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Die
Erfindung geht aus von einer Eismaschine nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Mit
derartigen Eismaschinen wird Eis aus Wasser und anderen Flüssigkeiten
für die
Herstellung, Frischhaltung, Lagerung oder Kühlung von Lebensmitteln hergestellt.
Besondere Einsatzgebiete sind Fleisch und Fisch. Je nach Ausgestaltung
der Maschine können
die Eisstücke
unterschiedliche Größe aufweisen.
Man unterscheidet hierbei beispielsweise Scherbeneis, Brucheis,
Flockeneis, gecrushtes Eis oder Eisschnee.
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Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 100 17 723 A1 sind Eismaschinen
mit einer durch Kältemittel
gekühlten
Verdampferwalze bekannt. Die Verdampferwalze wird durch einen Antrieb um
ihre Achse rotiert. Dabei taucht sie mit ihrem Mantel teilweise
in die in einer Verdampferwanne befindliche, zu gefrierende Flüssigkeit
ein. Beim Drehen der Verdampferwalze gefriert die von der Mantelfläche mitgenommene
Flüssigkeit
fest. Die dabei entstehende Eisschicht wird vor dem erneuten Eintauchen
in die Flüssigkeit
durch eine an der Walze vorgesehene Ablösevorrichtung, beispielsweise
einem Schaber, von der Mantelfläche
der Verdampferwalze abgelöst.
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Darüber hinaus
sind aus dem Stand der Technik der
DE 41 01 923 C2 und der
DE 197 07 635 A1 Eismaschinen
vom Schabschneckentyp bekannt. Diese Eismaschinen bestehen aus einem
feststehenden zylindrischen Verdampfergehäuse, welches ebenfalls durch
Kältemittel
gekühlt
wird, und einer drehbar in dem Verdampfergehäuse angeordneten Schabschnecke,
welche nach Art einer archimedischen Schraube ausgebildet ist. Beim
Rotieren der Schraube werden die sich an der Oberfläche des
Verdampfers gebildeten Eiskristalle abgelöst und aus dem Verdampfer heraustransportiert.
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Die
Verdampfer werden durch Kältemittel
gekühlt,
welches unter der Oberfläche
des Verdampfers in geeigneten Kanälen geleitet wird. Das Kältemittel wird
durch einen Kältekompressor
oder eine Verflüssigungseinrichtung
auf die notwendige Temperatur gebracht, verflüssigt und über einen Kältekreislauf dem Verdampfer
zugeführt
und von diesem wieder abgeleitet. Der Antrieb des Kältekompressors
oder der Verflüssigungseinrichtung
kann durch einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor oder eine
andere geeignete Art eines Motors erfolgen. Treten im Kältekreislauf,
im Kältekompressor
oder in der Verflüssigungseinrichtung
Defekte auf, so kann dies bei Aufrechterhaltung des Betriebs zu
einer Beschädigung des
Kältekompressors
oder der Verflüssigungseinrichtung
führen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Eismaschine anzugeben, bei
der im Falle von Defekten im Kältekreislauf
der Kältekompressor
oder die Verflüssigungseinrichtung
nicht weiter angetrieben wird.
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Die Erfindung
und ihre Vorteile
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Die
erfindungsgemäße Eismaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Druckwächter zur Überwachung
des Drucks im Kältekreislauf
vorgesehen ist. Bei Über-
oder Unterschreiten vorgegebener Grenzen des Drucks des Kältemittels
im Kältekreislauf
wird entweder durch eine Vorrichtung der Antrieb der Verflüssigungseinrichtung
abgeschaltet oder es wird eine Kupplung betätigt, die den Antrieb von der
Verflüssigungseinrichtung
entkoppelt. Dadurch werden Defekte der Verflüssigungseinrichtung oder Defekte
im Kältekreislauf ohne
menschliches Zutun festgestellt und der Betrieb der Verflüssigungseinrichtung
wird nicht weiter aufrechterhalten. Dadurch kann eine Beschädigung der Verflüssigungseinrichtung,
des Antriebs oder des Kältekreislaufs
verhindert werden.
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Die
Verflüssigungseinrichtung
besteht im wesentlichen aus einem Verdichter, einem Verflüssiger und
einem Expansionsventil. Das Kältemittel
wird in der Verflüssigungseinrichtung
auf eine vorgegebene Temperatur abgekühlt, bei der es in der Regel
flüssig
ist. Aufgrund des in dem Kältekreislauf
zwischen dem Verdichter und der Verdampferwalze herrschenden Drucks
wird das Kältemittel
zur Verdampferwalze geleitet. Dieser Teil des Kältekreislaufs wird auch als
Druckseite des Verdichters bezeichnet. Hat das Kältemittel die Verdampferwalze
passiert, so wird es erneut dem Verdichter der Verflüssigungseinrichtung zugeführt. In
diesem Teil des Kältekreislaufs
herrscht ein geringerer Druck, der dafür sorgt, dass das Kältemittel
zurück
zum Verdichter geleitet wird. Dieser Teil des Kältekreislaufs wird daher als
Saugseite des Verdichters bezeichnet. Derartige Verflüssigungseinrichtungen
für Kältemittel
werden auch als Kältekompressoren
bezeichnet. Die beiden Begriffe werden hier synonym verwendet.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Verflüssigungseinrichtung
durch einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor,
angetrieben. Dabei ist der Druckwächter an der Kraftstoffzuleitung
zum Motor angeordnet. Bei einem Über-
oder Unterschreiten der vorgegebenen Grenzen des Drucks des Kältemittels
sorgt der Druckwächter
dafür,
dass die Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffzuleitung unterbunden
wird. Hierzu ist der Druckwächter
mit einem Absperrorgan für
die Kraftstoffzuleitung ausgestattet.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt
es sich bei dem Absperrorgan um einen mit einer Feder beaufschlagten
Kolben, der an seinem Mantel eine Nut aufweist. Der Kolben ist in
einem Absperrkörpergehäuse des
Absperrorgans in axialer Richtung in Verlängerung der Steuerleitung angeordnet.
Verändert
sich der Druck in der Steuerleitung, so wirkt auf den Kolben und
damit auf die Feder eine Kraft. Treten keine Defekte auf, so befindet
sich der Kolben im Absperrkörpergehäuse in einer
Position, in der der Kraftstoff durch eine Einlassöffnung im
Absperrkörpergehäuse einströmen und
durch die Nut des Kolbens zur Auslassöffnung geleitet werden kann.
Die Kraftstoffzufuhr zum Antrieb der Verflüssigungseinrichtung wird somit
aufrechterhalten. Ändert
sich dagegen der Druck in der Steuerleitung, so erfährt der
Kolben eine größere oder
kleinere Kraft als bei Normalbetrieb. Dies führt dazu, dass sich der Kolben
im Absperrkörpergehäuse verschiebt.
Dabei wird entweder die Feder weiter zusammengedrückt oder
entspannt. Mit dem Kolben verschiebt sich auch die Nut. Verschiebt
sich diese soweit, dass sie nicht mehr auf gleicher Höhe wie die Einlassöffnung für den Kraftstoff
in das Absperrkörpergehäuse ist,
so wird die Kraftstoffzufuhr unterbunden. Sobald der Verbrennungsmotor
keinen Kraftstoff mehr erhält,
kann der Verbrennungsvorgang nicht aufrechterhalten werden. Der
Motor steht still. Damit wird auch die Verflüssigungseinrichtung nicht weiter
angetrieben.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein
gemeinsamer Antrieb für die
Verflüssigungseinrichtung
und zum Ablösen
der gefrorenen Flüssigkeit
von dem Verdampfer vorgesehen. So können beispielsweise Eismaschinen
auf einem Schiff durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden. Über eine
Kupplung und Keilriemen treibt der Verbrennungsmotor die Verflüssigungseinrichtung
für das
Kältemittel
und die Verdampferwalze beziehungsweise die Schabschnecke an. Beim
Starten des Verbrennungsmotors ist die Kupplung ausgekuppelt. Erst
bei Lastbetrieb wird eingekuppelt und die Verflüssigungseinrichtung sowie der
Verdampfer beziehungsweise die Schabschnecke über Riemen angetrieben. Derartige
Eismaschinen haben den Vorteil, dass sie überall dort eingesetzt werden
können, wo
keine oder nur eine unzureichende Stromversorgung vorhanden ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den
Ansprüchen,
der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Zeichnung
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 Fließbild einer Eismaschine,
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2 Druckwächter im Querschnitt bei aufrechterhaltener
Kraftstoffzufuhr,
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3 Druckwächter gemäß 2 bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist das Fließbild einer
Eismaschine dargestellt. Eine Verdampferwalze 1 ist mit
Kältemittelkanälen 2 ausgestattet.
Das Kältemittel
wird durch eine Kälteleitung 3,
welche mit einer Isolierung 4 versehen ist, zugeführt. Ein
Kältekreislauf
besteht im Wesentlichen aus einem Verdichter 5, einem Verflüssiger 6,
einem Expansionsventil 7 und einem Verdampfer 1.
Dazwischen befinden sich außerdem
eine Überströmungseinrichtung 5a,
ein Druckabsperrventil 8, ein Rückschlagventil 9,
ein Sammlerabsperrventil 10, ein Filtertrockner 11 und
ein Wärmetauscher 12.
Die Kälteleitung 3 ist
dabei als Flüssigkeitsleitung ausgebildet.
Der Verdichter 5 wird über
einen Dieselmotor 13 angetrieben. Dieser sorgt außerdem für den Antrieb
der Verdampferwalze 1. Diese Verbindung zwischen dem Dieselmotor 13 und
der Verdampferwalze 1 ist jedoch in der Zeichnung nicht
dargestellt. Der Dieselmotor 13 ist über eine Kraftstoffzuleitung 14 mit
einem Kraftstofftank 15 verbunden. An der Kraftstoffzuleitung
sind zwei Druckwächter 16 und 16a vorgesehen.
Der Druckwächter 16 ist über eine Steuerleitung 17 mit
der Druckseite des Verdichters 5 verbunden. Der Druckwächter 16a ist über eine
Steuerleitung 17a mit der Saugseite des Verdichters 5 verbunden.
Das Kältemittel
wird über
die Saugleitung 18 aus der Verdampferwalze 1 abgeleitet
und über den
Wärmetauscher 12 und
das Saugabsperrventil 19 dem Verdichter 5 erneut
zugeführt.
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Der
Wasserstand beziehungsweise der Wasserzulauf in der Verdampferwanne 20 wird
durch ein mechanisches Schwimmerventil 21 überwacht.
Die Entleerung der Verdampferwanne 20 erfolgt über den Absperrhahn 22.
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In
den 2 und 3 ist der Druckwächter 16 und 16a im
Querschnitt dargestellt. Der Druckwächter ist als Absperrorgan
ausgebildet. Das Absperrkörpergehäuse 23 umschließt den Kolben 24,
der an seinem Mantel eine Nut 25 aufweist. In axialer Richtung des
Kolbens ist die Steuerleitung 17 bzw. 17a an das Absperrkörpergehäuse 23 angeschlossen.
Der Anschluss erfolgt an ein Wellrohr 26. Der Hub des Wellrohrs ändert sich
bei einer Veränderung
des Kältemitteldrucks
in der Steuerleitung 17 bzw. 17a. Eine Bewegung
des Wellrohrs führt
zu einer Verschiebung des Kolbens 24. Dieser Bewegung wirkt
eine Feder 27 entgegen. Mittels einer Einstellschraube 28 kann die
Federkraft der Feder so eingestellt werden, dass während des
Normalbetriebs und bei Stillstand der Anlage keine Längenänderung
des Wellrohres stattfindet. Die Kraftstoffzufuhr erfolgt über den
Anschluss 29, welcher mit der Kraftstoffzuleitung 14 verbunden wird.
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Bei
der Position des Kolbens 24 gemäß 2 befindet sich die Nut 25 des
Kolbens auf gleicher Höhe
mit dem Anschluss 29 für
die Kraftstoffzufuhr und dem Anschluss 30 für die Kraftstoffableitung.
Der Kraftstoff kann somit durch den Druckwächter hindurch strömen und
den in 1 dargestellten
Dieselmotor mit Kraftstoff versorgen.
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3 zeigt die Position des
Kolbens bei einer unzulässigen
Druckerhöhung
des Kältemittels
in der Steuerleitung 17 bzw. 17a. Diese Druckerhöhung führt zu einer
Längung
des Wellrohres 26 und einer Verschiebung des Kolbens 24 gegenüber der
in 2 dargestellten Position.
Bei dieser Verschiebung wird der Kolben entgegen der Kraft der Feder 27 nach
oben bewegt. Die Nut 25 des Kolbens 24 befindet
sich nicht mehr auf gleicher Höhe
mit dem Anschluss 29 für
die Kraftstoffzufuhr. Die Kraftstoffzufuhr ist daher unterbrochen.
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Die
Position des Kolbens bei einem Absinken des Druckes unterhalb eine
vorgegebene Grenze ist in der Zeichnung nicht dargestellt. In diesem Fall
verschiebt sich der Kolben nach unten, so dass sich die Nut 25 unterhalb
des Anschlusses 29 für
die Kraftstoffzufuhr befindet. Auch in diesem Fall ist die Kraftstoffzufuhr
unterbrochen.
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Das
Absperrkörpergehäuse, der
Kolben und die Feder können
so gewählt
sein, dass entweder nur bei zu hohen Drücken oder nur bei zu niederen
Drücken
oder bei zu hohen und zu niederen Drücken die Kraftstoffzufuhr unterbrochen
wird.
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Eine
unzulässige
Druckerhöhung
im Kältekreislauf
wird beispielsweise durch eine Absperrung, Verschmutzung oder Verstopfung
des Ausgangs des Verdichters 5, einer zu hohen Kühlwassertemperatur im
Verflüssiger 6,
einem Wassermangel, einer Verschmutzung der Kühlwasserkanäle im Verflüssiger oder zu niederem Wasserdruck
im Verflüssiger 6 verursacht.
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Eine
unzulässige
Absenkung des Drucks des Kältemittels
im Kältekreislauf
wird beispielsweise durch ein verschlossenes Expansionsventil 7,
eine Verschmutzung in der Kälteleitung 3 zwischen
dem Expansionsventil 7 und dem Eingang des Verdichters 5,
einem Kältemittelmangel
oder einer zu starken Verunreinigung des Kältemittels mit Feuchtigkeit oder
festen Stoffen verursacht.
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In
all diesen Fällen
führt der
Druckwächter
zu einem Abstellen des Dieselmotors. Der Betrieb des Verdichters
wird damit nicht mehr aufrechterhalten.
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Sämtliche
Merkmale der Erfindung können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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- 1
- Verdampferwalze
- 2
- Kältemittelkanal
- 3
- Flüssigkeitsleitung
- 4
- Isolierung
- 5
- Verdichter
- 5a
- Überströmeinrichtung
- 6
- Verflüssiger
- 7
- Expansionsventil
- 8
- Druckabsperrventil
- 9
- Rückschlagventil
- 10
- Sammlerabsperrventil
- 11
- Filtertrockner
- 12
- Wärmetauscher
- 13
- Dieselmotor
- 14
- Kraftstoffzuleitung
- 15
- Kraftstofftank
- 16
- Druckwächter
- 16a
- Druckwächter
- 17
- Steuerleitung
- 17a
- Steuerleitung
- 18
- Saugleitung
- 19
- Saugabsperrventil
- 20
- Verdampferwanne
- 21
- Mechanisches
Schwimmerventil
- 22
- Absperrhahn
- 23
- Absperrkörpergehäuse
- 24
- Kolben
- 25
- Nut
- 26
- Wellrohr
- 27
- Feder
- 28
- Einstellschraube
- 29
- Anschluss
für Kraftstoffzufuhr
- 30
- Anschluss
für Kraftstoffableitung