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Einrichtung zum trockenen Tiefkühlen von Luft für Betriebsräume, Lagerräume u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Tiefkühlen der Luft von Betriebsräumen, Lagerräumen u. dgl., in denen eine Temperatur von nur wenigen Graden über Null herrschen soll. Eine solche Tiefkühlung von Luft wird vorteilhaft mittels trockenen Verfahrens bewirkt, d. h. unter Trennung der zu kühlenden Luft durch Metallwände von dem Kältemittel, das ein hochwertiges Kältemittel (beispielsweise Sole) mit einer Temperatur erheblich unter 0 sein muss. Einrichtungen dieser Art, bei denen das Kältemittel, z. B. in Rippenrohren, unmittelbar durch den zu kühlenden Raum hindurchgeführt wird, sind einerseits unwirtschaftlich und baulich unbequem, anderseits mit betriebstörender, starker Vereisung der Rohre verbunden.
Umlaufapparate für Luft, in denen ein Wärmeaustausch stattfindet, sind so, wie sie bisher als sogenannte Calorifere zur Lufterwärmung gebaut wurden, für Lufttiefkühlung hinsichtlich Kraftund Raumbedarf unwirtschaftlich und praktisch unbrauchbar.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man mit Vorteil solche Umlaufapparate für das trockene Tiefkühlen von Luft gebrauchen kann, wenn man die Betriebseigenschaften und die Bauart der Apparate dem besonderen Zweck anpasst. Dies ist gemäss der Erfindung bei einer Einrichtung zum trockenen Tiefkühlen von Luft für Betriebsräume, Lagerräume u. dgl.
mittels Hindurchtreibens des Luftstromes durch Flaehkanäle, die gebildet werden von Flachzellen, in denen ein Kältemittelstrom zickzackförmig quer zu den durch die Flachkanäle strömenden Luftbändern geleitet wird, dadurch erreicht, dass für den Luftstrom eine hohe Geschwindigkeit von mehr als 4 m/see. ermöglicht wird, indem die die Luftkanäle begrenzenden Flachzellen mittels einzelner Füsse auf Stegen abgestützt werden, die um ein Vielfaches schmäler sind als die Zellen und die einen Zerschneiderost für die durch einen Stutzen grossen Querschnittes eintretende Luft bilden,
wobei einerseits die der Luftbewegung entgegenwirkenden Widerstände und Wirbelungen des Luftstromes auf das geringste Mass herabgesetzt werden und anderseits die Ableitung der Kälte von den Zellen auf das Gehäuse möglichst eingeschränkt wird.
Bei Anwendung der Erfindung kann mit wirtschaftlich tragbarer Kraftleitung für die Erzeugung des Luftumlaufes die Luft im Apparat auf eine Temperatur unter 0'gebracht werden, ohne dass durch Zufrieren der Luftkanäle oder durch stellenweise unregelmässige Eisbildung Störungen zu gewärtigen sind.
Die Erfindung ermöglicht eine weitgehende Dezentralisierung von Tiefkühlanlagen, da die für die Durchführung der Erfindung benötigten Umlaufapparate in der erforderlichen Anzahl an geeigneten Stellen leicht aufgestellt werden können, gegebenenfalls je ein Umlaufapparat in oder an jedem einzelnen zu kühlenden Raum. Der Apparat kann nach Wahl zum Umlauf und zur Tiefkühlung der Raumluft selbst oder zur Kühlung von Frischluft benutzt werden, die mit der Raumluft gemischt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Umlaufapparat dargestellt, wie er für die Einrichtung nach der Erfindung zweckmässig benutzt werden kann, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt, der teilweise durch eine Zelle hindurch gelegt ist, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie in Fig. 1 ; die Fig. 4-6 veranschaulichen Einzelheiten.
In einem Schacht 1 von rechteckigem Querschnitt sind auf Querstegen 2 flache Kühlzellen 3 aufrechtstehend parallel nebeneinander in gleichmässigen Abständen aufgesetzt. Die zu kühlende Luft wird den von den Aussenwänden der Zellen 3 gebildeten Flachkanälen 4 durch das im Grundriss mit dem Schacht übereinstimmende Mundstück 6 zugeführt, wobei eine Umstellklappe 6 dazu dient, entweder Raumluft von unten gemäss Pfeil 7 oder Frischluft von der Seite her gemäss Pfeil 8 eintreten zu lassen. Die erforderliche hohe Umlaufgeschwindigkeit der Luft wird durch einen im Schacht über
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den Zellen angebrachten Flügelventilator 9 mit lotrechter Motorwelle erzeugt. Die durch Saugzug durch den Kuhlapparat getriebene Luft wird durch den Austrittsstutzen 10 oben herausgedrückt.
Die Kiihlzellen 3, durch die das Kältemittel umläuft, sind aus zwei parallelen Breitwänden 11
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gezogen und verschweisst sind. Jede Zelle ist oben mit einem Eintrittsstutzen 14 und unten mit einem Austrittsstutzen für das Kältemittel (z. B. Sole) versehen. Im Innern der Zelle sind durch quer- liegende eingeschweisste Leisten 16 (Fig. 1) abwechselnd rechts und links ineinander übergehende
Kanäle gebildet, die von der Sole von oben nach unten hin zickzackförmig durchströmt werden. Die einzelnen nebeneinanderliegenden Eintrittsstutzen 14 ebenso wie die Austrittsstutzen M sind je an ein gemeinsames Sammelregister 17 bzw. j ! S (Fig. 2) angeschlossen, das in Fig. 6 im Querschnitt gezeigt ist.
Der Innenquerschnitt dieses Sammelregisters ist erheblich grösser als die Summe aller angeschlossenen Stutzen, so dass durch dieses Sammelregister ein gleichmässiger Umlaufdruck in allen Zellen gewährleistet ist. Der Querschnitt der Register ist U-förmig ausgebildet mit nach den
Zellen gerichteter offener Seite des U. Auf dieser Seite ist in das U-förmig gebogene Blech des Registers eine stärkere ebene Platte 19 eingeschweisst, die entsprechend der Aufstellteilung der Zellen 3 mit
Durchtrittsöffnungen zum Einführen der Zu-und Abführungsrohre. M, M versehen ist. Am Sammel- register ist ein Stutzen 20 für ein Thermometer vorgesehen. Der Fuss 21 dient zum Anbringen des
Registers und zur Verbindung mit der Kältemittelleitung.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie die einzelnen Zellen 3 durch Füsse 22, von denen zweckmässig je einer an den seitlichen Enden jeder Zelle ausserhalb des Luftstrombereiches vorgesehen wird (Fig. 1), auf den Stegen 2 gestützt und geführt werden. Die Stege erhalten einen schmalen, rechteckigen Quer- schnitt nach Fig. 4, oder besser noch stromlinienförmigen Querschnitt nach Fig. 5, so dass der auf- steigende Luftstrom bei seinem Eintritt in den Zellenbereich wirbellos in einzelne gleichgerichtete
Bänder zerlegt wird und die Reibungsverluste beim Ein-und Austritt der Luft auf das geringste Mass herabgesetzt sind.
Mittels des Ventilators 9, der beispielsweise auch durch eine Luftturbine od. dgl. ersetzt werden kann, wird ein solcher Zug auf die von unten eintretende Luft ausgeübt, dass die Luft durch die von den Zellen gebildeten Flachkanäle mit einer Geschwindigkeit durchströmt, die wenigstens 4m/see. beträgt. Diese Geschwindigkeit kann mit einem Ventilator geringer, in wirtschaftlichen Grenzen bleibender Leistung erzielt werden, weil angesichts der Ausbildung des Apparates an den Ein-und
Austrittsstellen der Luft sowie der Ebenheit und Glattheit der breitflächigen Kanalwandungen die
Luftbewegung nur sehr geringe Widerstände zu überwinden hat.
Die erzeugte Geschwindigkeit der
Luft in Verbindung mit der Geschwindigkeit der durch die Zellen strömenden Sole ergibt einerseits einen sehr günstigen'Wirkungsgrad der Kälteübertragung und verhindert anderseits ein starkes und ungleichmässiges Ansetzen von Eis an den Kanalwänden, insbesondere ein Verstopfen der Kanäle durch Eis.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum trockenen Tiefkühlen von Luft für Betriebsräume, Lagerräume u. dgl. mittels Hindurchtreibens des Luftstromes durch Flachkanäle, die gebildet werden von Flachzellen, in denen ein Kältemittelstrom zickzackförmig quer zu den durch die Flachkanäle strömenden Luft- bändern geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Luftstrom eine hohe Geschwindigkeit von mehr als 4 m/see.
ermöglicht wird, indem die die Luftkanäle begrenzenden Flachzellen vermittels
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und die einen Zerschneiderost für die durch einen Stutzen (5) von grossem Querschnitt eintretende Luft bilden, wobei einerseits die der Luftbewegung entgegenwirkenden Widerstände und Wirbelungen des Luftstromes auf das Geringste herabgesetzt werden und anderseits die Ableitung der Kälte von den Zellen auf das Gehäuse möglichst eingeschränkt wird.