DE722900C

DE722900C - Cold distributor as an evaporation system with dry ice condenser and basket-like or cage-like evaporator

Info

Publication number: DE722900C
Application number: DEG102619D
Authority: DE
Inventors: Max Hufschmidt
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1940-11-30
Filing date: 1940-11-30
Publication date: 1942-07-24

Description

Kälteverteiler als Verdampfungssystem mit Trockeneiskondensator und korb- oder käfigartigem Verdampfer Die Erfindung löst die Aufgabe, bei ortsfesten oder beweglichen Geräten zur Aufnahme gefrorenen oder gekühlten Gutes unter Verwendung von Trockeneis die allseitigeinstrahlende Wärme zu vernichten, bevor sie das Gut errei:oht, und bedient sich hierzu des an sich bekannten Prinzips des Verdampfens eines Kältemittels in den Zonen höherer Temperatur und des Kondensierens des Kältemitteldampfes mittels verdampfender fester Kohlensäure.Cold distributor as an evaporation system with dry ice condenser and basket-like or cage-like evaporator The invention solves the problem with stationary or mobile devices for receiving frozen or chilled goods using of dry ice to destroy the heat radiating from all sides before they destroy the goods errei: oht, and uses the well-known principle of evaporation for this purpose of a refrigerant in the zones of higher temperature and the condensation of the refrigerant vapor by means of evaporating solid carbonic acid.

Alle mit Trockeneis ohne Wärmeübertragungssystem gekühlten Geräte haben den Mangel, das Kühlgut in der Nähe des Trokkeneises stark zu unterkühlen und an entfernt liegenden Stellen die eindringende Wärme nicht mehr genügend abzuführen. Wird das Trockeneis an der kältetechnisch günstigsten Stelle, d. h. in der Mitte der Kühlgutladung untergebracht, so entsteht ein starkes Temperaturgefälle .innerhalb des Kühlgutes, und die Außenflächen der Kühlgutladung werden unzulässig warm. Bringt man aber das Trockeneis zwischen Kühlgut und Außenisolierung unter, so kommt für die Wärmeeinstrahlung der große Temperaturunterschied zwischen Außenluft und verdampfendem Trockeneis zur Geltung, und der Verbrauch an Trockeneis ist unwirtschaftlich groß.All devices cooled with dry ice without a heat transfer system have the deficiency of strongly subcooling the refrigerated goods in the vicinity of the dry ice and in distant places the penetrating heat can no longer be sufficiently dissipated. If the dry ice is at the most favorable point in terms of refrigeration, d. H. in the middle housed in the load of refrigerated goods, there is a strong temperature gradient inside of the refrigerated goods, and the outer surfaces of the refrigerated goods load become impermissibly warm. Brings but if you place the dry ice between the refrigerated goods and the outer insulation, you get the heat radiation the large temperature difference between outside air and evaporating air Dry ice comes into its own, and the consumption of dry ice is uneconomical.

Es sind Trockeneiskühlvorrichtungen bekannt, bei denen zwischen einem mit Trockeneis gekühlten Kondensator und einem 'oder mehreren Verdampfern ein Kältemittel umläuft. Diese Vorrichtungen verlagern einen Teil der Kältewirkung des- Trockeneises auf Verdampfer bekannter Art, die in üblicher Weise an den Kühlraumwänden, z. B. in Eisenbahnwagen, angebracht sind und die Raumluft kühlen.There are dry ice cooling devices are known in which between a with a dry ice cooled condenser and one or more evaporators a refrigerant running around. These devices shift part of the cooling effect of the dry ice on evaporators of a known type, which in the usual way on the cold room walls, z. B. in railroad cars, and cool the air in the room.

Es ist auch bekannt, Verdampfern von Kältemaschinen die Form eines Korbes oder Käfigs zu geben und in diesen Verdampfern, z. B. bei Hau.shaltkühlsohränken, Eiswürfel zu gefrieren. Ebenso sind Kondensatoren bekannt, die die Form einer Rohrwendel oder die eines flachen Rostes haben, und solche, die schräg zu den Hauptachsen eines Kühlraumes liegen.It is also known to take the form of an evaporator in refrigerating machines To give basket or cage and in these evaporators, for. B. for household refrigerated cupboards, To freeze ice cubes. Likewise, capacitors are known that the The shape of a coiled tubing or that of a flat grate, and those that are at an angle lie to the main axes of a refrigerator.

Man kennt weiter Kühl- und Gefriertruhe mit Kühlung durch eine Kältemaschine, bei denen der Verdampfer als Rohrschlange an der Innenwand der Truhen befestigt ist.We also know chests and freezers with cooling by a refrigeration machine, where the evaporator is attached to the inner wall of the chests as a pipe coil is.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kälteverteiler als Verdampfungssystem mit Trol:-keneiskondensator und korb- oder käfigartigem Verdampfer, der sich an die Innenwandungen eines Behälters anlegt. Das erfinderische Neue besteht darin, daß der Kondensator innerhalb des den Verdampfer bildenden Rohrgehäuses angeordnet ist.The invention relates to a cold distributor as an evaporation system with Trol: ice-cream condenser and basket or cage-like evaporator that connects to creates the inner walls of a container. The inventive novelty consists in that the condenser is arranged within the tubular housing forming the evaporator is.

Dieses allseitig geschlossene, aus Verdampfer-und Kondensator bestehende Rohrgehäuse wird in Weiterbildung der Erfindung mit Draht oder Metallband durchflochten und fest oder herausnehmbar in einen isolierten Behälter eingesetzt. Es nimmt das Kühlgut oder die Gefrierpackungen unmittelbar auf, so daß die Verdampferrohre zwischen Kühlgut und isolierten Behälterwandungen liegen und der trockeneisgekühlte Kondensator von Kühlgut ringsum umgeben ist. Dadurch wird erreicht, daß für das verdampfende Trockeneis neben den isolierten Behälterwänden die ganze Masse des Kühl- oder Gefriergutes als Isolierung wirkt und nach außen für die Wärmeeinstrahlung nur ein Temperaturunterschied besteht; der dem Unterschied zwischen Außentemperatur und verlangter Kühlguttemperatur entspricht. Durch entsprechende Bemessung der Wärmeaustauschflächen zwischen Trockeneis und Kondensator ist es ohne weiteres möglich, in den Verdampferrahren eitre Temperatur aufrechtzuerhalten, die der verlangten Kühlguttemperatur gleich ist. Es wird dann selbsttätig die stärkere Verdampfung und damit die größere Kältewirkung dort auftreten, wo am meisten Wärme von außen her einstrahlt.This is closed on all sides and consists of an evaporator and a condenser In a further development of the invention, the tubular housing is braided with wire or metal tape and inserted permanently or removably in an insulated container. It takes that Chilled goods or the freezer packs directly on, so that the evaporator tubes between Chilled goods and insulated container walls and the dry ice-cooled condenser is surrounded by refrigerated goods all around. This ensures that for the vaporizing Dry ice next to the insulated container walls is the entire mass of the refrigerated or frozen goods acts as insulation and only a temperature difference to the outside for heat radiation consists; the difference between the outside temperature and the required refrigerated goods temperature is equivalent to. By appropriately dimensioning the heat exchange surfaces between dry ice and condenser, it is easily possible to maintain a high temperature in the evaporator tubes to maintain that the required refrigerated goods temperature is the same. It will then the stronger evaporation and thus the greater cooling effect occur automatically there, where most of the heat radiates from the outside.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der.Erfindung so weit dargestellt, wie es zu deren Verständnis notwendig erscheint. Das Rohrgehäuse des Verdampfers ist mit a und der hier als Rohrwendel ausgebildete Kondensator mit b bezeichnet. Die Innenräume aller Rohrteile sind zueinander offen. Es handelt sich um ein allseitig geschlossenes System, das evakuiert und zu einem Teile seines Volumens mit N H, oder einem anderen Kältemittel gefüllt .ist. Punktiert angedeutet und mit c bezeichnet ist ein zylindrischer Behälter aus gut wärmeleitendem Metall, der von oben her eingedrückte Gewindegänge hat, die mit der Steigung der Rohrwendel b übereinstimmen. Dieser Behälter c nimmt das Trockeneis auf und läßt sich von unten her mehr oder weniger hoch in die Rohrwendel b eindrehen.In the drawing, an embodiment of the invention is shown as far as it appears necessary to understand it. The tubular housing of the evaporator is designated by a and the condenser, designed here as a coiled tubing, is designated by b. The interiors of all pipe parts are open to each other. It is a completely closed system that is evacuated and partially filled with NH or another refrigerant. Indicated in dotted lines and denoted by c is a cylindrical container made of highly thermally conductive metal, which has threads pressed in from above which match the pitch of the coiled tubing b. This container c takes the dry ice and can be screwed from below more or less high into the coiled tubing b.

Der Kälteverteiler wirkt in der Weise, daß (las Trockeneis die Kondensatorwan-4dungen abkühlt und den mit diesen in Berührung stehenden Kältemitteldampf kondensiert. Das flüssige Kältemittel fließt abwärts und verteilt sich von unten her in dem Rohrgehäuse a. Durch die Kondensation des Kältemitteldampfes vermindert sich der Druck über der Flüssigkeit. Diese siedet infolgedessen, und zwar am stärksten an denjenigen Stellen, an denen am meisten Wärme zufließt. Der Kältemittelumlauf hält unter Verdampfen und Kondensieren so lange an, bis im ganzen System Temperaturgleichgewicht besteht.The cold spreader works in such a way that (dry ice leaves the condenser walls cools and condenses the refrigerant vapor in contact with them. The liquid refrigerant flows downwards and is distributed from below in the tube housing a. The pressure is reduced by the condensation of the refrigerant vapor the liquid. As a result, this boils, and most of all on those Places where the most heat flows. The refrigerant circulation keeps evaporating and condensation until there is temperature equilibrium in the entire system.

Die Temperatur in dem Rohrgehäuse regelt sich selbsttätig so, daß die Rohre an den Wärmeeinstrahlflächen stets etwas kälter sind als das Kühl- oder Gefriergut, weil ja dieses mit den Rohren in unmittelbarer Berührung steht. Nlan braucht also nur den Wärmeübergang vom Kondensator zum Trockeneis gleich der Wärmeeinstrahlung durch die Behälterwandungen zum Kühlgut zu machen. um eine gleichbleibende Temperatur an den Außenflächen des Kühlgutes zu erhalten. Um den Kälteverteiler in seiner Leistung starken Schwankungen der Außentemperatur anpassen und wechselseitig für tiefgekühltes Gefriergut und weniger tiefgekühltes Kühlgut benutzen zu können, wird die Wärmeaustauschfläche zwischen Trockeneis und Kondensator veränderlich gemacht. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß man den zylindrischen Trokkene.isbehälter c aus gut wärmeleitendetn 'Metall mit seinem eingerollten Gewinde von unten her so in die Rohrwendel eindreht, daß alle oder nur ein Teil der Windungen mit ihm in metallischer Berührung stehen. Ebenso kann man zwischen Trockeneis und Behälter eine Isoliermittelschicht einlegen usw.The temperature in the tubular housing regulates itself so that the tubes at the heat radiation surfaces are always slightly colder than the cooling or Frozen food because it is in direct contact with the pipes. Nlan only needs the heat transfer from the condenser to the dry ice equal to the heat radiation to make refrigerated goods through the container walls. around a constant temperature on the outer surfaces of the refrigerated goods. About the performance of the cold distributor Adapt to strong fluctuations in the outside temperature and alternately for frozen foods Being able to use frozen food and less frozen food becomes the heat exchange surface made changeable between dry ice and condenser. This can be B. thereby happen that the cylindrical Trokkene.isbehälter c from good thermally conductive '' Screws metal with its rolled-up thread into the coiled tubing from below, that all or only part of the turns are in metallic contact with it. A layer of insulating material can also be inserted between the dry ice and the container etc.

Als technischer Fortschritt ist beim Gegenstand .der Erfindung -hervorzuheben, (laß die gesamte Verdampfungskälte des Trockeneises dazu benutzt wird, die an den äußeren Oberflächen eines Gerätes einstrahlende Wärme unter Einhaltung einer bestimmten, durch Bemessung der Wärmeaustauschflächen zwischen Trockeneis und Kondensator regelbaren Temperatur zu vernichten, bevor sie das Kühlgut selbst errreicht. Zwar wird anfangs durch Wärmeleitung eine Zone des Kühlgutes um den Kondensator herum tiefer abgekühlt, als der gewünschten Temperatur entspricht. Diese Zone bildet aber bei diesem Gerät einen Kältespeicher ohne Verlustquelle, denn auch nach völligem Verdampfen des Trockeneises dauert der Vorgang der Kälteverteilung an. Solange in der Gegend des Kondensators eine - tiefere Temperatur herrscht, wird an den Wärmeeinstrahlflächen das Kältemittel verdampfen und im Kondensätor kondensieren, so daß praktisch. nach dem Verbrauch des Trockeneises die ganze Füllung eine gleichmäßige Erwärmung erfährt. Verschiedene bekannte technische Mittel lassen sich anwenden, um die Kühlwirkung des Trockeneises weitgehend auf den Kondensator zu beschränken. So kann man z. B. den Kondensator b und den Trockeneisbehälter c außen isolieren. Man kann auch an beide außen einen Wassereismantel anfrieren lassen, der dann eine isolierende Schicht zwischen Kühl- öder Gefriergut und Trockeneis darstellt.As a technical advance in the subject of the invention is to be emphasized, (Let the entire evaporation cold of the dry ice be used, which is to the radiant heat on the outer surfaces of a device in compliance with a certain, adjustable by dimensioning the heat exchange surfaces between dry ice and condenser To destroy the temperature before it reaches the refrigerated goods themselves. Although initially one zone of the refrigerated goods around the condenser is cooled down by heat conduction, than corresponds to the desired temperature. However, this zone forms with this device a cold store without a source of loss, because even after the dry ice has completely evaporated the process of cold distribution continues. As long as in the area of the Capacitor a - lower temperature prevails, the refrigerant is on the heat radiation surfaces evaporate and condense in the condenser, so that practical. after consumption of the dry ice, the entire filling is heated evenly. Different known technical means can be used to reduce the cooling effect of dry ice largely restricted to the capacitor. So you can z. B. the capacitor Insulate the outside of b and the dry ice container c. You can also have one on both outside Let the water ice jacket freeze on, which then creates an insulating layer between the cooling represents barren frozen food and dry ice.

Dem Kondensator kann man auch die Form eines Rohrkäfigs geben, der mit Draht- oder Metallband durchflochten wird und das Trokkeneis unmittelbar aufnimmt. Ebenso kann der Kondensator flache Rost- oder Gitterform erhalten, gegebenenfalls als Spirale ge-@vickelt werden. Der Trockeneisblock wird dann von unten her durch eine Feder gegen den Kondensator gedrückt. Der Kondensator muß nicht oben, sondern kann auch in der Mitte der Höhe oder noch tiefer angeordnet werden. Die Kältemittelfüllung bemißt man darin so, daß die Flüssigkeit nur bis zum unteren Ende des Kondensators reicht. Es wird dennoch eine Verdampfung über die ganze Ausdehnung des Rohrgehäuses eintreten, weil an den wärmeren Stellen das Kältemittel mit Dampfblasen durchsetzt ist und wegen der dadurch verkleinerten Wichte in den äußeren Rohren höher steht als beim Kondensator.The condenser can also be given the shape of a tubular cage, which is braided with wire or metal tape and absorbs the dry ice immediately. Likewise, the condenser can be given a flat grate or grid shape, if necessary be wrapped as a spiral. The dry ice block is then pushed through from below a spring pressed against the capacitor. The capacitor does not have to be on top, but can also be placed in the middle of the height or even lower. The refrigerant charge it is dimensioned in such a way that the liquid only extends to the lower end of the condenser enough. However, there is evaporation over the entire extent of the tubular housing occur because in the warmer places the refrigerant is permeated with vapor bubbles and is higher in the outer tubes because of the reduced weight than with the condenser.

Wenn man dem Kondensator bei seiner Anordnung in der Mitte der Höhe des Rohrgehäuses Gitterform gibt und ihn gegebenenfalls schräg legt, so kann man das Trockeneis an beiden Flächen mit ihm in Berührung bringen und halten. Das bringt dann noch den Vorteil mit sich, daß der Kälteverteiler in jeder Lage gleichmäßig arbeitet, was bei seiner Verwendung zur ' Kühlung von Versandbehältern wichtig ist.If you consider the capacitor in its location in the middle of the height the tubular housing is lattice shape and if necessary puts it at an angle, so you can Bring the dry ice into contact with it on both surfaces and hold it. That brings then still have the advantage that the cold distributor is uniform in every position works, which is important when it is used to cool shipping containers.

Es kann weiter auch die obere, in der Zeichnung offengelassene Seite mit Kühlrohren überzogen werden, wodurch dann auch die Wärmeeinstrahlung von oben her verhindert wird. Durch die Lücken zwischen den Kühlrohren werden dann die Gefrier-oder Kühlgutpakete eingelegt und ausgehoben. Weiter ist es möglich, das Rohrgehäuse mit einem aufklappbaren Deckel aus Rohren, die ebenfalls von dem Kältemittel durchströmt werden, herzustellen. Die Verbindung zwischen diesem Deckel und dem übrigen Gehäuse und dem Kondensator geschieht über Federrohre bekannter Art oder über Rohrschlingen, die an den Seiten angebracht scbarnierartig wirken. Der Deckel kann in diesem Falle ebenfalls durchflochten werden.The upper side, which is left open in the drawing, can also be covered with cooling tubes, which then also prevents the radiation of heat from above. The frozen or chilled goods packages are then inserted and lifted out through the gaps between the cooling tubes. Further, it is possible to produce the tube housing with a hinged lid of tubes, which are also passed through by the refrigerant. The connection between this cover and the rest of the housing and the condenser is made via spring tubes of a known type or via tube loops which, attached to the sides, act like a barn. In this case, the cover can also be braided through.

Wenn auch der beschriebene Kälteverteiler ausdrücklich für die Kühlung mit fester Kohlensäure bestimmt ist, so steht doch nichts im Wege, ihn für besondere Zwecke mit eutektischem Eis oder mit einem Eis-Salz-Gemisch oder mit gewöhnlichem Naßeis zu beschicken.Even if the described cold distributor is expressly for cooling is determined with solid carbon dioxide, nothing stands in the way of it being special Purposes with eutectic ice or with an ice-salt mixture or with ordinary To load wet ice.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cold distributor as an evaporation system with dry ice condenser and basket-like or cage-like evaporator, which is attached to the inner walls of a container applies, characterized in that the condenser (b) within the evaporator forming tubular housing (a) is arranged. ?. Cold distributor according to claim i, characterized characterized in that the tubular housing is braided with wire or strip metal. 3. Cold distributor according to claim i and a, characterized in that the condenser (B) is designed in a manner known per se as a coiled tubing into which a Screw in the thread grooves of the dry ice container (c) to a greater or lesser extent leaves. q .. cold distributor according to claim i and a, characterized in that the Condenser is given the flat shape of a grate or grate. 5. Cold manifold according to claim i, a and q., characterized in that the capacitor is inclined is arranged to the main axes of the tubular housing. 6. Cold distributor according to claim i to 5, characterized in that the tubular housing (a) has a cover made of tubes obtained by using spring tubes or tube loops with the tube housing as a hinge and the capacitor is connected.