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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Eis Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Eis.
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Die bekannten Eisproduktionsarten erfordern Vorrichtungen mit einer
Vielzahl sich bewegender Teile und Einrichtungen zur Erstellung eines massiven Erzeugnisses,
zu dessen Gewinnung und zu dessen Transport zur Vorratshaltung, Üblicherweise wird
die mechanische Gefrierkühlung verwendet, bei der ein Gas verdichtet, verflüssigt
und dann expandiert wird. Hierbei wird das Verdampfungs- bzw. Verdunstungsprinzip
zum Absorbieren von Wärme vom Wasser ausgenutzt,um dieses dadurch in Eis umzuwandeln.
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Das zum Gefrieren zu bringende Wasser muß in abgemessenen Mengen zugeführt
und in Gefäße eingegeben werden, von denen es als Eis gelöst wird. Ferner muß ein
Zeitplan für die Wärmeabsorptionsperiode, die Periode zum Herauslösen des Eises
und die Gefäßnachfüllperiode
erstellt werden, wobei außerdem eine
Zeit- und Temperaturregelung der Wasserzufuhr und ein koordinierter Betrieb der
Gefrierkühleinrichtung erforderlich sind. Im praktischen Betrieb nehmen unvorhersehbare
Variablen auf die Eisproduktion in Form atmoshärischer Bedingungen, der Einlaßwassertemperaturen
und in Form von Variationen der Anlagenleistung Einfluß, Faktoren, die nicht vorausbestimmbar
sind und komplexe Überwachungs- und Steuereinrichtungen erfordern. Die Erfindung
verfolgt daher das Ziel, ein einfach überschaubares Verfahren bzw. eine möglichst
wenig komplexe Vorrichtung zum Herstellen von Eis nach einem System zu schaffen,
das mit einem maximalen Wirkungsgrad entsprechend den vorherrschenden Bedingungen
kontinuierlich betreibbar ist.
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Die Erfindung verwendet die mechanische Gefrierkühlung in ihrer Grundform
in Kombination mit der geringstmöglichen Anzahl von Teilen und vermeidet mit Ausnahme
der Gefrierkühleinrichtungen selbst sich bewegende Teile, wobei sie sich auf die
Thermoregulierung des Kühlmittelflusses und der Wasserzufuhr zur Eisbe-.
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reitung stützt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die auf den Prinzipien des Gefrierens,
des Tauens und des Auswerfens des Erzeugnisses arbeiten. In dem Herstellungskreislauf
nach der Erfindung wird ein mit Wasser gefülltes Gefäß einer Wärmeabsorption ausgesetzt,
bis es Eis gebildet hat, woraufhin dem mit Eis gefüllten Gefäß Wärme zugeführt wird,
bis die Eis-Gefäß-Grenzflächen getaut sind, welcher Vorgang von einer Anwendung
von
Druckwasser zum Nachfüllen des Gefäßes begleitet ist, wodurch das Eis als ein Erzeugnis
aus diesem ausgeschwemmt wird. Sodann wird der Verfahrenskreislauf durch Anwendung
der Wärmeabsorption anstelle der Wärmebeaufschlagung wiederholt. Das zum Ausschwemmen
verwendete Wasser wird wiedergewonnen und erneut als Nachfüllwasser in dem geschilderten
Kreislauf des Gefrierens,des Tauens und des Auswerfens verwendet.
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Die vorliegende Erfindung besteht somit aus einem Verfahren zum Herstellen
von Eis unter Anwendung von Wärmeabsorption auf ein mit Wasser gefülltes Gefäß bis
zur Eisbildung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß anschließend das mit Eis gefüllte
Gefäß mit Wärme beaufschlagt wird, bis die Eis-Gefäß-Grenzflächen getaut sind, sowie
das Gefäß mit Wasser unter Ausschwemmen des Eises aus diesem nachgefüllt und der
Verfahrenskreislauf durch erneute Wärmeabsorption anstelle der Wärmebeaufschlagung
wiederholt wird.
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Die Erfindung umfaßt ferner eine Vorrichtung zum Herstellen von Eis,
mit einem mit Wasser zu füllenden Gefäß, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung
zum abwechselnden Absorbieren von Wärme vom Gefäß und zu dessen Beaufschlagung mit
Wärme, eine Wasserzufuhreinrichtung und einen Temperaturfühler sowie eine auf das
Tauen ansprechende Steuereinrichtung, die mit der Wärme absorbier- und -beaufschlagungseinrichtung
verbunden ist und diese zum Absorbieren von Wärme bis zur Eisbildung im Gefäß aktiviert
sowie auf das Gefrieren anspricht und die Wärmeabsorbier- und
--beaufschlagungseinrichtung
für eine Wärmebeaufschlagung bis mit zum Abtauen der Eis-Gefäß-Grenzflächen aktiviert
sowie/der Wasserzufuhreinrichtung für deren Aktivierung zwecks Zufuhr von Wasser
in das Gefäß.zum Ausschwemmen des Eises aus diesem gekoppelt ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile-der Erfindung ergeben sich aus den Ansprechen
und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 eine Schemazeichnung einer Vorrichtung zum Herstellen von Eis; Fig. 2 eine praktische
Ausführungsform einer Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art; Fig. 3 je einen vergrößerten
Detailschnitt durch einen Eisbis 6 formbehälter zur Veranschaulichung der aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte bei der Eisbildung; Fig. 7 eine Draufsicht auf den Eisbereiter
der Vorrichtung nach der Linie 7-7 der Fig. 2; und Fig. 8 eine Stirnansicht des
Eisbereiters nach der Linie 8-8 der Fig. 7.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht in dem Kreislauf des Gefrierens,
des Tauens und des Auswerfens und benutzt die Vorgänge der Thermodynamik und Hydraulik
zur Herstellung von Eis, Das Gefrieren wird durch ein beliebiges geeignetes Verfahren
bzw.
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eine entsprechende Einrichtung zur Absorption von Wärme, das Tauen
seinerseits durch irgendein geeignetes Verfahren bzw.
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eine entsprechende Einrichtung zur Abgabe von Wärme und das Auswerfen
durch die zusammenwirkenden Vorgänge bzw. Eigenschaften des Aufschwimmens und der
Hydraulik von zur Eisbildung zugeführtem Wasser erreicht. In der Praxis wird mit
Vorteil ein
Flüssiggasverfabren verwendet, bei dem die Vorgänge
der Verdunstung zur Eisbildung und die Vorgänge der Mediumverdichtung zur Wärmeentwicklung
ausgenutzt werden. Vorzugsweise wird ein mechanischer Gefrierkühlprozeß verwendet,
bei dem ein Kühlmittel verdichtet und gekühlt und dann in einem Verdampfer zur Absorption
von Wärme expandiert wird, wobei es in derartigen Anlagen üblich ist, die Kühlstufe
zu überbrücken und die Verdichtungswärme zum Abtauen und dgl. zu verwenden.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Kompressor 10 vorgesehen, der das Kühlmittel
unter Druck setzt und dieses mit der Kompressionswärme beaufschlagt. Ein Kondensator
Ii kühlt das Kühlmittel ab, wodurch dieses aus seinem gasförmigen Zustand in einen
flüssigen Zustand überführt wird. Ein Wärmeexpansions- bzw. Entspannungsventil 12
gibt das umgewandelte Kühlmittel an einen Verdampfer 13 ab, in dem das Kühlmittel
zur Absorption von Wärme expandiert. Ferner ist nach der Erfindung ein Bypass 14
für heißes Gas vorgesehen, der sich direkt vom Kompressor 10 zum Verdampfer 13 erstreckt,
wobei der Bypass 14 ein normalerweise geschlossenes Ventil 15 enthält, so daß das
System normalerweise zur Absorption von Wärme arbeitet. Die erwähnten Teile des
Gefrierkühlsystems sind in geeigneter Weise verplombt und entsprechend der zeichnerischen
Darstellung in herkömmlicher Weise miteinander verbunden.
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Das oben beschriebene Kühlsystem wird bei Eisbedarf kontinuierlic
betrieben. Der Antrieb erfolgt mittels eines Motors 16, der sowohl den Kompressor
10 als auch ein Gebläse 17 antreibt,das Kühlluft
durch den Kondensator
11 fördert. Das Ventil 15 wird mittels eines Solenoids 18 betätigt, wobei ein Sensor
19, der mit dem Verdampfer und zugehörigen Elementen verbunden ist, einen Schalter
20 betätigt, der den Betrieb des Ventils 15 zur periodischen Schal tung der Vorrichtung
steuert. Eine Wasserzufuhr 21 fördert zweckmäßig Wasser unter Druck und spricht
auf den Schalter 20 für das Aufschwimmen und das Nachfüllen von Wasser an.
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Es sei nun im einzelnen der aus einem Gefrier-, einem Abtau- und einem
Auswerfvorgang bestehende Verfahrensablauf zur Herstellung von Eis aus Wasser auf
kontinuierlicher Basis betrachtet. Das Verfahren wird bei einer über dem Gefrierpunkt
liegenden Temperatur,z.B. der Umgebungstemperatur, eingeleitet. Bei dieser Ausgangstemperatur
wird das Wasser in einen Behälter in Form eines oben offenen Gefäßes eingefüllt
und der Wärmeabsorption ausgesetzt bis das Wasser zu Eis, vorzugsweise zu massivem
Eis, gefroren ist.
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Wenn dieser Eiszustand erreicht ist, der bei OOC (32ob) oder wenige
liegt, befindet sich das Verfahren auf der Hälfte seines Kreislaufs und dem eisgefüllten
Behälter wird Wärme in Verbindung mit einer Nachfüllung von Wasser unter Druck unterhalb
des Eises zugeführt.
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Das Eisgefäß, das das in Eis umgewandelte Wasser enthält, besitzt
notwendigerweise Grenzflächen zur Umgebung des Wassers und des resultierenden Eises.
Durch diese Grenzflächen erfolgt die Wärme absorption und -entfaltung. Demgemäß
führt die Zufuhr von Wärme auf der Hälfte des Verfahrenskreislaufes zu einem Tauvorgang
an
diesen Grenzflächen und durch den Druck des eine höhere Temperatur
als Gefriertemperatur aufweisenden Nachfüllwassers wird das Eis vom Behälter aufgeschwemmt,
von dem es durch eine Wasserzwischenschicht befreit ist. Der Zufluß des Nachfüllwassers
erfolgt im wesentlichen in der Weise, daß sich das Eis wie ein Kolben oder Stößel
unmittelbar, nach-dem es frei geworden ist, in der Weise bewegt, daß es sich aus
dem Gefäß herausbewegt (Fig. 6), was sich auf einfache Weise bewerkstelligen läßt,
da Eis ein geringeres Gewicht als das Aufschwemmwasser besitzt. Wenn dieser Zustand
erreicht ist, ist der volle Verfahrenskreislauf erreicht, zu welchem Zeitpunkt das
Eis eingeholt und erneut Wärmeabsorption zur Anwendung kommt, um einen nachfolgenden
Verfahrenskreislauf einzuleiten.
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Durch das Verfahren wird Eis in einer Mehrfachform hergestellt, indem
fortschreitend durch eine Reihe von wassergefüllten Gefäßen eine Wärmeabsorption
erfolgt, bis das Wasser zu Eis gefroren ist. Dies bedeutet, daß die Wärmeabsorption
in der Weise angewandt wird, daß das Eis zuerst in einem Gefäß fertig ist und der
Fertigzustand des Eises sodann nacheinander in benachbarten Eisgefäßen erreicht
wird. Wenn der Fertigzustand des Eises in sämtlichen Gefäßen erreicht ist, befindet
sich das Verfahren auf seinem halben Kreislauf und den eisenthaltenden Gefäßen wird
fortschreitend Wärme in Verbindung mit der Zufuhr von Nachfüllwasser unter Druck
unterhalb des in den Gefäßen befindlichen Eises zugeführt. Dies bedeutet, daß die
Wärmezufuhr in der Weise angewandt wird, daß der Tauvorgang zuerst-in einem Gefäß
und dann
nacheinander in benachbarten Gefäßen stattfindet, und
zwar vorzugsweise in der gleichen Folge wie bei der voraufgegangenen Wärmeabsorption.
Wenn der herausgehobene Zustand des Eises in sämtlichen Gefäßen erreicht ist, ist
der Verfahrensablauf zur Eisgewinnung beendet, und es wird erneut Wärmeabsorption
angewandt, um einen nachfolgenden Mehrfach-Eisbildevorgang einzuleiten.
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Der Verfahrenskreislauf de s- Ge frierens , des Tauens und des Auswerfens
findet im Betrieb einer Eiswürfelmaschine mittels des zeichnerisch dargestellten
Vorrichtungsbeispiels statt, in der automatisch Eis in einer Mehrfachform auf kontinuierlicher
Basis hergestellt wird. In Verbindung mit der oben beschriebenen Gefrieren kühlanlage
ist ein Gehäuse A vorgesehen, welches einen Vorratsbehälter B enthält und die erwähnten
Teile 10 bis 21 sowie einen Eisbereiter C aufnimmt. Mittels des Eisbereiters C sind
die oben beschriebenen Verfahrensvorgänge in Verbindung mit einem Gefrierkühlsystem
darchführbar, wobei eine Auslaßleitung 22 zur abwechselnden Zufuhr von Wärmeabsorptionsmedium
oder Heizmedium und eine Einlaßleitung 23 zur Rückleitung des expandierten Mediums
vorgesehen sind. Die Leitungen 22 und 23 sind mit dem Verdampfer 13 in einem geschlossenen
System verbunden, in dem das Kühlmittel durch den Verdampfer im Umlauf geführt ist.
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Das Gehäuse A ist eine aufrecht stehende Konstruktion, die im wesentlichen
vom Behälter B eingenommen wird, der undurchlässige Vorder-, Seiten-, Rück- und
Bodenwände besitzt, die mit einer Wärmeisolierung 24 versehen sind. Die Oberwand
25, die ebenfalls
mit einer Wärmeisolierung versehen ist, ist scharnierartig
angebracht, so daß sie sich für einen Zugang zum Behälter öffnen läßt, und die Rückwand
besitzt eine horizontale Öffnung 26 entlang ihrem oberen Randbereich. Im rückwärtigen
Bereich des Gehäuses sowie unter diesem ist ein Raum 27 gebildet, in dem die Gefrierkühlanlage
und der Eisbereiter C untergebracht sind, der in der Nähe der Öffnung 26 instaniert
ist, um Eis durch diese Öffnung in den Behälter B mittels Schwerkraft abzugeben.
In der Praxis ist ein Überbau 28 am rückwärtigen Bereich des Gehäuses für den Einschluß
des Eisbereiters angebracht, wie es insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Der Eisbereiter C besitzt im wesentlichen ein Gefäß S, das innerhalb
und/oder in Berührung mit den Wärmefunktionen des Verdampfers angeordnet bzw. diesen
Wärmefunktionen ausgesetzt ist. In der praktischen Ausführung sind das Gefäß S und
der Verdampfer 13 miteinander verbunden oder einstückig ausgeführt, so daß eine
direkte Wärmeübertragung zwischen ihnen stattfindet Das Gefäß S ist ein oben offener
Behälter, der jede gewünschte, beliebige Querschnitts form, z.B. eine quadratische
oder runde, aufweisen kann. Bei dem dargestellten Beispiel besitzt das Gefäß S eine-gerade
zylindrisch Wand 30, die an einem Ende durch einen Boden 31 geschlossen und am anderen
Ende 32 offen ist. Der Boden 31 und das offene Ende 32 verlaufen senkrecht zur Achse
a, wobei diese vorzugsweise etwa 300 aus der Vertikalen verlagert ist, so daß der
Auswerfvorgang des Eises durch eine Eigenfreigabe erreicht wird. Die Wasserzufuhr
21 in das Gefäß erfolgt mittels einer öffnung 33 durch den
Gefäßboden,
wobei aus Fig. 3 ersichtlich ist, daß das Wasser das Gefäß bis zu einer Höhe über
der abgesenkten Seite des offenen Endes 32 füllt. Der Verdampfer 13 umgibt eine
Seite des Gefäßes, während der Sensor 19 dessen gegenüberliegende Seite berührt,
wobei der Sensor vom Verdampfer abgelegen ist.
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Bei dem oben beschriebenen Gefäß wird die Verdampfung des KüBimittels
durch den Schalter 20 eingeleitet, der bei Betätigung offen bleibt, wenn der Sensor
19 einen Anstieg von z.B. 9,4°C (49°F) feststellt, wodurch Eis entsprechend der
Darstellung in Fi.g 4 gebildet wird. Hierbei findet eine Ausdehnung statt, die zur
Extrusion eines Eiskopfes aus dem offenen Ende des Gefäßes führt. Bei fortgesetzter
Anwendung der Wärmeabsorption sinkt die Gefäßtemperatur bis zur oben erwähnten Hälfte
des Verfahrenskreislaufes ab, bis der Schalter 20 betätigt und geschlossen bleibt,
wenn der Sensor 19 einen Abfall auf z.B. - 1,7°C (290F) feststellt, wodurch das
Solenoid 18 erregt wird und das normalerweise geschlossene Bypass-Ventil öffnet,
so daß heißes Gas durch den Verdampfer 13 strömt. Der Bypass 14 für das heiße Gas
mUndet in die Auslaßleitung 22 zwischen dem Wärmeexpansionsventil 12 und dem Verdampfer
13, so daß durch den geringsten Strömungswiderstand der Gasstrom durch den Verdampfer
gewährleistet ist.
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Gleichzeitig mit dem öffnen des Ventils 15 wird die Wasserzufuhr 21
durch Schließen des Schalters 20 geöffnet bzw. in Betrieb gesetzt, so daß unter
Druck stehendes Wasser in das Gefäß durch
die Öffnung 33 gefördert
wird. In dem Augenblick, in dem das Eis abgetaut und von der Wand 30 frei ist, findet
ein Aufschwemmen des Eises im Behälter statt. Die Durchflußleistung des Wassers
durch die Öffnung 33 ist größer als die Durchflußleistung zwischen dem Eis und der
Wandung 30 und folglich wird das Eis durch hydraulische Verdrängung in die Stellung
nach Fig. ó wie ein Druckkolben ausgestoßen, wobei sein Schwerpunkt jenseits des
abgesenkten Randes des Gefäßes liegt. Folglich fällt das Eis dann aufgrund der Schwerkraft
vom Gefäß herunter, wie es durch den Pfeil veranschaulicht ist. Bei fortgesetzter
Wärmeanwendung steigt die Gefäßtemperatur auf das oben erwähnte Ende des Verfahrenskreislaufes,
bis der Schalter 20 betätigt wird, um offen zu bleiben, wenn der Sensor 19 die genannten
9,4 C (490F) als Beispielwert feststellt, wodurch ein nachfolgendes Arbeitsspiel
eingeleitet wird.
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Da eine Reihenproduktion erwünscht ist, wird die Wärmeabsorption und
Erwärmung fortschreitend einer Reihe von Eisgefäßen S zur kontinuierlichen Reihenproduktion
von Eis entsprechend der Darstellung in Fig. 1 geführt. Der Verdampfer 13 ist für
eine Reihe von Eisgefäßen S ausgebildet, wobei die Expansion im Verdampfer 13 beispielsweise
von links nach rechts vorgeht, in welchem Fall der fertige Gefrierzustand des Eises
ebenfalls von links nach rechts fortschreitet. Demzufolge ist der Bertigzustand
des Eises in der Reihenfolge der mit den Ziffern 1 bis 6 bezeichneten Gefäße erreicht,
wobei in gleicher Weise die Reihenfolge der Grenzflächentauung von links nach rechts
in der Reihenfolge
1 bis 6 vonstatten geht. Wie die Zeichnung
zeigt, umfaßt die Wasserzufuhr 21 einen Verteiler 35, der in offener Verbindung
mit der Vielzahl der Öffnungen 33 steht, wobei das Wasser durch ein solenoid-betätigtes
Ventil 36 von einer konstanten Druckquelle , z.B. einer Pumpe 37, mit einem Druck
von z.B. 1,1 kg(2 1/2 lbs) durch die Öffnungen 33 von 1/16 Zoll Durchmesser bei
der Bildung von Eis mit 1/2 Zoll Durchmesser gefördert wird. Wie ersichtlich, findet
eine fortschreitende Fertigstellung von Eis,gefolgt von einem fortschreitenden Abtauen
und Auswerfen von Eis statt, worauf ~ hin die Gefäße nachgefüllt und für einen nachfolgenden
Arbeitsgang vorbereitet werden.
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Der Sensor bzw. Meßfühler 19 ist an einem optimalen Punkt hinsichtlich
des Fertigzustands sowohl der Eisbildung als auch des Abtauvorgangs einstellbar
angeordnet. Zweckmäßig ist der Sensor auf etwa 2/3 des Abstands vom Gefäß 1 zum
Gefäß 6 angeordnet, obgleich sich dieser Abstand mit verschiedenen Gefäßausführungen
und deren Anordnungen ändert. Die praktische Ausführung hat Jedoc gezeigt, daß der
einstilckige Zusammenhang von Gefäßen S und die einstückige Umfassung des Verdampfers
13 entlang deren einer Seit bei den gezeigten Abmessungen sehr zufriedenstellend
mit dem in der gezeigten und beschriebenen-Weise abgelegen angeordneten Sensor 19
arbeitet, wobei der Verdampfer hoch an einer Seite der Gefäße und der Sensor tief
an deren anderer Seite angeordnet ist.
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In den Fig. 7 und 8 sind zwei Reihen von Gefäßen S dargestellt, die
jeweils eine Serie bilden und von einem gemeinsamen durchgehenden
Verdampfer
13 mit einem Einlaß 22 und Auslaß 23 umfaßt sind. Der Verteiler 35 ist eine fortlaufende
Schleife für eine vergleichmäßigte Druckanwendung und bildet einen Rahmen, der in
Längsrichtung in dem Überbau 28 (Fig.2) angeordnet ist.
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Die Gewinnung von Eis bei Beendigung jedes Verfahrenskreislaufes erfolgt
mittels eines geneigten Siebes 40, das unter dem Eisbereiter C angeordnet ist. Das
Sieb 40 erstreckt sich durch die Öffnung 26, so daß Eis durch Schwerkraft in den
Behälter B fällt und rollt. Von Bedeutung sind hierbei die physikalischen Eigenschaften
des Siebes 40 und insbesondere dessen geringe Wärmeleitfähigkeit, da es aus einem
geeigneten Kunststoff, z.B. Polypropyl n durch das od. dgl. gebildet ist,/zum Aufschwemmen
des Eises verwendetes Wasser hindurch-tropft, in einem Auffangbehälter 41 gesammelt
und durch einen Ablauf 42' in einen Vorratsbehälter 43 gelangt, der ein schwimmergesteuertes
Zufuhrventil 44 besitzt, welches den Wassereinlaß begrenzt. Dadurch, daß das Sieb
40 eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, tritt kein Gefrieren und Ansammeln von
Wasser in diesem auf, da das Sieb von sich aus keine Wärme in den Vorratsbehälter
B leitet, in den es sich hinein erstreckt oder mit geringem Abstand zugeordnet ist.
Die Wasserzufuhr kann direkt zum Solenoid- bzw. Magnetventil 36 erfolgen, wenn ein
geeigneter konstanter Druck vorliegt, jedoch erfolgt er vorzugsweise durch die Pumpe
37 von einer Niveaukonstanz-Reguliereinrichtung im Behälter 43> was einen konstanten
Druck wander oeffnung 33 gewährleistet.
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Der Steuerschalter 20 liegt in einer Kraftleitung 40 zu den Magnetventilen
15 und 36 und zur Pumpe 37, wenn diese verwendet wird. Es versteht sich,- daß bei
Verwendung einer Pumpe 37 das Ventil 36 als einfaches Absperrventil ausgebildet
sein kann. Die Anlage kann kontinuierlich oder vorzugsweise auf Bedarfsbasis betrieben
werden, bis der Vorratsbehälter B mit Eis gefüllt ist, in welchem Fall der rotor
16 und die erwähnte Ventil- und Schalter ordnung durch einen Steuerschalter 41 erregt
wird, der von einem Fühl-er 42 betätigt wird, welcher auf das ihn berührende Eis
am Rand des Vorratsbehälters B im Bereich der Öffnung 26 anspricht. Zweckmäßig öffnet
der Fühler 112 den Schalter 41 bei -1,1°C (30°F) und schließt ihn bei 0,6°C (330F)
oder in eInem beliebigem ähnlichen Temperaturbereich entsprechend den Umständen.
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er dargestellte Eisherstellprozeß wird durch die beschriebene Maschine
mit einem hohen Wirkungsgrad durchgeführt, einer Maschine die automatisch und innerhalt
eines grcßen Bereiches von Umgatungstemperaturen zur herstellung großer Eismengen
bei Bedarf arbeitet und den Betrieb bei gefüllter Kapaz-Ltäunterbricht.
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Der Vorratsbehälter B ist ein Kühlbehälter, in den sich die Kälte
bei der Temperatur des zu seiner Fullung zugeführten Eises -hält.
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Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die hohe Wärmeträgheitsd
nfer-nz zwischen dem Gefrierkühlsystem und der Wärmeabsorptionseinheit, was einen
Betrieb in einem großen Bereich von Umgebungsbedingungen mit einer hohen Produktionsleistung
ermöglicht. Die Wärmeträgheitsdifferenz steht im Zusammenhang mit der Wärmeleistun
skapazität
des Gefrierkühlsystems, wie es z.B. in der Zeichnung
schematisch veranschaulicht ist und bei dem ein Kompressor 10 und ein Kondendator
11-Klhlmittel durch ein Expansionsventil 12 fördern und bei dem die gesamte Wärmeabsorptionsleistung
des Eisbereiters C zur Umwandlung seines Wasserinhaltes in Eis herangezogen wird.
Bislang wurden Gefrierkühisysteme und Eisbereiter auf eine gleichgewichtige Leistungsfähigkeit
abgestellt, wobei in beiden Fällen in etwa die gleiche thermische Leistungsfähigkeit
vorlag, so daß ein Gleichgewicht gegeben war. Zum Beispiel produziert ein bekanntes
gleichgewichtiges Gefrierkühlsystem mit einer Verdampfereinheit von 1/4 PS Leistung
etwa 22 bis 27 kg (50 bis 60 lbs) Eis in einem Zeitraum von 24 Stunden bei einer
Umgebungstemperatur von 26,70C (800F). Im Gegensatz dazu wird bei dem vorstehend
beschriebenen Verfahren hoher Wärmeträgheitsdifferenz unter Reduzierung der Kapazität
des Verdampfers (gesamter Eisbereiter) im Verhältnis 20 zu 1 mittels einer Kompresso
-Kondensator-Einheit von 1/4 PS Leistung eine Eisproduktion von 90,7 kg (200 lbs)
in einem Zeitraum von 24 Stunden bei einer Umgebungstemperatur von 26,70C (800F)
bzw. 227 kg (500 lbs) bei 0 0 49 C (120 F) erreicht. Während ein bekannter Verdampfer
mit einer Kompressor-Kondensator-Einheit von 1/4 PS Leistung 2,3 bis 3,2 kg (5 bis
7 lbs) Kühlmittel zum Verflssigenbenötigt, erfordert der in dem vorstehend beschriebenen
Verfahren verwendete Verdampfer nur 227 g (8 oz) Kühlmittel. Es zeigt sich somit,
daß der Wirkungsgrad mit einer Erhöhung der Umgebungstemperatur ansteigt, so daß
das Eisherstellvermögen z.B. dadurch vergrößert werden kann, daß der Eisbereiter
C dem Sonnenlicht ausgesetzt wir
Eine hohe Wärmeträgheitsdifferenz
und ein Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen führt somit zu einer hohen Eisproduktion.