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Installation pour la production de glace en éclats.
La présente invention concerne une installation destinée à produire de la glace en éclats, dans laquelle la glace est formée dans des tubes verticaux, ouverts aux deux extrémités, raccordés en haut à une chambre à eau, et faisant partie de l'évaporateur d'une machine frigorifique par compres- sion, les barreaux de glace formés à l'intérieur de ces tubes traversés par l'eau à congeler étant périodiquement évacués des tubes par dégel.
Dans une installation de ce genre, la congélation à
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l'intérieur des tubes a lieu en partant de leur surface interne vers le centre de ces tubes. On a constaté que la glace produite de cette manière présente un degré de dureté plus élevé que celle qui est formée sur le pourtour exté- rieur de tubes de congélation et qui croit radialement vers l'extérieur au cours de la congélation. La glace produite par ce dernier procédé est particulièrement indiquée pour être appliqué dans des fabriques de produits chimiques, par exemple pour le refroidissement d'autoclaves, et pour certaines actions à exercer sur des processus de réaction.
De plus, la structure de cette glace est telle que la fonte ou le dégel ont lieu très rapidement, ce qui fait que certaines opérations sont faciles à régler lorsqu'on emploi de la glace à faible degré de dureté. Mais il existe également des applications, pour lesquelles l'utilisation d'une glace relativement dure présente de plus grands avantages que l'utilisation d'une glace de faible dureté.
On a donc déjà construit des installations permettant la production d'une glace relativement dure, c'est-à-dire compacte, et comportant au moins deux cuves contenant des tubes verticaux, ouverts aux deux extrémités, et raccordés en haut à une chambre à eau, ces tubes étant léchés extérieure- ment par la partie liquéfiée de l'agent frigorigène. Ces cuves sont alternativement le lieu d'une opération de dégel, destinée à détacher la glace formée dans les tubes de congélation, et declenchée par le fait qu'on fait passer l'agent frigorigène liquéfié de la cuve, dans laquelle doit avoir lieu le dégel, vers l'intérieur de l'autre cuve. Dans ces installations l'espace entre les enveloppes des cuves et les tubes de con- gélation qu'elles entourent est relativement grand.
L'incon- vénient qui en résulte consiste en ce qu'on doit refouler une quantité d'agent frigorigène liquéfié relativement importante d'une cuve vers l'autre à la fin de chaque opération de con- gélation, avant de pouvoir introduire dans la première cuve du gaz frigorigène chaud, destiné à provoquer le dégel des barreaux de glace formés à l'intérieur des tubes de congé- lation, et provenant de la partie à haute pression de la ma- chine frigorifique. L'opération du dégel est donc relativement
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longue, ce qui exerce un effet défavorable sur le rendement par unité de temps de l'installation.
Pour éviter cet inconvenient, et pour permettre en général la mise en oevre aussi rapide que possible de l'opé- ration du dégel dans une installation du genre précité, l'in- vention prévoit que chaque tube de congélation cylindrique est entouré d'un tube centré sur son axe et ménageant entre lui et le premier un intervalle annulaire dans lequel l'agent frigorigène est alternativement évaporé et condensé, et que l'extrémité inférieure des tubes de congélation traverse une zone de chauffage communiquant en permanence avec la partie à haute pression de la machine frigorifique. Au cours de la période de congélation, il suffit donc de faire circuler l'agent frigorigène dans les intervalles entre les tubes de congélation et les tubes concentriques qui les entourent.
Pour un rende- ment déterminé par unité de temps, il est alors possible de choisir le volume de la totalité des intervalles annulaires très inférieur au volume de l'espace d'évaporation qu'il faut prévoir lorsque un groupe de tubes de congélation est entouré d'une enveloppe commune. Il en résulte que, dans une installa- tion agencée suivant l'invention, la chute de pression que subit le gaz chaud introduit dans les intervalles pour provoquer le dégel est très inférieure à celle des installations connues.
Pour une même dépense de chaleur, on obtient donc une période de dégel plus courte.
La chaleur nécessaire au dégel est de préference fournie par des gaz chauds provenant de la partie à haute pression de la machine frigorifique, et introduits dans le bas des intervalles annulaires d'évaporation, à travers un obturateur commandé automatiquement en fonction du temps, ces gaz refoulant l'agent frigorigène liquifié de ces intervalles dans un réservoir intérmédiaire communiquant en permanence avec le compresseur. La zone de chauffage est de préférence prévue au-dessous d'un compartiment de distribution de l'agent frigorigène liquéfié correspondant aux tubes de congélation, et ledit obturateur commandé automatiquement en fonction du temps peut par exemple commander le passage de l'agent frigori- gène de la zone de chauffage dans ce compartiment de distribution.
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Le dessin annexé à titre d'exemple représente deux modes de réalisation de l'installation suivant l'invention.
La figure 1 est une vue, en partie schématique, et en partie en coupe verticale longitudinale, d'une installa- tion pour la production de glace en éclats, la partie en coupe étant reprécontée à une échelle lus grande que les autres parties de l'installation.
La figure 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1, mais concerne le deuxième mode de réalisation.
Sur la figure 1 du dessin, 1 désigne le compresseur d'une machine frigorifique, dont le conduit d'aspiration 2 aboutit à un réservoir intermédiaire 3. Le compresseur 1 re- foule dans un séparateur de lubrifiant 4, dont le compartiment collecteur de gaz est relié par un conduit 5 à un liquéfacteur 6. En 7 est indiqué un conduit qui relie le compartiment collecteur d'agent frigorigène liquéfié du liquéfacteur 6 à un robinet réducteur de pression 8 qui communique par un conduit 9 et un clapet de retenue 10 avec un compartiment 11 d'un distributeur 12 à deux compartiments.
Pendant le fonctionnement normal, c'est-à-dire pendant toute la période de production de glace, le compartiment 11 communique donc en permanence par l'intermédiaire du robinet réducteur de pression 8, avec le côté à haute pression de la machine frigorifique, c'est-à-dire avec la partie formée par le séparateur de lubrifiant 4, le conduit 5, le liquéfacteur 6 et le conduit 7. Un conduit 13 assure la communication entre le conduit 5 et un deuxième compartiment 14 du distributeur 12. Ce compartiment 14 forme une zone de chauffage située au-dessous du compartiment 11. Le passage de l'agent frigorigène du compartiment 14 dans le compartiment 11 est commandé par un obturateur 15, qui s'ouvre et se ferme automatiquement en fonction du temps, et qui est intercalé dans un conduit de raccordement 16.
Pendant la période de congélation, l'agent frigorigène introduit dans le compartiment 14 se condense dans celui-ci.
L'évaporateur de l'installation frigorifique à compres- sion représentée sur le dessin comporte des tubes verticaux
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cylindriques 17, à paroi mince, ouverts aux deux extrémités, et qui débouchent en haut dans une chambre à eau 18. L'extré- mité inférieure des tubes 17 traverse la zone de chauffage formée par le compartiment 14.Aucune glace ne peut donc se former dans cette extrémité, ce qui permet d'abréger la période de dégel. Chaque tube 17 est entouré avec un intervalle annulaire 19 par un tube concentrique 20. Les tubes 20, également à paroi mince, sont raccordés en bas à la partie du distributeur 12 qui limite le compartiment 11, et en haut à un collecteur 21. Ce dernier est relié par un conduit 22 au réservoir intermédiaire 3.
Un conduit 23, dans lequel est également intercalé un obturateur 24, commandé automatique- ment en fonction du temps, établit une communication entre le réservoir 3 et le conduit 9, c'est-à-dire avec un point situé , entre le robinet réducteur de pression 8 et le compartiment distributeur 11. Les obturateurs 15 et 24 sont toujours com- mandés simultanément par un commutateur à compteur chronomé- trique non représenté sur le dessin. L'extrémité inférieure des tubes de congélation 17 débouche au-dessus d'un bac 25 dans lequel est monté à rotation un cylindre 26 à couteaux, destiné à briser la glace descendant dans les tubes 17 pendant la période de dégel. Le bac 25 receuille l'eau résiduelle qui s'écoule encore des tubes 17. Une pompe 27 aspire cette eau pour la refouler dans la chambre à eau 18.
En 28 est indiqué un tamis incliné agencé dans le bac 25, et destiné à séparer l'eau de la glace réduite en éclats. En 29 est indiqué un conduit d'écoulement par trop-plein.
Dans la disposition d'une installation du genre décrit, il est facile de tenir compte de la tendence d'obtenir dans la partie basse pression de la machine frigorifique, c'est-à-dire dans l'évaporateur, autant que possible de petits volumes de gaz et de petits poids peide de masses, et d'augmenter autant que possible les espaces remplis d'agent frigorigène et le poids des masses dans la partie haute pression, en vue d'une accumu- lation de la chaleur. Par exemple, la largeur de l'intervalle
19 entre chaque tube de congélation 17 et son tube extérieur
20 peut être réduite à deux ou trois millimètres.
L'effet d'un agencement de ce genre est que le dégel peut être mis en oeuvre en très peu de temps, par exemple en 30 secondes, ce qui
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est dû entre autres au fait qu'il est possible d'établir pour le dégel une haute pression dans les intervalles 19, la chute de pression lors du passage des gaz chauds du liquéfac- teur 6, du séparateur de lubrifiant 4 et des conduits 5,7 vers les compartiments 14 et 11 et vers les intervalles 19, étant relativement réduite, tandis que la quantité de chaleur disponible pour le dégel est très grande. De préference, les divers éléments de l'installation sont proportionnés de telle manière que la quantité d'agent frigorigène contenue pendant la congélation dans la partie à haute pression de la machine génératrice de froid soit supérieure à 1 litre par Kg de glace produite en une heure.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant:
Lorsqu'on désire produire de la glace dans les tubes 17, on ferme l'obturateur 15 et on ouvre l'obturateur 24. De l'agent frigorigène liquéfié passe alors du liquéfacteur 6, par le robinet réducteur de pression 8 et le clapet de retenue 10, et du réservoir 3 par l'obturateur 24, dans le compartiment 11 du distributeur 12, et de celui-ci dans les intervalles annu- laires et cylindriques 19.
L'eau provenant de la chambre 18, qui ruisselle dans les tubes 17, est alors largement congelée par suite de l'échange de chaleur avec l'agent frigorigène amené à être evaporé dans les intervalles 19, tandis que le compartiment 14, formant une zone de chauffage alimentée en agent frigorigène par la partie à haute pression de la machine frigorifique, empêche toute formation de glace dans l'extrémité inférieure des tubes 17.
Lorsque la couche de glace formée à l'intérieur des tubes 17 après une période déterminée est suffisamment épaisse, l'obturateur 15 s'ouvre automatiquement, tandis que l'obtura- teur 24 se ferme automatiquement. La pompe de circulation 27 est arrêtée au même moment. Il seproduit alors une circula- tion d'agent frigorigène gazeux, chaud et fortement comprimé, passant du conduit 5 par le conduit 13, le compartiment inférieur 14, le conduit 16 et l'obturateur 15 alors ouvert, vers le compartiment supérieur 11 du distributeur 12, d'où le fluide pénètre dans le bas des intervalles annulaires
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cylindriques 19, refoulant devant lui l'agent frigorigène liquéfié que contient l'évaporateur, pour le faire passer dans le réservoir intermédiaire 3.
Les gaz chauds pénétrant dans le compartiment 11 et les intervalles 19, dont la pression est initialement relativement élevée, provoquent le dégel rapide des barreaux de glace tubulaire formés à l'intérieur des tubes 17, de sorte que ces barreaux tombent sous l'action de leur propre poids et arrivent dans la zone d'action du cylindre 26 garni de couteaux qu'on fait alors tourner à la main. Le cylindre tournant 26 brise les barreaux tubulaires de glace qui le touchent. Les éclats de glace ainsi obtenus tombent sur le tamis 28 qui en sépare également l'eau résiduelle.
La glace ainsi produite glisse sur le tamis 28 dans un entonnoir d'évacuation 30, tandis que l'eau traversant le tamis 28 s'égoutte et est recueillie dans le bac 25.
Dès que la période prévue pour le dégel est terminée, l'obturateur 24 est automatiquement ouvert tandis que l'obtu- rateur 15 est automatiquement fermé. De l'agent frigorigène liquéfié pénètre alors de nouveau dans le compartiment 11, tandis que de l'agent frigorigène gazeux, provenant de la partie à haute pression de la machine frigorifique, arrive dans le compartiment 14. Mais la communication entre les compartiments 11 et 14 est maintenant interrompue dans le conduit 16. D'autre part, la pompe de circulation 27 est remise en marche, de sorte que de la glace peut de nouveau se former sur la paroi intérieure des tubes 17. Les intervalles annulaires cylin- driques 19 sont donc alternativement le lieu d'une évaporation et d'une condensation de l'agent frigorigène.
Bien entendu, le mouvement de rotation du cylindre 26 peut aussi être produit à l'aide d'un moteur.
La chaleur nécessaire au dégel des barreaux de glace formés à l'intérieur des tubes 17 peut également être fournie par l'agent frigorigène liquifié provenant du liquéfacteur et arrivant dans le compartiment 11 en passant par le comparti- ment 14. A cet effet, le robinet réducteur de pression 8 de la figure 1 doit remplacer l'obturateur 15 dans le conduit 16, tandis que le conduit 9 doit être raccordé au compartiment 14.
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D'autre part, le robinet réducteur de pression doit être agencé de façon qu'il soit commandé automatiquement en fonction e du temps, et qu'il/produise aucune réduction de la pression de l'agent frigorigène liquéfié passant du compartiment 14 dans le compartiment 11 au cours du dégel.
Dans certaines conditions, il peut être avantageux de faire circuler l'agent frigorigène chaud, destiné au dégel dans les tubes 17, non pas de bas en haut, mais de haut en bas dans les intervalles 19 entourant les tubes 17. La figure 3 du dessin montre un mode de réalisation permettant cette manière d'opérer pendant le dégel. Les éléments indiqués sur cette figure, et correspondant à ceux de la figure 1, sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
Dans ce mode de réalisation que montre la figure 3, un accumulateur 31 d'agent frigorigène gazeux est intercalé dans le conduit 13. D'autre part, le compartiment inférieur 14 du collecteur à deux compartiments 12, raccordé à l'accumula- teur 31, ne communique pas par un conduit obturable avec le compartiment 11 de ce collecteur 12. Par contre, il est raccordé au collecteur 21 par un conduit 32 à obturateur 33, ce dernier s'ouvrant et se fermant périodiquement et automatiquement en fonction du temps. Dans le conduit 22, reliant ce collecteur 21 au réservoir intermédiaire 3, est également intercalé un obturateur 34 qui s'ouvre et se ferme périodiquement et auto- matiquement en fonction de temps.
D'un point de ce conduit 22, situé entre l'obturateur 34 et le réservoir intermédiaire 3, part un conduit de dérivation 35, raccordé en 36 au conduit 9, entre le robinet réducteur de pression 8 et le compartiment 11, et dans lequel est intercaléun clapet de retenue 37.
Entre le robinet réducteur de pression 8 et le point de raccor- dement 36 est intercalé dans le conduit 9 un obturateur 38 qui s'ouvre et se ferme en fonction du temps. En 39 est indiqué un conduit qui relie le réservoir intermédiaire 3 à un point 40 du conduit 9 situé entre l'obturateur 38 et le point 36.
En 41 est indiqué un clapet de retenue intercalé dans le conduit 39.
Les obturateurs 33, 34 et 38, commandés automatique- ment en fonction du temps, sont reliés cinématiquement les uns aux autres de telle manière que la fermeture de l'obturateur 33 entraîne l'ouverture des obturateurs 34, 38 et inversement.
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Pendant la période de congélation, les obturateurs 34 et 38 sont ouverts, tandis que l'obturateur 33 est fermé.
Au moment où doit avoir lieu le dégel de la glace formée à l'intérieur des tubes 17, l'obturateur 33 est auto- matiquement ouvert, tandis que les obturateurs 34 et 38 sont automatiquement fermés. La pompe de circulation 27 est arrêtée au même moment. L'agent frigorigène gazeux chaud et forte- ment comprimé que contient l'accumulateur 31 passe alors par le conduit 13 dans le compartiment 14 formant la zone de chauffage, et de celui-ci, par l'obturateur 33 et le conduit 32, dans le réservoir 21, et cet agent gazeux refoule alors devant lui le condensat dans le compartiment 14 communiquant en permanence avec l'accumulateur 31.
De ceréservoir 21, -l'agent frigorigène gazeux et chaud circule ensuite de haut en bas dans les-intervalles 19 vers le collecteur 11, ensuite vers le point 36, à travers le conduit de dérivation 35 et une partie du conduit 22 dans le réservoir intermédiaire 3, dans lequel il est de nouveau aspiré par le compresseur 1. L'agent frigorigène liquifié est alors constamment refoulé par l'agent gazeux. A la fin du dégel, l'obturateur 33 se referme automa- tiquement, tandis que les obturateurs 34 et 38 sont ouverts automatiquement, et une nouvelle opération de congélation commence.
REVENDICATIONS:
1. Installation pour la production de glace en éclats dans laquelle la glace est formée dans des tubes verticaux, ouverts aux deux extrémités, raccordes en haut à une chambre à eau, et faisant partie de l'évaporateur d'une machine fri- gorifique par compression, tandis que les barreaux de glace formés dans les tubes traversés par l'eau à congeler sont éliminés périodiquement par dégel, caractérisée en ce que chacun des tubes de congélation cylindriques est entouré d'un tube concentrique ménageant entre lui et le premier un inter- valle annulaire cylindrique dans lequel l'agent frigorigène est alternativement évaporé et condensé, tandis que l'extrémité inférieure des tubes de congélation traverse une zone de chauffa- ge communiquant en permanence avec la partie à haute pression de la machine frigorifique.
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Installation for the production of ice chips.
The present invention relates to an installation for producing shattered ice, in which the ice is formed in vertical tubes, open at both ends, connected at the top to a water chamber, and forming part of the evaporator of a refrigeration machine by compression, the ice bars formed inside these tubes traversed by the water to be frozen being periodically discharged from the tubes by thawing.
In an installation of this kind, freezing at
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the interior of the tubes takes place starting from their internal surface towards the center of these tubes. Ice produced in this way has been found to exhibit a higher degree of hardness than that formed on the outer periphery of freezer tubes and which grows radially outward during freezing. The ice produced by the latter process is particularly suitable for application in chemical factories, for example for the cooling of autoclaves, and for certain actions to be exerted on reaction processes.
In addition, the structure of this ice is such that melting or thawing takes place very quickly, so that certain operations are easy to adjust when using ice with a low degree of hardness. But there are also applications where the use of relatively hard ice has greater advantages than the use of low hardness ice.
Installations have therefore already been built allowing the production of relatively hard ice, that is to say compact, and comprising at least two tanks containing vertical tubes, open at both ends, and connected at the top to an ice chamber. water, these tubes being licked on the outside by the liquefied part of the refrigerant. These tanks are alternately the site of a thawing operation, intended to detach the ice formed in the freezing tubes, and triggered by the fact that the liquefied refrigerant is passed from the tank, in which the refrigeration must take place. thaw, towards the inside of the other tank. In these installations the space between the casings of the tanks and the freezing tubes which they surround is relatively large.
The resulting disadvantage consists in the fact that a relatively large quantity of liquefied refrigerant must be pumped from one tank to the other at the end of each freezing operation, before being able to introduce into the tank. first tank of hot refrigerant gas, intended to thaw the ice bars formed inside the freezing tubes, and coming from the high pressure part of the refrigeration machine. The thawing operation is therefore relatively
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long, which has an unfavorable effect on the efficiency per unit time of the installation.
To avoid this drawback, and in general to allow the thawing operation to be carried out as quickly as possible in an installation of the aforementioned type, the invention provides that each cylindrical freezing tube is surrounded by a tube centered on its axis and leaving between it and the first an annular gap in which the refrigerant is alternately evaporated and condensed, and that the lower end of the freezing tubes passes through a heating zone constantly communicating with the high part refrigeration machine pressure. During the freezing period, it is therefore sufficient to circulate the refrigerant in the intervals between the freezing tubes and the concentric tubes which surround them.
For a yield determined per unit of time, it is then possible to choose the volume of all the annular intervals much less than the volume of the evaporation space that must be provided when a group of freezing tubes is surrounded. of a common envelope. As a result, in an installation arranged according to the invention, the pressure drop undergone by the hot gas introduced into the gaps to cause the thaw is much lower than that of known installations.
For the same heat expenditure, we therefore obtain a shorter thaw period.
The heat required for thawing is preferably supplied by hot gases coming from the high pressure part of the refrigeration machine, and introduced into the bottom of the annular evaporation intervals, through a shutter controlled automatically as a function of time, these gases delivering the liquid refrigerant from these intervals into an intermediate tank permanently communicating with the compressor. The heating zone is preferably provided below a distribution compartment for the liquefied refrigerant corresponding to the freezing tubes, and said shutter controlled automatically as a function of time can for example control the passage of the refrigerant. gene for the heating zone in this distribution compartment.
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The accompanying drawing by way of example represents two embodiments of the installation according to the invention.
Figure 1 is a view, partly schematic, and partly in longitudinal vertical section, of an installation for the production of chip ice, the section in section being shown on a larger scale than the other parts of the ice. 'installation.
Figure 2 is a horizontal sectional view along the line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a view similar to that of Figure 1, but relates to the second embodiment.
In Figure 1 of the drawing, 1 designates the compressor of a refrigeration machine, the suction duct 2 of which leads to an intermediate tank 3. The compressor 1 returns to a lubricant separator 4, including the gas collector compartment. is connected by a conduit 5 to a liquefier 6. At 7 is indicated a conduit which connects the liquefied refrigerant collector compartment of the liquefier 6 to a pressure reducing valve 8 which communicates by a conduit 9 and a check valve 10 with a compartment 11 of a distributor 12 with two compartments.
During normal operation, that is to say during the entire period of ice production, the compartment 11 therefore communicates permanently through the pressure reducing valve 8, with the high pressure side of the refrigeration machine, that is to say with the part formed by the lubricant separator 4, the conduit 5, the liquefier 6 and the conduit 7. A conduit 13 provides communication between the conduit 5 and a second compartment 14 of the distributor 12. This compartment 14 forms a heating zone located below compartment 11. The passage of the refrigerant from compartment 14 to compartment 11 is controlled by a shutter 15, which opens and closes automatically as a function of time, and which is interposed in a connection duct 16.
During the freezing period, the refrigerant introduced into compartment 14 condenses in the latter.
The evaporator of the compression refrigeration system shown in the drawing has vertical tubes
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cylindrical 17, thin-walled, open at both ends, and which open at the top into a water chamber 18. The lower end of the tubes 17 passes through the heating zone formed by the compartment 14. No ice can therefore be formed. form in this end, which makes it possible to shorten the thaw period. Each tube 17 is surrounded with an annular gap 19 by a concentric tube 20. The tubes 20, also thin-walled, are connected at the bottom to the part of the distributor 12 which limits the compartment 11, and at the top to a manifold 21. This the latter is connected by a pipe 22 to the intermediate tank 3.
A duct 23, in which is also interposed a shutter 24, controlled automatically as a function of time, establishes communication between the reservoir 3 and the duct 9, that is to say with a point located between the reducing valve. pressure 8 and the distributor compartment 11. The shutters 15 and 24 are always controlled simultaneously by a switch with a timer, not shown in the drawing. The lower end of the freezing tubes 17 opens above a tank 25 in which a cylinder 26 with knives is rotatably mounted, intended to break the ice going down into the tubes 17 during the thaw period. The tank 25 collects the residual water which still flows from the tubes 17. A pump 27 sucks this water in order to deliver it into the water chamber 18.
At 28 is indicated an inclined sieve arranged in the tank 25, and intended to separate the water from the broken ice. At 29 is indicated a flow duct by overflow.
In the arrangement of an installation of the type described, it is easy to take into account the tendency to obtain in the low pressure part of the refrigerating machine, that is to say in the evaporator, as much as possible volumes of gas and small weights of masses, and to increase as much as possible the spaces filled with refrigerant and the weight of the masses in the high pressure part, with a view to heat accumulation. For example, the width of the interval
19 between each freezing tube 17 and its outer tube
20 can be reduced to two or three millimeters.
The effect of such an arrangement is that the thawing can be carried out in a very short time, for example in 30 seconds, which
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This is due, among other things, to the fact that it is possible to establish for the thawing a high pressure in the gaps 19, the pressure drop during the passage of the hot gases from the liquefier 6, the lubricant separator 4 and the pipes 5 , 7 to compartments 14 and 11 and to intervals 19, being relatively small, while the amount of heat available for thawing is very large. Preferably, the various elements of the installation are proportioned in such a way that the quantity of refrigerant contained during freezing in the high pressure part of the cold generating machine is greater than 1 liter per kg of ice produced in one hour.
The operation of the installation described is as follows:
When it is desired to produce ice in the tubes 17, the shutter 15 is closed and the shutter 24 is opened. Liquefied refrigerant then passes from the liquefier 6, through the pressure reducing valve 8 and the valve. retained 10, and of the reservoir 3 by the shutter 24, in the compartment 11 of the distributor 12, and of the latter in the annular and cylindrical intervals 19.
The water coming from the chamber 18, which flows in the tubes 17, is then largely frozen as a result of the heat exchange with the refrigerant caused to be evaporated in the intervals 19, while the compartment 14, forming a heating zone supplied with refrigerant by the high pressure part of the refrigeration machine, prevents any formation of ice in the lower end of the tubes 17.
When the layer of ice formed inside the tubes 17 after a determined period is sufficiently thick, the shutter 15 opens automatically, while the shutter 24 closes automatically. The circulation pump 27 is stopped at the same time. A circulation of gaseous, hot and strongly compressed refrigerant then takes place, passing from line 5 through line 13, the lower compartment 14, the line 16 and the shutter 15 then open, towards the upper compartment 11 of the distributor. 12, from where the fluid enters the bottom of the annular gaps
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cylindrical 19, pushing in front of it the liquefied refrigerant contained in the evaporator, to pass it into the intermediate tank 3.
The hot gases entering the compartment 11 and the gaps 19, the pressure of which is initially relatively high, cause the tubular ice bars formed inside the tubes 17 to thaw rapidly, so that these bars fall under the action of their own weight and arrive in the action zone of the cylinder 26 fitted with knives which are then rotated by hand. The rotating cylinder 26 breaks the tubular bars of ice which touch it. The ice shards thus obtained fall on the sieve 28 which also separates the residual water therefrom.
The ice thus produced slides over the sieve 28 in a discharge funnel 30, while the water passing through the sieve 28 drains and is collected in the tank 25.
As soon as the period provided for the thaw has ended, the shutter 24 is automatically opened while the shutter 15 is automatically closed. Liquefied refrigerant then enters compartment 11 again, while gaseous refrigerant, coming from the high pressure part of the refrigeration machine, arrives in compartment 14. But the communication between compartments 11 and 14 is now interrupted in duct 16. On the other hand, the circulation pump 27 is restarted, so that ice can again form on the inner wall of the tubes 17. The cylindrical annular gaps 19 are therefore alternately the place of evaporation and condensation of the refrigerant.
Of course, the rotational movement of cylinder 26 can also be produced using a motor.
The heat necessary for thawing the ice bars formed inside the tubes 17 can also be supplied by the liquefied refrigerant coming from the liquefier and arriving in compartment 11 via compartment 14. For this purpose, the refrigerant. Pressure reducing valve 8 in figure 1 should replace the plug 15 in duct 16, while duct 9 should be connected to compartment 14.
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On the other hand, the pressure reducing valve must be arranged so that it is controlled automatically as a function of time, and that it / does not produce any reduction in the pressure of the liquefied refrigerant passing from compartment 14 into the chamber. compartment 11 during thaw.
Under certain conditions, it may be advantageous to circulate the hot refrigerant intended for thawing in the tubes 17, not from bottom to top, but from top to bottom in the gaps 19 surrounding the tubes 17. FIG. The drawing shows an embodiment allowing this way of operating during the thaw. The elements indicated in this figure, and corresponding to those of Figure 1, are designated by the same reference numerals.
In this embodiment shown in FIG. 3, an accumulator 31 of gaseous refrigerant is interposed in the duct 13. On the other hand, the lower compartment 14 of the two-compartment manifold 12, connected to the accumulator 31 , does not communicate by a closable duct with the compartment 11 of this manifold 12. On the other hand, it is connected to the manifold 21 by a duct 32 with shutter 33, the latter opening and closing periodically and automatically as a function of time. In the duct 22, connecting this collector 21 to the intermediate reservoir 3, is also interposed a shutter 34 which opens and closes periodically and automatically as a function of time.
From a point of this duct 22, located between the shutter 34 and the intermediate tank 3, leaves a bypass duct 35, connected at 36 to the duct 9, between the pressure reducing valve 8 and the compartment 11, and in which a check valve 37 is inserted.
Between the pressure reducing valve 8 and the connection point 36 is interposed in the duct 9 a shutter 38 which opens and closes as a function of time. At 39 is indicated a duct which connects the intermediate reservoir 3 to a point 40 of the duct 9 located between the shutter 38 and the point 36.
At 41 is indicated a check valve interposed in the duct 39.
The shutters 33, 34 and 38, controlled automatically as a function of time, are kinematically connected to each other in such a way that the closing of the shutter 33 causes the opening of the shutters 34, 38 and vice versa.
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During the freezing period, the shutters 34 and 38 are open, while the shutter 33 is closed.
At the moment when the thawing of the ice formed inside the tubes 17 is to take place, the shutter 33 is automatically opened, while the shutters 34 and 38 are automatically closed. The circulation pump 27 is stopped at the same time. The hot and strongly compressed gaseous refrigerant contained in the accumulator 31 then passes through the conduit 13 into the compartment 14 forming the heating zone, and from the latter, through the shutter 33 and the conduit 32, into the reservoir 21, and this gaseous agent then forces the condensate in front of it into the compartment 14 permanently communicating with the accumulator 31.
From this tank 21, the gaseous and hot refrigerant then circulates from top to bottom in the intervals 19 towards the manifold 11, then towards point 36, through the bypass duct 35 and part of the duct 22 in the tank intermediate 3, into which it is again sucked by the compressor 1. The liquefied refrigerant is then constantly delivered by the gaseous agent. At the end of the thaw, the shutter 33 closes automatically, while the shutters 34 and 38 are opened automatically, and a new freezing operation begins.
CLAIMS:
1. Installation for the production of broken ice in which the ice is formed in vertical tubes, open at both ends, connected at the top to a water chamber, and forming part of the evaporator of a refrigerating machine by compression, while the ice bars formed in the tubes through which the water to be frozen passes are periodically removed by thawing, characterized in that each of the cylindrical freezing tubes is surrounded by a concentric tube leaving between it and the first an inter - cylindrical annular valve in which the refrigerant is alternately evaporated and condensed, while the lower end of the freezing tubes passes through a heating zone permanently communicating with the high pressure part of the refrigeration machine.
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