NL1017722C2 - Werkwijze en inrichting voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/water-mengsel uit een houder. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/water-mengsel uit een houder

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/water-mengsel uit een houder, zoals een kamer voor het onder lage druk en koeling produceren van een ijs/water-mengsel.

5 Een ijs/water-mengsel kan worden geproduceerd door het toevoeren van water aan een bijvoorbeeld buisvormige kamer waarin een zodanig lage druk en temperatuur heerst, dat water wordt verdampt en bevriest op een in de kamer geplaatst koud oppervlak, waarbij door het verdampen warmte wordt onttrokken aan het niet-verdampte water, dat 10 daardoor wordt omgezet in een ijs/water-mengsel. Bij een dergelijke, uit US- A-4.845.954 bekende werkwijze wordt gebruik gemaakt van een kamer met een waterbad, waaruit het ijs/water-mengsel via een overloop wordt afgevoerd. Bij een dergelijke, uit WO-A-OO/37865 bekende werkwijze wordt gebruik gemaakt van een zich in lengterichting van het vat uitstrekkende, 15 hellende goot met aan het onderuiteinde een afvoer.

Een probleem bij het op dergelijke wijze produceren van een ijs/water-mengsel is dat ijsaangroei op de wanden kan optreden, waardoor de afvoer verstopt kan raken. Om dit probleem te verminderen kan er voor gekozen worden de afvoer onder een wateroppervlak te plaatsen. Hierdoor 20 heerst ter plaatse van de afvoer een hogere druk dan op het kokende wateroppervlak. Door de hogere druk zullen kookverschijnselen ter plaatse van de afVoer worden voorkomen en aldus bevriezing van de afvoer.

Evenwel betekent deze oplossing tevens dat de snelheden in het gecreëerde waterbad relatief laag zullen zijn, waardoor alsnog ijsafscheiding kan 25 optreden door de lagere massadichtheid van het ijs. Doordat het afgescheiden ijs kan gaan werken als een zeef voor het ijs/water-mengsel, f) < ", , ’ ^ ' > .1 '' — * · u.. :·*« 2 waardoor alleen nog maar water wordt doorgelaten, kan de afVoer van ijs uit de houder alsnog stagneren. Dit probleem is op te lossen door het toepassen van een mechanisch roerwerk, dat het vormen van een ijszeef voorkomt. Een dergelijk roerwerk is echter voorzien van een asdoorvoer 5 naar de omgeving, hetgeen tot lekkage van lucht naar de vacuümruimte kan leiden, hetgeen desastreus is voor het productieproces voor het vormen van het ijs/water-mengsel.

Met de uitvinding wordt beoogd een werkwijze te verschaffen, waarmee ter plaatse van de afvoer aanvriezen kan worden voorkomen en 10 verholpen zonder dat moet worden voorzien in bewegende delen die een af te dichten doorvoer naar de omgeving vereisen.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bij een werkwijze van de in de aanhef omschreven soort bereikt, als ter plaatse van de afvoer een fluïdum wordt toegevoerd, met welk fluïdum een impuls wordt uitgeoefend 15 op het af te voeren ijs/water-mengsel, waardoor ter plaatse van de afvoer een hydromechanische menging wordt gecreëerd. Door deze maatregelen wordt enerzijds op effectieve wijze het vormen van een ijszeef voorkomen en kan anderzijds zich vormende of gevormde ijsafzetting door de via het fluïdum uitgeoefende impuls en/of door beïnvloeden van de temperatuur 20 van het toegevoerde medium op effectieve wijze worden voorkomen of verholpen.

Een effectieve impuls is op het af te voeren ijs/water-mengsel uit te oefenen, als overeenkomstig een de voorkeur verdienende uitvoeringswijze van de uitvinding het fluïdum via ten minste een sproeier 25 boven de afvoer wordt toegevoerd. Het ijs/water-mengsel is hierdoor in beweging te houden en de afvoer in te stuwen. Alternatief of aanvullend is het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding mogelijk, dat het fluïdum in de vorm van een straal in of bij de afvoer wordt toegevoerd, waarbij het dan in het bijzonder de voorkeur verdient, dat de 30 straal tangentiaal ten opzichte van de afvoer gericht wordt toegevoerd.

3

Aldus is een turbulente menging te bewerkstelligen met in de afVoer een cyclooneffect, waardoor het ten opzichte van het water lichtere ijs van de wand van de afvoer af wordt gedrongen, hetgeen het aanvriesgevaar nog verder verkleint.

5 Als toe te voeren fluïdum wordt een voorkeur uitgesproken voor water, daar dit het proces van het produceren van een ijs/watermengsel uiteraard het minst zal storen. Door het aldus toevoeren van water kan niet alleen ijsvorming ter plaatse van de afVoer worden voorkomen, maar door het geschikt opstellen van sproeiers is tevens te bewerkstelligen dat zich 10 nergens plaatselijk droogvallen in de inrichting voordoet, welk voordeel in het bijzonder spreekt als binnen de houder gewerkt wordt met relatief dunne waterfïlms voor het vormen van het ijs/water-mengsel, zoals dat bijvoorbeeld het geval is bij een werkwijze en inrichting volgens de eveneens op naam van aanvraagster staande, niet-voorgepubliceerde 15 Nederlandse octrooiaanvrage 1014202.

Voor het creëren van een turbulente omgeving bij de afvoer onder zo min mogelijk verstoren van het productieproces verdient het volgens een verdere uitvoeringswijze van de uitvinding de voorkeur, dat water met een temperatuur nabij het vriespunt van het ijs/watermengsel wordt 20 toegevoerd. Dit water kan dan bijvoorbeeld worden onttrokken aan het afgevoerde ijs/water-mengsel en worden gerecirculeerd. Het productieproces en de productiecapaciteit worden dan zo min mogelijk beïnvloed. Evenwel kan het, bijvoorbeeld voor het voorkomen of verhelpen van ijsafzettingen, gewenst zijn, dat water met een temperatuur boven het vriespunt van het 25 ijs/watermengsel wordt toegevoerd. Daarbij zou bijvoorbeeld gedacht kunnen worden aan water afkomstig uit de toevoer aan de houder, derhalve water met een iets hogere temperatuur dat nog door verdamping en afkoeling tot een ijs/water-mengsel moet worden omgevormd. Uiteraard is het ook mogelijk afhankelijk van het gewenste effect water met een 30 temperatuur nabij het vriespunt van het ijs/watermengsel dan wel water 4 met een hogere temperatuur toe te voeren. Verder kan afhankelijk van de specifieke behoefte ook water met een andere temperatuur en afkomstig van een andere plaats worden gebruikt, waarbij dit laatste vanzelfsprekend ook geldt voor toegevoerd water met een temperatuur nabij het vriespunt van 5 het ijs/watermengsel.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/water-mengsel uit een houder, zoals een kamer voor het onder lage druk en koeling produceren van een ijs/water-mengsel, welke inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt 10 door ter plaatse van de afvoer opgestelde fluïdumtoevoermiddelen. Op de eerste plaats kan hierbij gedacht worden aan ten minste een direct boven de afvoer geplaatste sproeier, doch voor het niet laten droogvallen van enig deel van de in de houder aanwezige geleidingsoppervlakken voor het vormen van een ijs/watermengsel door het daar over heen laten lopen van 15 water, kunnen ook op afstand van de afvoer daarboven opgesteld sproeiers zijn aangebracht.

Alternatief of aanvullend kan er overeenkomstig de uitvinding in zijn voorzien, dat de fluïdumtoevoermiddelen ten minste een in of nabij de afvoer uitmondende pijp omvatten, waarmee naast een impulseffect tevens 20 een cyclooneffect is op te wekken.

Een effectief voorkomen van verstoppingen bij de afvoer met zo min mogelijk verstoring van het productieproces is overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te bewerkstelligen, als de fluïdumtoevoermiddelen in de vorm van een sproeier of een pijp op afstand 25 van de afvoer verbonden zijn met een op de afvoer aansluitende afvoerleiding. Aldus is door recirculatie verstopping te voorkomen zonder de temperatuur van het ijs/water-mengsel wezenlijk te beïnvloeden. Dient er preventief voor te worden gezorgd dat zich geen ijsafzetting binnen de houder op de daarvoor gevoelige vlakken voordoet dan wel zich vormende of 30 reeds gevormde ijsafzettingen te worden verwijderd, dan is dit volgens een 5 verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te realiseren, als de fluïdumtoevoermiddelen in de vorm van een sproeier of een pijp verbonden zijn met een naar de houder lopende toevoerleiding voor tot in een ijs/water-mengsel om te vormen water. Uiteraard is het ook mogelijk afhankelijk van 5 het gewenste effect de fluïdumtoevoermiddelen de ene keer te verbinden met een bron met water met een temperatuur nabij het vriespunt van het ijs/watermengsel en de andere keer met een bron met water met een hogere temperatuur.

Onder verwijzing naar in de tekening schematisch weergegeven 10 uitvoeringsvormen zullen de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding, zij het uitsluitend bij wijze van niet-beperkend voorbeeld, thans nader worden toegelicht. Daarbij toont:

Fig. 1 een eerste uitvoeringsvorm in dwarsdoorsnede;

Fig. 2 een tweede uitvoeringsvorm in langsdoorsnede; 15 Fig. 3 een doorsnede volgens de lijn III-III in Fig. 2;

Fig. 4 op vergrote schaal een deel van een bovenaanzicht van een derde uitvoeringsvorm; en

Fig. 5 een doorsnede volgens de lijn V-V in Fig. 4.

In Fig. 1 is schematisch in dwarsdoorsnede een cilindervormige 20 houder 1 weergegeven, die door niet weergegeven middelen onder onderdruk is te brengen. Binnen de houder 1 is een koellichaam 2 opgesteld boven een tweetal hellend opgestelde geleidingsorganen 3, die langs hun bovenrand zijn voorzien van distributiemiddelen 4, waarmee een langs de geleidingsorganen 3 omlaag lopende waterfilm is te creëren. De 25 distributiemiddelen 4 worden gevoed door een watertoevoer 5. Door het in de houder 1 aanleggen van een onderdruk, zal een deel van de waterfilm verdampen en op het koellichaam 2 vastvriezen. Door het verdampen wordt de temperatuur van het niet-verdampende water van de waterfilm op de geleidingsorganen 3 verlaagd, waardoor zich een ijs/water-mengsel vormt, 30 dat zich nabij de onderzijden van de geleidingsorganen 3 verzameld en via 6 een afvoer 6 uit de houder 1 wordt verwijderd mede onder de werking van een pomp 7 in een op de afvoer 6 aansluitende leiding 8.

Boven de afvoer 6 is een sproeier S geplaatst, die het af te voeren ijs/water-mengsel zodanig in beweging kan houden, dat dit niet aan de 5 wand in de omgeving van de afvoer 6 gaat vastvriezen of samenklonteren, waardoor de afvoer 6 geblokkeerd en verstopt zou kunnen geraken. De sproeier 9 wordt gevoed door een leiding 10 die via een leiding 11 met een kraan 12 in verbinding slaat met de watertoevoer 5 en/of door een leiding 13 die via een kraan 14 en een ijsfïlter 15 is verbonden met de leiding 8 op 10 een punt voorbij de pomp 7. Aldus kan de sproeier 6 naar keuze worden gevoed met warmer water afkomstig van de watertoevoer 5 of met kouder water afkomstig van de afvoer 6 of met een mengsel van beide. Uiteraard is het ook mogelijk nog water met een andere temperatuur uit een andere, niet weergegeven bron te gebruiken of bij te mengen. In het algemeen zal 15 het de voorkeur verdienen te sproeien met water afkomstig uit de leiding 8 omdat dit in hoofdzaak dezelfde temperatuur heeft als het ijs/water-mengsel ter plaatse van de afvoer 6. Wordt ijsafzetting gevreesd of moet zich vormende dan wel gevormde ijsafzetting worden verwijderd, dan kan gekozen worden voor het toevoeren of bijmengen van water met een hogere 20 temperatuur.

In Fig. 1 is nog een leiding 16 weergegeven, waarmee water uit de leiding 11 en/of de leiding 16 kan worden toegevoerd aan een plaats in de afvoer 6, welke uitvoering verder zal worden toegelicht bij de bespreking van Fig. 4 en 5.

25 In Fig. 2 en 3 is een inrichting voor het produceren van een ijs/water-mengsel weergegeven, die op soortgelijk wijze als getoond in Fig. 1 is voorzien van een houder 1, een koellichaam 2, geleidingsorganen 3, distributiemiddelen 4, een afvoer 6, een sproeier 9 en een leiding 10. Bij een dergelijke inrichting kan een aantal afVoeren 6 aanwezig zijn, die dan elk 30 van een sproeier kunnen worden voorzien. Wordt echter gekozen voor een 7 centraal geplaatste afvoer 6, zoals getoond in Fig. 2, dan sluiten de geleidingsorganen 3 aan op een licht hellende bodem 17. Om de kans op vastvriezen en samenklonteren van het ijs/watermengsel op die bodem 17 te verkleinen is een tweetal extra sproeiers 18 aanwezig, die geplaatst zijn bij 5 de uiteinden de bodem 17.

In Fig. 4 en 5 is op vergrote schaal het deel van de inrichting rond de afvoer 6 weergegeven. Aanvullend naast de sproeier 9 is een pijp 19 aangebracht die in de afvoer 6 tangentiaal gericht uitmondt. Deze pijp 19 is te voeden met de in Fig. 1 aangeduide leiding 16 en heeft bij het toevoeren 10 van water een cyclooneffect tot gevolg, dat wil zeggen dat het afgevoerde ijs/water-mengsel in de afvoer 6 in rotatie wordt gebracht, waardoor als gevolg van centrifugaal werking het ten opzichte van het water lichtere ijs naar het midden van de afvoer 6 wordt gedrongen, zodat de kans dat dit ijs gaat vastzitten aan de wand van de afvoer 6 verder wordt verkleind.

15 Het spreekt voor zich, dat binnen het kader van de uitvinding, zoals neergelegd in de bijgaande conclusies, nog vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn naast die welke hierboven reeds werden besproken. Zo is de uitvinding nader toegelicht aan de hand van een inrichting waarbij met een over geleidingsorganen gevoerde waterfilm een ijs/watermengsel 20 wordt geproduceerd. Het zal de deskundige aanstonds duidelijk zijn dat de uitvinding evenzeer met evenveel voordeel toepasbaar is bij andere productiewijzen en -inrichtingen, zoals bijvoorbeeld die bekend uit US-A-4.845.954 en WO-A-OO/37865. In de voorgaande uitvoeringsvoorbeelden is steeds gesproken over het toevoeren van water aan de sproeiers en de pijp. 25 In plaats van water kan ook elk ander geschikt fluïdum worden gekozen. Voor het verkrijgen van water of een ander fluïdum met een relatief lage temperatuur kan ook gekozen worden voor het leiden van de leiding 10 langs of door het in de houder opgestelde koellichaam.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/water-mengsel uit een houder, zoals een kamer voor het onder lage druk en koeling produceren van een ijs/water-mengsel, met het kenmerk, dat ter plaatse van de afvoer een fluïdum wordt toegevoerd, met welk fluïdum een 5 impuls wordt uitgeoefend op het af te voeren ijs/water-mengsel, waardoor ter plaatse van de afvoer een hydromechanische menging wordt gecreëerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het fluïdum via ten minste een sproeier boven de afvoer wordt toegevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het 10 fluïdum in de vorm van een straal in of bij de afvoer wordt toegevoerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de straal tangentiaal ten opzichte van de afvoer gericht wordt toegevoerd.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat als fluïdum water wordt gebruikt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat water met een temperatuur nabij het vriespunt van het ijs/watermengsel wordt toegevoerd.

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat water met een temperatuur boven het vriespunt van het ijs/watermengsel wordt 20 toegevoerd.

8. Inrichting voor het via een afvoer verwijderen van een ijs/watermengsel uit een houder, zoals een kamer voor het onder lage druk en koeling produceren van een ijs/water-mengsel, gekenmerkt door ter plaatse van de afvoer opgestelde fluïdumtoevoermiddelen.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de fluïdumtoevoermiddelen ten minste een boven de afvoer opgestelde sproeier omvatten.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de fluïdumtoevoermiddelen ten minste een in of nabij de afvoer uitmondende pijp omvatten.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de 5 fluïdumtoevoermiddelen in de vorm van een sproeier of een pijp op afstand van de afvoer verbonden zijn met een op de afvoer aansluitende afvoerleiding.

12. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de fluïdumtoevoermiddelen in de vorm van een sproeier of een pijp verbonden 10 zijn met een naar de houder lopende toevoerleiding voor tot in een ijs/water-mengsel om te vormen water. ', >V "Ί = \ > *