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Einrichtung zum Gefrieren von Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zum Gefrieren von Flüssigkeit in einer Mehrzahl von Gefrierzellen, in
deren jede von oben mindestens ein rohrförmiger, mit einem Kältemittel beschickbarer
Innenverdampfer hineinragt, bei welcher an den Wänden jeder Gefrierzelle außen ein
ebenfalls mit dem Kältemittel beschickbarer Außenverdampfer angeordnet ist, wobei
die genannten Verdampfer jeder Gefrierzelle bzw. jeweils einer Batterie von Gefrierzellen
absperrbar an einen allen Gefrierzellen bzw. Batterien gemeinsamen Kältemittelkreis
angeschlossen sind, der eine Zuleitung für flüssiges Kältemittel, eine Ableitung
für mindestens teilweise verdampftes Kältemittel, eine Zuleitung für warmes gasförmiges
Kältemittel (dessen Wärme zum Abtauen der gefrorenen Flüssigkeit vom Innenverdampfer
und von den Wänden der Gefrierzelle bestimmt ist), eine in einen allen Gefrierzellen
bzw. Batterien gemeinsamen Aufnahmebehälter mündende Leitung zur Überführung des
durch das warme gasförmige Kältemittel aus den Verdampfern verdrängten flüssigen
Kältemittels in diesen Aufnahmebehälter sowie einen an die genannte Ableitung angeschlossenen,
allen Gefrierzellen bzw. Batterien gemeinsamen Flüssigkeitsabscheider für das verdampfte
Kältemittel umfaßt, und wobei der bzw. die Innenverdampfer jeder Gefrierzelle in
Serie mit deren Außenverdampfer an den Kältemittelkreis angeschlossen ist bzw. sind.
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Bei ähnlichen bekannten Einrichtungen sind der Innen- und der Außenverdampfer
einer Gefrierzelle mittels je einer Leitung dauernd und unmittelbar mit einem Flüssigkeitsabscheider
verbunden, der mit der Ableitung für das verdampfte Kältemittel und mit der Zuleitung
für das warme gasförmige Kältemittel je absperrbar verbunden ist.
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Es ist eine solche Einrichtung bekannt, bei welcher anderseits der
Innen- und der Außenverdampfer einer Gefrierzelle parallel zueinander an ein Rohr
angeschlossen sind, das mit der Zuleitung für flüssiges Kältemittel absperrbar verbunden
ist und in einen Aufnahmebehälter für das verdrängte Kältemittel mündet.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung dieser Art geht von der Zuleitung
für flüssiges Kältemittel eine absperrbare Leitung zunächst als Rohrschlange durch
den Flüssigkeitssammelraum des Flüssigkeitsabscheiders hindurch, um das in diesem
enthaltene Kältemittel zu kühlen, und von da nach dem mit diesem Flüssigkeitsabscheider
verbundenen Innenverdampfer der Gefrierzelle. Der Außenverdampfer dieser Gefrierzelle
ist durch eine Rückleitung sowohl mit dem Flüssigkeitssammelraum des Flüssigkeitsabscheiders
als auch mit dem Aufnahmebehälter für das verdrängte Kältemittel verbunden; in diesem
Fall sind also der Innen- und der Außenverdampfer der Gefrierzelle zwischen der
Zuleitung für flüssiges Kältemittel und der Ableitung für verdampftes Kältemittel
über den Flüssigkeitsabscheider miteinander in Serie geschaltet. Parallel zum Außenverdampfer
führt jedoch auch eine absperrbare Rückleitung für verdrängtes flüssiges Kältemittel
vom Innenverdampfer nach der vom Außenverdampfer ausgehenden Rückleitung; dadurch
liegen der Innen- und der Außenverdampfer der Gefrierzelle in Serie mit dem Flüssigkeitsabscheider
und parallel zueinander zwischen der Zuleitung für das warme gasförmige Kältemittel
und der nach dem Aufnahmebehälter für das verdrängte flüssige Kältemittel führenden
Rückleitung.
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Bei diesen bekannten Einrichtungen sind also die beiden Verdampfer
jeder Gefrierzelle insgesamt an vier Leitungen direkt angeschlossen. Da der Flüssigkeitsabscheider
mit den Verdampfern in offener Verbindung steht, kann er nicht mehreren Gefrierzellen
oder Batterien von solchen gemeinsam sein, wenn diese mit zeitlich gegeneinander
versetzten Arbeitszyklen betrieben werden sollen.
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Es ist weiter eine Einrichtung bekannt, die mehrere Batterien von
Gefrierzellen mit einem der Gesamtanlage gemeinsamen Flüssigkeitsabscheider sowie
einem ebenfalls gemeinsamen Aufnahmebehälter für flüssiges Kältemittel umfaßt und
bei welcher die Innenverdampfer der Gefrierzellen jeder Batterie mit
der
Zuleitung für flüssiges Kältemittel, der Ableitung für verdampftes Kältemittel und
der Zuleitung für warmes gasförmiges Kältemittel absperrbar verbunden sind und der
gemeinsame Außenverdampfer dieser Gefr1erzellen einerseits mit diesen Innenverdampfern
und der Ableitung für verdampftes Kältemittel, anderseits mit der in den gemeinsamen
Aufnahmebehälter für das flüssige Kältemittel mündenden Leitung in dauernder Verbindung
steht. Dieser Außenverdampfer liegt somit in Serie mit der Gesamtheit der vom verdampfenden
Kältemittel parallel zueinander durchströmten Innenverdampfer der Batterie zwischen
den Zuleitungen für flüssiges und für warmes gasförmiges Kältemittel einerseits
und der in den Aufnahmebehälter für flüssiges Kältemittel mündenden Leitung anderseits,
ist jedoch parallel zu den Innenverdampfern an die Ableitung für verdampftes Kältemittel
angeschlossen.
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Auch bei dieser Einrichtung ist somit jede Batterie direkt durch insgesamt
vier Leitungen, von denen drei absperrbar sind, an die vier genannten Leitungen
des Kältemittelkreislaufs angeschlossen.
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Bei noch einer anderen bekannten Einrichtung ist der Innenverdampfer
jeder Gefrierzelle einerseits über ein gemeinsames Rohr je absperrbar mit den Zuleitungen
für flüssiges und warmes gasförmiges Kältemittel und anderseits über eine absperrbare
Verbindungsleitung mit der Ableitung für verdampftes Kältemittel verbunden. Der
Außenverdampfer wird vom Innenverdampfer bzw. von der letztgenannten Verbindungsleitung
aus über eine zwischen dem Innenverdampfer und der Absperrstelle der Verbindungsleitung
von dieser ausgehende Zweigleitung mit teilweise verdampftem Kältemittel, d. h.
einem Gemisch von noch flüssigem und schon verdampftem Kältemittel, beschickt und
ist außerdem an ein Rohr angeschlossen, das einerseits absperrbar mit dem Aufnahmebehälter
für das verdrängte flüssige Kältemittel, anderseits ebenfalls absperrbar mit einer
mit dem Flüssigkeitssammler des Flüssigkeitsabscheiders kommunizierenden Ausgleichsleitung
verbunden ist; aus diesem kann flüssiges Kältemittel in den Außenverdampfer nachfließen,
wenn der Flüssigkeitsspiegel im letzteren durch Verdampfung von Kältemittel sinkt.
An die beiden Verdampfer der Gefrierzelle sind also insgesamt drei Leitungen direkt
angeschlossen; durch diese werden die Verdampfer außer mit den vier eingangs erwähnten
Leitungen noch mit der genannten Ausgleichsleitung absperrbar verbunden.
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Da bei den beschriebenen Einrichtungen der Flüssigkeitsabscheider,
durch welchen das verdampfte Kältemittel geführt wird, unmittelbar oder über die
genannte Ausgleichsleitung mit dem Außenverdampfer in Verbindung steht bzw. in Verbindung
gebracht werden kann, muß dort dieser Flüssigkeitsabscheider so hoch angeordnet
sein, daß der Spiegel des in ihm gesammelten flüssigen Kältemittels etwas höher
ist als derjenige, den das während des Gefriervorganges im Außenverdampfer verdampfende
Kältemittel haben soll. Dadurch wird die Bauhöhe der Einrichtung erheblich vergrößert.
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Die Erfindung bezweckt nun, die Zahl der an die Innen- und Außenverdampfer
der Gefrierzelle direkt angeschlossenen Leitungen weiter zu vermindern und zu ermöglichen,
daß der Flüssigkeitsabscheider in einer Höhe angeordnet wird, die von der Höhenlage
der Gefrierzelle unabhängig ist. Beide Maßnahmen erlauben eine Vereinfachung der
Rohrleitungsanlage und eine Verminderung des Raumbedarfs der Einrichtung, was insbesondere
von Bedeutung ist, wenn, wie z. B. auf Schiffen, der für ihre Unterbringung verfügbare
Raum beschränkt ist.
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung erstens vor, daß der Außenverdampfer
über die gleiche Anschlu& leitung wahlweise entweder mit der Zuleitung für flüssiges
Kältemittel oder mit der in den gemeinsamen Aufnahmebehälter mündenden Leitung verbindbar
ist, während der bzw. die Innenverdampfer über eine zweite Anschlußleitung wahlweise
entweder mit der Ableitung für mindestens teilweise verdampftes Kältemittel oder
mit der Zuleitung für warmes gasförmiges Kältemittel verbindbar ist bzw. sind.
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Als zweites Merkmal der Erfidung ist zu nennen, daß der Flüssigkeitssammelraum
des Flüssigkeitsabscheiders über eine Förderpumpe mit der Zuleitung für flüssiges
Kältemittel verbunden ist. Dabei besteht die Erfindung nicht in dem erstgenannten
oder zweitgenannten Merkmal als solchem, wohl aber in deren Vereinigung bei einer
Flüssigkeitsgefriereinrichtung der einleitend genannten Art. An die beiden Verdampfer
der Gefrierzelle sind also insgesamt nur noch zwei Leitungen (Leitungen 39 und 44
gemäß Zeichnungen) direkt angeschlossen, und eine zusätzliche Leitung, die den Außenverdampfer
mit dem Flüssigkeitsabscheider für das teilweise verdampfte Kältemittel verbinden
würde, ist nicht erforderlich.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch im Vertikalschnitt dargestellt.
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F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung mit
vier Batterien von Gefrierzellen, deren jede in einem andern Betriebszustand dargestellt
ist, und F i g. 2 und 3 zeigen je eine Gefrierzelle des zweiten Ausführungsbeispiels,
wobei sich diese beiden Gefrierzellen in verschiedenen Betriebszuständen befinden.
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Die Einrichtung nach F i g. 1 hat vier Batterien B 1
bis B 4
von Gefrierzellen, wobei von jeder Batterie eine Gefrierzelle dargestellt ist. Jede
Zelle weist einen Gefrierraum 1 von rechteckigem Querschnitt von beispielsweise
etwa 28X56 cm auf, in welchen von oben zwei oder mehr rohrförmige Innenverdampfer
2 hineinragen. Außen an den Wänden 3 der Gefrierzelle ist ein von Wänden 4 begrenzter
Außenverdampferraum 5 angeordnet.
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Jeder Innenverdampfer 2 wird von einem unten geschlossenen Rohr gebildet,
in welchem ein unten offenes Rohr 6 koaxial angeordnet ist. Der von den beiden Rohren
2 und 6 begrenzte Ringraum steht durch das offene obere Ende des Rohres 2 mit einer
Kammer 7 in Verbindung, die unten durch einen die Gefrierzelle abschließenden Boden
8, oben durch einen Zwischenboden 9 begrenzt ist und durch Stutzen 10 mit dem Außenverdampferraum
5 kommuniziert.
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Das Innenrohr 6 durchdringt den Zwischenboden 9
und mündet oben
in eine Kammer 11, die oben durch einen Außenboden 12 begrenzt ist.
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Unten kann der Gefrierraum 1 der Zelle durch einen nicht dargestellten
beweglichen Boden, z. B. eine an einer der Mantelwände 3 mittels Scharnieren befestigte
schwenkbare Bodenklappe, oder auch bloß durch ein wegnehmbares Brett abgeschlossen
werden.
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Zur Speisung der Einrichtung mit flüssigem Kältemittel und mit warmem
gasförmigem Kältemittel
dient eine nicht dargestellte, einen Verdichter,
einen Kondensator und ein Druckreduzierventil umfassende Verflüssigungseinrichtung,
die durch eine Leitung 13 flüssiges Kältemittel aus dem Kondensator und durch eine
Leitung 14 warmes gasförmiges Kältemittel unmittelbar von der Druckseite des Verdichters
liefert. Der Verdichter saugt das verdampfte Kältemittel durch eine Leitung 15 an.
Ferner ist eine den Verdampfern aller Gefrierzellen gemeinsame Leitung
16 vorhanden, durch welche flüssiges Kältemittel in einen geschlossenen Aufnahmebehälter
17 übertreten und von da wieder nach den Gefrierzellen zurückfließen kann.
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Die Leitung 13 für flüssiges Kältemittel mündet in den Flüssigkeitssammelraum
18 eines Flüssigkeitsabscheiders 19 für das teilweise verdampfte Kältemittel;
von dessen oberem Teil 20 geht die nach der Saugseite des Verdichters führende
Leitung 15 für das verdampfte Kältemittel aus. In diesen oberen Teil 20 des Abscheiders
mündet ferner eine den Verdampfern der Gefrierzellen gemeinsame Ableitung 21 für
teilweise verdampftes Kältemittel (Gemisch von noch flüssigem und schon verdampftem
Kältemittel) sowie eine Leitung 22, welche über ein Schwimmerventil 23, eine Überlaufleitung
24 und eine obere und eine untere Zweigleitung 25 bzw. 26 mit der obersten
bzw. untersten Stelle des Behälters 17 verbunden ist. Eine normalerweise durch einen
Hahn 27 abgesperrte Leitung verbindet unter Umgehung des Schwimmerventils 23 die
überlaufleitung 24 mit der Leitung 22. Die Anordnung ist so getroffen, daß zwar
flüssiges Kältemittel durch die Leitungen 26, 24 und 22 nach dem Abscheider
19 übertreten kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 17 auf die Höhe
der überlaufleitung 24 ansteigt, daß aber im Behälter 17 ein höherer Druck auftreten
kann als im Abscheider 19, ohne daß Kältemitteldampf übertritt, weil dann das Schwimmerventil
23 geschlossen bleibt bzw. sich schließt.
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Vom Flüssigkeitssammelraum 18 des Abscheiders 19 führt anderseits
eine mittels eines Ventils 28 absperrbare Leitung 29 nach einer Förderpumpe 30,
die flüssiges Kältemittel über ein zweites Ventil 31 nach einer den Verdampfern
-der Gefrierzellen gemeinsamen Zuleitung 32 für das flüssige Kältemittel fördert.
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Die Zuleitung 32 für flüssiges Kältemittel, die Zuleitung 14 für warmes
gasförmiges Kältemittel, die Ableitung 21 für teilweise verdampftes Kältemittel
und die ebenfalls den Verdampfern aller Gefrierzellen gemeinsame Leitung 16 sind
wie folgt mit den Verdampfern jeder Gefrierzelle verbunden: Für jede Batterie von
Gefrierzellen ist ein Drehschieber vorhanden, der vier getrennte Kanäle 34, 35,
36, 37 aufweist; mittels jedes dieser Kanäle kann eine an die Batterie angeschlossene
Leitung je nach der Drehstellung des Schiebers mit einer der genannten vier Leitungen
32, 14, 21 und 16 verbunden oder von ihr abgesperrt werden. In der
Zeichnung sind die einzelnen je einen der Kanäle 34 bis 37 enthaltenden Querschnitte
des Schiebers mit den zugehörigen Leitungsanschlüssen schematisch dargestellt, und
zwar für jede der vier Batterien B 1, B 2, B 3 und B 4 für eine gegenüber
der benachbarten Batterie um 90° versetzte Drehstellung des Schiebers.
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Von der Zuleitung 32 führen, wenn der Drehschieber die für die Batterie
B 1 gezeigte Stellung einnimmt, eine Leitung 38, der Schieberkanal 35, der eine
Zweig einer verzweigten Leitung 39, eine den Gefrierzellen der Batterie gemeinsame
Verteilleitung 40 und Anschlußleitungen 41 das flüssige Kältemittel
nach den Verdampfungsräumen 5 der Außenverdampfer der einzelnen Gefrierzellen. Von
dort tritt das teilweise verdampfte Kältemittel durch die Stutzen 10 und
die Kammer 7 in den Innenverdampfer 2
über.
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Jeder der beiden Zweige der verzweigten Leitung 39 wird überdies bei
der für die Batterie B2 gezeigten Drehstellung des Schiebers über den Schieberkanal
35 und den einen Zweig einer zweiten verzweigten Leitung 42, bei der für die Batterie
B3 gezeigten Drehstellung über den Schieberkanal 34 und den andern Zweig dieser
Leitung 42 mit der nach dem Aufnahmebehälter 17 führenden Leitung 16 verbunden.
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Von der Zuleitung 14 kann das warme gasförmige Kältemittel bei der
für die Batterie B 2 gezeigten Schieberdrehstellung über eine Leitung 43, den Schieberkanal
37, den einen Zweig einer dritten verzweigten Leitung 44, eine den Gefrierzellen
der Batterie gemeinsame Verteilleitung 45, die an diese angeschlossene Kammer
11 jeder Gefrierzelle und das Innenrohr 6 in jeden Innenverdampfer 2 und von da
weiter durch die Kammer 7 und die Stutzen 10 in den Außenverdampferraum
5 jeder Gefrierzelle gelangen.
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Über die Leitung 45, den andern Zweig der Leitung 44 und den
Schieberkanal 36 sowie eine Leitung 46 sind die Verdampfer 2 und 5 bei den für die
Batterien B 1 und B 3 gezeigten Drehstellungen des Drehschiebers mit
der Ableitung 21 für das teilweise verdampfte Kältemittel verbunden.
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Bei der für die Batterie B 4 gezeigten Drehstellung des Schiebers
sind sämtliche Verbindungen zwischen den Leitungen 39-42, 38-39, 44-46 und
43-44 unterbrochen.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Nachdem der Drehschieber
in die für die Batterie B 1. gezeigte Stellung gedreht, der Gefrierraum 1 durch
den nicht dargestellten beweglichen Zellenboden unten abgeschlossen und mit der
zu gefrierenden Flüssigkeit gefüllt ist, fördert die Pumpe 30 flüssiges Kältemittel
aus dem Flüssigkeitssammelraum durch die Zuleitung 32 und die Leitungen 38, 39,
40 und 41 in den Verdampfungsraum 5 des Außenverdampfers jeder Gefrierzelle der
durch den betreffenden Drehschieber gesteuerten Batterie B 1. In diesem Verdampfungsraum
verdampft es zum Teil; ein Gemisch von noch flüssigem und dem schon verdampften
Kältemittel tritt über die Stutzen 10 und die Kammer 7 in die Ringräume zwischen
den Rohren 2 und 6 der Innenverdampfer über, wo ein weiterer Teil des flüssigen
Kältemittels verdampft. Das so an verdampftem Kältemittel angereicherte Gemisch
strömt dann weiter durch die Leitungen 45, 44, 46 und die Ableitung
21 nach dem Abscheider 19 und wird dort vom flüssigen Teil befreit,
während der trockene Dampf vom Verdichter durch die Leitung 15 abgesaugt wird. Durch
die Verdampfung des Kältemittels in den Verdampfern wird der Flüssigkeit im Gefrierraum
1 Wärme entzogen und diese Flüssigkeit zum Gefrieren gebracht. Da sich das
Gefriergut beim Gefrieren ausdehnt, sprengt es den unten an die Zellenwände 3 angefrorenen
beweglichen Zellenboden von diesen Wänden ab.
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Nachdem die Flüssigkeit in jeder Gefrierzelle zu einem Block gefroren
ist, wird der Drehschieber von
Hand oder automatisch in die für
die Batterie B 2 gezeigte Stellung gedreht. Es strömt dann warmes gasförmiges Kältemittel
von der Druckseite des Verdichters durch die Zuleitung 14 und die Leitungen
43, 44
und 45, die Kammer 11 und die Innenrohre 6 in die erwähnten Ringräume
der Innenverdampfer und von da über die Kammer 7 und die Stutzen 10 in die Außenverdampferräume
5 der Gefrierzellen der Batterie. Das in den Außenverdampfern vorhandene flüssige
Kältemittel wird durch die Leitung 39 und den durch den Kanal 35 freigegebenen Zweig
der Leitung 42 sowie durch die Leitung 16 in den Aufnahmebehälter 17 gedrückt.
Solange das flüssige Kältemittel in diesem nicht auf die Höhe der überlaufleitung
24 steigt, bleibt das Schwimmerventil 23 geschlossen, und der im Behälter 17 enthaltene
Kältemitteldampf wird unter Drucksteigerung verdichtet. Falls das flüssige Kältemittel
in der Leitung 26 bis auf die Höhe der Überlaufleitung 24 steigt, wobei der aus
dieser verdrängte Kältemitteldampf durch die Rückleitung 25 in den Behälter 17 entweicht,
steigt der Flüssigkeitsspiegel im Schwimmerventil 23 und öffnet dieses, so daß das
überschüssige flüssige Kältemittel durch die Leitung 22 in den Abscheider 19 entweicht
und sich mit dem durch die Leitung 13 zugeführten flüssigen Kältemittel vereinigt.
Das warme gasförmige Kältemittel erwärmt die Innenverdampferrohre 2 und die Zellenwände
3, wodurch der im Gefrierraum 1 enthaltene gefrorene Block von den Wänden 3 und
Rohren 2 abgetaut wird und nach unten herausfällt oder entnommen wird.
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Hierauf wird der Drehschieber für kurze Zeit in die für die Batterie
B 3 gezeigte Stellung gedreht. Flüssiges Kältemittel aus dem Behälter 17 bzw. aus
den Verdampfern einer gerade in der Abtauphase begriffenen Batterie kehrt durch
die Leitungen 16, 42
und 39-41 in die Außenverdampfer 5 der Gefrierzellen
der betreffenden Batterie zurück. Dadurch werden die Zellenwände 4 von unten nach
oben wieder abgekühlt, was erlaubt, die sich wieder anlegende Bodenklappe bzw. ein
angelegtes Brett (beide nicht dargestellt) zum untern Abschluß des Gefrierraumes
1 dicht an die Zellenwände 3 anzufrieren und hierauf die Zelle wieder mit Flüssigkeit
zu füllen.
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In einer mehrere Batterien umfassenden Einrichtung arbeiten die einzelnen
Batterien zweckmäßig mit zeitlich versetzen Arbeitszyklen. Zum Gefrieren einer Flüssigkeitscharge
zu Blöcken von z. B. 150 kg sind etwa 11/z Stunden, zum Abtauen dieser Blöcke einige
Minuten und zur Rückführung des flüssigen Kältemittels in die Verdampfer und zum
Anfrieren des unteren Zellenabschlusses ist eine noch kürzere Zeit erforderlich.
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Gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Einrichtungen hat die hier
beschriebene den Vorteil, daß der Abscheider 19 beliebig hoch oder tief angeordnet
werden kann, da der zur teilweisen Füllung der Verdampfungsräume mit flüssigem Kältemittel
erforderliche Druck mittels der Förderpumpe 30 erzeugt werden kann.
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Die Verdampfer 2 und 5 jeder Gefrierzelle sind über insgesamt nur
zwei Leitungen mit den entsprechenden Verteil- bzw. .Sammelleitungen 39-40 und
44-45 der Batterie und die Batterien über nur vier Leitungen 21, 32, 14
und 16 mit den für die ganze Einrichtung nur einmal vorhandenen Apparaten,
wie Verdichter, Kondensator, Abscheider 19, Pumpe 30 und Aufnahmebehälter 17, verbunden.
Dementsprechend sind an jeden Drehschieber nur die sechs Leitungen 38, 39, 42, 43,
44 und 46 (davon drei verzweigte) angeschlossen gegenüber beispielsweise acht Leitungen
(davon zwei verzweigte) beim entsprechenden Drehschieber der bekannten Anlagen,
bei denen an die beiden Verdampfer jeder Gefrierzelle insgesamt drei Leitungen angeschlossen
und die Batterien über insgesamt fünf Verteil-, Sammel- und Au9-gleichleitungen
mit den für die ganze Einrichtung nur einmal vorhandenen Apparaten verbunden sind.
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In dieser Ausführungsform ist die Kammer 7, in welche die Ringräume
zwischen den Rohren 2 und 6
der Innenverdampfer oben münden, unmittelbar durch
die Stutzen 10 mit dem direkt unter ihr liegenden Außenverdampferraum 5 verbunden.
Dadurch ergeben sich ein einfacher Aufbau und eine gute Demontierbarkeit des die
Innenverdampfer tragenden, die Kammern 7 und 11 enthaltenden Zellenoberteiles.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die in F i g. 2
und 3 dargestellt ist, kann aber auch der Raum 7, in welchen die Innenverdampferrohre
2 oben münden, durch ein Rohr 51 mit der Verteilleitung 45 verbunden sein, während
der darüber befindliche Raum 11, von dem die Innenrohre 6 ausgehen, durch
Stutzen 50 mit dem Außenverdampferraum 5 kommuniziert.
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Die in F i g. 2 und 3 nicht dargestellten Teile der Einrichtung sind
gleich wie die entsprechenden Teile der Einrichtung nach F i g. 1. Soweit nachstehend
nichts anderes angegeben ist, entspricht auch die Wirkungsweise derjenigen der Einrichtung
gemäß Fig.l.
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Die Einrichtung nach F i g. 2 und 3 arbeitet wie folgt: Wenn die Pumpe
30 in der Gefrierphase (F i g. 2) flüssiges Kältemittel in den Verdampfungsraum
5 des Außenverdampfers fördert und dieses Kältemittel dort teilweis verdampft, strömt
das Gemisch von noch flüssigem und schon verdampftem Kältemittel nun durch die Stutzen
50, die obere Kammer 11 und die Innenrohre 6 in die Ringräume zwischen den Innenrohren
6 und den Außenrohren 2 der Innenverdampfer. Nachdem dort ein weiterer Teil des
flüssigen Kältemittels verdampft ist, gelangt das nun noch mehr verdampftes Kältemittel
enthaltende Gemisch durch die untere Kammer 7 und den Stutzen 51 nach den Rohren
45 und 44, durch welche es nach dem Abscheider 20 abgeführt
wird.
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In der Abtauphase (F i g. 3) strömt warmes gasförmiges Kältemittel
durch die Rohre 44 und 51 und die Kammern 7 in die Ringräume zwischen den Rohren
2 und 6 der Innenverdampfer und von da durch die Innenrohre 6, die oberen Kammern
11 und die Stutzen 50 in die Außenverdampferräume 5 der Gefrierzellen der Batterie.
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Sowohl in der Gefrier- als auch in der Abtauphase strömt also das
Kältemittel in entgegengesetztem Sinn wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1
durch die Innenverdampfer; doch ist seine Strömungsrichtung durch die Rohre 41,
die Außenverdampferräume 5 und die Rohre 44 und 45 jeder Batterie und durch die
übrigen Teile der Einrichtung in allen Botriebsphasen gleich wie beim Ausführungsbeispiel
nach F i g. 1.
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Gegenüber der Ausführung nach F i g. 1 hat die Ausführung nach F i
g. 2 und 3 verschiedene Vorteile. So strömt während der Gefrierphase das vordampfende
Kältemittel
in allen Verdampfungsräumen stets von unten nach oben, so daß die in ihm entwickelten
Bläschen nicht durch den Kältemittelstrom am Aufsteigen gehindert werden; durch
die derart verbesserte Zirkulation wird der Wärmeaustausch zwischen Kältemittel
und Gefriergut gesteigert. Für die Kältemittelzirkulation vorteilhaft ist bei der
Ausführung nach F i g. 2 und 3 auch, daß durch die engen Rohre 6 großenteils flüssiges
Kältemittel den Ringräumen der Innenverdampfer zugeführt und nicht großenteils verdampftes,
also größeres Volumen besitzendes Kältemittel von diesen Ringräumen abgeführt wird.
In der Abtauphase ist bei dieser zweiten Ausführung von Vorteil, daß das warme gasförmige
Kältemittel schon am Anfang seines Abwärts- und Aufwärtsweges durch die Innenverdampfer
mit den Wänden ihrer Außenrohre 2 in Berührung kommt. Das gefrorene Gut, das an
diesen Wänden haftet, wird daher schneller abgetaut, und der schädliche Wärmeaustausch
durch die Wände der Innenrohre 6 hindurch wird vermindert.
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Bei beiden Ausführungsformen ist durch die Verminderung der Zahl der
Leitungen, durch die Vereinfachung der sie steuernden Drehschieber, durch den einfachen
Aufbau des Zellenoberteiles und durch die ermöglichte Tieferlegung des Abscheiders
19 eine Verringerung des Raumbedarfes für die Einrichtung erzielt, die in vielen
Fällen sehr nützlich ist. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei der beschriebenen
Schaltung der Verdampfer unter Anwendung einer Förderpumpe für das flüssige Kältemittel
täglich eine etwa 40 % größere Flüssigkeitsmenge gefroren werden kann als mit denselben
Gefrierzellen und Verdampfern, wenn diese in bisher bekannter Weise geschaltet sind
und das flüssige Kältemittel unter natürlichem Gefälle durch Selbstumlauf zugeführt
wird. Da hierbei die Kälteverluste in viel geringerem Maße zunehmen als die Nutzkälteleistung
für die erzeugte Menge an Gefriergut, ist auch der Energieaufwand je Tonne Gefriergut
geringer.