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Publication number: DEB0020138MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 25. April 1952 Bekanntgemacht am 9. Februar 1956Registration date: April 25, 1952. Advertised on February 9, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft einen Blockeiserzeuger mit Gefrierraum, der für die Schnellgefrierung von Blöcken geeignet ist.The invention relates to a block ice maker with a freezer compartment for quick freezing of blocks is suitable.

Es sind Schnellgefrierverfahren bekannt, bei denen der Block bei direkter Verdampfung in einer senkrecht angeordneten, von einem Verdampfermantel umgebenen Tasche gefroren, durch Kältemitteldruckgase abgetaut und nach unten . ausgestoßen wird. IThere are rapid freezing methods are known in which the block with direct evaporation in a vertically arranged bag, surrounded by an evaporator jacket, frozen by compressed refrigerant gases defrosted and down. is expelled. I.

Es wurde auch der Vorschlag gemacht, zur Gefrierung einen stehenden konischen Behälter zu verwenden, indem der gefrorene Kern schrittweise mittels einer Vorschubeinrichtung in Richtung der größeren Behälterweite vorgestoßen und der bei jedem Schritt entstehende Zwischenraum mit Gefrierwasser aufgefüllt wird.It was also suggested to use a standing conical container for freezing, in that the frozen core is gradually moved in the direction of the by means of a feed device Pushed forward a larger container width and the space created with every step with freezing water is filled.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, dem Gefrierbehälter einen stufenförmig sich erweiternden Querschnitt zu geben, wobei die Stufen gleichmäßig konisch geformt sind, und den Eisblock mittels eines eingefrorenen Seiles absatzweise vorzuziehen. It has also already been proposed to give the freezer container a stepwise widening To give cross-section, the steps are uniformly conical, and the ice block preferred by means of a frozen rope.

Schließlich ist es auch bereits bekannt, bei einer aus mehrerenEiserzeugern bestehenden Eismaschine die einzelnen Eiserzeuger automatisch in einer vorbestimmten Reihenfolge arbeiten zu lassen, wobeiFinally, it is also already known in an ice machine consisting of several ice makers to let the individual ice makers work automatically in a predetermined order, with

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die den Abtau-, den Füll- und den Gefriervorgang regelnden Ventile durch Nockenscheiben gesteuert werden und stets einer der Eiserzeuger abtaut.the valves regulating the defrosting, filling and freezing processes are controlled by cam disks and one of the ice makers is always defrosting.

Diese Verfahren haben nicht nur den Mangel, daß das Gefrierwasser im von außen, frierenden Eisblock eingeschlossen und der Behälter beim Gefrieren dieser Flüssigkeit oft gesprengt wird; teilweise sind auch besondere Verschlußvorrichtungen oder Eiszerkleiinerungsvorrichtungen an den Gefrierbehältern erforderlich. Die Einrichtungen zur Ausübung dieser Verfahren sind datier auch nicht für größere Leistungen geeignet.These methods not only have the disadvantage that the freezing water in the outside freezes Block of ice trapped and the container is often blown when this liquid freezes; partial are also special locking devices or ice crushing devices on the freezer containers necessary. The facilities for carrying out these procedures are also not dated suitable for larger performances.

Diesen Mängeln wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß der von der Eintritts- zur Austrittsseite hin sich stufenförmig erweiternde Gefrierraum mit Stufen verschieden starker Konizität versehen wird.According to the invention, these deficiencies are remedied by the fact that the from the inlet to the outlet side stepwise widening freezer compartment with steps of different degrees of conicity is provided.

Es ist auch von erfinderischer Bedeutung, in der ersten Stufe entlang der Gefrierberiältermittelachse ein Heizleitangsroihr anzuordnen, die letzte Stufe des Gefrierbehältens nicht konisch ziu gestalten, den Gefrierbehälter auswechselbar und exzentrisch in einem Verdampfermantelrohr anzuordnen, und schließlieh ist es vorteilhaft, einen selbsttätigen Gefrierbetrieb dieser Blockeiserzeuger,"" wie er weiter unten dargelegt ist, durchführbar zu machen. Die Erfindung ist in den Abb. i, 2, 3 und 4 beispielsweise und sehematistih dargestellt.It is also inventive, in the first stage along the central axis of the freezer compartment Arranging a Heizleitangsroihr, the last stage of the freezer do not make conical ziu, the Interchangeable and eccentric freezer container in an evaporator jacket tube, and Finally, it is advantageous to have an automatic freezing operation for this block ice maker "" like him is set out below to make it feasible. The invention is illustrated in Figures 1, 2, 3 and 4, for example and shown sehematistih.

Abb. ι zeigt einen Schnitt durch einen liegenden, dreistufigen Blockeiserzeuger,Fig. Ι shows a section through a lying, three-stage block ice maker,

Abb. 2 die Abdichtung an der Austrittsstelle im Schnitt,Fig. 2 the seal at the exit point in section,

Abb. 3 den Gefrierbehälter mit angedeuteten Flüssigkeitsräumen im Block undFig. 3 the freezer container with indicated liquid spaces in the block and

Abb. 4 ein Schema zur selbsttätigen Ausübung des Gefrierverfahrens.Fig. 4 a diagram for the automatic execution of the freezing process.

Es bezeichnet 1 die erste, 2 die zweite und 3 die dritte Stufe des Gefrierbehälters, 4 das ebenfalls gestufte Mantelrohr des Verdampfers, 5 das Gefrier-Wasserzuleitungsrohr, 6 einen Tisch mit Anschlag 7, 8 eine Gummidichtung, 9 einen Schneidedraht, 10 einen Zwischenraum, 11 eine Heizeinrichtung, 12 eine Eisstange, 13 eine Druckleitung für heißes Kältemittelgas, 14 eine Saugleitung für das Kältemittelgas, 15 eine Flüssigkeitszu- bzw. -ableitung für die Kältemittelflüssigkeit, L 15 eine diese Zu- und Ableitungen miteinander verbindende Ringleitung mit den Ventilen AB, BC, CD und DA; A, B, C, D Blockeiserzeuger, A₅, B₅, C₅, D₅ die dazugehörigen Saugeventile, A₀, B₀, C₀, D₀ die Druckventile, q_A, a_B, a_c, a₀ Impulsleitungen, V ein. Absperrventil und RV eine Schwimmerregulierung in der Zuleitung für flüssiges Kältemittel, N eine Nockenscheibe und Sch durch Schwimmer betätigte Steuerventile. Der Anschluß 13 ist identisch mit den Ventilen A₀, B₀, C₀ und D₀, der Anschluß 14 mit den Ventilen A₅, B₅, C₅ und D₅ und der Anschluß 15 mit der Ringleitung L15 und den Ventilen AB, BC, CD und DA in Abb. 4.It denotes 1 the first, 2 the second and 3 the third stage of the freezer container, 4 the also stepped jacket pipe of the evaporator, 5 the freezing water supply pipe, 6 a table with a stop 7, 8 a rubber seal, 9 a cutting wire, 10 a gap, 11 a heating device, 12 an ice stick, 13 a pressure line for hot refrigerant gas, 14 a suction line for the refrigerant gas, 15 a liquid supply or discharge line for the refrigerant liquid, L 15 a ring line connecting these supply and discharge lines with one another with the valves AB, BC, CD and DA; A, B, C, D block ice maker, A ₅ , B ₅ , C ₅ , D ₅ the associated suction valves, A ₀ , B ₀ , C ₀ , D ₀ the pressure valves, q _A , a _B , a _c , a ₀ impulse lines , V a. Shut-off valve and RV a float regulation in the supply line for liquid refrigerant, N a cam disk and Sch float operated control valves. The connection 13 is identical to the valves A ₀ , B ₀ , C ₀ and D ₀ , the connection 14 with the valves A ₅ , B ₅ , C ₅ and D ₅ and the connection 15 with the ring line L 15 and the valves AB , BC, CD and DA in Fig. 4.

Die erste Stufe des Gefrierbehälters hat die größte Konizität, die zweite Stufe eine geringere, und die letzte Stufe ist nicht konisch gestaltet.The first stage of the freezer container has the largest conicity, the second stage a smaller one, and the last stage is not conical in shape.

Das Gefrierwasser tritt durch das Rohr 5 in die , Stufe ι ein; das Wasser steht unter einem Druck von etwa 2 bis 3 atü. Es wird nunmehr Kältemittel in den Verdampfer durch den am Mantel angeordneten Anschluß 15 eingeführt, das ein Gefrieren des Wassers bewirkt. Hierbei bleibt infolge der Einwirkung des Heizrohres 11 in der Eisstange ein mit Wasser gefüllter axialer Hohlraum, um das Einfrieren des Gefrierwassers im Kern zu verhüten. Nachdem die Gefrierung erfolgt ist, wird die Saugleitung 14 geschlossen, die Kältemittelflüssigkeit über den Anschluß 15 in weiter unten beschriebener Weise entleert, über den Anschluß 13 heißes Druckgas aus dem Kondensator in den Verdampfer geleitet und der Gefrierbehälter erwärmt, um den Eisblock abzutauen, worauf der Eisblock duixh den Gefrierwasserdruck bis zum Anschlag 7 auf dem Tisch vorbewegt wird.The freezing water enters the, stage ι through the pipe 5; the water is under a pressure of about 2 to 3 atmospheres. It is now introduced into the evaporator through the connection 15 arranged on the jacket, which causes the water to freeze. As a result of the action of the heating tube 11, an axial cavity filled with water remains in the ice rod in order to prevent the freezing water from freezing in the core. After the freezing has taken place, the suction line 14 is closed, the refrigerant liquid is emptied via the connection 15 in the manner described below, hot compressed gas is passed from the condenser into the evaporator via the connection 13 and the freezer container is heated to thaw the ice block, whereupon the Ice block duixh the freezing water pressure is moved forward to stop 7 on the table.

Der Vorschub ist so bemessen, daß noch ein hinreichender Blockteil der nicht konisch geformten Stufe 3 im Behälter verbleibt und im Verein mit der Runddichtung 8 ein ^Austreten des Gefrierwassers" verhindert. Inzwischen hat das Druckwasser die Zwischenräume zwischen dem Eisblock in seiner neuen Lage und dem Gefrierbehälter ausgefüllt; es wird nach Abstellung des heißen Kondensatorgases und Öffnen des Anschlusses 14 wieder Kältemittel über Anschluß 15 in den Verdampfermantel eingeführt und nochmals gefroren, wobei in der Stufe 2 und 3 zwischen dem am Gefrierbehälter angesetzten Eismantel und dem, Eiskern infolge der verschiedenen Konizität der Stufe ι und 2 ein in Richtung des Gefrierwassereintrittes sich vergrößernder Spalt 10 entsteht. Da die Stufe 1 wegen ihres geringen Querschnittes am Eintrittsende schneller durchfrieren würde als die Stufen 2 und 3, würde das überschüssige Wasser aus dem Spalt 10 beim Gefrieren nicht in die Drückwasserleitung 5 zurücktreten können und somit den Gefrierbehälter sprengen. Infolge der Anordnung des Heizrohres 11 wird dem überschüssigen Wasser jedoch der Weg zur Druckwasserleitung 5 offen gehalten, so daß ein Sprengen des Gefrierbehälters nicht möglich ist. Bevor der Block wieder abgetaut wird, wird der aus dem Gefrierbehälter ausgeschobene Eisblock mittels eines beheizten Drahtes 9 abgeschnitten und entfernt, wobei der im Gefrierbehälter zurückbleibende Blockteil der Stufe 3 ein Aufschwimmen des Eisblocks verhindert. Nunmehr wird nochmals gefroren usf.The advance is measured so that a sufficient block part of the non-conically shaped step 3 remains in the container and, in conjunction with the O-ring seal 8, prevents the freezing water from escaping Filled freezer; after the hot condenser gas has been switched off and connection 14 has been opened, refrigerant is reintroduced into the evaporator jacket via connection 15 and frozen again, whereby in stages 2 and 3 between the ice jacket attached to the freezer and the ice core due to the different conicity of the Step 1 and 2 create a gap 10 that increases in the direction of the freezing water inlet. Since step 1 would freeze through faster than steps 2 and 3 due to its small cross section at the inlet end, the excess water from gap 10 would not get into pressurized water line 5 when freezing can step back and thus the Ge Blow up freezer. As a result of the arrangement of the heating pipe 11, however, the path to the pressurized water line 5 is kept open for the excess water, so that it is not possible to burst the freezer container. Before the block is defrosted again, the ice block pushed out of the freezer container is cut off and removed by means of a heated wire 9, the block part of level 3 remaining in the freezer container preventing the ice block from floating up. Now it is frozen again and so on.

Infolge der exzentrischen Anordnung des Gefrierbehälters in dem den Verdampfer bildenden Mantelrohr 4 ist es möglich, mit verhältnismäßig kleinen Kältemittelmengen zu arbeiten. Der von Kältemittel frei bleibende obere Teil des Mantelrohres dient zur Abführung der Kältemitteldämpfe.As a result of the eccentric arrangement of the freezer container in the jacket tube 4 forming the evaporator, it is possible with relatively small amounts of refrigerant to work. The upper part of the jacket pipe that remains free of refrigerant serves to discharge the refrigerant vapors.

Die selbsttätige Schaltung der Kältemittelventile A₀, B₀, C₀, D₀ und A₅, B₅, C₅, D₅ für die in den vier Eiserzeugern A, B, C, D nacheinander wechselnden Abtau- und Gefriervorgänge ist in Abb. 4 dargestellt, und zwar taut bei diesem Kreislauf gleichzeitig der eine der vier Eiserzeuger ab, während der zweite, dritte und vierte EiserzeugerThe automatic switching of the refrigerant valves A ₀ , B ₀ , C ₀ , D ₀ and A ₅ , B ₅ , C ₅ , D ₅ for the defrosting and freezing processes alternating one after the other in the four ice makers A, B, C, D is shown in Fig 4, and in this cycle, one of the four ice makers defrosts at the same time, while the second, third and fourth ice makers

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gefriert. Sämtliche Ventile werden hierbei durch Kältemitteldruckimpuls automatisch geöffnet und . geschlossen. Hat beispielsweise der Eiserzeuger D abgetaut und der Eiserzeuger C gefroren und soll nun abgetaut werden, so muß das Kältemittel vom Eiserzeuger C nach dem vom Abtauen her noch leeren Eiserzeuger D befördert werden. Zu diesem Zweck wird zunächst das Saugventil Cg des Eiserzeugers C geschlossen, das Saugventil D₅ geöffnet, das Druckventil D_D und das Flüssigkeitsventil BC geschlossen, das Flüssigkeitsventil CD geöffnet und das Flüssigkeitsventil DA, welches durch den am Eiserzeuger angeordneten Schwimmer geschlossen ist, durch die Impulsleitung α# gesichert. Im Eiserzeuger C entsteht nun Druck infolge Erwärmung der Kältemittelflüssigkeit durch Einstrahlung, wobei das Kältemittel durch das Flüssigkeitsventil CD in den Eiserzeuger D gedrückt wird, der infolge des offenen Saugventilsfreezes. All valves are opened automatically by a refrigerant pressure pulse and. closed. For example, if the ice maker D has defrosted and the ice maker C has frozen and is now to be defrosted, the refrigerant must be conveyed from the ice maker C to the ice maker D , which is still empty after the defrosting. For this purpose, the suction valve Cg of the ice maker C is first closed, the suction valve D _{5 is} opened, the pressure valve D _D and the liquid valve BC are closed, the liquid valve CD is opened and the liquid valve DA, which is closed by the float located on the ice maker, by the Impulse line α # secured. In the ice maker C , pressure now arises as a result of the heating of the refrigerant liquid by radiation, the refrigerant being pressed through the liquid valve CD into the ice maker D , which is due to the open suction valve

ao D₈ unter Unterdruck steht.ao D _{8 is} under negative pressure.

Das von der in den Eiserzeuger D eintretenden Flüssigkeit über den Schwimmer Sch beeinflußte Flüssigkeitsventil DA kann sich wegen der Sicherung durch die Impulsleitung a_D nicht öffnen. The liquid valve DA , which is influenced by the liquid entering the ice maker D via the float Sch , cannot open because of the protection provided by the impulse line a _D.

Wenn die Hauptmenge der Flüssigkeit aus dem Eiserzeuger C in den Eiserzeuger D übergetreten ist, wird das Druckventil C₀ geöffnet. Ein früheres Öffnen hätte zur Folge, daß das heiße Druckgas am kalten Kältemittel kondensieren und dieses aufheizen würde. Die Restflüssigkeit wird nun nach dem Eiserzeuger D gedruckt. Das Flüssigkeitsventil CD wird durch den Schwimmer Sch selbsttätig geschlossen, wodurch verhindert wird, daß der niedrigste noch zulässige Flüssigkeitsstand im entleerten Eiserzeuger unterschritten wird und Druckgas nach dem aufgefüllten Eiserzeuger hindurchtritt, was sich durch die automatische Steuerung mittels Kältemitteldruckimpuls nicht so zuverlässig bewirken läßt. Der Eiserzeuger C taut nun ab, während der Eiserzeuger D friert.When the majority of the liquid has passed from the ice maker C into the ice maker D , the pressure valve C _{0 is} opened. Opening it earlier would result in the hot compressed gas condensing on the cold refrigerant and heating it up. The remaining liquid is now printed after the ice maker D. The liquid valve CD is automatically closed by the float Sch , which prevents the liquid level falling below the lowest permissible level in the emptied ice maker and pressurized gas from passing through the filled ice maker, which cannot be reliably caused by the automatic control by means of a refrigerant pressure pulse. The ice maker C is now defrosting, while the ice maker D is freezing.

Bald darauf wird das Flüssigkeitsventil CD durch die Impulsleitung a_c-gesichert und die Sicherung des Flüssigkeitsventils DA über die Impulsleitung aß aufgehoben, so daß es nunmehr öffnen kann.Soon after the liquid valve CD is determined by the pulse line a _c - secured and lifted the backup of the liquid valve DA via the pulse line ate so that it can open now.

Nach der Abtauzeit .beginnt die beschriebene Schaltung bei dem Eiserzeuger B; das Flüssigkeitsventil CD wird geöffnet, wenn der Abtauvorgang für den Eiserzeuger B abgeschlossen ist, so daß ein Austausch der Flüssigkeiten der im Gefrierzustand befindlichen Eiserzeuger erfolgen kann.After the defrosting time, the circuit described begins with the ice maker B; the liquid valve CD is opened when the defrosting process for the ice maker B has been completed, so that the fluids of the ice makers in the frozen state can be exchanged.

Die Flüssigkeitszuleitung erfolgt über einen automatischen Schwimmerregler RV, der den Höchststand des Kältemittels einzuhalten bestrebt ist, lediglich zum Eiserzeuger A. Wird dieser abgetaut, dann wird gleichzeitig ein vor dem Regelventil befindliches Absperrventil.V automatisch geschlossen, die Flüssigkeitszufuhr wird also für diesen kurzen Zeitraum unterbrochen. Die zeitliche Regelung sämtlicher Ventile erfolgt mechanisch in an sich bekannter Weise durch eine Nockenscheibe N, welche die entsprechenden Impulsventile für jedes schaltende Ventil steuert.The liquid is fed via an automatic float regulator RV, which strives to maintain the maximum level of the refrigerant, only to the ice maker A. If this is defrosted, a shut-off valve located in front of the control valve is activated at the same time. V is automatically closed, so the fluid supply is interrupted for this short period of time. The timing of all valves takes place mechanically in a manner known per se by a cam disk N, which controls the corresponding pulse valves for each switching valve.

Claims

Patent claims:

1. Block ice maker with a gradually expanding freezer compartment in which the Ice block is advanced intermittently and its steps are conically shaped, thereby characterized in that the taper of the steps is different in size.

2. Block ice maker according to claim 1, characterized in that in the first stage of the freezer container, a heating line pipe is arranged along its central axis.

3. Block ice maker according to claim 1, characterized in that the last stage of the Freezer container is not designed conically.

4. Block ice maker according to claim 1, characterized in that the stepped freezer container is arranged eccentrically in a correspondingly stepped jacket tube which forms the evaporator.

5. block ice maker according to claim 1, characterized in that the freezer container is exchangeably built into the jacket tube of the evaporator.

6. A method for the automatic operation of several block ice producers according to claim 1, characterized in that the defrosting, the filling and the freezing process., in time equal intervals over pulse lines in a manner known per se in succession is controlled by means of a cam disc, with an ice maker always defrosting.

Referred publications:
Swiss Patent No. 266 737,263 389; British Patent No. 14 925 from 1887.

1 sheet of drawings