DE926190C

DE926190C - Cooling arrangement using a repeated freezing and thawing eutectic solution to keep it cold

Info

Publication number: DE926190C
Application number: DEST5485A
Authority: DE
Inventors: Frank Samuel Stickland
Original assignee: Stone J and Co Ltd
Current assignee: Stone J and Co Ltd
Priority date: 1951-10-18
Filing date: 1952-10-16
Publication date: 1955-04-07
Also published as: US2769310A; BE514736A; FR1068103A; CH304146A; GB710010A

Description

Die Erfindung betrifft Kühlanordnungen, die wiederholt gefrierende und auftauende eutektische Lösungen als kältehaltende Medien; enthalten. Solche Anordnungen sind z. B. in der deutschen Patentschrift 803 300 !beschrieben.The invention relates to cooling arrangements that eutectic repeated freezing and thawing Solutions as cold-holding media; contain. Such arrangements are e.g. B. in German Patent 803,300!

Wird beispielsweise eine in einem ruhenden Stahlbehälter befindliche eutektische Natriumchloriidlösung wiederholten Perioden von Gefrieren und Auftauen unterworfen, so fällt, wie gefunden wurde, die Kältehaltung oder der Gefrierverzug allmählich unter den Wert ab, der im Hinblick auf die latente Schmelzwärme theoretisch erhalten werden sollte. So ist es mit der frisch hergestellten Lösung möglich, einen Gefrierverzugswert zu erhalten, der sich der veranschlagten Zahl von 58 kcal/kg für eine Lösung von Natriumchlorid mit einer eutektischen Temperatur von —21 ° C weitgehend annähert. Nach zwanzig Perioden von Gefrieren und Auftauen fällt indessen der Gefrierverzugswert auf ungefähr 25% des Wertes für die frische Lösung. Dieser Verlust wird einer Zustandsänderung in der Lösung zugeschrieben, wovon die Ablagerung von Salzkristallen am Grund des Behälters sichtbaren Beweis liefert. Eine ähnliche Erscheinung istmitKaliumchromat beobachtet worden. Die Erfindung sucht diese Schwierigkeit zu überwinden und sicherzustellen, daß ein der theoretischen Zahl wenigstens angenäherter Gefrierverzugswert aufrechterhalten wird.For example, a eutectic sodium chloride solution in a steel container at rest subjected to repeated periods of freezing and thawing, so falls as found has been, the cold retention or the freezing delay gradually decrease below the value in terms of the latent heat of fusion should theoretically be obtained. So it is with the freshly made Solution possible to obtain a freeze delay value that is equal to the estimated number of 58 kcal / kg for a solution of sodium chloride with a eutectic temperature of -21 ° C largely approximates. However, after twenty periods of freezing and thawing, the Freeze Delay Value will drop to about 25% of the value for the fresh solution. This loss becomes a change of state in the solution attributed to the deposition of salt crystals on the bottom of the container provides visible evidence. A similar phenomenon has been observed with potassium chromate. The invention seeks to overcome this difficulty and to ensure that one of the theoretical Number of at least approximate freezing delay value is maintained.

Zu diesem Zweck werden Mittel zum Hervorbringen eines Umlaufes oder eines Aufrührens der Lösung vorgesehen. Vorzugsweise wird ein rich-To this end, means are used to generate circulation or agitation of the Solution provided. Preferably, a correct

tiger Umlauf der Lösung mittels einer kleinen Umlaufpumpe hervorgebracht, die z. B. von- einem Elektromotor getrieben und 'thermostatisch so gesteuert ist, daß ein Umlauf so lange hervorgebracht wind, wie die Lösung sich auf Temperaturen oberhalb oder wesentlich oberhalb ihres Gefrierpunktes befindet, z. B. im Fall von Natriumchlorid auf etwa 4,4° C. Es zeigt sich, daß eine Trennung desEutektikums nur während des Auf tauens vorkommt- und ίο ein Umlauf während dieses Stadiums genügen würde.tiger circulation of the solution brought about by means of a small circulation pump, the z. B. from one Electric motor driven and 'thermostatically controlled so that one cycle is produced for so long wind as the solution is at temperatures above or significantly above its freezing point is located, e.g. B. in the case of sodium chloride to about 4.4 ° C. It appears that a separation of the eutectic only occurs during thawing - and ίο one cycle is sufficient during this stage would.

Eine Ausführungsform der Erfindung .soll nunmehr beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden; in dieser bedeutet Fig. ι einen Längsschnitt durch einen Behälter nach der Linie I-I ΐη Fig. 2,An embodiment of the invention .soll now for example be described with reference to the drawing; in this means Fig. Ι a longitudinal section through a container along the line I-I ΐη Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie U-II in Fig. i,Fig. 2 shows a cross section along the line U-II in Fig. I,

Fig. 3 eine perspektivische Zeichnung eines Satzes solcher Behälter, und
Fig. 4 ein Schaltbild.Figure 3 is a perspective drawing of a set of such containers;
Fig. 4 is a circuit diagram.

Ein flacher plattenförmiger Stahlbehälter 1, der eine eutektische Lösung, z. B. von Natriumchlorid, enthält, ist mit einem- Zickzackrohr 2 (Fig. 1 und 2) ^a5 versehen, das eine Verdampf ersehlange bildet; diese ist so beschaffen, daß sie zum periodischen Vorkühlen der genannten Lösung mit einer Kältemaschine verbunden werden kann, worauf die Platte selbst zu Kühlzwecken verwendet wird, was alles an sich bekannt ist.A flat plate-shaped steel container 1 containing a eutectic solution, e.g. B. of sodium chloride contains, is provided with a zigzag tube 2 (Fig. 1 and 2) ^a 5, which forms an evaporator erehlange; this is designed so that it can be connected to a refrigeration machine for periodic pre-cooling of the solution mentioned, whereupon the plate itself is used for cooling purposes, which is known per se.

Zur Ausführung der gegenwärtigen Erfindung ist der Behälter r oider jeder Behälter 1 eines Behältersatzes (Fig.3) oben mit einem Einlaß 3 und unten mit einem Auslaß 4 versehen. Der Einlaß 3 und der Auslaß 4 des Behälters oder eines Satzes in Reihe geschalteter Behälter (Fig. 3) sind je an die Druckseite 5 bzw. die Saugseite 6 einer kleinen, von einem elektrischen Motor 8 getriebene Umlaufpumpe 7 angeschlossen. Das Anlaufen und Anhalten des Motors werden von einem Thermostat 9 gesteuert, dessen temperaturempfindlichesi Element in der Saugleitung 10 der Pumpe untergebracht ist. Der Thermostat 9 ist dafür eingerichtet, den Motor 8 derart zu steuern, daß die Pumpe 7 so lange angetrieben und die Lösung so lange richtig in Umlauf gehalten wird, wie die Temperatur der Lösung merklich oberhalb ihres: Gefrierpunktes ist, z. B-. im Fall von Natriumchlorid bei etwa 4,4° C. Die· Lösung wird, wie erkennbar, am- Grund des Behälters oder der Behälter abgezogen und zum Kopf dieses Behälters oder dieser Behälter geführt, so daß die Gesamtheit der Lösung der aufmischenden Wirkung des Umlaufes unterworfen ist. Nach Wunsch können der Einlaß 3 und der Auslaß 4 in der Nähe von diagonal gegenüberliegenden Ecken des Behälter,» angeordnet sein.In order to practice the present invention, the container r oider each container 1 of a container set (Fig. 3) provided with an inlet 3 at the top and an outlet 4 at the bottom. The inlet 3 and the outlet 4 of the container or a set of containers connected in series (Fig. 3) are each on the pressure side 5 or the suction side 6 of a small, Circulation pump 7 driven by an electric motor 8 connected. Starting and stopping of the engine are controlled by a thermostat 9, the temperature sensitive element of which is housed in the suction line 10 of the pump. The thermostat 9 is set up for the To control the motor 8 in such a way that the pump 7 is driven as long and the solution as long as it is correct is kept in circulation as the temperature of the solution is noticeably above its: freezing point, z. B-. in the case of sodium chloride at about 4.4 ° C. The solution is, as can be seen, at the bottom of the Container or container withdrawn and led to the head of this container or these containers, so that the totality of the solution is subjected to the agitating effect of the circulation. To If desired, the inlet 3 and outlet 4 in be located near diagonally opposite corners of the container, ».

Mehrere Behälter 1 können in Reihe an eine einzige Pumpe 7 angeschlossen sein, wobei der Auslaß 4 eines Behälters an den Einlaß des nächsten angeschlossen ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Da besonders in einem solchen Fall der vakuumdichte Abschluß jedes Behälters. 1 Schwierigkeiten bereiten würde, ist jeder Behälter durch einen Butzen 11 (Fig. ι und 2) mit der. Außenluft verbunden. Da die Behälter nicht vollständig gefüllt werden dürfen, weil für die Ausdehnung der Lösung beim Gefrieren- Raum gelassen, werden muß, können nur auf gleicher Höhe stehende Behälter an eine gemeinsame Pumpe 7 angeschlossen werden. Behälter oder Behältersätze auf verschiedener Höhe sollten an gesonderte Pumpen angeschlossen werden.Several containers 1 can be connected in series to a single pump 7, the Outlet 4 of one container is connected to the inlet of the next, as shown in FIG. There especially in such a case the vacuum-tight closure of each container. 1 cause difficulties each container is through a slug 11 (Fig. Ι and 2) with the. Outside air connected. Since the containers must not be completely filled because of the expansion of the solution during Freezing space, which must be left, can only be placed on a joint container at the same height Pump 7 can be connected. Containers or sets of containers should be at different heights connected to separate pumps.

Ein Thermostat 9 der bekannten Queeksilbertype ist, wie in Fig. 4 dargestellt, mit der Wicklung 12 eines Temperaturrelais in Reihe geschaltet, dessen Kontakte 13 ihrerseits in Reihe mit der WicklungA thermostat 9 of the known Queek silver type is, as shown in FIG. 4, with the winding 12 a temperature relay connected in series, the contacts 13 in turn in series with the winding

14 eines Hauptrelais geschaltet sind. Die Kontakte14 of a main relay are switched. The contacts

15 des letzteren steuern die Stromzufuhr. zum Motor 8 aus den■-. Gleichstromhaup,tleitungerji 16. Mit dem Thermostat 9 und der Wicklungi2 sind außerdem Kontakte 17 eines Hauptschalters und Verriegelungskontakte 18 in Reihe geschaltet, die nur geschlossen werden, wenn der Speisestrom (gewöhnlich Wechselstrom) an die Kältemaschine für die Vorkühl'Ung angeschaltet ist. Infolgedessen wird der Motor 8 nur so lange zum Antrieb der Umlaufpumpe 7 gespeist, wie die Temperatur der Leitung 10 oberhalb des votrausbestimmten Wertes für den Thermostat 9 liegt, und nur wenn die Hauptsehalterkontakte 17 und die Verriegelungskontakte 18 geschlossen worden sind.15 of the latter control the power supply. to the Motor 8 from the ■ -. DC main, tleitungerji 16. With the thermostat 9 and the winding i2 are also contacts 17 of a main switch and Interlocking contacts 18 connected in series, which are only closed when the supply current (usually Alternating current) is switched on to the refrigeration machine for pre-cooling. As a result, will the motor 8 is fed to drive the circulation pump 7 only as long as the temperature of the line 10 is above the predetermined value for the thermostat 9, and only if the main switch contacts 17 and the locking contacts 18 have been closed.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Cooling arrangement using a repetitive freeze and thaw eutectic solution for keeping cold, characterized by means for producing a Circulating or stirring the thawed solution in its container.

2. Cooling arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the eutectic solution is in proper circulation by a small pump is held.

3. Cooling arrangement according to claim 2, characterized in that the circulation pump is electrical is driven and thermostatically controlled in such a way that the circulation takes place for as long how the eutectic solution will affect temperatures noticeably above its freezing no point is located.

4. KüMordnung according to claim 2 or 3, characterized in that. several containers containing the eutectic solution on the same Are arranged height and connected to a common circulation pump.

1 sheet of drawings

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