Dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono.

Dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono que comprende una tobera de expansión (12) alojada en un cuerno (3) de nieve para expandir dióxido de carbono líquido,

a cuyo fin el cuerno (3) de nieve y una tubería (4) de salida de gas para evacuar el dióxido de carbono gaseoso producido al expandirse el dióxido de carbono líquido desembocan en una cámara de separación (2) en la que están previstos una superficie deflectora para separar del dióxido de carbono gaseoso la nieve de dióxido de carbono producida al expandirse el dióxido de carbono líquido, así como un equipo de transporte (13) para transportar la nieve de dióxido de carbono hasta una abertura de boca (10) de la cámara de separación (2) que está distanciada de la tubería (4) de salida de gas, caracterizado por que como equipo de transporte se utiliza una hélice de transporte o un tornillo sinfín de transporte (13) y como superficies deflectoras se utilizan partes de la hélice de transporte o del tornillo sinfín de transporte (13).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10154670.

Solicitante: MESSER FRANCE S.A.S.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 25, RUE AUGUSTE BLANCHE 92816 PUTEAUX CEDEX FRANCIA.

Inventor/es: FRÈRE,ÉMILIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B31/22 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 31/00 Carbono; Sus compuestos (C01B 21/00, C01B 23/00  tienen prioridad; percarbonatos C01B 15/10; negro de carbón C09C 1/48). › Solidificación.
  • F25D3/12 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25D REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS DE ENFRIAMIENTO O CONGELACION NO CUBIERTOS POR NINGUNA OTRA SUBCLASE (escaparates refrigerados A47F 3/04; recipientes con aislamiento térmico para uso doméstico A47J 41/00; vehículos frigoríficos, véanse las subclases apropiadas correspondientes a las clases B60 - B64; recipientes con aislamiento térmico en general B65D 81/38; sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p.ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; recipientes con aislamiento térmico para gases licuados o solidificados F17C; acondicionamiento o humidificación del aire F24F; máquinas, instalaciones o sistemas frigoríficos F25B; enfriamiento sin refrigeración de los instrumentos o aparatos similares G12B; enfriamiento de motores o bombas, véanse las clases apropiadas). › F25D 3/00 Dispositivos que utilizan otros agentes fríos; Dispositivos que utilizan recipientes que conservan el frío. › utilizando gases solidificados, p. ej. nieve carbónica.

PDF original: ES-2530820_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono.

La invención concierne a un dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono que comprende una tobera de expansión alojada en un cuerno de nieve para expandir dióxido de carbono líquido. La invención concierne también a un procedimiento para refrigerar productos con nieve de dióxido de carbono.

En los cuernos de nieve la producción de nieve de dióxido de carbono se efectúa por expansión de dióxido de carbono líquido y aprovechamiento del efecto de Joule-Thomson. El cuerno de nieve comprende aquí un órgano de expansión en forma de una tobera que está dispuesta por el lado de la cabeza en un embudo verticalmente dispuesto. En la tobera de expansión se expande dióxido de carbono líquido sometido a presión hasta alcanzar una presión más baja, obteniéndose una mezcla de dióxido de carbono gaseoso y nieve de dióxido de carbono. La nieve de dióxido de carbono cae en el embudo bajo la acción de la fuerza de la gravedad entrando en un recipiente o bajando hasta una superficie a tratar (especialmente a refrigerar) . Sin embargo, cuando se utilizan tales cuernos de nieve, la fuerte corriente del dióxido de carbono gaseoso generado durante la expansión conduce a una turbulización de las partículas de nieve ligeras y, por tanto, a una amplia dispersión de las partículas de nieve delante de la abertura de la boca del cuerno de nieve. Si se intenta enfocar más fuertemente las partículas de nieve con ayuda de equipos mecánicos, como, por ejemplo, embudos o chapas de guía, existe el peligro de que la nieve de dióxido de carbono se pegue a los equipos mecánicos y perjudique al funcionamiento del equipo en su conjunto.

Según las enseñanzas de la patente US 4 111 362 B1, este pegado puede atribuirse al violento choque de las partículas de nieve con las paredes del cuerno de nieve. Para resolver este problema se propone en este documento que dos chorros descargados transversalmente a la dirección de la salida de nieve del cuerno de nieve y constituidos por una mezcla de nieve-gas sean dirigidos uno hacia otro bajo un ángulo de 180º , de modo que el rebotamiento elástico de los chorros incidentes anule ampliamente la energía cinética de las partículas de gas y de nieve. Sin embargo, el funcionamiento impecable del sistema de producción de nieve depende aquí de una orientación muy exacta de las toberas, puesto que ya una ligera desviación respecto del antiparalelismo exacto de los dos chorros reduce dramáticamente el efecto ventajoso.

Por tanto, en el documento EP 0 385 851 B1 se propone que no se dirijan chorros lineales de mezcla de nieve-gas uno contra otro, sino que se formen dos corrientes helicoidales dirigidas en sentidos contrarios que se introducen en una cámara de expansión de forma de Y en cada uno de los dos extremos superiores de la "Y". Al reunirse las dos corrientes helicoidales se extinguen las componentes de rotación del movimiento, y las corrientes de nieve mezcladas una con otra caen ampliamente bajo la acción de la fuerza de la gravedad, con una velocidad relativamente pequeña, a través de un canal de salida hasta alcanzar una superficie que se debe tratar. Este sistema es mucho menos sensible frente a ajustes erróneos de las toberas de expansión que el equipo antes citado, pero, no obstante, está todavía necesitado de mejora.

El documento EP 1 888 715 A1 describe un dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono según el preámbulo de la reivindicación 1.

En los documentos US 4 415 346 A y GB 294 584 A se describen también dispositivos para producir nieve de dióxido de carbono por expansión de dióxido de carbono líquido, en los que la nieve de dióxido de carbono producida es separada del dióxido de carbono gaseoso igualmente producido por medio de superficies deflectoras y es alimentada ampliamente sin presión, a través de una tubería de salida, a un lugar de procesamiento adicional.

El problema de la presente invención consiste en indicar una posibilidad alternativa para producir nieve de dióxido de carbono a partir de dióxido de carbono líquido, en la que se minimice aún más una fuerte turbulización y dispersión de partículas de nieve de CO2 por el dióxido de carbono gaseoso producido al expandirse el dióxido de carbono líquido.

Este problema se resuelve por medio de un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

Por tanto, un dispositivo según la invención para producir nieve de dióxido de carbono está equipado con una tobera de expansión alojada en un cuerno de nieve para expandir dióxido de carbono líquido, en cuyo caso el cuerno de nieve y una tubería de salida de gas para evacuar el dióxido de carbono gaseoso producido al expandirse el dióxido de carbono líquido desembocan en una cámara de separación. Dentro de la cámara de separación están previstas unas superficies deflectoras en las que se separa la mezcla de nieve de dióxido de carbono y dióxido de carbono gaseoso (en lo que sigue: mezcla de nieve-gas) que sale del cuerno de nieve. Estas superficies deflectoras consisten, por ejemplo, en superficies separadas dispuestas dentro de la cámara de separación y/o en partes de las paredes de la propia cámara de separación. La parte ampliamente predominante de la corriente de mezcla de nievegas choca entonces primeramente contra las superficies deflectoras y es reflejada de preferencia varias veces en las paredes de la cámara de separación. Se acumula así la nieve dentro de la cámara de separación, mientras que la corriente de gas escapa al menos predominantemente por la tubería de salida de gas y puede ser alimentada a otro lugar de aprovechamiento. La nieve de dióxido de carbono es alimentada a continuación, al menos

predominantemente sin presión, por medio de un equipo de transporte -preferiblemente mecánico -, a una abertura de boca de la cámara de separación que está dispuesta a cierta distancia de la tubería de salida de gas. Por tanto, las corrientes de dióxido de carbono gaseoso y nieve de dióxido de carbono se separan fiablemente una de otra. La corriente de dióxido de carbono no está implicada en el transporte de las partículas de nieve de dióxido de carbono o sólo lo está en grado poco importante. La tubería de salida de gas puede estar equipada también con un tamiz o filtro para asegurarse de que la menor cantidad posible de partículas de nieve sean arrastradas por la corriente de dióxido de carbono gaseoso y descargadas de la cámara de separación a través de la tubería de salida de gas.

La invención prevé también que el equipo de transporte comprenda una hélice de transporte o un tornillo sinfín de transporte. Preferiblemente, la hélice de transporte (abierta) o el tornillo sinfín de transporte (cerrado) está alojado dentro de la cámara de separación de modo que la nieve que se adhiera a las paredes de la cámara de separación sea retirada al maniobrar el tornillo sinfín de transporte o la hélice de transporte y sea transportada también a la abertura de la boca de la cámara de separación. A este fin, por ejemplo, la cámara de separación está configurada al menos a tramos como un tubo de forma cilíndrica en el que esta alojado centralmente el tornillo sinfín de transporte o la hélice de transporte de tal manera que los cantos exteriores de la rosca del tornillo sinfín de transporte o de la hélice de transporte se extiendan hasta quedar inmediatamente al lado de la pared interior del tramo tubular de la cámara de separación.

Las superficies deflectoras previstas en la cámara de separación consisten en partes de la propia hélice de transporte o del propio tornillo sinfín de transporte, por ejemplo partes de la rosca del tornillo sinfín o de la hélice o del árbol de dicho tornillo. Por tanto, las partículas de dióxido de carbono que salen del cuerno de nieve se acumulan en este caso en la zona del tornillo sinfín de transporte y son descargadas por éste hacia la abertura de la boca de la cámara de separación, mientras que el dióxido de carbono gaseoso escapa por la tubería de salida de gas.

Preferiblemente, el cuerno de nieve y la tubería de salida de gas desembocan en la cámara de separación formando entre ellos un ángulo de 60º a 120º , de preferencia aproximadamente 90º . Esto garantiza que la corriente de la mezcla de nieve-gas producida en el cuerno de nieve no presente ninguna componente direccional esencial en la dirección del eje de la tubería de salida de gas.

Convenientemente, el cuerno de nieve está dispuesto aquí en una posición sustancialmente vertical, con la tobera de expansión en la zona superior -geodésicamente vista -del cuerno de nieve, para garantizar que la nieve de dióxido de carbono producida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para producir nieve de dióxido de carbono que comprende una tobera de expansión (12) alojada en un cuerno (3) de nieve para expandir dióxido de carbono líquido, a cuyo fin el cuerno (3) de nieve y una tubería (4) de salida de gas para evacuar el dióxido de carbono gaseoso producido al expandirse el dióxido de carbono líquido desembocan en una cámara de separación (2) en la que están previstos una superficie deflectora para separar del dióxido de carbono gaseoso la nieve de dióxido de carbono producida al expandirse el dióxido de carbono líquido, así como un equipo de transporte (13) para transportar la nieve de dióxido de carbono hasta una abertura de boca (10) de la cámara de separación (2) que está distanciada de la tubería (4) de salida de gas, caracterizado por que como equipo de transporte se utiliza una hélice de transporte o un tornillo sinfín de transporte (13) y como superficies deflectoras se utilizan partes de la hélice de transporte o del tornillo sinfín de transporte (13) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerno (3) de nieve y la tubería (4) de salida de gas desembocan en la cámara de separación (2) formando entre ellos un ángulo comprendido entre 60º y 120º , preferiblemente de alrededor de 90º .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el cuerno (3) de nieve y/o la tubería (4) de salida de gas desembocan según un ángulo comprendido entre 60º y 120º , preferiblemente de alrededor de 90º , con respecto a la dirección de transporte de la nieve de dióxido de carbono a través de la cámara de separación (2) .

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la tubería (4) de salida de gas y el equipo de transporte (13) están dispuestos una con respecto a otro de tal manera que la dirección predominante de la corriente de gas que escapa por la tubería (4) de salida de gas y la dirección de transporte predominante de la nieve de dióxido de carbono conducida por medio del equipo de transporte (13) hacia la abertura

(10) de la boca de la cámara de separación (2) forman entre ellas un ángulo de aproximadamente 180º .

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un equipo de control unido para datos con la tobera de expansión (12) y/o el equipo de transporte (13) y destinado a regular la cantidad de dióxido de carbono líquido alimentado y/o la velocidad de propulsión del equipo de transporte (13) .

6. Procedimiento para refrigerar productos con nieve de dióxido de carbono, en el que se produce en un cuerno (3) de nieve por expansión de dióxido de carbono líquido una mezcla de dióxido de carbono gaseoso y nieve de dióxido de carbono y se aplica la nieve de dióxido de carbono producida sobre la superficie de un producto, alimentándose la mezcla de nieve de dióxido de carbono y dióxido de carbono gaseoso a una cámara de separación (2) y separándose al menos ampliamente dicha mezcla en superficies deflectoras de la cámara de separación (2) , evacuándose al menos parcialmente el dióxido de carbono gaseoso separado a través de una tubería (4) de salida de gas y alimentándose la nieve de dióxido de carbono al menos ampliamente sin presión, por medio de un equipo de transporte (13) , a una abertura de boca (10) de la cámara de separación (2) y aplicándose dicha nieve sobre la superficie de los productos, caracterizado por que como equipo de transporte se utiliza una hélice de transporte o un tornillo sinfín de transporte, partes de los cuales se utilizan al mismo tiempo como superficies deflectoras.

 

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