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Gefrierzelle mit schwenkbarer Bodenklappe Gegenstand der Erfindung ist eine Gefrierzelle mit aufrechtem Mantel von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt und mit die Zelle unten abschliessender, zur Entnahme des in der Zelle gefrorenen Gutes nach unten um eine waagrechte, zur einen Zellenmantelwand parallele Achse wegschwenkbarer Bodenklappe.
Bei gewissen Betriebsverfahren für Gefrierzellen - ein solches ist in der Schweizer Patentschrift Nr. 320514 beschrieben - ist es von Vorteil, wenn die Bodenklappe zum dichten Abschliessen der Ge- frierzelle ringsum an den Zellenmantel angefroren werden kann; das Lösen der Bodenklappe vom Zellenmantel nach dem Gefrieren des Zelleninhaltes kann durch Abtauen mittels vorübergehender Erwärmung des Zellenmantels oder durch gewaltsames Abreissen unter Ausnützung des Längenzuwachses des gefrierenden Zelleninhaltes geschehen und bietet keine Schwierigkeiten.
Dagegen neigt der Zelleninhalt zum Anfrieren in der Mitte der Oberseite der Bodenklappe, wodurch das Austreten des gefrorenen Gutes nach unten verhindert wird, indem sich die Bodenklappe entweder nicht oder nur unter Herausbrechen eines an ihrer Oberseite angefrorenen Klumpens öffnet, wobei dieser Klumpen seinerseits den gefrorenen Block am Hinweggleiten über die Klappe hindert. Für den automatischen Betrieb einer Gefrieranlage ist es aber wichtig, dass sich die Bodenklappe jeder Gefrierzelle jeweils von selbst öffnet, sobald der gefrorene Zelleninhalt von den Mantelwänden abgetaut worden ist.
Es ist schon versucht worden, das Anfrieren des Zelleninhaltes an der Bodenklappe zu verhindern, indem deren Oberseite mit einem Anstrich von Skiwachs, Skilack, Kunstharzlack oder dergleichen versehen wurde; aber schon durch den Ausgang weniger gefrorener Blöcke aus der Zelle wurde dieser An- strich weggescheuert. Gemäss einem andern Vorschlag soll die Bodenklappe jeweils zum Abtauen-vom gefrorenen Zelleninhalt von aussen mit warmem Wasser bespritzt werden; das ist umständlich und kostspielig.
Diese Nachteile sind bei der erfindungsgemässen Gefrierzelle dadurch vermieden, dass die Oberseite der Bodenklappe einen bei geschlossener Klappe ringsum am Zellenmantel anliegenden und nach innen mindestens über die quer zur Schwenkachse der Bodenklappe stehenden Wände des Zellenmantels hinausragenden höheren und einen von diesem umschlossenen, eine nichtanfrierende Oberfläche aufweisenden niedrigeren Teil aufweist.
Bei geschlossener Bodenklappe kann dann der höhere Teil der Klappenoberseite ringsum dicht am Zellenmantel angefroren werden. - Beim Gefrieren des Zelleninhaltes bindet sich letzterer nicht an den vom höheren Teil umschlossenen Teil der Klappen- oberseite und hindert somit -das Öffnen der Klappe nicht.
Der vom gefrorenen Zelleninhalt gebildete Block trifft dann mit den Enden seiner zur Schwenkachse der Klappe parallelen Kante auf die beiden Partien des höheren Teils der Klappenoberseite, welche über die beiden quer zur Schwenkachse der Klappe stehenden Wände des Zellenmantels hinaus nach innen ragen, so dass der gefrorene Block mit dem niedrigeren Teil der Klappenoberseite überhaupt nicht in Berührung kommt und dessen nichtanfrierende Oberfläche scheuern kann.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. .
Fig. 1 zeigt das untere Ende einer Gefrierzelle mit Bodenklappe im Vertikalschnitt, und Fig. 2 ist eine Ansicht der Bodenklappe von oben, ohne Schwenkachse. ,
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Der Gefrierraum 1 besitzt .quadratischen Querschnitt und erweitert sich nach unten ein wenig. Er ist durch einen aufrechten Blechmantel mit vier ebenen Wänden 2, 3, 4 und 5 begrenzt.
An seinem untern Ende ist der Mantel 2-5 ringsum von einem Kältemittel-Verdampfungsraum 6 umgeben, der aussen von einem zweiten Mantel 7 begrenzt wird, welcher am unteren Ende der Mantelwände 2-5 angeschweisst ist. Rings um die Mantelwände 2-5, zwischen diesen und dem zweiten Mantel 7;
sind am oberen Ende dieses letzteren die untern Enden rinnenförmiger Bleche 8 eingeschweisst, die sich längs den Mantelwänden 2-5 nach oben erstrecken, mit ihren Längsrändern 8' an ihnen angeschweisst sind .und mit diesen Mantelwänden eine Reihe von Verdampferkanälen 9 begrenzen, die vom Verdampfungsraum 6 nach oben laufen und an ihren obern Enden an einem nicht dargestellten Sammler für Kältemitteldampf angeschlossen sind.
In den vom Verdampfungsraum 6 und den Kanälen 9 gebildeten Raum mündet ferner eine nicht dargestellte Zuleitung für flüssiges Kältemittel oder nassen Kältemitteldampf; ferner geht vom Ver- dampfungsraum 6 eine Ableitung für flüssiges Kältemittel nach unten; auch diese ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Unten am Gefrierzellenmantel sitzt an nicht dargestellten Armen parallel zur einen Mantelwand 2 eine waagrechte Achse 10. Auf dieser ist eine Bodenklappe 11 schwenkbar gelagert, die durch nicht dargestellte Mittel, z.- B. Federn oder ein Gegengewicht, so gegen den Zellenmantel 2-5 gedrückt wird, dass sie den Gefrierraum 1 der Gefrierzelle unten abschliesst. Die Oberseite der Bodenklappe weist einen höheren äusseren Teil 12 auf, der bei geschlossener Klappe ringsum am Zellenmantel anliegt.
Dieser höhere Teil ragt nach innen über die vier Wände 2-5 des Zellenmantels hinaus, gemäss einer Variante braucht er auch nur die beiden Zellenmantelwände 3 und 5, die im rechten Winkel zur Schwenkachse 10 der Bodenklappe stehen, nach innen zu überragen.
Die Oberfläche 13 des vom erwähnten höheren Teil 12 umschlossenen, eine Vertiefung 15 bildenden niedrigeren Teils der Innenseite der Bodenklappe 11 wird von einer Hartgummiplatte 14 gebildet, die in die Vertiefung 15 des aus Metall, z. B. Aluminium, gegossenen Körpers der Bodenklappe 11 eingelassen und an diesem durch ein Bindemittel befestigt ist. Die Tiefe der Vertiefung 15 ist grösser als die Dicke der Hartgummiplatte 14, so dass die Oberfläche 13 der letzteren unterhalb derjenigen .des erhöhten Teils 12 der Plattenoberseite liegt.
Beim Betrieb der dargestellten Gefrierzelle wird die Bodenklappe 11 mit zu gefrierender Flüssigkeit benetzt und gleichzeitig der Zellenmantel durch Verdampfen flüssigen Kältemittels im Verdampfungs- raum 6 und in den Verdampferkanälen 9 stark gekühlt. Die Bodenklappe 11 friert dann mit dem erhöhten Teil 12 ihrer Oberseite unten am Zellenmantel 2-5 dicht und fest an. Der Gefrierraum 1 kann dann mit .der zu gefrierenden Flüssigkeit, z. B. Wasser, gefüllt werden. Durch weiteres Verdampfen von Kältemittel in den Räumen 6 und 9 wird .dann diese Flüssigkeit im Gefrierraum 1 zu einem Block, z. B. einem Eisblock, gefroren.
Dabei gefriert dieser Block wohl an den Zellenmantelwänden 2-5, nicht aber an der Hartgummioberfläche des niedrigeren Teils der Klappenoberseite an. Zuletzt gefriert die Flüssigkeit in der Nähe der Bodenklappe 11, wobei sie diese Klappe durch Ausdehnung nach unten vom Zellenmantel, an dem die Klappe angefroren ist, losreisst.
Hierauf wird in den Verdampfungsräumen 6 und 9 das kalte verdampfende Kältemittel durch warmes gasförmiges ersetzt. Dieses erwärmt die Zellenmantelwände 2-5 so weit, dass der gefrorene Zelleninhalt von ihnen abtaut und mit seinem vollen Gewicht auf der Bodenklappe 11 lastet. Da auch diese nirgends mehr angefroren ist, wird sie vom gefrorenen Block entgegen der Kraft, die sie zu schliessen bestrebt ist, um die Achse 10 beiseite geschwenkt.
Wie in Fig. 1 für zwei Stellungen strichpunktiert gezeigt, berührt dann der gefrorene Block 16 die Oberseite der Klappe 11 nur mit seiner zur Achse 10 parallelen Kante 17 an den nach innen über die Wände 3 und 5 vorstehenden Partien 12' und 12" des erhöhten Teils 12 und scheuert nicht an der Hartgummiplatte 14.
Der aus der Gefrierzelle ausfallende gefrorene Block wird dann von einem nicht gezeichneten Mittel, z. B. einem Wagen mit senkbarer Plattform oder einer Rutsche, aufgenommen und aus dem Bereich der Zelle weggebracht.
Statt der Hartgummiplatte 14 könnte in der Vertiefung 15 der Bodenklappe auch eine Schicht von Skiwachs, Skilack oder einem andern nicht anfrierenden Material vorgesehen sein. Die Platte könnte auch aus Polytetrafluoräthylen (bekannt unter dem eingetragenen Warenzeichen Teflon ) oder Chloro- prenkautschuk (bekannt unter dem eingetragenen Warenzeichen Neopren ) bestehen.
Wie in der erwähnten Patentschrift erläutert, könnte die Bodenklappe 11 mit ihrer Achse 10 in vertikal verschiebbar geführten Lagerblöcken schwenkbar gelagert sein, wobei Mittel vorgesehen sind, die sowohl die Schwenkung der Bodenklappe gegen den Zellenmantel als auch das Heben der Lagerblöcke und somit eine Verschiebung der Bodenplatte parallel zu sich selbst gegen den Zellenmantel bewirken. Die Klappe wird dann vom gefrierenden Zelleninhalt auch parallel zu sich selbst nach unten gedrückt, wobei die Kräfte, die sie vom Zellenmantel abreissen, gleichmässig auf ihrem ganzen Umfang wirken.
Die Gefrierzelle könnte zusätzlich auch mit einem oder mehreren von oben in den Gefrierraum hineinragenden rohrförmigen Verdampfern ausgestattet sein.
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Freezing cell with pivotable bottom flap The subject of the invention is a freezing cell with an upright jacket of rectangular or square cross-section and with a bottom flap that closes the cell at the bottom and can be pivoted downward about a horizontal axis parallel to a cell jacket wall to remove the frozen goods in the cell.
With certain operating methods for freezing cells - one of which is described in Swiss Patent No. 320514 - it is advantageous if the bottom flap can be frozen to the cell jacket all around to seal the freezer cell tightly; the detachment of the bottom flap from the cell jacket after the cell contents have frozen can be done by defrosting by temporarily heating the cell jacket or by forcibly tearing it off using the increase in length of the freezing cell contents and does not present any difficulties.
On the other hand, the cell contents tend to freeze on in the middle of the top of the bottom flap, which prevents the frozen goods from escaping downwards, in that the bottom flap either does not open or opens only by breaking out a lump that is frozen on its top, this lump in turn forming the frozen block prevents it from sliding over the flap. For the automatic operation of a freezing system, however, it is important that the bottom flap of each freezer cell opens by itself as soon as the frozen cell contents have been defrosted from the jacket walls.
Attempts have already been made to prevent the cell contents from freezing to the bottom flap by applying a coat of ski wax, ski lacquer, synthetic resin lacquer or the like to the top of the flap; but just by the exit of less frozen blocks from the cell this paint was scraped away. According to another proposal, the bottom flap should be sprayed with warm water from the outside in order to defrost the frozen cell contents; this is cumbersome and expensive.
These disadvantages are avoided in the freezer cell according to the invention in that the top of the bottom flap has a higher surface that rests all around the cell jacket when the flap is closed and protrudes inwards at least beyond the walls of the cell jacket that are transverse to the pivot axis of the bottom flap and that is enclosed by this and does not freeze has lower part.
When the bottom flap is closed, the higher part of the top of the flap can then be frozen all around close to the cell jacket. - When the cell contents freeze, the latter does not bind to the part of the top of the valve enclosed by the higher part and thus does not prevent the valve from opening.
The block formed by the frozen cell contents then meets with the ends of its edge parallel to the pivot axis of the flap on the two parts of the higher part of the flap top, which protrude inward beyond the two walls of the cell jacket that are transverse to the pivot axis of the flap, so that the frozen The block does not come into contact with the lower part of the top of the valve at all and can chafe its non-freezing surface.
In the drawing, for example, an embodiment of the invention is shown. .
FIG. 1 shows the lower end of a freezer cell with a bottom flap in vertical section, and FIG. 2 is a view of the bottom flap from above, without a pivot axis. ,
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The freezer compartment 1 has a square cross-section and widens a little towards the bottom. It is limited by an upright sheet metal jacket with four flat walls 2, 3, 4 and 5.
At its lower end, the jacket 2-5 is surrounded all around by a refrigerant evaporation space 6 which is delimited on the outside by a second jacket 7 which is welded to the lower end of the jacket walls 2-5. Around the jacket walls 2-5, between these and the second jacket 7;
are welded at the upper end of the latter, the lower ends of channel-shaped sheets 8, which extend along the jacket walls 2-5 upwards, with their longitudinal edges 8 'are welded to them. And with these jacket walls a series of evaporator channels 9 delimit the evaporation chamber 6 run upwards and are connected at their upper ends to a collector (not shown) for refrigerant vapor.
A feed line (not shown) for liquid refrigerant or wet refrigerant vapor also opens into the space formed by the evaporation space 6 and the channels 9; Furthermore, a discharge line for liquid refrigerant goes down from the evaporation chamber 6; this is also not shown in the drawing.
At the bottom of the freezing cell jacket sits on arms (not shown) parallel to a jacket wall 2, a horizontal axis 10. A bottom flap 11 is pivotably mounted on this, which by means not shown, e.g. springs or a counterweight, against the cell jacket 2-5 is pressed so that it closes the freezer compartment 1 of the freezer cell at the bottom. The top of the bottom flap has a higher outer part 12 which, when the flap is closed, rests all around the cell jacket.
This higher part protrudes inward beyond the four walls 2-5 of the cell jacket; according to a variant, it only needs to protrude inwardly beyond the two cell jacket walls 3 and 5, which are at right angles to the pivot axis 10 of the bottom flap.
The surface 13 of the above-mentioned higher part 12 enclosed, a recess 15 forming the lower part of the inside of the bottom flap 11 is formed by a hard rubber plate 14 which is in the recess 15 of the metal, for. B. aluminum, cast body of the bottom flap 11 and is attached to this by a binder. The depth of the recess 15 is greater than the thickness of the hard rubber plate 14, so that the surface 13 of the latter lies below that of the raised part 12 of the plate top.
During operation of the freezer cell shown, the bottom flap 11 is wetted with the liquid to be frozen and, at the same time, the cell jacket is strongly cooled by the evaporation of liquid refrigerant in the evaporation space 6 and in the evaporation channels 9. The bottom flap 11 then freezes tightly and firmly with the raised part 12 of its upper side to the bottom of the cell jacket 2-5. The freezer compartment 1 can then with .the liquid to be frozen, z. B. water, are filled. Further evaporation of refrigerant in rooms 6 and 9 then turns this liquid into a block in the freezer room 1, e.g. B. a block of ice, frozen.
This block will freeze on the cell jacket walls 2-5, but not on the hard rubber surface of the lower part of the top of the flap. Finally, the liquid freezes in the vicinity of the bottom flap 11, tearing this flap away from the cell jacket on which the flap is frozen by expanding downward.
The cold evaporating refrigerant is then replaced by warm gaseous refrigerant in the evaporation chambers 6 and 9. This heats the cell jacket walls 2-5 to such an extent that the frozen cell content thaws from them and rests on the bottom flap 11 with its full weight. Since this is no longer frozen on either, it is swiveled aside about the axis 10 by the frozen block against the force which it tries to close.
As shown in phantom in Fig. 1 for two positions, the frozen block 16 then touches the top of the flap 11 only with its edge 17 parallel to the axis 10 at the inwardly projecting over the walls 3 and 5 parts 12 'and 12 "of the raised Part 12 and does not rub against the hard rubber plate 14.
The frozen block falling out of the freezing cell is then removed by a means not shown, e.g. B. a cart with a lowerable platform or a slide, added and removed from the area of the cell.
Instead of the hard rubber plate 14, a layer of ski wax, ski lacquer or some other non-freezing material could also be provided in the recess 15 of the bottom flap. The plate could also consist of polytetrafluoroethylene (known under the registered trademark Teflon) or chloroprene rubber (known under the registered trademark neoprene).
As explained in the mentioned patent, the bottom flap 11 could be pivotably mounted with its axis 10 in vertically displaceable bearing blocks, with means being provided which both pivot the bottom flap against the cell jacket and lift the bearing blocks and thus shift the base plate effect parallel to itself against the cell jacket. The flap is then pressed down by the freezing cell contents, parallel to itself, whereby the forces that tear it away from the cell jacket act evenly over its entire circumference.
The freezing cell could additionally also be equipped with one or more tubular evaporators projecting into the freezing space from above.