DE3030368C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kompressionskälteanlage
zur Herstellung von Speiseeis oder dergleichen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Kompressionskälteanlage dieser Art ist aus der
DE-PS 8 98 754 bekannt, wobei ein Sammelbehälter vor
gesehen ist, welcher bei einer Unterbrechung der
Eisproduktion mit dem flüssigen Kältemittel gekühlt
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Kompressionskälteanlage der eingangs angegebenen Art
so auszubilden, daß die Kühlung während des Herstellungs
vorganges von Speiseeis möglichst kurzfristig und
verzögerungsfrei unterbrochen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen
des Anspruchs 1 gelöst. Durch Öffnen des Absperrventils
kann die Kühlung im Verdampfer praktisch unmittelbar
unterbrochen werden, da das flüssige Kältemittel, das
im Verdampfer vorhanden sein kann, durch sein Eigen
gewicht in den Sammelbehälter ablaufen kann.
Das gesamte Kältemittel oder wenigstens ein beträchtlicher
Teil des Kältemittels, das im Verdampfer vorhanden ist,
strömt dabei durch den Sammelbehälter annähernd unter
einem Druck, der im Verdampfer herrscht und durch das
Expansionsventil beeinflußt ist. Ein Sieden im Sammel
behälter wird daher vermieden, so daß das Öl im Sammel
behälter nahezu ohne Verwirbelung abgeschieden und ab
geführt werden kann. Dies wird durch den Abstand
zwischen der Stelle, an der der Sammelbehälter mit dem
Expansionsventil verbunden ist, und der Stelle erreicht,
an der der Sammelbehälter mit dem Verdampfer verbunden
ist, da dieser Abstand sicherstellt, daß der bei Durch
gang des Kältemittels durch das Expansionsventil und
aufgrund des Druckunterschiedes über dem Expansionsventil
gebildete Dampf nicht durch die Flüssigkeit strömt, die
im Sammelbehälter unter der Höhe angesammelt ist, die
der Stelle entspricht, an der der Sammelbehälter mit dem
Verdampfer verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist
im Anspruch 2 angegeben, wobei die untere Kante des
Napfes als Abscheideeinrichtung im Sammelbehälter dient,
die bewirkt, daß der dem Sammelbehälter zugeführte Dampf
durch das Öltropfen abscheidende Material strömt. Der
Napf dient weiterhin als Aufpralleinrichtung für das
Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit, das in den Sammel
behälter strömt, wodurch die Ölabscheidung im Sammel
behälter weiter unterstützt wird.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird
nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 schematisch eine Kompressions
kälteanlage nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Teil dieser Anlage nach
Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
während des Betriebs,
Fig. 3 in der Darstellung nach Fig. 2 die
Anlage während des Betriebsstill
standes,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Sammel
behälter mit Darstellung des
Betriebszustandes, und
Fig. 5 den Sammelbehälter nach Fig. 4
während des Betriebsstillstandes.
In der Zeichnung ist eine zu kühlende Vorrichtung 1 darge
stellt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein
fortlaufend arbeitender Eiskrembereiter ist. Die zu frierende
Krem wird über eine Leitung 2 der Vorrichtung zugeführt und
verläßt die Vorrichtung über eine Leitung 3. Der zu kühlende
Teil der Vorrichtung ist in der in Fig. 2 dargestellten Weise
von einem Verdampfer 4 umgeben, der einen Mantel
bildet, der über ein Rohr 5 mit dem oberen
Teil eines Flüssigkeitsabscheiders 6 verbunden ist. Der
Flüssigkeitsabscheider 6 ist über der Vorrichtung 1 ange
ordnet und ein Saugrohr 7 verbindet den oberen Teil des
Flüssigkeitsabscheiders 6 mit der Ansaugseite eines Kompressors
8, dessen Druckseite über eine Leitung 9 mit dem Verflüssiger
10 in Verbindung steht. Bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel wird der Verflüssiger 10 durch eine Flüssigkeit ge
kühlt, die über die Verbindungsleitung 11
zugeführt und über eine Verbindungs
leitung 12 abgeführt wird.
Das verflüssigte Kältemittel wird vom Verflüssiger 10 über
eine Leitung 13 einem Expansionsventil 14 zugeführt, das über
einen Schwimmer 15 gesteuert wird, der im Flüssigkeitsab
scheider 6 angeordnet ist. Das Expansionsventil 14 steht über
eine Rohrverbindung 16 mit einem Sammelbehälter 17 in Ver
bindung, der unter der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Der
Sammelbehälter 17 ist über ein Steigrohr bzw. eine Verbindungsleitung 18 mit dem Flüssig
keitsabscheider 6 verbunden.
Der Verdampfer wird vom Flüssigkeits
abscheider 6 über ein Ablaufrohr 19 versorgt, das vom Boden
des Flüssigkeitsabscheiders 6 zu einer Tasche 20 verläuft,
die in einer offenen Verbindung mit dem Verdampfer
der Vorrichtung 1 steht. Der Sammelbehälter 17 und die Tasche
20 stehen miteinander über eine erste Verbindungsleitung 21 in Verbindung, in dem
ein Absperrventil 22 angeordnet ist.
Aus den Fig. 2 und 3 ist weiterhin erkennbar, daß ein Ab
sperrventil 33 und ein Solenoidventil 34 in die Leitung 13
vom Verflüssiger eingebaut sind. Weiterhin erstreckt sich
der Verdampfer 4, der von dem Mantel 36 begrenzt wird,
entlang des vollen Umfanges des zu kühlenden Teils 37 der
Vorrichtung, der aus einem Zylinder bestehen kann, durch
den das zu kühlende Material durch eine
Fördereinrichtung geführt wird, die an sich bekannt ist
und nicht weiter dargestellt wird. Die Rohr
leitung 5 mündet im oberen Teil des Flüssigkeitsabscheiders
6 und dasselbe gilt für das Steigrohr bzw. die zweite Verbindungsleitung 18 vom Sammelbehälter
17. Die Tasche 20 steht weiterhin in einer freien Ver
bindung mit dem Verdampfer 4 an dessen Boden
und das Ablaufrohr 19 mündet in der Tasche 20. Die Tasche
ist weiterhin mit einem Ölableitungsrohr 38 und einem ent
sprechenden Ventil 39 versehen. Weiterhin weist der Sammelbehälter
17 ein Ölabführungsrohr 40 auf, in dem ein Ab
sperrventil 41 vorgesehen ist.
Der Sammelbehälter 17 ist im vergrößerten Maßstab und in
einer Schnittansicht in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Er
weist einen äußeren Behälter 50 auf, in
den ein glockenförmiges Leitblech bzw. ein Napf 51 derart eingesetzt
ist, daß die Schürze 52 des Leitbleches einen kleinen
Zwischenraum bezüglich der Wand des Behälters 50 bildet.
Die Schürze 52 verläuft weit nach unten in den Behälter
50 bis zu einer Höhe, die unter der Stelle liegt, an der
die zweite Verbindungsleitung 18 mit dem Sammelbehälter verbunden ist. Aus
der Zeichnung ist ersichtlich, daß die zweite Verbindungsleitung 18 mit
dem Inneren des glockenförmigen Napfes verbunden ist.
Das Verbindungsrohr 16 vom Expansionsventil 14 mündet im Behälter
50 der Schürze 52 des Napfes 51 gegenüber in einer Höhe,
die über der Höhe liegt, in der die zweite Verbindungsleitung 18 angeschlos
sen ist. Am oberen Teil weist der Napf einen Kragen 53
auf, der ein Rohrstück 54 umgibt, das in den Behälter 50
verläuft und das über die erste Verbindungsleitung 21 und das Absperrventil 22 mit der
Tasche 20 verbunden ist. Zwischen dem Kragen 53 und dem Rohr
stück 54 ist ein Zwischenraum 56 vorgesehen, durch den der
Dampf in das Innere des Napfes 51
und von dort durch die zweite Verbindungsleitung 18 nach oben strömen kann.
Zwischen dem oberen Teil des Napfes und dem oberen
Teil des Behälters 50 ist ein Öltropfen abscheidendes Material
57 um den Kragen 53 herum angeordnet.
Die dargestellte Anlage arbeitet in der folgenden Weise:
Während des Betriebes (Fig. 2) ist das Absperrventil 22 geschlossen
und es strömt das vom Verflüssiger 10 kommende Kältemittel
somit durch die Leitung 13 und das Expansionsventil 14 nach unten
durch das Verbindungsrohr 16 und in den Sammelbehälter 17.
Während des Durchganges durch das Expansionsventil 14 wird etwas
Kältemittel aufgrund des Druckabfalles über dem Expansionsventil
14 verdampft, so daß ein Flüssigkeitsdampfgemisch in den
Sammelbehälter strömt. Dieses Gemisch trifft auch die Schürze
52, wobei die Flüssigkeit in den Behälter 50 unter der Unter
kante der Schürze 52 fließen wird, während der Dampf dazu
gebracht wird, durch das Material 57 und in das
Innere der Napfes 51 zu strömen. Aufgrund der Tat
sache, daß der Kompressor 8 vom Flüssigkeitsabscheider 6
ansaugt, werden die Flüssigkeit und der Dampf vom Sammelbehälter
17 nach oben durch die zweite Verbindungsleitung 18 geleitet und an den
Flüssigkeitsabscheider 6 über der durch den Schwimmer 15
eingestellten Höhe abgegeben. Über das Ablaufrohr 19 wird
der Verdampfer 4 mit der notwendigen Kältemittelmenge
versorgt, wobei in dem Verdampfer 4 eine Verdampfung
aufgrund der freien Verbindung zwischen diesem über
das Rohr 5 und dem Inneren des Flüssigkeitsab
scheiders 6 bewirkt wird, der mit dem Saugrohr 7 des Kompressors
verbunden ist.
Bevor daher die Flüssigkeit dem Flüssigkeitsabscheider 6 und
von dort dem Verdampfer 4 zugeführt wird, strömt sie
durch den Sammelbehälter 17, wobei unter der Voraus
setzung, daß der Sammelbehälter gut isoliert ist, keine
Verdampfung von Bedeutung im Sammelbehälter 17 auftreten wird,
so daß dementsprechend die Flüssigkeit eine
Gelegenheit zur Abscheidung von Öl hat, das über das Ventil 41
abgeführt werden kann. Während des Betriebes der Anlage
wird der Flüssigkeitsspiegel 60 im Sammelbehälter somit in
der in Fig. 4 dargestellten Weise eingestellt, wobei aufgrund
des Pegelunterschiedes zwischen dem Verbindungsrohr 16 und
der zweiten Verbindungsleitung 18 kein Dampf durch die Flüssigkeit im Sammel
behälter 17 strömen wird. Statt dessen wird der Dampf
zwangsweise durch das Material 57 und in das Innere des Napfes
51 über den Zwischenraum 56 geführt.
Wenn es während des Betriebes der Anlage notwendig sein sollte,
die Anlage schnell abzuschalten, beispielsweise weil die Ge
fahr besteht, daß die Eiskrem in der Vorrichtung 1 in einen
festen Zustand gefroren wird, ist es wichtig, unmittelbar
eine Verdampfung im Verdampfer 4 zu verhindern.
Dies wird durch Öffnen des Ventiles 22 in der ersten Verbindungsleitung
21 zwischen der Tasche 20 und dem Sammelbehälter 17 erreicht,
so daß die Flüssigkeit, die im Verdampfer 4 vor
handen sein kann, aufgrund des Eigengewichtes in den Sammel
behälter 17 strömt. Die Kühlung im Verdampfer
wird somit sofort unterbrochen. Darüber hinaus
wird auch die Flüssigkeit, die im Flüssigkeitsabscheider 6
enthalten ist, zum Sammelbehälter 17 über das Ablaufrohr 19
und die Tasche 20 geleitet. Gleichzeitig wird natürlich
die Zufuhr des Kältemittels zum Expansionsventil 14 durch
eine Betätigung des Solenoidventiles 34 unterbrochen. Wenn
später wieder eine Kühlung der Vorrichtung 1 erforderlich
ist, wird ein Unterdruck im Flüssigkeitsabscheider 6 aufge
baut und es wird das Ventil 22 geschlossen, so daß das Kälte
mittel in dem Flüssigkeitsabscheider 6 durch die zweite Verbindungsleitung
18 angesaugt wird. Dann wird der Flüssigkeitsabscheider 6
den Verdampfer 4 versorgen, so daß die Anlage arbeitet,
wie es im vorhergehenden beschrieben wurde.
Claims (2)
1. Kompressionskälteanlage zur Herstellung von Speiseeis
oder dergleichen, mit einem Expansionsventil, mit einem
überfluteten Verdampfer zum Gefrieren des Speiseeises,
und mit einem Sammelbehälter, welcher unterhalb des
Verdampfers angeordnet ist und zeitweise das flüssige
Kältemittel aus dem Verdampfer aufnimmt, wobei das Ex
pansionsventil, der Sammelbehälter und der Verdampfer
hintereinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammelbehälter (17) Einbauten (51, 52, 57)
zur Ölabscheidung enthält, daß in einer ersten Verbin
dungsleitung (21) zwischen dem Sammelbehälter (17) und
dem Verdampfer (4) ein Absperrventil (22) angeordnet
ist, daß zwischen dem Sammelbehälter (17) und dem
Verdampfer (4) eine zweite Verbindungsleitung (18)
vorgesehen ist, die in den unteren Bereich des Sammel
behälters mündet, und daß das Absperrventil (22)
während des Kühlbetriebes geschlossen und zum kurz
zeitigen Unterbrechen der Kühlung im Verdampfer
geöffnet wird.
2. Kompressionskälteanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Sammelbehälter (17) ein nach unten
offener Napf (51) angeordnet ist, dessen untere Kante
in einer Höhe unterhalb der Mündung der zweiten
Verbindungsleitung (18) endet, daß die das Expansions
ventil (14) enthaltende Leitung (16) mit dem Zwischen
raum zwischen dem Behälter (17) und dem Napf (51)
verbunden ist, daß die Öffnungen der ersten bzw.
zweiten Verbindungsleitung (21, 18) in das Innere
des Napfes (51) münden, daß der obere Teil des Napfes
mit Durchlässen (56) versehen ist, und daß ein Öl
tropfen abscheidendes Material (57) im oberen Bereich
des Zwischenraumes zwischen dem Behälter (17) und dem
Napf (51) angeordnet ist.
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