Verfahren zur Erzeugung gefrorener Blöcke, Einrichtung zur Durchführung des Verfahren und nach dem Verfahren hergestellter gefrorener Block Das vorliegende Patent betrifft. ein Ver fahren zur Erzeugung gefrorener Blöcke aus einer Flüssigkeit in einer aufrechten Gefrier- zelle, in welche von oben mindestens ein rohr- förmiger,
mit einem Kältemittel besehickbarer Verdampfer hineinragt und an deren Wänden aussen ein ebenfalls mit dem Kältemittel be- sehiekba.rer Verdampfer angeordnet ist. Dieses Verfahren kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, dass man in einem wiederkehrenden Arbeitszyklus den in die Gefrierzelle hineinragenden Verdampfer und den aussen ah den Wänden der Gefrierzelle angeordneten Verdampfer zuerst mit flüssi gem Kältemittel, das die Flüssigkeit in der Gefrierzelle durch Wärmeentzug zum Ge frieren bringt., und dann mit warmem gasför migem Kältemittel,
das den gefrorenen Block vom @in die Gefrierzelle hineinragenden Ver dampfer und den Wänden der Gefrierzelle abtauen lässt, besehiekt, dann den abgetauten Block aus der Gefrierzelle herausbringt und diese wieder mit zu gefrierender Flüssigkeit füllt. Bisher wurde in derartigen Verfahren das flüssige Kältemittel gleichzeitig sowohl dem in die Gefrierzelle hineinragenden als auch dem aussen an den Wänden der Ge frierzelle angeordneten Verdampfer zuge führt, die zu diesem Zwecke parallel geschal tet wurden.
Die Erfindung geht von der Feststellung aus, dass der in die Gefrierzelle hineinragende Verdampfer bei gleicher Arbeitstemperatur des Kältemittels im Verhältnis zu seiner Kühl fläche wesentlich mehr Flüssigkeit zum Ge frieren bringt als der aussen an den Wänden der Gefrierzelle angeordnete.
So wird bei spielsweise in einer zur Erzeugung normaler 25-kg-Eisblöcke bestimmten Gefrierzelle mit einem mittleren Querschnitt von 1'8X 18 cm durch einen in die Zelle hineinragenden rohr förmigen Verdampfer von 15 mm Aussen durchmesser in der gleichen Zeit, bezogen auf die Einheit der Kühlfläche, etwa 31/mal so viel Wasser gefroren wie durch einen die Wände der Gefrierzelle aussen umgebenden Verdampfer.
Ausserdem hat der aussen an den Wänden der Gefrierzelle angeordnete Verdampfer im Verhältnis zu seiner Kühl- fläche immer einen grösseren Rauminhalt und eine grössere, nicht als Kühlfläche nutzbare Oberfläche als der in die Gefrierzelle hinein ragende Verdampfer, so dass er im Vergleich zu diesem mit einer grösseren Menge Kälte mittel beschickt und mehr Kältemittel in ihm verdampft werden müsste, um eine gleich grosse Kühlfläche auf gleiche Temperatur zu bringen. Um mit einer gegebenen Menge Kälte mittel eine möglichst grosse Flüssigkeitsmenge zum Gefrieren zu bringen, schiene es daher geboten,
einen möglichst grossen Teil dieser Kältemittelmenge dem in die Gefrierzelle hin einragenden Verdampfer zuzuführen und restlos in diesem zu verdampfen. Letzteres hätte aber den Nachteil, dass dieser Verdamp fer im Verhältnis zu der in ihm zu verdamp fenden Kältemittelmenge gross bemessen wer den müsste und daher im gefrorenen Block ein grosses Loch hinterliesse, das nicht leicht durch Nachfüllen und Nachfrieren von Flüs sigkeit beseitigt- werden könnte.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt, mit einer möglichst geringen Menge Kälte mittel, also mit einer möglichst kleinen Kälte maschine und möglichst geringen Wärmever lusten, eine möglichst grosse Menge Flüssigkeit zum Gefrieren zu bringen, ohne den erwähn ten Nachteil in Kauf nehmen zu müssen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, da.ss das Kältemittel dem in die Gefrierzelle hineinragenden Ver dampfer zugeführt und der aussen an den Wänden der Gefrierzelle angeordnete Ver dampfer nur mit aus dem erstgenannten Ver dampfer austretendem Kältemittel beschickt wird.
Das Patent betrifft ferner eine erfindungs gemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einer aufrechten Gefrierzelle, mindestens einem von oben in die Gefrierzelle hineinragenden rohrförmigen, un ten geschlossenen Verdampfer, einem von oben in diesen hineinragenden, oben mit einer Kältemittelzuflussleitung verbundenen, unten offenen Einfuhrrohr, einem aussen au den Wän den der Gefrierzelle angeordneten Verdamp fer und einer mit den genannten Verdamp fern absperrbar verbundenen Abflussrohrlei- tung für gasförmiges Kältemittel.
Im Gegensatz zu bekannten Einrichtun gen, bei denen der in die Gefrierzelle hinein ragende und der aussen an den Wänden der Gefrierzelle angeordnete Verdampfer parallel zueinander an die Kältemittelzuflussleitung angeschlossen sind, ist die erfindungsgemässe Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der aussen an den Wänden der Gefrierzelle ange ordnete Verdampfer mit der Kältemittel zuflussleitung nur über den in die Gefrier- zelle hineinragenden Verdampfer in Verbin dung steht.
Ein nach dem erfindungsgemässen Ver- fahren hergestellter gefrorener Block ist da durch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei längs innern Flächen zusammengefrorene Teile aufweist, von denen der eine äussere Teil aussen durch die ganze Mantelfläehe des Blok- kes begrenzt ist und den andern innern Teil umsehliesst.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise er läutert, wobei das erfindungsgemässe Verfah ren und der nach diesem hergestellte erfin dungsgemässe Gefrierbloek ebenfalls beispiels weise beschrieben sind.
In den Zeichnungen stellen dar: Fig.1 den Längsschnitt durch eine Eis zelle und die zur selbsttätigen Eisblockerzeu- gung und -entnahme vorgesehene Einrichtung, Fig. ? den Zellenunterteil im Schnitt, Fig. 3 eine teilweise Ansicht.
von Fig. in Pfeilrichtung gesehen, Fig. 4 die Lagerung der bewegliehen Bo denplatte für den Zellenunterteil, Fig. 5 einen fahrbaren kurvenförmigen Aufnahmetisch für die Eisblöcke, Fig. 6 den Aufnahmetisch gemäss Fig. < 5 im Zusammenwirken mit mehreren Zellen batterien, Fig. 7 und 8 eine Eiszellenbatterie im Querschnitt bzw.
in perspektiv ischer Ansicht, Fig.9 bis 11 Eisblockquerschnitte, Fig.1'2' und 12:a Gruppen von Eiszellen batterien in Verbindung mit. einer Kompres- sionskältemaschine mit batterie-#veiserEisblock- entnahme.
In den Fig. 1 bis 3, bezeichnet 1 eine auf recht angeordnete, oben offene Eiszelle vor zugsweise quadratischen Querschnittes, deren Wände ? sieh nach unten hin leicht koniseli erweitern. Die Eiszelle 1 ist. nur unten von einem Aussenverdampfer 3 umgeben, der nach unten vom den untern Teil der Eiszelle -1 bildenden Zellenflansch 6 begrenzt ist.. Der Zellenflansch 6 trägt zwei Lagergehäuse 71 für eine bewegliche Bodenplatte 7.
Diese Platte 7 ist mittels einer seitlich von ihr hori zontal angeordneten Achse 8 in zwei Lager blöcken 10 sehwenkbar gelagert, deren jeder in einem der Lagergehäuse 11 vertikal ver schiebbar geführt ist und von einer 'Schrau benfeder 1"?. nach oben gedrückt wird.
Eine um die Achse 8 verlaufende Biegungsfeder 9, deren eines Ende seitlich am Zellenflansch 6 und deren anderes Ende an der Boden hlatte 7 anliegt, sucht die Bodenplatte 7 nach oben um die Achse 8 zu schwenken und lässt sie mit leichtem Druck, jedoch undicht, am Zellenflansch 6 anliegen, wenn sich die La gerblöcke 10 unter der Wirktalg ihrer Schrau- lc:
nfedern 12 in ihren obersten Stellungen in den Lagergehäusen 11 befinden (Fig.1 und '21). Die Bodenplatte 7 kann aus dieser IIoehlage in vertikaler Richtung parallel zu sieh selbst entgegen der Kraft der Schrauben federn 12 in eine in Fig.1 und 2 striehpunl:
- tiert, in Fig. 4 ausgezogen dargestellte Senk lage 7a und darüber hinaus entgegen der Kraft, der Biet zngsfeder 9 in eine in Fig. 1 bis 1- strichpunktiert dargestellte Schwenk lage 7b gebracht werden.
Von oben her ragt in die Eiszelle 1 ein nach unten etwas verjüngter, im weiteren als Innenverdampfer bezeichneter rohrförmiger Kältemittelverdampfer 2:1. Dieser ist koaxial zur Zelle 1 angeordnet und. endet. unten in einigem Abstand von der Bodenplatte 7. An seinem obern Ende ist der Innenverdamp fer 24 an den einen Sehenkel 2,6a eines winkel förmig gebogenen Rohres 26 angeschlossen, über dessen ausserhalb der Eiszelle nach unten gehenden andern Schenkel 26b er mit dem Aussenverdampfer 3 in Verbindung steht.
Der erstgenannte Schenkel 26a des Rohres 26 ist ausserdem über ein Drosselventil 27, ein Sofenoid =Schliessventil 27a und eine Ab flussrohrleitung<B>26e</B> für gasförmiges Kälte mittel mit der 'Saugseite des nicht. darge stellten Verdichters einer Kältemaschine ver bunden. Das Sehliessv entil 2'7a wird bei un- erregtem Elektromagneten geöffnet gehalten.
@'ber nahezu die gesamte Länge des Innen verdampfers 24 erstreckt sich ein darin ko axial angeordnetes Einfuhrrohr 25, welches in der Nähe des geschlossenen untern Endes des Innenverdampfers 24 offen ist und wel ches oben an eine mit 25a bezeichnete Kälte- mittelzuflussleitung angeschlossen ist. Über diese Leitung 25a und über ein Regulier ventil 28 mit Rückschlagv entil 28a. kann von rechts in Pfeilrichtung einerseits bei einem Gefriervorgang ein flüssiges Kältemittel über das Einfuhrrohr 25- in den Innenverdampfer 24 eingeführt werden.
Die Leitung 25a ist links über ein Solenoid- ventil 38 mit einer Leitung verbunden, von welcher her :in Pfeilrichtung anderseits, wäh rend eines Abtauvorganges, warmes gasför miges Kältemittel in das Rohr 2'5 eingeführt werden kann, wobei das Ventil 38: bei uner- regtem Elektromagneten, zum Beispiel durch eine Feder, in der Schliessstellung gehalten ist.
Der Aussenverdampfer 3 besitzt bei 30 ein Abflussrohr 31, welches in einen nicht. darge stellten Kältemittel-Sammelbehälter mündet.
Wenn mehrere Eiszellen 1. zu einer 'Zellen batterie vereinigt sind, können sowohl der Aussenverdampfer 3 als auch das Rohr 26 und das Abflussrohr 31 gemeinsam für alle Zellen sein. Die genannten Ventile 27, 27a und 38 sind dann ebenfalls für eine Zellen batterie gemeinsam.
Die Eiszelle 1 oder die Zellen einer Batterie werden über ein gemeinsames Zu flussrohr 1,6 mit Wasser gefüllt. Der Zu fluss wird über ein gemeinsames Verteiler rohr 15 über bewegliche Anschlüsse, durch das Anschlussrohr 13 jedes Zellenbodens 7, bewerkstelligt. Ein weiteres Anschlussrohr 11 am Zellenboden dient zur Einführung von Luft, wenn Klareis hergestellt werden soll.
Das Zuflussrohr 16 besitzt am obern Ende ein iSchwimmerv entil 17, welches in Höhe des Wasserspiegels der Zellen angeordnet ist, derart, dass bei Erreichen dieses Pegels ein weiterer Wasserzufluss zu den Zellen ver hindert wird. Der Wasserzufluss geschieht über ein Wasserventil 19, welches über eine Rohrleitung 18 mit dem Schwimmervenfil 17 in Verbindung steht. Dieses Wasserventil 19' kann elektromagnetisch vermittels eines darüber angeordneten Solenoids durch über windung einer Schliessfeder 23 geöffnet werden.
Die Eiszelle 1 bzw. die Eiszell.enbatterie ist auf einem nicht dargestellten Gestell in Abstand vom Boden angeordnet, so dass ein nach unten unter Schwerkraft heraustreten der Eisblock 41, strichpunktiert dargestellt, unten entnommen werden kann.
Ein Thermostat 21 liegt gegen die Zellen wand 2. Im Thermostaten 21 wird ein nicht dargestellter Kontakt bei Erreichen der Ge- friertemperatur für die Zelle geschlossen. Das Schwimmerventil 1'7 betätigt. in einer Tieflage einen weiteren Kontakt 2'2. Beim Heraustreten des gefrorenen Eisblockes aus der Zelle - strichpunktiert dargestellt wird ein nicht dargestellter Kontakt betätigt, welcher die Stromleitungen 3,9, 40 verbindet.
Die Magnete der Ventile 19, 3<B>8</B> und 217a sind in verschiedenen später zu beschreiben den Stromkreisen geschaltet, welche von einer Stromquelle 4 gespeist werden. Das Regulier ventil 2,8 steht durch Flüssigkeitsleitung oder dergleichen mit einem theinnostatisehen Fühl glied ?59 in Verbindung, das mit der Ver- dichtersaugseite verbunden ist, zwecks Rege lung der beim Gefriervorgang über die Lei tung 2:5a einzuführenden flüssigen Kä.lte- mittelmenge.
Die Solenoidventile 3,8 und 27a sind über Stromleitungen 3t94, 40b parallel geschaltet. Sie arbeiten bei 'Strombeschickung, welche durch den nicht dargestellten Kontakt der Stromleitungen 39, 40 bewirkt wird, derart, dass das Ventil 38 im Öffnungssinne und zugleich das Ventil 27a im Schliessungssinne betätigt wird. In der Praxis können natür lich bei ausschliesslicher Anwendung von Öffnungsventilen durch Zwischenschaltung eines Relais die entsprechenden gegensinni gen Ventilbewegungen, wie beschrieben, be wirkt werden. Dieses Relais kann mit Ver zögerung arbeiten.
In Fig.l und 2 ist am Boden des Eis blockes 41 eine Zone 41a eingezeichnet. Diese Zone nicht gefrorenen Wassers bildet sich kurz vor Vollendung der Eisblockbildung, wie später beschrieben werden soll. Das end gültige Ausfrieren auch dieser Zone 41a er folgt unter Streckwachstum des Eisblockes 41 nach unten hin, wie dies strichpunktiert in Fig.1 und 2 dargestellt ist, unter Parallel verschiebung der Bodenplatte 7. Der Streck wachstumsdruck ist erheblich und reisst die zu Beginn des Gefriervorganges gebildete Eis abdichtung zwischen Bodenplatte 7 und Zel lenflansch 6 auf.
Die Bodenplatte 7 könnte auch verhält nismässig dünn und in sich federnd ausgebil det sein, so dass sie durch den Streckwachs tumsdruck des Eises elastisch durchgebogen und ihr Rand vom Zellenflansch 6 gelöst werden kann, ohne dass sieh ihre Schwenk achse 8 verschiebt. .Statt der dargestellten, eine Parallelv erschiebung der Bodenplatte 7 nach unten in die Lage 7a erlaubenden Lage rung mit den in den Lagergehäusen 11 ge führten Lagerblöcken 10 und den Schrau benfedern 12 könnten dann für die Achse 8 gewöhnliche, am Zellenflansch 6 sitzende Schwenklager verwendet werden.
Der Aussenverdampfer 3 kann sich nach Massgabe noch zu erläuternder Anforderun gen vom Zellenflansch<B>6</B> aus über einen klei neren oder grösseren Teil der Länge der Eis zelle, gegebenenfalls über deren ganze Länge nach oben erstrecken.
Die Fig.7 und 8 stellen im Horizontal schnitt. bzw. in perspektivischer Ansicht, teils im Schnitt, schematisch eine mehrere Eiszellen 63 umfassende Zellenbatterie dar. Die Innenverdampfer,64 dieser Eiszellen stehen über eine 'Saugleitung 26a-, die dem gleich be zeichneten Rohrschenkel in 'F'ig. 1 entspricht und über nicht gezeichnete Ventile mit der Saugseite des Verdichters in Verbindung.
Ein senkrechtes Rohr 68 verbindet den den un tern Teil der Wände der Eiszellen -63 umge benden Aussenverdampfer 6@5 mit der Saug leitung 2,6a.. Der oberhalb des Aussenver dampfers 65 liegende Teil der Eiszellen 63, und somit auch das senkrechte Rohr 68, ist von einem seinerseits durch Wände 61 be- gTen.zten Raum umgeben, durch welchen zur Beeinflussung der 'Temperatur dieses Teils der Zellenwände bestimmte Luft durch einen Ventilator 66 gefördert werden kann.
Diese Luft tritt durch eine Öffnung 67 der einen Wand 61 in den genannten Raum ein, wird durch Stäbe 76 von dreieckigem Querschnitt derart umgelenkt, dass sie den genannten Teil der Aussenwände aller Eiszellen 63 gleich mässig umspült und schliesslich durch den Ventilator<B>66</B> ins Freie befördert. Die Wände 61 sind aussen mit einer wärmeisolierenden Verkleidltng 6?, versehen.
Der genannte, die Eiszellen 63 umgebende Raum enthält je nach der jeweiligen Betriebs phase der Batterie Luft. von verschiedener, und zwar solcher Temperatur, dass zwischen dieser Luft und den mit ihr in Berührung stehenden 'Teilen der Zellenwände ein Tem peraturgefälle von gleichem Vorzeichen be steht wie zwischen dem in dieser Betriebs phase dem Aussenverdampfer 3 zugeführten Kältemittel und den von diesem Aussenver dampfer 3 umgebenen Teilen der Zellenwände.
Diese Luft beeinflusst dann durch ihre Wärme aufnahme bzw. -abgabe die Temperatur der Zellenwände und des Zelleninhaltes in glei- eliem Sinne wie das jeweils dem Atssenver- dampfer 3 zugeführte Kältemittel. Diese Luft muss also beim Gefriervorgang eine unterhalb, beim Abtauvorga.ng eine oberhalb des Ge frierpunktes des Wassers liegende Tempera- 1ur aufweisen.
Während des Gefriervorganges, der we sentlich länger dauert als der Abtauvorgang, kann der Ventilator @66 abgestellt und die Öffnung 67 durch eine nicht dargestellte Klappe geschlossen sein. Die von den wärme isolierten Wänden 61 umschlossene, die Eis zellen 63 umgebende Luft wird dann durch das im Aussenverdampfer 65 verdampfende und durch das senkrechte Rohr 6:8 abströ mende Kältemittel gekühlt und- unterhalb. der Gefriertemperatur des Wassers gehalten.
Statt dessen kann während des Gefriervor- ganges aueli Luft, deren Temperatur unter halb des Gefrierpunktes des Wassers liegt, beispielsweise Luft aus einem der Lagerung der fertigen Fiiisblöeke dienenden, künstlich gekühlten Keller oder im Winter aus dem Freien, dem genannten Raum durch nicht dargestellte, mittels Klappen umschaltbare Kanäle und die Öffnung -67 zugeführt und aus ihm mit Hilfe des Ventilators 6ss wegbefördert werden.
In beiden Fällen führt diese Luft Wärme vom oberhalb des Aussenverdampfers <B>6,5</B> liegenden Teil .der Eiszellen 63 ab und hält diese unterhalb der Gefriertemperatur.
Während des Abtauvorganges, der nur kurze Zeit dauert, kann der Öffnung 67, eben falls durch die vorerwähnten umschaltbaren Kanäle, bei laufendem Ventilator 66' warme Luft, beispielsweise aus einem geheizten Ge bäudeteil oder im Sommer aus dem Freien zugeführt werden; man kann diese Luft, um sie zu erwärmen, auch das warme Verdich tungsgehäuse, den Ölabscheider, den Konden sator oder andere wärmeabgebende Teile der mit der Zellenbatterie zusammenarbeitenden Verdichterkältemaschine bestreichen lassen.
Auch beim Abtauvorgang könnte jedoch der Ventilator 66 abgestellt und die Öffnung 67 durch eine Klappe geschlossen sein, in wel chem Falle die die Eiszellen 63 umgebende Luft durch das im Aussenverdampfer 65 und im Rohr 68 kondensierende warme Kältemittel ebenfalls auf eine oberhalb des Gefrierpunk tes des Wassers liegende Temperatur erwärmt würde. Wie in Fig.8 an einer der Zellen 63 gezeigt, können auch aussen an den Zellen wänden elektrische, heizbare Körper 70 ange bracht sein, die während des Abtauvorganges mit. Strom beschickt werden.
Alle diese Mittel erlauben, den oberhalb des Aussenverdamp fers liegenden Teil der Eiszellen 63 für die Dauer des Abtauvorganges auf eine ober halb des Gefrierpunktes des Wassers liegelide Temperatur zu erwärmen.
Statt. über ein besonderes Rohr 68 kann der Aussenverdampfer 65 über Längskanäle in den Umlenkstäben 76 mit der Saugleitung ?26a verbunden sein.
Mit dem Aussenverdampfer 65 könnten auch an die, ,Saugleitung 216a angeschlossene Rohre in Verbindung stehen, die aussen mit. den Zellenwänden wärmeleitend verbunden wären. Solche Rohre könnten beispielsweise längs den vier Kanten jeder Zelle und/oder in der Mitte jeder Zellenwand nach unten verlaufen und aussen an den Zellenwänden angeschweisst sein; sie würden dann in ge- wissein 'Masse selbst als zusätzliche Aussen verdampfer bzw. als sich nach oben erstrek- l.ende Fortsätze des Aussenverdampfers 65 wirken.
In Fig.8 ist ein Eisblock im Augenblick der Entnahme, nach seinem Abtauen auch von der Bodenplatte 7, dargestellt. Er wird nach unten fallen, wobei die Bodenplatte 7 so dann wieder in die Hochlage zurückschnellt.
Ein nach unten fallender Eisblock bzw. die aus einer Zellenbatterie nach dem Abtau- vorgang entfallenden Blöcke 41 werden, wie dies in Fig.5 und 6 dargestellt ist, durch einen fahrbaren Aufnahmetiseh aufgefangen und können zu einem Aufbewahxalngsraum gefahren werden. Der Aufnahmetisch in Fig.5 und 6 hat. eine Kurvenform zur Um lenkung des nach unten vertikal fallenden Eisblockes in eine horizontale Lage.
Die Tisch platte 45 des Wagens 42; besitzt zu diesem Zwecke eine Leitfläche, die nach einer kurzen vertikalen Einführung 47, im Vertikalprofil eine parabolische Form 48 aufweist, um schliesslich in 49 horizontal zu verlaufen. Am Ende der Tischplatte 45 ist ein Anschlag 50 vorgesehen. Seitlich ist diese Tischplatte durch Führungswände -16 abgegrenzt. Räder 43, welche auf Schienen 44 rollen, gestatten ein leichtes Verschieben des Aufnahmetisches.
Der Aufnahmetisch besitzt einen 'Stell hebel 60a., welcher mit Rasten 60 im Bat teriegestell (Fig. 6) zusammenarbeitet, derart, dass der Wagen -12, wie in Fig. 5: dargestellt, die herabfallenden Eisblöcke 41 einer Zellen batterie aufnehmen iuid umlenken kann.
Sind, wie in Fig.6. schematisch dargestellt, eine Reihe von Zellenbatterien in einer Eiser7eu- gungsanlage vorgesehen, so ist der Wagen 42 gemeinsam diesen Batterien zugeordnet und eine entsprechende Zahl von Rasten 6,0 im Batteriegestell zur Lagensicherung des Wa gens 42 unterhalb der einzelnen Zellenbatte rien vorgesehen.
Auch in Fig.l2 ist eine aus mehreren Zellenbatterien bestehende Eiserzeugungsan- lage dargestellt, welche im Abstand vom Boden auf einem Gestell 69 angeordnet ist. Auch in dieser Anordnung ist für alle Zellen- batterien gemeinsam ein Wagen 7'1 horizontal beweglich unterhalb der Reihe von Zellen batterien angeordnet.
Dieser Wagen besitzt jedoch an Stelle des kurvenförmigen Auf- nahmetisehes nach Fig. 5 einen solchen 71a, der eben und horizontal ist und dessen Füsse 69a als Vertikalführung beim Heben und Senken des Tisches 71a dienen. In der Hoch lage des Aufnahmetisches 7111, wirken diese Füsse mit dem Batteriegestell 69 derart zu sammen, dass eine Lagensicherung des Wa gens 71 bei der Entnahmebehandlung er folgt.
Lediglich in der Tieflage des Auf nahmetisches 71c ist es durch die Ausschnitte 69b möglich, den Wagen und somit auch den Aufnahmetisch 71a entlang den Schie nen 69c horizontal zu verschieben.
In Fig. 12 sind, mit den gleichen Bezugs zeichen wie in Fig.l angegeben, mehrere Zellenbatterien dargestellt, wobei der Kälte mittelkreislauf, die Wasserzufuhr, und gege benenfalls Luftzufuhr, miteingezeichnet sind. Diese Figur zeigt einen Verdichter 35, wel cher verdichtetes Kältemittel. in einen Kon densator 34 fördert. Der Kondensator ist mit einem Flüssigkeitssammler 33 ausgerüstet, an welchen sich Kältemittelzuflussleitungen 25a einerseits, und'72 anderseits anschliessen.
Wie oben bereits beschrieben, dient die Kälte- mittelzuflussleitimg 25a während des Gefrier- vorganges zur Kältemittelzufuhr in die Innen verdampfer der einzelnen Eiszellen, wobei für jede Zellenbatterie ein Regulierventil 28 mit in der Fig. 12 nicht dargestelltem Rücksehlag- ventil vorgesehen ist.
Von der Verdichterdnickseite führen Lei tungen zu den Solenoidventilen 38, wovon je eines für jede Zellenbatterie vorgesehen ist und welche, wie oben beschrieben, elektro magnetisch betätigt werden können, um wäh rend eines Abtauvorganges warmes Kälte mittel den Innenverdampfern zuzuführen.
Die Saugseite des Verdichters 3'5 entzieht den einzelnen Zellenbatterien während des Cefriervorganges gasförmiges Kältemittel über die Ventile 27, 2!7a, die Leitung<B>26e</B> und den der CTesamtanlage gemeinsamen Flüssigkeits- abseheider 26d.
Während eines in den Batterien stattfin denden Abtauvorganges wird über die Lei tungen 31 verflüssigtes Kältemittel, über die den Batterien gemeinsamen :Solenoidventile 72' , 72b, 73'c und das Sammelrohr 72, zu dein mit dem Kondensator verbundenen Flüs sigkeitssammler 33 geleitet. Diese Ventile können beim Abtauv o.rgang der einzelnen Batterien, in nicht näher dargestellter Weise elektromagnetisch geöffnet werden.
In grösseren Anlagen kann statt des Samm lers 33 ein beim Abtauvorgang in Wirkung tretendes besonderes Flüssigkeitssammlerge- fäss 32 vorgesehen werden, wie in Fig.1'2a skizziert. Bei Einlass von verflüssigtem Kälte mittel wird über ein einstellbares Rüekschlag- ventil. 37 und eine Rohrleitung 3'6 ein im Sammelgefäss 32 auftretender Überdruck zur Saugseite des Verdichters<B>35</B> abgeleitet. Über ein Ventil 73 wird auch in der Anordnung der F'ig. 12a eine Verbindung zwischen Lei tung 72 und Flüssigkeitssammler 33 möglich.
Mit 7.1 ist eine für die Anlage gemein same Luftdruckvorrichtung bezeichnet, wel che über eine Sammelleitung 75 und die Ansehlussrohre 14 Luft in die Eiszellen ein bläst.
Bei allen beschriebenen Ausführungsfor- nren der Einrichtung könnten statt nur eines Verdampfers in jede Eiszelle mehrere zueinander parallel angeordnete, über den Zellenquersehnitt verteilte rohrförmige Innen verdampfer mit je einem darin koaxial an geordneten Einfuhrrohr hineinragen (F ig. 9, 10 und 11).
Die Innenverdampfer jeder Zelle oder einer Batterie von Zellen können, wie mit Bezug auf F'ig. 8 und 12 für die Innen verdampfer der Zellen :einer Batterie beschrie ben, parallel zueinander über ein gemein- sames Rohr einerseits mit dem Aussenver dampfer der Zelle oder der Batterie, zu der diese Zelle gehört, und anderseits absperrbar mit einer dieser Zelle bzw.
.der genannten Batterie zugeordneten Abfluss-Rohrleitung für gasförmiges Kältemittel verbunden sein, wäh rend ihre Einfuhrrohre zweckmässig parallel zueinander an eine gemeinsame Kältemittel zuflussleitung angeschlossen sind, so dass alle Innenverdampfer jeder Zelle gleichzeitig und gleichmässig mit Kältemittel beschickt wer den.
Die Wirkungsweise der Eiserzeugungsan- lage ist die folgende: a) Füllvorgang Es sei angenommen, dass die Eiszelle 1 gerade durch Entnahme .eines fertiggebildeten Eisblocks 11, unter Ausschwenken der Boden platte 7 in die Stellung 7b, -entleert worden ist.. Dieser Entnahmevorgang hat einen Einfüll- v organg zur Folge, der den Gefriervorgang einleitet.
Die Bodenplatte 7 schwenkt unter dem Einfluss ihrer Federn 9 und 12 in die Hoch lage und legt sich leicht, jedoch undicht, an den Zellenflansch ss, wodurch die Eiszelle 1 unten abgeschlossen wird. In dieser Hochlage wird der während des vorhergehenden Abtau- vorganges geschlossene Kontakt zwischen den Stromleitungen 3,9 und 40 unterbrochen.
In folgedessen werden die Solenoide des Schliess v entils 27a und des Ventils 38 stromlos; das 'Schliessventil 27a wird von seiner Feder ge öffnet, das Ventil 38 von der seinigen ge schlossen, und das Rüekschlagv entil 28a öffnet sich unter dem Druck des flüssigen Kälte mittels in der Zuflussleitung 25,c,. Dadurch wird der Gefriervorgang eingeleitet.
Es strömt dann flüssiges Kältemittel von der Zufluss- leitung 25a über das Einfuhrrohr 25 bis nahe zum Boden des Innenverdampfers 24 und verdampft in diesem unter Aufnahme von Wärme aus der Eiszelle 1.
Der entstehende Kältemitteldampf strömt über den Schenkel 2'6a des Rohres 26, das Drosselventil<B>2</B>7, das geöffnete Schliessventil 27a und die Rohrlei tung<B>26e,</B> nach der Saugseite des Kältemittel- v erdichters. Dieser ICKtemitteldampf reisst auch unverdampftes Kältemittel in Form von Tröpfchen mit, die sieh zum Teil im Rohr schenkel 216a niederschlagen, über den Rohr schenkel 2'6b in den Aussenverdampfer 3 ab fliessen und in diesem verdampfen.
Das im Aussenverdampfer 3 verdampfte Kältemittel kehrt über den Rohrschenkel 2!6b in den Rohr schenkel 26a zurück, von wo es nunmehr ebenfalls über die Ventile 2;7 und 27a und die Rohrleitung 26c nach der Saugseite des Verdichters gelangt.
Inzwischen ist eine begrenzte Menge Was ser, welches sich während des vorhergehenden Gefrier- und Abtauvorganges im gemeinsamen Zuflussrohr 1,6 und dem Verteilerrohr<B>15,</B> be fand, über das Anschlussrohr 13 in die Zelle eingelaufen, so dass es die Oberseite der Boden platte 7 benetzt und die undichte Fuge zwi schen dieser und dem Zellenflansch 6 füllt. Durch die Verdampfung des Kältemittels im Aussenverdampfer 3: wird der Zellenflansch 6 so weit gekühlt, dass :das Wasser in der ge nannten Fuge gefriert, diese abdichtet und die Bodenplatte 7 am Zellenflansch 6 festhält.
Beim Entleeren des Zufuhrrohres 1'6, wobei sich das Schwimmerventil 17 öffnet, wird der von diesem Ventil gesteuerte Kontakt 22 ge schlossen, und damit. an einer .Stelle der Stromkreis für das elektromagnetisch ge- steuerte Wasserventil 1-9 geschlossen.
Dieser Stromkreis wird erst geschlossen, wenn ein zweitAr Kontakt im Thermostat 21, wie vor her erwähnt, geschlossen wird. Der Stromkreis wird dann von der Stromquelle 4 über den Thermostaten 21, den Kontakt 22, den über dem Wasserventil 1!9 angeordneten Solenoiden und die Stromleitung 20a geschlossen und das Wasserventil 19 so lange offen gehalten, bis der Kontakt 22 nach Erreichen der Füllhöhe für die Zelle 1 selbsttätig wieder geöffnet wird. Damit ist die selbsttätige Füllung aller Zellen einer Batterie auf gleichen Wasser spiegel gewährleistet.
Die Füllung der Eiszellen geschieht lang sam über das Anschlussrohr 13 in der Boden platte 7. Gleichzeitig mit der Wassereinfül- Iung kann auch vermittels der gemeinsamen Luftdruckvorrichtimg (74, Fig.1'2) während les Füllvorganges, und auch später noch, Luft Tiber das Anschlussrohr 14 jeder Zelle einge führt werden, um das Wasser, falls Klareis ge- @vonnen werden soll, dadurch wirksam zu ent lüften.
b) Gefriervorgang Der wie erwähnt bereits mit der Einfül lung begonnene Gefriervorgang wird bis zur völligen Bildung des Eisblockes -11 fortgesetzt.. Die Eisbildung wird hauptsächlich durch den Innenverdampfer 21 bewirkt, welcher bei ge öffnetem Regulierventil <B>28</B> bzw. Rückschlag- v entil 2Sa über die Kältemittelzuflussleitung 25a. mit dem kalten verflüssigten Kältemittel, zum Beispiel Ammoniak, beschickt wird.
In geringerem Masse nimmt auch der Aussenver- dampfer 33 an der Eisbildung teil, da ihm Wärme vom Zelleninhalt über die wärmelei tenden Zellenwände 2 zufliesst und zur V ei= dampfung des in den Aussenverdampfer ge langten flüssigen Kältemittels benützt wird.
Die derart dem AussenverdampfAr 3 vom Zelleninhalt zufliessende Wärmemenge hängt unter anderem davon ab, wie gross der vom Aussenverdampfer 3 umgebene Teil der Eis zelle 1 ist, und darf nur so gross sein, dass das Anfrieren der Bodenplatte 7.am Zellen- flanseh 6 nicht beeinträchtigt wird. Nach Ma.ssgabn dieses Erfordernisses kann der Aussenverdampfer 3 so bemessen werden, dass er sich über einen kleineren oder grösseren Teil der Länge der Eiszelle 1 oder gegebenen falls auch über deren ganze Länge vom Zel lenflansch 6 aus nach oben erstreckt.
In der Ausführungsform gemäss Fig, 7 und 8 und ihren erläuterten Varianten trägt auch die Luft, die den oberhalb des Aussen verdampfers 6,5 liegenden Teil. der Eiszellen 6.; umgibt bzw. umströmt, zur Abfuhr von Wärme aus den Eiszellen und somit zum Ge frieren des Zelleninhaltes bei.
Die Eisbildung geschieht. in besonders wirk- sa.memMasse durch sich um den Innenver- dampfer 2-1 bildende, wachsende Eiszonen. Das Eis füllt schliesslich fast den gesamten , Eiszellenraum aus, wobei es sieh mich in be kannter Weise streekt. Dieses Streekwaehs- ttim ist vorerst nicht nach unten hin gerichtet.
hier, wo der Innenverdampfer 24 nicht ganz bis zur Bodenplatte 7 reicht, und wo der nahe dem Zellenboden angeordnete Aussen verdampfer 3 noch kein völliges Ausfrieren des Eisbloekunterteils bewirkt. hat, wird erst ganz am Ende des Gefriervorganges die Zone 41cr. gefroren. Dann erst, also ganz zum Schlusse der Eisbloekbiltltin-, wird sich der Eisblock 41 auch nach -unten hin ausdehnen.
Dieses Streckwachstum leitet, nach Auf reissen der bislang an den Zellenflansch 6 angefrorenen Bodenplatte 7, den Abtauvor- gang ein.
c) Abtauv organg Das Strecken des Eises nach unten bewirkt die Schliessung des Kontaktes zwischen den Stromleitungen 39 und 40, und damit einen Stromfluss von der Stromquelle -1 über die mittels der Stromleitungen 39o, 40b parallel geschalteten Solenoidventile 27a und 38 der art, dass das Ventil 2:7a geschlossen -und das Ventil 3'8 geöffnet wird.
An Stelle des von rechts über die Kälte mittelzuflussleitung 2'5a in das Einfuhrrohr 2.5 strömenden, kalten, verflüssigten Kälte mittels strömt nunmehr warmes, aus der Druckseite des Verdichters kommendes gas förmiges Kältemittel durch das nun offene Ventil 3,8 von links über die Kältemittel zuflussleitung 25a in dasselbe Einfuhrrohr 25 und weiter in den Innenverdampfer 24 ein.
Dieses warme Kältemittel fliesst über den Innenverdampfer 24 -unter Wärmeabgabe an die Verdampferwände; über das Rohr 26 wird das warme Kältemittel in den Aussenverdamp fer 3 geleitet. Von hier aus gelangt das ver flüssigte Kältemittel über das Abflussrohr 31 und ein im Abtauvorgang geöffnetes, das Abflussrohr 31 freigebendes Ventil (zum Bei spiel 72a, Fig. 121) in einen Flüssigkeitssamm ler. In Fig. 12 ist dieser -Sammler 33 unter dem Kondensator 34 angebaut; in F'ig.12a ist es ein besonderes Sammelgefäss 32.
In der Ausführungsform nach Fig.7 und 8 werden zugleich mit dem Umsteuern der Ventile zwecks Erwärmung der Wände der Kältemittelverdampfer 3 und 24 auch nicht dargestellte Relais automatisch betätigt, wel che die Zuführung warmer Luft zur Öffnung 67 veranlassen, das Ingangsetzen des Ventila tors 66 bewirken und gegebenenfalls die Heiz körper 70 einschalten, um von aussen her die Wände der Eiszellen 63 zu erwärmen.
Nach dem Abtauen des Eisblockes 41 vom Innenverdampfer und der Zellenwände 2 gleitet der Eisblock unter seiner Schwerkraft nach unten. In den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 8 verlässt jeder Eisblock seine Eis zelle von selbst, sobald er abgetaut ist, und taut daher nicht weiter, wenn die betreffende Batterie auf Abtauen geschaltet bleibt, bis alle in ihr gefrorenen Blöcke abgetaut sind. d) Entnahmevorgang Bei der Ausführungsform nach Fig.12 erfolgt die Eisblockentnahme mittels eines fahrbaren Wagens 71, wie in dieser Figur für die vordere Eiszellen-Batterie. gezeigt.
Der Aufnahmetisch 71a. ist so weit angehoben worden, dass die abgetauten Eisblöcke -41 sich darauf absetzen, ohne zunächst. ihre Zellen ganz zu verlassen. Erst wenn alle Blöcke der Batterie abgetaut sind, wird der Tisch 71.u in der Vertikalführung 69a gesenkt und schliesslich mit der Blockeisgruppe entlang den Schienen<B>69e</B> weggeführt..
Das innerhalb des Eisblockes verbleibende Langloch, welches vom Innenverdampfer her rührt, kann unmittelbar bei der Entnahme nachgefüllt werden. Die Unterkühlung des erzeugten Eisblockes genügt. in allen Fällen, die verhältnismässig geringe zusätzliche Flüs sigkeitsmenge ohne besonderen Nachfriervor- gang ausfrieren zu lassen, das heisst, ohne dass der Block selbst deswegen auftaut.
Gegebenenfalls kann es von Vorteil sein, den Innenverdampfer, welcher, wie oben be schrieben, sogleich bei der Entnahme des Eisblockes aus der Zelle auf den Gefriervor- gang umgeschaltet wird, als vorgekühlten Leitstab für das nachzufüllende Wasser in das unmittelbar Barunterliegende Langloch zu benutzen.
Die beschriebene Anlage dient nicht nur zur Erzeugung von Eisblöcken, sondern auch zur ,Gewinnung von Blöcken durch Gefrieren von andern Flüssigkeiten als Wasser.
Die batterieweise Steuerung der Eiserzeu gung in einer grösseren Anlage geschieht ph@:t- senversehoben derart, dass sieh jeweils nur eine Zellenbatterie im Abtau- bzw. Entnahme vorgang befindet. Sie unterstützt dann die Kältemittelverflüssigung, das heisst wirkt als Hilfskondensator für die Anlage und be- wirkt, dass auch in solchen grösseren An lagen ein Kondensator verhältnismässig klei nen Ausmasses verwendet werden kann.
Fig. 9, 10 und 11 zeigen im Querschnitt drei Ausführungsformen eines Eisblockes, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit Hilfe je einer Variante der beschrie benen Ausführungsformen der Einrichtung erzeugt wurden. Fig.9 zeigt einen Eisblock, der in einer nicht dargestellten Eiszelle von quadratischem Querschnitt mit.
fünf symme trisch über den Zellenquerschnitt verteilten Innenverdampfern erzeugt wurde, F'ig. 10 einen in einer ebenfalls nicht dargestellten Eiszelle von rechteckigem Querschnitt mit sechs im Zickzack regelmässig über den Zel lenquerschnitt verteilten Innenverdampfern erzeugten Eisblock, und Fig.11 einen Eis block, der in einer auch nicht dargestAllt.en Eiszelle mit drei im Querschnitt der Eiszelle gemäss einem gleichseitigen Dreieck angeord neten Innenverdampfern erzeugt wurde, wo bei die Zellenwände im Querschnitt teils parallel zu den Seiten dieses Dreiecks, teils nach mit den Innenverdampfern koaxialen Kreisbogen verlaufen.
Zur Erzeugung dieser drei Ausführungsformen des Eisblockes wur- den Eiszellen verwendet-, deren Wände wäh rend des Gefriervorganges auf einer unter halb des Gefrierpunktes des Wassers, aber oberhalb der Temperatur der Innenverdamp fer liegenden Temperatur gehalten wurden, und zwar dadurch, dass ein die Zellenwände umgebender Aussenverdampfer nur mit aus den Innenverdampfern austretenden Kälte mittel beschickt wurde. Zusätzlich kann eine Kühlung des oberhalb dieses Aussenverdamp fers liegenden Teils der Gefrierzelle mit Hilfe von kalter Luft erfolgen, wie mit Bezug auf Fig.7 und! 8 erläutert.
In den FRg. 9, 101 und 11 bezeichnet A die Aussenfläche des Eisblockes, die der Innenfläche der Zellenwände entspricht. Mit F sind die Flächen bezeichnet, mit denen der während des Gefriervorganges in der Eiszelle sich bildende Eisblock die Mantel flächen der Innenverdampfer berührte, wel che Flächen bei der Entnahme des Eisblockes aus der Zelle die Wandungen der oben er wähnten, von den Innenverdampfern hinter lassenen und nunmehr durch Einfüllen und Gefrieren von Wasser beseitigten Langlöcher darstellten.
Die Eisbildung in der Eiszelle erfolgt in der Weise, dass sich auf jedem Innenver dampfer und auf der Innenseite der Zellen wände Eissehiehten von allmählich zuneh mender Dicke bilden. Dabei nimmt die Dicke der auf jedem Innenverdampfer gebildeten zylindrischen Eisschicht rascher zu als die Dicke der an den Zellenwänden gebildeten Eisschichten, weil die Oberflächentemperatur der Innenverdampfer tiefer ist als diejenige der Zellenwände.
Für die Struktur des Eises in den einzelnen Eissehiehten ist sowohl dieser Temperaturunterschied als auch der Um stand von Bedeutung, d!ass sich die Oberfläche der auf den Innenverdampfern gebildeten Eisschichten bei deren Dickenwachstum ver grössert, die Oberfläche der an den Zellen wänden gebildeten Eisschichten dagegen ver kleinert. In Fig. 9 bis 11 geben die Linien F, die Lage der Oberflächen der einzelnen Eis schichten zu gewissen Zeitpunkten, und zwar in einem Teil der F'ig.9 in gleichmässigen Zeitabständen an.
In diesen Teilen von Fig. 9 ist das langsamere Wachstum der an den Zellenwänden gebildeten Eisschicht. am kleine ren Abstand der Linien E erkennbar.
An den Punkten, an denen die auf einem Innenverdampfer gebildete Eisschicht bei ihrem Wachstum auf die auf einem andern Innenverdampfer oder auf einer Zellenwand gebildete Eisschicht. tritt, hört. die Eisbil dung auf, weil sich dann zwischen diesen Eisschichten kein Wasser mehr befindet. Die beiden aufeinandertreffenden Eisschichten frieren aneinander an, ohne zu einem Stück miteinander zu verschmelzen, wie dies bei Anfrieren von Wasser an eine Eisfläche der Fall ist. Die Stellen, an denen je zwei Eis schichten derart aneinander angefroren sind, bilden Flächen S, längs denen der Eisblock nur geringe Festigkeit aufweist. und beim Brechen oder Auftauen auseinanderfällt.
Diese Flächen sind somit im fertigen Block eindeutig feststellbar.
Der in Fig.9 im Querschnitt gezeigte Eisbloek von quadratischem Querschnitt weist einen äussern Teil B auf, d'er durch die ganze lIantelfläehe r1 des Blockes begmenzt ist und die übrigen fünf Teile<I>C, D</I> des Blockes um schliesst. Dieser Teil B besteht, aus der beim Gefrieren des Blockes an den Wänden - der Eiszelle gebildeten Eisschicht. die übrigen Teile des Blockes hingegen aus den auf den Innenverdampfern gebildeten Eisschichten und dem in den von den -Innenverdampfern hinterlassenen Langlöchern gebildeten Eis.
Da alle Innenverdampfer beim Gefriervorgang gleiche Temperatur aufweisen, treffen sich die auf ihnen gebildeten, anfänglich zylin drischen Eisschichten beim Wachsen an Stel len, die von je zwei Innenverdampfern gleiche Abstände haben, das heisst. in Ebenen, die senkrecht zu den Verbindungsebenen der Aehsen dieser Innenverdampfer liegen und die Abstände dieser Achsen halbieren. Auf diese Weise ist um den mittleren Innenver dampfer der Teil C des Eisblockes entstanden, der quadratischen Querschnitt besitzt und mit seinen vier ebenen Mantelfläehen an je einer ebenen Mantelfläche der vier Teile D des Eisblockes angefroren ist.
Diese Teile bestehen aus den Eissehichten, die von den vier übrigen Innenverdampfern erzeugt. wur den, und sind ihrerseits mit je zwei ebenen lIantelfläehen an den beiden benachbarten Teilen D und mit einer andern Mantelfläche am äussern Teil B angefroren.
Der in Fig. 10 im Querschnitt gezeigte Eisbloek von reehteckigem Querschnitt weist einen äussern Teil II auf, der durch die ganze Mantelfläche A des Blockes begrenzt ist, welcher Teil II aus den auf den Wänden einer entsprechenden Eiszelle erzeugten Eis schichten besteht. und sechs innere Teile K umsehliesst. .Jeder von diesen besteht aus der Eissehicht, die auf einem von sechs im Zick- zaek regelmässig angeordneten Innenverdamp fern erzeugt worden ist.
Von den ,sechs Teilen K ist jeder der beiden äussersten mit je einer ebenen Mantelfläche an einem der beiden zweitäussersten und einem der beiden mittleren angefroren. Jeder der beiden zweit äussersten Teile K ist ausserdem mit je einer ebenen Mantelfläche an den beiden mittleren Teilen, insgesamt also an dreien der Teile K angefroren. Die beiden mittleren Teile K sind in gleicher Weise aneinander, an beiden zweitäussersten Teilen K und an je einem der äussersten Teile K, .insgesamt also an je vieren der Teile K angefroren. Ausserdem sind alle sechs Teile K je mit dem Rest ihrer Mantelflächen am äussern Teil H angefroren.
Der in Fig.11 im Querschnitt gezeigte Eisblock schliesslich hat einen aussen durch je einen Abschnitt von drei ein gleichseitiges Dreieck bildenden Geraden und von drei diese Geraden tangierenden Kreisen be- grenzten Querschnitt. Er besteht aus einem äussern 'Teil L, der drei gleiche innere Teile :1I umsehlie & . Diese sind mit je einer ebenen Mantelfläche an den beiden andern Teilen 11I und mit einer andern krum men Mantelfläche am äussern Teil L ange froren.
Method of Producing Frozen Blocks, Apparatus for Carrying Out the Method, and Frozen Block Produced by the Method The present patent relates. a process for the production of frozen blocks from a liquid in an upright freezing cell, into which at least one tubular,
An evaporator that can be filled with a refrigerant protrudes and an evaporator that can also be filled with the refrigerant is arranged on the outside of the walls. This method can be carried out, for example, in such a way that, in a recurring work cycle, the evaporator protruding into the freezing cell and the evaporator arranged outside the walls of the freezing cell are first used with liquid refrigerant, which freezes the liquid in the freezing cell by removing heat ., and then with warm gaseous refrigerant,
which defrosts the frozen block from the evaporator protruding into the freezer cell and the walls of the freezer cell, then takes the defrosted block out of the freezer cell and fills it again with the liquid to be frozen. So far, in such a method, the liquid refrigerant was simultaneously supplied to both the evaporator protruding into the freezing cell and the evaporator arranged on the outside of the walls of the freezing cell, which were switched in parallel for this purpose.
The invention is based on the finding that the evaporator protruding into the freezer cell freezes significantly more liquid than the one arranged outside on the walls of the freezer cell at the same working temperature of the refrigerant in relation to its cooling surface.
For example, in a freezer cell intended for the production of normal 25 kg ice blocks with an average cross-section of 1'8X 18 cm through a tubular evaporator with an outer diameter of 15 mm protruding into the cell in the same time, based on the unit of Cooling surface, about 31 times as much water frozen as by an evaporator surrounding the walls of the freezer cell outside.
In addition, the evaporator arranged on the outside of the walls of the freezing cell always has a larger volume in relation to its cooling surface and a larger surface that cannot be used as a cooling surface than the evaporator protruding into the freezing cell, so that it has a larger surface than it Amount of refrigerant charged and more refrigerant would have to be evaporated in it to bring an equally large cooling surface to the same temperature. In order to freeze as large an amount of liquid as possible with a given amount of refrigerant, it therefore seemed advisable to
to supply the largest possible part of this amount of refrigerant to the evaporator protruding into the freezing cell and to evaporate it completely. The latter, however, would have the disadvantage that this evaporator would have to be large in relation to the amount of refrigerant to be evaporated in it, and would therefore leave a large hole in the frozen block that could not be easily removed by refilling and re-freezing liquid.
The purpose of the inventive method is to use the smallest possible amount of refrigerant, so with the smallest possible refrigeration machine and the lowest possible heat losses, to freeze the largest possible amount of liquid without having to accept the disadvantage mentioned.
The method according to the invention is characterized in that the refrigerant is supplied to the evaporator protruding into the freezing cell and the evaporator arranged outside on the walls of the freezing cell is only charged with refrigerant emerging from the first-mentioned evaporator.
The patent also relates to a device according to the invention for carrying out the method with at least one upright freezing cell, at least one tubular, closed-bottom evaporator protruding from above into the freezing cell, an inlet pipe that protrudes into this from above, is connected to a refrigerant inflow line and is open at the bottom, an evaporator arranged on the outside of the walls of the freezing cell and an outflow pipeline for gaseous refrigerant that can be remotely shut off with said evaporator.
In contrast to known devices in which the evaporator protruding into the freezing cell and the evaporator arranged on the outside of the walls of the freezing cell are connected parallel to one another to the refrigerant inflow line, the device according to the invention is characterized in that the evaporator is arranged on the outside of the walls of the freezing cell The evaporator is only connected to the refrigerant supply line via the evaporator protruding into the freezer cell.
A frozen block produced according to the method according to the invention is characterized in that it has at least two parts frozen together along its inner surface, of which one outer part is delimited on the outside by the entire surface area of the block and encircles the other inner part.
The device according to the invention for performing the method is explained below with reference to the drawing, for example, wherein the method according to the invention and the freezer block according to the invention produced according to the invention are also described by way of example.
The drawings show: FIG. 1 the longitudinal section through an ice cell and the device provided for automatic ice block generation and removal, FIG. the lower cell part in section, FIG. 3 is a partial view.
Viewed in the direction of the arrow, Fig. 4 shows the mounting of the movable floor plate for the lower cell part, Fig. 5 shows a mobile, curved receiving table for the ice blocks, Fig. 6 shows the receiving table according to Fig. 5 in cooperation with several cell batteries, Fig. 7 and 8 an ice cell battery in cross section and
in a perspective view, Fig. 9 to 11 ice block cross-sections, Fig.1'2 'and 12: a groups of ice cell batteries in connection with. a compression refrigeration machine with battery # ice block removal.
In Figs. 1 to 3, 1 denotes a right arranged, open top ice cell in front of preferably square cross-section, the walls? look downwards slightly expand koniseli. The ice cell 1 is. surrounded only at the bottom by an external evaporator 3, which is limited at the bottom by the cell flange 6 which forms the lower part of the ice cell -1. The cell flange 6 carries two bearing housings 71 for a movable base plate 7.
This plate 7 is mounted sehwenkbar by means of a laterally arranged hori zontal axis 8 in two bearing blocks 10, each of which is vertically slidable in one of the bearing housing 11 and is pushed up by a 'screw 1 "?.
A flexure spring 9 running around the axis 8, one end of which rests laterally on the cell flange 6 and the other end on the base plate 7, seeks to pivot the base plate 7 upwards around the axis 8 and leaves it on with light pressure, but leaking Cell flange 6 rest when the bearing blocks 10 are under the action of their screw lc:
nfedern 12 are in their uppermost positions in the bearing housings 11 (Fig.1 and '21). The base plate 7 can spring from this IIoehllage in the vertical direction parallel to itself against the force of the screws 12 in a striehpunl in Fig. 1 and 2:
- tiert, in Fig. 4 shown in solid drawn lower position 7a and, moreover, against the force, the bid zngsfeder 9 in a swivel position 7b shown in phantom in Fig. 1 to 1-.
A tubular refrigerant evaporator 2: 1, which is referred to below as an internal evaporator, protrudes into the ice cell 1 from above. This is arranged coaxially to the cell 1 and. ends. at the bottom at some distance from the bottom plate 7. At its upper end, the interior evaporator 24 is connected to the one leg 2,6a of an angled bent tube 26, via whose other leg 26b, which goes down outside the ice cell, it connects to the outdoor evaporator 3 in Connection.
The first-mentioned leg 26a of the pipe 26 is also via a throttle valve 27, a Sofenoid = closing valve 27a and an from flow pipe <B> 26e </B> for gaseous refrigerant with the 'suction side of the not. Darge presented compressor of a refrigeration machine connected. The closing valve 2'7a is kept open when the electromagnet is de-energized.
Over almost the entire length of the internal evaporator 24 extends an inlet pipe 25 arranged coaxially therein, which is open in the vicinity of the closed lower end of the internal evaporator 24 and which is connected at the top to a refrigerant supply line labeled 25a. Via this line 25a and a regulating valve 28 with a check valve 28a. a liquid refrigerant can be introduced into the internal evaporator 24 from the right in the direction of the arrow during a freezing process.
The line 25a is connected on the left via a solenoid valve 38 to a line from which: in the direction of the arrow on the other hand, during a defrosting process, warm gaseous refrigerant can be introduced into the pipe 2'5, the valve 38: at ung - energized electromagnet, for example by a spring, is held in the closed position.
The external evaporator 3 has a drain pipe 31 at 30, which does not go into one. Darge presented refrigerant collecting tank opens.
If several ice cells 1. are combined into a 'cell battery, both the outdoor evaporator 3 and the pipe 26 and the drain pipe 31 can be common for all cells. Said valves 27, 27a and 38 are then also common for a cell battery.
The ice cell 1 or the cells of a battery are filled with water via a common to flow pipe 1.6. The inflow is brought about via a common distributor pipe 15 via movable connections, through the connecting pipe 13 of each cell bottom 7. Another connecting pipe 11 on the cell floor is used to introduce air when clear ice is to be produced.
The inlet pipe 16 has a float valve 17 at the upper end, which is arranged at the level of the water level of the cells, in such a way that when this level is reached, further water flow to the cells is prevented. The water is supplied via a water valve 19 which is connected to the float valve 17 via a pipeline 18. This water valve 19 'can be opened electromagnetically by means of a solenoid arranged above it by winding a closing spring 23.
The ice cell 1 or the Eiszell.enbatterie is arranged on a frame (not shown) at a distance from the floor, so that the ice block 41, shown in dash-dotted lines, can be removed from the bottom when stepping downwards under gravity.
A thermostat 21 lies against the cell wall 2. In the thermostat 21, a contact (not shown) is closed for the cell when the freezing temperature is reached. The float valve 1'7 is activated. a further contact 2'2 in a lower position. When the frozen ice block emerges from the cell - shown in phantom, a contact (not shown) is actuated, which connects the power lines 3, 9, 40.
The magnets of the valves 19, 3, 8, and 217a are connected in different circuits to be described later, which are fed by a current source 4. The regulating valve 2.8 is connected by a liquid line or the like to a theoretical sensing element 59, which is connected to the compressor suction side, for the purpose of regulating the amount of liquid refrigerant to be introduced during the freezing process via line 2: 5a .
The solenoid valves 3, 8 and 27a are connected in parallel via power lines 3t94, 40b. When the current is supplied, which is brought about by the contact (not shown) of the power lines 39, 40, they operate in such a way that the valve 38 is actuated in the opening direction and at the same time the valve 27a is actuated in the closing direction. In practice, if only opening valves are used, the corresponding opposing valve movements, as described, can of course be effected by interposing a relay. This relay can work with delay.
In Fig.l and 2, a zone 41a is shown at the bottom of the ice block 41. This zone of unfrozen water forms shortly before ice block formation is complete, as will be described later. The final freezing also this zone 41a he follows with stretching growth of the ice block 41 downwards, as shown in phantom in Fig.1 and 2, with parallel displacement of the base plate 7. The stretching growth pressure is considerable and tears at the beginning of the freezing process Ice seal formed between the base plate 7 and Zel lenflansch 6 on.
The base plate 7 could also be relatively thin and resilient in itself, so that it is elastically bent by the stretching wax tumsdruck of the ice and its edge can be detached from the cell flange 6 without seeing its pivot axis 8 shifts. .Instead of the illustrated, a parallel shift of the bottom plate 7 down into the position 7a allowing position tion with the bearing blocks 10 and the screw benfedern guided in the bearing housings 11, then ordinary pivot bearings on the cell flange 6 could be used for the axis 8 .
The external evaporator 3 can extend from the cell flange <B> 6 </B> over a smaller or larger part of the length of the ice cell, possibly over its entire length, according to the requirements still to be explained.
7 and 8 represent in the horizontal section. or in a perspective view, partly in section, schematically a cell battery comprising several ice cells 63. The internal evaporators 64 of these ice cells are via a 'suction line 26a', which connects to the pipe limb in 'F'ig. 1 and in connection with the suction side of the compressor via valves not shown.
A vertical pipe 68 connects the lower part of the walls of the ice cells -63 surrounding outdoor evaporator 6 @ 5 with the suction line 2,6a .. The part of the ice cells 63 located above the outdoor evaporator 65, and thus also the vertical pipe 68 is surrounded by a space that is in turn bounded by walls 61, through which air intended to influence the temperature of this part of the cell walls can be conveyed by a fan 66.
This air enters the said space through an opening 67 in one wall 61, is deflected by rods 76 of triangular cross-section in such a way that it evenly flows around the named part of the outer walls of all ice cells 63 and finally through the ventilator <B> 66 < / B> promoted outdoors. The walls 61 are provided on the outside with a heat-insulating cladding 6?
Said space surrounding the ice cells 63 contains air depending on the respective operating phase of the battery. of different, namely such a temperature that between this air and the parts of the cell walls in contact with it there is a temperature gradient of the same sign as between the refrigerant supplied to the external evaporator 3 in this operating phase and the evaporator 3 from this external evaporator surrounding parts of the cell walls.
By absorbing or releasing heat, this air then influences the temperature of the cell walls and the cell contents in the same way as the refrigerant supplied to the evaporator 3. This air must therefore have a temperature below the freezing point of the water during the freezing process and above the freezing point during the defrosting process.
During the freezing process, which we take much longer than the defrosting process, the fan @ 66 can be turned off and the opening 67 can be closed by a flap, not shown. The air enclosed by the heat-insulated walls 61 and surrounding the ice cells 63 is then cooled by the refrigerant evaporating in the external evaporator 65 and flowing out through the vertical tube 6: 8 and below. kept at the freezing temperature of the water.
Instead, during the freezing process, all air whose temperature is below half the freezing point of the water can be used, for example air from an artificially cooled cellar used to store the finished Fiiisblocks or in winter from the open air, the room mentioned by means of Flaps switchable channels and the opening -67 are supplied and removed from it with the help of the fan 6ss.
In both cases, this air removes heat from the part of the ice cells 63 located above the external evaporator <B> 6.5 </B> and keeps it below the freezing temperature.
During the defrosting process, which lasts only a short time, the opening 67, just if through the aforementioned switchable channels, with the fan 66 'running, warm air, for example from a heated part of the building or in the summer from the open air; you can brush this air, in order to heat it, also the warm compression housing, the oil separator, the condenser or other heat-emitting parts of the compressor chiller that works with the cell battery.
Even during the defrosting process, however, the fan 66 could be switched off and the opening 67 closed by a flap, in wel chem case the air surrounding the ice cells 63 by the warm refrigerant condensing in the external evaporator 65 and in the pipe 68 also to a level above the freezing point of the water lying temperature would be heated. As shown in Figure 8 on one of the cells 63, electrical, heatable body 70 can also be attached to the outside of the cell walls, which during the defrosting process. Electricity can be charged.
All of these means allow the part of the ice cells 63 located above the external evaporator to be heated to a temperature above the freezing point of the water for the duration of the defrosting process.
Instead of. Via a special pipe 68, the external evaporator 65 can be connected to the suction line 26a via longitudinal channels in the deflecting rods 76.
With the external evaporator 65, pipes connected to the,, suction line 216a could also be connected to the outside with. the cell walls would be connected in a thermally conductive manner. Such pipes could for example run down the four edges of each cell and / or in the middle of each cell wall and be welded to the outside of the cell walls; they would then, to a certain extent, act themselves as additional external evaporators or as extensions of the external evaporator 65 extending upward.
In FIG. 8, an ice block is shown at the moment of removal, and also from the base plate 7 after it has been defrosted. It will fall down, the base plate 7 then springing back into the high position.
A block of ice falling down or the blocks 41 that are omitted from a cell battery after the defrosting process are, as shown in FIGS. 5 and 6, caught by a mobile receiving table and can be moved to a storage room. The shooting table in Fig. 5 and 6 has. a curve shape to deflect the vertically falling ice block in a horizontal position.
The table top 45 of the carriage 42; has for this purpose a guide surface which, after a short vertical introduction 47, has a parabolic shape 48 in vertical profile, in order finally to run horizontally in 49. A stop 50 is provided at the end of the table top 45. This table top is separated on the side by guide walls -16. Wheels 43, which roll on rails 44, allow the receiving table to be moved easily.
The receiving table has an 'adjusting lever 60a., Which works together with notches 60 in the battery rack (Fig. 6), so that the carriage -12, as shown in Fig. 5: iuid deflect the falling ice blocks 41 of a cell battery can.
Are, as in Fig. 6. Shown schematically, a row of cell batteries is provided in a Eiser7eu- gungsanlage, so the car 42 is assigned to these batteries together and a corresponding number of notches 6.0 in the battery rack to secure the position of the car 42 below the individual cell batteries.
In FIG. 12, too, an ice-making system consisting of several cell batteries is shown, which is arranged on a frame 69 at a distance from the floor. In this arrangement, too, a carriage 7'1 is arranged for all cell batteries in common, horizontally moveable below the row of cell batteries.
However, instead of the curved receiving table according to FIG. 5, this carriage has such a 71a, which is flat and horizontal and whose feet 69a serve as a vertical guide when raising and lowering the table 71a. In the high position of the receiving table 7111, these feet interact with the battery rack 69 in such a way that the carriage 71 is secured in position during the removal treatment.
Only in the lower position of the receiving table 71c is it possible through the cutouts 69b to move the carriage and thus also the receiving table 71a along the rails 69c horizontally.
In Fig. 12, with the same reference characters as indicated in Fig.l, a plurality of cell batteries are shown, with the refrigeration medium circuit, the water supply, and possibly air supply are also drawn. This figure shows a compressor 35, wel cher compressed refrigerant. in a capacitor 34 promotes. The condenser is equipped with a liquid collector 33, to which refrigerant inflow lines 25a on the one hand and 72 on the other hand connect.
As already described above, the refrigerant supply line 25a is used during the freezing process to supply refrigerant to the internal evaporator of the individual ice cells, a regulating valve 28 with a non-illustrated check valve being provided for each cell battery.
From the Verdichterdnickseite Lei lines lead to the solenoid valves 38, one of which is provided for each cell battery and which, as described above, can be operated electro-magnetically to supply warm cold medium to the internal evaporator during a defrosting process.
The suction side of the compressor 3'5 withdraws gaseous refrigerant from the individual cell batteries during the freezing process via the valves 27, 2! 7a, the line 26e and the liquid separator 26d common to the overall system.
During a defrosting process taking place in the batteries, liquefied refrigerant is fed through the lines 31, via the solenoid valves 72 ', 72b, 73'c and the collecting pipe 72, which are common to the batteries, to your liquid collector 33 connected to the condenser. These valves can be opened electromagnetically in a manner not shown when defrosting the individual batteries.
In larger systems, instead of the collector 33, a special liquid collector vessel 32 which comes into effect during the defrosting process can be provided, as outlined in FIG. 12a. When liquefied refrigerant is admitted, an adjustable non-return valve. 37 and a pipeline 3'6 divert an overpressure occurring in the collecting vessel 32 to the suction side of the compressor <B> 35 </B>. A valve 73 is also used in the arrangement of FIG. 12a a connection between the line 72 and the liquid collector 33 is possible.
7.1 with a common air pressure device for the system is referred to, wel che over a collecting line 75 and the connection pipes 14 blows air into the ice cells.
In all of the described embodiments of the device, instead of just one evaporator, several tubular internal evaporators, which are arranged parallel to one another and are distributed over the cross section of the cell, each with a coaxially arranged inlet tube therein, could protrude into each ice cell (FIGS. 9, 10 and 11).
The internal evaporators of each cell or a battery of cells can, as with reference to FIG. 8 and 12 for the internal evaporator of the cells: a battery described, parallel to each other via a common pipe on the one hand with the external evaporator of the cell or the battery to which this cell belongs, and on the other hand with one of these cells or batteries.
.be connected to the battery associated drain pipe for gaseous refrigerant, while their inlet pipes are conveniently connected parallel to each other to a common refrigerant inflow line, so that all internal evaporators of each cell are charged with refrigerant simultaneously and evenly.
The mode of operation of the ice-making system is as follows: a) Filling process It is assumed that the ice cell 1 has just been emptied by removing a finished block of ice 11, with the bottom plate 7 being pivoted out into position 7b. This removal process has been carried out a filling process that initiates the freezing process.
The bottom plate 7 pivots under the influence of its springs 9 and 12 in the high position and lies slightly, but leaky, on the cell flange ss, whereby the ice cell 1 is closed off at the bottom. In this elevated position, the contact between the power lines 3, 9 and 40 that was closed during the previous defrosting process is interrupted.
As a result, the solenoids of the closing valve 27a and the valve 38 are de-energized; the 'closing valve 27a is opened by its spring, the valve 38 is closed by his own, and the Rüekschlagv valve 28a opens under the pressure of the liquid cold means in the supply line 25, c ,. This will initiate the freezing process.
Liquid refrigerant then flows from the inflow line 25a via the inlet pipe 25 to close to the bottom of the internal evaporator 24 and evaporates in this while absorbing heat from the ice cell 1.
The resulting refrigerant vapor flows over the leg 2'6a of the pipe 26, the throttle valve <B> 2 </B> 7, the open closing valve 27a and the pipeline <B> 26e, </B> to the suction side of the refrigerant v writer. This ICKtemitteldampf also entrains unevaporated refrigerant in the form of droplets, some of which are reflected in the pipe leg 216a, flow through the pipe leg 2'6b into the external evaporator 3 and evaporate therein.
The refrigerant evaporated in the external evaporator 3 returns via the pipe leg 2! 6b into the pipe leg 26a, from where it now also reaches the suction side of the compressor via the valves 2; 7 and 27a and the pipe 26c.
In the meantime, a limited amount of water that was found during the previous freezing and defrosting process in the common inflow pipe 1,6 and the distributor pipe <B> 15, </B> has entered the cell via the connecting pipe 13 so that it the top of the bottom plate 7 wetted and the leaky joint between tween this and the cell flange 6 fills. As a result of the evaporation of the refrigerant in the external evaporator 3: the cell flange 6 is cooled to such an extent that: the water in the joint mentioned freezes, seals it and holds the base plate 7 on the cell flange 6.
When the supply pipe 1'6 is emptied, the float valve 17 opening, the contact 22 controlled by this valve is closed, and thus. The circuit for the electromagnetically controlled water valve 1-9 is closed at one point.
This circuit is only closed when a second contact in the thermostat 21, as mentioned before, is closed. The circuit is then closed by the power source 4 via the thermostat 21, the contact 22, the solenoid arranged above the water valve 1! 9 and the power line 20a and the water valve 19 is kept open until the contact 22 has reached the filling level for the Cell 1 is automatically opened again. This ensures that all cells of a battery are automatically filled at the same water level.
The ice cells are filled slowly via the connection pipe 13 in the base plate 7. Simultaneously with the water filling, air can also be transferred via the common air pressure device (74, Fig. 12) during the filling process, and also later Connection pipe 14 of each cell can be inserted in order to effectively vent the water if clear ice is to be collected.
b) Freezing process The freezing process already started with the filling, as mentioned, is continued until the ice block -11 is completely formed. The ice formation is mainly caused by the internal evaporator 21, which when the regulating valve 28 or Check valve 2Sa via the refrigerant supply line 25a. with the cold liquefied refrigerant, for example ammonia, is charged.
The external evaporator 33 also participates to a lesser extent in the formation of ice, since heat flows to it from the cell contents via the heat-conducting cell walls 2 and is used to vaporize the liquid refrigerant that has entered the external evaporator.
The amount of heat flowing from the cell contents to the external evaporator 3 depends, among other things, on how large the part of the ice cell 1 surrounded by the external evaporator 3 is, and may only be so large that the bottom plate 7. On the cell flange 6 does not freeze on becomes. According to this requirement, the external evaporator 3 can be dimensioned so that it extends upwards over a smaller or larger part of the length of the ice cell 1 or, if necessary, over its entire length from the cell flange 6.
In the embodiment according to FIGS. 7 and 8 and their explained variants, the air also carries the part lying above the external evaporator 6.5. the ice cells 6 .; surrounds or flows around, to dissipate heat from the ice cells and thus to freeze the cell contents.
The ice formation happens. in particularly effective mass due to the growing ice zones that form around the internal evaporator 2-1. The ice finally fills almost the entire ice cell room, whereby it stretches me in a familiar way. This streekwaehs- ttim is not directed downwards for the time being.
here, where the internal evaporator 24 does not extend all the way to the base plate 7, and where the external evaporator 3 arranged close to the cell floor does not yet cause the lower part of the Eisbloek to freeze completely. only at the end of the freezing process will zone 41cr. frozen. Only then, at the very end of the Eisbloekbiltltin-, the ice block 41 will also expand downwards.
This stretching growth initiates the defrosting process after the base plate 7 that was previously frozen to the cell flange 6 was torn open.
c) Defrosting process The stretching of the ice downward closes the contact between the power lines 39 and 40, and thus a current flow from the power source -1 via the solenoid valves 27a and 38 connected in parallel by means of the power lines 39o, 40b in such a way that the Valve 2: 7a closed - and valve 3'8 is opened.
Instead of the cold, liquefied refrigerant flowing from the right via the refrigerant supply line 2'5a into the inlet pipe 2.5, warm gaseous refrigerant coming from the pressure side of the compressor now flows through the now open valve 3.8 from the left via the refrigerant supply line 25a into the same inlet tube 25 and further into the internal evaporator 24.
This warm refrigerant flows through the internal evaporator 24 - giving off heat to the evaporator walls; The warm refrigerant is passed into the external evaporator 3 via the pipe 26. From here, the liquefied refrigerant passes through the drain pipe 31 and a valve that is open during the defrosting process and releases the drain pipe 31 (for example 72a, FIG. 121) into a liquid collector. In FIG. 12, this collector 33 is installed under the condenser 34; in Fig. 12a it is a special collecting vessel 32.
In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, relays (not shown) are automatically actuated at the same time as the valves are reversed to heat the walls of the refrigerant evaporator 3 and 24, which induce the supply of warm air to the opening 67, causing the ventilator 66 to start and, if necessary, switch on the heating element 70 in order to heat the walls of the ice cells 63 from the outside.
After the ice block 41 has been thawed by the internal evaporator and the cell walls 2, the ice block slides downward under its force of gravity. In the embodiments according to FIGS. 1 to 8, each ice block leaves its ice cell by itself as soon as it is defrosted, and therefore does not continue to thaw if the battery in question remains switched to defrosting until all of the blocks frozen in it are defrosted. d) Removal process In the embodiment according to FIG. 12, the ice blocks are removed by means of a mobile cart 71, as in this figure for the front ice cell battery. shown.
The shooting table 71a. has been raised so far that the thawed ice blocks -41 settle on it without initially. to leave their cells entirely. Only when all the blocks of the battery have defrosted is the table 71.u lowered in the vertical guide 69a and finally moved away with the block ice group along the rails <B> 69e </B> ..
The elongated hole that remains inside the ice block, which comes from the internal evaporator, can be refilled immediately upon removal. The undercooling of the ice block generated is sufficient. in all cases, to allow the relatively small additional amount of liquid to freeze out without a special post-freezing process, that is, without the block itself thawing.
It may be advantageous to use the internal evaporator, which, as described above, is switched to the freezing process as soon as the ice block is removed from the cell, as a pre-cooled guide rod for the water to be refilled into the elongated hole immediately below the bar.
The system described is used not only for the production of ice blocks, but also for the production of blocks by freezing liquids other than water.
The battery-wise control of the ice production in a larger system is done ph @: t- senversehoben in such a way that only one cell battery is in the defrosting or removal process. It then supports the refrigerant liquefaction, ie acts as an auxiliary condenser for the system and ensures that a condenser of relatively small dimensions can also be used in such larger systems.
9, 10 and 11 show in cross section three embodiments of a block of ice, which were produced according to the inventive method with the aid of one variant of the described embodiments of the device enclosed. 9 shows a block of ice, which is in an ice cell, not shown, of square cross section with
five internal evaporators distributed symmetrically over the cell cross-section was generated, FIG. 10 an ice block produced in an ice cell, also not shown, of rectangular cross-section with six internal evaporators regularly distributed in zigzag over the cell cross-section, and FIG. 11 an ice block, which is also not shown in an ice cell with three in the cross-section of the ice cell according to a Equilateral triangle angeord designated internal evaporators was generated, where in the cross section of the cell walls partly parallel to the sides of this triangle, partly after coaxial circular arcs with the internal evaporators.
To create these three embodiments of the ice block, ice cells were used, the walls of which were kept during the freezing process at a temperature below half the freezing point of the water but above the temperature of the internal evaporator, namely by having a surrounding the cell walls The external evaporator was only charged with refrigerant emerging from the internal evaporator. In addition, the part of the freezer cell located above this external evaporator can be cooled with the aid of cold air, as with reference to FIGS. 8 explained.
In the FRg. 9, 101 and 11, A denotes the outer surface of the ice block, which corresponds to the inner surface of the cell walls. F denotes the areas with which the ice block formed during the freezing process in the ice cell touched the jacket surfaces of the internal evaporator, wel che surfaces when removing the ice block from the cell, the walls of the above-mentioned, left behind by the internal evaporator and now represented elongated holes eliminated by filling and freezing of water.
The formation of ice in the ice cell takes place in such a way that layers of ice of gradually increasing thickness form on each interior evaporator and on the inside of the cell walls. The thickness of the cylindrical ice layer formed on each interior evaporator increases more rapidly than the thickness of the ice layers formed on the cell walls because the surface temperature of the interior evaporator is lower than that of the cell walls.
This temperature difference as well as the fact that the surface of the ice layers formed on the internal evaporators increases as they grow thicker is important for the structure of the ice in the individual ice lines, while the surface of the ice layers formed on the cell walls increases diminishes. In FIGS. 9 to 11, the lines F indicate the position of the surfaces of the individual ice layers at certain points in time, namely in part of FIG. 9 at regular time intervals.
In these parts of Fig. 9 is the slower growth of the ice layer formed on the cell walls. recognizable by the smaller distance between the lines E.
At the points at which the layer of ice formed on one internal evaporator during its growth onto the layer of ice formed on another internal evaporator or on a cell wall. kick, hear. the formation of ice because there is no more water between these layers of ice. The two layers of ice that meet each other freeze to one another without merging into one piece, as is the case when water freezes onto an ice surface. The places at which two layers of ice are frozen to one another in this way, form areas S along which the ice block has little strength. and falls apart when broken or thawed.
These areas can thus be clearly identified in the finished block.
The ice block, shown in cross section in FIG. 9, of square cross section, has an outer part B, which is bounded by the entire outer surface r1 of the block and encloses the remaining five parts <I> C, D </I> of the block . This part B consists of the layer of ice formed on the walls - the ice cell - when the block freezes. the remaining parts of the block, however, consist of the ice layers formed on the internal evaporators and the ice formed in the elongated holes left by the internal evaporators.
Since all internal evaporators have the same temperature during the freezing process, the initially cylin drical layers of ice formed on them meet as they grow at Stel sources that are equally spaced from two internal evaporators, that is. in planes which are perpendicular to the connecting planes of the axes of these internal evaporators and halve the distances between these axes. In this way, part C of the ice block was created around the middle Innenver steamer, which has a square cross-section and is frozen with its four flat outer surfaces on each of a flat outer surface of the four parts D of the ice block.
These parts consist of the layers of ice generated by the four remaining internal evaporators. and are in turn frozen with two flat lateral surfaces each on the two adjacent parts D and with another lateral surface on the outer part B.
The Eisbloek shown in cross-section in Fig. 10 of rectangular cross-section has an outer part II which is bounded by the entire surface area A of the block, which part II consists of the layers of ice produced on the walls of a corresponding ice cell. and six inner parts K encloses. Each of these consists of the layer of ice that has been produced remotely on one of six internal evaporators that are regularly arranged in a zigzag.
Of the six parts K, each of the two outermost parts is frozen to one of the two second outermost and one of the two middle ones, each with a flat surface. Each of the two second outermost parts K is also frozen with a flat lateral surface on each of the two middle parts, that is to say on three of the parts K in total. The two middle parts K are frozen to one another in the same way, to the two second outermost parts K and to one of the outermost parts K, that is to say to a total of four of the parts K each. In addition, all six parts K are frozen to the outer part H with the rest of their lateral surfaces.
Finally, the ice block shown in cross section in FIG. 11 has a cross section bounded on the outside by a section of three straight lines forming an equilateral triangle and by three circles tangent to these straight lines. It consists of an outer part L, the three equal inner parts: 1I surrounds &. These are each frozen with a flat surface on the other two parts 11I and with another crooked surface on the outer part L.