DE69920706T2

DE69920706T2 - Verfahren zur herstellung von schnee zur insektenbekämpfung und vorrichtung zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69920706T2
Application number: DE69920706T
Authority: DE
Inventors: Bertil Eliasson; Per-Ake Hallberg
Original assignee: CTS Technologies AG
Current assignee: CTS Technologies AG
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: SE9803530L; WO2000002446A1; CN1309532A; PL345576A1; DK1096851T3; PL189285B1; ES2230870T3; ATE277512T1; CA2336629C; EP1096851A1; SE515027C2; PT1096851E; KR100631175B1; DE69920706D1; TR200100009T2; EP1096851B1; CA2336629A1; US6491231B1; IL140571A0; MXPA01000258A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Umwandlung eines Mediums, wie beispielsweise Kohlendioxid oder anderer Gase oder deren Mischungen, in Schnee zu bewirken und damit effektiv Flächen und verschiedene Räume mit variierender Größe und Beschaffenheit zu kühlen, wobei das vorher erwähnte Medium wie auch der daraus hergestellte Schnee mit den Oberflächen einer Schnee erzeugenden Düse in Wechselwirkung treten können, die sich von einer Austragsöffnung für das Medium erstreckt, wobei das vorher erwähnte Medium nach einem Austritt von der Austragsöffnung mit einer Anzahl von Hindernissen in Wechselwirkung treten kann.
Wenn Kohlendioxid (CO₂) oder andere Gase oder deren Mischungen verwendet werden, um Oberflächen und andere Räume mit variierender Größe und Beschaffenheit effektiv kühlen zu können und damit beispielsweise schädliche Insekten oder andere unerwünschte Tiere zu töten, ist es wichtig, eine niedrige Temperatur schnell und effizient zu erreichen und die Menge an verwendetem Gas zu minimieren. Bisher offenbarte Verfahren, bei denen existierende Schneerohre verwendet werden, haben sich als nicht sehr effektiv erwiesen, und demgemäß ist ein unakzeptabler Kühleffekt erreicht worden. Siehe beispielsweise das U.S.-A-4,911,362; 5,027,546 und 5,349,778. Um Oberflächen und Räume effizient kühlen zu können, so dass schädliche Insekten und andere unerwünschte Tiere schnell gekühlt werden, um diese zu töten, ist es notwendig, den größtmöglichen Prozentsatz des Gases, das verwendet wird, in Schnee umzuwandeln, der zum Zeitpunkt des Sprühens eine niedrige Temperatur, eine gute Haftfähigkeit wie auch eine hohe Fähigkeit aufweist, um die betreffenden Flächen zu bedecken, so dass die Insekten effektiv getötet werden.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in erster Linie darin, ein Verfahren zu bestimmen, das die vorher erwähnten Probleme effizient und einfach löst.
Die vorher erwähnte Hauptaufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hindernisse in der Form einer Anzahl von Lagen aus Haaren, dünnen Streifen oder einer rotierenden Vorrichtung bestehen, die entlang des Strömungspfades des Mediums angeordnet sind, wenn dieses zwischen der Austragsöffnung für das Medium und einem Auslass für den gebildeten Schnee herausströmt, wobei der erzeugte Kohlendioxidschnee dazu bestimmt ist, schädliche Insekten oder andere unerwünschte Tiere zu töten und damit eine Schädlingsdekontamination zu erreichen.
Es existieren keine bisher offenbarten Mittel, mit denen die vorher erwähnte Aufgabe gelöst werden kann, und es wird Gebrauch von Schneerohren, die als nicht sonderlich effektiv angesehen werden, beispielsweise von den oben beschriebenen Patenten gemacht.
Die U.S.-4,413,756 A zeigt eine Insektenbekämpfung mit Schnee, der durch Sprühen durch Räume gebildet wird, deren Breite und somit deren Volumen variiert.
Die EP 0 891 945 A2 zeigt eine Schneesprühdüse, die durch ein Hindernis in der Form einer Metallscheibe ausgebildet ist. Diese Komponente ist bereits zu Beginn des Sprühens des Mediums in flüssiger Form vorhanden, und demgemäß steht nur eine Seite derselben in Kontakt mit der flüssigen Phase, im Unterschied zu Borsten, die somit auf eine andere Art bei dem Schneebildungsvorgang funktionieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit auch darin, ein Mittel festzulegen, das zur Verwendung bei der Ausführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wobei eine Schnee erzeugende Düse eine Öffnung für die Lieferung von Medium an ihrem Einlassende umfasst, und eine Anzahl von Hindernissen für das Medium, wenn dieses hindurchströmt, in dem Inneren der Düse zwischen der Öffnung für den Ausfluss des Mediums zu der Düse und dem Schneeauslass von der Düse angeordnet ist.
Die vorher erwähnte weitere Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, die durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts von Anspruch 5 gekennzeichnet ist.
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter beschrieben, in welchen:
1 in schematischer Form ein erstes vorgeschlagenes Beispiel einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die in perspektivischer Ansicht und teilweise geschnitten dargestellt ist;
2 ein zweites Beispiel einer Düse zeigt, die in ihrer Längsausdehnung im Schnitt dargestellt ist;
3 einen Schnitt durch die vorher erwähnte Düse bei Betrachtung entlang der Linie III-III in 2 zeigt; und
4 ein drittes Beispiel einer Düse von der Seite her betrachtet zeigt.
Die Erfindung, die nun eine effektive Schädlingsdekontamination ohne die Verwendung gefährlicher Gifte und anderer unerwünschter Substanzen zulässt, basiert auf dem Prinzip eines Kühlens beabsichtigter Bereiche, die dekontaminiert werden sollen, mit Kohlendioxidschnee, der eine sehr niedrige Temperatur aufweist, in erster Linie in der Nahrungsmittelindustrie oder in anderen produzierenden Bereichen, wie beispielsweise Bäckereien und Restaurants.
Die herkömmliche Schädlingsdekontamination betrifft in erster Linie die Verwendung von Giften. Dieser Typ von Dekontamination besitzt viele Nachteile. Herkömmliche Gifte sind teuer, erfordern eine vorsichtige Reinigung und bewirken auch eine lange andauernde Einstellung bzw. Abschaltung des Betriebsablaufs, die zusammen in einer teuren Dekontamination resultieren. Die Gifte erzeugen eine gefährliche Arbeitsumgebung und haben die Gefahr einer Kontamination von Nahrungsmitteln zur Folge. Beengte Räume sind oftmals schwierig oder unmöglich zu behandeln. Zunehmend strenger werdende Umweltauflagen von den Behörden wie auch Wettbewerbsvorteile in Verbindung mit einer Umweltzertifizierung erzeugen in Kombination mit den vorher erwähnten Nachteilen einen Grundbedarf für neue Verfahren zur Dekontamination.
Untersuchungen, die an der Universität von Ǻrhus (Skytte, T., 1993) ausgeführt wurden, haben gezeigt, dass eine schnelle Kühlung eine effektive Art zum Töten von Insekten darstellt. Erprobungen der Erfindung sind geheim durchgeführt worden und betrafen die Dekontamination mit einem ersten Prototyp in Bereichen, für die es bisher vollständig unmöglich war, diese durch herkömmliche Mittel zu dekontaminieren. Nachfol gende Überprüfungen haben nun das Ergebnis einer 100 %-igen Eliminierung von Schädlingen aufgezeigt.
Im Verlaufe praktischer Überprüfungen mit einem neuen Prototyp hat sich gezeigt, dass die Kühlung einer Testoberfläche von –27°C, die mit einem herkömmlichen Schneerohr erzielt wurden, unter Verwendung derselben Menge an Gas auf –58°C gesteigert wurde. Dieses neue Verfahren sieht auch eine Möglichkeit vor, den Kohlendioxidschnee auf die Oberfläche oder in den Bereich, der gekühlt werden soll, zu lenken oder zu verteilen.
Eine Dekontaminationsausrüstung sollte in etwa 5 kg Gas enthalten, um = dieses handhaben zu können. Die Menge an Gas ist gleichwertig zu dem Kohlendioxid, das durch sieben Personen über eine Zeitdauer von 24 Stunden ausgeatmet wird oder durch ein Fahrzeug erzeugt wird, das etwa 20 Kilometer fährt. 5 kg Gas in einem luftdichten Raum mit Abmessung von 10 m × 10 m × 3 m steigert die Gaskonzentration von dem natürlich Niveau von 0,03 % auf etwa 1 %. Seine Konzentration sollte die Konzentration der ausgeatmeten Luft nicht überschreiten, d.h. 4 %. Das Verfahren ist somit nicht toxisch und umweltfreundlich. Kohlendioxid ist ferner sehr kostengünstig, wobei das Kohlendioxid als ein Nebenprodukt der verarbeitenden Industrie gesammelt wird. Die Ausrüstung kann mit einer Art von Kohlendioxiddetektor ausgestattet sein. Es können auch andere alternative Gase oder deren Mischungen für die vorher erwähnten Zwecke in Betracht gezogen werden. Abgesehen von der tragbaren Ausstattung sind auch dauerhafte Installationen in kritischen Bereichen möglich.
Im Verlaufe der Experimente, die durchgeführt wurden, um Kühleffekte mit verschiedenen Verfahren zu demonstrieren, hat sich herausgestellt, dass der Kühleffekt des Gases, das verwendet wird, dramatisch zunimmt, wenn es möglich ist, sicherzustellen, dass der größtmögliche Prozentsatz des Gases, das verwendet wird, Kohlendioxidschnee mit den geeigneten Eigenschaften bildet. Dies ist möglich, indem das Gas und der Schnee, der daraus hergestellt wird, mit Oberflächen in Wechselwirkung gebracht wird. Dies beeinflusst die Quantität wie auch Qualität des Schnees. Je größer die Fläche ist, mit der das austretende Kohlendioxid in Wechselwirkung treten kann, um so größer ist die Ausbeute an erzeugtem Schnee. Erprobungen haben auch gezeigt, dass die Schneebildung zunimmt, wenn das austretende Kohlendioxid in Wechselwirkung mit Schnee treten kann, der bereits gebildet worden ist. Es werden Temperaturen unterhalb –78°C erreicht, wenn der Schnee nach der Schneebildung in einem schmalen Kanal fließen konnte. Dieser Temperaturabfall wird durch die zugeordnete erhöhte Geschwindigkeit und den daraus resultierenden Temperaturabfall erreicht.
Eine Serie von Erprobungen hat gezeigt, dass dieses Verfahren sehr gut funktioniert, wenn die Kühlwirkung einer Düse auf einer Oberfläche über eine bestimmte Zeitdauer gemessen wurde. Die Erprobungsbedingungen wurden konstant gehalten. Die Einrichtung eines Vorhangs mit einer Dicke von etwa 8 mm (siehe 1), der aus einfachen Borsten vom Malerpinselborstentyp besteht, erzeugte eine augenblickliche Erhöhung der Kühlwirkung von –15°C auf –58°C.
Das oben beschriebene Verfahren (siehe 2) wurde in einer zweiten Serie von Erprobungen entwickelt. Es wurde eine erheblich größere Kühlwirkung und Schnee mit guten Anhaftungseigenschaften erreicht.
Das patentierte Verfahren umfasst zunächst, dass das Fluid, das beispielsweise aus einem Gaszylinder strömt, sich beispielsweise, nachdem es von einer oder mehreren Austragsöffnungen ausgetreten ist, in einer oder mehreren kleinen Kammern ausdehnen kann. Der nächste Raum besitzt ein größeres Volumen, was die Gelegenheit erhöht, dass sich kleine Schneepartikel in größere Partikel an den Oberflächen, die zu diesem Zweck vorgesehen sind, agglomerieren können. Diese Oberflächen ermöglichen auch eine Ansammlung von Schnee, was den Kühleffekt der Vorrichtung weiter steigert. Die Oberflächen können verschiedene Gestaltungen besitzen und können einen variablen Flexibilitätsgrad aufweisen. Das gelieferte Medium wird durch oder an Hindernissen vorbei geführt, die aus Haaren, wie beispielsweise von einem Malerpinsel, dünnen Streifen, einer Rotationsvorrichtung, Röhren oder anderen Anordnungen bestehen können. Das Material dieser Hindernisse kann so gewählt sein, dass sich gewünschte Eigenschaften ergeben. Sie sind bevorzugt auch flexibel.
Bei einer ersten Anwendung ist eine tragbare Vorrichtung für die umweltfreundliche Bekämpfung von Schädlingen ausgebildet. Diese Vorrichtung kann so ausgeführt werden, dass sie ergonomisch tragbar ist und einen Pistolengriff zur Regulierung des Gasdurchflusses aufweist.
Es ist dann notwendig, die Möglichkeit vorzusehen, den Kohlendioxidschnee zu lenken und diesen auf der Oberfläche oder in den Raum, die bzw. der gekühlt werden soll, zu verteilen.
Es können auch Borsten oder andere Hindernisse verwendet werden, um den Durchfluss von Schneepartikeln zu steuern. Dies ist ein wichtiger Aspekt angesichts der Wichtigkeit, eine kugelförmige Verteilung in bestimmten beengten Räumen zu erreichen. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel werden die Partikel an der Messfläche der Borsten geführt. Die vorher erwähnten Borsten können auch eine mechanische Wirkung beispielsweise in Verbindung mit der Dekontamination von Schädlingen besitzen, wenn Unreinheiten in Verbindung mit der Dekontamination weggebürstet werden können.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um die Umwandlung eines Mediums 1, wie beispielsweise Kohlendioxid oder anderer Gase oder deren Mischungen, in Schnee 2 umzuwandeln. Das vorher erwähnte Medium 1 und der daraus gebildete Schnee 2 können dann mit Oberflächen an einer Schnee erzeugenden Düse 4 in Wechselwirkung treten, die sich von einer Austragsöffnung 3 für das Medium 1 weg erstrecken. Das vorher erwähnte Medium 1 kann sich dann nach Austritt von der Austragsöffnung 3 in einer Düse 4¹ in einem länglichen Raum 5 ausdehnen, der einen gleichförmigen Querschnitt besitzt, wie in 4 gezeigt ist.
Bei einer weiteren Alternative ist es auch möglich, dass das Medium 1, das aus der Düse 4 herausströmt, mit einer Anzahl von Hindernissen 9; 10, 11 in Wechselwirkung treten kann, die entlang des Durchflusspfades des ausströmenden Mediums 1 zwischen der Austragsöffnung 3 für das Medium 1 in der betreffenden Düse 4, 4² und einem Auslass 12 für den gebildeten Schnee angeordnet sind, in Verbindung mit dem der erzeugte Kohlendioxidschnee 2 zur Dekontamination von Schädlingen bestimmt ist.
Der gebildete Schnee 2 sollte bevorzugt in einen schmalen, länglichen Kanal strömen, nachdem der Schnee gebildet worden ist, in Verbindung mit dem die Temperatur des vorher erwähnten Schnees 2 weiter abgesenkt wird. Das ausfließende Medium 1 kann auch mit Schnee 2 in Wechselwirkung treten, der bereits gebildet worden ist, um seine Kühlwirkung zu bewirken.
In 2 ist eine Düse 4² gezeigt, in der das Medium 1, das durch ein Steuerventil 16 an einem Ende 4A der Düse heraus und in eine Anzahl von Kammern 6, 7 in der Düse 4² strömt, in der der Raum von einer vorhergehenden Kammer 6 zu einer nachfolgenden Kammer 7 zunimmt, sich ausdehnen kann. An dem rückwärtigen Ende 4A der Düse 4² kann sich das ausströmende Medium 1 in einer Kammer 6 ausdehnen, die ein zunehmend sich erhöhendes Volumen aufweist, beispielsweise durch die Kammer 6, die eine konische Form aufweist. Ein engeres Austragsrohr 17 ist an dem vorderen Ende 4B der Düse 4² vorgesehen.
Bei den Ausführungsformen gemäß der 1 und 2 gelangt das ausströmende Medium 1 an Hindernissen in der Form einer Ansammlung von Haaren 13 beispielsweise ähnlich den Borsten eines Malerpinsels in einer einzelnen Ausführung 9 oder einer doppelten Ausführung 10, 11 vorbei, die unter einem gegenseitigen Abstand A voneinander angebracht sind. Das Medium 1 kann auch an Hindernissen in der Form dünner Streifen vorbei gelangen, die hier nicht gezeigt sind, oder an Hindernissen in der Form eines Rohres oder eines sich drehenden Hindernisses vorbei gelangen, was die vorher erwähnte Umwandlung des Schnees effektiv bewirkt.
Ein Mittel, um die vorher erwähnte effektive Umwandlung eines Mediums 1 in der Form von Kohlendioxid, anderen Gasen oder deren Mischungen in Schnee 2 zu erreichen, der zur Dekontamination von Ungeziefer oder anderen unerwünschten Schädlingen verwendet wird, umfasst eine Schnee erzeugende Düse 4, 4¹ , 4² . Diese Düse umfasst eine Öffnung 3 für die Lieferung des vorher erwähnten Mediums 1 an dem Einlassende 4A der Düse. Die Konstruktion der Düse 4, 4¹ , 4² kann wie folgt variieren. Die vorher erwähnte Düse 4¹ kann einen länglichen schmalen Raum 5 aufweisen, der von dieser wegführt und einen gleichförmigen Querschnitt aufweist, oder die Düse 4² kann verschiedene Räume 6, 7, 8 aufweisen, die nacheinander angeordnet sind und ein variierendes Volumen besitzen. Die vorher erwähnten Räume 5; 6 – 8 erstrecken sich in Richtung des Austragsendes 4B der Düse.
Es sind auch Varianten der Düse 4, 4² möglich, in denen eine Anzahl von Hindernissen 9; 10, 11 für das Medium 1, wenn dieses hindurch strömt, in dem Innenraum der Düse zwischen ihrer vorher erwähnten Einlassöffnung 3 für das Medium 1 und der Düsenaustragsöffnung 12 für den Schnee 2 angeordnet sind.
Das vorher erwähnte Hindernis 9; 10, 11 in der Düse kann in der Form einer Anzahl von Lagen aus flexiblen Borsten 13 ausgebildet sein, die mehr oder weniger quer und/oder längs angeordnet sind, ähnlich den Borsten eines Malerpinsels, einer Bürste oder eines Besens, wodurch ermöglicht wird, dass das Medium 1 gerade durch die Lagen der Borsten oder entlang der Borsten gleichzeitig zur Bildung von Schnee 2 gelangen kann.
Die Ausstattung ist ergonomisch mit einem Pistolengriff zur Regulierung des Gasdurchflusses ausgeführt, und 1 zeigt eine Ausführungsform mit einer geeigneten Konstruktion von einer der Düsen 4, die praktisch getestet wurde und in dem Text oben beschrieben ist. Dadurch, dass die Bereiche 15 und 18 an dem vorderen Rand 4B und dem rückwärtigen Rand 4A der Düse die gleiche Größe besitzen, wird ein Vorteil bei der aerodynamischen Wirkung erreicht, was bedeutet, dass die Düse 4 an das Substrat 19, entlang dem diese in Betrieb ist, gedrückt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen, die oben beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt sind, beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche ohne Abweichung von der Grundidee der Erfindung abgewandelt werden.

Claims

Verfahren zum Umwandeln eines Mediums (1), wie beispielsweise Kohlendioxid oder anderen Gasen oder deren Mischungen, in Schnee (2), um damit Flächen und verschiedene Räume mit variierender Größe und Beschaffenheit effektiv kühlen zu können, wobei das vorher erwähnte Medium (1) und der Schnee (2), der daraus hergestellt wird, mit den Flächen einer Schnee erzeugenden Düse (4, 4¹ , 4² ) in Wechselwirkung stehen, die sich von einer Austragsöffnung (3) für das Medium (1) erstreckt, wobei das vorher erwähnte Medium (1) nach einem Verlassen der Austragsöffnung (3) auf eine Anzahl von Hindernissen (9; 10, 11) auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass die Hindernisse in der Form einer Anzahl von Lagen aus Haar (13), dünnen Streifen oder einer Rotationsvorrichtung bestehen, die entlang des Durchflusspfades des Mediums (1) angeordnet sind bzw. ist, wenn dieses zwischen der Austragsöffnung (3) für das Medium (1) und einem Auslass (12) für den gebildeten Schnee (2) herausfließt, wobei der erzeugte Kohlendioxidschnee (2) dazu bestimmt ist, schädliche Insekten oder andere unerwünschte Tiere zu töten und damit eine Schädlingsdekontamination zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das herausfließende Medium (1) auch mit Schnee (2) wechselwirken kann, der bereits gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Schnee (2) in einen schmalen länglichen Kanal fließt, nach dem der Schnee gebildet ist, wobei in Verbindung damit die Temperatur des Schnees (2) weiter abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorher erwähnte Medium (1) gleichzeitig dazu, wenn der Schnee (2) gebildet wird, durch oder entlang der Anzahl von Hindernissen (9; 10, 11) geführt wird, die entlang des Durchflusspfades des herausfließenden Mediums (1) zwischen der Austragsöffnung (3) für das Medium (1) und einem Auslass (12) für den gebildeten Schnee (2) angeordnet sind und die aus Haaren bestehen, die ähnlich denjenigen eines Pinsels (13) sind.
Mittel zur Umwandlung eines Mediums (1), wie beispielsweise Kohlendioxid oder anderer Gase oder deren Mischungen, in Schnee (2) gemäß einem der oben beschriebenen Ansprüche, wobei eine Schnee erzeugende Düse (4, 4¹ , 4² ) eine Öffnung (3) für die Lieferung von Medium (1) an ihr Einlassende (4A) umfasst, und eine Anzahl von Hindernissen (9; 10, 11) für das Medium (1), wenn dieses hindurch fließt, in dem Innern der Düse (4, 4² ) zwischen der Öffnung (3) für den Ausfluss des Mediums (1) zu der Düse (4, 4² ) und dem Schneeauslass (12) von der Düse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die vorher erwähnten Hindernisse (9; 10, 11) in der Form einer Anzahl von Haarlagen, wie beispielsweise denjenigen in einem Pinsel (13), für das Medium (1) vorgesehen sind, wenn es durch oder entlang der Haare fließt, und in dem Innern der Düse (4, 4² ) zwischen ihrer Öffnung (3) für den Ausfluss des Mediums (1) zu der Düse (4, 4² ) und dem Schneeauslass (12) von der Düse angeordnet sind.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorher erwähnten Hindernisse (9; 10, 11) in der Form einer Anzahl von Lagen aus Querborsten (13) ausgebildet sind.
Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (13) flexibel sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (13) länglich sind.