnet werden und läßt flüssigen Stickstoff durch die Leitung 25 in die Zweigleitung 42, von
dieser in den Wärmeaustauscher l6 fließen.
Das Kühlsystem arbeitet wie folgtί
Wenn die Temperatur innerhalb der Kühlkammer 11 über einen bestimmten
Wert, z.B. über -l8 C für gefrorene Nahrungsmittel oder
über +2 C für frische Produkte steigt, was durch den Fühler 35 aufgenommen wird, gelangt ein Signal von dem Regler 37 durch
die Leitung 38 zu dem Ventil 39 und öffnet dieseso Hierbei
fließt flüssiger Stickstoff aus dem Vorratsbehälter lk durch
die Leitung 25 zu dem Wärmeaustauscher 26, wo ein entsprechender Anteil der Flüssigkeit verdampft wird, so daß ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch
mit wenigstens 8 % Dampf entsteht. Diese teilweise Verdampfung wird durch Wärmeaustausch mit der wärmeren
Umgebung der Leitung 26 innerhalb der Kühlkammer 11 bewirkt. Umgekehrt dient das umgebende abgekühlte Gas zum gleichmäßigen
Kühlen der verschiedenen Lagerzonen oder Abschnitt« innerhalb des Behälters 11. Das entstanden 'Ismisch von Flüs-
009825/0486
sigkeit und Dampf gelangt in die Einspritzleitung 28, die
• vorzugsweise Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung enthält. Durch die Öffnungen 29 wird das Gemisch von Flüssigkeit
und Dampf in die Kühlkammer eingespritzt. Die Öffnungen in der Einspritzleitung sind in kleineren Abständen voneinander
am vorderen und hinteren Ende der Kühlkammer angeordnet als in dem mittleren Abschnitt. Der Inhalt der Kühlkammer wird
also sowohl durch das Einspritzen wie durch Konvektion von den kalten Oberflächen des Wärmeaustauschers 26, der Leitung 27
und der Einspritzleitung 28 gekühlt·
Wenn die Türen 13 geöffnet werden, verdrängt die warme Außenluft
sehr schnell die in der Kühlkammer 11 befindliche kalte Atmosphäre, wodurch die Temperatur innerhalb der Kühlkammer
steigt. Um hierbei ein Öffnen des Ventils 39 durch den Regler 37 zu verhindern, wird eine übersteuerungsvorrichtung, der
Schalter kk, geöffnet, wodurch die Leitung des Temperaturreglers
unterbrochen wird. Der Schalter kk kann von Hand oder automatisch
betätigt werden. Er ist mit dem Temperaturregler 37 durch pneumatische oder elektrische Leitungen 45 verbunden.
Da mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems der Inhalt der Kühlkammer
schnell und wirtschaftlich von Außentemperatur auf eine
gewünschte tiefe Temperatur gebracht werden kann, z.B. auf -l8 C, so genügt ©s, das System zeitweise zu inaktivieren, während
das Innere der Kühlkammer in Verbindung mit der Außenluft
steht. =./-
Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen einige weitere Ausführungsformen
der Erfindung* Man kann natürlich auch noch andere Ausführungsformen verwenden. Die Einzelteile in diesen Figuren sind mit
denselben Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 5·
Nach der Fig. 6 hat die Kühlkammer ebenso wie nach Fig. 5 eine
rückwärtig angeordnete Tür. Der Wärmeaustauscher 26, der mit der Auslaßleitung 25 verbunden ist» besteht aber auch Schlangenwindungen
am vorderen Ende der Kühlkammer. Die Leitung 27 verbindet das Auslaßende des Wärmeaustauschers 26 am vorderen
Ende der Kammer mit der Einspritzleitung· Ein weiterer Unterschied der Vorrichtung nach Fig. 6 gegenüber der Fig. 5 besteht
darin, daß der Vorratsbehälter Ik eine rechtwinklige und nicht
eine zylindrische Form hat.
Nach der Fig. 7 sind die Türen 13 auf jeder Seite in der Mitte
der Kühlkammer 11 angeordnet. Eine solche Anwendung findet sich beispielsweise bei Eisenbahnwagen für längere Transporte. Der
Wärmeaustauscher 26 erstreckt sich von einem bis zum anderen Ende der Kühlkammer 11 und geht dann halbwegs bis in die Mitte
der Kühlkammer zurück. Dort ist er mit der Leitung 27 und mit der Einspritzleitung 28 verbunden. Das Kühlmedium wird also
geteilt und strömt von der Mitte in entgegengesetzten Richtungen zu den Enden der Kühlkammer 11, wobei es durch die Öffnungen
29 aus einem Streifen eines dünnen flachen Materials be-
00 9.8 25/0486
stehen, das zu einer Spirale mit einer Wellenlänge von 30 bis
kO cm zusammengewunden ist und in die Leitung 28 eingeführt
ist· Bei einer beispielsweisen Ausführungsform nach Fig. 5 bestand
der Wärmeaustauscher 26 aus einem 11 m langen Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 2,5 cm. Dieses Rohr war verbunden
mit einer 11 m langen Einspritzleitung, die aus einem Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm bestand· Beide Leitungen
erstreckten sich von einem bis zum anderen Ende der Kühlkammer 11 und waren in einem Abstand von etwa 7 cm von der Mitte
bis Mitte voneinander angeordnet· Die Kammer hatte eine Länge von 12 m, eine Breite von 2,5 m und eine Höhe von 2,5 m. Der
Behälter für den flüssigen Stickstoff konnte II50 kg aufnehmen
und die Flüssigkeit unter einem Überdruck von 1 kg/cm ablassen
Auch andere Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung können anstelle des spiraligen Streifens 51 verwendet werden.
Man kann z.B. an den Wandungen der Einspritzleitung 28 in Abständen
voneinander geordnete VorSprünge oder Vertiefungen vorsehen.
Di· Fig. 9 und 10 zeigen ferner typische Stellungen für die
Öffnungen 29 zum Einspritzen des Kühlmediums· Diese sollten
in einem Winkel von 0 bis 30 unterhalb der Waagerechten angeordnet sein, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 20°, wobei
sie abwechselnd auf beiden Seiten dar Mittellinie a®r Leitung
- 3O -
28 sich befinden. Bei einer solchen Anordnung wird das versprühte Medium nach außen und nach unten gegen die Seitenwandungen
der Kühlkammer 11 ausgespritzt. Die Öffnungen sollten solche Abmessungen haben und in solchen Abständen voneinander
sich befinden, daß die Temperatur innerhalb der Kühlkammer gleichmäßig gehalten wird. Wie schon gesagt, ist es hierfür
erforderlich, daß an den Enden der Kühlkammer mehr Kühlmittel
eingespritzt wird als in der Mitte.
Bei einer Kühlleitung in einer Vorrichtung nach der Fig. 5
sollten die Einspritzöffnungen vorzugsweise alle Durchmesser von 1,6 mm haben. Die 11 m lange Einspritzleitung ist in drei
Abschnitte unterteilt. In dem ersten oder rückwärtigen Abschnitt, der 25 % der gesamten Länge umfaßt, befinden sich fünf Öffnungen,
in dem zweiten oder mittleren Abschnitt« der 30 % der Gesamtlänge
umfaßt, befinden sich drei Öffnungen, und in dem letzten oder vorderen Abschnitt, der die restlichen 45 % der
Gesamtlänge umfaßt, befinden sich 27 Öffnungen. Die Abstände
für diese Öffnungen sind graphisch durch die Kurve C in der Fig. 2 wiedergegeben.
Zur Erprobung wurde ein Kraftwagenanhänger nach Fig. 5 verwendet. Eine Ladung von 67^ Packungen frischen Blattsalats wurde
hiermit von Californien nach Ohio beförderte Die verwendete
3 8 21^0486
Kühlvorrichtung hatte einen nicht isolierten Wärmeaustauscher
mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm und eine nicht isolierte Einspritzleitung mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm. Die
Einspritzleitung war so gebaut, wie die Fig. 9 und 10 es zeigen. Die Einspritzöffnungen in der Einspritzleitung hatten Durchmesser
von 1,6 mm, wobei die Abstände denen nach der Kurve C der
Fig· 2 entsprach. Der Salat wurde bei einer Temperatur von +1 bis +2 C eingeladen. Der Wärmeregler wurde so eingestellt, daß
im oberen Teil der Kühlkammer eine Temperatur von +2 C herrschte.
Nach einem Transport von 7 Tagen wurde der Anhänger in Cincinnati, Ohio, ausgeladen. Die Temperatur des Salats betrug
+1 bis +3 C, sein Zustand war gut. Die geringen Abweichungen der Temperatur waren sehr viel kleiner, als bei Kühlvorrichtungen
der bekannten Art, bei denen vor dem Einspritzen kein
Anteil des flüssigen Stickstoffs verdampft wurde. Das erhaltene Produkt befand sich auch in einem viel besseren Zustand.
Q09P25/0486
Claims (1)
- _ 32 Pat entanspruche1· Verfahren zum Kühlhalten von verderblichem Gut in einer wärmeisolierten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer durch Einspritzen eines verflüssigten unter etwa -30 C siedenden Gases, das einem wärmeisolierten Vorratsgefäß entnommen wird, in Form mehrerer Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Einspritzen ein Gemisch des verflüssigten Gases mit 8 bis 50 % seines Dampfes verwendet.2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch geken nzeichnet, daß man zur Erzeugung des Gemisches von verflüssigtem Gas mit seinem Dampf einen Teil des verflüssigten Gases durch die Wärme der Kühlkammer verdampft.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzeugung des Gemische von verflüssigtem Gas und seinem Dampf einen Teil des verflüssigten Gases durch Entspannen auf einen niedrigeren Druck verdampft· »4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß man das verflüssigte Gas und seinen Dampf innig mischt.O09825/CU85. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das verflüssigte Gas in dem wärmeisolierten Vorratsgefäß unter einem Überdruckο
von wenigstens etwa 0,7 kg/cm hält·6. Verfahren nach Anspruch 5i dadurch geken nzeichnet, daß man das verflüssigte Gas durch den im Inneren des wärmeisolierten Vorratsgefäßes herrschenden Druck in die Einspritzleitung fördert.7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das verflüssigte Gas nur dann einspritzt, wenn die Temperatur in der Kühlkammer einen bestimmten Vert überschritten hat.·8· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7t mit einer wärmeisolierten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer, einem wärmeisolierten Vorratsgefäß für das verflüssigte Gas, und einer von diesem Vorratsgefäß zu den im oberen Teil der Kühlkammer befindlichen, aus Löchern in einer Leitung bestehenden Einspritzdüsen führenden Leitung, dadurch ge k β η η ζ β i c hn β t, daß die Abstand« der Einspritzdüsen an den Enden der Kühlkammer kleiner sind als in ihrea mittleren Teil.009825/OA869. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler in der Kühlkammer und durch ein mittels dieses Temperaturfühlers zu öffnendes und zu schließendes, in der Leitung von dem Vorratsbehälter zu den Einspritzdüsen angeordnetes Ventil, das sich nur beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur innerhalb der Kühlkammer öffnet.10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung zwischen dem Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas und den Einspritzdüsen sich im oberen Teil der Kühlkammer befindet, und sich vorzugsweise über ihre ganze Länge erstreckt.11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung mit den Einspritzdüsen Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung enthält.12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Leitung mit den Einspritzdüsen thermisch isoliert ist.00982 5/0486Leerseite;
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US58731466A | 1966-10-17 | 1966-10-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1601928A1 true DE1601928A1 (de) | 1970-06-18 |
Family
ID=24349297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671601928 Withdrawn DE1601928A1 (de) | 1966-10-17 | 1967-10-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlhalten von verderblichem Gut |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE705257A (de) |
CH (1) | CH530601A (de) |
DE (1) | DE1601928A1 (de) |
ES (1) | ES346105A1 (de) |
GB (1) | GB1173478A (de) |
NL (1) | NL6714105A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2140267B1 (es) * | 1996-08-28 | 2000-09-16 | Servicios Y Suministros Portua | Contenedor para el almacenamiento y transporte de productos ultracongelados. |
DE102006016555A1 (de) | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbauen eines Überdrucks in einem Tank für verflüssigtes Gas eines Kühlfahrzeugs sowie Kühlsystem für ein Kühlfahrzeug und Kühlfahrzeug |
CN107091550A (zh) * | 2016-02-18 | 2017-08-25 | 顺丰速运有限公司 | 存储库系统、存储库制冷方法和存储库装置 |
CN108168177A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-15 | 南通天工深冷新材料强化有限公司 | 一种新型生物样品保藏柜 |
-
1967
- 1967-10-16 ES ES346105A patent/ES346105A1/es not_active Expired
- 1967-10-16 DE DE19671601928 patent/DE1601928A1/de not_active Withdrawn
- 1967-10-17 BE BE705257D patent/BE705257A/xx unknown
- 1967-10-17 CH CH1445067A patent/CH530601A/fr not_active IP Right Cessation
- 1967-10-17 GB GB47146/67A patent/GB1173478A/en not_active Expired
- 1967-10-17 NL NL6714105A patent/NL6714105A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1173478A (en) | 1969-12-10 |
BE705257A (de) | 1968-04-17 |
ES346105A1 (es) | 1969-04-16 |
CH530601A (fr) | 1972-11-15 |
NL6714105A (de) | 1968-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69526039T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Fördern und Lagern von gekühlten Waren | |
DE60029162T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlhalten von Behältern zur Lagerung und zum Transport verflüssigter Gase | |
DE202011109905U1 (de) | Kühlungslösung in einem Trolley eines Flugzeugs | |
DE2449129C3 (de) | Kryostat | |
DE112011100483T5 (de) | Flüssigluft-Kühlsystem für Speicherbehälter | |
DE1601927A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Gefrieren von fluessigkeitstauchbarem Gut | |
DE2421261A1 (de) | Verfahren zur herstellung, verteilung und speicherung von als kuehlmittel verwendetem kohlendioxyd sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
EP0429499B1 (de) | Kühlverfahren und kühlbehälter | |
DE29580117U1 (de) | Doppeltwirkendes Element zur thermischen Übertragung für isotherme Behälter und isothermer Behälter, der mit einem solchen Element ausgestattet ist | |
EP3495711B1 (de) | Transportbehälter mit kühlbarem, thermischen schild | |
DE1601928A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlhalten von verderblichem Gut | |
EP1110043B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum kühlen eines behälters | |
DE1958348A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Spruehkuehlen | |
DE69517588T2 (de) | Gekühlter transportcontainer | |
DE2303869B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Sprühkühlen von frostempfindlichem Gut | |
DE60022125T2 (de) | Tiefstkühlen von Waren | |
DE3003987A1 (de) | Mit einer kuehleinrichtung versehener kleincontainer | |
DE1751608A1 (de) | Verfahren zur Container-Kuehlhaltung | |
DE2650698A1 (de) | Kuehlcontainer | |
DE2130996A1 (de) | Transportbehaelter-Kuehlvorrichtung | |
DE19858061A1 (de) | Isolierbehälter mit befüllbarem Kühlmodul | |
DE1957972A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von verderblichem Gut | |
EP2565567B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung und Erzeugung einer luftähnlichen Atmosphäre sowie Kühlfahrzeug | |
DE3828136A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kuehlung eines mit fluessigkeit gefuellten behaelters | |
DE1426937C (de) | Kühlgutbehälter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |