Verfahren zur Herstellung mindestens eines Eisblockes und Eiserzeugungsanlage zur Durchführung des Verfahrens. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah ren zur Herstellung mindestens eines Eisblok- kes durch Gefrieren einer Flüssigkeit in min destens einer Eiszelle durch Verdampfung eines Kühlmittels bei einer unterhalb des Ge- i.'rierpunktes der Flüssigkeit liegenden Tem peratur. Im nachfolgenden soll der Ausdruck Eis nicht nur für aus Wasser Gefrorenes, sondern auch für Gefrorenes aus andern Flüs sigkeiten, wie z. B. Fruchtsäften, gelten.
Bis jetzt hat man bei der Durchführung dieses Verfahrens das Kühlmittel nur in einem die Eiszelle umgebenden Verdampfungsraum verdampft. Da sich das Eis zuerst an den gekühlten Wänden der Zelle bildet und dann als schlechter Wärmeleiter die Abgabe von Wärme von der noch angefrorenen Flüssig keit an diese Zellenwände behindert, dauert das Ausfrieren eines Blockes verhältnismässig lange.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt, den Eisblock in wesentlich kürzerer Zeit aus zufrieren. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel, statt in einem die Eiszelle um gebenden äussern Verdampfungsraum oder zu sätzlieh ausser in einem solchen, innerhalb der Eiszelle in mindestens einem in die Flüssig keit eintauchenden rohrförmigen Innenver dampfer verdampft wird.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfah ren hergestellten Eisblöcke bestehen, wie Ver suche erwiesen haben, aus Eis von anderer Struktur, als wenn sie infolge der Kühlung von einem äussern Verdampfungsraum von den Zellenwänden her gewachsen wären. Es liegt auf der Hand, dass sieh die Berührungs fläche zwischen dem Eis und der angefro renen Flüssigkeit beim M'achstum der Eis schicht von den Zellenwänden her verkleinert und bei ihrem Wachstum von einem Innen verdampfer her vergrössert; ferner ist die Ausdehnung des Eises quer zur Wachstums richtung im ersten Fall beschränkt, im zwei ten Fall wesentlich freier. Bezogen auf die Flächeneinheit der Zellenwand- bzw.
Innen verdampfer-Oberfläche wird im zweiten Fall viel mehr Eis erzeugt als im ersten, so dass die zum Gefrieren eines gleichen Eisblockes erforderliche Zeit beim erfindungsgemässen Verfahren gegenüber dem bekannten Ver fahren mit blosser Aussenkühlung der Zelle viel kürzer ist, als sich etwa auf Grind der massgebenden Wandfläche erwarten liesse.
Ver suche zeigen, dass bei gleichzeitiger Verwen dung eines die Zelle umgebenden äussern Ver- dampfungsraumes und eines rohrförmigen Innenverdampfers selbst von sehr kleiner Mantelfläche die zum Gefrieren eines Eisblok- kes benötigte Zeit nur etwa 40 % der Zeit beträgt, die ohne diesen Innenverdampfer notwendig wäre. Werden mehrere Innenver dampfer verwendet (z. B. in einer Zelle von quadratischem Querschnitt deren fünf, die über den Zellenquerschnitt gleich verteilt sind wie die fünf Augen eines Würfels über die entsprechende Seitenfläche dieses Würfels), so ist der äussere Verdampfungsraum prak tisch entbehrlich.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Eiserzeugungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit minde stens einer Eiszelle zur Aufnahme von Flüs sigkeit, die zu einem Eisblock gefroren wird: Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Eiszelle mindestens ein rohrförmiger Innenverdampfer senkrecht von oben hinein ragt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungs- beispiel der erfindungsgemässen Eiserzeu- glingsanlage dargestellt. Nachfolgend wird auch das Verfahren nach der Erfindung bei spielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anlage zur Eiserzeugung; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Anlage, bei der eine Batterie mit den Eiszellen zur Auf nahme von Flüssigkeit. im Querschnitt wieder gegeben ist; Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht der Batterie ohne die Anlage zur Kälteerzeugung; Fig. 4 zeigt. in grösserem Massstab einen Querschnitt durch eine Batterie von Formen zur Herstellung von Blockeis; Fig. 5 zeigt eine Teilansicht der Umschalte mittel für das Kühlmittel.
Gemäss Fig. 1 weist die Anlage einen Tragrahmen auf, der allgemein mit 5 be zeichnet ist, und der im Abstand vom Boden eine Batterie von Eiszellen zur Aufnahme der zu erstarrenden Flüssigkeit trägt; diese Bat terie ist. allgemein mit 6 bezeichnet. Sie weist eine Mehrzahl von einzelnen, im Abstand von einander angeordneten Eiszellen auf, in wel chen eine Flüssigkeit zum Erstarren gebracht wird und welche im Querschnitt beliebig, z. B. quadratisch (Fig. 2) oder rechteckig (Fig. 4) ausgebildet sein können. Zweckmässig ist jede der Zellen sich nach unten etwas erweiternd ausgebildet.
Die einzelnen Zellen der Batterie, von denen eine mit 7, eine zweite mit 7a und eine dritte mit 8 bezeichnet ist, sind jeweils von Hohlräumen 9 umgeben, in welchen ein flüssig eingeführtes Kühlmittel die einzelnen Zellen von den Seiten hex umspülen und ver- dampfen kann und welche den Verdampfer bilden. Wie allgemein in den Fig. ? und 1 angedeutet ist, können diese Hohlräume 9 mit Rippen versehen sein, welche z. B. nicht dar gestellte Löcher aufweisen. Diese Rippen kön nen auch nach Sehraubeiilinien verlaufen, um für eine- gleichmässige Umspülung der einzel nen Zellen Sorge zu tragen.
Diese Leit- oder Lenkmittel für ein Kühlmittel sind in den Fig. 2 und 4 allgemein mit 10 bezeichnet. Die Batterie von Zellen und die Räume 9 für das Kühlmittel. sind an den Seiten von einem Isoliergehätase umschlossen, das allgemein mit. 11 bezeichnet ist. Diese zusätzliche Isolation der Batterie dient dazu, eine unerwünschte Wärmeaufnahme des Kühlmittels aus der umgebenden Atmosphäre ztt verhindern.
Jede Zelle steht. mit. jeder der benachbar ten Zellen durch zwei durch die Räume 9 hindurchgeführte Leitungen in Verbindung, wobei die eine Leitung 44 die obern Teile und die andere Leitung 15 die untern Teile zweier benachbarter Zellen miteinander verbindet. Die einzelnen Zellen der ganzen Batterie ste hen also miteinander in offener Verbindung. Jede Zelle ist oben durch einen Deckel 12 ab geschlossen. Der Deckel 12a. der Zelle 7a. weist einen Stutzen auf, der durch eine vorzugsweise biegsame Leitung 13a. über ein Absperrventil 14a an eine Zuleitung 15 für die zu ge frierende Flüssigkeit angeschlossen ist.
Diese Zuleitung kann entweder, wenn es sieh um die Herstellung von Wassereis handelt, unmittel bar aus einer Wasserleitung gespeist werden, oder es kann ein in der Zeichnung nicht dargestellter hochliegender Behälter\ vorge sehen sein, aus dem die Leitung 15 mit Flüs sigkeit beschickt wird und aus dem diese Flüssigkeit durch ihr Eigengewicht. in die Zelle 7a und weiter in jede der Zellen 7, 8 fliesst..
Nach einer in Fig. 1 strichpunktiert ein-, getragenen Variante kann für jede der Zellen eine besondere von der Leitung 15 ausgehende Anschlussleitiing 13 Lind ein besonderes Ab sperrventil 1.41 vorgesehen sein; es kann auch über jedem der Ventile 11 ein besonderer Vorratsbehälter zur Speisung der betreffen- den Zelle angeordnet sein, z. B. wenn gleich zeitig verschiedene Fruchtsäfte zu Eis ver arbeitet werden sollen. In diesem Falle fallen die Verbindungsleitungen 44, 45 zwischen den einzelnen Zellen weg.
.rede der Zellen besitzt ausserdem, wie aus Gründen der Cbersiehtlichkeit nur für die eine Zelle 7 dargestellt ist, in ihrer Längsachse einen zusätzlichen Kühlmittelverdampfer. Er besteht aus einem im Deckel 12 befestigten Mantelrohr 46, das bis in die Nähe des untern Endes der Zelle hinabragt, nach unten koniseh verjüngt und an seinem Unterende . durch einen Boden geschlossen ist. In der Achse dieses -Mantelrohres verläuft ein Flüssigkeits rohr 47 von kleinerem Durchmesser, dessen offenes Ende etwas oberhalb des Abschluss- bodens des Mantelrohres liegt. Bei länglichem, z.
B. gemäss Fig. 4 rechteckigem Querschnitt ,der Zellen können in jede von diesen auch zwei oder mehr derartige zusätzliche Verdamp fer eingebaut werden.
.Jede Zelle ist. mit. einem Boden versehen, der, wie in Fig. 3 gezeigt, als Schwenkboden <B>,</B> -ius.. -ebildet ist. Der Boden ist. bei 16a. ver- schwenkbar gelagert und besteht aus einem zweiarmigen Hebel, dessen einer Arm 18 die Zelle verschliessen kann, während der andere Arm 16 ein Gegengewicht 17 trägt.
Unterhalb der Zellen der Batterie ist ein allgemein mit 19 bezeiehnetes Gestell vorge sehen, das Sehrägrutschen 20 und 21 aufweist, durch welche die Blöcke aus einer senkrech ten. Lage in eine annähernd waagrechte Lage durch Schwerkraft bewegt werden können, wie in Fig. 3 links in gestrichelten Linien darge stellt ist. Zu diesem Zweck sind an den Rut- sehen 20 und 21 Endanschläge 22 und 23 vor gesehen.
Die Räume 9 des Verdampfers stehen am Boden mit einer Zuführungsleitung 26 (Fig. 1) in Verbindung, während am obern Ende der Batterie eine Leitung 27 zum 'Niregführen des verdampften Kühlmittels vorgesehen ist. Zur gleichmässigen Verteilung des Kühlmittels in die einzelnen, die Zellen jeweils umgebenden Räume können unten bzw. oben von der Zu- führungsleitung 26 ausgehende bzw. in die abgehende Leitung 2 7 mündende Zweigleitun gen (nicht dargestellt) vorhanden sein.
Die ; Zuleitung 26 für ein Kühlmittel steht mit einer Leitung 30 in Verbindung, die zu einem Abscheider 31 zur Trennung des flüssigen und des verdampften Kühlmittels führt. Der Abscheider 31 steht auch mit der obern Lei tung 27 zum Wegführen des Kühlmittels in Verbindung. Von der Leitung 30 geht ferner ein Rohr 28 nach unten in einen Aufnahme behälter 29, wobei das Rohr 28 bis nahe an den Boden des Behälters 29 geführt ist. An < dem Abscheider 31 und der Leitung 30 ist eine Abzweigleitung mit einem Schauglas 32 ange schlossen, durch das die Höhe der Kühlflüssig keit innerhalb der Batterie jeweils kontrolliert werden kann.
(Ansetzen von Schnee in Höhe c der Kühlflüssigkeit.) Das untere Ende der Leitung 30 und somit auch die Zuführungs leitung 26 sind über ein sich nach diesen Lei-, tungen hin öffnendes selbssttätiges Rück schlagventil 33 an eine Leitung 34 angeschlos sen, die vom Kondensator einer nicht darge stellten, einen Kompressor umfassenden Ver- dampfungs-Kälteanlage herkommt. Ferner mündet eine absperrbare Druckausgleichslei- tung 35, die insbesondere zur Beendigung des ;
weiter unten beschriebenen Abtauvorganges geöffnet werden kann, oben in den Aufnahme behälter 29. Der Abscheider 31 kann mit einer gegebenenfalls mehrere Batterien bedienenden Saug-Sammelleitung 36 verbinden werden, c während eine Verteilleitung 37 der Batterie bzw. den Batterien heisses, gasförmiges Kühl mittel vom Kompressor unter Umgehung des Kondensators zuführen kann.
Mit Hilfe einer Umsteuervorrichtung 38, die beispielsweise ein f Vierweghahn sein kann, wird nach den An forderungen der jeweiligen Betriebsphase der Abscheider 31 entweder mit der Sammel leitung 36 oder mit der Verteilleitung 37 ver bunden, wobei im letzteren Fall gleichzeitig eine Verbindung von der Verteilleitung 37 zur Druckausgleiehleitung 35 hergestellt wird.
Bei den zusätzlichen Verdampfern im In nern jeder Zelle sind die Mantelrohre 46 durch ein Sammelrohr 48 miteinander verbunden, das wie das Ableitungsrohr 27 des Hauptver dampfers in den Abscheider 31 führt. Die innern Flüssigkeitsrohre 47 der zusätzlichen Verdampfer sind unter sich durch eine im Innern des Sammelrohres verlaufende Verteil- leitung 49 verbunden, die zweckmässig in nicht gezeichneter Weise von der Zuführtmgsleitung 26 für das flüssige Kühlmittel abzweigt.
Nahe dem Boden einer Zelle der Batterie ist ein Thermostat 25 (Fig. 3) vorgesehen, welcher über eine Leitung z. B. mit einem Solenoidventil 39 verbunden ist, durch das das Ventil 14a bzw. die Ventile 14 geöffnet werden können. Ferner ist am obern Ende einer oder mehrerer Zellen ein Thermostat 40 vorgesehen, der z. B. mit einem Solenoid- ventil 41 zum Schliessen des Ventils 14a bzw. der Ventile 14 in Verbindung steht.
Ferner ist in der Mitte einer oder mehrerer Zellen oben ein Thermostat 24 befestigt, wel cher mit einem schematisch dargestellten So lenoidventil 42 in Verbindung steht, durch dessen Betätigung der Abtauvorgang gemäss nachfolgender Beschreibung eingeleitet wer den kann. Wie insbesondere aus Fig. 3 er sichtlich ist, arbeitet mit dem beweglichen Boden 16, 18 der einzelnen Zellen ein schema tisch dargestellter Impulsgeber 43 zusammen, der dazu dient, nach Beendigung des Abtau- v organges und nach Herausfallen der ge frorenen Blöcke das Einleiten von Kühlmittel in die Batterie wieder einzuleiten.
Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, dass in der Batterie keine Eisblöcke vorhanden sind, und der Bo den bzw. die Böden 18 sich in der in Fig. 3 links dargestellten Schliesslage befinden. In dieser Phase wird von dem Kompressor der Kühlanlage über die Druckleitungen 34, das Riiekschlagventil 33 und die Leitung 26 Kühl mittel von unten her in die Räume 9 einge lassen, wodurch die Temperatur absinkt. Da durch werden die Böden 18 zufolge an ihnen anhaftender Feuchtigkeit an die einzelnen Zel len angefroren. Gleichzeitig wird in die Rohr verdampfer 46 durch die Flüssigkeitsleitun- gen 49 und 47 flüssiges Kühlmittel in das Innere des Mantelrohres 46 eingespritzt.
Durch Temperatursenkung spricht dann der Thermo stat 25 an und öffnet über die Steuereinrieh- t..ung 39 das bzw. die Ventile 14, so dass Flüs sigkeit aus der Sammelleitung 15 über das Ventil 14a. und die Leitungen 13a, 44 und 45 bzw. die Ventile 14 und die Leitungen 13 in die einzelnen Zellen eingeführt wird. Es ist möglich, für die gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit in die einzelnen Zellen Ver teilungseinrichtungen (nicht dargestellt) vor zusehen, die beispielsweise die Form einer Brause annehmen können. Auf diese Weise werden die Zellen bis zu der Linie x-x (Fig. 1 und 3) mit. Flüssigkeit. gefüllt.
Bei Erreichen des Flüssigkeitsspiegels x-x spricht der Thermostat 40 an und steuert über das Solenoidventil 41 das Ventil 14a bzw. die Ventile 14 im Schliesssinne, so dass die Zufuhr der zu gefrierenden Flüssigkeit selbsttätig abgesperrt wird. Durch das weitere Einführen von Kühlmittel, beispielsweise Ammoniak, das dann zufolge Wärmeaustausches mit der in den Zellen befindlichen Flüssigkeit verdampft, werden die einzelnen Flüssigkeitssäulen zum Erstarren gebracht, wobei die Flüssigkeit in Bewegung gehalten werden kann.
Kühlmittel dämpfe, gegebenenfalls im Gemisch mit un d erdampftem Kühlmittel werden durch die obere Leitung 27 und die Sammelleitung 48 weg- und in den Abscheider 31 hineingeführt. Die Dämpfe gehen dann über die Saugsam- melleitung 36 zum Kompressor der Kälte anlage zurück, während das im Abscheider 31 ausgeschiedene flüssige Kühlmittel über die Leitung 30 nach unten fliesst. Die Kühl mitteldämpfe werden dann in bekannter Weise in der Kälteanlage wieder verflüssigt und gelangen in flüssigem.
Zustand über die Leitung 34, das Rückschlagventil 33 und die Zuführungsleitung 26 sowie über die Flüssig keitsleitungen 49 und 47 wieder in die Ver- dampfungsräume der Batterie. Dieser Kreis lauf wird fortgesetzt, bis die innerhalb der Zellen befindliche Flüssigkeit gefroren ist.
Der Thermostat 24 ist so angeordnet, dass sein Ende gerade in der Höhe der Endgefrier- stelle der Flüssigkeit liegt, die bekanntlich zuletzt oben gefriert, weil sich hier z. B. bei Wasser die Salze des Wassers und die Un- reinigkeiten sammeln. Das Salz enthaltende Wasser braucht zum Gefrieren eine niedrigere Temperatur, und in dem Augenblick, in dem die Gefriertemperatur erreicht wird, spricht der Thermostat 24 an und steuert über das Solenoidventil 42 die Umsteuereinrichtung 38.
Dadurch wird die Zufuhr an flüssigem Kühl mittel abgesperrt und gleichzeitig warmes, gas förmiges Kühlmittel vom Kompressor durch die Verteilleitung 37, den Abscheider 31 und die Leitung 27 in die Räume 9 sowie über die Sammelleitung 48 in die Mantelrohre 46 der zusätzlichen Verdampfer hineingedrückt, während das im Augenblick des Umsehaltens noch in den Räumen 9 bzw. in den zusätzlichen Verdampfern befindliehe flüssige Kühl mittel über die Leitung 26 bzw. die Leitungen 4 7 und 49 und die Leitung 28 in den Auf nehmer 29 hineingeleitet wird.
Da anderseits der in der Verteil.leitung 37 herrschende Gas druck über die Druckausgleichsleitung 35 im Aufnehmer 29 wirksam wird, füllt sich der Aufnehmer 29 mit flüssigem Kühlmittel ledig lich naeh Massgabe der Druckänderung im letzteren.
Beim Herausdrücken des flüssigen Kälte mittels aus den Räumen 9 in die Leitung <B>2</B>6,<B>28</B> schliesst sich das Rückschlagventil 33 selbsttätig, so dass das flüssige Kältemittel in den Aufnehmer 29 eintreten muss, ohne dass ein Rückfliessen flüssigen Kältemittels zum Kompressor stattfinden kann. Durch die Ein führung der erwärmten Kühlmittelgase in die Räume 9 wird ein Abtauvorgang vorgenom men, so dass die in den einzelnen Zellen 9 be findlichen Eisblöcke von ihren Wandungen abgetaut. werden.
Zugleich wird dadurch der Boden 18 abgetaut, und die Schwerkraft der Eisblöeke drückt den Schwenkboden 16, 18 nach unten (Fig. 3 rechts), so dass die heraus fallenden Eisblöcke von den Rutschen 20 und 21 aufgefangen und dann auf ihre waagrech ten bzw. etwas schrägliegenden Tische ge führt werden (Fig. 3, links). Wie bereits angedeutet, wird die Schwenk bewegung des Bodens 16, 18 ausgenutzt, um einen Impuls zum Wiedereinleiten von flüs- ; sigem Kühlmittel in die Batterie. auszulösen.
Nach der dargestellten Ausführungsform schlägt der Boden 18 gegen den schematisch angedeuteten Impulsgeber 43, durch den die Umsteuereinrichtung, hier das Vierwegventil ; 38, in ihre ursprüngliche Stellung zurück bewegt wird. Durch den Druck des Gaskissens in der Druckausgleichleitung 35 und im ober sten Teil des Aufnahmebehälters 29 sowie des innerhalb dieses Aufnahmebehälters verdamp fenden Kühlmittels wird das unverdampfte Kühlmittel allmählich durch die Leitung 28 in das Rohr 30 gefördert.
Das Rückschlag ventil 33 öffnet sich, und der Kompressor der Kälteanlage arbeitet wieder wie oben beschrie ben, das heisst der Kühlmittelkreislauf über die Zuführungsleitung 34, das Rückschlag ventil 33 und die Leitung 26 beginnt von neuem. Bei Einführen des Kühlmittels unten in die Gefrieranlage wird zufolge der anhaf tenden Feuchtigkeit der Boden 16, 18 sofort wieder angefroren, und dann wird der vorher beschriebene Arbeitszyklus mit dem Öffnen und Schliessen des Ventils 14a bzw. der Ven tile 14 usw. wiederholt.
Es ist natürlich auch möglich, den Impuls zum Öffnen und Schliessen des bzw: der Ven tile 14 statt von dem Thermostaten 25 über eine Steuereinrichtung 39 von der Bewegung des verschwenkbaren Bodens 16, 18 abzulei- i ten, so dass kurz nachdem der Boden die Schliessstellung wieder eingenommen hat und angefroren ist, das Einführen von Flüssig keit in die einzelnen Zellen beginnt.
Process for the production of at least one ice block and ice-making plant for carrying out the process. The invention relates to a method for producing at least one ice block by freezing a liquid in at least one ice cell by evaporating a coolant at a temperature below the freezing point of the liquid. In the following, the expression ice is intended not only for things frozen from water, but also for frozen things from other liqs, such as. B. fruit juices apply.
Up to now, when carrying out this process, the coolant has only evaporated in an evaporation space surrounding the ice cell. Since the ice first forms on the cooled walls of the cell and then, as a poor conductor of heat, hinders the release of heat from the still frozen liquid to these cell walls, a block takes a relatively long time to freeze out.
The method according to the invention allows the block of ice to freeze over in a much shorter time. It is characterized in that the coolant, instead of in an external evaporation space surrounding the ice cell, or additionally except in one, is evaporated within the ice cell in at least one tubular internal evaporator immersed in the liquid.
The ice blocks produced by the process according to the invention consist, as tests have shown, from ice of a different structure than if they had grown from the cell walls as a result of the cooling from an external evaporation chamber. It is obvious that the contact area between the ice and the frozen liquid is reduced as the layer of ice grows from the cell walls and enlarged as it grows from an internal evaporator; Furthermore, the extent of the ice transverse to the direction of growth is limited in the first case, and much more free in the second. In relation to the unit area of the cell wall or
In the second case, much more ice is generated inside the evaporator surface than in the first, so that the time required to freeze the same ice block in the method according to the invention is much shorter than in the known method with only external cooling of the cell, for example on the basis of the decisive factor Wall space would be expected.
Tests show that with the simultaneous use of an external evaporation space surrounding the cell and a tubular internal evaporator, even with a very small surface area, the time required to freeze an ice block is only about 40% of the time that would be required without this internal evaporator. If several internal evaporators are used (e.g. five in a cell with a square cross-section, which are equally distributed over the cell cross-section like the five eyes of a cube over the corresponding side surface of this cube), the external evaporation chamber is practically unnecessary.
The invention also relates to an ice-making system for carrying out the method according to the invention with at least one ice cell for receiving liquid that is frozen to form an ice block: This system is characterized in that at least one tubular internal evaporator protrudes vertically from above into the ice cell.
An exemplary embodiment of the ice making plant according to the invention is shown in the drawings. The method according to the invention is also explained below, for example.
1 shows schematically a side view of a plant for making ice; Fig. 2 shows a plan view of the system, in which a battery with the ice cells for receiving liquid. is given again in cross section; 3 shows an end view of the battery without the system for generating cold; Fig. 4 shows. on a larger scale, a cross-section through a battery of molds for making ice blocks; Fig. 5 shows a partial view of the switching means for the coolant.
According to Fig. 1, the system has a support frame, which is generally denoted by 5, and which carries a battery of ice cells at a distance from the ground for receiving the liquid to be solidified; this battery is. generally designated 6. It has a plurality of individual, spaced apart ice cells, in wel chen a liquid is made to solidify and which in cross section as desired, z. B. square (Fig. 2) or rectangular (Fig. 4) can be formed. Each of the cells is expediently designed to widen slightly downwards.
The individual cells of the battery, one of which is denoted by 7, a second by 7a and a third by 8, are each surrounded by cavities 9 in which a liquid coolant can wash around the individual cells from the sides hex and evaporate and which form the evaporator. As generally in the figures? and 1 is indicated, these cavities 9 can be provided with ribs which, for. B. have not presented holes. These ribs can also run along visual lines in order to ensure that the individual cells are flushed evenly.
These guiding or steering means for a coolant are generally designated by 10 in FIGS. 2 and 4. The battery of cells and the spaces 9 for the coolant. are enclosed on the sides by an Isoliergehätase, generally with. 11 is designated. This additional insulation of the battery serves to prevent the coolant from absorbing heat from the surrounding atmosphere.
Every cell stands. With. each of the neighbors cells connected by two lines passed through the spaces 9, one line 44 connecting the upper parts and the other line 15 connecting the lower parts of two neighboring cells. The individual cells of the entire battery are therefore in open connection with one another. Each cell is closed at the top by a cover 12. The lid 12a. of cell 7a. has a nozzle, which is through a preferably flexible line 13a. is connected via a shut-off valve 14a to a supply line 15 for the liquid to be frozen.
This feed line can either, if it is about the production of water ice, be fed directly from a water pipe, or an elevated container (not shown in the drawing) can be seen from which the line 15 is charged with liquid and from which this liquid by its own weight. flows into cell 7a and further into each of cells 7, 8 ..
According to a variant shown in dash-dotted lines in FIG. 1, a special connection line 13 and a special shut-off valve 1.41 can be provided for each of the cells; a special storage container for feeding the relevant cell can also be arranged above each of the valves 11, e.g. B. if at the same time different fruit juices are to be processed into ice. In this case, the connecting lines 44, 45 between the individual cells are omitted.
The cells also have an additional coolant evaporator in their longitudinal axis, as shown for the sake of clarity only for one cell 7. It consists of a jacket tube 46 fastened in the cover 12, which protrudes down to the vicinity of the lower end of the cell, tapers conically downwards and at its lower end. is closed by a floor. In the axis of this jacket pipe runs a liquid pipe 47 of smaller diameter, the open end of which is slightly above the closing base of the jacket pipe. With elongated, z.
B. according to Fig. 4 rectangular cross-section, the cells can be built into each of these two or more such additional evaporator fer.
.Each cell is. With. Provided a base, which, as shown in Fig. 3, is formed as a swivel base <B>, </B> -ius ... The bottom is. at 16a. mounted pivotably and consists of a two-armed lever, one arm 18 of which can close the cell, while the other arm 16 carries a counterweight 17.
Below the cells of the battery, a generally designated 19 frame is provided, the inspection slide 20 and 21 through which the blocks can be moved from a vertical position to an approximately horizontal position by gravity, as shown in Fig. 3 on the left in dashed lines is Darge. For this purpose, end stops 22 and 23 are seen on the rods 20 and 21.
The spaces 9 of the evaporator are at the bottom with a feed line 26 (Fig. 1) in connection, while a line 27 is provided at the top of the battery for guiding the evaporated coolant into the air. For even distribution of the coolant in the individual rooms surrounding the cells, branch lines (not shown) can be provided at the bottom or at the top of the supply line 26 or opening into the outgoing line 27.
The ; The supply line 26 for a coolant is connected to a line 30 which leads to a separator 31 for separating the liquid and the vaporized coolant. The separator 31 is also connected to the upper line 27 for carrying away the coolant. From the line 30, a tube 28 also goes down into a receiving container 29, the tube 28 being guided to close to the bottom of the container 29. At <the separator 31 and the line 30, a branch line with a sight glass 32 is connected, through which the amount of cooling liquid within the battery can be checked.
(Attachment of snow at level c of the cooling liquid.) The lower end of the line 30 and thus also the supply line 26 are connected to a line 34 via an automatic non-return valve 33 that opens after these lines, which is connected to the condenser an evaporation / refrigeration system, which is not shown and includes a compressor. Furthermore, a lockable pressure equalization line 35 opens, which in particular serves to terminate the;
Defrosting process described below can be opened, up in the receiving container 29. The separator 31 can be connected to a suction manifold 36 that may serve several batteries, c while a distribution line 37 of the battery or the batteries hot, gaseous coolant from the compressor bypassing the capacitor.
With the help of a reversing device 38, which can be, for example, a four-way valve, the separator 31 is either connected to the collecting line 36 or to the distribution line 37 according to the requirements of the respective operating phase, with a connection from the distribution line 37 at the same time in the latter case for pressure compensation line 35 is made.
In the case of the additional evaporators in the interior of each cell, the casing tubes 46 are connected to one another by a manifold 48 which, like the discharge pipe 27 of the main evaporator, leads into the separator 31. The inner liquid pipes 47 of the additional evaporators are connected to each other by a distribution line 49 running inside the collecting pipe, which appropriately branches off from the supply line 26 for the liquid coolant in a manner not shown.
Near the bottom of a cell of the battery, a thermostat 25 (Fig. 3) is provided, which z. B. is connected to a solenoid valve 39, through which the valve 14a or the valves 14 can be opened. Furthermore, a thermostat 40 is provided at the upper end of one or more cells, the z. B. is connected to a solenoid valve 41 for closing the valve 14 a or the valves 14.
Furthermore, a thermostat 24 is attached in the middle of one or more cells above, wel cher with a schematically shown solenoid valve 42 in connection, by actuating the defrosting process according to the following description who can be initiated. As can be seen in particular from FIG. 3, a schematically illustrated pulse generator 43 works with the movable bottom 16, 18 of the individual cells, which serves to initiate the initiation of the process after the end of the defrosting process and after the frozen blocks have fallen out To reintroduce coolant into the battery.
The system described works as follows: It is assumed that there are no blocks of ice in the battery, and the floor or floors 18 are in the closed position shown on the left in FIG. In this phase, the cooling system is from the compressor of the cooling system via the pressure lines 34, the check valve 33 and the line 26 cooling medium from below into the rooms 9, whereby the temperature drops. Since the floors 18 are frozen to the individual cells according to moisture adhering to them. At the same time, liquid coolant is injected into the tube evaporator 46 through the liquid lines 49 and 47 into the interior of the jacket tube 46.
By lowering the temperature, the thermostat 25 responds and opens the valve or valves 14 via the control unit 39, so that liquid is discharged from the collecting line 15 via the valve 14a. and the lines 13a, 44 and 45 or the valves 14 and the lines 13 are introduced into the individual cells. It is possible to provide distribution devices (not shown) for uniform distribution of the liquid in the individual cells, which, for example, can take the form of a shower head. In this way, the cells up to the line x-x (Figures 1 and 3) with. Liquid. filled.
When the liquid level x-x is reached, the thermostat 40 responds and controls the valve 14a or the valves 14 in the closing direction via the solenoid valve 41, so that the supply of the liquid to be frozen is automatically shut off. As a result of the further introduction of coolant, for example ammonia, which then evaporates as a result of heat exchange with the liquid located in the cells, the individual columns of liquid are made to solidify, and the liquid can be kept moving.
Coolant vapors, possibly in a mixture with and evaporated coolant, are conducted away through the upper line 27 and the collecting line 48 and into the separator 31. The vapors then go back to the compressor of the refrigeration system via the suction collecting line 36, while the liquid coolant separated in the separator 31 flows down via the line 30. The coolant vapors are then liquefied again in a known manner in the refrigeration system and turn into liquid.
State via the line 34, the check valve 33 and the feed line 26 and via the liquid lines 49 and 47 back into the evaporation chambers of the battery. This cycle continues until the liquid within the cells is frozen.
The thermostat 24 is arranged so that its end is just at the level of the final freezing point of the liquid, which is known to freeze last at the top, because here z. B. in the case of water, collect the salts of the water and the impurities. The water containing salt needs a lower temperature to freeze, and at the moment when the freezing temperature is reached, the thermostat 24 responds and controls the reversing device 38 via the solenoid valve 42.
As a result, the supply of liquid coolant is shut off and at the same time warm, gaseous coolant is pressed from the compressor through the distribution line 37, the separator 31 and the line 27 into the rooms 9 and via the collecting line 48 into the jacket pipes 46 of the additional evaporator, while the At the moment of Umsehaltens still in the rooms 9 or in the additional evaporators located liquid coolant via the line 26 or the lines 4 7 and 49 and the line 28 into the receiver 29 is passed in.
Since, on the other hand, the gas pressure prevailing in the distribution line 37 becomes effective in the transducer 29 via the pressure equalization line 35, the transducer 29 fills with liquid coolant only according to the pressure change in the latter.
When the liquid cold is pressed out of the spaces 9 into the line <B> 2 </B> 6, <B> 28 </B>, the non-return valve 33 closes automatically so that the liquid refrigerant must enter the receiver 29, without liquid refrigerant flowing back to the compressor. By introducing the heated coolant gases into the rooms 9, a defrosting process is vorgenom men so that the ice blocks in the individual cells 9 are defrosted from their walls. will.
At the same time, the bottom 18 is thawed, and the gravity of the ice blocks pushes the swivel floor 16, 18 downwards (Fig. 3 right), so that the falling out ice blocks are caught by the chutes 20 and 21 and then on their horizontal th or something inclined tables ge leads (Fig. 3, left). As already indicated, the pivoting movement of the bottom 16, 18 is used to generate a pulse for the reintroduction of fluids; coolant in the battery. trigger.
According to the embodiment shown, the bottom 18 strikes against the schematically indicated pulse generator 43, through which the reversing device, here the four-way valve; 38, is moved back to its original position. Due to the pressure of the gas cushion in the pressure equalization line 35 and in the upper most part of the receptacle 29 and the coolant evaporating within this receptacle, the non-evaporated coolant is gradually conveyed through the line 28 into the tube 30.
The check valve 33 opens, and the compressor of the refrigeration system works again as described above ben, that is, the coolant circuit via the supply line 34, the check valve 33 and the line 26 begins again. When introducing the coolant down into the freezer, the bottom 16, 18 is immediately frozen again due to the adhering moisture, and then the working cycle described above with the opening and closing of the valve 14a or the valves 14, etc. is repeated.
It is of course also possible to derive the impulse for opening and closing the valve 14 instead of the thermostat 25 via a control device 39 from the movement of the pivotable base 16, 18, so that shortly after the base the closed position resumed and frozen, the introduction of liquid into the individual cells begins.