<B>Gefrieranlage.</B> hie Erfindung bezieht. sieh auf eine Ge frieranlage, bei der mindestens eine Gefrier- zelle stehend in den Verdainpferraum der Kältemaschine eingebaut ist, insbesondere eine solche, die der Bloekeiserzeugung dient, wobei aber die den Gegenstand der Erfindung bil dende Anlage auch für andere Anwendun gs- zwecke bra.uehbar ist, bei denen eine Flüssig keit oder ein flüssiges Geiniseh als Ganzes durch Kälte zum Erstarren zu bringen ist.
Die Erfindung hat den Zweck, eine viel seitig verwendbare Anlage zu Sehaffen, bei der die Gefrierzeit viel kürzer sein kann als bei herkömmlichen Gefrieranlagen, das Abtauen des (r'efrierproduktes beschleunigt, und das Herausnehmen des Gefrierproduktes aus der Anlage erleichtert ist.
Gemäss der Erfindung kann der Boden der Gefrierzelle durch eine Druckvorrichtung von unten an die Zellenseitenwand angedrückt werden und nach Betätigung der Druckvor richtung nach Beendigung des Gefriervorgan- ges zur Entnahme des Gefrierproduktes von der Zellenseitenwand entfernt werden, und besitzt, die Anlage Einrichtungen zur Einfüh rung der zu gefrierenden Flüssigkeit in den Oberteil der Zelle und zur Aufwärmung der Zellenseitenwand mittels eines warmen Flui dums,
wobei vorzugsweise auch der Zellen boden aufwärmbar ist, indem er zur Auf nahme eines warmen Fluidums hohl gemacht wird.
Eine Eiserzeugungsanlage gemäss der Er findung wird durch die beigefügte Zeichnung schematisch als Ausführungsbeispiel veran schaulicht.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Eis anlage.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Einzelteils in grösserem Massstab.
Eine sich nach oben etwas verjüngende, also pyramidensturiipfförmige Eiszelle 1 ist in einen von einer Wand ? umschlossenen Ver- dampferraum 3 stehend eingesetzt, in welchen eine Kühlmittelzuleitung 4 von einem Kom pressor oder Druckbehälter (nicht gezeigt) hineinführt. Das Kühlmittel kann z. B. Am moniak sein. Der Raum 3 besitzt eine Ablei tung 5 für die entspannten Kühlmitteldämpfe und liegt innerhalb eines Mantels 6, der seinerseits von einer isolierenden Hülle 8 um geben ist.
Der Raum 3 ist durch eine Anzahl von schrägen oder waagrechten Kühlrippen 54 quer unterteilt, die an die Wand der Zelle 7 anweschweisst sein können und mit Öffnun gen 55 für den Durchtritt des verdampften Kühlmittels und den Pückfluss des urver dampften Anteils versehen sind. Die Rippen bewirken eine gleichmüssige Verteilung und intensive Verdampfung des Kühlmittels. Die Rippen können entweder in Ringen um die Eiszelle herum angeordnet sein oder ein- oder mehrgängige Schraubenflächen bilden.
Die Kammer 7 innerhalb des Mantels 6 ist mit Verbindungsrohren 9, 10 versehen, deren Zweck weiter unten erläutert wird.
An Stelle einer einzigen Eiszelle kann eine Batterie von zwei oder mehr Zellen in einer Reihe angeordnet in ein und denselben Ver- dampferraum der Kältemaschine eingebaut -erden.
Die Zelle 1 besitzt einen Deckel 11, der um einen am Oberrand der Zelle angeordneten Zapfen in waagrechter Ebene versehwenkt und mittels eines Riegels 12 in Schliessstellun-, verriegelt werden kann. Oberhalb des Deckels mündet eine Leitung 13, die ein Absperrventil 14 besitzt und Wasser aus einer beliebigen Quelle, z. B. einer _Netzleitung oder einem Vorratsbehälter 15, in die Zelle einzufüllen gestattet. In den Oberteil der Zelle ist. ein Wasserverteiler 16 eingesetzt (siehe auch Fig. 2), der das auf ihn auftreffende Wasser nach einem Randkanal 17 ableitet, von dem es durch Öffnungen 13 in die Randzone der Zelle abfliesst.
Zweckmässig besitzt der Ver teiler einen Einlaufbecher 19 mit Überlauf löchern 20.
Den Boden der Zelle bildet eine Platte 21., die von unten an die Zellenseitenwand ange drückt wird, ohne mit ihr fest verbunden zu sein, und zur Entnahme des Eisblockes nach unten bewegt werden kann. Die Platte ist hohl ausgebildet und besitzt in ihrer Oberseite mindestens eine das Innere der Zelle mit dem Innenraum des Bodens verbindende Öffnum, 22 mit darunterliegender Ventilkammer 23, in der ein ein Rüeksehlagventil bildendes Kugelventil 24 spielt, das je nach den Druek- verhä.ltnissen (siehe unten) die besagte Off nung 22 oder die untere Öffnung 25 der Kam iner 23 abschliessen kann.
Der Boden besitzt eine Hülse 26, in welche eine Druckfeder 27 eindringt. Diese ist. auf eine Stange 28 aufge- wiekelt und stützt sieh gegen einen auf der Stange versehieblieh angeordneten Teller 29 ab. Mittel zum Lösen, Feststellen, Heben und Senken des Tellers 29 sind vorgesehen, aber nicht gezeigt worden. Die Feder 27 drückt den Boden 21 nach oben, und wenn der Teller 29 hinreichend lioehgeschoben wird, so wird der Boden an die Zelle angedrückt.
Die Einrielitung kann auch so getroffen sein, dass die den. Boden haltenden Teile nach der Seite verseliwenkt werden können, so dass der Boden, naelidem er zunächst nur so weit nach unten geführt wird, wie zur Ablösung des Eisblockes aus der Zelle erforderlich ist, dann seitwärts geführt. wird.
Uni einen. dichten Absehluss des Bodens an der Zellenseitenwand zu bewirken, kann eine Dichtung aus Gummi oder dergleichen auf der Oberseite des Bodens oder am Rand der Zellenseitenwand vorgesehen werden. Prakti sche Versuche haben aber gezeigt, dass das vom Verteiler 16 herabfliessende Wasser an der Zellenseitenwand derart gut vorgekühlt wird, dass es beim Auftreffen auf den Boden schon gefriert, so dass von einer besonderen Dichtung ab-esehen werden kann.
Der hohle Boden 21. besitzt eine Zuleitung 30 mit einem Ablasshahn 31. Ferner sind die folgenden Leitungen vorgesehen: Eine Warm wasserleitung 32 mit Ventil 33, die an die Leitung 9 angeschlossen ist und eine Verzwei gung 34 mit biegsamem Schlauch zum An sehluss an die Leitung- 30 besitzt; eine mit Ventil 35 versehene Auslassleitung 36, die von der Leitung 9 abgezweigt ist; eine mit Ventil 37 versehene Auslassleitung 38, die von der Leituni,- 10 ab-ezwei-t ist;
eine Luftleitung 39, die !in Oberteil der Zelle 1 unterhalb des Mittelteils 19 des Wasserverteilers beginnt, aus der Zelle 1 au8tritt und sieh über ein Ventil 40 mit der Leitung 10 vereinigt; eine Luftleituii-- -11, die von der Leitung 9 über ein Ventil 42 zit einem Luftpumpe 43 führt; und eine Luftdritelzleitung 44 mit Ventil -15, die mittels eines Selilauclies an die Leitung 30 des Bodens 21 angeschlossen werden kann.
Die Kühlmittelzufuhrleitung 4 ist durch eine Leitung 46 mit Ventil -17 mit dein Kompres sor oder Druelzgefäss der Kühlanlage verbun den und durch Leitung 48 mit Ventil 49 mit dein Kondensator. Ebenso führt von der Kühl- mittelabzugleitung- 5 eine Leitung 50 finit Ven til 51 zum Kondensator, und eine Leitung 52 mit Ventil 513 zum Kompressor.
Um die Anlage zum Zwecke der Eislier- stellung in Betrieb zu setzen, wird der Teil 29 so weit nach oben verschoben und an 28 blockiert, dass der Boden 21 der Zelle 1 an die Zellenseitenwand an--edrückt wird. Dann wird der Deckel 11 #-eöffnet und Wasser über 13 eingelassen.
(deichzeitig wird Kühlmittel unter Druck durch die Leitungen 46 und 4 in den Verdampferraum 3 eingeführt und nach Entspannung durch die Leitungen 5 und 50 abgesaugt, wobei die Kühlrippen eine gleichmässige Verteilung des Kühlmittels und seine beschleunigte Verdampfung bewirken. Hierdurch wird eine intensive Kühlung er reicht, die das Wasser alsbald gefrieren lässt. Wenn der Wasserspiegel in der Zelle etwa die durch die gestrielielte Linie angedeutete Höhe erreicht hat, wird die Wasserzufuhr abgestellt und der Deckel 11 geschlossen. Der Grefrier- vorgang kann in verschiedener Weise geför dert werden.
Zum Beispiel kann Luft unter Druck durch Leitungen 44 und 30 in den Boden 21 eingeführt werden, um durch das Wasser in Zelle 1 hindurchzuperlen und durch Leitungen 39 und 10, den Mantelraum 7 und Leitungen 9 und 41 wieder zur Luft pumpe 43 zurüekzukehren. Der Luftdruck (lebt die Kugel 24 von der Öffnung 25 ab und wird so bemessen, dass die Öffnung 22 unverschlossen bleibt. Sinkt der Lnftclruel:, so verhindert die Kugel durch Verschluss der Öffnung 25 den Ausfluss von Wasser aus der Zelle in den Boden 21.
Diese Luft bewirkt ein Durchrühren des Wassers in der Zelle 1, wo durch der Gefriervorgang beschleunigt wird, und trägt auch zur Klärung des Eises bei. Wärmeverlust wird dadurch vermieden, dass die Luft beim Durchgang durch den Mantel raum 7 intensiv gekühlt wird.
Anderseits kann der Gefriervorgang gün- sti < dadurch heeinflusst werden, dass in dem Zellraum oberhalb des Wasserspiegels ein Vakuum erzeugt wird.
Zu diesem Zweck wer den die Ventile 45 und 37 abgesperrt und die Ventile 40 und 42 geöffnet, und Luft wird aus der Zelle abgesaugt (und von der Luft pumpe 43 ins Freie gedrückt, ohne in die ab gesperrte Leitung 44 zu gelangen). Versuehe haben ergeben, dass eine Wassermenge von etwa \?5 Litern in einer Zelle von entsprechen der Grösse in dieser Weise in etwa 11/2 Stun- dcii üui-eli=-efroren werden kann.
Der Ausstoss des Eisblockes wird durch einen Abtauvorgang eingeleitet, der den Block sowohl von der Seitenwand der Zelle 1 wie vom Boden 21 ablöst. Zu diesem Zwecke kann man warme Kühlmitteldämpfe unmittelbar vom Kompressor durch die Leitungen 52 und 5 in den Verdampferr aum einführen und sie ohne Absaugung durch die Leitungen 4 und 48 zum Kondensator abziehen lassen.
Gleich zeitig oder stattdessen kann man ein warmes Fluidum (Wasser, Dampf, Luft oder derglei- ehen) durch die Leitungen 32 und 9 in den Mantelraum 7 einführen und durch die Lei tungen 10 und 38 ablaufen lassen. In ent sprechender Weise wird ein warmes Fluidum in den Boden 21 eingeführt, den es durch den Ablauf 31 verlassen kann.
Danach wird der Boden 21 gesenkt und gegebenenfalls zur Seite versehwenkt, wodurch die Herausnahme des Eisblockes ermöglicht wird.
Die vorstehend beschriebene Gefrieranlage ist. vielseitiger Anwendung fähig. In erster Linie kann sie zur Eiserzeugung dienen, die auf diese Weise gegenüber üblichen Eisanla gen ausserordentlich beschleunigt wird. Ander seits können z. B. Naturprodukte, wie Frucht säfte, Milch oder dergleichen, in dieser Anlage den Tiefgefrierprozessen der modernen Kon- servierungsteehnik unterworfen werden. All--ge- mein gesprochen eignet sich die dargestellte Anlage für alle Gefrierprozesse, bei denen eine Flüssigkeit oder ein flüssiges Gemiseh völlig zum Erstarren zu bringen ist.
Bauliche Abänderungen der beschriebenen Anlage sind im Rahmen der Erfindung mög- lieh. Zum Beispiel kann der 11antelraum (7) fortfallen. In diesem Falle würde plan zum Abtauen des Eisbloekes von der Zellenseiten wand lediglich das warme Kühlmittel benut zen. Statt der federnden Anpressung des Bodens an den Unterteil der Zelle oder zu sätzlicli zu ihr können hydraulisch oder me chanisch betriebene Heber verwandt werden.
Die Wasserzufuhrleitung kann fest mit dem Zellendeckel verbunden werden, der in diesem Falle nicht für die Befüllung der Zelle -eöff- net zu werden braucht. Die Gefrierzelle kann anders gestaltet sein, z. B. kegelstumpfförmig.
<B> Freezer. </B> The invention relates to. see a freezing system in which at least one freezing cell is installed upright in the evaporator space of the refrigerating machine, in particular one which is used to generate blocks, but the system forming the subject of the invention also for other applications. in which a liquid or a liquid Geiniseh as a whole is to be made to freeze by cold.
The purpose of the invention is to provide a system that can be used in many ways, in which the freezing time can be much shorter than with conventional freezing systems, the defrosting of the frozen product is accelerated and the removal of the frozen product from the system is made easier.
According to the invention, the bottom of the freezing cell can be pressed against the cell side wall from below by a pressure device and, after actuation of the pressure device, after the freezing process has ended, can be removed from the cell side wall to remove the frozen product, and the system has devices for introducing the Liquid to be frozen in the upper part of the cell and to warm up the side wall of the cell by means of a warm fluid,
Preferably, the bottom of the cells can also be heated by making it hollow to accommodate a warm fluid.
An ice making system according to the invention He is illustrated schematically as an exemplary embodiment by the accompanying drawings.
Fig. 1 is a cross section through the ice system.
Fig. 2 is a perspective view of an individual part on a larger scale.
Is an ice cell 1, which tapers slightly towards the top, that is, in the shape of a pyramid shape, in one of a wall? Enclosed evaporator chamber 3 is used upright, into which a coolant supply line 4 from a compressor or pressure vessel (not shown) leads. The coolant can e.g. B. Be an ammoniac. The space 3 has an Ablei device 5 for the relaxed coolant vapors and lies within a jacket 6, which in turn is to be given by an insulating shell 8.
The space 3 is divided transversely by a number of inclined or horizontal cooling ribs 54, which can be welded to the wall of the cell 7 and are provided with openings 55 for the passage of the evaporated coolant and the reverse flow of the urver vaporized portion. The ribs ensure an even distribution and intensive evaporation of the coolant. The ribs can either be arranged in rings around the ice cell or form single or multiple screw surfaces.
The chamber 7 within the jacket 6 is provided with connecting pipes 9, 10, the purpose of which will be explained further below.
Instead of a single ice cell, a battery of two or more cells arranged in a row can be installed in one and the same evaporator chamber of the refrigeration machine.
The cell 1 has a cover 11 which can be pivoted in a horizontal plane about a pin arranged on the upper edge of the cell and locked in the closed position by means of a bolt 12. Above the lid opens a line 13 which has a shut-off valve 14 and water from any source, e.g. B. a _Netzleitung or a reservoir 15, allowed to be filled into the cell. In the top of the cell is. a water distributor 16 is used (see also FIG. 2), which diverts the water hitting it to an edge channel 17 from which it flows through openings 13 into the edge zone of the cell.
The distributor expediently has an inlet cup 19 with overflow holes 20.
The bottom of the cell forms a plate 21, which is pressed from below against the side wall of the cell without being firmly connected to it, and can be moved down to remove the ice block. The plate is hollow and has in its upper side at least one opening, 22 connecting the interior of the cell with the interior of the base, with a valve chamber 23 underneath, in which a ball valve 24, which forms a backlash valve and which, depending on the pressure conditions ( see below) said opening 22 or the lower opening 25 of the chamber 23 can complete.
The bottom has a sleeve 26 into which a compression spring 27 penetrates. This is. It is bent on a rod 28 and is supported against a plate 29 arranged inadvertently on the rod. Means for releasing, locking, lifting and lowering the plate 29 are provided, but not shown. The spring 27 pushes the base 21 upwards, and when the plate 29 is pushed sufficiently, the base is pressed against the cell.
The introduction can also be made so that the. Floor-holding parts can be pivoted to the side, so that the floor, if it is initially only guided down as far as is necessary to detach the ice block from the cell, then moved sideways. becomes.
Uni one. To bring about a tight seal of the bottom on the cell side wall, a seal made of rubber or the like can be provided on the top of the bottom or on the edge of the cell side wall. Practical tests have shown, however, that the water flowing down from the distributor 16 is precooled so well on the cell side wall that it freezes when it hits the floor, so that a special seal can be ignored.
The hollow bottom 21. has a supply line 30 with a drain cock 31. The following lines are also provided: A hot water line 32 with valve 33, which is connected to the line 9 and a branch 34 with a flexible hose to connect to the line - owns 30; an outlet conduit 36 provided with a valve 35 and branched from the conduit 9; an outlet conduit 38 provided with a valve 37 which is two-way from the duct 10;
an air line 39, which begins in the upper part of the cell 1 below the central part 19 of the water distributor, emerges from the cell 1 and is combined with the line 10 via a valve 40; an Luftleituii- -11, which leads from the line 9 via a valve 42 to an air pump 43; and an air third line 44 with valve -15, which can be connected to the line 30 of the floor 21 by means of a Selilauclies.
The coolant supply line 4 is verbun through a line 46 with valve -17 with your Kompres sor or pressure vessel of the cooling system and through line 48 with valve 49 with your condenser. Likewise, a line 50 leads from the coolant discharge line 5 to the condenser, and a line 52 with valve 513 to the compressor.
In order to put the system into operation for the purpose of making ice, the part 29 is pushed upwards and blocked at 28 so that the bottom 21 of the cell 1 is pressed against the side wall of the cell. Then the lid 11 # is opened and water is admitted through 13.
(At the same time, coolant is introduced under pressure through the lines 46 and 4 into the evaporator chamber 3 and, after relaxation, is sucked off through the lines 5 and 50, the cooling fins causing an even distribution of the coolant and its accelerated evaporation. When the water level in the cell has reached approximately the height indicated by the stalked line, the water supply is turned off and the lid 11 is closed. The freezing process can be promoted in various ways.
For example, air under pressure can be introduced through lines 44 and 30 into the bottom 21 to bubble through the water in cell 1 and return to the air pump 43 through lines 39 and 10, the jacket space 7 and lines 9 and 41 again. The air pressure (the ball 24 lives off the opening 25 and is measured in such a way that the opening 22 remains unlocked. If the air pressure drops, the ball prevents water from flowing out of the cell into the floor 21 by closing the opening 25.
This air stirs the water in cell 1, which accelerates the freezing process, and also helps to clear the ice. Heat loss is avoided by the fact that the air is intensively cooled as it passes through the jacket space 7.
On the other hand, the freezing process can be favorably influenced by creating a vacuum in the cell space above the water level.
For this purpose, who the valves 45 and 37 shut off and the valves 40 and 42 opened, and air is sucked out of the cell (and pushed by the air pump 43 into the open without getting into the blocked line 44). Experiments have shown that an amount of water of about \? 5 liters in a cell of the same size can be frozen in this way in about 11/2 hours.
The ejection of the ice block is initiated by a defrosting process which detaches the block from both the side wall of the cell 1 and from the bottom 21. For this purpose, warm coolant vapors can be introduced directly from the compressor through lines 52 and 5 into the evaporator room and they can be drawn off through lines 4 and 48 to the condenser without suction.
Simultaneously or instead, a warm fluid (water, steam, air or the like) can be introduced through the lines 32 and 9 into the jacket space 7 and allowed to drain through the lines 10 and 38. In a corresponding manner, a warm fluid is introduced into the bottom 21, which it can leave through the drain 31.
The floor 21 is then lowered and, if necessary, pivoted to the side, which enables the ice block to be removed.
The freezer described above is. capable of versatile use. First and foremost, it can be used to make ice, which is extraordinarily accelerated in this way compared to conventional Eisanla conditions. On the other hand, z. B. natural products, such as fruit juices, milk or the like, are subjected to the deep-freezing processes of modern preservation technology in this system. In general, the system shown is suitable for all freezing processes in which a liquid or a liquid mixture has to be completely solidified.
Structural changes to the system described are possible within the scope of the invention. For example, the shell space (7) can be omitted. In this case, only the warm coolant would be used to thaw the ice block from the side wall of the cell. Instead of the resilient pressing of the floor against the lower part of the cell or in addition to it, hydraulically or mechanically operated jacks can be used.
The water supply line can be firmly connected to the cell cover, which in this case does not need to be opened to fill the cell. The freezer cell can be designed differently, e.g. B. frustoconical.