DE808118C

DE808118C - Cooling system

Info

Publication number: DE808118C
Application number: DEP48173A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Arnold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-07-08
Filing date: 1949-07-08
Publication date: 1951-07-12

Description

Kühlanlage Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage, vornehmlich zur Erzeugung von Speiseeis, Eisfrüchten u. dgl. oder für die Kühlung von Lebensmitteln, Genußmitteln o. dgl., mit einer ortsfesten Kühlzone. Das Wesen der Erfindung besteht in der Kombination einiger sich gegenseitig beeinflussenden Merkmale. Danach soll die Kühlanlage aus einer Kompressionskältemaschine bestehen und mit Verdampfungskühlung arbeiten, das zu kühlende Gefäß bzw. der zu unterkühlende Raum mit einer das entspannte Kältemittel führenden Rohrschlange, zweckmäßig in Spiralform, mit geringer Steigung versehen sein und für die Drosselung zwischen Hoch- und Niederdruckseite der Kühlanlage eine zweckmäßig als Spiralschlange ausgebildete Kapillarröhre verwendet werden. Ferner soll die Kapillarröhre sich im obersten Bereich der Kühlschlange befinden, während der Kompressor bei Vermeidung eines Olal>-scheiders im tiefsten Bereich der Kühlanlage angeordnet sein soll. Der Siedeverzug soll durch Vermeidung großer Querschnitte für das flüssige Kältemittel vermieden werden. Wichtig ist schließlich die Verwendung eines Schmieröls für den Kompressor, das eine niedrige Viskosität besitzt. Die Bemessung der Kapillare soll auf Grund von Erfahrungswerten (Näherungswert in Anlehnung an bestehende Anlagen) bei Wahl einer längeren Kapillarröhre als mutmaßlich erforderlich erfolgen, mit der Maßgabe, daß die Kapillarröhrenlänge auf Grund von Betriebsmessungen so lange verkürzt wird, bis eine den Betriebsgegebenheiten genügende Drosselung eintritt.Cooling system The invention relates to a cooling system, primarily for Production of ice cream, ice fruits, etc. or for cooling food, Luxury foods or the like, with a fixed cooling zone. The essence of the invention consists in the combination of some mutually influencing characteristics. After that should the cooling system consist of a compression refrigeration machine and with evaporative cooling work, the vessel to be cooled or the room to be supercooled with a relaxed Coiled pipe carrying refrigerant, expediently in a spiral shape, with a slight incline be provided and for the throttling between the high and low pressure side of the cooling system a capillary tube expediently designed as a spiral coil can be used. Furthermore, the capillary tube should be in the uppermost area of the cooling coil, while the compressor in the deepest range, avoiding an Olal> separator the cooling system should be arranged. The delay in boiling should be avoided by large Cross-sections for the liquid refrigerant are avoided. After all, it is important the use of a lubricating oil for the compressor that has a low viscosity owns. The dimensioning of the capillary should be based on empirical values (approximate value based on existing systems) when choosing a longer capillary tube than presumed required, with the proviso that the capillary tube length due to Operational measurements are shortened until one that satisfies the operational conditions Throttling occurs.

Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß ein Optimum an Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit bei Kühlanlagen nur erzielbar ist, wenn eine große Zahl von apparativen, betriebstechnischen und chemischen Faktoren, die teilweise scheinbar keinerlei Beziehung zueinander haben, genauestens aufeinander abgestimmt sind. Die praktischen Erprobungen haben gezeigt, daß mit w-issenschaftlichem Rüstzeug allein optimale Betriebsbedingungen nicht vorausbestimmbar sind; es müssen vielmehr mehrere Maßnahmen gleichzeitig durchgeführt werden, wobei nicht voraussehbar war, ob und welche Rückwirkungen bei ihrer Anwendung auf den Wirkungsgrad der Kühlanlage eintreten.The invention is based on the knowledge that optimum economy and operational safety in cooling systems can only be achieved if a large number of technical, operational and chemical factors, some of which seem to be have no relationship with one another, are precisely coordinated with one another. the Practical tests have shown that with scientific Armaments only optimal operating conditions cannot be determined in advance; rather it must several measures are carried out at the same time, although it was not foreseeable, whether and what effects their application has on the efficiency of the cooling system enter.

Voraussetzung ist die Anwendung des Verdampfungsprinzips im Gegensatz zur Anwendung von Sole. Hierbei wird nicht nur ein sauberer, sondern auch wirtschaftlicherer Betrieb erreicht. Der Verdampfer wird als Rohrschlange ausgebildet, die sich spiralig um das zu kühlende Gefäß legt oder die in Spiralwindungen an den Wänden des zu kühlenden Raums gelegt ist.The prerequisite is the application of the evaporation principle in contrast for the application of brine. This is not only a cleaner, but also a more economical one Operation achieved. The evaporator is designed as a pipe coil that spirals around the vessel to be cooled or in spiral windings on the walls of the vessel to be cooled Space is laid.

Bei einer Kompressionskältemaschine ist das Regelorgan zwischen Hoch- und Niederdruckseite von ausschlaggebender Bedeutung. An sich kann hierfür ein Nadelventil verwendet werden, das aber ständiger Wartung bedarf, unsicher im Betrieb ist und einen ständigen Quell von Wirkungsgradstörungen darstellt. Erfindungsgemäß wird bewußt auf diese Art der Regelung verzichtet' und dafür die an sich bekannte Kapillarröhre als Drosselungsmittel verwendet.In a compression refrigeration machine, the control element is between high- and low pressure side of crucial importance. As such, a needle valve can be used for this but which requires constant maintenance, is unsafe to operate and is a constant source of efficiency disturbances. According to the invention deliberately dispensed with this type of regulation 'and instead the capillary tube, which is known per se used as a throttling agent.

So einfach eine Kapillarröhre als Regelorgan in bezug auf dessen Aufbau ist, so schwierig ist die Beherrschung aller das Wirkungsoptimum bestimmenden Faktoren. Es ist nicht möglich, im voraus geeichte Kapillarröhren vom Hersteller zu beziehen, ähnlich wie es bei üblichen Ventilen der Fall ist. Die Kapillarröhre wird einfach in die Leitung für das flüssige Kältemittel als Teil derselben eingefügt. Das flüssige Kältemittel fließt somit unter hohem Druck in das eine Ende der Kapillarröhre ein und dehnt sich im Bereich des Verdampfers, also der Kühlschlange, auf Verdampfungsdruck aus, wobei die Kapillarröhre die Aufgabe hat, die jeweilige betriebsnotwendige Drosselung zwischen Hoch- und Niederdruckseite der Kühlanlage automatisch zu bewirken. Die Kapillarröhre besitzt keinerlei bewegliche und damit der Abnutzung unterworfene Teile. Die Schwierigkeit liegt aber in ihrer richtigen Bemessung, in der richtigen Wahl ihrer Lage innerhalb der Kühlanlage in Verbindung mit der richtigen Ausbildung des Verdampfers und in den richtig gewählten Betriebs- bzw. Arbeitsbedingungen des Kompressors.So simply a capillary tube as a regulating organ with regard to its structure is, so difficult is the control of all the factors that determine the optimum effect. It is not possible to obtain pre-calibrated capillary tubes from the manufacturer. similar to what is the case with conventional valves. The capillary tube becomes simple inserted into the line for the liquid refrigerant as part of the same. The liquid one Refrigerant thus flows into one end of the capillary tube under high pressure and expands in the area of the evaporator, i.e. the cooling coil, to the evaporation pressure off, the task of the capillary tube being to provide the respective operationally necessary throttling between the high and low pressure side of the cooling system. the Capillary tube does not have any movable and therefore subject to wear Parts. The difficulty, however, lies in the correct measurement, in the correct one Choice of their location within the cooling system in conjunction with the right training of the evaporator and in the correctly selected operating or working conditions of the Compressor.

Es überrascht den Kältefachmann immer wieder, daß eine Kapillare zusammen mit einem Wärmeaustauscher in einer bestimmten Kälteanlage einwandfrei arbeitet; daß aber diese Feststellung sich in das Gegenteil umkehrt, wenn die Kälteanlage geändert wird. Der Grund liegt darin, daß die die Charakteristik einer Kapillarröhre als Regel- bzw. Drosselorgan in einer Kälteanlage bestimmenden Faktoren unter Berücksichtigung der Erzielung eines optimalen Wirkungsgrads die richtige Anpassung des Bohrungsdurchmessers und der wirksamen Kapillarlänge an die Leistungsfaktoren des Kompressors, das Kältemittel mit dessen Eigenschaften, das im Kompressor zur Anwendung gelangende Schmieröl, welches in das Kältemittel zwangsläufig gelangt bzw. von diesem mitgerissen wird, die Kichtige Lage der Kapillarröhre innerhalb des Verdampfer- sowie Flüssigkeitszuführungs-undAbführungssystems, und zwar auch in bezug auf die räumliche Zueinanderordnung der Kühlanlage zum kompressor, #und ferner die Beachtung weiterer Betriebsmomente, wie die Ausschließung des Siedeverzugs, zur Voraussetzung hat, die wiederum nur dann erzielbar ist, wenn die genannten Faktoren im Sinne der Erfindung richtig gewählt und zum Einsatz gebracht werden.It always surprises the refrigeration specialist that a capillary together works properly with a heat exchanger in a given refrigeration system; but that this statement is reversed when the refrigeration system will be changed. The reason is that it has the characteristic of a capillary tube as a regulating or throttling element in a refrigeration system, taking into account factors the correct adaptation of the bore diameter to achieve optimal efficiency and the effective capillary length to the performance factors of the compressor, the refrigerant with its properties, the lubricating oil used in the compressor, which inevitably gets into the refrigerant or is carried away by it, the correct position of the capillary tube within the evaporator and liquid supply and discharge system, also with regard to the spatial arrangement of the cooling system and the compressor, # and also the observance of other operating moments, such as the exclusion of delayed boiling, is a prerequisite, which in turn can only be achieved if the factors mentioned are correctly selected and used within the meaning of the invention.

So ist es, abgesehen von den bereits behandelten Faktoren, von wesentlicher Bedeutung, daß sich die 'Kapillarröhre im obersten Bereich der Kühlschlange und der Kompressor im tiefsten Bereich der Kühlanlage befindet, so daß die Kältemittelflüssigkeit im Hinblick auf das während der Arbeit des Kompressors zwangsläufig mitgerissene und dabei in Dampfform übergehende Schmieröl gewissermaßen nach dem Fallprinzip arbeitet, mit der Maßgabe, daß das Öl ohne die. Notwendigkeit der Verwendung eines Ölabscheiders zwingend im Kreislauf in den Kompressor zurückgelangt. Hierbei ist es aber wesentlich, daß ein C51 mit niedriger Viskosität verwendet wird, denn je höher die Viskosität, um so nachteiliger wirkt sich das Vorhandensein des Öls wegen der dann unvermeidlichen Vermengung des Bohrungsquerschnitts im Kapillarrohrbetrieb aus. Da die Kapillarröhre für einen einwandfreien Betrieb einen genau definierten Bohrungsdurchmesser verlangt, bedingt C51 zu hoher Viskosität mit der dadurch verursachten Querschnittsverengung eine Störung der Kapillarcharakteristik.So, apart from the factors already discussed, it is more essential Meaning that the 'capillary tube in the uppermost area of the cooling coil and the compressor is located in the deepest part of the cooling system, so that the refrigerant liquid with regard to that which is inevitably carried away during the work of the compressor and lubricating oil that changes into vapor form, as it were, according to the fall principle works, with the proviso that the oil without the. Need to use one The oil separator must be returned to the compressor in the circuit. Here is however, it is essential that a lower viscosity C51 be used than ever the higher the viscosity, the more detrimental it is because of the presence of the oil the then inevitable mixing of the bore cross-section in capillary tube operation the end. Because the capillary tube is precisely defined for proper operation Bore diameter required, the viscosity caused by C51 is too high Cross-sectional constriction a disruption of the capillary characteristics.

Die Vermeidung und damit Einsparung eines Ölabscheiders wird durch Anwendung des Fallprinzips dadurch erreicht, daß das Einspritzen des Kältemittels im obersten Teil des Verdampfers erfolgt, so daß die mitgerissenen Ölteilchen zufolge der Möglichkeit, unter Wirkung der eigenen Schwere zum tiefsten Punkt zurückzufließen, zwangsläufig zum Kompressor zurückgelangen. Hierbei wirkt die hohe Gasgeschwindigkeit (bis zu 18 m/sec) sehr fördernd mit. Die Beachtung dieser erfinderischen Lehre ist für den erstrebten Erfolg von großer Bedeutung, denn selbst in jüngsten wissenschaftlichen Abhandlungen (vgl. z. B. Milo M. Bolstadund Richard C. J o r d a n »Theorie und Verwendung der Kapillarröhren-Ausdehnungsvorrichtung«) wird die These aufgestellt, daß bei Vorhandensein von etwas 01 die Kapillarröhre eine größere Menge Kältemittel passieren lassen kann. Die Bedeutung des Viskositätsgrades des Öls bei Kapillarröhrenbetrieb wurde offenbar überhaupt noch nicht erkannt.The avoidance and thus saving of an oil separator is achieved by applying the fall principle in that the refrigerant is injected in the uppermost part of the evaporator, so that the oil particles carried along, due to the possibility of flowing back to the lowest point under the effect of their own gravity, inevitably return to the compressor . The high gas velocity (up to 18 m / sec) has a very beneficial effect here. Observance of this inventive teaching is of great importance for the desired success, because the thesis is set up even in the most recent scientific treatises (cf., for example, Milo M. Bolstad and Richard C. Ordan "Theory and Use of the Capillary Tube Expansion Device") that if there is some oil present, the capillary tube can let a larger amount of refrigerant pass. The importance of the viscosity grade of the oil in capillary tube operation has apparently not yet been recognized at all.

Wesentlich ist weiterhin, daß nicht mit einem stehenden Kältemittelmantel gearbeitet wird, also mit einem Verdampfer, der durch die Verwendung des zu kühlenden Gefäßes und einen parallel im Abstand hierzu vorgesehenen Außenmantel gebildet wird, sondern mit einem Rohrsystem. Um im Interesse der Wirtschaftlichkeit mit dem Überflutungssystem arbeiten zu können, wird häufig ein solcher Kältemittelflüssigkeitsmantel gewählt. Wenn hierbei von unten das flüssige Kältemittel eingespritzt wird, setzt sich aber mitgerissenes 01 unter der Wirkung der Kälte im oberen Bereich des von den beiden Mänteln gebildeten Ringspalts ab, wodurch eine Art Verschluß zwischen Kältemittelflüssigkeit und -dampf gebildet wird, der mit der Zeit immer intensiver wirkt. Hierdurch entsteht ein Siedeverzug. Dieser ist dadurch bedingt, daß das im Ringspalt angesammelte 01 eine Expansion des Kältemittels im Sinne der freien Verdampfung verhindert. Der Kältekompressor muß daher ein stärkeres Vakuum erzeugen, wodurch die Maschinenleistung um ein Vielfaches absinkt. Die weitere Folge hiervon ist naturgemäß eine extreme Verschlechterung des gesamten Wirkungsgrads, der bekanntlich bei Kältemaschinen an sich bereits sehr gering ist. Wenn sich der Siedeverzug im geschilderten Sinne auswirkt, ist es verständlich, daß der Gesamtwirkungsgradverlust außerordentlich merkbar wird und sogar die Wirksamkeit der ganzen Anlage in Frage stellt. Bei einem üblichen Regulierventil liegt die Verdampfungstemperatur einer Kältemaschine um 7° C tiefer als die erzielte 'Soletemperatur (also beispielsweise erwünschte Soletemperatur-io°; dann ist eine Verdampfungstemperatur von - 17° erforderlich). Wenn dagegen mit Kapillarröhren als Drosselungsorgan und Verdampfungskühlung gearbeitet wird, ist die Temperaturspanne zwischen dem Verdampfer und dem Kühlgut nur 2°. Diese Spanne bewirkt, daß die Maschinenleistung bei Kapillarröhrenbetrieb und Verdampfungskühlung um etwa 12 % höher liegt als bei dem Arbeiten mit Normalreglern, und zwar trotz sonst gleicher Betriebsbedingungen.It is also essential that a standing coolant jacket is not used, that is to say with an evaporator, which is formed by using the vessel to be cooled and an outer jacket provided parallel at a distance from it, but with a pipe system. In order to be able to work with the flooding system in the interests of economy, such a liquid refrigerant jacket is often chosen. If the liquid refrigerant is injected from below, the 01 which is carried along is deposited under the effect of the cold in the upper area of the annular gap formed by the two jackets, creating a kind of seal between the refrigerant liquid and vapor, which becomes more and more intense over time works. This creates a delay in boiling. This is because that the accumulated in the annular gap 01 prevents expansion of the refrigerant in the sense of free evaporation. The refrigeration compressor must therefore generate a stronger vacuum, which reduces the machine performance many times over. The further consequence of this is, of course, an extreme deterioration in the overall efficiency, which, as is well known, is already very low in refrigeration machines. If the delay in boiling has an effect in the sense described, it is understandable that the overall loss of efficiency is extremely noticeable and even calls into question the effectiveness of the entire system. With a conventional regulating valve, the evaporation temperature of a refrigeration machine is 7 ° C lower than the brine temperature achieved (for example, the desired brine temperature -10 °; an evaporation temperature of -17 ° is then required). If, on the other hand, capillary tubes are used as a throttling device and evaporative cooling, the temperature range between the evaporator and the goods to be cooled is only 2 °. The result of this range is that the machine output with capillary tube operation and evaporative cooling is around 12% higher than when working with normal regulators, despite otherwise identical operating conditions.

In jedem Fall sollte ferner darauf geachtet werden, daß das zu kühlende Gefäß sich nicht bewegt, daß also eine ortsfeste Kühlungszone geschaffen wird. Diese Forderung ist bei Kühlanlagen wichtig, bei denen bisher üblicherweise mit sich drehenden Kühlgefäßen gearbeitet wurde, wie beispielsweise bei Speiseeiserzeugern. Die bekanntesten Konstruktionen arbeiten hierbei in der Weise, daß der die Gefriernasse aufnehmende Behälter drehbar gelagert ist und in einer tiefgekühlten Sole sich befindet. Abgesehen von der unschönen Betriebsart (Herausheben des Behälters aus der Sole zwecks Entleerung und dadurch bedingtes Verspritzen der Sole und damit verbundenes Verunreinigen des Arbeitsplatzes usw.),wirkt sich ein solches Arbeiten finit einer nicht ortsfesten Kühlzone unwirtschaftlich aus.In any case, care should also be taken that the to be cooled The vessel does not move, so that a stationary cooling zone is created. These Requirement is important in cooling systems, where previously usually rotating Cooling vessels was worked, such as in ice cream makers. The most popular Constructions work here in such a way that the absorbing moisture Container is rotatably mounted and is located in a frozen brine. Apart from that from the unsightly operating mode (lifting the container out of the brine for emptying and the resulting splashing of the brine and associated contamination of the Workplace, etc.), such work has a finite effect on a non-stationary Cooling zone uneconomical.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß zufolge der relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit des sich in der Sole drehenden Behälters unter der Zentrifugalwirkung ein Ablösen der Kühlflüssigkeit von der Gefäßaußenwand eintritt, wodurch sich eine Art Gasfilm zwischen Gefäßwand und Kühlsole bildet. Hierdurch wird der Wärme- bzw. Kälteübergang sehr verschlechtert. Auch dürften Kavitationserscheinungen einen nachteiligen Einfluß ausüben. Zu bedenken ist ferner, daß die Gasschicht zwischen Gefäßaußenwand und Sole an die Luft angekoppelt ist und damit unerwünschte Erwärmung erfährt. Erfindungsgemäß steht das zu kühlende Gefäß fest, und die erforderliche Bewegung für die im Gefäß befindliche zu gefrierende Substanz wird durch im Gefäß vorgesehene Mittel, wie Spatel und Abstreifer, erzeugt. Dabei ist die Formgebung für das Gefäß selbst und dessen Einbauten von Wichtigkeit für die Erreichung eines Erfolgsoptimums. Bei der Ausbildung von Spatel und Abstreifer ist wiederum darauf zu achten, daß bei diesen Bewegungen innerhalb des Gefäßes keine starke Reibung erzeugt wird, da sich dadurch Verlustwärme bildet.According to the invention it was recognized that as a result of the relatively high peripheral speed of the container rotating in the brine causes a detachment under the centrifugal effect the cooling liquid enters from the outer wall of the vessel, creating a kind of gas film forms between the vessel wall and the cooling brine. This is how the heat and cold transfer very deteriorated. Cavitation phenomena are also likely to have an adverse effect exercise. It should also be borne in mind that the gas layer between the outer wall of the vessel and Brine is coupled to the air and thus experiences undesirable warming. According to the invention the vessel to be cooled is fixed, and the movement required for that in the vessel Substance to be frozen located is provided by means provided in the vessel, such as Spatulas and scrapers. The shape for the vessel itself and its internals of importance for the achievement of an optimum of success. In the Formation of spatula and scraper, in turn, care must be taken that with these Movements within the vessel do not generate strong friction, as this causes Heat loss forms.

Messungen haben ergeben, daß bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Kühlanlage in Form einer Speiseeismaschine mit einer erheblich kleineren Maschinenleistung ein wesentlich höherer Kälte-' wirkungsgrad erzielt wird als bei bisher bekannten Konstruktionen.Measurements have shown that in a constructed according to the invention Cooling system in the form of an ice cream machine with a considerably smaller machine output a much higher degree of refrigeration 'efficiency is achieved than with previously known Constructions.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand der Fig. i rein schematisch an einem Ausführungsbeispiel und nur zur Erleichterung des Verständnisses dargestellt. Das in der Zeichnung in Fig. 2 dargestellte Beispiel dient der Erörterung grundsätzlicher Fehler bisheriger Kühlanlagen.The invention is purely schematic in the drawing with reference to FIG shown on an exemplary embodiment and only to facilitate understanding. The example shown in the drawing in FIG. 2 is used for a more fundamental discussion Failure of previous cooling systems.

Im Schema der Fig. 2 ist ein Behälter i für Speiseeisbeceitung dargestellt, in dessen Innern der Spatel 2 nebst Abstreifer sich dreht. Der Behälter i ist innerhalb eines Außenbehälters 3 drehbar gelagert. Die Behälter i und 3 sind luftdicht miteinander verbunden, so daß der Ringraum 4 als Verdampfer Anwendung finden kann. Der Kompressor 5 ist an den oberen Ringraum 4' niederdruckseitig angeschlossen. Hochdruckseitig folgt der Kondensator 6, aus dem die Kältemittelflüssigkeit über das Ventil 7 in den unteren Bereich 4' eingespritzt wird. Der Kältemittelflüssigkeitskreislauf ist durch die Pfeile angedeutet.In the scheme of Fig. 2, a container i for ice cream preparation is shown, inside of which the spatula 2 rotates together with the scraper. The container i is inside an outer container 3 rotatably mounted. The containers i and 3 are airtight with each other connected so that the annular space 4 can be used as an evaporator. The compressor 5 is connected to the upper annular space 4 'on the low-pressure side. High pressure side follows the condenser 6, from which the refrigerant liquid via the valve 7 in the lower area 4 'is injected. The refrigerant liquid circuit is indicated by the arrows.

Es ist erkennbar, daß die im Bereich des Ringraums 4 befindliche Kältemittelflüssigkeit in der Verdampfungszone, die durch die gestrichelte Linie 8 angedeutet ist, in Dampfform übertritt, wobei der Dampf durch den Kompressor 5 abgezogen wird. .It can be seen that the refrigerant liquid located in the area of the annular space 4 in the evaporation zone, which is indicated by the dashed line 8, in vapor form passes, the steam being drawn off by the compressor 5. .

Da 01 aus dem Kompressor 5 zwangsläufig von der Kältemittelflüssigkeit mitgerissen wird, sammelt sich dieses 01 im Bereich der Zone 8, und es bildet sich allmählich eine immer dicker werdende Ölschicht 8' auf dem Ringflüssigkeitsspiegel. Bei Annahme von to mm Abstand zwischen der Innenwandung i und der Außenwandung 3 und bei Wahl eines Durchmessers von 400 mm für den Innenbehälter i ergibt sich eine Querschnittsfläche im Ringspalt von o,12 m2. Die Beobachtung zeigt, daß sehr bald die Ölschicht 8' bis zu einer Dicke von 4 oder 5 mm anwächst. Es ist verständlich, daß eine solche Olschicht einen regulären Abschluß für die Kältemittelflüssigkeit bildet. Der Kompressor muß ein immer höheres Vakuum erzeugen, um die Ö1-deckschicht zu durchreißen und dadurch Kältemitteldampf abzusaugen. Diese Mehrleistung bedeutet ein Vielfaches der normalen Betriebsleistung, und es ist verständlich, daß der Wirkungsgrad einer solchen Anlage schon nach relativ kurzer Betriebszeit außerordentlich absinkt.Since 01 from the compressor 5 is inevitably entrained by the refrigerant liquid, this 01 collects in the area of zone 8, and an increasingly thick oil layer 8 'is gradually formed on the annular liquid level. Assuming a distance of to mm between the inner wall i and the outer wall 3 and choosing a diameter of 400 mm for the inner container i, the result is a cross-sectional area in the annular gap of 0.12 m2. The observation shows that very soon the oil layer 8 'grows to a thickness of 4 or 5 mm. It is understandable that such an oil layer forms a regular seal for the refrigerant liquid. The compressor has to generate an ever higher vacuum in order to tear through the oil cover layer and thereby suck out refrigerant vapor. This additional output means a multiple of the normal operating output, and it is understandable that the efficiency of such a system drops extremely after a relatively short period of operation.

Demgegenüber werden bei der Erfindung die im Beispiel der Fig. 2 aufgezeigten Fehler grundlegend vermieden.In contrast, in the invention, the im example 2 fundamentally avoided errors shown.

Entsprechend Fig. i, die ebenfalls eine Speiseeiserzeugungsanlage darstellt, ist der Kompressor 5 im tiefsten Punkte des Kühlsystems aufgestellt. Die Hochdruckseite mündet im obersten Punkt des als Kühlschlange ausgebildeten Verdampfers 9. An Stelle eines Regelventils ist eine Kapillarröhre io kurz vor Eintritt in das Verdampfersystem in die Rohrleitung i i eingefügt. Der Abzug des Kühlmitteldampfs erfolgt im tiefsten Punkt des Verdampfersystems, so daß die dort angeschlossene Rohrleitung i i' niederdruckseitig zum Kompressor 5 zurückführt.According to Fig. I, which is also an ice cream production plant represents, the compressor 5 is placed in the lowest point of the cooling system. The high pressure side ends in the uppermost point of the evaporator, which is designed as a cooling coil 9. Instead of a control valve, a capillary tube is just before entering the Evaporator system inserted into pipeline i i. The withdrawal of the coolant vapor takes place at the lowest point of the evaporator system, so that the Pipeline i i 'leads back to the compressor 5 on the low-pressure side.

Die Rohrschlangeg ist in spiraligen Windungen um einen feststehenden Behälter 12 herumgelegt und gegebenenfalls mit diesem körperlich verbunden. Die Seitenwandung des Kessels 12 besteht aus einem Kegelstumpf, dessen kleine Basis nach unten gerichtet ist. Diese kleinere Basis wird durch einen kegelförmigen Bodenteil 13 ausgefüllt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Speiseeismasse stets in Richtung unterer Kesselrand 14 fließt. Der Kesselboden 13 ist im Mittelbereich zu einer Hülse 15 für die Lagerung der Antriebswelle 16 ausgezogen. Auf diese Hülse 15 wird das als körperliche Einheit ausgebildete Spatel- und Abstreiferwerk aufgesetzt. Dieses besteht aus der Spatelplatte 1 7 und dem Abstreifer 18, die beide an dem Doppelarm i9 sitzen. Dieser Arm wird von einer Hülse 2o getragen, die sich im unteren Bereich kegelartig ausweitet, derart, daß dieser Kegelstumpf 21 sich auf den kegelförmigen Boden 13 aufsetzt, ohne aber diesen direkt zu berühren. Die freien Enden der Spatelplatte 17 und des Abstreifers 18 besitzen körperliche Verbindung mit der Kegelhülse 21, und diese Verbindungselemente 22 und 23 dienen gleichzeitig der Abstreifung des am Boden 13 sich bildenden Speiseeises.The Rohrschlangeg is in spiral turns around a stationary one Container 12 put around and possibly physically connected to this. the The side wall of the boiler 12 consists of a truncated cone, the small base of which is directed downwards. This smaller base is made up of a conical bottom part 13 completed. This ensures that the ice cream mass is always in the direction of lower boiler rim 14 flows. The boiler bottom 13 is in the middle area to form a sleeve 15 pulled out for the storage of the drive shaft 16. On this sleeve 15 is the Spatula and scraper mechanism designed as a physical unit are attached. This consists of the spatula plate 1 7 and the scraper 18, both on the double arm i9 sit. This arm is carried by a sleeve 2o, which is located in the lower area expands cone-like, such that this truncated cone 21 extends to the conical Bottom 13 touches down, but without touching it directly. The free ends of the spatula plate 17 and the scraper 18 are physically connected to the conical sleeve 21, and these connecting elements 22 and 23 also serve to strip off the on the bottom 13 forming ice cream.

Da die Spatelplatte gegenüber der Innenwand des Behälters 12 einen Abstand besitzt, wird beim Drehen des Spatel- und Abstreiferwerks die Speiseeismasse durch diesen Schlitz 22 ständig hindurchgepreßt, so daß sich die Speiseeismasse an der von der Kühlschlange 9 stark gekühlten Behälterwand auflegt und vom jeweils nachfolgenden Abstreifer 18 immer wieder abgetragen wird. Durch dieses ständige Spiel des Auftragens und Abschabens wird die Speiseeismasse ununterbrochen durchgeknetet und immer stärker unterkühlt.Since the spatula plate opposite the inner wall of the container 12 a When the spatula and scraper mechanism is turned, the ice cream mass is removed constantly pressed through this slot 22, so that the ice cream mass rests on the container wall, which is strongly cooled by the cooling coil 9, and from the respective subsequent scraper 18 is removed again and again. Through this constant The ice cream mass is kneaded continuously through the game of application and scraping and increasingly hypothermic.

Der Antriebsmotor 24 des Kompressors 5 dient über das Getriebe 25 mit zwischengeschalteter Kupplung 26 gleichzeitig dem Antrieb des Spatel- und Abstreiferwerks unter Vermittlung der Welle 16.The drive motor 24 of the compressor 5 is used via the transmission 25 with an interposed coupling 26 at the same time the drive of the spatula and scraper mechanism with the mediation of wave 16.

Es ist aus Fig. i leicht erkennbar, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung ein Ölabscheider entbehrlich ist, da kein Siedeverzug als Folge mitgerissener und einen Abschluß in der Verdampfungszone bildender Ölschicht eintritt, da mitgerissenes Öl vielmehr nach dem Gesetz der Schwere und in der Durchströmungsrichtung des Kältemittels, wie durch Pfeile angedeutet, zwingend und ohne die Gefahr des Sichabsetzens immer wieder zum Kompressor 5 zurückgelangt, und daß sonstige Kälteverlustfaktoren zufolge der gedrungenen Bauweise des Gesamtkühlsystems weitestgehend ausgeschlossen sind.It is easily seen from Fig. I that in the inventive Solution an oil separator is unnecessary, as there is no delay in boiling as a result of being carried away and an oil layer forming a seal in the evaporation zone occurs because it is entrained Rather, oil according to the law of gravity and in the direction of flow of the refrigerant, as indicated by arrows, always compelling and without the risk of settling down returned to the compressor 5, and that due to other cold loss factors the compact design of the overall cooling system are largely excluded.

Die Kapillare io ist als kleine Rohrschlange im Zuge der Rohrleitung i i kurz vor deren Eintritt in den oberen Anfang der Verdampferrohrschlange 9 eingefügt. Ihre Bemessung erfolgt zunächst unter Annahme eines Näherungswerts, ausgehend von den Erfahrungen auf Grund bestehender und einwandfrei arbeitender Anlagen mit der Maßgabe, daß die Feineinstellung auf Grund der Betriebsmessungen erfolgt. Diese kann in einfachster Weise dadurch geschehen, daß die auf Grund des Näherungswerts angenommene Kapillarröhre zunächst etwas länger bemessen ist, als mutmaßlich für die zu erwartenden Betriebsbedingungen nötig ist. So besteht die Möglichkeit, auf Grund der Meßergebnisse eine Kürzung der Kapillarlänge vorzunehmen. In jedem Falle ist es zweckmäßig, auf höchste Gleichförmigkeit des Kapillarröhrenquerschnitts auf ganze Länge bei der Herstellung derartiger Röhren zu achten. Für den jeweiligen Anwendungsfall sollte immer die jeweils größtmögliche Bohrung verwendet werden. Stellt man bei den Messungen fest, daß die Kapillare zu stark drosselnd wirkt, also einen anomal hohen Druckunterschied bildet, ist bei der Betriebsmessung zunächst festzustellen, um wieviel höher dieser Druckunterschied gegenüber dem normalen ist. Alsdann wird die Länge der Kapillarröhre im gleichen Verhältnis verkürzt, wodurch sich zwingend die richtige Drosselung ergibt.The capillary io is a small pipe coil in the course of the pipeline i i inserted into the upper beginning of the evaporator coil 9 just before it enters. They are initially measured assuming an approximate value, based on the experience based on existing and flawlessly working systems with the Provided that the fine adjustment is made on the basis of the operational measurements. These can be done in the simplest way that the based on the approximate value assumed capillary tube is initially a little longer than assumed for the expected operating conditions is necessary. So there is the possibility of Shorten the capillary length based on the measurement results. In any case it is advisable to ensure the highest possible uniformity of the capillary tube cross-section to pay attention to the entire length in the manufacture of such tubes. For the respective In the application case, the largest possible hole should always be used. If one finds during the measurements that the capillary has an excessively strong throttling effect, that is forms an abnormally high pressure difference is to start with the operational measurement determine how much higher this pressure difference is compared to normal. Then the length of the capillary tube is shortened in the same proportion, whereby the correct throttling results.

Das Schema nach Fig. i dient nur zur Erleichterung des Verständnisses. Das dort schematisch dargestellte Anordnungsprinzip soll aber erfindungsgemäß auch bei jeder anderen Ausführungsform einer Kühlanlage unter Beachtung der erfindungsgemäßen Kombinationsmerkmale Anwendung finden.The scheme according to FIG. I is only used to facilitate understanding. The arrangement principle shown schematically there is also intended, however, according to the invention in any other embodiment of a cooling system taking into account the invention Combination features find application.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cooling system, primarily for the production of ice cream, ice fruits and the like, or for cooling food, luxury items and the like, with a stationary cooling zone, characterized by the combination of the following features: a) The cooling system consists of a compression refrigerator and works with X. 'evaporative cooling; b) the vessel to be cooled or the space to be subcooled is provided with a pipe coil carrying the relaxed refrigerant, expediently in a spiral shape, with a slight slope (evaporator); c) the throttling between the high and low pressure sides of the cooling system is a capillary tube which is expediently designed as a spiral coil; d) the capillary tube is located in the uppermost area of the cooling coil; e) the compressor is located in the deepest area of the cooling system if an oil separator is avoided; f) Eliminating the delay in boiling by avoiding large cross-sections for the liquid refrigerant; g) the lubricating oil of the compressor has a low viscosity. z. Dimensioning of the capillary for a cooling system according to claim r, characterized in that first a longer capillary is installed than is presumably necessary on the basis of empirical values, and that the capillary is then shortened on the basis of operational measurements.