DE10333705A1 - Eismaschine - Google Patents

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DE10333705A1 DE2003133705 DE10333705A DE10333705A1 DE 10333705 A1 DE10333705 A1 DE 10333705A1 DE 2003133705 DE2003133705 DE 2003133705 DE 10333705 A DE10333705 A DE 10333705A DE 10333705 A1 DE10333705 A1 DE 10333705A1
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Abstract

Es wird eine Eismaschine zur Herstellung von Eisstücken aus einer zu gefrierenden Flüssigkeit vorgeschlagen. Die Eismaschine ist mit einem Verdampfer (1) mit einer durch Kältemittel gekühlten Oberfläche, an der die Flüssigkeit gefriert, ausgestattet. Eine Ablösevorrichtung dient zum Ablösen der gefrorenen Flüssigkeit von der Oberfläche des Verdampfers (1). Dabei ist ein Verdampferantrieb vorgesehen, der den Verdampfer oder die Ablösevorrichtung bewegt. Eine Verflüssigungseinrichtung (5, 6, 7) dient zur Verflüssigung des durch den Verdampfer geleiteten Kältemittels. An dem Antrieb (13) der Verflüssigungseinrichtung ist ein Druckwächter (16, 16a) vorgesehen, der über eine Steuerleitung (17, 17a) mit dem Kältekreislauf verbunden ist. Der Druckwächter weist entweder eine Vorrichtung (23, 24) zum Abschalten des Antriebs (13) oder eine Kupplung zum Entkoppeln des Antriebs von der Verflüssigungseinrichtung auf, welche dafür sorgen, dass bei Über- oder Unterschreiten vorgegebener Grenzen des Druckes des Kältemittels im Kältekreislauf der Betrieb der Verflüssigungseinrichtung nicht aufrecht erhalten wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Eismaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen, der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Zeichnung
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 Fließbild einer Eismaschine,
  • 2 Druckwächter im Querschnitt bei aufrechterhaltener Kraftstoffzufuhr,
  • 3 Druckwächter gemäß 2 bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In all diesen Fällen führt der Druckwächter zu einem Abstellen des Dieselmotors. Der Betrieb des Verdichters wird damit nicht mehr aufrechterhalten.
  • Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
  • 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

Claims (8)

  1. Eismaschine zur Herstellung von Eisstücken aus einer zu gefrierenden Flüssigkeit mit einem Verdampfer (1) mit einer durch Kältemittel gekühlten Oberfläche, an der die Flüssigkeit gefriert, mit einer Ablösevorrichtung zum Ablösen der gefrorenen Flüssigkeit von der Oberfläche des Verdampfers, wobei ein Verdampfer-Antrieb vorgesehen ist, der den Verdampfer und/oder die Ablösevorrichtung relativ zueinander bewegt, mit einer Verflüssigungseinrichtung (5, 6, 7) zur Abkühlung und Verflüssigung des durch den Verdampfer (1) geleiteten Kältemittels, mit einem Kältekreislauf zum Zuleiten des Kältemittels von der Verflüssigungseinrichtung zum Verdampfer (1) und zur Rückführung zur Verflüssigungseinrichtung (5, 6, 7), mit einem Antrieb (13) zum Betreiben der Verflüssigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckwächter (16, 16a) an dem Antrieb (13) vorgesehen ist, dass der Druckwächter (16, 16a) über eine Steuerleitung (17, 17a) mit dem Kältekreislauf verbunden ist, und dass der Druckwächter (16, 16a) eine Vorrichtung (23, 24, 25) zum Abschalten des Antriebs (13) oder eine Kupplung zum Entkoppeln des Antriebs (13) von der Verflüssigungseinrichtung bei Über- oder Unterschreiten vorgegebener Grenzen des Druckes des Kältemittels in oder an der Verflüssigungseinrichtung aufweist.
  2. Eismaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb ein mit Kraftstoff betriebener Motor (13) vorgesehen ist, dass ein Kraftstoff-Vorratsbehälter (15) und eine Kraftstoff-Zuleitung (14) zum Zuführen des Kraftstoffs zum Motor (13) vorgesehen sind, und dass der Druckwächter (16, 16a) an der Kraftstoff-Zuleitung (14) angeordnet ist.
  3. Eismaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckwächter (16, 16a) ein Absperrorgan (24) für die Kraftstoff-Zuleitung (14) aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Absperrkörper des Absperrorgans ein mit einer Feder (27) beaufschlagter Kolben (24) mit einer Nut (25) an der Umfangseite vorgesehen ist, und dass der Kolben in dem Absperrkörpergehäuse (23) in axialer Richtung in Verlängerung der Steuerleitung (17, 17a) angeordnet ist.
  5. Eismaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der Feder (27) einstellbar ist.
  6. Eismaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Absperrkörpergehäuse (23) eine Einlass- und eine Auslassöffnung (29, 30) für den Kraftstoff vorgesehen ist.
  7. Eismaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Antrieb zum Ablösen der gefrorenen Flüssigkeit von dem Verdampfer (1) und für die Verflüssigungseinrichtung (5, 6, 7) vorgesehen ist.
  8. Eismaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (17, 17a) direkt am Verdichter (5) des Kältekreislaufs angeordnet ist.
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BEITZ,W.,KÜTTNER,H.-H.:Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer-Verlag, Berlin, u.a., 17. Aufl., 1990,S.X1-X2; ISBN 3-540-52381-2
ISBN 3-540-52381-2 *

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