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Vorrichtung zum Erzeugen von Hohlkörpern aus Flüssigkeiten durch Gefrieren
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, m=.t denen Hohlkörper durch Gefrieren von
Wasser hergestellt werden können.- Bei diesen Vorrichtungen sind senkrecht stehende
Eiszellen aus leicht konischen Rohren, welche oben und unten offen sind, in einen
Behälter eingeschweißt, in -dem e--'n Kältemittel verdampft werden kann. Diese senkrecht
stehenden offenen Eiszellen sind also gewissermaßen mit ehiem Kühlmantel umgeben.
Wird nun die gesamte Vorrichtung in ein Wasserbad versenkt, so dringt Wasser in
die rohrförmigen Eiszellen ein. Bei der Verdampfung des Kältemittels in dem die
Seitenilächen dieser Zellen umschließenden Behälter setzt sich dann an den Innenwänden
der Rohre eine Eisschicht an. Ist diese Eisschicht stark genug, so wird der Verdampferraum
durch geeignete Mittel von innen erwärmt, so daß die zylindrischen Eiskörper in
den Eiszellen abtauen und herausfallen oder herausgezogen werden können. Gegenüber
diesem Verfahren bringt das erfindungsgemäße Verfahren zunächst den Vorteil einer
Vereinfachung der Anlage und der Herstelltuigsweise, wodurch eine größere WirtsGliaftlichkeit
erzielt wird. ferner bestehen erhebliche hygienische Vorteile sowie der weitere
Vorteil, daß die einzelnen Zellen jede für sich herausgenommen und abgetaut werden
können, während nach dem bekannten Verfahren sämtliche Zellen zugleich abgetaut
werden müssen.
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Es ist schon bekannt, «"assen in einzelnen kastenförmigen oder kantigen
Behältern oder Zellen gefrieren zu lassen, deren Außenflächen meist auch mit Rippen
versehen sind. Derartige kastenförmige Zellen, in denen die Flüssigkeit stillsteht,
machen eine unnötig lange Gefrierzeit erforderlich. Da das Eis die Wärme bzw. Kälte
schlecht leitet, dauert es ünn.ötig lange, bis der Kern völlig durchgefroren ist.
Da beim Gefrieren stillstehender Flüssigkeiten in solchen. Zellen starke Spannunger
auftreten,
welche häufig die Nälite der Kanten aufsprengen oder lockern, ist es erforderlich,
solche für das Gefrieren der stehenden Flüssigkeiten bestimmte Zellen besonders
kräftig zti bemessen. Da solche kastenförmige oder kantige Gefäße außerdem eine
statisch ungünstige Form haben, die durch die beim Gefrieren stehender Flüssigkeiten
entstehenden Spannungen leicht deformiert werden kann, muß bei der Fertigung besondere
Sorgfalt aufgewandt werden.
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Gemäß der Erfindung u-erden die erwähntet! Nachteile vermieden. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dar:) sich das nach der Erliuclung leergestellte
Eis durch ganz besondere Reinheit und Klarheit auszeichnet.
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Nach der Erfindung soll die zu gefrierende Flüssigkeit während des
Gefrierprozesses durch ein Rotiereielasseu der Zellen um ihre eigene Achse in Bewegung
gehalten werden. so dar sich an den Wänden der Zellen eine erstarrte Schicht ansetzt,
die im Laufe des Gefriervorganges nach innen zu anwächst. Dies soll so lange fortgesetzt
werden, bis die Schicht eine für den Gebrauch und Transport hinreichende Stärke
erreicht hat, ohne dar durch die infolge des Anwachsens der Schicht verschlechterte
Wärme- bzw. Kälteleitfähigkeit eine allzu große Unwirtschaftlichkeit hervorgerufen
wird.
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Erfindungsgemäß sollen vorzugsweise zylinderfürmige Eiszellen verwendet
werden. Wohl ist es bereits bekannt, eine Eiszelle in aufrechter Lage in einen Rahmen
zu stellen und in Rotation um ihre senkrecht stehende Längsachse zu versetzen. Dies
geschieht aber nicht, um einen Hohlkörper aus Eis zu erzeti-en, sondern um das Eingefrieren
der im Gefrierwasser enthaltenen Luftbläschen zti verhindern, um also klares Wasser
zu erzeugen.
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Auch ist es bereits bekannt, liegend oder stehend angeordnete Eiszellen
um .eine attf@,erhalb ihrer- Achse liegende waagerechte oder senkrechte.. Drehachse
in Rotation zu versetzen, um so den G=efriervorgang zu 'beschlet1111gen.
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In deal Abb. i bis ,1 ist eine besondere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Diese Vorrichtung besteht in der Haut tsache aus einem. rwei oder mehreren
zvliudrischen oder leicht konischen -Rohren bzw-Gefrierzellen ei. Zwecks
Vergrößerung der äußeren Oberfläche sind die Rohre mit fest aufgezogenen Rippen
b versehen. Die Befestigung solcher Rippen läßt sich leicht durchführen, indem entweder
einzelne Ringscheiben aufgezogen werden oder indem hochkant stehende Bänder schraubznförrnig
um die Rohre gewickelt «-erden. Die Vergrößerung der äußeren Oberfläche des Rohres
a ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Ausfrieren im kalten . Luftstrom erfolgen
soll. Das bei dieser Ausführungsform gewählte l,,olir a ist ;in einem Ende mit einem
Boden e verschon. Am anderen Ende ist ein abschraubbar°i-Deckeln' mit einer Einfüllverschraubunge
angeordnet. Ferner kann in dem Deckel eiile Entlüftungsvorrichtung untergebracht
sein. Der Ventilator/ bewegt z. B. kaltL Luft über die gerippte Auf33enfäche der
Rohre -bzw. Gefrierzellen a: Au Stelle rohrförmiger Zellen können auch andere Zellen
verwendet werden, sofern man deren Nachteile nicht für so wesentlich hält.
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Die Bildung des erfindungsgemäl::cn IIohllci>rpe rs aus I?is geht
im einzelnen wie fort t vor sich: Die Zellen a werden etwa, zwei Drittel, z. B.
bis zur Marke J, mit der zti gefrierenden Flüssigkeit gefüllt. Daraufliiii werden
sie durch einen geeigneten Antrieb in eine uni ihre waagerechte Achse roticrendc
Bewegung versetzt, so dar auch der bciin Stillstand der Gefrierzelleie von der zu
gefrierenden Flüssigkeit unberührte Flächeineil bei .jeder Umdrehung einmal berührt
wird. Cber die: Auläeniläche der Gefrierzellen wird Luft oder sonst ein Kälteträger
geführt, finit einer Tc?nperatur, die unter dem Gefrierpunkt der zu gefrierenden
Flüssigkeit oder :Masse liegt. --In der Innenwand der Gefrierzelle cc wird sich
eine Eisschicht bilden. die nach jeder Umdrehung stärker geworden ist. In Abb. ;
ist die Eisschicht ersichtlich und mit h bezeichnet. In dem Maße, wie sich an der
Innenwand die Eisschicht bildet, sinkt der Flüssigkeitsspiegel. In Abb.3 ist er
bereits bis zur Marke i abgesunken. Aus :11)b. .1 ist ersichtlich, wie die Flüssigkeit
vollständig in E=is übergeführt ist; die Eisschicht /i. hat ihre maximale Stärke
erreicht.
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Handelt es sich bei der Flüssigkeit um eine solche, in der Luft und
Verunreinigungen. wie. Salze usw., enthalten sind, dann scheiden sich die Luft und
Verunreinigungen ab und saiiimeln sich ini IIolilraum /t (A1)b. .l E. aus dein sie`
entfernt werden können.
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lach ' Abtauen des Eiszylinders von dein äuCeren Umfang wird sich
derselbe von der Innenwand der Gefrierzelle a lösen und kann nach Entfernung des
Deckels d (Abb. 2;i heraus gezogen werden.
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Um zu verhindern, dar sich auch an dein Boden c sowie dem Deckel d
gefrorene Flüssigkeit ansetzt, ist es vorteilhaft, an beiden Stellen nur schlecht
wärmeleitendes 1laterial vorzusehen. Dies kann entweder in der Weise erfolgen, daß
der Boden c sowie der Deckel d, selbst aus schlecht leitendem 'Material bestehen
oder in der Weise, dar auf der Innenseite Pfropfen aus solchem Material angebracht
sind, wie dies in eiuembeäonderenAusführungsbeispiel in der Ahb. 5 dargestellt ist.
Wenn
man ein solches schlecht wärmeleitendes Material nur auf der Bodenseite des Behälters.
anbringt, ergibt sich folgender Vorteil: Beim Gefrieren :entsteht im Innern -des
Behälters ein verhältnismäßig starker Luftdruck. Wenn nun vor dem Abtauen des Eises
der Verschluß des Deckels geöffnet wird, wird der Luftdruck den Eiskern aus der
Zelle hinausdrücken, sobald er hinreichend. abgetaut ist (vgl. Abb. 6
). Hierdurch läßt sich jeweils einwandfrei feststellen, wann die Zuführung
der zum Abtauen erforderlichen Wärme abgebrochen werden kann. Bei dem bisherigen
Verfahren war es mangels einer solchen Kontrollmöglichkeit stets erforderlich, die
Eiskerne unnötig lange abzutauen, um sicher zu sein, daß sich die Eiskerne auch
einwandfrei gelöst haben, da andernfalls durch etwaige Nachbehandlung viel Zeit
verloren wird.
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Die der Erfindung entsprechende Vorrichtung läßt sich nicht nur zur
Erzeugung von gefrorenen Hohlkörpern verwenden, sondern die Eisbehälter können auch
gleichzeitig als Transportbehälter für das gefrorene Wasser oder gefrorene Massen
verwendet werden. Ferner lassen sich die Eisbehälter mit Rücksicht auf ihre statisch
:günstige Form und die besondere Wirtschaftlichkeit "bei der Kälteaufnahme und -abgabe
besonders gut als Kältespeicher, z. B. bei Klimaanlagen, verwenden. Es ist an sich
bekannt, Zellen, in denen Wagser zum Gefrieren gebracht wird. gleichzeitig als Transportbehälter
zu benutzen bzw. derartige Zellen so zu konstruieren, daß sie sich für Transportzwecke
als Transportbehälter eignen. Desgleichen ist an sich auch schon bekannt, Eisbehälter
als Kältespeicher, z. B. für Klimaanlagen, zu verwenden. Da aber an solche Zellen
ganz besonders hohe Anforderungen gestellt werden müssen, z. B. hinsichtlich einer
schnellen und gleichmäßigen Wärmeaufnahme bzw. -abgabe, sind die der Erfindung entsprechenden
Zellen ganz besonders gut geeignet.