DE2245844C3 - Vorrichtung zum Erzeugen von Eis - Google Patents

Description

30

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Eis in einem offenendigen, von Wasser durchflossenen Rohr, das alternierend wärmeleitende und wärmeisolierende Abschnitte aufweist, wobei die wärmeleitenden Abschnitte mit einem in der äußeren Umgebung des Rohres angeordneten Verdampfer wärmeleitungsmäßig in Verbindung stehen und der Verdampfer wahlweise mit einem Strom von Kühlmittel und einem Gasstrom, dessen Temperatur über dem Gefrierpunkt von Wasser liegt, beaufschlagt werden kann.

Eine Vorrichtung der vorbezeichneten Gattung ist bereits in der US-PS 26 72 017 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung ist der mit dem Rohr wärmeleitungsmäßig in Verbindung stehende Verdampfer als schraubenförmig um das Rohr gewundene Kühlschlange ausgebildet, wobei zwischen der Kühlschlange und dem Rohr im Abstand voneinander mit dem Rohr und der Kühlschlange verlötete oder verschweißte Metallkörper aus gut wärmeleitendem Material angeordnet sind.

Die Anordnung von gut wärmeleitenden Flächenelcmenten an vorbestimmten Stellen einer Kühlschlange, und zwar dort, wo eine Eisbildung erfolgen soll, ist auch in der Deutschen Patentschrift 11 56 092 beschrieben.

Die bekannte Vorrichtung hat auch bereits Schalteinrichtungen, die den Vorgang des Abtauens von im Rohr gebildeten Eis selbständig steuern. Zu diesem Zweck wird ein Drosselorgan zum Verdampfer stillgelegt, so daß von der Kältemaschine erzeugtes heißes Gas direkt in den Verdampfer strömt, wobei die unterste Eisschicht des angefrorenen Eises im Rohr abtaut.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird als nachteilig empfunden, daß die bei dem stetigen Wechsel zwischen Gefrieren und Abtauen der Eisstücke zwischen Kühlschiange und Eisbildungsfläche, ζ. B. dem bekannten Rohr, Wärmespannungen auftreten, deren Ausgleich nur durch erheblichen konstruktionstechnischen Aufwand möglich ist. Die Herstellungskosten für die bekannten Vorrichtungen werden auch dadurch ungünstig beeinflußt, daß der Konstruktiousaufwand durch Biegen der Kühlschlange und die notwendigen Lötoder Schweißarbeiten zum Anbringen der gut wärmeleitenden Metallstücke in alternierender Anordnung noch weiter erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein« einfache und damit kostengünstig herstellbare Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen von Stückeis zu schaffen, die geringe Abmessungen aufweist und dadurch universell verwendbar sein soll.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß jeder wärmeleitende und jeder wärmeisolierende Abschnitt als das Rohr innen ausfütternde zylindrische Hülse aus entsprechendem Werkstoff ausgebildet ist und daß der Verdampfer als das Rohr außen in einem Abstand umgebende radiale Umhüllung ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße radiale Umhüllung bzw. Ummantelung des Rohres ist die bei bekannten Vorrichtungen vorhandene aufwendige Kühlschtenge ersetzt worden.

Die zylindrischen Hülsen aus gut wärmeleitendem Material und die wärmeisolierenden Hülsen aus schlecht wärmeleitendem Material, vorzugsweise Kunststoff, sind alternierend in das Rohr eingeschoben. Die Hülsen sind einfache Drehteile, die kostengünstig herstellbar sind.

Die das Rohr außen umgebende radiale Umhüllung bildet um das Rohr zur Eiserzeugung einen Hohlraum aus, der vom Kühlmittel bzw. vom Gasstrom durchströmt werden kann, wodurch die gesamte äußere Oberfläche des Rohres gleichmäßig gekühlt oder erwärmt wird. Da die Hülsen das Rohr innen ausfüttern und das durchströmende Wasser also nur mit den Innenwandungen der Hülsen in Berührung kommt, dagegen die Außenwandungen der Hülsen an der !nnenwandung des Rohres anliegen, entstehen an den Stellen der Anordnung von wärmeleitenden Hülsen zylindrische Eisstücke, bei denen ein innerer Durchbruch zum Durchströmen des Wassers erhalten bleibt.

Diese Form der Eisstücke hat den Vorteil, daß ihre Oberfläche größer ist als bei klouförmigen Eisstücken, so daß ein besserer Abkühlungseffekt in Getränken erzielbar ist.

Die Umhüllung des Rohres sowie die in das Rohr eingeschobenen Hülsen sind nicht fest miteinander verbunden, so daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung das Problem der Wärmespannungen nicht auftritt. Alle Konstruktionselemente können sich bei verschiedenen Ausdehnungen durch unterschiedliche Temperaturen in gewissen Grenzen frei gegeneinander bewegen.

Beim Aufbau der Vorrichtung sind keinerlei Lot- oder Schweißarbeiten erforderlich. Die Hülsen erfordern lediglich bei Einführen in das Rohr einen gewissen Preßdruck zur Überwindung der Reibung zwischen den Wandungen des Rohres und ihren Außenflächen, der jedoch durch einfache mechanische Vorrichtungen aufgebracht werden kann.

Vorzugsweise ist an den Ausflußenden der Röhre ein Gitter od. dgl. durchbrochenes Element angeordnet, welches das Wasser zur Zirkulation durchläßt, z. B. in einen Sammeltank, aber die Eisblöcke auffängt.

Wenn das Gitter gekippt wird, können die Eisblöcke in einen Lagerbehälter hinunterrollen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, welche

scheniatisch einen Querschnitt der Seitenansicht einer Eiserzeugungsmasehine gemäß der Erfndung zeigt.

Eine kupferne Eiserzeugungsröhre 1 ist senkrecht innerhalb einer zweiten doppelwendigen Metallumhüllung 2, mit einem Einlaß 3 und einem Auslaß 4 für das Kühlmittel angeordnet Die Metallumhüllung 2 ist durch gebräuchliche Materialien, z. B. Polyurethan, isc üert. um Wärmeserluste an die umgebende Luft und Reifbildung durch Kondensation zu verhindern. Im Innenraum der eiserzeugenden Röhre 1 sind zylindrische Hülsen oder Ringe 6 und 7 angeordnet. Die Hülsen 6 sind aus Kunststoff (z. B. Polypropylen) und die Hülsen 7 sind aus hochwärmeleitendem Metall (z. B. Kupfer) hergestellt.

Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die Hülsen 6 über den größten Teil ihrer Länge mit einem Absatz versehen, um geschlossene ringförmige Lufttaschen 8 zwischen den Hülsen und der Röhre 1 zu bilden. Dies hat sich für eine wirkungsvolle thermische Isolierung als zweckmäßig erwiesen. Die Hülsen 7 sind alternierend zwischen den Hülsen 6 angeordnet und haben guten Kontakt mit der Innenseite der eiserzeugenden Röhre 1. Ein Umlenker 9 am oberen Ende der Röhre 1 leitet das aus der Röhre I austretende Wasser und Eis über einen isolierten Sammeltank 10, der ein kippbares Kunststoffgitter 11 über seiner Oberseite aufweist. Hinter und unterhalb des Gitters 11 befindet sich ein isolierter Behälter 12 für die geformten Eisblöcke. Der Sammcltank 10 wird durch ein Rohr 13 und ein Kugelventil ergänzt (nicht dargestellt). Eine elektrische Niederdruckpumpe P bewegt das Wasser in einem Kreislauf vom Sammeltank 10 zum Boden der Röhre 1 durch isolierte Rohre 14 und 15.

Die doppelwandige Metallumhüllung 2 bildet den Verdampfer eines Kühlsystems, das Kühlmittel tritt am Einlaß 3 tin und tritt beim Auslaß 4 aus. Es sind Einrichtungen vorhanden, um heißes Gas vom Verdichter des Systems durch die Metallumhüllung strömen zu lassen, wenn das Eis erzeugt ist. Dieses Strömen kann z. B. durch einen Thermostaten auf der Meiallumhüllung 2 hervorgerufen werden oder durch einen elektrischen Wärmeleitschalter, der den Wasserdurchfluß durch den Umlenker 9 mißt. Ein weiterer Thermostat kann an der Oberseite des Behälters 12 vorgesehen werden, um die Maschine abzuschalten, wenn der Behälter 12 voll ist. Mehr als eine der Röhren I mit Gebrauchswasser-Kühlmittel- und Heißgasversorgung kann in einer Vorrichtung vorgesehen werden, wenn dies erwünscht ist.

Während des Betriebes zirkuliert Wasser aufwärts durch die Röhre 1, und das Kühlmittel in der Metallumhüllung 2 kühlt es fortlaufend. Wenn sich die Wassertemperatur dem Gefrierpunkt nähert, entsteht Eis in den Rohren in den Lücken zwischen deⁿ Hülsen 6 und verengt fortlaufend die Röhre 1. wie es durch die gestrichelten Linien 16, welche die Eisoberfläche darstellen, gezeigt ist. Die so geformten Eisblöcke haben annähernd konische Absätze an jedem Ende, deshalb entsteht Eis bis zu einer begrenzten Abmessung innerhalb der Enden der Hülsen 6. Mit anderen Worten: die Blöcke können als vcnturiförmige Kanäle angesehen werden. Die Pumpe arbeitet weiter, so daß dann, wenn heißes Gas durch die Metallumhüllung 2 fließ;, die geformten Eisblöcke gelöst werden und aus der Röhre 1 getrieben werden und über die Umlenkeinrichtung 9 und das Gitter 11 in den Behälter 12 gelangen, wobei alles sie begleitende Wasser durch das Gitter 11 in den Tank 10 fällt. Dieser Vorgang wiederholt sich dann.

Mit zwei Rohren mit 25.40mm Durchmesser und einer Län^e von 60 — 90 cm kann ein Ausstoß in der Größenordnung vom 22.5 kg pro Tag bei einer Eisgröße von 38 mm erreicht werden, wobei ein Zehn-Minuten-Zyklus eingehalten wird. Die Venturiförmigkeit hat den Vorteil, daß die Eisblöcke eine größere Oberfläche haben und deshalb schneller schmelzen, wenn sie in Wasser gelegt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es einige Stunden dauert, bis der gesamte Inhalt der Röhre zwischen den einzelnen Blöcken festgefroren ist und die Röhre sprengen würde, falls der Durchstrom des heißen Gases ausfallen sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   v|. Vorrichtung zum Erzeugen von Eis in einem offenendigen, von Wasser durchflossenen Rohr, das alternierend wärmeleitende und wärmeisolierende ^.Abschnitte aufweist, wobei die wärmeleitenden Abschnitte mit einem in der äußeren Umgebung des Rohres angeordneten Verdampfer wärmeleitungsmäßig in Verbindung stehen und der Verdampfer wahlweise mit einem Strom von Kühlmittel und einem Gasstrom, dessen Temperatur über dem Gefrierpunkt von Wasser liegt, beaufschlagt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß jeder wärmeleitende und jeder wärmeisolierende Abschnitt als das Rohr (1) innen susfütternde zylindrische Hülse (6, 7) aus entsprechendem Werkstoff ausgebildet ist und daß der Verdampfer als das Rohr außen in einem Abstand umgebende radiale Umhüllung (2) ausgebildet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- to zeichnet, daß die Oberfläche der Außenwandung jeder wärmeisolierenden Hülse (6) gegenüber den Stirnflächen nach innen abgesetzt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die wärmeisolierende Hülse (6) Kunststoff ist.