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Eiserzeuger Die Herstellung von Kleineis für ge«crlilichc Zwecke erfolgte
bisher hauptsächlich in Schulladen, die, mit Wasser gefüllt, auf gekühlte Rohre
oder Platten gestellt werden. In die Eisschubladen wird ein Gitterrost eingelegt,
so ctaß das Eis in Würfelform anfällt.
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Darüber hinaus wurden hauptsächlich im Ausland Spezialapparate entwickelt
mit dem gleichen Ziel, an Stelle von Blockeis, das nachträglich zerkleinert werden
muß, schon in der Herstellung Eis in Kleinform zu gewinnen.
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Die hauptsächlichsten Verfahren bestehen darin, daß in einen maschinell
gekühlten -Metallkörper Wasser fließt, das infolge der Temperatur des Metallkörpers
zu Eis erstarrt. Es entsteht dann Eis in Röhren- oder Stabform, je nachdem, ob das
Wasser in die Rohre, die von außen gekühlt werden, fließt oder ob sich das Eis an
der Außenfläche eines Von innen gekühlten Rohres bildet.
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Die Loslösung des gebildeten Eises von der gekühlten Fläche erfolgt
durch Umschaltung des Kälteinittelkreislaufes, so daß das Rohr unter Einfluß der
Kondensationswärme sich anwärmt, das Eis dadurch abgelöst wird und nach unten Herausfällt.
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gei anderen Verfahren befinden sich in einem \Vasserbehälter gekühlte
Rohre, an denen sich das Eis bildet. Durch Umschaltung des Kältemittelkreislaufes
erwärmen sich die Rohre, das Eis löst sich von diesen und kommt infolge seines geringeren
spezifischen Gewichtes an die Oberfläche des
Wasserbades, von wo
es durch Räumvorrichtungen abgeschöpft wird.
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Die sämtlichen beschriebenen Apparate sind im Aufbau kompliziert und
in den Anschaffungskosten dementsprechend hoch.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Apparat, mit dem Kleineis erzeugt
werden soll, ohne daß das Wasser umgepumpt wird und ohne daß das aufgetaute Eis
wieder mit dem Gefrierwasser in Berührung kommt. Dadurch verringert sich der Schmelzverlust,
und die Anschaffungs- und Betriebskosten ermäßigen sich.
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Der Apparat ist in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt, und zwar
in Fig. 1 in senkrechtem Querschnitt und in Fig. 2 in Draufsicht.
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:\n einer drehbaren Welle a, die durch Lager normaler Bauart b gehalten
wird, sind an zwei gegeniiberliegenden Seiten zwei druckdichte Behälter cl und c2
durch Stege d befestigt. In die druckdichten Behälter von rundem oder quadratischem
Querschnitt ist eine Vielzahl von Rohren e eingeschweißt, die an einem Ende geschlossen
und <im anderen Ende offen sind. Die beiden Behälter c1 und c2 sind um 18o° gegeneinander
versetzt, und zwar so, daß bei dem Behälter c1 die eingeschweißten Rohre e unten
geschlossen und oben offen sind. Durch Drehung der Welle a um 18o° kommt der Behälter
c1 dann in die Lage des gezeichneten Behälters c." so daß hier also dann die Öffnung
der Rohre nach unten zu liegen kommt. Unter diesem drehbaren Apparat, der im übrigen
in ein isoliertes Gehäuse f eingebaut wird, ist eine geneigte Blechrutsche g aus
perforiertem Blech angeordnet und unter diesem Blech ein weiteres Blech k, das nicht
perforiert ist. Unter dem Blech h befindet sich ein Lagerabteil i.
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Aus Fig. t ist auch die Arbeitsweise des Apparates ersichtlich, die
wie folgt beschrieben wird: Der Behälter c1 wird mit Gefrierwasser gefüllt, das
in die einzelnen Rohre e fließt. Durch Einschaltung einer Kältemaschine, die nach
dem Kompressionss\-stem arbeitet, friert der Wasserinhalt in den Rohren durch, da
das Kältemittel in dem Behälter c1 an der Außenwand der eingeschweißten Rohre e
unter Kälteentwicklung verdampft.
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Ist der Inhalt der Rohre e genügend durchgefroren, so wird der Apparat
um 18o° gedreht, wodurch der Behälter c1 in die Lage von c2 kommt und der Behälter
c2 in die Lage von c1. Durch einen Schaltmechanismus, der weiter unten beschrieben
wird, ist der Behälter c1 in der Lage c2 an den Hochdruckteil des Kältemittelkreislaufes
angeschlossen und bildet also den Kondensator der Kompressionskältemaschine.
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Die heißen Kompressorgase kommen in den Behälter in der Lage c2, geben
hier ihre Wärme an die Rohrwandungen ab, so daß sich das in Rohren e im ersten Arbeitsgang
gebildete Eis löst und infolge des Eigengewichtes aus den einzelnen Rohren nach
unten herausgleitet. Die Eisstücke und das gebildete Schmelzwasser fallen auf die
geneigte Fläche g, die perforiert ist. Das Wasser fällt durch die Perforation auf
das Blech h und wird von hier aus abgeleitet, während die Eisstücke auf der Fläche
g nach links unten gleiten und dann im Behälter i gestapelt werden. Während der
Loslösung der Eisstücke aus den Rohren e in dem Behälter der Lage c2 findet im Behälter
der Lage cl erneut ein Gefrierprozeß statt. Nach einem bestimmten Zeitraum wird
wieder umgeschaltet, und so vollzieht sich das Spiel.
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Die Schaltung der Behälter cl und c2 mit den eingeschweißten Rohren
e und die Anordnung dieser beiden Behälter um die drehbare Welle a veranschaulicht
Fig. 2.
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Es bedeutet a die drehbare Welle, b die Lagerungen für die
Welle, cl und c2 die beiden Behälter. Dementsprechend sind bei dem Behälter cl die
Rohröffnungen, da von oben sichtbar, in vollen Linien eingezeichnet, während in
dem Behälter c2 die Rohröffnungen nach unten gehen, weshalb diese punktiert sind.
Die Halterung der Behälter c1 und c2 auf der `Felle a erfolgt durch die Stegkonstruktion
d.
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In der Welle a, die sich dreht, sind fest stehende Paßbolzen r1 und
r2 an den beiden gegenüberliegenden Enden eingesetzt. An die Bohrung k des Bolzens
r1, der die Bohrungen k und l hat, während der Bolzen r2 die Bohrungen
in und n hat, schließt sich die Bohrung in der Welle k an; an die Bohrung
l die Bohrung in der Welle l'. Beide Bohrungen führen durch die drehbare
Welle a zu dem Gefrierbehälter c1. Im gleichen Sinne ist an dem entgegengesetzten
Ende der Welle a wiederum der fest stehende Paßbolzen r2 eingebaut mit den Bohrungen
m und n, an die wieder die entsprechenden Bohrungen in der Welle m' und ri
Anschluß haben, die zu dem Gefrierbehälter führen. Aus dieser Figur ist die Schaltung
ersichtlich, woraus sich folgender Kältemittelkreislauf ergibt.
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Das flüssige Kältemittel kommt vom Verflüssiger der Kältemaschine
aus über die Rohrleitung k an den fest stehenden Paßbolzen in der Welle a und gelangt
von hier aus dann durch die Bohrung k' in den Behälter ci Hier verdampft das Kältemittel
unter Kälteabgabe. . engt also das in den Rohren e enthaltene Wasser zum urchfrieren.
In dampfförmigem Zustand wird das _ ältemittel durch die Bohrung I' von dem Behälter
c1 us durch die Welle a und den fest stehenden Paßbolze, abgesaugt und hat dann
bei l wieder den Anschluß an die Saugseite des Kompressors.
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Über die Bohrung m im Paßbolzen r2 und die Bohrung in' in der
Welle kommt das dampfförmige Kältemittel von der Hochdruckseite des Kompressors
aus in den Behälter c2. Hier kühlt sich das dampfförmige Kältemittel ab, kondensiert
und wird als Flüssigkeit über die Bohrungen n und st wieder herausgeführt und von
hier aus zum Expansionsventil.
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Durch die Wärmeabgabe findet die Loslösung der Eisstücke aus den Rohren
e statt. Die Bohrungen in den Paßbolzen sind so gelegt, daß sie jeweils Anschluß
an die entsprechenden Rohrleitungen haben.
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Es ist also immer die linke Seite in den Abbildungen
an
den Niederdruckteil und die rechte Seite an den Hochdruckteil des Kältemittelkreislaufes
angeschlossen.
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Da sich die Welle a mit den an ihr befestigten Gefrierbehältern in
den Lagern b dreht und in die Welle an den beiden Enden die Bolzen r1 und r" eingreifen,
die fest stehen, ist es erforderlich, daß die Bolzen und die Wellenenden feinstbearbeitet
werden. Die Bolzen erhalten eine genauere Fixierung mit der Lagerung. Um ein Entweichen
des Kältemittels aus den Gefrierformen über die Paßbolzen zu verhindern, wird an
den beiden Wellenenden je eine Schleifringstopfbuchse bekannter Bauart eingebaut,
derart, daß der Balgenring die Drehbewegung mit der Welle mitmacht, während der
Schleifring auf einer Gleitfläche des fest stehenden Bolzens gleitet. Die Anpressung
an beide Flächen erfolgt in bekannter Weise durch Federwirkung.
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Der Apparat kann auch für mittelbare Kühlung vorgesehen werden. In
diesem Falle wird dann der jetzt als Niederdruckteil bezeichnete Teil an einen Kaltsolekreislauf
angeschlossen, während der Hochdruckteil an einen Warmsolekreislauf angeschlossen
ist.
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Die Drehung des ganzen Apparates erfolgt selbsttätig, indem durch
einen Wasserkippschalter nach einem bestimmten Zeitraum die Stromzuführung zur Kältemaschine
unterbrochen und ein zweiter Stromkreislauf eingeschaltet wird, der die Drehung
bewirkt.
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Der Wasserkippschalter arbeitet im Rahmen des Gefrierapparates wie
folgt. Ein exzentrisch gelagerter Wasserkasten o, der auf der Welle a sitzt, hat
oben einen freien Wasserzufluß und unten einen Wasserabfluß. Das von der Kältemaschine
abfließende Kondensatorwasser tritt oben in den exzentrisch gelagerten Wasserkasten
o ein. Da der Wasserzulauf von oben größer ist als der Wasserablauf nach unten,
füllt sich der Wasserkasten in einem bestimmten Zeitraum mit Wasser. Dadurch ergibt
sich eine Schwergewichtsverlagerung, und der Wasserschalter kommt zum Kippen. Mit
dem Wasserkasten ist ein elektrischer Schaltmechanismus in Form von Quecksilberwippen
verbunden. Durch die Kippbewegung wird ein Stromkreis unterbrochen (die Kältemaschine
wird ausgeschaltet) und durch eine zweite Wippe ein neuer Stromkreis geschlossen,
und dieser betätigt dann auf elektrischem Wege das Wenden des Gefrierapparates.
Je nach der Düsengröße im Wasserkasten und der -Menge des zufließenden Kondensatorwassers
richtet sich der Zeitraum zwischen zwei Schaltperioden und dementsprechend die Gefrierdauer
des Wassers.