EP0333887A1 - Vorrichtung zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern - Google Patents
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- EP0333887A1 EP0333887A1 EP88104430A EP88104430A EP0333887A1 EP 0333887 A1 EP0333887 A1 EP 0333887A1 EP 88104430 A EP88104430 A EP 88104430A EP 88104430 A EP88104430 A EP 88104430A EP 0333887 A1 EP0333887 A1 EP 0333887A1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a device for producing clear small ice bodies, comprising an evaporator connected to a refrigeration cycle with freezer cells open on its underside, a water pan arranged below the evaporator and a spray device which sprays the water from the pan into the freezer cells.
- the water required to form the small ice cream is injected into the freezer cells through a water nozzle.
- a water nozzle For this purpose, it is fed to the nozzles using a pump and a piping system.
- the proportion of water that does not freeze out immediately in the freezer cells drips back into the tub in order to get back into the pump circuit.
- the plastic plate and the tub filled with the residual water are pivoted away. Since the plate is frozen on the ice bodies, a strong drive is required. The residual water running over the edge of the tub is collected and drained off by a special baffle. The small ice cream bodies themselves fall into a storage container.
- a disadvantage of this device and also of all other known devices is that a relatively large amount of dead space must be kept free in order to pivot or tilt the tub unhindered. These dead spaces are often a multiple of the actual tub volume.
- Devices for producing clear small ice bodies are also commercially available, the freezer cells of which are not closed during the freezing cycle. However, these require a relatively large distance between the individual freezer cells in order to prevent the ice cream bodies from caking together due to overgrown layers of ice. The ice making capacity per evaporator surface is greatly reduced in these devices.
- the present invention has for its object to provide a device of the type mentioned for the production of clear ice cream bodies that enables the production of practically any amount of clear ice cream bodies with optimum efficiency and with optimal utilization of the evaporator surface with the least effort in mechanics and energy.
- This object is achieved in that an insulating strip is inserted between adjacent freezer cells and that linear heating elements are laid on the outside of the insulating strips.
- the evaporator is simple to set up, that the volume available for the formation of the small ice cream bodies is very large and that the water can be sprayed into the freezer cells without special precautions.
- the linear heating elements thaw the undesirable but inevitable ice deposit between the freezer cells, as a result of which the ice cream bodies are separated before they are released from the freezer cells.
- the distance between the walls of the freezer cells and the heating elements should be selected so that the heat from the heating elements is not dissipated from the cold walls, but rather defrosts the ice build-up.
- the heating elements are electrically heated.
- the heating elements are preferably designed as heating tubes which can be connected to a hot gas source via a hot gas valve.
- hot gas is sufficiently available in refrigeration systems.
- the heating pipes are connected upstream of the refrigerant pipes assigned to the evaporator, it is easily ensured that the undesirable but unavoidable ice build-up between the small ice bodies has thawed before the finished small ice bodies fall out of their freezer cells.
- the insulating strips are preferably made of polyamide or polyethylene. These materials are easy to process, physiologically safe and sufficiently insulating.
- the water is pumped out of the tub with a pump and sprayed into the freezer cells by means of nozzles.
- This technology has two major disadvantages: the nozzles can become blocked by deposits of lime and other minerals and the pump requires a great deal of power.
- the invention proposes to equip the spraying device with a series of rapidly rotating scoops - paddle wheels, scoops or bristles, which dip into the water in the tub and spray it up into the freezer cells.
- scoop organs are robust, extremely durable and extremely inexpensive to manufacture.
- the required drive power is very low with an optimal design of the scoop organs, at least considerably smaller than when using a pump.
- a preferred construction consists of two circular disks, which are mounted in parallel and at a distance from one another on a shaft, wherein preferably concave curved centrifugal sheets are arranged between the circular letters. This means that a large amount of water can be distributed over a wide area. The small ice bodies become perfectly clear even when the evaporator freezes, when all currently known machines only produce cloudy small ice bodies.
- the spraying device is mounted in a carriage and can be moved with it under the evaporator.
- the spraying device takes advantage of the fact that a certain amount of water takes a certain amount of time to turn into ice.
- clearing plates or clearing grids are attached to the slide in front of and / or behind the spray zone.
- the clearing grids are adjustable in height and plunge into the tub, whose End walls are chamfered. These clearing grids transport the small ice bodies that fall into the trough when defrosting, via the sloped front wall into the storage container.
- the tub is covered by a longitudinally slotted sheet or grid.
- This sheet or grid prevents the small ice cream bodies from falling into the trough when defrosting.
- the spraying device and its rotating scoops can be easily immersed in the tub water and sprayed into the freezer cells.
- the sheet or grid is inclined so that the small ice cream bodies slide into the storage container due to their weight.
- the longitudinally slotted sheet or grid is arranged below the axis of rotation of the scooping elements.
- a feed motor with pinion is mounted on the slide, which interacts with a fixed rack.
- the electrical connection energy is supplied via a flexible cable.
- a motor-driven endless traction means for example an endless chain, which carries at least one cam, which alternately comes into operative connection with one of two fixed stops on the slide.
- the slide with spray device, clearing plates, etc. can be moved under the evaporator with the simplest of means in an alternating direction without having to reverse the direction of rotation of the drive motor.
- the carriage is at the front or rear below the evaporator Sensor strips movably mounted, which limit switches are assigned. If a sensor bar encounters a fixed resistance, for example a small ice cream body that protrudes from its freezer cell, the limit switch is actuated and, for example, the direction of movement of the slide is reversed.
- a fixed resistance for example a small ice cream body that protrudes from its freezer cell
- FIG. 1 and 2 show a cross section or a bottom view of an evaporator 10 for the production of clear small ice bodies 1.
- On the back of a base plate one recognizes pipelines 11, through which a refrigerant flows during the freezing process and a hot gas flows through during the defrosting .
- Open freezer cells 12 are formed on the underside of the base plate by a checkerboard-like arrangement of intersecting metal sheets 13.
- the individual freezer cells 12 or their side walls 13 are at a mutual distance, which is filled by an insulating strip 14.
- an insulating strip 14 At the free ends of the insulating strip 14, linear heating elements 15, 17 are inserted.
- the heating elements in one direction are designed as a heating tube 15, those in the transverse direction as metal strips 17.
- the heating pipes 15 are connected to a hot gas collecting pipe 18 at the edge.
- FIG. 3 shows a side view of an arrangement with a stationary spray device 20 in the form of rotating scoop wheels 28 which are immersed in a stationary trough 30.
- the evaporator 10 has four rows of in this example Freezer cells 12 on. Splash guards 33 ensure that non-frozen water is returned to the tub 30.
- evaporator 10 is to have more than four rows of freezer cells, further spray devices 20 are arranged in the tub 30.
- a longitudinally slotted cover plate or grid 36 is arranged above the spray device 20. Although this allows the water to freely spray upwards into the freezer cells 12, it prevents small ice bodies 1 from falling onto the spraying device 20 or into the tub 30 when defrosting, but instead guides them into a storage container under the tub 30.
- a movably mounted flap 32 which guides excess water back into the tub 30, but does not hinder the passage of the small ice cream bodies 1.
- FIGS. 4 and 5 show a side view and a top view (with the evaporator removed) of a second embodiment of a device for producing clear small ice bodies 1.
- rails 25 are fixedly attached next to the tub, on which a carriage 21 can be moved to the right and left.
- the carriage 21 is driven by a drive motor 22 with a reduction gear and pinion 23 which engages in a rack 24.
- a plurality of bucket wheels 28 are arranged in the carriage 21 and are rotated by a drive motor 27.
- the scoop wheels 28 dip into the tub water and spray it up into the freezer cells of the evaporator 10.
- a scoop wheel 28 consists of two sheet metal disks between which a concavely curved centrifugal sheet is attached. This type of spray device is extremely robust and inexpensive, requires little drive power and conveys a large amount of water into the freezer cells 12 in a wide range.
- the spray device 28 is covered on the right and left by plates 29, which act as a splash guard and as clearing plates.
- the tub 31 is covered on its upper side with a longitudinally slotted sheet or grid 36.
- This longitudinally slotted plate 36 lies below the axis of rotation of the spraying device 28. Small ice bodies 1 defrosted from the evaporator 10 fall onto this plate 36 and are conveyed by the clearing plates 29 over the tub rim into the storage container located below (not shown in the drawing).
- FIG. 6 shows a basic circuit diagram of the pipelines.
- refrigerant flows through the coolant line 11 via the expansion valve 60.
- the hot gas valve 61 is closed.
- hot gas flows via the pipeline 18 into the parallel heating pipes 15, whereupon the ice deposit 2 is first defrosted.
- the hot gas then flows through the coolant line 11, as a result of which the evaporator 10 is heated, so that the small ice cream bodies 1 can detach from their freezer cells 12.
- Fig. 7 shows a side view of a third Embodiment.
- the spraying device 20 also sits here in a carriage 21 which can be moved to the right and left on rails 25 with the aid of wheels 26.
- the slide 21 is equipped on the right and left with a clearing grille 59 each. This is mounted height-adjustable in the slide 21 by means of guide strips 55.
- the end faces 31 of the tub 30 are inclined obliquely so that the small ice bodies 1 floating in the tub 30 can be conveyed by the clearing grids 59 over the tub rim 31 into the storage container.
- the carriage 21 is driven here by an endless chain 50 which runs over deflection wheels 52 and steering wheels 53. At least one cam 51 is attached to the endless chain 50. This alternately interacts with one of two fixed stops 54 on the carriage 21, so that the carriage 51 is moved alternately from left to right and from right to left without the chain 50 having to be reversed.
- sensing bars 57 are movably mounted; electrical limit switches 58 are assigned to these sensing strips 57. If one of the sensing strips 57 runs against an obstacle, for example against a small ice cream body 1 'protruding from its freezer cell 12, the limit switch 58 is actuated and the direction of rotation of the chain 50 is reversed. This reliably prevents the carriage 21 or the traction mechanism drive from blocking.
- connection between the cam 51 and the slide 21 such that this connection is released when an adjustable maximum force is exceeded, so that the traction means 50 can continue to run without the slide 21.
- the relatively narrow spray zone 20 is drawn under a relatively long evaporator 10.
- the water is sprayed into a specific freezer cell at intervals of no more than 15 to 20 seconds. This is how long it takes a certain amount of water to turn into ice. This fact, which has hitherto remained unnoticed, makes it possible to supply practically arbitrarily large evaporators with a relatively small spray device that requires little drive energy.
- the fact is exploited that, thanks to the linear heating elements 15, 17 between the open ends of the freezer cells 12, caking of the small ice cream bodies 1 is reliably prevented, that the spray device 20 with rotating scoop wheels 28 is extremely robust, long-lasting and simple and that by suitable shape of the centrifugal plates 28 ', the amount of water and the width of the spray zone can be adjusted. Only one drive motor is required. The entire assembly is compact. There is no longer any need to drain the tub water after each freeze cycle; rather, cleaning the tub at larger intervals is sufficient, e.g. B. once a day. The freezing capacity can be increased. Nevertheless - as tests have shown - you get perfectly clear ice cream bodies.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern, enthaltend einen an einen Kältekreislauf angeschlossenen Verdampfer mit an ihrer Unterseite offenen Gefrierzellen, eine unterhalb des Verdampfers angeordnete Wasserwanne und eine Sprühvorrichtung, die das Wasser aus der Wanne in die Gefrierzellen sprüht.
- Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern sind beispielsweise bekannt aus den US-Patentschriften 36 54 771, 49 45 979, der GB-Patentschrift 11 58 765 oder der DE-Offenlegungsschrift 29 38 047. Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam ein von einem Kältemittel durchflossener Verdampfer mit Gefrierfingern oder Gefrierzellen zum Erzeugen der Kleineiskörper aus Wasser, das sich in einer unter dem Verdampfer angeordneten Wanne befindet. Gemeinsam ist ferner, daß vor dem Abtauen der fertigen Kleineiskörper vom Verdampfer die Wanne entweder zur Seite geschwenkt oder abgekippt wird, so daß die Kleineiskörper entweder direkt oder unter Zuhilfenahme von geeigneten Leitblechen in einen Vorratsbehälter gelangen. Gleichzeitig wird das Wannenrestwasser auf geeignete Weise abgeleitet.
- Ein Vorteil der in der US-PS 3 654 771 beschriebenen Vorrichtung gegenüber den anderen Vorrichtungen besteht darin, daß die Zahl der Gefrierzellen pro Verdampferfläche maximal ist, da diese ohne Zwischen- und Toträume nebeneinander liegen. Bei einer derart engen Anordnung der Gefrierzellen bildet sich jedoch nicht nur in den Gefrierzellen, sondern auch an deren Unterseite eine Eisschicht, so daß letztendlich alle Kleineiskörper miteinander verbacken. Um dies zu verhindern, besitzt die bekannte Vorrichtung eine aus Kunststoff bestehende Platte, die während des Gefrierzyklus von unten gegen die Gefrierzellen gepreßt wird, so daß das Eis nur noch in den Gefrierzellen wachsen kann.
- Das zur Bildung der Kleineiskörper benötigte Wasser wird durch je eine Wasserdüse in die Gefrierzellen hineingespritzt. Hierzu wird es mit Hilfe einer Pumpe und eines Rohrleitungssystems den Düsen zugeführt. Der Wasseranteil, der in den Gefrierzellen nicht sofort ausfriert, tropft wieder in die Wanne zurück, um erneut in dem Pumpenkreislauf zu gelangen.
- Sobald die Eiskörper ihre endgültige Größe erreicht haben, werden die Kunststoffplatte und die mit dem Restwasser gefüllte Wanne weggeschwenkt. Da die Platte an den Eiskörpern angefroren ist, wird ein starker Antrieb benötigt. Das über den Wannenrand laufende Restwasser wird von einem speziellen Leitblech aufgefangen und abgeleitet. Die Kleineiskörper selbst fallen in einen Vorratsbehälter.
- Nachteilig an dieser Vorrichtung und ebenso an allen anderen bekannten Vorrichtungen ist, daß relativ viel Totraum freigehalten werden muß, um die Wanne ungehindert zu schwenken bzw. zu kippen. Diese Toträume betragen oft ein Mehrfaches des eigentlichen Wannenvolumens.
- Es sind auch schon Vorrichtungen zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern handelsüblich, deren Gefrierzellen während des Gefrierzyklus nicht verschlossen werden. Diese benötigen jedoch einen relativ großen Abstand zwischen den einzelnen Gefrierzellen, um das Zusammenbacken der Kleineiskörper durch überwachsende Eisschichten zu vermeiden. Die Eisbereitungskapazität pro Verdampferfläche ist bei diesen Vorrichtungen stark reduziert.
- Versucht man, die Eisbereitungskapazität der bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von klaren Kleineiskörpern zu vergrößern, z. B. auf 1.000 kg/Tag und mehr, indem die Abmessungen von Verdampfer, Wanne usw. entsprechend vergrößert werden, so werden sie unhandlich und unrentabel. Die Antriebe zum Schwenken der Wanne und zum Pumpen des Wassers werden groß und schwer, die Toträume blähen die Gehäuse auf, die elektrische Anschlußleistung erreicht Werte, die nicht mehr realisierbar sind, usw. Aus diesem Grunde sind die bekannten Vorrichtungen, beispielsweise auch die, die nach dem Prinzip der US-Patentschrift 3 654 771 aufgebaut sind, nur mit relativ kleinen Kapazitäten von z. B. maximal 250 kg/Tag auf dem Markt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung von klaren Kleineiskörpern anzugeben, die bei geringstem Aufwand an Mechanik und Energie die Herstellung praktisch beliebig großer Mengen von klaren Kleineiskörpern mit optimalem Wirkungsgrad und mit optimaler Ausnutzung der Verdampferfläche ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen benachbarten Gefrierzellen eine Isolierstoffleiste eingesetzt ist und daß an der Außenseite der Isolierstoffleisten linienförmige Heizelemente verlegt sind.
- Damit ergeben sich die Vorteile, daß der Verdampfer einfach aufzubauen ist, daß das für die Bildung der Kleineiskörper zur Verfügung stehende Volumen sehr groß ist und daß das Wasser ohne besondere Vorkehrungen in die Gefrierzellen eingesprüht werden kann. Beim Ernten der fertigen Kleineiskörper tauen die linienförmigen Heizelemente den unerwünschten, jedoch unvermeidlichen Eisansatz zwischen den Gefrierzellen ab, wodurch die Kleineiskörper getrennt werden, bevor sie sich aus den Gefrierzellen lösen. Der Abstand zwischen den Wänden der Gefrierzellen und den Heizelementen ist so zu wählen, daß die Wärme der Heizelemente nicht von den kalten Wänden abgeleitet wird, sondern den Eisansatz abtaut.
- Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizelemente elektrisch beheizt.
- Vorzugsweise sind die Heizelemente jedoch als Heizrohre ausgebildet, die über ein Heißgasventil an eine Heißgasquelle anschließbar sind. Heißgas steht bekanntlich in Kälteanlagen ausreichend zur Verfügung.
- Sind - vom Heißgasventil aus gesehen - die Heizrohre den dem Verdampfer zugeordneten Kältemittelrohren vorgeschaltet, ist ohne weiteres sichergestellt, daß der unerwünschte, jedoch unvermeidbare Eisansatz zwischen den Kleineiskörpern abgetaut ist, bevor die fertigen Kleineiskörper aus ihren Gefrierzellen herausfallen.
- Vorzugsweise bestehen die Isolierstoffleisten aus Polyamid oder Polyethylen. Diese Materialien sind leicht zu verarbeiten, physiologisch unbedenklich und ausreichend isolierend.
- Wie schon oben erwähnt, wird bei den bekannten Vorrichtungen das Wasser mit einer Pumpe aus der Wanne gepumpt und mittels Düsen in die Gefrierzellen gesprüht. Diese Technik hat zwei wesentliche Nachteile: Die Düsen können durch Ablagerungen von Kalk und anderen Mineralien verstopfen und die Pumpe benötigt eine große Leistung. Um dies zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, die Sprühvorrichtung mit einer Reihe von schnell rotierenden Schöpforganen - Schaufelräder, Schöpflöffel oder Borsten auszurüsten, die in das Wasser der Wanne eintauchen und dieses nach oben in die Gefrierzellen hineinsprühen. Derartige Schöpforgane sind robust, extrem langlebig und extrem preiswert herzustellen.
- Überraschenderweise ist die benötigte Antriebsleistung bei optimaler Konstruktion der Schöpforgane sehr gering, jedenfalls erheblich kleiner als bei Verwendung einer Pumpe.
- Eine bevorzugte Konstruktion besteht aus zwei Kreisscheiben, die parallel und mit gegenseitigem Abstand auf einer Welle montiert sind, wobei zwischen den Kreisschreiben vorzugsweise konkav gebogene Schleuderbleche angeordnet sind. Damit läßt sich eine große Menge Wasser über eine breite Fläche verteilen. Die Kleineiskörper werden auch bei hoher Gefrierleistung des Verdampfers, wenn alle derzeit bekannten Maschinen nur noch trübe Kleineiskörper produzieren, einwandfrei klar.
- Um auch sehr große Verdampferflächen gleichmäßig mit Wasser besprühen zu können, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Sprühvorrichtung in einem Schlitten montiert und mit diesem unter dem Verdampfer verfahrbar. Versuche haben gezeigt, daß sich einwandfrei klare Kleineiskörper auch dann bilden, wenn das Wasser nicht ständig, sondern nur in Intervallen in die Gefrierzellen gesprüht wird. Diese Intervalle können problemlos auf 15 bis 20 Sekunden ausgedehnt werden. Die Erfindung nützt hier die bisher unbeachtet gebliebene Tatsache aus, daß eine bestimmte Menge an Wasser eine gewisse Zeit benötigt, um sich in Eis zu verwandeln.
- Um zu verhindern, daß abgetaute Kleineiskörper die Funktion des Schlittens und der Sprühvorrichtung stören, und um die abgetauten Kleineiskörper sicher in den Vorratsbehälter befördern zu können, sind am Schlitten vor und/oder hinter der Sprühzone Räumbleche bzw. Räumgitter befestigt.
- Gemäß einer Ausgestaltung sind die Räumgitter höhenverstellbar und tauchen in die Wanne ein, deren Stirnwände abgeschrägt sind. Diese Räumgitter befördern die Kleineiskörper, die beim Abtauen in die Wanne fallen, über die abgeschrägte Stirnwand in den Vorratsbehälter.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Wanne durch ein längsgeschlitztes Blech bzw. Gitter abgedeckt. Dieses Blech bzw. Gitter verhindert, daß die Kleineiskörper beim Abtauen in die Wanne fallen. Die Sprühvorrichtung bzw. deren rotierende Schöpforgane dagegen können problemlos in das Wannenwasser eintauchen und dieses in die Gefrierzellen sprühen. Das Blech oder Gitter ist schräg geneigt, so daß die Kleineiskörper durch ihr Gewicht in den Vorratsbehälter rutschen.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das längsgeschlitzte Blech bzw. Gitter unterhalb der Drehachse der Schöpforgane angeordnet. Bei dieser Anordnung kann der Abstand zwischen Wanne und Verdampfer minimal gewählt werden.
- Um den Schlitten antreiben zu können, ist am Schlitten ein Vorschubmotor mit Ritzel montiert, welches mit einer festen Zahnstange zusammenwirkt. Die elektrische Anschlußenergie wird über ein flexibles Kabel zugeführt.
- Gemäß einer alternativen, besonders einfachen Ausgestaltung ist ein motorisch angetriebenes endloses Zugmittel vorgesehen, beispielsweise eine endlose Kette, das wenigstens einen Nocken trägt, der abwechselnd mit einem von zwei festen Anschlägen am Schlitten in Wirkverbindung tritt. Auf diese Weise läßt sich der Schlitten mit Sprühvorrichtung, Räumblechen usw. mit einfachsten Mitteln in wechselnder Richtung unter dem Verdampfer verfahren, ohne daß die Drehrichtung des Antriebsmotors umgekehrt werden muß.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind am Schlitten vorn bzw. hinten unterhalb des Verdampfers Fühlleisten beweglich gelagert, welchen Endschalter zugeordnet sind. Stößt eine Fühlleiste gegen einen festen Widerstand, beispielsweise einen Kleineiskörper, der aus seiner Gefrierzelle herausragt, wird der Endschalter betätigt und beispielsweise die Bewegungsrichtung des Schlittens umgekehrt.
- Im Falle der Nockenverbindung zwischen endlosem Zugmittel und Schlitten läßt sich eine ähnliche Sicherheitsfunktion durch eine elastische Lagerung des Nockens bzw. der festen Anschläge realisieren.
- Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen
- Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Verdampfer,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite des Verdampfers der Fig. 1,
- Fig. 3 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern,
- Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern,
- Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 4 jedoch ohne den Verdampfer,
- Fig. 6 ein Prinzipschaltbild der Rohre und
- Fig. 7 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern.
- Die Fig. 1 und 2 zeigen in einem Querschnitt bzw. einer Untersicht einen Verdampfer 10 zum Herstellen von klaren Kleineiskörpern 1. Auf der Rückseite einer Basisplatte erkennt man Rohrleitungen 11, die während des Gefriervorganges von einem Kältemittel, während des Abtauens von einem Heißgas durchströmt werden. Unter der Basisplatte sind an ihrer Unterseite offene Gefrierzellen 12 ausgebildet durch eine schachbrettartige Anordnung von sich kreuzenden Metallblechen 13.
- Die einzelnen Gefrierzellen 12 bzw. ihre Seitenwände 13 besitzen einen gegenseitigen Abstand, der durch eine Isolierstoffleiste 14 ausgefüllt ist. An den freien Enden der Isolierstoffleiste 14 sind linienförmige Heizelemente 15, 17 eingelegt. Die Heizelemente der einen Richtung sind als Heizrohr 15, die der Querrichtung als Metalleisten 17 ausgebildet. Randseitig sind die Heizrohre 15 an ein Heißgas-Sammelrohr 18 angeschlossen.
- Wird in die Gefrierzellen 12 von unten Wasser eingesprüht, so gefriert dieses zu klaren Kleineiskörpern 1. Dabei bildet sich ein unerwünschter Eisansatz 2 (Fig. 7) zwischen den einzelnen Gefrierzellen 12. Sobald die Kleineiskörper 1 ihre endgültige Größe erreicht haben, wird Heißgas durch die Heißgas-Sammelrohre 16, 18 und durch die Heizrohre 15 geleitet. Wegen der geringen Wärmeträgheit der Heizrohre 15 und Metalleisten 17 und wegen der Wärmeisolation durch die Isolierstoffleisten 14 schmilzt zuerst der Eisansatz 2 zwischen den Kleineiskörpern 1, so daß diese anschließend einzeln aus ihren Gefrierzellen 12 herausfallen können.
- Fig. 3 zeigt in Seitenansicht eine Anordnung mit einer stationären Sprühvorrichtung 20 in Form von rotierenden Schöpfrädern 28, die in eine stationäre Wanne 30 eintauchen. Der Verdampfer 10 weist in diesem Beispiel vier Reihen von Gefrierzellen 12 auf. Spritzschutzwände 33 sorgen dafür, daß nicht gefrorenes Wasser wieder in die Wanne 30 zurückgeleitet wird.
- Falls der Verdampfer 10 mehr als vier Reihen von Gefrierzellen haben soll, werden weitere Sprühvorrichtungen 20 in der Wanne 30 angeordnet.
- Oberhalb der Sprühvorrichtung 20 ist ein längsgeschlitztes Abdeckblech bzw. Gitter 36 angeordnet. Dieses läßt zwar das Wasser ungehindert nach oben in die Gefrierzellen 12 spritzen, verhindert jedoch, daß Kleineiskörper 1 beim Abtauen auf die Sprühvorrichtung 20 oder in die Wanne 30 fallen können, sondern leitet diese in einen Vorratsbehälter unter der Wanne 30.
- Ebenfalls als Spritzschutz dient eine beweglich gelagerte Klappe 32, die überschüssiges Wasser wieder in die Wanne 30 leitet, den Durchgang der Kleineiskörper 1 jedoch nicht behindert.
- Die Fig. 4 und 5 zeigen in einer Seitenansicht bzw. einer Draufsicht (bei abgenommenem Verdampfer) eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von klaren Kleineiskörpern 1.
- Unter dem Verdampfer 10 mit seinen diversen Rohrleitungen 11, 18 erkennt man die Wanne 30 mit Wasserzulauf 35 und Restwasserablauf 34.
- Wie insbesondere die Fig. 4 erkennen läßt, sind neben der Wanne Laufschienen 25 fest angebracht, auf denen ein Schlitten 21 nach rechts und links verfahrbar ist. Der Antrieb des Schlittens 21 erfolgt über einen Antriebsmotor 22 mit Untersetzungsgetriebe und Ritzel 23, das in eine Zahnstange 24 eingreift.
- Im Schlitten 21 sind mehrere Schöpfräder 28 angeordnet, die von einem Antriebsmotor 27 in Drehung versetzt werden. Die Schöpfräder 28 tauchen in das Wannenwasser ein und sprühen dieses nach oben in die Gefrierzellen des Verdampfers 10. Ein Schöpfrad 28 besteht aus zwei Blechscheiben zwischen denen ein konkav gebogenes Schleuderblech befestigt ist. Diese Art der Sprühvorrichtung ist äußerst robust und preiswert, benötigt wenig Antriebsleistung und fördert eine große Menge Wasser breitgefächert in die Gefrierzellen 12.
- Die Sprühvorrichtung 28 ist rechts und links durch Bleche 29 abgedeckt, die als Spritzschutz und als Räumbleche wirken.
- Wie insbesondere Fig. 4 gut erkennen läßt, ist die Wanne 31 an ihrer Oberseite mit einem längsgeschlitzten Blech oder Gitter 36 abgedeckt. Dieses längsgeschlitzte Blech 36 liegt unterhalb der Drehachse der Sprühvorrichtung 28. Aus dem Verdampfer 10 abgetaute Kleineiskörper 1 fallen auf dieses Blech 36 und werden von den Räumblechen 29 über den Wannenrand in den darunter befindlichen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Vorratsbehälter befördert.
- Fig. 6 zeigt ein Prinzipschaltbild der Rohrleitungen. Während des Gefriervorgangs fließt Kältemittel über das Expansionsventil 60 durch die Kühlmittelleitung 11. Das Heißgasventil 61 ist geschlossen. Sobald die Kleineiskörper 1 ihre endgültige Größe erreicht haben, wird das Heißgasventil 61 geöffnet, Heißgas fließt über die Rohrleitung 18 in die parallelen Heizrohre 15, worauf zunächst der Eisansatz 2 abgetaut wird. Anschließend durchströmt das Heißgas die Kühlmittelleitung 11, wodurch der Verdampfer 10 erwärmt wird, so daß sich die Kleineiskörper 1 aus ihren Gefrierzellen 12 lösen können.
- Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform. Die Sprühvorrichtung 20 sitzt hier ebenfalls in einem Schlitten 21, der mit Hilfe von Rädern 26 auf Laufschienen 25 nach rechts und links verfahrbar ist.
- Da bei dieser Vorrichtung die Kleineiskörper 1 in die Wanne 30 fallen können, ist der Schlitten 21 rechts und links mit je einem Räumgitter 59 ausgerüstet. Dieses ist mittels Führungsleisten 55 höhenverstellbar im Schlitten 21 gelagert. Außerdem sind die Stirnseiten 31 der Wanne 30 schräg geneigt, so daß die in der Wanne 30 schwimmenden Kleineiskörper 1 von den Räumgittern 59 über den Wannenrand 31 in den Vorratsbehälter befördert werden können.
- Der Antrieb des Schlittens 21 erfolgt hier durch eine endlose Kette 50, die über Umlenkräder 52 und Lenkräder 53 läuft. An der endlosen Kette 50 ist wenigstens ein Nocken 51 befestigt. Dieser tritt abwechselnd mit einem von zwei festen Anschlägen 54 am Schlitten 21 in Wirkverbindung, so daß der Schlitten 51 abwechselnd von links nach rechts und von rechts nach links gefahren wird, ohne daß die Kette 50 umgesteuert werden muß.
- Rechts und links am Schlitten 21 sind Fühlleisten 57 beweglich gelagert; diesen Fühlleisten 57 sind elektrische Endschalter 58 zugeordnet. Läuft eine der Fühlleisten 57 gegen ein Hindernis, beispielsweise gegen einen halb aus seiner Gefrierzelle 12 herausragenden Kleineiskörper 1′, wird der Endschalter 58 betätigt und die Drehrichtung der Kette 50 umgekehrt. Dadurch wird ein Blockieren des Schlittens 21 bzw. des Zugmittelantriebs sicher verhindert.
- Alternativ ist es auch möglich, die Verbindung zwischen dem Nocken 51 und dem Schlitten 21 so auszubilden, daß diese Verbindung bei Überschreiten einer einstellbaren Maximalkraft gelöst wird, so daß das Zugmittel 50 ohne den Schlitten 21 weiterlaufen kann.
- Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4/5 und 7 wird die relativ schmale Sprühzone 20 unter einem relativ langen Verdampfer 10 entlanggezogen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es genügt, wenn das Wasser in Abständen von maximal 15 bis 20 Sekunden in eine bestimmte Gefrierzelle hineingesprüht wird. So lange benötigt eine bestimmte Wassermenge, um sich in Eis zu verwandeln. Diese bisher unbeachtet gebliebene Tatsache erlaubt es also, mit einer relativ kleinen, nur wenig Antriebsenergie benötigenden Sprühvorrichtung praktisch beliebig große Verdampfer zu versorgen.
- Bei allen Ausführungsformen wird die Tatsache ausgenützt, daß dank der linienförmigen Heizelemente 15, 17 zwischen den offenen Enden der Gefrierzellen 12 ein Zusammenbacken der Kleineiskörper 1 sicher verhindert wird, daß die Sprühvorrichtung 20 mit rotierenden Schöpfrädern 28 äußerst robust, langlebig und einfach ist und daß durch geeignete Form der Schleuderbleche 28′ die Menge des Wassers und die Breite der Sprühzone eingestellt werden kann. Es ist nur noch ein Antriebsmotor erforderlich. Die gesamte Baugruppe ist kompakt. Das Wannenrestwasser muß nicht mehr nach jedem Gefrierzyklus abgelassen werden; vielmehr genügt eine Reinigung der Wanne in größeren Abständen, z. B. ein Mal taglich. Die Gefrierleistung kann erhöht werden. Trotzdem erhält man - wie Versuche gezeigt haben - einwandfrei klare Kleineiskörper.
-
- 1 Eiskörper
- 2 Eisansatz
- 10 Verdampfer
- 11 Kühlmittelleitung
- 12 Gefrierzelle
- 13 Zellenwand
- 14 Isolierstoffleiste
- 15 Heizrohr
- 16 Verbindungsrohr
- 17 Metalleiste
- 18 Heißgasrohr
- 20 Sprühvorrichtung
- 21 Schlitten
- 22 Motor
- 23 Ritzel
- 24 Zahnstange
- 25 Laufschiene
- 27 Motor
- 28 Schaufelrad
- 29 Räumblech
- 30 Wasserwanne
- 31 Wannenstirnwand
- 32 Klappe
- 33 Spritzschutzwand
- 34 Ablauf
- 35 Zulauf
- 36 Gitter
- 50 endloses Zugmittel
- 51 Nocken
- 52 Umlenkrad
- 53 Lenkrad
- 54 fester Anschlag
- 55 Führungsleiste
- 56 längsgeschlitztes Blech
- 57 Fühlleiste
- 58 Endschalter
- 59 Räumgitter
- 60 Expansionsventil
- 61 Heißgasventil
- 28′ Schleuderblech
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