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Vorrichtung zur Loslösung von Eiskörpern Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Lostauen von Eiskörpern aus beiderseits offenen Gefrierzellen finit
über die Vexdampferböden hinaus verlängerten Zellenenden gemäß dem Patent 623 653
und besteht im wesentlichen darin, daß zwecks schneller und glatter Loslösung der
Eiskörper die überragenden Gefrierzellenenden mit besonderen Heizvorrichtungen versehen
werden.
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Es wurde gefunden, daß bei einfacher Verlängerung der Zellenwandungen
über die Verdampferböden hinaus sich Eis an den verlängerten Gefrierwandungen ansetzt,
das zum Abtauen geraume Zeit erfordert. Die Loslösungsdauer ließ sich erheblich
abkürzen, 'wenn während der Loslösungsperiode auch die überragenden Zellenenden
beheizt wurden.
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In der Zeichnung ist in Abb. r eine Gefrierzelle im Bereich des unteren
Verdampferbodens in der Ausführung gemäß Patent 623 653 dargestellt, aus der der
Grund für den Loslösungsverzug zu ersehen ist. Abb. 2 ist eine gleiche untere Ecke
der Gefrierzelle mit einer erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung, mittels Dampf-
bzw: Kühlwassermantel mit dem sich hierbei ergebenden Wärmefluß gezeigt. In Abb.
3 ist schließlich eine Gefrierzelle mit den zur Behebung dieses Übelstandes getroffenen
Maßnahmen im Querschnitt einzeln herausgezeichnet, und schließlich ist in Abb. q.
ein Längsschnitt dureh eine Batterie, bestehend aus einer Reihe von zu einem gemeinsamen
Aggregat vereinigten Gefrierzellen, dargestellt.
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In Abb. z bedeutet a die Gefrierzelle, b .den unteren V erdampferboden
und c die über dem Verdampferboden hinausragende Verlängerung-der Gefrierzelle.
d deutet den gebildeten Eiskörper in der Gefrierzelle a an. Wie die Erfahrung lehrt,
bildet sich Eis über dem Verdampferboden hinaus. Diese Eisbildung kann offenbar
nur dadurch erfolgen, daß während des Gefrierens nicht nur ein Wärmefluß quer durch
die Zellenwandung im Bereiche des Verdampfers erfolgt, sondern auch eine solche
in Richtung der Mantellinie der Zelle in dem Teile außerhalb des Verdampferbereiches.
Es ergeben sich so Wärmeströmungen, wie sie in der Abb. -z rechts durch die Pfeile
angedeutet sind. Während des Abtauens findet nun ein entgegengesetzt gerichteter
Wärmefluß statt, wie in der Abb. r links angedeutet. Während also im Bereiche des
Verdampfers ein Wärmeaustausch durch die Zellenwandung auf kürzestem Wege bei breiter
Front stattfindet, so daß hier .der Abtauvorgang in kürzester Zeit vor sich geht,
kann bei dem überragenden Eis die Wärmezufuhr bei dieser bisherigen Ausführung nur
in Längsrichtung durch den Mantel bei schmaler Front erfolgen, die Loslösung muß
also eine geraume Zeit dauern, wie sich auch praktisch gezeigt hat.
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In Abb. 2 bezeichnen a bis d die gleichen
Teile
wie in Abb. i. Hier ist als zusätzlicher Teil jedoch in der Verlängerung des Verdampferinantels
ein weiterer hohlzylindrischer Raum e geschaffen, der während des.' Abtauens von
einem Heizmittel, z. B. Wagr=: oder verdichteten, warmen @ältemitteldanf%@ durchflossen
wird. Wird nun in diesem Fglle auf Abtauen umgeschaltet, so findet längs der ganzen
eisberührten Zellenwandung ein wirkungsvoller Wärmefluß quer durch die Wairdung
statt, und das Abtauen erfolgt demzufolge in kürzester Frist. wie durch die bei
Versuchen gemachten Erfahrungen bestätigt wird.
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Die Beheizung der Zellenverlängerung an sich kann in der verschiedensten
Weise erfolgen, z. B. durch Unispülen mit frischem, wärmerein Wasser, mittels elektrischer
Heizbänder, durch den verdichteten, warmen Kältemittel,dampf o. dgl.
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Als eine konstruktiv einfache Lösung wurde gefunden, die unteren Zellenverlängerungen
unten mit einem Doppelboden mit einer zentralen Öffnung zu versehen und durch diesen
Doppelboden einen Teilstrom des Kühlwassers vor Eintritt in den Kondensator als
Abtaumittel zu schicken.
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Für die obere Zellenverlängerung wurde dadurch eine besonders einfache
Lösung zum schnellen Abtauen der überragenden Eisbildung gefunden, daß die Säugleitung
um einen bestimmten Betrag unter den -oberen Verdampferboden angeordnet wird. Hierbei
steigt das verflüssigte Kältemittel nur bis zum Anschluß der Saugleitung an, während
in dem darüber befindlichen Raum sich ein ruhender Dampfraum bildet, der erfahrungsgemäß
nicht zur Eisbildung ausreicht. Die eigentliche Eisbildung erfolgt hierbei also
nur bis zur Höhe des Saugstutzenanschlusses, während ein Überwachsen der Eisbildung
über diese Höhenzone in der vorhin geschilderten Weise nur nach Maßgabe der Kälteleitung
durch die Wandungen der Gefrierzeilen in Richtung der Mantellinien erfolgen kann.
Diese überwachsenden Eisteile werden bei der darauffolgenden Tauperiode in Gemeinschaft
mit dem Haupteiskörper durch .den kondensierenden Kältemitteldampf Iosgetaut: Der
Verdampfer ist der erfahrungsgemäßen Eisbildung über die flüssige Kältemittelzone
hinaus entsprechend hoch auszubilden.
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In Abb. 3 ist als beispielsweise Ausführungsform einer Gefrierzelle
eine solche mit den besonderen obenerwähnten Maßnahmen im Querschnitt dargestellt.
In dieser bedeuten a bis e die gleichen Teile wie in den Abb.z und
2. Hier ist jedoch als unterer Abtauraum nicht ein an den Verdampfer unmittelbar
anschließender Doppelmantelraum wie in Abb. a, sondern ein Doppelboden mit einer
zentralen Öffnung zur Herstellung einer unmittelbaren Verbindung des Bodenraumes
mit dem Bade angenommen. Hierbei entspricht in sinngemäßer Übertragung der obere
Boden c der -.Zellenverlängerung, der untere Boden c dein ii,ußeren Taumantel e.
Ferner bedeuten in ..`1blb. 3 f einen durch den Doppelboden hindurchgehenden, beiderseits
offenen. Stutzen, g ein Luftsammelrohr, an das die Lufteinspritzdüsen li anschließen.
i ist das Einspritzsammelrohr für das Kältemittel, an das die einzelnen die
Gefrierzellen umgebenden Verdainpferräume l unten anschließen, und k das Saugsammelrohr,
an das die Dampfräume der Verdampfer L in einem bestimmten Abstande vom oberen Verdampferboden
anschließen, so daß oben die erwähnten ruhenden Dampfräume entstehen. Die Gefrierzellen
einschließlich der kältemittelsammelrohre i, k sind in einen mit Luft oder
einem sonstigen Isoliermittel ausgefüllten Isolierkasten in eingebaut, um eine Berührung
zwischen Wasser und äußerem Verda-mpfermantel zu vermeiden.
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Der doppelwandige Taubaden 1t wird, insbesondere während der Abtauperiode,
von einem Heizmittel, z. B. Kühlwässer für die Kondensatoren, durchflossen. Der
Durchfluß kann auch dauernd und ununterbrochen, aber auch während der Gefrierperiode
erfolgen, da in diesem Falle von vornherein ein festes Anfrieren des Eiskörpers
an den Tauboden c vermieden wird: Ferner wird wegen des ständigen Wärmestromes von
diesem Tauraum durch das zwischen Boden- und Verdampferraum befindliche kurze Mantelstück
der Zelle dieses nicht so stark unterkühlt, wie es sonst der Fall ist, und es wird
mithin hierdurch die Lostauperiode erheblich abgekürzt. Der Zufluß des Heizmittels
erfolgt durch das Sammelrohr o am unteren Ende des Taubodens, der Abfluß durch das
Sammelrohr p am oberen Ende, so daß sich am oberen Boden kein isolierender Gasraum
bilden kann.
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Zweckmäßig werden mehrere Gefrierzellen in einer oder -zwei Reihen
zu einer Batterie vereinigt, wie in Abb. d. dargestellt. Die Bezugszeichen
a, g, lt, i, k, ni bezeichnen die gleichen Teile wie in Abb. 3. Die Einspritz-
und Saugleitung für das Kältemittel sind innerhalb des Isolierkastens in hochgeführt,
während die Wasser- und Luftleitungen g, o und p außerhalb des Isolierkastens in,
hochgeführt sind.
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q bedeutet die zum Kondensator führende Kühlwasserleitung. In diese
ist ein Ventil r eingebaut, vor welchem die zu den Tauböden führende Leitung o abzweigt,
- während die vom Tauboden zur Hauptleitung q zurÜckführende Leitung p hinter dem
Ventil t anschließt. Durch entsprechendes Einstellendes Ventils i- kann der durch
die Tauböden fließende
Teilstrom der Menge nach nach Belieben einreguliert
werden, z. B. so, daß der zurückfließende Teilstrom am Ende der Gefrierperiode (tiefste
Temperaturen) eine bestimmte Temperatur, etwa + i bis 3° C, nicht unterschreitet,
um so ein Gefrieren des Wassers in den Leitungen auch während der tiefsten Temperaturperiode
zu verhüten, andererseits aber auch keine unnötige, .die nutzbare Kälteleistung
beeinträchtigende Wärmezufuhr zu den Gefrierzellen zu erhalten.
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Statt Kühlwasser kann auch ein abgezweigter Teilstrom des Kältemittels
selbst zum Lostauen verwendet werden, indem man einen solchen von einer Stelle höheren
Druckes, z. B. von der Druckseite des Kompressors, nach einer Stelle niedrigeren
Druckes, z. B. nach der Saugleitung des Kompressors, über den Taumantel bzw. -boden
leitet. Durch entsprechenden Einbau von festen oder regelbaren Drosselungen in den
Leitungen vor oder hinter dein Tauraum oder an beiden Leitungen kann in dem Tauraum
ein beliebiger Druck und damit Kondensationstemperatur eingestellt werden. Durch
solche und ähnliche Änderungen in der Ausführung wird jedoch das Erfindungsprinzip,
nämlich die Beheizung der Zellenverlängerung während des Lostauens, nicht beeinträchtigt.